JP3458046B2 - 矩形断面アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造方法及びその鋳型 - Google Patents
矩形断面アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造方法及びその鋳型Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、矩形断面アルミニ
ウム合金鋳塊の縦型連続鋳造方法及びその鋳型に関し、
特には、比較的矩形断面の大きな（厚 300mm以上×幅10
00mm以上）アルミニウム合金鋳塊を鋳造する縦型連続鋳
造方法及びその鋳型に関するものである。
ウム合金鋳塊の縦型連続鋳造方法及びその鋳型に関し、
特には、比較的矩形断面の大きな（厚 300mm以上×幅10
00mm以上）アルミニウム合金鋳塊を鋳造する縦型連続鋳
造方法及びその鋳型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造は
既に広く知られており、アルミニウム合金溶湯を上下開
放式の強制冷却鋳型の上部から導入し、鋳型により一次
冷却して凝固殻を形成せしめるとともに、凝固殻を形成
した鋳塊を強制冷却鋳型の下部から引き出し、その引き
出されてくる鋳塊表面に冷媒流体を直接当て二次冷却す
ることにより行われる。そして、このアルミニウム合金
鋳塊の縦型連続鋳造方法においては、従来より鋳塊割れ
などの問題のあることが知られている。
既に広く知られており、アルミニウム合金溶湯を上下開
放式の強制冷却鋳型の上部から導入し、鋳型により一次
冷却して凝固殻を形成せしめるとともに、凝固殻を形成
した鋳塊を強制冷却鋳型の下部から引き出し、その引き
出されてくる鋳塊表面に冷媒流体を直接当て二次冷却す
ることにより行われる。そして、このアルミニウム合金
鋳塊の縦型連続鋳造方法においては、従来より鋳塊割れ
などの問題のあることが知られている。
【０００３】上記の問題を改善するために、特開昭52−
126619号公報、特公昭54−8611号公報又は特開平 6−21
0402号公報にはその改善策が提案されている。即ち、特
開昭52−126619号公報では、鋳型の内壁部を冷却する水
室を隔壁にて多数の小室に分割し、コーナー部の小室に
供給する冷却水量を少なく他の小室に供給する冷却水量
を多くすることで、二次冷却により鋳型の内壁部に形成
される溶融金属の凝固殻をコーナー部と中央部とでほぼ
同一高さレベルになるように制御し鋳塊割れなどを防止
する方法が提案されている。また、特公昭54−8611号公
報では、鋳型とは別に鋳型の下方に冷却手段を設け、鋳
型による冷却を比較的軽く、冷却手段による冷却を比較
的強く行うことで鋳塊割れなどを防止する方法が提案さ
れている。また、特開平 6−210402号公報では、鋳型と
は別に鋳型の下方に冷却手段を設け、鋳型では一次冷却
のみを行い、冷却手段では液体冷却媒体を霧状に噴射し
て二次冷却することで、二次冷却における液体冷却媒体
量が少ない場合にも確実に液体冷却媒体を制御して二次
冷却することで鋳塊割れなどを防止する方法が提案され
ている。
126619号公報、特公昭54−8611号公報又は特開平 6−21
0402号公報にはその改善策が提案されている。即ち、特
開昭52−126619号公報では、鋳型の内壁部を冷却する水
室を隔壁にて多数の小室に分割し、コーナー部の小室に
供給する冷却水量を少なく他の小室に供給する冷却水量
を多くすることで、二次冷却により鋳型の内壁部に形成
される溶融金属の凝固殻をコーナー部と中央部とでほぼ
同一高さレベルになるように制御し鋳塊割れなどを防止
する方法が提案されている。また、特公昭54−8611号公
報では、鋳型とは別に鋳型の下方に冷却手段を設け、鋳
型による冷却を比較的軽く、冷却手段による冷却を比較
的強く行うことで鋳塊割れなどを防止する方法が提案さ
れている。また、特開平 6−210402号公報では、鋳型と
は別に鋳型の下方に冷却手段を設け、鋳型では一次冷却
のみを行い、冷却手段では液体冷却媒体を霧状に噴射し
て二次冷却することで、二次冷却における液体冷却媒体
量が少ない場合にも確実に液体冷却媒体を制御して二次
冷却することで鋳塊割れなどを防止する方法が提案され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した提案方法は、
いずれも一次冷却と二次冷却と言った縦方向の冷却能の
最適化を図り、これにより鋳塊割れを防止すると言うも
のであるが、鋳塊割れなどの防止のためには、縦方向の
冷却能の最適化のみでは不十分であり、水平方向の冷却
能のバランスが重要となる。しかし、これまではこの点
について考慮がなされていないのが実情である。
いずれも一次冷却と二次冷却と言った縦方向の冷却能の
最適化を図り、これにより鋳塊割れを防止すると言うも
のであるが、鋳塊割れなどの防止のためには、縦方向の
冷却能の最適化のみでは不十分であり、水平方向の冷却
能のバランスが重要となる。しかし、これまではこの点
について考慮がなされていないのが実情である。
【０００５】通常、鋳型下端から引き出される鋳塊は、
一次冷却と二次冷却の間で鋳型とも二次冷媒流体（冷却
水）とも接触していない部分が存在しており、特に従来
の、下端部に二次冷媒流体を噴出するスリット状の噴出
口を備えるアルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型
では、二次冷媒流体が下向きの角度で噴出口から噴出さ
れるため、鋳型とも二次冷媒流体とも接触していない部
分が存在している。また、鋳型の一次冷却帯から引き出
される鋳塊の収縮は、鋳塊の部分によって異なるため、
同じ角度の二次冷媒流体の噴出角度では一次冷却帯を出
てから二次冷媒流体が衝突するまでの距離、時間が、鋳
塊の位置によって異なることになる。このため、二次冷
媒流体が衝突する位置の鋳塊表面の前後で割れが発生す
ることになる。
一次冷却と二次冷却の間で鋳型とも二次冷媒流体（冷却
水）とも接触していない部分が存在しており、特に従来
の、下端部に二次冷媒流体を噴出するスリット状の噴出
口を備えるアルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型
では、二次冷媒流体が下向きの角度で噴出口から噴出さ
れるため、鋳型とも二次冷媒流体とも接触していない部
分が存在している。また、鋳型の一次冷却帯から引き出
される鋳塊の収縮は、鋳塊の部分によって異なるため、
同じ角度の二次冷媒流体の噴出角度では一次冷却帯を出
てから二次冷媒流体が衝突するまでの距離、時間が、鋳
塊の位置によって異なることになる。このため、二次冷
媒流体が衝突する位置の鋳塊表面の前後で割れが発生す
ることになる。
【０００６】上記の二次冷媒流体が衝突する位置の鋳塊
表面の前後での割れを低減するには、鋳型の一次冷却帯
から引き出される鋳塊の収縮の起こっている部分の二次
冷媒流体量を増加し薄い凝固殻を厚くするなどの方法が
考えられるが、このように任意の位置での冷却能力を上
げる方法を採った場合、鋳型出口部分の凝固殻厚さが一
定であってもその上下方、特に下方で凝固殻が厚くな
る。下方での凝固殻の厚さも均一にしなければ、鋳型出
口部分（二次冷媒流体が衝突する位置）と同様に下方で
も応力集中部が発生し、割れが発生しやすくなる。
表面の前後での割れを低減するには、鋳型の一次冷却帯
から引き出される鋳塊の収縮の起こっている部分の二次
冷媒流体量を増加し薄い凝固殻を厚くするなどの方法が
考えられるが、このように任意の位置での冷却能力を上
げる方法を採った場合、鋳型出口部分の凝固殻厚さが一
定であってもその上下方、特に下方で凝固殻が厚くな
る。下方での凝固殻の厚さも均一にしなければ、鋳型出
口部分（二次冷媒流体が衝突する位置）と同様に下方で
も応力集中部が発生し、割れが発生しやすくなる。
【０００７】本発明は、上記の技術背景に鑑みなされた
ものであって、その目的は、鋳塊割れの無いアルミニウ
ム合金鋳塊の鋳造をなし得る矩形断面アルミニウム合金
鋳塊の縦型連続鋳造方法及びその鋳型を提供するもので
ある。
ものであって、その目的は、鋳塊割れの無いアルミニウ
ム合金鋳塊の鋳造をなし得る矩形断面アルミニウム合金
鋳塊の縦型連続鋳造方法及びその鋳型を提供するもので
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る矩形断面アルミニウム合金鋳塊の縦
型連続鋳造方法（請求項１）は、アルミニウム合金溶湯
を上下開放式の強制冷却鋳型の上部から導入し、鋳型に
より一次冷却して凝固殻を形成せしめるとともに、凝固
殻を形成した鋳塊を強制冷却鋳型の下部から引き出し、
その引き出されてくる鋳塊表面に冷媒流体を直接当て二
次冷却することにより矩形断面のアルミニウム合金鋳塊
を鋳造する縦型連続鋳造方法において、鋳塊表面に直接
当てる二次冷媒流体の衝突流量が均一になるように二次
冷媒流体を鋳塊の断面形状に合せて、異なる方向に噴出
させると共に、その衝突位置が鋳塊表面上で水平となる
ように衝突させるものである。
めに、本発明に係る矩形断面アルミニウム合金鋳塊の縦
型連続鋳造方法（請求項１）は、アルミニウム合金溶湯
を上下開放式の強制冷却鋳型の上部から導入し、鋳型に
より一次冷却して凝固殻を形成せしめるとともに、凝固
殻を形成した鋳塊を強制冷却鋳型の下部から引き出し、
その引き出されてくる鋳塊表面に冷媒流体を直接当て二
次冷却することにより矩形断面のアルミニウム合金鋳塊
を鋳造する縦型連続鋳造方法において、鋳塊表面に直接
当てる二次冷媒流体の衝突流量が均一になるように二次
冷媒流体を鋳塊の断面形状に合せて、異なる方向に噴出
させると共に、その衝突位置が鋳塊表面上で水平となる
ように衝突させるものである。
【０００９】また、本発明に係る矩形断面アルミニウム
合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型（請求項２）は、下端部
に二次冷媒流体を鋳塊の断面形状に合せて、異なる方向
に噴出させスリット状の噴出口を備える矩形断面アルミ
ニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型において、鋳型内
壁を冷却する冷却室と前記噴出口との間に噴出通路孔を
設けるとともに、この噴出通路孔と鋳型内壁面とのなす
角度を、鋳塊表面に直接当てる二次冷媒流体の衝突位置
が鋳塊表面上で水平となるように鋳型辺の各位置で変化
させた構造を備えてなるものである。
合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型（請求項２）は、下端部
に二次冷媒流体を鋳塊の断面形状に合せて、異なる方向
に噴出させスリット状の噴出口を備える矩形断面アルミ
ニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型において、鋳型内
壁を冷却する冷却室と前記噴出口との間に噴出通路孔を
設けるとともに、この噴出通路孔と鋳型内壁面とのなす
角度を、鋳塊表面に直接当てる二次冷媒流体の衝突位置
が鋳塊表面上で水平となるように鋳型辺の各位置で変化
させた構造を備えてなるものである。
【００１０】また、本発明に係る矩形断面アルミニウム
合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型（請求項３）は、下端部
に二次冷媒流体を鋳塊の断面形状に合せて、異なる方向
に噴出させるスリット状の噴出口を備える矩形断面アル
ミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型において、鋳型
内壁を冷却する冷却室と前記噴出口との間に噴出通路孔
を設けるとともに、前記噴出口の先端開口部の形状を、
鋳塊表面に直接当てる二次冷媒流体の衝突位置が鋳塊表
面上で水平となるように鋳型辺の各位置で変化させた構
造を備えてなるものである。
合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型（請求項３）は、下端部
に二次冷媒流体を鋳塊の断面形状に合せて、異なる方向
に噴出させるスリット状の噴出口を備える矩形断面アル
ミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型において、鋳型
内壁を冷却する冷却室と前記噴出口との間に噴出通路孔
を設けるとともに、前記噴出口の先端開口部の形状を、
鋳塊表面に直接当てる二次冷媒流体の衝突位置が鋳塊表
面上で水平となるように鋳型辺の各位置で変化させた構
造を備えてなるものである。
【００１１】また、本発明に係る矩形断面アルミニウム
合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型（請求項４）は、下端部
に二次冷媒流体を鋳塊の断面形状に合せて、異なる方向
に噴出させるスリット状の噴出口を備える矩形断面アル
ミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型において、前記
スリット状の噴出口を鋳型本体下面に設けた噴出口形成
用当板と鋳型内壁下端部との間で形成するとともに、前
記噴出口形成用当板の噴出口の出口側を内反りの曲率を
有するように形成し、この曲率を、鋳塊表面に直接当て
る二次冷媒流体の衝突位置が鋳塊表面上で水平となるよ
うに鋳型辺の各位置で変化させた構造を備えてなるもの
である。
合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型（請求項４）は、下端部
に二次冷媒流体を鋳塊の断面形状に合せて、異なる方向
に噴出させるスリット状の噴出口を備える矩形断面アル
ミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型において、前記
スリット状の噴出口を鋳型本体下面に設けた噴出口形成
用当板と鋳型内壁下端部との間で形成するとともに、前
記噴出口形成用当板の噴出口の出口側を内反りの曲率を
有するように形成し、この曲率を、鋳塊表面に直接当て
る二次冷媒流体の衝突位置が鋳塊表面上で水平となるよ
うに鋳型辺の各位置で変化させた構造を備えてなるもの
である。
【００１２】また更に、本発明に係る矩形断面アルミニ
ウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型（請求項５）は、下
端部に二次冷媒流体を鋳塊の断面形状に合せて、異なる
方向に噴出させるスリット状の噴出口を備える矩形断面
アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型において、
前記スリット状の噴出口を鋳型本体下面に設けた噴出口
形成用当板と鋳型内壁下端部との間で形成するととも
に、前記噴出口形成用当板の噴出口の出口側を内反りの
曲率を有するように形成し、その出口側先端の長さを、
鋳塊表面に直接当てる二次冷媒流体の衝突位置が鋳塊表
面上で水平となるように鋳型辺の各位置で変化させた構
造を備えてなるものである。
ウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型（請求項５）は、下
端部に二次冷媒流体を鋳塊の断面形状に合せて、異なる
方向に噴出させるスリット状の噴出口を備える矩形断面
アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型において、
前記スリット状の噴出口を鋳型本体下面に設けた噴出口
形成用当板と鋳型内壁下端部との間で形成するととも
に、前記噴出口形成用当板の噴出口の出口側を内反りの
曲率を有するように形成し、その出口側先端の長さを、
鋳塊表面に直接当てる二次冷媒流体の衝突位置が鋳塊表
面上で水平となるように鋳型辺の各位置で変化させた構
造を備えてなるものである。
【００１３】以下、本発明の構成並びに作用について説
明する。本発明者等は詳細観察の結果、鋳塊表面割れ
は、主に二次冷媒流体（冷却水）が衝突する位置の前後
で発生することを見出すとともに、鋳塊表面性状及び鋳
塊割れは、鋳塊が鋳型の一次冷却帯を出てから二次冷媒
流体が衝突するまでの距離、時間に大きく依存すること
を突き止めた。このように鋳塊の各表面で距離、時間が
異なると、その位置において凝固殻の厚さにバラツキが
生じて応力が発生するため、鋳塊割れが発生しやすくな
る。一般に二次冷媒流体の衝突角度を考慮すると、収縮
した部分は窪みとなるため、特に直接二次冷媒流体が衝
突する鋳型出口付近で鋳塊表面部の縦方向冷却位置が下
方に下がることになり、距離、時間が異なる原因とな
る。また、通常の鋳造の場合、鋳造の途中で溶湯に温度
分布があるため鋳塊表面部の幅方向中心部での収縮が大
きく、同位置で鋳塊が鋳型からの鋳型離れが大きくな
り、これも距離、時間が異なる原因となる。そこで、本
発明では、鋳型辺（長辺と短辺）の辺方向の各位置で鋳
塊が鋳型の一次冷却帯を出てから二次冷媒流体が衝突す
るまでの距離、時間を同じにして、鋳塊割れの問題を解
決したものである。
明する。本発明者等は詳細観察の結果、鋳塊表面割れ
は、主に二次冷媒流体（冷却水）が衝突する位置の前後
で発生することを見出すとともに、鋳塊表面性状及び鋳
塊割れは、鋳塊が鋳型の一次冷却帯を出てから二次冷媒
流体が衝突するまでの距離、時間に大きく依存すること
を突き止めた。このように鋳塊の各表面で距離、時間が
異なると、その位置において凝固殻の厚さにバラツキが
生じて応力が発生するため、鋳塊割れが発生しやすくな
る。一般に二次冷媒流体の衝突角度を考慮すると、収縮
した部分は窪みとなるため、特に直接二次冷媒流体が衝
突する鋳型出口付近で鋳塊表面部の縦方向冷却位置が下
方に下がることになり、距離、時間が異なる原因とな
る。また、通常の鋳造の場合、鋳造の途中で溶湯に温度
分布があるため鋳塊表面部の幅方向中心部での収縮が大
きく、同位置で鋳塊が鋳型からの鋳型離れが大きくな
り、これも距離、時間が異なる原因となる。そこで、本
発明では、鋳型辺（長辺と短辺）の辺方向の各位置で鋳
塊が鋳型の一次冷却帯を出てから二次冷媒流体が衝突す
るまでの距離、時間を同じにして、鋳塊割れの問題を解
決したものである。
【００１４】すなわち、本発明では、鋳塊に衝突する二
次冷媒流体量に分布を持たせず、またその衝突位置を水
平にすることで、収縮が大きく鋳型離れが大きい鋳塊位
置でも二次冷媒流体が衝突するまでの距離、時間を同じ
にし、鋳塊全般にわたり周方向で凝固殻厚さが均一にな
るように鋳造するものである。そして、その具体的な方
法は、強制冷却鋳型の下部から引き出されてくる鋳塊表
面に冷媒流体を直接当て二次冷却することにより矩形断
面のアルミニウム合金鋳塊を鋳造する縦型連続鋳造方法
において、鋳塊表面に直接当てる二次冷媒流体の衝突流
量が均一になるように二次冷媒流体を噴出すると共に、
その衝突位置が鋳塊表面上で水平となるように衝突させ
るものである。また、具体的な手段は、下端部に二次冷
媒流体を噴出するスリット状の噴出口を備える矩形断面
アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型において、
鋳型内壁を冷却する冷却室と前記噴出口との間に噴出通
路孔を設けるとともに、この噴出通路孔と鋳型内壁面と
のなす角度、及び／又は、噴出口の先端開口部の形状を
鋳型辺（長辺と短辺）の辺方向の各位置で変化させた構
造とするものである。
次冷媒流体量に分布を持たせず、またその衝突位置を水
平にすることで、収縮が大きく鋳型離れが大きい鋳塊位
置でも二次冷媒流体が衝突するまでの距離、時間を同じ
にし、鋳塊全般にわたり周方向で凝固殻厚さが均一にな
るように鋳造するものである。そして、その具体的な方
法は、強制冷却鋳型の下部から引き出されてくる鋳塊表
面に冷媒流体を直接当て二次冷却することにより矩形断
面のアルミニウム合金鋳塊を鋳造する縦型連続鋳造方法
において、鋳塊表面に直接当てる二次冷媒流体の衝突流
量が均一になるように二次冷媒流体を噴出すると共に、
その衝突位置が鋳塊表面上で水平となるように衝突させ
るものである。また、具体的な手段は、下端部に二次冷
媒流体を噴出するスリット状の噴出口を備える矩形断面
アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型において、
鋳型内壁を冷却する冷却室と前記噴出口との間に噴出通
路孔を設けるとともに、この噴出通路孔と鋳型内壁面と
のなす角度、及び／又は、噴出口の先端開口部の形状を
鋳型辺（長辺と短辺）の辺方向の各位置で変化させた構
造とするものである。
【００１５】なお、本発明で使用される冷媒流体として
は、普通には冷却水であるが、炭酸水や霧などの気体と
液体の混合（例えばミスト）であってもよい。
は、普通には冷却水であるが、炭酸水や霧などの気体と
液体の混合（例えばミスト）であってもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明に係るアルミニウ
ム合金鋳塊の縦型連続鋳造方法に適用される鋳造装置の
説明図であって、ａは上面図、ｂは正断面図であって、
１は鋳型、２は冷却手段である。
を参照して説明する。図１は、本発明に係るアルミニウ
ム合金鋳塊の縦型連続鋳造方法に適用される鋳造装置の
説明図であって、ａは上面図、ｂは正断面図であって、
１は鋳型、２は冷却手段である。
【００１７】鋳型１は、広面部３と短面部４とにより矩
形に形成され、その内部は、上部に貫通孔５を有する仕
切壁６によりヘッダ部７と鋳型部８に仕切られている。
またヘッダ部７には冷却水９を給水するための給水管10
が接続され、また鋳型部８の下部には冷却水９を噴出す
るスリット状の噴出口11が設けられている。
形に形成され、その内部は、上部に貫通孔５を有する仕
切壁６によりヘッダ部７と鋳型部８に仕切られている。
またヘッダ部７には冷却水９を給水するための給水管10
が接続され、また鋳型部８の下部には冷却水９を噴出す
るスリット状の噴出口11が設けられている。
【００１８】冷却手段２は、鋳造される矩形鋳塊Ｓの長
辺及び短辺の外側に間隔を開けて設置された角管12より
構成され、内壁13には噴出口14が、外側壁15には給水管
16が設けられている。この冷却手段２の冷却水17と上記
鋳型１の冷却水９の給水量の調節は図示省略した給水管
10及び給水管16に取付けられたバルブ等周知の手段によ
り適宜行われる。なお、図中、符号18は注湯ノズル、19
はフロート、20は底台、21はスクリーンをそれぞれ示
す。
辺及び短辺の外側に間隔を開けて設置された角管12より
構成され、内壁13には噴出口14が、外側壁15には給水管
16が設けられている。この冷却手段２の冷却水17と上記
鋳型１の冷却水９の給水量の調節は図示省略した給水管
10及び給水管16に取付けられたバルブ等周知の手段によ
り適宜行われる。なお、図中、符号18は注湯ノズル、19
はフロート、20は底台、21はスクリーンをそれぞれ示
す。
【００１９】また鋳型１は、その断面を図２に拡大して
示すように、鋳型部８には鋳型内壁22を冷却する冷却室
23と前記スリット状の噴出口11との間にスリット方向に
沿って多数の噴出通路孔24が形成されいる。なお、スリ
ット状の噴出口11と噴出通路孔24は、設ける際の加工を
容易とするためには、図２に二点鎖線で示すように、鋳
型本体下部25に噴出口11を形成する当板26を着脱可能に
設ける構成とするのがよく、この構成であれば、噴出口
形成用当板26を外した状態で多数の噴出通路孔24を所望
の角度で加工でき、また噴出口11のスリット間隔あるい
は形状も所望のものに容易に加工あるいは調整して形成
することができる。
示すように、鋳型部８には鋳型内壁22を冷却する冷却室
23と前記スリット状の噴出口11との間にスリット方向に
沿って多数の噴出通路孔24が形成されいる。なお、スリ
ット状の噴出口11と噴出通路孔24は、設ける際の加工を
容易とするためには、図２に二点鎖線で示すように、鋳
型本体下部25に噴出口11を形成する当板26を着脱可能に
設ける構成とするのがよく、この構成であれば、噴出口
形成用当板26を外した状態で多数の噴出通路孔24を所望
の角度で加工でき、また噴出口11のスリット間隔あるい
は形状も所望のものに容易に加工あるいは調整して形成
することができる。
【００２０】上記鋳造装置による鋳造は、予め噴出通路
孔24を所望の角度に、且つ噴出口11のスリット間隔ある
いは形状を所望の形に設ける以外は従来と同様の要領で
行われ、鋳型１及び冷却手段２に冷却水９を通水しなが
らアルミ合金溶湯Ｍを注湯ノズル18、フロート19を介し
て鋳型１の下部にセットされた底台20上に注湯するとと
もに、底台20を所定の鋳造速度で降下させて行われる。
鋳型１内に注湯されたアルミ合金溶湯Ｍは、噴出口11か
ら噴出した冷却水９が鋳塊の表面周方向において流量分
布を有することなく均一に且つ水平に衝突して冷却され
るので、鋳塊全般にわたり周方向で凝固殻厚さが均一に
形成され、得られた鋳塊Ｓの鋳塊割れが低減される。以
下、その効果を実施例により説明する。
孔24を所望の角度に、且つ噴出口11のスリット間隔ある
いは形状を所望の形に設ける以外は従来と同様の要領で
行われ、鋳型１及び冷却手段２に冷却水９を通水しなが
らアルミ合金溶湯Ｍを注湯ノズル18、フロート19を介し
て鋳型１の下部にセットされた底台20上に注湯するとと
もに、底台20を所定の鋳造速度で降下させて行われる。
鋳型１内に注湯されたアルミ合金溶湯Ｍは、噴出口11か
ら噴出した冷却水９が鋳塊の表面周方向において流量分
布を有することなく均一に且つ水平に衝突して冷却され
るので、鋳塊全般にわたり周方向で凝固殻厚さが均一に
形成され、得られた鋳塊Ｓの鋳塊割れが低減される。以
下、その効果を実施例により説明する。
【００２１】
【実施例】上述した図１に示す装置部分を備える縦型連
続鋳造装置を用い、下記鋳造条件のもとで下記に実施例
として示す鋳型構成条件によりアルミニウム合金の鋳造
を行った。
続鋳造装置を用い、下記鋳造条件のもとで下記に実施例
として示す鋳型構成条件によりアルミニウム合金の鋳造
を行った。
【００２２】〔実施例１〕
鋳型構成条件：鋳型１の広面部３の噴出通路孔24と鋳型
内壁面とのなす角度は、鋳型端から中央方向へ 0mm、 2
50mm、 450mm、 700mm、 750mmの各位置に対してそれぞ
れ15度、30度、15度、40度、40度とし、その間は図３に
示すように直線的に滑らかにつないだ角度に構成した。
また各位置の断面形状は図４に示す通りで、図４ａは短
面部４、及び広面部３の鋳型端から中央方向へ 0mm、 4
50mmの位置、図４ｂは鋳型端から中央方向へ 250mm、 4
50mmの位置、図４ｃは鋳型端から中央方向へ 700mm、 7
50mmの位置での断面形状を示す。
内壁面とのなす角度は、鋳型端から中央方向へ 0mm、 2
50mm、 450mm、 700mm、 750mmの各位置に対してそれぞ
れ15度、30度、15度、40度、40度とし、その間は図３に
示すように直線的に滑らかにつないだ角度に構成した。
また各位置の断面形状は図４に示す通りで、図４ａは短
面部４、及び広面部３の鋳型端から中央方向へ 0mm、 4
50mmの位置、図４ｂは鋳型端から中央方向へ 250mm、 4
50mmの位置、図４ｃは鋳型端から中央方向へ 700mm、 7
50mmの位置での断面形状を示す。
【００２３】上記鋳型１を用い、鋳型１に供給される冷
却水量を 1.0m3／min とし、鋳型１の広面部３と短面部
４のコーナー部付近（コーナーから約30mm程度）を除き
鋳型幅全域にわたり、単位幅当たりの冷却水量を2.5l／
min ・cmで冷却して鋳造した。鋳造中、噴出口11から噴
出した二次冷却水の衝突位置は鋳塊Ｓの表面上でほぼ水
平になっており、また鋳造されたアルミ鋳塊Ｓを調査し
た結果、鋳塊割れの発生頻度は 0.1％以下と低いもので
あった。
却水量を 1.0m3／min とし、鋳型１の広面部３と短面部
４のコーナー部付近（コーナーから約30mm程度）を除き
鋳型幅全域にわたり、単位幅当たりの冷却水量を2.5l／
min ・cmで冷却して鋳造した。鋳造中、噴出口11から噴
出した二次冷却水の衝突位置は鋳塊Ｓの表面上でほぼ水
平になっており、また鋳造されたアルミ鋳塊Ｓを調査し
た結果、鋳塊割れの発生頻度は 0.1％以下と低いもので
あった。
【００２４】〔実施例２〕
鋳型構成条件：図５に示す各位置における断面形状の違
いを除いては上記実施例１の鋳型構成条件と同じとし
た。
いを除いては上記実施例１の鋳型構成条件と同じとし
た。
【００２５】上記鋳型１を用い、鋳型１に供給される冷
却水量を 1.0m3／min とし、鋳型１の広面部３と短面部
４のコーナー部付近（コーナーから約30mm程度）を除き
鋳型幅全域にわたり、単位幅当たりの冷却水量を2.5l／
min ・cmで冷却して鋳造した。その鋳造結果は、上記実
施例１と同じであって、すなわち、鋳造中、噴出口11か
ら噴出した二次冷却水の衝突位置は鋳塊Ｓの表面上でほ
ぼ水平になっており、また鋳造されたアルミ鋳塊Ｓを調
査した結果、鋳塊割れの発生頻度は 0.1％以下と低いも
のであった。
却水量を 1.0m3／min とし、鋳型１の広面部３と短面部
４のコーナー部付近（コーナーから約30mm程度）を除き
鋳型幅全域にわたり、単位幅当たりの冷却水量を2.5l／
min ・cmで冷却して鋳造した。その鋳造結果は、上記実
施例１と同じであって、すなわち、鋳造中、噴出口11か
ら噴出した二次冷却水の衝突位置は鋳塊Ｓの表面上でほ
ぼ水平になっており、また鋳造されたアルミ鋳塊Ｓを調
査した結果、鋳塊割れの発生頻度は 0.1％以下と低いも
のであった。
【００２６】〔実施例３〕
鋳型構成条件：図２に二点鎖線で示した噴出口形成用当
板26を採用した鋳型１であって、噴出通路孔24と鋳型内
壁面とのなす角度は同じ15度とし、鋳型端から中央方向
へ 0mm、 250mm、 450mm、 700mm、 750mmの各位置にお
ける噴出口形成用当板26の先端形状を図６に示す内反り
の曲率を有し、且つ先端長さを変えた断面形状（図６ｂ
は短面部４、及び広面部３の鋳型端から中央方向へ 0m
m、 450mmの位置、図６ｃは鋳型端から中央方向へ 250m
m、 450mmの位置、図６ｄは鋳型端から中央方向へ 700m
m、 750mmの位置での断面形状）とした。
板26を採用した鋳型１であって、噴出通路孔24と鋳型内
壁面とのなす角度は同じ15度とし、鋳型端から中央方向
へ 0mm、 250mm、 450mm、 700mm、 750mmの各位置にお
ける噴出口形成用当板26の先端形状を図６に示す内反り
の曲率を有し、且つ先端長さを変えた断面形状（図６ｂ
は短面部４、及び広面部３の鋳型端から中央方向へ 0m
m、 450mmの位置、図６ｃは鋳型端から中央方向へ 250m
m、 450mmの位置、図６ｄは鋳型端から中央方向へ 700m
m、 750mmの位置での断面形状）とした。
【００２７】上記鋳型１を用い、鋳型１に供給される冷
却水量を 1.0m3／min とし、鋳型１の広面部３と短面部
４のコーナー部付近（コーナーから約30mm程度）を除き
鋳型幅全域にわたり、単位幅当たりの冷却水量を2.5l／
min ・cmで冷却して鋳造した。その鋳造結果は、上記実
施例１及び２と同じであって、すなわち、鋳造中、噴出
口11から噴出した二次冷却水の衝突位置は鋳塊Ｓの表面
上でほぼ水平になっており、また鋳造されたアルミ鋳塊
Ｓを調査した結果、鋳塊割れの発生頻度は 0.1％以下と
低いものであった。
却水量を 1.0m3／min とし、鋳型１の広面部３と短面部
４のコーナー部付近（コーナーから約30mm程度）を除き
鋳型幅全域にわたり、単位幅当たりの冷却水量を2.5l／
min ・cmで冷却して鋳造した。その鋳造結果は、上記実
施例１及び２と同じであって、すなわち、鋳造中、噴出
口11から噴出した二次冷却水の衝突位置は鋳塊Ｓの表面
上でほぼ水平になっており、また鋳造されたアルミ鋳塊
Ｓを調査した結果、鋳塊割れの発生頻度は 0.1％以下と
低いものであった。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアル
ミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造方法によれば、従来の
鋳型のように冷却水を全周同じ角度で噴出して鋳塊を冷
却した場合に、収縮の大きな 1／4 Ｗ（鋳型端から 250
mm〜 450mmの位置）の位置で割れが頻繁に発生し、トー
タルとして鋳塊割れ頻度が約 3％にもなるのに対して、
0.1％以下と低くでき品質の良い矩形断面鋳塊が得られ
る。また、これにより鋳造以降の工程における鋳塊割れ
を原因とするトラブルが少なくなり、全体として生産性
の向上及びコストの低減が期待される。
ミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造方法によれば、従来の
鋳型のように冷却水を全周同じ角度で噴出して鋳塊を冷
却した場合に、収縮の大きな 1／4 Ｗ（鋳型端から 250
mm〜 450mmの位置）の位置で割れが頻繁に発生し、トー
タルとして鋳塊割れ頻度が約 3％にもなるのに対して、
0.1％以下と低くでき品質の良い矩形断面鋳塊が得られ
る。また、これにより鋳造以降の工程における鋳塊割れ
を原因とするトラブルが少なくなり、全体として生産性
の向上及びコストの低減が期待される。
【図１】本発明に係る矩形断面アルミニウム合金鋳塊の
縦型連続鋳造方法に適用される鋳造装置の説明図であっ
て、ａは上面図、ｂは正断面図である。
縦型連続鋳造方法に適用される鋳造装置の説明図であっ
て、ａは上面図、ｂは正断面図である。
【図２】本発明に係る矩形断面アルミニウム合金鋳塊の
縦型連続鋳造用鋳型の拡大断面図である。
縦型連続鋳造用鋳型の拡大断面図である。
【図３】本発明に係る矩形断面アルミニウム合金鋳塊の
縦型連続鋳造用鋳型の広面部における噴出通路孔と鋳型
内壁面とのなす角度の、鋳型端から中央方向までの変化
を示す説明図である。
縦型連続鋳造用鋳型の広面部における噴出通路孔と鋳型
内壁面とのなす角度の、鋳型端から中央方向までの変化
を示す説明図である。
【図４】本発明に係る矩形断面アルミニウム合金鋳塊の
縦型連続鋳造用鋳型の各位置における断面説明図であっ
て、図４ａは短面部、及び広面部の鋳型端から中央方向
へ 0mm、 450mmの位置、図４ｂは鋳型端から中央方向へ
250mm、 450mmの位置、図４ｃは鋳型端から中央方向へ
700mm、 750mmの位置での断面図である。
縦型連続鋳造用鋳型の各位置における断面説明図であっ
て、図４ａは短面部、及び広面部の鋳型端から中央方向
へ 0mm、 450mmの位置、図４ｂは鋳型端から中央方向へ
250mm、 450mmの位置、図４ｃは鋳型端から中央方向へ
700mm、 750mmの位置での断面図である。
【図５】本発明に係る矩形断面アルミニウム合金鋳塊の
縦型連続鋳造用鋳型の別の実施例の各位置における断面
説明図であって、図５ａは短面部、及び広面部の鋳型端
から中央方向へ 0mm、 450mmの位置、図５ｂは鋳型端か
ら中央方向へ 250mm、 450mmの位置、図５ｃは鋳型端か
ら中央方向へ 700mm、 750mmの位置での断面図である。
縦型連続鋳造用鋳型の別の実施例の各位置における断面
説明図であって、図５ａは短面部、及び広面部の鋳型端
から中央方向へ 0mm、 450mmの位置、図５ｂは鋳型端か
ら中央方向へ 250mm、 450mmの位置、図５ｃは鋳型端か
ら中央方向へ 700mm、 750mmの位置での断面図である。
【図６】本発明に係る矩形断面アルミニウム合金鋳塊の
縦型連続鋳造用鋳型の別の実施例の各位置における断面
説明図であって、図６ａは噴出通路孔と噴出口を含む断
面図、図６ｂは短面部、及び広面部の鋳型端から中央方
向へ 0mm、 450mmの位置、図６ｃは鋳型端から中央方向
へ 250mm、 450mmの位置、図６ｄは鋳型端から中央方向
へ 700mm、 750mmの位置での噴出口部の断面図である。
縦型連続鋳造用鋳型の別の実施例の各位置における断面
説明図であって、図６ａは噴出通路孔と噴出口を含む断
面図、図６ｂは短面部、及び広面部の鋳型端から中央方
向へ 0mm、 450mmの位置、図６ｃは鋳型端から中央方向
へ 250mm、 450mmの位置、図６ｄは鋳型端から中央方向
へ 700mm、 750mmの位置での噴出口部の断面図である。
１：鋳型 ２：冷却手段
３：広面部 ４：短面部 ５：貫通孔
６：仕切壁 ７：ヘッダ部 ８：鋳型部
９, 17：冷却水 10, 16：給水管 11, 14：噴出口 1
2：角管 13：内壁 15：外壁 1
8：注湯ノズル 19：フロート 20：底台 2
1：スクリーン 22：鋳型内壁 23：冷却室 2
4：噴出通路孔 25：鋳型本体下部 26：噴出口形成用当板
Ｍ：アルミ合金溶湯 Ｓ：鋳塊
３：広面部 ４：短面部 ５：貫通孔
６：仕切壁 ７：ヘッダ部 ８：鋳型部
９, 17：冷却水 10, 16：給水管 11, 14：噴出口 1
2：角管 13：内壁 15：外壁 1
8：注湯ノズル 19：フロート 20：底台 2
1：スクリーン 22：鋳型内壁 23：冷却室 2
4：噴出通路孔 25：鋳型本体下部 26：噴出口形成用当板
Ｍ：アルミ合金溶湯 Ｓ：鋳塊
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭55−122653（ＪＰ，Ａ)
実開 平２−138045（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B22D 11/049
B22D 11/055
B22D 11/124
Claims (5)
- 【請求項１】 アルミニウム合金溶湯を上下開放式の強
制冷却鋳型の上部から導入し、鋳型により一次冷却して
凝固殻を形成せしめるとともに、凝固殻を形成した鋳塊
を強制冷却鋳型の下部から引き出し、その引き出されて
くる鋳塊表面に冷媒流体を直接当て二次冷却することに
より矩形断面のアルミニウム合金鋳塊を鋳造する縦型連
続鋳造方法において、鋳塊表面に直接当てる二次冷媒流
体の衝突流量が均一になるように二次冷媒流体を鋳塊の
断面形状に合せて、異なる方向に噴出させると共に、そ
の衝突位置が鋳塊表面上で水平となるように衝突させる
ことを特徴とする矩形断面アルミニウム合金鋳塊の縦型
連続鋳造方法。 - 【請求項２】 下端部に二次冷媒流体を鋳塊の断面形状
に合せて、異なる方向に噴出させるスリット状の噴出口
を備える矩形断面アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造
用鋳型において、鋳型内壁を冷却する冷却室と前記噴出
口との間に噴出通路孔を設けるとともに、この噴出通路
孔と鋳型内壁面とのなす角度を、鋳塊表面に直接当てる
二次冷媒流体の衝突位置が鋳塊表面上で水平となるよう
に鋳型辺の各位置で変化させた構造を備えてなることを
特徴とする矩形断面アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳
造用鋳型。 - 【請求項３】 下端部に二次冷媒流体を鋳塊の断面形状
に合せて、異なる方向に噴出させるスリット状の噴出口
を備える矩形断面アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造
用鋳型において、鋳型内壁を冷却する冷却室と前記噴出
口との間に噴出通路孔を設けるとともに、前記噴出口の
先端開口部の形状を、鋳塊表面に直接当てる二次冷媒流
体の衝突位置が鋳塊表面上で水平となるように鋳型辺の
各位置で変化させた構造を備えてなることを特徴とする
矩形断面アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型。 - 【請求項４】 下端部に二次冷媒流体を鋳塊の断面形状
に合せて、異なる方向に噴出させるスリット状の噴出口
を備える矩形断面アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造
用鋳型において、前記スリット状の噴出口を鋳型本体下
面に設けた噴出口形成用当板と鋳型内壁下端部との間で
形成するとともに、前記噴出口形成用当板の噴出口の出
口側を内反りの曲率を有するように形成し、この曲率
を、鋳塊表面に直接当てる二次冷媒流体の衝突位置が鋳
塊表面上で水平となるように鋳型辺の各位置で変化させ
た構造を備えてなることを特徴とする矩形断面アルミニ
ウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型。 - 【請求項５】 下端部に二次冷媒流体を鋳塊の断面形状
に合せて、異なる方向に噴出させるスリット状の噴出口
を備える矩形断面アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造
用鋳型において、前記スリット状の噴出口を鋳型本体下
面に設けた噴出口形成用当板と鋳型内壁下端部との間で
形成するとともに、前記噴出口形成用当板の噴出口の出
口側を内反りの曲率を有するように形成し、その出口側
先端の長さを、鋳塊表面に直接当てる二次冷媒流体の衝
突位置が鋳塊表面上で水平となるように鋳型辺の各位置
で変化させた構造を備えてなることを特徴とする矩形断
面アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造用鋳型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34334096A JP3458046B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 矩形断面アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造方法及びその鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34334096A JP3458046B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 矩形断面アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造方法及びその鋳型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10180418A JPH10180418A (ja) | 1998-07-07 |
| JP3458046B2 true JP3458046B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=18360775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34334096A Expired - Fee Related JP3458046B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 矩形断面アルミニウム合金鋳塊の縦型連続鋳造方法及びその鋳型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3458046B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3765535B2 (ja) * | 2002-01-18 | 2006-04-12 | 住友軽金属工業株式会社 | アルミニウム鋳塊の連続鋳造方法 |
| CN103402671B (zh) | 2011-02-25 | 2016-09-14 | 东邦钛株式会社 | 金属熔炼用熔炼炉 |
| CN112605354A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-04-06 | 湖南文昌新材科技股份有限公司 | 一种连续铸造用三段冷却结晶器 |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP34334096A patent/JP3458046B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10180418A (ja) | 1998-07-07 |
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