JPH0130578B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は横型連続鋳造装置に関する。

〔従来の技術〕

鋼の連続鋳造設備においては、鋳片の品質を改
善する目的で電磁攪拌装置が適用されている。

特に、タンデイツシユからの溶鋼を鋳型に注入
する耐火物製注湯口と鋳型とが、密着して設けら
れる形式の装置によつて連続鋳造する場合に、従
来公知の鋳型内の溶鋼に電磁攪拌を与えるのでは
なく、鋳造中、上記注湯口部において鋳型に進入
する溶鋼を電磁的に攪拌することによつて、注湯
口より鋳型に移行する継目部分の溶鋼に攪拌を与
えながら鋳型に進入せしめ、鋳型に進入時の溶鋼
冷却条件の急変を緩和し、以て鋳片表皮部に異常
な凝固組識が発生するのを解消することを目的と
した技術が開示されている（特開昭53−135827号
公報）（以下「先行技術」とする）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記先行技術では、注湯口部（電攪ゾ
ーン）と鋳型（冷却ゾーン）とをそれぞれ独立し
た状態で単に並設させているにすぎなかつたた
め、両者の組付け時のピツチ等の寸法精度確保の
困難性も然ることながら、長期使用においては注
湯口部が単なる耐火物製であるため、角部や継目
部分が削れたり欠けたりし、特に溶湯に対して
は、次に示す幾つかの欠点が存在していた。

１ 電磁攪拌を行なつているにも拘らず、なお熱
的不連続部、即ち注湯口部と鋳型の継目部分に
おける冷却条件の急変を完全に解消することは
できず、そのため、鋳片表面の欠陥を皆無にす
ることはできなかつた。

２ 注湯口部と鋳型との継目部分において、継
目からの溶湯の洩れ、継目への溶湯の差込み
による表面欠陥の発生、注湯口部と鋳型との
芯出し不良により注湯口と鋳型の継目に段差又
は片寄りが生じること、またその段差又は片寄
りによる表面欠陥の発生、及び鋳型からの鋳片
の引抜きが不良となり操業停止となること、な
ど多くの問題点が存在していたが、依然として
未解決のままであつた。

３ 先行技術においては、電攪の効果を有効に発
揮させつつパイプ材を鋳造することは困難であ
つた。

即ち、パイプ材鋳造において電攪効果を最大
限発揮させるためには、中子鋳型内の溶湯が攪
拌されなければならない。そのためには中子鋳
型の開口基端部はタンデイツシユの開孔部（湯
口部）又は注湯口部に密嵌されなければならな
いが、先行技術ではタンデイツシユの側壁も注
湯口部も共に単に耐火物製であるため、中子鋳
型の密嵌は強度的問題や取付け寸法精度等の問
題のために非常に困難であつた。

仮に、強度や精度を解決するために鋳型の基
端部に中子鋳型の基端部を密嵌させたとして
も、電攪は中子鋳型浸入前の溶湯に対して行な
われ、肝心の中子鋳型内の溶湯に対しては電攪
効果が与えられないことになる。これでは良好
な品質のパイプ材を製造することはできないの
である。

４ 先行技術においては、パイプ材鋳造から丸棒
材鋳造への切替え、更には鋳造材の寸法（断面
形状）の変更の際は、鋳型も注湯口部もそれぞ
れ分解又は取替えし、再度、注湯口部とタンデ
イツシユ、及び注湯口部と鋳型との溶湯シール
を完全に行なう必要があり、この取替え及びシ
ール作業は非常に面倒且つ熟練を要する作業で
あつた。

５ 先行技術では鋳造材の多本引に対処するため
には、引出本数に応じて一本ごとに注湯口部等
の寸法・形状を変化させなければならず、多本
引への対応が繁雑でコスト高となり、非常に難
しいという欠点があつた。

６ 先行技術では健全な鋳物を鋳造するために
は、絶えず鋳型内壁が潤滑剤（植物油やフラツ
クスなど）で被覆されているよう、どうしても
鋳型内への潤滑剤の強制圧入を常時施さねばな
らない欠点があつた。

本発明者等は、先行技術におけるこのような実
情に鑑み、その改善を鋭意研究してきたが、加え
て、特に銅又は銅合金の横型連続鋳造であつて
も、鋳物の品質を著しく向上させることのできる
横型連続鋳造装置を開発することを目的としてき
たものである。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するための本発明の構成は、内
径が鋳片の外径形状に構成された一体の黒鉛管
を、その基端部側より並列して、外周に断熱材を
介して電磁攪拌装置を一体的に設けた導湯管部
と、外周に水冷鋳型を一体的に設けた鋳型本体部
とに区分し、この導湯管部と鋳型本体部とを一体
構造とした上記黒鉛管の基端部を保持炉の底部側
壁開孔部に横型に密嵌させ、上記導湯管部内にお
ける溶湯を攪拌回転流となし、この攪拌回転流の
溶湯を上記鋳型本体部内に供給するよう構成した
ことをその要旨とする。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明を説明する。

第１図及び第２図は本発明実施例装置の湯口系
の概略縦断面図で、第１図は銅合金ビレツト材鋳
造時について、第２図は銅合金パイプ材鋳造時に
ついて例示したものである。

図において、１は溶湯保持炉炉壁、２は黒鉛
管、３は断熱材、４は電磁攪拌装置、５は水冷ジ
ヤケツト、６は鋳片を示す。

黒鉛管２は、内径が鋳片６の外径形状に構成さ
れ、その基端部７は保持炉炉壁１の開孔部９に密
嵌されると共に水平に突出して保持され、その他
端部１０が水冷ジヤケツト５の他端１１と相当の
長さになる長さを有している。

しかして、この黒鉛管２は、保持炉より順に導
湯管部１２と鋳型本体部１３とに二区分される。
即ち、導湯管部１２と鋳型本体部１３とが同一材
料の黒鉛管２にて一体的に連設されている。

導湯管部１２においては、その外周が断熱材３
で被覆されると共に、この断熱材３を介して電磁
攪拌装置４（この例では回転コイル）が配設され
ている。

導湯管部１２に並列した鋳型本体部１３におい
ては、その外周側のほゞ全面に亘り水冷ジヤケツ
ト５が覆設され、いわゆる水冷鋳型部１４が構成
されている。この水冷鋳型部１４は、図に示すよ
うに水平状態に固定されており、水冷ジヤケツト
５には給水管１５及び排水管１６が接続されてい
る。

なおパイプ材の鋳造に際しては、第２図に示す
ように、黒鉛管２内に中子鋳型１７が取付けられ
る。この中子鋳型１７は、黒鉛管２の基端部７よ
り他端部１０近くにまで伸びており、中子鋳型１
７の取付け基部１８を黒鉛管２の基端部７に嵌着
することにより固定保持されている。

このように構成された上記実施例湯口系におい
ては、保持炉より出た溶湯１９は、先ず導湯管部
１２において全く凝固しない状態で電磁攪拌装置
４より発生した回転磁界によつて攪拌回転し、矢
印で示すような攪拌回転流となつて水冷鋳型部１
４に供給される。

この溶湯回転流は、水冷鋳型部１４に入るや凝
固し、所定形状の鋳片６を形成することになる。

第３図は、このようにして鋳造された銅合金パ
イプ材２０のマクロ金属組織概略図である。

パイプ材２０は結晶粒２２が微細で均一に分散
しており、しかも横型連鋳の宿命とも言える水冷
鋳型内の上下間温度差の影響をほとんど受けるこ
となく、凝固ゾーン２３を示す内径ストロークマ
ーク２４は矢印で示す引抜方向に対してほゞ垂直
に立ち、均一でほゞ垂直な凝固ゾーン２３を形成
し、且つ偏肉や曲りは全く見られず、内径の真空
度は非常に良好である。

〔発明の効果〕

本発明装置は、内径が鋳片の外径形状に構成さ
れた一体の黒鉛管を、その基端部側より並列し
て、外周に断熱材を介して電磁攪拌装置を一体的
に設けた導湯管部と、外周に水冷鋳型を一体的に
設けた鋳型本体部とに区分し、この導湯管部と鋳
型本体部とを一体構造とした上記黒鉛管の基端部
を保持炉の底部側壁開孔部に横型に密嵌させたの
で、保持炉より出た溶湯は、先ず導湯管部におい
て電磁攪拌装置によつて発生した回転磁界によつ
て回転力が働き、攪拌回転流となつて水冷鋳型部
に供給される。

このような本発明装置は、次に示すような特有
の効果を発揮するものである。

(a) 先行技術において生じていた熱的不連続部、
即ち注湯口部と鋳型の継目部分で生じる冷却条
件の急変部、は完全に解消され、冷却条件の変
化は滑かな変化となり、電攪の効果を最大限発
揮させることができる。それにより、溶融金属
の凝固が非常に円滑となり、鋳物の表面欠陥を
皆無にすることができた。

(b) 先行技術は、注湯口部（電攪ゾーン）と鋳型
（冷却ゾーン）とをそれぞれ独立した状態で単
に並設させているにすぎないため、両者の組付
け時のピツチ等の寸法精度確保の困難性も然る
ことながら、長期使用においては注湯口部が単
なる耐火物製であるため、角部や継目部分が削
れたり欠けたりし、溶湯に対してはどうしても
前記した継目部分の問題点が多く存在してい
た。

それに対して、本発明装置では、電攪ゾーン
と冷却ゾーンとを共通の一本の黒鉛管を貫通さ
せて連結しているので、溶湯に対しては、いわ
ゆる継目部分における前記諸問題は全く存在し
なくなり、完全に解消された。

(c) 先行技術では前記した理由によりパイプ材の
鋳造は品質的にも技術的にも困難であつた。

それに対し本発明装置では、中子鋳型の基端
部を炉底部側壁の開口孔部に臨ませて黒鉛管の
基端部に密嵌させることができ、然もその密嵌
状態は強度的に堅固であり、寸法精度も非常に
高く取付けることができる。

これにより中子鋳型内の溶湯は、丁度、黒鉛
管の導湯管部位置にあることになり、電攪装置
の攪拌効果を最大限に得ることができることに
なる。

このように本発明装置では、パイプ材製造の
ための中子鋳型の取付位置、取付強度が最適で
あり、また取付及び取外作業も以下に記すよう
に非常に簡単であり、加えて品質的にも優れた
パイプ材を鋳造することができるという顕著な
効果を有するものである。

(d) 前記したように、本発明装置は共通の黒鉛管
を通しての一体構造（それぞれの部位は分離さ
れることなく一体化した一セツトとして取扱わ
れる）であるため、更に次の様な利点が認めら
れる。

中子鋳型は黒鉛管の基端開口部より挿入す
るようにして簡単に設置できるため、パイプ
材の鋳造が容易である。また、パイプ材鋳造
後も、セツトされた装置を分解することな
く、中子鋳型のみを他端側より基端側に押し
出すようにして簡単に取外せるので、丸棒材
の鋳造への切替えも非常に簡単である。

鋳造材の寸法（断面形状）を変更する際、
先行技術では鋳型も注湯口部もそれぞれ取替
えし、再度、注湯口部とタンデイツシユ、及
び注湯口部と鋳型との溶湯シールを完全に行
なう必要があり、この取替え及びシール作業
は非常に面倒且つ熟練を要する作業であつ
た。

それに対し、本発明装置では、各部位も含
めて鋳造装置全体が一体構造のため、セツト
一式ごとの取替えで鋳造材の寸法変更作業の
全てが完了し、且つ困難なシール作業を伴な
わないので非常に便利である。

鋳造材の多本引の際は、先行技術の場合で
あると、引出本数に応じて一本ごとに注湯口
部等の寸法・形状を変化させなければなら
ず、多本引への対応が非常に困難であつた。

それに対し、本発明装置では上記一体構造
と同様の考え方で複数本引の全体をも一体構
造とした一セツトとすることができるため、
容易に多本引に対応できる利点がある。

(e) 先行技術では健全な鋳物を鋳造するために
は、フラツクスやナタネ油等の植物油の潤滑剤
を鋳型内へ強制圧入し、どうしても鋳型内の潤
滑を行なう必要があつた。

それに対し、本発明装置では、黒鉛管自体が
有するカーボンの固体潤滑の効果が有るので、
鋳型内を強制潤滑する必要が全くないという利
点を有する。

(f) なお本発明装置に係る黒鉛管は、施盤加工に
より容易に精度をだすことができ、且つ、硬
度、強度、耐熱性、耐久性、寸法精度等に於い
ても最適のものである。

以上説明したように、本発明装置によれば、先
行技術（特開昭53−135827号発明）の欠点が一挙
に解消されると共に、更に、晶出温度が高く、マ
トリツクスに比べ比重差の大きい金属間化合物を
均一に分散させ、健全な鋳物を製造することがで
きるので、金属間化合物を分散させた耐摩耗性銅
合金鋳造物の製造に最適の装置である。

また、本発明装置により製造された銅又は銅合
金のビレツト材（丸棒、角材）又はパイプ材は、
真円度と伸直度が非常に良く、特にパイプ材は偏
肉が非常に小さい。また結晶粒が微細化され均一
分散されているので、鋳物巣やブローホール等の
鋳物欠陥が著しく減少し、鋳片内部の品質向上に
顕著な効果が見られた。

なお、ここで使用する電磁攪拌装置は、ロー
タリーコイルタイプ、リニアーコイルタイプ、
ソレノイドコイルタイプのいずれにおいても効
果が認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明実施例装置湯口系の
概略縦断面図で、第１図は銅合金ビレツト材鋳造
時について、第２図は銅合金パイプ材鋳造時につ
いて例示したものである。第３図は本発明実施例
装置により鋳造されたパイプ材断面のマクロ組織
概略図である。 ３…断熱材、４…電磁攪拌装置、１２…導湯管
部、１３…鋳型本体部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内径が鋳片の外径形状に構成された一体の黒
   鉛管を、その基端部側より並列して、外周に断熱
   材を介して電磁攪拌装置を一体的に設けた導湯管
   部と、外周に水冷鋳型を一体的に設けた鋳型本体
   部とに区分し、この導湯管部と鋳型本体部とを一
   体構造とした上記黒鉛管の基端部を保持炉の底部
   側壁開孔部に横型に密嵌させ、上記導湯管部内に
   おける溶湯を攪拌回転流となし、この攪拌回転流
   の溶湯を上記鋳型本体部内に供給するよう構成し
   たことを特徴とする横型連続鋳造装置。