JP3156528B2 - 金属の鋳造装置および鋳造方法 - Google Patents

金属の鋳造装置および鋳造方法

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JP3156528B2 JP28370894A JP28370894A JP3156528B2 JP 3156528 B2 JP3156528 B2 JP 3156528B2 JP 28370894 A JP28370894 A JP 28370894A JP 28370894 A JP28370894 A JP 28370894A JP 3156528 B2 JP3156528 B2 JP 3156528B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Al合金やCu合金等
の金属を鋳造する為の装置および方法に関するものであ
り、特に鋳型内凝固殻の外周表面を効率良く冷却するこ
とによって、鋳型内凝固殻の再溶融を防止し、鋳塊表層
部の逆偏析層の発生を軽減若しくは防止するようにした
金属の鋳造装置および鋳造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】Al合金やCu合金は、鋳物にする場合
を除き、合金元素が配合・調整された溶融金属を鋳造し
て鋳塊とし、その後押し出し、圧延または鍛造等の塑性
加工を加えて板材や棒材等の展伸材を製造するのが一般
的である。
【0003】上記のような製造工程のうち、鋳造工程は
製造される最終製品の品質を決定する程の重要な工程で
あり、生産性や品質等の面で優れている連続鋳造法が広
く採用されている。Al合金の鋳造では、DC鋳造法
(Direct Chill Casting法)と呼ばれる半連続鋳造法が
実施されている(例えば、「アルミニウム材料の基礎と
工業技術」、軽金属協会編)。この方法を図面を用いて
更に詳細に説明する。
【0004】図1はDC鋳造法を説明するための概略
図、図2は図1の要部拡大図を夫々示し、図中1は水冷
鋳型,2は冷却水,3は冷却水注入口,4は鋳込樋,5
はノズル,6は溶融金属,7は鋳塊,8はボトム・ブロ
ック,9はエアーギャップ部,10は鋳型内凝固殻,1
1はマッシーゾーン(半溶融域),12は水プール,1
3はフロートを夫々示す。
【0005】DC鋳造法では、鋳込樋4内の溶融金属6
がノズル5からフロートを経由して、平面形状が矩形ま
たは円形の注湯口(図示せず)を有する水冷鋳型1内に
注湯され、水冷鋳型1による冷却によって前記溶融金属
6を凝固させて比較的薄い鋳型内凝固殻10を形成し、
該鋳型内凝固殻10の下方に形成される鋳塊7の上部外
周表面を、前記水冷鋳型1の下方から噴出される冷却水
で冷却しつつ鋳塊7を下方に引き抜く様に構成されてい
る。またこの様なDC鋳造法は、Al合金に限らず、熱
伝導性に優れたCu合金等にも適用されている。しかし
ながら、上記の様なDC鋳造法で、Al合金やCu合金
等の熱伝導性の良好な金属を鋳造した場合には、以下に
示す様な問題がある。
【0006】前記図2に示した様に、水冷鋳型1内に注
湯された溶融金属6は、直ちに水冷鋳型1の内壁と接触
し、液相線温度または固相線温度以下に冷却されて、前
記鋳型内凝固殻10が形成される。この鋳型内凝固殻1
0は、鋳造温度にもよるが、Al合金の場合には10m
m程度であり、比較的薄く形成されるのが一般的であ
る。
【0007】ところで金属は、凝固時および固体状態で
の温度低下に伴い、その体積が収縮するのが一般的であ
り、特にAl合金の場合には、凝固時の体積収縮率は鉄
鋼材料等の他の金属と比べて非常に大きい。またAl合
金やCu合金は、鉄鋼材料に比べて線膨張率が約2倍の
値を示すので、凝固後の温度低下によっても収縮するの
が普通である。この為、水冷鋳型1内の上方で形成され
た鋳型内凝固殻10は、水冷鋳型1の下方になるに従
い、凝固および温度低下に伴って収縮し、鋳型内凝固殻
10の外周表面は、水冷鋳型1の内壁面から離れて水冷
鋳型1との接触が断たれることになる。その結果、鋳型
内凝固殻10と水冷鋳型1との間には、図2に示した様
なエアーギャップ部9が形成されることになる。
【0008】上記の様な図2に示した様なエアーギャッ
プ部9が形成されると、空気層であるエアーギャップ部
9は熱伝導率が極めて悪く、鋳型内凝固殻10と水冷鋳
型1間の熱抵抗層になってしまい、もはや鋳型内凝固殻
10表面からの脱熱が行われなくなり、前記鋳型内凝固
殻10はそれ以上の凝固が進行しなくなる。また鋳型内
凝固殻10の溶融金属6側には、前述した様に、鋳込樋
4内の溶融金属6がノズル5からフロート13を経由し
て常時供給されているので、凝固の進行が停止した前記
鋳型内凝固殻10は、溶融金属6からの加熱の影響を常
時受けることになる。その結果、鋳型内凝固殻10は再
加熱され、固相線温度以上に復熱され、再溶融されてマ
ッシーゾーン11と同様の状態になる。
【0009】固相線温度以上に再加熱された鋳型内凝固
殻10は、固相と液相が混合した半溶融状態になるの
で、その液相は鋳型内凝固殻10の表面側に染み出し、
所謂発汗層を形成し、鋳型内凝固殻10の表層部には添
加された合金元素の枯渇若しくは濃化した逆偏析層が形
成されることになる。この様な現象が起こると、鋳塊7
の表層部の組成は溶融金属組成または鋳塊中心部の組成
と異なるものとなり、均一な組成の鋳塊7が得られず、
鋳塊7の表面欠陥になるという問題がある。
【0010】こうしたことから実生産においては、造塊
後の鋳塊7の表層部を機械的に切削し、逆偏析層を除去
する面削が行われるのであるが、そうすると歩留まり低
下を招くことになる。尚逆偏析層において、合金成分が
枯渇または濃化するかは、各元素がAlと形成する状態
図によって決定されるものであり、例えばMg,Mn,
Cu等の様にAlと共晶状態図を形成する元素は枯渇
し、Cr,Ti等の様に包晶系状態図を形成する元素は
濃化することになる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した様に、DC鋳
造方においては、鋳型内凝固殻10の収縮に起因するエ
アーギャップ部9が形成されることによって、鋳型内凝
固殻10の復熱や再溶融が促進され、鋳塊7の表層部に
逆偏析層が生成される原因になっている。この為に、逆
偏析層を形成させない為の各種の技術がこれまで提案さ
れている。例えば、「金属便覧」(日本金属学会編)や
特公昭46−37267号等には、電磁鋳造法と呼ばれ
る方法が提案されている。この方法では図3に示す様
に、従来の接触式の水冷鋳型1の代わりに高周波コイル
15を配置し、この高周波コイル15が発生する電磁気
力によって溶融金属6を保持するものである。なお図3
において、16は冷却水ジャケット,17は電磁遮蔽リ
ングを夫々示し、他の部分で前記図1に対応する部分に
は同一の参照符号が付してある。
【0012】図3に示した構成であれば、前記水冷鋳型
1を使用しないので、エアーギャップ部9は形成され
ず、逆偏析層の発生も抑制できることになる。しかしな
がら、この方法では、電磁気力を発生させる為の高周波
コイル15を配置する必要があり、またそれに関連して
電源等の高価で大規模な設備が必要であるばかりでな
く、溶融金属6を非接触で保持する為の高度で複雑な制
御機構や操業技術が要求される。また逆偏析層の発生は
防止できるとは言うものの、不安定な電磁気力で溶融金
属6を保持するので、最終的に鋳造された鋳塊7の表面
に凹凸が発生してしまい、平坦度の高い鋳塊7が得られ
にくく、或は電磁気力による攪拌効果によって鋳塊7の
表面に酸化物を巻く込む等、新たな問題を招くことにな
る。
【0013】一方、他の方法として、図4に示される様
な所謂ホットトップ法も提案されている(例えば、特公
昭54−42847号、同60−39456号、同61
−1961号等)。この方法では、鋳造時のエアーギャ
ップ部9が形成される期間を極力減少させるという観点
から、水冷鋳型1内の湯面レベルを浅くする為に、水冷
鋳型1の上部に耐火物製のヘッダー18を設け、低湯面
操業を容易にしたものである。しかしながら、この方法
では、高精度に加工した耐火物製のヘッダー18が必要
になり、しかもこのヘッダー18の寿命は必ずしも良好
という訳ではなく、極端な場合には鋳造の度毎にヘッダ
ー18を取り替える必要があるという問題がある。また
ヘッダー18の取り替えに際しては、ヘッダー18を水
冷鋳型1の上部に潤滑等を行なうためのリング19を介
在させつつ精度良く取り付ける必要があり、極めて煩雑
な作業が要求されることになり、作業性や生産性が悪く
なる。
【0014】本発明はこうした従来技術における技術的
課題を解決する為になされたものであって、その目的
は、エアーギャップ部が形成されることに起因する鋳塊
表層部の逆偏析層の発生を軽減若しくは防止することの
できる鋳造装置および鋳造方法を提供することにあり、
しかも安価で且つ簡便な構成でそれを達成することにあ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明の鋳造装置とは、水冷鋳型内に溶融金属を注湯し溶融
金属を凝固させて鋳型内凝固殻を形成し、更に鋳塊の上
部外周表面を、前記鋳型の下方から噴出される冷却水で
冷却しつつ鋳塊を下方に引き抜く様に構成された金属の
鋳造装置において、前記水冷鋳型の下方で且つ前記冷却
水噴出部よりも上方に、前記鋳型内凝固殻の下部外周表
面と接触することのできるシール部材を設け、該シール
部材を前記鋳型内凝固殻の下部外周表面に接触させるこ
とによって、前記水冷鋳型の内壁面および前記鋳型内凝
固殻の外周表面の間に形成されるエアーギャップ部を大
気から遮断する様に構成すると共に、(a)該遮断され
たエアーギャップ部に開口するガス吸引孔、または
(b)前記遮断されたエアーギャップ部に開口するガス
導入孔を設けたものである点に要旨を有するものであ
る。
【0016】また上記目的を達成した本発明の鋳造方法
とは、上記の鋳造装置を用い、前記シール部材を前記鋳
型内凝固殻の下部外周表面に接触させることによって、
前記水冷鋳型の内壁面および前記鋳型内凝固殻の外周表
面の間に形成されるエアーギャップ部を大気から遮断す
ると共に、(a)前記ガス吸引孔からエアーギャップ部
内の大気を吸引することにより、前記水冷鋳型と前記鋳
型内凝固殻の上部接触部分の僅かな空隙から前記エアー
ギャップ部に大気を吸引せしめ、または(b)前記ガス
導入孔から前記エアーギャップ部にガスを導入しつつ、
前記水冷鋳型と前記鋳型内凝固殻の上部接触部分の僅か
な空隙から該導入ガスを排出せしめ、前記エアーギャッ
プ部を臨む前記鋳型内凝固殻の外周表面を吸引大気また
は導入ガスによって冷却しつつ操業する点に要旨を有す
るものである。
【0017】
【作用】本発明の作用を図面を参照しつつ説明する。図
5は、本発明の鋳造装置の一実施例を示す要部拡大説明
図であり、前記図1と対応する基本的な部分について
は、同一の参照符号が付してある。この鋳造装置におい
ては、前記水冷鋳型1の下方で且つ冷却水2aが噴出さ
れる冷却水噴出ノズル22よりも上方に、鋳型内凝固殻
10の下部外周表面と接触することのできるシール部材
20が設けられ、このシール部材20は加圧室21から
の圧力の作用によって変形して前記鋳型内凝固殻10の
下部外周表面と接触することのできる様に構成されてい
る。また水冷鋳型1と加圧室21の間には、エアーギャ
ップ部9に開口するガス吸引孔25が設けられている。
尚図中26は真空ポンプ,27は流量制御弁,28は流
量計,29はガス吸引管を夫々示し、いずれも前記ガス
吸引孔25に関連して設けられたものである。
【0018】前記加圧室21には、ガスや液体等の加圧
用流体Aが導入管30を経由して導入され、加圧室21
内を任意の圧力に加圧できる様に構成されている。また
前記シール部材20は、加圧室21内が加圧されること
によって、鋳型内凝固殻10側に変形して張り出し、鋳
型内凝固殻10の下部外周表面と接触することによっ
て、エアーギャップ部9を大気から遮断する様に構成さ
れている(後記図6参照)。
【0019】前記ガス吸引孔25には、真空ポンプ26
に接続されるガス吸引管29が水冷鋳型1の外側に取り
付けられており、真空ポンプ26を駆動することによっ
て、エアーギャップ部9内の空気がガス吸引孔25およ
びガス吸引管29を経由して吸引できる様に構成されて
いる。
【0020】上記の様に構成された鋳造装置を用いて本
発明を実施するときの状況を、図6を同時に参照しつつ
更に詳細に説明する。まず鋳造が開始された時点で、加
圧用流体Aによって加圧室21内を加圧し、前記シール
部材20を鋳型内凝固殻10側に張り出し、鋳型内凝固
殻10の下部外周表面に接触(シール)させることによ
ってエアーギャップ部9を大気から遮断して図6に示し
た状態とする。この状態で、真空ポンプ26を駆動する
ことによって、エアーギャップ部9内の空気をガス吸引
孔25およびガス吸引管29を経由して吸引する。エア
ーギャップ部9内の空気が排気されると、エアーギャッ
プ部9の下方が前記シール部材20によってシールされ
ているので、溶融金属6の上方側の空気Bが、水冷鋳型
1の内壁面と鋳型内凝固殻10の外周表面の間の僅かな
空隙からエアーギャップ部9内に矢印Dの如く侵入し、
その後鋳型内凝固殻10の表面に沿って矢印Eの如く下
方に流れ込むことになる。このとき、エアーギャップ部
9を下方に流れ込む空気Bは、鋳型内凝固殻10の表面
から熱を奪い、鋳型内凝固殻10を冷却する作用を発揮
して、その凝固を促進することになる。その結果、前述
した様な鋳型内凝固殻10の復熱や再溶融は防止され、
合金元素の鋳型内凝固殻10表面への染み出しによる発
汗層や逆偏析層の発生を防止若しくは低減することがで
きるのである。
【0021】図7は、本発明の鋳造装置の他の実施例を
示す要部拡大説明図であり、その基本的な構成は前記図
5と類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して
重複説明を回避する。この鋳造装置においては、図5に
示したガス吸引孔25を形成する代わりに、ガス導入孔
31が形成されており、それに関連してガス導入管3
2,潤滑剤貯留タンク33,潤滑剤流量制御弁34等が
設けられている。そしてガス導入孔31に、外部から不
活性ガス等のガスGがガス導入孔31を経由して導入さ
れることによって、エアーギャップ部9内にガスGが噴
射または流入する様に構成されている。
【0022】上記の様に構成された鋳造設備を用いて本
発明を実施するときの状況を、図8を同時に参照しつつ
更に詳細に説明する。まず鋳造が開始された時点で、加
圧用流体Aによって加圧室21内を加圧し、前記弾性部
材20を鋳型内凝固殻10側に張り出し、鋳型内凝固殻
10の下部外周表面にシールさせることによってエアー
ギャップ部9を大気から遮断して図8に示した状態とす
るのは前記図6の場合と同様である。この状態で、ガス
導入孔31に、外部から不活性ガス等のガスGがガス導
入管32を経由して導入されることによって、エアーギ
ャップ部9内にガスGが噴射または流入する。エアーギ
ャップ部9内にガスGが噴射または流入されると、エア
ーギャップ部9の下方が前記シール部材20によってシ
ールされているので、ガスGは鋳型内凝固殻10の外周
表面に沿って矢印Fの如く上方に流れ、その後水冷鋳型
1の内壁面と鋳型内凝固殻10の外周表面の間の僅かな
空隙から溶融金属の上方側に流出することになる。この
とき、エアーギャップ部9を上方に流れるガスGは、鋳
型内凝固殻10の表面から熱を奪い、鋳型内凝固殻10
を冷却する作用を発揮して、その凝固を促進することに
なる。このような構成によっても、前記図5、6に示し
た構成と同様に、鋳型内凝固殻10の復熱や再溶融は防
止され、合金元素の鋳型内凝固殻10表面への染み出し
による発汗層や逆偏析層の発生を防止若しくは軽減する
ができる。尚この鋳造装置において、前記潤滑剤貯留タ
ンク33や潤滑剤流量制御弁34は、鋳型内凝固殻10
と水冷鋳型1、または鋳塊7と弾性部材20の焼き付き
の防止や摩擦抵抗の低減の為に、必要によってエアーギ
ャップ部9内に潤滑剤をガスGと共に流入させる為のも
のであって、こうした構成は鋳塊7の品質を改善する上
で一層効果的である。尚こうした構成で使用する潤滑剤
としては、従来DC鋳造法で使用されているものを用い
れば良く、例えばひまし油,菜種油,シリコン油、或は
これらの混合物等が使用可能である。
【0023】図5、6に示したガス吸引孔25や、図
7、8に示したガス導入孔31の形状については特に限
定されるものではなく、例えば円形状やスリット状のい
ずれも採用でき、またその個数についても特に限定され
るものではなく、例えば水冷鋳型1の周方向に4箇所或
はそれ以上形成する様にすれば良い。要するに、鋳型内
凝固殻10の表面全周に亙って均一に空気Bを吸引また
はガスGを導入できる構造であれば良い。またガス吸引
孔25とガス吸引管29、またはガス導入孔31とガス
導入管32の関係については、夫々個別的に連結する必
要はなく、一個または数個のガス吸引管29またはガス
導入管32を設け、これらに複数のガス吸引孔25また
はガス吸引管29を連結する様にしても良い。
【0024】前記シール部材20の材質については、変
形して鋳型内凝固殻10側に張り出すだけの弾性力と変
形性を有し、且つ耐熱性を備えていれば良く、特に限定
されるものではないが、例えば耐熱性ゴム,金属箔,金
属板、或は鋳型内凝固殻10と接触する面に金属箔や金
属板を張り付けた耐熱性ゴム等が採用できる。また上記
図示した構成では、シール部材20は、加圧室21から
の圧力の作用によって変形する構成を示したけれども、
シール部材20を変形させるための手段はこうした構成
に限らず、例えばシリンダ−等の機械的な作用によって
達成する様にしてもよい。
【0025】加圧室21を設ける場合には、該加圧室2
1に導入される加圧用流体Aは、圧力を伝達できる媒体
であれば良く、空気,アルゴン等のガス、或は水,油等
の液体が使用可能であるが、応答性やコスト等を考慮す
ると、非圧縮性流体である水が好ましい。水冷鋳型1の
形状についても、特に限定されるものではなく、注湯口
の平面形状が円形や矩形等、一般的に使用されている形
状のものを使用すれば良い。
【0026】尚前記図5、6に示した構成では、潤滑剤
を供給する構成については示さなかったけれども、この
様な構成においても、例えば水冷鋳型1の上部内壁面に
潤滑剤を塗布する等の手段によって、潤滑剤を供給する
様にしても良いのは勿論である。また前記図5、6では
ガス吸引孔25を、および前記図7、8ではガス導入孔
31を、夫々個別的に設ける構成について示したが、構
成がやや複雑になるが、装置的にはガス吸引孔25とガ
ス導入孔31を併設し、これらを周方向に交互にまたは
任意に配置することもできる。但し、この様に鋳造装置
を構成する場合においても、大気を吸引するときとガス
を導入するときとを分けて操業する必要があるのは言う
迄もない。次に、実施例を示す。
【0027】
【実施例】
実施例1 図5、6に示した鋳造装置を用いて下記の条件で本発明
を実施し、Al−Mg系5083合金の鋳造を行った。
またガス吸引孔25およびシール部材20を設けていな
い前記図1、2に示した鋳造設備によって、従来方法も
実施した(他の条件は同じ)。 (鋳造条件) 鋳型断面寸法:500×1500(mm) 鋳造速度 :45mm/分 冷却水量 :75m3 /hr ガス吸引孔 :孔径1.0mm,ピッチ4mm,鋳型内
面全周 加圧用流体 :水 シール部材 :耐熱性ゴム
【0028】鋳型内凝固殻表面の発汗状況を目視観察す
ると共に、得られた鋳塊の表層部の逆偏析層の厚さおよ
びその表面粗度を測定した。このとき、逆偏析層の厚さ
は、鋳塊幅方向(1500mm方向)の中央部におい
て、鋳塊表面から内部向かって、Mg等の合金成分の濃
度分布をX線マイクロアナライザーによる線分析で測定
した。また鋳塊表面粗度は、表面粗さ計により凹凸を測
定し、その最大値で評価した。その結果を、吸引空気流
量、加圧室圧力および潤滑剤流量等と共に、表1に示
す。
【0029】
【表1】
【0030】表1から明らかな様に、従来の方法(N
o.1)では、約8mmの逆偏析層が認められるのに対
し、No.2〜4の本発明方法によれば、逆偏析層の厚
さが軽減若しくは殆ど認められなくなっていることがわ
かる。また本発明の改善効果に応じて、鋳塊の表面粗度
も改善されていることがわかる。
【0031】尚本発明の実施例のうち、No.2のもの
は、吸引空気流量が少なかった為に冷却効果が不十分と
なり、逆偏析層の発生を完全に防止できていないが、従
来法の約半分まで軽減されている。また加圧室21の圧
力の低いNo.3のものでは、吸引空気流量が多いにも
拘らず、本発明の効果が完全に発揮されているとは言え
ず、逆偏析層の残存が認められる。これは加圧室21の
圧力が不足したために、シール部材20によるエアーギ
ャップ部9の遮蔽効果が不十分となり、空気が鋳型上部
からだけでなく、鋳型下部からも吸引され、鋳型内凝固
殻10の十分な冷却が達成されなかったものと考えられ
る。これらに対し、エアーギャップ部9の遮蔽が十分に
行われ、且つ吸引空気流量も適正なNo.4のもので
は、逆偏析層が殆ど認められず、また鋳型内凝固殻表面
の発汗も局部的に観察される程度の軽微なものであり、
奇麗な表面肌の鋳塊が製造されていることがわかる。
【0032】実施例2 図7、8に示した鋳造装置を用いて下記の条件で本発明
を実施し、Al−Mg系5083合金の鋳造を行った。
またガス導入孔31およびシール部材20を設けていな
い前記図1、2に示した鋳造設備によって、従来方法も
実施した(他の条件は同じ)。 (鋳造条件) 鋳型断面寸法:500×1500(mm) 鋳造速度 :45mm/分 冷却水量 :75m3 /hr ガス導入孔 :孔径1.0mm,ピッチ5mm,鋳型内
面全周 加圧用流体 :水 シール部材 :耐熱性ゴム
【0033】実施例1と同様にして、鋳塊表面の発汗状
況を目視観察すると共に、得られた鋳塊の表層部の逆偏
析層の厚さおよびその表面粗度を測定した。その結果
を、導入ガスの種類・流量、加圧室圧力および潤滑剤流
量等と共に、表2に示す。
【0034】
【表2】
【0035】表2から明らかな様に、従来の方法(N
o.5)では、約8mmの逆偏析層が認められるのに対
し、No.6〜11の本発明方法によれば、逆偏析層の
厚さが軽減若しくは殆ど認められなくなっていることが
わかる。また本発明の改善効果に応じて、鋳塊の表面粗
度も改善されていることがわかる。
【0036】尚本発明の実施例のうち、No.6のもの
は、導入ガス量が若干少なかった為に冷却効果が不十分
となり、逆偏析層の発生を完全に防止できていないが、
従来法の約半分まで軽減されている。また加圧室21の
圧力の低いNo.7のものでは、導入ガス流量が多いに
も拘らず、本発明の効果が完全に発揮されているとは言
えず、逆偏析層の残存が認められる。これは加圧室21
の圧力が不足したために、シール部材20によるエアー
ギャップ部9の遮蔽効果が不十分となり、導入ガスが鋳
型下部から漏れ出し、鋳型内凝固殻10の十分な冷却が
達成されなかったものと考えられる。これらに対し、エ
アーギャップ部9の遮蔽が十分に行われ、且つ導入ガス
・流量も適正なNo.8〜11のものでは、逆偏析層が
殆ど認められず、また鋳型内凝固殻表面の発汗も局部的
に観察される程度の軽微なものであり、奇麗な表面肌の
鋳塊が製造されていることがわかる。またNo.8〜1
1の結果から明らかな様に、導入ガスの種類を変えても
同様の効果が得られていることがわかる。
【0037】
【発明の効果】以上述べた如く本発明法によれば、エア
ーギャップ部の凝固殻表面を効果的に冷却する様にした
ので、鋳型内凝固殻の復熱や再溶融を阻止することがで
きる様になり、鋳塊の表面欠陥である逆偏析層の発生を
防止若しくは軽減した鋳造が可能になった。しかも本発
明によれば、高周波コイルや電源等の高価で大規模な設
備を必要とせず、安価で且つ簡便な構成でそれを達成す
ることができたのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のDC鋳造法を説明する為の概略図であ
る。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】従来の電磁鋳造法を説明する為の概略図であ
る。
【図4】従来のホットトップ法を説明する為の概略図で
ある。
【図5】本発明の鋳造装置の一実施例を示す要部拡大説
明図である。
【図6】図5に示した鋳造装置において、シール部材2
0によってエアーギャップ部9を遮断した状態を示す説
明図である。
【図7】本発明の鋳造装置の他の実施例を示す要部拡大
説明図である。
【図8】図7に示した鋳造設備において、シール部材2
0によってエアーギャップ部9を遮断した状態を示す説
明図である。
【符号の説明】
1 水冷鋳型 6 溶融金属 7 鋳塊 9 エアーギャップ部 10 鋳型内凝固殻 11 マッシーゾーン 20 シール部材 21 加圧室 22 冷却水噴出ノズル 25 ガス吸引孔 26 真空ポンプ 27 流量制御弁 28 流量計 29 ガス吸引管 31 ガス導入孔 32 ガス導入管 33 潤滑剤貯留タンク 34 潤滑剤流量制御弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森下 誠 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所 神戸総合技術研 究所内 (72)発明者 戸田 晴彦 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所 神戸総合技術研 究所内 (56)参考文献 特開 昭53−15222(JP,A) 特開 昭57−88948(JP,A) 特開 昭51−8123(JP,A) 特開 昭51−115237(JP,A) 特開 平1−241354(JP,A) 特公 昭46−37267(JP,B1) 特公 昭54−42847(JP,B2) 特公 昭60−39456(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/055 B22D 11/04 311 B22D 11/10 360 B22D 11/124

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水冷鋳型内に溶融金属を注湯し溶融金属
    を凝固させて鋳型内凝固殻を形成し、更に鋳塊の上部外
    周表面を、前記鋳型の下方から噴出される冷却水で冷却
    しつつ鋳塊を下方に引き抜く様に構成された金属の鋳造
    装置において、前記水冷鋳型の下方で且つ前記冷却水噴
    出部よりも上方に、前記鋳型内凝固殻の下部外周表面と
    接触することのできるシール部材を設け、該シール部材
    を前記鋳型内凝固殻の下部外周表面に接触させることに
    よって、前記水冷鋳型の内壁面および前記鋳型内凝固殻
    の外周表面の間に形成されるエアーギャップ部を大気か
    ら遮断する様に構成すると共に、(a)該遮断されたエ
    アーギャップ部に開口するガス吸引孔、または(b)前
    記遮断されたエアーギャップ部に開口するガス導入孔を
    設けたものであることを特徴とする金属の鋳造装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の鋳造装置を用い、前記
    シール部材を前記鋳型内凝固殻の下部外周表面に接触さ
    せることによって、前記水冷鋳型の内壁面および前記鋳
    型内凝固殻の外周表面の間に形成されるエアーギャップ
    部を大気から遮断すると共に、(a)前記ガス吸引孔か
    らエアーギャップ部内の大気を吸引することにより、前
    記水冷鋳型と前記鋳型内凝固殻の上部接触部分の僅かな
    空隙から前記エアーギャップ部に大気を吸引せしめ、ま
    たは(b)前記ガス導入孔から前記エアーギャップ部に
    ガスを導入しつつ、前記水冷鋳型と前記鋳型内凝固殻の
    上部接触部分の僅かな空隙から該導入ガスを排出せし
    め、前記エアーギャップ部を臨む前記鋳型内凝固殻の外
    周表面を吸引大気または導入ガスによって冷却しつつ操
    業することを特徴とする金属の鋳造方法。
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