JPH02303657A - 連続鋳造用鋳型 - 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） 本発明は連続鋳造用鋳型の下部構造に関するものである
。

（従来の・技術） 連続鋳造用鋳型は通常６００　＝１２（ｌｏａｍの長さ
を有するもので鋳型内壁は高い熱伝導率を有する材料、
すなわち銅または銅合金等により構成されている。

このような鋳型を用いて鋳造を行う場合、溶鋼は鋳型壁
内部に供給される冷却媒体（例えば水）により間接的に
冷却作用を受け、鋳型壁に接する部分から漸次凝固が進
行し、凝固シェルの厚さが内部溶鋼の流体静力学的圧力
に耐え得る程度まで成長するに伴い凝固シェルは収縮し
、鋳型壁と凝固シェルの間に空隙を生じる事になる。

特に矩形断面を有する鋳型においては、鋳型の広面壁中
央部と接する鋳片凝固シェルは内部の溶鋼圧力により外
側に膨出し易く鋳型壁面と比較的よく接触し易いが、鋳
型広面側端部および挟置側の下部においては空隙が顕著
に現れ易い傾向がある。

この空隙発生は鋳片から鋳型壁への熱伝導効率を著しく
低下させ、鋳片の凝固シェル成長を大きく阻害し、凝固
シェル厚さの不均一による表面縦割れ等品質欠陥の誘因
となり、さらには凝固シェル破損によるブレークアウト
の大きな要因となる場合が多い。これは現状連続鋳造設
備の大きな基本的問題点となっており、特に高速鋳造化
指向への最大の障害になっている。

そこで本出願人は平成１年特許願第３６６４３号明細書
及び図面において、鋳型下部に形成される鋳片と鋳型間
の空隙による鋳型冷却能の低下を防止することによって
凝固シェルの形成を増進均一化し、潤滑の改善による鋳
型壁の甚だしい摩耗防止を目的として、「矩形断面を有
する連給鋳造組立鋳型において、相対する２対の鋳型壁
のうちの何れか一方もしくは両方の鋳型壁を鋳片鋳込方
向に２段以上に分割形成すると共に、最上流側鋳型壁を
除く下流側鋳型壁を複数の冷却水ガイド板で鋳片幅方向
に分割構成し、対を成す下流側鋳型壁を構成する前記夫
々の冷却ガイド板を互いに接離移動可能に構成した連続
鋳造用鋳型」を提案した。

（発明が解決しようとする課Ｈ） 本出願人が平成１年特許願第３６６４３号で提案した連
続鋳造用鋳型は上記した目的を達成できる優れた発明で
あるが、その明細書中に記載しているように、下流側鋳
型に高速水膜による強冷却の機能を持たせるためには冷
却水の平均流速を６ｍ／ｓｅｃ以上に保つ必要がある。

しかしこの場合には上流側鋳型方向への冷却水の吹き上
げが懸念される。

そこで、本出願人が提案した前記発明においては、この
冷却水の吹き上げを防止するためには、下流側鋳型を構
成する冷却水ガイド板の最上段の列を排水口とすること
が望ましいことを開示している。

しかし、その後の実験により、冷却水の平均流速が１５
　ｍ／ｓｅｃ程度までの場合は、冷却水ガイド板の最上
段の列を排水口としただけで冷却水の吹き上げを防止で
きるが、１５　ｍ／ｓｅｃを越えた場合には前記最上段
の列を排水口としただけでは冷却水の吹き上げを効果的
に防止できないということが判明した。これは冷却水の
運動方向と排水口の向きが異なるため、大きな運動量で
移動している水の方向転換が困難なためである。

しかして、下流側鋳型部における凝固シェルに較べてそ
の厚さの薄い上流側鋳型部における凝固シェルは、その
強度も弱いため、下流側鋳型部より冷却水が吹き上がる
と、その吹き上がった冷却水によって冷却が不均一とな
り、鋳片の表面品質の悪化の一因となると考えられる。

本発明は上記した問題点に鑑みて成されたものであり、
下流側鋳型の冷却水が上流側鋳型に吹き上がるのを防止
することにより、鋳片の表面品質を損なわないようにで
きる連続鋳造用鋳型を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために本発明者等が種々
実験、研究を行った結果に基づいて成されたものであり
、その要旨とするところは、矩形断面を有する連続鋳造
組立鋳型において、相対する２対の鋳型壁のうちの何れ
か一方もしくは両方の鋳型壁を鋳片鋳込方向に２段以上
に分割形成すると共に、最上流側鋳型壁を除く下流側鋳
型壁を複数の冷却水ガイド板で鋳片幅方向に分割構成し
、対を成す下流側鋳型壁を構成する前記夫々の冷却ガイ
ド板を互いに接離移動可能に構成すると共に、最上流側
鋳型と該鋳型に続く下流側鋳型間に高粘性の液体を圧入
供給する手段を設けたことである。

（作　　用） 本発明は上記した構成を採用することにより、鋳片と鋳
型壁間の間隔を鋳片幅方向に均一となるように制御でき
ると共に、下流側鋳型より吹き上げてくる冷却水を高粘
性の液体によって完全に遮断することができる。

（実　施　例） 以下本発明を第１図〜第３図に示す一実施例に基づいて
説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したものであり、連続鋳
造用鋳型を上流側鋳型１と下流側鋳型２の二分割にした
場合の組込み構造を示す。

ところで、上流側鋳型ｌＬよ通常、テーパーを付与され
た鋳型壁、または相対する２対の平行鋳型壁を有する。

一方、下流側鋳型２は例えば第１図に示す短冊状または
亀甲状に類する形状（図示せず）の複数の冷却水ガイド
板３より構成され、それぞれ例えばシリンダ４等の移動
装置にリンク８を介して連結され、対を成す鋳型壁面が
接離移動できるように成されている。また前記冷却水ガ
イド板３には給水口５列と排水口６列を交互に設け、第
２図に示すように当該給水部と排水部とに設けられた圧
力検知器７により圧力を検出し、この検出値に応じてシ
リンダ４により各冷却水ガイド板３を移動できるように
している。

なお、上流側鋳型１方向への冷却水の吹き上げを防止す
るため、冷却水ガイド板３の最上段の列は排水口とした
方が望ましい。

また給水口５および排水口６の少なくともどちらか一方
をスリット状長孔とすることによって、鋳片１０と冷却
水ガイド板３間に形成された水膜内の冷却水の均一な流
れを実現できる。なお第１図中９はスプリングを示す。

前記した上流側鋳型ｌと下流側鋳型２の境界部の間隙に
は高粘性の液体の噴出ノズル１１が鋳型の長辺側及び短
辺側共同−レベル位置で配置され、高粘性の液体を貯留
しておくタンク１２から配管１３を介して所要の圧力で
高粘性の液体を供給されるように成されている。この圧
力は、前記噴出ノズル１１の出口部で溶鋼静圧とバラン
スする大きさに調節して凝固シェルを支持する機能を持
たせることが望ましい。この圧力が溶鋼静圧より小さい
と、前記境界部の間隙部分で凝固シェルの支持ができな
（なるからである。

前記噴出ノズル１１の出口部は、第３図に示すように、
出口形状をスリット状とすると共に、該スリット孔部１
４に至るまでは複数の細孔１５とすることによって高粘
性の液体を供給できるようにするのが望ましい。

スリット状とした場合には下流側鋳型から上流側鋳型に
吹き上がってくる冷却水を完全に遮断すべく高粘性の液
体が鋳片全体の周方向に均一に広がるからである。なお
スリット孔部１４は第１図及び第２図に示すように下方
に傾斜を持たすように配置することが好ましい。

高粘性の液体で冷却水の吹き上げを遮断できるのは、高
粘性の液体膜が障壁となって冷却水の上方向への運動エ
ネルギーを吸収し、かつ液体自身も高粘性であることに
より相当量の剪断力を与えなければ流動しないからであ
る。

液体の粘度としては、鋳型と鋳片間の温度域において水
の粘度の１００〜１００００倍程度高いものが望ましい
。水の粘度の１００倍未満の粘度であると、本発明者等
の実験によれば本発明の目的の一つを達成するための冷
却水の最低限の速度６ｍ／ｓｅｃでも、その剪断力によ
って液体が流動し、遮断できなくなるからである。一方
、遮断の点からは粘度は高い方が良いが、１００００倍
を超えると流動性が極めて低下し、鋳片と鋳型間に実際
に液体の供給が出来なくなるからである。

次に本発明の効果を確認するために行った実験の結果に
ついて説明する。

１ヒート５０トンの低炭素アルミキルド鋼を２〜６　ｍ
／ｓｉｎなる鋳造速度で、第１図に示す２段式連続鋳造
鋳型を備えた連続鋳造機により、厚さ１０５扁、幅１０
５０■の鋳片を製造した。この際使用した上流側鋳型の
長さは３５０■（メニスカスより下側の長さ２５０■）
であり、下流側鋳型には第１図に示す短冊状冷却水ガイ
ド板（幅：１００ｍ、長さ２５５０ｍ）を２２個取り付
けた（（鋳型広面側１０個、鋳型挟置側１個）×２）。

冷却水ガイド板の給水口、排水口の詳細は次のとおりで
ある。

給水口：高さ１．５ｇＸ幅１２！Ｉ１１排水口：高さ２
．２閣×幅１２ＩＩ１１１給水口及び排水口の相互間隔
：それぞれ２ａａ給水口と排水口の横方向ピッチ：　１
４ｍｍ＋給水口列と排水口列との間隔：５０舗 鋳造中、下流側鋳型の冷却水の流速を６〜４０ｍ／ｓｅ
ｃの範囲で変化させて鋳造した。

そして、本発明装置の噴出ノズルとして、スリット孔部
を１０ｍの幅で深さ５閤、細孔を直径がφ３ｍのものを
横方向に１４ｍピッチで等間隔に配したものを用いた。

また、高粘性の液体としては、市販のシリコンオイルで
粘度が２００ｃｐのものと３０００ｃｐのものを２種類
使用した。

更に比較として、噴出ノズルを使用しない２段式連続鋳
造用鋳型（形状、サイズ、仕様は共に同じ）のみで、同
一鋳造速度で実験を行い、冷却水の吹き上げ状態を比較
した。

その結果、鋳造速度の上昇とともに、下流側鋳型からの
冷却水の速度も６　ｍ／ｓｅｃより徐々に増して行くが
、冷却水の速度の増加により、比較法の鋳型では、上流
側鋳型への冷却水の吹き上げが激しくなって行き、冷却
水速度が１５　ｍ／ｓｅｃで、上流側鋳型への冷却水の
侵入が観察された。

一方、本発明例の場合、高粘性の液体として２００ｃｐ
のシリコンオイルを使用した場合は、冷却水の速度が２
５　ｍ　／ｓｅｃまでは上流側鋳型への吹き出しは、見
られなかったが、２５ｍ／ｓｅｃ以上になるシリコンオ
イルの液膜が冷却水によって破断され、冷却水とシリコ
ンオイルの混合体となって上流側鋳型に吹き出し始めた
。さらに高粘性液体として、３０００ｃｐのシリコンオ
イルを使用した場合は、最大流速の４０　ｍ　／ｓｅｃ
まで、冷却水の吹き上げは全く観察されず、完全に遮断
された。

以上の様に、高粘性の液体を適切に選択する事により、
下流側鋳型からの冷却水の吹き上げを効果的に遮断でき
る。

また、本発明では鋳造速度が高速になっても凝固シェル
厚さが確保され、下流側鋳型壁の摩耗、摩擦力の上昇も
なく鋳片の表面品質も良好であった。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、鋳型広面側端部お
よび挟置側下部に形成される空隙による鋳型冷却能低下
を防止し、凝固シェル形成を増進・均一化し、さらに潤
滑の改善により鋳型壁の甚だしい摩耗防止が図られると
共に、下流側鋳型からの冷却水が上流側鋳型へ吹き上が
るのが防止され、安定して表面品質の良い鋳片が製造で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明鋳型の一実施例を示す図面、第２図は冷
却水ガイド板部分を断面して示す側面図、第３図は噴出
ノズルの説明図である。 １は上流側鋳型、２は下流側鋳型、３は冷却水ガイド板
、４はシリンダ、５は給水口、６は排水口、７は圧力検
知器、８はリン°り、１１は噴出ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）矩形断面を有する連続鋳造組立鋳型において、相
   対する２対の鋳型壁のうちの何れか一方もしくは両方の
   鋳型壁を鋳片鋳込方向に２段以上に分割形成すると共に
   、最上流側鋳型壁を除く下流側鋳型壁を複数の冷却水ガ
   イド板で鋳片幅方向に分割構成し、対を成す下流側鋳型
   壁を構成する前記夫々の冷却ガイド板を互いに接離移動
   可能に構成すると共に、最上流側鋳型と該鋳型に続く下
   流側鋳型間に高粘性の液体を圧入供給する手段を設けた
   ことを特徴とする連続鋳造用鋳型。