JPH02197352A - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents
連続鋳造用鋳型Info
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- JPH02197352A JPH02197352A JP1448389A JP1448389A JPH02197352A JP H02197352 A JPH02197352 A JP H02197352A JP 1448389 A JP1448389 A JP 1448389A JP 1448389 A JP1448389 A JP 1448389A JP H02197352 A JPH02197352 A JP H02197352A
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Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
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。
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〕
この発明は、緩冷却率を向上して鋳片の縦割れの防止効
果を高めた連続鋳造用鋳型に関する。
果を高めた連続鋳造用鋳型に関する。
一般に、鋼の連続鋳造用金型は、その素材として銅又は
銅合金を主体に製作されている。このように銅を主体と
する理由の一つは、その熱伝導率が大きいために溶鋼の
初期凝固を含むＳ７？型内での鋳片形成には不可欠な急
速冷却に適する点である。
銅合金を主体に製作されている。このように銅を主体と
する理由の一つは、その熱伝導率が大きいために溶鋼の
初期凝固を含むＳ７？型内での鋳片形成には不可欠な急
速冷却に適する点である。
最近の高速鋳造操業では鋳型材自身の熱伝導率に依存す
る他に、鋳型内の抜熱性能をさらに向上させる方策をも
採り入れている。
る他に、鋳型内の抜熱性能をさらに向上させる方策をも
採り入れている。
また、一方、連続鋳造鋳片に発生ずる表面欠陥の一つで
ある縦割れについては、特にδ→Ｔ変態を伴う中炭鋼域
における発生が皆無になっていない。この縦割れ発生の
メカニズムは、溶鋼が冷却され凝固シェルが形成される
過程で、潤滑剤であるハウダー層厚の不均一によって部
分的に冷却速度が遅くなり、シェル層が不均一になる。
ある縦割れについては、特にδ→Ｔ変態を伴う中炭鋼域
における発生が皆無になっていない。この縦割れ発生の
メカニズムは、溶鋼が冷却され凝固シェルが形成される
過程で、潤滑剤であるハウダー層厚の不均一によって部
分的に冷却速度が遅くなり、シェル層が不均一になる。
また同時に凝固における収縮が発生し、ざらに鋼種によ
っては変態による収１ｊｈも付加されて薄いシェル部分
に引張り応力が作用する結果、縦割れが生じる。
っては変態による収１ｊｈも付加されて薄いシェル部分
に引張り応力が作用する結果、縦割れが生じる。
そこで、このような縦割れ発生を防止するために、凝固
初期における急速冷却による不均一を防止する緩冷却法
が、すでに種々提案されている。
初期における急速冷却による不均一を防止する緩冷却法
が、すでに種々提案されている。
例えば、（１）鋳型内表面を波形にしたり（特開昭５３
−２８０２７号）、内表面に鋳込み方向へ細溝を設りた
り（特開昭６１−９２７５６号） 、（２）鋳型内面に
ポーラスめっきを施したり（特開昭５５−１５６６，４
２号、銅１５６６４３号） 、（３）金属製熱抵抗材を
鋳型上部に埋め込んだ方法（特開昭５４ ＝ ５ ｓ、
２５号）などがある。
−２８０２７号）、内表面に鋳込み方向へ細溝を設りた
り（特開昭６１−９２７５６号） 、（２）鋳型内面に
ポーラスめっきを施したり（特開昭５５−１５６６，４
２号、銅１５６６４３号） 、（３）金属製熱抵抗材を
鋳型上部に埋め込んだ方法（特開昭５４ ＝ ５ ｓ、
２５号）などがある。
しかしながら、上記（１）の方法では溝部にパウダーが
付着して早期に機能が低下する。（２）の方法では溶鋼
による気孔の封じ込めによる気孔内のエア膨張によって
コーティングに割れが生じてしまい、冷却均一の制御が
結果として保てない。（３）については緩冷却率は１０
％程度しか得られず、さらに緩冷却率を向上するには厚
みが大きくなり、製造コストの上昇を招く等の問題があ
る。
付着して早期に機能が低下する。（２）の方法では溶鋼
による気孔の封じ込めによる気孔内のエア膨張によって
コーティングに割れが生じてしまい、冷却均一の制御が
結果として保てない。（３）については緩冷却率は１０
％程度しか得られず、さらに緩冷却率を向上するには厚
みが大きくなり、製造コストの上昇を招く等の問題があ
る。
この発明は、このような従来の問題点にかんがみてなさ
れたものであって、鋳型の銅板内に通気孔を設ける等に
より上記問題点を解決することを目的としている。
れたものであって、鋳型の銅板内に通気孔を設ける等に
より上記問題点を解決することを目的としている。
この発明は、連続鋳造機用鋳型において、該鋳型内に設
けた鋳型冷却水路と溶鋼に接触する鋳型表面との間に、
少なくとも一端を大気に開口した多数の通気孔を設ける
とともに、該通気孔は供給量の調節可能な流体の供給ヘ
ッダにより連通せしめた連続鋳造用鋳型としたものであ
る。
けた鋳型冷却水路と溶鋼に接触する鋳型表面との間に、
少なくとも一端を大気に開口した多数の通気孔を設ける
とともに、該通気孔は供給量の調節可能な流体の供給ヘ
ッダにより連通せしめた連続鋳造用鋳型としたものであ
る。
本発明は、上記のような構成としたため、銅板内に設け
た多数の通気孔により緩冷却率が著しく向上し、その結
果、鋳片（シェル）の縦割れ発生率を著しく低減させる
ことができた。また、通気孔の一端は大気に開口してい
るため、通気孔内のエアの膨張にも対応でき、さらに通
気孔に空気等の流体を流入させるとともにその流量を変
化させることにより、微妙な冷却能力の調整が可能とな
り、従来のような鋳型内面コーティングに割れの生ずる
ような不具合も発生しない。
た多数の通気孔により緩冷却率が著しく向上し、その結
果、鋳片（シェル）の縦割れ発生率を著しく低減させる
ことができた。また、通気孔の一端は大気に開口してい
るため、通気孔内のエアの膨張にも対応でき、さらに通
気孔に空気等の流体を流入させるとともにその流量を変
化させることにより、微妙な冷却能力の調整が可能とな
り、従来のような鋳型内面コーティングに割れの生ずる
ような不具合も発生しない。
以下、この発明を図面及びグラフ等を参照して説明する
。
。
第１図は本発明に係る鋳型の縦断面図、第２図は第１図
における■−■断面を部分拡大した図である。図におい
て１は鋳型をなす銅板であって、２はこの銅板内に設け
た鋳型冷却水路（水冷孔）である。３は銅板１の溶鋼８
との接触面直近に通気孔４を形成するために設けたコー
ティング層である。
における■−■断面を部分拡大した図である。図におい
て１は鋳型をなす銅板であって、２はこの銅板内に設け
た鋳型冷却水路（水冷孔）である。３は銅板１の溶鋼８
との接触面直近に通気孔４を形成するために設けたコー
ティング層である。
本実施例における通気孔４の形成は以下のように行う。
即ち、先ず銅板１の型内面となる側に多数の細溝を機械
加工等の手段により鋼の鋳込み方向に沿って形成し、こ
の細溝にワックスを充填するとともにその表面に導電化
処理を行い、銅板に金属めっきを施して所要膜厚を有す
る前記コーティング層３を形成する。しかる後にワック
スを加熱除去することによって除去後の空洞、すなわち
通気孔４が形成されることになる。また、各通気孔４は
空気等の供給用ヘッダ４ａに連通していて、ここから通
気孔内に空気を流入することにより微妙な冷却能力の調
整ならびにコーティング層３の冷却を行うことが可能と
なっている。供給へラダ４ａは図外の供給量洞部装置を
介して空気を供給される。
加工等の手段により鋼の鋳込み方向に沿って形成し、こ
の細溝にワックスを充填するとともにその表面に導電化
処理を行い、銅板に金属めっきを施して所要膜厚を有す
る前記コーティング層３を形成する。しかる後にワック
スを加熱除去することによって除去後の空洞、すなわち
通気孔４が形成されることになる。また、各通気孔４は
空気等の供給用ヘッダ４ａに連通していて、ここから通
気孔内に空気を流入することにより微妙な冷却能力の調
整ならびにコーティング層３の冷却を行うことが可能と
なっている。供給へラダ４ａは図外の供給量洞部装置を
介して空気を供給される。
８は図外のタンデイツシュから浸漬ノズル９を介して型
内へ注湯された溶鋼であって、６はその溶鋼のメニスカ
スを示す。７はメニスカス６上に供給された潤滑剤とし
てのパウダーであって、コーティング層３と溶鋼８及び
その表面が凝固し始めたシェル５間の潤滑を図るもので
、シェル（鋳片）５の矢印ｆ方向への引抜きを円滑にす
るためのものである。
内へ注湯された溶鋼であって、６はその溶鋼のメニスカ
スを示す。７はメニスカス６上に供給された潤滑剤とし
てのパウダーであって、コーティング層３と溶鋼８及び
その表面が凝固し始めたシェル５間の潤滑を図るもので
、シェル（鋳片）５の矢印ｆ方向への引抜きを円滑にす
るためのものである。
また、前記通気孔４の配設範囲については、第１図に示
すごとく、メニスカス６を前後に鋳片５の引抜き方向へ
の鋳型振動及び浸漬ノズル９により注湯に際しての湯面
振動の幅を考慮して、鋳型すなわち銅板１の上端から約
３００ｍｍの深さに形成すれば充分であが、鋳型下端ま
で全長にわたり形成してもよい。
すごとく、メニスカス６を前後に鋳片５の引抜き方向へ
の鋳型振動及び浸漬ノズル９により注湯に際しての湯面
振動の幅を考慮して、鋳型すなわち銅板１の上端から約
３００ｍｍの深さに形成すれば充分であが、鋳型下端ま
で全長にわたり形成してもよい。
第３図は、本発明における鋳型熱伝達の状態を表したも
のであり、注湯された溶鋼の緩冷却率を計算すると次の
（１）式によって表すことができる。
のであり、注湯された溶鋼の緩冷却率を計算すると次の
（１）式によって表すことができる。
なお、図中の各文字は以下の意味を示す。
αよ ：溶鋼とコーテイング面間の熱伝達率α３ ：通
気孔の熱伝達率 α８ ：冷却水と鋳型間の熱伝達率 θ５ ：溶鋼温度 θｐ ：鋳型コーテイング面の温度 θ８ ：通気孔のコーティング側温度 θ、二逆気孔の銅板側温度 θＣ：銅板の冷却水側温度 ６ｗ ：冷却水温度 ｄ、：コーティング厚め ｄａ ：通気孔厚み ｄｏ ：銅板厚み λｐ ：コーティング熱伝導率 λＣ：銅板熱伝導率 ｑ−□ （θ５−θ８） αＳ λ、 α３ λ０ α８ ｄａ １ α５ λ、 λ。
気孔の熱伝達率 α８ ：冷却水と鋳型間の熱伝達率 θ５ ：溶鋼温度 θｐ ：鋳型コーテイング面の温度 θ８ ：通気孔のコーティング側温度 θ、二逆気孔の銅板側温度 θＣ：銅板の冷却水側温度 ６ｗ ：冷却水温度 ｄ、：コーティング厚め ｄａ ：通気孔厚み ｄｏ ：銅板厚み λｐ ：コーティング熱伝導率 λＣ：銅板熱伝導率 ｑ−□ （θ５−θ８） αＳ λ、 α３ λ０ α８ ｄａ １ α５ λ、 λ。
α讐
但し、 ｑ；単位面積当たりの抜熱量
へ９二木発明による鋳型を使用したときの減少抜熱量
△９／ｑ：緩冷却率
第４図は、鋳型抜熱量と縦割れ評点を表したものであり
、７０Ｘ１０’ｋｃａｊ２／ｎ（ｈ以下の抜熱量にする
ことによって、従来の縦割れ評点から大幅な低減が可能
になる。この場合、９０ Ｘ ］、 Ｏ’ｋｃａβ／ｒ
ｒｒｈの抜熱量から緩冷却率２０％を達成すれば、はぼ
縦割れ発生レベルを１．５以下に低減することが可能に
なる。ちなみに緩冷却率２０％とした場合、（１）式に
よって第２図の構造において採るべき寸法を決定するこ
とができる。
、７０Ｘ１０’ｋｃａｊ２／ｎ（ｈ以下の抜熱量にする
ことによって、従来の縦割れ評点から大幅な低減が可能
になる。この場合、９０ Ｘ ］、 Ｏ’ｋｃａβ／ｒ
ｒｒｈの抜熱量から緩冷却率２０％を達成すれば、はぼ
縦割れ発生レベルを１．５以下に低減することが可能に
なる。ちなみに緩冷却率２０％とした場合、（１）式に
よって第２図の構造において採るべき寸法を決定するこ
とができる。
なお、鋳型（銅板）内の通気孔を設ける位置は、溶鋼側
鋳型表面の直下から水冷部までの間であれば、いずれの
個所でも効果がある。しかし実際には鋳型（銅板）表面
から０．１〜１． Ｏｍｍの範囲に設けるのが望ましい
。これは、０．１胴以下であると鋳型面の摩耗及び静鉄
圧等により通気孔が破損してしまうからである。また通
気孔による緩冷却の効果は、通気孔が鋳型（銅板）表面
から離れるに従って小さくなる。よってｌ ＋ｎｔｎ以
内の範囲が好ましい。また、通気孔は鋳型（銅板）上部
から下部まで貫通させてもよいが、少なくとも一端を大
気に開放させればよい。これによって、鋳型温度が上昇
して通気孔内の気体が膨張してもそのために問題が生じ
ることばない。さらに該通気孔に空気等を流すことによ
りα８が変化し、微妙な冷却能力のコントロールが可能
となるとともに、コーティング層３の冷却を行うことが
できる。通気孔に流す流体は空気等の気体が一般的であ
るが液体であってもよい。
鋳型表面の直下から水冷部までの間であれば、いずれの
個所でも効果がある。しかし実際には鋳型（銅板）表面
から０．１〜１． Ｏｍｍの範囲に設けるのが望ましい
。これは、０．１胴以下であると鋳型面の摩耗及び静鉄
圧等により通気孔が破損してしまうからである。また通
気孔による緩冷却の効果は、通気孔が鋳型（銅板）表面
から離れるに従って小さくなる。よってｌ ＋ｎｔｎ以
内の範囲が好ましい。また、通気孔は鋳型（銅板）上部
から下部まで貫通させてもよいが、少なくとも一端を大
気に開放させればよい。これによって、鋳型温度が上昇
して通気孔内の気体が膨張してもそのために問題が生じ
ることばない。さらに該通気孔に空気等を流すことによ
りα８が変化し、微妙な冷却能力のコントロールが可能
となるとともに、コーティング層３の冷却を行うことが
できる。通気孔に流す流体は空気等の気体が一般的であ
るが液体であってもよい。
第２図に示した通気孔４の形状ａｘｂ、ビッヂＰを、緩
冷却率２０％で設定した形状寸法、ａ−〇、５． ｂ
＝０．５． Ｐ＝１．ｍｍ、 ｄｐ＝０．１ｍｍ
（通気孔は鋳型上部で開放とし、上部から３００ｍｍの
深さとした通気孔にはｌ Ｘｌ ０−６Ｎｎｆ／Ｓの空
気を流した）鋳型を用いて鋳造し、縦割れ評点を従来の
ものと比較したグラフを第４図に示す。図中、白丸印は
従来構造鋳型の場合、黒丸印は本発明による鋳型の場合
であって、縦割れ発生を約５０％低減させることができ
た。また、通気孔に空気を流さない場合に比べ、コーテ
ィング層の寿命が２乃至３倍延長された。
冷却率２０％で設定した形状寸法、ａ−〇、５． ｂ
＝０．５． Ｐ＝１．ｍｍ、 ｄｐ＝０．１ｍｍ
（通気孔は鋳型上部で開放とし、上部から３００ｍｍの
深さとした通気孔にはｌ Ｘｌ ０−６Ｎｎｆ／Ｓの空
気を流した）鋳型を用いて鋳造し、縦割れ評点を従来の
ものと比較したグラフを第４図に示す。図中、白丸印は
従来構造鋳型の場合、黒丸印は本発明による鋳型の場合
であって、縦割れ発生を約５０％低減させることができ
た。また、通気孔に空気を流さない場合に比べ、コーテ
ィング層の寿命が２乃至３倍延長された。
以上説明したように、本発明によれば、従来例のように
縦内面溝部にパウダーが付着したり、使用中に摩耗によ
って溝形状が保持できなくなって不均一冷却状態を生ず
ることもなく、且つ通気孔内のエアの膨張にも対応でき
、微妙な冷却能のコントロール機能を有するとともに、
緩冷却率を大幅に向上できることにより、シェルの箱割
れを大幅に低減することができた。
縦内面溝部にパウダーが付着したり、使用中に摩耗によ
って溝形状が保持できなくなって不均一冷却状態を生ず
ることもなく、且つ通気孔内のエアの膨張にも対応でき
、微妙な冷却能のコントロール機能を有するとともに、
緩冷却率を大幅に向上できることにより、シェルの箱割
れを大幅に低減することができた。
第１図は本発明に係る鋳型の縦断面図、第２図は第１図
における■−■断面拡大図、第３図は本発明における鋳
型熱伝達の状態を示す概念図、第４図は鋳型抜熱量と縦
割れ評点との関係を本発明と従来例とて比較したグラフ
である。 １・・・・・・鋳型（銅板）、２・・・・・・鋳型冷却
水路、４・・・・・・通気孔、 ４ａ・・・・・・流体の供給ヘッダ、 ８・・・・・・ 溶鋼。
における■−■断面拡大図、第３図は本発明における鋳
型熱伝達の状態を示す概念図、第４図は鋳型抜熱量と縦
割れ評点との関係を本発明と従来例とて比較したグラフ
である。 １・・・・・・鋳型（銅板）、２・・・・・・鋳型冷却
水路、４・・・・・・通気孔、 ４ａ・・・・・・流体の供給ヘッダ、 ８・・・・・・ 溶鋼。
Claims (1)
- （１）連続鋳造機用鋳型において、該鋳型内に設けた鋳
型冷却水路と溶鋼に接触する鋳型表面との間に、少なく
とも一端を大気に開口した多数の通気孔を設けるととも
に、該通気孔は供給量の調節可能な流体の供給ヘッダに
より連通せしめたことを特徴とする連続鋳造用鋳型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1448389A JPH02197352A (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 連続鋳造用鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1448389A JPH02197352A (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 連続鋳造用鋳型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02197352A true JPH02197352A (ja) | 1990-08-03 |
Family
ID=11862299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1448389A Pending JPH02197352A (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 連続鋳造用鋳型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02197352A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5404932A (en) * | 1990-10-17 | 1995-04-11 | Outokumpu Castform Oy | Apparatus and method for intensifying cooling in the casting of metal objects |
| JP2024035081A (ja) * | 2022-08-31 | 2024-03-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 連続鋳造用鋳型 |
-
1989
- 1989-01-24 JP JP1448389A patent/JPH02197352A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5404932A (en) * | 1990-10-17 | 1995-04-11 | Outokumpu Castform Oy | Apparatus and method for intensifying cooling in the casting of metal objects |
| JP2024035081A (ja) * | 2022-08-31 | 2024-03-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 連続鋳造用鋳型 |
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