JPS62114749A - 鋳片支持装置のウエアプレ−ト部材 - Google Patents

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） この発明は連’Ｍ（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］−、ウオーキ
ングビーム等が使われている。

これらのト・７プゾ一ンＳｈ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１ｆ１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ＳＪｆ片支持装置においてＩＩ）片と
接触し、トップゾーン鋳片支持装置の寿命を決めるつＬ
アブレートには、小分別型プレート、格子型プレート、
平面型プレート、ウオ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） とごろが、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、 ＋１１スヘ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し−１
−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）が発生ずる。

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キヤンペーン（オンラ
イン使用）の後は廃却されなけ木ばならなかった。

従って本発明の目的は、このような従来のト。

プヅーン鋳片支持装置のウェアプレー１一部材の有する
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、
耐ヒートクランク性に優れた材料として所定の組成を有
するＮｉ５合金（高層−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層構造とすれば、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’ｋｈ　
ｆｈ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咳鋳片に当接する、
鉄鋼材を母材とするウェアプレート部Ｈにおいて、 Ｎ１、Ｃｒ、　Ｃをそれぞれ、Ｎｉ：５５〜７５ｗｔ％
、Ｃｒ：２５〜３５−ｔ％、Ｃ：　０．５〜１．．０ｗ
１％の範囲で含み残部が実質的にＦｅより成る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、？ｊ！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１４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直下のトノブヅーンにおい
て、当接部十Ａ６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、１）１片３との当接面側
からみた部分拡大図ある。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、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、ウオ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＋Ｊ　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ｍ（ＪＩＳ規格５
Ｃ４２材）よりなる。ただし軟鋼、鋳鋼（ＪＩＳ規格Ｓ
Ｃ材等）、鋳鉄（ＪＩＳ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、旧：６０　ｗｔ％、
Ｃｒ：３０　ｗｔ％、Ｃ：０．８ｗｔ％を含み残部が実
質的にＦｅより成るＮ１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、クラツド鋼化等によっ
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：５５〜７５ｗＬ％、Ｃｒ：２５〜３
５ｗｔ％、Ｃ：０．５〜１．Ｏｗｅ％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３〜６１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ｌｌ中のＮ１、Ｃｒが母材１０内に拡散
して行（、このため、）８接肉盛りされた表層材１１の
うち、約２ｍｍ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土石１２の厚さく即ら
、表層材１１の有効厚）を１ｍｍ以上確保するー　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６１程度以下とするのが好ましい。また、表層材
１１の厚さの最大値を６ｍｎ＋以下とすることにより、
ヒートクラックの発生、進行を１用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（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Ｌ９耗速度、焼付性（潤１１
．）　　　Ｉ−）クラックの発生状況等について各（止
の実験を１１・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Ｉ
・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、参考のため鋳鉄（ＪＴＳ規格ＦＣＤ６Ｑ
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、−回の？８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
Ｎｉｓ　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（Ｎ　ｉ　：　５５〜
７５ｗｔ％、Ｃｒ：２５〜３５匈ｔ％）。図中の○は特
に好ましい結果を耳えた６ＯＮｉ　　３０Ｃｒ−０，８
Ｃ鋼を示している。なおＣの範囲としては、０．５〜１
．０　ｗＬ％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一已、表面削正（
ａ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１
１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操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０．７　μ
程度であり、したがって連続して９００〜１０００チヤ
ージのオンライン使用が可能である（９００〜１ｏｏｏ
ヒート／キヤンペーン）。これに対し従来品は約２．３
ｉｔ／ヒートの１γ耗を示すため、キャンペーン４命ハ
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１”Ｉ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　ヒートに達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、材料製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
れは屯に鋳片支持装置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ｌＯ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１す１
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
ヤンペーン（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
ノブヅーンのアラインメントが長期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、整備環が減
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
当接部祠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１〜の使用方法を
示すブロック図である。 ｌ：モールド　　　　３：鋳片 ４；鋳片支持装置　　５：ロル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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：０．５〜１．０ｗｔ％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。
2. （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。
3. （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。