JPH0622739B2

JPH0622739B2 - 鋳片支持装置のウエアプレ−ト部材

Info

Publication number: JPH0622739B2
Application number: JP60254593A
Authority: JP
Inventors: 正志河本; 勇小泉; 信幸山内
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1985-11-13
Filing date: 1985-11-13
Publication date: 1994-03-30
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPS62114749A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は連続鋳造機のモールド直下のトップゾーンに
おける鋳片支持装置に関する。詳しくは、そのような鋳
片支持装置において、モールドから引抜かれた鋳片に当
接する二層構造のウェアプレート部材に関する。

（従来の技術）連続鋳造機におけるトップゾーン鋳片支持装置として、
クーリンググリッド、クーリングプレート、ウォーキン
グビーム等が使われている。

これらのトップゾーン鋳片支持装置は、モールドとセッ
トで使用する関係上、トップゾーンの寿命が即、モール
ド交換の原因となる。最近は、モールド表面のコーティ
ング技術（多層メッキ等）の向上により、トップゾーン
鋳片支持装置寿命でモールド交換周期が決められてい
る。

このトップゾーン鋳片支持装置において鋳片と接触し、
トップゾーン鋳片支持装置の寿命を決めるウェアプレー
トには、小分割型プレート、格子型プレート、平面型プ
レート、ウォーキングバー型のもの等があるが、これら
の材料として、従来は、軟鋼や鋳鉄(JIS規格FCD 材)が
用いられてきた。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、トップゾーン鋳片支持装置のウェアプレート
は、高温鋳片と摩擦、接触すると同時に常時外部冷却さ
れているため、従来の軟鋼やFCD 材等からなるウェアプ
レートは、 (1)スベリ摩擦と腐食による摩耗量が大きく、キャンペ
ーン寿命（オンライン使用期間）が短い。

(2)高温鋳片と冷却水による熱応力発生に伴うヒートク
ラックが多い。

(3)高温鋳片との接触により焼付トラブル（品質悪化、
ブレークアウト等）が発生する。

等の問題をもっていた。ウェアプレートは各キャンペー
ン寿命（オンライン使用）後も表面を削正して再使用さ
れるが、上述の問題のため３〜４キャンペーン（オンラ
イン使用）の後は廃却されなければならなかった。

従って本発明の目的は、このような従来のトップゾーン
鋳片支持装置のウェアプレート部材の有する問題点を解
決することである。特に、耐摩耗性、潤滑性を改善する
とともにヒートクラックを抑制して該部材のキャンペー
ン寿命を延ばすとともに、キャンペーン寿命がきても何
度でも補修再使用が可能でしかも安価なウェアプレート
部材を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）そこで本発明者らは、これらの目的を達成すべく実験、
研究を重ねた結果、上述のように苛酷な条件下で使用さ
れるウェアプレート表面に適した高潤滑性、耐摩耗性、
耐ヒートクラック性に優れた材料として所定の組成を有
するNi基合金（高Ni−高Cr−高Ｃ鋼）を開発し、この合
金をウェアプレート母材の表面に溶接肉盛り、溶射等の
方法で被覆することによりウェアプレートを鉄鋼母材と
表層耐摩耗材からなる二重構造とすれば、ウェアプレー
トのキャンペーン寿命を大幅に延ばすことができるばか
りでなく、何度でも補修、再使用ができることを見い出
した。

したがって、本発明に係る鋳片支持装置は、連続鋳造機
のモールドから引抜かれる鋳片を該モールド直下で支持
する鋳片支持装置において該鋳片に当接する、鉄鋼材を
母材とするウェアプレート部材において、 Ni、Cr、C をそれぞれ、Ni:55〜75wt％、Cr:25〜35wt
％、C: 0.5〜1.0 wt％の範囲で含み残部が実質的Feより
なるNi基合金の表層材により、鋳片当接面を被覆したこ
とを特徴とする。

（作用）表層材によりトップゾーン鋳片支持装置のウェアプレー
トの摩耗速度が改善され、トップゾーン鋳片支持装置の
キャンペーン寿命が延長される。また、トップゾーン鋳
片支持装置のウェアプレートを２層にすることで、ヒー
トクラックの発生が減少し、しかも発生したクラックは
極めて微細であり、その進展も表層部でくい止められ
る。

さらに、表層部の耐摩耗材は、溶接肉盛等の補修により
何度でも再使用が可能である。すなわち、複数回のキャ
ンペーン寿命後における削正使用後も溶接肉盛により再
使用することができる。したがって、ウェアプレートの
廃却は必要ない。

（実施例）次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施例につい
て説明する。

第２図は、本発明に係るウェアプレートが使用される連
続鋳造機の模式的縦断面図である。

モールド１に注入された溶鋼２は、徐々に冷却されて表
面に凝固シェルを形成しながら、鋳片３として、鋳片支
持装置４および複数個のロル５により支持されつつ下方
に引抜からる。

鋳片支持装置４はモールド１直下のトップゾーンにおい
て、当接部材６により鋳片３を支持するものである。第
３図は、この当接部材６を、鋳片３との当接面側からみ
た部分拡大図である。鋳片３に直接に当接する多数のウ
ェアプレート７は、それぞれボルト等によりフレーム８
に固定される。さらに、フレーム８は固定部材９に固定
されている。なお図は鋳片支持装置４としてクーリング
グリッドを用いた場合を示すが、他の支持装置、例えば
クーリングプレート、ウォーキングビーム等にも本発明
が実施できることは言うまでもない。

第１図の断面に示されているように、ウェアプレート７
は母材10と表層材11からなる二層構造を有している。

母材10は、この実施例においては鋳鋼(JIS規格SC42材)
よりなる。ただし軟鋼、鋳鋼(JIS規格SC材等)、鋳鉄(JI
S規格FCD材等)等の鉄鋼材のうちのいづれを用いても良
い。

この実施例における表層材11は、Ni:60 wt％、Cr:30 wt
％、Ｃ:0.8wt％を含み残部が実質的にFeより成るNi基合
金（以下、高Ni−高Cr−高Ｃ鋼という）を母材10の表面
にアーク溶接により肉盛りすることにより形成された。
ただし、この表層材11の被覆は他の溶接法や溶射、クラ
ッド鋼化等によって行っても良い。また表層材11の高Ni
−高Cr−高Ｃ鋼の組成はNi:55〜75wt％、Cr:25〜35wt
％、C: 0.5〜1.0 wt％の範囲で選択することができる。
この範囲への限定理由については後に詳しく説明する。

表層材11の溶接肉盛りの厚さは 3〜6mm で実施した。こ
の理由は以下の通りである。

溶接中に表層材11中のNi、Crが母材10内に拡散して行
く。このため、溶接肉盛りされた表層材11のうち、約2m
m 程度の厚さの下層13は所期の組成と異なる組成とな
る。

したがって、所望の組成を有する上層12の厚さ（即ち、
表層材11の有効厚）を1mm 以上確保するためには、表層
材11の厚さは少なくとも3mm は必要である。一方、高価
な表層材11を節約するためには、その厚さを6mm 程度以
下とするのが好ましい。また、表層材11の厚さ最大値を
6mm 以下とすることにより、ヒートクラックの発生、進
行を抑制することができる。

次に表層材11の成分の限定理由について述べるが、ここ
で各成分元素の鋼の性質に対する影響についての知見を
以下にまとめておく。

Ni: Niは強度、硬度、耐食性、耐熱性の増加作用があ
る。特にCrとの共存により耐酸化性、高温強度を高め
る。

Cr: Crは、耐食性、耐酸化性、耐熱衝撃性を高める作用
がある。特にNiとの共存下で耐酸化性、高温強度を高
め、されに高Ｃ下で耐摩耗性を高める作用がある。ただ
し、過剰に添加すると鋳造性、溶接性が悪くなる。

Ｃ: Ｃには、強度を高める作用がある。Crと結合して炭
化物を形成し、耐摩耗性を向上させ、更に溶接、鋳造性
も向上させる。しかし過剰に添加すると炭化物の析出が
多くなり、高温靭性、耐酸化性、溶接性が悪くなり、ヒ
ートクラックの発生も増加する。少ないと炭化物析出が
少なく潤滑性が悪化する。

このような性質を有する各元素に関し、表層材11として
用いられるNi−Cr−Ｃ鋼の好適な組成範囲を決定するた
め、各組成の鋼の摩耗速度、焼付性（潤滑性）、ヒート
クラックの発生状況等について各種の実験を行った。次
表は各組成の鋼を実際にウェアプレートに溶接肉盛り
し、本発明に係るウェアプレートと比較例（Ni−Cr−Ｃ
鋼、Cr−Ｃ鋼）のウェアプレートをオンラインテストし
た結果を示したものである。なお、参考のために鋳鉄(J
IS規格FCD60 材)を用いた従来のウェアプレートのテス
ト結果も同時に示す。

表において○は良、△は従来品程度、×は従来品に比べ
て悪いことを示す。さらに摩耗速度は、一回の溶鋼チャ
ージにともなう表面摩耗量をかっこ内にμ（ミクロン）
単位で示した。なお、比較品においては反りが生じるな
どの結果、再補修が難しいのに対し、本発明品は再補修
性にも優れた結果を示した。

第４図は、これらの実験において好ましい結果を与えた
Ni、Crおよび残部（Ｃ、Feおよび不純物）の成分範囲を
斜線で示したものである（Ni:55〜75wt％、Cr:25〜35wt
％）。図中の○は特に好ましい結果を与えた60Ni−30Cr
−0.8C鋼を示している。なおＣの範囲としては、0.5〜
1.0 wt％が好ましい結果を示した。

第５図は、本発明に係るウェアプレート７の使用方法を
示すブロック図である。

各オンライン使用期間中、繰り返しチャージされた結
果、ウェアプレート７の表層材11の摩耗が進行しキャン
ペーン寿命に達した所で、各ウェアプレート７の表層材
11を、最も摩耗が進んだ位置に合わせ、表面削正（機械
加工）する。

このようにオンライン使用と削正を繰り返して表層材11
が擦り減った所で、再び本発明に係る高Ni−高Cr−高Ｃ
鋼を溶接肉盛りして表面を削正する。この結果ウェアプ
レート７はほぼ初めの状態に戻り、さらにオンライン使
用と表面削正を繰り返すことができる。

上述の方法を反復することにより、本発明に係るウェア
プレートは半永久的に使用することができ、廃却する必
要はない。

（発明の効果）既出の表に示されているように、本発明に係るウェアプ
レートにおいては１ヒート当りの摩耗量は0.7μ程度で
あり、したがって連続して900 〜1000チャージのオンラ
イン使用が可能である(900〜1000ヒート／キャンペー
ン)。これに対し従来品は約2.3μ／ヒートの摩耗を示す
ため、キャンペーン寿命は200 〜300 ヒート／キャンペ
ーンにしか達しない。

また本発明品の当接面のショア硬度は、ヒート回数にか
かわらずほぼ一定の値を示すのに対し、従来品では200
ヒートに対する前に規定硬度より大幅に低下してしま
う。この低下は、材料構造工程で得られた硬度が、使用
時の熱により硬度的な変化を起こすことによるものであ
ると思われる。

このように本発明によれば連続鋳造機のオンライン使用
期間を従来に比べ３〜４倍に延長することができる。こ
れは単に鋳片支持装置４の整備、交換の回数を減らすの
みではなく、鋳片支持装置４とセットで設置されたモー
ルド１の整備、交換の回数が減ることを意味する。この
ような連続鋳造機のオンライン安定操業期間の延長によ
る経済的効果は極めて大きい。

また本発明によればウェアプレート７が母材10と表層材
11よりなる二層構造であるため、ヒートクラックの発生
は極め少なく、また発生してもクラック幅は非常に細
い。

これは上述のキャンペーン寿命（オンライン使用期間）
の増加にも貢献している。

さらに本発明によれば、表層材11は溶接肉盛り等により
何度でも補修、再使用が可能であり、実質的にウェアプ
レートの廃却を無くすことができる。従来は３〜４キャ
ンペーン（オンライン使用）後はウェアプレートを廃却
せねばならなかったものであり、省資源による経済効果
も大きい。

また、本発明によれば摩耗量が減少でき、モールドとト
ップゾーンのアラインメントが長時間正常な状態で維持
されるので、鋳片品質を向上できる。また、整備量が減
少するため、ハンドリング作業が減少する、予備機の保
有が少なくて良い、等の関連効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るウェアプレートの当接面付近の
部分断面図；第２図は、本発明に係るウェアプレートが使用される連
続鋳造機の模式的縦断面図；第３図は、第２図の連続鋳造機の備える鋳片支持装置の
当接部材を当接面側から見た部分拡大図；第４図は、本発明に係る鋼の組成範囲を示すグラフ；第５図は、本発明に係るウェアプレートの使用方法を示
すブロック図である。１：モールド、３：鋳片４：鋳片支持装置、５：ロル７：ウェアプレート、８：フレーム 10：母材、11：表層材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−9146（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−67804（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−9109（ＪＰ，Ａ) 特公昭45−2822（ＪＰ，Ｂ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続鋳造機のモールドから引抜かれる鋳片
を該モールド直下で支持する鋳片支持装置において該鋳
片に当接する、鉄鋼材を母材とするウェアプレート部材
において、 Ni、Cr、C をそれぞれ、Ni:55〜75wt％、Cr:25〜35wt
％、C: 0.5〜1.0 wt％の範囲で含み、残部が実質的Feよ
りなるNi基合金の表層材により、鋳片当接面を被覆した
ことを特徴とする鋳片支持装置のウェアプレート部材。
【請求項２】Ni基合金の表層材は、３〜５mmの厚さで母
材に被覆されることを特徴とする、特許請求の範囲第１
項記載の鋳片支持装置のウェアプレート部材。
【請求項３】Ni基合金の表層材は、溶接肉盛、溶射また
はクラッドにより母材に被覆されることを特徴とする、
特許請求の範囲第１項または第２項記載の鋳片支持装置
のウェアプレート部材。