JPH04178246A - 組立鋳型 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、ス、ラブ、ブルーム、ビレット等の鋳片を
連続鋳造するための組立鋳型に関する。

［従来の技術］ 溶鋼の連続鋳造において、鋳型は溶鋼を凝固殻として一
次凝固させる役割を有しており、高い冷却能力を実現す
る為に、水冷銅板を用い、必要により硬質金属等をメツ
キしている。その空孔形状は、所要の鋳片形状を得る決
定的な要素となっているので、種々の断面寸法の鋳片を
製造する連続鋳造機では断面寸法の変更毎に空孔形状を
変えた鋳型に交換していた。しかし、スラブ製造用の連
続鋳造機では、単に、スラブ幅の変更だけで鋳片の断面
寸法の変更が可能なので、長辺部材（固定部材）間で短
辺部材（可動部材）か移動可能なように設けて、鋳造領
域の幅を変更（輻替え）する、組立鋳型とする方法か行
われている。

この輻替え装置付の組立鋳型においては、可動部材の両
側面を固定部材の対向壁面に当接させる構造となってお
り、当接部に僅かな隙間が不可避的に存在する。そして
、当接部の隙間が大きすぎると、溶鋼か隙間に侵入しく
溶鋼の差込み）、初期凝固殻が破断され、ブレークアウ
トやニ重肌等のトラブルが生じる。このようなトラブル
か発生しないよう、組立鋳型においては、対向する固定
部材をクランプで締付けて固定部材を可動部材の側面に
密着させ、当接部に生しる隙間を最小限におさえるよう
にしている。

また、輻替えの為に長辺部材（固定部材）の表面上を短
辺部材（可動部材）が当接移動する時に、当接面が銅の
裸金属面となるとカジリか生じ易いので、短辺部材の当
接面はＮｉ等の硬質金属を厚＜　（０，５ｍｍ程度）メ
ツキしている。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、従来の組立鋳型に溶鋼を注入すると、第
７図に示すように、短辺部材２１は熱膨張により長手方
向に延びようとする。しかしなから、短辺部材２１の側
面はクランプて長辺部材２２の壁面に押付けられて拘束
されているので、実際には延びることか出来ないため、
残留応力か短辺部材２１に発生する。

上記した短辺部材２１に発生した残留応力は、鋳型の繰
返し使用によりだんだん大きくなり、ついには鋳型材料
の弾性限界を超えるため、鋳型に塑性変形か発生し、鋳
造後に鋳型か冷却収縮すると、第８図に示すように、短
辺部材２１と長辺部材２２との当接部に局所的な間隙２
３か発生する。この隙間２３か冷間て許容値の３ｍｍを
超えるようになると、クランプで締付けているにもかか
わらず、溶鋼の差込みか生じやすくなるので、鋳型の使
用を中止せざるをえなくなり、鋳型の寿命か著しく短く
なるという問題点かあった。特に、鋳造速度か速い高速
鋳造においては鋳型寿命が極端に短くなり、高価な鋳型
を頻繁に交換するため、コスト高となっていた。

上記のような問題を解決するための連続鋳造用組立鋳型
としては、特願平１−０３４４２２号に開示されたもの
かある。この組立鋳型は、第９図に示すように短辺部材
２１の両側面で、かつ湯面より上方に位置するところに
切欠き２４が形成されているものである。このように切
欠き２４を形成することにより、湯面上方領域において
短辺部材２１が長辺部材２２に対して非接触となり、湯
面直下領域における局部残留応力が大幅に緩和される。

このため、短辺部材２１に塑性歪みが実質的に生じなく
なり、短辺部材２１と長辺部材２２との当接部の間隙が
実質的に拡大せず、溶鋼の差込みを有効に防止しつつ鋳
型を連続使用することが可能になるというものである。

しかしながら、上述した短辺部材２１の両側面で、かつ
湯面より上方に位置するところに切欠き２４を入れただ
けの組立鋳型では、場面近傍の間隙の拡大を阻止するこ
とはできるか、鋳型の下方部分については、当接する長
片部材の面粗度が早期に粗になるため、短片部材の当接
面のカジリか進んで隙間拡大か進むという問題点があっ
た。

この発明は、従来技術の上記のような問題点を解消し、
連続鋳造用組立鋳型の長辺部材と短辺部材との当接部の
間隙が拡大しない組立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］ この発明に係る組立鋳型は、鋳造領域を取囲むように複
数の鋳型部材を組合わせる組立鋳型において、その壁面
が所定のｒＩ！Ｉ隔をもって対向する１対の第１の鋳型
部材と、これら１対の第１の鋳型部材の間に設けられ、
前記鋳造領域を所定の輻で仕切る１対の第２の鋳型部材
と、これら１対の第２の鋳型部材の両側面に、前記第１
の鋳型部材の対向壁面をそれぞれ当接させて押付ける押
付は手段とを有し、前記第２の鋳型部材の両側面で、か
つ湯面より上方に位置するところおよび下端部に切欠き
か形成されている組立鋳型である。

［作用］ この発明に係る組立鋳型においては、第二の鋳型部材の
両側面でかつ湯面よりも上方に位置するところ、および
第二の鋳型部材の両側面で一番下端に位置するところに
、切欠きを形成しているので、湯面上方領域および鋳型
下端部において第二の鋳型部材か第一の鋳型部材に対し
て非接触となリ、湯面直下領域および鋳型下端部におけ
る局部残留応力か大幅に緩和される。このため、第二の
鋳型部材に塑性歪みが実質的に生しなくなり、第一およ
び第二の鋳型部材の当接部の間隙が実質的に拡大せず、
溶鋼の差込みを有効に防止しつつ鋳型を連続使用するこ
とが可能になる。

［実施例］ 本発明の１実施例の組立鋳型を、第１図〜第６図により
説明する。第１図は本発明の１実施例の組立鋳型を側方
から見た縦断面図、第２図はこの組立鋳型を上方から見
た横断面図である。鋳型１は、所定断面形状のスラブを
連続鋳造するための組立鋳型であり、その鋳型部材は銅
合金でつくられている。鋳型１は、１対の長辺部材２，
３および１対の短辺部材４を有しており、１対の長辺部
材２．３かクランプされている。すなわち、１対の長辺
部材２．３の壁面は、所定の間隔（鋳造されるべきスラ
ブの厚さに対応する間隔）をもって相互に向き合ってい
る。１対の短辺部材４か、長辺部材２の内壁から長辺部
材３の内壁までそれぞれ設けられ、鋳造領域５の輻が所
定の長さに仕切られている。各短辺部材４の外面にスク
リュウジヤツキ６の先端かそれぞれ連結されている。そ
して、スクリュウジヤツキ６を作動させると、各短辺部
材４が長辺部材２，３の相互間で移動し、輻替えかでき
るようになっている。

クランプ用のポルト７か長辺部材２および３の両端に貫
通しており、長辺部材３の側においてスペーサ８、皿バ
ネ９を介してナツトｌＯで締めつけられている。１対の
長辺部材２，３および１対の短辺部材４は、その内部に
多数の冷却水路（図示せず）が形成され、各水路に冷却
水か供給されて各部材ごとに水冷されるようになってい
る。すなわち、鋳造領域５の溶鋼か周囲の鋳型に接触し
て冷却されると、薄い凝固殻１１か鋳壁面に沿って形成
されるようになっている。

次に、鋳片厚み２２０ｍｍ、輻９７０ｍｍから２０００
ｍｍまで可変のスラブ連続鋳造機に適用した実施例を第
３図〜第５図により説明をする。因みに、短辺部材４は
、上端部の幅か約２３０　ｍｍ、下端部の輻か基準面で
約２２８ｍｍ、全体の長さが約９５４　ｍｍ。

厚みは上端から下端まで途中２段に勾配変更線をもって
上部の凝固収縮勾配が大きい形状にし、上端部の厚さが
約４０ｍｍ、下端部の厚さか約４８ｍｍである。短辺部
材４は、長辺部材との当接部４ａおよび４ｂをその両側
面に有しており、当接部４ａおよび４ｂの上端から５０
ｍｍの範囲、および下端から１２０ｍｍの範囲が機械切
削されて、上部切欠き部１２および下部切欠き部１３が
形成されている。ここに、上端から５０＋ｎｍの範囲と
は、定常状態のメニスカスにおけるパウダー層の最も高
い高さであり、下端から１２０ｍｍの範囲とは、ダミー
バーを挿入し、シール部材をセットした寸法より、余裕
を　もって下方になる寸法であって、定常鋳込み時には
鋳片コーナーの密着冷却の不要な範囲である。本発明の
特徴である切欠きについては、上部切欠き部１２の深さ
は０．３１１ＩＩＩｌになるように、４ａの面から角を
落とした面で仕上げ、上端においても接触をし、途中で
応力の急変する点の発生もないようにする。また、下部
切欠き部１３の切削深さは１．０ｍｍになるように、４
ａ（或いは４ｂ）の基準面に平行な面で仕上げ４ａの面
との接続部は滑らかに仕上げる。そして、下部切欠き部
１３の鋳型空孔側の稜線から５ｍｍの部分は面取りして
、長片部材の面荒れが短片部材のカジリを引き起こさな
いように押さえ込み出来る構造にする。そしてまた、上
部切欠き部１２と当接部４ａおよび４ｂと下部切欠き部
１３との鋳型空孔側より１５ｍｍの領域は、Ｎｉを厚＜
（０，３から０．５ｍｍ）メツキして仕上げした寸法で
ある。溶鋼を冷却し凝固させる作用面である鋳型空孔側
面は、定常鋳込み時のメニスカスより下一定寸法から下
端までをＮｉを厚くメツキして仕上げる。

次に、上記鋳型を用いて、輻の異なったスラブを連続鋳
造する場合の輻替えについて説明する。

先ず、クランプポルト７を緩め、スクリュウ６により短
辺部材４を移動させ、鋳造領域の幅を調節する。そして
、長辺部材２および３をクランプする。このようにした
後、鋳型ｌの下方にダミーバ（図示せず）を挿入し、鋳
造準備が整うと、タンデイシュノズル（図示せず）を開
け、浸漬ノズル（図示せず）を介して鋳型ｌの鋳造領域
５に溶鋼を注入する。湯面が所定の高さに到達すると、
ダミーバを所定の速度で引抜き、湯面の高さを一定の高
さに維持するようにする。鋳造の定常状態において、第
１図に示すように、湯面が上部切欠き部１２の下方に位
置するように、溶鋼注入量および鋳片引抜き速度を制御
する。

溶鋼が鋳型に接触すると、短辺部材４が膨張して、短辺
部材４の当接部４ａおよび４ｂに力が加わる。短辺部材
４は幅方向を長辺部材２および３により拘束されている
が、上部切欠き部１２および下部切欠き部１３にて短辺
部材４の長辺部材２および３とが非接触であるため、短
辺部材４の当接部４ａおよび４ｂに加わる力が緩和され
る。このため、短辺部材４の当接部４ａおよび４ｂが弾
性限界を超えて変形しなくなり、両部材間の間隙の拡大
が回避される。第６図は、横軸に鋳型内壁の温度をとり
、縦軸に鋳型材料の０．２％耐力をとって、両者の関係
について調べた結果を示すグラフ図である。図から明ら
かなように、銅製鋳型の強度は３００°Ｃを超えると急
激に低下する。−般に、湯面下の鋳型内壁温度は３００
°Ｃを超える温度に到達するので、短辺部材４の当接部
４ａおよび４ｂが全面にわたり拘束されると、熱膨張に
より生じる力が鋳型材料の弾性歪み限界を容易に超える
ようになる。しかしながら、上記鋳型では短辺部材の当
接部の上下端を切欠いているので、応力が緩和され、部
材間の間隙の拡大が回避される。

そしてまた、鋳型の輻替え作業時において、下部切欠き
部１３の面は４ａの基準面から１．Ｏｍｍになるように
仕上げであるので、接触か緩やかであって、短辺部材が
長片部材の上を滑動する時に長片部材の上の障害物をカ
ジリを引き起こさずに削ぎ落とすことができる。また、
下部切欠き部１３の鋳型空孔側の稜線から５ｍｍの部分
は面取りしであるので、長片部材の面荒れが短片部材の
カジリを引き起こさないように押さえ込み出来る。

そして、上部切欠き部１２と当接部４ａおよび４ｂと下
部切欠き部１３との鋳型空孔側の領域はＮｉを厚くメツ
キして仕上げしであるので、長片部材の表面から引込み
された夾雑物も、短片部材のカジリを引き起こさないよ
うに押さえ込み出来る。

なお、上記実施例では、スラブ用の鋳型について説明し
たが、これに限られることなく、ブルーム、ビレット、
ビームブランク等の他の鋳片を連続鋳造するための鋳型
に適用することも可能である。

［発明の効果］ この発明により、連続鋳造用組立鋳型の寿命を大幅に延
長することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の組立鋳型を側方から見た縦
断面図、第２図は本発明の１実施例の組立鋳型を上方か
ら見た横断面図、第３図は鋳型の短辺部材を示す正面図
、第４図は短辺部材の側面図、第５図′は短辺部材の平
面図、第６図は各温度における鋳型の強度を示すグラフ
図、第７図は従来の組立鋳型が熱変形を受けたときの状
態を説明するための模式図、第８図は冷間における従来
の組立鋳型の一部を示す斜視図、第９図は従来の他の鋳
型の短辺部材の正面図である。 ｌ・・・鋳型、２．３・・・長辺部材、４・・・短辺部
材、４ａ、４ｂ・・・短辺部材の長辺部材との当接部、
１２・・・上部切欠き部、１３・・・下部切欠き部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋳造領域を取囲むように複数の鋳型部材を組合わせる組
   立鋳型において、その壁面が所定の間隔をもって対向す
   る１対の第１の鋳壁部材と、これら１対の第１の鋳壁部
   材の間に設けられ、前記鋳造領域を所定の幅で仕切る１
   対の第２の鋳壁部材と、これら１対の第２の鋳壁部材の
   両側面に、前記第１の鋳壁部材の対向壁面をそれぞれ当
   接させて押付ける押付け手段とを有し、前記第２の鋳壁
   部材の両側面で、かつ湯面より上方に位置するところお
   よび下端部に切欠きが形成されていることを特徴とする
   組立鋳型。