JP2003145252A - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents
連続鋳造用鋳型Info
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Abstract
際、長期に使用しても絶縁性が確保され、維持管理も効
率的で、長期にわたり良質な鋳片が得られる連続鋳造用
鋳型を提供する。 【解決手段】 電磁コイルを有する溶融金属の連続鋳造
装置の連続鋳造用鋳型において、1対の第1の冷却銅板
が1対の第2の冷却銅板にはさまれ、前記第1の冷却銅
板と前記第2の冷却銅板との合わせ面は、絶縁物を介し
て電気的に互いに絶縁されており、前記1対の第1の冷
却銅板と組み合わされる第1のバックプレートと前記第
2の冷却銅板と組み合わされる1対の第2のバックプレ
ートとは、絶縁物を介して電気的に互いに絶縁して締結
固定され、かつ、前記1対の第1バックプレートおよび
前記1対の第2のバックプレートのうちの少なくとも一
つのバックプレートの外周面が電気的絶縁物で被覆され
ている。
Description
る連続鋳造装置に関し、安定的に電磁力を鋳型内の溶融
金属に印加し、長期にわたり良質の鋳片を得ることがで
きる鋳型に関するものである。
金属の湯面の安定化、連続鋳造した鋳片表面の平滑化、
および鋳造速度の高速化を達成するために、鋳造時に電
磁力を利用する技術が開発されており、特開昭52−3
2824号公報には、図12に示すように、鋳型31を
包囲するように配置され、耐火物で絶縁された通電コイ
ル35に交流電流を供給して、溶融金属32のメニスカ
ス部を湾曲させ、パウダー34の流入を促すとともに、
初期凝固における鋳型と鋳片との接触圧を軽減すること
により、表面性状の向上を図ることが開示されている。
しかしながら、電磁コイルによって付与される交流磁場
により、鋳型を構成する冷却銅板に誘導電流が誘起さ
れ、その表面効果によって鋳型内の溶融金属に付与さる
べき磁場が減衰することになる。
での磁場の減衰を抑制し、電磁効果を更に向上させるた
めに、特開平05−15949号公報には、図11に示
すように内部水冷構造の金属製鋳型31と、この鋳型を
周回して高周波電流を通す電磁コイル35とを備えた金
属の連続鋳造装置であって、その鋳型31は、a)その
上部に鋳造方向に延び、かつ鋳型の上端までは達しない
複数のスリット36により分割された内部冷却可能な構
造のセグメント部分37を有するか、あるいはb)鋳造
方向に延びて鋳型の上端まで達する複数のスリット36
により分割された内部冷却可能なセグメント37部分
と、このセグメント部分を連結する複数の桁を有するも
のとし、電磁コイル35がセグメント部分を周回するよ
うに配置される連続鋳造装置が、開示されている。
た鋳型では、バックプレートなどで補強することができ
ず剛性が劣るので、鋳型に熱変形が生じやすく、スラブ
などの大断面を鋳造する鋳型には適用することが困難で
あった。これらの点を解決するために、特開2000−
246397号公報では、図10に示すように、連続鋳
造鋳型内の溶融金属のメニスカス初期凝固部付近の金属
に前記鋳型壁に直角な方向に電磁力を印加させる溶融金
属の連続鋳造装置において、前記鋳型31の外周面に交
流電流を通電する電磁コイル35と、1対の第1の冷却
銅板39と、この銅板と組み合わされる非磁性のステン
レス鋼からなる第1のバックプレート41、および1対
の第2の冷却銅板40と、この銅板と組み合わされる非
磁性のステンレス鋼からなる第2のバックプレート4
2、および絶縁物46を含む複数の分割冷却部からな
り、それぞれの前記第1の冷却銅板と前記第2の冷却銅
板とは、鋳造面と反対側の面に少なくとも1つの溝を有
し、それぞれの前記第1および第2の冷却銅板と組み合
わされるバックプレートで前記第1および第2の冷却銅
板の前記溝を有する面側を密閉固定することにより、前
記溝は冷却通路43を形成し、前記第1の冷却銅板と前
記第2の冷却銅板とは、絶縁物46を介して電気的に絶
縁されており、前記第1のバックプレートと前記第2の
バックプレートとは、電気的に互いに絶縁された状態で
締結されている鋳型とを備えることが開示されている。
46397号公報に開示された連続鋳造装置の鋳型で
は、電磁力のロスを低減できるとともに、鋳型の各辺の
全長を単位として分割することによって、加工精度、組
み立て精度を確保できるという利点がある。
と第2のバックプレート42との間に、絶縁物を挟み込
んで締結すること、あるいは、絶縁材料を挟むことなく
空隙50を設けることによって電気的に絶縁することが
開示されている。
冷銅板が磨耗したり変形するなどの結果、第1、第2の
冷却銅板39,40を第1、第2のバックプレート4
1、42により支持固定して鋳型を構成する際、バック
プレートの同士の間隔が変化することになる。このた
め、絶縁物をはさみ込んでも、必ずすき間が生じる。バ
ックプレート同士を絶縁するために挟み込む絶縁材料の
厚さをその都度、調整する作業が必要であり効率的では
ない。また、空隙により電気的絶縁性を確保しようとす
る場合、鋳造中に溶融金属のスプラッシュや粉塵、水、
水蒸気がこの空隙に入り込み、付着して、バックプレー
ト間の絶縁が低下し、誘導電流が流れ易くなり、溶融金
属に付与さるべき電磁力が低下するという問題がある。
また、バックプレート同士の合わせ面だけに絶縁を設け
ても、図9に示すようにこの絶縁部を超え、バックプレ
ート同士にまたがってスプラッシュや粉塵が付着し、短
絡することがあり、合わせ面だけの絶縁では、安定した
絶縁を得ることが困難であるという問題がある。
置において、鋳型の長期使用に際しても、鋳型の絶縁性
を確保し安定して電磁力を付与でき、鋳型の維持管理も
効率的で、長期にわたって良質な鋳片をうることができ
る連続鋳造用鋳型を提供するものである。
に、本発明は以下の構成を要旨とするものである。
連続鋳造用鋳型において、連続鋳造用鋳型は、1対の第
1の冷却銅板が1対の第2の冷却銅板にはさまれ、前記
第1の冷却銅板と前記第2の冷却銅板との合わせ面は、
絶縁物を介して電気的に互いに絶縁されており、前記第
1の冷却銅板と組み合わされる1対の第1のバックプレ
ートと前記第2の冷却銅板と組み合わされる1対の第2
のバックプレートとは、絶縁物を介して電気的に互いに
絶縁して締結固定され、かつ、前記第1の冷却銅板と組
み合わされる1対の第1のバックプレートおよび前記第
2の冷却銅板と組み合わされる1対の第2のバックプレ
ートのうち、少なくとも一つのバックプレートの外周面
が、電気的絶縁物で被覆されていることを特徴とする連
続鋳造用鋳型。
連続鋳造用鋳型において、連続鋳造用鋳型は、1対の第
1の冷却銅板が1対の第2の冷却銅板にはさまれ、前記
第1の冷却銅板と前記第2の冷却銅板との合わせ面は、
絶縁物を介して電気的に互いに絶縁されており、前記第
1の冷却銅板と組み合わされる1対の第1のバックプレ
ートと前記第2の冷却銅板と組み合わされる1対の第2
のバックプレートとは、絶縁物を介して電気的に互いに
絶縁して締結固定され、かつ、前記第1の冷却銅板と組
み合わされる1対の第1のバックプレートおよび前記第
2の冷却銅板と組み合わされる1対の第2のバックプレ
ートのうち、少なくとも一つのバックプレートの冷却銅
板と組み合わされる面を除く外周面が、電気的絶縁物で
被覆されていることを特徴とする連続鋳造用鋳型。
連続鋳造用鋳型において、連続鋳造用鋳型は、1対の第
1の冷却銅板が1対の第2の冷却銅板にはさまれ、前記
第1の冷却銅板と前記第2の冷却銅板との合わせ面は、
絶縁物を介して電気的に互いに絶縁されており、前記第
1の冷却銅板と組み合わされる1対の第1のバックプレ
ートと前記第2の冷却銅板と組み合わされる1対の第2
のバックプレートとは、絶縁物を介して電気的に互いに
絶縁して締結固定され、かつ、前記第1の冷却銅板と組
み合わされる1対の第1のバックプレートおよび前記第
2の冷却銅板と組み合わされる1対の第2のバックプレ
ートのうち、少なくとも一つのバックプレートの冷却銅
板と組み合わされる面とこの組み合わされる面の反対側
の面とを除く外周面が、電気的絶縁物で被覆されている
ことを特徴とする連続鋳造用鋳型。
的絶縁物が、テフロン(登録商標)又はセラミックスで
あることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1つに
記載の連続鋳造用鋳型。
従って詳細に説明する。
念を示す斜視図であり、図2〜図6は、このようにして
組み立てられた本発明の装連続鋳造用鋳型の水平断面概
略図である。図1〜図6において、本発明の連続鋳造用
鋳型は、1対の対向する第1の冷却銅板1,1(通常、
鋳型の短辺側)と、これを挟んで対向する1対の第2の
冷却銅板2,2(通常、鋳型の長辺側)とから鋳型壁面
が構成され、さらに、これらの冷却銅板の背面、すなわ
ち冷却銅板の溶鋼と接する側と反対側の面、には、第1
の冷却銅板1,1と組み合わされてこれを支持する1対
の第1のバックプレート5、5と、第2の冷却銅板2,
2と組み合われされてこれを支持する1対の第2のバッ
クプレート6,6が設けられる。さらに、第1の冷却銅
板1,1とこれを挟んで配置される第2の水冷銅板2,
2との合わせ面12は、絶縁物により電気的に絶縁され
ると共に、第1のバックプレート5,5と、これと組み
合わされる第2のバックプレート6,6とは、電気的に
絶縁されて締結されている。
ンレス鋼で構成されており、第1のバックプレート5,
5と第2のバックプレート6,6との間は、間隙13が
あり、締結ボルト9により電気的に絶縁されて締結固定
される。すなわち、締結ボルト9の頭部および軸部とバ
ックプレート6,6の外周面およびボルト穴の内面との
間には、絶縁ワッシャー10および絶縁スリーブ11が
介在しており、これにより電気的に絶縁されて締結固定
され、これにより鋳型が形成される。
造時に鋳型内の溶融金属に交流磁場を与えるための交流
電流を流すためのコイル8が設けられる。なお、本発明
において、絶縁物とは、電気的絶縁物を言う。
のバックプレートの電気的絶縁をさらに確実なものとす
るために、図2に示すように、第1の冷却銅板1、1と
組み合わされる1対の第1のバックプレート5、5およ
び第2の冷却銅板2,2と組み合わされる1対の第2の
バックプレート6,6のうちの少なくとも一つのバック
プレートの外周面を、電気的絶縁物7で被覆するもので
ある。
に示すように、第1の冷却銅板1、1と組み合わされる
1対の第一バックプレート5、5および第2の冷却銅板
2,2と組み合わされる1対の第2のバックプレート
6,6のうちの少なくとも一つのバックプレートの冷却
銅板と組み合わされる面、即ち冷却銅板と接触している
面14を除く外周面を電気的絶縁物7で被覆するもので
ある。
は密着して組み合わされており、冷却銅板1とバックプ
レートの冷却銅板と接触する面14との間は、間隙がほ
とんどないため、スプラッシュ、粉塵が入り込むことが
少なく、この面に絶縁被覆を形成しなくても、絶縁性が
低下する可能性が少ない。したがって、上記バックプレ
ートの冷却銅板と組み合わされる面14、すなわち、冷
却銅板と接触する面14、を除いた外周面のみに、言い
換えれば、冷却銅板と組み合わされない、すなわち、冷
却銅板と接触しない外周面のみに、絶縁被覆を形成する
ものである。
に示すように、第1の冷却銅板1、1と組み合わされる
1対の第1バックプレート5,5および第2の冷却銅板
2,2と組み合わされる1対の第2のバックプレート
6,6のうちの少なくとも一つのバックプレートの冷却
銅板と組み合わされる面14と、この組み合わされる面
の反対側の面15とを除く外周面を電気的絶縁物で被覆
するものである。
と組み合わされる面14のほか、この組み合わされる面
14の反対側の面15には、この面と対向して間隙を形
成するバックプレートの面がなく、また、スプラッシ
ュ、粉塵になどが付着することも少ないため、この面に
絶縁被覆を形成しなくても絶縁性が低下する可能性が少
ない。このため、バックプレートの外周面のうち、冷却
銅板と組み合わされる面14とこの組み合わされる面の
反対側の面15を除いた部分に電気的絶縁被覆を形成す
るものである。これにより、電気的絶縁被覆を形成する
面積を少なくすることができ、コスト的に有利である。
冷却銅板と組み合わされる第1のバックプレート5,5
の双方に絶縁被覆を設けているが、図5に示すように、
いずれか一方のバックプレートのみとしてもよい。ま
た、図6に示すように、第2の冷却銅板と組み合わされ
る第2のバックプレート6,6に同様に絶縁被覆を設け
ても良い。なお、絶縁被覆する面積は、第1の冷却銅板
(通常、短辺側)と組み合わされる第2バックプレート
の方が相対的に小さいので、コスト的には好ましい。
熱性を備える電気絶縁性材料、テフロン(登録商標)、
セラミックスなどを使用できる。特に、テフロン(登録
商標)はその施工性にも優れており好ましい。また、コ
ストは高いが、アルミナ、ジルコニア等のセラミックス
を溶射した絶縁被覆は、耐熱性、耐磨耗性ともさらに向
上したものとなり好ましい。
述のように、基材(バックプレート)にブラスト処理を
した後に絶縁材料を塗布焼付、あるいは溶射などにより
形成することができる。粒子状テフロン(登録商標)を
加工面を覆うように配置して、加熱して溶着させても良
い。また、絶縁被覆の厚さは0.5〜1mm程度とする
のが好ましい。この絶縁皮膜は、スプラッシュや粉塵の
付着による絶縁の低下をできるだけ広範囲に防止するた
めに、バックプレートの垂直高さ方向には、全高さに渡
って形成することが好ましい。
挟んで配置される第2の冷却銅板2との合わせ面12に
は、絶縁物が設けられ、電気的に絶縁されるが、この合
わせ面の絶縁物は冷却銅板1および冷却銅板2のいずれ
か一方または双方の面に配置される。すなわち、図7
は、図2〜図6に示した本発明の連続鋳造用鋳型のコー
ナー部近傍を拡大した水平断面概略図である。図2〜図
6に示す例においては、図7(a)のように、第1の冷
却銅板1とこれを挟んで配置される第2の冷却銅板2の
合わせ面12の双方に、合わせ面の絶縁物3及び4が設
けられているが、この合わせ面の絶縁物は、図7
(b)、図7(c)に示すように、冷却銅板1および冷
却銅板2のいずれかの板の面に配置しても良い。
を備える電気絶縁性材料であれば良いが、耐磨耗性にも
優れた電気絶縁性セラミックスが好ましい。このような
セラミックスとしては、アルミナ系セラミック、ジルコ
ニア系セラミックス等を適用できる。冷却銅板の合わせ
面に絶縁物を設けるには、絶縁物、例えばアルミナの板
を、耐熱接着剤などにより接着する方法、あるいは、絶
縁物の粉末をプラズマあるいはガス溶射法にて銅板の表
面に溶射して形成する方法など適宜採用することができ
る。
る方法は、特開2000−246397号公報に開示さ
れたような銅板とバックプレートとで水冷通路を設ける
ようにしても良いし、銅板内に貫通孔を穿って冷却水路
を設けるようにするなど、周知の方法を採用することが
できる。
800mmのサイズの水冷構造の鋳型を20mm厚さの
銅板により構成し、その背面に50mm厚さの非磁性ス
テンレス鋼製のバックプレートを配して鋳型を構成し、
この鋳型の外周に電磁コイルを設置し、図2のような水
平断面構造の鋳型とした。第2のバックプレート6の外
面およびボルト穴内面と締結ボルト9の頭部および軸部
との接触面には絶縁ワッシャー10および絶縁スリーブ
11を設けるとともに、第1のバックプレート5の外周
面に、テフロン(登録商標)を厚さ1mmで被覆し、絶
縁被覆7を形成した。但し、第1の冷却銅板1と第2の
冷却銅板2との合わせ面には、図7(b)に示すよう
に、第1の冷却銅板の1にジルコニア系セラミックスを
溶射し、厚さ0.5mm×幅20mm×高さ800mm
の合わせ面の絶縁物3を形成した。
て、溶融金属としてのS45Cの溶鋼を鋳型に供給し、電
磁コイル8に100Hzの交流電流を通電しつつ連続鋳造
を行った。なお、比較例としてバックプレートの外周面
に、絶縁被覆を形成していない鋳型を用いて同様に鋳造
を行った。
コイルの垂直方向中心で、かつ鋳型幅、厚さの中心位置
での磁場強度を測定し、各時点での磁場強度と初期状態
での磁場強度との比、すなわち、相対磁場強度を調査し
た。その結果を図8に示す。
た場合には、鋳造時間の経過とともに相対磁場強度が低
下するのに対して、本発明の鋳型を使用した場合には、
鋳造時間が100時間を超えても相対磁場の低下はなく、
絶縁性が初期と同様に十分確保されていることがわか
る。
ートに絶縁被覆が形成されているため、スプラッシュや
粉塵の付着による鋳型を構成するバックプレート同士の
電気的な絶縁の低下を、効率的かつ確実に防止でき、電
磁力を付与して溶融金属を連続鋳造する際、長期に鋳型
の絶縁性を確保し、安定して電磁力を付与できさらに、
鋳型の維持管理も効率的で、長期にわたって良質な鋳片
をうることができる。
図。
図。
図。
図。
の絶縁物の配置状況を示す部分水平断面概略図であり、
(a)は、合わせ面の双方の面に、(b)は、合わせ面
の片方の面に、(c)は、合わせ面の他の片方の面に、
それぞれ絶縁物を配置した状況を示す。
対磁場強度との関係を示す図。
着物の付着状況を示す部分水平断面概略図。
図。
対側面 31…鋳型 32…溶融金属 33…メニスカス 34…パウダー 35…通電コイル 36…スリット 37…セグメント 38…浸漬ノズル 39…第1の冷却銅板 40…第2の冷却銅板 41…第1のバックプレート 42…第2のバックプレート 43…冷却水通路 44…締結ボルト 45…締結ボルト 46…絶縁物 47…シール物 48…合わせ面 49…鋳造面 50…間隙
Claims (4)
- 【請求項1】 電磁コイルを有する連続鋳造装置の連続
鋳造用鋳型において、連続鋳造用鋳型は、1対の第1の
冷却銅板が1対の第2の冷却銅板にはさまれ、前記第1
の冷却銅板と前記第2の冷却銅板との合わせ面は、絶縁
物を介して電気的に互いに絶縁されており、前記第1の
冷却銅板と組み合わされる1対の第1のバックプレート
と前記第2の冷却銅板と組み合わされる1対の第2のバ
ックプレートとは、絶縁物を介して電気的に互いに絶縁
して締結固定され、かつ、前記第1の冷却銅板と組み合
わされる1対の第1バックプレートおよび前記第2の冷
却銅板と組み合わされる1対の第2バックプレートのう
ち、少なくとも一つのバックプレートの外周面が、電気
的絶縁物で被覆されていることを特徴とする連続鋳造用
鋳型。 - 【請求項2】 電磁コイルを有する連続鋳造装置の連続
鋳造用鋳型において、連続鋳造用鋳型は、1対の第1の
冷却銅板が1対の第2の冷却銅板にはさまれ、前記第1
の冷却銅板と前記第2の冷却銅板との合わせ面は、絶縁
物を介して電気的に互いに絶縁されており、前記第1の
冷却銅板と組み合わされる1対の第1のバックプレート
と前記第2の冷却銅板と組み合わされる1対の第2のバ
ックプレートとは、絶縁物を介して電気的に互いに絶縁
して締結固定され、かつ、前記第1の冷却銅板と組み合
わされる1対の第1バックプレートおよび前記第2の冷
却銅板と組み合わされる1対の第2のバックプレートの
うち、少なくとも一つのバックプレートの冷却銅板と組
み合わされる面を除く外周面が、電気的絶縁物で被覆さ
れていることを特徴とする連続鋳造用鋳型。 - 【請求項3】 電磁コイルを有する連続鋳造装置の連続
鋳造用鋳型において、連続鋳造用鋳型は、1対の第1の
冷却銅板が1対の第2の冷却銅板にはさまれ、前記第1
の冷却銅板と前記第2の冷却銅板との合わせ面は、絶縁
物を介して電気的に互いに絶縁されており、前記第1の
冷却銅板と組み合わされる1対の第1のバックプレート
と前記第2の冷却銅板と組み合わされる1対の第2のバ
ックプレートとは、絶縁物を介して電気的に互いに絶縁
して締結固定され、かつ、前記第1の冷却銅板と組み合
わされる1対の第1のバックプレートおよび前記第2の
冷却銅板と組み合わされる1対の第2のバックプレート
のうち、少なくとも一つのバックプレートの冷却銅板と
組み合わされる面とこの組み合わされる面の反対側の面
とを除く外周面が、電気的絶縁物で被覆されていること
を特徴とする連続鋳造用鋳型。 - 【請求項4】 前記バックプレートを被覆する電気的絶
縁物が、テフロン(登録商標)又はセラミックスである
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の
連続鋳造用鋳型。
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| JP2007283380A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造用鋳型及び連続鋳造方法 |
| CN115722640A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-03-03 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 改善连铸小方坯表面回温的二冷喷嘴布置方法 |
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