JP2005529750A - Suitable for continuous casting molds, especially in the casting area - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
この発明は溶湯との接触面から反対を向いた鋳型側面(2)における冷却溝、冷却スリット或いは冷却孔のような冷却通路(1)を備える溶融液金属、特に鋼を連続鋳造する鋳型に関する。鋳型の熱転移は、一つの冷却通路(1)或いは一グループの冷却通路の熱伝達する面領域の幾何学的構成は、形状、横断面、周囲、境界面状態、接触面に対する配向、接触面(18)の熱流密度及び/又は温度の局部形成の接触面に対する配列及び/又は配列密度にて鋳造運転に且つ特に鋳造面領域(11)に適合されていることを特徴とする。[Solution]
The present invention relates to a mold for continuously casting a molten metal, in particular steel, provided with a cooling channel (1) such as a cooling groove, a cooling slit or a cooling hole on the mold side face (2) facing away from the contact surface with the molten metal. The heat transfer of the mold is the geometric structure of the heat transfer surface area of one cooling passage (1) or a group of cooling passages: shape, cross section, perimeter, boundary state, orientation relative to the contact surface, contact surface (18) characterized in that it is adapted to the casting operation and in particular to the casting surface area (11) with an arrangement and / or arrangement density of the heat flow density and / or temperature of the locally formed contact surface.
Description
この発明は、溶湯との接触面から反対を向いた鋳型側面における冷却溝、冷却スリット或いは冷却孔のような冷却通路を備える溶融液金属、特に鋼を連続鋳造する鋳型に関する。 The present invention relates to a mold for continuously casting a molten metal, particularly steel, having cooling passages such as cooling grooves, cooling slits or cooling holes on the side of the mold facing away from the contact surface with the molten metal.
連続鋳造用鋳型、特に板状鋳型の形状の通常構成のCSP(コンパクトなストリップ生産)鋳型は鋼の分塊或いはスラブを連続鋳造するために、それぞれに支持壁とこの壁に固定された金属溶湯と接触する内板とから成る少なくとも側壁を形成している。好ましくは内板の支持壁に向いた側面において、支持壁に対して開放するスリットとして形成され得る互いに平行な冷却媒体通路が設けられている。 Continuous casting molds, in particular CSP (compact strip production) molds in the form of plate-shaped molds, each have a supporting wall and a metal melt fixed to this wall for continuous casting of steel slabs or slabs. At least a side wall comprising an inner plate in contact with the inner plate. Preferably, on the side of the inner plate facing the support wall, parallel coolant passages are provided which can be formed as slits open to the support wall.
現実の構成のCSP鋳型の場合には、鋳型高さに関する熱伝達関係は、特に浴面の上と下の領域において境界を変更できる。例えば鋳型の壁温度は浴面の上部で下降される。けれども、熱伝達が浴面の領域及び/又は上部において減少されるときには、鋳型の温度は上昇する。これは次の利点を有する:
− 浴面の領域においてより熱い鋳型によって鋳造粉末はより迅速に溶融される;
− 鋳造粉末のより迅速な溶融はストランドと鋳型の間の潤滑作用を高めて、その結果より良いストランド表面を得る;
− より良い潤滑は浴面の下部より低い鋳型表面を生じ、それによって減少された熱応力と割れに対する減少された傾向が生じて、それにより鋳型のより長い寿命を得る;
− 浴面の上部の鋳型のより温かい領域は浴面の下部の領域において圧力応力を減少させる。これは同様に割れを減少させ、鋳型のより長い寿命を導く。
In the case of a CSP mold with an actual configuration, the heat transfer relationship with respect to the mold height can change the boundary especially in the region above and below the bath surface. For example, the mold wall temperature is lowered at the top of the bath surface. However, when the heat transfer is reduced in the area and / or top of the bath surface, the mold temperature increases. This has the following advantages:
The casting powder is melted more quickly by the hotter mold in the area of the bath surface;
-Faster melting of the cast powder increases the lubrication between the strand and the mold, resulting in a better strand surface;
-Better lubrication results in a lower mold surface below the bath surface, thereby creating a reduced tendency to thermal stress and cracking, thereby obtaining a longer mold life;
The warmer area of the mold above the bath surface reduces the pressure stress in the area below the bath surface. This likewise reduces cracking and leads to a longer mold life.
連続鋳造用鋳型に関する測定によって、熱流密度の分布は20mmと80mmの間の浴面の下部で最大値を有し、ここから出発して鋳造方向に並びにそれと反対において鐘曲線のよう下降することが知られている。この場合に上昇した熱流密度の領域はおよそ120mmである。 According to measurements on continuous casting molds, the heat flow density distribution has a maximum at the bottom of the bath surface between 20 mm and 80 mm, starting from here and descending like a bell curve in the casting direction and vice versa. Are known. In this case, the region of increased heat flow density is approximately 120 mm.
鋳型における溶湯の温度分布の組込み可能な線図は上昇した熱流密度の領域における水平放物線の曲率tmax に一致する。 The integrated diagram of the temperature distribution of the melt in the mold corresponds to the curvature t max of the horizontal parabola in the region of increased heat flow density.
文献ドイツ特許第3840448号明細書(特許文献1)は、連続鋳造用鋳型、特に側壁がそれぞれに一つの支持壁と一つの支持壁に固定されて金属溶湯と接触した内板によって形成されている板状鋳型を記載し、その場合に内板の支持壁に向いた面には相対して位置する冷却媒体通路が設けられていて、その冷却媒体通路は支持壁に対して開放するスリットとして形成されて、そのスリットの幅はスリット間に位置するリブ(Rippe)の幅より狭く、そのスリット深さはリブの幅より大きい。 Document German Patent No. 3840448 (Patent Document 1) is formed by a continuous casting mold, in particular, an inner plate whose side walls are fixed to one supporting wall and one supporting wall, respectively, and in contact with the molten metal. A plate-shaped mold is described. In that case, a cooling medium passage is provided on the surface facing the support wall of the inner plate, and the cooling medium passage is formed as a slit opened to the support wall. In addition, the width of the slit is narrower than the width of the rib located between the slits, and the slit depth is larger than the width of the rib.
欧州特許第0551311号明細書(特許文献2)は、スラブフォーマットで、特に 100mm以下の厚さの鋼ストランドを連続鋳造する液体冷却されて幅調整可能な板状鋳型を記載している。この場合には広面板と狭面板は横延長の方向にストランドの横断面拡大の方向に形成されていて、狭面板は鋳型高さを越えて実質的に互いに平行に配置され、そして広面板は少なくともより狭いスラブ幅の領域において凹状に形成され、このように、横断面においてアーチを形成する鋳型壁の頂点高さは鋳型の鋳造面上の書き留められた長方形に比べて1000mmスラブ幅当たり最大12mmであり、そして鋳型のストランド流出端における広面板の形状は製造するストランドフォーマットに一致する。広面板は狭面板の調整領域において平らな面として形成されていて、形状を与える面と反対を向いた面においてスリット状通路が配置されている。 EP 0 551 511 (Patent Document 2) describes a liquid-cooled and plate-adjustable mold that continuously casts steel strands with a thickness of 100 mm or less in a slab format. In this case, the wide plate and the narrow plate are formed in the direction of the transverse extension of the strand in the direction of transverse extension, the narrow plate is arranged substantially parallel to each other beyond the mold height, and the wide plate is Formed concave at least in the region of narrower slab width, thus the apex height of the mold wall forming the arch in the cross section is up to 12 mm per 1000 mm slab width compared to the marked rectangle on the casting surface of the mold And the shape of the wide face plate at the strand outflow end of the mold matches the strand format to be produced. The wide surface plate is formed as a flat surface in the adjustment region of the narrow surface plate, and the slit-shaped passages are arranged on the surface facing away from the surface which gives the shape.
欧州特許出願公開第0968779号明細書(特許文献3)は、一つの内面と一つの内面に対抗位置する外面とをもつ鋳造板を備えるスラブ鋳型の広面の形成に関し、この場合に広面は一つの上部分領域と一つの下部分領域とを有し、そして少なくとも上部分領域は一つの中間領域とその中間領域から横に配置された二つの横領域とを有する。この文献では、鋳造板の内面は冷却通路を形成するために後部切断部をもつ溝を有し、そしてその溝は後部切断部に導入されている充填材により形状一体的に覆われることが、提案されている。 EP-A-0 687 879 (Patent Document 3) relates to the formation of a wide surface of a slab mold comprising a cast plate having one inner surface and an outer surface opposed to one inner surface, in which case the wide surface is one It has an upper partial region and one lower partial region, and at least the upper partial region has one intermediate region and two lateral regions arranged laterally from the intermediate region. In this document, the inner surface of the cast plate has a groove with a rear cut to form a cooling passage, and the groove is integrally covered with a filler introduced into the rear cut, Proposed.
米国特許第5207266号明細書(特許文献4)は、冷却通路の形成の下で銅板に固定された後方フレームを備える銅板を包含する水冷却される銅鋳型に関し、この場合に主通路から固定ボルトの領域への広さは他の領域における広さより広い。鋳型はボルトねじ部を含めて固定ボルトの領域における右側と左側の通路の間の大きな通路の形成を包含する。主通路と拡大された通路との間の分岐通路が設けられ、そこに少なくとも分岐通路と主通路からの領域は主通路と拡大された通路として複数の水面領域を有する。 US Pat. No. 5,207,266 relates to a water-cooled copper mold comprising a copper plate with a rear frame fixed to the copper plate under the formation of a cooling passage, in this case from the main passage to the fixing bolt. The area to this area is wider than the area to other areas. The mold includes the formation of large passages between the right and left passages in the area of the fixing bolt, including the bolt threads. A branch passage between the main passage and the enlarged passage is provided, and at least a region from the branch passage and the main passage has a plurality of water surface regions as the main passage and the enlarged passage.
割れのないストランドシェルの迅速且つ確実な、特に均一な形成のために、強力な冷却或いはメニスカスの下部の領域から鋳型の流出開口までの熱移送が決定的に重要である。このために、公知の鋳型では、次の可能性が与えられる:
− 比較的高い冷却水速度の調整、
− 冷却水温度の下降、
− 冷却リブによる冷却通路における熱交換面の拡大。
前記態様は既に連続鋳造装置の鋳型の説明の際に実際には種々に使用されている。
Strong cooling or heat transfer from the lower area of the meniscus to the mold outlet opening is critical for the rapid and reliable and particularly uniform formation of the crack-free strand shell. To this end, the known possibilities offer the following possibilities:
-Relatively high cooling water speed adjustment,
-Cooling water temperature drop,
-Expansion of the heat exchange surface in the cooling passage by cooling ribs.
The above-described embodiment has already been used in various ways in the description of the mold of the continuous casting apparatus.
通常は一つの銅合金から成る鋳型の接触板は、液状で凝固される金属と”直接接触”している。銅板とも呼ばれる接触板は、閉鎖部材であり、大抵は鋼から成る保持要素に固定される。再使用可能な保持要素は水箱と呼ばれる。 The mold contact plate, usually made of a single copper alloy, is in "direct contact" with the liquid solidified metal. A contact plate, also called a copper plate, is a closure member and is fixed to a holding element, usually made of steel. The reusable holding element is called a water box.
鋳型自体は結晶体として作用し、即ち納入された液状鋼から、連続的に鋳型から引き出され得る生産力のあるストランドシェルが生じるのと同じ程度のエネルギーが除去される。この場合には、最初のストランドシェルは所謂メニスカスに鋳型における充填状態の高さを形成する。メニスカスと言う概念は、鋳型の接触面が固形で溶融される鋳造補助剤並びに液状鋼とストランドシェルと衝突するストランドシェルの早い発生領域である。鋳造補助剤として鋳造粉末とオイルが採用される。これらは潤滑によって金属と銅を相互に分離し、局部的熱伝達を制御する(図8)。 The mold itself acts as a crystal, i.e. as much energy is removed from the delivered liquid steel as a productive strand shell is produced that can be continuously drawn from the mold. In this case, the first strand shell forms a so-called meniscus height in the filling state in the mold. The concept of meniscus is a casting auxiliary agent in which the contact surface of the mold is melted in a solid state and an early generation region of a strand shell that collides with liquid steel and the strand shell. Casting powder and oil are used as casting aids. They separate metal and copper from each other by lubrication and control local heat transfer (FIG. 8).
メニスカスに形成された最初のストランドシェル容積要素は、鋳型を通る退去速度で移動する。液状鋼と冷却媒体の間の所定温度勾配に基づいて局部的エネルギー流が冷却通路の方向に生じる。そのエネルギー容積は、冷却媒体、大抵は水と共に貫流される冷却通路を介して排出される。ストランドシェル厚さは一致して増加する。 The first strand shell volume element formed in the meniscus moves at a withdrawal rate through the mold. Based on a predetermined temperature gradient between the liquid steel and the cooling medium, a local energy flow is generated in the direction of the cooling passage. The energy volume is discharged through a cooling passage that flows through the cooling medium, usually water. The strand shell thickness increases correspondingly.
鋳型構造に形成された冷却通路は完全に銅板の内部に、或いは水箱要素の内部にもあるよう形成され得る。混合構造態様も知られている。さらに、水箱と銅板の間の充填材が適した冷却通路を生じるように配置される態様が普及されている。 The cooling passages formed in the mold structure can be formed completely within the copper plate or even inside the water box element. Mixed structure embodiments are also known. Furthermore, a mode is widely used in which the filler between the water box and the copper plate is arranged so as to form a suitable cooling passage.
仕上げ技術的理由から、長方形或いは円形横断面をもつ冷却通路は広く広げられている。隅領域は丸く形成され得る。しかし適切な充填材によって接触面に対して任意の整合のU,LとT字形状が製造される。冷却通路の典型的配列は個別に或いはグループ的に鋳造方向に、即ち上から下へ続いていて、大抵は金属に対する接触面に等距離である。努力の目標は、鋳型の接触面にわたり出来るだけ均一な冷却作用を達成することであり、それは固定箇所の領域においてしばしば条件のみでうまくゆく。鋳型幅にわたる冷却作用の均一性をさらに最適化するために(図10参照)、しばしば横断面及び/又は幾何学形状を異にして構成された冷却通路が並んで組合せられている。 For finishing technical reasons, cooling passages having a rectangular or circular cross section are widened. The corner area can be rounded. However, any suitable U, L and T shape with respect to the contact surface can be produced with a suitable filler. The typical arrangement of cooling passages continues individually or in groups in the casting direction, i.e. from top to bottom, and is usually equidistant from the metal contact surface. The goal of the effort is to achieve as uniform a cooling action as possible over the mold contact surface, which is often successful only under conditions in the area of the fixed point. In order to further optimize the uniformity of the cooling action over the mold width (see FIG. 10), often cooling passages configured with different cross sections and / or geometries are combined side by side.
すべてこれら構成形状に共通しているのは、個別の冷却スリットの幾何学形状がその長さにわたり形状と横断面を変更されないままである特性である。この実施態様は、冷却に利用できる冷却通路面が変更されないままであることを補充する。想定された流線に沿う混合結果によって、さらに、流れ速度が冷却通路長さにわたり一定のままであることが導かれる。 Common to all these configuration shapes is the characteristic that the geometry of the individual cooling slits remains unchanged in shape and cross-section over its length. This embodiment supplements that the cooling passage surfaces available for cooling remain unchanged. The mixing result along the assumed streamline further leads to the flow velocity remaining constant over the cooling passage length.
此れに関して、上或いは下から中央排除ピンが収納され得る冷却通路孔用の特別な実施態様のみが存在する。通常は排除ピンの長さが孔長さ自体より短いから、冷却通路に横断面狭部を生じて、それはこの移行領域において冷却媒体の加速を導く。このとき、狭くなった横断面領域では、冷却媒体がより速く流れ、それで冷却作用を適切に補強する。冷却通路に有効な冷却面は無論この処置と接触しないままである。 In this regard, there are only special embodiments for cooling passage holes in which the central exclusion pin can be accommodated from above or below. Since the length of the exclusion pin is usually shorter than the hole length itself, a narrow cross section is created in the cooling passage, which leads to acceleration of the cooling medium in this transition region. At this time, in the narrowed cross-sectional area, the cooling medium flows faster, thereby appropriately reinforcing the cooling action. The effective cooling surface in the cooling passage will of course remain out of contact with this treatment.
冷却通路の従来普通の構造的説明は出来るだけ均一な冷却作用をめざし、鋳型板における実際に存在する不均一な熱負荷分布が考慮されていない。必要な多元的考察に基づいて二つの不均一性は熱負荷分布において相違している。
− 鋳造方向に平行な不均一性
− 鋳造方向に垂直な不均一性
The conventional structural description of the cooling passage aims at a uniform cooling effect as much as possible, and does not take into account the non-uniform heat load distribution that actually exists in the mold plate. Based on the necessary multidimensional considerations, the two inhomogeneities are different in the heat load distribution.
− Non-uniformity parallel to the casting direction − Non-uniformity perpendicular to the casting direction
鋳造方向において、冷却通路における液状鋼から冷却媒体への熱伝達は多層によって考察される一元的熱伝導より簡略化され得る。エネルギー方程式において考慮すべきである:
1.成形されたストランドシェル内の液状鋼からの熱転移
2.ストランドシェルを通る熱伝導
3.潤滑層を通る熱伝導
4.銅板を通る熱伝導
5.冷却媒体内の熱転移
静止する場合には源の項 ( Quellterme ) は考慮すべきではない。
In the casting direction, heat transfer from the liquid steel to the cooling medium in the cooling passage can be simplified than the unitary heat conduction considered by the multilayer. Should be considered in the energy equation:
1. 1. Thermal transition from liquid steel in the formed
ストランドシェルを通る熱伝導の項には、鋳型長さにわたる不均一な熱負荷分布の原因がある、と言うのは鋳造面には主として最初にストランドシェルが発生して、これが鋳造方向においてさらに成長するからである。それで熱転移は増加するストランドシェル厚さ自体により阻止される。すべての普通のパラメータを一定に設定するときには、それ故に鋳造面において熱流が最高値を有して、鋳造方向に連続的に減少することが期待する。冷却通路長さ全体にわたる積分法から中間熱流が推論され得る。熱伝導の多元性に基づいて − 鋳造面の上部で熱投入が行われない − 熱流密度の理論的に明確な経過が滑らかになり、最大の位置が鋳造方向に移動される(図9)。 The term of heat conduction through the strand shell is responsible for non-uniform heat load distribution over the mold length, because the cast surface is primarily the first to form a strand shell that grows further in the casting direction. Because it does. The thermal transition is then prevented by the increasing strand shell thickness itself. When setting all the usual parameters constant, it is therefore expected that the heat flow at the casting surface has the highest value and decreases continuously in the casting direction. Intermediate heat flow can be inferred from the integration method over the entire length of the cooling passage. Based on the multiplicity of heat conduction-no heat input at the top of the casting surface-a theoretically clear course of heat flow density is smoothed and the maximum position is moved in the casting direction (Fig. 9).
局部熱流密度の運転測定は、中間熱流に対して鋳造面領域における局部値は係数1,5から3までだけより高く位置され、それに対して鋳型足部における値は係数0.3から0.6までだけより低く位置され得ることを証明する。最高の位置が本来の鋳造面位置の下部に装置と処理パラメータに応じて20mmから70mmまでに位置する。中間熱流密度の絶対値は鋳造粉末、特にしかし鋳造速度に依存している。文献では中間熱流密度は鋳造速度0.9m/minにおいて1.0MW/m2 ,3.0m/minにおいて2.0MW/m2 と5.5m/minにおいて3.0MW/m2 と挙げられている。前記係数に関して期待するべき局部熱流密度が少なくとも評価され得る。 Operational measurements of local heat flow density indicate that for intermediate heat flow, the local value in the casting surface region is located higher by a factor of 1, 5 to 3, whereas the value at the mold foot is from 0.3 to 0.6. Prove that you can only be positioned lower than. The highest position is located from 20 mm to 70 mm below the original casting surface position depending on the equipment and processing parameters. The absolute value of the intermediate heat flow density depends on the casting powder, but in particular on the casting speed. 1.0 MW / m 2 intermediate heat flow density in the casting speed 0.9 m / min in the literature, cited as 3.0 MW / m 2 at 2.0 mW / m 2 and 5.5 m / min at 3.0 m / min Yes. The local heat flow density to be expected with respect to the coefficient can be at least evaluated.
鋳型方向における熱流密度の不均一分布は、鋳型板における熱の主摩耗がほぼ例外のない鋳造面領域にて生じることを導く。これは条溝、亀裂、変形と場合によっては前もって塗布された層のはげ落ちの形で現れる。 The non-uniform distribution of heat flow density in the mold direction leads to the main wear of heat in the mold plate occurring in the casting surface area with almost no exception. This manifests itself in the form of grooves, cracks, deformations and in some cases peeling off of previously applied layers.
幅方向においても、鋳型板の負荷は全く異なっている。不均一性は大抵は液状鋼の鋳型に形成する流れ区域から生じる。経過は鋼導入浸漬流出、接触面幾何学と他の処理値の幾何学的構成により密に連結されている。鋳造面形成における静止的と非静止的経過は、大抵はメニスカスの装置独特の不均一な熱分布を奏する。不均一なメニスカス形成と不均一な熱分布も関係されているので主損傷は鋳型幅にわたり均一には発生することなく、むしろ決まった箇所に集中して発生する。
この発明の課題は、前記技術水準から出発して、冷却通路の冷却作用のための標準的熱転移を一つの冷却通路或いは一グループの冷却通路の熱伝達する面領域の特別な幾何学構成によって鋳型の溶湯と接触している接触面の局部熱流密度に適合させることである。 The object of the present invention is to start from the state of the art by means of a special geometric configuration of the surface area for heat transfer of a cooling passage or a group of cooling passages for the standard heat transfer for the cooling action of the cooling passage. To match the local heat flow density of the contact surface in contact with the mold melt.
この課題の解決は、この発明に適合する請求項1の特徴事項によって達成される。 The solution to this problem is achieved by the features of claim 1 compatible with the present invention.
熱伝達とそれに伴う冷却通路の冷却作用のさらなるこの発明による影響は従属請求項に一致して企図されている。その場合に例えば通路の局部冷却作用に影響を与えるために、その形状、横断面、周囲、境界面特性、配向と接触面に対する配置が局部的に変更され得る。 Further influences of the invention on heat transfer and the cooling action of the cooling passages associated therewith are intended in accordance with the dependent claims. In that case, for example to influence the local cooling action of the passage, its shape, cross-section, perimeter, interface properties, orientation and orientation with respect to the contact surface can be changed locally.
さらに、例えば通路底或いは側壁における有効な熱交換面が拡大されるか、或いは縮小され得る。 Furthermore, the effective heat exchange surface, for example at the channel bottom or side wall, can be enlarged or reduced.
例えば冷却通路の底或いは側面における条溝の形成によってこの冷却通路は表面的に実質的にほぼ倍になるまで拡大されて、それは冷却媒体の同じ流れ速度において著しく強力な冷却作用を伴うより高い局部的熱流密度を導き、鋳型の温度が著しく低下されるので、鋳型工作材料のより僅かな負荷の外に場合によっては冷却水の水圧が下降され得ると言う重要な利点をもつ。 For example, by the formation of a groove in the bottom or side of the cooling passage, this cooling passage is enlarged to a surface that is substantially nearly doubled, which is a higher local area with a significantly stronger cooling action at the same flow rate of the cooling medium. This leads to a dynamic heat flow density and has the important advantage that the water pressure of the cooling water can be lowered in some cases outside of the lesser load of the mold work material, since the temperature of the mold is significantly reduced.
この場合に比較する温度評価は例えば次の値を与える:
− 冷却溝の底における熱交換面のすべり表面(度C):
507° ストランドに対する温度 173° 水に対する温度
− この発明による拡大された表面
462° ストランドに対する温度 131° 水に対する温度
− −45° 差 −42° 差
The temperature evaluation to be compared in this case gives for example the following values:
The slip surface (degree C) of the heat exchange surface at the bottom of the cooling groove:
507 ° temperature for the strand 173 ° temperature for the water-enlarged surface according to the invention 462 ° temperature for the strand 131 ° temperature for the water--45 ° difference -42 ° difference
数値は明瞭にこの発明の処置の積極的作用を証明している。冷却通路表面の人工的拡大は、孔を開けたCSP鋳型の場合にも、特にメニスカスにおいて空間工具によって実現され得る。 The numbers clearly demonstrate the positive effect of the treatment of this invention. Artificial enlargement of the cooling passage surface can also be achieved with a space tool, especially in the meniscus, in the case of a pierced CSP mold.
この発明の他の構成は別の従属請求項に一致して企図されている。この場合に冷却通路表面の人工的拡大は浴面の上部では行われない、と言うのは鋳造粉末の溶融を支援するために、鋳型のこの領域において熱転移がより速く減少されるからである。 Other configurations of the invention are contemplated in accordance with the other dependent claims. In this case, no artificial expansion of the cooling channel surface takes place at the top of the bath surface, since the heat transfer is reduced faster in this region of the mold to assist in the melting of the casting powder. .
浴面の上部の熱転移の減少は次のことによって達成される:
− 浴面の上部の冷却孔にスリーブの設置、
− 浴面の上部の孔の被覆、
− 浴面の上部の僅かな熱伝導材料製の挿入体の収納。
Reduction of the thermal transition at the top of the bath surface is achieved by:
-Installation of a sleeve in the cooling hole at the top of the bath surface;
-Covering the pores at the top of the bath surface,
-Storage of a slight heat-conducting material insert at the top of the bath surface.
同時に浴面の上部の鋳型の熱い領域によって鋳型における応力が減少されて、ストランドの割れが鋳型の自由度の上昇と同時に減少する。 At the same time, the hot area of the mold above the bath surface reduces the stress in the mold, and the strand cracking decreases with increasing mold freedom.
この場合に特に目的に適って、冷却通路の熱伝達する面領域の熱排出が熱流密度分布における鋳型の高さを変更する適合によって行われると言う処置がわかった。 In this case, particularly suitable for the purpose, it has been found that the heat discharge in the heat transfer surface area of the cooling passage is effected by an adaptation which changes the mold height in the heat flow density distribution.
これによって鋳型高さに沿う温度経過は同じ鋳型高さでなお多く比較され、より大きな材料応力は発生に関連するストランドシェルにおいて回避され、その鋳型の割れが阻止される。 This allows the temperature profile along the mold height to be compared more at the same mold height, and greater material stress is avoided in the strand shell associated with the occurrence, preventing cracking of the mold.
この発明は引き続き実施例に基づいて詳細に説明される。図1は延長方向に対して垂直な鋳型壁の断片を拡大断面で示し、図2は図1による鋳型壁の別の部分部材を同様に断面で示し、図3は内面に条溝を備える冷却通路孔を示し、図4と図5は拡大した床面を備えない熱交換面と、拡大した床面を備える熱交換面の比較する部分を示し、図6は浴面の下部の鋳型の高さHにわたる熱流密度qの経過を示し、図7は温度曲線Tの付属される経過を備える鋳型の高さにわたる溝Rの深さの線図を示して、同様に浴面の下部でメニスカス領域の上部と下部のTmax を示し、図8は冷却通路と付属された熱流を備える鋳型壁の一部を断面で示し、図9は中間或いは全体的熱流密度或いは温度を備える比較のために互いに並んで図示された二つの線図を示し、図10は比較し得る熱交換床の形成下の冷却媒体通路の一部を示し、図11は熱交換床の別の実施態様を示し、図12は浴面の下部のqmax により熱流密度分布の鋳型高さにわたり適合された分布を示す。 The invention will now be described in detail on the basis of examples. FIG. 1 shows a section of the mold wall perpendicular to the extension direction in an enlarged section, FIG. 2 likewise shows another section member of the mold wall according to FIG. 1 in section, and FIG. 3 shows cooling with a groove on the inner surface. FIGS. 4 and 5 show the comparison of the heat exchange surface without the enlarged floor surface and the heat exchange surface with the enlarged floor surface, and FIG. 6 shows the height of the mold below the bath surface. 7 shows the course of the heat flow density q over the length H, FIG. 7 shows a diagram of the depth of the groove R over the mold height with the attached course of the temperature curve T, likewise in the meniscus region below the bath surface shows the top and bottom of the T max, 8 shows a portion of a mold wall with a heat flow which is supplied with the cooling passage cross section, Figure 9 with each other for comparison with the intermediate or overall heat flow density or temperature FIG. 10 shows two diagrams shown side by side, FIG. 10 shows the flow of coolant under the formation of a comparable heat exchange bed. FIG. 11 shows another embodiment of the heat exchange bed, and FIG. 12 shows a distribution adapted over the mold height of the heat flow density distribution by q max below the bath surface.
図1は鋳型壁に配置されたスリット状冷却溝1を備える鋳型壁の溶湯と反対に向いた面2の一断片10を拡大して示す。この溝は幅Bと深さTを有する。冷却溝1の底領域はこの発明によると条溝3を有する形状に形成され、それによってその条溝面は平らな実施態様に比べて、例えば図4による面のほぼ倍になっている。
FIG. 1 shows in enlargement a
この場合に冷却溝、冷却スリット或いは冷却孔の熱伝達面領域の熱排出は熱流密度分布を鋳型高さにわたって変更する適合によって行われ得る、これは例えば図6に図示されている。 In this case, the heat draining of the cooling groove, the cooling slit or the heat transfer surface area of the cooling hole can be effected by adaptation to change the heat flow density distribution over the mold height, which is illustrated for example in FIG.
このために、条溝3が熱伝達の強度の変更のために例えば1mmと4mmの間に可変深さ4を有して、30°と60°の間の一個づつの開口角度を形成していて、これは純粋に例えば図7に示されることが企図されている。この条溝3はおよそ60°までの一個の開口角度とおよそ4mmまでの一つの高さを備えて間隔”A”に形成され、ねじの形状に類似する。当然に、波状、台形状、歯状或いは同様に構成される条溝が企図されるような他の形状が冷却する表面の拡大を導き得る。
For this purpose, the
図2は、互いに密に当接して結合され、特に互いにねじ止めされている内板6の一部材を備える支持壁5の一づつの部材を包含する鋳型壁の一断片10を示す。内板6は支持壁5に対して開放して支持壁5から覆われるスリットとして形成されている冷却通路7により貫通されている。この発明により、床におけるスリットは条溝により貫通される熱交換面3を備えていて、その熱交換面は人工的に上昇した熱流密度を生じた。
FIG. 2 shows a
図3は溝或いは条溝3の形状に形成された内壁9をもつ鋳型壁に配置した冷却通路孔8を備える鋳型壁の任意の一断片10を示す。
FIG. 3 shows an
図4と図5は、互いに比較すべき熱交換底面11或いは12の形成下で冷却媒体通路7,7’の示された部分に基づいて滑らかな構成11と条溝12から成る構成並びに付属する温度値を示す。これは条溝底面12をもつ実施態様のために比較すべき処理パラメータの厳しく等しい確認条件の下で温度の明らかな降下を示す。
FIGS. 4 and 5 are associated with a configuration comprising a
図6は浴面(浴)の下部の狭くなった領域における鋳型の高さにわたるこの発明により適合した熱流密度分布をqmax で示す。一致して温度曲線Tを図7に示し、点14と15の間でRmax を備えて熱交換溝の可変深さRの一つの領域13から17までの内部の最高温度Tmax を示す。熱交換溝3は浴面の高さにおける13で開始する。14では最高溝深さ4が得られる、この最高溝深さは15まで行き、再び16を越える経路で元の水準に減少される。
FIG. 6 shows the heat flow density distribution adapted according to the invention over the height of the mold in the narrowed area at the bottom of the bath surface (bath) with q max . Consistently, the temperature curve T is shown in FIG. 7, showing the maximum internal temperature T max from one region 13 to 17 of the variable depth R of the heat exchange groove with R max between
図8は、支持板に固定された接触板18、鋳造補助媒体と示される冷却媒体通路7の層、鋳造方向に構成するストランドシェル19をもつ支持板20並びに付属可能な熱流を包含する鋳型の広面壁を断面で示す。
FIG. 8 shows a mold comprising a
図9は、メニスカスの位置に依存する熱伝達する冷却通路面と比較して局部熱流密度/温度の示される経過の線図により、図6と図7に対する補足を図示する。 FIG. 9 illustrates supplements to FIGS. 6 and 7 by a diagram of the course of the local heat flow density / temperature compared to the heat transfer cooling passage surface depending on the meniscus position.
図10或いは図11は、冷却スリットと特に底領域の実施態様における異なる構成の可能性を示す。 FIG. 10 or FIG. 11 shows the possibility of different configurations in the embodiment of the cooling slit and in particular the bottom region.
冷却通路のこの構成に付属されて図12は次の事項を表にした一覧表の形態で示し:
− 通路横断面
− 有効な冷却通路壁面
− 接触面に対する壁面の距離
− 接触面から受ける有効冷却作用
この場合にすべての値が相対値であり、単なる例示と見做されるべきものである。
Attached to this configuration of cooling passages, FIG. 12 shows in tabular form, tabulating:
-Cross-section of passage-Wall surface of effective cooling passage-Distance of wall surface to contact surface-Effective cooling effect received from contact surface In this case, all values are relative values and should be regarded as merely examples.
1.....冷却溝
2.....反対を向いた側面
3.....条溝
4.....深さ
5.....支持壁
6.....内板
7,7’...冷却媒体通路
8.....冷却通路孔
9.....壁部分
10.....一断片
11.....浴面の高さにおける熱交換溝の始点
12.....最高溝深さ
13.....最高溝深さの終点
14.....溝の深さ減少の終点
15−17...得られる一定溝深さ
18.....接触板
19.....ストランドシェル
20.....支持板
1. . . . . Cooling groove . . . . 2. Opposite side . . . . Strip groove 4. . . . .
7, 7 '. . . Cooling medium passage 8. . . . . Cooling
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