JPS6099459A

JPS6099459A - 金属、特に鋼の水平連続鋳造装置

Info

Publication number: JPS6099459A
Application number: JP21506984A
Authority: JP
Inventors: ロベール　アルベルニ; ヘルムート　アツクル
Original assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Current assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Priority date: 1983-10-14
Filing date: 1984-10-13
Publication date: 1985-06-03
Also published as: EP0142402A1; ES8506484A1; FR2553317B1; ES536698A0; FR2553317A1

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】産業上の利用分野本発明は金属あるいは合金、特に鋼の水平連続鋳造に関
する。

更に詳細には、本発明は、金属あるいは合金、特に鋼の
水平連続鋳造装置の金属収容用容器（ずなわち、タンデ
ィシフ）と鋳型との接合部を改；−（、−。

して表面欠陥のない鋳片を提供できる装置に関する。

従来の技術鋼の水平連続鋳造装置は本質的に、溶融金属を収容する
容器と、容器の下方の部分に没げられた側方の出口オリ
フィスと、出口オリフィスと隣りあっている底なしの強
冷され且つ水平に配置され、しかもその形状が鋳片の形
状を決定する鋳型とを具備する。容器から鋳型への溶融
金属の移動は接合部を通して行われる。この接合部は金
属を循環させるため軸方向に通路を開けた部材より成り
、それには例えば窒化珪素のごときずぐれた耐火性を持
った物質が使われる。

従来の水平連続装置は、鋳型より内断面が小さい軸方向
の通路を有する接合部を備えている（フランス特許Ｎｏ
、２．００７．５３４を例として参照せよ）。この種の
接合部はその端部が鋳型の人口内に挿入されるように係
合されている。従って接合部と鋳型の係合部分で溶融金
属が通過する連通孔の内側の断面に不連続性が形成され
る。この係合部分で多量の吸熱が行われる為、鋳型の脚
部の不連続の部分で凝固が既に開始され、係合部分にお
ける良好な状態の液密性が確保される。

鋳型の外に鋳片を引き出すのを容易にするために、鋳片
に長さ方向の周期的なオシレーション運動を加える方法
が知られている。この運動では、鋳型の外に鋳片を一定
の長さだけ引きだし、一時的に停止し、さらに鋳造方向
とは逆向きに鋳片をおしもどす。次いで、この引き出し
を開始し、以下同様の操作を行う。

上記の水平連続鋳造装置ξにおける本質的な問題の１つ
は、鋳片の表面に欠陥が存在するこにある。

こうした欠陥があると、現在の品質要求の水準を満たず
ことが困難になる。

これらの欠陥の原因を調査したところ、上記の不連続な
部分で金属の凝固が異なる２つの主方向に、別々の速度
で起こり、異方性結晶領域が形成されることがわかった
。これらの領域の形成は停止期と押し戻し時に発生しや
すいものであり、これによって発生ずる欠陥は、オシレ
ーション運動の鋳型の外に鋳片が引き出される期間の一
回の前進圧；ｉｌｌごとに等間隔で鋳片の表面上に発生
ずる。

発明が解決すべき問題点本発明はこれらの従来技術の問題点を解決することを目
的とし、より詳細には、金属あるいは合金、特に鋼の水
平連続Ｍ造において、金属収容容器と鋳型との接合部内
での溶融金属の凝固の開始時期を調整することができ、
接合部と鋳型の間の良好な液密性を保持するとともに上
記した如き表面欠陥のない、均質な鋳片を円、ることか
できる装置を提供することにある。

問題点を解決するだめの手段従って本発明は以下の構成を有する金属、特に鋼の水平
連続鋳造装置に関するものである。すなわち、本発明の
適用される水平連続鋳造装置は、下方に側方の出口オリ
フィスを設けた溶融金属収容容器と、強冷され、水平あ
るいはほぼ水平に配置され、その内側の形状が鋳片の形
状を決定する底なし鋳型とを含み、該鋳型は該容器の出
口オリフィスと隣り合って、その人口の端部が設けられ
、更に、容器の出口オリフィスと鋳型の人口の間に液密
な接続を保証する接合部を備え、この接合部は容器の出
口オリフィスから鋳型の中まで溶融金属を通すため、内
部通路を備えている。本発明の装置は、上記の構成にお
いて、以下の特徴を有する。即ち、該接合部は内部通路
を形成するため、軸方向に孔をあけた耐火性の材料でて
きた部材からなり、本部祠は実断面の差を有する隣１ぶ
する２つの部分から成り、実断面の大きな方の部分が容
器の出口オリフィスに向かって配置され、又、鋳型の人
口の端部に向かって配置された実断面の小さな方の部分
には冷却手段が備えられ、更に、接合部内に設けられた
連通孔の内ｔ１１りの形状が、少なくとも実断面の小さ
な方の部分で規則正しい形をなし、更に該連通孔の実断
面、ずなわぢ、内径は、該接合部の実断面の小さな方の
１８１ニ分では鋳型の内側断面、すなわち内径と等しい
ことに本発明は特徴を有する。

本発明の一態様に従うと、接合部の実断面が小さな方の
８１５分の端部が、鋳型の人口の中にそう人され、該鋳
型の冷却効果を利用している。

更に、本発明の特徴に従うと、接合部の実断面の小さな
方の部分のＩ厚さが、接合部の実ｆｉｌＦ面の大きな方
の部分から遠ざかるにしたがって規則正しく小さくなっ
ている。

更に本発明の一態様に従うと、接合部の実断面の大きい
方の部分に加熱手段が設けられ７いる。

更に本発明のべつの一態様に従うと、接合部の実断面の
大きな方の部分の外側に断熱材を設けられている。

実施例本発明の他の特徴並びに利点は、例示の目的で添付した
図面を参照しつつ与えられる以下の実施例の記載から明
らかとなるだろう。なおこれらの実施例は本発明の単な
る例示であり、本発明の技術的範囲を何隻制限するもの
でないことは勿論である。

第１図に示す水平鋳造装置は本質的に、次のものを備え
ている。

〜溶融金属収容用容器（クンディッシ５）１゜該容器は
ｊｆｉｉＪ火祠３で内張りを施した金属性の外被２を有
する。該容器は溶融金属４を収容し、その底部の近傍に
側方の出口オリフィス５を備えている。該オリフィスは
耐火］４料で出来たノスル６の中に設けられている。

一桐あるいは調合金製で、容器１の出口オリフィス５に
隣接し、その両端が開口している水平鋳型７゜該容器及
び該鋳型は公知のものでも今後構想されるべきものであ
っても、いずれのクイズ□−Ｃもよい。本実施例の鋳型
は、鋳片が鋳型の出口で周囲が十分に凝固できるように
、吸熱を行う冷却流体、一般的に水を該鋳型とその間に
通過させる空間が設けられるよう、小間隔を６ってジャ
ケット９が包囲している。

溶融金属の容器から鋳型への通過は容器の出口オリフィ
ス５と鋳型の人口を連結する連通孔１０を通じておこな
われる。該連通孔は該接合ＦＩＳ　ｌ　ｌの中に設けら
れ、本実施例では鋳型の人１コの中に、その自由端部の
一端１２が挿入されるように取りつけられている。

接合部１１の、鋳型に挿入されるように結合している部
分以外のところは断熱材で包囲されており、断熱材には
従来ではアルミナ及びソリ力を主成分としたファイバー
が材料として使っている。本実施例では、接合部１１に
は、断熱材とし一〇品質の（憂れた窒化珪素が使われて
いる。

さて、第２図、第３図を参照すると、接合部１１は連通
孔１０を形成するため、軸方向に孔を開けた回転状部組
からなることが明らかとなるだろう。

該部材は２つの隣接する異なる部分から構成される。

即ち、一−実断面積の大きな部分１４（接合部の゛ヘット″と
通常呼ばれる）一実断面積の小さな部分１５（接合部の゛′ノース゛′
と通常呼ばれる）である。

第１図を参照すると、ノーズの＋７ｉ’、ｉ部１２を鋳
型の人口に挿入してもよいことが解る。この場合だと鋳
型を冷却する冷却水によって、冷却が部分的に早められ
るという利点がある。

本発明の特徴に従うと、接合部１１の中に設けられた内
部の連通孔１０の内部の形状が、少なくとも実断面の小
さな方１５で規則正しい形をなし、更に端部［２の内側
断面が鋳型の内側断面と等しい。その結果、溶融金属が
接合部１０とＭ型７の間の接続部分を通過してもいかな
る不連続性も生じない。

鋳片を引き出しやすいように、連通孔の内側形状がｖｉ
造力方向末拡がりとなっている。この鋳造方向への連通
孔１０の拡がりが連通孔１０の側壁に生じる恐れのある
摩耗を補償するのに役立つ。上記した実施例では、従来
例と同様に、連通孔１０は１（１％はどの傾斜がつけら
れている。

第２図に示した本発明の好ましい態様に従うと、接合部
のノーズの実断面積は、接合１１１ニのヘッドから離れ
るにしたがって規則正しく小さくなってゆく。しかも実
施してみると容易にわかるように、ヘッドとノーズは実
断面積が著しく変化する区間１６によって区分するのが
好ましい。

第２図に示すように、接・合部のこれらの２つの部分は
、長手方向の１１Ｊｒ面図でみるとほぼ！３０’の角度
をなして区分されている。

溶融金属の凝固を鋳型内部で開始させようとする従来の
水平連続鋳造装置とは異なり、本発明による水嘔連ＨＡ
　＃Ｊｊ造装蓋装置接合部内におい−こい凝固の開始を
確実に行う。

事実、本発明に即し、接合部内での吸熱に関する研究を
したところ、引き出された熱束の密度は接合部のヘッド
ではわずかなものだが、区間１６を通過すると密度が急
速に増大し、ノーズでは著しく大きなものになる。その
上、本発明によると、実断面の小さな方の部分を冷却す
るための手段が設けられている。既に述べたように、こ
の実施例では、この冷却手段が鋳型７自身を冷却する装
置によって構成されるのが好ましい。従って、接合部の
ノーズ内に設けられた連通孔１０の部分で、溶融金属の
最初の凝固が行われる。

逆に、接合部のヘッド内に設けられた連通孔の部分では
溶融の凝固は起こらない。この部分では、ヘッドを構成
する材料の量が多いので、吸熱が実際には行われないの
である。

上記の如き結果は接合部の構造的特性、即ちヘッド１４
とノーズ１５の２つの実断面間の相違、及びノーズ１５
が備える冷却方法に左右される。２つの部分より成る接
合部を機能的には次のように定義することができる。す
なわち、溶融金属の容器の側に位１ηする金属の凝固を
パ抑１１ｉ１１さぜる”部分（ヘッド）と、ヘッドに続
く、鋳型と隣り合って設置され、凝固を゛促進させる″
部分（ノーズ）である。

接合部が窒化珪素でできている場合の、特に好ましい接
合部の寸法は、次の如くである。ヘッド１４の端部の厚
み晶°は１５ｍｍ以上、ノーズ１５の端部の厚みは５ｍ
ｍＪＪ下、接合部の全長へＩ３は３［］ｍｍ　〜１５０
ｍｍとするのが好ましい。

実際、窒化珪素は、優れた耐火性材料であり、熱伝導率
も低い。しかし、接合部のノーズで確実に凝固を開始さ
せるには、その熱伝導率は無視てきないものである。

第２図に示された実施例では、島°の厚さは２４ｍｍ、
ＢＢ′の厚さは２ｍｍ、接合部の全長Δ１３は４０ｍｍ
である。

接合部のヘットの長さは２８ｍｍ、接合部のノースの長
さは１２ｍｍである。

そのうえ、本発明の効果は、金融の凝固が行われる連通
孔、即ち接合部のノーズ、接合部と鋳型の係合部分に不
連続性あるいは断層が形成されないことに左右される。

最後に本発明による装置では溶融金属の凝固を規則正し
く確実に開始させることが可能であり、このため、従来
発生していた表面欠陥のない均一な凝固金属を獲得でき
るという主要な利益を達成できる。

又、本発明の別の好ましい適用例では、接合部のヘッド
１４が、第１図を参照すればわかるように、断熱材１３
で包囲されており、ヘッドの中で凝固が早めに開始され
るのを時として妨げる役目をしている。

既に述べたが、第１図で示した装置では、接合部のノー
ズ１５は鋳型の人口内に挿入されている。

そのときは鋳型を冷却する装置が、接合部のノーズの末
端部で多量の吸熱を確実に行わうので、接合部のノーズ
て、凝固の開始が確実に行われる。

本装置は鋳造装置に冷却手段を追加することなく、追求
される結果を確実に達成することができる。

この場合、第１図で示したように、鋳型の人口はろうと
状１７になっており、接合部の末端部１２の外表面と正
確に相補状であり、鋳型の人口と接合部の末端１２との
間の熱接触を確実なものとする。

この状態のまま、鋳型の冷却装置とは別に、接合部のノ
ーズを冷却する装置を取り付けることも可能である。同
様にして、接合部の実断面が大きい方の部分１４に、断
熱材１３と別個に、或いはそれと関連させて加熱装置を
設けて、凝固の抑制を強化することができる。それ（３
は例えば接合部のへ、ソド１４の周囲に誘導コイルを取
りイー１けたり、接合部のヘッド１４の耐火材の中に埋
め込み式の抵抗体を取りつけたり、接合部のヘットに局
部的な作用を起こすあらゆる種類の加熱手段を備えるこ
とが考えられる。当然、これらの加熱手段を設置すれば
、静”の厚さを減らずことができる。加熱手段の設置に
より、接合部の機械的強度を減することなく、へへ゛の
厚さを５ｍｍまでにν１戊らずことが可能であることが
実験の結果判明した。これらの装置を使用すれば、先に
述べたと同じ結果、即ぢ、接合部１１のノーズ１５内で
溶融金属の凝固を開始さぜることが可能である。

従って、連続鋳造操作では、溶融金属の最初の凝固は、
接合部に設けられた連通孔の接合部のヘッドの位置で開
始された。そこでいったん凝固が開始されると、規則的
に継続し、冷却が最も活発な鋳型内で凝固が最大となる
。本発明による接合部を使用すれば、鋳片の規則正しい
凝固の開始により均一な状態で金属が凝固し、鋳型と接
合部の係合部で金属がいかなる浸透をも起こさない接合
部を獲得することができる。

のみならず、本発明はあらゆる種類の金属と合金の水平
連続装置に適用することができる。

本発明が上記した実施例に限定されないことは勿論であ
り、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の態様
、変形例を採用できる。

１当に、接合部の端部１２が、鋳型の人口１７に挿入さ
れる場合は、少なくともこの部分１２では、接合部の外
周を鋳型の断面の内のりと等しくしなければいけない。

例えば鋳型が方形の場合は方形、鋳型が円形の場合は断
面を円にしなければいけない。

同様に、接合部の長さは本発明の本質的な特徴となるの
でも、限定するものでもない。それ故に、該窒化珪素製
の接合部の長さに３０ｍｍ以」二という制限をつけてい
るが、例えばアルミナのように窒化珪素より熱伝導率が
低い断熱材を使用ずれば、その長さをさらに短くするこ
ともできる。

窒化珪素製の接合部の１５０ｍｍ以下という制限につい
ても、接合部１１のヘット１４に加熱手段、〕〜ズ１５
に自動ＺＳ却手段、あるいはこれら２つの手段を同時に
装備するなら、もっと長さを大きくすることも可能だろ
う。

それどころか、接合部を構成する１１Ｊ「既刊に必らず
しも窒化珪素を使う必要はない。本発明による装置ガで
は、例えは窒化硼素を接合部に使用することもできる。

窒化硼素は優れた耐火祠て、窒化珪素に近い熱伝導率を
持っている。同様に、アルミナ製の１２合部の場合は、
接合部のヘッドでの凝固の抑制力に支障をきたすことな
く、その１゛１さ晶′を５ｍｍまで小さくすることが可
能である。のみならず、°ｒアルミナ製接合部の場合で
、接合部のヘッドが鋳型の冷却手段によって冷却される
ときｊ、よ、その厚さＢＢ”は１〜２ｍｍを超えないこ
とが推められる。接合部のために選択される耐火性の材
料の熱伝導率を調べれば、専門家なら本発明に適した接
合部を実現するため、接合部の実断面の大きな一方の部
分と小さな方の部分の厚さを容易に決定することが出来
るだろう。

それどころか、本発明に従い軸方向の連通孔が、少なく
とも接合部のノーズでは、鋳型の孔と形状的に不連続を
呈しないならば、接合部に設けられる軸方向の連通孔の
寸法あるいは、形状も同様に各種のものを採用できる。

発明の効果以上に詳細に説明した如く、本発明は、金属あるいは合
金、特に鋼の水平連続鋳造において、金属収容容器と鋳
型との接合部を、内部通路が形成され、実断面の差を眉
する隣接する２つの部分から成る１ｆｌｉＪ火性の材料
の部材で構成し、実断面の大きな方の部分が容器の出口
オリフィスに向かっ一〇配置し、又、麩型の人口の端部
に向かって配置された実１ｉＪｉ面の小さな方のａｌ＜
分には冷却手段を備え、更に、接合部内に設けられた連
通孔の内部の形状を、少なくとも実断面の小さな方の部
分で規則正しい形をなし、更に、該接合部の実断面の小
さな方の部分での連通孔の実断面を鋳型の内側１ｉ１「
而と等しく構成したことに特徴をイｊするものである。

このように構成することによって、接合部内での溶融金
属の凝固の開始時期を調整することができ、内面が連続
的な形状をなす部分で溶融金属の凝固を開始せしめ、従
来技術において水平連続鋳造の本質的な欠陥と考えられ
ていた表面欠陥を解消し、均質な断片を与えることに成
功したものである。

従って、本発明は水平連続鋳造方法の工業的実現をより
有効ならしめ、その産業上の意義は人である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う鋼の水平連続鋳造装置の長さ方向
の断面概略図である。第２図は第１図で示した接合部の拡大詳細図である。第３図は第２図中の平面××で切った（黄断面図であり
、接合部の横断面図である。（主な参照番号）溶融金属収容用益器・・・１、溶融金属・・・４、出口オリフィス・・・５、ノズルφ・・６、水平鋳型・・・７、ジャケット・・・８、連通孔・・・１０、接合部・・・１１、接合部の自由端部・・・１２、接合部の実１ｉｉ１ｉ面積の大きな部分（１に合部のヘ
ッド）・・・１４、接合部の実断面積の小さな１１１−分く接合ｇａｓの７
−ズ）・・・１５、接合部のヘッドと７−ズの境・・・１Ｇ鋳型の人口・・
・１７！１テ許出願人　アンスチチュ　トウ　ルシェルシュド
ウ　ラ　ンデルルジー　フランセーズ（イル／ラド）代理人　弁理士　新居正彦Ｆｉｇ、３１４Ｆｉｇ、２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　下方部分に側方の出口オリフィスを設けた容器
と、強冷され、水平あるいはほぼ水平に配置され、且つ
該容器の出口オリフィスと隣り合って、その人口の端部
が設けられ、その内側の形状が鋳片の形状を決定する底
なし鋳型と、容器の出口オリフィスから鋳型の中まで溶
融金属を通すための内部通路を備え、容器の出口オリフ
ィスと鋳型の人口の間に液密な接続をなす接合部とを備
える金属、特に鋼の水平連続鋳造装置であって、該接合
部は、軸方向に孔をあけられた内部通路ＯＱを有する耐
火性の材料製の部材（１１）からなり、該部材は実断面
が相違し、且つ隣接する２つの部分（１４，１５）から
なり、実断面の大きな方の部分（１４）は該容器（１）
の出口オリフィス（５）に対面して配置され、実断面の
小さな方の部材（１５）は鋳型（７）の人口の端１ｌｌ
ｓ（１７）に対面して配置され、冷却手段を備え、該接
合部（１１）内の連通孔Ｑ、［ｌｌの内部の形状が接合
部、少なくとも実断面の小さな方の部分（１５）では規
則正しい形をなし、更に該連通孔の実断面が該接合部の
実断面の小さい方の部分（１５）の端部（１２）におい
て鋳型（７）の内側断面と等しいことを特徴とする水平
連続鋳造装置。
（２）接合部（１１）の実断面の小さな方の部分（１５
）の端部（１２）が鋳型（７）の人口に挿入されている
ことを特徴とする特許の請求範囲第１項に記載の水平連
続鋳造装ｆＥ２０
（３）接合部（１１）の実断面の小さな方の部分（１５
）の厚さが、接合部の実断面の大きな方の部分（１４）
から遠ざかるにしたがって規則正しく小さくなっていく
ことを特徴とする特許の請求範囲第１項または第２項の
いずれかに記載の水平連続鋳造装置。
（４）接合部（１１）の実断面の大きい方の部分（１４
）に、加熱手段が設けられていることを特徴とする特許
の請求範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の水平連
続鋳造装置。
（５）接合部（１１）の実断面の大きな方の部分（１４
）の外側に断熱材’（１３）を設けられていることを特
徴とする特許の請求範囲第１項乃至第４項のいずれかに
記載の水平連続鋳造装置。
（６）接合部がアルミナ製であり、接合部の実断面の大
きい方の部分（１４）と小さい方の部分（１５）の厚さ
が、それぞれ、５ｍｍ以上と、２ｍｍ以下であることを
特徴とする特許の請求範囲第１項乃至第３項のいずれか
に記載の水平連続鋳造装置。
（７）接合部が窒化硼素、あるいは窒化珪素製であり、
接合部の実断面の大きい方の部分（１４）と小さい方の
部分（１５）の１享さがそれぞれ１５ｍｍ以上と５ｍｍ
以下であることを特徴とする特許の請求範囲第１項乃至
第３項のいずれかに記載の水平連続鋳造装置。