JP2022078805A - アルミニウム合金鋳造板の製造方法、およびアルミニウム合金鋳造板の製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記溶湯注入点に溶湯を注入するための溶湯注入具により、溶湯注入点への溶湯の注入方向と、溶湯注入点における前記第1回転ロール表面の接線とがなす角度θ1を、0度以上、20度以下とし、
前記第1回転ロールと前記第2回転ロールの間に溶湯を保持する溶湯溜まりを形成させ、
前記溶湯注入点から前記溶湯溜まりまでの距離Lを、0mm超、(ロール周速(mm/秒)×0.2秒)mm以下とし、
前記溶湯の流速を、前記第1回転ロールおよび前記第2回転ロールのロール周速以上とすることを特徴とするアルミニウム合金鋳造板の製造方法である。
冷却能を有する第1回転ロールと、
前記第1回転ロール表面の溶湯注入点に、Mgを2質量%以上含むアルミニウム合金の溶湯を注入するための溶湯注入具と、
前記溶湯注入点に注入された溶湯を、前記第1回転ロールとともに押圧冷却凝固するための第2回転ロールを有し、
前記溶湯注入具と、前記溶湯注入点における前記第1回転ロール表面の接線とがなす角度θ1が、0度以上、20度以下であることを特徴とするアルミニウム合金鋳造板の製造装置である。
アルミニウム合金鋳造板の製造方法について、以下、本発明の実施形態を、図面を示して説明するが、該実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するために例示するものであって、本発明の技術的思想はかかる実施形態に限定されるものではない。
第1回転ロール表面の溶湯注入点に注入させる溶湯の温度、すなわち注湯温度は、例えば液相線温度+(5~150℃)とすることができる。
本実施形態では、前記第1回転ロール表面に注入された溶湯を、第1回転ロールと第2回転ロールで押圧冷却して鋳造を行うが、第2回転ロールの押圧荷重は、該鋳造を行うことができれば特に問わない。前記押圧荷重は、鋳造するアルミニウム合金鋳造板の大きさ、アルミニウム合金鋳造板を構成する合金の種類にもよる。例えば第2回転ロールの押圧荷重は、好ましくは0.005~0.5kN/mm、より好ましくは0.1~0.3kN/mmとすることができる。
延性・耐久性を確保する観点から、本実施形態に係るアルミニウム合金鋳造板は、Mg含有量が2質量%以上含むアルミニウム合金からなる。本実施形態に係るアルミニウム合金鋳造板のMg含有量の上限は、例えば10質量%以下である。上記アルミニウム合金として、下記表1に示す成分(単位は質量%、Mg以外の元素は下限が0質量%であってもよい)を含み、残部がAlおよび不可避的不純物からなるものが挙げられる。これらの成分組成の範囲内にあるアルミニウム合金種として、例えば、JIS H 4000(2014)で規定されている合金番号5052、自動車のボディーや缶に使用される、Mg含有量が4.5質量%~5質量%の合金番号5182、JIS H 5202(2010)で規定されている合金番号AC7A等の化学成分の範囲が挙げられる。本実施形態に係るアルミニウム合金鋳造板の製造方法によれば、表面割れがより生じやすいMg含有量が4質量%以上、6質量%以下のアルミニウム合金鋳造板であっても、表面割れを抑制して高速で製造することができる。
本実施形態の製造方法で製造されるアルミニウム合金鋳造板の板厚は、例えば1mm以上、5mm以下である。
本実施形態に係るアルミニウム合金鋳造板の製造装置は、
Mgを2質量%以上含むアルミニウム合金鋳造板を、双ロール式連続鋳造方法で製造するための装置であって、
冷却能を有する第1回転ロールと、
前記第1回転ロール表面の溶湯注入点に、Mgを2質量%以上含むアルミニウム合金の溶湯を注入するための溶湯注入具と、
前記溶湯注入点に注入された溶湯を、前記第1回転ロールとともに押圧冷却凝固するための第2回転ロールを有し、
前記溶湯注入具と、前記溶湯注入点における前記第1回転ロール表面の接線とがなす角度θ1が、0度以上、20度以下であるところに特徴を有する。本実施形態のアルミニウム合金鋳造板の製造装置における各部位の詳細な態様、好ましい態様は、前述のアルミニウム合金鋳造板の製造方法で述べた通りである。
(鋳造条件)
注湯温度:675℃
第1回転ロールのロール径:1000mm×100mm
第2回転ロールのロール径:300mm×100mm
第2回転ロールによる押圧荷重(初期のロール荷重):0.3kN/mm
第1回転ロールと第2回転ロールの対峙位置:第1回転ロールの縦半径に対して35度
溶湯注入具の形状・サイズ(長さ方向・幅方向)300mm×100mm
溶湯注入点の位置:第1回転ロールの縦半径に対して10度
第1回転ロールと第2回転ロールのロール周速:30m/min
溶湯の流速:35m/min
溶湯溜まりのサイズ:長さ200mm
各アルミニウム合金鋳造板の表面性状を、カラーチェック方式で行い、着色された表面割れの状態を確認した。その結果を図8に示す。図8は、各アルミニウム合金鋳造板の上面写真であり、上下の方向が鋳造板の幅方向である。図8(a)が実験No.1(溶湯注入角度θ1=0度)、図8(b)が実験No.2(溶湯注入角度θ1=20度)、図8(c)が実験No.3(溶湯注入角度θ1=40度)、図8(d)が実験No.4(従来方法)の結果である。
実験No.1のアルミニウム合金鋳造板を用いて、該鋳造板の板厚方向の断面を、光学顕微鏡により倍率50倍で観察した写真を図10(a)に示す。更に、図10(a)の図の断面の下端近傍をパソコン上で拡大した写真を図10(b)に示す。また、実験No.4のアルミニウム合金鋳造板を用いて、同様に観察した写真を図11に示す。
2 第1回転ロール
3、3A 溶湯注入具
4 第2回転ロール
5、5A 溶湯
6、6A 溶湯注入点
7 溶湯溜まり
8、8A るつぼ
9 アルミニウム合金鋳造板
10、10A 仕切り具
11 溶湯注入具の角部
A 第1回転ロールの頂点
B 第1回転ロール表面の溶湯注入点における接線
C 第1回転ロールの縦半径
D 第1回転ロールと第2回転ロールの対峙位置
E 溶湯の幅
F 第1回転ロール2と第2回転ロール4の対峙位置と、第1回転ロールの中心とを結ぶ線
Claims (4)
- Mgを2質量%以上含むアルミニウム合金鋳造板を、双ロール式連続鋳造方法で製造するにあたり、Mgを2質量%以上含むアルミニウム合金の溶湯を、第1回転ロール表面の溶湯注入点に注入し、第1回転ロールと第2回転ロールで押圧冷却凝固して、アルミニウム合金鋳造板を製造する方法であって、
前記溶湯注入点に溶湯を注入するための溶湯注入具により、溶湯注入点への溶湯の注入方向と、溶湯注入点における前記第1回転ロール表面の接線とがなす角度θ1を、0度以上、20度以下とし、
前記第1回転ロールと前記第2回転ロールの間に溶湯を保持する溶湯溜まりを形成させ、
前記溶湯注入点から前記溶湯溜まりまでの距離Lを、0mm超、(ロール周速(mm/秒)×0.2秒)mm以下とし、
前記溶湯の流速を、前記第1回転ロールおよび前記第2回転ロールのロール周速以上とすることを特徴とするアルミニウム合金鋳造板の製造方法。 - 前記第1回転ロールと前記第2回転ロールの対峙位置と、前記第1回転ロールの中心とを結ぶ線と、前記第1回転ロールの縦半径とがなす角度θ2が、0度超、90度未満の範囲内となるように、前記第2回転ロールを配置する、請求項1に記載のアルミニウム合金鋳造板の製造方法。
- Mgを2質量%以上含むアルミニウム合金鋳造板を、双ロール式連続鋳造方法で製造するための装置であって、
冷却能を有する第1回転ロールと、
前記第1回転ロール表面の溶湯注入点に、Mgを2質量%以上含むアルミニウム合金の溶湯を注入するための溶湯注入具と、
前記溶湯注入点に注入された溶湯を、前記第1回転ロールとともに押圧冷却凝固するための第2回転ロールを有し、
前記溶湯注入具と、前記溶湯注入点における前記第1回転ロール表面の接線とがなす角度θ1が、0度以上、20度以下であることを特徴とするアルミニウム合金鋳造板の製造装置。 - 前記第1回転ロールと前記第2回転ロールの対峙位置と、前記第1回転ロールの中心とを結ぶ線と、前記第1回転ロールの縦半径とがなす角度θ2が、0度超、90度未満の範囲内となるように、前記第2回転ロールが配置された、請求項3に記載のアルミニウム合金鋳造板の製造装置。
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