连续铸造用铸模以及钢的连续铸造方法技术

本发明专利技术延长了在铸模内壁面具有多个异种物质填充层的连续铸造用铸模的使用次数，该异种物质填充层填充有热传导率不同于铸模铜板的金属或非金属。本发明专利技术的连续铸造用铸模是具有多个异种物质填充层的连续铸造用铸模，所述异种物质填充层是在至少设置于从弯月面到弯月面的下方20mm的位置为止的区域的水冷式铜铸模的内壁面的一部分或整体上的凹部的内部，填充具有与构成水冷式铜铸模的铸模铜板的热传导率不同的热传导率的金属或非金属而形成，其中，凹部的铸模铜板表面的形状在该凹部的任意的位置为相对于所有方向具有曲率的曲面。

Casting Mould for Continuous Casting and Continuous Casting Method for Steel

The invention prolongs the usage times of the continuous casting mould with multiple heterogeneous filling layers on the inner surface of the casting die. The heterogeneous filling layer is filled with metal or non-metal with heat conductivity different from that of the copper plate of the casting die. The continuous casting die of the invention is a continuous casting die with a plurality of filling layers of heterogeneous substances. The filling layer of heterogeneous substances is a part of the inner wall of a water-cooled copper casting die or an integral concave part of the inner wall of the water-cooled copper casting die located at least 20 mm from the meniscus surface to the lower part of the meniscus surface, and fills the heat conduction of the casting copper plate having a water-cooled copper casting die. Metals or non-metals with different heat conductivity are formed, in which the shape of the surface of the concave copper plate is a surface with curvature relative to all directions at any position in the concave.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】连续铸造用铸模以及钢的连续铸造方法
本专利技术涉及一种连续铸造用铸模以及使用该连续铸造用铸模的钢的连续铸造方法，该连续铸造用铸模在铸模内壁面的包含弯月面的范围具有多个填充有热传导率不同于铸模铜板的金属或非金属的异种物质填充层，可以抑制铸模内的凝固壳的不均匀冷却所引起的铸片表面裂纹而将钢水进行连续铸造。
技术介绍
钢的连续铸造中，如下制造规定长度的铸片。注入到铸模内的钢水被水冷式铸模所冷却，在与铸模的接触面，钢水凝固而生成凝固层(以下称为“凝固壳”)。一边利用设置于铸模下游侧的水喷雾器、空气水喷雾器冷却该凝固壳，一边将其与内部的未凝固层一起连续地拉拔到铸模下方。该拉拔过程中，通过利用水喷雾器、空气水喷雾器的冷却使其凝固至中心部，其后，利用气割机等进行切断，制造规定长度的铸片。若铸模内的冷却不均匀，则凝固壳的厚度在铸造方向和铸片宽度方向变得不均匀。因凝固壳的收缩、变形所引起的应力作用于凝固壳，在凝固初期，该应力在凝固壳的薄壁部集中，由于该应力而在凝固壳的表面产生裂纹。该裂纹因其后的热应力、连续铸造机的辊产生的弯曲应力和矫正应力等外力而扩大，成为大的表面裂纹。在凝固壳厚度的不均匀度大时，会成为铸模内的纵裂纹，有时也会产生从该纵裂纹流出钢水的漏钢问题。存在于铸片表面的裂纹在接下来的轧制工序中成为钢制品的表面缺陷，因此在铸片的阶段中，需要维护铸片的表面，除去表面裂纹。铸模内的不均匀凝固特别是在碳含量为0.08～0.17质量％的范围内的伴有包晶反应的钢(也称为中碳钢)中容易产生。认为这是因为包晶反应的从δ铁(铁素体)向γ铁(奥氏体)的相变时的体积收缩所致的相变应力，引起变形，凝固壳发生变形，因该变形而凝固壳从铸模内壁面分离，从铸模内壁面分离的部位(以下，将该从铸模内壁面分离的部位称为“凹陷”)的凝固壳厚度变薄，在该部分上述应力集中，从而产生表面裂纹。特别是在增加铸片拉拔速度时，从凝固壳向铸模冷却水的平均热通量增加，即，凝固壳急速冷却，热通量的分布变得不规则且不均匀，因此铸片表面裂纹的产生有增加的趋势。具体而言，在铸片厚度为200mm以上的板坯连续铸造机中，若铸片拉拔速度为1.5m/min以上，则容易产生表面裂纹。以往，为了抑制伴有上述的包晶反应的中碳钢的表面裂纹，如专利文献1所提出的那样，尝试使用容易结晶化的组成的保护渣，增大保护渣层的热阻而缓慢冷却凝固壳。这是试图通过缓慢冷却使作用于凝固壳的应力降低而抑制表面裂纹的技术。但是，仅利用保护渣的缓慢冷却效果中，不能得到充分的不均匀凝固的改善，在相变量大的钢种中，无法防止表面裂纹的产生。因此，提出了很多对连续铸造用铸模本身进行缓慢冷却化的方法。在专利文献2中提出了如下技术：在弯月面附近的铸模内壁面设置深度0.5～1.0mm、宽度0.5～1.0mm的格子状的沟槽，通过该沟槽在凝固壳与铸模之间强制性地形成气隙，由此，实现凝固壳的缓慢冷却，使表面变形分散，防止铸片的纵裂纹。但是，该技术中，为了使保护渣不会侵入沟槽，需要减小沟槽的宽度和深度，但是存在如下问题：铸模内壁面因与铸片的接触而损耗，所以设置于铸模内壁面的沟槽变浅，缓慢冷却效果降低，即，存在缓慢冷却效果不持续这样的问题。在专利文献3中提出了在铸模内壁面设置纵沟槽和横沟槽，使保护渣流入到这些纵沟槽和横沟槽的内部，将铸模缓慢冷却化的技术。但是，该技术中，保护渣向沟槽部的流入不充分而钢水浸入到沟槽部，或者填充于沟槽部的保护渣在铸造中剥离而钢水浸入该部位，由此有可能产生粘结性漏钢的问题。如此，在铸模内壁面形成沟槽且利用沟槽形成气隙的技术和使保护渣流入沟槽的技术中，无法得到稳定的缓慢冷却效果。与此相对，提出了在形成于铸模内壁面的凹部填充热传导率不同于铸模铜板的金属或非金属，对凝固壳给予规则的热传递分布的方法。通过在凹部填充金属或非金属，可提前消除因钢水浸入沟槽部而产生的粘结性漏钢。在专利文献4和专利文献5中提出了出于通过给予规则的热传递分布而减少不均匀凝固量的目的，在铸模内壁面实施沟槽加工(纵沟槽、格子沟槽)，在该沟槽填充低导热金属、陶瓷的技术。但是，该技术中，存在如下问题：在纵沟槽或格子沟槽与铜(铸模)的边界面以及格子部的垂直部，因填充于凹部的物质与铜的热变形差所致的应力进行作用，由此在铸模铜板表面产生裂纹。在专利文献6和专利文献7中提出了如下技术：为了解决专利文献4和专利文献5中的问题，在铸模内壁面形成圆形或近似圆形的凹部，在该凹部填充低导热金属、陶瓷。专利文献6和专利文献7中，凹部的平面形状为圆形或近似圆形，因此填充于凹部的物质与铸模铜板的边界面成为曲面状，在边界面不易集中应力，可得到在铸模铜板表面不易产生裂纹的优点。进而，专利文献8中提出了如下技术：对于如专利文献4、5、6、7所公开的、在铸模内壁面形成有圆形、近似圆形、纵沟槽、横沟槽或格子沟槽的凹部且具有在该凹部填充有热传导率不同于铸模铜板的物质的异种物质填充层的连续铸造用铸模，为了防止在形成上述异种物质填充层的物质与铸模铜板之间产生间隙(空隙)，在凹部的底壁与凹部的侧壁交叉的部位设置圆弧状的圆角部的技术；以及，在凹处的侧壁设置朝向底壁变细的断面形状的锥部的技术。根据专利文献8，不论是通过镀覆处理形成异种物质填充层的情况还是通过喷镀处理形成异种物质填充层的情况，都能够使填充物质均匀地附着·沉积于凹部，不仅可以防止异种物质填充层的剥离，而且能将铸模内的排热控制在所需的范围。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005－297001号公报专利文献2：日本特开平1－289542号公报专利文献3：日本特开平9－276994号公报专利文献4：日本特开平2－6037号公报专利文献5：日本特开平7－284896号公报专利文献6：日本特开2015－6695号公报专利文献7：日本特开2015－51442号公报专利文献8：日本特开2014－188521号公报
技术实现思路
如上所述，通过专利文献6、7、8等，连续铸造用铸模的缓慢冷却化技术得到了进步，减少了中碳钢铸片的表面裂纹。但是，即使应用专利文献8的技术，具有在铸模内壁面填充有热传导率不同于铸模铜板的金属或非金属的异种物质填充层的连续铸造用铸模的寿命短于不具有异种物质填充层的连续铸造用铸模。连续铸造用铸模昂贵，使用次数短，这导致制造成本的上升。连续铸造用铸模的交换需要几小时的操作时间，使用次数短，这也成为使连续铸造操作的运转率下降的主要原因。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种连续铸造用铸模以及使用该连续铸造用铸模的钢的连续铸造方法，所述连续铸造用铸模是具有在铸模内壁面填充有热传导率不同于铸模铜板的金属或非金属的多个异种物质填充层的连续铸造用铸模，与以往的使用次数相比，能够延长使用次数。用于解决上述课题的本专利技术的主旨如下所述。[1]一种连续铸造用铸模，是由水冷式铜铸模形成的连续铸造用铸模，具有：在上述水冷式铜铸模的内壁面至少设置于从弯月面到弯月面的下方20mm的位置为止的区域的一部分或整体上的凹部，以及，在上述凹部的内部填充具有与构成上述水冷式铜铸模的铸模铜板的热传导率不同的热传导率的金属或非金属而形成的多个异种物质填充层，并且，上述凹部的铸模铜板表面的形状由相对于所有方向具有曲率的曲面和平面构成。[2]一种连续铸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续铸造用铸模，是由水冷式铜铸模形成的连续铸造用铸模，具有：在所述水冷式铜铸模的内壁面至少设置于从弯月面到弯月面的下方20mm的位置为止的区域的一部分或整体上的凹部，以及在所述凹部的内部填充具有与构成所述水冷式铜铸模的铸模铜板的热传导率不同的热传导率的金属或非金属而形成的多个异种物质填充层，并且，所述凹部的铸模铜板表面的形状由相对于所有方向具有曲率的曲面和平面构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.19 JP 2016-2049871.一种连续铸造用铸模，是由水冷式铜铸模形成的连续铸造用铸模，具有：在所述水冷式铜铸模的内壁面至少设置于从弯月面到弯月面的下方20mm的位置为止的区域的一部分或整体上的凹部，以及在所述凹部的内部填充具有与构成所述水冷式铜铸模的铸模铜板的热传导率不同的热传导率的金属或非金属而形成的多个异种物质填充层，并且，所述凹部的铸模铜板表面的形状由相对于所有方向具有曲率的曲面和平面构成。2.一种连续铸造用铸模，是由水冷式铜铸模形成的连续铸造用铸模，具有：在所述水冷式铜铸模的内壁面至少设置于从弯月面到弯月面的下方20mm的位置为止的区域的一部分或整体上的凹部、以及在所述凹部的内部填充具有与构成所述水冷式铜铸模的铸模铜板的热传导率不同的热传导率的金属或非金属而形成的多个的异种物质填充层，并且，所述凹部的铸模铜板表面的形状是在所述凹部的任意的位置相对于所有方向具有曲率的曲面。3.根据权利要求1或2所述的连续铸造用铸模，其中，所述凹...

【专利技术属性】
技术研发人员：古米孝平，荒牧则亲，三木祐司，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP