連続鋳造鋳型用晶析銅管

連続鋳造におけるモールドチューブの役割

晶析装置または鋳型は、連続鋳造中に最初の固体シェルが形成される銅部品です。液体鋼は上部から入り、銅の壁を通ってその背後の冷却水に熱を伝え、金型の下の静磁圧に耐える十分な強度を備えたシェルとして底部を残します。金型内で除去される熱のほとんどすべてが銅管を通じて抽出されるため、管材料の熱伝導率、内部形状の精度、水隙の均一性が、シェルの成長、表面品質、ブレークアウトのリスクを直接制御します。

モールドチューブの材質の選択

3 つの材料ファミリーが使用されており、導電性と温度での軟化に対する耐性の間のさまざまな妥協点を表しています。

CuCrZr は、熱サイクルを繰り返しても硬度が維持されるため、高速ビレットおよびブルーム金型の標準材料です。一方、銀を含む銅は、最大限の熱抽出が必要で機械的負荷が低い場合に使用されます。-ジルコニウム銅 C15000 およびクロム銅 C18200 は、古い金型設計および交換プログラムに使用されています。

金型設計: ウォータージャケット、ナローギャップ、スプレー

管状金型はビレットとブルームに使用され、厳密に制御された環状水ギャップまたはスプレー ノズルによって冷却されます。ウォーター ジャケット設計では、銅管が外側ジャケットで囲まれ、それらの間の隙間が冷却チャネルを形成します。 -高効率キャスターは 4 ミリメートル未満の狭い隙間を走行して水流を上げ、それを銅管の放物線状のテーパーと組み合わせます。 4 つの側面の周りのギャップの精度はしっかりと保持する必要があります。これは、ずれがあると局所的な水の速度が変化し、不均一な冷却と不均一なシェルの成長が生じるためです。爆発成形で製造されたジャケットは、機械加工や溶接、または押し出しでは完全に除去できない溶接継ぎ目を回避し、寸法の一貫性を向上させます。スプレー-で冷却された金型は、銅管に水を直接衝突させて隔離ギャップを置き換えます。効率的に冷却し、水を節約し、シール精度の低下を許容しますが、スケールやノズルの詰まりに敏感であるため、水質管理が不可欠です。

形状、テーパー、表面仕上げ

材料以外にも、モールドチューブの性能はその形状、つまり内径と長さ方向の公差、肉厚の均一性、楕円度、真直度、テーパープロファイルによって決まります。単一のストレート ボアは低速の鋳造速度に適していますが、放物線状およびマルチテーパー ボアは凝固するシェルの収縮に追従し、銅からシェルを絶縁する空隙を減少させます。内面は機械加工され、ストランドからの摩耗を制限し、上部領域の摩擦を制御するために、多くの場合、硬質クロムメッキまたはコーティングが施されます。これらの特徴の寸法記録はチューブごとに発行されます。これは、ボアの数百分の 1 ミリメートルの変動がキャスティングの挙動を著しく変化させるためです。

金型と連携する機械機能

いくつかのキャスター機能が金型の周りに設計されています。オンライン幅調整により、鋳造中にスラブ金型の狭い側面が少しずつ移動します。これにより、機械を停止することなく一連の異なる幅が可能になり、幅の変更時間が短縮され、トリミングされたヘッドとテールの損失が軽減されます。-金型レベルの制御は、渦電流、電磁気、熱電対、赤外線、または放射線源の方法によって行われ、その選択は金型の周囲に取り付けられる計装に影響します。{3}通常、振動は非正弦波であり、振幅、周波数、波形を個別に設定できる油圧サーボ システム、またはサーボのコストが法外に高い機械システムによって生成されます。オシレーション ガイド システムも重要です。4 つの偏心ショート アーム リンケージ設計では、リンケージが摩耗するにつれて動作偏差が蓄積されます。これが、板ばねや同様のガイド システムが最新の機械で使用されている理由の 1 つです。-

品質管理、テスト、納品

モールドチューブは、銅および銅合金チューブ用の GB/T 1527 または同等の国際仕様に供給された引抜チューブから製造され、完成したコンポーネントはカタログ サイズではなく機械図面と照合して検証されます。化学分析により、CuCrZr または CuAg の組成が確認されます。電気伝導率が測定され、IACS 基準のパーセンテージに変換されます。硬さはチューブ壁でチェックされます。時効硬化グレードの熱処理が検証され、指定された導電率と硬度が同時に達成されることが確認されます。さらに、定義されたステーションでの穴径とテーパー、肉厚分布、楕円度、真直度、表面粗さ、めっきの厚さをチェックします。水圧または水圧試験により、チューブの気密性、および該当する場合はウォーター ジャケットの気密性が確認され、超音波または渦電流検査がチューブの壁に適用されます。-チューブは、機械加工された端面が保護され、穴に油が塗布され、キャップが付けられた状態で出荷され、図面公差に対するすべての測定値をリストした検査報告書と、EN 10204 3.1. でのミルテスト証明書が付属しています。

よくある質問

Q: 晶析装置の銅管に CuCrZr が使用されるのはなぜですか?

A: C18150 と呼ばれる CuCrZr は析出硬化されており、熱サイクルを繰り返してもその硬度を維持しながら、75 % ～ 85 % の IACS を維持します。導電率と軟化に対する抵抗のバランスにより、高速鋳造において軟質または銀を含む銅よりも長い金型寿命が得られます。{4}

Q: 狭いスロット金型ではどのような水ギャップが使用されますか?{0}}

A: 高効率キャスターでは通常、銅管とジャケットの間に 4 ミリメートル未満の隙間があり、これにより水の速度が上昇し、熱伝達が向上します。周囲のギャップの均一性は、公称サイズと同じくらい重要です。

Q: なぜ金型チューブに放物線状のテーパーが適用されるのですか?

A: 凝固するシェルは金型内を移動するにつれて収縮するため、徐々に狭くなるボアによってシェルが銅と接触した状態に保たれ、熱の除去が維持されます。放物線状またはマルチテーパーのプロファイルは、真っ直ぐなボアよりも収縮に厳密に追従します。-

Q: 爆発的に形成されたウォーター ジャケットの利点は何ですか?

A: 縦方向の溶接がなく、厳密に制御された内部形状を備えたジャケットが製造されます。これにより、周囲の冷却チャネルの偏りが減少し、溶接シームに伴う局所的な冷却の乱れが回避されます。

Q: 出荷前にモールドチューブはどのように検査されますか?

A: 穴径とテーパーは、壁厚分布、楕円度、真直度、表面粗さとともに、定義されたステーションで測定されます。導電性と硬度によって材料の状態が確認され、水圧テストによって気密性が確認されます。

Q: 金型の 4 面で不均一な冷却が発生する原因は何ですか?

A: 水の隙間や冷却管の位置のずれにより、局所的な水の速度が変化し、局所的な熱伝達が変化します。一貫したジャケット形状と正確なチューブ肉厚は、シェルの成長を均一に保つ 2 つの制御です。