JPH0342144A - 連続鋳造用鋳型の冷却方法およびその鋳型 - 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、連続鋳造用鋳型の冷却方法およびその鋳型に
関するものである。

（従来の技術） 一般に、鋼の連続鋳造用水冷鋳型は、第３図に示すよう
に、鋳型ｌの内面を熱伝導率の高い銅版２で構成し、こ
の銅板背面に設けた複数個のス°Ｊ７ト又は礼状冷却水
通路３内に高速の冷却水を矢４で示すように通水するこ
とによって冷却するよう構成されている。この水冷鋳型
１内に図示しないタンデイツシュから溶鋼が浸漬ノズル
５により注入される。銅板２は冷却水４により冷却され
、鋳型１内の溶鋼６の上部には銅板２とシェルフの摩擦
力軽減のためにスラグ８が定期的に投入され、メニスカ
ス９の保温、溶鋼６から浮上分離する介在物の吸収など
の役目もあわせて行っている。かかる、鋼の連続鋳造用
水冷鋳型のメニスカス近傍を第４図に拡大して示してお
り、強冷却鋳型では、メニスカスレベル９での銅板２の
変形は見られないが、メニスカス部でのスラグ８のうち
溶融層８ａ部において銅板２と熔融層８ａとの境界で溶
融層が凝固し、スラグリムと言われるヒモ状の凝固スラ
グｌＯが生じる。このスラグリム１０とメニスカス部の
シェルフと銅板２との間に生じる隙間１１を通して溶融
スラグの流入が生じる。

このような連続鋳造用水冷鋳型の内壁板として用いられ
る銅板は操業中メニスカスレベルでの熱負荷が最も大き
く、この熱負荷の大きい部分で銅板が変形しやすい。銅
板が変形すると、メニスカス部でのシェルと銅板の隙間
が不均一になり、この部分からシェルと銅板間へ流入す
る溶融スラグが不均一となる。シェルの成長速度はモー
ルド壁面を通過する熱量により決定されるが、シェルと
銅板の隙間の少ない部分はシェル厚みが厚くなり、隙間
の大きい部分はシェル厚みが薄くなる。一方、シェルに
はシェル自体の収縮力が作用し、またシェルにかかる静
鉄圧とシェルと銅板（正しくはスラグ膜）の摩擦による
シェル収縮抗力が作用することから、シェルには引張り
応力が作用するためにシェル厚の薄い部分で容易にシェ
ルが変形し、割れを生じ、スラグストリークと言われる
局部的に厚いスラグ膜部には、シェルの割れを伴うこと
が非常に多い。

従来、上述した形式の連続鋳造用水冷鋳型において、例
えば、実開昭４９−４９１１３号公報および実開昭５９
−１８０８３８号公報に開示されているように、鋳型に
複数個のスリット状冷却水通路を縦方向に延長して設け
、メニスカスレベル近傍における冷却水通路断面積をそ
れより下方の部分の冷却水通路断面積よりも小さくして
メニスカスレベル近傍で冷却水通路断面を絞ることによ
りメニスカスレベル近くでの冷却水の流速を増大させて
熱伝達を良好にすることによりメニスカス部における鋳
型の抜熱能を増加させ、鋳型の局部的温度上昇による局
部的変形および割れの発生を防止することが提案されて
いる。

上述した従来技術におけるように、鋳型の冷却を局部的
に強化することは銅板の変形を防止するための有効な手
段の１つであると考えられるが、広い範囲のメニスカス
部の強冷はメニスカス上部の溶融スラグの壁面での冷却
強化となり、スラグリムの大型化のためシェルと銅板間
へのスラグ流人が阻害され、銅板と鋳片間の摩擦が増大
し、又銅板と鋳片間のスラグフィルム層が薄いためシェ
ルが強冷されシェルの収縮量が大きくなり、割れが生し
やすいという問題や、スラグリムの不均一な形成等のた
めに溶融スラグの不均一流入が生して表面欠陥になると
いう問題がある。

従来から水冷鋳型の冷却方法に関して多くの研究がなさ
れているが、銅板の冷却□を制御する手段が確立されて
いないために上述したような間理が生じていた。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上述した問題をなくすための制御冷却方法お
よび本発明による冷却方法を実施するためスラグ層に対
応する上方帯域、メニスカス部に対応する帯域およびこ
れより下方の帯域の個々の冷却強さを正確に制御するこ
とを可能にする水冷鋳型を提供しようとするものである
。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、連続鋳造用鋳型のメニスカスレベル相
当部位以下の所定帯域を強冷却し、メニスカスレベル相
当部位より上方帯域をメニスカスレベル相当部以下の所
定帯域に比べて弱冷却する。

また、本発明によれば、メニスカスレベル（゛口当部位
以下の強冷却帯域より下方帯域をも強冷却）（）域に比
べて耐冷却するのがよい。

本発明を実施するに際しては、強冷却帯域二こおける冷
却水通路内に流れる冷却水の流速を弱冷却帯域における
冷却水の流速より大にするよう制御するのがよい。

また、本発明を実施するに際して、強冷却帯域における
冷却水通路内に流れる冷却水の水量を弱冷却帯域におけ
る冷却水の水量より大にするのがよい。

また、本発明によれば強冷却帯域と弱冷却帯域とにおけ
る溶鋼と接する鋳型表面に熱伝導率の異なる材質をメツ
キ等により被覆することによって鋳型の抜熱能を変える
ことによって冷却差を生せしめることができる。

また、本発明によれば、冷却帯域と弱冷却帯域とにおけ
る冷却水通路の表面に熱伝導率の異なる材質をメツキ等
で被覆することによって冷却差を生せしめることができ
る。

また、本発明によれば、連続鋳造用鋳型の縦方向に互に
分離された複数個の水平方向に延びる冷却水通路を設け
、メニスカスレベル相当部位以下の強冷却帯域における
水平冷却水通路の冷却水流路断面積を上方および下方弱
冷却帯域における水平冷却水通路の冷却水路断面積より
大とするのがよい。この場合、メニスカス部の強冷却帯
域における冷却水の流速は、上下弱冷却帯域の冷却水の
流速より相当大きくすることが必要である。

（作　用） 本発明によれば、水冷鋳型のメニスカス帯域とその上方
帯域を別個に制御して冷却し、鋳型の高さ方向の冷却を
正確に制御することにより、メニスカスレベルより上方
の溶融スラグ層に接する上方帯域においては、冷却を緩
和し、これにより鋳型壁面上のスラグリムの形成をなく
すことができ、あるいは、スラグリムが形成されても僅
少とすることができ、シェルの割れを防止することがで
きる。

また、メニスカス近傍の熱負荷の大きい帯域を強冷する
ことにより鋳型の局部的変形を防止し、鋳型壁面の割れ
を防止する。

さらに、鋳型下方帯域では、熱負荷が小さく最早メニス
カス直下のように強冷する必要がなく、例えば、メニス
カスレベルから１５０　ｍ下方の下方帯域の冷却を緩和
して、スラグフィルムの溶融厚みを増すことにより、銅
板と鋳片との摩擦を軽減し、かつ、鋳片表面温度の過度
の低下を防止し、良好な鋳片表面性状を得ることができ
る。

（実施例） 第１図に示すように縦方向に延びるスリットで形成され
た複数個の冷却水通路３を有する長辺面ｗ４仮２を設け
た水冷鋳型１を用いて重量でＣ：　０．０６％、Ｍｎ　
：　０．２６％、Ｐ　：　０．０２１％、Ｓｉ　：　０
．０１５％、Ａ　ｅ　：　０．０２０％の低炭アルミキ
ルド鋼をスラブサイズ２５０　ｍｍ　Ｘ　１６００ｍｒ
Ｑの鋳片に鋳造速度１．５ｍ／ｍｉｎ二こて連続鋳造し
、その表面欠陥の発生状況を調査した。

本実施例ではメニスカス近傍を強冷却するために、メニ
スカスレベル９より１５０　ｍｍ下方までの帯域の冷却
水通路３の断面積を小さくして冷却水の沃速ｖ、壱他の
部分の冷却水通路３内の冷却水の速度ｖ２の１．７倍に
なるよう；こ流速を増大させた。

メニスカスレベル９より１３０　ｍｒｎの上部帯域にお
ける銅板２の表面には厚さ７馴のＮｉメツキ１２を施し
た。

このようにして鋳型のメニスカス直下帯域を強冷し、上
方および下方帯域を弱冷して鋳造した結果、鋳造鋳片の
表面欠陥は第５図に示すようにほぼなくなった。また、
鋳造鋳片のオツシレーションマークの深さは第６図に示
すように従来鋳型の１八となりオツシレーションマーク
の深さに起因する横割れ等の表面欠陥も著しく改善され
た。

第２図は本発明方法を実施するのに用いられる鋳型の他
の実施例を示す。本例では、複数個の水平方向に延びる
冷却水通路３を縦方向に互に分離して鋳型１に設け、メ
ニスカスレベル相当部位以下の約１５０　ａｎの範囲の
強冷却帯域ａにおける冷却水通路３ａの断面積を上方お
よび下方弱冷却帯域すおよびＣにおける冷却水通路３ｂ
および３ｃの断面積より大きくしている。本例の鋳型は
冷却水通路３ａの冷却水の流速が冷却水通路３ｂおよび
３ｃの冷却水の流速より相当大きくｌるよう制御して冷
却される。

（発明の効果） 本発明によれば、鋳型銅板の変形および割れが防止でき
、鋳片のブレークアウトを防止でき、オンシレージョン
マークの深さを減少でき、表面欠陥のない良品質の鋳片
の製造が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による鋳型の一例を示す部分縦断面図、 第２図は本発明による鋳型の他の実施例を示す部分縦断
面図、 第３図は従来例による水冷鋳型を用いて鋳片を連続鋳造
している状態を示す概略縦断面図、第４図は第３園に示
すメニスカス部分の拡大断面図、 第５図は第１図に示す本発明の鋳型を使用した実施例に
よる鋳片の表面割れ発生率を従来例と比較して示すグラ
フ、 第６図は第１図に示す本発明の鋳型を使用した実施例に
よる鋳片のオツシレーション深さを従来例と比較して示
すグラフである。 ・・・鋳型 ・・・冷却水通路 ・・・浸漬ノズル ・・・シェル ・・・メニスカスレベル ２・・・銅板 ４・・・冷却水 ６・・・？容鋼 ８・・・スラグ ｌＯ・・・スラグリム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋳型のメニスカスレベル相当部位以下の所定帯域を
   強冷却し、メニスカスレベル相当部位より上方帯域をメ
   ニスカスレベル相当部位以下に比べて弱冷却することを
   特徴とする連続鋳造用鋳型の冷却方法。 ２、前記強冷却帯域より下方帯域を強冷却帯域に比べて
   弱冷却することを特徴とする請求項１記載の冷却方法。 ３、前記強冷却帯域における冷却水通路内に流れる冷却
   水の流速を弱冷却帯域における冷却水の流速より大にす
   ることを特徴とする請求項１または２記載の冷却方法。 ４、前記強冷却帯域における冷却水通路内に流れる冷却
   水の水量を弱冷却帯域における冷却水の水量より大にす
   る請求項１または２記載の冷却方法。 ５、溶鋼に面する側の鋳型表面および／または冷却水通
   路の表面の熱伝導を前記弱冷却帯域に比べて前記強冷却
   帯域において良くした請求項１または２記載の冷却方法
   。 ６、鋳型の縦方向に互に分離された複数個の水平方向に
   延びる冷却水通路を具え、メニスカスレベル相当部位以
   下の強冷却帯域における水平冷却水通路の冷却水流路断
   面積を上方および下方弱冷却帯域における水平冷却水通
   路の冷却水路断面積より大としたことを特徴とする連続
   鋳造用鋳型。