JPH034300B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 拡大上部２および成形下部３を有する銅スリ
ーブ１と、該銅スリーブ１と同軸に配置されかつ
該スリーブ１と一緒に冷却用空〓５を形成する鋼
シエル４とを含んで成る鋳型において、該拡大上
部２の両端面が鋼フランジ６，７として作られて
おり、該鋼フランジ６，７は、該拡大上部２と一
緒にバイメタル接合部を形成し、かつ該銅スリー
ブ１の該拡大上部２と同軸に配置された該鋼シエ
ル４と剛性接合されており、それによつて形成さ
れた該冷却用空〓５が該銅スリーブ１の該成形下
部３に設けられたダクト冷却系に連絡しているこ
とを特徴とする鋳型。

技術分野 本発明は、治金技術に関し、更に詳しくは鋳型
に関する 背景技術 鋳造物の再溶解用の鋳型として公知のもの
（B.I.Medovarら、“Electroslag Furnaces”、
Naukova、Dumka Publishers、Kiev、1976、
p.91を参照）は、銅または銅合金製スリーブと、
このスリーブと同軸に配置されスリーブと一緒に
冷却のための閉じた空〓を形成する鋼製シエルと
を含んで成る。

このような鋳型の構造では、銅スリーブの剛性
が不十分なため実用的な強度が低く、その結果、
運転中に銅スリーブの壁に負荷される大きな熱的
負荷によつて鋳型が急速に破損する。銅スリーブ
の壁の厚さ方向には約５〜10℃／mmの大きな温度
勾配が生ずる。そのため、壁には大きな熱応力と
それによる歪が発生する。そこで、金属のエレク
トロスラグ再溶解のための鋳型の構造の改良に対
して強い要請がある。

もう１つの公知の鋳型（B.I.Medovarら、
“Electroslag Furnaces”、Naukova、Dumka
Publishers、Kiev、1976、p.91を参照）は、拡大
した上部および成形する下部を有する銅スリーブ
と、このスリーブと同軸に配置されスリーブと一
緒に冷却のための閉じた空〓を形成する鋼シエル
とを含んで成る。

この従来の鋳型は、拡大したスリーブ上部の壁
厚が薄いためこの部分の剛性が不十分である。壁
に発生する熱応力によつて銅スリーブが歪み、寿
命が短くなる。更に、この構造の鋳型は溶湯レベ
ルの検知装置を鋳型内に設置することが繁雑であ
る。すなわち、冷却用空〓の中へ水平管を溶接す
るため、溶接部がかなりの熱流の影響を受ける領
域内になるので、冷却用空〓の密封の信頼性がか
なり低下する。そのため、鋳型操作の信頼性が低
下し、冷却液がスラグや金属浴中に侵入して爆発
を起こす原因となる。

発明の開示 本発明は、銅スリーブを改良して信頼性と構造
的剛性とを高めた鋳型を提供することを目的とす
る。

上記の目的は、拡大された上部（以下、「拡大
上部」）および成形する下部（以下、「成形下部」）
を有する銅スリーブと、銅スリーブと同軸に配置
されかつこのスリーブと一緒に冷却用空〓を形成
する鋼シエルとを含んで成る鋳型において、拡大
上部の両端面が鋼フランジとして作られており、
鋼フランジは、拡大上部と一緒にバイメタル接合
部を形成し、かつ銅スリーブの該拡大上部と同軸
に配置された鋼シエルと剛性接合されており、そ
れによつて形成された冷却用空〓が銅スリーブの
成形下部に設けられたダクト冷却系に連絡してい
ることを特徴とする鋳型によつて達成される。

これによつて鋳型の剛性および信頼性が向上
し、操業時の構造の歪みや変位が低減され、鋳型
の寿命が長くなる。更に、この構造によつて、鋳
型の銅スリーブの拡大上部が薄壁構造であるた
め、入手困難な非鉄金属（銅、クロム青銅）を節
約することができ、従来公知のタイプのスリーブ
の構造のすべてに固有であつたゴム製密封手段を
用いないため、鋳型の寿命が大幅に向上し、鋳型
の操作条件が単純化し、構造的信頼性が向上す
る。

スリーブの成形下部のダクト冷却系と拡大上部
のジヤケツトタイプの冷却用空〓とを連絡したこ
とによつて、スリーブを高さ方向に沿つて最も合
理的に冷却することができるばかりでなく、溶湯
レベルの制御のための検知装置を鋳型内に容易に
配置することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にしたがつた鋳型を組立てた
状態を示す鉛直正面図、および 第２図は、本発明にしたがつた第１図の鋳型の
線−における水平断面図である。

上記添付図面を参照して、本発明の特定の実施
態様を以下に説明する。

発明を実施するための最良の形態 第１図の鋳型は、拡大された上部（以下、「拡
大上部」）２および成形する下部（以下、「成形下
部」）３を有する銅スリーブ１と、この拡大上部
２と同軸に配置され上部２と一緒に閉じた冷却用
空〓５を形成する鋼シエル４とを含んで成る。鋼
シエル４は鋼フランジ６および７に溶接されてお
りかつ銅スリーブ１の拡大上部２の上端面および
下端面とバイメタル接合部を形成している。銅ス
リーブ１の拡大上部２に水平ダクト８が作られて
おり、冷却用空〓５を成形下部３に設けられた鉛
直ダクト９と連絡している。これによつて、鋳造
物のための閉じた水冷回路が第２図のように配置
される。

銅スリーブ１の成形下部３（第１図）におい
て、鉛直ダクト９間に溶湯レベルの検知装置１０
が設けられている。

鉛直ダクト９に冷却液を供給する流入管１１が
銅スリーブ１の成形下部３に溶接されており、一
方、冷却液を排出する流出管１２が鋼シエル４の
上部に溶接されている。消耗電極１３が鋳型の拡
大上部２に配置され、スラグ浴１４の中で溶融す
る。電極１３が溶融するのに伴つて、成形下部３
では鋳造物が凝固し、鋳造物中に液体金属部分１
５および凝固部分１６が存在する。

鋳型は次のように操作される。鋳型を底板（図
示せず）の上に載せる。冷却液が流入管１１を通
して鋳型の成形下部３に供給され、鉛直ダクト９
を進行し、水平ダクト８を通り、鋼シエル４と銅
スリーブ１の拡大上部２とによつて形成された冷
却用空〓５に入る。冷却液は流出管１２を通して
鋳型から排出される。

鋳型の拡大上部２に位置するスラグ浴１４に消
耗電極１３が導入され、スラグ浴１４に電圧が印
加されて再溶解工程が開始する。再溶解が開始し
た時点で液体金属部分１５が形成され、鉛直ダク
ト９を通して冷却用空〓５に供給される冷却液に
よる成形下部３の強力な冷却と底板からの冷却と
によつて液体金属部分１５が結晶化する。

鋳造物の凝固部分１６が増加するのに伴つて、
鋳造物を鋳型から引き抜く。溶湯レベル検知装置
１０を用いて、鋳造物の液体金属部分１５の上部
レベルを、鋳型の成形下部３の中で所定レベルに
維持する。エレクトロスラグ再溶解中に、鋳型の
各部材は液体のスラグおよび金属から0.5〜1.5×
10⁶W／m²にも達する大きな熱的負荷を受ける。
その結果、銅スリーブの壁の厚さ方向に熱応力が
発生して、特に最も危険な領域すなわち銅スリー
ブ１の成形下部３と拡大上部２との接続部では不
可逆的な歪の原因となる。

鋼フランジ６および７はスリーブ１の拡大上部
２の両端面とバイメタル接合されており、この領
域の構造的剛性をかなり高めて鋳型全体として必
要な信頼性および剛性を確保する。

更に、銅スリーブ１の拡大上部２のジヤケツト
タイプの冷却が成形下部３のダクト冷却系と連絡
しているので、銅スリーブ１はより均一に冷却さ
れ、ダクト冷却タイプの鋳型に特有の局部的加熱
が避けられる。その結果、銅スリーブの変形およ
びエロージヨンが極力低減されて信頼性が高ま
る。

この構造では、シエルとスリーブを密封する最
も重要な部材としてゴム製の密封部材を用いな
い。更に、鋳型の拡大上部に剛性のある鋼フラン
ジを用いたことによつて、スリーブの拡大上部の
壁厚を減少させることができるため、銅の使用量
を低減できると共に壁温度が高い場合に起る鋳型
スリーブのエロージヨンを従来よりも低減するこ
とができる。以上のことによつて、エレクトロス
ラグ再溶解の設備の最重要部の一つである鋳型の
信頼性を大幅に向上させることができる。

産業上の利用可能性 本発明は、所定の組織を有する金属の高品質の
インゴツトを製造する金属のエレクトロスラグ再
溶解に有用である。現在、エレクトロスラグ技術
は、種々の鋼、非鉄金属、更には高融点金属の中
実および中空のインゴツトおよび成形鋳造物を製
造するためにも用いることができる。