JPH03118943A - 低・中炭素鋼用連鋳鋳型およびその鋳造方法 - 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〕 本発明は低、中炭素鋼用連鋳鋳型およびその鋳造方法に
係り５特に単一鋳型による低炭素鋼および中炭素鋼のそ
れぞれを最適冷却速度で鋳造可能の鋳型およびこの鋳型
による鋳造方法に関し、連続鋳造分野で広く利用されて
いる。

〔従来の技術〕

鋼の連続鋳造においては、第３図に示すように、タンデ
イツシュ２に溜められた溶鋼４は、浸漬ノズル６を介し
て鋳型８に注入される。鋳型８は粁曲した冷却水路１０
を内蔵した銅板８Ａより成り、浸漬ノズル６を介して鋳
型８に注入された溶鋼４は、急速に冷却されて凝固殻１
２を形成する。凝固殻１２は鋳型８の内周面に接触する
近傍の溶鋼４から形成され始め、鋳型８の内部に未凝固
の溶鋼が存在する鋳片１４は徐々に引抜かれると共に鋳
型８の下方に設けられたスプレー水の噴射により、更に
冷却されて凝固殻１２が厚くなり鋳片１４を形成する。

ところが、近年、生産性の向上と省エネルギーの目的か
ら鋳片１４を高速で鋳造する高速鋳造が一般化されるよ
うになった。この場合、鋳型８での冷却能が従来と同様
であると、凝固殻１２の厚みが十分成長する前に鋳片１
４が鋳型８から引き抜かれるので、鋳型８内での凝固殻
１２が薄くなる。この場合には鋳片１４に割れや亀裂等
の品質不良を生ずることが多いので、高速鋳込の場合に
は鋳型８内で従来よりも強冷却する必要がある。

しかしながら、鋳型８内での冷却は鋼種によって、それ
ぞれ異なる適正冷却度にする必要がある。

例えば低炭素鋼では出鋼温度も高く強冷却する必要があ
るのに対し、中炭素鋼では包晶反応によす凝固初期に鋳
型８の内表面と凝固殻１２との間に、不均一な間隙を生
ずるために、溶鋼４の湯面近傍が不均一に冷却されると
いう問題がある。

このような不均一な冷却が生じると凝固殻の厚みが不均
一となって応力の集中により割れを発生しやすい、従っ
てかかる不均一な冷却を防止するために比較的時間をか
けて緩冷却する必要がある。

かくの如く、単一鋳型を使用して冷却能を異にする溶鋼
を鋳込む鋳型装置の従来技術として、特開昭６２−１８
３９３８がある。この発明の要旨とするところは次の如
くである。すなわち、「箱型の鋳型本体と、この鋳型本
体に鋳片引抜き方向に沿って複数個配置され相互に溶鋼
の冷却能が異なる冷却調節部材とを有することを特徴と
する連続鋳造機の鋳型、」である。

上記要旨の如く、この発明は鋳型の上下方向に冷却能の
異なる複数個の冷却調節部材を配置した鋳型であって、
例えば鋳型上部は低熱伝導率の銅板とし、下部は高熱伝
導率の銅板として、中炭素鋼の如き緩冷却を要する鋼種
の鋳造に際しては、鋳型内の溶鋼湯面を低熱伝導率の銅
板が配置されている鋳型上部に位置せしめ、低炭素鋼の
如く強冷却を要する鋼種に対して、鋳型中部の高熱伝導
率銅板が配置されている位置に、溶鋼湯面を位置させる
ことにより、単一鋳型によって鋳込溶鋼の緩冷却を可能
とした鋳型である。

しかし、この鋳型は高伝導率の芯材の鋳型に。

低伝導率の冷却調節部材を接合させる等によって形成さ
れているので、ｔ４型内面上部の低伝導率の冷却調節部
材が剥離し易く、鋳型寿命が短いという問題があるほか
、その剥離過程で、コーテイング材が反ると、この部分
に間隙が発生し、ブレークアウトの原因となり品いとい
う問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、単一鋳型による溶鋼の強冷却。

もしくは緩冷却可能な上記従来鋳型の問題点を解決し得
る低・中炭素鋼用鋳型を提供し、併せて、該鋳型による
効果的な鋳造方法を提供せんとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による連鋳鋳型は、従来技術の問題点を鋳型の冷
却構造によって解決したもので、その要旨とするところ
は次のとおりである。すなわち、（１）　冷却水路を内
蔵する銅板より成る連鋳鋳型において、前記冷却水路が
前記鋳型内壁に近接して強抜熱域を形成する鋳型上部と
、前記冷却水路が前記鋳型内壁から離れて緩抜熱域を形
成する鋳型中・下部と、を有して成ることを特徴とする
低、中炭素鋼用連鋳鋳型。

（２）　前記強抜熱域の冷却水路の内壁厚みは１５〜２
０■であり、前記緩抜熱域の冷却水路の内壁厚みは３０
〜３５ｍである上記（１）に記載の低、中炭素鋼用の連
鋳鋳型。

更に、上記鋳型による鋳造方法の要旨とするところは次
の如くである。

（３）Ｃ含有量が０．０８重量％未満の低炭素鋼の鋳込
に際しては前記強抜熱域に湯面レベルを制御し、Ｃ含有
量が０．０８〜０．１４重量％の中炭素鋼の鋳込に際し
ては前記緩抜熱域に湯面レベルを制御する低、中炭素鋼
用連鋳鋳型による鋳造方法。

（４）前記中炭素鋼鋳込の湯面レベルにおける前記冷却
水路の内壁厚みをｔ８とし、前記強抜熱域の下端から該
中炭素鋼鋳込の湯面レベルまでの距離をｔ、とすれば、 ｔ２≦ｔ。

である上記（３）に記載の低、中炭素鋼用鋳型による鋳
造方法、　である。

本発明の詳細を第１〜２図を参照して説明する。

連鋳鋳型１８は内部に杆菌した冷却水路１０を有する銅
板１８Ａより成るが、本発明による鋳型１８は、鋳型内
壁が薄く冷却水路１０が溶鋼４と接触する鋳型内壁に近
接して強抜熱域を形成する鋳型上部１８−１と、鋳型内
壁が厚く冷却水路１ｏが鋳型内壁から離れて緩抜熱域を
形成する鋳型中、下部１８−２から成っている。

連続鋳型は通常銅板で製作されているが、溶鋼４と直接
接触する内壁面は、鋳込回数の増加により徐々に溶損し
て残厚が１０ｍとなった段階で安全のため交換する６本
発明における強抜熱域の鋳型上部１８−１は、この残厚
１０ｍ５＋に改削式５ａｌを加え少くとも１５ｍｍを初
期に確保する。しかし２０ｍを越すと抜熱量が低下して
本発明の目的が達成できないので、第２図に示す如く強
抜熱域の内壁厚みｔ工を１５〜２０ｍに限定する。

次に緩抜熱域の鋳型中、下部１８−２内壁厚みｔ２は通
常の厚みの３０〜３５ｍｍとし下端まで一定の厚さとす
る。

次に上記の如き本発明による連続鋳型１８を使用する鋳
造方法について説明する。

Ｃ含有量が０．０８重量％未満の低炭素鋼は、それ自体
の溶融点が高く、従って転炉からの出鋼温度も高いので
高速鋳造するためには、鋳型１８内で急速冷却する必要
がある。そのためかかる低炭素鋼の溶鋼４の鋳型内湯面
メニスカスは、第１図において鋳型内壁の薄い強抜熱域
の鋳型上部１８−１に位置する如く制御する。また、Ｃ
含有量が０．０８〜０．１４重量％の中炭素鋼では、先
に説明した如く、包晶反応により溶鋼の湯面近傍が不均
一に冷却されるので緩冷却する必要がある。そのため、
上記Ｃ濃度の中炭素鋼の鋳込に際しては、鋳型内壁厚み
が３０〜３５■の緩抜熱域の鋳型中、下部１８−２にメ
ニスカスが位置する如く制御する。しかし鋳込凝固殻の
厚さから、なるべく鋳型上部に湯面を位置させた方がよ
いので。

具体的には第２図に示す如く、低炭素鋼の場合は鋳型１
８の頂部から内壁厚みの最も薄いＡ領域が望ましく、鋳
込湯面の制御安全のために少くとも５０＋＋ｎの範囲と
する。

また、中炭素鋼の溶鋼湯面は、杆菌した冷却水路１０の
強抜熱域１８−１の影響をｔ、たけ外したＢ領域の上限
Ｍ−Ｍ線以下とすることが望ましい、Ｍ−Ｍ線における
鋳型内壁厚みをｔ２とすれば、上記ｔ、はｔ２≦ｔ、と
して位置付けることが望ましい、従って第２図において
Ａ領域の下端とＢ領域の上端とのレベル差は１００■を
基準とする。かくの如く高速鋳込を確保するために、低
炭素鋼の場合は、その湯面位置を鋳型１８の頂部から下
方へ５０閣の範囲のＡ領域とし、中炭素鋼の場合はＡ領
域の下端より少くとも１００ｍｍ下方のＭ−Ｍ線以下の
Ｂ領域が望ましい。しかし、Ｂ領域における中炭素鋼溶
鋼湯面がＭ−Ｍ線より下方に位置し、Ａ領域の下限から
１５０−を越えると、中炭素鋼の鋳込湯面が鋳型１８の
下方に位置することとなり、鋳型直下に引抜かれた鋳片
の凝固殻１２の厚さが不足し、バルジングを多発し、ブ
レークアウトの危険が大となるのでＡ領域の下限から１
５０１下方のＢ領域の位置は、中炭素鋼湯面の下限とす
べきである。

〔作用〕

本発明は上記構成のとおり、連鋳鋳型自体の構造を変革
して、上部に鋳型内壁厚の薄い強抜熱域を形成し、鋳型
中、下部は通常の厚さとして緩抜熱域を形成し、しかも
低炭素鋼鋳込みに際しては強抜熱域に、その湯面を制御
することにより急速冷却を実施した。また、中炭素鋼鋳
込に際しては緩抜熱域の、特に上部の強抜熱域の影響を
避ける安全な緩抜熱域に湯面を制御し緩冷却を確実に実
施し得る湯面位置に制御することにした。

更に具体的には、低炭素ｌ！鋳込みに際しては、第２図
Ａ領域の５ｏＩＩＩ１１の範囲とし、中炭素鋼鋳込に際
しては、Ａ領域の下限から１００ｍｏ＋離れたＭ−Ｍ線
以下のＢ領域に限定し、その下限をＡ領域の下限から１
５０ｍｍ以内のＢ領域に制御することが最も望ましい。

かくの如く、連鋳鋳型の構成と、鋳造方法の確実な制御
によって、Ｃ５０，０８％の低炭素鋼および０．０８％
＜Ｃ＜０．１４％の中炭素鋼とを。

単一鋳型の使用によっても、それぞれ高速鋳込ですぐれ
た鋳片を製造することができた。

〔実施例〕

湾曲半径１２ｍ＋の湾曲型連鋳機を使用し、スラブサイ
ズ２２０ｍ＋厚Ｘ９０Ｃ）ａ〜１９００ｍ５幅のスラブ
鋳造に際し、連鋳鋳型を従来の鋳型内壁厚みが上下均一
の３０ｎｍ厚のものを使用した時と、本発明による第２
図Ａ領域の強抜熱域の最少肉厚１８ｍ、緩抜熱域のＢ領
域肉厚３５＋＋ｍ均一の両鍔型を使用し、Ｃ５０，０８
％の低炭素鋼およびＣ含有量０．０８〜０．１４％の中
炭素鋼溶鋼の鋳込の比較試験を実施した。それぞれの鋳
造速度は第１表のとおりであった。

第　　１　　表 上記実施例から明らかな如く１本発明による鋳型および
鋳造方法による場合は、従来法よりも低炭素材で０．１
１Ｉ／ｗｉｎ、中炭素材では実に０．３ｍ／ｌ１ｉｎの
鋳造速度が増加でき、安全な高速鋳造が可能となった。

〔変形例〕

本発明による技術思想から第３図に示す如き連鋳鋳型に
おいても、本発明の目的が達成される。

すなわち、鋳型２８の内壁２８Ａの厚みを、第２図に示
した鋳型１８の頂部の強抜熱域１８−１の下限寸法ｔ１
の上下均一厚さとし、従って冷却水路２０は広くなるが
、上部に突起２２を形成し冷却水路２０を局部的に狭く
する。

かくの如き構成の鋳型２８を設けることにより。

突起２２と鋳型内壁２８Ａとの冷却水路は局部的に狭い
ので流速が大となり強抜熱域を形成し、鋳型の中部およ
び下部は鋳型内壁２８Ａは薄いが冷却水路２０の断面積
が大であるので、冷却水の流速は緩慢となり、緩冷却域
を形成する。

かかる構成の鋳型２８によって、低炭素鋼の湯面および
中炭素鋼の湯面を第２図にて説明した鋳造方法に準じて
実施することによっても１本発明の目的である単一鋳型
による異鋼種の高速鋳造が可能である。

〔発明の効果〕

本発明は、上下均一厚みの従来鋳型を廃して。

上部は冷却水路と鋳型内壁を近接せしめて強抜熱域を形
成し、鋳型中、下部は鋳型内壁から離れた均一厚さとし
て緩冷却域を形成する如く、鋳型の冷却構造を上下にて
異なる構成とし、この鋳型を使用して低炭素材を鋳込む
場合は、その溶鋼湯面を上記強抜熱域に位置する如く制
御し、中炭素材を鋳込む場合には、その溶鋼湯面を緩冷
却域に位置する如き鋳造方法を採ったので次の如き効果
を挙げることができた。

（イ）　同一の単一鋳型で異鋼種の高速鋳造が可能とな
った。

（ロ）　低炭素鋼は強抜熱域の適正位置に湯面を制御し
、中炭素鋼は緩抜熱域の適正位置に湯面を制御する鋳造
方法をとるだけであり、しかも制御範囲はいずれも５０
ＩＩＩ！１程度の範囲であるので操業は極めて容易であ
る。

（ハ）　鋳型内での鋼種による適正な冷却速度を制御で
きるほか、形成鋳片は適度の凝固殻を形成した上で引抜
かれるので、バルジングやブレークアウトの危険なく高
速鋳造が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による連鋳鋳型の構成を示す部分断面図
、第２図は本発明による連鋳鋳型による低炭素鋼および
中炭素鋼の湯面位置制御による鋳造方法を示す断面図、
第３図は本発明の変形例を示す断面図、第４図は従来の
連鋳鋳型を中心とする連続鋳造装置を示す部分断面図で
ある。 ２・・・タンデイツシュ ６・・・浸漬ノズル。 １０・・・冷却水路。 １８・・・本発明鋳型。 １８−２・・・鋳型中、下部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）冷却水路を内蔵する銅板より成る連鋳鋳型におい
   て、前記冷却水路が前記鋳型内壁に近接して強抜熱域を
   形成する鋳型上部と、前記冷却水路が前記鋳型内壁から
   離れて緩抜熱域を形成する鋳型中、下部と、を有して成
   ることを特徴とする低、中炭素鋼用連鋳鋳型。 （２）前記強抜熱域の冷却水路の内壁厚みは１５〜２０
   ｍｍであり、前記緩抜熱域の冷却水路の内壁厚みは３０
   〜３５ｍｍである請求項（１）に記載の低、中炭素鋼用
   連鋳鋳型。（３）Ｃ含有量が０．０８重量％未満の低炭
   素鋼の鋳込に際しては前記強抜熱域に湯面レベルを制御
   し、Ｃ含有量が０．０８〜０．１４重量％の中炭素鋼の
   鋳込に際しては前記緩抜熱域に湯面レベルを制御する低
   、中炭素鋼用連鋳鋳型による鋳造方法。 （４）前記中炭素鋼鋳込の湯面レベルにおける前記冷却
   水路の内壁厚みをｔ＿２とし、前記強抜熱域の下端から
   該中炭素鋼鋳込の湯面レベルまでの距離をｔ＿３とすれ
   ば ｔ＿２≦ｔ＿３ である請求項（３）に記載の低、中炭素鋼用鋳型による
   鋳造方法。