JPH0216842Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は溶融金属の連続鋳造用超音波振動鋳型
に関するものである。

連続鋳造においては、一般に鋳造中の鋳型と鋳
片の焼付き防止、潤滑性向上を目的に、鋳型にオ
シレーシヨンと呼ばれる毎分数10回〜100数10回、
ストローク数mm〜10数mmの往復運動を行なわせて
いる。このオシレーシヨン鋳造法では、鋳片表面
に鋳型の往復運動に起因する縞状凹凸模様（通常
オシレーシヨンマークという）ができる。多くの
場合このオシレーシヨンマークは鋳片および製品
板の表面疵の原因となる。

この問題を解決するために、最近オシレーシヨ
ンに替わつて超音波振動を鋳型に加え、オシレー
シヨンと同等もしくはそれ以上の鋳型と鋳片の焼
付き防止効果、潤滑向上効果を得る方法設備が開
発されている。従来実施されている超音波振動鋳
造法は、鋳型銅板全体を振動させる方式のため、
鋳造に必要な鋳型銅板振幅を得るためには、振動
子を多数取付けねばならず、設備費の増大を招い
ていた。

この問題を解決するために、鋳型における振動
必要部分、つまりメニスカス部分のみを効率良く
振動させるため、鋳型銅板のメニスカス相当部分
を薄肉化する方法が実施されている。

第１図は従来から実施されている鋳型銅板全体
を振動させる方式の超音波振動鋳型であり、１は
振動子、２は振動連結棒、３は鋳型フレーム、４
は鋳型銅板である。この図に示すように振動子に
よつて発生した超音波振動は、振動連結棒を介し
て鋳型銅板に伝播し、銅板全体を振動させる。

第２図はメニスカス部分のみを振動させる方式
の鋳型を表わしたものであり、１は振動子、２は
振動連結棒、３は鋳型フレーム、４は鋳型銅板、
５は振動連結棒取付け座、６は薄肉溝部である。
振動子によつて発生した超音波振動は、振動連結
棒を介して鋳型銅板に伝播するが、その振動は第
２図中薄肉部６に閉じ込められる。

第３図に薄肉溝部への振動閉込め状況を示す。
鋳造を行うためには、この薄肉部分に必要な振幅
が現われていれば良く、銅板全体を振動させるエ
ネルギーに比べ、はるかに小さな振動エネルギー
で鋳造が可能である。これにより振動子取付け個
数が削減可能となる。

薄肉溝幅は、鋳型銅板に伝播されている振動の
半波長の整数倍とすることが振幅増大対策上望ま
しいことが知られている。しかしながら、この薄
肉溝の幅をあまり大きくすると、銅板肉厚が薄い
が故に変形が大となるという問題が発生する。こ
のため実際上は半波長の１〜３倍程度の幅の薄肉
溝を持つ銅板が使用されているのが普通である。
実際の鋳造に際しては、この薄肉溝幅つまり鋳型
銅板振動部幅が重要な意味を持つている。

超音波振動による鋳型と鋳片の焼付き防止効
果、潤滑性向上効果を得るためには、鋳型内溶銅
面レベルを鋳型鋼板振動部分内に常に保持してい
なければならない。鋳造の定常安定領域において
は、鋳型内溶鋼面レベルを目標囲内でほぼ一定に
保持することは比較的容易であるが、実操業にお
いては種々のトラブル等により鋳型内溶鋼面レベ
ルが大きく変化する場合がある。

鋳型内溶鋼面レベルが大きく変化すると、鋳型
銅板振動部分を外れる場合がある。このような場
合には当然のことながら超音波振動による鋳片と
鋳型の焼付き防止効果、潤滑性向上効果が得られ
ないことになる。本考案はこの問題点を解決する
ものである。

以下本考案を図面により説明する。

第４図に示すように、所定の厚みｔを有する鋳
型銅板鋳造方向に薄肉溝部６を複数本設けること
にあり、これにより鋳型内溶鋼面レベルの変動に
も対応可能となる。この場合の振動制御の方法と
しては、鋳型内溶鋼面レベルをレベル検出器等で
検出し、通常の目標位置にある場合は、上段の薄
６−１のみに振動を加えれば良く、溶鋼面レベル
が低下し、上段溝部から外れる場合は、下段の薄
肉溝６−２に振動を加えれば良い。勿論常時全部
の薄肉溝に振動を加えていても良い。

なお薄肉部については第５図に示すように鋳造
幅方向に区画７で分割して設けても良い。

次に本考案の実施例を説明する。

第４図に示す形状の鋳型銅板（長辺銅板50mm×
2240mm×900mm、短辺銅板50mm×220mm×900mm）
を製作し、実機鋳型に組込んで使用しした。この
場合の銅板薄肉溝部は、長辺銅板では幅80mm、長
さ2000mm、深さ35mm、短辺銅板では幅80mm、長さ
160mm、深さ35mmとした。

鋳造に際しては超音波振動発生機から振動子、
振動連結棒を介して電力3KW、振動数15KHzの
超音波振動を各銅板に入射した。この時に得られ
た実際の鋳型銅板薄肉溝部の振動振幅は、銅板に
埋込んでおいた加速度センサーで計測（加速度セ
ンサーを２回積分することにより、振幅が求めら
れる。）した。得られた振幅は約２〜5μmであつ
た。鋳型のオシレーシヨンは実施しなかつた。

この様な条件でサイズ210mm×1100mmの鋳片を
約200m（約360ton）にわたつて、引抜速度
1.0m／分で鋳造したが、超音波振動による焼付
き防止効果、潤滑性向上効果が顕著に認められ、
トラブルなく鋳造を完了した。この間意識的に溶
鋼面レベルを変化させたが問題なかつた。

鋳片表面状況についてもオシレーシヨンマーク
は当然のことながら出来ず、表面にはわずかに湯
じわ状の模様がみられた程度であつた。

以上述べたように、本考案は超音波振動鋳造特
にスラブ鋳造を実用化するに当つて非常に重要で
ありかつ安定鋳造への寄与が大きく実用的であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来例の説明図、第３図は
振幅指数の図表、第４図は本考案の説明図、第５
図は本考案の他の例の説明図である。 １……振動子、４……鋳型銅板、５……振動連
結棒取付け座、６……薄肉溝。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 鋳型銅板厚ｔを有する連続鋳造用鋳型におい
   て、メニスカス近傍の鋳型銅板に鋳型の巾方向に
   薄肉溝を複数本設け、かつ各薄肉溝に超音波振動
   子と接触すべき振動連結棒取付け座を備えたこと
   を特徴とする連続鋳造用超音波振動鋳型。