JPS5850157A - 連続鋳造用鋳型 - 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】 鋼を電磁攪拌して鋳片内質を改良する際に用いられる電
磁力の貫通性の良い鋳型の構ｉに関するものである。

一般に一連続鋳造鋳片においては、中心部に収縮孔や偏
析等の欠陥を伴ない易い。その改善手段として、凝固時
の鋳片殻内の溶鋼の電磁攪拌がしばしば採用される。上
記欠陥は、電磁攪拌による組織の微細化、均質化の結果
として軽減される。

通常攪拌部位については、電磁力を鋳片殻内に貫通させ
るのに、構造的に都合が良い二次冷却帯が選ばれている
。しかし凝固の初期、すなわち鋳込面に近いところ程、
鋳片殻厚がまだ小さいので、鋳片断面のより広範な領域
が電磁攪拌により組織が改善される。

従ってこのような場合には、上記中心欠陥に対してだけ
でなく、内部割れに対して、その防止に効果が生ずる。

凝固初期の攪拌とは、鋳型自溶鋼を電磁攪拌することで
あり、゛その工業化に当っては、小断面鋳片の連続鋳造
では比較的容易に実施されているが、他方大断面鋳片の
連続鋳造に対しては、欠配のように相当困難を伴なって
くる。

大断面連続鋳造７は・通常鋳型は鋳片品竺と鋳　。

型費の両面から、第１図（イ）、（ロ）に例を示すよう
に、肉厚の銅板で４面を組立てて作られている。（イ）
図は縦断面図、（ロ）図は（イ）図に示すＡ−Ａ’断面
を示す図である。図において、鋳型壁全構成する厚肉の
銅板ｌは、水冷ジャケット２に多数のボルト３により強
固に取付けられている。銅板１の背面には、上下方向に
複数条の冷却水溝５が設けられており、冷却水６は水冷
ジャケット２より下部ヘッダー７全通って溝５内に入り
、それ−全通って上部ヘッダー８より排出される。この
ような鋳造壁を４面組立てて鋳型４を構成する。

このような鋳型では、大断面連鋳のものは、耐久性、冷
却均等性上銅板１が厚肉となるため、それによる磁気じ
ゃ蔽が極めて大となり、攪拌不足となるので、大型の電
磁攪拌装置が必要となる。

因みに鋳型周囲に取付けられた電磁攪拌装置の電磁力は
数十分の１に減衰するので（実効ある電磁攪拌装置は非
経済的となる。

この問題に対して、下記の方法が提案ないし実施されて
いる。

（１）電源周波数を小さくシ、銅板による磁気じゃ蔽を
小さくする。一般に１は２〜ＩＯサイクルが適切とされ
る。

（２）銅板を適当に分割して銅板内に生ずる誘導電流を
細分化し、磁気じゃ蔽を小さくする。

（３）銅板を許容限まで薄くする。通常５０Ｍ１１程度
の銅板全構造上の工夫をこらし、２０Ｈ程度まで下げる
。

第１の方法は、金属製鋳型内の溶鋼を電磁攪拌する場合
には、必要条件として常に利用されている。

第２の方法は、電気的には有利であるが、冶金的にはき
わめて困難である。何故なら、本来平滑であるべき鋳型
内面に接合部が必然的に生ずるので、溶鋼が溶着し易い
だけでなく、冷却の不均等、鋳型の熱変形増大等が起り
易くなる。

第３の方法では、銅板による磁気じゃ蔽効果は成る程度
抑制できるが、充分ではなく、従って実用に当って大容
量の電源と過大な出力を持つコイルが適用されている。

、これは単に設備費で不利となるたけでなく、電力ロス
も大きく、その上当然ながら鋳型の寿命は短かくなる。

本発明は、上述の問題点を解決するため成されたもので
、４面の鋳型壁を構成する特殊な構造の複合板を使用し
、接合面に冷却水路を設けることにより、鋳型内溶鋼を
鋳型周囲から移動磁界によって電磁攪拌する際の鋳型壁
全、電磁力の貫通性の良いものとし、鋳型壁を貫通する
磁束の誘導損失金より少なくして、電磁攪拌装置の６鎗
が小さくてすみ、設備費、操業費とも低減し得る連続鋳
造用鋳型を提供せんとするものである。

本発明は、鋼の連続鋳造用の４面組立式水冷鋳型におい
て、４面の鋳型壁が、それぞれ厚さ１５ｆｌ以下の銅又
は銅合金板と厚さ２０ＨＭ以上の非磁性ステンレス鋼板
を真空圧接した複合板より成り、上記圧接面よりステン
レス鋼板側に複数本の冷却水路ケ設けたことを特徴とす
る電磁力の貫通性の良い連続鋳造用鋳型である。

本発明を適用される連続鋳造用鋳型は、鋼の連続鋳造に
おいて、鋳型の周囲に電磁攪拌装置を設けた４面組立式
水冷鋳型である。

以下、本発明を図面を用いて実施例により説明する。第
２図は本発明鋳型の実施例を示す図で、（イ）図は鋳型
の縦断面図、（ロ）図は（イ）図に示すＢ−Ｂ’断面を
示す図で、（ハ）図は鋳型壁の横断面を示す図である。

図において、鋳型１４は４面の鋳型壁１ｏ１四角形に組
立てて構成されている。鋳型壁ｌＯは０９図に示すよう
に、厚さｌ　５　ｍｍ以下の薄肉の銅又は銅合金板Ｃ以
下、銅板と称す）１１と厚さ２０１１以上の非磁性ステ
ンレス鋼Ｃ以下、単にステンレス鋼と称す）板１２’ｔ
−真空圧接法により接合された複合板より成っている。

圧接面１３に面するステンレス鋼板１２の面には複数本
（２本以上）の冷却水路１５用溝が設けられ、このｍｒ
ｔ除く面で接合されている。

冷却水路１５の下端、上端には、（イ）、（０）図に示
すように、それぞれ冷却水の入口１６および出口１７が
設けられており、それぞれ冷却水ヘッダー１８．１９が
機械的に冷却水の入口１６、出口１７と連結するように
取付けら−れてい４゜ 鋳型１４の周囲には、鉄心２１とコイル２２から成る電
磁攪拌装置２３が付設されており、これにより鋳型１４
と同軸の回転磁界を発生せしめ、鋳型内の溶鋼は中・し
・軸の周りに回転攪拌され、鋳片内質が改良される。

上述の鋳型において、鋳型壁ＩＯの形状、寸法は鋼の材
質、鋳造条件、電磁攪拌条件によって適当に選択される
が、第２図（ハ）に示す銅板ＩＩの厚さ、圧接面１３上
の冷却水路１５間の圧接部の幅Ｐ１圧接而１０−トの冷
却水路１５の幅Ｓの間に欠配のような関係金有すること
が望ましい。

先ず銅板１１の厚さ【ばｌ　５１Ｍ以下、望捷しくけ３
〜７ＭＭとする。１５１ｎｌ越えると磁気じゃ蔽が大き
くなり、不適切となる。従って薄い程良いが、３Ｈ未満
となると強度が不足し、又ステンレス鋼板１２の圧接困
難となる。

ステンレス鋼板１２の厚さｔ′は２０ＭＮ以上、望まし
くは３０〜４ＱＭＭとする。２０ＭＭ未満では銅板１１
を補強する強度が不足し、４０ｆｆｉ越える厚さは強度
上不必要であ、る。

次に圧接部の幅Ｐはｔ≦Ｐ≦２ｔとすることが望ましい
。Ｐ（ｔでは銅板１１の熱歪みをステンレス鋼板１２で
拘束するのに強度不足となり、Ｐ〉２【では圧接部の冷
却力が弱くなって鋳型面内で冷却不均等となる。

又圧接面ｌＯ上の冷却水路１５の幅Ｓは０．５【≦Ｓ≦
３ｔとすることが望ましい。Ｓ＜０．５ｔでは従来の厚
肉式鋳型と比較して、冷却能の向上が得にくく、Ｓ＞ａ
ｔでは銅板１１の熱歪を拘束しに＜＜、鋳型寿命は急に
短かくなる。

次に銅板１１とステンレス鋼板１２ヲ接合するのに、真
空圧接は不可欠であり、コスト的にも有利である。その
理由は、溶接法では薄肉銅板１１に溶接歪みが入って精
密を要する連鋳用鋳型に不適切である。又機械的に接合
する方法でもファスナー等の部材が薄肉鋼板１１に取付
けられ、冷却不均等の原因となる。。

４２圧接法では、精度、強度、接合力の均等性、冷却性
能の均等性、コスト、作業性など実用条件すべてに好都
合である。

なお本発明に用いられる薄肉の銅板は、純銅に限らず、
光分な熱伝導率を持つ銅合金板でも良く−さらに表面に
クロム等のめっきを施して耐用を図っても良い。

又非磁性ステンレス鋼板は、磁束を通すため非磁性、か
つ低導電性が必要で、オーステナイト系ステンレス鋼が
適切である。

、上述のように構成された本発明の連続鋳造用鋳型は次
のような効果がある。

（イ）　４面の鋳型壁が、それぞれ厚さｌ　５　、ＭＭ
以下の銅又ｉ／ｉ銅合金板と厚さ２０１１１以上の非磁
性ステンレス鋼板金真空圧接して成り、上記圧接面より
上記ステンレス鋼板側に複数本の冷却水路を設けたため
、鋳型壁が薄肉銅板と非磁性ステンレス鋼板で構成され
るから、磁気じゃ蔽が小さく、鋳型内溶鋼を鋳型壁全通
して電磁攪拌する蓋の鋳型壁を貫通する磁束の誘導損失
？少なくできるので、電磁攪拌装置およびその電源の出
力？小さく設計できるため、設備費、操業費共低減でき
る。

（ロ）又圧接面に冷却水路を設け、それと鋳片との間の
銅板の肉厚が薄いので、冷却能力が大きく、有利なだけ
でなく、又銅板に、これを補強するステンレス鋼板が真
空圧接されているので、従来の鋳型より強固で、寿命が
長く、真空圧接により精度、強度、接合力の均等性、冷
却性能の均等性が良く、又作業住良く、安価に連続鋳造
し得る電磁攪拌用鋳型を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）、（ロ）に従来の連続鋳造用鋳型の例を示
す図で、（イ）図は縦断面図、（ロ）図は（イ）図に示
すＡ−Ａ’断面を示す図である。 第２図（イ）、（ロ）、（ハ）は本発明鋳型の実施例を
示す図で、（イ）図は鋳型の縦断面図で、（ロ）図は（
イ）図に示すＢ−Ｂ’断面を示す図で、（−９図は鋳型
壁の横断面を示す図である。 １・・・銅板、２・・・水冷ジャケット、３・・・ポル
ト、４・・・鋳型、５・・・冷却水溝、６・・・冷却水
、７・・・下部ヘッダー、８・・・上部ヘッダー、１０
・・・鋳型壁、１１・・・銅又ｌｌ′ｉ銅合金板、１２
・・・非磁性ステンレス鋼板、Ｉ３・・・圧接面、１４
・・・鋳型、１５・・・冷却水路、１６・・・入口、１
７・・・出口、１８．１９・・・冷却水へ７グー、２１
・・・鉄心、２２・・・コイル、２３・・・電磁攪拌装
置、１．１／・・・厚さ、Ｐ・・・圧接部の幅、Ｓ・・
・冷却水路の幅。 芳１図 （イ） 手続補正書 昭和５７年を月／７日 特許庁長官　　島　１）春　樹　殿 １、事件の表示 特　　　　許 昭和５６年與廂Ｉ瞳貴願第１５０３２７号２、発明禽嘲
の名称 連続鋳造用鋳型 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　　大阪市東区北浜５丁目１５番地名称（２１
Ｂ）住友電気工業株式会社 代表者　社長　亀　井　正　夫 ４、代理人 住所　大阪市淀用区西中島１丁目９番２０Ｊｉ＋明細書
中、特許請求の範囲の欄および発明の詳細な説明の欄。 ７、補正の内容 （１）　　明細書、第１頁、４行目−７１８行目、特許
請求の範囲を別紙の如く訂正する。 （２）明細書、第５頁、１６６行目 「１５」を「１０」に訂正する。 （３）明細書、第５頁、１８８行目 「真空」を削除する。 （４）　　明細書、第５頁、２００行目「路を設けた」
を［路が設けられ、上記鋼又は銅合金板厚さｔが３〜７
１１ｍ１であり、かつ上記圧接面上の冷却水路間の圧接
部の幅をＰ１上記圧接面上の冷却水路の幅をＳとした時
、 ｔ≦Ｐ≦２ｔ Ｏ１５ｔ≦Ｓ≦８ｔ なる関係を有する」に訂正する。 （５）　　明細書、第６貞、１２２行目「１５」を「ｌ
Ｏ」に訂正する。 （６）明細書、第６頁、１５５行目 「真空」を削除する・ （７）明細書、第７頁・　１５行目〜 「１５」を「１０」に訂正する。 （８）明細書、第７頁・　１６６行目 「１５」を「１０」　　に訂正する。 （９）明細書、第８頁、１４行目〜第９頁、３行目、「
次に銅板・　・・好都合である、」を肖１１除する。 ００）明細書、第９頁、１３３行目 「１５」を「１０］に訂正する。 ６１）　　明細書、第９頁、１５５行目「真空」を削除
する。 ６の　　明＃ａｌ書、第１Ｏ頁、４行目、「薄いので、
」ヲ「薄く、又前述の式のような関係を有するので、」
に訂正する。 （ｌ→　明細書、第１０頁、６行目、 「真空」を削除する。 ６４）　　明細書、第１Ｏ頁、７行目〜９行目、「真空
圧接・　・作業性良く、」ヲ「従って」に訂正する。 特許請求の範囲 「（１）　　、鋼の連続鋳造用の４面組立式水冷鋳型に
おいて、４面の鋳型壁が、それぞれ厚さ】０闘以下の銅
又は銅合金板と厚さ２０闘以上の非磁性ステンレス鋼板
を圧接した複合板より成り、上記圧接面より上記ステン
レス鋼板側に複数本の冷却水路が設なる関係を有するこ
とを特徴とする電磁力の貫通性の良い連続鉤造用鋳型。 」 特開昭５８−　５０１５７（６）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　ｄｔ４の連続鋳造用の４面組立式水冷鋳型に
   おいて、４面の鋳型壁が、それぞれ厚さ１５０以下の銅
   又は銅合金板と厚さ２０１１Ｉ１以上の非磁性ステンレ
   ス鋼板を真空圧接した複合板より成り、上記圧接面より
   上記ステンレス鋼板側に複数本の冷却水路を設けたこと
   を特徴とする電磁力の貫通性の良い連続鋳造用鋳型。 （２）銅又は銅合金板厚さｔが３〜７１′ＩＩであり、
   圧接面上の冷却水路間の圧接部の幅をＰ、圧接１ｍ上の
   冷却水路の幅をＳとした時、 ｔ≦Ｐ≦２１ ０．５ｔ≦Ｓ≦３ｔ なる関係を有する特許請求の範囲第１項記載の電磁力の
   貫通性の良い連続鋳造用鋳型。