JPS63119954A - 連続鋳造用超音波振動鋳型 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は連続鋳造過程で鋳型と溶鋼との焼着きを防止す
るため、鋳型本体を超音波を用いて振動させるようにし
た連続鋳造用超音波振動鋳型に関するものである。

〔従来技術〕

一般にこの種の鋳型本体は内部に冷却水室を備えた中空
矩形又は円形の環状に形成されているが、このような鋳
型本体に対する超音波振動の付加手段は鋳型本体の外周
壁を貫通させて振動伝達棒の先端を内周壁の外周面、即
ち冷却水室内面であってメニスカス位置と略対応する部
分に連結すると共に、この振動伝達棒の基端に超音波振
動装置を取り付けて構成してあり、超音波振動装置の振
動を振動伝達棒を介して鋳型本体の内周壁に伝達し、鋳
型本体を所定の振幅で振動させるようにしである（特開
昭５６−１１１５５号、特開昭５４−９６４３１号、特
開昭５７−５８９５４号、特開昭５７−６２８４２号）
。

しかしこのような構成では冷却水室内に水を通流させつ
つ超音波振動をさせた場合、冷却水室の内周面に溝状、
或いは穴状の侵食が発生し、特に振動、振幅の大きい部
分では浸食部分の数、程度ともに大きく鋳型本体の破壊
を招く虞れがあった。

このような侵食の原因は冷却水中に発生したキャビテー
ション、即ち、冷却水中に負圧が生じて水中に空孔が発
生しこの空孔が振動し、圧壊されるとき衝撃波が発生し
、空孔に接した鋳型本体の冷却水室の内周壁面が侵食さ
れる現象によることと考えられる。

そこでこのようなキャビテーションによる侵食を防止す
る手段として、従来にあっては特にキャビテーションの
発生し易い場所、例えば冷却水室の幅が狭くなっている
部分の内周壁に４ｚ青銅。

Ｍｎ青銅、　Ｂｅ青銅、或いは炭素鋼２合金鋼等の如き
キャビテーションに対する耐食性に優れた金属板を溶接
する方法（特開昭５９−１９７３４８号）、或いは冷却
水室内にその内、外周壁面間にわたってり７シツン材と
してポリウレタン、ゴム等を充填介在させる方法（特開
昭５９−１９７３５１号）等が採用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしこのような従来の手段にあっては保護部材を溶接
等にて固定するため取り付は作業自体に多くの手間を要
し、特にビレフト材等を鋳造するときに用いる円形の環
状鋳型本体の場合、その取り付は加工が非常に困難であ
るという問題があり、またポリウレタン等を用いる方法
は耐久性、耐熱性が小さく保守点検が煩わしいという問
題があった。

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは耐キャビテーション侵食性に優れた
保護層を必要個所に対し容易、且つ迅速に形成し得るよ
うにした連続鋳造用超音波振動鋳型を提供するにある。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明にあっては保護層を鋳型本体の材料よりも硬度の
高い材料をメッキすることによって形成する。

〔作用〕

本発明にあってはこれによって保護層を必要とする対象
部の広、狭、表面性状の如何にかかわらず、均一な保護
材の形成が可能となる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。第１図は本発明に係る連続鋳造用超音波振動鋳
型（以下本発明品という）の模式的断面図であり、図中
１は鋳型本体、２は振動伝達棒、３は超音波振動装置、
４は浸漬ノズルを示している。

鋳型本体１は内部に冷却水室１ａを備えた中空の環状に
形成されており、その内側には浸漬ノズル４を通じて溶
融金属５が注入され、鋳型本体１内を下降する過程で鋳
型本体ｌとの熱交換により冷却されて凝固シェル６を形
成し、鋳片７となってロールガング８により下方に連続
的に引抜かれてゆくようになっている。

振動伝達４０２は金Ｂ製で棒状に形成され、端条部を備
えたその先端部は鋳型本体１の周方向の複数位置で夫々
鋳型本体１の外周壁に穿った孔１ｂに０リング１０等に
て水田状態に貫通させ、冷却水通流用の空間である冷却
水室１ａに面する内周壁であって、メニスカス位置と対
応する部分、又はその近傍の内周壁に形成した螺条孔に
螺合連結せしめてあり、また基端部には超音波振動装置
３が装着され、該超音波振動装置３の振動を振動伝達棒
２を介して鋳型本体１の内周壁に伝達し、鋳型本体１の
内周壁を壁面と直交する向きに振動させるようになって
いる。

そして本発明品にあっては振動伝達棒２の先端部が固定
されている鋳型本体工の内周壁の外面、即ち冷却水室１
ａに面する部分に、前記振動伝達棒２の先端部の連結位
置を中心にして上、下方向に所要の範囲で全周にわたっ
て保護Ｎｉ０がメッキによって所要厚さく１０μｍ以上
）に付着形成しである。保護層１０としては鋳型本体１
として通常用いられる銅の硬度（ビッカース硬度、以下
同じ）より高い材料、かつ、銅との密着性の良い材料例
えばニッケルーボロン（Ｎｉ　：　９３〜９５％、Ｂ：
５〜７％）、ニッケル−ボン（Ｎｉ　：　９０〜９２％
、Ｐ：８〜１０％）等が用いられる。

ちなみに特開昭５９−１９７３４８号で示されているＩ
ｎ’青銅の硬度は１００〜１５０　、Ｂｅ青銅等の鋳型
本体１の硬度は４００〜５００程度であるのに対し、前
記ニッケルーボロンは９７５〜１０７５、ニッケルーリ
ンは１１００程度である。

保護層ＩＯの厚さはキャビテーションに対する充分な耐
侵食性を得る必要上１０μｍ以上必要であり、また厚さ
の上限は通常メッキによって形成可能な範囲であればよ
いが、通常は１ｆｉ程度あれば強度的には十分である。

次に本発明品と比較例とについての比較試験結果を示す
。本発明品の試料はＣｕ　（硬度：　１００）製の第１
図に示す如き鋳型本体（内径：３２０ｎ、長さ：９００
ｍｍ、肉厚：　１５ｆｉ）の冷却水室の内壁面の２個所
に振動伝達棒を連結すると共に、この振動伝達棒の連結
位置を含む上、下所要の範囲で周方向の全面にわたって
各種金属をメッキして保護層を形成した後、このような
各鋳型本体に超音波付加部分に対して２５〜３０μｍ、
メニスカス位置と対応する位置を含むその上、下に２０
０ｎにわたる部分に対して約５μｍ以上の振幅となるよ
う振動を加えつつビレツトの鋳造を行った後、耐キャビ
テーション侵食性を調べた。なお、比較例についても試
験条件は同じとした。結果は表１に示すとおりである。

表１から明らかなように保護層として比較的硬度の大き
い金属をメッキした本発明品の場合は数ケ月の連続した
鋳造を行ったが、何らの侵食も見られず、耐侵食性に良
好な結果が得られた。

なお比較例として示した保護層を設けない場合は鋳込延
べ時間約１００時間で超音波付加部周辺に数１０ケ所に
わたり幅０．５〜１ｆｉ、深さ０．５〜１．０鶴の点状
、スジ状の侵食が認められた。

また保護層を単なるＮｉメッキによって構成した場合も
同じく鋳込延べ時間約１００時間で硬度不足に因ると考
えられる侵食が数ケ所に確認された。

（以下余白） 表　　　　　　　１ 〔効果〕 以上の如く本発明品にあっては、保護層をメッキによっ
て冷却水通流用空間の周壁面に形成することとしている
から、保護層の形成が極めて容易、且つ迅速に行うこと
が出来、保護層形成のための作業性に優れ、形成対象部
分の広、狭、表面の性状等に煩わされることなく、所要
厚さに形成し得て高い信頼性が得られるなど本発明は優
れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明品の使用態様を示す模式的断面図、第２
図は部分拡大図である。 １・・・鋳型本体　１ａ・・・冷却水室　１ｂ・・・孔
１ｃ・・・０リング　２・・・振動伝達棒　３・・・超
音波振動装置　４・・・浸漬ノズル　５・・・溶融金属
６・・・凝固シェル　７・・・鋳片　８・・・ロールガ
ング１０・・・保護層 特　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　夫菟　１　図 第　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波振動の付加手段を備えた鋳型本体内の冷却水
   通流用の空間に面する壁面に、鋳型本体の材質よりも硬
   度の高い材料をメッキして耐キャビテーション侵食用の
   保護層を形成したことを特徴とする連続鋳造用超音波振
   動鋳型。 ２、前記保護層はＮｉ−Ｂ合金（Ｎｉ：９３〜９５％、
   Ｂ：５〜７％）を材料とし、１０μｍ〜１ｍｍの厚さに
   形成されている特許請求の範囲第１項記載の連続鋳造用
   超音波振動鋳型。 ３、前記保護層はＮｉ−Ｐ合金（Ｎｉ：９０〜９２％、
   Ｐ：８〜１０％）を材料とし、１０μｍ〜１ｍｍの厚さ
   に形成されている特許請求の範囲第１項記載の連続鋳造
   用超音波振動鋳型。