(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解炉から供給される溶湯を一時貯留するタンディッシュと、このタンディッシュの底部から下方に向けて延びるノズルと、このノズルより流し込まれる溶湯を冷却固化し、溶湯から鋳塊を形成するモールドと、上記タンディッシュとモールドとの間に、上記モールドの内部の溶湯を外気から遮蔽するとともに還元性ガスまたは不活性ガスを封入できるようにしたカバーとを備えた連続鋳造装置であって、
上記カバーが、上記タンディッシュの底部に設けられたカバー蓋部と、上記モールドの上部に設けられたカバー底部とからなり、
上記カバー蓋部が、上記ノズルおよびモールド上部の周囲を囲み、下方に向けて開口するように設けられ、
上記カバー蓋部の開口端部が、上記カバー底部の外縁部に形成されたシールボックスに着脱可能に嵌め合わされ、
上記シールボックスには、粉末物質及び粒状物質からなる群より選ばれる１種以上からなるシール材が注入され、
上記開口端部とシールボックスとの隙間が、上記シール材でシールされていることを特徴とする連続鋳造装置。
【請求項２】
上記モールドの内壁が、グラファイトからなることを特徴とする請求項１記載の連続鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅、銅合金などの金属の鋳塊を鋳造する連続鋳造装置に関し、詳しくは、フラックスまたはスートに起因する鋳塊欠陥、作業環境の悪化などの問題点を改善する連続鋳造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来の連続鋳造装置の一例を示す断面図である。この連続鋳造装置は、溶解炉（図示略）から供給される溶湯２４を一時貯留するタンディッシュ２１と、このタンディッシュ２１の底部から下方に向けて延びるノズル２２と、このノズル２２より流し込まれる溶湯２５を冷却固化し、溶湯２５から鋳塊２６を形成するモールド２３と、このモールド２３を支えるモールド受け台２７と、このモールド受け２７に隣接し、モールド受け台２７を介して上記モールド２３に振動を加える振動板２８と、この振動板２８に接続する振動装置（図示略）とを有する。
【０００３】
そして、このような連続鋳造装置を用いて連続的に鋳塊２６を鋳造する場合、モールド２３内の溶湯表面２９にフラックスまたはスート等の被覆材を被覆して鋳造が行われる。上記フラックスまたはスートは、外気による溶湯表面２９の酸化防止、および鋳塊２６とモールド２３との間の潤滑、離型を目的に使用される。
【０００４】
しかしながら、フラックスまたはスートを使用した場合、フラックスまたはスートの鋳塊２６の表面や内部への巻き込み、あるいはフラックスまたはスート切れによる酸化やブローホールの発生など、フラックスまたはスートに起因する鋳塊欠陥が生じやすいという欠点がある。また、フラックスまたはスートの粉塵による著しい作業環境の悪化、そして、フラックスまたはスートによるモールド冷却水の汚染などの問題点を有する。さらに、モールド２３と鋳塊２６との間にフラックスまたはスートが存在することによって熱伝導が阻害され、鋳塊２６の冷却に時間がかかるため、鋳造速度の高速化が困難であるという問題もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明における課題は、鋳塊欠陥を低減し、作業環境およびモールド冷却水の汚染を改善し、鋳造速度を向上させることができる連続鋳造装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題は、連続鋳造装置として、
溶解炉から供給される溶湯を一時貯留するタンディッシュと、このタンディッシュの底部から下方に向けて延びるノズルと、このノズルより流し込まれる溶湯を冷却固化し、溶湯から鋳塊を形成するモールドと、上記タンディッシュとモールドとの間に、上記モールドの内部の溶湯を外気から遮蔽するとともに還元性ガスまたは不活性ガスを封入できるようにしたカバーとを備え、
上記カバーが、上記タンディッシュの底部に設けられたカバー蓋部と、上記モールドの上部に設けられたカバー底部とからなり、
上記カバー蓋部が、上記ノズルおよびモールド上部の周囲を囲み、下方に向けて開口するように設けられ、
上記カバー蓋部の開口端部が、上記カバー底部の外縁部に形成されたシールボックスに着脱可能に嵌め合わされ、
上記シールボックスには、粉末物質及び粒状物質からなる群より選ばれる１種以上からなるシール材が注入され、
上記開口端部とシールボックスとの隙間が、上記シール材でシールされているものを用いることにより解決される。
また、上記モールドの内壁が、グラファイトからなるものを用いてもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１および図２は、本発明の連続鋳造装置の一例を示す図である。この鋳造装置は、溶湯４を溜めるタンディッシュ１と、溶湯４を流出するノズル２と、鋳塊６を形成するモールド３とを備え、上記タンディッシュ１とモールド３の間には、モールド３内部の溶湯５を外気から遮蔽するカバー７が設けられている。
【０００８】
上記タンディッシュ１は、溶解炉（図示略）から供給される溶湯４を一時的に貯留しておく液溜用容器であり、その内部は還元性ガスまたは不活性ガス雰囲気状態とされている。
上記タンディッシュ１の底部には、貯留された溶湯４をモールド３内部に流し込むためのノズル２が、下方に向けて設けられており、その先端部は、モールド３内部の溶湯５に浸漬されている。
【０００９】
上記モールド３は、上記ノズル２より流し込まれる溶湯５を冷却固化し、溶湯５から鋳塊６を形成するものであり、その上部には溶湯５を流し込むための上部開口が設けられ、底部には鋳塊６を引き出すための底部開口が設けられている。
上記モールド３は、内壁３ａと、内壁３ａを支持する外壁３ｂとから構成され、そして、上記内壁３ａおよび外壁３ｂには、モールド３に冷却水を供給する冷却水路（図示略）が配されている。
【００１０】
そして、上記モールド３の外周には、モールド３を支持するモールド受け台１４がモールド３側面に対して垂直方向に設けられ、さらに、上記モールド３外部には、上記モールド受け台１４に隣接する振動板１５と、この振動板１５に接続する振動装置（図示略）とが設けられている。上記振動板１５は、モールド３内の鋳塊６を円滑に下降させるために垂直方向の微小振動を、モールド受け台１４を介して上記モールド３に加えるために設けられる。
【００１１】
上記タンディッシュ１の底部には、上記ノズル２およびモールド３上部の周囲を囲み、下方に向けて開口するようにカバー７のカバー蓋部８が設けられ、そして、上記モールド３上部には、上記カバー蓋部８の開口部を閉塞するようにカバー７のカバー底部９が設けられている。そして、上記カバー底部９の外縁部には、上記カバー蓋部８の開口端部１１を着脱可能に嵌め合わすように樋状のシールボックス１２が形成されている。
【００１２】
上記カバー蓋部８の開口端部１１とカバー底部９のシールボックス１２との間には、開口端部１１とシールボックス１２とが密着しないように、隙間が設けられている。この隙間は、上記振動板１５からモールド３に加えられた振動が、上記タンディッシュ１に伝わらないようにするためのものである。
【００１３】
そして、上記シールボックス１２には、シール材１３が注入されている。このシール材１３は、カバー蓋部８の開口端部１１とカバー底部９のシールボックス１２との隙間をシールしており、上記モールド３に振動が加えられても、上記カバー７のカバー内部１０の気密性が保持されるようになっている。
上記シール材１３としては、粉末物質、粒状物質および液状物質からなる群より選ばれる１種以上を用いることができる。このようなシール材１３としては、耐熱性に優れたものが好ましく、例えば、砂、油などが挙げられる。これらは必要に応じて単独で、あるいは複数組み合わせて用いることができる。
【００１４】
上記カバー蓋部８には、モールド３内部の湯面１６の状態を監視するための耐熱ガラス製の鋳造監視窓１７、およびカバー内部１０に還元性ガスまたは不活性ガスを供給するガス供給管１８が設けられている。
上記ガス供給管１８からカバー内部１０に還元性ガスまたは不活性ガスが供給されると、カバー内部１０が還元性ガスまたは不活性ガス雰囲気状態にされるので、モールド３内部の溶湯５が、その溶湯表面１６で酸化されることを防止することができる。
上記還元性ガスまたは不活性ガスとしては、溶湯５と反応して、溶湯５に影響を及ぼすことのない、一酸化炭素、窒素、アルゴン等が単独あるいは複数組み合わせて用いられ、鋳造される金属の性質に応じてガス組成を選択することが可能である。
【００１５】
また、上記モールド３の内壁３ａの材質としては、特に限定されないが、例えば、従来の銅、銅合金、グラファイト、これらを２種類以上組み合わせたものなどを用いることができる。中でも、グラファイトが、鋳塊６との潤滑性や離型性の点で好適に用いられる。また、グラファイトは熱伝導性がよいので、鋳塊６を効率よく冷却することができる。
【００１６】
次に、本発明の連続鋳造装置により鋳塊６を連続的に鋳造する工程について説明する。
溶解炉から供給され、タンディッシュ１内に貯留された溶湯４は、ノズル２を通過して、モールド３に流し込まれる。
【００１７】
ここで、タンディッシュ１内部は還元性ガスまたは不活性ガス雰囲気下にあり、また、ノズル２の先端部は、上記モールド３内の溶湯５に浸漬されているので、溶湯４は、タンディッシュ１からモールド３内に到達する間、酸化されることはない。
さらに、カバー内部１０に還元性ガスまたは不活性ガスが封入されており、外気と遮蔽されている状態なので、モールド３内の溶湯５も、冷却されて鋳塊６となるまでの間、酸化されることはない。
【００１８】
モールド３に流し込まれた溶湯５は、冷却水で常時冷却されているモールド３内部を下るあいだに冷却固化され、鋳塊６となる。形成された鋳塊６はモールド３の底部開口から連続的に引き出され、ついで、所望の長さに自動的に切断される。
【００１９】
このような連続鋳造装置にあっては、タンディッシュ１とモールド３の間に、溶湯５の酸化を抑制する還元性ガスまたは不活性ガスを内部に封入したカバー７が設けられており、さらに、カバー７のカバー蓋部８とカバー底部９の隙間をシール材１３でシールしている。そのため、カバー７内部は、モールド３に振動を与えても常に気密性が保持されており、溶湯５の酸化防止を目的に、フラックスまたはスートを使用する必要がなくなるので、フラックスまたはスートに起因する鋳塊欠陥を防止することができる。
また、モールド３の内壁３ａをグラファイトで形成した場合、グラファイトが鋳塊６との潤滑性、離型性に優れているので、モールド３と鋳塊６との潤滑、離型を目的に、フラックスまたはスートを使用する必要性がさらになくなる。
【００２０】
そして、このような連続鋳造装置にあっては、フラックスまたはスートを使用しないので、これらの粉塵が飛散することがなく、作業環境が改善され、モールド３の冷却に使用された冷却水が汚染されることもないので、排水処理費用のコストが低減される。
さらに、モールド３の内壁３ａと鋳塊６との間に熱伝導を妨げるフラックスまたはスートが存在せず、熱伝導率がよいので、鋳塊６を効率よく冷却することができ、鋳造速度を向上させることができる。そして内壁３ａにグラファイトモールドを用いた場合、鋳塊６をより効率よく冷却することができ、鋳造速度をさらに向上させることができる。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例を示す。
（実施例）
上記構成の連続鋳造装置を使用し、モールドの内壁にはグラファイトを用い、カバー内に封入する還元性ガスまたは不活性ガスとして一酸化炭素を用い、鋳造速度２１０ｍｍ／分、タンディッシュ内の溶湯温度１１４０℃、冷却水１６００ｌ／分の鋳造条件で銅の連続鋳造を行った。
連続鋳造終了後、鋳造されたすべての鋳塊中の鋳塊欠陥の数を調査した結果、鋳塊欠陥の発生率は、０％であった。
【００２２】
（比較例）
比較のために、従来の連続鋳造装置を使用し、被覆材にはスートを用い、鋳造速度１８０ｍｍ／分、タンディッシュ内の溶湯温度１１４０℃、冷却水１６００ｌ／分の鋳造条件で銅の連続鋳造を行った。
連続鋳造終了後、鋳造されたすべての鋳塊中の鋳塊欠陥の数を調査した結果、鋳塊欠陥の発生率は、５％であった。
【００２３】
これらの結果から、本発明の連続鋳造装置を使用した場合、従来の場合に比べ鋳塊欠陥を低減することができ、そして鋳造速度も向上していることがわかる。
また、スートを使用していないので、作業環境が大幅に改善され、冷却水の汚染も、従来の場合に比べ少ない。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の連続鋳造装置にあっては、フラックスまたはスートを使用する代わりに、内部に還元性ガスまたは不活性ガスを封入したカバーをタンディッシュとモールドの間に設け、さらに、カバー蓋部とカバー底部の隙間をシール材でシールしているので、鋳塊欠陥を低減し、作業環境およびモールド冷却水汚染を改善し、鋳造速度を向上させるという優れた効果を発揮することができる。
また、モールドの内壁をグラファイトで形成することにより、これらの効果をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の連続鋳造装置の一例を示す要部断面図である。
【図２】  本発明の連続鋳造装置要部の一例を示す図である。
【図３】  従来の連続鋳造装置の一例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１  タンディッシュ
２  ノズル
３  モールド
３ａ  内壁
４  溶湯（タンディッシュ内）
５  溶湯（モールド内）
６  鋳塊
７  カバー
８  カバー蓋部
９  カバー底部
１１  開口端部
１２  シールボックス
１３  シール材
【図１】
0003959847.tif 000002
【図２】
0003959847.tif 000003
【図３】
0003959847.tif 000004