JPH11179492A - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents
連続鋳造用鋳型Info
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- JPH11179492A JPH11179492A JP35561297A JP35561297A JPH11179492A JP H11179492 A JPH11179492 A JP H11179492A JP 35561297 A JP35561297 A JP 35561297A JP 35561297 A JP35561297 A JP 35561297A JP H11179492 A JPH11179492 A JP H11179492A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特に、中炭素鋼の鋳造の際の鋳型の緩冷却化
に伴う冷却の不安定性を防止する連続鋳造用鋳型を提供
する。 【解決手段】 鋳型の上部で、冷却用通水路の内壁面に
厚さが１０〜４０μｍのＮｉ系合金のめっき層を形成す
る。
に伴う冷却の不安定性を防止する連続鋳造用鋳型を提供
する。 【解決手段】 鋳型の上部で、冷却用通水路の内壁面に
厚さが１０〜４０μｍのＮｉ系合金のめっき層を形成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造に係
わり、特に中炭素鋼材の鋳造時における表面欠陥の抑制
のための鋳型の緩冷却化に伴う冷却の不安定性を防止す
る連続鋳造用鋳型に関する。
わり、特に中炭素鋼材の鋳造時における表面欠陥の抑制
のための鋳型の緩冷却化に伴う冷却の不安定性を防止す
る連続鋳造用鋳型に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼の連続鋳造においては、銅製または銅
合金製の鋳型に溶湯を注入し、この溶湯を鋳型により冷
却凝固させ、更に下方に引き抜きつつ冷却して完全凝固
させて連続的に鋳片を得ている。
合金製の鋳型に溶湯を注入し、この溶湯を鋳型により冷
却凝固させ、更に下方に引き抜きつつ冷却して完全凝固
させて連続的に鋳片を得ている。
【０００３】一般に、連続鋳造に用いる鋳型は、背面に
鋳造方向と平行に冷却用通水路を設け、鋳型下部から通
水し鋳型上部から排水することで、鋳型の上部から下部
まで一定の抜熱効果を有する構造となっている。
鋳造方向と平行に冷却用通水路を設け、鋳型下部から通
水し鋳型上部から排水することで、鋳型の上部から下部
まで一定の抜熱効果を有する構造となっている。
【０００４】ところで、炭素含有量が０．０７〜０．３
５重量％の炭素鋼の連続鋳造においては、鋼種特有のδ
→γ変態による変態収縮により鋳型上部で凝固シェルが
不均一となり表面疵が発生し易い。そこで、このδ→γ
変態の影響をできるだけ緩和すべく鋳型の緩冷却化が提
案され、冷却用通水路の通水量を減少させることにより
表面疵の発生防止に効果を上げている。
５重量％の炭素鋼の連続鋳造においては、鋼種特有のδ
→γ変態による変態収縮により鋳型上部で凝固シェルが
不均一となり表面疵が発生し易い。そこで、このδ→γ
変態の影響をできるだけ緩和すべく鋳型の緩冷却化が提
案され、冷却用通水路の通水量を減少させることにより
表面疵の発生防止に効果を上げている。
【０００５】しかし、上記方法による鋳型の緩冷却化
は、鋳型上部で凝固シェル厚を均一化させることには有
効であるが、その反面、鋳型下部においても凝固シェル
の成長が遅れるため鋳造速度が大幅に低下することにな
る。
は、鋳型上部で凝固シェル厚を均一化させることには有
効であるが、その反面、鋳型下部においても凝固シェル
の成長が遅れるため鋳造速度が大幅に低下することにな
る。
【０００６】そこで、鋳型の上部と下部で冷却機能を分
離し、鋳型上部のみ緩冷却が可能な鋳型が提案されてい
る。
離し、鋳型上部のみ緩冷却が可能な鋳型が提案されてい
る。
【０００７】例えば、特開平１−１４３７４２号公報に
は、鋳型の上下方向に複数の水冷区域を設け、鋳型上部
の水冷条件を適宜調整し不均一凝固を防止する鋳型が提
示されている。
は、鋳型の上下方向に複数の水冷区域を設け、鋳型上部
の水冷条件を適宜調整し不均一凝固を防止する鋳型が提
示されている。
【０００８】また、特開平８−２８１３８２号公報に
は、メニスカス近傍の鋳型内面に緩冷却機能を有するメ
ッキ皮膜を形成した鋳型が提示されている。
は、メニスカス近傍の鋳型内面に緩冷却機能を有するメ
ッキ皮膜を形成した鋳型が提示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】特に、中炭素鋼の連続
鋳造においては、表面欠陥の抑制のため鋳型上部の緩冷
却化が重要であり、上記の公報に示すように種々の鋳型
が提案されている。
鋳造においては、表面欠陥の抑制のため鋳型上部の緩冷
却化が重要であり、上記の公報に示すように種々の鋳型
が提案されている。
【００１０】しかし、従来技術においては、冷却の不安
定に起因する鋳片の表面欠陥の発生や鋳型の温度上昇、
あるいは、めっき剥離が見られ、操業を中断せざるを得
ない事故が生じることがある。一旦、そのような事故が
起こると操業の回復に多大な困難が伴う。
定に起因する鋳片の表面欠陥の発生や鋳型の温度上昇、
あるいは、めっき剥離が見られ、操業を中断せざるを得
ない事故が生じることがある。一旦、そのような事故が
起こると操業の回復に多大な困難が伴う。
【００１１】すなわち、前記特開平１−１４３７４２号
公報に記載の手段は、緩冷却化のために通水量を減少し
すぎると、冷却用通水路内の水が沸騰し、不均一冷却に
よる鋳片表面割れの発生や鋳型温度の著しい上昇による
鋳型の変形、等の操業トラブルを招く。
公報に記載の手段は、緩冷却化のために通水量を減少し
すぎると、冷却用通水路内の水が沸騰し、不均一冷却に
よる鋳片表面割れの発生や鋳型温度の著しい上昇による
鋳型の変形、等の操業トラブルを招く。
【００１２】また、前記特開平８−２８１３８２号公報
に記載の手段は、緩冷却化には効果があるが、めっきの
剥離やめっきの亀裂、さらにモールドパウダによるめっ
きの浸蝕といった問題が生じる。
に記載の手段は、緩冷却化には効果があるが、めっきの
剥離やめっきの亀裂、さらにモールドパウダによるめっ
きの浸蝕といった問題が生じる。
【００１３】本発明の目的は、鋳型の緩冷却化に伴う上
記の問題を解決する連続鋳造用鋳型を提供することにあ
る。
記の問題を解決する連続鋳造用鋳型を提供することにあ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋳型上部の
緩冷却化技術の開発を目的に、冷却用通水路の内壁面へ
の金属めっき層の形成に関する種々の検討を行った。
緩冷却化技術の開発を目的に、冷却用通水路の内壁面へ
の金属めっき層の形成に関する種々の検討を行った。
【００１５】図１は、冷却水圧力と冷却水の沸騰温度の
関係を示すグラフである。冷却用通水路の水の圧力は通
常３〜４ｋｇ／ｃｍ2 程度であるので、冷却水は１３０
〜１４０℃以上で沸騰する。したがって、冷却用通水路
の温度を上記温度以下にすることが必要となる。図２
は、鋳造時の鋳型温度の解析結果である。横軸には銅製
の鋳型内壁面から冷却用通水路までの部位を示す。冷却
用通水路の内壁面にＮｉ−Ｐのめっき層（めっき厚：２
０μｍ）を形成することにより、鋳型内壁温度が４５０
℃以上に達しても冷却用通水路の内壁温度を１３０℃以
下に抑えることができる。また、同図に比較して示すよ
うに、めっき層を形成しない場合には、冷却用通水路の
内壁温度は１５０℃以上に達し冷却水が沸騰する懸念が
ある。なお、上記の解析は、通常実施している鋳型内壁
面へのＣｒめっきとＮｉ系めっきの処理を前提におこな
っている。
関係を示すグラフである。冷却用通水路の水の圧力は通
常３〜４ｋｇ／ｃｍ2 程度であるので、冷却水は１３０
〜１４０℃以上で沸騰する。したがって、冷却用通水路
の温度を上記温度以下にすることが必要となる。図２
は、鋳造時の鋳型温度の解析結果である。横軸には銅製
の鋳型内壁面から冷却用通水路までの部位を示す。冷却
用通水路の内壁面にＮｉ−Ｐのめっき層（めっき厚：２
０μｍ）を形成することにより、鋳型内壁温度が４５０
℃以上に達しても冷却用通水路の内壁温度を１３０℃以
下に抑えることができる。また、同図に比較して示すよ
うに、めっき層を形成しない場合には、冷却用通水路の
内壁温度は１５０℃以上に達し冷却水が沸騰する懸念が
ある。なお、上記の解析は、通常実施している鋳型内壁
面へのＣｒめっきとＮｉ系めっきの処理を前提におこな
っている。
【００１６】本発明は上記の基礎検討に基づくもので、
その要旨は以下(1) 〜(4) の通りである。
その要旨は以下(1) 〜(4) の通りである。
【００１７】(1) 冷却用通水路を備えた鋼の連続鋳造用
鋳型において、鋳型を鋳造方向に上部と下部に分けたと
きの鋳型の上部で、冷却用通水路の内壁面に沸騰防止用
の金属材料のめっき層を形成したことを特徴とする連続
鋳造用鋳型。 (2) 上記金属材料がＮｉ系合金であることを特徴とする
上記(1) 項に記載の連続鋳造用鋳型。
鋳型において、鋳型を鋳造方向に上部と下部に分けたと
きの鋳型の上部で、冷却用通水路の内壁面に沸騰防止用
の金属材料のめっき層を形成したことを特徴とする連続
鋳造用鋳型。 (2) 上記金属材料がＮｉ系合金であることを特徴とする
上記(1) 項に記載の連続鋳造用鋳型。
【００１８】(3) 上記金属材料の熱伝導率が５〜１５ｋ
ｃａｌ／ｍ2 ・ｈ・℃であることを特徴とする上記(1)
または(2) 項に記載の連続鋳造用鋳型。 (4) 上記めっき層の厚さが１０〜４０μｍであることを
特徴とする上記(1) 〜(3) 項のいずれかに記載の連続鋳
造用鋳型。
ｃａｌ／ｍ2 ・ｈ・℃であることを特徴とする上記(1)
または(2) 項に記載の連続鋳造用鋳型。 (4) 上記めっき層の厚さが１０〜４０μｍであることを
特徴とする上記(1) 〜(3) 項のいずれかに記載の連続鋳
造用鋳型。
【００１９】
【発明の実施の形態】図３は、本発明の連続鋳造用鋳型
の一例で、めっき層の形成を説明する鋳型要部の縦断面
模式図である。
の一例で、めっき層の形成を説明する鋳型要部の縦断面
模式図である。
【００２０】同図に示すように、本発明の連続鋳造用鋳
型１（以下、鋳型という）は、その背面に鋳造方向と平
行に複数個の冷却用通水路２を有しており、鋳型１を鋳
造方向に上部と下部に分けたときの鋳型上部で、冷却用
通水路２の内壁面にめっき層３を形成する。ここに、鋳
型上部は、便宜的に鋳型を上下部に分けて考えたときの
上部という意味であり、具体的には、後述するように鋳
型内熱流速の最大流域を含む領域であればよい。
型１（以下、鋳型という）は、その背面に鋳造方向と平
行に複数個の冷却用通水路２を有しており、鋳型１を鋳
造方向に上部と下部に分けたときの鋳型上部で、冷却用
通水路２の内壁面にめっき層３を形成する。ここに、鋳
型上部は、便宜的に鋳型を上下部に分けて考えたときの
上部という意味であり、具体的には、後述するように鋳
型内熱流速の最大流域を含む領域であればよい。
【００２１】めっき層３は、鋳型上端から鋳造方向に距
離ＸからＹの領域に形成する。好ましくは、Ｘは５０〜
７０ｍｍ、Ｙは１５０〜２５０ｍｍである。鋳型内熱流
速の解析結果より、熱流速は鋳型上端から鋳造方向に７
０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲で大きくなっており、中炭素
鋼の鋳造ではこの領域を緩冷却すればよい。したがっ
て、鋳型の緩冷却化は、鋳型の鋳造方向の全長にわたっ
ておこなう必要はなく、この領域においておこなえば充
分であり、本発明では係る領域を含む鋳型上部に沸騰抑
制用の金属材料のめっき層を形成する。
離ＸからＹの領域に形成する。好ましくは、Ｘは５０〜
７０ｍｍ、Ｙは１５０〜２５０ｍｍである。鋳型内熱流
速の解析結果より、熱流速は鋳型上端から鋳造方向に７
０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲で大きくなっており、中炭素
鋼の鋳造ではこの領域を緩冷却すればよい。したがっ
て、鋳型の緩冷却化は、鋳型の鋳造方向の全長にわたっ
ておこなう必要はなく、この領域においておこなえば充
分であり、本発明では係る領域を含む鋳型上部に沸騰抑
制用の金属材料のめっき層を形成する。
【００２２】なお、一般に、冷却用通水路は鋳型背面ま
たは鋳型内部に鋳造方向と平行に設けられており、図３
は鋳型背面に冷却用通水路を設けた鋳型の場合である
が、鋳型内部に冷却用通水路を設けた鋳型にも本発明は
適用できる。
たは鋳型内部に鋳造方向と平行に設けられており、図３
は鋳型背面に冷却用通水路を設けた鋳型の場合である
が、鋳型内部に冷却用通水路を設けた鋳型にも本発明は
適用できる。
【００２３】めっき層は、抜熱抑制性の観点から熱伝導
率が低い金属材料の電解めっきあるいは無電解めっきに
より形成する。具体的な沸騰抑制用の金属材料として、
好ましくは、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ−ＳｉＣ、Ｎｉ−Ｐ−
ＢＮ、またはＮｉ−Ｃ、等のＮｉ系合金を用いる。より
好ましくは、Ｎｉ−Ｐ合金（熱伝達率：９ｋｃａｌ／ｍ
2 ・ｈ・℃）である。
率が低い金属材料の電解めっきあるいは無電解めっきに
より形成する。具体的な沸騰抑制用の金属材料として、
好ましくは、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ−ＳｉＣ、Ｎｉ−Ｐ−
ＢＮ、またはＮｉ−Ｃ、等のＮｉ系合金を用いる。より
好ましくは、Ｎｉ−Ｐ合金（熱伝達率：９ｋｃａｌ／ｍ
2 ・ｈ・℃）である。
【００２４】また、本発明の好適態様にあっては、熱伝
導率が５〜１５ｋｃａｌ／ｍ2 ・ｈ・℃の金属材料を用
いる。熱伝導率が５ｋｃａｌ／ｍ2 ・ｈ・℃未満では、
抜熱が不充分となり鋳型温度が著しく上昇し鋳型の強度
が低下する。また、熱伝導率が１５ｋｃａｌ／ｍ2 ・ｈ
・℃を越えると、抜熱の抑制が不充分となり、冷却水が
高温化し沸騰する懸念がある。
導率が５〜１５ｋｃａｌ／ｍ2 ・ｈ・℃の金属材料を用
いる。熱伝導率が５ｋｃａｌ／ｍ2 ・ｈ・℃未満では、
抜熱が不充分となり鋳型温度が著しく上昇し鋳型の強度
が低下する。また、熱伝導率が１５ｋｃａｌ／ｍ2 ・ｈ
・℃を越えると、抜熱の抑制が不充分となり、冷却水が
高温化し沸騰する懸念がある。
【００２５】めっき層の厚さは、好ましくは１０〜４０
μｍの範囲である。１０μｍ未満では抜熱抑制が不充分
となり、４０μｍより厚いとめっき層が剥離しやすい。
より好ましくは、１５〜３０μｍの範囲である。
μｍの範囲である。１０μｍ未満では抜熱抑制が不充分
となり、４０μｍより厚いとめっき層が剥離しやすい。
より好ましくは、１５〜３０μｍの範囲である。
【００２６】
【実施例】（実施例１）本発明の鋳型として、図３に示
す基本構造で、表１に示す主仕様の鋳型を製作した。な
お、表１には実施例２で使用する従来鋳型の主仕様も併
せて示す。
す基本構造で、表１に示す主仕様の鋳型を製作した。な
お、表１には実施例２で使用する従来鋳型の主仕様も併
せて示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】すなわち、図３で、鋳型上端からの距離
Ｘ、Ｙがそれぞれ５０ｍｍ、２００ｍｍの領域の冷却用
通水路の内壁面に、Ｎｉ−Ｐ合金のめっき層を厚さ２０
μｍで形成した。次に、この本発明の鋳型を用いて鋳造
をおこない、鋳型内部温度を測定した。表２に鋳造条件
を示す。なお、冷却用通水路の流速は、緩冷却条件並の
７．０ｍ／秒とした。
Ｘ、Ｙがそれぞれ５０ｍｍ、２００ｍｍの領域の冷却用
通水路の内壁面に、Ｎｉ−Ｐ合金のめっき層を厚さ２０
μｍで形成した。次に、この本発明の鋳型を用いて鋳造
をおこない、鋳型内部温度を測定した。表２に鋳造条件
を示す。なお、冷却用通水路の流速は、緩冷却条件並の
７．０ｍ／秒とした。
【００２９】
【表２】
【００３０】図４は、鋳型内部温度の推移を示す測定結
果のグラフである。なお、鋳型内部の測温は、熱電対を
メニスカス相当位置から下方に４５ｍｍの位置で鋳型内
壁から１３ｍｍの深さに取り付けておこなった。
果のグラフである。なお、鋳型内部の測温は、熱電対を
メニスカス相当位置から下方に４５ｍｍの位置で鋳型内
壁から１３ｍｍの深さに取り付けておこなった。
【００３１】同図に示すように、鋳型内壁から１３ｍｍ
深さの位置の温度は約１５０℃であり、この結果より冷
却用通水路の内壁温度を推定すると１３０℃程度とな
り、本発明の鋳型は冷却用通水路内の冷却水の沸騰を充
分に防止できる性能を有することが判った。
深さの位置の温度は約１５０℃であり、この結果より冷
却用通水路の内壁温度を推定すると１３０℃程度とな
り、本発明の鋳型は冷却用通水路内の冷却水の沸騰を充
分に防止できる性能を有することが判った。
【００３２】（実施例２）実施例１の本発明の鋳型を用
いて中炭素鋼の鋳片を鋳造し、鋳片の表面品質を調査し
た。なお、鋳造条件は表２と同じである。更に、表１に
示す従来鋳型を用い、表２の鋳造条件で鋳造をおこな
い、鋳片の表面品質を比較した。表３に鋳片の表面縦割
れ調査結果を示す。
いて中炭素鋼の鋳片を鋳造し、鋳片の表面品質を調査し
た。なお、鋳造条件は表２と同じである。更に、表１に
示す従来鋳型を用い、表２の鋳造条件で鋳造をおこな
い、鋳片の表面品質を比較した。表３に鋳片の表面縦割
れ調査結果を示す。
【００３３】
【表３】
【００３４】従来例では、多数の表面縦割れが発生して
おり、これは冷却水の沸騰による冷却の不均一によるも
のと推察される。本発明例では縦割れの発生が大幅に減
少しており、冷却水の沸騰といった不安定現象の発生が
なく、表面品質の良好な安定した高速鋳造が実現でき
た。
おり、これは冷却水の沸騰による冷却の不均一によるも
のと推察される。本発明例では縦割れの発生が大幅に減
少しており、冷却水の沸騰といった不安定現象の発生が
なく、表面品質の良好な安定した高速鋳造が実現でき
た。
【００３５】
【発明の効果】本発明の鋳型を用いることにより、特に
中炭素鋼の鋳造の際の鋳型の緩冷却化に伴う冷却の不安
定現象の防止が可能となる。その結果、鋳片の表面縦割
れが抑制され、鋳片表面品質の向上ならびに高速鋳造化
が可能となる。
中炭素鋼の鋳造の際の鋳型の緩冷却化に伴う冷却の不安
定現象の防止が可能となる。その結果、鋳片の表面縦割
れが抑制され、鋳片表面品質の向上ならびに高速鋳造化
が可能となる。
【図１】冷却水圧力と冷却水の沸騰温度の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図２】鋳造時の鋳型温度の解析結果である。
【図３】本発明の連続鋳造用鋳型の一例で、めっき層の
形成を説明する鋳型要部の縦断面模式図である。
形成を説明する鋳型要部の縦断面模式図である。
【図４】鋳型内部温度の推移を示す測定結果のグラフで
ある。
ある。
１ 連続鋳造用鋳型 ２ 冷却用通水路 ３ めっき層
Claims (4)
- 【請求項１】 冷却用通水路を備えた鋼の連続鋳造用鋳
型において、鋳型を鋳造方向に上部と下部に分けたとき
の鋳型の上部で、冷却用通水路の内壁面に沸騰防止用の
金属材料のめっき層を形成したことを特徴とする連続鋳
造用鋳型。 - 【請求項２】 上記金属材料がＮｉ系合金であることを
特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用鋳型。 - 【請求項３】 上記金属材料の熱伝導率が５〜１５ｋｃ
ａｌ／ｍ2 ・ｈ・℃であることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の連続鋳造用鋳型。 - 【請求項４】 上記めっき層の厚さが１０〜４０μｍで
あることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
連続鋳造用鋳型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35561297A JPH11179492A (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 連続鋳造用鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35561297A JPH11179492A (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 連続鋳造用鋳型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11179492A true JPH11179492A (ja) | 1999-07-06 |
Family
ID=18444882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35561297A Pending JPH11179492A (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 連続鋳造用鋳型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11179492A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003092931A1 (de) * | 2002-04-27 | 2003-11-13 | Sms Demag Aktiengesellschaft | Anpassung des wärmeüberganges bei stranggiesskokillen, insbesondere im giessspiegelbereich |
| JP2006061946A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Jfe Steel Kk | 連続鋳造鋳型用銅板 |
-
1997
- 1997-12-24 JP JP35561297A patent/JPH11179492A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003092931A1 (de) * | 2002-04-27 | 2003-11-13 | Sms Demag Aktiengesellschaft | Anpassung des wärmeüberganges bei stranggiesskokillen, insbesondere im giessspiegelbereich |
| CN1318164C (zh) * | 2002-04-27 | 2007-05-30 | Sms迪马格股份公司 | 在连续浇铸结晶器中、尤其在铸造液面处的热传导的匹配 |
| JP2006061946A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Jfe Steel Kk | 連続鋳造鋳型用銅板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020611 |