JPH089087B2 - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents

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用鋳型に関し、とくに該鋳型内に
おける溶融金属の不均一冷却に起因した鋳片ストランド
に生じる表面割れ等の鋳造欠陥を効果的に回避しようと
するものである。

（従来の技術） 鋼の連続鋳造において発生が懸念された鋳造欠陥を回
避すべく連続鋳造鋳型の改良を試みた先行技術として、
下記の文献が参照される。

従来技術−１（特公昭57−11735号公報） 鋳型内部の前面もしくは一部に、直径又は幅が2.5mm
以下でしかも総面積の占める比率が20％〜90％になる多
数個の凹部を有する連続鋳造用鋳型（第16図参照）。

従来技術−２（特開昭61−180649号公報） 鋳型長辺の中央部に縦溝を、鋳型短辺との接触領域に
傾斜溝を設け、これらの溝はそれぞれ深さ0.3mm以上、
幅2.0mm以下、ピッチ5.0mm以下とする連続鋳造用鋳型
（第17図参照）。

従来技術−３（特開昭61−92756号公報） 鋳型上端から300mm以内に鋳込方向に沿う幅250〜750
μｍ、深さ60〜300μｍ、面積率20〜90％の条件を満た
す溝を設けた連続鋳造用鋳型（第18図参照）。

従来技術−４（鉄と鋼：第68年、第４号（1982）、S1
59） 鋳型銅板の表面に、ショットブラストにて最大表面粗
さ90μｍ、ピッチ1mmの凹凸を設けた連続鋳造用鋳型
（第19図参照）。

従来技術−５ 鋳型銅板のメニスカス相当部位の背面スリット部にそ
の領域における銅板および鉄片を強冷するスペーサを備
えた連続鋳造用鋳型（第20図参照）。

（発明が解決しようとする課題） １） 連続鋳造時における均一緩冷却について、 従来技術１〜４は何れも鋳型銅板表面に溝等の加工を
施した構造のもので全体として緩冷却となる（第21図参
照）が、鋳型銅板の横方向における冷却が不均一とな
り、均一緩冷却を実現するのが困難であった。従ってシ
エルの不均一生成によって鋳片ストランドの表面に割れ
が発生し、ホットチャージ、ダイレクトロール等の阻害
要因となったり、包晶反応域の存在する鋼の無手入れ化
を実現するための大きな阻害要因となっていた。

２） 連続鋳造時における均一強冷却について、 低炭素アルミキルド鋼等は、一般に大量生産鋼種であ
り、また割れ感受性とくに縦割れ感受性が鈍いこと等か
らこのような鋼種では高速鋳造が行われている。このた
めモールドの下端で十分なシェル厚を確保するために、
鋳型銅板の延長、鋳型銅板の薄肉化あるいは鋳型銅板冷
却用冷却水の供給量を増加する等の種々の強冷策がとら
れているが、従来の連続鋳造用鋳型では鋳型銅板を強冷
却するに伴い不均一冷却度も増大するため、鋳片表面サ
ブスケールに微細な縦割れが発生し、ダイレクト圧延時
に問題となっていた。

とくに従来技術５のようなスペーサを用いる構造のも
のでは、冷却水通路の断面積を減少させることによっ
て、スリット内の冷却水線速度が上昇するため強冷却が
可能であるが、冷却スリットのある部分と無い部分との
冷却能差が一層拡大されるために鋳片表面の温度差（振
幅ΔＴ）が大きくなり、縦割れ等の表面欠陥が発生し易
い。

均一冷却を実現して縦割れ等の鋳造欠陥を有利に回避
できる、連続鋳造用鋳型を提案することがこの発明の目
的である。

（課題を解決するための手段） この発明は、背面に通水路を有し、その前面にて連鋳
モールドを形成する鋳型銅板を備え、鋳型銅板前面の通
水路相当位置に、鋳型銅板の幅方向における不均一冷却
を防止する複数の凹凸を設けたことを特徴とする連続鋳
造用鋳型である。

さて、第１図（ａ）、（ｂ）にこの発明に従う連続鋳
造用鋳型の１例としての模式を示し、図中１は連鋳モー
ルドを形成する鋳型銅板であり、この鋳型銅板１の背面
には通水路1aを、またその前面の通水路相当位置には複
数の縦溝1bを備える。２は鋳型銅板１を取付ボルト2aを
介して固定保持するバックプレートである。

（作 用） 鋳型銅板１の背面に形成した通水路1aのある部位とな
い部位では例えば第２図、第３図に示すように鋳片の表
面温度はその幅方向において不均一となる一方、鋳型銅
板表面の全面に第４図の如き溝を設けたとしても表面温
度の絶対値が上昇するのみで温度振幅を減少させるのは
非常に困難である。

そこでこの発明では、通水路1aを設けた部位の鋳型銅
板表面に１例として複数本の縦溝1bを設け、連続鋳造中
この溝部の領域にのみ、例えば第５図に示すようにエァ
ーギャップＡを形成させてその部位に対応する鋳片の抜
熱量を低下させることによって均一冷却を実現した。

第６図〜10図に、この発明に従う連続鋳造用鋳型の他
の例を、その部位における鋳片の表面温度分布とともに
示したが、とくに鋳型銅板１の幅方向における局部的に
過冷却を防止できれば、通水路1aのない部位の銅板表面
上に溝（この場合溝サイズは小さくなる）を設けてもか
まわず、この場合均一緩冷却を行うのに有利となる。

鋳型銅板表面に設ける溝1bのサイズ（深さ、幅、ピッ
チ）としては下記の条件を満足するｗ′とすればよ
い（第11図参照）。

ｗ＜ｗ′＜Ｗ w:通水路の幅（mm） ｗ′：溝の形成範囲（mm） W:通水路のピッチ（mm） ここに、例えばＷ＝35mm、ｗ＝5mmの場合は５（mm）
＜ｗ′＜35（mm）の範囲での条件を満足すればよい。
要するに通水路1aを設けた部位の鋳型銅板表面における
単位長さ当りの表面積が他の領域に比べて大きくなって
いればよい。

第12図はこの発明に従う連続鋳造用鋳型を使用した際
の鋳型銅板１の抜熱量と、鋳片表面の温度差ΔＴとの関
係を示すグラフである。鋳片の温度差ΔＴは緩冷却側で
２〜５℃、強冷却側でも４〜８℃と極めて安定している
のに対し、従来の連続鋳造用鋳型についての例を示した
第13図では鋳片表面の温度差ΔＴは30〜80℃であった。

上記では鋳型銅板前面の通水路相当位置に複数の縦溝
を備えた場合について説明したが、縦溝に代えて横溝あ
るいは井桁溝、ショットブラスト等によっても同様の作
用効果となることは言うまでもない。

（実施例） 通水路1aを設けた部位の鋳型銅板表面における幅
（ｗ′）10mmの範囲にわたって、鋳片表面温度がその幅
方向において均一となるよう溝深さ1mm、溝幅0.8mm、ピ
ッチ1.5mmになる縦溝（溝加工後に500μｍのNiめっき、
さらに50μｍクロムめっきを施した）を形成した第14図
および第15図に示すような構造になる鋳型を用いて連続
鋳造を行った。

その結果、鋳片の幅方向における表面温度はほぼ安定
しており、縦割れや鋳片表面の凹凸（ディプレッショ
ン）が減少し、しかもシェルが均一に補強されるので、
拘束性ブレークアウト等も減少することが確かめられ
た。

とくに通水路1aにスペーサ６を設けた第15図の鋳型で
は均一強冷却が可能となった。

（発明の効果） この発明によれば、包晶反応領域を含む鋼例えばsus3
04、sus430、sus420J、C:12×10^-3％の普通鋼等でのデ
イプレッションや縦割れを減少させて無手入れ比率を大
幅に上昇できる。

またこの発明によれば低炭素アルミキルド鋼等の連続
鋳造においても割れ欠陥を軽減できるのでスケールオフ
量が少なくてすみ低温加熱化が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）はこの発明に従う連続鋳造用鋳型の
構成説明図、 第２図、第３図および第４図は連続鋳造用鋳型の要部断
面と、この部位における鋳片の表面温度分布を示す図、 第５図は鋳造状況の説明図、 第６図、第７図、第８図、第９図および第10図はこの発
明に従う連続鋳造用鋳型の要部断面とこの部位における
鋳片表面温度分布を示す図、 第11図は、溝の形成要領説明図、 第12図、第13図は鋳片表面の温度差ΔＴと鋳型銅板の抜
熱量の関係を示すグラフ、 第14図、第15図はこの発明に従う他の連続鋳造用鋳型の
要部断面と、この部位における鋳片表面の温度分布を示
す図、 第16図、第17図、第18図、第19図および第20図は従来の
鋳型銅板の模式図、 第21図は鋳片表面の温度差ΔＴと、鋳型銅板の抜熱量の
関係を示すグラフである。 １……鋳型銅板、1a……通水路 1b……縦溝、２……バックプレート 2a……取付ボルト、３……シェル ４……パウダー、５……溶鋼 ６……スペーサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】背面に通水路を有し、その前面にて連鋳モ
   ールドを形成する鋳型銅板を備え、鋳型銅板前面の通水
   路相当位置に、鋳型銅板の幅方向における不均一冷却を
   防止する複数の凹凸を設けたことを特徴とする連続鋳造
   用鋳型。