JP4392284B2 - Vertical casting machine for aluminum - Google Patents
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Description
本発明は、アルミニウム用竪型連続鋳造装置に関する。尚、本明細書中における「アルミニウム」は、アルミニウムと共にアルミニウム合金も含んでいる。 The present invention relates to a vertical casting apparatus for aluminum. In addition, “aluminum” in this specification includes aluminum alloys as well as aluminum.
アルミニウムの素材に対し、押出加工、圧延、鍛造、あるいは半溶融成形などの塑性加工を施すに際し、多くの場合、鋳造材を用いている。係る鋳造材は、主に竪型連続鋳造法(DC鋳造法)により製造されているが、一部では水平方向に沿って連続鋳造する横引き連続鋳造法も行われている。
ところで、アルミニウムの鋳造材は、鋼や銅のように垂直方向に沿って連続鋳造しつつ途中から水平方向に曲げることができない。このため、アルミニウムの竪型連続鋳造法は、大体6m位の長さまでしか連続鋳造できないため、一般に半連続鋳造法と呼ばれていた。従って、上記加工に用いる製品単位の鋳造材を数多く必要とする場合、生産性が低くコスト高を招く、という問題があった。
また、前述の横引き連続鋳造法による場合、得られる鋳造材の金属組織において合金元素が偏析することがあり、品質がバラツキ易い、という問題があった。
In many cases, a cast material is used when plastic processing such as extrusion, rolling, forging, or semi-melt molding is performed on an aluminum material. Such a cast material is mainly manufactured by a vertical continuous casting method (DC casting method), but in some cases, a horizontal continuous casting method in which continuous casting is performed along the horizontal direction is also performed.
By the way, aluminum cast material cannot be bent in the horizontal direction from the middle while continuously casting along the vertical direction like steel and copper. For this reason, since the vertical casting method of aluminum can be continuously cast only up to a length of about 6 m, it is generally called a semi-continuous casting method. Therefore, when a large number of castings for each product used for the above processing are required, there is a problem that the productivity is low and the cost is high.
Further, in the case of the horizontal continuous casting method described above, there is a problem that the alloy elements may segregate in the metal structure of the obtained cast material, and the quality is likely to vary.
そこで、発明者らは、先に竪型連続鋳造されたアルミニウムの鋳造材を、所定長さで順次切断して製品単位のビレットとする生産性の高いアルミニウム用竪型連続鋳造装置を提案した(特願2003−431758)。尚、鋳造材の切断を行わない従来の竪型半連続鋳造装置の場合、下型で鋳造材を下方に引っ張りつつ鋳造するが、鋳造材の切断を行う上記竪型連続鋳造装置の場合、最初の切断で鋳造材と下型とが離れるため、それ以後は下型で鋳造材を下方に引っ張れない。そのため、下型と離れた鋳造材を挟持し且つ下方に送る送給手段を設けている。
しかしながら、竪型連続鋳造装置の場合、下型上にある程度アルミニウムの溶湯を溜めてから当該下型の下降を開始して連続鋳造するため、前記鋳型から下降する鋳造直後の鋳造材の先(下)端は、本来の外径よりも僅かに太径の凸部になる。係る凸部が前記送給手段に到達した際、当該鋳造材に振動が生じ、係る振動が鋳型付近に伝わるため、鋳造材自体が軸(竪)方向に沿って曲がったり、鋳型付近の周面に太径の凸部を生じる。更に、係る凸部が次の鋳造部分の曲がりや凸部を誘発する原因となり、それらが次第に大きくなるため、得られる鋳造材の品質を損なったり、鋳造自体が不可能となるおそれがある、という問題があった。
Thus, the inventors have proposed a highly productive vertical casting apparatus for aluminum, which is obtained by sequentially cutting the aluminum casting material previously cast into vertical shapes into billets in product units ( Japanese Patent Application No. 2003-431758). In addition, in the case of the conventional vertical semi-continuous casting apparatus that does not cut the cast material, casting is performed while pulling the cast material downward in the lower mold, but in the case of the vertical continuous casting apparatus that cuts the cast material, Since the cast material is separated from the lower mold by cutting, the cast material cannot be pulled downward by the lower mold thereafter. Therefore, a feeding means is provided that sandwiches the casting material separated from the lower mold and sends it downward.
However, in the case of a vertical continuous casting apparatus, since a molten aluminum melt is accumulated on the lower mold to a certain extent and the lower mold starts to descend and continuously cast, the tip of the cast material immediately after casting descending from the mold (lower ) The end becomes a convex part having a slightly larger diameter than the original outer diameter. When the convex portion reaches the feeding means, vibration occurs in the cast material, and the vibration is transmitted to the vicinity of the mold. Therefore, the cast material itself bends along the axis (竪) direction, or the peripheral surface near the mold. A large-diameter convex portion is formed on the surface. In addition, the convex portions cause bending and convex portions of the next casting part, and since they gradually increase, the quality of the obtained cast material may be impaired, or the casting itself may be impossible. There was a problem.
本発明は、上述した背景技術における問題点を解決し、合金元素などの偏析がなく従来の半連続鋳造法による場合よりも実質的に長く且つ軸方向に沿って直線状に竪型連続鋳造できる生産性の高いアルミニウム用竪型連続鋳造装置を提供する、ことを課題とする。 The present invention solves the above-mentioned problems in the background art, and is substantially longer than the case of the conventional semi-continuous casting method without segregation of alloy elements and the like, and can be continuously cast in a vertical pattern along the axial direction. It is an object to provide a vertical casting apparatus for aluminum with high productivity.
本発明は、上記課題を解決するため、発明者らの鋭意研究および試作の結果、鋳型から下降する鋳造直後の鋳造材を、ガイド部材に接触させつつ下型と共に降下させる、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明のアルミニウム用竪型連続鋳造装置(請求項1)は、アルミニウムの竪型連続鋳造装置において、鋳型から下降する鋳造材の断面形状と同じ断面形状を有し、当該鋳造材と共に下降する棒状の下型と、鋳造中に上記鋳造材および下型の周面と摺動し、且つ垂直方向の断面がV字形の摺動面を有する摺動部材と、係る摺動部材と対向して配置され、且つ当該摺動部材と共に上記鋳造材および下型を水平方向に沿って挟持する挟持部材と、を含み、上記摺動部材は、表層付近のみが凝固し且つ内部が半溶融状態である鋳型付近の上記鋳造材の周面を摺動し、上記挟持部材は、上記鋳造材および下型の周面を摺動する摺動部を有するものか、あるいは、上記鋳造材および下型の周面に接触して転動する単数または複数の挟持用ローラである、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has been conceived by the inventors as a result of diligent research and prototyping to lower the cast material immediately after casting descending from the mold together with the lower mold while contacting the guide member. It was made.
That is, aluminum for vertical continuous casting apparatus of the present invention (Claim 1), in the vertical type continuous casting apparatus aluminum, have the same cross-sectional shape as the sectional shape of the cast material that drops from the mold, descend together with the cast material A rod-shaped lower die, a sliding member that slides with the cast material and the peripheral surface of the lower die during casting, and a sliding surface having a V- shaped sliding surface in the vertical direction, and opposed to the sliding member. And a sandwiching member that sandwiches the casting material and the lower mold along the horizontal direction together with the sliding member, and the sliding member is solidified only in the vicinity of the surface layer and the inside thereof is in a semi-molten state. slides peripheral surface of the cast material in the vicinity of certain molds, the clamping member may, or not having a sliding portion which slides the circumferential surface of the upper Symbol cast material and the lower mold, or the cast material and the lower die With one or more clamping rollers that roll in contact with the circumferential surface That, characterized in that.
これによれば、鋳型から下降する鋳造材は、その下端に太径の凸部を有していても、上記摺動部材における断面がV字形の摺動面と挟持部材とにより水平方向に沿って挟持されながら、摺動部材の上記摺動面と挟持部材との間を通過して、本来の下降経路付近に近似するよう順次矯正される。
更に、前記挟持部材が、前記鋳造材および下型の周面を摺動する形態では、摺動部を有する記鋳造材は、前記摺動部材における断面がV字形の摺動面と、対向して配置される挟持部材の摺動部とにより水平方向に沿って挟持されながら、摺動部材の上記摺動面と挟持部材の上記摺動部との間を通過し、係る過程で本来の下降経路付近に近似し、前述した凸部や曲がりを小さくするように順次矯正される。一方、前記挟持部材が、前記鋳造材および下型の周面に接触して転動する単数または複数の挟持用ローラである形態では、前記鋳造材は、前記摺動部材における断面がV字形の摺動面と、単数または複数の挟持用ローラとにより水平方向に沿って挟持されながら、摺動部材の前記摺動面と転動する挟持用ローラとの間を通過し、係る過程で本来の下降経路付近に近似し、前述した凸部や曲がりを小さくするように順次矯正される。
そのため、鋳型付近の鋳造材は、表層付近のみが凝固し且つ内部が半溶融状態であるため、上記摺動部材と挟持部材との挟持によって、当該鋳造材の曲がりを矯正し且つ発生する凸部を小径にする。従って、軸(竪)方向に沿って曲がりの少ない品質の優れた鋳造材を連続鋳造することが可能となる。
According to this, even if the cast material descending from the mold has a large-diameter convex portion at its lower end, the sliding member has a V- shaped sliding surface and a clamping member along the horizontal direction. While being sandwiched, they are sequentially corrected so that they pass between the sliding surface of the sliding member and the sandwiching member and approximate the vicinity of the original descending path.
Further, in the form in which the clamping member slides on the cast material and the peripheral surface of the lower mold, the casting material having the sliding portion is opposed to the slide surface having a V-shaped cross section in the slide member. And passing between the sliding surface of the sliding member and the sliding portion of the clamping member while being clamped along the horizontal direction by the sliding portion of the clamping member arranged in a Approximate to the vicinity of the route and sequentially corrected so as to reduce the above-described convex portions and bends . On the other hand, in a mode in which the clamping member is one or a plurality of clamping rollers that roll in contact with the cast material and the peripheral surface of the lower mold, the casting material has a V-shaped cross section in the sliding member. Passing between the sliding surface of the sliding member and the rolling clamping roller while being clamped along the horizontal direction by the sliding surface and one or a plurality of clamping rollers, Approximate to the vicinity of the descending path, and are sequentially corrected so as to reduce the above-described convex portions and bends .
Therefore, since the casting material near the mold is solidified only in the vicinity of the surface layer and the inside is in a semi-molten state, the convex portion is generated by correcting the bending of the casting material by sandwiching the sliding member and the sandwiching member. Reduce the diameter. Therefore, it is possible to continuously cast a cast material having excellent quality with little bending along the axial direction.
尚、アルミニウムの竪型連続鋳造装置に用いる鋳型は、平面視が円形またはほぼ四角形(正方形または長方形)で且つ下向きに僅かに拡径する鋳込孔を内側に有し、係る鋳込孔の周囲に設けた中空部の下出隅部のスリット孔から冷却水をほぼ逆円錐形状に噴射するものであり、以下においても同じである。上記鋳込孔の形状に伴って、竪型連続鋳造される鋳造材の断面は、円形またはほぼ四角形となる。また、前記下型は、その上端部が上記鋳型の鋳込孔に挿入可能で且つ鋳造される鋳造材と共に下降するように構成されており、以下においても同じである。 The mold used in the vertical vertical casting apparatus for aluminum has a casting hole which is circular or substantially quadrangular (square or rectangular) in plan view and has a diameter that slightly expands downward, and around the casting hole. The cooling water is ejected in a substantially inverted conical shape from the slit hole at the lower corner of the hollow portion provided in the above, and the same applies to the following. Along with the shape of the casting hole, the cross-section of the cast material cast in a vertical pattern is circular or substantially square. Further, the lower mold is configured such that the upper end portion thereof can be inserted into the casting hole of the mold and is lowered together with the cast material to be cast . The same applies to the following .
また、本発明には、前記摺動部材における摺動面の垂直方向に沿った長さが、当該摺動材の上端と前記鋳型との距離よりも長い、アルミニウム用竪型連続鋳造装置(請求項2)も含まれる。
これによれば、摺動部材の長さがその上端と鋳型(の上端)との距離よりも長いため、鋳型から下降し且つ下端に凸部を有する鋳造材は、その1次凸部が前記摺動部材の上端に到達した際、その鋳型付近の位置に曲がりを生じるが、対向する挟持部材と摺動部材とにより水平方向に沿って挟持されて矯正される。しかも、上記曲がりの発生とほぼ同時に、鋳込孔付近に位置する鋳造材には2次凸部が形成されるが、係る2次凸部が摺動部材に到達する時点までは、1次凸部は摺動面を摺動しているので、鋳造材の1次凸部以外の周面と摺動部材との間には微細な隙間が生じる。このため、2次凸部が摺動面に到達した際に生じる2次振動は、1次凸部が摺動面に到達したときの1次振動よりも小さくなる。係る2次振動が小さいため、それにより誘発される曲がりや3次凸部が小さくなる。鋳造初期の比較的太い1次凸部を除けば、2次・3次凸部が摺動面に到達した時点では、先の凸部が摺動面を摺動しているので、係る到達時に生じる振動は順次小さくなる。従って、鋳造材は、その下端に1次凸部を有していても、前記摺動部材と挟持部材とに挟持されつつ摺動面を摺動する間に、2次・3次〜n次凸部のように順次小さくなり且つ曲がりも順次縮小されるため、品質良く竪型連続鋳造される。
Further, the present invention, the length along the vertical direction of the sliding surface of the sliding member is longer than the distance between the upper end of the sliding member mold, aluminum for vertical continuous casting apparatus (according Item 2) is also included.
According to this, since the length of the sliding member is longer than the distance between the upper end and the mold (the upper end thereof), the cast material descending from the mold and having the convex portion at the lower end has the primary convex portion described above. When the upper end of the sliding member is reached, a bend occurs in the vicinity of the mold, but it is clamped in the horizontal direction by the opposing clamping member and the sliding member and corrected. Moreover, almost simultaneously with the occurrence of the bending, a secondary convex portion is formed on the cast material located in the vicinity of the casting hole. However, until the secondary convex portion reaches the sliding member, the primary convex portion is formed. Since the portion slides on the sliding surface, a fine gap is generated between the peripheral surface other than the primary convex portion of the cast material and the sliding member. For this reason, the secondary vibration generated when the secondary convex portion reaches the sliding surface is smaller than the primary vibration when the primary convex portion reaches the sliding surface. Since the secondary vibration is small, the bending and the tertiary convex portion induced thereby are small. Except for relatively thick 1 Tsugitotsu portion of the casting early, at the time when the secondary-3 Tsugitotsu unit reaches the sliding surface, the convex portion of the above is sliding the sliding surface, upon reaching of The vibrations that occur are gradually reduced. Therefore, even if the cast material has the primary convex portion at the lower end, the secondary material, the tertiary material, and the n-order material while sliding on the sliding surface while being sandwiched between the sliding member and the sandwiching member. Since it gradually becomes smaller like the convex part and the bending is also reduced sequentially, vertical continuous casting is performed with high quality.
尚、前記摺動部には、前記摺動部材の摺動面と同様な垂直方向の断面が平坦、またはほぼV字形を呈する形態、あるいは側面視覚がほぼ半円形で且つ平面視が直線形を呈する形態が含まれる。 The sliding part has a flat cross section in the vertical direction similar to the sliding surface of the sliding member, or a substantially V-shaped form, or a substantially semicircular side view and a linear shape in plan view. The form to present is included .
また、前記摺動部は、単数または複数の金属材などからなり、単数の場合、摺動部材の摺動面の前記長さの距離にほぼ対応した長さが望ましい。一方、複数の摺動部の場合、摺動部材の摺動面の上・下部付近にほぼ対応した位置に配設するのが望ましい。 Also, the sliding portion is made of such one or more of the metal material, if the singular is desirable length substantially corresponding to the length distance of the sliding surface of the sliding member. On the other hand, in the case of a plurality of sliding portions, it is desirable to arrange them at positions substantially corresponding to the upper and lower portions of the sliding surface of the sliding member.
尚、前記挟持用ローラが複数の場合、そのうちの2個は、前記摺動部材の摺動面の上・下部にほぼ対応した位置に、3個以上の形態では等間隔または不等間隔に且つ前記摺動部材の摺動面に対向して配設するのが望ましい。 In the case where there are a plurality of the sandwiching rollers, two of them are in positions substantially corresponding to the upper and lower portions of the sliding surface of the sliding member, and in three or more forms, they are equally spaced or unequal spaced. It is desirable that the sliding member is disposed to face the sliding surface.
更に、本発明には、前記挟持用ローラは、溝付きローラまたは平ローラである、アルミニウム用竪型連続鋳造装置(請求項3)も含まれる。
これによれば、前記鋳造材は、前記摺動部材における断面がV字形の摺動面と、単数または複数の溝付きローラまたは平ローラとにより水平方向に沿って挟持されながら、摺動部材の上記摺動面と転動する上記溝付きローラなどとの間を通過し、係る過程で本来の下降経路付近に近似し、前述した凸部や曲がりを小さくするように順次矯正される。
尚、上記溝付きローラは、周面に鼓形やV字の溝を有し、平ローラは、平坦な円周面を有するものである。
Further, the present invention includes a vertical casting apparatus for aluminum (Claim 3 ), wherein the sandwiching roller is a grooved roller or a flat roller.
According to this, the cast material is sandwiched in the horizontal direction by a sliding surface having a V- shaped cross section in the sliding member and one or a plurality of grooved rollers or flat rollers. Passing between the sliding surface and the grooved roller that rolls, etc., in this process, it approximates the vicinity of the original descending path, and is sequentially corrected so as to reduce the above-mentioned convex portions and bends.
The grooved roller has a drum shape or a V- shaped groove on the circumferential surface, and the flat roller has a flat circumferential surface.
付言すれば、本発明は、鋳造材を挟持し且つこれを下方に送る送給手段を含む竪型連続鋳造装置で鋳造される鋳造材の曲がりを少なくするものに有効であるが、上記送給手段を含まない竪型連続鋳造装置で鋳造される鋳造材の曲がりを少なくする場合にも有効である。 In other words, the present invention is effective for reducing the bending of the cast material cast by the vertical continuous casting apparatus including the feeding means for sandwiching the cast material and feeding the cast material downward. This is also effective in reducing the bending of the cast material cast by the vertical continuous casting apparatus that does not include any means .
以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、本発明における第1のアルミニウム用竪型連続鋳造装置(請求項1,2,4,5)における一形態の竪型連続鋳造装置1を示す垂直断面図、図2は、図1中のX−X線に沿った矢視における断面図である。
上記竪型連続鋳造装置1は、図1に示すように、水冷式の鋳型2、その上方に配置される円筒形の断熱材6、およびこれらの外側を包囲する電磁撹拌装置8を含む。鋳型2は、内側の鋳込孔4の下出隅に沿って斜め下向きで且つリング形状のスリット孔5を有し、その中空部3に充填した冷却水Wを斜め下向きにほぼ円錐形状にして噴射可能としている。鋳込孔4は、平面視が円形で且つ下寄りほど僅かに拡径している。尚、スリット5孔に替え、多数の細孔を形成しても良い。
In the following, the best mode for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a vertical
As shown in FIG. 1, the vertical
また、図1に示すように、断熱材6の注湯孔7は、上記鋳込孔4と同心で連続し、図示しない溶解炉、保持炉、または取鍋などから注湯されるアルミニウムの溶湯mを鋳型2の鋳込孔4内に案内する。
更に、電磁撹拌装置8は、図1に示すように、鋳型2および断熱材6を包囲するように平面視が円形の多数のコイルを全体ほぼ円筒形に巻き付けたもので、係るコイルに通電した際に生じる磁界に伴い誘導される力で、上記鋳込孔4内に注湯されたアルミニウムの溶湯mを攪拌する。この結果、凝固組織が分断されてほぼ球形状の結晶を多く有し、半溶湯成形などに適した鋳造材Mにすることができる。従って、上記溶湯mは、合金元素などの成分の偏析のない鋳造材Mとなる。
尚、上記鋳型2などは、図1に示すように、鋳込孔4に連通するテーパ孔9aを有する耐熱リング9を介して図示しない建家のフロアなどに支持されている。
Moreover, as shown in FIG. 1, the pouring
Furthermore, as shown in FIG. 1, the
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、前記鋳型2の下方には、昇降可能な下型28と、その昇降経路の両側で対向する摺動部材10および挟持部材20とが配置されている。下型28は、鋳造される鋳造材Mの断面形状と同じ断面の円形状を有し、垂直方向に沿って長尺な棒状の金属からなり、図示しない昇降手段に支持されている。係る下型28の上端に位置する型部29は、図1に示すように、鋳型2の鋳込孔4内に下側から進入可能である。
摺動部材10は、図1〜3に示すように、下型28および鋳造される鋳造材Mの周面と摺動する断面ほぼV字形の摺動面12を垂直方向に沿って有する鋼製の本体11と、係る本体11を水平方向に移動可能に支持する支持体15とを備える。摺動面12の上端には、後述する凸部が当該摺動面12に到達した際に生じる振動を抑制するため、アール部12rが形成されている。また、摺動面12の全面には、摺動性を高めるためのクロムメッキ(図示せず)が被覆されている。
As shown in FIG. 1, below the
As shown in FIGS. 1 to 3, the sliding
図1に示すように、支持体15には、水平方向に沿って複数の透孔18が貫通し、係る透孔18の本体11と反対側の開口部には、ナット19がそれぞれ溶着されている。本体11の背面11aに開口する雌ネジ孔13に先端部が螺合して上記透孔18を貫通し且つナット19と螺合するボルト16は、本体11の後退時に用いられる。一方、本体11の背面11aに先端が当接し、上記透孔18を貫通し且つナット19と螺合するボルト14は、本体11の前進時に用いられる。即ち、摺動面12を含む本体11は、ボルト14,16により、下型28および鋳造材Mに接近・離脱(以下、接離と記載する)するよう移動可能とされている。
図1に示すように、本体11の摺動面12の垂直方向に沿った長さL1は、本体11の上端と鋳型2の上端との距離L2よりも長くなるよう設定されている。
As shown in FIG. 1, a plurality of through
As shown in FIG. 1, the length L <b> 1 along the vertical direction of the sliding
図1,2に示すように、挟持部材20は、鋳造材Mの周面および下型28の周面に倣ったほぼ半円形の転動面を有し且つこれらと接触して転動する上下一対の鼓形ローラ(挟持用ローラ)21,22を有する。係る鼓形ローラ21,22の回転軸23は、平面視がコ字形の軸受枠24に枢支され、係る軸受枠24は、油圧シリンダ26のピストンロッド25の先端に取り付けられている。即ち、鼓形ローラ21,22は、ピストンロッド25の進退動作により、下型28および鋳造材Mに対し接離するように移動可能とされている。
尚、摺動部材10および挟持部材20の下方には、鋳造材Mを冷却する冷却水槽、鋳造材Mおよび下型28を下降させる送給手段、鋳造材Mを把持するグリップ、鋳造材Mを所定の長さで順次切断する切断手段、および、下降した下型28を受け入れるピット(何れも図示せず)などが配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the clamping
Below the sliding
ここで、前記アルミニウム用竪型連続鋳造装置1を用いた竪型連続鋳造方法について、図1,図4〜図6に基づいて説明する。
予め、図1に示すように、鋳型2の鋳込孔4内に下型28の型部29を上昇させる。係る鋳造直前の状態では、下型28は、冷却水槽を貫通し且つ送給手段に挟持されている。係る状態で、図4中の一点鎖線の矢印で示すように、図示しない溶解炉または保持炉などから注下されるアルミニウムの溶湯mを鋳型2の鋳込孔4内に注湯する。尚、摺動部材10の本体11の摺動面12と、挟持部材20の鼓型ローラ21,22の転動面とは、下型28の周面および追って得られる鋳造材Mの本来の外径たる周面に接触・転動可能な位置に予め配置されている。
Here, the vertical continuous casting method using the vertical
As shown in FIG. 1, the
前記アルミニウムの溶湯mは、電磁攪拌装置8による攪拌を受けつつ、鋳型2および下型28と鋳型2の中空部3から前記スリット孔5を介して噴射される冷却水Wとにより冷却される。その結果、上記溶湯mは、図4に示すように、周囲から徐々に凝固してほぼ円柱形を呈するアルミニウムの鋳造材Mとなり、下向きに伸長しつつ下降する。この際、鋳造材Mの下端(先端)には、鋳込孔4の形状にほぼ倣った太径の1次凸部f1が形成される。
次に、図5中の実線および実線の矢印で示すように、下型28および鋳造材Mの周面は、摺動部材10のアール部12rを介して本体11の摺動面12に接触する。その際、鋳造材Mは、摺動面12の上端に到達し且つその1次凸部f1の太径分だけ鋳型2の付近を中心として曲がり、且つ鋳型2直下に位置する当該鋳造材Mの周面に2次凸部f2が生じる。
その後、1次凸部f1のみが摺動面12に接触した状態で、鋳造材Mが摺動しつつ下降した後、挟持部材20における上方の鼓型ローラ21の転動面およびこれに対向する摺動面12に、当該鋳造材Mの1次凸部f1が到達する。
The molten aluminum m is cooled by the
Next, as indicated by the solid line and the solid line arrow in FIG. 5, the
Thereafter, the casting material M descends while sliding while only the primary convex portion f1 is in contact with the sliding
図5中の一点鎖線で示すように、鋳造材Mの1次凸部f1が摺動面12と鼓型ローラ21との間を通過する際、ピストンロッド25が後退する。この際、鼓型ローラ21が鋳造材Mから離れないように、上記ロッド25を後退させる。そして、1次凸部f1が通過したら、上記ロッド25を前進させて、鼓型ローラ21が鋳造材Mから離れないようにする。
一方、上記摺動面12の上端に到達時に生じる1次振動が鋳型孔4付近に伝わるため、図6に示すように、鋳型孔4付近に位置する鋳造材Mの周面に、太径の2次凸部f2が形成されると共に、その下側の鋳造材Mに曲がり(図示せず)が生じる。係る曲がりが生じても、ガイド部材である摺動部材11と鼓型ローラ21,22とによって挟持されるので、鋳造材Mの当該曲がりは矯正されて小さくなる。
1次凸部f1と2次凸部f2との間の距離は、本体11の上端と鋳型2の上端との前記距離L2に近似し、且つ本体11の摺動面12の垂直方向に沿った長さL1よりも短い。即ち、鋳造材Mは、1次・2次凸部f1,f2を併有した状態で、図5中の一点鎖線および一点鎖線の矢印で示すように、摺動部材10の摺動面12を摺動しつつ下降する。
As indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 5, when the primary projection f <b> 1 of the cast material M passes between the sliding
On the other hand, since the primary vibration generated when reaching the upper end of the sliding
The distance between the primary convex part f1 and the secondary convex part f2 approximates the said distance L2 of the upper end of the
更に、図5中の二点鎖線および二点鎖線の矢印で示すように、1次凸部f1が摺動面12を摺動している間、即ち、1次凸部f1を除いた鋳造材Mの周面と摺動面12との間に僅かの隙間sがある状態で、2次凸部f2が摺動面12に到達するため、その際に生じる2次振動は、前記1次振動よりも小さくなる。その結果、2次凸部f2が摺動面12に到達した際に、鋳型2直下の鋳造材Mに生じる3次凸部f3および曲がりは、小さくなる。
そして、図7に示すように、上記順序で、鋳造材Mの周面には、徐々に縮径されたn次凸部fnがほぼ等間隔に形成される。
Further, as indicated by the two-dot chain line and the two-dot chain line arrow in FIG. 5, the cast material excluding the primary convex part f <b> 1 while the primary convex part f <b> 1 is sliding on the sliding
As shown in FIG. 7, n-th order convex portions fn that are gradually reduced in diameter are formed at substantially equal intervals on the peripheral surface of the cast material M in the above order.
この結果、竪型連続鋳造の初期状態を経た後では、鋳込み孔4の断面形状に近似したほぼ真円の所要断面を有する鋳造材Mを確実に得ることができる。
そして、図8に示すように、所要断面に矯正された鋳造材Mは、その下端が挟持部材20の鼓形ローラ22と摺動部材10の摺動面12とから離れて下降し、図示しない冷却水槽を貫通して冷却され、公知の送給手段により挟持されて更に下降する。その後、図示しないグリップに把持され、係る状態で下降する当該鋳鋳造材Mは、図示しない丸鋸などの切断手段により所定の長さで切断され、製品単位のビレットとされる。
この間において、鋳型2の鋳込孔4に注湯されたアルミニウムの溶湯mは、前記n次凸部fnを周面に有する長尺な鋳造材Mになるよう竪型連続鋳造される。従って、前記竪型連続鋳造装置1によれば、軸方向に沿って曲がりや周面に凸部の極少ないビレット(鋳造製品)を高い生産性により製造することが可能となる。
As a result, after passing through the initial state of vertical continuous casting, it is possible to reliably obtain a cast material M having a substantially circular required cross section that approximates the cross sectional shape of the casting hole 4.
As shown in FIG. 8, the lower end of the cast material M corrected to the required cross-section is moved away from the
In the meantime, the molten aluminum m poured into the casting hole 4 of the
図9は、前記竪型連続鋳造装置1における異なる形態の挟持部材20′を示す概略平面図である。挟持部材20′は、円筒形の平ローラ(挟持用ローラ)30を含み、その回転軸32を前記軸受け枠24に枢支している。平ローラ30は、単数または上下に複数個配置され、単数の平ローラ30または最上位置の平ローラ30は、摺動面12の上部付近に対向して配置される。
FIG. 9 is a schematic plan view showing a holding
図10は、更に異なる形態の挟持部材20″と異なる形態の摺動部材10′との組合せを含む前記竪型連続鋳造装置1の概略平面図である。
挟持部材20″は、断面がほぼV字形の転動面34を有する溝付きローラ(挟持用ローラ)33を含み、その回転軸35を前記軸受け枠24に枢支している。摺動部材10′は、前記同様の本体11′に断面ほぼV字形の摺動面12′を設けている。上記溝付きローラ33は、単数または上下に複数個配置され、単数の溝付きローラ33または最上位置の溝付きローラ33は、摺動面12′の上部付近に対向して配置される。更に、挟持部材20″と摺動部材10′とに挟持される鋳造材M′は、図10に示すように、四隅のコーナにアールを有するほぼ正方形の断面を有する。即ち、鋳造材M′は、2辺が摺動部材10′の摺動面12′を摺動し、他の2辺が溝付きローラ33の転動面34に接触しつつ、前記竪型連続鋳造装置1と同様の作用を受ける。
FIG. 10 is a schematic plan view of the vertical
The clamping
図11は、参考形態の摺動部材10″と挟持部材20′との組合せを含む参考形態の竪型連続鋳造装置の概略平面図である。
摺動部材10″は、直方体の本体11″における平坦な1側面を摺動面12″としている。そして、図11に示すように、挟持部材20′の平ローラ(挟持用ローラ)30は、単数または上下に複数個配置され、単数の平ローラ30または最上位置の平ローラ30は、摺動面12″の上部付近に対向して配置される。
また、図12は、前記摺動部材20″と上記挟持部材10′との組合せを含む異なる参考形態の竪型連続鋳造装置の概略平面図である。
更に、図13は、上記挟持部材20′と別なる形態の挟持部材10aとの組合せを含む参考形態の竪型連続鋳造装置の概略平面図である。図13に示すように、挟持部材10aは、図示で奥行き方に延びる一対の棒材b1,b2からなり、その周面が摺動面12aとなっている。尚、棒材bnは、3本以上としても良い。
尚、図10〜図13に示した摺動部材10′,10″,10aの摺動面12′,12″,12aの垂直方向に沿った長さL1は、本体11′,11″,bの上端と前記鋳型2の上端との距離L2よりも長くなるように設定される。
Figure 11 is a schematic plan view of the vertical continuous casting equipment of reference embodiment comprising a combination of a sliding member 10 'and the clamping member 20' of the reference embodiment.
The sliding
12 is a schematic plan view of the vertical continuous casting equipment of different reference embodiment includes a combination of the sliding member 20 'and the clamping member 10'.
Further, FIG. 13 is a schematic plan view of the vertical continuous casting equipment of reference embodiment comprising a combination of clamping
The length L1 along the vertical direction of the sliding
図14は、別異なる形態の挟持部材20aと前記摺動部材10との組合せを含む前記竪型連続鋳造装置1の垂直断面図である。挟持部材20aは、図14に示すように、側面視がほぼ半円形で且つ平面視が矩形(正方形または長方形)を呈する摺動部36を有する挟持片37を上下に3個有し、これらを取り付けた支持板38は、油圧シリンダ26のピストンロッド25の先端に固定されている。最上位置と最下位置の挟持片37は、摺動面12の上部と下部とに個別に対向している。
係る形態(請求項1〜3に対応)によっても、前記竪型連続鋳造装置1と同様の作用を得ることが可能である。尚、挟持部材20aに替えて前記摺動部材10の摺動面12を有する本体11を併用し、一対の摺動面12,12によって、鋳造材Mを挟持する形態としても良い。
FIG. 14 is a vertical cross-sectional view of the vertical
Also according to the form (corresponding to
1………………………………………竪型連続鋳造装置
2………………………………………鋳型
10,10′…………………………摺動部材
12,12′…………………………摺動面
20,20′〜20″,20a……挟持部材
21,22,30,33……………挟持用ローラ
28……………………………………下型
36……………………………………摺動部
M………………………………………鋳造材
L1……………………………………長さ
L2〜L4……………………………距離
1 …………………………………… Vertical
Claims (3)
鋳型から下降する鋳造材の断面形状と同じ断面形状を有し、当該鋳造材と共に下降する棒状の下型と、
鋳造中に上記鋳造材および下型の周面と摺動し、且つ垂直方向の断面がV字形の摺動面を有する摺動部材と、
上記摺動部材と対向して配置され、且つ当該摺動部材と共に上記鋳造材および下型を水平方向に沿って挟持する挟持部材と、を含み、
上記摺動部材は、表層付近のみが凝固し且つ内部が半溶融状態である鋳型付近の上記鋳造材の周面を摺動し、
上記挟持部材は、上記鋳造材および下型の周面を摺動する摺動部を有するものか、あるいは、上記鋳造材および下型の周面に接触して転動する単数または複数の挟持用ローラである、
ことを特徴とするアルミニウム用竪型連続鋳造装置。 In aluminum vertical casting equipment,
A rod-shaped lower mold having the same cross-sectional shape as the cast material descending from the mold, and descending together with the cast material;
A sliding member that slides with the cast material and the peripheral surface of the lower mold during casting and has a sliding surface having a V- shaped vertical cross section;
A clamping member that is disposed to face the sliding member and clamps the cast material and the lower mold along the horizontal direction together with the sliding member,
The sliding member slides on the peripheral surface of the cast material in the vicinity of the mold, in which only the vicinity of the surface layer is solidified and the inside is in a semi-molten state
It said clamping members are either having a sliding portion which slides the circumferential surface of the upper Symbol cast material and the lower mold, or one or more clamping rolling contact with the peripheral surface of the cast material and the lower die For rollers ,
A vertical continuous casting apparatus for aluminum.
請求項1に記載のアルミニウム用竪型連続鋳造装置。 The length along the vertical direction of the sliding surface in the sliding member is longer than the distance between the upper end of the sliding material and the mold,
The vertical casting apparatus for aluminum according to claim 1.
請求項1または2に記載のアルミニウム用竪型連続鋳造装置。 The sandwiching roller is a grooved roller or a flat roller.
The vertical casting apparatus for aluminum according to claim 1 or 2 .
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