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JPH0771698B2 - 連続鋳鋼設備用管状チルの製造法 - Google Patents
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JPH0771698B2 - 連続鋳鋼設備用管状チルの製造法 - Google Patents

連続鋳鋼設備用管状チルの製造法

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JPH0771698B2
JPH0771698B2 JP59148496A JP14849684A JPH0771698B2 JP H0771698 B2 JPH0771698 B2 JP H0771698B2 JP 59148496 A JP59148496 A JP 59148496A JP 14849684 A JP14849684 A JP 14849684A JP H0771698 B2 JPH0771698 B2 JP H0771698B2
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  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、実質的に曲線状の長手軸を持つ形を有し、
連続鋳鋼設備用に設計された、銅または銅合金製の管状
チルすなわちインゴツト・モールドに関するものであ
る。
［背景と従来技術の問題点〕 連続鋳鋼設備においては、上記の如きチルを周知の態様
で流体状の金属の流れが通過してその通過期間中に固化
し始めるもので、その間冷却用流体をチルの外面に沿つ
て循環させることにより強制冷却が行なわれる。
チルに要求される機能を有効に果すために、上記形式の
チルは好ましい諸特性を持つていなければならない。先
ず、その内面は、溶融鋼の流動に起因する摩耗に充分抵
抗力を有しかつこの流動が低摩擦で行なわれるようにし
得るライニング材層を被着できるように、硬度が高くか
つ仕上げ状態にされていることが必要である。その上、
チルの断面はその軸線に沿つて漸減して（円錐形状）、
その表面からチルの外周面を取巻く冷却剤に対して常時
完全な伝熱作用が確実に行なわれるようにしなければな
らない。この点に関して、もしこの軸線に沿つた断面の
減少を与えないと、内部の流動金属はその最も外側の層
で固化しつゝある材料が収縮するためにチルの内面から
離れることがあり、そうすると金属とチル自体間の伝熱
係数が大幅に減少することが判つた。
この様な形式のチルは、通常、単純な押出し成形或いは
他の任意の方法で形成された、直線状の軸線をもつ管状
の半成品から製造される。次にこの半成品は、通常は適
当な形状のモールドを使つてその外表面に放射状圧力を
加えることによつて、わん曲形状にされる。次いで、チ
ルに沿つて鋼が適切な状態で流動するに必要な表面仕上
げおよび軸方向における断面の変化を与えるために、特
別の形をした装置を使つて上記半成品の内面に沿つて移
動する特殊形式のミラーまたはグラインダで、上記の表
面を加工する。或いは別の方法として、チルの内部断面
の変化は、チル内の空間に適当な化学薬品を充填し、そ
の化学的侵蝕作用を利用して与えることもできる。上記
薬品（液体）の液面高を時間に比例して降下させること
によつて、上記表面は化学的に侵蝕されて、チルの軸長
に比例した量の材料が除去されることになる。上記の如
き方法によつて作られたチルには種々の欠点がある。第
１に、チルの内面の硬度が非常に低く、それは最初の半
成品の材料のそれとほゞ同等である。第２に、その表面
仕上げ状態もそれ程良好でなく、特に上記化学的腐蝕作
用を使用した場合にそうである。第３に、チル内面の必
要な断面形状は或程度の近似によつてのみ得られるもの
であるから、軸方向に沿つた内部断面に変動が生ずる。
最後に、初めに述べた方法でチルを製作するために必要
な機械加工は、作業に長時間を要する外に難かしく、し
かも一般に細心の注意を要する。
〔発明の開示〕
この発明の目的は、上記の様な従来通常の方法における
諸欠点を解消した、上記形式のチルすなわちインゴット
・モールドを製造する方法を提供することである。
この目的は、実質的にわん曲した長手軸線を有するよう
に形成されていて連続鋳鋼設備用に設計された、管状の
銅または銅合金より成るチルまたはインゴット・モール
ドを製造するための、この発明による方法によって達成
することができる。
この発明の方法は、直線状の軸線を有する管状素子すな
わち真直ぐな管状の半成品を用意してその一端（第１端
部という）の管壁を冷間塑性変形により折曲げてその端
部に環状の肩部を形成する第１の段階と、上記半成品
を、その長手軸線が実質的に円弧状をなすわん曲形状と
なるように、成形する第２段階とを有する。この第２段
階の成形は、上記半成品を適当なモールド中に入れ、こ
の半成品の外表面にこの半成品の長手軸線にほぼ直交す
る向きの圧力を印加することによって行うことを可とす
る。続いて、半成品の内面寸法より小さな寸法を持ち、
すなわち具体的には製造しようとするチルの内面の形状
と寸法に実質的に等しい外形と外形寸法を持ち、上記半
成品のわん曲形状に対応するわん曲形状を有するマンド
レルを上記半成品の他端すなわち第１端部と反対側の端
部（第２端部という）からその内部に挿入してマンドレ
ルの先端部を上記環状肩部の上に載置する第３段階を有
する。上記半成品の内面の寸法と上記マンドレルの外形
寸法とは、マンドレルを半成品の内部に挿入したとき
に、マンドレルの全長に亘ってマンドレルの外周面と半
成品の内周面の間にこの内周面全域に亘って半径（放
射）方向に或る間隙が形成されるような関係に選定して
おく。また、マンドレルの外形寸法は、溶融金属が完成
した上記チルを通過するときの固化に伴う収縮に対応す
るように、長手軸方向に漸減している。この発明の方法
は、次に、押し出しダイを用意する段階と、上記半成品
の上記環状肩部をこの押し出しダイに挿入し、上記マン
ドレルの上記環状肩部に載置された先端部と反対側の基
端部にこのマンドレルを上記ダイに押込む方向の力を加
えて、この半成品をマンドレルと共に上記ダイに通して
引伸ばし半成品の材料を変形させその内表面が上記マン
ドレルの外周面に密着するようにし、併せて変形を受け
たこの半成品の壁厚が上記マンドレルの上記長手軸方向
に漸減する外形寸法と相補的に同方向に漸増するように
する第４段階と、上記半成品が上記ダイを通過してしま
うと、要すればこの半成品の第２端部を上記ダイの下方
に配置されている端部係合手段に係合するようにしつつ
前の段階で与えられた力と逆向きに上記マンドレルに実
質的にその長手軸方向の力を与えてマンドレルを半成品
の中から引抜く第５段階と、上記管状の半成品から環状
肩部を切離し除去する第６段階とを有するものであり、
特に上記した半成品をその長手軸線が実質的に円弧状を
なすわん曲形状となるように成形する第２段階は、この
半成品に対するマンドレルの挿入段階および半成品のダ
イ挿通による変形段階すなわち第４段階よりも前に行
い、また半成品をマンドレルと共に押し出しダイに通す
段階では、この半成品のわん曲形状と適合するように上
記押し出しダイおよびマンドレルを傾動させること、を
特徴とする。
この発明の方法は、この発明の方法の幾つかの段階とそ
れによつて得られる半成品とを図解的に示す添付図面を
参照しつゝ以下説明する一例基本的段階から、より明ら
かに理解されよう。
〔実施例〕
この発明の方法によつて得られるチルは、第11図から第
14図に示された形式のもので、すなわちこのチルは、軸
線がわん曲たとえば円弧状（第11図）にわん曲しその内
部断面がこの軸線に沿つて減少している管状の素子の形
をしている。この断面はたとえば図示の正方形の如く、
任意の形状とすることができる。この発明の方法は、第
１図に示されたような、直線状の軸線を持つた形の銅ま
たは銅合金製の管状半成品を使用する。
この方法は、半成品１の第１端部すなわち一端２を冷間
塑性変形で折曲げて第４図に示すようにその端部に環状
肩部３を形成する第１段階を持つている。上記第４図は
この第１段階完了後の半製品の形を示している。この肩
は冷間塑性変形加工により任意に便利な方法で形成し得
るが、第２図と第３図に図示する操作で形成するのが便
利である。この操作は、半成品の一端２に先ず局部的に
圧力を加えてその一端２の所定の範囲に変形を生じさ
せ、次に一端２全体に圧力を加えてそこを折曲げること
によつて環状肩部３を形成することから成る。このため
に、作動面５と複数の凸出条６を有し、上記半成品に向
つて軸方向に運動する工具４を使用する。第２図から良
く判るように、実質的に正方形断面の半成品の一端２を
折曲げ加工するために上記第１段階を使用するものと仮
定すれば、上記工具４の作動面５は実質的に平坦でピラ
ミツドの側面状に構成されている。凸条６は、上記ピラ
ミツド側面のそれぞれに一致した位置に設けられてい
る。半製品１に対する工具４の軸方向運動の第１段では
各凸条６は、７で示した部分に局部的な変形を生じさ
せ、半成品に対する工具の運動が進行するにつれて、上
記初めに曲げられた部分によつて与えられる適合性によ
り上記一端２は、第３図に明示されたように作動面５に
沿つて摺動して容易に折曲げ加工される。この第１段階
の完了によつて得られる半成品８が第４図に示されてい
る。
この方法は、次に第２段階を有し、この第２段階では、
わん曲形をなすようにこの半成品８を成形する。この成
形によつてその長手軸線はたとえば円弧状の形になる。
第５図に明示されたように、この段階は半成品８の外表
面に実質的に半径方向の圧力を加えることによつて行な
われる。この圧力は、支持面９とこの面９に向つて移動
可能な可動部材10より成るモールドを使つて有効に加え
ることができる。
第３段階では、上記の様にして得られた半成品11の中
に、半成品11の内面寸法より小寸法の、すなわち具体的
には製造しようとするチル（チル完成品）の内面形状お
よび内面寸法と実質的に同じ外形および同じ外形寸法を
有するマンドレル12を挿入する。この段階では、マンド
レル12の先端部（図では下端）は第６図に示すように環
状肩部３上に静止するようにされる。第１図に示した直
線状の軸線を有する出発材料である半成品１の内部寸法
は、この第３段階で使用する半成品11の内部寸法がこの
マンドレル12の最大寸法より実質的に大きくマンドレル
と半成品との間に所定の半径方向間隙ｇが形成されるよ
うに、選ばれている。後述する目的のために上記の間隙
は可成り大きなものでなければならぬことが判つた。
この間隙があると、先ず、マンドレルの先端部が半成品
の内面に邪魔されずに、従つて内面を傷つけることな
く、容易にマンドレル12を半成品11中へ挿入し得る利点
が生じる。
この方法の第４段階では、半成品11とその中に入つたマ
ンドレル12とで構成されたユニツトを、押出しダイ15
（第７図）に通す。このダイの寸法は、上記半成品の材
料を変形してその内表面をマンドレルの外表面に密着さ
せるようなものであるこの段階は、マンドレルに対し
て、上記環状肩部３上に静止した先端部と反対側の基端
部から、このマンドレルをダイ15に押し込む方向に、実
質的にマンドレル12の長手軸線方向の押圧力を加えなが
ら行って、マンドレルが環状肩部３上に載置されている
ことで上記半成品に上記力が伝えられるようにする。第
７図の図から判るように、この第４段階中、マンドレル
の基端部である上端16はそのマンドレルの弧状軸線を含
む平面内で実質的に連続的に傾動させられ、またダイ15
も上記同じ平面内で破線17で示された軸線を中心として
連続的に傾動する。
上記の段階の期間中、半成品11がダイ15中を通過する時
に半成品11の断面が受ける寸法の減少作用によつて、半
成品の内表面がマンドレルの外表面と同一形状になるだ
けでなく、その表面の材料に可成りの加工硬化が起つて
それに相当の硬度を与え、高度に耐摩耗性とする。ま
た、上記第４段階で行なわれる押出し工程をマンドレル
12と半成品11の間に可成り大きな間隙のある状態で行な
うと、半成品の内表面が正確にマンドレル外表面の形状
をとると共に該表面材料の硬度が非常に高くなることが
判つた。この段階で、上記の様な間隙がありさえすれ
ば、半成品11の材料は、この加工中の半成品の外表面に
対してダイ開口によつて加えられる半径方向および軸線
方向の圧力の作用により生ずる相当な半径方向および軸
線方向の偏位を受けて、その最初の形状から最終形状へ
変形することができる。第８図は上記第４段階の終了時
における半成品とマンドレルとで形成されたユニツトの
形状を示している。
この発明の方法は更に第５段階もあり、この段階では、
半成品11がダイ15を通過し終つたとき、マンドレル12に
対して、前の段階で与えられた力と逆方向に実質的に軸
線方向の力が与えられる。この段階の期間中、半成品の
第２端部の縁は、ダイ15の下側に配置されマンドレル12
に向つて移動可能な端部係合段すなわち制止部（カウン
タアクテイング・セクタ）21に対接静止している。従つ
て、図示の力により、制止部21の作用で固定位置に保持
されている半成品19からマンドレル12を引抜き得ること
が判る。上記の作用は完全に自動的に作動することので
きる作動手段たとえばスプリング22（第９図）によつ
て、制御することができる。
チル23として完成させるには、第10図に示されるように
肩３を除去するためにこの半成品19の第１端部を切り取
り、次いで付加処理、特にその内表面にライニング材料
層を被着させる（クロムめつきなど）ことだけが必要で
ある。
〔効果〕
この様にして得られたチル23は種々の好ましい性質を持
つている。先ず、その内表面の形状は非常に正確なもの
である。これは、第４段階でマンドレル12と半成品11と
の間の密着が完全に行なわれることに因つている。この
好ましい特性は、マンドレル12と半成品11の間に間隙ｇ
があつて半成品の材料の移動を許すことのみならず、マ
ンドレルが環状肩部３上に静止していることによりマン
ドレルの作用で半成品11に加えることのできる正確な押
出し作用と、軸心18と17（第７図）をそれぞれ中心とし
て傾動し得るマンドレルとダイとの間の共働条件とによ
るものである。更に、上記の押出し作用によつて、チル
の内表面は非常に高硬度となる。更にまた、高い耐摩耗
性を有するライニング材料層を設けるのに適した状態に
なる。最後に、チルの内部断面は、第12図、第13図およ
び第14図の断面図で示されるようにその断面を徐々に減
少させることによつて、任意所要の関係に従つてその軸
方向に変化させることができる。具体的には上記各図に
おける断面側壁相互接続部の半径R1、R2およびR3を漸減
させて溶融鋼がこのチル内を通過する際の最適の条件を
得ることができる。
以上、特定の実施例について説明したが、この発明の範
囲を逸脱することなく、前述の各段階をそれぞれ改変し
得ることは当然である。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の方法を実施する場合の出発材料の一
例である半成品の形状を示す縦断面図、第４図と第10図
はこの発明の方法のそれぞれ第４段階および第５段階に
よつて得られた半成品の形状を示す縦断面図、第２図、
第３図、第５図、第６図、第７図、第８図および第９図
はこの発明の方法の連続する各段階の操作を説明するた
めの図、第11図はこの発明の方法によつて得られたチル
の縦断面図、第12図、第13図および第14図はこの発明の
方法によつて得られたチルの各部の横断面である。 １……出発材料である半成品、３……環状肩部、４……
環状肩部を作るための工具、６……工具４の凸条、８…
…第１段階を経た半成品、９、10……モールドの支持面
と可動部材、11……第２段階を経た半成品、12……マン
ドレル、15……押出しダイ、21……制止部、19……第４
段階を経た半成品、23……完成したチル。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】寸法が漸減する壁厚を有する管状チルの製
    造法であって； （イ）管状素子を準備する段階と； （ロ）上記管状素子の第１端部に環状肩部を形成する段
    階と； （ハ）上記管状素子をわん曲形状に成形する段階と； （ニ）上記管状素子のわん曲形状に対応するわん曲形状
    を有し上記管状素子内に挿入されたとき全長に亘り外周
    面と上記管状素子の内周面との間に全周に亘って間隙が
    形成されるように上記管状素子内面の寸法よりも小さな
    外形寸法を有するマンドレルであって、溶融金属が上記
    チルを通過するときの固化に伴う収縮に対応するように
    上記外形寸法が長手軸方向に漸減したマンドレルを用意
    する段階と； （ホ）上記マンドレルを、上記管状素子にその第１端部
    と反対側の第２端部から挿入して上記マンドレルの先端
    部が上記環状肩部に載置されるようにする段階と； （ヘ）押し出しダイを用意する段階と； （ト）上記の環状肩部を上記ダイに挿入し、上記マンド
    レルの上記先端部と反対側の基端部にこのマンドレルを
    上記ダイに押込む向きの力を加えて上記素子を上記マン
    ドレルと共に上記ダイに通して引伸ばすことによって、
    上記管状素子を変形させてその内表面が上記マンドレル
    の外表面に密着し、上記変形を受けた管状素子の壁厚寸
    法が上記マンドレルの上記軸方向に漸減する外形寸法と
    相補的に上記軸方向に漸増するようにする段階と； （チ）上記マンドレルを上記管状素子から引抜く段階
    と； （リ）上記管状素子から上記環状肩部を切離す段階と； を有し、特徴として、上記管状素子をわん曲形状に成形
    する段階は、上記管状素子に対する上記マンドレルの挿
    入段階より前に行われ；更に、上記管状素子が上記ダイ
    を通過するとき、上記ダイおよび上記マンドレルを上記
    のわん曲形状と適合するように傾動させる段階と； を有する、管状チルの製造法。
  2. 【請求項２】上記管状素子を準備する段階が、銅製の管
    状素子を準備する段階である特許請求の範囲(1)項に記
    載の管状チルの製造法。
  3. 【請求項３】上記管状素子の第１端部に環状肩部を形成
    する段階が、上記管状素子の上記第１端部を冷間塑性変
    形によって変形させる段階である特許請求の範囲(1)項
    に記載の管状チルの製造法。
  4. 【請求項４】上記管状素子をわん曲形状に成形する段階
    が、半径が一定のわん曲形状に管状素子を成形する段階
    である特許請求の範囲(1)項に記載の管状チルの製造
    法。
  5. 【請求項５】上記半径が一定のわん曲形状に管状素子を
    成形する段階が、上記管状素子の軸線に直交する方向に
    圧力を加えて上記わん曲形状に成形する段階である特許
    請求の範囲(4)項に記載の管状チルの製造法。
  6. 【請求項６】上記わん曲形状に成形する段階が、上記管
    状素子に対してその軸線に直交する方向に圧力を加える
    ためのモールドを準備する段階を含む特許請求の範囲
    (5)項に記載の管状チルの製造法。
  7. 【請求項７】寸法が漸減する壁厚を有する管状チルの製
    造法であって； （イ）管状素子を準備する段階と； （ロ）上記管状素子の第１端部に環状肩部を形成する段
    階と； （ハ）上記管状素子をわん曲形状に成形する段階と； （ニ）上記管状素子のわん曲形状に対応するわん曲形状
    を有し上記管状素子内に挿入されたとき全長に亘り外周
    面と上記管状素子の内周面との間に全周に亘って間隙が
    形成されるように上記管状素子内面の寸法よりも小さな
    外形寸法を有するマンドレルであって、溶融金属が上記
    チルを通過するときの固化に伴う収縮に対応するように
    上記外形寸法が長手軸方向に漸減したマンドレルを用意
    する段階と； （ホ）上記マンドレルを、上記管状素子にその第１端部
    と反対側の第２端部から挿入して上記マンドレルの先端
    部が上記環状肩部に載置されるようにする段階と； （ヘ）押し出しダイを用意する段階と； （ト）上記押し出しダイよりもその押し出し方向につい
    て下流位置に管状素子の端部係合手段を設ける段階と； （チ）上記の環状肩部を上記ダイに挿入し、上記マンド
    レルの上記先端部と反対側の基端部にこのマンドレルを
    上記ダイに押込む向きの力を加えて上記素子を上記マン
    ドレルと共に上記ダイを通して引伸ばすことによって、
    上記管状素子を変形させてその内表面が上記マンドレル
    の外表面に密着し、上記変形を受けた管状素子の壁厚寸
    法が、上記マンドレルの上記軸方向に漸減する外形寸法
    と相補的に上記軸方向に漸増するようにする段階と； （リ）上記（チ）の段階における上記管状素子の押し出
    しダイ通過に伴って、上記管状素子の上記第２端部を上
    記端部係合手段と係合させて、上記押し出しダイの通過
    時の動きの方向と逆の方向への上記管状素子の動きを阻
    止するようにする段階と； （ヌ）上記管状素子が上記押し出しダイを通過するとき
    に加えた力と逆の方向への力を上記マンドレルに加え
    て、上記管状素子から上記マンドレルを引き抜く段階
    と； （ル）上記管状素子から上記環状肩部を切離す段階と； を有し、特徴として、上記管状素子をわん曲形状に成形
    する段階は、上記管状素子に対する上記マンドレルの挿
    入段階より前に行われ； 更に、上記管状素子が上記ダイを通過するとき、上記ダ
    イおよび上記マンドレルを上記のわん曲形状と適合する
    ように傾動させる段階と； を有する、管状チルの製造法。
  8. 【請求項８】上記押し出しダイよりもその押し出し方向
    について下流位置に管状素子の端部係合手段を設ける段
    階が、上記端部係合手段を上記押し出しダイに取付ける
    段階である特許請求の範囲(7)項に記載の管状チルの製
    造法。
  9. 【請求項９】上記管状素子から上記環状肩部を切離す段
    階が、上記管状素子の第１端部を切断除去する段階であ
    る特許請求の範囲(1)項または(7)項に記載の管状チルの
    製造法。
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