JPH0227062B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、連続鋳造設備における電磁撹拌装置
内蔵ガス吹込鋳型に関する。

（従来技術） 近年、高級鋼種を対象とする連続鋳造設備にお
いては、鋳型内の溶鋼に流動運動を与えて、等軸
晶率の向上と介在物の浮上を図る電磁撹拌装置を
組み込んだ鋳型が提供されている。

この電磁撹拌装置は、誘導電動機の原理を応用
したものであつて、鋳型の外周に、回転磁界を生
じさせる電磁コイルを配置し、該回転磁界によつ
て鋳型内の溶鋼に流動運動を与えるようになつて
いる。

一方、上記鋳型に溶鋼と共にフラツクスを投入
して両者の間に介在させ鋳型への焼付を防止しな
がら溶鋼を鋳型の下方へ連続的に引き出して鋳造
する連続鋳造設備も実用化されている。

ところが、電磁撹拌装置で鋳片の内部品質は改
善されるが、表面品質の改善が不十分である。そ
こで、電磁撹拌により溶鋼の撹拌速度を早くすれ
ば表面品質が改善の方向へ向うことが判明してい
るが、フラツクスの巻込があり速度アツプができ
ないという問題がある。

（発明の目的） 本発明は、鋳型の内部品質を改善し得る電磁撹
拌装置を内蔵した鋳型を利用して、鋳型の表面品
質を改善し得る不活性ガス吹込装置を合理的に組
込んで鋳片の内部品質と表面品質を同時に改善す
ることを基本的な目的とするものである。

（発明の構成） このため本発明は、四角筒状の鋳型壁を４枚の
平板状内板で構成し、該各内板は、内側をポーラ
ス板で形成し、該ポーラス板の外側に良熱伝達材
よりなる遮弊板を設けて上記両板を一体的に結合
すると共に、上記両板の間に不活性ガスを導入す
る間隙部を設けて構成される一方、上記各内板を
各バツクアツププレートで支持して各内板の側部
を互いに突き合わせるとともに、各バツクアツプ
プレートの側部を互いに締結し、さらに、相互締
結された上記バツクアツププレートをその両側よ
り一対の挟込フレームで挟み込むとともに該挟込
フレームを互いに締結し、さらに、上記各挟込フ
レームの両側を一対のハンガーフレーム各々に連
結して構成され、相互締結されたバツクアツププ
レートと、一対の挟込フレームおよびハンガーフ
レームとの間に電磁コイルを収納するとともに、
該電磁コイルをバツクアツププレートの外周の一
部で支持するようにしたものである。

そして、鋳型に対して設けた電磁撹拌装置によ
り溶鋼に流動運動を与える一方、ポーラス板より
鋳型内に不活性ガスを吹込んですべり摩擦をなく
して溶鋼を無フラツクス、無振動の状態で連続鋳
造するのである。

（発明の効果） 本発明によれば、鋳型に対して設けた電磁撹拌
装置により鋳片の内部品質が向上できると同時
に、ポーラス板からの吹込みガスにより、鋳片の
表面品質も向上させることができる。

また、鋳型の振動装置が不要となり、さらに鋳
型が振動しないので、電磁撹拌時の湯面揺れによ
る潤滑不良、鋳片表面のオシレーシヨンマークの
乱れの防止も可能となる。

さらに、電磁撹拌装置内蔵ガス吹込鋳型は、鋳
型壁、バツクアツププレート等を一体ものとせず
分解できる形態とするとともに、挟込フレームに
よつてバツクアツププレートを挟持する等の構造
とし、バツクアツププレートと挟込フレームおよ
びこれを支持するハンガーフレーム間に電磁コイ
ルを介在せしめる構造としたので、組付が非常に
簡単になるとともに比較的コンパクトにまとめる
ことができる。

さらにまた、内板は多孔層のポーラス板で形成
し、かつ該ポーラス板の外側に良熱伝達材よりな
る遮弊板を設けて、上記両板を一体的に結合する
とともに、上記両板の間にガスを導入する間隙を
設けたものであるから、簡単な構造で、製造およ
び組立てが容易にして、損傷が少なく耐久性の大
なる鋳型を得ることができる。

（実施例） 第１図に示すように、鋳型１は非磁性体の４枚
の平板状薄肉内板１ａ，１a′，１ｂ，１b′よりな
る。この実施例では１組の内板１ａ，１a′を広巾
内板とする一方、他の１組の内板１ｂ，１b′を小
巾内板としている。そして、小巾内板１ｂ，１
b′は夫々両側部に、四角筒状壁のアール付コーナ
を形成する突部１ｃの端面１ｅに他の一組の広巾
内板１ａ，１a′の側部端面１ｄを突き合わせるよ
うに配置している。

上記内板１ａ，１a′，１ｂ，１b′は、内側を多
孔層のポーラス板１７で形成し、かつポーラス板
１７の外側に良熱伝達材よりなる遮弊板１８を設
けて、上記両板１７，１８を焼結、ロー付あるい
は機械的締結により一体構造としている。

上記両板１７，１８の間には不活性ガスを導入
する間隙部１９が設けられ、後述のバツクアツプ
プレート側から導入された不活性ガスを均等配分
し、ポーラス板１７の気孔を通して鋳型内面へ均
等に吹出すようになる。

上記ポーラス板１７は、Cu、Ni、Cu−Ni等の
金属紛末または該金属紛末にAl₂O₃、Si₃O₄、BN
等の磁器紛末を混合したものを板状に成型して焼
結させたものが好ましく、該ポーラス板１７は、
正面と背面との間に連通する無数の微細な通気孔
を有する。上記遮弊板１８は、Cu、Ni、Cu−Ni
等の金属板よりなるものが好ましい。

上記不活性ガスは多数の通気孔を通してポーラ
ス板１７から鋳型内に吹出され、鋳型内に投入さ
れた溶鋼と鋳型内面との間にガス層を形成して溶
鋼を断熱し、溶鋼による鋳型の焼付を阻止するよ
うになる。そして、鋳型、溶鋼間のスベリ摩擦を
ゼロにして鋳型を振動させることなく連続鋳造を
行なうことができる。

上記各内板１ａ，１a′，１ｂ，１b′は非磁性体
よりなる各バツクアツププレート２ａ，２a′，２
ｂ，２b′で支持するようになつている。すなわ
ち、第２〜５図に示すように、各バツクアツププ
レートは複数個のボルト孔３ａを有する一方、各
内板はその背面全体に上記ボルト孔３ａに対応し
た位置にスタツドボルト３を固定しており、上記
各スタツドボルト３を各ボルト孔３ａに挿通した
後にナツトで締め付けている。もつともこの場
合、ボルト孔３ａはスタツドボルト３が内板の熱
膨張時に移動できる径寸法としている。

上記各バツクアツププレートはその厚み方向に
貫通する複数個の通水孔Ｓ１６，Ｓ９を上部と下
部に備えるとともに、各内板との対向面に、上記
上部通水孔Ｓ１６と下部通水孔Ｓ９を連通する上
下通水孔Ｓ１０を有している。

各バツクアツププレートの両側部は、第３〜５
図に示すように、フインガー状に凹凸に形成され
ていて、隣り合う内板の一方の側部の凸部２ｃを
他方の側部の凹部２ｄに嵌合せしめ（クラスプ結
合）、第２図によく示されるように、ボルト５を
凸部２ｃ側に設けた孔５ａに挿通して凹部２ｄに
螺じ込んでいる。このボルト５にはサラバネ６を
介在せしめて各バツクアツププレートがその各直
交方向に若干移動できるようにしている。なお、
上記孔５ａは、前記ボルト孔３ａと同様に、ボル
ト５の径寸法より若干大ならしめて、隣接するバ
ツクアツププレートが互いに直交方向に若干移動
できるようにしている。

バツクアツププレート２ａ，２a′，２ｂ，２
b′を上記の如く組付けることによつて、一対の小
巾内板１ｂ，１b′の突出部の端面１ｅに一対の広
巾内板１ａ，１a′の両側部端面１ｄが圧接すると
ともに、一対の小巾内板１ｂ，１b′の両側部端面
１ｆ並びに一対の広巾内板１ａ，１a′の背面が一
対の広巾バツクアツププレート２ａ，２a′に、ま
た一対の小巾内板１ｂ，１b′の背面が一対の小巾
バツクアツププレート２ｂ，２b′に圧接する。

第２図及び第３図に示すように、上記各バツク
アツププレート２ａ，２a′，２ｂ，２b′の夫々に
は、各幅方向に所定の間隔を隔ててガス通路とな
る縦ヘツダー２０，…，２０が形成されるととも
に、高さ方向に所定の間隔を隔ててガス通路とな
る横ヘツダー２１，…，２１が形成され、各ヘツ
ダー２０，２１の交点位置には、上記各内板１
ａ，１a′１ｂ，１b′の間隙部９に通じるガス吹込
口２３，…，２３が形成されている。

そして、各内板１ａ，１a′，１ｂ，１b′ごとに
独立した鋳型外部からのガス供給管２４，…，２
４がガス連絡管２５，…，２５を介して最下段の
横ヘツダー２１，…，２１に連結され、ガスは横
ヘツダー２１と縦ヘツダー２０で分配されて、各
ガス吹込口２３，…，２３から間隙部９に導入さ
れるようになる。

上記の如く四角筒状に組立られたバツクアツプ
プレート２の外周には四角筒状の電磁コイル９を
嵌め込んでいる。そして、この電磁コイル９は、
各バツクアツププレートの背面下部に設けたブラ
ケツト２c′で下から支持されるようになつてい
る。なお、第２，３図に示される部分９ａは電磁
コイル９のコネクタ部である。上記電磁コイル９
の高さ寸法は、図に示す如く、バツクアツププレ
ート２の高さ寸法より小さく、装着状態におい
て、バツクアツププレート２の上下部分が電磁コ
イル９よりはみ出る寸法関係になつている。

一対の小巾バツクアツププレート２ｂ，２b′の
背面上部には、夫々第１，６図に示すように、上
部通水箱８ａをボルト１１によつて固定する一
方、その背面下部には、第２，６図に示すよう
に、下部通水箱８ａをボルト１１によつて固定し
ている。上部通水箱８ａのバツクアツププレート
２ｂ，２b′に接する固定壁８ｃは、バツクアツプ
プレート２ｂ，２b′の上部通水孔Ｓ１６と連通す
る通水孔Ｓ２７を備えている。また、下部通水箱
８ｂのバツクアツププレート２ｂ，２b′に接する
固定壁８ｄは、バツクアツププレート２ｂ，２
b′の下部通水孔Ｓ９と連通する通水孔Ｓ１５を備
えている。

上記の如く、外周に電磁コイル９や上下通水箱
８ａ，８a′，８ｂ，８b′を備えたバツクアツププ
レート２は、一対の挟込フレーム４ａ，４ｂで挟
持されるようになつている。

この一対の挟込フレーム４ａ，４ｂは夫々、第
３図に示すように、上下に通水路Ｓ４，Ｓ７を形
成する箱部４ｃ，４ｄを有しており、該箱部４
ｃ，４ｄの端壁４ｅを一対の広巾バツクアツププ
レート２ａ，２a′の背面上下部に当接せしめると
ともに、上下左右計４つのタイロツド１０で締結
している。各タイロツド１０は、第２，５図に示
されるように、その両端に、座１０ａに支持され
るようになつたサラバネ６を介在せしめている。
つまり、前記したように、小巾内板１ｂ，１b′が
巾方向に熱膨張して広巾バツクアツププレート２
ａ，２a′がその直交方向外側に若干移動せしめら
れたとき、この一対の挟込フレーム４ａ，４ｂ
が、上記サラバネ６が収縮することによつて、互
いに拡大できるようになつている。

各挟込フレーム４ａ，４ｂは、上記した上下通
水路Ｓ４，Ｓ７以外に複数の通水路または通水孔
を有している。すなわち、第２，４図に示すよう
に、各挟込フレーム４ａ，４ｂの外側壁４ｇの上
部に形成した通水路Ｓ４、該通水路Ｓ４に連通す
る通水路Ｓ５、該通水路Ｓ５に連通して上から下
に屈曲しながら伸び、通水路Ｓ７に連通する通水
路Ｓ６を備えている。第２図は、中心軸Ｏに対し
右側と左側とで断面箇所が異つているが、水路関
係は、中心軸Ｏに対して左右対称になつている。
各挟込フレーム４ａ，４ｂは、さらに、上箱部４
ｃの端壁４ｅに前記広巾バツクアツププレート２
ａ，２a′の上部通水孔Ｓ１６に連通する通水孔Ｓ
１７を有し、また下箱部４ｄの端壁４ｅに、前記
広巾バツクアツププレート２ａ，２a′の下部通水
孔Ｓ９に連通する連通孔Ｓ８を有している。また
さらに、上箱部４ｃの端壁４ｅの両側に夫々通水
路Ｓ１９を、下箱部４ｄの端壁４ｅの両側に夫々
通水路Ｓ１１を設けており、上記各通水路Ｓ１９
は通水路２０を有するブロツク７を介して上部通
水箱８ａの通水路Ｓ２１を連通する一方、上記各
通水路Ｓ１１は、通水路Ｓ１２を有するブロツク
７を介して下部通水箱８ｂの通水路Ｓ１１に連通
している。なお、上記ブロツク７に対する連結関
係は、例えばＵパツキン等のシール部材を用い
て、上下通水箱８ａ，８ｂや挟込フレーム４ａ，
４ｂがブロツク７に対して多少任意の方向に移動
してもシールが保持されるようにしている。

上記の如くバツクアツププレート２を挟持した
一対の挟込フレーム４ａ，４ｂは一対のハンガー
フレーム１２ａ，１２ｂに装着される。このハン
ガーフレーム１２ａ，１２ｂは連続鋳造設備の鋳
型据付台（図示せず）に据付けるようになつてい
る。

各挟込フレーム４ａ，４ｂは、その側壁４ｇが
ハンガーフレーム１２ａ，１２ｂの側壁１２ｃに
ボルト１４で固定するようになつている。この状
態は第５図に示されている。ただし、この固定
は、前記したように内壁１の熱膨張時に挟込フレ
ーム４ａ，４ｂが移動する関係で、挟込フレーム
４ａ，４ｂがハンガーフレーム１２ａ，１２ｂに
対して若干移動できるように固定している。つま
り、ハンガーフレーム１２ａ，１２ｂのボルト挿
通孔１４ａを長孔とし、該長孔１４ａを通して挟
込フレームの側壁４ｇに螺じ込んだボルト１５
が、ハンガーフレーム１２ａ，１２ｂに対して、
挟込フレーム４ａ，４ｂとともに若干移動できる
ようにしている。

また、小巾バツクアツププレート２ｂ，２
b′夫々に装着された前記各上部通水箱８ａは、各
ハンガーフレーム１２ａ，１２ｂにボルト１５に
よつて固定されている。ただし、この固定は上記
ボルト１４の場合と同様に、内壁１の熱膨張時に
上部通水箱８ａが小巾バツクアツププレート２
ｂ，２b′とともに移動できるように、上部通水箱
８ａのボルト挿通孔１５ａを長孔としている。

上記一対のハンガーフレーム１２ａ，１２ｂは
夫々その上部に通水箱部１２ｄを有しており、そ
の内部に複数の通水路や通水孔を有しているが、
その配置は点対称の位置関係にある。

第２図に示すように、各ハンガーフレーム１２
ａ，１２ｂの通水箱１２ｄ内には区画壁１２ｆを
設けて通水路Ｓ２とＳ２５を区分けしている。そ
して、一方の通水路Ｓ２は、冷却水を導入するた
めの通水孔Ｓ１に連通する一方、二手に分かれた
通水路Ｓ２−１，Ｓ２−２に夫々連通している。
各通水路Ｓ２−１，Ｓ２−２は、側壁１２ｃに設
けた通水路Ｓ３−１，Ｓ３−２に夫々連通してお
り、該各通水路Ｓ３−１，Ｓ３−２は夫々挟込フ
レーム４ａ，４ｂの側壁４ｇに設けた前記通水路
Ｓ４に連通するようになつている。他方の通水路
Ｓ２５は、第６図によく示されるように、上部通
水箱８ａに設けた通水孔Ｓ２３に連通する通水孔
Ｓ２４を有する一方、第４図によく示されるよう
に、冷却水を排出するための通水孔Ｓ２６を有し
ている。

冷却水の流れる順序を整理すれば、次のとおり
である。

冷却水は各ハンガーフレーム１２ａ，１２ｂの
通水箱１２ｂ内の通水孔Ｓ１を介して通水路Ｓ２
内に導入され、２つの通水路Ｓ２−１，Ｓ２−２
に分かれて流れ、通水孔Ｓ３−１，Ｓ３−２およ
び各挟込フレーム４ａ，４ｂの通水路Ｓ４を介し
て通水路Ｓ５に入る。そして、通水路Ｓ６内を上
方から下方に流れ、各挟込フレーム４ａ，４ｂの
下部通水箱４ｃ内の通水路Ｓ４に入り、引き続
き、通水孔Ｓ８および広巾バツクアツププレート
２ａ，２a′の通水孔Ｓ９を介して、あるいは通水
孔Ｓ１１、ブロツク７の通水路１２、下部通水箱
８ｂの通水路Ｓ１３，Ｓ１４、通水孔Ｓ１５、小
巾バツクアツププレート２ｂ，２b′の通水孔Ｓ９
を介して、通水路Ｓ１０の下部に入り、引続き該
通水路Ｓ１０を上昇して、広巾バツクアツププレ
ート２ａ，２a′の通水孔Ｓ１６および挟込フレー
ム４ａ，４ｂの上部通水箱４ｃの通水孔Ｓ１７を
介して通水路Ｓ１８に入る一方、小巾バツクアツ
ププレート２ｂ，２b′の通水孔Ｓ１６および上部
通水箱８ａの通水孔Ｓ２７を介して通水路Ｓ２２
に入る。通水路Ｓ１８内の冷却水は通水路Ｓ１
９、ブロツク７の通水路Ｓ２０および上部通水箱
８ａの通水孔Ｓ２１を介して通水路Ｓ２２に入
る。そして、通水路Ｓ２２内の冷却水は通水孔Ｓ
２３から各ハンガーフレーム１２ａ，１２ｂの通
水箱部１２ｄの通水孔Ｓ２３を通つて通水孔Ｓ２
５に入り、引き続き、通水孔Ｓ２６から排出され
る。

なお、電磁コイル自体の冷却は、コイルの巻線
を中空としてこの中に冷却水を流すようにしてい
る。

しかして、上記のように鋳型を構成すれば、電
磁コイル９（電磁撹拌装置）による回転磁界によ
つて溶鋼に流動運動が与えられ、鋳片の等軸晶率
が向上して内部品質が改善される。

また、ポーラス板１７による不活性ガスの吹込
みによつて各内板１ａ，１a′，１ｂ，１b′、と溶
鋼との間にすべり摩擦がなくなり、溶鋼を無フラ
ツクス、無振動の状態で連続鋳造でき表面品質も
改善される。

一方、内板は多孔層のポーラス板１７で形成
し、かつ該ポーラス板１７の外側に良熱伝達材よ
りなる遮弊板１８を設けて、上記両板１７，１８
を一体的に結合するとともに、上記両板１７，１
８の間にガスを導入する間隙部１９を設けたもの
であるから、簡単な構造で、製造および組立てが
容易にして、損傷が少なく耐久性の大なる鋳型を
得ることができる。

また、電磁撹拌装置内蔵ガス吹込鋳型は、鋳型
壁１、バツクアツププレート２等を一体ものとせ
ず分解できる形態とするとともに、挟込フレーム
４ａ，４ｂによつてバツクアツププレート２を挟
持する等の構造とし、バツクアツププレート２と
挟込フレーム４ａ，４ｂおよびこれを支持するハ
ンガーフレーム１２ａ，１２ｂ間に電磁コイル９
を介在せしめる構造としたので、組付が非常に簡
単になるとともに比較的コンパクトにまとめるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明の１実施例に係る電磁撹拌装置内
蔵ガス吹込鋳型を示し、第１図は第４図の−
線半断面図、第２図は第４図の−線屈曲断面
図、第３図は第１図の−線屈曲断面図、第４
図は第１図の−線屈曲断面図、第５図は第１
図の−線屈曲断面図、第６図は第１図の一部
断面図である。 １……鋳型壁、１ａ，１a′，１ｂ，１b′……内
板、２（２ａ，２a′，２ｂ，２b′）……バツクア
ツププレート、４ａ，４ｂ……挟込フレーム、９
……電磁コイル、１２ａ，１２ｂ……ハンガーフ
レーム、１７……ポーラス板、１８……遮弊板、
１９……間隙部、２０……縦ヘツダー、２１……
横ヘツダー、２３……ガス吹込口、２４……ガス
供給管、２５……ガス連結管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 四角筒状の鋳型壁を４枚の平板状内板で構成
   し、該各内板は、内側をポーラス板で形成し、該
   ポーラス板の外側に良熱伝達材よりなる遮弊板を
   設けて上記両板を一体的に結合すると共に、上記
   両板の間に不活性ガスを導入する間隙部を設けて
   構成される一方、 上記各内板を各バツクアツププレートで支持し
   て各内板の側部を互いに突き合わせるとともに、
   各バツクアツププレートの側部を互いに締結し、
   さらに、相互締結された上記バツクアツププレー
   トをその両側より一対の挟込フレームで挟み込む
   とともに該挟込フレームを互いに締結し、さら
   に、上記各挟込フレームの両側を一対のハンガー
   フレーム各々に連結して構成され、 相互締結されたバツクアツププレートと、一対
   の挟込フレームおよびハンガーフレームとの間に
   電磁コイルを収納するとともに、該電磁コイルを
   バツクアツププレートの外周の一部で支持するよ
   うにしたことを特徴とする連続鋳造設備における
   電磁撹拌装置内蔵ガス吹込鋳型。