JP2721281B2 - 連続鋳造の冷却方法及び鋳型 - Google Patents
連続鋳造の冷却方法及び鋳型Info
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- JP2721281B2 JP2721281B2 JP3239501A JP23950191A JP2721281B2 JP 2721281 B2 JP2721281 B2 JP 2721281B2 JP 3239501 A JP3239501 A JP 3239501A JP 23950191 A JP23950191 A JP 23950191A JP 2721281 B2 JP2721281 B2 JP 2721281B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
- B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/049—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for direct chill casting, e.g. electromagnetic casting
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Dental Prosthetics (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム、アルミ
ニウム合金、その他の金属材料からなる溶湯からインゴ
ットを製造する連続鋳造における冷却方法及び鋳型に関
する。
ニウム合金、その他の金属材料からなる溶湯からインゴ
ットを製造する連続鋳造における冷却方法及び鋳型に関
する。
【０００２】
【従来の技術】この種の連続鋳造方法は、一般に図４に
示すようにタンディッシュ１１からオリフィスプレート
１５を介して水冷された鋳型１２へ溶湯１３を注入し、
鋳型１２で溶湯１３を急冷してインゴット１４を製造し
ている。オリフィスプレート１５から鋳型１２に導入さ
れた溶湯１３は、鋳型１２内で型表面と接触して表面に
薄い凝固シェルを形成し、更に鋳型１２より噴出する冷
却水により抜熱されて、鋳造が行われる。
示すようにタンディッシュ１１からオリフィスプレート
１５を介して水冷された鋳型１２へ溶湯１３を注入し、
鋳型１２で溶湯１３を急冷してインゴット１４を製造し
ている。オリフィスプレート１５から鋳型１２に導入さ
れた溶湯１３は、鋳型１２内で型表面と接触して表面に
薄い凝固シェルを形成し、更に鋳型１２より噴出する冷
却水により抜熱されて、鋳造が行われる。
【０００３】連続鋳造は、生産性の向上を図るためより
高速な鋳造が望まれ、これを実現するためには同時に高
冷却による品質の向上を図る必要がある。
高速な鋳造が望まれ、これを実現するためには同時に高
冷却による品質の向上を図る必要がある。
【０００４】高速鋳造では、溶湯を凝固させる鋳型にお
いて、凝固シェル生成のためにより多量の抜熱が必要と
なり、冷却水量もそれに伴い増大する。鋳型から噴射さ
れる冷却水は直接高温のインゴットに衝突しインゴット
を直接冷却するが、鋳造速度が高くなると冷却水の噴射
位置においてはインゴットの表面温度が未だ高温である
ため、インゴット表面が遷移沸騰域および膜沸騰域とな
り、インゴット表面と冷却水との境界相に蒸気膜が生じ
て断熱状態になり、冷却水量を増大させても抜熱のため
に冷却水が有効に機能せず、ブレークアウトの危険性が
増大し、インゴットの品質欠陥を誘発するなどの問題が
生じ、鋳造の安定性及び品質の安定性を大きく低下させ
る要因となっていた。
いて、凝固シェル生成のためにより多量の抜熱が必要と
なり、冷却水量もそれに伴い増大する。鋳型から噴射さ
れる冷却水は直接高温のインゴットに衝突しインゴット
を直接冷却するが、鋳造速度が高くなると冷却水の噴射
位置においてはインゴットの表面温度が未だ高温である
ため、インゴット表面が遷移沸騰域および膜沸騰域とな
り、インゴット表面と冷却水との境界相に蒸気膜が生じ
て断熱状態になり、冷却水量を増大させても抜熱のため
に冷却水が有効に機能せず、ブレークアウトの危険性が
増大し、インゴットの品質欠陥を誘発するなどの問題が
生じ、鋳造の安定性及び品質の安定性を大きく低下させ
る要因となっていた。
【０００５】 こうした課題に対処するため、例えば特
開昭５８−２１２８４９号公報に開示されているように
冷却水の噴射による直接冷却を２段階で行う冷却方法が
ある。
開昭５８−２１２８４９号公報に開示されているように
冷却水の噴射による直接冷却を２段階で行う冷却方法が
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記公報に
開示された冷却水による２段階の冷却方法では、第一次
冷却と第二次冷却との間の距離がインゴット径の１／２
〜２倍と極めて大きく、そのため第一次冷却で冷却され
たインゴットの表面温度は、第二次の冷却部でインゴッ
トの内部温度により復熱され、第二次冷却を行っても再
び遷移沸騰・膜沸騰現象が生じ、冷却効率の低下を招来
する。高速鋳造となれば、この傾向は益々大きくなり冷
却効率の増加には全くつながらない。
開示された冷却水による２段階の冷却方法では、第一次
冷却と第二次冷却との間の距離がインゴット径の１／２
〜２倍と極めて大きく、そのため第一次冷却で冷却され
たインゴットの表面温度は、第二次の冷却部でインゴッ
トの内部温度により復熱され、第二次冷却を行っても再
び遷移沸騰・膜沸騰現象が生じ、冷却効率の低下を招来
する。高速鋳造となれば、この傾向は益々大きくなり冷
却効率の増加には全くつながらない。
【０００７】本発明は、上述の実情に鑑みてなされたも
のであり、連続鋳造速度が高速化しても適切な冷却がな
され、ブレークアウトの危険性がなく、鋳造安定性の増
大と品質の高品位化に寄与する連続鋳造における冷却方
法及びその冷却鋳型を提供することを目的としている。
のであり、連続鋳造速度が高速化しても適切な冷却がな
され、ブレークアウトの危険性がなく、鋳造安定性の増
大と品質の高品位化に寄与する連続鋳造における冷却方
法及びその冷却鋳型を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の連続鋳造の冷却方法は溶湯を冷却鋳型で一
次の冷却及び二次の冷却をしながらインゴットを同鋳型
から連続的に引き抜いて鋳造する連続鋳造にあって、冷
却鋳型により冷却された溶湯に同冷却鋳型から一次の冷
却水を噴射して第一次冷却を施すこと、及び同一次の冷
却水の噴射により生じた遷移沸騰域および膜沸騰域の初
期領域へ同冷却鋳型から更に二次の冷却水を噴射して、
同遷移沸騰域および膜沸騰域に生じる蒸気膜を突き破り
核沸騰を起こさせ、二次冷却水による直接の第二次冷却
を施すことを含み、前記インゴット表面に対する引き抜
き方向の第一次の冷却水噴射角度が１５〜３０°であ
り、インゴット表面に対する引き抜き方向の第二次の冷
却水噴射角度が３０〜６０°であることを特徴とする連
続鋳造の冷却方法を基本構成としている。そして、前記
インゴットが６〜９インチ径である場合、冷却鋳型より
噴射される一次冷却水とインゴットの接触位置を、イン
ゴット表面の固化開始点であるメニスカスからの距離Ｌ
1 を15〜40ｍｍとするとともに、冷却鋳型より噴射され
る一次冷却水のインゴット接触位置と遷移沸騰域および
膜沸騰域への二次冷却水のインゴット接触位置間の距離
Ｌ2 が20〜45ｍｍに設定される。
め、本発明の連続鋳造の冷却方法は溶湯を冷却鋳型で一
次の冷却及び二次の冷却をしながらインゴットを同鋳型
から連続的に引き抜いて鋳造する連続鋳造にあって、冷
却鋳型により冷却された溶湯に同冷却鋳型から一次の冷
却水を噴射して第一次冷却を施すこと、及び同一次の冷
却水の噴射により生じた遷移沸騰域および膜沸騰域の初
期領域へ同冷却鋳型から更に二次の冷却水を噴射して、
同遷移沸騰域および膜沸騰域に生じる蒸気膜を突き破り
核沸騰を起こさせ、二次冷却水による直接の第二次冷却
を施すことを含み、前記インゴット表面に対する引き抜
き方向の第一次の冷却水噴射角度が１５〜３０°であ
り、インゴット表面に対する引き抜き方向の第二次の冷
却水噴射角度が３０〜６０°であることを特徴とする連
続鋳造の冷却方法を基本構成としている。そして、前記
インゴットが６〜９インチ径である場合、冷却鋳型より
噴射される一次冷却水とインゴットの接触位置を、イン
ゴット表面の固化開始点であるメニスカスからの距離Ｌ
1 を15〜40ｍｍとするとともに、冷却鋳型より噴射され
る一次冷却水のインゴット接触位置と遷移沸騰域および
膜沸騰域への二次冷却水のインゴット接触位置間の距離
Ｌ2 が20〜45ｍｍに設定される。
【０００９】かかる冷却方法を実施するのに好適な冷却
鋳型は、内部に水冷ジャケットを備えた冷却鋳型をもっ
て一次及び二次冷却をしながらインゴットを同鋳型から
連続的に引き抜いて鋳造するための冷却鋳型であって、
同鋳型のインゴット表面のメニスカスから所定の距離に
設けられた一次の冷却水噴射口と、同鋳型の引き向き方
向に設けられ、一次冷却水の噴射により生じた遷移沸騰
域および膜沸騰域の初期領域に向けて二次冷却水を噴射
する二次の冷却水噴射口とを有してなり、前記一次の冷
却水噴射口におけるインゴット表面に対する引き抜き方
向の噴射角度が１５〜３０°であり、前記二次の冷却水
噴射口におけるインゴット表面に対する引き抜き方向の
噴射角度が３０〜６０°であることを特徴としている。
また、一次の冷却水噴射口が全周スリット状であり、二
次の冷却水噴射口は溝又は穴形状であることが好まし
い。
鋳型は、内部に水冷ジャケットを備えた冷却鋳型をもっ
て一次及び二次冷却をしながらインゴットを同鋳型から
連続的に引き抜いて鋳造するための冷却鋳型であって、
同鋳型のインゴット表面のメニスカスから所定の距離に
設けられた一次の冷却水噴射口と、同鋳型の引き向き方
向に設けられ、一次冷却水の噴射により生じた遷移沸騰
域および膜沸騰域の初期領域に向けて二次冷却水を噴射
する二次の冷却水噴射口とを有してなり、前記一次の冷
却水噴射口におけるインゴット表面に対する引き抜き方
向の噴射角度が１５〜３０°であり、前記二次の冷却水
噴射口におけるインゴット表面に対する引き抜き方向の
噴射角度が３０〜６０°であることを特徴としている。
また、一次の冷却水噴射口が全周スリット状であり、二
次の冷却水噴射口は溝又は穴形状であることが好まし
い。
【００１０】
【作用】以下、本発明を作用と共に詳しく説明する。
【００１１】一般に鋳造鋳型では、冷却水を直接高温の
インゴットに噴射し冷却する場合、高温インゴットと、
これに接触する冷却水が蒸気泡或いは蒸気膜の発生を伴
って高温のインゴット表面から抜熱する。
インゴットに噴射し冷却する場合、高温インゴットと、
これに接触する冷却水が蒸気泡或いは蒸気膜の発生を伴
って高温のインゴット表面から抜熱する。
【００１２】しかし、６００℃前後の高温インゴットに
冷却水を噴射し強制対流熱伝達を向上しようとしても、
冷却水が高温インゴットに接触した直後に遷移沸騰域お
よび膜沸騰域を発生させ、そこが連続的な蒸気膜で覆わ
れ、冷却水は高温インゴットに接触しなくなる。これを
避けるため、冷却水量を多くして冷却効果を高めようと
しても自ずと限界があり、同時に冷却水圧を高めても冷
却効率を高めるには限界がある。
冷却水を噴射し強制対流熱伝達を向上しようとしても、
冷却水が高温インゴットに接触した直後に遷移沸騰域お
よび膜沸騰域を発生させ、そこが連続的な蒸気膜で覆わ
れ、冷却水は高温インゴットに接触しなくなる。これを
避けるため、冷却水量を多くして冷却効果を高めようと
しても自ずと限界があり、同時に冷却水圧を高めても冷
却効率を高めるには限界がある。
【００１３】一方、鋳造過程におけるインゴット内の未
凝固部分の長さは、冷却水量、冷却位置及びインゴット
の表面温度と極めて強い相関を有しており、その長さが
短いほど鋳造割れは起こりにくく、冷却が弱いと未凝固
部分の長さが長くなって未凝固部分における固液共存相
の範囲が広がり、鋳造割れの危険性が増加する。
凝固部分の長さは、冷却水量、冷却位置及びインゴット
の表面温度と極めて強い相関を有しており、その長さが
短いほど鋳造割れは起こりにくく、冷却が弱いと未凝固
部分の長さが長くなって未凝固部分における固液共存相
の範囲が広がり、鋳造割れの危険性が増加する。
【００１４】本発明は、かかる現象の因果関係に着目し
てなされたものであり、高温インゴット表面に発生する
遷移沸騰域や膜沸騰域における冷却効率の低下を、冷却
水量や水圧によって補うことをせず、前記遷移沸騰域及
び膜沸騰域に新たに冷却水を噴射し、そこに生成されて
いる連続的な蒸気膜を水圧により突き破り、インゴット
表面を直接冷却水により冷却して核沸騰を生じさせ、効
率的な冷却を可能にすることにより強固な凝固シェルを
生成しようとするものである。
てなされたものであり、高温インゴット表面に発生する
遷移沸騰域や膜沸騰域における冷却効率の低下を、冷却
水量や水圧によって補うことをせず、前記遷移沸騰域及
び膜沸騰域に新たに冷却水を噴射し、そこに生成されて
いる連続的な蒸気膜を水圧により突き破り、インゴット
表面を直接冷却水により冷却して核沸騰を生じさせ、効
率的な冷却を可能にすることにより強固な凝固シェルを
生成しようとするものである。
【００１５】インゴット径が６〜９インチの大径のイン
ゴットを鋳造するにあたり、第一次の噴射冷却水と高温
のインゴットが接触する位置は、メニスカスからの距離
Ｌ1 を１５〜４０ｍｍとするのが好ましい。Ｌ1 が１５
ｍｍ未満であると鋳造開始時のブレークアウト、鋳造中
においては鋳造条件の僅かな変動によるブレークアウト
をそれぞれ発生させる危険性が増大する。Ｌ1 が４０ｍ
ｍを越えると、冷却水による直接冷却が遅れ、インゴッ
ト表面の発汗や外割れなどの表面欠陥を生じる。また、
逆偏析相深さが深くなり品質欠陥となる。
ゴットを鋳造するにあたり、第一次の噴射冷却水と高温
のインゴットが接触する位置は、メニスカスからの距離
Ｌ1 を１５〜４０ｍｍとするのが好ましい。Ｌ1 が１５
ｍｍ未満であると鋳造開始時のブレークアウト、鋳造中
においては鋳造条件の僅かな変動によるブレークアウト
をそれぞれ発生させる危険性が増大する。Ｌ1 が４０ｍ
ｍを越えると、冷却水による直接冷却が遅れ、インゴッ
ト表面の発汗や外割れなどの表面欠陥を生じる。また、
逆偏析相深さが深くなり品質欠陥となる。
【００１６】また、第一次の冷却水がインゴットに接触
する位置と第二次の冷却水がインゴットに接触する位置
との間の距離Ｌ2 は、２０〜４５ｍｍであることが好ま
しく、Ｌ2 が２０ｍｍ未満であると十分な核沸騰効果が
得られず、またＬ2 が４５ｍｍを越えると冷却が遅れる
ためインゴット内における未凝固部分の長さが長くな
り、鋳造割れの危険度が増す。
する位置と第二次の冷却水がインゴットに接触する位置
との間の距離Ｌ2 は、２０〜４５ｍｍであることが好ま
しく、Ｌ2 が２０ｍｍ未満であると十分な核沸騰効果が
得られず、またＬ2 が４５ｍｍを越えると冷却が遅れる
ためインゴット内における未凝固部分の長さが長くな
り、鋳造割れの危険度が増す。
【００１７】インゴット表面に対する冷却水の噴射角度
も重要な因子であり、一次の冷却水噴射角度は１５〜３
０°、二次の冷却水噴射角度は３０〜６０°が好結果を
生んだ。一次の冷却水噴射角度が１５°以下の場合、メ
ニスカスからの距離が長くなって発汗の要因となり、３
０°以上では鋳造のスタート時に冷却水が逆流してブレ
ークアウトの原因となる。二次の冷却水噴射角度が一次
冷却水の遷移沸騰域・膜沸騰域に生じる蒸気膜を突き破
るに必要な角度は３０〜６０°である。
も重要な因子であり、一次の冷却水噴射角度は１５〜３
０°、二次の冷却水噴射角度は３０〜６０°が好結果を
生んだ。一次の冷却水噴射角度が１５°以下の場合、メ
ニスカスからの距離が長くなって発汗の要因となり、３
０°以上では鋳造のスタート時に冷却水が逆流してブレ
ークアウトの原因となる。二次の冷却水噴射角度が一次
冷却水の遷移沸騰域・膜沸騰域に生じる蒸気膜を突き破
るに必要な角度は３０〜６０°である。
【００１８】冷却鋳型に形成する冷却水噴射口の形状に
は、全周がスリット状に開口するもの、全周を溝、穴形
状に開口するものがあるが、一次冷却水用の噴射口はイ
ンゴットの全周を均一に冷却するため全周スリット状の
形状とし、二次冷却用の噴射口は遷移沸騰域及び膜沸騰
域に生じる蒸気膜を突き破るため溝、穴形状を採用す
る。
は、全周がスリット状に開口するもの、全周を溝、穴形
状に開口するものがあるが、一次冷却水用の噴射口はイ
ンゴットの全周を均一に冷却するため全周スリット状の
形状とし、二次冷却用の噴射口は遷移沸騰域及び膜沸騰
域に生じる蒸気膜を突き破るため溝、穴形状を採用す
る。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて具体的に説明する。本発明は竪型鋳造にも適用可
能であり、水平鋳造に限定されるものではないが、ここ
では水平鋳造について説明する。図１は本発明の代表的
な実施例である鋳造時における冷却部を示す縦断面図、
図２は同鋳造開始時における冷却部を示す縦断面図、図
３は同冷却部の部分拡大断面図である。
づいて具体的に説明する。本発明は竪型鋳造にも適用可
能であり、水平鋳造に限定されるものではないが、ここ
では水平鋳造について説明する。図１は本発明の代表的
な実施例である鋳造時における冷却部を示す縦断面図、
図２は同鋳造開始時における冷却部を示す縦断面図、図
３は同冷却部の部分拡大断面図である。
【００２０】これらの図において、１はタンディッシ
ュ、３は溶湯、５はオリフィスプレート、６はオリフィ
ス、７はスターティングブロック、８はスターティング
ピンであり、これらの部材は従来の構造と本質的に何ら
変わるところがない。
ュ、３は溶湯、５はオリフィスプレート、６はオリフィ
ス、７はスターティングブロック、８はスターティング
ピンであり、これらの部材は従来の構造と本質的に何ら
変わるところがない。
【００２１】符号２は本発明の特徴部をなす冷却鋳型を
示し、その内部には前後に所定の間隔をおいて同一軸線
上に第一、第二のリング状水冷ジャケット２１，２２が
形成されている。各水冷ジャケット２１，２２の一部は
外部の冷却水供給パイプと連通されており、それぞれが
冷却鋳型２の内周面に開口して噴射口２３，２４を形成
している。タンディッシュ１に近い第一水冷ジャケット
２１の噴射口２３は、全周がスリット状に開口してお
り、タンディッシュ１から離れた第二水冷ジャケット２
２の噴射口２４は、溝又は穴形状に開口している。
示し、その内部には前後に所定の間隔をおいて同一軸線
上に第一、第二のリング状水冷ジャケット２１，２２が
形成されている。各水冷ジャケット２１，２２の一部は
外部の冷却水供給パイプと連通されており、それぞれが
冷却鋳型２の内周面に開口して噴射口２３，２４を形成
している。タンディッシュ１に近い第一水冷ジャケット
２１の噴射口２３は、全周がスリット状に開口してお
り、タンディッシュ１から離れた第二水冷ジャケット２
２の噴射口２４は、溝又は穴形状に開口している。
【００２２】第一水冷ジャケット２１の噴射口２３の設
定位置は、該噴射口２３から噴射される冷却水のインゴ
ット４に接触する位置で決まり、インゴット径が６〜９
インチの場合、前記接触位置がメニスカスからの距離Ｌ
1 ＝１５〜４０ｍｍの範囲に入るような位置に開口させ
る。また、第二水冷ジャケット２２の噴射口２４の設定
位置は、既述したように第一次の冷却水がインゴット４
に接触する位置と第二次の冷却水がインゴット４に接触
する位置との間の距離Ｌ2 により著しく影響されるもの
であり、同じくインゴット径が６〜９インチの場合、そ
の値は２０〜４５ｍｍの範囲が適当である。
定位置は、該噴射口２３から噴射される冷却水のインゴ
ット４に接触する位置で決まり、インゴット径が６〜９
インチの場合、前記接触位置がメニスカスからの距離Ｌ
1 ＝１５〜４０ｍｍの範囲に入るような位置に開口させ
る。また、第二水冷ジャケット２２の噴射口２４の設定
位置は、既述したように第一次の冷却水がインゴット４
に接触する位置と第二次の冷却水がインゴット４に接触
する位置との間の距離Ｌ2 により著しく影響されるもの
であり、同じくインゴット径が６〜９インチの場合、そ
の値は２０〜４５ｍｍの範囲が適当である。
【００２３】更に、第一、第二水冷ジャケット２１，２
２共に、そのイッゴット表面に対する噴射角度も冷却効
率に大きく影響するものであり、本発明では噴射冷却水
がインゴット表面となす角度を、第一次の冷却水が１５
〜３０°、第二次の冷却水が３０〜６０°となるように
設定する。
２共に、そのイッゴット表面に対する噴射角度も冷却効
率に大きく影響するものであり、本発明では噴射冷却水
がインゴット表面となす角度を、第一次の冷却水が１５
〜３０°、第二次の冷却水が３０〜６０°となるように
設定する。
【００２４】かかる構成において連続鋳造を行うとき
は、まず鋳造開始時に図２に示すごとくスターティング
ブロック７を本発明の冷却鋳型２内に挿入し、その先端
に固着されたスターティングピン８をオリフィスプレー
ト５の端面に当接させる。この状態で溶湯３をオリフィ
スプレート５のオリフィス６を通して鋳型３内に導入す
し、スターティングブロック７を鋳型３内から所定の速
度で引き抜くことにより鋳造を開始する。
は、まず鋳造開始時に図２に示すごとくスターティング
ブロック７を本発明の冷却鋳型２内に挿入し、その先端
に固着されたスターティングピン８をオリフィスプレー
ト５の端面に当接させる。この状態で溶湯３をオリフィ
スプレート５のオリフィス６を通して鋳型３内に導入す
し、スターティングブロック７を鋳型３内から所定の速
度で引き抜くことにより鋳造を開始する。
【００２５】オリフィスプレート５には多数のオリフィ
ス６が形成されており、タンディッシュ１内の溶湯３は
前記オリフィス６を通って冷却鋳型２内に導かれ、冷却
鋳型３の内面に接触して表面が冷却され、薄い凝固シェ
ルを形成し、次いで冷却鋳型２の第一噴射口２３から噴
射される第一冷却水により一次の直接冷却がなされて凝
固が進行する。続いて、前記第一冷却水の噴射によりイ
ンゴット４の表面に生成される遷移沸騰域及び膜沸騰域
の蒸気膜に向けて冷却鋳型２の第二噴射口２４から二次
の冷却水が噴射され、同噴射冷却水により前記遷移沸騰
域及び膜沸騰域を突き破って核沸騰を起こさせ直接イン
ゴット表面を二次冷却し、より強固な凝固シェルを形成
する。
ス６が形成されており、タンディッシュ１内の溶湯３は
前記オリフィス６を通って冷却鋳型２内に導かれ、冷却
鋳型３の内面に接触して表面が冷却され、薄い凝固シェ
ルを形成し、次いで冷却鋳型２の第一噴射口２３から噴
射される第一冷却水により一次の直接冷却がなされて凝
固が進行する。続いて、前記第一冷却水の噴射によりイ
ンゴット４の表面に生成される遷移沸騰域及び膜沸騰域
の蒸気膜に向けて冷却鋳型２の第二噴射口２４から二次
の冷却水が噴射され、同噴射冷却水により前記遷移沸騰
域及び膜沸騰域を突き破って核沸騰を起こさせ直接イン
ゴット表面を二次冷却し、より強固な凝固シェルを形成
する。
【００２６】これを図１に示した鋳造装置を使い、以下
の鋳造条件にてＪＩＳ ６０６３アルミニウム合金のイ
ンゴットを鋳造した具体例につき説明する。
の鋳造条件にてＪＩＳ ６０６３アルミニウム合金のイ
ンゴットを鋳造した具体例につき説明する。
【００２７】（１）以下の鋳造条件でメニスカスと第一
噴射冷却水の接触位置との距離Ｌ１ を種々変更して鋳
造を行い、その結果を表１に示した。 ａ．合金種類 ＪＩＳ ６０６３ アルミ
ニウム合金 ｂ．インゴット直径 ７インチ（１７８ｍｍ） ｃ．鋳造速度 ３５０ｍｍ／ｍｉｎ ｄ．鋳造温度 ６９０℃ ｅ．第一噴射冷却水量 ８５ l/min
噴射冷却水の接触位置との距離Ｌ１ を種々変更して鋳
造を行い、その結果を表１に示した。 ａ．合金種類 ＪＩＳ ６０６３ アルミ
ニウム合金 ｂ．インゴット直径 ７インチ（１７８ｍｍ） ｃ．鋳造速度 ３５０ｍｍ／ｍｉｎ ｄ．鋳造温度 ６９０℃ ｅ．第一噴射冷却水量 ８５ l/min
【００２８】
【表１】
【００２９】（２）以下の鋳造条件で第一噴射冷却水と
第２噴射冷却水のインゴット上における接触位置間の距
離Ｌ2 を種々変更して鋳造を行い、その結果を表２に示
した。 ａ．合金種類 JIS 6063 アルミニウム合金 ｂ．インゴット直径 ７インチ（１７８ｍｍ） ｃ．鋳造速度 ３５０ｍｍ／ｍｉｎ ｄ．鋳造温度 ６９０℃ ｅ．第一噴射冷却水量 ８５ l/min ｆ．第二噴射冷却水量 ４５ l/min ｇ．メニスカスと第一噴射冷却水接触位置間の距離Ｌ
１ ２５ｍｍ
第２噴射冷却水のインゴット上における接触位置間の距
離Ｌ2 を種々変更して鋳造を行い、その結果を表２に示
した。 ａ．合金種類 JIS 6063 アルミニウム合金 ｂ．インゴット直径 ７インチ（１７８ｍｍ） ｃ．鋳造速度 ３５０ｍｍ／ｍｉｎ ｄ．鋳造温度 ６９０℃ ｅ．第一噴射冷却水量 ８５ l/min ｆ．第二噴射冷却水量 ４５ l/min ｇ．メニスカスと第一噴射冷却水接触位置間の距離Ｌ
１ ２５ｍｍ
【００３０】
【表２】
【００３１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば次に挙げる優れた効果を奏する。 メニスカスから僅かの距離で強固な凝固シェルを形
成するため、高速鋳造が安定して可能となり、著しい生
産性の向上及び歩留りの向上につながる。 効果的な冷却が可能になるため、冷却水量を大幅に
削減でき、冷却水用吸水設備の小型化及び省エネルギー
が達成される。 メニスカスから僅かの距離で強冷却を行うため、発
汗などの表面欠陥を押さえることが可能となる。 ２段にわたる強冷却のため、インゴット内の未凝固
部分の長さが短く、鋳造割れなどの内部欠陥を押さえ
る。 強冷却によりインゴット内部組織が微細となり、均
質化処理時間の短縮、押出し性の向上、押出し形材の強
度の向上が図れる。
によれば次に挙げる優れた効果を奏する。 メニスカスから僅かの距離で強固な凝固シェルを形
成するため、高速鋳造が安定して可能となり、著しい生
産性の向上及び歩留りの向上につながる。 効果的な冷却が可能になるため、冷却水量を大幅に
削減でき、冷却水用吸水設備の小型化及び省エネルギー
が達成される。 メニスカスから僅かの距離で強冷却を行うため、発
汗などの表面欠陥を押さえることが可能となる。 ２段にわたる強冷却のため、インゴット内の未凝固
部分の長さが短く、鋳造割れなどの内部欠陥を押さえ
る。 強冷却によりインゴット内部組織が微細となり、均
質化処理時間の短縮、押出し性の向上、押出し形材の強
度の向上が図れる。
【図１】本発明による連続鋳造の冷却状況を示す要部の
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】同鋳造開始時の状態を示す要部の縦断面図であ
る。
る。
【図３】図１における部分拡大図である。
【図４】従来の連続鋳造時における冷却状況を示す要部
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【符号の説明】 １ タンディッシュ ２ （冷却）鋳型 ３ 溶湯 ４ インゴット ５ オリフィスプレート ６ オリフィス ７ スターティングブロック ８ スターティングピン １１ タンディッシュ １２ 冷却鋳型 １３ 溶湯 １４ インゴット １５ オリフィスプレート ２１ 第一水冷ジャケット ２２ 第二水冷ジャケット ２３ 第一噴射口 ２４ 第二噴射口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２２Ｄ 11/04 ３１４ Ｂ２２Ｄ 11/04 ３１４Ｂ
Claims (5)
- 【請求項１】 溶湯を冷却鋳型で一次の冷却及び二次の
冷却をしながらインゴットを同鋳型から連続的に引き抜
いて鋳造する連続鋳造にあって、 冷却鋳型により冷却された溶湯に同冷却鋳型から一次の
冷却水を噴射して第一次冷却を施すこと、及び 同一次の冷却水の噴射により生じた遷移沸騰域および膜
沸騰域の初期領域へ同冷却鋳型から更に二次の冷却水を
噴射して、同遷移沸騰域および膜沸騰域に生じる蒸気膜
を突き破り核沸騰を起こさせ、二次冷却水による直接の
第二次冷却を施すことを含み、 前記インゴット表面に対する引き抜き方向の第一次の冷
却水噴射角度が１５〜３０°であり、インゴット表面に
対する引き抜き方向の第二次の冷却水噴射角度が３０〜
６０°であることを特徴とする連続鋳造の冷却方法。 - 【請求項２】 インゴットが６〜９インチ径であって、
冷却鋳型より噴射される一次冷却水とインゴットの接触
位置を、インゴット表面の固化開始点であるメニスカス
からの距離Ｌ 1 ＝15〜40ｍｍとする請求項１記載の冷却
方法。 - 【請求項３】 インゴットが６〜９インチ径であって、
冷却鋳型より噴射される一次冷却水のインゴット接触位
置と遷移沸騰域および膜沸騰域への二次冷却水のインゴ
ット接触位置間の距離Ｌ 2 が20〜45ｍｍである請求項２
記載の冷却方法。 - 【請求項４】 内部に水冷ジャケットを備えた冷却鋳型
をもって一次及び二次冷却をしながらインゴットを同鋳
型から連続的に引き抜いて鋳造するための冷却鋳型であ
って、 同鋳型のインゴット表面のメニスカスから所定の距離に
設けられた一次の冷却水噴射口と、同鋳型の引き向き方
向に設けられ、一次冷却水の噴射により生じた遷移沸騰
域および膜沸騰域の初期領域に向けて二次冷却水を噴射
する二次の冷却水噴射口とを有してなり、 前記一次の冷却水噴射口におけるインゴット表面に対す
る引き抜き方向の噴射角度が１５〜３０°であり、前記
二次の冷却水噴射口におけるインゴット表面に対する引
き抜き方向の噴射角度が３０〜６０°であることを特徴
とする連続鋳造 用冷却鋳型。 - 【請求項５】 第一次の冷却水噴射口が全周スリット状
であり、第二次の冷却水噴射口は溝又は穴形状のもので
ある請求項４記載の連続鋳造用鋳型。
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| AU22067/92A AU656404B2 (en) | 1991-09-19 | 1992-09-01 | Cooling method of continuous casting and its mold |
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| US20050189880A1 (en) * | 2004-03-01 | 2005-09-01 | Mitsubishi Chemical America. Inc. | Gas-slip prepared reduced surface defect optical photoconductor aluminum alloy tube |
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|---|---|---|---|---|
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-
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-
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |