JPS6340665A - 金属鋳造用鋳型と鋳型内に熱シ−ルドを挿入する方法 - 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】 解１上の利用」一 本発明は、金属鋳造及び改良された黒鉛鋳型構造体とこ
の鋳型の製造法、特に金属鋳造用鋳型と鋳型内に熱シー
ルドを挿入する方法に関連する。

鴛来の改誓 黒鉛鋳型は、鋼鉄、特に鋼鉄スラブの鋳造に使用される
。このＵ型構造体は、一般に一定間隔離れた１対の！ｊ
Ｓ釦製側部ブロック、端部ブロック、上部ブロック及び
底部ブロックから構成され、これらに組合せて、特定断
面の空洞部、即ちキャビティを形成する。溶鋼はこの空
洞部に注入されて固化されろ。これらのブロックは溶鋼
同化後、分解された後スラブが取出される。

黒鉛Ｕ型の連続的反復使用には、鋳造スラブの所望表面
特性を維持するため、鋳型表面の機械加工が必要である
。この機械加工で側部ブロックの厚さが薄くなる。この
厚さ減少で黒鉛ブロックのＷ、１度が迅速に上昇する。

介」」予り貿−孕＝す￥ＬζＪ二う」…−題民松−この
温度上昇は、黒鉛ブロックの残留熱のため次のＶ！造作
業の冷却時間、即ち固化時間が増加するから望ましくな
い。従って、次の鋳造作業の間に好適な固化が起こるに
はブロックから熱を除去することが一λＲ要である。

黒鉛鋳型の一つの冷却法は、米国特許第２３，５９０．
５３０４号明細書に開示されている。この方法では、黒
鉛ブロック内に形成された縦方向に伸びかつ横方向に離
れた複数の通路又は孔に水を噴霧する。この方法は概し
てイｆ効であるが、液体冷却源から噴霧が供給されるに
つれて各通路に沿っ−Ｃ次第に温度勾配が大きくなるこ
とが判明している。各通路の高さ又は長さに沿って起こ
る上記の温度差のため、ブロックの反復使用で温度勾配
が更に増大し、各鋳造作業間に通路を高温度から最低温
度まで低下するのに十分な時間が得られない。

本発明の目的は、従来の鋳型の冷却時に発生する種々の
難点を）°１服できる新規で改良さ才した金属鋳造用鋳
型と鋳型内に熱シールドを挿入する方法を毘供すること
にある。

ｌｊｌ、Ｊ　題一点」ε簾迭】ンリ町め］グ手−関本発
明の金属鋳造用鋳型は、複数の垂直通路をイｉシ、ｋｊ
ｉ体冷却材に接続されかつ長平方向に伸びるヘッダから
上記通路内に伸びるスプレーパイプを経て液体冷却材が
噴霧される側部ブロックを有する金属鋳造用鋳型で、上
記通路の高さ方向の鋳型は反差を最小限に維持するため
上記通路の各々にシールドが挿入された構成を有する。

また、本発明のｆＬ属鋳造用ｖｆ型冷却材通路内に熱シ
ールドを挿入する方法は、金属Ｕ造出鋳型に形成された
冷却材通路の一部内に熱シールドを挿入する方法におい
て、冷却材通路の一端にシールド物質の扁平シートを配
置する過程、上記冷却材通路内にケーブルを通し、該ケ
ーブルを上記１＋ｉ平シートの一端に固定する過程、上
記通路の反対端から上記ケーブルを牽引して上記シート
を通路内に引き込む過程、上記扁平シートを上記通路内
に密着嵌合する円筒状シールドに湾曲変形させ、該湾曲
変形は上記冷却材通路の一端内への引き込みによって行
われる過程、上記ケーブルの牽引を継続し、上記円筒状
シールドを冷却材通路内の選択位置に配置する過程、及
び上記シールドから上記ケーブルを分離する過程で構成
される。更に、本発明の黒鉛ブロック冷却材通路内に熱
シールドを挿入する方法は、金属鋳造用鋳型の黒鉛ブロ
ックの冷却材通路内に、扁平シート材料で作られた熱シ
ールドを挿入する方法において、上記冷却材通路に整列
して、該ブロック状に開放端円筒形成工具を配置する過
程、上記円筒形成用上」もと上記冷却材通路にケーブル
を通す過程、該ケーブルの一端に、上記通路の円周より
も大きい幅の金属シートを取付ける過程、該ケーブルの
だたんを牽引動力源に接続し、該動力源を付勢し、上記
シートを上記円筒形成工具を経て牽引して円筒形を形成
する過程、及び該形成円筒を冷却材通路の他Ａ１ａに牽
引し、上記ケーブルを上記円筒形から分離する過程で構
成される。

讃Ｕ」 本発明の黒鉛ブロック鋳型構造体では、亮さ方向に伸び
かつ横方向に間隔をとった複数の通路を黒鉛ブロック鋳
型に設け、これらの各通路内には、鋳型ブロックの長手
方向に伸びる共通ヘッダに接続されたスプレー、即ち噴
霧管が伸び出している。

これらの噴霧管にはスプレーノズルが設けられ、冷却材
として水のような冷却液がブロックの高さ方向に供給さ
れる。液体冷却源とこの反対側の端部との間の温度勾配
を最小限に維持する目的で、ヘッダに隣接する通路又は
孔の中には、黒鉛に対する冷却材の冷却効果の伝達を低
下する装置が設けられる。この冷却速度は、黒鉛ブロッ
クの高さ方向の温度勾配を減少するように、Ｕ型ブロッ
クを構成する黒鉛の熱伝達特性を低下するジードルを設
けることによって減少される。

詳記すれば、上記の各冷却液通路にはヘッダ端部に隣接
して金属製シールド（スリーブ）が挿入され、鋳造間に
放出されろ熱がこのシールドに伝達される。この金属製
挿入シールドは黒鉛よりも熱伝導率が低いシールドがよ
いから、冷却材の噴−間に温度はかなり低下するが、こ
の７１，１度低下はシールドのない黒鉛はど大きくはな
い。

上記のシールドは長手方向に裂目のある円筒状に構成さ
れるから、黒鉛ブロックを損傷することなく通路内で膨
張及び収縮が可能である。これらのシールドは各冷却液
通路内に黒鉛との接触を保持したまま密着挿入される。

本発明によれば冷却液通路内に金属製シールドを挿入す
る新規な方法が得られる。これは黒鉛通路の一端に、開
放端円筒形成工具を挿入することによって実施される。

ケーブルを上記通路内に通し、冷却液通路の円周よりも
大きい幅の扁平金属シートを上記円筒形成工具によって
引き抜いて、金属シートを円筒管形状に曲げると、この
円筒管は引き抜き後、膨張して通路内壁に密着する。金
属シートを円筒形成工具の反対端まで通路内で引き抜く
のにはｊ’）＋力装置が使用される。この反対端まで達
した時点で、円筒管はケーブルから分離される。本発明
の他の特徴は下記の詳細な説明から明かであろう。

ヌ効Ｉ秩 添付図面にはｍｓスラブをｇ造する黒鉛スラブ鋳型１０
を示す。このスラブ鋳型は、上部ブロック１２と、底部
ブロック１４と、２個の対向側部ブロック１８（１個の
みを図示する）と、側部ブロック１８と接触する端部ブ
ロック１６とを含む。

側部ブロック１８は、組立構造体に強度を与える高強度
の背板２４をイイする型枠２２内の保持板２０によって
保持される。上記の各ブロック１２．１４．１６及び１
８は、これらの間に鋳造空７ＩＩＩＩを形成する。ブロ
ック１２．１６及び１８は、図示しない動力作動装置に
よって鋳造位置及び分離位置に移動される。

各側部ブロック１８には、垂直方向の複数の円筒状開放
端を有する孔又は通路２Ｇが説けられる。

側部プロッタ１８の長手方向にはへラダバイブ２８が伸
び出し、このバイブは加圧水のような適当な冷却液源に
接続される。ヘッダバイブ２８を通る冷却液流の制御は
弁３０で行われる。ヘッダバイブ２８から複数のスプレ
ーパイプ３２が通路２６内に伸び出す。各スプレーパイ
プ：３２には側部ブロック１８に噴霧するスプレーノズ
ル３４が設けられる。蒸発しなかった使用済みの水を適
当に排出するため、通路２６の下方にはトラフ又は他の
排水装置を設けてもよい。勿論、通路内に噴霧される冷
却液又は水は側部ブロック１８から熱を除去する。噴霧
による温度低下は、黒ｆｉＧ鋳型が黒鉛酸化温度４５５
　”Ｃになる時間を最小限にするのに有効で、これは鋳
造作業に有益である。上記の冷却用構造体の初期の実施
例の詳細な説明は前記米国特許第：３，５９０，９０４
号明細芹に記載されている。

上記の本発明装置を使用すると、ヘッダバイブ２８にａ
接する通路２６の端部における側部ブロックの冷却速度
はこの反対端における冷却速度より大きいことが発見さ
れた。この温度勾配は、約１２１℃から３１６℃との間
で変化する。ある極限状態ではこの温度は室温から最高
５９３℃までの間で変化する。この大きさの温度勾配は
、鋳造作業を遅らせたり、また不良肪造品を発生するＪ
ｅｔ因となるため望ましくない。

本発明によれば、ヘッダバイブ２８に隣接する黒鉛鋳型
を通る熱伝達を低下する装置を設けろことによって上記
の問題を解決する。これはヘッダバイブ２８に隣接する
通路内に金属シールド３８を設け、冷却液が、直接黒鉛
に向けて噴霧されず、冷却液がシールド：３８を経て冷
却することによって達成される。このため通路２６のシ
ールド部にｌｌ！！Ｉ接する黒鉛鋳型ブロック１８の冷
却速度は遅くなると共に、シールドのない部分に隣接す
る残りの黒鉛部分は従来と同様な熱損失速度を生ずる。

従って冷却材通路２６の両端間の温度勾配は、大幅に減
少されかつ安定化する。

シールド３８は好適にはステンレス鋼のような耐食性材
料で作られ、冷却水の曝露に対して抵抗して酸化を防止
すると共に通路２６内に曝露されて時の温度下で引張強
度を維持する。

本発明の好適実施例ではシールド３８は２６ゲージ（０
，０１８インチ：０．４６ｍｍ）タイプ３０１のステン
レス鋼で作られる。このシールトコ３８は本復縁４５と
４２を有する開放端円筒状に巻き、湾曲変形できる程度
の充分な幅を有し、この円筒形シールドは通路２６内に
密着嵌合し、又この長さは通路２６の過冷却部分を覆う
のに充分な長さを有する。本復縁４５と４２は分離可能
であるから、１２１℃〜：３１６℃の温度範囲、かつ使
用間に達すると思われる５９３℃の高温度以下で円筒形
シールド３８は膨張収縮でき、鋳型構造体の損傷を防止
すると共に通路壁との接触を保持する。

通路２６の長さの少なくとも１０％、好適には約２５％
の長さのシールドによって、上記の適当な温度勾配の低
下が達成されることが判明した。

側部ブロックの代表的大きさは、厚さ６０．９ｃｍ（２
４′）、幅６０．９ｃｍ（２４“）、７６．２ｃｍ（：
３０′）又は１２１．９ｃｎ＋（４８’　）で、高さは
１５２゜４ｃｍ（６０’）〜２９９．７ｃｍ（１１８’
）である。

冷却材の孔、即ち通路２６は、通常、直径７．６ｃｍ（
３’）でブロックの幅に沿って２０．３ｃｍ（８’）の
中心間隔で設けられる。毎分当り約０．５〜５゜０ガロ
ン又はこれ以上の流斌が各スプレーパイプ３２に維持さ
れる。

本発明によれば、第５図に示すようにスリーブ又はシー
ルド３８は金属シートＭで作られ、本復縁４２と４５を
有する円筒状伸縮シールド３８として湾曲変形される。

この湾曲変形は、開放端ベル型管形成工具４４を通して
シートＭを牽引することによって行われ、管形成工具４
４はヘッダバイブ２８の反対側の通路端部に配置される
。

上記の牽引変形の目的は、トング又はクリップ５０を形
成シールド３８の内側になる金属シートＭの一端の表面
に固定し、クリップ５０を形成用工具４４に向ける。次
にケーブル４６を隣接ヘッダバイブ２８の反対端から通
路２６を通し更に工具４４を通す。ケーブル４６のヘッ
ダ端部は、ウィンチやクレーンのフックのような適当な
牽引動力源に接続し、ケーブル４８の他端はシートＭに
固着したトング又はクリップ５０と分離可能に接続する
。フック４８とケーブル４６に牽引力を加えて工具４４
を通して金属シート　Ｍを牽引すると、シートＭは円筒
状シールド３８に湾曲変形されて通路２６の内面に密着
接触し、クリップ５０は他ＡＡｔ　（ヘッダ端部）から
突出する。次に牽引力を遮断してケーブル４６をクリッ
プ５０から分離する。

この状態では、外側に拡張しようとする弾力を有するシ
ールド３８は通路２６の壁に密着接触する。

クリップ５０も除去できるが、鋳型装置の使用状態に応
じてシールド３８を除去する必要がある場合にはクリッ
プ５０をそのまま残してもよい。

今週像カ迷− 上記の通り、この発明では、ヘッダに隣接する通路又は
孔の中には、黒鉛に対する冷却材の冷却効果の伝達を低
下するシールドが設けられる。鋳型の冷却速度は、黒鉛
ブロックの高さ方向の温度勾配を減少するように、鋳型
ブロックを構成する黒鉛の熱伝達特性を低下するジード
ルを設けることによって減少される。上記シールドは長
手方向に裂［１のある円筒状に構成されるから、黒鉛ブ
ロックを損傷することなく通路内で１１張及び収縮か可
能である。これらのシールドは各冷却液通路内　゛に黒
鉛との接触を保持したまま密着挿入される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構造を有する黒鉛鋳型の斜視図である
。第２図は本発明の黒鉛＆５型の一部を断面で示す側面
図である。第３図は本発明の劫型構造体の冷却材通路の
端面断面図である。第４図は第３図の４−４線拡大断面
図である。第５図は黒鉛鋳型に温度保持用シールドを組
込むのに使用される方法を示す略示図である。 １００．黒鉛スラブ鋳型、　１２６．上部ブロック、　
１４９．底部ブロック、　１６０．端部ブロック、　１
８０．側部ブロック、　２０１．保持板、　２２１．型
枠、　２６０．冷却材通路、　２８１．ヘッダ、３２．
、スプレーパイプ、　３８゜、シールド、　４２．４５
６０重復縁、　４４．。 工具、　５００．クリップ、　Ｍｌ、金属シート、ニコ
互ζ−３− コニ】］ｊ−５”−

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の垂直通路を有し、液体冷却材に接続されか
   つ長手方向に伸びるヘッダから上記通路内に伸びるスプ
   レーパイプを経て液体冷却材が噴霧される側部ブロック
   を有する金属鋳造出鋳型で、上記通路の高さ方向の鋳型
   温度差を最小限に維持するため上記通路の各々にシール
   ドが挿入されていることを特徴とする金属鋳造用鋳型。
2. （２）上記第（１）項記載の鋳型で、上記シールドがヘ
   ッダに隣接する通路内に配置されている金属鋳造用鋳型
   。
3. （３）上記第（２）項記載の鋳型で、上記シールドは上
   記側部ブロックの高さの少なくとも約１０％の長さだけ
   上記通路内に伸び出している金属鋳造用鋳型。
4. （４）上記第（３）項記載の鋳型で、上記シールドは耐
   食性金属で作られている金属鋳造用鋳型。
5. （５）上記第（４）項記載の鋳型で、上記シールドは伸
   縮可能な円筒状形状で、鋳造操作間の側部ブロックの温
   度が変化しても通路と密着接触を維持する金属鋳造用鋳
   型。
6. （６）上記第（５）項記載の鋳型で、上記シールドは厚
   さ約０．４６ｍｍ（０．０１８インチ）のステンレス鋼
   で作られている金属鋳造用鋳型。
7. （７）上記第（５）項記載の鋳型で、上記伸縮円筒状シ
   ールドは該シールドの全長にわたり重復縁を有する金属
   鋳造用鋳型。
8. （８）金属鋳造用鋳型に形成された冷却材通路の一部内
   に熱シールドを挿入する方法で： 冷却材通路の一端にシールド物質の扁平シートを配置す
   る過程、 上記冷却材通路内にケーブルを通し、該ケーブルを上記
   扁平シートの一端に固定する過程、上記通路の反対端か
   ら上記ケーブルを牽引して上記シートを通路内に引き込
   む過程、 上記扁平シートを上記通路内に密着嵌合する円筒状シー
   ルドに湾曲変形させ、該湾曲変形は上記冷却材通路の一
   端内への引き込みによって行われる過程、 上記ケーブルの牽引を継続し、上記円筒状シールドを冷
   却材通路内の選択位置に配置する過程、及び 上記シールドから上記ケーブルを分離する過程、からな
   る金属鋳造用鋳型冷却材通路内に熱シールドを挿入する
   方法。
9. （９）上記第（８）項記載の方法で、上記扁平シートの
   幅は上記通路の円周より僅かに大きく、縦方向に幅の狭
   い重復縁部を有するシールドが形成され、該シールドは
   上記通路の壁に対して弾力を加え、温度変化によって膨
   張収縮できる熱シードル挿入法。
10. （１０）上記第（８）項記載の方法で、上記シートの長
    さは上記冷却材通路の長さの少なくとも約１０％で、該
    シートは上記冷却材通路の一端に配置される熱シールド
    挿入法。
11. （１１）金属鋳造用鋳型の黒鉛ブロックの冷却材通路内
    に、扁平シート材料で作られた熱シールドを挿入する方
    法で： 上記冷却材通路に整列して、該ブロック状に開放端円筒
    形成工具を配置する過程、 上記円筒形成用工具と上記冷却材通路にケーブルを通す
    過程、 該ケーブルの一端に、上記通路の円周よりも大きい幅の
    金属シートを取付ける過程。 該ケーブルの他端を牽引動力源に接続し、該動力源を付
    勢し、上記シートを上記円筒形成用工具を経て牽引して
    円筒形に形成する過程、及び該形成円筒を冷却材通路の
    他端に牽引し、上記ケーブルを上記円筒形シートから分
    離する過程、からなる、黒鉛ブロック冷却材通路内に熱
    シールドを挿入する方法。