JPH022519Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、連続鋳造用鋳型の改良に関し、詳し
くは弧状鋳型における冷却水流路の改良に係わ
る。

一般に、連続鋳造用（銅）鋳型は、溶鋼と接す
る面の背面に、多数の冷却水溝（流路）が形成さ
れており、この冷却水溝（凹部）と鋳型を取付け
ているフレームとの間を流れる冷却水によつて、
鋳型内の溶鋼が抜熱され、凝固を開始することは
良く知られている。従つて、この冷却水溝プロフ
イルにより鋳型抜熱特性が大きく異なることもま
た周知のとおりである。

従来、連続鋳造用鋳型長辺の冷却水溝プロフイ
ルは、溝深さを一定としたもが多く、また一部で
は銅板有効厚み（冷却水溝の底厚）を一定とした
ものも用いられている。

第１図は単純曲げ型連続鋳造機の鋳型の一例を
模式的に表わしたものである。１は長辺鋳型片、
２は短辺鋳型片を示し、３は前記長・短辺鋳型片
の背面（反溶鋼接触面）に穿設された冷却水溝、
４は該鋳型片を取付けるバツクプレートを示す。

第２図および第３図は第１図Ｘ−Ｘ切断線で切
断した場合の長辺鋳型片の縦断面を示し、第２図
は冷却水溝３における溝深さを一定とした場合で
あり、第３図はいわゆる鋳型銅板の有効厚み即ち
冷却水溝３の底厚を一定とした場合である。

第２図のように、湾曲鋳型において、溝深さを
一定とした場合、鋳型上端からの距離によつて抜
熱特性が変化するだけでなく、相対する面の抜熱
能も大幅に異なることになり、結局均一な凝固シ
エルの発達が困難となる。一方、鋳型銅板の有効
厚みを一定とした第３図に示す如き場合では、鋳
型中央から下部にかけての、いわゆるエアーギヤ
ツプが助長されるため不均一凝固の原因となるの
である。

つまり、鋳型銅板の抜熱能は、２次元伝熱計算
の結果から、該鋳型銅板の有効厚みに大きく影響
されることが明らかになつており、銅板有効厚み
が増加すると鋳型の伝熱抵抗も比例して増加す
る。このため、第２図においてＭ−Ｍ位置とＮ−
Ｎ位置では、それぞれ伝熱抵抗が異なるばかりで
なく、特にＮ−Ｎ位置では円弧内側鋳型断面（第
２図左）と、円弧外側鋳型断面（第２図右）との
間においても伝熱抵抗が異なるのである。

一方、第３図の場合においては第２図の場合に
おける欠点は補なわれているが、鋳型中央から下
部にかけての伝熱抵抗が小さくなつているため、
鋳片の凝固収縮に伴う鋳片、鋳型間のエアーギヤ
ツプ（空隙）が助長される。このエアーギヤツプ
の発生量、発生位置は、凝固シエル強度、凝固収
縮力、溶鋼静圧、溶鋼及び凝固シエルの自重、鋳
片サイズ等により変化するものと考えられるが、
鋳型中央部〜下部での伝熱抵抗が小さいと凝固収
縮力が過大となり、且つ不均一に働き易くなる。

さて、連続鋳造操業において、鋳型銅板と初期
凝固シエルとの焼付きによるブレークアウト（通
常拘束性ブレークアウトと称している）は大きな
問題として注目されている。つまり、返送に伴う
ロス、歩留り低下、マシン整備費用の増大等であ
る。この拘束性ブレークアウトは基本的には、 (A) 鋳型〜凝固シエル間の潤滑不良と、 (B) 鋳型内での凝固シエル破壊による溶鋼の局部
的洩れ、 の２つに集約される。

上記(A)の原因としては、パウダー諸特性の対
象溶鋼との不適合、湯面変動、ボイリングによ
るパウダーの追従不足、湯面近傍溶鋼の滞留に
よるパウダーの溶融不足等が考えられる。

また(B)の原因としては、鋳型上部の抜熱能不
足による凝固シエルの強度不足、鋳型内抜熱能
の不均衡に基づく凝固シエル厚、シエル内応力の
不均一分布による割れの発生、メニスカス部の
抜熱不足、銅板温度上昇に基づくメツキ剥離から
くるシエル異常による割れ、溶鋼洩れ等が考えら
れる。

(A)による拘束性ブレークアウトについては、パ
ウダーの改善、湯面レベルの適用、浸漬ノズルの
改善等で殆んど解決されているところであるが、
一方(B)によるもの、鋳型上部特にメニスカス近傍
の抜熱能向上、抜熱能のバランス等が拘束性ブレ
ークアウト防止上特に重要であり、加えて下部緩
冷却による鋳型内シエル厚発達の促進が同様に奏
効するものであることを知見し、本考案の完成を
みたのである。

その特徴とするところは、円弧内面を有する長
辺鋳型片を備えてなる連続鋳造用鋳型において、
湯面部若しくは湯面下適宜深さ部位から上方の長
辺鋳型片上体部に、前記長辺鋳型片の円弧内面に
ほゞ沿つた弧状底を有する冷却水流路を形成する
とともに、該弧状底域の下方終端以下の長辺鋳型
片下体部に、前記弧状底厚より厚く且つ鋳型垂直
軸に対し適宜角度を付した直状底を有する冷却水
流路を、前記弧状底域に連続して形成した連続鋳
造用鋳型にある。

以下、本考案の一実施例を図面にもとづいて述
べる。

第４図においてＡ−Ａはメニスカスレベルを示
し、Ｂ−Ｂは冷却水溝３の弧状底基準位置で、円
弧内側鋳型片（Ｌ面と称する）、円弧外側鋳型片
（Ｆ面と称する）の鋳型上体部はそれぞれ半径
R_A，R_Bで円弧内面に沿つた鋳型銅板有効厚み
（冷却水溝底厚）に形成されている。直状底部Ｄ
は、前記弧状底基準位置Ｂと鋳型片下端近傍位置
Ｃとを結び、鋳型垂直軸に対し適宜角度をもつ
て、前記弧状底厚よりも厚肉に形成されている。

鋳型片上体部の冷却水溝弧状底の有効厚み（底
厚）は、抜熱特性を向上させるため従来の鋳型片
のそれよりも薄肉に形成している。また鋳型下体
部については、エアーギヤツプの発生量が大きい
場合は鋳型下部ではシエル厚の発達が遅れるとい
う確認知見にもとづき、過大エアーギヤツプ防止
の観点から、鋳型片下部は緩冷却としてエアーギ
ヤツプ減少による鋳型抜熱量の増大、即ちシエル
厚発達の促進をはかるという考え方に基づき、鋳
型片上体部に適用した冷却水溝弧状底は採用せ
ず、直状底（漸次下方に行くにしたがつて厚肉状
態とすることが好ましい）としたのである。

一例として、全身長900mmの連続鋳造用円弧鋳
型において、前記Ａ−Ａレベルは、鋳型頂部から
100mm、Ｂ−Ｂ位置は鋳型頂部から400mmに設定し
て好結果を得た。この場合のＢ〜Ｃ間々隔はほゞ
417mmであつた。

上記実施例において相対する円弧内側鋳型片
（Ｌ面）と円弧外側鋳型片（Ｆ面）の鋳型片上体
部における抜熱能バランスを冷却水・鋳型総括伝
熱抵抗値（cm²・sec。℃／cal）でみると、Ｌ面と
Ｆ面の伝熱抵抗値の差は例えば第４図Ａ−Ａレベ
ルで従来（第２図）の７％が本考案では３％に、
Ｂ−Ｂ位置では27％が４％に圧縮されるなど、抜
熱能バランスの大幅な改善が認められた。

この結果例えばメニスカス部の変形量が低減さ
れるなど鋳型寿命の延長が実現し、例えば鋳型改
削周期が従来に比較し30％以上拡幅されると共
に、本考案はメニスカス部の抜熱性向上と鋳型片
下体部の緩冷却による鋳片シエル厚発達の促進を
画したことにより、拘束性ブレークアウト発生を
全く皆無とすることが出来、設備保全面の改善と
ともに、生産性、作業性の向上に貢献するところ
がきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続鋳造用円弧鋳型の概略模式図。第
２図は第１図Ｘ−Ｘ切断線による冷却水溝深さを
同一に設けた場合の従来の長辺鋳型片の縦断面
図。第３図は同じく、鋳型有効厚み（冷却水溝の
底厚）を同一に設けた場合の、従来の長辺鋳型片
の縦断面図。第４図は本考案の長辺鋳型片の縦断
面図。 １〜長辺鋳型片、２〜短辺鋳型片、３〜冷却水
溝、４〜バツクプレート、５〜浸漬ノズル、Ｄ〜
直状底部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 円弧内面を有する長辺鋳型片を備えてなる連続
   鋳造用鋳型において、湯面部若しくは湯面下適宜
   深さ部位から上方の長辺鋳型片上体部に、前記長
   辺鋳型片の円弧内面にほゞ沿つた弧状底を有する
   冷却水流路を形成するとともに、該弧状底域の下
   方終端以下の長辺鋳型片下体部に、前記弧状底厚
   より厚く且つ鋳型垂直軸に対し適宜角度を付した
   直状底を有する冷却水流路を、前記弧状底域に連
   続して形成したことを特徴とする連続鋳造用鋳
   型。