(57)【要約】【課題】  電磁力を鋳型内の溶融金属に印加可能である連続鋳造用鋳型であって、製造される鋳片の幅を変更可能であり、かつ、長期に亘って良質の鋳片を製造可能である、連続鋳造用鋳型を提供する。【解決手段】  連続鋳造用鋳型を構成する可動式の第１冷却銅板２０を、鋳造方向に第１冷却銅板２０を分割する絶縁物４５によって電気的に絶縁する。そして、溶融金属が流通する空間に供給された溶融金属の熱によって引き起こされる熱膨張の差によって、絶縁物４５と第１冷却銅板２０との間に隙間が生じることを防止するための、隙間防止手段を配置する。隙間防止手段としては、熱電対、水蒸気流路などの加熱する手段２１、クランプやタイボルトなどの機械的に保持する手段などが用いられる。【選択図】  図３
2005297006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する１対の第１冷却銅板と、
前記１対の第１冷却銅板と共に溶融金属が流通する空間を仕切るように、前記１対の第１冷却銅板を側面から挟むように配置された、対向する１対の第２冷却銅板と、
前記第１冷却銅板の外部に、前記第１冷却銅板と電気的に絶縁するように配置された、１対の第１バックプレートと、
前記第２冷却銅板の外部に配置された、１対の第２バックプレートと、
前記溶融金属が流通する空間に供給された溶融金属に、電磁力を印加可能な電磁コイルと、を有する連続鋳造用鋳型であって、
前記第１バックプレートは、前記第２冷却銅板および前記第２バックプレートと非接触または電気的に絶縁されており、
前記第１冷却銅板および前記第１バックプレートは、前記溶融金属が流通する空間の大きさを変更可能なように、可動であり、
前記第１冷却銅板は、鋳造方向に前記第１冷却銅板を分割する絶縁物によって、前記１対の第２冷却銅板を結ぶ方向に電気的に絶縁されてなり、
前記溶融金属が流通する空間に供給された溶融金属の熱によって、前記絶縁物と前記絶縁物によって分割された前記第１冷却銅板との間に隙間が生じることを防止するための、隙間防止手段を有することを特徴とする、連続鋳造用鋳型。
【請求項２】
前記隙間防止手段は、前記第１冷却銅板における、前記溶融金属が流通する空間に供給された溶融金属と接触していない部位を、加熱する手段であることを特徴とする、請求項１に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項３】
前記隙間防止手段は、前記第１冷却銅板における、前記溶融金属が流通する空間に供給された溶融金属と接触していない部位を、機械的に保持する手段であることを特徴とする、請求項１に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項４】
前記隙間防止手段は、前記第１冷却銅板における、前記溶融金属が流通する空間に供給された溶融金属と接触していない部位を、加熱する手段および機械的に保持する手段であることを特徴とする、請求項１に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項５】
前記加熱する手段は、前記第１冷却銅板に配置された、熱電対、または温水、水蒸気もしくは過熱水蒸気が流通する流路であることを特徴とする、請求項２または４に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項６】
前記機械的に保持する手段は、前記第１冷却銅板を保持するクランプまたはタイボルトであることを特徴とする、請求項３または４に記載の連続鋳造用鋳型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造用鋳型に関し、より詳しくは、電磁コイルを有し、鋳型内の溶融金属に電磁力を印加可能な連続鋳造用鋳型に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図９に示すように、電磁コイル１６０が配置された連続鋳造用鋳型１１０が開示されている。電磁コイル１６０に交流電流を供給することによって交流磁場を発生させ、溶融金属１７０のメニスカス部１７２を、図示するように湾曲させ、パウダー１７４の流入を促進する。また、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、製造される鋳型の表面性状の向上が図られる。しかしながら、この方法では、電磁コイル１６０によって発生する交流磁場により、鋳型を構成する冷却銅板に誘導電流が誘起され、鋳型内の溶融金属１７０に付与される磁場が減衰する問題があった。
【０００４】
溶融金属に付与される磁場の減衰を抑制し、電磁効果を向上させる技術としては、図８に示す、スリット１８０が形成された鋳型１１１が提案されている（特許文献２参照）。鋳型１１１は、鋳造方向に平行な方向に形成された複数のスリット１８０によって、セグメント部分１８５に分割されており、必要に応じて、鋳型１１１には、セグメント部分１８５を連結する複数の桁（図示せず）が配置される。鋳型の中央部には、溶融金属を供給するための、浸漬ノズル１９０が配置される。溶融金属に磁場を作用させるための電磁コイル１６０は、鋳型のセグメント部分１８５を周回するように配置される。スリット１８０によって、溶融金属に効率よくピンチ力を作用させることができる。しかしながら、このようなスリットを設けた鋳型は、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い。このため、スラブなどの大断面を有する鋳片の製造に適用することが困難であった。
【０００５】
これらの問題を解決するために、図７に示す、複数の部位から構成された鋳型が提案されている（特許文献３参照）。この連続鋳造用鋳型１１２は、１対の第１冷却銅板１２０、１対の非磁性ステンレス鋼からなる第１バックプレート１２５、１対の第２冷却銅板１３０、１対の非磁性ステンレス鋼からなる第２バックプレート１３５、および絶縁物１４０から構成され、外周面には交流電流を通電する電磁コイル１６０が配置されている。第１冷却銅板１２０と第１バックプレート１２５との接合面、および第２冷却銅板１３０と第２バックプレート１３５との接合面には、少なくとも１つの溝が形成されており、この溝によって、冷却通路１３８が形成される。鋳型の中央部には、溶融金属を供給するための、浸漬ノズル１９０が配置される。
【０００６】
第１冷却銅板１２０と第２冷却銅板１３０とは、絶縁物１４０を介して電気的に絶縁されている。また、第１バックプレート１２５と第２バックプレート１３５とは、電気的に互いに絶縁された状態で締結されている。このように鋳型を複数の部材から構成し、部材間を絶縁することによって、電磁力のロスを低減可能である。また、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利点がある。
【０００７】
しかしながら、第１冷却銅板１２０をスライドさせて製造される鋳片の幅を変更すると、摩擦や異物のかみこみによって、絶縁物１４０が損傷したり脱落したりする可能性がある。つまり、鋳造において、幅変更など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問題が懸念される。
【特許文献１】特開昭５２−３２８２４号公報
【特許文献２】特開平５−１５９４９号公報
【特許文献３】特開２０００−２４６３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、電磁力を鋳型内の溶融金属に印加可能である連続鋳造用鋳型であって、製造される鋳片の幅を変更可能であり、かつ、長期に亘って良質の鋳片を製造可能である、連続鋳造用鋳型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
（１）  対向する１対の第１冷却銅板と、前記１対の第１冷却銅板と共に溶融金属が流通する空間を仕切るように、前記１対の第１冷却銅板を側面から挟むように配置された、対向する１対の第２冷却銅板と、前記第１冷却銅板の外部に、前記第１冷却銅板と電気的に絶縁するように配置された、１対の第１バックプレートと、前記第２冷却銅板の外部に配置された、１対の第２バックプレートと、前記溶融金属が流通する空間に供給された溶融金属に、電磁力を印加可能な電磁コイルと、を有する連続鋳造用鋳型であって、前記第１バックプレートは、前記第２冷却銅板および前記第２バックプレートと非接触または電気的に絶縁されており、前記第１冷却銅板および前記第１バックプレートは、前記溶融金属が流通する空間の大きさを変更可能なように、可動であり、前記第１冷却銅板は、鋳造方向に前記第１冷却銅板を分割する絶縁物によって、前記１対の第２冷却銅板を結ぶ方向に電気的に絶縁されてなり、前記溶融金属が流通する空間に供給された溶融金属の熱によって、前記絶縁物と前記絶縁物によって分割された前記第１冷却銅板との間に隙間が生じることを防止するための、隙間防止手段を有することを特徴とする、連続鋳造用鋳型、
（２）  前記隙間防止手段は、前記第１冷却銅板における、前記溶融金属が流通する空間に供給された溶融金属と接触していない部位を、加熱する手段であることを特徴とする、（１）に記載の連続鋳造用鋳型、
（３）  前記隙間防止手段は、前記第１冷却銅板における、前記溶融金属が流通する空間に供給された溶融金属と接触していない部位を、機械的に保持する手段であることを特徴とする、（１）に記載の連続鋳造用鋳型、
（４）  前記隙間防止手段は、前記第１冷却銅板における、前記溶融金属が流通する空間に供給された溶融金属と接触していない部位を、加熱する手段および機械的に保持する手段であることを特徴とする、（１）に記載の連続鋳造用鋳型、
（５）  前記加熱する手段は、前記第１冷却銅板に配置された、熱電対、または温水、水蒸気もしくは過熱水蒸気が流通する流路であることを特徴とする、（２）または（４）に記載の連続鋳造用鋳型、
（６）  前記機械的に保持する手段は、前記第１冷却銅板を保持するクランプまたはタイボルトであることを特徴とする、（３）または（４）に記載の連続鋳造用鋳型、
である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の連続鋳造用鋳型は、冷却銅板中に絶縁物が配置されている。その上、本発明の連続鋳造用鋳型は、溶融金属の熱によって鋳型に隙間が発生することを防止する手段が配置されている。これらの部材によって、鋳造される鋳片の幅の変更に伴う絶縁性の低下が防止され、鋳型の絶縁性が長期間に亘って保持される。このため、長期に亘って良質の鋳片を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明者らは、絶縁物の損傷や脱落によって絶縁能力が低下する問題は、冷却銅板を溶融金属が送られる方向に分割し、分割された冷却銅板間に絶縁物を配置することによって、解決可能であることを見出した。まず、この発明について、図面を用いて説明する。
【００１２】
図１は、冷却銅板中に絶縁物が配置された連続鋳造用鋳型１０の斜視図である。図２は、冷却銅板中に絶縁物が配置された連続鋳造用鋳型１０の水平断面の部分概略図である。連続鋳造用鋳型１０は、１対の対向する第１冷却銅板２０と、第１冷却銅板２０を挟む、１対の対向する第２冷却銅板３０を有し、１対の第１冷却銅板２０と１対の第２冷却銅板３０とによって、鋳型壁面が形成されている。第１冷却銅板２０は鋳型の短辺側を構成し、可動である。また、第２冷却銅板３０は鋳型の長辺を構成し、固定されている。図１および図２に示す態様においては、第２冷却銅板３０は固定されているが、場合によっては可動式にしてもよい。第２冷却銅板３０が固定されている場合であっても、第２冷却銅板３０は、第１冷却銅板２０の熱膨張に対応できる程度には、可動であることが好ましい。
【００１３】
第１冷却銅板２０および第２冷却銅板３０の外側、即ち第１冷却銅板２０および第２冷却銅板３０に関して溶融金属と接する側と反対側には、第１冷却銅板２０を支持する一対の第１バックプレート２５と、第２冷却銅板３０を支持する第２バックプレート３５が設けられる。短辺側の第１冷却銅板２０と第１バックプレート２５とは、絶縁物４０（図１には図示せず）を介して絶縁されている。第１冷却銅板２０と第１バックプレート２５との締結部も、絶縁スリーブと絶縁ワッシャーにより絶縁されている。また、第１バックプレート２５は、第２冷却銅板３０および第２バックプレート３５とは、非接触または絶縁物を介して電気的に絶縁されている。
【００１４】
そして、図１および図２に示す連続鋳造用鋳型の特徴として、第１冷却銅板は鋳造方向に分割されており、分割面には絶縁物４５が配置される。つまり、第１冷却銅板２０は、鋳造方向に第１冷却銅板２０を分割する絶縁物４５によって、１対の第２冷却銅板３０を結ぶ方向に電気的に絶縁されている。「鋳造方向」とは、図１に示すように、溶融金属が移動する方向を意味する。「１対の第２冷却銅板３０を結ぶ方向に絶縁されている」とは、一方の第２冷却銅板３０から、もう一方の第２冷却銅板３０へ、第１冷却銅板２０を通じて電気が流れないようになっていることを意味する。このような絶縁物４５を冷却銅板中に配置した場合、冷却銅板を流れる誘導電流によって磁場が減衰する問題が解決できる。その上、第１冷却銅板２０を移動させて製造される鋳片の大きさを変更する場合における、絶縁物の損傷や脱落が防止される。
【００１５】
第１バックプレート２５の外側には、鋳片の幅を変更するためのシリンダー５０が取り付けられている。シリンダー５０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、第１冷却銅板および第１バックプレート２５からなる短辺の傾きを自在に変更可能とするためには、図示するように、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。
【００１６】
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に、交流電流が流される電磁コイル６０が配置される。
【００１７】
図１および図２に示す連続鋳造用鋳型の構成部材について、より詳細に説明する。ただし、以下において説明する態様に、本発明の連続鋳造用鋳型が限定されるわけではなく、特許文献３に記載の技術など、既に得られている知見に基づいた改良が施されてもよい。また、新たに見出された改良が施されてもよい。
【００１８】
第１冷却銅板２０および第２冷却銅板３０は、鋳造される溶融金属を保持し、冷却するために用いられる。第１冷却銅板２０および第２冷却銅板は、それぞれ、対向するように配置され、第１冷却銅板２０および第２冷却銅板３０の４枚の板によって、溶融金属が流通する空間が仕切られる。即ち、向かい合う１対の第１冷却銅板２０と、向かい合う１対の第２冷却銅板３０とによって、溶融金属が流通する空間が仕切られる。１対の第２冷却銅板３０は、１対の第１冷却銅板２０を側面から挟むように配置される。即ち、図示するように、各第１冷却銅板２０は、対向する２つの側面において、１対の第２冷却銅板３０の溶融金属が供給される側の面と接触している。
【００１９】
第１冷却銅板２０および第２冷却銅板の主成分は銅であるが、Ｃｒ、Ｚｒ、Ａｌなどの元素を含む銅合金であることが好ましい。Ｃｒ、Ｚｒ、Ａｌなどの元素を含む銅合金は、電磁力の浸透性に優れ、電気伝導度が小さいため、第１冷却銅板２０および第２冷却銅板３０として好適である。第１冷却銅板２０および第２冷却銅板３０は、同一の材料からなっていてもよいし、場合によっては異なる材料から構成されてもよい。
【００２０】
第１冷却銅板２０および第２冷却銅板の厚みは、特に限定されないが、電磁力浸透性を向上させる観点からは薄い方が好ましい。ただし、第１バックプレート２５または第２バックプレート３５とボルトで締結するには、１０ｍｍ以上の厚みがあることが好ましい。冷却銅板の厚さの上限は、研削代を考慮すると、６０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
第１冷却銅板２０は、鋳造方向に第１冷却銅板２０を分割する絶縁物４５によって、１対の第２冷却銅板３０を結ぶ方向に電気的に絶縁されている。絶縁物４５による第１冷却銅板２０の分割の態様は、所望する絶縁性能が得られるのであれば特に限定されない。つまり、鋳造方向に関して、第１冷却銅板２０の上面から第１冷却銅板２０の下面にかけて絶縁物４５が存在し、第１冷却銅板２０が絶縁されていればよい。図１には、第１冷却銅板２０が絶縁物４５によって２枚に分割されている実施形態が示されているが、場合によっては、２枚以上の絶縁物４５によって、３枚以上に第１冷却銅板２０が分割されてもよい。
【００２２】
また、本実施形態の特徴として、絶縁物４５は、第１冷却銅板２０と第２冷却銅板３０との接触面に存在しない。接触面に絶縁物４５を配置しないことによって、摩擦や異物のかみこみによる、絶縁物４５の損傷や脱落が防止される。
【００２３】
分割の具体的態様としては、鋳造方向に平行に第１冷却銅板２０を分割する態様が挙げられる。ただし、鋳造方向に平行に絶縁物４５を配置した場合、絶縁物４５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虞がある。これを回避するには、第１冷却銅板２０を鋳造方向に傾斜して分割することが有効である。具体的には、第１冷却銅板２０の分割の方向と鋳造方向との角度θが、
【００２４】
【数１】
2005297006.tif 000003
【００２５】
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、鋳造方向の１００ｍｍを通過する際に、絶縁層から外れない部分を無くすことが好ましいためである。
【００２６】
また、第１冷却銅板２０の分割の方向と鋳造方向との角度の上限は、第１冷却銅板２０と第１バックプレート２５とを締結するボルトの鋳造方向ピッチで規定されるが、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。
【００２７】
本願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、特に限定されないが、電気絶縁性のセラミックスプレート、溶射により形成されたセラミックス、アルミナ系セラミックス、ジルコニア系セラミックス、マイカ板、セラミックスファイバー成形体、ポリテトラフルオロエチレンなどが好適である。
【００２８】
絶縁物４５の厚みは、絶縁性を確保する観点からは、０．１ｍｍ以上とすることが好ましい。また、絶縁物４５の厚みは、鋳造初期の溶融金属のさしこみを抑える観点からは、１ｍｍ以下にするのが好ましい。
【００２９】
第１バックプレート２５は、第１冷却銅板２０の外部に、第１冷却銅板２０と電気的に絶縁するように配置される。また、第２バックプレート３５は、第２冷却銅板３０の外部に配置される。
【００３０】
バックプレートの材質によって、印加される電磁場は変化する。バックプレートを非磁性のステンレス鋼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が好ましく、例えば、ＳＵＳ３０４系、ＳＵＳ３１６系、ＳＵＳ３１０系などが好適である。一方、バックプレート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、冷却銅板近傍の磁場を減衰させたい場合は、バックプレートを導電率の高い銅又は銅合金とすることが好ましい。
【００３１】
第１バックプレート２５および第２バックプレート３５の厚みは、鋳造中の冷却銅板の変形を抑えるため、剛性を考慮して決定されることが好ましい。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。
【００３２】
第１バックプレート２５は、第１冷却銅板２０と電気的に絶縁されるが、絶縁するには、例えば、第１バックプレート２５と第１冷却銅板２０との間に、絶縁物４０を介在させればよい。絶縁物４０は、特に限定されないが、電気絶縁性のセラミックスプレート、溶射により形成されたセラミックス、アルミナ系セラミックス、ジルコニア系セラミックス、マイカ板、セラミックスファイバー成形体、ポリテトラフルオロエチレンなどが好適である。
【００３３】
第１バックプレート２５は、第２冷却銅板３０および第２バックプレート３５と非接触または電気的に絶縁される。電気的に絶縁する場合には、前述の絶縁物が用いられうる。ただし、鋳造される鋳片の大きさを変更するために第１バックプレートを移動させる際に、摩擦によって絶縁物が剥離する可能性もあるため、好ましくは非接触とされる。
【００３４】
第１冷却銅板２０および第１バックプレート２５は可動式であり、溶融金属が流通する空間の大きさを変更し、鋳造される鋳片の大きさを変更可能である。第１冷却銅板２０および第１バックプレート２５を可動する手段については特に限定されない。例えば、図示するようなシリンダー５０が取り付けられる。
【００３５】
鋳型の外周に配置される電磁コイル６０の態様についても、鋳造時に鋳型内の溶融金属に交流磁場を印加可能であれば、特に限定されない。
【００３６】
本発明者らは、図１および図２に示す連続鋳造用鋳型の性能を、より向上させる手段について検討した結果、溶融金属からの熱による、冷却銅板の熱膨張の差によって、連続鋳造用鋳型の寿命が低下する可能性があることを見出した。これについて、図３を用いて説明する。図３は、溶融金属が流通する空間側の、第１冷却銅板２０の表面の概略図である。図３Ａは、第１冷却銅板が膨張する前の概略図であり、図３Ｂは、第１冷却銅板が膨張した後の概略図である。鋳造過程においては、第１冷却銅板および第２冷却銅板によって仕切られた空間に、溶融金属が供給される。そして、所定の位置に溶融金属の湯面が存在する（図３Ａ）。この湯面より下に存在する第１冷却銅板２０は、高温の溶融金属によって直接加熱され、冷却銅板の温度が上昇する。温度上昇に伴う熱膨張によって、第１冷却銅板２０の体積は増加し、第１冷却銅板２０は横方向に延伸する（図３Ｂ）。第１冷却銅板２０は、第２冷却銅板３０によって挟まれているが、連続鋳造用鋳型は、通常、このような熱膨張に対応できるよう、バネなどの機構により、第２冷却銅板３０が多少は広がるように設計されている。
【００３７】
一方、湯面より上に存在する第１冷却銅板２０は、熱伝導などによって、溶融金属から間接的には加熱されるものの、溶融金属と接している部位に比べると温度上昇は少ない。一般に、温度上昇は、湯面から遠ざかるほど少なくなる。その結果、湯面より上に存在する第１冷却銅板２０の熱膨張による横方向への延伸は、湯面から遠ざかるに従って少なくなり、第１冷却銅板２０を分割する絶縁物４５周辺において隙間が生じる（図３Ｂ）。この隙間に、鋳造に使用されるパウダーが侵入すると、隙間に侵入したパウダーが絶縁物４５に悪影響を及ぼし、鋳型の寿命を低下させる可能性がある。
【００３８】
このような問題は、溶融金属が流通する空間に供給された溶融金属の熱によって、絶縁物４５と絶縁物４５によって分割された第１冷却銅板２０との間に隙間が生じることを防止するための、隙間防止手段を設けることによって解決可能である。
【００３９】
隙間防止手段としては、第１冷却銅板２０の湯面より上の部位の熱膨張と、湯面より下の部位の熱膨張とを近づける手段、および隙間の発生を物理的手段によって強制的に防止する手段が挙げられる。これらの手段について順に説明する。
【００４０】
湯面上下の熱膨張を近づける手段としては、第１冷却銅板２０における、溶融金属が流通する空間に供給された溶融金属と接触していない部位を、加熱する手段が挙げられる。つまり、第１冷却銅板２０の湯面より上の部位を加熱して、湯面より下の部位の熱膨張に近づけて、隙間が生じることを防止手段である。加熱手段によって加熱される第１冷却銅板２０は、熱伝導性に優れる銅または銅合金であるため、加熱手段周辺の温度を速やかに所望する温度に上昇させることが可能である。
【００４１】
図４は、加熱手段が設けられた第１冷却銅板２０の一実施形態の概略図である。第１冷却銅板２０の上方に、第１冷却銅板２０を加熱するための加熱手段２１が設けられている。加熱手段としては、第１冷却銅板２０に配置された、熱電対、または温水、水蒸気もしくは過熱水蒸気が流通する流路などが挙げられる。加熱手段として熱電対を用いる場合には、熱電対と第１冷却銅板との間には絶縁物を介在させて、絶縁することが好ましい。作業性や加熱効率を考慮すると、加熱手段２１は、水蒸気または過熱水蒸気が流通する流路であることが好ましい。
【００４２】
加熱手段２１の配置箇所、形態、個数などについては特に限定されない。連続鋳造用鋳型の大きさ、第１冷却銅板の熱膨張係数、供給される溶融金属の温度などに応じて決定されればよい。多様な鋳造条件に対応するためには、複数の加熱手段２１を、鋳造方向に配置してもよいし、広い温度範囲に制御可能な熱電対を設置してもよいし、流通する水蒸気や過熱水蒸気の温度を制御してもよい。例えば、複数の加熱手段２１を、鋳造方向に配置した場合には、湯面の高さの変更に適切に対処可能である。具体的には、湯面が高い場合には、第１冷却銅板２０の上部にある加熱手段２１を稼動させ、第１冷却銅板２０の下部にある加熱手段２１は停止させる。湯面が低い場合には、第１冷却銅板２０の上部にある加熱手段２１、および第１冷却銅板２０の下部にある加熱手段２１の双方を稼動させる。
【００４３】
加熱手段２１は、第１冷却銅板２０の温度を、経時的に観察して、それに応じて制御されてもよいし、経験則に則って制御されてもよい。経時的に温度を観察する方法としては、第１冷却銅板２０に、鋳造方向に複数の温度測定装置を配置して、鋳造方向の温度分布を観察する方法が挙げられる。経験則を用いる場合には、コンピュータシミュレーションや、テストサンプルにおける、第１冷却銅板２０の膨張度合いを考慮して、加熱手段２１を制御すればよい。
【００４４】
隙間の発生を物理的手段によって強制的に防止する手段としては、第１冷却銅板２０における、溶融金属が流通する空間に供給された溶融金属と接触していない部位を、機械的に保持する手段が挙げられる。つまり、第１冷却銅板２０の湯面より上の部位を、物理的な力によって、強制的に保持する手段である。
【００４５】
図５は、保持手段としてクランプ２２ａが設けられた第１冷却銅板２０の一実施形態の概略図である。第１冷却銅板２０の上方に、絶縁物４５周辺に隙間が生じることを防止するためのクランプ２２ａが設置されている。また、図６は、保持手段としてタイボルト２２ｂが設けられた第１冷却銅板２０の一実施形態の概略図である。第１冷却銅板２０の上方に、絶縁物４５周辺に隙間が生じることを防止するためのタイボルト２２ｂが、第１冷却銅板２０の内部に設置されている。図５および図６に示すように、保持手段を設置することによって、絶縁物４５周辺に隙間が生じることが防止される。
【００４６】
クランプ２２ａやタイボルト２２ｂは、隙間が生じることを防止するのに充分な強度を有していれば、材料については特に限定されない。例えば、鋼製のクランプおよびタイボルトが使用される。また、隙間が生じることを防止できれば、クランプやタイボルトの形状についても、特に限定されない。なお、クランプやタイボルトなどの保持手段を用いる場合、保持手段と冷却銅板とは絶縁することが好ましい。
【００４７】
保持手段を用いて、強制的に絶縁物４５周辺における隙間の発生を防止した場合、絶縁物４５周辺における隙間の発生は防止されるが、湯面の上部と下部とで膨張が異なるため、第１冷却銅板２０と第２冷却銅板３０との間には、隙間が生じる。ただし、絶縁物４５周辺に生じる隙間に比べて、第１冷却銅板２０と第２冷却銅板３０との間に生じた隙間は、寿命低下などの問題を引き起こしにくい。
【００４８】
図４および図５に、２種の隙間防止手段を示したが、これらは併用されてもよい。即ち、隙間防止手段として、第１冷却銅板２０における、溶融金属が流通する空間に供給された溶融金属と接触していない部位を、加熱する手段２１および機械的に保持する手段の双方が配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】冷却銅板中に絶縁物が配置された連続鋳造用鋳型の斜視図である。
【図２】冷却銅板中に絶縁物が配置された連続鋳造用鋳型の水平断面の部分概略図である。
【図３】溶融金属が流通する空間側の、第１冷却銅板の表面の概略図である。図３Ａは、第１冷却銅板が膨張する前の概略図であり、図３Ｂは、第１冷却銅板が膨張した後の概略図である。
【図４】加熱手段が設けられた第１冷却銅板の一実施形態の概略図である。
【図５】保持手段としてクランプが設けられた第１冷却銅板の一実施形態の概略図である。
【図６】保持手段としてタイボルトが設けられた第１冷却銅板２０の一実施形態の概略図である。
【図７】複数の部位から構成された、従来の連続鋳造用鋳型の水平断面図である。
【図８】スリットが形成された、従来の連続鋳造用鋳型の水平断面図である。
【図９】電磁コイルによって電磁力を付与する連続鋳造技術を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０…連続鋳造用鋳型、２０…第１冷却銅板、２１…加熱手段、２２ａ…クランプ、２２ｂ…タイボルト、２５…第１バックプレート、３０…第２冷却銅板、３５…第２バックプレート、４０，４５…絶縁物、５０…シリンダー、６０…電磁コイル、１１０，１１１，１１２…連続鋳造用鋳型、１２０…第１冷却銅板、１２５…第１バックプレート、１３０…第２冷却銅板、１３５…第２バックプレート、１３８…冷却通路、１４０…絶縁物、１６０…電磁コイル、１７０…溶融金属、１７２…メニスカス部、１７４…パウダー、１８０…スリット、１８５…セグメント部分、１９０…浸漬ノズル。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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