JPH0120941B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水平連続鋳造用モールド装置に関し、
詳しくは、ブレークリングに形成された平坦面に
対応してモールドが分割設置されたモールド装置
に関する。これは、溶鋼を水平状態で連続鋳造す
る分野で利用されるものである。

〔従来技術〕

タンデイツシユに貯留された溶鋼をタンデイツ
シユノズルより流出させ、水平に配置されたモー
ルド内を通過する際の冷却により、ビレツトなど
を連続鋳造する装置においては、そのモールドの
入口側にブレークリングが取付けられている。そ
のブレークリングは、溶鋼のモールドにおける凝
固開始点を規定すると共にシエルの分離を促進す
るために用いられるもので、溶鋼の付着し難い緻
密な非孔質のものが採用される。それは、例えば
窒化ボロンなどのセラミツク材であつて、熱膨張
率が極めて小さい。一方、モールドは、溶鋼を冷
却する必要から熱伝導率の高い銅やその合金で作
られているので、熱膨張率が大きい。その結果、
モールドに嵌入するなどして設けられるブレーク
リングの熱膨張量とに差が生じて、ブレークリン
グとモールドの密着度が低下し、溶鋼のシール性
が阻害される。

それを解消するために、第５図に示すように、
モールド３１の入口側とブレークリング３２のモ
ールド側とをテーパ状に形成し、ブレークリング
３２をモールド３１に嵌め込ような形式を採用し
ている場合がある。これによれば、熱膨張量に差
が生じて密着度が低下しても、モールド３１をそ
の軸線に沿つてブレークリング方向に移動させれ
ば、再び溶鋼のシールを確保することができる。

ところで、ブレークリングは上述した機能を発
揮するが、端面に形成される凝固シエルの浸蝕に
より消耗が激しい。とりわけ、溶鋼が凝固を開始
する側において著しく、ハツチングで示す部分Ｎ
が消耗し、その間に生じたモールドとの隙間に溶
鋼が食い込む。その結果、鋳片を引く際にちぎれ
が生じて欠陥製品となり、ブレークリングもそれ
以上使用できなくなる。現状では耐用時間はせい
ぜい４〜５時間程度であり、ブレークリングの耐
用限度の如何が連鋳装置の稼働効率を大きく支配
する。なお、テーパ面の製作精度には極めて高い
ものが要求され、ブレークリングにおけるその面
加工は容易でなく、高価なものとなる欠点があ
る。ちなみに、テーパ面のないブレークリングで
モールドの端面に当てる形式のものもあるが、同
様の消耗とそれによる凝固開始点の荒れを回避す
ることができない問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題に鑑みなされたもので、そ
の目的は、消耗するブレークリングの耐用時間の
増長と鋳造品の品質の向上を図ると共に、高級な
成形と加工を必要とするブレークリングの製作を
容易なものとすることができる水平連続鋳造用モ
ールド装置を提供することである。

〔発明の構成〕

本発明の水平連続鋳造用モールド装置の特徴を
第１図にしたがつて説明すると、ブレークリング
６の外面にモールド２の軸方向に延びる複数の平
坦面１２が形成され、その各平坦面に対応してモ
ールドが分割設置され、各モールド２Ａ，２Ｂ…
はその背後に設けられたモールド固定フレーム１
３に支持され、全モールドがブレークリング６を
挟圧保持するための弾発支持部材２０が設けられ
ていることである。また、第２の発明は、上述の
構成に加えて、モールドの全部または一部がブレ
ークリング６の周方向に熱膨張可能に配設されて
いることである。

〔実施例〕

以下に本発明をその実施例に基づいて詳細に説
明する。第２図はタンデイツシユノズル１にモー
ルド２が連通するように取付けられているモール
ド装置の断面図で、タンデイツシユ３内の溶鋼４
がモールド内で冷却されて鋳片５が形成されるよ
うになつている。本例では、モールド２の端面
に、非孔質のブレークリング６をモールドの軸方
向に押し付けると共にノズル１とのシールを確保
するための接続リング７が設けられ、それがリン
グ押え８を介してボルト９などでモールド２に一
体化されている。接続リング７は多孔性の安価な
セラミツク材であつて、ノズル部材１０との間の
シールを行なうため不定形耐火材１１を利用して
密着を図るものである。

ブレークリング６自体はフランジ部６ａとそれ
に続く筒部６ｂからなり、消耗代を有する筒部の
外面にはモールド２の軸方向に延びる平坦面１２
が形成されている。この面は筒部６ｂが矩形であ
れば、第１図に示すように４つの平坦面を有し、
その各面に対応してモールド２が分割して設置さ
れ、各分割モールド２Ａ，２Ｂ…は、ブレークリ
ングの筒部６ｂの周囲辺および全長に接触するよ
うに配置されている。各モールドの背後にはモー
ルド固定フレーム１３が設けられ、モールド２
Ａ，２Ｂ…の冷却水を給排するヘツダ１４を介し
て支持されている。そのヘツダはモールド２の軸
方向で分割モールドごとに前後２個所（第２図参
照）に設けられ、Ｏ―リング１５を介してモール
ドと水密構造になつている。なお、分割モールド
はブレークリング６の１辺よりも長く形成され、
それぞれの一端の外部側に設けられた凹部１６
が、ヘツダ１４に設けられた突起２６と係合され
ている。これは、分割モールド２Ａ，２Ｂ…とヘ
ツダ１４との一体化を図るだけでなくヘツダに対
して、分割モールドがブレークリング６の周囲辺
に沿つた一方向のみへの熱膨張変位を可能にする
ためである。したがつて、本例では分割モールド
の右端内面Ｐがそれの右側に隣り合うモールドの
左端面Ｑに接触するような卍状の配置とされてい
る。

このような分割モールド２Ａ，２Ｂ…を支持し
ているヘツダ１４には、モールド固定フレーム１
３に取付けるための支持突起１７が両側に設けら
れている。一方の突起にはボルト１８が挿通さ
れ、ヘツダ１４のブレークリング寄りへの迫出し
量を規定し、それを固定するナツト１９が取付け
られる。他方の突起には弾発支持部材としてのス
プリング２０が介在され、全分割モールドがブレ
ークリング６を挟圧保持する作用を発揮するよう
になつている。なお、タンデイツシユノズルは多
孔質耐火物で作られ、あまりモールドに近ければ
冷却されてその内面で凝固が進み鋳造が阻害され
るため、非孔質系の接続リング７が中間に用いら
れている。しかし、不定形耐火材との密着が可能
で、タンデイツシユとの接続部におけるシールが
可能であれば、接続リング７はなくてもよい。

このような構成の実施例によれば、以下のよう
にブレークリング６の消耗を許容しながら連続し
た操業を行なうことができる。

まず、モールド２にブレークリング６を取付け
る作業から説明する。第１図において、ヘツダ１
４Ａ，１４Ｂの迫出し量を定めてボルト１８の回
転をナツト１９で固定する。その２つのヘツダに
より支持される分割モールド２Ａ，２Ｂの内面
に、筒部６ｂの平坦面１２Ａ，１２Ｂが沿うよう
にブレークリング６を置く。そして、他の平坦面
に対向する分割モールド２Ｃ，２Ｄをブレークリ
ング６方向に迫り出させ、それぞれのヘツダ１４
Ｃ，１４Ｄのボルト１８を固定する。各ヘツダ１
４に取付けられているスプリング２０の弾発力が
作用して、各分割モールド２Ａ，２Ｂ…の内面が
ブレークリング６の外面に接触すると共に、相互
に力を及ぼしてブレークリングが挾持される。し
たがつて、ブレークリング６はモールド固定フレ
ーム１３のほぼ中心位置に支持される。

その状態で第２図に示すように接続リング７が
ブレークリング６のフランジ部６ａに当接され、
リング押え８により接続リング７が固定される
と、不定形耐火材１１を挟んでタンデイツシユノ
ズル１が当接され、タンデイツシユとモールド装
置との漏れのない接続が図られる。

タンデイツシユ３内の溶鋼４が、耐火物壁２１
に設けられたノズル１を介して流出すると、接続
リング７、ブレークリング６を介して溶鋼がモー
ルド２内に充満される。モールドには各分割モー
ルド２Ａ，２Ｂ…ごとに冷却水通路２２が形成さ
れ、タンデイツシユ寄りのヘツダ１４から分配さ
れる冷却水が他方のヘツダに向かつて流過する間
に、モールド内の溶鋼は冷却されて凝固を始め
る。ブレークリング６は非孔質であるので溶鋼の
凝固付着はなく、ブレークリングの外面端部とモ
ールド２との接触位置が溶鋼の凝固開始点Ｍとし
て規定され、モールドに近い部分から徐々に凝固
する。凝固した部分の鋳片５をストロークＬで間
欠的に引くと、連続した鋳造物が得られる。な
お、モールドの軸線に近い部分の凝固は遅れ、図
示したようなストロークごとの波形の凝固シエル
を形成しながら、それが引き抜き方向Ｒにいくに
したがつて小さくなつていく。

このような鋳造操作において、溶鋼から熱を受
けてブレークリング６および分割モールド２Ａ，
２Ｂ…がそれぞれ膨張する。モールド２は銅など
であり、300℃の温度上昇で300mm長に1.62mmの熱
膨張量が生じる。これに対して、窒化ボロンなど
のブレークリング６は、800℃の温度変化で300mm
長に0.24mmの膨張量となる。なお、前者を300℃
としているのは、冷却されて温度上昇幅が小さい
からである。したがつて、両者の熱膨張量には１
mm以上の差が生じることになるが、第１図のよう
に分割モールド２Ａ，２Ｂ…が卍状に配置されて
いると、ブレークリング６の辺に沿つてその膨張
量をボルト１８のない方向へ逃がすことができ
る。もちろん、分割モールド同志が干渉すること
はないし、ブレークリングとのシールを損なうな
どの弊害も生じない。ちなみに、モールド２はブ
レークリングのある内方向に迫り込むようにも膨
張もするが、モールドの厚みは例えば30mm程度で
あり、膨張による弊害はほとんど無視することが
できる。

ブレークリング６とモールド２の密着が保持さ
れた状態で鋳造が設けられると、鋳片の押戻しや
溶鋼の流動により、ブレークリング６の凝固開始
点Ｍ近傍が消耗する。その筒部６ｂが少々減少す
ることになるが、予め消耗代を考慮して長さが決
定されているので、ブレークリングとしての機能
が低下することはない。もちろん、モールド２の
冷却長さも予め見込まれているので、溶鋼の凝固
に支障が出ることもない。そして、その筒部６ｂ
における平坦面１２が各分割モールド２Ａ，２Ｂ
…に密着した状態に維持されるので、溶鋼がモー
ルドとの間に食い込むことはないし、鋳片を引く
とき鋳片がちぎれることもない。シール性が損な
われることなく、ただ凝固開始点がややノズル寄
りに移動するだけで鋳造に差し支えない。したが
つて、消耗代を大きく確保して消耗可能量を従来
の３〜４倍にすれば、それだけ耐用時間の大幅な
延長を実現することができる。なお、ブレークリ
ング６の交換は、各分割モールド２Ａ，２Ｂ…の
背後のヘツダ１４を固定するボルト１８を緩めれ
ば、ブレークリングの取出しは簡単に行なわれ
る。

第３図は異なる実施例で、ブレークリングが横
長な形状の場合の適用例である。本例は長い辺に
沿う分割モールド２２Ａ，２２Ｃを熱膨張可能
に、他の２つの分割モールド２２Ｂ，２２Ｄをブ
レークリング２３の短辺と同じ寸法にし、後者が
ブレークリング２３と共に長い分割モールド２２
Ａ，２２Ｃに挟まれるように配置されている。な
お、対向する分割モールドの一方はモールド固定
フレーム１３に固定され、他方が弾発支持部材の
スプリング２０により付勢され、その力によりブ
レークリング２３が挾持されるようになつてい
る。

この例においても、ブレークリング２３の筒部
に形成された平坦面２４を押圧できるので、ブレ
ークリングの端部が消耗しても、モールド２２と
の密着を確保でき、ブレークリングの少々の消耗
があつても鋳造を続けることができる。なお、非
孔質セラミツクのブレークリングは、その製造上
の問題から大きいものを製作することが容易でな
い。したがつて、図中に破線で示したような分割
体が採用される場合もあるが、隣接面における密
着さえ得られるように加工しておけば、弾発支持
部材による押圧作用で特に問題は生じない。ま
た、ブレークリング２３を流過した後の溶鋼はモ
ールド２２内で合流するので、ブレークリングに
設けられた幾つかの流通孔２５についても、円や
矩形など種々の形状を選択することができる。

第４図は他の実施例で、最初に述べた実施例の
ブレークリング６をさらに改良したものである。
前述のブレークリングでは、各モールド２Ａ，２
Ｂ…の間のシールをするための圧力とブレークリ
ング６とモールド２間のシールをするための圧力
とが同一であるために、ブレークリング６かモー
ルド２かどちらか剛性の大きい方が大きい圧力を
受けることになり易い。また、モールド２はブレ
ークリングのある内方向に迫り込むように膨張
し、たとえモールドの厚みが薄くて膨張による弊
害が小さいとしても、モールド２自体の厚み方向
の熱膨張があるので、どちらかのシールが悪くな
る可能性がある。実際には、ブレークリングの外
筒の寸法精度を保つたうえでブレークリング自体
の弾性、塑性変形に期待して解決するのである。
しかし、第４図の例によれば、ブレークリング６
の外筒面に、例えばＣ，BN，Siなどの繊維層２
８が無機接着剤で張り合されているので、モール
ド組立て時にその層を圧縮変形させてモールドと
ブレークリングとのシール性を向上させることが
できる。

このようなブレークリングによれば、その寸法
精度はそれ程要求されずに使用することができる
利点がある。さらに、ブレークリングとして弾
性、塑性の変形能の少ない硬いセラミツク例えば
窒化珪素やサイアロンなどを採用することが容易
となり、都合がよい。

なお、上述の実施例において、鋳片の形状とし
て矩形のものを例にして説明したが、分割モール
ドの配置によつてはビームブランクなどの特殊断
面のものを鋳造する場合にも、本発明を適用する
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上の実施例の説明から判るように、
ブレークリングの外面に平坦面が形成され、その
平坦面に対応する分割モールドがその背後に設け
られたモールド固定フレームで支持するようにし
たので、平坦面を形成する筒部を密着するように
してブレークリングを挾持できる。その結果、筒
部を長くして消耗代を確保し、ブレークリングの
耐用時間の増大を図ることができる。また、他の
発明においては、分割モールドの全部または一部
をブレークリングの辺方向に熱膨張可能に配設し
たので、熱膨張量に差が生じてモールドとの密着
が阻害されるといつたことが回避される。したが
つて、水平連続鋳造におけるブレークリングに関
する問題が解決され、実用的に多大の効果が発揮
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の水平連続鋳造用モールド装置
の断面図、第２図は第１図の―線矢視縦断面
図、第３図は異なる実施例の断面図、第４図はブ
レークリングのことなる実施例、第５図はブレー
クリングの取付け状態を示す従来図である。 １…タンデイツシユノズル、２，２２…モール
ド、２Ａ，２Ｂ…，２２Ａ，２２Ｂ……分割モー
ルド、６，２３…ブレークリング、１２，２４…
平坦面、１３…モールド固定フレーム、２０…弾
発支持部材（スプリング）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タンデイツシユノズルに連通するモールド
   に、ブレークリングが設けられている水平連続鋳
   造用モールド装置において、 前記ブレークリングの外面にモールドの軸方向
   に延びる複数の平坦面が形成され、その各平坦面
   に対応してモールドが分割設置され、各モールド
   はその背後に設けられたモールド固定フレームに
   支持され、全モールドがブレークリングを挟圧保
   持するための弾発支持部材が設けられていること
   を特徴とする水平連続鋳造用モールド装置。 ２ タンデイツシユノズルに連通するモールド
   に、ブレークリングが設けられている水平連続鋳
   造用モールド装置において、 前記ブレークリングの外面にモールドの軸方向
   に延びる複数の平坦面が形成され、その各平坦面
   に対応してモールドが分割設置され、その全部ま
   たは一部のモールドがブレークリングの周方向に
   熱膨張可能に配設されると共に各モールドはその
   背後に設けられたモールド固定フレームに支持さ
   れ、全モールドがブレークリングを挟圧保持する
   ための弾発支持部材が設けられていることを特徴
   とする水平連続鋳造用モールド装置。