JP2012213804A5 - アルミニウム合金の連続鋳造棒 - Google Patents
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本発明は、以下のような発明である。
（１）長手方向に垂直な断面における羽毛状晶の発生が１０％以下で、その他は柱状晶及び／又は粒状晶であり、結晶粒径のバラツキが５０μｍ〜５００μｍであると共に、平均粒径が２００μｍから３５０μｍであることを特徴とするアルミニウム合金の連続鋳造棒。
アルミニウム合金溶湯から連続鋳造棒を鋳造する連続鋳造装置において、鋳造中の連続鋳造棒の表面から連続鋳造棒の凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯に機械的振動を付与する振動付与手段を設けた。振動付与手段は、振動周波数を変調した振動を付与するものとすることもできる。
振動付与手段は、連続鋳造棒に５μｍ〜１００μｍの振動変位を付与することができる。
振動付与手段は、連続鋳造棒に２Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を付与することができる。
振動付与手段は、磁歪素子、電歪素子、回転車、回転ベルト、空気シリンダーから選ばれる１種又は２種以上を組み合わせたものであることができる。
連続鋳造が横方向への鋳造であるとよい。
鋳型の出口から０．３ｍ〜５ｍの位置に連続鋳造棒を支持する支持部を設け、この支持部と鋳型の出口との間、又は、支持部よりも下流に振動付与手段を配設することができる。
鋳型の出口から０．３ｍ〜５ｍの位置に連続鋳造棒を支持する支持部を設け、振動付与手段は、連続鋳造棒の振動状態を検出する振動状態検出器を有し、この振動状態検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御することができる。
振動付与手段は、鋳型に設置された鋳型内のアルミニウム合金溶湯の凝固状態を検出する鋳型温度検出器を有し、この鋳型温度検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御することができる。
連続鋳造棒の内部組織を検査する非破壊検査装置を設け、振動付与手段は、非破壊検査装置からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御することができる。
非破壊検査措置は、超音波検査装置、渦流探傷検査装置、Ｘ線検査装置から選ばれた１種又は２種以上の組み合わせであるとよい。
アルミニウム合金溶湯から連続鋳造棒を鋳造する連続鋳造棒の鋳造方法において、鋳造中の連続鋳造棒の表面から機械的振動を連続鋳造棒の凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯に付与しながらアルミニウム合金溶湯を凝固させる。振動は、振動周波数が変調されている振動とすることもできる。
振動は、５μｍ〜１００μｍの振動変位であるとよい。
振動は、２Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動であるとよい。
連続鋳造が横方向への鋳造であるとよい。
連続鋳造棒の振動状態を検出する振動状態検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御することができる。
鋳型に設置された鋳型内のアルミニウム合金溶湯の凝固状態を検出する鋳型温度検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御することができる。
連続鋳造棒の内部組織を検査する非破壊検査装置からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御することができる。
アルミニウム合金溶湯に、結晶粒を微細化させるための添加剤を添加することなく凝固させるとよい。
Ｓｉを６質量％〜２０質量％、Ｃｕを２．０質量％〜５．０質量％、Ｍｇを０．４質量％〜２．０質量％含有するアルミニウム合金の連続鋳造棒がよい。
（１）長手方向に垂直な断面における羽毛状晶の発生が１０％以下で、その他は柱状晶及び／又は粒状晶であり、結晶粒径のバラツキが５０μｍ〜５００μｍであると共に、平均粒径が２００μｍから３５０μｍであることを特徴とするアルミニウム合金の連続鋳造棒。
アルミニウム合金溶湯から連続鋳造棒を鋳造する連続鋳造装置において、鋳造中の連続鋳造棒の表面から連続鋳造棒の凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯に機械的振動を付与する振動付与手段を設けた。振動付与手段は、振動周波数を変調した振動を付与するものとすることもできる。
振動付与手段は、連続鋳造棒に５μｍ〜１００μｍの振動変位を付与することができる。
振動付与手段は、連続鋳造棒に２Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を付与することができる。
振動付与手段は、磁歪素子、電歪素子、回転車、回転ベルト、空気シリンダーから選ばれる１種又は２種以上を組み合わせたものであることができる。
連続鋳造が横方向への鋳造であるとよい。
鋳型の出口から０．３ｍ〜５ｍの位置に連続鋳造棒を支持する支持部を設け、この支持部と鋳型の出口との間、又は、支持部よりも下流に振動付与手段を配設することができる。
鋳型の出口から０．３ｍ〜５ｍの位置に連続鋳造棒を支持する支持部を設け、振動付与手段は、連続鋳造棒の振動状態を検出する振動状態検出器を有し、この振動状態検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御することができる。
振動付与手段は、鋳型に設置された鋳型内のアルミニウム合金溶湯の凝固状態を検出する鋳型温度検出器を有し、この鋳型温度検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御することができる。
連続鋳造棒の内部組織を検査する非破壊検査装置を設け、振動付与手段は、非破壊検査装置からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御することができる。
非破壊検査措置は、超音波検査装置、渦流探傷検査装置、Ｘ線検査装置から選ばれた１種又は２種以上の組み合わせであるとよい。
アルミニウム合金溶湯から連続鋳造棒を鋳造する連続鋳造棒の鋳造方法において、鋳造中の連続鋳造棒の表面から機械的振動を連続鋳造棒の凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯に付与しながらアルミニウム合金溶湯を凝固させる。振動は、振動周波数が変調されている振動とすることもできる。
振動は、５μｍ〜１００μｍの振動変位であるとよい。
振動は、２Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動であるとよい。
連続鋳造が横方向への鋳造であるとよい。
連続鋳造棒の振動状態を検出する振動状態検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御することができる。
鋳型に設置された鋳型内のアルミニウム合金溶湯の凝固状態を検出する鋳型温度検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御することができる。
連続鋳造棒の内部組織を検査する非破壊検査装置からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御することができる。
アルミニウム合金溶湯に、結晶粒を微細化させるための添加剤を添加することなく凝固させるとよい。
Ｓｉを６質量％〜２０質量％、Ｃｕを２．０質量％〜５．０質量％、Ｍｇを０．４質量％〜２．０質量％含有するアルミニウム合金の連続鋳造棒がよい。
（１）に記載の発明によれば、長手方向に垂直な断面における羽毛状晶の発生が１０％以下で、その他は柱状晶及び／又は粒状晶であり、結晶粒径のバラツキが５０μｍ〜５００μｍであって均一化されると共に、平均粒径が２００μｍから３５０μｍであるので、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒となる。
鋳造中の連続鋳造棒の表面から連続鋳造棒の凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯に機械的振動を付与する振動付与手段を設けたので、連続鋳造棒の断面における、特に、長手方向断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒が得られる。又、アルミニウム合金溶湯中で凝固殻が生成する鋳型との接触面が機械的振動によって潤滑油及びその分解ガスに周期的に曝されることにより、潤滑性が高まることになり、鋳型（モールド）へのダメージが少なくなり、長時間の鋳造が可能となる。なお、振動付与手段が、振動周波数を変調した振動を付与ものであれば、アルミニウム合金溶湯の振動が定常波状態になって局在化するのを防ぐことができる。
連続鋳造棒に５μｍ〜１００μｍの振動変位を付与するので、羽毛状晶の発生を抑えることができる。
連続鋳造棒に２Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を付与するので、羽毛状晶の発生を抑えることができる。
振動付与手段は、磁歪素子、電歪素子、回転車、回転ベルト、空気シリンダーから選ばれる１種又は２種以上を組み合わせたので、振動の付与が容易に実現できる。
連続鋳造が横方向への鋳造であるので、振動付与手段（装置）を、冷却水の影響のない箇所を容易に選定して取り付けることができる。又、横（水平）連続鋳造は設備投資をする場合にイニシャルコストが安価であり、全連続操業が可能であるため、ストランド数を多くしても縦型連続鋳造に比べて作業負荷が大きくならず、鋳造コスト的にメリットがある。
鋳型の出口から０．３ｍ〜５ｍの位置に連続鋳造棒を支持する支持部を設け、この支持部と鋳型の出口との間、又は、支持部よりも下流に振動付与手段を配設したので、振動の付与が効率的に実現できると共に、振動の付与の効果がより得やすくなる。
鋳型の出口から０．３ｍ〜５ｍの位置に連続鋳造棒を支持する支持部を設け、振動付与手段は、連続鋳造棒の振動状態を検出する振動状態検出器を有し、この振動状態検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御するので、付与している振動状態を確実にモニターでき、付与している振動状態が安定するため、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒を、安定して連続して鋳造することができる。
振動付与手段は、鋳型に設置された鋳型内のアルミニウム合金溶湯の凝固状態を検出する鋳型温度検出器を有し、この鋳型温度検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御するので、鋳造条件に適した振動状態を維持することができる。
連続鋳造棒の内部組織を検査する非破壊検査装置を設け、振動付与手段は、非破壊検査装置からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御するので、連続鋳造棒の断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒を、安定して連続して鋳造することができる。
非破壊検査措置は、超音波検査装置、渦流探傷検査装置、Ｘ線検査装置から選ばれた１種又は２種以上の組み合わせであるので、フィードバックが容易で、欠陥検査と同時に実現できる。
鋳造中の連続鋳造棒の表面から機械的振動を連続鋳造棒の凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯に付与しながらアルミニウム合金溶湯を凝固させるので、連続鋳造棒の断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒が得られる。なお、機械的振動が、振動周波数が変調されている振動であれば、アルミニウム合金溶湯の振動が定常波状態になって局在化するのを防ぐことができる。
振動は、５μｍ〜１００μｍの振動変位であるので、羽毛状晶の発生を抑えることができる。
振動は、２Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動であるので、羽毛状晶の発生を抑えることができる。
連続鋳造が横方向への鋳造であるので、振動付与手段（装置）を、冷却水の影響のない箇所を容易に選定して取り付けることができる。又、横（水平）連続鋳造は設備投資をする場合にイニシャルコストが安価であり、全連続操業が可能であるため、ストランド数を多くしても縦型連続鋳造に比べて作業負荷が大きくならず、鋳造コスト的にメリットがある。
連続鋳造棒の振動状態を検出する振動状態検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御するので、付与している振動状態を確実にモニターでき、付与している振動状態が安定するため、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒を、安定して連続して鋳造することができる。
鋳型に設置された鋳型内のアルミニウム合金溶湯の凝固状態を検出する鋳型温度検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御するので、鋳造条件に適した振動状態を維持することができる。
連続鋳造棒の内部組織を検査する非破壊検査装置からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御するので、連続鋳造棒の断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒を、安定して連続して鋳造することができる。
アルミニウム合金溶湯に、結晶粒を微細化させるための添加剤を添加することなく凝固させたので、例えば、Ａｌ−Ｔｉ−Ｂ又はＡｌ−Ｂを微細化剤として用い、操業条件によってはアルミニウム合金溶湯中でＴｉＢ2が凝集し、鋳塊に欠陥を発生することがあるＡｉ−Ｓｉ系合金においても、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒となる。
Ｓｉを６質量％〜２０質量％、Ｃｕを２．０質量％〜５．０質量％、Ｍｇを０．４質量％〜２．０質量％含有するので、連続鋳造棒の断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、かつ、平均粒径がより微細化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた、特にせん断性の点に優位な特性を有する連続鋳造棒となる。
鋳造中の連続鋳造棒の表面から連続鋳造棒の凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯に機械的振動を付与する振動付与手段を設けたので、連続鋳造棒の断面における、特に、長手方向断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒が得られる。又、アルミニウム合金溶湯中で凝固殻が生成する鋳型との接触面が機械的振動によって潤滑油及びその分解ガスに周期的に曝されることにより、潤滑性が高まることになり、鋳型（モールド）へのダメージが少なくなり、長時間の鋳造が可能となる。なお、振動付与手段が、振動周波数を変調した振動を付与ものであれば、アルミニウム合金溶湯の振動が定常波状態になって局在化するのを防ぐことができる。
連続鋳造棒に５μｍ〜１００μｍの振動変位を付与するので、羽毛状晶の発生を抑えることができる。
連続鋳造棒に２Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を付与するので、羽毛状晶の発生を抑えることができる。
振動付与手段は、磁歪素子、電歪素子、回転車、回転ベルト、空気シリンダーから選ばれる１種又は２種以上を組み合わせたので、振動の付与が容易に実現できる。
連続鋳造が横方向への鋳造であるので、振動付与手段（装置）を、冷却水の影響のない箇所を容易に選定して取り付けることができる。又、横（水平）連続鋳造は設備投資をする場合にイニシャルコストが安価であり、全連続操業が可能であるため、ストランド数を多くしても縦型連続鋳造に比べて作業負荷が大きくならず、鋳造コスト的にメリットがある。
鋳型の出口から０．３ｍ〜５ｍの位置に連続鋳造棒を支持する支持部を設け、この支持部と鋳型の出口との間、又は、支持部よりも下流に振動付与手段を配設したので、振動の付与が効率的に実現できると共に、振動の付与の効果がより得やすくなる。
鋳型の出口から０．３ｍ〜５ｍの位置に連続鋳造棒を支持する支持部を設け、振動付与手段は、連続鋳造棒の振動状態を検出する振動状態検出器を有し、この振動状態検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御するので、付与している振動状態を確実にモニターでき、付与している振動状態が安定するため、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒を、安定して連続して鋳造することができる。
振動付与手段は、鋳型に設置された鋳型内のアルミニウム合金溶湯の凝固状態を検出する鋳型温度検出器を有し、この鋳型温度検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御するので、鋳造条件に適した振動状態を維持することができる。
連続鋳造棒の内部組織を検査する非破壊検査装置を設け、振動付与手段は、非破壊検査装置からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御するので、連続鋳造棒の断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒を、安定して連続して鋳造することができる。
非破壊検査措置は、超音波検査装置、渦流探傷検査装置、Ｘ線検査装置から選ばれた１種又は２種以上の組み合わせであるので、フィードバックが容易で、欠陥検査と同時に実現できる。
鋳造中の連続鋳造棒の表面から機械的振動を連続鋳造棒の凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯に付与しながらアルミニウム合金溶湯を凝固させるので、連続鋳造棒の断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒が得られる。なお、機械的振動が、振動周波数が変調されている振動であれば、アルミニウム合金溶湯の振動が定常波状態になって局在化するのを防ぐことができる。
振動は、５μｍ〜１００μｍの振動変位であるので、羽毛状晶の発生を抑えることができる。
振動は、２Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動であるので、羽毛状晶の発生を抑えることができる。
連続鋳造が横方向への鋳造であるので、振動付与手段（装置）を、冷却水の影響のない箇所を容易に選定して取り付けることができる。又、横（水平）連続鋳造は設備投資をする場合にイニシャルコストが安価であり、全連続操業が可能であるため、ストランド数を多くしても縦型連続鋳造に比べて作業負荷が大きくならず、鋳造コスト的にメリットがある。
連続鋳造棒の振動状態を検出する振動状態検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御するので、付与している振動状態を確実にモニターでき、付与している振動状態が安定するため、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒を、安定して連続して鋳造することができる。
鋳型に設置された鋳型内のアルミニウム合金溶湯の凝固状態を検出する鋳型温度検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御するので、鋳造条件に適した振動状態を維持することができる。
連続鋳造棒の内部組織を検査する非破壊検査装置からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び／又は振動の周波数条件を制御するので、連続鋳造棒の断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒を、安定して連続して鋳造することができる。
アルミニウム合金溶湯に、結晶粒を微細化させるための添加剤を添加することなく凝固させたので、例えば、Ａｌ−Ｔｉ−Ｂ又はＡｌ−Ｂを微細化剤として用い、操業条件によってはアルミニウム合金溶湯中でＴｉＢ2が凝集し、鋳塊に欠陥を発生することがあるＡｉ−Ｓｉ系合金においても、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒となる。
Ｓｉを６質量％〜２０質量％、Ｃｕを２．０質量％〜５．０質量％、Ｍｇを０．４質量％〜２．０質量％含有するので、連続鋳造棒の断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、かつ、平均粒径がより微細化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた、特にせん断性の点に優位な特性を有する連続鋳造棒となる。
Claims (1)
- 長手方向に垂直な断面における羽毛状晶の発生が１０％以下で、その他は柱状晶及び／又は粒状晶であり、結晶粒径のバラツキが５０μｍ〜５００μｍであると共に、平均粒径が２００μｍ〜３５０μｍである、
ことを特徴とするアルミニウム合金の連続鋳造棒。
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