(57)【要約】 【課題】  鋳造時、鋳型内の溶鋼に交流磁界を印加する場合でも、バックフレームの熱変形を小さくすることが可能な連続鋳造用鋳型を提供する。【解決手段】  鋳型に交流鉄芯及び鉄芯固定部材を配置し、鉄芯固定部材が冷却可能に構成されている連続鋳造用鋳型。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造の鋳型内溶綱に交流磁界を印加する鋳型において、前記鋳型に交流鉄芯及び鉄芯固定部材を配置し、前記鉄芯固定部材が冷却可能に構成されていることを特徴とする連続鋳造用鋳型。
【請求項２】
前記鋳型の背面に直流磁界を印加する直流鉄芯を設けたことを特徴とする請求項１の連続鋳造用鋳型。
【請求項３】
前記交流磁界が非移動振動磁界であることを特徴とする請求項１又は２の連続鋳造用鋳型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造時に、鋳型内の溶鋼に交流磁界を印加する連続鋳造用鋳型に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、連続鋳造においては、浸漬ノズルを用いて溶鋼を鋳型内に鋳込み、鋳型の一次冷却により周囲に凝固シェルを形成し、鋳型下方の鋳片支持ロール間を通過させつつ２次冷却させ、鋳片を引き抜くことで連続的に製造している。このような連続鋳造設備では、鋳型として銅板とバックフレームとを備えたものが普通使用されている。
このような鋳型を用いて製造する鋳片の介在物を低減する方法として、鋳型内の溶鋼に交流磁界を印加する方法がある（特許文献１）。特許文献１の連続鋳造方法は、図２、図３に示すように、コイル４を鉄芯３に巻いた電磁石２によって鋳型１内溶鋼に非移動振動磁界６を印加して溶鋼に振動５のみを励起している。なお、図２、図３中、電磁石２は、ｘのもの同士、ｙのもの同士が同方向にコイル４を巻いてあり、ｘとｙとで巻き方向が互いに逆とされている。このような電磁石２を鋳型厚両側で対向させ、かつ鋳型幅方向に配列して構成した磁界発生装置は、鋳型背面に配置されている。このような連続鋳造方法によれば、鋳片の鋳造時、介在物の巻き込みを抑制できるため、表面欠陥及び内部欠陥の少ない金属鋳片を鋳造できる。
【特許文献１】特開２００２−２８７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし最近、鋳造中の鋳片寸法精度に対して厳しい要求があり、図４に示す鋳型１の鋳片鋳入前後の変形状態を調査したところ、鋳型１が太鼓状に変形していることがわかった。鋳型１の変形状態調査実験は、短辺側モールド板１３間の間隔Ｗを1500ｍｍ、長辺側モールド板１２間の間隔を229ｍｍに設定した鋳型を用い、鋳型内の溶鋼に磁界発生装置により磁界を印加しつつ、行った。ただし、電磁石２が長辺側モールド板１２に沿って１２個配置した鋳型を使用し、各電磁石２のコイルに５００Ａの電流を流した。
【０００４】
鋳型１の太鼓状変形量は、鋳片の鋳造中、鋳型内溶鋼に非移動振動磁界６を印加した時点から１時間３０分時間経過した後において図４に示した長辺側モールド板１２間の間隔を測定し、鋳型中央厚α−鋳型エッジ厚βで定義した。その結果、鋳型１の太鼓状変形量は、１．０ｍｍであった。この原因を鋭意検討し、図５に示すように、交流鉄芯８が収納されているバックフレーム７の熱変形が大きな影響を与えていることが分かった。
【０００５】
図５は、鋳型に収納された交流鉄芯８の位置を示す背面図である。図５のＸ−Ｘ断面を図１（ａ）に模式的に示す。
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、鋳造時、鋳型内の溶鋼に交流磁界を印加する場合でも、バックフレームの熱変形を小さくすることが可能な連続鋳造用鋳型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、鋳型の構造を鋭意検討した結果、鋳造時、バックフレームの背面側の一部を水冷することで、バックフレームの熱変形を抑制できるとの知見を得て、本発明を成すに至った。
本発明は、以下のとおりである。
１．連続鋳造の鋳型内溶綱に交流磁界を印加する鋳型において、前記鋳型に交流鉄芯及び鉄芯固定部材を配置し、前記鉄芯固定部材が冷却可能に構成されていることを特徴とする連続鋳造用鋳型。
２．前記鋳型の背面に直流磁界を印加する直流鉄芯を設けたことを特徴とする１．の連続鋳造用鋳型。
３．前記交流磁界が非移動振動磁界であることを特徴とする１．又は２．の連続鋳造用鋳型。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、鋳造中、鋳型内の溶鋼に磁界を印加した場合でも、バックフレームの熱変形を抑制することができる。これにより、鋳型の太鼓状変形量を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を図４、５に示した鋳型のバックフレーム７に適用した場合について説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、鋳型の長辺側バックフレームの内部構造を示す概略縦断面図であり、（ａ）は水冷溝を形成していない箇所の断面を、（ｂ）は水冷溝を形成してある箇所の断面をそれぞれ示す。また、図１（ｃ）は、鉄芯固定部材１０に設けた水冷溝１１の形状を示す横断面図である。鋳型の長辺側バックフレーム７には、交流鉄芯８が鋳型幅方向の複数箇所に収納され、各交流鉄芯８は、鉄芯固定部材９、１０によって固定されている。長辺側バックフレーム７には、複数箇所に水路１４が形成されている。この水路１４は長手方向に延在されている。図１（ａ）、（ｂ）中、銅板１２には、鋳造方向に平行なスリット状水冷溝（図示せず）が多数形成されている。
【０００９】
このように本発明の実施の形態に係る連続鋳造用鋳型は、交流鉄芯８と鉄芯固定部材９、１０とが鋳型幅方向の複数箇所に配置され、直流鉄芯３と対向する側の鉄芯固定部材１０が冷却可能に構成されている。例えば鉄芯固定部材１０には、図１（ｃ）に示すような溝幅ａ、溝深さｂ、溝ピッチｃの鋳造方向に平行な水冷溝１１を背面全面に形成することができる。このような水冷溝１１としては、溝幅ａ＝１０ｍｍ、溝深さｂ＝１０ｍｍ、溝ピッチｃ＝１５〜２０ｍｍとすることで、１箇所の鉄芯固定部材１０当たり、２０〜３０リットル／分の水量の冷却水を流すことが可能である。この水冷溝１１は前記水路１４とは別系統で給排水されている。以上説明した連続鋳造用鋳型の作用は次のようである。
【００１０】
連続鋳造を行う際には、図１（ａ）、（ｂ）に示した鋳型を用い、長辺側バックフレーム７の鉄芯固定部材１０に直流鉄芯３を接近させ、鋳型内溶鋼に交流磁界を印加しつつ、鋳造する。そのとき、鉄芯固定部材１０に設けた水冷溝１１に冷却水を流して長辺側バックフレーム７の冷却を行う。このため、本発明の実施の形態に係る連続鋳造用鋳型では、鉄芯固定部材１０に水冷溝１１を設けていない鋳型に比べて、バックフレーム７の熱変形を抑制できる。尚、直流鉄芯３には直流磁界を印加させてもよいし、又、印加させなくてもよい。又、交流磁界は通常移動磁界であるが、非移動振動磁界であってもよい。
【実施例】
【００１１】
図２、３のように電磁石２を配列した磁界発生装置を用い、鋳型内の溶鋼に交流磁界を印加しつつ鋳造し、鋳型の変形状態調査実験を行った。ただし、鋳型の長辺側バックフレーム７には、図１（ｂ）に示したように鉄芯固定部材１０に水冷溝１１を設けた。水冷溝１１は、溝幅ａ＝１０ｍｍ、溝深さｂ＝１０ｍｍ、溝ピッチｃ＝１５ｍｍとした。鋳造時には、１箇所の鉄芯固定部材１０当たり、３０リットル／分の水量の冷却水を水冷溝１１に流した。鋳型のバックフレームの材料は、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４とし、鉄芯固定部材９、１０の材料は、それぞれ厚み３０〜３５ｍｍの炭素鋼とした。それ以外の鋳造条件は、本発明を適用する前の変形状態調査実験と同じとした。
【００１２】
その結果、鋳型内溶鋼に非移動振動磁界を印加した時点から１時間３０分時間経過した後において、各鉄芯固定部材１０の最高温度の平均値を、従来の１８０℃から１１０℃に下げることができ、従来の鋳型１の太鼓状変形量は１．０ｍｍであったが、これを０．１５ｍｍに低減することができた。この理由としては、バックフレームの背面側の熱膨張量を従来より小さくできたことによると推定される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）、（ｂ）は長辺側バックフレームの内部構造を示す概略縦断面図であり、（ａ）は水冷溝を形成していない箇所の断面を示し、（ｂ）は水冷溝を形成してある箇所の断面を示す。（ｃ）は、水冷溝の形状を示す横断面図である。
【図２】鋳型内溶鋼に交流磁界を印加する磁界発生装置の一例を示す概略平面である。
【図３】鋳型内溶鋼に交流磁界を印加する他の磁界発生装置を例示する概略平面である。
【図４】鋳型の変形状態を説明する概略平面図である。
【図５】鋳型に収納された交流鉄芯の位置を示す背面図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  鋳型
２  電磁石
３  直流鉄芯
４  コイル
５  振動
６  非移動振動磁界
７  バックフレーム
８  交流鉄芯
９、１０  鉄芯固定部材
１１  水冷溝
１２、１３  モールド板
１４  水路
ａ  溝幅
ｂ  溝深さ
ｃ  溝ピッチ
α  鋳型中央厚
β  鋳型エッジ厚
Ｗ  鋳型幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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