JPS5851777B2 - レンゾクテキキンゾクチユウゾウイガタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属の連続鋳造用筒状銅鋳型の再生方法に関す
るものである。

連続鋳造用筒状鋳型は現在、型押し出し管材料から作成
され、そして通常５０．８Ｘ５０．８關（２×２“）か
ら１５２．４Ｘ１５２．４間（６×６“）まで場合によ
っては約２５４Ｘ３０４．８間（１０×１２″）までの
断面積の鋳型中空部を有している。

このような押し出し管材料に特にわん曲鋳型として必要
な曲げを与えるため、管が曲げ加工を受けた時、精度が
低下する。

例えば鋳型の許容誤差が０．６３５１１！７＋１（０，
０２５′′）前後ある場合に、この許容誤差を鋳型の外
部わん曲面は満足しているが、内部わん面は必ずしも満
足していないことが輪郭型板を用いて鋳型の長さ方向輪
郭を検査すると分かる。

さらに、ある程度のらせん、すなわちねじれが押出又は
引抜により生じる。

溶融金属が凝固してビレットとして引き出される時、鋳
型がビレットと接触を保っているように、鋳型長手方向
断面を変化させる正確な鋳型テーパは既知の筒状鋳型に
は形成されていない。

連続鋳造が行われている最中に、筒状鋳型の内面は溶融
金属及び凝固金属により疵つけられ、さらに鋳型は熱応
力及び引抜力等によって不規則に変形する。

そして鋳型の形状及び内面状態が非正常になる程度に疵
の形成、又は変形が進行すると、鋳型を連続鋳造に使用
することはできなくなる。

使用ずみの鋳型は現在再使用のために供せられず、使用
ずみ鋳型にはスクラップとして用いる以外の用途はない
。

鋳型セグメントを機械的に組み立てた分割鋳型において
は、鋳型テーパ、わん曲形状などを設計する自由度は押
出鋼材料よりなる筒状鋳型より高いが、鋳型セグメント
接合部間に間隙があるために分割鋳型の寿命は短かい。

さらに、セグメントが鋳造又は鍛造セグメントである場
合は鋳型壁体の厚さはかなり厚くなるから、鋳型壁体を
機械加工して冷却路と中空部を内部に形成する必要があ
る。

したがって、鋳造又は鍛造セグメントを機械的に組立て
た分割鋳型では多量の高価な銅が必要とされ、中空や冷
却路を機械加工するためのコストがかさむ。

連続鋳造に使用後非常に高価な鋳型は単にスクラップに
なるだけである。

本発明の目的は、連続鋳造に使用ずみの筒状銅鋳型の再
生方法を提供することである。

そして再生された筒状銅鋳型は、一体部品であるにもか
かわらず、高精度の鋳型空胴部を有し、ゆがみ、すなわ
ちねじれかない。

したがって、本発明により再生された筒状鋳型は従来の
筒状鋳型と比較して、実質的に高い生産性を有し、さら
に良質の鋳造物を提供する。

本発明に係る連続鋳造鋳型の再生方法は、形状および内
面状態が非正常化されている使用ずみの銅スリーブ製連
続鋳造鋳型を、新しい連続鋳造鋳型の鋳型中空部と同じ
外面形状を有する芯型にはめこみ、前記使用ずみ鋳型の
外面に直接爆薬を取付け、又は前記外面力）ら距離を置
いて爆薬を配置し、前記芯型及びこれにはめこまれた前
記使用ずみ鋳型を液体中に沈め、前記爆薬を爆発させ、
前記使用ずみ鋳型を芯型に密着するまで内向きに衝撃波
により圧縮してその形状および内面状態を矯正正常化し
、次に矯正された鋳型から前記芯型を引抜くことを特徴
とする。

本発明の方法において、新しい鋳型と同じ仕上げ面及び
新しい鋳型と同じ鋳型中空部に外部を機械加工された芯
型又は中子に使用ずみ鋳型（以下、スリーブと称する）
が、芯型上にゆるくはめ込まれ、蓋平板と底平板が、芯
型・スリーブ組立体の頂上および底にそれぞれ適合させ
られ、爆薬がスリーブの回りに付着した爆薬被覆組立体
が形成され、この被覆組立体が完全に液体中に浸される
。

次に爆薬が組立体の一端から他端へと爆発させられると
、爆発波動前面が一様一方向に進行する。

次に、爆発後は再生された鋳型となるスリーブが芯型か
ら引き出される。

再生された鋳型を使用する予定の連続鋳造装置に該鋳型
の外面を適合させるための何らかの外面機械加工が必要
な場合は、これを行う。

添付図面は典型的な芯型とスリーブの典型的組立体及び
、この組立体に取付けられた爆薬被覆物を一部切断斜視
図で図示している。

芯型は好ましくは金属製であり、その外面形状は厳密な
公差で機械加工されており、さらに新しい鋳型の内面に
望まれる仕上げ面と、同じ仕上げ面を有している。

芯型１が変形せずにスリーブ再生中に加えられる力に耐
え、芯型１を何回も繰り返して使用するために必要な充
分な耐久性を芯型が有するならば、芯型１の材質ｌこは
制限がない。

合成樹脂は芯型１として充分な強度と耐久性を有する場
合がある。

スリーブ２は芯型１の上にゆるくはめ込まれている。

このスリーブ２は、鋳型中空部の初めの形状を取り戻す
ために、再生を必要とする使用ずみ鋳型である。

蓋平板３と底平板４は芯型・スリーブ組立体の頂上と底
にそれぞれ固定されている。

組立体が沈められた液体が芯型１とスリーブ２との間の
間隙に存在すると、液体が成型過程を妨害する。

したがって、この間隙から液体を排斥し、間隙を液体に
対してガスケット５を用いてシールする。

蓋平板３を貫通している排出口６を介して前記間隙から
液体を排出すると空気がスリーブ２と芯型１との間に介
在するようになり、気泡が成型過程を妨害することがな
くなる。

スリーブ２の回りに取付けられた爆薬７は、スリーブ２
の一端から他端へ長手方向に爆発波前面が進行するよう
に、取付けられている。

爆薬７は板、帯、棒、あるいはひも状であってよく、さ
らにスリーブ２に加えられる力をその外周上で所望のよ
うに分布させるように、爆薬７の量をスリーブ２の外周
の回りに非一様に分布させてもよい。

また、角形断面のスリーブ２を再生する場合、縁部の間
の平担部や曲面部よりは大きい成型圧力を縁部に加える
ことが一般に必要である。

加えられる成型圧力は、取付けられる爆薬の種類、分布
、及び量を変えることによって制御されるのみでなく、
爆薬７の全部又は一部をスリーブ２から距離を置いて配
置することによっても制御される。

このように爆薬７をスリーブ２から距離を置いて配置す
るとスリーブ２に到達する衝撃波が緩和され、成型圧力
が少なくなる。

なお、ゴム板（図示せず）あるいは適当な厚さの帯（図
示せず）を爆薬７とスリーブ２の間に置くか、あるいは
スリーブ２を包囲し爆薬を必要とされる隔離距離のとこ
ろに支える枠又はかごを用いることによって爆薬７をス
リーブから距離を置いて配置することができる。

爆薬の使用量と取付態様は、スリーブを構成する銅の性
質、及びスリーブの形状に関係している。

またスリーブ（使用ずみ鋳型）を成型する圧力は新しい
鋳型を成型するために必要な銅の降伏応力の１０倍程度
より若干高い。

銅の降伏応力は完全焼なまし銅の約６．３３ｋｙ／ｍ４
（９，０００Ｉｂ／１ｎ２から硬化鋼の約２８．１０に
９／ｍｖｔ（４０，０００Ｉｂ／１ｎ２）に及ぶ。

成型圧力は、成型過程で銅を加工硬化所望の程度にも依
存する。

スリーブ外面から爆薬を距離を置いて配置しない場合成
型前のスリーブの硬度、ブリネル４５（５００ｋｇ荷重
）を芯型に接触する鋳型内表面でブリネル７５（５００
ｋｇ荷重）鋳型外面でブリネル１０１００（５００荷重
）９以上に硬化することは困難ではない。

鋳型の内面により高い硬度を与えることが望まれるなら
ば鋳型内面を予め硬化することができる。

爆薬被覆組立体を液体中に沈め、爆薬を爆発させること
によってスリーブに加えられる成型圧力をスリ−ブ外面
に必要な値とするように、爆薬の種類、量、及び離間の
程度を、既知の爆薬使用技術に従って変えることができ
る。

爆薬としては、比較的大きい爆発速度を有する例えばＰ
ＥＴＮ（四硝酸ペンタエリトリット）を含む爆薬が使用
される。

衝撃波の大きさは、スリーブが芯型と密着するまで内向
き圧縮され、且つ芯型と密着したスリーブ内面が塑性流
動する大きさである。

連続鋳造においては、鋳片が鋳型から引抜かれる時に凝
固シェルが鋳型内面を疵つけることにより、スリーブ内
面には再生前には多数の掻き疵が認められる。

そして鋳型の寿命が尽きた時にスリーブ内面に認められ
る無数の深い掻き疵によってスリーブ内面は非正常化さ
れている。

このような非正常なスリーブ内面状態は、仮にスリーブ
に、圧延、押出等の低速塑性加工を施こしても、矯正正
常化されない。

それ故従来は使用ずみの鋳型は廃却されていた。

ところが、本発明によるとスリーブ内面が矯正正常化さ
れ、新しい鋳型と全く変わりがない再生鋳型が製造され
る。

おそらく、銅が掻き疵の溝部内側に向かって瞬間的に塑
性流動するために溝部が圧着又は平担化されると思われ
る。

衝撃波の伝達速度は、組立体が沈められた液体中を音が
伝達する速度よりかなり大きくなければならない。

なお水中での音波伝達速度は１５００７７１ ／ｓｅｃ
である。

６０００ｍ／Ｓｅｃの速度を有する衝撃波を作り出すひ
も状爆薬及び板又は帯状爆薬（デュポン社によってそれ
ぞれプリマコード及び「ブタシート」（商標）で販売さ
れているもの）を用いることが好ましい。

爆薬は爆発が一方向に進行するように、組立体の一端か
ら他端へ向かって爆薬が爆発される。

爆発エネルギーの充分な使用を生じさせ、騒音の問題を
なくすために液体中で爆発が実施される。

さらに床面又は地面より下に位置する坑の中で爆発を行
うことによって容易に爆発力を外部に伝えないようにす
るとともに、容器に爆発によって打撃を加え容器を絶え
ず取りかえる必要をもなくする。

スリーブに再生な必要な力を伝達しうる液体であれば、
どのような液体の中で爆発を行ってもよい。

爆薬被覆組立体に爆発力を適邑に分布させるために、充
分な深さの液体でこの組体を覆わればならない。

勿論、水は安価であり、また水の損失は重要でないため
に、水は最も都合のよい液体である。

組立体を６１０ｍｍ（２フイート）前後あるいはそれ以
上の水で覆うことが、爆発エネルギーを有効に゛利用す
るために一般に必要である。

爆発後、組立体を水から取り除きそして、再生された鋳
型となったスリーブから芯型１を引抜くと、スリーブが
芯型１の形状に対して全く相補的な形状をした中空部を
有する再生鋳型が得られる。

再生鋳型の使用を予定する連続鋳造装置に合うように、
所望の外部機械加工を再生鋳型についで行う。

本発明によると、壁部の厚さが、９．５２ｍｍ（３／８
“）前後から約５０．８ｍｍ（２“）以下である使用ず
み鋳型が再生される。

また型の長さは９１５萌（３フイート）以下はとんどの
場合である。

以下の実施例によって、本発明をさらに説明する。

実施例 １ （ストレートビレット鋳型の再生） （ａ） ８１３ｍｍ（３２“）の長さの硬化鋼の角型
スリーブを、１３３Ｘ１３３ｍｍ（５，２５Ｘ５．２５
“）でスリーブと同じ長さの角型芯型にゆるくはめ込み
、次にスリーブの両端部に平板を取り付け、そして両端
部平板とスリーブの内側を排気した。

次に、スリーブの縁部では爆薬とスリーブの間が３．１
７ｍｍ（０，１２５“）離間されるようにスリーブの各
縁部に４本の板状ゴムを支持体として装着し、またスリ
ーブの平担面部では爆薬とスリーブの間７．９３８間（
０，３１２５“）離間されるように、スリーブの各平担
表面部に４本の条線を支持体として装着した。

続いて、それぞれの長さが８１３噛（３２”）である０
、 １２７ 、！？／ＣＩｒＬ（６０ｇｒ／フート）の
ＰＥＴ Ｎ爆薬−１１ブリマコード（デュポン社商標）
Ｉ＋−２条を支持体を介してスリーブ外面の各平担部か
ら距離を置いて配置した。

また断面が２８．５７Ｘ８２０間（１，１２５Ｘ３２”
）であり、断面積当りの重量が３１．１ ｇ／′ｍｍ（
２ｆｌ／ １ｎ２）であるＰＥＴＮ爆薬−１１デタシー
ト（デュポン社商標）１を支持体を介してスリーブ外面
の各縁部から距離を置いて配置した。

全爆薬量は３７１．！９（５７３０グレーン）であった
。

爆薬が配置されたスリーブのよ面が６１０間（２フイー
ト）の水で覆れるように水が充満された坑の中に該スリ
ーブを沈め、そして爆薬をスリーブの一端から爆発させ
た。

次にスリーブを坑から取り出し、端部平板を取り除き、
そして芯型をスリーブから引抜いた。

スリーブの内面状態は全く芯型の形状と仕上げ面を呈し
ており、スリーブの彰沃友び内面状態「矯正正常化され
ることが見い出された。

実施例 ２ （わん曲ビレット鋳型の再生） 実施例１の過程を、長さが８１３ｍｍのスリーブを再生
するために、断面が、１０２１０２Ｘ１５２ 、ｉ／／
ｘ ６／／ ）のわん曲芯型及び全量で３７１ｇの爆薬
を用いて、行ったところ、スリーブは再生された。

本出願以前に多数の連続鋳造機が、ビレット及び小型ブ
ルーム製造用に全世界的規模で、操業されており、そし
て、どの連続鋳造機でも筒状鋳型は、１２０〜１５０回
の鋳造後に交換される必要があり、そして消耗した使用
ずみ鋳型は廃却されている。

したがって、消耗した使用ずみ鋳型を再使用可能にする
本発明の方法はビレット及びブルームの連続鋳造の分野
において多大の進歩をもたらす。

さらに、再生された鋳型は、従来の鋳型と比較して品質
が改良されているために、ブレークアウトを少なくする
という効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

添付した図面は部分切断斜視図で、典型的な芯型とスリ
ーブの組立体、及び組立体に付着された爆薬被覆を図示
している。 １・・・・・・芯型、２・・・・・・スリーブ、３・・
・・・・蓋平板、４・・・・・・底平板、５・・・・・
・ガスケット、６・・・・・・排出口、７・・・・・・
爆薬。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 形状および内面状態が非正常化されている使用ずみ
   の銅スリーブ製連続鋳造鋳型を、新しい連続鋳造鋳型の
   鋳型中空部と同じ外面形状を有する芯型にはめこみ、前
   記使用ずみ鋳型の外面に直接爆薬を取付け、又は前記外
   面から距離を置いて爆薬を配置し、前記芯型及びこれに
   はめこまれた前記使用ずみ鋳型を液体中に沈め、前記爆
   薬を爆発させ、前記使用ずみ鋳型を芯型に密着するまで
   内向きに衝撃波により圧縮してその形状および内面状態
   を矯正正常化し、次に矯正された鋳型から前記芯型を引
   抜くことを特徴とする連続鋳造鋳型の再生方法。