JPH02182349A - 引上げ連続鋳造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、上下に貫通した型孔を有する鋳型の下部を溶
湯中に浸けて、型孔の下部開口から溶湯を侵入させ、該
溶湯を型孔周囲から冷却し凝固させつつ連続的に引上げ
て管体を形成する引上げ連続鋳造方法に関するものであ
る。 （従来の技術） 第８図に示す如く、従来の斯種引上げ連続鋳造方法は、
冷却鋳型（１）の上部を湯面から臨出させて、鋳型（１
）下部は溶湯中に浸け、鋳型の型孔（２）の下部開口か
ら該型孔内に溶湯を侵入させる。 冷却鋳型（１）の上方から型孔（２）にスターティング
ロッド（３）を挿入し、該ロッド（３）の下端に突設し
た軸ＩＩ（３１）に溶湯を付着させ、型孔（２）内の外
周部の溶湯の凝固を待って、スターティングロッド（３
）を引上げる。 型孔（２）を包囲する水冷ジャケット（１１）による奪
熱によって、溶湯は型孔（２）に沿って冷却凝固しつつ
引き上げられる。 湯桶（６）には湯の減りに応じて、炉から溶湯（５）が
連続的に補給される。 （本発明が解決すべき課題） 従来の引上げ連続鋳造方法では、鋳造管の外径は、型孔
の孔径によって決まるが、内径を規制するものがないの
で偏肉が生じ易い。 連続鋳造された管体は、化学プラントの反応管として使
用されることが多く、反応管は、外から加熱して使用さ
れることが多いため、管の肉厚は薄い方が熱効率は良い
。他方、管の剛性を維持するには、口径に応じて一定の
肉厚は必要である。 即ち、反応管は、管の剛性を維持出来る程度の一定厚み
に形成することが望ましいが、従来の引上げ連続鋳造方
法では、満足出来る管体を形成することは出来なかった
。 又、上記連続鋳造によって形成した管体の結晶構造は、
第６図、第７図に示す柱状晶のものしか得られない。 結晶構造が柱状晶の管体は、内面から割れが発生し易い
。 結晶構造を第４図、第５図に示す等軸孔にすると、内面
からの割れが発生し難い。 本発明は、筒状の溶湯凝固層（５１）の上端に密栓を施
し、溶湯凝固層（５１）の内部を真空状態にして該溶湯
凝固層（５１）を引き上げと共に、引上げ途上にて、該
凝固層に回転磁界を作用させることによって、結晶構造
が等軸孔であり、且つ偏肉の生じない管体を形成するこ
とのできる引上げ連続鋳造方法及びその装置を明らかに
するものである。 （課題を解決する手段） 上記目的を達するために本発明の連続鋳造方法は、上下
に貫通した型孔（２）を有する冷却鋳型（１）の下部を
溶湯中に浸けて、該型孔（２）の下部開口から溶湯を侵
入させ、該溶湯を冷却凝固させつつ凝固層（５１）を連
続的に引上げて管体を形成する引上げ連続鋳造方法に於
て、型孔（２）内の湯面に蓋部（５２）を形成し、該蓋
部（５２）と、蓋部（５２）の外周に連続して形成され
る筒状凝固層（５１）とを該筒状凝固層（５１）の内部
を真空状態に維持して引上げ、引上げ途上にて、冷却鋳
型の上方にて、筒状凝固層の内面の未凝固の溶湯（５ａ
）に対して、該筒状凝固層の軸心を回転中心とする回転
磁界を作用せしめることを特徴とする。 又、本発明の引上げ連続鋳造装置は、上下に貫通した型
孔（２）を有する冷却鋳型（１）の下部を溶湯中に浸け
て、該型孔（２）の下部開口がら溶湯を侵入させ、該溶
湯を冷却凝固させつつ凝固層（５１）を連続的に引上げ
て管体を形成する引上げ連続鋳造装置に於て、冷却鋳型
の上方にて凝固層（５１）の移行路の軸心を回転中心と
する回転磁界を生じる回転磁界発生装置（９）を配備し
ている。 （作用及び効果） 型孔（２）内の湯面に蓋部（５２）を形成する。この蓋
部（５２）の形成は、型孔（２）内の湯面の全面を凝固
させて形成することが出来、或は、第３図の如

【、スタ
ーティングロッド（３）に型孔（２）よりも少し小径の
円板を取り付け、該円板を型孔（２）の湯面に直接被せ
ることによって蓋部（５２）と成すこともできる。 冷却鋳型（１）の型孔面に接して凝固した円筒状凝固層
（５１）と該凝固層（５１）の上端の蓋部（５２）とを
一体に引上げる。 筒状の溶湯凝固層（５１）の上端と蓋部（５２）とは気
密に連続して、筒状凝固層（５１）内への外気の流入は
完全に遮断されているため、引上げ途上の筒状凝固Ｊｉ
ｉ　（５１）の内部は真空状態である。 従って、引上げ中の筒状凝固層（５１）内を、未凝固の
溶湯（５ａ）が、その重量と大気圧がバランスする高さ
まで上昇する。該未凝固の溶湯（５ａ）に対して、回転
磁界発生装置（９）による回転磁界が作用して、該溶湯
に（５ａ）遠心力が働く。 この遠心力によって、未凝固の溶湯は円筒状凝固層（５
１）内面に沿って周方向に流動しつつ、該筒状凝固層を
介して奪熱されて凝固し、これによって凝固層の厚みが
均一に大きくなる。 上記連続鋳造法によって形成した管体の結晶構造は、等
軸孔となることは、顕微鏡写真によって確認済みである
。 更に、上記連続鋳造法では、従来よりも凝固層（５１）
の引上げ速度を高めても、必要な肉厚の鋳造管を形成す
ることができ、管の製造能率を高めることができる。 （実施例） 以下の実施例は本発明を説明するためのものであって、
特許請求の範囲を限定し、或は範囲を減縮する様に解す
べきではない。 第１図は本発明の実施状況を示している。 実施例の引上げ連続鋳造装置は、上部を湯面から臨出さ
せて、下部は溶湯中に浸けた冷却鋳型（１）と、該鋳型
の上方にて、溶湯の凝固層（５１）の引上げ移行路を包
囲して、保温装置（７）、該保温装置（７〉の上方に冷
却装置（８）及び該冷却装置の外側に該冷却装置を包囲
して回転磁界発生装置（９）を配備して構成される。 冷却鋳型（１）は、中央部に上下に貫通する型孔（２）
を水冷ジャケット（１１）にて包囲し、該水冷シャケ・
ント（１１）の外側を耐火壁（図示せず）にて保護され
ている。 保温装置（７）は、後記の如く、溶湯の筒状凝固層（５
１）の内側の未凝固溶湯（５ａ）の凝固を抑える役割を
果たすものであって、実施例では、インダクションヒー
タを使用したが、これに限定されることはなく、各種ヒ
ータを用いることができる。 冷却装置（８）は、冷却鋳型（１）の水冷ジャケット（
１１）と同様の水冷ジャケットを用いれば可い。 実施例の回転磁界発生装置（９）は、公知の三相交流に
よる回転磁界発生装置であって、該装置は筒状溶湯凝固
層（５１〉の移行路を包囲して、該移行路の同心円上に
３個の磁気コイル（図示せず）を２π／３隔てて配備し
、各コイルに位相が２π／３ずれる様な対称三相電流を
流して、移行路の回りに回転磁界を作用させるものある
。 然して、冷却鋳型（１）下部は溶湯（５）中に浸け、冷
却鋳型（１）の型孔（２）の下部開口から型孔（２）内
に溶湯（５）を侵入させる。 スターティングロッド（３）を型孔（２）内に挿入し、
該ロッド（３）先端の軸木（３１）’Ｅ溶湯に浸け、湯
面が全面に亘って凝固するのを待って、スターティング
ロッド（３）を引上げる。 冷却鋳型（１）の型面に沿って筒状に凝固した部分に対
し、前記型孔（２）内の湯面が凝固した部分が蓋部（５
２）となって、該蓋部（５２）と筒状凝固層（５１）が
一体に引き上げられる。 蓋部（５２）と筒状凝固層（５１）は気密に連続して、
筒状凝固層（５１）内ｌ＼の外気の侵入は完全に遮断さ
れており、このため、筒状凝固層（５１）内は真空状態
となる。 これによって、未凝固の溶湯（５ａ）は、その重量と大
気圧がバランスする高さまで筒状凝固層（５１）内を上
昇する。 上記未凝固の溶湯（５ａ）は、保温装置（７）を通過す
る間は、凝固が抑えられ、冷却装置（８）に達すると凝
固が促進される。 冷却装置（８）の外側には回転磁界発生装置（９）が配
備されて、溶湯の凝固層（５１）の移行路の中心を回転
中心として回転磁界が生じており、凝固層（５１）の内
側の未凝固の溶湯は磁界の回転方向に回転ながら凝固し
、この時、未凝固の溶湯は遠心力がｆヤ用するため、凝
固層の厚みは均一に増す。 尚、回転磁界は円筒状凝固層（５１）にも作用して、該
凝固層を回転させる力、即ち、製造途上の管体を回転さ
せる力が働くのは勿論であるが、スターティングロッド
及び管体の引上げ装置（図示せず）が、管体の回転を阻
止する程度の強さで管体を挟圧して引上げれば問題はな
い。 未凝固の溶湯が真空円筒状凝固層内にて、大気圧とバラ
ンスする高さＨは、 １０００／ρ　ａｍ　　　　　（ρ：密度（ｇ／Ｃｌ６
２）】である。 溶湯の密度は成分によって異なるが７．５ｇ／ａｍ’程
度であり、上記の式から、筒状凝固層内を未凝固の溶湯
（５ａ）が約１３３０ｍｍ上昇する。 回転磁界発生装置（９）及び冷却装置（８）は、溶湯（
５ａ）の最大上昇高さの近傍に配備することが望ましい
。 第３図は、本発明の他の実施例を示しており、スターテ
ィングロッド（３）に冷却鋳型（１）の内径よりも少し
小さい蓋板（５３）を取付けて、該蓋板を型孔（２）内
の湯面に被せ、該蓋板の外周部の溶湯が凝固した時点で
、スターティングロッド（３）を引上げて連続鋳造する
。 第３図の実施例では、型孔（２）内の外周部に比べて凝
固の遅い、湯面の中央部分の凝固を待つことなく、筒状
凝固層（５１）を引上げることが出来、能率的である。 本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範
囲に記載の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施状況の説明図、第２図は型内の湯
面を凝固させて蓋部を形成した状態の断面図、第３図は
蓋部の他の実施例の説明図、第４図は結晶構造が等軸孔
の管体の横断面、第５図は第４図■−■に沿う断面図、
第６図は結晶構造が柱状晶の管体の断面図、第７図は第
６図■−■線に沿う断面図、第８［２Ｉは従来例の引上
げ連続鋳造装置の断面図である。 （１）・・冷却鋳型　　　（２）・・・型　孔（３）・
・・スターティングロッド ＜５）・・・溶　湯　　　　（５１）・・・凝固層（５
ａ）・・・未凝固の溶湯 出願人　　　久保田鉄工株式会社 第８０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］上下に貫通した型孔（２）を有する冷却鋳型（１
   ）の下部を溶湯中に浸けて、該型孔（２）の下部開口か
   ら溶湯を侵入させ、該溶湯を冷却凝固させつつ凝固層（
   ５１）を連続的に引上げて管体を形成する引上げ連続鋳
   造方法に於て、型孔（２）内の湯面に蓋部（５２）を形
   成し、該蓋部（５２）と、蓋部（５２）の外周に連続し
   て形成される筒状凝固層（５１）とを該筒状凝固層（５
   １）の内部を真空状態に維持して引上げ、引上げ途上に
   て、冷却鋳型の上方にて、筒状凝固層の内面の未凝固の
   溶湯（５ａ）に対して、該筒状凝固層の軸心を回転中心
   とする回転磁界を作用せしめることを特徴とする引上げ
   連続鋳造方法。 ［２］上下に貫通した型孔（２）を有する冷却鋳型（１
   ）の下部を溶湯中に浸けて、該型孔（２）の下部開口か
   ら溶湯を侵入させ、該溶湯を冷却凝固させつつ凝固層（
   ５１）を連続的に引上げて管体を形成する引上げ連続鋳
   造装置に於て、冷却鋳型の上方に凝固層（５１）の軸心
   を回転中心とする回転磁界を生じさせる回転磁界発生装
   置（９）を配備した引上げ連続鋳造装置。