JP3504129B2 - 銅合金系連続鋳造用黒鉛鋳型 - Google Patents

銅合金系連続鋳造用黒鉛鋳型

Info

Publication number
JP3504129B2
JP3504129B2 JP32943197A JP32943197A JP3504129B2 JP 3504129 B2 JP3504129 B2 JP 3504129B2 JP 32943197 A JP32943197 A JP 32943197A JP 32943197 A JP32943197 A JP 32943197A JP 3504129 B2 JP3504129 B2 JP 3504129B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
continuous casting
graphite
casting
copper alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP32943197A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH11147162A (ja
Inventor
健志 中島
英雄 進
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokai Carbon Co Ltd
Original Assignee
Tokai Carbon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokai Carbon Co Ltd filed Critical Tokai Carbon Co Ltd
Priority to JP32943197A priority Critical patent/JP3504129B2/ja
Publication of JPH11147162A publication Critical patent/JPH11147162A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3504129B2 publication Critical patent/JP3504129B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属の連続鋳
造に用いる黒鉛鋳型、特に銅合金の連続鋳造用として好
適に用いることのできる黒鉛鋳型に関する。 【0002】 【従来の技術】連続鋳造は高温で溶解した溶融金属を所
定形状の鋳型に連続的に供給し、鋳型外周を冷却しなが
ら鋳型内で溶融金属を凝固して、鋳型の他端から連続的
にピンチロールなどで引出すことにより鋳造する方法で
ある。この連続鋳造用の鋳型には耐熱性、高温強度、溶
融金属に対する化学的安定性などが必要であり、例えば
黄銅などの銅合金を連続鋳造する際に用いる鋳型として
従来から黒鉛材が有用されている。 【0003】黒鉛材は自己潤滑性や加工性にも優れ、連
続鋳造用の鋳型として好適な素材であり、材質特性とし
ては高密度で緻密なものが用いられている。例えば、特
開昭64−75147号公報には、銅合金を連続鋳造す
る鋳型として、カーボン系鋳型の気孔率を10%未満と
し、かつ鋳型の溶融金属と接触する面の気孔の最大直径
を0.2mm未満とした連続鋳造用鋳型が開示されてい
る。 【0004】しかしながら、蒸気圧の高いZnやMgな
どの金属成分を含む、例えば黄銅系などの銅合金を連続
鋳造する場合には、これらの蒸気圧の高い低沸点の金属
成分が気化して酸化され、生成したZnO、MgOなど
が黒鉛鋳型内面に固着して、鋳造された銅合金の鋳肌面
を傷つける難点がある。 【0005】この難点を解消するものとして特開平3−
285742号公報には、黒鉛鋳型の、鋳造金属と対す
る内面から前記面以外の面に貫通する貫通気孔の占める
体積比率が15〜18%、前記貫通気孔の半径が平均値
で1.7μm 以上であることを特徴とする連続鋳造用黒
鉛鋳型が提案されている。この鋳型によれば、蒸気圧の
高い金属蒸気あるいはその酸化物などは、熱流に乗って
貫通気孔内を通過して鋳型の外に放出されるので長時間
安定に鋳造することができる。 【0006】また、特開平8−229646号公報に
は、熱伝導率が30Kcal/mh℃以上100Kcal/mh℃未
満であり、気孔率が15%を超えて30%以内である黒
鉛材料からなることを特徴とする黄銅系銅合金用連鋳ノ
ズルが提案されている。この連鋳ノズルは、鋳造物の凝
固を遅くしてノズル内面におけるすき間を小さくするこ
とによりZnOの生成量を低減化し、また生成したZn
Oをノズル内部に沈積吸収することにより長期間安定し
た鋳造を可能とするものである。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、黒鉛材
の気孔率が高く、気孔径が大きくなると強度特性の低下
が生じ、また、熱伝導率を小さくして鋳造速度を遅くす
るのは鋳造効率が低下する問題点がある。 【0008】そこで、本発明者らは上記の問題点を解消
するために鋳型の基材となる黒鉛材の性状と鋳型として
の性能との関連について鋭意研究を進めた結果、黒鉛材
の特性を特定範囲に設定制御した場合には銅合金系を対
象とした連続鋳造用の黒鉛鋳型として長時間安定に使用
できることを見出した。 【0009】本発明は、上記の知見に基づいて完成した
もので、その目的とするところは、黄銅などの銅合金を
対象にして、長時間に亘って安定に使用することのでき
る連続鋳造用黒鉛鋳型を提供することにある。 【0010】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、本発明による銅合金系連続鋳造用黒鉛鋳型は、熱
伝導率が110〜150W/m・K、気体透過度が0.
01〜0.4cm2 /sec、嵩密度が1.80〜1.
95g/cm3 、曲げ強度が400kgf/cm2 以上
の特性を備え、更に、気体透過度(cm 2 /sec)が
銅合金中のZn含有量(%)と下記(1)式の関係を充
足する黒鉛材からなることを構成上の特徴とする。 【0011】 【発明の実施の形態】連続鋳造用の黒鉛鋳型は、鋳型内
に供給された溶融金属を速やかに冷却して鋳型上流部で
凝固させることが必要である。したがって、鋳型外部か
らの冷却により円滑に熱が奪われて凝固点以下の温度に
降下させるために、黒鉛材の熱伝導率は110〜150
W/m・K の範囲に設定される。熱伝導率が110 W/m・
K を下回る場合には円滑に冷却することができないため
である。しかしながら、熱伝導率が高くなると、凝固し
た金属を鋳型の他端から引き出す速度を上げる必要が生
じ、鋳造金属が裂けたり引きちぎれたりする現象が起こ
る。そのために、熱伝導率は150 W/m・K 以下の値に
制御される。 【0012】また、鋳造時に溶融金属中に含まれる低沸
点金属成分の一部は気化するので、この金属蒸気を鋳型
外に流出除去することが必要となる。例えば、銅合金と
して黄銅を連続鋳造する場合には低沸点金属成分である
Znが気化し、気化したZn蒸気を円滑に鋳型外に流出
除去しないと、気化したZnの跡が凝固した黄銅中に空
隙として残存する問題を生じ、更に酸化されて生成した
ZnOが黒鉛鋳型の内壁に固着して、鋳造された黄銅の
鋳肌面を損傷する問題も発生する。このように低沸点金
属成分が気化した蒸気を速やかに流出除去しないと鋳造
金属の歩留りが低下し、黒鉛鋳型の寿命も短くなるの
で、長時間に亘って安定に連続鋳造することができな
い。 【0013】そこで、本発明の黒鉛鋳型は気体透過度が
0.01〜0.4 cm2/secの黒鉛材を用いて構成され
る。気体透過度は黒鉛材の気孔率、平均気孔径、気孔分
布、更に開気孔、閉気孔などの気孔性状が総合的に作用
して決まるので、これらの気孔性状を個別に特定したの
ではZn蒸気などの低沸点金属成分のガスを効果的に流
出除去するための材質特性を示す因子としては充分でな
い。本発明は黒鉛材の気孔性状を総合的にあらわす特性
因子として気体透過度を用い、その値を特定の範囲に設
定することによって連続鋳造時に発生する低沸点金属成
分のガスを円滑に鋳型外に流出除去するものである。 【0014】 すなわち、気体透過度が0.01cm2
/secを下回ると連続鋳造時に発生する低沸点金属成
分の蒸気を鋳型外に充分に流出除去することが困難とな
るために気化したZnなどの低沸点金属成分の跡が鋳造
金属の表面に気泡として残存したり、また酸化されて生
成したZnOなどが黒鉛鋳型の内壁に固着して鋳造金属
の鋳肌面を損傷することとなる。一方気体透過度が高
く、0.4cm2 /secを越えると溶融金属が黒鉛鋳
型の気孔中に侵入し易くなり、黒鉛材の潤滑性が低下し
て鋳型内面を傷付けたり鋳造金属の鋳肌面を損傷するこ
ととなるためである。更に、気体透過度(cm2 /se
c)が銅合金中のZn含有量(%)に対応して下記
(1)式の関係を充足することが必要である【0015】なお、気体透過度は Darcyの法則により下
式で求められる。 K=(Q×L)/(Δp×A) K;気体透過度 (cm2/sec)、Q;通気量(atm×cm3/se
c)、 L;試料の厚さ(cm)、 A;試料の断面積(cm2) 、 Δp;試料厚さLの間の圧力降下(atm) 、 【0016】気体透過度は気孔性状を総合的に示す特性
因子ではあるが、例えば気体透過度が同一であっても、
嵩密度が小さい場合は閉気孔や気孔径の小さな気孔の存
在割合が高くなり、気孔の閉塞が生じ易くなる。逆に嵩
密度が大きい場合には気孔径の大きな気孔が存在するた
めに、溶融金属が該気孔内へ侵入して凝固する現象が生
じて鋳型内面が損傷され易くなる。そこで、本発明の黒
鉛鋳型を構成する黒鉛材は嵩密度が1.80〜1.95
g/cm3の範囲に設定制御される。 【0017】また、連続鋳造用黒鉛鋳型は、凝固した鋳
造金属が鋳型の他端から連続的にピンチロールなどで引
出される際に大きな力が作用するので、この力に耐え得
る強度特性を備えていることが必要である。すなわち、
連続鋳造時に作用する引出し抵抗に耐えるためには、黒
鉛材には3点曲げ試験における曲げ強度として400Kg
f/cm2 以上の強度特性が必要である。 【0018】 本発明の銅合金系連続鋳造用黒鉛鋳型
は、熱伝導率が110〜150W/m・K、気体透過度
が0.01〜0.4cm2 /sec、嵩密度が1.80
〜1.95g/cm3 、曲げ強度が400kgf/cm
2 以上の特性を備えた黒鉛材から構成され、更に、気体
透過度(cm 2 /sec)が銅合金中のZn含有量
(%)と(1)式の関係を充足させることにより、これ
らの材質特性が総合的に機能して連続鋳造時における溶
融金属の冷却、発生する低沸点金属成分の気化ガスの流
出除去が円滑に行われ、また黒鉛鋳型が割損することも
なく、長時間に亘って安定して使用することが可能とな
る。 【0019】これらの材質特性を有する黒鉛材は、粒度
調整したコークス粒子、例えば平均粒径を5〜20μm
に粒度調整したコークス粒子を原料として、これにバイ
ンダーピッチを加えて充分に混練する。混練物は粉砕し
たのち、再度粒度調整して、例えば平均粒径10〜70
μm の混練物を成形型に入れて成形する。成形型は鋳型
として所望の形状のものを用い、成形体を非酸化性雰囲
気中800℃以上の温度で焼成炭化し、更に2500〜
3000℃の温度で黒鉛化処理することにより本発明の
連続鋳造用黒鉛鋳型を得ることができる。 【0020】 【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明する。 【0021】実施例1〜5、比較例1〜5 粒度調整して平均粒径の異なるコークス粒子を原料とし
て、これにバインダーピッチを異なる重量比で加えて混
練機により充分に混練した。混練物を粉砕したのち、再
び粒度調整して平均粒径の異なる混練物を成形型に入れ
て成形し、成形体を非酸化性雰囲気中で900℃の温度
で焼成炭化した。更に、2000〜3000℃の温度範
囲で熱処理温度を変えて黒鉛化処理を行った。このよう
にして製造した黒鉛材の熱伝導率、気体透過度、嵩密度
および曲げ強度などの材質特性を測定した。次いで、こ
れらの黒鉛材を外形寸法で幅770mm、高さ70mm、長
さ380mm、内形寸法で幅664mm、高さ14mm、長さ
380mmの形状に加工して連続鋳造用の黒鉛鋳型を作製
した。 【0022】 このようにして作製した黒鉛鋳型を用い
て1100℃の温度で溶解した7/3黄銅(Zn含有量
30.0%)を平均250mm/minの引出し速度で
連続鋳造して、10時間連続鋳造後の黒鉛鋳型および鋳
造された黄銅の状態を観察した。また同じ条件で9/1
丹銅(Zn含有量10.0%)についても実施した。得
られた結果を、黒鉛材の材質特性とともに表1に示し
た。 【0023】 【表1】【0024】 表1の結果から、熱伝導率が110〜1
50W/m・K、気体透過度が0.01〜0.4cm2
/sec、嵩密度が1.80〜1.95g/cm3 、曲
げ強度が400kgf/cm2 以上の特性を備え、
に、気体透過度(cm 2 /sec)が銅合金中のZn含
有量(%)と(1)式の関係、0.005×Zn(%)
+0.2>気体透過度( cm 2 /sec )>0.0023×Z
n(%)を充足する黒鉛材からなる実施例の連続鋳造用
黒鉛鋳型は、10時間の連続鋳造後にも何らの異常が認
められず、また鋳造された銅合金面も鋳肌荒れや損傷が
なく良好であった。これに対して、これらの材質特性の
少なくとも1つの特性要件を外れた黒鉛材からなる比較
例の連続鋳造用黒鉛鋳型は、鋳型の一部が欠け落ちた
り、割れなどが発生し、また鋳肌面にも肌荒れが認めら
れた。特に、気体透過度が小さい比較例4の黒鉛鋳型で
は鋳造開始から僅か1時間後に鋳造合金面に孔が発生し
て鋳造を停止せざるを得なかった。 【0025】 【発明の効果】以上のとおり、熱伝導率、気体透過度、
嵩密度および曲げ強度などの材質特性が特定範囲にある
黒鉛材からなる本発明の連続鋳造用黒鉛鋳型によれば、
これらの材質特性が総合的に機能して連続鋳造時におけ
る溶融金属は効果的に冷却されるとともに発生する低沸
点金属成分の気化ガスが円滑に流出除去され、また黒鉛
鋳型の損傷や割損を生じることもなく、良好な鋳肌面を
有する鋳造金属を長時間に亘って安定に得ることが可能
となる。したがって、長寿命の連続鋳造用黒鉛鋳型とし
て工業上極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−169155(JP,A) 特開 平3−285742(JP,A) 特開 平7−223051(JP,A) 特開 昭64−75147(JP,A) 特開 平3−155436(JP,A) 実開 昭63−66549(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/059 120 B22D 11/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 熱伝導率が110〜150W/m・K、
    気体透過度が0.01〜0.4cm2 /sec、嵩密度
    が1.80〜1.95g/cm3 、曲げ強度が400k
    gf/cm2 以上の特性を備え、更に、気体透過度(c
    2 /sec)が銅合金中のZn含有量(%)と下記
    (1)式の関係を充足する黒鉛材からなることを特徴と
    する銅合金系連続鋳造用黒鉛鋳型。
JP32943197A 1997-11-13 1997-11-13 銅合金系連続鋳造用黒鉛鋳型 Expired - Fee Related JP3504129B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32943197A JP3504129B2 (ja) 1997-11-13 1997-11-13 銅合金系連続鋳造用黒鉛鋳型

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32943197A JP3504129B2 (ja) 1997-11-13 1997-11-13 銅合金系連続鋳造用黒鉛鋳型

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11147162A JPH11147162A (ja) 1999-06-02
JP3504129B2 true JP3504129B2 (ja) 2004-03-08

Family

ID=18221314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32943197A Expired - Fee Related JP3504129B2 (ja) 1997-11-13 1997-11-13 銅合金系連続鋳造用黒鉛鋳型

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3504129B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4668458B2 (ja) * 2001-05-15 2011-04-13 イビデン株式会社 黒鉛製連鋳ノズル及びその製造方法、多孔質黒鉛材
JP2004223538A (ja) * 2003-01-21 2004-08-12 Nikko Metal Manufacturing Co Ltd 銅及び銅合金の連続鋳造用ノズル
EP1688198A4 (en) * 2003-09-24 2007-03-21 Sumitomo Metal Ind CASTING MOLD AND CONTINUOUS CASTING METHOD FOR COPPER ALLOY
JP5798945B2 (ja) * 2012-02-22 2015-10-21 株式会社神戸製鋼所 連続鋳造用鋳型および連続鋳造装置
JP6070080B2 (ja) * 2012-11-02 2017-02-01 三菱マテリアル株式会社 Cu−Zn−Si系合金の連続鋳造方法
JP6386801B2 (ja) * 2014-06-10 2018-09-05 Agcセラミックス株式会社 アルミナ溶融鋳造耐火物とその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11147162A (ja) 1999-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4702885A (en) Aluminum alloy and method for producing the same
KR102539775B1 (ko) 알루미늄 합금 함유 분말체의 제조 방법 및 이의 응용과 합금 스트립
JP2002503764A (ja) アルミニド粉末の熱機械的加工によるアルミニドシートの製造方法
TW201107493A (en) Method for manufacturing aluminum porous sintered body and aluminum porous sintered body
JPWO2006051737A1 (ja) 金属ガラス膜作製用スパッタリングターゲット及びその製造方法
KR100207906B1 (ko) 시효석출형 희토류 금속-니켈계 합금, 그 제조법 및 니켈수소 2차전지용 음극
TW201446363A (zh) 製造含氮化鉻噴灑粉末之方法
Li et al. Spheroidization of titanium carbide powders by induction thermal plasma processing
JP3504129B2 (ja) 銅合金系連続鋳造用黒鉛鋳型
JP2009030090A (ja) 金属粉末複合材等とその製造方法
CA2783939A1 (en) A compound material comprising a metal and nanoparticles
US5680896A (en) Method for production of rare earth metal-nickel hydrogen occlusive alloy ingot
JPH0120215B2 (ja)
JPS5820782A (ja) 窒化けい素焼結体およびその製造方法
JP4970003B2 (ja) Co−B系ターゲット材およびその製造方法
WO2019231018A1 (ko) 탄소나노튜브 함유 Bi-Sb-Te계 열전재료의 제조방법 이에 의해 제조된 열전재료
JP3987471B2 (ja) Al合金材料
JP5437544B2 (ja) 二次電池用負極の製造法
CN108603248B (zh) 碳复合材料的制造方法以及碳复合材料
JP4008597B2 (ja) アルミニウム基複合材およびその製造方法
JP3491650B2 (ja) 炭化反応性合金用連鋳ノズルとその製造方法
JP2004308004A (ja) アルミニウム焼結材の製造方法
JP3491651B2 (ja) 黄銅系銅合金用連鋳ノズル
JP5715678B2 (ja) マグネシウム基複合材料
WO2023142563A1 (zh) 一种球形铁合金粉体材料及其制备方法与用途

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20031205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20031209

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081219

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees