JP2023026000A - 上注造塊用鋳型 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳型のランニングコストを抑え、かつ造塊作業の準備に手間をかけずにインゴットを製造すること。【解決手段】本発明に係る上注造塊用鋳型は、溶湯を注入するための長尺状のインゴットケースと、該インゴットケースの下部に位置する台盤を備えた上注造塊用鋳型であって、前記台盤は、前記インゴットケースの内部と連続した空間を形成する溶湯収容部を備えていることを特徴とする。また、前記台盤の内部の壁面にスリーブが形成されていることを特徴としてもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、インゴットケースと台盤を用い、上注ぎ法にて造塊する上注造塊用鋳型に関する。

種々の炉で溶解された溶湯は、例えば、取鍋から上注ぎもしくは下注ぎにより造塊するための鋳型に投入され、鋳型内で凝固することによりインゴットとなる。その後、インゴットは、分塊圧延、鍛造等の工程へ移る。また、エレクトロスラグ溶解法に用いる電極を作製する場合には、いわゆる上注ぎ造塊法を用いることが多い。

この上注ぎ造塊法では、はじめに投入される溶湯が鋳型の底面に衝突し、その勢いで鋳型の壁面に当たることで鋳型の底面や壁面が損傷する事態が想定し得る。こうなると、鋳型の取り換える頻度が高くなり、鋳型のランニングコストがかかるという問題が生じ得る。また、同じように、溶湯が鋳型の壁面に当たることで溶湯成分が鋳型に焼き付いて、インゴットを鋳型から抜き出すことが困難になってしまうという事態も想定し得る。

特許文献１（実開平４－１０８９４２）には、インゴットケースの下部の内壁にセラミック製のリングを貼り付けることによって、溶湯のインゴットケースへの焼き付き現象を低減し、造塊後のインゴットの引き抜き作業を円滑に行うことが記載されている。

実開平４－１０８９４２公報

特許文献１においては、セラミック製のリングをインゴットケースへ貼り付ける際、長尺状のインゴットケースを傾けて、その内部に貼り付ける必要があるため、貼り付けるための作業が負担となって、造塊作業の準備に手間がかかるという懸念がある。また、溶湯とセラミックが反応し、その反応物（非鉄系物質）がインゴット中に混在してしまうという懸念がある。

本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、鋳型のランニングコストを抑え、かつ造塊作業の準備に手間をかけずにインゴットを製造することである。

上記課題を解決するために、本発明に係る上注造塊用鋳型は、溶湯を注入するための長尺状のインゴットケースと、該インゴットケースの下部に位置する台盤を備えた上注造塊用鋳型であって、前記台盤は、前記インゴットケースの内部と連続した空間を形成する溶湯収容部を備えていることを特徴とする。

本発明に係る上注造塊用鋳型は、インゴットケースの下部に台盤を備え、その台盤には、インゴットケースの内部と連続した空間を形成する溶湯収容部を有するため、溶湯の初期投入時に、溶湯がインゴットケースの壁面に直接当たることを抑えることができる。これにより、インゴットケースの内部壁面の損傷が防止され、インゴットケースの取り換え頻度が少なくなり、鋳型のランニングコストを抑えることができる。また、長尺状のインゴットケースの内部に部材の貼り付け作業等を行う必要がない。つまり、溶湯収容部を有する台盤を準備するだけでよいため、造塊作業の準備に手間がかかることがない。

また、本発明に係る上注造塊用鋳型は、前記溶湯収容部の周囲の壁面にスリーブが形成されていることを特徴としてもよい。これにより、損傷しやすいスリーブのみの取り換えが可能となり、さらに鋳型のランニングコストを抑えることができる。

また、本発明に係る上注造塊用鋳型は、前記スリーブが前記インゴットケースと同じ材料で構成されていることを特徴としてもよい。スリーブがインゴットケースと同じ材料で構成されていれば、異物混入の懸念を低減できる。

本発明に係る上注造塊用鋳型によれば、鋳型のランニングコストを抑え、かつ造塊作業の準備に手間をかけずにインゴットを製造することができる。

本発明に係る上注造塊用鋳型の一実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る上注造塊用鋳型の一実施形態により溶湯の初期投入時の様子を示す概略構成図である。 本発明に係る上注造塊用鋳型の一実施形態によりインゴットを形成した際の様子を示す概略構成図である。 本発明に係る上注造塊用鋳型の一実施形態によりインゴットを取り出す際の様子を示す概略構成図である。

以下、本発明に係る実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態の鋳型の概略構成図である。なお、本実施形態は、エレクトロスラグ溶解法（ＥＳＲ）についての例について説明するが、真空アーク再溶解法（ＶＡＲ）に適用することもできる。図１に示すように、鋳型１は、溶湯からインゴットを製造するものであり、インゴットケース２と台盤３から構成される。鋳型１の開口部１２から溶湯が投入され、主に鋳型１の中空部１３（内部）で溶湯が凝固し、インゴットが製造される。

インゴットケース２は、内部が空洞の長尺状の部材であり、その素材は、鋳鉄（炭素量２．１％以上の鋼）からなる。図１で見て上下方向には、インゴットケース２の上部と下部に上部吊上げ部５１と下部吊上げ部５２が形成されている。適宜チェーンなどを両吊上げ部５１、５２に巻き付け、クレーンを使ってこのインゴットケース２を移動させることができる。

台盤３は、溶湯を収容するための収容部３１と、台盤３の内部に形成されたスリーブ３２と、収容部３１の下方に位置する底面部３３を備える。図１に示すように、鋳型１の開口部１２、中空部１３、収容部３１は、溶湯が投入されてインゴットが製造できるように連続した空間を形成している。このため、はじめに投入される溶湯によりインゴットケース２の壁面が損傷することが少ないため、鋳型１のランニングコストを抑えることができる。また、図１で見て左右方向には、台盤３の両側に台盤吊上げ部５３が形成されている。適宜チェーンなどを台盤吊上げ部５３に巻き付けて、クレーンを使ってこの台盤３を移動させることができる。

スリーブ３２は、鋳鉄（炭素量２．１％以上の鋼）で構成されている。これにより、溶湯が底面３３へ衝突し、その後、スリーブ３２へ勢いよく当たりスリーブ３２が溶損しても、スリーブ３２だけを取り換えればよい。また、このスリーブ３２は、インゴットケース２よりも短いため、その取替作業が簡便である。また、スリーブ３２は、インゴットケース２と同じ鋳鉄と同じ材料で構成されているため、インゴットへの異物混入の懸念が少ない。

底面部３３は、カーボン素材からなる。このため、スリーブ３２で使用されている鋳鉄同様、インゴットへの異物混入の懸念が少ない。

次に、上記鋳型１を用いたインゴットの製造方法について説明する。図２は、本発明に係るインゴットの製造方法の一実施形態の様子を示す概略構成図である。まず、台盤３をインゴットの製造位置へ配置する。そして、台盤３の上にインゴットケース２を載せる格好で鋳型１を構成する。つまり、鋳型１は、インゴットケース２と台盤３が分離可能な構成となっている。

次に、溶湯６を図１で示した開口部１２から投入する。図２に示すように、溶湯６は、台盤３の底面部３３に衝突し、矢印で示すようにスリーブ３２に当たる。この際、溶湯２は、インゴットケース２の壁面に当たることが少ないため、インゴットケース２の取り換え頻度が少なくなり、鋳型１のランニングコストを抑えることができる。

図３は、インゴット７を形成した際の様子を示す概略構成図である。図２の溶湯６がインゴットケース２内に充填し終わって、凝固すると、インゴット７となる。図４は、鋳型１からインゴット７を取り出す際の様子を示す概略構成図である。インゴット７が形成された後、インゴットケース２の上部吊り上げ部５１にチェーンとフックを用いてインゴットケース２を台盤３から分離した状態とする。つまり、インゴットケース２を台盤３から引き上げた状態とする。

次に、インゴットケース２の下部吊上げ部５２とインゴット７をチェーンで巻き付け、フックで固定する。インゴット７は、インゴットケース２に固定された状態でクレーンなどを用いて台盤３から引き上げられる。その後、インゴット７は、安全な場所でインゴットケース２から外される。このようにして、インゴット７を得ることができる。

以上、本発明の実施形態、実施例について説明した。本発明は、これらの実施形態、実施例に特に限定されることなく、種々の改変を行うことが可能である。

１ 鋳型
２ インゴットケース
３ 台盤
６ 溶湯
７ インゴット
１３ 中空部（内部）
３１ 収容部
３２ スリーブ
３３ 底面部

Claims (3)

1. 溶湯を注入するための長尺状のインゴットケースと、該インゴットケースの下部に位置する台盤を備えた上注造塊用鋳型であって、
   前記台盤は、前記インゴットケースの内部と連続した空間を形成する溶湯収容部を備えていることを特徴とする上注造塊用鋳型。
2. 前記台盤の内部の壁面にスリーブが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の上注造塊用鋳型。
3. 前記スリーブは、前記インゴットケースと同じ材料で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の上注造塊用鋳型。

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