JPS61129257A - 連続鋳造用鋳型の製法 - 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、鋼の連続鋳造用鋳型、特に緩冷却を目的とし
て溶鋼と接触する鋳型内壁に培溝を設けた連続鋳造用鋳
型の製法に関する。

（従来の技術） ＋ｒ７１ｔ、ｈトミーＬ：１ｆｉＬａはｔｆｙ：’、！
；ン＊−ｒ−１ｔａｌ譚讐ｔ／！、ト具、〈≧＞ｌ’＋
Ｅｉｌ＋りＬ十７に冷鋳型により冷却され、ａ固してか
ら引［友かれるが、この鋳型内の凝固シェルは急冷によ
り表面に凹凸が生じ、不均一な厚みの凝固シェルとなる
。

このため用鋳型に縦割れが発生しやすい。このような用
鋳型表面割れがみられると、圧延工程に送るに先立って
表面疵取り作業を必要とするため、かかる不均一な厚み
の凝固セルの生成は、今日そのすぐれた熱経済性が着目
されて適用が求められている直送加熱（ポット・チャー
ジ）あるいは直送圧延（ダイレクト・チャージ）適用の
阻害要因となっている。

前述のように、連続鋳造に際しては、溶鋼が水冷銅鋳型
に注入され、凝固シェルが生成するのであるが、その場
合、鋳型による抜熱量が大きいため、少しでも抜熱量に
ムラがあると凝固シェル厚さは不均一となり、したがっ
て凝固シェル厚さの薄い部分に収縮による熱応力が作用
する結果、縦割れが発生するのである。したがって、こ
のような連続鋳造用鋳型におりる縦割れ防止のためには
、緩冷却を行い、鋳型上部で生成するいわゆる初期凝固
シェルの厚さを均一化することが考えられる。

ごの占Ｌ）１１３１アＬ±、才で乙、−ＩＱＦ＋ＲｍＡ
５Ｆのｒｌｌｈｒ＋＋（−ｂｕｃｈ　　ｄｅｓ　　ＳＬ
ｒａｎｇｇｉｅｓｓｅｎｓ　　Ｊ　　ロｒ、　　Ｅｒｈ
ａｎｄ　　Ｉｌｅｒｍａｎｎ著、＾ｌｕｍｉｎｉｕｍ−
ＶｅｒｌａｇＧｍｂＨ（ＤＵｓｓｅｌｄｏｒｆ）発行に
おいて、ＡＱを連続鋳造する場合、用鋳型の表面性状を
改善するため、鋳型内面に凹凸を付与することが記載さ
れている。さらには、１９６８年７号のＰ。

Ｐｅｒｍｉｎｏｖ、ｅｔ　ａｌ、　　ｒｓｔｅｅｌ　ｉ
ｎ　ＥｎｇｌｉｓｈＪ　　５６０〜５６２頁にも、２８
０　Ｘ　２８０ｍｍのビレット鋳造に関して、同様の記
載が見られる。これらは鋳型内面の溶鋼との接触部の面
積率を低下させ、全体として緩冷却を行い、一方、接触
部の単位面積当たりの抜熱量を増加させることにより、
抜熱量のムラをなくし、均一な冷却を行おうとするもの
である。

このような考え方は、特公昭５７−１１７３５号公報に
おいてもみられ、この場合、凹部の寸法は、直径もしく
は幅が２．５ｍｍ以下であり、かつ咳凹部の総面積率が
２０％以上、９０％以下と規定されている。

また凹部の深さに関しては、０．３〜１　、０ｍｍが望
ましいと、また凹部と凹部との間隔は１〜３１程度が望
ましいと、それぞれ明記されている。

なお、かかる凹凸部を付与する方法としては、機械切削
加工法、およびショツトブラスト法が挙げられている。

しかしながら、前記特許公報開示の方法にあっても、連
続鋳造用鋳型の場合にはその耐用寿命を長くさせる目的
で、Ｎｉを厚さ１ｍｍ程度までメッキし、その上にＮｉ
−Ｐ合金やＣｒ等の硬質メッキを実施して使用している
。このような厚メッキを行うと、前述のようにせっか（
所定形状に成形加工した溝の形状は著しく変化し、所定
の溝幅あるいは溝深さが、確保されない欠点が明らかと
なった。

そのような場合、したがって、緩冷却鋳型として所期の
効果が得られなくなる。

さらに、緩冷却の別法としては、熱伝導率のよい材料で
あるＣｕから構成される鋳型それ自体の熱伝導率を下げ
るため鋳型内壁の溶鋼と接する表面に耐火物等を溶射す
る方法もある。しかし、この耐火物を溶射する方法は耐
火物が剥離しやすく、実用的とは云えない。

（発明が解決すべき問題点） かくして、本発明の目的とするところは、連続鋳造用鋳
型に従来より一般的に行われているＮｉ　−Ｐ合金やＣ
ｒ等の硬質メッキを施しても所定の形状が確保できる連
続鋳造用鋳型の製法を提供することである。

さらに本発明の目的とするところは、緩冷却の効果が存
在する縦溝形状、すなわち幅が７５０μｍ以下で、深さ
が６０μｍ以上の縦溝をもった連続鋳造用の鋳型の製法
を提供することである。

（問題を解決するための手段） 本発明者らは上述のような従来技術の欠点をｆ６決した
すぐれた方法を開発すべく努力をつづけたところ、縦溝
を機械的に加工した後、厚メッキを施しても原形状が保
存されないが、Ｎｉ厚メッキを最初に実施し、このＮｉ
メッキに対して化学腐食により溝をつけた場合、その後
通常のＮｉ−Ｐ合金あるいはＣｒの硬質メッキを施して
も薄形状が保存されることを見い出して本発明を完成し
た。

具体的にはＣｕ板にＮｉメッキを５００　μｍ以上の厚
さで施し、この旧メッキ層を対象に狭幅の縦溝を化学腐
食によって形成し、その後、より硬質のＮｉ−Ｐおよび
／またばＣｒメッキを施すのである。

よって、ここに本発明の要旨とするところは、鋼の連続
鋳造鋳型の内壁をｔｊｔ成する、溶鋼と接触する銅板に
； （ｉ）Ｎｉメッキを５００μｍ以上の厚みに付与する（
ｉｉ）得られたＮｉメ・ツキ層に化学腐食により、縦溝
を加工すること、および （ｉｉｉ　）さらにかくして得られた縦溝にＮｉ−Ｐメ
ッキおよびＣｒメッキの１種または２種を２０μｍ以上
の厚みつけること から成ることを特徴とする、緩冷却を目的とした連続鋳
造用鋳型の製法である。

ここに、上記Ｎｉメッキ、Ｎｉ−ＰメッキおよびＣｒメ
、ツキは慣用のもののうちから適宜選択すれば良く、特
に制限はない。いずれも硫酸酸性浴を使っであるいはさ
らにフッ化物を組合せた浴を使って電気メッキを行って
もよい。いわゆる無電気メッキも利用可能であるが、厚
メッキをすることから、電気メッキのほうが好ましい。

また、ニッケルメッキ層の化学腐食は好ましくは幅７５
０μｍ以下、深さ６０μｍ以上の縦溝を加工する関係上
、ホトエツチング法を利用するのが好ましい。腐食液と
しては例えばＦｅＣ／＋３溶液が利用できる。必要によ
り電解腐食を併用してもよい。

（作用） 次に、添付図面によって本発明をさらに説明すであり、
図中、銅製鋳型内面２に、縦溝（図示せず）を加工しで
ある。浸漬ノズル３から鋳型１に注入された溶鋼は上部
をモールドパウダー４でフわれ、緩冷却が行われている
。第２図に鋳型内面の横断面部分図を示す。縦溝５は鋳
型内面２に長手方向に好ましくは規則的に設けられ、そ
の断面形状は前述のようにモールドパウダーの流入を阻
止する一方空気の流入を許す程度とする。図中、凸部６
が溶鋼との接触部を構成しこの部分を経て抜熱される。

本発明にあっては、この１１４を付与する範囲は、好ま
しくは鋳型上端から３００＋ｎｍ以内の鋳型内表面領域
で、また縦溝の幅Ｗは２５０〜７５０μｍで、溝の深さ
Ｄば６０〜３００μｍであって、これらの縦溝の占める
面積率が２０〜９０％、好ましくは４０〜９０％となる
ように開整する。なお、この面積率は縦溝の設けられて
いる領域でのそれで、鋳型内表面全体の領域に対するも
のではない。

第３図（Ａ）は従来法による表面メッキ層の形成方法を
模式的に示す説明図であり、第３図（Ｂ）は同じく本発
明によるそれである。

第３図（Ａ）に示す場合にあって、銅板２０に化学工・
ノチングをして、深さβ１、幅ｄ工のｐｍ　２１を加工
し、その後Ｎｉ厚メッキ（厚さ５００μｍ以上）と、Ｎ
ｉ＋Ｐ、Ｃｒメッキを順次施して、最終的に深さ１２、
幅ｄ２の溝が形成される。

一方、第３図（Ｂ）に示す場合にあっては、本発明にし
たがって、銅板２６にＮｉ厚メッキ（厚さ５００μｍ以
上）した後、このＮｉメ・ツキ層２７に深さ２１、幅ｄ
１の化学腐食を施し、そのｉ＆Ｎｉ＋ＰおよびＣｒメッ
キを順次施し、最終的に深さり２、幅ｄ２の溝が形成さ
れる。

第４図に、上述の第３図（Ａ）および第３図（Ｂ）にそ
れぞれ対応するケースＡおよびケースＢの場合における
それぞれ溝の深さの変化を示す。

ケースＢの場合では（図中、白丸で示す）、元の溝深さ
がほぼ維持されているのに対し、ケースＡの場合では（
図中、白三角で示す）、半分以下となっているのが分か
る。

溝の幅寸法に関しては、同じく第５図にグラフで示すよ
うに、ケースＡの場合（図中、白丸で示す）、すなわち
銅板に溝を腐食形成させた後、Ｎｉメッキを施すと溝幅
は元の形状よりも２倍以上に拡がる。これに対して本発
明方法によるケースＢの場合ではく図中、白三角で示す
）、元の溝幅が保存されているのがよく分かる。

以上のように、緩冷却のための所定の縦溝形状を得るた
めには、Ｎｉ＃、メッキに５００．＋ｚｍ以上施した後
に、Ｎｉに腐食法により溝をつける方法が有効であるこ
とが分かる。ここでＮｉメッキ厚さを５００μｍ以上と
したのは、溝の深さが５００μｍ程度になる場合にあっ
ても、銅板の素地を露出さ−ヒ・ないためである。

また、Ｎｉメッキに溝加工をした後、Ｎｉ＋ＰとＣｒメ
ッキ、あるいはどちらか１種をメッキする場合の、メッ
キ厚みは表面層の焼付きを防ぐためのもの士あって、２
０μｍ以上の厚みがあれば充分である。特にこの点につ
いては制限はない。

次に実施例によって本発明をさらに説明する。

夫止ガ 短辺２５０ｍｍ　、長辺１６００ｍｍ、深さ７００ｍｍ
の水冷銅鋳型の内面に、鋳型上端から３００ｍｍ以内の
範囲全面に、次の２種類の方法で縦溝を付与した。

プロセス１　（比較例）： 銅板に化学腐食（腐食液：ＦｅＣｌ３溶液）によいで、
これに硫酸浴を使った電気メッキによりＮｉメッキ（厚
さ１１Ｉ１ｍ）、ならびに同じく電気メッキによるＮｒ
＋Ｐ、Ｃｒメッキを計３５μｍ厚まで施した。

プロセス■（本発明例）： 銅板に硫酸浴を使った電気メツキ法によりＮｉメッキ（
厚さ１ｍｍ）を行い、次いでＦｅ（１！３溶液を使った
化学腐食により溝深さ２８０　μｍ、幅５００μｍの溝
を形成した。このうえにＮｉ＋ＰおよびＣｒメッキを同
じく電気メッキにより合計３５μｍの厚さで施した。

両者の方法について、表面あらさ計で表面凹凸を測定し
た結果を第６図に示す。プロセスＩの場合は、深さが３
００　μｍから１５０　μｍにまで減少しているが、本
発明に係るプロセス■では、２８０μｍから２７０１１
ｍへと渦の形状がほとんど変わっていない。

狭」訓 上記実施例でｉＭた２つの鋳型と、従来の溝の全くつけ
ていない鋳型、これら３種類を用いて実際に連続鋳造を
行った。１２．５ｍ　Ｒの弯曲型２ストラ−）　Ｌ′　
−フ　、・Ｉ　−ノｒｗ　　Ｉ−Ｊ／１　　　ヶな　１
　主ノ管　二手←ト二土４Ｌツノ１．六−ドロ　ロ１し
た。

第２表に、各々の鋳型を用いた場合の、用鋳型表面縦割
れ指数を示す。

通常の溝がない鋳型およびプロセス■で加工した鋳型の
場合、縦割れは全住人であったが、本発明の方法で製作
した鋳型では縦割れは、はぼなくなっている。

第１表 第２表

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る鋳型の略式斜視図；第２図は、
鋳型内壁の一部横断面図； 第３図（Ａ）およびＣＢ）は従来法および本発明方法に
よる鋳型溝成形を模式的に示す説明図；第４図は従来法
および本発明方法における腐食後の溝深さと最終的溝深
さとの関係を示すグラフ；第５図は同じく溝幅について
の第４図と同様のグラフ：および 第６図は、実施例におけるプロセス１およびＨのそれぞ
れについての溝形状を模式的に示す説明図である。 １：鋳型　　　　　　２：＃型内面 ３：浸漬ノズル　　　４：モールドパウダー出願人　　
住友金属工業株式会社 代理人　　弁理士　広　瀬　章　−（他１名）見／図 尾４閣 唱ち゛１１；、有Ｍ　二￥づ　ノｌ（μ綱）手続？Ｃ甫
正書（方式） 昭和６０年　４月３　日 特許庁長官　　志　賀　　学　殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第２５０２２４号 ２、発明の名称 連続鋳造用鋳型の製法 ３、順正をする者 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　（２１１）住友金属工業株式会社４、代理人 ６浦正の対象　　　明細書の発明の詳細な説明の（闇補
正の内容 （１）明細書第２頁末行〜第３頁２行にｒ　Ｈａｎｄ−
ｂｕｃｈ、、、、、　（Ｄｕｓｓｅｌｄｏｒｆ）発行」
とあるのを「ハンドブノフ・デス・シエトラングギーセ
ンス（Ｈａｎｄｂｕｃｈｄｅｓ　Ｓｔｒａｎｇｇｉｅｓ
ｓｅｎｓ）　、　Ｏｒ、　Ｅｒｈａｒｄ　Ｈｅｒｍａｎ
ｎ著、＾ｌｕｍｉｎｉｕｍ−Ｖｅｒｌａｇ　ＧｍｂＨ（
西ドイツ、ジュノセルドルフ）発行」に訂正する。 （２）同第３頁６行目にｒｓｔｅｅｌ　ｉｎ　Ｅｎｇｌ
ｉｓｈＪとあるのを「スチール・イン・イングリソシュ
（Ｓｔｅｅｌｉｎ　Ｅｎｇｌｉｓｈ）　ｊに訂正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 鋼の連続鋳造用鋳型の内壁を構成する、溶鋼と接触する
   銅板に； （ｉ）Ｎｉメッキを５００μｍ以上の厚みに付与するこ
   と、 （ｉｉ）得られたＮｉメッキ層に化学腐食により、縦溝
   を加工すること、および （ｉｉｉ）さらにかくして得られた縦溝にＮｉ−Ｐメッ
   キおよびＣｒメッキの１種または２種を２０μｍ以上の
   厚みにつけること から成ることを特徴とする、緩冷却を目的とした連続鋳
   造用鋳型の製法。