JPH04172149A - 水平連続鋳造方法 - 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］ この発明は水平連続鋳造方法、特に鋳造開始およびその
直後までの操業方法に関する。

この発明は炭素鋼、ステンレス鋼、その他金属のビレッ
トなどの連続鋳造に利用される。

［従来の技術］ 水平連続鋳造装置は設備費、設置面Ｈ４および運転費が
垂直連続鋳造装置に比べて少なくてすみ、また鋳片の曲
げによる応力発生がなく、鋳片内圧が小さいことからバ
ルジングの発生も少ない。特に、小容量の鋳造設備では
経済効率がよい。したかりて、近年、ビレットなどの鋳
造に水平連続鋳造装置が実用化されている。

第２図は、−数的な水平連続鋳造装置の主要部の縦断面
を示している。図面にに示すように、水平連続鋳造装置
はタンディツシュ１１とモールド１８とはタンディツシ
ュノズル１２、スライディングノズル１３およびフィー
ドノズル１５を介して連結している。タンディツシュ】
１、タンディツシュノズル１２、スライディングノズル
１３オよびフィードノズル１５は、それぞれジルコン質
やアルミナ質の通常の耐火物で作うわている。モールド
＋８は銅製であフて、冷却水流路Ｉ９を貫流する冷却水
Ｗによって冷却されている。モールド１８の入側にはブ
レークリング１６が装着されている。ブレークリング１
６は、窒化はう素、窒化けい素などの耐熱性セラミック
スで作られている。モールド１８の入口とブレークリン
グ１６とはテーパーが付いており、タンディツシュ１１
とモールド１８とが連結される際に、ブレークリンク１
６はモールド入［Ｉに圧入される。

くさび作用によってモールド１８とブレークリンク′］
６との接合面に血圧が発生し、両者間のシールを保持す
る。なお、銅製モールド１８に続いて配置されたモール
ド２１はクラファイト製である。また、装置によっては
、上記スライディングノズル１３を備えていないものも
ある。

モールド１８内に供給された溶湯Ｍはモールド内周面に
より冷却され、凝固殻Ｓを形成する。凝固殻Ｓの形成は
、ブレークリング１６より開始する。

ブレークリング１６は、凝固殻Ｓが逆方向にすなわちフ
ィードノズル１５側に成長するのを防ぐ。溶湯Ｍが凝固
して形成された鋳片には、モールド１Ｂ出側からピンチ
ロールなどの引抜き装置　（図示しない）により間欠的
に引き抜がれる。鋳片Ｋを間欠的に引き抜くと、ブレー
クリング１６と凝固殻Ｓの端との間に空隙が生じ、その
空隙に新たに溶湯Ｍが流れ込み、新たな凝固殻Ｓを生成
する。

また、ノズル、ブレークリングあるいはモールドの交換
、保守などを８紡とするために、タンディツシュおよび
モールドのうちの一方を可動、他方を固定とした水平連
続鋳造装置がある。このような装置では、可動側が油圧
シリンダなどにより前進駆動されて固定側に連結される
。たとえば、特開昭５３−８８６３０号公報で開示され
た水平連続鋳造装置では、タンディツシュを載せた金型
が油圧シリンダにより前進駆動されて、タンディツシュ
がノズルを介してモールドに連結される。また、特開昭
５８−１６８４５７公報で開示された水平連続鋳造装置
では、逆にモールドを載せた台車が油圧シリンダにより
前進駆動されて、モールドがノズルを介してタンディツ
シュに連結される。

第１図（ｂ）は、上記のように構成された水平連続鋳造
装置における従来の鋳造開始までの工程ａ〜ｅを示して
いる。まず、プレークリング圧入装置により、モール）
−入口にブレークリングを圧入する。つぎに、モールド
内面の結ＩＸ（よる水蒸気爆発を防止するために、モー
ルドを温水加熱する。十分にモールドが加熱された状態
で、タンディツシュおよびモールドをクランプして接合
する。ついで、温水を冷水に切り替えてタンディツシュ
からモールドに溶湯を供給し、鋳造を開始する。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の鋳造開始方法には、次のような問題があった
。

銅製モールドとセラミックス製ブレークリングとは、熱
膨張率に大きな差がある。第３図は、銅製モールド（１
５０ｍｍｘ　１５０ｍｍ角）と窒化はう素ＢＮ製ブレー
クリングとの熱膨張の差異を例示している。従来では、
前述のように冷間でモールドにブレークリングを圧入し
ている。したがフて、モールドが温水加熱によっである
いは鋳造時に溶湯によって熱膨張１−ると、ブレークリ
ング１６か第４図（ａ）から（ｂ）に示すように鋳月引
抜き方向に移動する。そして、モールド１８とブレーク
リング１６との間に生した隙間ｍに地金差しが発生し、
モールド１８およびブレークリング１６が機械的に損耗
する。

特にモールドが角形の場合、ブレークリンクをモールド
に冷間圧入した状態で、第５図（ａ）　釘示すようにモ
ールド１８のコーナ一部とブレークリング１６のコーナ
一部とか密着していても、上記のようにブレークリング
１６が移動すると、両コーナー部の間に第５図（ｂ）に
示すように隙間ｎが生じる。この隙間ｎに地金差しか発
生し、モールド１８およびブレークリング１６が機械的
に損耗する。さらに、前述のようにブレークリングと凝
固殻の端との間に生じた空隙は負圧状態となっているの
で、隙間ｎがら空隙内に空気が侵入する。侵入した空気
は溶湯内に巻き込まれ、鋳片内部あるいは表面に残存し
てブローホールなどの鋳造欠陥を生しる原因となる。

また、鋳造開始前に、モールドの温水加熱から冷水冷却
に切り替えるために、ブレークリングがモールドに焼ば
めされる。この結果、ブレークリングに過大な応力が発
生し、ブレークリングの塑性変形さらには破損を招く。

そこで、この発明は、ブレークリンクおよびモールドの
損耗を軽減し、ブレークリングの破損を防止するととも
に、ブローホールなどの鋳造欠陥の発生を防止すること
かできる水平連続鋳造方法を提供しようとするものであ
る。

［課題を解決す巳ための手段］ 第１の発明の水平連続鋳造方法は、タンディツシュおよ
びモールドのうちの一方が可動で、他方か固定されてお
り、モールドに冷却水流路が設けられた水平連続鋳造装
置で、上記可動側を前進させ、ノズルおよびブレークリ
ングを介してタンディツシュとモールドとを連結してブ
レークリンクをモールド入口に圧入し、鋳造を開始する
水平連続鋳造法において、上記冷却水流路に温水を供給
してモールドを加熱した状態て、ブレークリングをモー
ルド入口に圧入する。

第１図（ａ）のＡＮＣが、この発明の工程を示している
。

モールドを冷却する冷水の温度は通常の水温であり、　
５〜２５℃程度である。また、モールドを加熱する温水
の温度は、４０〜９５℃程度である９温水でモールドを
加熱した状態でブレークリングをモールド入口に圧入す
る際に、鋳造中にタンディツシュおよびモールドに加え
る接合力よりも若干大きな力で、タンディツシュおよび
モールドを押圧する。

第２の発明の水平連続鋳造方法は、タンディツシュおよ
びモールドのうちの一方が可動で、他方が固定さ４てあ
り、モールドに冷却水流路が設けられた水平連続鋳造装
置で、上記可動側を前進させ、ノズルおよびブレークリ
ングを介してタンディツシュとモールドとを連結してブ
レークリングをモールド入口に圧入し、鋳造を開始する
水平連続鋳造法において、上記冷却水流路に温水を供給
してモールドを加熱した状態で鋳造を開始し、鋳造開始
直後に温水を冷水に切り替えてモールドを冷却する。

鋳造開始直後とは、タンディツシュから流出した溶湯が
、あらかじめモールド内に挿入されていたダミーバーま
で充満し、ダミーバーを後退させた時点をいう。

温水加熱の時期あるいは目的は、温水加熱が鋳造開始前
であれば特に限定されるものではない。

たとえば、単にモールドを加熱するためのものであって
もよい。したがって、この場合の工程は、第１（ａ）お
よび（ｂ）においてａ−ｂ−ｃ−Ｃ−Ｄとなる。

第３の発明の水平連続鋳造方法は、タンディツシュおよ
びモールドのうちの一方が可動で、他方か固定されてお
り、モールドに冷却水流路が設けられた水平連続鋳造装
置で、上記可動側を前進させ、ノズルおよびブレークリ
ングを介してタンディツシュとモールドとを連結してブ
レークリングをモールド入口に圧入し、鋳造を開始する
水平連続鋳造法において、上記冷却水流路に温水を供給
してモールドを加熱した状態でブレークリングをモール
ド入口に圧入し、鋳造開始直後に温水を冷却水に切り替
えてモールドを冷却する。

第１図（ａ）のＡＮＤか、この発明の工程を示している
。

［作用］ モールドを温水により加熱した状態でブレークリングを
圧入することにより、ブレークリング圧入時と鋳造中と
における、モールドとブレークリングとの間の熱膨張差
は小さくなる。したがって、モールドの熱膨張によるブ
レークリングの前記鋳片引抜き方向の移動量は小さくな
る。また、モールドが角形の場合、モールドのコーナ一
部とブレークリングのコーナ一部との間に隙間が生しる
ことはない。

鋳造開始直後に温水を冷水に切り替えてモールドを冷却
することにより、モールドは冷却されるが溶湯に加熱さ
れる。したがって、モールドは過度に冷却されることは
なく、ブレークリングがモールドに焼はめ状態になるこ
とはない。

［実施例］ 実施例として、　１５０ｍｎ＋Ｘ　１５０＋ａｍ角のス
テンレス鋼ビレットの連続鋳造について説明する。

モールドは銅製であり、ブレークリンクは窒化はう素Ｏ
Ｎ製である。モールドの入口とブレークリングとのテー
パーは、５度である。鋳造開始直後までの工程は、従来
のものと比較して第６図（ａ）および（ｂ）の横軸にそ
れぞれ示している。

この発明の場合、モールドを８０〜９０℃に温水により
加熱した状態て、接合力１７３０ｋｇｆで接合したのち
、タンディツシュおよびモールドをクランプした。クラ
ンプ力は＋３００ｋｇｆてあった。この状態て、鋳造を
開始し、開始直後に温水加熱を冷水冷却に切り替えた。

冷水の温度は、２０℃であった。

従来法の場合、モールドが常温（２０℃）の状態で、接
合力１７３０ｋｇｆて接合したのち、モールドを８０〜
９０℃に温水により加熱した。ついで、温水加熱を冷水
冷却に切り替え、鋳造を開始した。

第６図（ａ）および（ｂ）は、ブレークリング・モール
ド間の血圧およびブレークリングの移動量の計算結果を
示している。従来法の場合、温水加熱を冷水冷却に切り
替えたことにより、接合力が１１５０ｋｇｆ増している
。また、従来法では、ブレークリングの移動量がこの発
明に比べて　１．０　ｇｎＩＩ＋大きくなっている。

従来法では、ブレークリングの引抜き方向への移動量が
大きいために、コーナ一部隙間への地金差しが発生しや
すい。この地金と凝固殻が結合することによる 従来法ではブレークリングに引抜方向への移動量が大き
いために、コーナ一部隙間への地金差しか発生し易い。

この地金と凝固殻が結合することによる地金のモールド
・ブレークリング間からの引離しと、その後のモールド
・ブレークリング間への地金差し発生の緑返しにより、
モールドおよびブレークリングコーナ一部の損傷が加速
される。その結果、従来法では一回鋳造する毎にモール
ド内壁を研削手入する必要かあった、本発明適用により
約５回再使用可能となった。

また、従来法では鋳造スタート前に温水から冷水に切替
えるためにブレークリングが焼バメされる。例えば第６
図（ｂ）において、熱間での破壊限界が１．８ｋｇ／ｃ
ｒＢ２（２３３０ｋｇ）の低強度材質のブレークリング
を使用した場合は、従来法では破壊に至るが本発明によ
れば破壊することなく鋳造可能である。

［発明の効果］ この発明によれば、モールドを温水により加熱した状態
てブレークリングを圧入するので、ブレークリング圧入
時と鋳造中とにおける、ブレークリングとモールドとの
間の熱膨張差が小さくなる。この結果、ブレークリング
およびモールドの損耗は軽減されるとともに、ブローホ
ールなどの鋳造欠陥の発生も防止される。

また、鋳造開始直後に温水を冷水に切り替えてモールド
を冷却するので、ブレークリングがモールドに焼ばめ状
態になることはない。この結果、ブレークリングの変形
や破損が防止される。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）および（ｂ）はそれぞれこの発明および従
来の鋳造開始方法を示すフローチャート、第２図はこの
発明が実施される一般的な水平連続鋳造装置の一例を示
す縦断面図、第３図はモールドとブレークリングの熱膨
張量の一例を示す線図、第４図（ａ）および（ｂ）はモ
ールドの加熱によってブレークリングが移動する状態を
説明する図面、第５図（ａ）および（ｂ）はモールドの
加熱によってモールドのコーナ一部とブレークリングの
コーナ一部との間に隙間が発生する状態を説明する図面
、ならびに第６図（ａ）および（ｂ）はそれぞれブレー
クリング・モールド間の面圧およびブレークリングの移
動量について本発明法と従来法とを比較して示す線図で
ある。 １１−・・タンディツシュ、１２・・・タンディツシュ
ノズル、１３・−スライディングノズル、１５・・・フ
ィードノズル、１６・・・ブレークリング、１７・・・
フレーム、１８・・・銅製モールド、１９・・・冷却水
流路、２１・・・グラファイト製モールド、Ｋ・・・鋳
片、Ｍ・・・溶湯、Ｓ・・・凝固殻、Ｗ・・・冷却水。 （ｃＬン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　（ｂ）第２図 第３図 １腹（Ｃ） 第４図 ｊｌＥ５図 ｕ）　　　　　　　　　　　　　　ｒｂ）第 （ａ） ＵＩＪ （シ） 手続補正書動式） 平成３年３月１１日 特許庁長官　　植松　敏　　　殿 ２、発明の名称 水平連続鋳造方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都千代田区大手町二丁目６番３号名称　　（
６６５）新日本製鐵株式会社（ばか１名） ４、代理人　〒１１１ 住所　東京都台東区蔵前３丁目４番５号朋友ビル第１４
階置　（５６８７）　６０５４５、補正命令の日付　　
平成３年２月１２日６、補正の対象　　　　図面 ７、補正の内容 （１）添付図面の第４図を別紙の通り補正する。 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タンディッシュおよびモールドのうちの一方が可動
   で、他方が固定されており、モールドに冷却水流路が設
   けられた水平連続鋳造装置で、前記可動側を前進させ、
   ノズルおよびブレークリングを介してタンディッシュと
   モールドとを連結してブレークリングをモールド入口に
   圧入し、鋳造を開始する水平連続鋳造法において、前記
   冷却水流路に温水を供給してモールドを加熱した状態で
   、ブレークリングをモールド入口に圧入することを特徴
   とする水平連続鋳造方法。 ２、タンディッシュおよびモールドのうちの一方が可動
   で、他方が固定されており、モールドに冷却水流路が設
   けられた水平連続鋳造装置で、前記可動側を前進させ、
   ノズルおよびブレークリングを介してタンディッシュと
   モールドとを連結してブレークリングをモールド入口に
   圧入し、鋳造を開始する水平連続鋳造法において、前記
   冷却水流路に温水を供給してモールドを加熱した状態で
   鋳造を開始し、鋳造開始直後に温水を冷水に切り替えて
   モールドを冷却することを特徴とする水平連続鋳造方法
   。 ３、タンディッシュおよびモールドのうちの一方が可動
   で、他方が固定されており、モールドに冷却水流路が設
   けられた水平連続鋳造装置で、前記可動側を前進させ、
   ノズルおよびブレークリングを介してタンディッシュと
   モールドとを連結してブレークリングをモールド入口に
   圧入し、鋳造を開始する水平連続鋳造法において、前記
   冷却水流路に温水を供給してモールドを加熱した状態で
   ブレークリングをモールド入口に圧入し、鋳造開始直後
   に温水を冷却水に切り替えてモールドを冷却することを
   特徴とする水平連続鋳造方法。