JP4348334B2 - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents

Description

本発明は、電磁コイルを有し、安定的に電磁力を鋳型内の溶融金属に印加する連続鋳造装置において、鋳片の幅が可変である連続鋳造用鋳型に関する。

溶融金属の連続鋳造技術において、溶融金属の湯面の安定化、連続鋳造した鋳片表面の平滑化、及び鋳造速度の高速化を達成するために、鋳造時に電磁力を利用する技術が開発されている。
例えば、特開昭５２−３２８２４号公報には、図１１に示すように、鋳型３１を包囲するように配置され、耐火物で絶縁された通電コイル３５に交流電流を供給して、溶融金属３２のメニスカス部３３を湾曲させ、パウダー３４の流入を促すとともに、初期凝固における鋳型と鋳片との接触圧を軽減することにより、表面性状の向上を図る方法が開示されている。しかし、この方法では、電磁コイルによって付与される交流磁場により、鋳型を構成する冷却銅板に誘導電流が誘起され、その表面効果によって鋳型内の溶融金属に付与されるべき磁場が減衰するという問題があった。
また、連続鋳造用鋳型内の磁場の減衰を抑制し、電磁効果を更に向上させるために、特開平０５−１５９４９号公報には、図１０に示すように内部水冷構造の金属製鋳型３１と、この鋳型を周回して高周波電流を通す電磁コイル３５とを備えた金属の連続鋳造装置が開示されている。この連続鋳造装置において、鋳型３１は、（ａ）鋳型の上部に、鋳型の上端までは達しない、鋳造方向に平行な複数のスリット３６により分割された内部冷却可能な構造のセグメント部分３７を有するか、あるいは（ｂ）鋳型の上部に、鋳造方向に平行な複数のスリット３６により分割された内部冷却可能なセグメント３７部分と、このセグメント部分を連結する複数の桁を有するものであり、電磁コイル３５がセグメント部分を周回するように配置されている。なお、溶融金属は、浸漬ノズル３８から鋳型内に供給される。
しかし、このようなスリットを設けた鋳型では、バックプレートなどで補強することができないため剛性が劣り、鋳型に熱変形が生じやすく、スラブなどの大断面を有する鋳片を鋳造する鋳型には適用することが困難であった。これらの点を解決するために、特開２０００−２４６３９７号公報には、図９に示すように、連続鋳造鋳型内のメニスカス初期凝固部付近の溶融金属に前記鋳型壁に直角な方向に電磁力を印加させる溶融金属の連続鋳造装置が開示されている。
この連続鋳造用鋳型３１は、外周面に交流電流を通電する電磁コイル３５、１対の第１の冷却銅板３９と非磁性のステンレス鋼からなる第１のバックプレート４１、１対の第２の冷却銅板４０と非磁性のステンレス鋼からなる第２のバックプレート４２、及び絶縁物４６を含む複数の分割冷却部からなる。それぞれの第１の冷却銅板３９と第２の冷却銅板４０は、鋳造面４９と反対側の面に少なくとも１つの溝を有し、それぞれの第１バックプレート４１及び第２のバックプレート４２によって溝を有する面側を締結ボルト４４を用いて密閉固定している。なお、冷却銅板とバックプレートの間にはシール物４７が介装されている。これにより、冷却銅板の溝とバックプレートは冷却通路４３を形成する。
また、第１の冷却銅板３９と第２の冷却銅板４０とは、絶縁物４６を介して電気的に絶縁されており、第１のバックプレート４１と第２のバックプレート４２とは、絶縁締結ボルト４５により電気的に互いに絶縁された状態で締結されている。この方法により、電磁力のロスを低減できるとともに、鋳型の各辺の全長を単位として分割することによって、加工精度、組み立て精度を確保できるという利点がある。
しかし、短辺側である第１の冷却銅板が、長辺側である第２の冷却銅板に挟まれ、冷却銅板１と冷却銅板２の合わせ面４８に絶縁物を有する鋳型において、冷却銅板１をスライドさせて鋳片の幅を変更すると、合わせ面での摩擦、異物のかみこみにより、絶縁物が損傷、脱落する可能性がある。従って、鋳造の初期は絶縁を保つことが可能であるが、幅変更等の操業を繰り返すと、絶縁能力が低下し、所定の電磁力を印加できなくなるという問題が懸念される。
一般的な幅変更可能な鋳型においては、銅板間に擦り傷防止のために、テフロン（登録商標）等の絶縁物を挟み込む場合もあるが、絶縁が目的ではなく、電気的には銅板が部分的に接触しており、この部位の絶縁抵抗だけでは、所定の電磁力を印加するのは難しい。

本発明は、電磁コイルを有し、安定的に電磁力を鋳型内の溶融金属に印加する連続鋳造装置において、鋳片の幅が可変であり、長期にわたり良質の鋳片を得ることができる連続鋳造用鋳型を提供するものである。
本発明は、上記課題に鑑み、移動可能な冷却銅板とそれを挟み込む冷却銅板との間は電気的に導通させ、移動可能な冷却銅板を移動させて鋳片の幅を変更する際に、連続鋳造用鋳型の周方向における絶縁能力の低下を防止するものであり、その要旨は、以下のとおりである。
（１）連続鋳造鋳型内の溶融金属のメニスカス近傍において、溶融金属に前記鋳型内壁に直角な方向の電磁力を印加させる電磁コイルを有し、１対の第１の冷却銅板には１対の第１のバックプレートが、１対の第２の冷却銅板には１対の第２のバックプレートがそれぞれ組み合わされ、１対の第１の冷却銅板と第１のバックプレートが、１対の第２の冷却銅板と第２のバックプレートに移動可能に挟まれて構成される連続鋳造用鋳型において、
１対の第１の冷却銅板が、１対の第２の冷却銅板に電気的に絶縁されず導通した状態で挟まれていることを特徴とする連続鋳造用鋳型。
（２）前記１対の第１の冷却銅板および１対の第２の冷却銅板のいずれか一方または双方が、板幅方向に２つ以上に分割され、かつ分割部が電気的に絶縁されて接触することを特徴とする（１）に記載の連続鋳造用鋳型。
（３）前記２つ以上に分割された冷却銅板と組み合わされたバックプレートは、２つ以上に分割された冷却銅板とは非接触または電気的に絶縁されていることを特徴とする（２）記載の連続鋳造用鋳型。
（４）前記冷却銅板が、鋳造方向に平行に分割されたことを特徴とする（２）または（３）記載の連続鋳造用鋳型。
（５）前記冷却銅板が、鋳造方向から５°以下傾斜して分割されたことを特徴とする（２）または（３）に記載の連続鋳造用鋳型。
（６）前記冷却銅板の分割部に、厚みが１０μｍ〜１ｍｍの絶縁物を設けることを特徴とする（２）または（３）に記載の連続鋳造用鋳型。
（７）前記冷却銅板の分割部に、電気絶縁性のセラミックスプレート又はコーティングにより形成されたセラミックスからなる絶縁物を設けることを特徴とする（２）または（３）に記載の連続鋳造用鋳型。
（８）前記冷却銅板の分割部に、酸化物系セラミックス、マイカ板、セラミックスファイバー成形体、樹脂の何れか１以上からなる絶縁物を設けることを特徴とする（２）または（３）に記載の連続鋳造用鋳型。
（９）前記分割された冷却銅板とそれと組み合わされるバックプレートとの間に、電気絶縁性のセラミックスプレート又はコーティングにより形成されたセラミックスからなる絶縁物を設けることを特徴とする（３）に記載の連続鋳造用鋳型。
（１０）前記分割された冷却銅板とそれと組み合わされるバックプレートとの間に、酸化物系セラミックス、マイカ板、セラミックスファイバー成形体、樹脂の何れか１以上からなる絶縁物を設けることを特徴とする（３）に記載の連続鋳造用鋳型。
（１１）前記第１のバックプレートがステンレス鋼、銅、銅合金の何れか１つからなることを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項に記載の連続鋳造用鋳型。
（１２）前記１対の第１のバックプレートと、前記１対の第２の冷却銅板および１対の第２のバックプレートとは非接触または電気的に絶縁されていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の連続鋳造鋳型。
（１３）前記１対の第２のバックプレートは、互いに非接触または電気的に絶縁されていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の連続鋳造鋳型。
（１４）前記冷却銅板の分割部が、該冷却銅板の鋳造方向の上端から下端のまでの間の一部分であることを特徴とする（２）または（３）に記載の連続鋳造用鋳型。

図１は、本発明の連続鋳造用鋳型を模式的に示した斜視図である。
図２は、本発明の連続鋳造用鋳型を模式的に示した水平断面図である。
図３は、本発明の連続鋳造鋳型の絶縁状態計測方法を示す図である。
図４は、本発明の連続鋳造鋳型における鋳造時間と絶縁抵抗値との関係を示す図である。
図５は、本発明の連続鋳造鋳型における第１の冷却銅板の分割部の絶縁物厚みと第１の冷却銅板の中央部の凝固遅れ率との関係を示す図である。
図６は、本発明の連続鋳造鋳型における第１の冷却銅板の分割部が鋳造方向に対して非平行に設置された鋳型の模式図である。
図７（ａ）は、冷却銅板の分割部が冷却銅板の鋳造方向の上端部から下端部まで設けられている例を示す模式図である。
図７（ｂ）は、冷却銅板の分割部が冷却銅板の鋳造方向の下端部ｂを残して上端部から設けられている例を示す模式図である。
図７（ｃ）は、冷却銅板の分割部が冷却銅板の鋳造方向の上端部ａを残して下端部まで設けられている例を示す模式図である。
図７（ｄ）は、冷却銅板の分割部が冷却銅板の鋳造方向の上端部ａおよび下端部ｂを残して中間部に設けられている例を示す模式図である。
図８は、本発明の連続鋳造鋳型における第１の冷却銅板の変形による分割部の隙間を示す模式図である。
図９は、分割部に絶縁物を設けた従来の連続鋳造用鋳型の水平断面図である。
図１０は、上部にスリットを有する従来の連続鋳造用鋳型の水平断面図である。
図１１は、電磁力を付与する連続鋳造技術を示す模式図である。

図１は、本発明の連続鋳造用鋳型の組立概念を模式的に示す斜視図であり、図２は、本発明の連続鋳造用鋳型を模式的に示した水平断面の概略図である。図１及び２において、本発明の連続鋳造用鋳型は、一対の対向する第１の冷却銅板１と、これを挟んで対向する一対の第２の冷却銅板２により鋳型壁面が構成されている。第１の冷却銅板１は鋳型の短辺側であり、第２の冷却銅板の間を移動可能である。また、第２の冷却銅板２は鋳型の長辺側であり、固定されている。この鋳型の周囲には、鋳型内の溶融金属のメニスカス近傍において、溶融金属に鋳型内壁に直角な方向の電磁力を印加するための電磁コイル８が設けられている。
さらに、第１の冷却銅板１と第２の冷却銅板２は金属接触し、電気的には導通している。これは、第１の冷却銅板と第２の冷却銅板との接触部分が絶縁されたり導通したりと変化する場合、銅板に流れる誘導電流が変化し、溶鋼に印加される電磁力が不安定になる。これによってメニスカス形状が不安定になり、ブレークアウト等の危険性も考えられる。したがって、この部分は鋳造中に完全に絶縁されているか完全に導通しているかのいずれかでなければならない。この接触部分を絶縁しようとした場合、その絶縁皮膜は第１の冷却銅板と第１のバックプレートの移動に伴う摩耗や異物のかみこみによって破損が免れず、導通か絶縁かが安定しない。逆に、第１の冷却銅板と第２の冷却銅板との接触面積は電気的に導通させるためには十分広いので導通させた方が鋳造が安定する。
更に、これらの冷却銅板の外側、即ち冷却銅板の溶鋼と接する側と反対側には、第１の冷却銅板１と組み合わされてこれを支持する一対のバックプレート３と、第２の冷却銅板２と組み合わされて、これを支持する第２のバックプレート４が設けられる。更に、第１の冷却銅板１は板幅方向に２分割され、分割面には絶縁物５が設けられるのが好ましい。
これは冷却銅板に流れる誘導電流が少なくなり、磁場の減衰が小さくなるためである。冷却銅板を分割する場合、第２の冷却銅板も分割しても良いが、第２の冷却銅板（長辺側）を分割した場合、鋳片に凝固不均一と鋳型拘束に伴う割れが発生しやすく、鋳型の剛性も低下する。そこで、以下の説明では、鋳型の短辺側である第１の冷却銅板を分割した例を示すが、鋳型の長辺側である第２の冷却銅板を分割した場合も同様である。
第１の冷却銅板１は、鋳造方向に平行に分割しても良いが、分割して絶縁物を設けた部位の温度が高くなり、その部分のスラブの凝固が不十分になる。これを回避するには、鋳型を鋳造方向に傾斜して分割することが有効であり、鋳型の分割の方向と鋳造方向との角度θが、
θ＞ｔａｎ^−１Ａ
を満足することが好ましい。ここで、Ａは絶縁物の厚みを１００ｍｍで除した値である。これは、メニスカス近傍の、鋳造方向に１００ｍｍ程度の範囲で、凝固の不均一が鋳片の割れ等に最も影響を及ぼすためである。即ち、鋳片が鋳造方向の１００ｍｍを通過する際に、絶縁物から外れない部分を無くすこと、すなわち、鋳片が鋳造方向に１００ｍｍ進む間に、絶縁物の上しか通らないような鋳片上の点をなくすことが好ましいためである。
また、鋳型の分割の方向と鋳造方向との角度の上限は、第１の冷却銅板１と第１のバックプレート３を締結するボルトの板幅方向ピッチで規定される。通常の鋳型のボルトピッチ以内で傾きをつけた場合の最大角度が５°となる。
図７（ａ）〜図７（ｄ）は、冷却銅板の分割部の形成例を示す模式図であり、図７（ａ）は、分割部が冷却銅板の鋳造方向の上端部から下端部まで設けられている例を、図７（ｂ）は、分割部が冷却銅板の鋳造方向の下端部ｂを残して上端部から設けられている例を、図７（ｃ）は、分割部が冷却銅板の鋳造方向の上端部ａを残して下端部まで設けられている例を、図７（ｄ）は、分割部が冷却銅板の鋳造方向の上端部ａおよび下端部ｂを残して中間部に設けられている例を、それぞれ示している。
冷却銅板を分割する場合、分割部は、冷却銅板の鋳造方向の上端から下端まで完全に分割する（図７（ａ））ことが好ましいが、鋳造方向の一部分だけを分割した場合でも電磁力の減衰を抑制することが出来る。その際には、図７に示すように、鋳型の下端から長さＢの下端部だけ残しその上部を分割する方法（図７（ｂ））、鋳型の上端から長さＡの上端部だけ残し、その下部を分割する方法（図１１（ｃ））、鋳型の上端から長さＡの上端部、下端から長さＢの下端部残し、分割部を長さＣの中間部とする方法（図７（ｄ））などがある。コイル設置位置±２００ｍｍ程度の範囲で冷却銅板が分割されていれば、磁場の減衰は小さく抑えることが可能である。冷却銅板の上端から下端まで完全に分割すると、鋳型の剛性が低下するが、一部分を分割せず結合されたままで残すことで、冷却銅板の熱変形に対する強度を高めることが可能である。さらに、下端部のみを残す方法（図７（ｂ））の利点は、鋳型の下端部は鋳造使用により鋳片との接触で摩耗するが、この部位に分割部を設けないことにより、摩耗の偏りが生じた場合でも分割部に段差が生じるのを避けることができることである。上端部のみを分割しない残す方法（図７（ｃ））は、鋳造中に溶鋼に盛られたパウダーが分割部に侵入しにくくする利点がある。図７（ｄ）の上端部と下端部を残す方法では、この両者の利点を生かすことが出来る。
磁場の減衰を抑制するために更に、短辺側の第１のバックプレート３と第１の冷却銅板１は、絶縁物６を介して絶縁され、第１のバックプレート３と第１の冷却銅板１とのボルトによる締結部も絶縁スリーブと絶縁ワッシャーにより絶縁されているのが好ましい。
これは、第１の冷却銅板１と第１のバックプレート３とを電気的に絶縁されずに組み合わされると、冷却銅板を流れた誘導電流がバックプレートを介して流れることになり、磁場が減衰する可能性があるためである。
長辺側の第２の冷却銅板２は、電磁力の浸透性に優れる電気伝導度を小さくしたＣｒ，Ｚｒ，Ａｌを添加した銅合金からなることが好ましい。また、冷却銅板の銅合金の厚みを薄くすることで電磁力浸透性を向上させることが可能であるが、バックプレートとボルトで締結するには、冷却銅板の厚みを１０ｍｍ以上にすることが必要である。また、冷却銅板の銅合金の厚みの上限は、研削代を考慮すると、６０ｍｍ以下であることが好ましい。
短辺側の第１の冷却銅板１は、分割構造とした場合、冷却構造および鋳型の剛性を考慮して、長辺側の第２の冷却銅板２よりも厚みを厚くしても良い。また、短辺側の第１の冷却銅板１は、厚みを厚くしても、磁場の減衰は小さい。
第１のバックプレート３は、第２の冷却銅板２および第２のバックプレート４と非接触あるいは、絶縁物を介して電気的に絶縁されているのが好ましい。
第１の冷却銅板１と第１のバックプレート３は、第２の冷却銅板２に挟まれて移動する際、第１の冷却銅板のみが第２の冷却銅板と接触していることが一般的であり、第１のバックプレート３は、長辺側の冷却銅板２およびバックプレート４と非接触であることが多い。
第２のバックプレート４は鋳造中の冷却銅板の変形を抑えるため、剛性を考慮する必要があり、例えば長辺側の幅が１ｍ以上であるスラブを鋳造する鋳型においては、厚みを４０ｍｍ以上とすることが好ましい。また、厚みが７０ｍｍ超では、バックプレートでの誘導電流による磁場の損失が大きくなるため、７０ｍｍ以下とすることが好ましい。
また、第１の冷却銅板１および第１のバックプレート３を第２の冷却銅板２および第２のバックプレート４で挟み込むために、第２のバックプレート４同士をクランプボルト等で締結する場合があるが、その際は、バックプレート間にクランプボルトを介して誘導電流が流れることを防止するために、クランプボルトを絶縁するのが好ましい。つまり、第２のバックプレート４同士は非接触あるいはボルト等で締結される際には電気的に絶縁されていることが好ましい。同様に、第１の冷却銅板１と組み合わされる第１のバックプレート３は、誘導電流が流れないように、第２の冷却銅板２および第２の冷却銅板と組み合わされる第２のバックプレート４とは非接触あるいは電気的に絶縁されていることが好ましい。
なお、本発明において、絶縁物とは、電気的に絶縁するものをいう。絶縁物は、特に電気絶縁性のセラミックスプレート、コーティングにより形成されたセラミックス、酸化物系セラミックス、マイカ板、セラミックスファイバー成形体、樹脂などが好適である。
コーティングの方法としては、溶射、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、イオンプレーティング、スパッタリング等が好適である。酸化物系のセラミックスとしては、アルミナ系、ジルコニア系、イットリア系、マグネシア系のセラミックス等が好適である。樹脂の場合は、ナイロン、テフロン（登録商標）、ポリイミド等が好適である。
この絶縁物は、冷却銅板の分割部及び分割された冷却銅板とその分割された冷却銅板と組み合わされるバックプレートとの接触部に設けるものである。第１のバックプレートと第２の冷却銅板が接触する場合には、この絶縁物を設けることが好ましいが、第１のバックプレートの移動により剥離する可能性もあるため、非接触とすることが好ましい。
冷却銅板の分割部の絶縁物の厚みは、絶縁性を確保するためには、１０μｍ以上とすることが好ましく、鋳造初期の溶鋼のさしこみを抑えるために、１ｍｍ以下にするのが好ましい。冷却銅板の分割部の絶縁物としてコーティングを用いる場合は、分割面の冷却銅板の片側あるいは両側に絶縁物をコーティングし、絶縁物の総厚みが１ｍｍ以下の場合は、さらに他の絶縁物を挟み込むことも可能である。
分割された冷却銅板とそれと組み合わされるバックプレートとの間の絶縁物の厚みは、絶縁性を確保するためにも冷却銅板の分割部と同様に、１０μｍ以上とすることが好ましい。分割された冷却銅板をバックプレートに水平に段差なく取り付けるためには、間に設置する絶縁物が組み立て時に大きく変形しないことが好ましく、絶縁物が弾性体で大きく変形する場合は厚みを薄くするのが良い。
また、バックプレートの材質の違いで、磁場は変化し、バックプレートを非磁性のステンレスとした場合は鋳型内の電磁場の減衰が小さい。即ち、鋳型での磁場減衰を抑えたい場合は、バックプレートを非磁性のステンレス鋼とすること好ましく、例えば、ＳＵＳ３０４系、ＳＵＳ３１６系、ＳＵＳ３１０系などが好適である。
一方、第１のバックプレート３を導電率の高い銅あるいは銅合金とすると鋳型内の電磁場が減衰する。これは、電気が流れやすい金属がコイルの内部に設置された場合は、そこに磁場を打ち消す方向に誘導電流が多く流れるためである。従って、短辺側である第１の冷却銅板近傍の磁場を減衰させたい場合は、第１のバックプレート３を導電率の高い銅又は銅合金とすることが好ましい。
また、第１のバックプレート３の厚みを厚くすることで電磁場を減衰させることも可能である。
更に、第１のバックプレート３の外側には、鋳片の幅を変更するためのシリンダー７が取り付けられている。
シリンダーは、鋳造中にオンラインで幅を自由に変更出来る方式が望ましく、油圧式の制御機構を有する構造が好ましい。更に、短辺の傾きを自在に変更出来る機構を有するためには、鋳造方向に２本のシリンダーを取り付けるのが好ましい。
このように構成された鋳型の外周には、鋳造時に鋳型内の溶融金属に交流磁場を与えるための交流電流を流すためのコイル８が設けられる。

第２の冷却銅板の板幅が１２００ｍｍ、第１の冷却銅板の板幅が２５０ｍｍであり、第１の冷却銅板を板幅中央部で２分割した鋳型を製作し、鋳造による絶縁低下を計測した。この鋳型には、絶縁状態の確認を目的として、交流コイルを設置せずに、鋳造後に第１の冷却銅板に図３に示したようにテスター９を用いて、２分割された冷却銅板間の電気抵抗を計測した。
鋳型の分割面の絶縁については、絶縁物の挟み込み、第１の冷却銅板を分割した界面の片側又は両面への絶縁膜の溶射、更に溶射と絶縁物の挟み込みを行い、各種の条件で計測した。絶縁物の厚みは、すべてのケースで、０．３ｍｍとした。絶縁物は、セラミックスプレート、マイカ板、セラミックスファイバー成形体、テフロン（登録商標）の挟み込み、アルミナ系、ジルコニア系、イットリア系、マグネシア系セラミックスの溶射を単独又は適宜組み合わせて行った。
抵抗値の経時変化の一例を図４に示す。図４の横軸は、鋳造時間を積算したものであり、鋳造の積算時間が短い鋳造初期の段階で、絶縁抵抗がやや低下するが、その後定常となり、１ＭΩ程度の抵抗値となった。また、絶縁物の種類や組合せの条件などによる絶縁抵抗の低下の傾向に違いは見られず、絶縁能力は鋳造時間２０時間で、１ＭΩ程度であった。
更に、冷却銅板１を鋳造方向に平行に分割した鋳型と、図６に示したように、分割部を鋳造方向に対して１°傾斜させた鋳型を作成し、絶縁物の厚みを変化させて同様の鋳造試験を行った。
結果を図５に示す。ここで、第１の冷却銅板の中央部の凝固遅れ率は、第１の冷却銅板の板幅方向の中央部の下端でのシェル厚とその部分を除く板幅方向の周辺のシェル厚との差を該周辺のシェル厚で除した値を百分率で示したものである。この第１の冷却銅板の板幅方向の中央部の凝固遅れ率が大きいほど、凝固遅れの程度が大きいことを示す。絶縁物の厚みが増し、１ｍｍを超えると、凝固遅れの程度が顕著になり、割れが生じた。この結果から、絶縁物の厚みは１ｍｍ以下が好ましいことがわかる。また、分割部を鋳造方向と非平行とし、１°傾斜させた場合、絶縁物の厚みが２ｍｍ程度でも、凝固遅れが改善した。
更に、分割部の冷却銅板変形についても計測し、合わせ面すなわち、冷却銅板の分割面および第１の冷却銅板と第２の冷却銅板の接触面、の開き量の経時変化を調査した。第１の冷却銅板の鋳造中の熱膨張を第２の冷却銅板で挟み込んで完全に拘束すると、図８に示す開き変形１０が生じることが分かった。第１の冷却銅板の挟み込みを両長辺間に設置したバネ構造付きのクランプボルト方式とした一般的なスラブ鋳型の場合、冷却銅板の塑性変形は軽減され、鋳造後の合わせ面の開き変形はほとんど生じなかった。
更に、前記鋳型に交流コイルを設置した鋳造試験も行った。電流印加中にメニスカス部が不安定になることはなく、ブレークアウトも生じなかった。

本発明の連続鋳造用鋳型は、電磁力を付与して溶融金属を連続鋳造する際、鋳型の繰り返し鋳造幅変更においても、鋳型の絶縁性の低下を防止でき、鋳型の長期使用に際しても、鋳型の絶縁性を安定して確保し、長期にわたって良質な鋳片を得ることができる。

Claims (14)

1. 連続鋳造鋳型内の溶融金属のメニスカス近傍において、溶融金属に前記鋳型内壁に直角な方向の電磁力を印加させる電磁コイルを有し、１対の第１の冷却銅板には１対の第１のバックプレートが、１対の第２の冷却銅板には１対の第２のバックプレートがそれぞれ組み合わされ、１対の第１の冷却銅板と第１のバックプレートが、１対の第２の冷却銅板と第２のバックプレートに移動可能に挟まれて構成される連続鋳造用鋳型において、
   １対の第１の冷却銅板が、１対の第２の冷却銅板に電気的に絶縁されず導通した状態で挟まれていることを特徴とする連続鋳造用鋳型。
2. 前記１対の第１の冷却銅板および１対の第２の冷却銅板のいずれか一方または双方が、板幅方向に２つ以上に分割され、かつ分割部が電気的に絶縁されて接触す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. 前記２つ以上に分割された冷却銅板と組み合わされたバックプレートは、２つ以上に分割された冷却銅板とは非接触または電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項２に記載の連続鋳造用鋳型。
4. 前記冷却銅板が、鋳造方向に平行に分割されたことを特徴とする請求項２または３に記載の連続鋳造用鋳型。
5. 前記冷却銅板が、鋳造方向から５°以下傾斜して分割されたことを特徴とする請求項２または３に記載の連続鋳造用鋳型。
6. 前記冷却銅板の分割部に、厚みが１０μｍ〜１ｍｍの絶縁物を設けることを特徴とする請求項２または３に記載の連続鋳造用鋳型。
7. 前記冷却銅板の分割部に、電気絶縁性のセラミックスプレート又はコーティングにより形成されたセラミックスからなる絶縁物を設けることを特徴とする請求項２または３に記載の連続鋳造用鋳型。
8. 前記冷却銅板の分割部に、酸化物系セラミックス、マイカ板、セラミックスファイバー成形体、樹脂の何れか１以上からなる絶縁物を設けることを特徴とする請求項２または３に記載の連続鋳造用鋳型。
9. 前記分割された冷却銅板とそれと組み合わされるバックプレートとの間に電気絶縁性のセラミックスプレート又はコーティングにより形成されたセラミックスからなる絶縁物を設けることを特徴とする請求項３に記載の連続鋳造用鋳型。
10. 前記分割された冷却銅板とそれと組み合わされるバックプレートとの間に、酸化物系セラミックス、マイカ板、セラミックスファイバー成形体、樹脂の何れか１以上からなる絶縁物を設けることを特徴とする請求項３に記載の連続鋳造用鋳型。
11. 第１のバックプレートがステンレス鋼、銅、銅合金の何れか１つからなることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の連続鋳造用鋳型。
12. 前記１対の第１のバックプレートと、前記１対の第２の冷却銅板および前記１対の第２のバックプレートとは非接触または電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の連続鋳造鋳型。
13. 前記１対の第２のバックプレートは、互いに非接触または電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の連続鋳造鋳型。
14. 前記冷却銅板の分割部が、該冷却銅板の鋳造方向の上端から下端のまでの間の一部分であることを特徴とする請求項２または３に記載の連続鋳造用鋳型。

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