JP2014057980A - Pull up type continuous casting device and pull up type continuous casting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は引上式連続鋳造装置及び引上式連続鋳造方法に関する。 The present invention relates to an up-drawing continuous casting apparatus and an up-drawing continuous casting method.
特許文献1には、発明者らにより、鋳型を要しない画期的な引上式連続鋳造方法として、自由鋳造方法が提案されている。特許文献1に示したように、溶融金属(溶湯)の表面(すなわち湯面)にスタータを浸漬させた後、当該スタータを引き上げると、溶湯の表面膜や表面張力によりスタータに追従して溶湯も導出される。ここで、湯面近傍に設置された形状規定部材を介して、溶湯を導出し、冷却することにより、所望の断面形状を有する鋳物を連続鋳造することができる。 In Patent Document 1, the inventors have proposed a free casting method as an innovative pulling-up-type continuous casting method that does not require a mold. As shown in Patent Document 1, after the starter is immersed in the surface of the molten metal (molten metal) (that is, the molten metal surface), when the starter is pulled up, the molten metal follows the starter by the surface film or surface tension of the molten metal. Derived. Here, a casting having a desired cross-sectional shape can be continuously cast by deriving and cooling the molten metal through a shape determining member installed in the vicinity of the molten metal surface.
通常の連続鋳造方法では、鋳型によって断面形状とともに長手方向の形状も規定される。とりわけ、連続鋳造方法では、鋳型内を凝固した金属(すなわち鋳物)が通り抜ける必要があるため、鋳造された鋳物は長手方向に直線状に延びた形状となる。
これに対し、自由鋳造方法における形状規定部材は、鋳物の断面形状のみを規定し、長手方向の形状は規定しない。そして、形状規定部材は、湯面に平行な方向(すなわち水平方向)に移動可能であるから、長手方向の形状が様々な鋳物が得られる。例えば、特許文献1には、長手方向に直線状でなく、ジグザグ状あるいは螺旋状に形成された中空鋳物(すなわちパイプ)が開示されている。
In a normal continuous casting method, the shape in the longitudinal direction is defined along with the cross-sectional shape by the mold. In particular, in the continuous casting method, since the solidified metal (that is, the casting) needs to pass through the mold, the cast casting has a shape extending linearly in the longitudinal direction.
On the other hand, the shape defining member in the free casting method defines only the cross-sectional shape of the casting, and does not define the shape in the longitudinal direction. And since a shape prescription | regulation member can move to the direction (namely, horizontal direction) parallel to a molten metal surface, the casting in which the shape of a longitudinal direction is various is obtained. For example, Patent Document 1 discloses a hollow casting (that is, a pipe) that is formed in a zigzag shape or a spiral shape instead of being linear in the longitudinal direction.
発明者は以下の課題を見出した。
特許文献1に記載の自由鋳造方法では、形状規定部材を介して導出された溶湯を冷却ガスのみによって冷却しているため、鋳造速度が遅く、生産性の点で問題があった。
The inventor has found the following problems.
In the free casting method described in Patent Document 1, since the molten metal led out through the shape defining member is cooled only by the cooling gas, there is a problem in terms of productivity because the casting speed is slow.
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、より鋳造速度が速く生産性に優れる引上式連続鋳造装置及び引上式連続鋳造方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the pulling-up-type continuous casting apparatus and pull-up-type continuous casting method which are faster in casting speed and excellent in productivity.
本発明の一態様に係る引上式連続鋳造装置は、
溶湯を保持する保持炉と、
前記保持炉に保持された前記溶湯の湯面近傍に設置され、前記溶湯が通過することにより、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
前記形状規定部材を通過した前記溶湯を冷却し、凝固させる冷却部と、
前記保持炉の内部に保持された前記溶湯の温度を下げる溶湯冷却部と、を備えているものである。このような構成により、鋳造速度を速め、生産性を向上させることができる。
The up-drawing continuous casting apparatus according to one aspect of the present invention is as follows.
A holding furnace for holding molten metal;
A shape determining member that is installed in the vicinity of the molten metal surface of the molten metal held in the holding furnace and that defines the cross-sectional shape of a casting to be cast by passing the molten metal,
A cooling unit for cooling and solidifying the molten metal that has passed through the shape determining member;
A molten metal cooling section that lowers the temperature of the molten metal held in the holding furnace. With such a configuration, the casting speed can be increased and the productivity can be improved.
前記溶湯冷却部は、前記形状規定部材の直下に設けられていることが好ましい。これにより、前記形状規定部材の直下に位置する溶湯の温度を短時間で下げることができ、鋳造速度を速めることができる。
また、前記溶湯冷却部を前記保持炉の内部において上下方向に移動させるアクチュエータをさらに備えていることが好ましい。
さらに、前記溶湯冷却部の内部を冷却ガスが通過することが好ましい。また、前記溶湯冷却部がセラミックスからなることが好ましい。
It is preferable that the molten metal cooling part is provided directly below the shape defining member. Thereby, the temperature of the molten metal located directly under the shape defining member can be lowered in a short time, and the casting speed can be increased.
Moreover, it is preferable to further include an actuator for moving the molten metal cooling section in the vertical direction inside the holding furnace.
Furthermore, it is preferable that the cooling gas passes through the molten metal cooling section. Moreover, it is preferable that the said molten metal cooling part consists of ceramics.
他方、前記溶湯を囲む仕切壁と、前記仕切壁に囲まれた雰囲気の温度を調整する雰囲気温度調整部と、をさらに備えていることが好ましい。これにより、鋳物の品質を安定させることができる。 On the other hand, it is preferable to further include a partition wall that surrounds the molten metal, and an atmosphere temperature adjustment unit that adjusts the temperature of the atmosphere surrounded by the partition wall. Thereby, the quality of a casting can be stabilized.
本発明の一態様に係る引上式連続鋳造方法は、
鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を、保持炉に保持された溶湯の湯面近傍に設置するステップと、
前記保持炉に設けられた溶湯冷却部により、前記保持炉に保持された前記溶湯の温度を下げるステップと、
温度が下げられた前記溶湯を、前記形状規定部材を通過させ、引き上げるステップと、
前記形状規定部材を通過して引き上げられた前記溶湯を冷却するステップと、を備えているものである。このような構成により、鋳造速度を速め、生産性を向上させることができる。
The up-drawing continuous casting method according to one aspect of the present invention is as follows.
Installing a shape defining member that defines a cross-sectional shape of a casting to be cast in the vicinity of a molten metal surface of a molten metal held in a holding furnace;
Lowering the temperature of the molten metal held in the holding furnace by the molten metal cooling section provided in the holding furnace;
Passing the shape-defining member through the molten metal whose temperature has been lowered;
Cooling the molten metal that has been pulled up after passing through the shape determining member. With such a configuration, the casting speed can be increased and the productivity can be improved.
前記溶湯冷却部を、前記形状規定部材の直下に設けることが好ましい。これにより、前記形状規定部材の直下に位置する溶湯の温度を短時間で下げることができ、鋳造速度を速めることができる。
また、前記溶湯冷却部を前記保持炉の内部において上下方向に移動させることが好ましい。
さらに、前記溶湯冷却部の内部に冷却ガスを導入することが好ましい。また、前記溶湯冷却部をセラミックスから構成することが好ましい。
It is preferable that the molten metal cooling part is provided directly below the shape defining member. Thereby, the temperature of the molten metal located directly under the shape defining member can be lowered in a short time, and the casting speed can be increased.
Moreover, it is preferable to move the molten metal cooling part in the vertical direction inside the holding furnace.
Furthermore, it is preferable to introduce a cooling gas into the molten metal cooling section. Moreover, it is preferable that the molten metal cooling part is made of ceramics.
他方、前記溶湯を仕切壁により囲み、前記仕切壁に囲まれた雰囲気の温度を調整することが好ましい。これにより、鋳物の品質を安定させることができる。 On the other hand, it is preferable to surround the molten metal with a partition wall and adjust the temperature of the atmosphere surrounded by the partition wall. Thereby, the quality of a casting can be stabilized.
本発明の一態様に係る引上式連続鋳造装置は、
溶湯を保持する保持炉と、
前記保持炉に保持された前記溶湯の湯面近傍に設置され、前記溶湯が通過することにより、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
スタータにより前記形状規定部材を通過させた前記溶湯を冷却し、凝固させる冷却部と、を備え、
前記スタータが、前記スタータと一体化された冷却機構を備えているものである。このような構成により、鋳造速度を速め、生産性を向上させることができる。
The up-drawing continuous casting apparatus according to one aspect of the present invention is as follows.
A holding furnace for holding molten metal;
A shape determining member that is installed in the vicinity of the molten metal surface of the molten metal held in the holding furnace and that defines the cross-sectional shape of a casting to be cast by passing the molten metal,
A cooling unit that cools and solidifies the molten metal that has passed through the shape determining member by a starter,
The starter includes a cooling mechanism integrated with the starter. With such a configuration, the casting speed can be increased and the productivity can be improved.
前記冷却機構は、前記スタータに取り付けられ、かつ、内部に冷媒が導入されるパイプを備えていることが好ましい。あるいは、前記冷却機構は、内部に冷媒が導入されるパイプからなる前記スタータ自体であることが好ましい。 It is preferable that the cooling mechanism includes a pipe that is attached to the starter and into which a refrigerant is introduced. Or it is preferable that the said cooling mechanism is the said starter itself which consists of a pipe into which a refrigerant | coolant is introduce | transduced.
本発明の一態様に係る引上式連続鋳造方法は、
鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を、保持炉に保持された溶湯の湯面近傍に設置するステップと、
スタータにより前記形状規定部材を通過させ、前記溶湯を引き上げるステップと、
前記形状規定部材を通過して引き上げられた前記溶湯を冷却し、凝固させるステップと、を備え、
前記スタータと一体化された冷却機構により、前記スタータを冷却するものである。このような構成により、鋳造速度を速め、生産性を向上させることができる。
The up-drawing continuous casting method according to one aspect of the present invention is as follows.
Installing a shape defining member that defines a cross-sectional shape of a casting to be cast in the vicinity of a molten metal surface of a molten metal held in a holding furnace;
Passing the shape determining member with a starter and pulling up the molten metal;
Cooling and solidifying the molten metal that has been pulled up through the shape determining member,
The starter is cooled by a cooling mechanism integrated with the starter. With such a configuration, the casting speed can be increased and the productivity can be improved.
前記スタータにパイプを取り付け、前記パイプ内に冷媒を導入することによって前記冷却機構を構成することが好ましい。あるいは、パイプからなる前記スタータ自体の内部に冷媒を導入することによって前記冷却機構を構成することが好ましい。 Preferably, the cooling mechanism is configured by attaching a pipe to the starter and introducing a refrigerant into the pipe. Or it is preferable to comprise the said cooling mechanism by introduce | transducing a refrigerant | coolant inside the said starter itself which consists of pipes.
本発明により、より鋳造速度が速く生産性に優れる引上式連続鋳造装置及び引上式連続鋳造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a pulling-up-type continuous casting apparatus and a pulling-up-type continuous casting method that are faster in casting speed and excellent in productivity.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiment. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.
(実施の形態1)
まず、図1を参照して、実施の形態1に係る自由鋳造装置(引上式連続鋳造装置)について説明する。図1は、実施の形態1に係る自由鋳造装置の断面図である。図1に示すように、実施の形態1に係る自由鋳造装置は、溶湯保持炉101、内部形状規定部材102a、外部形状規定部材102b、支持ロッド103、104、アクチュエータ105、冷却ガスノズル106、溶湯クーラ107、冷媒配管108、アクチュエータ109を備えている。
(Embodiment 1)
First, with reference to FIG. 1, the free casting apparatus (pull-up type continuous casting apparatus) according to Embodiment 1 will be described. 1 is a cross-sectional view of a free casting apparatus according to Embodiment 1. FIG. As shown in FIG. 1, a free casting apparatus according to Embodiment 1 includes a molten
溶湯保持炉101は、例えばアルミニウムやその合金などの溶湯M1を収容し、所定の温度に保持する。図1の例では、鋳造中に溶湯保持炉101へ溶湯を補充しないため、鋳造の進行とともに溶湯M1の表面(つまり湯面)は低下する。他方、鋳造中に溶湯保持炉101へ溶湯を随時補充し、湯面を一定に保持するような構成としてもよい。なお、当然のことながら、溶湯M1は他のアルミニウム以外の金属や合金であってもよい。
The molten
内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102bは、例えばセラミックスやステンレスなどからなり、湯面近傍に配置されている。図1の例では、内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102bが湯面に接触するように配置されている。しかしながら、内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102bは、それらの下側(湯面側)の主面が湯面に接触しないように設置されてもよい。具体的には、内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102bの下側の主面と湯面との間に所定の(例えば0.5mm程度の)ギャップを設けてもよい。
The internal
内部形状規定部材102aは、鋳造する鋳物M3の内部形状を規定し、外部形状規定部材102bは、鋳造する鋳物M3の外部形状を規定する。図1に示した鋳物M3は、水平方向の断面(以下、横断面と称す)の形状が管状の中空鋳物(つまりパイプ)である。すなわち、より具体的には、内部形状規定部材102aは、鋳物M3の横断面の内径を規定し、外部形状規定部材102bは、鋳物M3の横断面の外径を規定する。
The internal
図2は、内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102bの平面図である。ここで、図1の内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102bの断面図は、図2のI−I断面図に相当する。図2に示すように、外部形状規定部材102bは、例えば矩形状の平面形状を有し、中央部に円形状の開口部を有している。内部形状規定部材102aは、円形状の平面形状を有し、外部形状規定部材102bの開口部の中央部に配置されている。内部形状規定部材102aと外部形状規定部材102bとの間の間隙が、溶湯が通過する溶湯通過部102cとなる。このように、内部形状規定部材102a、外部形状規定部材102b、溶湯通過部102cから形状規定部材102が構成されている。
FIG. 2 is a plan view of the inner
図1に示すように、溶湯M1は、その表面膜や表面張力により鋳物M3に追従して引き上げられ、溶湯通過部102cを通過する。ここで、溶湯の表面膜や表面張力によって、鋳物M3に追従して湯面から引き上げられた溶湯を保持溶湯M2と呼ぶ。また、鋳物M3と保持溶湯M2との界面が凝固界面である。
As shown in FIG. 1, the molten metal M1 is pulled up following the casting M3 by its surface film and surface tension, and passes through the molten
支持ロッド103は、内部形状規定部材102aを支持し、支持ロッド104は、外部形状規定部材102bを支持する。支持ロッド103、104により、内部形状規定部材102aと外部形状規定部材102bとの位置関係を維持することができる。ここで、支持ロッド103をパイプ構造とし、これに冷却ガスを流し、さらに内部形状規定部材102aに吹出孔を設ければ、内側からも鋳物M3を冷却することができる。
The
アクチュエータ105には、支持ロッド103、104がともに連結されている。アクチュエータ105によって、支持ロッド103、104は、内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102bの位置関係を維持したまま、上下方向(鉛直方向)及び水平方向に移動可能である。このような構成により、鋳造の進行による湯面の低下とともに、内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102bを下方向に移動させることができる。また、内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102bを水平方向に移動させることができるため、鋳物M3の長手方向の形状を自由に変化させることができる。
Both
冷却ガスノズル(冷却部)106は、鋳物M3に冷却ガス(空気、窒素、アルゴンなど)を吹き付け、冷却するためのものである。スタータSTに連結された引上機(不図示)により鋳物M3を引き上げつつ、冷却ガスにより鋳物M3を冷却することにより、凝固界面近傍の保持溶湯M2が順次凝固し、鋳物M3が形成されていく。ここで、鋳物M3からの抜熱を高め、鋳造速度を速めるためには、冷却ガスの温度をできる限り低くすることが好ましい。例えば、液化ガス(例えば液体窒素や液体アルゴン)を気化させた冷却ガスや液化ガスにより冷却された冷却ガスなどの極低温ガスを用いることができる。 The cooling gas nozzle (cooling unit) 106 is for blowing a cooling gas (air, nitrogen, argon, etc.) on the casting M3 to cool it. While the casting M3 is pulled up by a pulling machine (not shown) connected to the starter ST and the casting M3 is cooled by the cooling gas, the retained molten metal M2 near the solidification interface is sequentially solidified to form the casting M3. . Here, in order to increase the heat removal from the casting M3 and increase the casting speed, it is preferable to lower the temperature of the cooling gas as much as possible. For example, a cryogenic gas such as a cooling gas obtained by vaporizing a liquefied gas (for example, liquid nitrogen or liquid argon) or a cooling gas cooled by the liquefied gas can be used.
溶湯クーラ(溶湯冷却部)107は、内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102bの直下に位置する溶湯M1の温度を下げるためのものである。溶湯M1の温度を下げたい場合にのみ、内部に冷媒を循環させる。溶湯クーラ107を備えている点が、本実施の形態に係る自由鋳造装置の1つの特徴である。
The molten metal cooler (molten cooling section) 107 is for lowering the temperature of the molten metal M1 located immediately below the inner
冷媒配管108は、溶湯クーラ107に冷媒を導入するとともに、溶湯クーラ107内を循環して溶湯M1の熱を奪った冷媒を導出する。また、冷媒配管108は、溶湯クーラ107を支持している。冷媒は特には限定されないが、安全上の観点から、冷却ガス(空気、窒素、アルゴンなど)が好ましい。また、冷媒の循環方法としては、安全上の観点から加圧式よりも吸圧式が好ましい。
The
溶湯クーラ107及び冷媒配管108の材質も、特には限定されないが、例えばセラミックス又はステンレスとすることができる。また、ステンレス製の場合、溶湯M1と接触する部分には耐熱テープなどを巻き付けるなどの溶損対策を施すことが好ましい。
The materials of the
図3は、溶湯クーラ107の具体的な構成例を示す平面図である。図3には、平面的な位置関係が分かるように、内部形状規定部材102a及び支持ロッド103も点線で示されている。図3に示す溶湯クーラ107は、渦巻き状に形成された1本のパイプから構成されている。つまり、溶湯クーラ107と冷媒配管108とが、一体に形成されている。図3に示すように、溶湯クーラ107の中央部には、円形の開口部が設けられており、支持ロッド103が開口部を通り抜けられるようになっている。このような構成により、支持ロッド103と溶湯クーラ107との干渉を防止している。
FIG. 3 is a plan view illustrating a specific configuration example of the
図4は、溶湯クーラ107の他の具体的な構成例を示す平面図である。図4にも、平面的な位置関係が分かるように、内部形状規定部材102a及び支持ロッド103も点線で示されている。図4に示す溶湯クーラ107は、直線部107aとU字部107bとが交互に繰り返えされ、全体として蛇行した1本のパイプから構成されている。つまり、溶湯クーラ107と冷媒配管108とが、一体に形成されている。図4に示すように、溶湯クーラ107の中央部では、隣接する2本の直線部107aの間隔が大きくなっており、ここを支持ロッド103が通り抜けられるようになっている。このような構成により、支持ロッド103と溶湯クーラ107との干渉を防止している。
なお、図3、4に示した溶湯クーラ107の構成は、あくまでも一例であって、他にも種々の構成例が考えられる。
FIG. 4 is a plan view showing another specific configuration example of the
The configuration of the
アクチュエータ109には、冷媒配管108が連結されている。図1に示すように、アクチュエータ109によって、溶湯クーラ107は、溶湯M1の内部において上下に移動可能である。また、内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102bと同調して水平方向に移動させることができる。
A
内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102bの直下に位置する溶湯M1の温度を下げる場合には、溶湯クーラ107内に冷媒を循環させ、溶湯クーラ107を上昇させ、内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102bに近付ければよい。一方、それ以外の場合には、溶湯クーラ107内の冷媒の循環を停止し、溶湯クーラ107を降下させ、内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102bから遠ざけておけばよい。
When lowering the temperature of the molten metal M1 located immediately below the internal
溶湯クーラ107による効果について、より詳細に説明する。
溶湯M1の温度は、常時、溶湯保持炉101によって所定の適切な温度に保持されている。ここで、適切な温度とは、凝固界面を適切な高さに保持するための温度である。凝固界面の高さは、鋳物M3からの抜熱と引上げ速度とのバランスによって保持される。例えば、鋳物M3の肉厚を鋳造中に厚くした場合、保持溶湯M2の熱容量が大きくなるため、上記のバランスが崩れ、凝固界面の位置が上がり、所望の形状が得られ難くなる。つまり、成形性が悪化する。
The effect of the
The temperature of the molten metal M1 is always maintained at a predetermined appropriate temperature by the molten
このとき、凝固界面の位置を元の適切な高さに戻すには、鋳物M3からの抜熱を高められなければ、鋳造速度を遅くするか、溶湯M1の温度を下げる必要がある。溶湯M1の温度を下げるには、溶湯保持炉101の設定温度を下げればよいが、溶湯M1全体が実際にその設定温度まで下がるには、時間が掛かる。これまでの自由鋳造装置では、溶湯M1全体の温度が設定温度に下がるまでの間、鋳造速度を遅くする必要があった。
At this time, in order to return the position of the solidification interface to the original appropriate height, it is necessary to slow down the casting speed or lower the temperature of the molten metal M1 unless the heat removal from the casting M3 can be increased. In order to lower the temperature of the molten metal M1, it is sufficient to lower the set temperature of the molten
これに対し、本実施の形態に係る自由鋳造装置は、溶湯クーラ107を備えているため、溶湯M1の温度を短時間で下げることができる。特に、溶湯クーラ107が内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102bの直下に位置するため、内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102b近傍の(より具体的には、内部形状規定部材102a及び外部形状規定部材102b直下の)溶湯M1のみの温度を短時間で下げることができる。従って、鋳造速度を遅くする必要がなく、これまでの自由鋳造装置に比べ、鋳造速度を速くすることができる。この結果、鋳造時間が短縮され、生産性が向上する。
On the other hand, since the free casting apparatus according to the present embodiment includes the
次に、図1を参照して、実施の形態1に係る自由鋳造方法について説明する。
まず、スタータSTを降下させ、内部形状規定部材102aと外部形状規定部材102bとの間の溶湯通過部102cを通して、スタータSTの先端部を溶湯M1に浸漬させる。
Next, the free casting method according to Embodiment 1 will be described with reference to FIG.
First, the starter ST is lowered, and the tip of the starter ST is immersed in the molten metal M1 through the molten
次に、所定の速度でスタータSTの引き上げを開始する。ここで、スタータSTが湯面から離間しても、表面膜や表面張力によって、スタータSTに追従して湯面から引き上げられた保持溶湯M2が形成される。図1に示すように、保持溶湯M2は、内部形状規定部材102aと外部形状規定部材102bとの間の溶湯通過部102cに形成される。つまり、内部形状規定部材102aと外部形状規定部材102bとにより、保持溶湯M2に形状が付与される。
Next, the starter ST is started to be pulled up at a predetermined speed. Here, even if the starter ST is separated from the molten metal surface, the retained molten metal M2 pulled up from the molten metal surface following the starter ST is formed by the surface film or surface tension. As shown in FIG. 1, the retained molten metal M2 is formed in the molten
次に、スタータSTは、冷却ガスノズル106から吹き出される冷却ガスにより冷却されているため、保持溶湯M2が上側から下側に向かって順に凝固し、鋳物M3が成長していく。このようにして、鋳物M3を連続鋳造することができる。
Next, since the starter ST is cooled by the cooling gas blown from the cooling
(実施の形態2)
次に、図5を参照して、実施の形態2に係る自由鋳造装置について説明する。図5は、実施の形態2に係る自由鋳造装置の断面図である。図5に示すように、実施の形態2に係る自由鋳造装置は、溶湯保持炉101、内部形状規定部材102a、外部形状規定部材102b、支持ロッド103、104、アクチュエータ105、冷却ガスノズル106、溶湯クーラ107、冷媒配管108、アクチュエータ109、仕切壁110、雰囲気温度調整部111を備えている。すなわち、図1に示した実施の形態1に係る自由鋳造装置に加えて、仕切壁110、雰囲気温度調整部111を備えている。
その他の構成は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
(Embodiment 2)
Next, a free casting apparatus according to Embodiment 2 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the free casting apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the free casting apparatus according to Embodiment 2 includes a molten
Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
図5に示すように、実施の形態2に係る自由鋳造装置では、溶湯M1及び鋳造される鋳物M3が仕切壁110によって仕切られた空間に収納されている。そして、雰囲気温度調整部111が仕切壁110の天井部に設けられている。
As shown in FIG. 5, in the free casting apparatus according to the second embodiment, the molten metal M <b> 1 and the casting M <b> 3 to be cast are stored in a space partitioned by a
このような構成により、仕切壁110によって仕切られた空間内の温度が、雰囲気温度調整部111により、所定の温度(例えば25℃など)に保持される。溶湯M1及び鋳造される鋳物M3の雰囲気の温度が一定に保持されるため、実施の形態1に係る自動鋳造装置よりも鋳物M3の品質を安定させることができる。また、雰囲気の温度を例えば25℃に保持すれば、雰囲気の温度を制御しない場合よりも雰囲気の温度が下がるため、実施の形態1に係る自動鋳造装置よりも鋳造速度を速くすることができる。なお、雰囲気温度調整部111の設置場所は、特に限定されない。また、図5に示すように、仕切壁110の上部に通気口110aを設け、仕切られた空間内にこもった熱気を逃がすようにしてもよい。
With such a configuration, the temperature in the space partitioned by the
(実施の形態3)
次に、図6を参照して、実施の形態3に係る自由鋳造装置について説明する。図6は、実施の形態3に係る自由鋳造装置の断面図である。図6に示すように、実施の形態3に係る自由鋳造装置は、溶湯保持炉101、内部形状規定部材102a、外部形状規定部材102b、支持ロッド103、104、アクチュエータ105、冷却ガスノズル106、冷媒配管112を備えている。すなわち、図1に示した実施の形態1に係る自由鋳造装置における溶湯クーラ107、冷媒配管108、アクチュエータ109を備えていない代わりに、冷媒配管112を備えている。
その他の構成は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
(Embodiment 3)
Next, a free casting apparatus according to Embodiment 3 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the free casting apparatus according to the third embodiment. As shown in FIG. 6, the free casting apparatus according to Embodiment 3 includes a molten
Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
図6に示すように、実施の形態3に係る自由鋳造装置は、スタータSTに螺旋状に巻き付けられた冷媒配管(冷却機構)112を備えている。すなわち、スタータSTと一体化された冷却機構を備えている。このような構成により、スタータSTが冷却されている。冷媒は特には限定されないが、例えば冷却ガス(空気、窒素、アルゴンなど)や冷却水を用いることができる。スタータSTを冷却することにより、鋳物M3からの抜熱が高まり、成形性を良好に保ったまま鋳造速度を速くすることができる。 As shown in FIG. 6, the free casting apparatus according to the third embodiment includes a refrigerant pipe (cooling mechanism) 112 that is spirally wound around the starter ST. That is, a cooling mechanism integrated with the starter ST is provided. With such a configuration, the starter ST is cooled. The refrigerant is not particularly limited, and for example, a cooling gas (air, nitrogen, argon, etc.) or cooling water can be used. By cooling the starter ST, heat removal from the casting M3 is increased, and the casting speed can be increased while maintaining good formability.
なお、当然のことながら、実施の形態1と実施の形態3あるいは実施の形態2と実施の形態3とを組み合わせることにより、鋳造速度をより速くすることができる。
い。
As a matter of course, the casting speed can be increased by combining the first embodiment and the third embodiment or the second embodiment and the third embodiment.
Yes.
(実施の形態4)
次に、図7を参照して、実施の形態4に係る自由鋳造装置について説明する。図7は、実施の形態4に係る自由鋳造装置の断面図である。図7に示すように、実施の形態4に係る自由鋳造装置は、溶湯保持炉101、外部形状規定部材102b、支持ロッド104、アクチュエータ105、冷却ガスノズル106を備えている。すなわち、図6に示した実施の形態3に係る自由鋳造装置における内部形状規定部材102a、支持ロッド104、冷媒配管112を備えていない。他方、スタータST自体が冷媒配管(冷却機構)となっている。すなわち、実施の形態4に係る自由鋳造装置も、スタータSTと一体化された冷却機構を備えている。
その他の構成は、実施の形態3と同様であるため、説明を省略する。
(Embodiment 4)
Next, a free casting apparatus according to Embodiment 4 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of the free casting apparatus according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 7, the free casting apparatus according to Embodiment 4 includes a molten
Since other configurations are the same as those of the third embodiment, description thereof is omitted.
図7に示すように、実施の形態4に係る自由鋳造装置によって鋳造される鋳物M3は、中空構造(パイプ)ではなく中実構造(ロッド)である。そのため、内部形状規定部材102aを使用せずに、上記実施の形態に係る外部形状規定部材102bのみを使用している。この場合、外部形状規定部材102bに設けられた開口部が、そのまま溶湯通過部102cとなる。
As shown in FIG. 7, the casting M3 cast by the free casting apparatus according to Embodiment 4 is not a hollow structure (pipe) but a solid structure (rod). Therefore, only the external
実施の形態4に係る自由鋳造装置では、スタータST自体が冷媒配管であるため、スタータSTが冷却されている。冷媒は特には限定されないが、例えば、冷却ガス(空気、窒素、アルゴンなど)を使用することができる。また、鋳造開始時と鋳造中とで冷媒の流量を制御してもよい。具体的には、鋳造開始時には鋳造中よりも冷媒の流量を少なくする。さらに、鋳造中(鋳造がある程度進行した後)は、冷却水を使用することもできる。また、鋳造開始時には冷却ガスを使用し、鋳造中には冷却水を使用するようにしてもよい。 In the free casting apparatus according to Embodiment 4, the starter ST is cooled because the starter ST itself is a refrigerant pipe. Although a refrigerant | coolant is not specifically limited, For example, cooling gas (air, nitrogen, argon, etc.) can be used. Further, the flow rate of the refrigerant may be controlled at the start of casting and during casting. Specifically, the flow rate of the refrigerant is reduced at the start of casting than during casting. Furthermore, cooling water can be used during casting (after casting has progressed to some extent). Further, cooling gas may be used at the start of casting, and cooling water may be used during casting.
実施の形態4に係る自由鋳造装置では、スタータSTを冷却することにより、実施の形態3と同様に、鋳物M3からの抜熱が高まり、鋳造速度を速くすることができる。
また、スタータSTを冷却しているため、溶湯温度よりも融点の低い材質であってもスタータSTとして使用することができる。
さらに、入口側の冷媒温度と出口側の冷媒温度をモニターし、鋳造の制御にフィードバックすることもできる。
鋳造後には、冷媒に代えて熱処理油をスタータST内に循環させることにより、組織制御用の熱処理を行うことができる。
In the free casting apparatus according to the fourth embodiment, by cooling the starter ST, similarly to the third embodiment, the heat removal from the casting M3 is increased, and the casting speed can be increased.
Further, since the starter ST is cooled, even a material having a melting point lower than the molten metal temperature can be used as the starter ST.
Furthermore, the refrigerant temperature on the inlet side and the refrigerant temperature on the outlet side can be monitored and fed back to the casting control.
After casting, heat treatment for structure control can be performed by circulating heat treatment oil in the starter ST instead of the refrigerant.
また、通常のスタータSTが鋳造後に切除されるのに対し、実施の形態4に係るスタータSTは、そのまま製品として使用することができる。例えば、通常のスタータSTとして、熱交換器用のパイプを用いることができる。さらに、より複雑な冷却回路をスタータSTとして使用することもできる。また、スタータSTを溶湯内部まで浸すことにより、内部にパイプを備えた鋳物を形成することもできる。 In addition, while a normal starter ST is cut off after casting, the starter ST according to Embodiment 4 can be used as a product as it is. For example, a pipe for a heat exchanger can be used as a normal starter ST. Further, a more complicated cooling circuit can be used as the starter ST. Further, by casting the starter ST into the molten metal, it is possible to form a casting having a pipe inside.
なお、当然のことながら、実施の形態1と実施の形態4あるいは実施の形態2と実施の形態4とを組み合わせることにより、鋳造速度をより速くすることができる。
い。
As a matter of course, the casting speed can be increased by combining the first embodiment and the fourth embodiment or the second embodiment and the fourth embodiment.
Yes.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
101 溶湯保持炉
102 形状規定部材
102a 内部形状規定部材
102b 外部形状規定部材
102c 溶湯通過部
103、104 支持ロッド
105、109 アクチュエータ
106 冷却ガスノズル
107 溶湯クーラ
107a 直線部
107b U字部
108、112 冷媒配管
110 仕切壁
110a 通気口
111 雰囲気温度調整部
M1 溶湯
M2 保持溶湯
M3 鋳物
ST スタータ
101 Molten
Claims (18)
前記保持炉に保持された前記溶湯の湯面近傍に設置され、前記溶湯が通過することにより、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
前記形状規定部材を通過した前記溶湯を冷却し、凝固させる冷却部と、
前記保持炉の内部に保持された前記溶湯の温度を下げる溶湯冷却部と、を備えている、引上式連続鋳造装置。 A holding furnace for holding molten metal;
A shape determining member that is installed in the vicinity of the molten metal surface of the molten metal held in the holding furnace and that defines the cross-sectional shape of a casting to be cast by passing the molten metal,
A cooling unit for cooling and solidifying the molten metal that has passed through the shape determining member;
A pulling-up-type continuous casting apparatus, comprising: a molten metal cooling unit that lowers the temperature of the molten metal held in the holding furnace.
前記仕切壁に囲まれた雰囲気の温度を調整する雰囲気温度調整部と、をさらに備えている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造装置。 A partition wall surrounding the molten metal;
The pulling-up-type continuous casting apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising an atmosphere temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the atmosphere surrounded by the partition wall.
前記保持炉に設けられた溶湯冷却部により、前記保持炉に保持された前記溶湯の温度を下げるステップと、
温度が下げられた前記溶湯を、前記形状規定部材を通過させ、引き上げるステップと、
前記形状規定部材を通過して引き上げられた前記溶湯を冷却するステップと、を備えている、引上式連続鋳造方法。 Installing a shape defining member that defines a cross-sectional shape of a casting to be cast in the vicinity of a molten metal surface of a molten metal held in a holding furnace;
Lowering the temperature of the molten metal held in the holding furnace by the molten metal cooling section provided in the holding furnace;
Passing the shape-defining member through the molten metal whose temperature has been lowered;
And a step of cooling the molten metal that has been pulled up after passing through the shape defining member.
前記保持炉に保持された前記溶湯の湯面近傍に設置され、前記溶湯が通過することにより、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
スタータにより前記形状規定部材を通過させた前記溶湯を冷却し、凝固させる冷却部と、を備え、
前記スタータが、前記スタータと一体化された冷却機構を備えている、引上式連続鋳造装置。 A holding furnace for holding molten metal;
A shape determining member that is installed in the vicinity of the molten metal surface of the molten metal held in the holding furnace and that defines the cross-sectional shape of a casting to be cast by passing the molten metal,
A cooling unit that cools and solidifies the molten metal that has passed through the shape determining member by a starter,
An up-drawing continuous casting apparatus, wherein the starter includes a cooling mechanism integrated with the starter.
スタータにより前記形状規定部材を通過させ、前記溶湯を引き上げるステップと、
前記形状規定部材を通過して引き上げられた前記溶湯を冷却し、凝固させるステップと、を備え、
前記スタータと一体化された冷却機構により、前記スタータを冷却する、引上式連続鋳造方法。 Installing a shape defining member that defines a cross-sectional shape of a casting to be cast in the vicinity of a molten metal surface of a molten metal held in a holding furnace;
Passing the shape determining member with a starter and pulling up the molten metal;
Cooling and solidifying the molten metal that has been pulled up through the shape determining member,
A pulling-up-type continuous casting method in which the starter is cooled by a cooling mechanism integrated with the starter.
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