JPH06297106A - 連続鋳造用輻射冷却鋳型 - Google Patents
連続鋳造用輻射冷却鋳型Info
- Publication number
- JPH06297106A JPH06297106A JP10975693A JP10975693A JPH06297106A JP H06297106 A JPH06297106 A JP H06297106A JP 10975693 A JP10975693 A JP 10975693A JP 10975693 A JP10975693 A JP 10975693A JP H06297106 A JPH06297106 A JP H06297106A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- emissivity
- molten steel
- continuous casting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、連続鋳造設備の鋳型における溶鋼
からの抜熱量を変えることにより品質欠陥の無い均質な
鋳片を得る。 【構成】 溶鋼から抜熱する鋳型で鋳片の幅方向中央部
に相対する面の輻射率をε1としたときに、その両サイ
ドの注湯される溶鋼の熱影響を受ける部位の輻射率がε
1より高く、更にその両外周をε1、最外周の輻射率をε
1より低く設定する事を特徴とする（０．２＜ε1＜０．
８）。
からの抜熱量を変えることにより品質欠陥の無い均質な
鋳片を得る。 【構成】 溶鋼から抜熱する鋳型で鋳片の幅方向中央部
に相対する面の輻射率をε1としたときに、その両サイ
ドの注湯される溶鋼の熱影響を受ける部位の輻射率がε
1より高く、更にその両外周をε1、最外周の輻射率をε
1より低く設定する事を特徴とする（０．２＜ε1＜０．
８）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造用鋳型に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】鋳型にて溶鋼を凝固させるプロセスにお
いて、溶鋼から鋳型冷却水までの伝熱機構を考慮すると
図３に示す様な熱抵抗分布を示し、鋳片・鋳型間のエア
ーギャップ部の熱抵抗が最も大きい。
いて、溶鋼から鋳型冷却水までの伝熱機構を考慮すると
図３に示す様な熱抵抗分布を示し、鋳片・鋳型間のエア
ーギャップ部の熱抵抗が最も大きい。
【０００３】エアーギャップ量を直接制御する為鋳型表
面に溝を形成するスリット鋳型や鋳型表面に細密な窪み
を形成するディンプル鋳型等の鋳型表面形状を変更する
手段が取られてきた。
面に溝を形成するスリット鋳型や鋳型表面に細密な窪み
を形成するディンプル鋳型等の鋳型表面形状を変更する
手段が取られてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
鋳型では、加工面の鋳片との摺動による磨耗やパウダー
の不均一流入等によって、局所的にエアーギャップ量が
変動し、抜熱量もそれに追従して変動する。
鋳型では、加工面の鋳片との摺動による磨耗やパウダー
の不均一流入等によって、局所的にエアーギャップ量が
変動し、抜熱量もそれに追従して変動する。
【０００５】本発明は、エアーギャップ量の変動による
影響が少ない熱伝達形態すなわち、輻射を利用し、従来
法より外乱の影響を受けない溶鋼又は鋳片からの抜熱量
制御を実施可能とする鋳型を提供することを目的とす
る。
影響が少ない熱伝達形態すなわち、輻射を利用し、従来
法より外乱の影響を受けない溶鋼又は鋳片からの抜熱量
制御を実施可能とする鋳型を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、連続鋳造用鋳
型において、溶鋼から抜熱する鋳型で鋳片の幅方向中央
部に相対する面の輻射率をε1としたときに、その両サ
イドの注湯される溶鋼の熱影響を受ける部位の輻射率が
ε1＋０．２より高く、更にその両外周の輻射率をε1、
最外周鋳片コーナー部に対する面の輻射率をε1−０．
２より低くした鋳型である事を特徴とする。
型において、溶鋼から抜熱する鋳型で鋳片の幅方向中央
部に相対する面の輻射率をε1としたときに、その両サ
イドの注湯される溶鋼の熱影響を受ける部位の輻射率が
ε1＋０．２より高く、更にその両外周の輻射率をε1、
最外周鋳片コーナー部に対する面の輻射率をε1−０．
２より低くした鋳型である事を特徴とする。
【０００７】本発明により、溶鋼又は鋳片に温度不均一
部が存在しても、溶鋼又は鋳片温度が高い部位に直面す
るモールド表面の輻射率を、他の部位と比較して高くす
ることにより、溶鋼又は鋳片からの抜熱量に分布を持た
せる。
部が存在しても、溶鋼又は鋳片温度が高い部位に直面す
るモールド表面の輻射率を、他の部位と比較して高くす
ることにより、溶鋼又は鋳片からの抜熱量に分布を持た
せる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明について、図面を参照しながら
作用とともに詳細に説明する。
作用とともに詳細に説明する。
【０００９】図４は注湯ノズル（３）から鋳型（６）に
溶鋼（７）を注入し凝固させた後、鋳片（９）を引抜く
搬送設備（８）に至る連続鋳造設備の縦断面概略図であ
る。
溶鋼（７）を注入し凝固させた後、鋳片（９）を引抜く
搬送設備（８）に至る連続鋳造設備の縦断面概略図であ
る。
【００１０】鋳片の品質欠陥の一つである割れは、凝固
核の不均一生成によると考えられている。
核の不均一生成によると考えられている。
【００１１】この凝固不均一は注入される溶鋼流れによ
り局所的に溶鋼の高温部が発生し凝固が遅れたり、角ビ
レットやブルーム、スラブ用鋳型の四隅は冷えやすく凝
固が速くなる現象により引き起こされる。
り局所的に溶鋼の高温部が発生し凝固が遅れたり、角ビ
レットやブルーム、スラブ用鋳型の四隅は冷えやすく凝
固が速くなる現象により引き起こされる。
【００１２】現在のところ、割れ発生の閾値はシェル不
均一度で示されシェル不均一度が０．８０以下になると
割れが発生する。
均一度で示されシェル不均一度が０．８０以下になると
割れが発生する。
【００１３】ここで、シェル不均一度は（最低シェル厚
み／平均シェル厚み）で表すものとする。
み／平均シェル厚み）で表すものとする。
【００１４】次に、本発明の鋳型構造の詳細について述
べる。図１に示す如く鋳型表面の輻射率を伝熱量計算結
果を下に鋳型幅方向に変更する。
べる。図１に示す如く鋳型表面の輻射率を伝熱量計算結
果を下に鋳型幅方向に変更する。
【００１５】鋳型の表面の輻射率をε1とすると鋳片・
鋳型間の輻射による伝熱量Ｑは一般に次の簡単な有限２
平板間の輻射伝熱式によって求められる。
鋳型間の輻射による伝熱量Ｑは一般に次の簡単な有限２
平板間の輻射伝熱式によって求められる。
【００１６】
【数１】
【００１７】Ｆ1-2：鋳片・鋳型間の形態係数 σ：ステファン・ボルツマン定数（Ｗ／ｍ2・Ｋ4） ε 1：鋳型表面の輻射率 ε2：鋳片表面の輻射率 Ｔ1：鋳片表面温（Ｋ） Ｔ2：鋳型表面の温度（Ｋ） Ａ：鋳片―鋳型間伝熱面積（ｍ2）
【００１８】上式により求められる伝熱量を鋳型表面輻
射率ε1の変更により変化させるが、鋳型温度分布及び
シェル厚み分布の測定により、鋳型内の溶鋼流れに従っ
て溶鋼温度が高い部位として溶鋼注入ノズルの吐出孔近
傍の鋳型表面の輻射率が高く、銅鋳型の輻射率ε1＋
０．２より高くなるようにニッケルメッキ２０μｍ以上
被覆後バーナー等で加熱酸化させた後に、鋳片のコーナ
ー部近傍に面している鋳型表面の輻射率は銅鋳型の輻射
率ε1−０．２より低くなるようにアルミナのプラズマ
溶射によりアルミナを５０μｍ以上被覆する。
射率ε1の変更により変化させるが、鋳型温度分布及び
シェル厚み分布の測定により、鋳型内の溶鋼流れに従っ
て溶鋼温度が高い部位として溶鋼注入ノズルの吐出孔近
傍の鋳型表面の輻射率が高く、銅鋳型の輻射率ε1＋
０．２より高くなるようにニッケルメッキ２０μｍ以上
被覆後バーナー等で加熱酸化させた後に、鋳片のコーナ
ー部近傍に面している鋳型表面の輻射率は銅鋳型の輻射
率ε1−０．２より低くなるようにアルミナのプラズマ
溶射によりアルミナを５０μｍ以上被覆する。
【００１９】この際の表面処理手法は、鋳型母材の変形
・変質を伴わない手段であればよい。
・変質を伴わない手段であればよい。
【００２０】図６に示すように従来鋳型では鋳型の幅方
向にシェル厚みが不均一となる。
向にシェル厚みが不均一となる。
【００２１】前述したようにシェル不均一度は０．８以
下になるとシェルすなわち鋳片に割れが発生する。
下になるとシェルすなわち鋳片に割れが発生する。
【００２２】しかしながら、図１の鋳型原表面（４）部
の輻射率に対して注湯ノズル（１）部の輻射率を高く設
定し注湯ノズルからの吐出溶鋼流動による供給熱量の増
加に対して輻射率を増すことにより伝熱量を増しシェル
成長の遅れを緩和する。
の輻射率に対して注湯ノズル（１）部の輻射率を高く設
定し注湯ノズルからの吐出溶鋼流動による供給熱量の増
加に対して輻射率を増すことにより伝熱量を増しシェル
成長の遅れを緩和する。
【００２３】一方、鋳型原表面（４）部の輻射率に対し
て広・狭両面より冷却されシェル成長が速い鋳型コーナ
ー（２）部の輻射率を低く設定することにより、シェル
成長速度を抑制し、シェル成長の均一化を図る。
て広・狭両面より冷却されシェル成長が速い鋳型コーナ
ー（２）部の輻射率を低く設定することにより、シェル
成長速度を抑制し、シェル成長の均一化を図る。
【００２４】これらの輻射率設定により図６に示す輻射
鋳型のケースのようにシェル厚みは均一化される。図５
は輻射鋳型を作る際の輻射率設定範囲を調査した結果で
ある。
鋳型のケースのようにシェル厚みは均一化される。図５
は輻射鋳型を作る際の輻射率設定範囲を調査した結果で
ある。
【００２５】輻射率に０．２以上の差を与えるとシェル
厚みが均一化されシェルの割れは発生しない。
厚みが均一化されシェルの割れは発生しない。
【００２６】本発明により鋳造した鋳片と従来の鋳型に
より鋳造した鋳片を、疵手入れ要因中のシェル不均一度
起因の割れ発生頻度により比較すると図７に示す様にな
り、本発明の鋳型を用いることにより、従来鋳型の場合
に比してシェル不均一起因の品質欠陥は大幅に低減す
る。
より鋳造した鋳片を、疵手入れ要因中のシェル不均一度
起因の割れ発生頻度により比較すると図７に示す様にな
り、本発明の鋳型を用いることにより、従来鋳型の場合
に比してシェル不均一起因の品質欠陥は大幅に低減す
る。
【００２７】又、輻射率変更の手段として、鋳型表面の
着色や、表面粗度を変更する方法もある。
着色や、表面粗度を変更する方法もある。
【００２８】着色に際しては、波長帯域により設定し、
注湯ノズルからの溶鋼流の影響を受ける前述したニッケ
ルメッキを被覆する部位には黒色系統の色調を適用し、
前述したアルミナ溶射を施工した部位には白又は銀色系
統の色調を適用する。
注湯ノズルからの溶鋼流の影響を受ける前述したニッケ
ルメッキを被覆する部位には黒色系統の色調を適用し、
前述したアルミナ溶射を施工した部位には白又は銀色系
統の色調を適用する。
【００２９】表面粗度に関しては前述したニッケルメッ
キを被覆する部位の表面を２５Ｓ以下の仕上げ面とし、
前述したアルミナ溶射を施工した部位の表面を３Ｓ以上
の仕上げを行い滑らかにする。本発明は、鋳型の鋳造方
向の抜熱量不均一改善に対しても有効である。
キを被覆する部位の表面を２５Ｓ以下の仕上げ面とし、
前述したアルミナ溶射を施工した部位の表面を３Ｓ以上
の仕上げを行い滑らかにする。本発明は、鋳型の鋳造方
向の抜熱量不均一改善に対しても有効である。
【００３０】
【発明の効果】凝固核の均一な生長が図れることによ
り、凝固核生成不均一起因の鋳片品質欠陥の防止が可能
である。
り、凝固核生成不均一起因の鋳片品質欠陥の防止が可能
である。
【図１】図４に示す連続鋳造設備の縦断面概略図のＢ―
Ｂ断面図である。
Ｂ断面図である。
【図２】図１のＡ―Ａ断面図である。
【図３】溶鋼から鋳型冷却水迄の熱抵抗を比率で表した
概略図である。
概略図である。
【図４】図４に示す連続鋳造設備の縦断面概略図であ
る。
る。
【図５】本発明における輻射率の差とシェル均一度の関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図６】鋳片幅方向位置とシェル厚み分布の関係を示す
図である。
図である。
【図７】本発明鋳型と従来鋳型のシェル不均一起因の割
れ発生率を示す図である。
れ発生率を示す図である。
１ 銅の鋳型表面にニッケルメッキを施したのち加熱酸
化させた面 ２ 銅の鋳型表面にアルミナ溶射を施した面 ３ 注湯ノズル ４ 銅製鋳型の原表面 ５ 冷却水配管 ６ 鋳型 ７ 溶鋼 ８ 引抜き搬送設備 ９ 鋳片 １０ ターンディッシュ
化させた面 ２ 銅の鋳型表面にアルミナ溶射を施した面 ３ 注湯ノズル ４ 銅製鋳型の原表面 ５ 冷却水配管 ６ 鋳型 ７ 溶鋼 ８ 引抜き搬送設備 ９ 鋳片 １０ ターンディッシュ
Claims (1)
- 【請求項１】 連続鋳造用鋳型において、溶鋼から抜熱
する鋳型で鋳片の幅方向中央部に相対する面の輻射率を
ε1としたときに、その両サイドの注湯される溶鋼の熱
影響を受ける部位の輻射率がε1＋０．２より高く、更
にその両外周の輻射率をε1、最外周の鋳片コーナー部
に対する面の輻射率をε1−０．２より低くした鋳型で
ある事を特徴とする連続鋳造用輻射冷却鋳型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10975693A JPH06297106A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | 連続鋳造用輻射冷却鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10975693A JPH06297106A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | 連続鋳造用輻射冷却鋳型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06297106A true JPH06297106A (ja) | 1994-10-25 |
Family
ID=14518452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10975693A Withdrawn JPH06297106A (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | 連続鋳造用輻射冷却鋳型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06297106A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6024161A (en) * | 1997-04-08 | 2000-02-15 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Billet continuous casting machine |
-
1993
- 1993-04-14 JP JP10975693A patent/JPH06297106A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6024161A (en) * | 1997-04-08 | 2000-02-15 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Billet continuous casting machine |
| US6321829B1 (en) | 1997-04-08 | 2001-11-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Billet continuous casting machine and casting method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |