JPH04251637A - 金属の連続鋳造のための液冷式鋳型 - Google Patents
金属の連続鋳造のための液冷式鋳型Info
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- JPH04251637A JPH04251637A JP3206433A JP20643391A JPH04251637A JP H04251637 A JPH04251637 A JP H04251637A JP 3206433 A JP3206433 A JP 3206433A JP 20643391 A JP20643391 A JP 20643391A JP H04251637 A JPH04251637 A JP H04251637A
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- continuous casting
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/053—Means for oscillating the moulds
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Springs (AREA)
- Adornments (AREA)
- Freezing, Cooling And Drying Of Foods (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
鋳造のための液冷式鋳型に関する。
て通常は、ビレット、ブルーム及び丸棒の製造には管材
用鋳型、スラブの製造には板材用鋳型が使用される。
込方向で振動される。この場合に正弦状の鋳型運動が優
先され、鋳型の下降運動速度は、通常は一定の連続鋳造
素材引抜き速度より大きい。これは負のストリップと称
される。
は連続鋳造素材引抜き速度に合される。従って例えば2
50mm×2000mmの寸法のスラブにおいて連続封
鋳造素材引抜き速度が1.3m/minの場合に1分間
当り約100振動の周波数が、4から15mmの行程高
さ(振動振幅)において通常の値である。周波数に関し
てより高い振動数も提案された。しかしこの提案の実現
は、振動すべき質量の大きさに起因して現在のところ失
敗している。前述のスラブ寸法に対して、振動させるべ
き質量は約30tである。ビレット寸法又はブルーム寸
法(100−500mmφ又は100×100−400
×400mm)の丸形連続鋳造素材又は方形連続鋳造素
材の製造に用いられる管用鋳型の場合には鋳型の質量は
確かにより小さく1.3t−2.5tであるが、しかし
この場合にも、行程高さが低く連続鋳造素材引抜き速度
が例えば4m/minと大きい場合にある特定の大きさ
の振動周波数を、負のストリップを維持してすなわち下
降行程において連続鋳造素材速度に比して鋳型速度が大
きいこと維持して保証する場合には類似の困難が生じる
。
され振動可能に支承されている鋳型において、所要の力
を可及的に最小にして振動数をより大きくするために、
振動すべき質量の中に振動装置を組込んで鋳型の懸架部
材質量を低減することにある。
位概念に記載の鋳型において請求項1の特徴部分に記載
の特徴により解決される。有利な実施例はその他の請求
項に記載されている。
く説明する。異なる図において同一の部分は同一の参照
番号により示される。
き連続鋳造素材(ストランド)のための鋳型空隙部を形
成する銅製プレートからなる成形壁1から有する。銅製
プレート1は水冷される。冷却液は可撓性導管及び接続
部材14及び流体チャネル15(図2)を介して広幅側
面の支持プレート2に供給され、あるいは支持プレート
2から導出される。狭幅側面3の銅性プレート1への冷
却液の供給及び導出も同様に行うことができる。
に設けられ、鋳造する鋼片の幅を固定する調整装置5に
より担持され、調整装置5は、支持プレート2を流体チ
ャネル15の外部で連結している締付け部材13に固定
されている。
に面していない方の側面に多数のばね部材7(この場合
には板ばね)の一端が固定されている。ばね部材として
、ばね板と、エラストマーから成る加硫された中間層と
により形成されている成層体を使用できることは自明で
ある。板ばねは互いに間隔をおいて側面上に一様に分散
配置され、鋳込方向に対して横方向で延在している。 板ばね7の他端は担持プレート6に固定されている。
り液圧的に分離可能な調整部材10及びアライメント部
材11(図5)を介して、担持プレート6及び狭幅側面
プレート3を包囲している定置の基礎枠12に固定され
ている。
より、異なる鋼片厚及びひいてはこの厚さに対応する狭
幅側面プレート3に広幅側面を調整及びアライメントす
ることができる。
ての液圧シリンダ16の形の振動に必要な装置16、1
7はてこ17を介して鋳型の脚部の支持プレート1に作
用する。
、すなわち狭幅側面のための調整装置を有し対応する支
持プレートを有する銅製プレートのみを振動装置により
運動させるだけでよい。従来の鋼片用鋳型に対して、運
動させなければならない質量が約60%減少する。これ
により一方ではより高い振動数を得ることができ、他方
では振動装置の駆動装置(16)をより小さく形成して
基礎枠12に固定することができる。これにより、駆動
装置から鋳型への力の伝達のために必要な機構を短縮又
は減少できる。
、2、3に冷却水が基礎枠12から接続チューブ14、
担持プレート6、支持プレート2の裏面に設けられてい
る流体チャネル15を通して供給されることにある。広
幅側面を介しての水を案内することにより、多数の接続
チューブの使用が可能であり、従って水の分配及び圧力
整合が鋳型の非振動領域の中でほぼ行われるので、振動
される支持プレートにおける流体横断面を最小化できる
。
じて形成し、側面を弾性部材により密閉することにより
、装置領域の中の非常に危険な環境の影響からこの領域
内の構成部品を保護できる。
鋳造する連続鋳造素材のための鋳型空隙部を形成する壁
1は、湾曲している長手軸19を有し円形の横断面を有
する銅管から成る。直線の長手軸19を有し方形又は多
角形の横断面を有する管も使用可能であることは自明で
ある。
囲され、管端部に設けられているフランジ18と、銅管
1及び水案内街頭20を包囲している管状の支持プレー
ト2とにより保持されている。
ンジ18における互いに対向して位置する2つの側面に
は、この場合にも板ばねとして形成されているばね部材
7が鋳込方向に対して横方向で配置されている。
1つの担持プレート6に固定されており、担持プレート
6は基礎枠に接合されている。鋳型は、一方では支持プ
レート2に作用し他方では担持プレート6により接続ウ
ェブ21を介して支持されている液圧シリンダ16によ
り振動させることができる。
の中間伝動装置又は中間棒なしに直接に、振動させる質
量に連結されている。ばね部材7の長手軸7′は、この
長手軸7′の仮想延長が鋳型の曲率中心22で互いに交
差するか、又は曲率中心22を通りばね部材軸7′に対
して垂直に走行する線の上で互いに交差する。直線軸1
9を有する鋳型管においては曲率中心は無限に位置する
ので、2つの管端部に固定され上下に配置されているば
ね部材7はすべて互いに平行に位置する。
図が多角形又は円形の周縁境界を有するフランジ18を
形成し、鋳型の軸19から出発している1つの半径ビー
ムの上にばね部材7の軸7′が位置するようにばね部材
7を一様に分散配置することは本発明の範囲内である。
ルにより冷却が行われる管鋳型においても使用可能であ
ることは自明である。この場合、管状の支持プレート2
は直接に壁1に接しており、ばね部材の固定は、鋼片鋳
型に関して説明した方法と同様の方法で行われる。
、固定している鋳型部分(担持プレート)と可動の鋳型
部分(支持プレート)との間の接続がばね部材を介して
、 − 外側プレートに対する内側プレートの鋳込方向で
の相対運動が、基礎となっている振動行程の距離だけ可
能であり、 − 内側プレートと外側プレートとが、垂直軸の周り
の(特に熱応力による)湾曲に対して強い単体を形成し
、− 溶融金属により静的圧力に起因する半径方向力
と、所要のバイアス緊張力と、長い鋼片エッジの方向で
のせん断力とが内側プレートから外側プレートへ伝達さ
れることが可能であり、 − 鋳型の振動質量との連関での板ばねの総合ばね剛
性の固有振動数が所望の最大動作周波数に対応し、−
定められている振動振幅の領域内で動的零位置(静的
下降)から可及的に最大の案内制動が鋳込半径の上で保
証されているように形成されている。
構成を詳しく説明する。1600×500mmの寸法の
連続鋳造素材を最大の連続鋳造素材引抜き速度3m/m
inで10500mmの半径の湾曲鋳型連続鋳造装置に
より製造するとする。振動質量は、鋳込むべき連続鋳造
素材の寸法と、使用される晶出器プレートの構造とから
得られる。別の条件においてこれらのパラメーターが変
化する場合にはこの事情を、ばねパラメーターを対応し
て変えることにより考慮できる。鋳型に関して次の値を
選択する。 − 振動質量m=5000kg − 最大行程s=±2.2mm − 最大周波数f=6Hz − 案内部材長l=350mm − 案内部材幅b=70mm − 案内部材の数n=2×8×14=224
6】行程及び周波数は、目標の鋳造速度から得られる。 この場合、基礎となる構成に従って振幅を小さく周波数
を高くすると有利である、何故なら動作周波数が増加す
ると、共振に必要なばね剛性も増加し、ひいては静的下
降が低くなり、振幅が小さくなると板ばねの曲げ交番負
荷が小さくなるからである。
、使用可能な組込空間と、使用される晶出器プレートの
構造とから実質的に得られる。この場合に構造を変形す
ることも可能であるが、変形する場合には案内部材を対
応して整合しなければならない。
材厚d=3.6mm − 静的下降Δy=−6.8mm
大動作周波数に対してC=m×(2π×f)2 となる
。 このように構成されている鋳型において案内精度(鋳込
半径からの鋳型エッジのずれ)は10μmより小さい。
位置に依存する。案内部材は次のように配置されている
。すべての案内部材の内側案内点と外側案内点とを結ぶ
仮想線の延長が鋳込中心点に向いているアライメントか
ら出発して、鋳型側の案内点は静的下降の値だけ上方へ
ずらされる。この配置は、連続鋳造素材と成形壁との間
のすべての接触点のずれを小さくするための前提条件で
ある。
よる負荷によるばね部材の位置変化のことである。構造
的零位置から出発して、支持プレートへばね部材を固定
する点を静的下降の値だけずらすことにより動的零位置
、すなわち振動中心点が決まる。図8には双方の成形壁
が1により示されており、これらの壁1の間に連続鋳造
素材が収容される。成形壁1は支持プレート2に固定さ
れている。支持プレート2は担持プレート6とばね部材
7を介して連結されている。
6との相互位置に関して構造的零位置はaにより示され
ている。支持プレート2に対する板ばね7の作用点は静
的下降値だけずらされている。これにより動的零位置b
が得られる。動的零位置は、支持プレート2が成形壁1
と一緒に振動する際の振動の中心点である作動点であり
、振動の上死点はcにより示され、振動の下死点はdに
より示されている。本発明の鋳型の前述の構成に対して
振動駆動装置として特に液圧シリンダが推奨される。 振動するプレートはばね構造に起因して共振領域内で振
動するので液圧シリンダは小さく形成することができる
、何故ならば基本的には鋳型壁と連続鋳造素材殻部との
間の摩擦のみを克服すればよいからである。これに加え
て液圧シリンダは10バールより小さい作動圧で作動で
きるので力源として例えば鋳型の冷却水装置又は機械冷
却装置の冷却水装置を使用できる。更に、本発明により
実現可能な解決方法はスペースが小さいくて済むのでビ
レット寸法及びブルーム寸法の場合に多重連続鋳造装置
に使用することが推奨される。
ある。 − 振動する質量が最小である。 − 振動する構成部品が少なく、従って関与する構成
部品の振動における共振が振動の目標値変化に与える影
響が小さい。 − 案内精度が高く、構造的に遊びを無くし、摩擦を
小さくすることができる。 − 駆動装置が簡単である(例えばプランジャを駆動
部材として使用できる)、何故ならば本装置に蓄積され
ているばねエネルギー及び運動エネルギーにより振動が
短時間にわたり自動的に行われるからである。 − 共振を利用することにより所要駆動出力を小さく
できる。 − 小さい振動で高い周波数を得ることができるので
表面品質を改善しかつ鋳造速度を高めることができる。
型の振動の距離−時間変化を非正弦状にできる。
状を説明する。この場合に重要な点は、ばね部材は製造
の際に一体的単体としてもばね成層体としても製造でき
、いずれの場合にもばね部材は簡単な方法でチャックジ
ョーの中に挿入しさえすれば後は簡単に、支持プレート
又は担持プレートにおける対応するコンソールにねじ締
めしひいては固定できる。この場合に取付にとって、ば
ね部材が単一のばねであろうと例えば2つ又は3つのば
ねからなる多重構造であろうと何らの差も無い。締付部
品ひいてはチャックジョーの中の1つ又は複数のばね部
材の収容又は間隔取りは、対応して寸法決めされている
スペーサにより実現される。上記図においてばね部材が
間に配置されている、鋳型における部品は図示されてい
ない。
レートにコンソール117が取付られていることが分か
る。これらのコンソール117はチャックジョー111
のための載置表面を形成する。チャックジョー11は横
断面で見て円形の孔を有する。この孔の中に締付部品1
12が配置され、締付部品112は2つの円筒部分から
製造される。図9から分かるようにこれらの締付部品は
チャックジョーの中の孔に整合され、横断面で見て半円
状であり孔内壁に接している面を有し、1つ又は複数の
ばねに面している平面を有する。図9に示されている構
造の場合には2つのばね部材116が設けられている。 これらの2つのばね部材116の間にはそれぞれの端部
にすなわちチャックジョー又は締付部品の領域内に、こ
れらのチャックジョー又は締付部品を互いに離して保持
するスペーサ114が設けられている。平面が互いに平
行なこのスペーサ114は製造の際にばね成層体の目標
値寸法に整合される。
にはスペーサもつねに同一の厚さの偏平材料から製造で
きる。図11では、図9とは異なりただ1つのばね部材
が設けられており、図11では上半部又は下半部に対応
するスペーサが示されている。図12は図9に対応する
。図13では3つのばね部材が設けられており、この場
合にはスペーサの厚さは対応して薄い。
は複数のばね部材を通る貫通孔が開けられ、次いですき
まばめスリーブ113が打込れる。すきまばめスリーブ
113のそれぞれの端部は1つ又は複数のばね部材と締
付部品とを統合保持する。
の中に側方から挿入され、次いで115により示されて
いるねじが、チャックジョーの中の対応する孔又はすき
まばめスリーブを通りコンソール117を通って案内さ
れ、従ってねじ締めによりアライメントが行われるだけ
でなく、ばね部材とコンソールとが締付部品又はチャッ
クジョーを介してしっかりと連結される。
15がすきまばめスリーブの内径より小さい直径を有す
ることである。締付部品又はチャックジョーの表面を整
合し、締付ねじを適切に寸法決めすることにより、鋳型
の作動中にばね部材からの軸方向力と曲げモーメントと
の双方を摩擦結合によりコンソールに伝達させることが
できる。この場合に前述の案内部材は作動中に剛性接続
部材のように作用する。回転関節部材及び回転摺動関節
部材としての作用はアライメント銅にに制限されている
。
の斜視図である。
状態を示す斜視図である。
断面図である。
図である。
図である。
。
。
。
Claims (15)
- 【請求項1】 支持プレートに固定され、成形壁を冷
却する冷却液のための接続管を備え、金属加工物から成
る成形壁を有する鋼等の金属の連続鋳造のための液冷式
鋳型において、成形壁(1)に面していない方の支持プ
レート(2)の側面にばね部材(7)の一端が一様に分
散配置されて固定され、ばね部材(7)の鋳込方向での
剛性は、鋳込方向に対して横方向である2つの方向での
剛性に比して大幅に小さいことと、ばね部材(7)が鋳
込方向に対して横方向である1つの方向で延在している
ことと、ばね部材(7)の他端が担持プレート(6)に
固定されていることと、担持プレート(6)が定置の基
礎枠(12)に接合されていることと、支持プレート(
2)に振動装置(16、17)が作用することとを特徴
とする金属の連続鋳造のための液冷式鋳型。 - 【請求項2】 壁(1)が管状に形成され、壁(1)
の両端が支持プレート(2)を介して、管(1)の軸方
向に対して横方向に位置するフランジ(18)に接続さ
れ、フランジ(18)は上面図で見て方形であり、ばね
部材(7)は、支持プレート(2)又はフランジ(18
)における互いに対向する2つの側面に固定されている
ことを特徴とする請求項1に記載の金属の連続鋳造のた
めの液冷式鋳型。 - 【請求項3】 壁(1)が2つ広幅プレート(1、2
)と、広幅側面プレート(1、2)の間に保持され摺動
可能に配置され互いに対向している2つの狭幅側面プレ
ート(3)とにより形成されており、壁(1)の広幅側
面ための支持プレート(2)が壁(1)の広幅側面プレ
ート平面に平行に位置していることと、支持プレート(
2)を担持プレート(6)に接続するばね部材(7)が
列状の配置でプレート(2、6)の高さ及び幅にわたり
延在していることと、担持プレート(6)が、ばね力を
印加され液圧的に分離可能であり定置の基礎枠(12)
に取付られている調整部材(10)及びアライメント部
材(11)を介して互いに対して調整可能であり、基礎
枠(12)が鋳型を包囲して締付ていることを特徴とす
る請求項1に記載の金属の連続鋳造のための液冷式鋳型
。 - 【請求項4】 狭幅側面プレート(3)における、広
幅側面プレート(1、2)と接触している外側の側面に
ばね部材が設けられ、ばね部材は壁(1)の中の案内部
材(4)と形状結合しており、案内部材(4)は広幅側
面の上部エッジに沿って鋳込方向に対して横方向で延在
していることを特徴とする請求項3に記載の金属の連続
鋳造のための液冷式鋳型。 - 【請求項5】 ばね部材(7)の端部が支持プレート
(2)と担持プレート(6)とに固定条片(8)を介し
て接続され、固定条片(8)が互いに間隔をおいて平行
にかつ鋳込方向に対して横方向で配置されていることを
特徴とする請求項1から請求項3のうちの1つの請求項
に記載の金属の連続鋳造のための液冷式鋳型。 - 【請求項6】 支持プレート(2)と担持プレート(
6)とに、互いに間隔をおいて上下に配置されている多
数の板ばね(7)の列の間に鋳込方向で延在する補剛条
片(9)が取付られていることを特徴とする請求項1か
ら請求項5のうちの1つの請求項に記載の金属の連続鋳
造のための液冷式鋳型。 - 【請求項7】 支持プレート(2)の外側側面に、上
部領域及び下部領域に支持プレート(2)にわたり延在
している流体チャネル(15)が設けられ、流体チャネ
ル(15)は、支持プレート(2)の中の切欠部を介し
て、銅製プレート(1)を冷却するための冷却チャネル
に接続され、流体チャネル(15)は、冷却媒体を供給
及び排出するための接続管(14)を有することを特徴
とする請求項1から請求項5のうちの1つの請求項に記
載の金属の連続鋳造のための液冷式鋳型。 - 【請求項8】 支持プレート(2)が流体チャネル(
15)の外部で締付部材(13)を介して互いに連結さ
れ、締付部材(13)は、異なる連続鋳造素材幅を調整
するための狭幅側面(3)のための調整装置(5)を備
えていることを特徴とする請求項3から請求項7のうち
の1つの請求項に記載の金属の連続鋳造のための液冷式
鋳型。 - 【請求項9】 ばね部材(7)のが鋳型の曲率中心に
向かって配向され、支持プレート(2)へのばね部材(
7)の関節接続点が、ばね部材(7)が無負荷状態にお
いて曲率中心へ向くか又は曲率中心を通る軸(22)に
向くようにばね部材(7)が負荷状態において位置する
ように静的下降値だけずらされていることを特徴とする
請求項1から請求項8のうちの1つの請求項に記載の金
属の連続鋳造のための液冷式鋳型。 - 【請求項10】 ずれの値が動作周波数の自乗に反比
例することを特徴とする請求項1から請求項9のうちの
1つの請求項に記載の金属の連続鋳造のための液冷式鋳
型。 - 【請求項11】 ばね部材(7)の鋳込方向での総合
ばね定数が、ばね部材(7)と振動質量とからなる振動
装置が所要の最大動作周波数の大きさの固有周波数を有
するように選択されていることを特徴とする請求項1か
ら請求項10のうちの1つの請求項に記載の金属の連続
鋳造のための液冷式鋳型。 - 【請求項12】 ばね部材(116)の端部がチャッ
クジョー(111)の中に保持され、チャックジョー(
11)が、ばね部材(116)を貫通している締付ねじ
(115)により、支持プレート又は担持プレートを載
置する載置面を形成するコンソールに接続されているこ
とを特徴とする請求項1から請求項11のうちの1つの
請求項に記載の金属の連続鋳造のための液冷式鋳型。 - 【請求項13】 チャックジョー(111)の締付面
が横断面で見て円形の孔であることと、孔の中に、円筒
部分から形成されている締付部品(112)が設けられ
、締付部品(112)は横断面で見てそれぞれ、半円状
であり孔内壁に接する1つの面と、ばね部材に面してい
る1つの平面とを有することと、締付部品(112)の
間に1つ又は複数のスペーサ(114)が間隔をおいて
保持されることを特徴とする請求項12に記載の金属の
連続鋳造のための液冷式鋳型。 - 【請求項14】 締付部品(112)及びばね部材(
116)が、ばね部材(116)の長手軸に対して垂直
に走行する孔を有することと、締付部品とばね部材とが
、孔を貫通して打込れているすきまばめスリーブ(11
3)により連結され、すきまばめスリーブ(113)を
通って締付ねじ(115)が貫通案内されていることを
特徴とする請求項12又は請求項13に記載の金属の連
続鋳造のための液冷式鋳型。 - 【請求項15】 締付ねじ(115)の外径が、すき
まばめスリーブ(113)の内径より小さく、従って締
付ねじ(115)の外径とすきまばめスリーブ(113
)のすきばばめ用内径との間に隙間があることを特徴と
する金属の連続鋳造のための液冷式鋳型。
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