JPH11197800A - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 銅或いは銅合金のような高熱伝導性の材料か
ら成る賦形作用を行う鋳型体１，１２，１７を備えてい
る、連続鋳造用鋳型を提供すること 【解決手段】 鋳型体１，１２，１７が、これらの鋳型
体の材料に比して熱伝導性が低い材料から成る外側面の
積層部分８，１４，１８をこれが少なくとも或る領域を
形成するように備えている

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、銅或いは銅合金の
ような高熱伝導性の材料から成る賦形作用を行う鋳型体
を備えている、連続鋳造用鋳型に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋳型は連続的な鋳造プロセスによる内実
成形体を製造するのに使用される。鋳型は連続鋳造装置
の重要な構造部分の一つである。この鋳型内において溶
鋼の凝固が始まる。根本的な構造は、一般に鋳型の側方
の鋼構造部分と本来の賦形作用を行う部分および鋳型体
から成る。この鋳型体は、今日では殆ど専ら銅或いは銅
合金から成る。鋼ジャケットは、鋳型体を位置決めしか
つ冷却に必要な水循環を保証すると言う役目を担ってい
る。

【０００３】摩耗からの保護を行うと言う理由から、鋳
型体に耐摩耗性の材料、例えばニッケル或いはクローム
のような材料から成る内部積層部分が形成される。摩耗
保護層を備えているこのような連続鋳造用鋳型は、例え
ばドイツ連邦共和国特許第３１ ４２ １９６号明細書
から明らかである。この明細書記載の構成により、鋳型
体の摩擦挙動が改善され、従ってその寿命の増長も達せ
られる。

【０００４】鋳型体内で液状の鋼が冷却されるので、こ
の鋼は厚みが永続的に増大するストランド凝固殻を形成
しながら縁部領域から凝固して行く。この場合、収縮に
よりストランドの断面の幾何学的な形状が変化する。ス
トランドに賦形作用する以外に、鋳型体に課せられた重
要な課題は、連続的な熱導出により十分な厚みを有し、
抵抗性を備えかつ欠陥のないストランド凝固殻を形成す
ることである。

【０００５】他方にあっては、凝固工程の開始時におけ
る、特に鋳込みレベル領域内における極度の熱導出と、
これに伴う溶鋼の冷却は、ストランドの表面品質に不利
な作用を及ぼす。即ち、表面内と組織内に微少な割れが
生じる。この割れは特に鋳型体の縁部近傍において形成
される。更に、ストランドが、先細りに形成されている
鋳型体内で締めつけられて動かなくなると言う危険が生
じる。

【０００６】鋳込みレベル領域内における熱導出の低減
を達するため、鋳型体内で溶鋼を電磁石の作用により攪
拌することが知られている。しかし、この方法は比較的
経費を要する。更に、熱導出の低減を鋳型体の内壁内に
垂直方向のスリットを形成することによってか、或いは
耐火性の材料を挿入することによって達することが試み
られてきた。

【０００７】更に、比較厚い内方の摩耗保護層を形成す
る試みもなされてきた。しかし、鋳型体の材料−大抵は
銅であるが−と摩耗保護層の材料−大抵はニッケルであ
るが−の熱延び係数が異なることから、摩耗保護層内に
著しい応力が生じる。この応力の下で付着が作用し、割
れが形成される危険が生じる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、上記の公知技術を基礎として、特に鋳込みレベル
領域内における熱導出が低減され、かつより良好な品質
のストランドが得られる鋳型体を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
り、鋳型体が、これらの鋳型体の材料に比して熱伝導性
が低い材料から成る側面の積層部分を少なくともこれが
ある領域を形成するように備えていることによって解決
される。本発明の核心は、鋳型体内の熱導出が外側面に
おける積層部分によって低減されると言う構成にある。
この積層部分は鋳型体の材料に比して低い熱伝導性を有
する材料から成る。この構成により鋳込みレベル領域内
における、方法技術的に求められている低減された熱流
が達せられる。これにより得られる比較的高い温度はス
トランドの表面の品質と組織の品質に良い影響を与え
る。

【００１０】この鋳型体は、根本的に一構造部分から成
る鋳型管であってもよく、或いは多構造部分から成る鋳
型、例えば組立て鋳型、であってもよい。鋳型体を外側
面で完全に積層することが根本的に可能ではあるが、請
求項２に記載したように、この積層部分を鋳込みレベル
の高さ領域内にのみ形成するのが有利である。この方法
により、鋳込みレベルの領域内において熱導出の低減が
適切に行なわれる。従って、ストランド凝固殻の強度の
過度の進行が回避される。

【００１１】外側面の積層部分の厚みと長さはそれぞれ
の鋳造パラメータおよび装置パラメータに適合して決定
される。請求項３に記載の特徴により、積層部分は鋳型
体の周面の一部分のみに形成されている。この特徴は、
特に回転対称的でない鋳型体にあっては考慮に値する。
移動形鋳型(Vellstellkokille)にあっては、例えば縦板
のみに外側面としての積層部分を形成するのが有利であ
る。

【００１２】適切な積層部分により、個々の領域内、例
えば角偶領域内におけるストランドの不釣り合いに大き
な収縮を回避することが可能である。このようにして、
ストランドの全周面にわたる熱推移がほぼ均一となり、
従ってストランドの全断面にわたって厚みが一様に増大
するストランド凝固殻が達せられる。量的に高価なかつ
経済的な積層部分はメッキ処理により形成される（請求
項４参照）。

【００１３】請求項５に記載したように、この積層部分
を熱間射出処理層として形成することも可能である。請
求項６に記載の特徴により、積層部分はニッケル或いは
ニッケル合金から成る。ニッケル材料は既に内部の摩耗
保護層のための材料として使用して好成績をおさめてい
る。従って、鋳型体のニッケル化のために可能な方法が
しばしば適用される。

【００１４】ニッケルは銅に比して四倍より大きくない
熱伝導性を有している。これに相応して、ニッケルから
成る外側面の積層部分により熱導出の有効な低減と、こ
れに伴う鋳込みレベル領域内の温度の増大が達せられ
る。ニッケルはメッキによる被覆としても、また金属射
出被覆としも形成することが可能である。この場合、鋳
型体は外側面で完全に或いは鋳込みレベル領域内で局所
的にのみ積層され。

【００１５】請求項７に記載の特徴により、積層部分は
鋳込み方向で一定の厚みを有している。積層部分の縁部
領域内における移行は連続的に経過している。このよう
にして応力の飛躍が回避される。鋳込み方向で低減する
厚みを有している請求項８に記載した積層部分により、
鋳造される材料の収縮挙動が適切に考慮される。この場
合、熱導出の効率は鋳込み方向で増大する。このように
して、ストランドの収縮挙動に関しての鋳型内における
凝固のために使用される冷却区間の効果的な調整が行な
われる。

【００１６】外側面の積層部分の厚みの減少は線状に或
いは段階的に行なわれる。鋳型体のための材料として使
用される銅或いは銅或いは銅合金の耐摩耗性は比較的小
さいので、使用ケースに依存して、鋳型体に公知の方法
により内部積層部分を形成するのが有利である。この場
合、ニッケル、クローム或いは過クローム化された(ueb
erchromaten)ニッケル被覆層から成る内部積層部分が有
利である。

【００１７】以下に本発明を図面に図示した発明の実施
の形態により詳細に説明する。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１から、鋼を連続鋳造するため
の鋳型管１が明瞭に認められる。この鋳型管１は型中空
室２を備えており、この型中空室の断面は鋳込み側の端
面３においてストランド出側の底端部４におけるようも
大きい寸法に設定されている。この鋳型管１の基体５は
銅合金、特に銅／クローム／ジルコン（ＣｕＣｒｚｒ）
をベースとした銅合金から成る。

【００１９】鋳型管１は、外側面６において、鋳込みレ
ベル７の高さ領域内の部分Ａに積層部分８を備えてい
る。この積層部分８は、鋳型管１の材料に比して、もし
くは基体５に比して熱伝導率の低い材料から成る。外側
面の積層部分８のための材料として、特にニッケルが良
く適している。ニッケルはメッキにより処理された被覆
部とし、および熱間金属射出層として形成されている。

【００２０】積層部分８は鋳込みレベル７の高さ領域内
における鋳型管１の熱流とこれに伴い熱導出とを低減す
る。これにより、ストランド凝固殻の形成の初期の時点
におけるより高い壁温度が得られる。このことにより、
鋼ストランドの表面品質の改善が達せられる。このよう
にして、特に鋳型管１の縁部近傍における微少な割れが
回避される。

【００２１】図１から認められるように、積層部分８は
鋳込み方向Ｇでほぼ一定した厚みＤ ₁ を有している。移
行領域９内において積層部分８は連続的に外側面６方向
に先細りに形成されている。内側１０において、鋳型管
１は、約８０μｍの厚さのクロームから成る摩耗保護層
１１を有している。

【００２２】他の発明の実施の形態による鋳型管１２を
図２に示した。この鋳型管は鋳込み側の端面１３に、熱
導出を低減するための外側面の積層部分１４を備えてい
る。この積層部分１４は鋳込みレベル１５の高さ領域に
わたって延在しており、この場合積層部分１４の厚みＤ
₂ は鋳込み方向Ｇで減少している。この積層部分１４の
可能な構成として、３ｍｍから１ｍｍに減少する厚みＤ
₂ は終端側で連続的な移行領域１６をもって行なわれ
る。

【００２３】他の発明の実施の形態による鋳型管１７の
断面を図３に示した。この鋳型管１７は外側面１９に積
層部分１８を備えており、この積層部分の外側面厚みＤ
₃ は端面２０から底部２１まで線状に減少している。こ
の積層部分１８により、鋳型管１７における熱導出が低
減される。しかし、熱流は総体的に鋳型管１７の端面２
０から底部２１へと増大している。

【００２４】本発明による鋳型の鋳型体は必ずしも鋳型
管である必要はない。本発明は多部分から組立られた鋳
型、例えば組立て鋳型のような鋳型にあっても有利にか
つ等しく適用することが可能である。

【００２５】

【発明の効果】本発明により、鋳込みレベル領域内にお
ける熱導出が低減され、かつより良好な品質のストラン
ドが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による鋳型管の形式の鋳型体の第一の発
明の実施の形態の垂直断面図である。

【図２】本発明による鋳型管の形式の鋳型体の第二の発
明の実施の形態の垂直断面図である。

【図３】本発明による鋳型管の形式の鋳型体の第三の発
明の実施の形態の垂直断面図である。

【符号の説明】

１ 鋳型管 ２ 型中空室 ３ 端面 ４ 底部 ５ 鋳型管の基体 ６ 外側面 ７ 鋳込みレベル ８ 積層部分 ９ 移行領域 １０ 内側面 １１ 摩耗保護層 １２ 鋳型管 １３ 端面 １４ 積層部分 １５ 鋳込みレベル １６ 移行領域 １７ 鋳型管 １８ 積層部分 １９ 外側面 ２０ 端面 ２１ 底部 Ａ 鋳型管の部分 Ｄ₁ 積層部分８の厚み Ｄ₂ 積層部分１４の厚み Ｄ₃ 積層部分１８の厚み Ｇ 鋳込み方向

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅或いは銅合金のような高熱伝導性の材
   料から成る賦形作用を行う鋳型体（１，１２，１７）を
   備えている、連続鋳造用鋳型において、鋳型体（１，１
   ２，１７）が、これらの鋳型体（１，１２，１７）の材
   料に比して熱伝導性が低い材料から成る側面の積層部分
   （８，１４，１８）を少なくともこれがある領域を形成
   するように備えていることを特徴とする連続鋳造用鋳
   型。
2. 【請求項２】 積層部分（１，１２）が鋳込みレベル
   （７，１５）の高さ領域に形成されていることを特徴と
   する請求項１に記載の連続鋳造用鋳型。
3. 【請求項３】 積層部分が鋳型体の周面の一部分に形成
   されていることを特徴とする請求項１或いは２に記載の
   連続鋳造用鋳型。
4. 【請求項４】 積層部分（８，１４，１８）がメッキ処
   理により形成されていることを特徴とする請求項１から
   ３までのいずれか一つに記載の連続鋳造用鋳型。
5. 【請求項５】 積層部分（８，１４，１８）が熱間射出
   処理層として形成されていることを特徴とする請求項１
   から３までのいずれか一つに記載の連続鋳造用鋳型。
6. 【請求項６】 積層部分（８，１４，１８）がニッケル
   或いはニッケル合金から成ることを特徴とする請求項１
   から５までのいずれか一つに記載の連続鋳造用鋳型。
7. 【請求項７】 積層部分（８）が鋳込み方向（Ｇ）で一
   定の厚み（Ｄ₁ ）を有していることを特徴とする請求項
   １から６までのいずれか一つに記載の連続鋳造用鋳型。
8. 【請求項８】 積層部分（１４，１８）が鋳込み方向
   （Ｇ）で低減する厚み（Ｄ₂ ，Ｄ₃ ）を有していること
   を特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載
   の連続鋳造用鋳型。
9. 【請求項９】 鋳型体（８）が内部積層部分（１１）を
   有していることを特徴とする請求項１から８までのいず
   れか一つに記載の連続鋳造用鋳型。