JPH0459062B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0459062B2 JPH0459062B2 JP26188887A JP26188887A JPH0459062B2 JP H0459062 B2 JPH0459062 B2 JP H0459062B2 JP 26188887 A JP26188887 A JP 26188887A JP 26188887 A JP26188887 A JP 26188887A JP H0459062 B2 JPH0459062 B2 JP H0459062B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- mold
- casting
- break ring
- ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- B22D11/045—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for horizontal casting
- B22D11/047—Means for joining tundish to mould
- B22D11/0475—Means for joining tundish to mould characterised by use of a break ring
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
産業上の利用分野
金属の連続鋳造に使用されるブレークリングに
関するものである。 従来の技術 金属の連続鋳造の方法として、タンデイツシユ
と鋳型を直結し、水平方向または垂直方向に鋳片
を引き抜く連続鋳造法が実用化されつつある。第
４図に鋳片を水平方向に引き抜く水平連続鋳造の
概要を示す。この水平連続鋳造は溶融金属２を保
持するタンデイツシユ１に、ノズル３またブレー
クリング４を介して鋳型６が接続される。そして
タンデイツシユ内の溶融金属は鋳型内に流入し、
鋳片７として引き抜かれる。 この連続鋳造のタンデイツシユと鋳型の接続に
使用するブレークリングは、溶融金属との反応あ
るいは融着を防止するため通常セラミツクで構成
されている。しかし一方は溶融金属と接し、他方
は水冷された鋳型と接するため耐熱衝撃性が要求
され、また溶融金属による浸食に耐えることも必
要である。熱衝撃による割れあるいは浸食による
摩耗が発生すると、そこに溶鋼が流入、凝固し、
鋳片の引抜きができなくなる。 さらにブレークリングは精度の高い加工も要求
される。鋳型とのはめあいがゆるいと鋳型とブレ
ークリングの間隙に溶融金属が流入し、これもま
た鋳造停止の原因となる。 鋳型は鋳造による熱履歴により変形する等によ
り、ブレークリングはその都度鋳型との現物あわ
せで加工する。このためブレークリングは容易に
加工できることが必要である。 このようにブレークリングには耐熱衝撃性、耐
浸食性、更には加工性等が要求される。これらの
ため従来のブレークリングはAlN、BN、Si3N4、
ZrO2、SiC4、あるいはこれらの混合物等のセラ
ミツクが使用されている。しかし一般的にはセラ
ミツクは緻密に製造すると硬度が増加して耐浸食
性は向上するが耐熱衝撃性が低下し、加工性が低
下する。また気孔率を大きくすれば耐熱衝撃性、
加工性は向上するが耐浸食性は低下する等の問題
がある。 このような問題に対して、過去いくつかの提案
がある。例えば特公昭62−14507号公報、特公昭
62−14508号公報、特公昭62−14509号公報には
Cr2O3、TiO2、CaO系での組成とその製造方法が
提案されている。また実開昭58−147659号公報に
はブレークリングを周方向に分割し、これを円筒
帯内に焼きばめ等で固定し使用する方法も提案さ
れている。 しかしこれらの方法でも十分な解決がされてい
るとはいえない。またBNのように柔らかく加工
性の良いものもあるが、この場合は溶融金属によ
る浸食が大きく、寿命が小さい。 また従来のブレークリングでは十分な精度の加
工ができない、あるいは鋳造中の鋳型やブレーク
リングの熱変形等によりブレークリングと銅鋳型
の間に隙間ができる。このためブレークリングは
第４図に示したように鋳型に差込む方法で取付け
なければならなかつた。そしてブレークリングと
鋳型との段差が生じ、段差に起因してブレークリ
ングを使用する連続鋳造の鋳片にはコールドシヤ
ツトマーク等と呼ばれるマークが形成され、これ
が鋳片の表面欠陥となる。 この鋳片表面欠陥は削り取る等の手入れが必要
で、手入れコストの増大、また歩留まり低下の要
因になる。よつてこのコールドシヤツトマークに
起因する鋳片表面欠陥の低減が重要である。 発明が解決しようとする問題点 このようにブレークリングは耐熱衝撃性、耐浸
食性さらには良好な加工性が要求されるが現在必
ずしも、これら特性を十分満足するものは見あた
らない。そこで本発明は耐浸食性をそこなうこと
なく、耐熱衝撃性、加工性を確保したブレークリ
ングを提供し、さらに鋳型内面での鋳型とブレー
クリングの段差をなくし、コールドシヤツトマー
クによる鋳片表面欠陥を低減するブレークリング
を提供するものである。 問題点を解決するための手段 本発明の要旨は、金属の連続鋳造に使用するブ
レークリングにおいて、セラミツクの部分と金属
の部分を有し、鋳型と接する部分あるいは鋳型と
接する部分を含めたその周辺は金属で構成され、
該セラミツクの部分と金属の部分が一体に接合さ
れていることを特徴とする金属の連続鋳造用ブレ
ークリングにある。 作 用 ブレークリングがセラミツクの部分と、金属の
部分を有し、そのセラミツクの部分と金属の部分
が接合されている構造にすることにより、セラミ
ツクの熱衝撃による変形等を金属層で吸収し割れ
を低減すると共に、鋳型とのはめあい部の加工は
金属層を加工することで容易にできる。 セラミツクの部分は溶融金属と接する部分およ
びその周辺で、Si3N4、ZrO2、AlN、SiC、
ZrB2、MgO、Al2O3、CaO、TiB2、TiN等の金
属の酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物等の一種
または二種以上の混合物あるいは化合物が溶融金
属の耐浸食性が高く好ましい。また若干量の金属
あるいはＣ等の混合も可能である。 金属の部分は銅あるいは銅合金等の延性があ
り、また加工のしやすいものがよい。ただしハン
ダ合金等融点が400℃以下の金属は使用中溶融す
る恐れがあり不適当である。 また金属は必ずしもセラミツク外周全体に接合
する必要はなく、鋳型への差込み部あるいはまた
差込み部を含むその周辺のみでよい。溶融金属と
接する部分の金属の使用は溶融金属との融着を防
止するため冷却が十分行われる領域、すなわち鋳
型内あるいはその近傍に限定される。 セラミツクと金属の接合は、銅等を加熱溶解し
セラミツク周辺に流し込む鋳込み接合、セラミツ
ク外周に金属をはめこみ熱間加圧し接合する方
法、さらに適当な中間材を使用し接合するロウ付
け等がある。セラミツクの接合面は鋳込み接合あ
るいは熱間加圧接合の場合は、粗度等は特に問題
なく、この面からも加工が容易になる。 また本例のように金属を接合したブレークリン
グを使用すれば加工精度が良くなると共にセラミ
ツクと金属部は接合されており鋳造中の熱変形で
セラミツクの部分と金属の接合部分に空隙ができ
ることも防止でき、第３図に示したようにブレー
クリングと鋳型を段差なく接続することができ
る。これによつて鋳片表面欠陥低減に効果を発揮
する。 なおブレークリングの金属と鋳型との接続部は
金属が凝固開始する領域以降になるようにする。
このようにすることで特に接合されていないが銅
のような高熱伝導度の金属を使用すれば鉄鋼のよ
うな1500℃を越える高融点金属の鋳造でも接続部
の温度は350℃以下であり熱変形で空隙ができる
ようなことはない。かつこの部分ではすでに鋳造
金属は凝固を開始しており少々の空隙では差込み
による鋳片の拘束は発生しない。 実施例 第１表に実施例の概要を示す。実施No.１、２は
比較例で、実施No.３、４、５は本発明例である。
鋳造金属はSUS304相当のステンレス鋼で、タン
デイツシユ容量120Kg、タンデイツシユ内溶融金
属温度1480〜1520℃、鋳型は内径10mmの水冷式銅
鋳型を使用した。鋳造方法は１ストロークの引抜
量30〜40mmで80〜100回／分で間欠的に水平方向
に引抜く水平連続鋳造でおこなつた。平均的鋳片
引抜速度3.5ｍ／分でおこなつた。 実施No.１は第４図に示した鋳造装置で、ブレー
クリングの材質はジルコニアセラミツクで製造し
た。その結果、13Kg程の鋳造で鋳片拘束のため停
止した。鋳造後のブレークリングは鋳型はめこみ
部が損傷し、そこから金属が鋳型外にはみだして
おり、このはみだし金属で拘束され鋳造が停止し
た。またブレークリングの製造時はジルコニアセ
ラミツクが非常に硬く、ダイヤモンド工具で研削
し、費用と時間を要した。 実施No.２はBN製ブレークリングを使用して鋳
造した。BNの加工は柔らかいためなんら問題な
かつた。しかし32Kg程の鋳造で鋳片拘束のため停
止した。鋳造後のブレークリングは摩耗損傷して
おり、BNの耐浸食性が小さいため十分な鋳造が
出来なかつた。 実施No.３は本発明例で、第１図に示すようにブ
レークリングの鋳型はめこみ部をセラミツクと金
属の複層構造のブレークリングを使用した。セラ
ミツクは実施No.１同様にMgOで部分安定化した
ジルコニアセラミツクで、金属は銅を鋳込み接合
した。鋳込み接合は銅およびセラミツクをるつぼ
に入れ、1250℃で銅を溶解して、そのまま冷却し
た。その後銅の不要部分を切除し、所定の寸法に
加工した。 本例では120Kg程問題なく鋳造でき、かつ鋳造
後のブレークリングも損傷が認められなかつた。
またブレークリングの加工も通常の金属製切削バ
イトで容易にできた。 実施No.４も本発明例で、第２図に示すように鋳
型はめこみ部のテーパを付けブレークリングの外
周金属を厚くできるようにしたものである。30％
Si3N4と50％BNその他Al2O3等の混合物セラミツ
クを使用し、その外側に黄銅をロウ付けした。実
施No.３と同様に120Kg程鋳造でき、ブレークリン
グの加工も容易であつた。 実施No.５も本発明例で、その概要を第３図に示
す。60％BNと30％ZrB2、その他ZrO2を混合焼
成したセラミツクを使用し、その外側に950℃、
1000気圧のAr雰囲気で銅を熱間静水圧加圧接合
した。120Kg程問題なく鋳造でき、またその鋳片
の表面欠陥は実施No.１〜４より著しく少なくなつ
ていた。またブレークリングの加工も容易であつ
た。
関するものである。 従来の技術 金属の連続鋳造の方法として、タンデイツシユ
と鋳型を直結し、水平方向または垂直方向に鋳片
を引き抜く連続鋳造法が実用化されつつある。第
４図に鋳片を水平方向に引き抜く水平連続鋳造の
概要を示す。この水平連続鋳造は溶融金属２を保
持するタンデイツシユ１に、ノズル３またブレー
クリング４を介して鋳型６が接続される。そして
タンデイツシユ内の溶融金属は鋳型内に流入し、
鋳片７として引き抜かれる。 この連続鋳造のタンデイツシユと鋳型の接続に
使用するブレークリングは、溶融金属との反応あ
るいは融着を防止するため通常セラミツクで構成
されている。しかし一方は溶融金属と接し、他方
は水冷された鋳型と接するため耐熱衝撃性が要求
され、また溶融金属による浸食に耐えることも必
要である。熱衝撃による割れあるいは浸食による
摩耗が発生すると、そこに溶鋼が流入、凝固し、
鋳片の引抜きができなくなる。 さらにブレークリングは精度の高い加工も要求
される。鋳型とのはめあいがゆるいと鋳型とブレ
ークリングの間隙に溶融金属が流入し、これもま
た鋳造停止の原因となる。 鋳型は鋳造による熱履歴により変形する等によ
り、ブレークリングはその都度鋳型との現物あわ
せで加工する。このためブレークリングは容易に
加工できることが必要である。 このようにブレークリングには耐熱衝撃性、耐
浸食性、更には加工性等が要求される。これらの
ため従来のブレークリングはAlN、BN、Si3N4、
ZrO2、SiC4、あるいはこれらの混合物等のセラ
ミツクが使用されている。しかし一般的にはセラ
ミツクは緻密に製造すると硬度が増加して耐浸食
性は向上するが耐熱衝撃性が低下し、加工性が低
下する。また気孔率を大きくすれば耐熱衝撃性、
加工性は向上するが耐浸食性は低下する等の問題
がある。 このような問題に対して、過去いくつかの提案
がある。例えば特公昭62−14507号公報、特公昭
62−14508号公報、特公昭62−14509号公報には
Cr2O3、TiO2、CaO系での組成とその製造方法が
提案されている。また実開昭58−147659号公報に
はブレークリングを周方向に分割し、これを円筒
帯内に焼きばめ等で固定し使用する方法も提案さ
れている。 しかしこれらの方法でも十分な解決がされてい
るとはいえない。またBNのように柔らかく加工
性の良いものもあるが、この場合は溶融金属によ
る浸食が大きく、寿命が小さい。 また従来のブレークリングでは十分な精度の加
工ができない、あるいは鋳造中の鋳型やブレーク
リングの熱変形等によりブレークリングと銅鋳型
の間に隙間ができる。このためブレークリングは
第４図に示したように鋳型に差込む方法で取付け
なければならなかつた。そしてブレークリングと
鋳型との段差が生じ、段差に起因してブレークリ
ングを使用する連続鋳造の鋳片にはコールドシヤ
ツトマーク等と呼ばれるマークが形成され、これ
が鋳片の表面欠陥となる。 この鋳片表面欠陥は削り取る等の手入れが必要
で、手入れコストの増大、また歩留まり低下の要
因になる。よつてこのコールドシヤツトマークに
起因する鋳片表面欠陥の低減が重要である。 発明が解決しようとする問題点 このようにブレークリングは耐熱衝撃性、耐浸
食性さらには良好な加工性が要求されるが現在必
ずしも、これら特性を十分満足するものは見あた
らない。そこで本発明は耐浸食性をそこなうこと
なく、耐熱衝撃性、加工性を確保したブレークリ
ングを提供し、さらに鋳型内面での鋳型とブレー
クリングの段差をなくし、コールドシヤツトマー
クによる鋳片表面欠陥を低減するブレークリング
を提供するものである。 問題点を解決するための手段 本発明の要旨は、金属の連続鋳造に使用するブ
レークリングにおいて、セラミツクの部分と金属
の部分を有し、鋳型と接する部分あるいは鋳型と
接する部分を含めたその周辺は金属で構成され、
該セラミツクの部分と金属の部分が一体に接合さ
れていることを特徴とする金属の連続鋳造用ブレ
ークリングにある。 作 用 ブレークリングがセラミツクの部分と、金属の
部分を有し、そのセラミツクの部分と金属の部分
が接合されている構造にすることにより、セラミ
ツクの熱衝撃による変形等を金属層で吸収し割れ
を低減すると共に、鋳型とのはめあい部の加工は
金属層を加工することで容易にできる。 セラミツクの部分は溶融金属と接する部分およ
びその周辺で、Si3N4、ZrO2、AlN、SiC、
ZrB2、MgO、Al2O3、CaO、TiB2、TiN等の金
属の酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物等の一種
または二種以上の混合物あるいは化合物が溶融金
属の耐浸食性が高く好ましい。また若干量の金属
あるいはＣ等の混合も可能である。 金属の部分は銅あるいは銅合金等の延性があ
り、また加工のしやすいものがよい。ただしハン
ダ合金等融点が400℃以下の金属は使用中溶融す
る恐れがあり不適当である。 また金属は必ずしもセラミツク外周全体に接合
する必要はなく、鋳型への差込み部あるいはまた
差込み部を含むその周辺のみでよい。溶融金属と
接する部分の金属の使用は溶融金属との融着を防
止するため冷却が十分行われる領域、すなわち鋳
型内あるいはその近傍に限定される。 セラミツクと金属の接合は、銅等を加熱溶解し
セラミツク周辺に流し込む鋳込み接合、セラミツ
ク外周に金属をはめこみ熱間加圧し接合する方
法、さらに適当な中間材を使用し接合するロウ付
け等がある。セラミツクの接合面は鋳込み接合あ
るいは熱間加圧接合の場合は、粗度等は特に問題
なく、この面からも加工が容易になる。 また本例のように金属を接合したブレークリン
グを使用すれば加工精度が良くなると共にセラミ
ツクと金属部は接合されており鋳造中の熱変形で
セラミツクの部分と金属の接合部分に空隙ができ
ることも防止でき、第３図に示したようにブレー
クリングと鋳型を段差なく接続することができ
る。これによつて鋳片表面欠陥低減に効果を発揮
する。 なおブレークリングの金属と鋳型との接続部は
金属が凝固開始する領域以降になるようにする。
このようにすることで特に接合されていないが銅
のような高熱伝導度の金属を使用すれば鉄鋼のよ
うな1500℃を越える高融点金属の鋳造でも接続部
の温度は350℃以下であり熱変形で空隙ができる
ようなことはない。かつこの部分ではすでに鋳造
金属は凝固を開始しており少々の空隙では差込み
による鋳片の拘束は発生しない。 実施例 第１表に実施例の概要を示す。実施No.１、２は
比較例で、実施No.３、４、５は本発明例である。
鋳造金属はSUS304相当のステンレス鋼で、タン
デイツシユ容量120Kg、タンデイツシユ内溶融金
属温度1480〜1520℃、鋳型は内径10mmの水冷式銅
鋳型を使用した。鋳造方法は１ストロークの引抜
量30〜40mmで80〜100回／分で間欠的に水平方向
に引抜く水平連続鋳造でおこなつた。平均的鋳片
引抜速度3.5ｍ／分でおこなつた。 実施No.１は第４図に示した鋳造装置で、ブレー
クリングの材質はジルコニアセラミツクで製造し
た。その結果、13Kg程の鋳造で鋳片拘束のため停
止した。鋳造後のブレークリングは鋳型はめこみ
部が損傷し、そこから金属が鋳型外にはみだして
おり、このはみだし金属で拘束され鋳造が停止し
た。またブレークリングの製造時はジルコニアセ
ラミツクが非常に硬く、ダイヤモンド工具で研削
し、費用と時間を要した。 実施No.２はBN製ブレークリングを使用して鋳
造した。BNの加工は柔らかいためなんら問題な
かつた。しかし32Kg程の鋳造で鋳片拘束のため停
止した。鋳造後のブレークリングは摩耗損傷して
おり、BNの耐浸食性が小さいため十分な鋳造が
出来なかつた。 実施No.３は本発明例で、第１図に示すようにブ
レークリングの鋳型はめこみ部をセラミツクと金
属の複層構造のブレークリングを使用した。セラ
ミツクは実施No.１同様にMgOで部分安定化した
ジルコニアセラミツクで、金属は銅を鋳込み接合
した。鋳込み接合は銅およびセラミツクをるつぼ
に入れ、1250℃で銅を溶解して、そのまま冷却し
た。その後銅の不要部分を切除し、所定の寸法に
加工した。 本例では120Kg程問題なく鋳造でき、かつ鋳造
後のブレークリングも損傷が認められなかつた。
またブレークリングの加工も通常の金属製切削バ
イトで容易にできた。 実施No.４も本発明例で、第２図に示すように鋳
型はめこみ部のテーパを付けブレークリングの外
周金属を厚くできるようにしたものである。30％
Si3N4と50％BNその他Al2O3等の混合物セラミツ
クを使用し、その外側に黄銅をロウ付けした。実
施No.３と同様に120Kg程鋳造でき、ブレークリン
グの加工も容易であつた。 実施No.５も本発明例で、その概要を第３図に示
す。60％BNと30％ZrB2、その他ZrO2を混合焼
成したセラミツクを使用し、その外側に950℃、
1000気圧のAr雰囲気で銅を熱間静水圧加圧接合
した。120Kg程問題なく鋳造でき、またその鋳片
の表面欠陥は実施No.１〜４より著しく少なくなつ
ていた。またブレークリングの加工も容易であつ
た。
【表】
発明の効果
実施例でも示したように本発明によれば金属の
連続鋳造用ブレークリングの寿命延長ができると
ともに、その加工も容易になる。かつ鋳片表面欠
陥低減も可能で、産業におよぼす効果は大きい。
連続鋳造用ブレークリングの寿命延長ができると
ともに、その加工も容易になる。かつ鋳片表面欠
陥低減も可能で、産業におよぼす効果は大きい。
第１，２，３図は本発明例の金属の水平連続鋳
造の概要を示す断面図である。第４図は従来技術
での金属の水平連続鋳造の概要を示す断面図であ
る。 １……タンデイシユ、２……溶融金属、３……
ノズル、４……ブレークリング（セラミツク）、
５……ブレークリング（金属部）、６……鋳型、
７……凝固金属（鋳片）。
造の概要を示す断面図である。第４図は従来技術
での金属の水平連続鋳造の概要を示す断面図であ
る。 １……タンデイシユ、２……溶融金属、３……
ノズル、４……ブレークリング（セラミツク）、
５……ブレークリング（金属部）、６……鋳型、
７……凝固金属（鋳片）。
Claims (1)
- １ 金属の連続鋳造に使用するブレークリングに
おいて、セラミツクの部分と金属の部分を有し、
鋳型と接する部分あるいは鋳型と接する部分を含
めたその周辺は金属で構成され、該セラミツクの
部分と金属の部分が一体に接合されていることを
特徴とする金属の連続鋳造用ブレークリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26188887A JPH01104451A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 金属の連続鋳造用ブレークリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26188887A JPH01104451A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 金属の連続鋳造用ブレークリング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01104451A JPH01104451A (ja) | 1989-04-21 |
| JPH0459062B2 true JPH0459062B2 (ja) | 1992-09-21 |
Family
ID=17368160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26188887A Granted JPH01104451A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | 金属の連続鋳造用ブレークリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01104451A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102974784A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-03-20 | 陕西华安铸铁型材有限公司 | 一种厚大断面铸铁型材的连铸生产装置 |
-
1987
- 1987-10-19 JP JP26188887A patent/JPH01104451A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01104451A (ja) | 1989-04-21 |
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