JPS61289945A - 縦短鋼塊の緩冷却鋳型 - 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〉 この発明は縦方向長さが短い縦短鋼塊を表面割れを発生
させることなく鋳造し得る緩冷却鋳型に関するものであ
る。

〈従来技術とその問題点〉 この種の縦短鋼塊は、水平面における断面積が大きく高
さが低く、側面からの冷却に比して下面からの抜熱を主
体とした鋳型を使用し、この鋳型内に堰を設けて鋳込空
間を形成し、この鋳込空間を徐々に拡大しつつ溶鋼を鋳
込み、底面から上方に向って一方向に凝固させて製造さ
れる。このような縦短鋼塊は、最終凝固端を極く表面に
限定させることができ、中心偏析やザク欠陥などの問題
が改善されて鋼塊の内質的向上が図れるとともに歩留り
の向上も合せて期待できる。

従来のこの種の鋳型は、その底面（湯当り面）が機械加
工にて平滑に仕上げられており、堰と鋳型との摺動面の
摩擦を小さくシ、円滑な作動が行なえるようにされてい
る。しかしながら、このような鋳型で鋳造した鋳片は、
鋳型底面側に無数の割れが発生した。

この割れは第６図に示すような機構で割れており、拘束
割れとなっている。すなわち、溶鋼が鋳型に流入してい
く上で、何らかの原因によりエアギャップＧが鋳型底面
と溶鋼の間に生じると、その部分は他の部分と比較して
凝固シェルの生成が遅れる（抜熱が不均一となる）。こ
のように部分的にシェルの凝固が遅れた部分の近傍に鋳
型と溶鋼の焼付きが生じると、その部分は拘束され、凝
固途中に生じる収縮により、焼付いた部分間に引張応力
が生じ、不均一な成長をしている凝固シェルが破断し、
割れＣは凝固とともに進展する。

また、この現象は、エアギャップＧのみならず、異物が
起点となっている場合もあった。

さらに、鋳型の調整で数回の調整運転を行なう際、現場
環境あるいは堰耐火物から異物Ａが混入し、この異物Ａ
が鋳型と堰の摺動面に噛み込み、鋳型底面をこすり、筋
状の疵が発生する（第７図参照）。

この発明はこのような事情に鑑みて提案されたもので、
その目的は縦短鋼塊の拘束割れおよび異物による疵を防
止し得る緩冷却鋳型を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 この発明に係る緩冷却鋳型は、機械加工あるいは腐食溝
加工などにより縦横溝等を形成することによって、鋳型
底面に凹部を均等ｌこ配設し、熱伝導面積の減少と凹部
内空気の断熱により均Ｃス　　） −な緩冷却を行なうようにしたものであり、前記四部の
大きさは溶鋼が侵入しない程度とし、さらに、適当な抜
熱量が得られるように、これら四部の占める面積率が５
０〜７０チ古したものである。

〈実施例〉 以下この発明を図示する一実施例に基づいて説明する。

第１図に示すように、タンディツシュ１が所定の高さ位
置に設置され、水平面における断面積が大きく高さの低
い水平移動鋳型２がタンディツシュ１の下方に水平移動
可能に設けられている。

タンディツシュ１にはタンディツシュノズル３と、鋳型
内を仕切り可変の鋳込空間Ｓを形成する堰４が垂設され
、鋳込空間Ｓを徐々に拡大しつつ溶鋼を鋳込んで縦短鋼
塊を製造する。

このような水平移動鋳型２の底面２Ａに、第２図、第３
図に示すように、Ｖ字状の縦横溝５Ａ。

５Ｂを格子状に機械加工あるいは腐食加工することによ
り、凹部５を均等に配設し、抜熱のむらをなくすための
熱伝導面積の減少と凹部内空気の断熱による均一な緩冷
却を行ない、均一な初期凝固を得る。

この初期凝固シェルは、第４図に示すよう、に、凹部の
ないものに比べて薄くなる。そして、溶鋼と鋳型との間
にエアギャップが生じても、焼付面積が小さいなどから
若干のそりが生じるのみで生成するデンドライト（樹枝
状結晶）の長さはほぼ均一になり、不均一なシェルは生
成されない。

ここで、凹部を構成する溝５Ａ、５Ｂの幅は、溶鋼の表
面張力によって凹部に溶鋼が入らない限界値が１叫であ
り、さらに、小さいと機械加工ができないので、０．５
〜１．０祁の範囲とする。

また、深さは余り深くても意味がなく、異物Ａの大きさ
も考慮して０．５〜１．０閣とする。

さらに、凹部の占める面積比率は５０〜７０％とする。

５０チより小では抜熱量が多すぎ従来の溝なしに近い状
態となり、７０％より大では抜熱量が少なすぎて、均一
な初期凝固が得られないためである。

なお、凹部５は縦横溝５Ａ、５Ｂにより形成する例を示
したが、これに限らず独立した円形、矩形小孔あるいは
独立した溝などにより四部を構成してもよい。

溝の加工は、機械加工で充分に精度が出せるが、コスト
上の面から腐食溝加工でも充分な効果が得られる。施工
方法については、鋳型材質により任意に選ぶことが可能
である。

なお、これに限らず溶射モールドも考えられるが、加工
面積大により加工費が高くなり、溶射部の剥離により寿
命が短くランニングコストが高くなり、介在物の増加、
微小な割れ発生により品質が良くないなどの点で不利で
ある。

次に、緩冷却については連続鋳造の鋳型に採用されて既
に公知であるが（例えば特公昭５７−１１７３５号公報
）、本発明による緩冷却鋳型は以下に示すような差異が
ある。

（１）連続鋳造用の鋳型の溝は溶融パウダーのため０．
５陣以下の幅と深さが必要であり、加工に多大な労力が
必要である。すなわち、腐食溝加工あるいは特殊バイト
による機械加工が必要である。これに対して本発明では
通常用いられているバイトを用いて加工しても、充分な
精度が得られ、充分な効果が得られる。

（１１）連続鋳造の鋳型と違い、パウダーの溶融による
影響がないため、緩冷却の効果が充分得られる。また、
溶鋼の静鉄圧も小さいため、溝の中に溶鋼が入り、埋ま
るという現象もない。連続鋳造の鋳型では、溶融したパ
ウダーが、パウダーの種類によっては、溝を埋めてしま
い、緩冷却の効果が得られない。

（ｉｆｆ）　　接触面積が小さくなるため、焼付面積が
小さく、また凝固による収縮が生じた場合、スラブは若
干の反りが生じ、鋳型底面と鋳片は離れ、はぼ均一な条
件で凝固することになる。

連続鋳造の緩冷却鋳型でも同様の現象は起るが、通常の
連鋳ではオシレーションを行なうため、凝固シェルが内
側に倒れ込み、その部分はどうしても均一とはなりにく
いという欠点があるのに対しオシレーションを行なわな
い本発明による緩冷却鋳型は充分に性能を発揮する。

Ｑｖｌ　　加工費用が安い。

本発明の緩冷却鋳型は以上のように連鋳の緩冷却鋳型と
異なり、有利な点が多い。

さらに、第５図に示すように、本発明では異物Ａが存在
しても溝の中に入り、摺動部に噛み込むことがないとい
う利点がある。

〈具体的な実施例〉 本発明に係る溝幅０．７＋＋Ｉｍ、山幅１，３ｍ、深さ
０．８■の四部を有する緩冷却鋳型を用いて次のような
鋳造条件で鋳造を行ない、得られた鋳片に対して確性試
験を行なった。

■　鋳造条件 鋼種　　　ｃ　：　ｏ、１ｏ−ｏ、１ｓ　ｑｔｒ　　中
炭材鋳込速度　０，５〜Ｌｏｍ／ｍｉｎ 鋳込鋳片サイズ　ｔ２００Ｘｗ１０００ｘＬ４５００（
ａｍ）■　鋳造結果 Ｌ／／ 鋳造条件と鋳片の品質は特に相関がなく、鋳造条件の差
異は品質に影響はなかった。

鋳片底面側の欠陥（割れ）を、調査したが、問題となる
ような割れは全くなかった。鋳込初期の非定常部におい
て、若干の小さな欠陥が認められ、割れ部と思われる欠
陥部について、ミクロサンプルを切出し、検査したが割
れは全て（個数にして４〜５個であるが）１ｍｍ以下で
あり、圧延する際の加熱によるスケールで全てなくなっ
てしまう程度であり、従来に比べて大幅な改善が図られ
た。

■　凝固組織 凝固組織を調査するために、飽和ピクリン酸を煮沸させ
た中にサンプルを投入し、約１００℃程度で保持する事
により得られたデンドライトエッチを観察した結果、凝
固初期に生成するチル晶の長さは、はぼ全幅５冒程度で
あり、従来の鋳型で鋳造したそれが１０〜３ｍｍとばら
ついたのに対し、均一な凝固が図られている。

以上のように、本発明は品質的に優れた鋳片を得るのに
大いに効果があり、また、寿命も通算溶鋼量８０００ト
ン程度と充分であった。

また、異物の大きさは０．５〜１．０１１ｒＩｎ程度で
あり、溝の中に入り、鋳型底面に発生する筋状のひつか
き疵は従来の５％以下となり問題はなかった。

〈発明の効果〉 前述のとおりこの発明によれば鋳型底面に溝等の四部を
均等に配設しであるため、均一な緩冷却を行なうことが
でき、均一な初期凝固により鋼塊底面の拘束表面割れを
防止できる。

さらに、異物による筋状のかき疵もほとんど防止できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る鋳型の全体を示す概略断面図、
第２図、第３図は同様の部分平面図、部分断面図、第４
図はこの発明の初期凝固シェルを示す縦断面図、第５図
はこの発明における異物の状態を示す概略図、第６図（
Ａ）、（Ｂ）ｊ　（０）は従来のシェル生成過程を順に
示した縦断面図、第７図は従来の異物の噛み込みを示す
概略図である。 １・・タンディツシュ、２・・水平移動鋳型、６・・タ
ンディツシュノズル　４ａ・堰、５・−凹部、５Ａ、５
Ｂ・・縦横溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水平面における断面積が大きく高さの低い鋳型で
   あって、 鋳型底面に凹部を均等に配設し、これら凹 部の占める面積比率が５０〜７０％であることを特徴と
   する縦短鋼塊の緩冷却鋳型。