JP4773796B2 - Aluminum alloy continuous casting rod, continuous casting rod casting method, continuous casting equipment - Google Patents

Aluminum alloy continuous casting rod, continuous casting rod casting method, continuous casting equipment Download PDF

Info

Publication number
JP4773796B2
JP4773796B2 JP2005313829A JP2005313829A JP4773796B2 JP 4773796 B2 JP4773796 B2 JP 4773796B2 JP 2005313829 A JP2005313829 A JP 2005313829A JP 2005313829 A JP2005313829 A JP 2005313829A JP 4773796 B2 JP4773796 B2 JP 4773796B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
casting
continuous casting
continuous
aluminum 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
JP2005313829A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007118041A (en
Inventor
政志 福田
忠直 伊藤
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.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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 Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP2005313829A priority Critical patent/JP4773796B2/en
Publication of JP2007118041A publication Critical patent/JP2007118041A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4773796B2 publication Critical patent/JP4773796B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)

Description

本発明は、アルミニウム合金の連続鋳造棒に関し、特に、機械加工性、鍛造性の優れたアルミニウム合金の連続鋳造棒、連続鋳造棒の鋳造方法、それに用いる連続鋳造装置に関するものである。   The present invention relates to an aluminum alloy continuous cast bar, and more particularly to an aluminum alloy continuous cast bar excellent in machinability and forgeability, a casting method of the continuous cast bar, and a continuous casting apparatus used therefor.

最近の輸送機器においては、その軽量化の要求から、アルミニウム合金部品の採用が多くなっている。このような部品の製造方法の1つとして、アルミニウム合金棒材を所定の長さに切断した鍛造用素材を鍛造によって部品に成形するものがある。アルミニウム合金棒材の製造方法は、連続鋳造によって作製された素材に塑性加工や熱処理を施して棒材にするものが一般的である。   In recent transportation equipment, aluminum alloy parts are increasingly used due to the demand for weight reduction. One method of manufacturing such a part is to form a forging material obtained by cutting an aluminum alloy bar into a predetermined length into a part by forging. As a method for producing an aluminum alloy bar, a bar made by subjecting a material produced by continuous casting to plastic working or heat treatment is generally used.

例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金の鍛造用素材となる棒材、管材、形材等を製造する場合、通常はDC鋳造、縦型連続鋳造又は水平連続鋳造により鋳塊を鋳造後、押出工程を経て、より細径の棒、管、形材等に成形している。直接、細径材を鋳造棒として鋳造する場合もある。   For example, when manufacturing a bar, tube, profile, etc., which is a forging material of aluminum or aluminum alloy, usually after casting an ingot by DC casting, vertical continuous casting or horizontal continuous casting, after an extrusion process, Molded into smaller diameter rods, tubes, profiles, etc. In some cases, a thin material is directly cast as a casting rod.

そして、水平連続鋳造は、次のような過程を経てアルミニウム合金溶湯から円柱状、角柱状或いは中空柱状の長尺鋳塊を鋳造する。即ち、アルミニウム合金溶湯を溜めるタンディッシュに入ったアルミニウム合金溶湯は、耐火物製通路を通ってほぼ水平に設置され、かつ、強制冷却された筒状鋳型内に入り、ここで冷却されてアルミニウム合金溶湯本体の外表面に凝固殻が形成される。筒状鋳型から引き出された鋳塊に水などの冷却剤が直接放射され、鋳塊内部まで金属の凝固が進行しつつ鋳塊が連続的に引き出される。   In the horizontal continuous casting, a cylindrical, prismatic or hollow column-shaped long ingot is cast from a molten aluminum alloy through the following process. In other words, the molten aluminum alloy contained in the tundish for storing the molten aluminum alloy is placed almost horizontally through the passage made of refractory, and enters the forcibly cooled cylindrical mold, where it is cooled and cooled to the aluminum alloy. A solidified shell is formed on the outer surface of the molten metal body. A coolant such as water is directly radiated to the ingot drawn from the cylindrical mold, and the ingot is continuously drawn while solidification of the metal proceeds to the inside of the ingot.

一方、鍛造用を主に、共晶、過共晶組成のAl−Si系合金の用途が拡大され、その耐摩耗性等の特性を生かして工業材料として使用されるようになってきた。   On the other hand, applications of Al-Si alloys having eutectic and hypereutectic compositions, mainly for forging, have been expanded, and have been used as industrial materials by taking advantage of their wear resistance and other characteristics.

更に、微細な結晶粒子を有したものが求められている。各鋳造方法において、金型を冷却し、又は、鋳造棒を直接冷却すると、鋳造品の表面近くは、急冷による細かい組織になるが、例えば、肉厚が20mmを越えるような十分な厚肉の鋳造品では中心部までは効果がなかった。   Furthermore, what has a fine crystal grain is calculated | required. In each casting method, when the mold is cooled or the casting rod is directly cooled, the structure near the surface of the casting becomes a fine structure due to rapid cooling. For example, the thickness of the casting is sufficiently thick so that the thickness exceeds 20 mm. The casting was not effective up to the center.

微細な結晶粒子を得るために、アルミニウム合金溶湯の液面に振動子を入れ、液面を振動させると、鋳型壁面で粒状に凝固をした結晶が遊離をして遊離結晶になり、細かい等軸の結晶組織が得られる。   In order to obtain fine crystal particles, an oscillator is placed on the surface of the molten aluminum alloy, and when the surface of the liquid is vibrated, the solidified solid particles on the mold wall become free and become free crystals. Is obtained.

例えば、連続鋳造機の生産性を低下させることなく鍛造性の改善されたアルミニウム合金鋳塊を得ることができる連続鋳造方法を提供することを目的とし、プロペルチル型鋳造法、SCR型鋳造法、ツインベルト型鋳造法において、アルミニウム合金溶湯の凝固が進行する方向を横切る方向の成分を含む流動をアルミニウム合金溶湯に付与しながら凝固させる方法が提案されている(特許文献1参照。)。   For example, for the purpose of providing a continuous casting method capable of obtaining an aluminum alloy ingot with improved forgeability without reducing the productivity of a continuous casting machine, a propellyl type casting method, an SCR type casting method, a twin type is provided. In the belt-type casting method, a method has been proposed in which solidification is performed while applying a flow including a component in a direction crossing the direction in which solidification of the molten aluminum alloy proceeds to the molten aluminum alloy (see Patent Document 1).

又は、金型、鋳造方案、鋳造条件、周辺技術等の従来的操作で下げられない不良率を、更に下げることができる手段を提供することを目的とし、金型、容器、柄杓、ラドル等のアルミニウム合金溶湯と直接接触をする部分の裏側に、可聴音波発振器を取り付けて可聴音波を掛け、空気泡、酸化物を除去しながら鋳込みをして種晶と遊離結晶を大量に発生させ、更に冷却点を添加した塗膜により遊離結晶の数を増加することで、全等軸晶組織の鋳造欠陥のない緻密なマクロ組織にし、耐圧性と耐圧破壊強度の高い鋳造品を得る方法が提案されている(特許文献2参照。)。   Or, for the purpose of providing means that can further reduce the defect rate that cannot be lowered by conventional operations such as molds, casting plans, casting conditions, and peripheral technologies, such as molds, containers, handle rods, ladles, etc. At the back of the part that is in direct contact with the molten aluminum alloy, an audible sound wave generator is attached and an audible sound wave is applied, casting while removing air bubbles and oxides, generating a large amount of seed crystals and free crystals, and further cooling A method has been proposed in which the number of free crystals is increased by the coating film to which dots are added, thereby obtaining a dense macro structure free from casting defects of the entire equiaxed crystal structure and obtaining a cast product having high pressure resistance and pressure breakdown strength. (See Patent Document 2).

特開平8−238539号公報JP-A-8-238539 特開2002−96157号公報JP 2002-96157 A

アルミニウム合金からなる部品への需要が高まる中、その素材である連続鋳造棒の生産性を上げることが望まれており、そのためには鋳造速度を速くすることが必要である。しかし、鋳造速度を速くすると、連続鋳造棒に羽毛状晶が発生しやすくなるという新たな問題が発生した。
Al−Si系合金では、鋳造温度と鋳造速度条件により羽毛状晶が発生し、アルミニウム合金溶湯の滞留があると、羽毛状晶が更に発生しやすくなる。鋳造速度を速くすることにより温度勾配が大きくなり、更にアルミニウム合金溶湯の滞留部位が発生することが要因と考えられ、羽毛状晶の発生頻度が高まったものと思われる。
As demand for parts made of an aluminum alloy increases, it is desired to increase the productivity of a continuous casting rod, which is a raw material, and it is necessary to increase the casting speed. However, when the casting speed is increased, there is a new problem that feather crystals are likely to be generated on the continuous casting rod.
In an Al—Si based alloy, feathery crystals are generated depending on the casting temperature and casting speed conditions, and if there is retention of molten aluminum alloy, feathery crystals are more likely to be generated. It is considered that the increase in the casting speed caused the temperature gradient to increase, and further the occurrence of a staying part of the molten aluminum alloy.

羽毛状晶の存在は、アルミニウム合金の結晶粒の微細化、緻密化を妨げるものである。そのため、大型鋳塊では結晶粒径の分布が大きくなり、その分布はそのまま後工程の押出、鍛造に残るため、より機械的強度を要求される鍛造品に用いるためには、羽毛状晶の発生を抑えることが求められている。
特に鋳造棒を鍛造用素材として用いる場合、鋳造棒を所定の長さに切断する必要がある。近年においては、シャー切断機の使用が多くなってきている。しかしながら、鋳造棒の長手方向において羽毛状晶と粒状晶の部分が混在していると、切断面が粗くなるために鍛造工程に悪影響を及ぼす。
The presence of feather-like crystals hinders refinement and densification of aluminum alloy crystal grains. For this reason, the distribution of crystal grain size becomes large in large ingots, and the distribution remains as it is in the subsequent extrusion and forging. Therefore, for use in forged products that require higher mechanical strength, generation of feathery crystals occurs. It is demanded to suppress
In particular, when a cast bar is used as a forging material, it is necessary to cut the cast bar to a predetermined length. In recent years, shear cutters are increasingly used. However, if feather-like crystals and granular crystal parts are mixed in the longitudinal direction of the casting rod, the cutting surface becomes rough, which adversely affects the forging process.

羽毛状晶の発生を抑えるための一つの方法として、アルミニウム合金溶湯を静止させないで結晶の成長を抑える方法が考えられる。
例えば、前述した文献の液面に振動を与える方法で結晶を細かくすることが述べられているが、従来の一般の生産に用いられる金型鋳造法では、金型により鋳造品部分が閉じられた空間になっているので、液面が存在しない。そのため、振動子を設置し、液面を追従させることができないので、実験的には実施できても、一般の生産用の鋳造金型に適用することはできない。
As one method for suppressing the generation of feathery crystals, a method of suppressing crystal growth without stopping the molten aluminum alloy is conceivable.
For example, it is stated that the crystal is made finer by the method of giving vibration to the liquid level in the above-mentioned literature, but in the conventional mold casting method used for general production, the cast part is closed by the mold. Since it is a space, there is no liquid level. Therefore, since the vibrator cannot be installed and the liquid level cannot be followed, even if it can be experimentally implemented, it cannot be applied to a general production casting mold.

一方、特許文献2に開示された、金型鋳造法において金型等を介してアルミニウム合金溶湯に振動を与える方法では、金型の外側から振動を付与して凝固面のアルミニウム合金溶湯を振動させているので、アルミニウム合金振動が溶湯中で減衰してしまい、充分な効果を得ることが困難であった。
又、特許文献1に開示された、プロペルチル型鋳造法、SCR型鋳造法、ツインベルト型鋳造法においてアルミニウム合金溶湯中に邪魔ものを配設してアルミニウム合金溶湯に凝固を横切る方向の振動を与える方法も、アルミニウム合金溶湯中から振動を付与して凝固面のアルミニウム合金溶湯を振動させているので、振動がアルミニウム合金溶湯中で減衰してしまい、充分な効果を得ることが困難であった。
On the other hand, in the method of applying vibration to the molten aluminum alloy through the mold or the like in the mold casting method disclosed in Patent Document 2, vibration is applied from the outside of the mold to vibrate the molten aluminum alloy on the solidified surface. Therefore, the aluminum alloy vibration is attenuated in the molten metal, and it is difficult to obtain a sufficient effect.
Further, in the propellyl type casting method, the SCR type casting method, and the twin belt type casting method disclosed in Patent Document 1, an obstacle is provided in the molten aluminum alloy to give the molten aluminum alloy vibration in a direction crossing solidification. Also in the method, since vibration is imparted from the molten aluminum alloy to vibrate the molten aluminum alloy on the solidified surface, the vibration is attenuated in the molten aluminum alloy and it is difficult to obtain a sufficient effect.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、連続鋳造棒の長手方向における羽毛状晶の発生頻度を抑えて柱状晶及び/又は粒状晶がほとんどを占め、かつ、結晶粒径のバラツキを均一化させて優れた機械加工性、鍛造性を有するアルミニウム合金の連続鋳造棒、連続鋳造棒の鋳造方法、それに用いる連続鋳造装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and suppresses the occurrence frequency of feather-like crystals in the longitudinal direction of a continuous casting rod, and most of the columnar crystals and / or granular crystals occupy the crystal grain size. It is an object of the present invention to provide an aluminum alloy continuous cast bar having excellent machinability and forgeability, a casting method for the continuous cast bar, and a continuous casting apparatus used therefor.

本発明は、以下のような発明である。
(1)アルミニウム合金溶湯から連続鋳造棒を鋳造する連続鋳造装置において、鋳造中の連続鋳造棒に、凝固が完了した側から機械的振動を付与し、その表面から凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯を振動させる振動付与手段を設け、振動付与手段は、振動周波数を変調した振動を付与することを特徴とする。
(2)振動付与手段は、連続鋳造棒に5μm〜100μmの振動変位を付与することを特徴とする(1)に記載の連続鋳造装置。
(3)振動付与手段は、連続鋳造棒に2Hz〜500Hzの振動を付与することを特徴とする(1)又は(2)に記載の連続鋳造装置
(4)振動付与手段は、磁歪素子、電歪素子、回転車、回転ベルト、空気シリンダーから選ばれる1種又は2種以上を組み合わせたものであることを特徴とする(1)から()のいずれか1つに記載の連続鋳造装置。
)連続鋳造が横方向への鋳造であることを特徴とする(1)から()のいずれか1つに記載の連続鋳造装置。
)鋳型の出口から0.3m〜5mの位置に連続鋳造棒を支持する支持部を設け、この支持部と鋳型の出口との間、又は、支持部よりも下流に振動付与手段を配設したことを特徴とする(1)から()のいずれか1つに記載の連続鋳造装置。
)鋳型の出口から0.3m〜5mの位置に連続鋳造棒を支持する支持部を設け、振動付与手段は、連続鋳造棒の振動状態を検出する振動状態検出器を有し、この振動状態検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御することを特徴とする(1)から()のいずれか1つに記載の連続鋳造装置。
)振動付与手段は、鋳型に設置された鋳型内のアルミニウム合金溶湯の凝固状態を検出する鋳型温度検出器を有し、この鋳型温度検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御することを特徴とする(1)から()のいずれか1つに記載の連続鋳造装置。
)連続鋳造棒の内部組織を検査する非破壊検査装置を設け、振動付与手段は、非破壊検査装置からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御することを特徴とする(1)から()のいずれか1つに記載の続鋳造装置。
10)非破壊検査措置は、超音波検査装置、渦流探傷検査装置、X線検査装置から選ばれた1種又は2種以上の組み合わせであることを特徴とする()に記載の連続鋳造装置。
11)アルミニウム合金溶湯から連続鋳造棒を鋳造する連続鋳造棒の鋳造方法において、鋳造中の連続鋳造棒の凝固が完了したの表面から、振動周波数が変調されている振動を連続鋳造棒の凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯に付与しながらアルミニウム合金溶湯を凝固させることを特徴とする。
12)振動は、5μm〜100μmの振動変位であることを特徴とする(11)に記載の連続鋳造棒の鋳造方法。
13)振動は、2Hz〜500Hzの振動であることを特徴とする(11)又は(12)に記載の連続鋳造棒の鋳造方法
(14)連続鋳造が横方向への鋳造であることを特徴とする(11)から(13)のいずれか1つに記載の連続鋳造棒の鋳造方法。
15)連続鋳造棒の振動状態を検出する振動状態検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御することを特徴とする(11)から(14)のいずれか1つに記載の連続鋳造棒の鋳造方法。
16)鋳型に設置された鋳型内のアルミニウム合金溶湯の凝固状態を検出する鋳型温度検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御することを特徴とする(11)から(15)のいずれか1つに記載の連続鋳造棒の鋳造方法。
17)連続鋳造棒の内部組織を検査する非破壊検査装置からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御することを特徴とする(11)から(16)のいずれか1つに記載の連続鋳造棒の鋳造方法。
18)長手方向に垂直な断面における羽毛状晶の発生が10%以下で、その他は柱状晶及び/又は粒状晶であることを特徴とする(11)から(17)のいずれか1つに記載の連続鋳造棒の鋳造方法で鋳造されたアルミニウム合金の連続鋳造棒。
19)アルミニウム合金溶湯に、結晶粒を微細化させるための添加剤を添加することなく凝固させたことを特徴とする(11)から(17)のいずれか1つに記載の連続鋳造棒の鋳造方法で鋳造されたアルミニウム合金の連続鋳造棒。
20)Siを6質量%〜20質量%、Cuを2.0質量%〜5.0質量%、Mgを0.4質量%〜2.0質量%含有することを特徴とする(11)から(17)のいずれか1つに記載の連続鋳造棒の鋳造方法で鋳造されたアルミニウム合金の連続鋳造棒。
The present invention is as follows.
(1) In a continuous casting apparatus for casting a continuous casting rod from a molten aluminum alloy, mechanical vibration is applied to the continuous casting rod being cast from the side where solidification is completed, and from the surface to the vicinity of the solidified surface via the solidified surface only set the vibrating means for vibrating the molten aluminum alloy, the vibration imparting means is characterized by imparting vibration to modulate the oscillation frequency.
(2) The continuous casting apparatus according to (1), wherein the vibration applying means applies a vibration displacement of 5 μm to 100 μm to the continuous casting rod.
(3) The continuous casting apparatus according to (1) or (2), wherein the vibration applying means applies a vibration of 2 Hz to 500 Hz to the continuous casting rod .
(4 ) The vibration applying means is a combination of one or more selected from magnetostrictive elements, electrostrictive elements, rotating wheels, rotating belts, and air cylinders. (1) to ( 3 ) The continuous casting apparatus as described in any one of these.
( 5 ) The continuous casting apparatus according to any one of (1) to ( 4 ), wherein the continuous casting is a lateral casting.
( 6 ) A support part for supporting the continuous casting rod is provided at a position 0.3 m to 5 m from the mold outlet, and vibration applying means is arranged between the support part and the mold outlet or downstream of the support part. The continuous casting apparatus according to any one of (1) to ( 5 ), wherein the continuous casting apparatus is provided.
( 7 ) A support portion for supporting the continuous casting rod is provided at a position of 0.3 m to 5 m from the outlet of the mold, and the vibration applying means has a vibration state detector for detecting the vibration state of the continuous casting rod. The continuous condition according to any one of (1) to ( 6 ), wherein the vibration amplitude condition and / or vibration frequency condition applied to the continuous casting rod is controlled based on a signal from the state detector. Casting equipment.
( 8 ) The vibration applying means has a mold temperature detector for detecting the solidification state of the molten aluminum alloy in the mold installed in the mold, and applies it to the continuous casting rod based on a signal from the mold temperature detector. The continuous casting apparatus according to any one of (1) to ( 7 ), wherein the vibration amplitude condition and / or the vibration frequency condition are controlled.
( 9 ) A non-destructive inspection device for inspecting the internal structure of the continuous cast bar is provided, and the vibration applying means is a vibration amplitude condition and / or vibration frequency applied to the continuous cast bar based on a signal from the non-destructive inspection device. The continuous casting apparatus according to any one of (1) to ( 8 ), wherein the conditions are controlled.
( 10 ) The continuous casting described in ( 9 ), wherein the nondestructive inspection measure is one or a combination of two or more selected from an ultrasonic inspection apparatus, an eddy current inspection apparatus, and an X-ray inspection apparatus. apparatus.
( 11 ) In a continuous casting rod casting method for casting a continuous casting rod from a molten aluminum alloy , vibrations whose vibration frequency is modulated from the surface on the side where solidification of the continuous casting rod being cast has been completed. The molten aluminum alloy is solidified while being applied to the molten aluminum alloy near the solidified surface through the solidified surface.
( 12 ) The continuous casting rod casting method according to ( 11 ), wherein the vibration is a vibration displacement of 5 μm to 100 μm.
( 13 ) The continuous casting rod casting method according to ( 11 ) or ( 12 ), wherein the vibration is a vibration of 2 Hz to 500 Hz .
(14 ) The continuous casting rod casting method according to any one of ( 11 ) to ( 13 ), wherein the continuous casting is a lateral casting.
( 15 ) Controlling the amplitude condition and / or the frequency condition of vibration applied to the continuous casting bar based on a signal from a vibration state detector for detecting the vibration state of the continuous casting bar ( 11 ) To ( 14 ). The casting method of the continuous casting rod as described in any one of ( 14 ).
( 16 ) Control the amplitude condition and / or frequency condition of vibration applied to the continuous casting rod based on a signal from a mold temperature detector that detects the solidification state of the molten aluminum alloy in the mold placed in the mold. The casting method for a continuous casting rod according to any one of ( 11 ) to ( 15 ).
( 17 ) Controlling the amplitude condition and / or the frequency condition of the vibration applied to the continuous cast bar based on a signal from a nondestructive inspection device for inspecting the internal structure of the continuous cast bar ( 11 ) To ( 16 ). The method for casting a continuous casting rod according to any one of ( 16 ).
(18) the generation of feather-like crystals in the cross section perpendicular to the longitudinal direction is 10% or less, others to any one of characterized in that it is a columnar crystal and / or granular crystals (11) from (17) An aluminum alloy continuous casting rod cast by the continuous casting rod casting method described .
( 19 ) The continuous cast bar according to any one of ( 11 ) to ( 17 ), wherein the molten aluminum alloy is solidified without adding an additive for refining crystal grains . Continuous casting rod of aluminum alloy cast by casting method.
(20) Si 6 to 20% by weight, the Cu 2.0 wt% to 5.0 wt%, characterized in that it contains a Mg to 2.0 wt% 0.4 wt% (11) To ( 17 ) An aluminum alloy continuous cast bar cast by the method of casting a continuous cast bar according to any one of ( 17 ).

(1)に記載の発明によれば、鋳造中の連続鋳造棒に、凝固が完了した側から機械的振動を付与し、その表面から凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯を振動させる振動付与手段を設けたので、連続鋳造棒の断面における、特に、長手方向断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒が得られる。又、アルミニウム合金溶湯中で凝固殻が生成する鋳型との接触面が機械的振動によって潤滑油及びその分解ガスに周期的に曝されることにより、潤滑性が高まることになり、鋳型(モールド)へのダメージが少なくなり、長時間の鋳造が可能となる。
また、振動付与手段は、振動周波数を変調した振動を付与するので、アルミニウム合金溶湯の振動が定常波状態になって局在化するのを防ぐことができる。
(2)に記載の発明によれば、連続鋳造棒に5μm〜100μmの振動変位を付与するので、羽毛状晶の発生を抑えることができる。
(3)に記載の発明によれば、連続鋳造棒に2Hz〜500Hzの振動を付与するので、羽毛状晶の発生を抑えることができる
(4)に記載の発明によれば、振動付与手段は、磁歪素子、電歪素子、回転車、回転ベルト、空気シリンダーから選ばれる1種又は2種以上を組み合わせたので、振動の付与が容易に実現できる。
)に記載の発明によれば、連続鋳造が横方向への鋳造であるので、振動付与手段(装置)を、冷却水の影響のない箇所を容易に選定して取り付けることができる。又、横(水平)連続鋳造は設備投資をする場合にイニシャルコストが安価であり、全連続操業が可能であるため、ストランド数を多くしても縦型連続鋳造に比べて作業負荷が大きくならず、鋳造コスト的にメリットがある。
)に記載の発明によれば、鋳型の出口から0.3m〜5mの位置に連続鋳造棒を支持する支持部を設け、この支持部と鋳型の出口との間、又は、支持部よりも下流に振動付与手段を配設したので、振動の付与が効率的に実現できると共に、振動の付与の効果がより得やすくなる。
)に記載の発明によれば、鋳型の出口から0.3m〜5mの位置に連続鋳造棒を支持する支持部を設け、振動付与手段は、連続鋳造棒の振動状態を検出する振動状態検出器を有し、この振動状態検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御するので、付与している振動状態を確実にモニターでき、付与している振動状態が安定するため、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒を、安定して連続して鋳造することができる。
)に記載の発明によれば、振動付与手段は、鋳型に設置された鋳型内のアルミニウム合金溶湯の凝固状態を検出する鋳型温度検出器を有し、この鋳型温度検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御するので、鋳造条件に適した振動状態を維持することができる。
)に記載の発明によれば、連続鋳造棒の内部組織を検査する非破壊検査装置を設け、振動付与手段は、非破壊検査装置からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御するので、連続鋳造棒の断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒を、安定して連続して鋳造することができる。
10)に記載の発明によれば、非破壊検査措置は、超音波検査装置、渦流探傷検査装置、X線検査装置から選ばれた1種又は2種以上の組み合わせであるので、フィードバックが容易で、欠陥検査と同時に実現できる。
11)に記載の発明によれば、鋳造中の連続鋳造棒の凝固が完了したの表面から、振動周波数が変調されている振動を連続鋳造棒の凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯に付与しながらアルミニウム合金溶湯を凝固させるので、連続鋳造棒の断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒が得られる。また、振動は、振動周波数が変調されている振動であるので、アルミニウム合金溶湯の振動が定常波状態になって局在化するのを防ぐことができる。
12)に記載の発明によれば、振動は、5μm〜100μmの振動変位であるので、羽毛状晶の発生を抑えることができる。
13)に記載の発明によれば、振動は、2Hz〜500Hzの振動であるので、羽毛状晶の発生を抑えることができる
(14)に記載の発明によれば、連続鋳造が横方向への鋳造であるので、振動付与手段(装置)を、冷却水の影響のない箇所を容易に選定して取り付けることができる。又、横(水平)連続鋳造は設備投資をする場合にイニシャルコストが安価であり、全連続操業が可能であるため、ストランド数を多くしても縦型連続鋳造に比べて作業負荷が大きくならず、鋳造コスト的にメリットがある。
15)に記載の発明によれば、連続鋳造棒の振動状態を検出する振動状態検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御するので、付与している振動状態を確実にモニターでき、付与している振動状態が安定するため、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒を、安定して連続して鋳造することができる。
16)に記載の発明によれば、鋳型に設置された鋳型内のアルミニウム合金溶湯の凝固状態を検出する鋳型温度検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御するので、鋳造条件に適した振動状態を維持することができる。
17)に記載の発明によれば、連続鋳造棒の内部組織を検査する非破壊検査装置からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御するので、連続鋳造棒の断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒を、安定して連続して鋳造することができる。
18)に記載の発明によれば、長手方向に垂直な断面における羽毛状晶の発生が10%以下で、その他は柱状晶及び/又は粒状晶であるので、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒となる。
19)に記載の発明によれば、アルミニウム合金溶湯に、結晶粒を微細化させるための添加剤を添加することなく凝固させたので、例えば、Al−Ti−B又はAl−Bを微細化剤として用い、操業条件によってはアルミニウム合金溶湯中でTiB2が凝集し、鋳塊に欠陥を発生することがあるAi−Si系合金においても、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒となる。
20)に記載の発明によれば、Siを6質量%〜20質量%、Cuを2.0質量%〜5.0質量%、Mgを0.4質量%〜2.0質量%含有するので、連続鋳造棒の断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、かつ、平均粒径がより微細化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた、特にせん断性の点に優位な特性を有する連続鋳造棒となる。
According to the invention described in (1), mechanical vibration is applied to the continuous casting rod being cast from the side where solidification is completed, and the molten aluminum alloy near the solidified surface is vibrated from the surface through the solidified surface. Since vibration imparting means is provided, it is possible to suppress the occurrence of feathery crystals in the cross section of the continuous casting rod, particularly in the longitudinal cross section, and the variation in crystal grain size is made uniform, resulting in machinability and forgeability. An excellent continuous casting rod can be obtained. Also, the contact surface with the mold in which the solidified shell is formed in the molten aluminum alloy is periodically exposed to lubricating oil and its decomposition gas by mechanical vibration, so that the lubricity is improved, and the mold (mold). Damage to the steel will be reduced and casting for a long time will be possible.
In addition, since the vibration applying means applies a vibration whose modulation frequency is modulated, the vibration of the molten aluminum alloy can be prevented from being in a standing wave state and being localized.
According to the invention described in (2), the vibration displacement of 5 μm to 100 μm is applied to the continuous casting rod, so that the generation of feather crystals can be suppressed.
According to the invention described in (3), since the vibration of 2 Hz to 500 Hz is applied to the continuous casting rod, generation of feather crystals can be suppressed .
According to the invention described in (4 ), since the vibration applying means is a combination of one or more selected from magnetostrictive elements, electrostrictive elements, rotating wheels, rotating belts, and air cylinders, it is easy to apply vibrations. Can be realized.
According to the invention described in ( 5 ), since the continuous casting is lateral casting, the vibration applying means (device) can be easily selected and attached at a place where there is no influence of the cooling water. Also, horizontal (horizontal) continuous casting has a low initial cost when capital investment is made and all continuous operations are possible, so even if the number of strands is increased, the work load is larger than that of vertical continuous casting. There is a merit in casting cost.
According to the invention described in ( 6 ), the support portion that supports the continuous casting rod is provided at a position of 0.3 m to 5 m from the outlet of the mold, and between the support portion and the outlet of the mold or from the support portion. In addition, since the vibration applying means is disposed downstream, it is possible to efficiently apply vibration and to easily obtain the effect of applying vibration.
According to the invention as described in ( 7 ), the support part which supports a continuous casting rod is provided in the position of 0.3-5 m from the exit of a casting_mold | template, and a vibration provision means is a vibration state which detects the vibration state of a continuous casting rod. Since it has a detector and controls the amplitude condition and / or frequency condition of vibration applied to the continuous casting rod based on the signal from this vibration state detector, the applied vibration state can be reliably monitored. Since the applied vibration state is stabilized, the variation in crystal grain size is made uniform, and as a result, a continuous cast bar excellent in machinability and forgeability can be stably and continuously cast.
According to the invention described in ( 8 ), the vibration applying means has a mold temperature detector for detecting the solidification state of the molten aluminum alloy in the mold installed in the mold, and a signal from the mold temperature detector is received. Since the vibration amplitude condition and / or vibration frequency condition applied to the continuous casting rod is controlled based on this, the vibration state suitable for the casting condition can be maintained.
According to the invention described in ( 9 ), the nondestructive inspection device for inspecting the internal structure of the continuous casting rod is provided, and the vibration applying means is a vibration applying device to the continuous casting rod based on a signal from the nondestructive inspection device. Since the amplitude condition and / or the frequency condition of vibration are controlled, the occurrence of feather crystals in the cross section of the continuous cast bar can be suppressed, and the variation in crystal grain size is made uniform, resulting in improved machinability and forgeability. An excellent continuous casting rod can be cast stably and continuously.
According to the invention described in ( 10 ), since the nondestructive inspection measures are one type or a combination of two or more types selected from an ultrasonic inspection device, an eddy current inspection device, and an X-ray inspection device, feedback is easy. This can be realized at the same time as defect inspection.
According to the invention described in ( 11 ), from the surface on the side where solidification of the continuous casting rod being cast is completed , vibrations whose vibration frequency is modulated are applied to the aluminum in the vicinity of the solidification surface via the solidification surface of the continuous casting rod. Since the molten aluminum alloy is solidified while being applied to the molten alloy, the occurrence of feathery crystals in the cross section of the continuous casting rod can be suppressed, and the variation in crystal grain size is made uniform, resulting in improved machinability and forgeability. An excellent continuous cast bar is obtained. Moreover, since the vibration is a vibration whose vibration frequency is modulated, the vibration of the molten aluminum alloy can be prevented from being localized in a standing wave state.
According to the invention described in ( 12 ), since the vibration is a vibration displacement of 5 μm to 100 μm, generation of feather crystals can be suppressed.
According to the invention described in ( 13 ), since the vibration is a vibration of 2 Hz to 500 Hz, generation of feather crystals can be suppressed .
According to the invention described in (14 ), since the continuous casting is casting in the lateral direction, the vibration applying means (device) can be easily selected and attached at a place where there is no influence of the cooling water. Also, horizontal (horizontal) continuous casting has a low initial cost when capital investment is made and all continuous operations are possible, so even if the number of strands is increased, the work load is larger than that of vertical continuous casting. There is a merit in casting cost.
According to the invention described in ( 15 ), the vibration amplitude condition and / or the vibration frequency condition applied to the continuous casting bar are controlled based on a signal from a vibration state detector that detects the vibration state of the continuous casting bar. Therefore, the applied vibration state can be reliably monitored, and since the applied vibration state is stable, the variation in crystal grain size is made uniform, and as a result, a continuous cast bar excellent in machinability and forgeability can be obtained. Can be cast stably and continuously.
According to the invention described in ( 16 ), the amplitude condition of the vibration applied to the continuous casting rod based on the signal from the mold temperature detector for detecting the solidification state of the molten aluminum alloy in the mold installed in the mold, and / or Alternatively, since the vibration frequency condition is controlled, the vibration state suitable for the casting condition can be maintained.
According to the invention described in ( 17 ), the vibration amplitude condition and / or the vibration frequency condition applied to the continuous cast bar is controlled based on a signal from a nondestructive inspection device that inspects the internal structure of the continuous cast bar. Therefore, the occurrence of feathery crystals in the cross section of the continuous cast bar can be suppressed, and the variation in crystal grain size is made uniform. As a result, the continuous cast bar excellent in machinability and forgeability can be stably and continuously produced. Can be cast.
According to the invention described in ( 18 ), the occurrence of feather crystals in a cross section perpendicular to the longitudinal direction is 10% or less, and the others are columnar crystals and / or granular crystals, and therefore excellent in machinability and forgeability. It becomes a continuous casting rod.
According to the invention described in ( 19 ), since the aluminum alloy melt is solidified without adding an additive for refining crystal grains, for example, Al-Ti-B or Al-B is refined. Depending on the operating conditions, TiB 2 may agglomerate in the molten aluminum alloy, and even in Ai-Si alloys that may cause defects in the ingot, the variation in crystal grain size is made uniform. A continuous cast bar with excellent workability and forgeability.
According to the invention described in ( 20 ), Si is contained in an amount of 6% by mass to 20% by mass, Cu is contained in an amount of 2.0% by mass to 5.0% by mass, and Mg is contained in an amount of 0.4% by mass to 2.0% by mass. Therefore, the occurrence of feathery crystals in the cross section of the continuous casting rod can be suppressed, the variation in crystal grain size is uniform, and the average grain size is further refined, resulting in excellent machinability and forgeability. In particular, it becomes a continuous cast bar having characteristics superior in terms of shearability.

本明細書中での羽毛状晶とは、次のように観察されるものである。
(1)試料の採取:鋳塊を縦断面に切断したものを供試材とする(長さ50mmが適切。)。
(2)試料の前処理:切断面を旋盤或いはフライス盤で面削加工した後、20%水酸化ナトリウム液でエッチングしマクロ組織を出す。
(3)観察:目視観察
(4)羽毛状晶であることの判定条件:羽毛状晶は(111)面を双晶化面とし、この両側に面対称をなして格子が整列し、この面に直角の面が優先成長する面となる。そのため、厚さが100μm以下で、幅と長さが極端に広い結晶となる。これが平行に数十枚から数百枚重なるため、目視で羽毛状に観察される。
(5)他の結晶粒径の測定:画像解析装置による。
The feathered crystal in the present specification is observed as follows.
(1) Collecting a sample: A material obtained by cutting an ingot into a longitudinal section is used as a test material (a length of 50 mm is appropriate).
(2) Sample pretreatment: After the cut surface is chamfered with a lathe or a milling machine, it is etched with a 20% sodium hydroxide solution to obtain a macro structure.
(3) Observation: Visual observation (4) Judgment condition for being a feather-like crystal: The feather-like crystal has a (111) plane as a twinning plane, and lattices are aligned on both sides of this plane. The plane perpendicular to the plane is the plane on which priority growth occurs. Therefore, a crystal having a thickness of 100 μm or less and an extremely wide width and length is obtained. Since this overlaps several tens to several hundreds in parallel, it is visually observed as feathers.
(5) Measurement of other crystal grain sizes: by an image analyzer.

本発明に用いる鋳造装置の一例とそれを用いた鋳造方法を説明する。
本発明で用いる方法の、基本的な凝固方法の部分には、直接冷却式鋳造装置であれば、水平連続鋳造装置、縦型連続鋳造装置、縦型半連続鋳造、DC(Direct Chill)連続鋳造装置、ホットトップ鋳造装置、気体加圧式ホットトップ鋳造装置、電磁場鋳造装置の何れかを用いることができる。例えば、中心軸が横方向になるように保持された強制冷却器を有した筒状鋳型の内壁面に気体、液体潤滑剤、その加熱分解気体から選ばれる1種又は2種以上の流体を供給し、筒状鋳型の一端にSiを含有するアルミニウム合金溶湯を供給して柱状金属溶湯を形成し、柱状金属溶湯を筒状鋳型にて凝固させて形成した凝固鋳塊を、筒状鋳型の他端から引き抜く水平連続鋳造法とすることができる。
An example of a casting apparatus used in the present invention and a casting method using the same will be described.
The basic solidification method of the method used in the present invention includes a horizontal continuous casting apparatus, a vertical continuous casting apparatus, a vertical semi-continuous casting, and a DC (Direct Hill) continuous casting as long as it is a direct cooling casting apparatus. Any of an apparatus, a hot top casting apparatus, a gas pressure type hot top casting apparatus, and an electromagnetic field casting apparatus can be used. For example, one or more fluids selected from gas, liquid lubricant, and thermally decomposed gas thereof are supplied to the inner wall surface of a cylindrical mold having a forced cooler held so that the central axis is in the horizontal direction. Then, an aluminum alloy melt containing Si is supplied to one end of the cylindrical mold to form a columnar metal melt, and the solidified ingot formed by solidifying the columnar metal melt in the cylindrical mold It can be a horizontal continuous casting method withdrawn from the end.

<鋳造機の概略>
図2は本発明に用いる水平連続鋳造装置の鋳型付近の一例を示す説明図である。
タンディッシュ250中に貯留されたアルミニウム合金溶湯255が耐火物製板状体210を経て筒状鋳型201に供給されるように、タンディッシュ250、耐火物製板状体210、筒状鋳型201が配置されている。筒状鋳型201は中心軸220がほぼ水平になるように保持されている。アルミニウム合金溶湯255が凝固鋳塊216となるように、筒状鋳型201の内部には筒状鋳型201の強制冷却手段、筒状鋳型201の出口には鋳塊の強制冷却手段が配設されている。図2では、鋳塊を強制冷却する手段の例として、冷却水シャワー装置205が設けられている。筒状鋳型201の出口の近くには、鋳塊の強制冷却された凝固鋳塊216が一定速度で引き出され、連続的に鋳造されるように駆動装置(図示せず。)が設置されている。更に、引き出された鋳造棒となった鋳塊を所定の長さに切断する同調切断機(図示せず。)が配設されている。
筒状鋳型内壁面221と凝固鋳塊216の間に、潤滑性を有する多孔質リング222を介して潤滑油が供給され、筒状鋳型内壁面221と凝固鋳塊216の間に空間を形成している。その結果、鋳造棒の凝固面217は自由端に近い状態となり、鋳造棒側から付与された振動により凝固面217が振動することになる。
又、形成された空間によって鋳造された鋳造棒の表面は滑らかになるので、振動の付与が容易で確実になるので好ましい。又、タンディッシュ250において水平レベルを維持して鋳造するので、アルミニウム合金溶湯255の乱れが少なく、付与した振動による組織の微細化効果がより良く得られる。
<Outline of casting machine>
FIG. 2 is an explanatory view showing an example of the vicinity of the mold of the horizontal continuous casting apparatus used in the present invention.
The tundish 250, the refractory plate-like body 210, and the cylindrical mold 201 are arranged so that the molten aluminum alloy 255 stored in the tundish 250 is supplied to the cylindrical mold 201 through the refractory plate-like body 210. Has been placed. The cylindrical mold 201 is held so that the central axis 220 is substantially horizontal. A forced cooling means for the cylindrical mold 201 is provided inside the cylindrical mold 201 and a forced cooling means for the ingot is provided at the outlet of the cylindrical mold 201 so that the molten aluminum alloy 255 becomes the solidified ingot 216. Yes. In FIG. 2, a cooling water shower device 205 is provided as an example of means for forcibly cooling the ingot. In the vicinity of the outlet of the cylindrical mold 201, a driving device (not shown) is installed so that the solidified ingot 216 forcibly cooled ingot is drawn out at a constant speed and continuously cast. . Further, a synchronous cutting machine (not shown) is provided for cutting the ingot that has become the drawn cast bar into a predetermined length.
Lubricating oil is supplied between the cylindrical mold inner wall surface 221 and the solidified ingot 216 via a porous ring 222 having lubricity, and a space is formed between the cylindrical mold inner wall surface 221 and the solidified ingot 216. ing. As a result, the solidified surface 217 of the cast bar becomes close to the free end, and the solidified surface 217 vibrates due to vibration applied from the cast bar side.
Further, the surface of the cast bar cast by the formed space is smooth, so that the application of vibration is easy and reliable, which is preferable. Further, since the tundish 250 is cast while maintaining the horizontal level, the disorder of the molten aluminum alloy 255 is small, and the effect of refining the structure by the applied vibration can be obtained better.

本発明に用いる鋳造装置の鋳型付近の別の一例を、図3に示すホットトップ鋳造装置の説明図で説明する。
水冷鋳型301の上部に、耐火物製の溶湯受部(ヘッダー)311が設けられている。アルミニウム合金溶湯341は、他のDC連続鋳造装置のスパウト供給方式ではなく、直接水冷鋳型301に水平に供給される。水冷鋳型301は、冷却水によって冷却されている。水冷鋳型301内に導入されたアルミニウム合金溶湯341は、水冷鋳型301に接する部分において凝固殻を形成して収縮し、凝固した凝固鋳塊342は下型321によって水冷鋳型301から下方に引出される。このとき、凝固鋳塊342は水冷鋳型301から供給される水冷ジェット302、更に水槽内の水331によって冷却され、完全に凝固させられる。下型321が動き得る下端部に達すれば、鋳造棒となった鋳塊は所定の位置で切断されて取出される。
凝固殻を形成して収縮した結果、鋳造棒の凝固面343は自由端に近い状態となり、鋳造棒側から付与された振動により凝固面343が振動することになる。
本方式では、鋳造スタート時にスパウトのフローとの調整が不要で、モールド長さを短くすることができ、鋳造棒の表面が滑らかになるので、振動の付与が容易で確実になるので好ましい。又、水平レベルを維持して鋳造するので、アルミニウム合金溶湯341の乱れが少なく、付与した振動による組織の微細化効果がより良く得られる。
気体加圧式ホットトップ鋳造装置は、ホットトップ鋳造方式における溶湯受部(ヘッダー)311と水冷鋳型301の間から気体を供給することにより、アルミニウム合金溶湯341が水冷鋳型301と接触せず、水冷のみで鋳塊を冷却凝固できるので、凝固鋳塊342の表面の品質が高まるので、振動付与に対して好ましい。
Another example of the vicinity of the mold of the casting apparatus used in the present invention will be described with reference to the explanatory view of the hot top casting apparatus shown in FIG.
A refractory molten metal receiving part (header) 311 is provided on the water-cooled mold 301. The molten aluminum alloy 341 is directly supplied horizontally to the water-cooled mold 301 instead of the spout supply method of other DC continuous casting apparatuses. The water cooling mold 301 is cooled by cooling water. The molten aluminum alloy 341 introduced into the water-cooled mold 301 shrinks by forming a solidified shell at a portion in contact with the water-cooled mold 301, and the solidified ingot 342 is drawn downward from the water-cooled mold 301 by the lower mold 321. . At this time, the solidified ingot 342 is cooled and solidified completely by the water-cooled jet 302 supplied from the water-cooled mold 301 and the water 331 in the water tank. When reaching the lower end where the lower mold 321 can move, the ingot that has become a cast bar is cut at a predetermined position and taken out.
As a result of forming and shrinking the solidified shell, the solidified surface 343 of the cast bar becomes close to the free end, and the solidified surface 343 vibrates due to vibration applied from the cast bar side.
This method is preferable because it does not require adjustment with the spout flow at the start of casting, the mold length can be shortened, and the surface of the casting rod becomes smooth, so that vibration can be easily and reliably applied. Moreover, since the casting is performed while maintaining the horizontal level, the aluminum alloy molten metal 341 is less disturbed, and the effect of refining the structure due to the applied vibration can be better obtained.
The gas pressurized hot top casting apparatus supplies gas from between the molten metal receiving part (header) 311 and the water cooling mold 301 in the hot top casting system, so that the aluminum alloy molten metal 341 does not contact the water cooling mold 301 and only water cooling is performed. Since the ingot can be cooled and solidified, the quality of the surface of the solidified ingot 342 is improved.

<本発明の振動付与装置>
本発明の振動付与装置の一例を、図1の概略図を基に説明する。
本発明で用いる装置には、鋳造が完了した鋳造棒1の表面に機械的振動を付与する振動付与装置(振動付与手段)411が設けられている。図1に示した振動付与装置411は、筒状鋳型201の出口と、この筒状鋳型201で鋳造した鋳造棒1を支持する支持部401との間の鋳造棒1に、機械的振動を付与するように配設されている。
振動付与装置411は、振動面412、振動器413、振動器駆動装置414、振動面移動装置415、振動位置移動装置416、鋳型温度検出器417、鋳造棒検出器418、振動状態検出器419、振動制御装置420などで構成されている。
符号431は非破壊検査装置である。
<Vibration imparting device of the present invention>
An example of the vibration applying device of the present invention will be described based on the schematic diagram of FIG.
The apparatus used in the present invention is provided with a vibration applying device (vibration applying means) 411 that applies mechanical vibration to the surface of the cast rod 1 that has been cast. The vibration imparting device 411 shown in FIG. 1 imparts mechanical vibration to the cast bar 1 between the outlet of the cylindrical mold 201 and the support portion 401 that supports the cast bar 1 cast by the cylindrical mold 201. It is arranged to do.
The vibration applying device 411 includes a vibration surface 412, a vibrator 413, a vibrator driving device 414, a vibration surface moving device 415, a vibration position moving device 416, a mold temperature detector 417, a casting rod detector 418, a vibration state detector 419, The vibration control device 420 is used.
Reference numeral 431 denotes a nondestructive inspection apparatus.

ここで、支持部401は、筒状鋳型201から引き出された鋳造棒1を支持し、振動の節となるように支える点である。図1では、回転ロールを、鋳造棒1の側面、水平連続鋳造であるので下側面に当接させることで支持している。又は、楔型状、逆三角形状、半円状などの凸状部を鋳造棒1の側面、水平連続鋳造の場合は下側面に当接させることで支持することもできる。
更に、鋳造棒1の引き出し機能を持たせることも可能で、その場合は、鋳造棒1を回転ロールで挟み込む構造とすることもできる。図1では、上下から回転ロールで挟んでいる構造としている。
支持部401の材質は、移動する鋳造棒1によって摩耗しないもの、逆に鋳造棒1の表面を傷つけないものであれば、どのようなものでも用いることができる。
支持部401は、筒状鋳型201の出口から所定の位置、例えば、0.3m〜5mの位置に設けることができる。
Here, the support part 401 is a point which supports the casting rod 1 pulled out from the cylindrical mold 201 and supports it so as to become a vibration node. In FIG. 1, the rotating roll is supported by being brought into contact with the bottom surface of the casting bar 1 because it is a horizontal continuous casting. Alternatively, it can be supported by bringing a convex portion such as a wedge shape, an inverted triangular shape, or a semicircular shape into contact with the side surface of the casting rod 1 or the lower side surface in the case of horizontal continuous casting.
Furthermore, it is possible to have a function of pulling out the casting rod 1, and in that case, the casting rod 1 may be sandwiched between rotating rolls. In FIG. 1, it is set as the structure pinched | interposed with the rotating roll from the upper and lower sides.
Any material can be used for the support portion 401 as long as it does not wear due to the moving casting rod 1 and does not damage the surface of the casting rod 1.
The support portion 401 can be provided at a predetermined position from the outlet of the cylindrical mold 201, for example, at a position of 0.3 m to 5 m.

ここで、振動面412は、所定の振り幅、周波数にて振動していて鋳造棒1の側面に当接することにより、鋳造棒1に機械的振動を付与するものである。振動面412は、振動器413からの振動を鋳造棒1に伝達するものであり、かつ、鋳造棒1が鋳造されて進行するのを妨げない機構を有したものである。図1では、振動面412を金属製の回転ロールとし、鋳造棒1の上側面に回転ロールの側面が接している構造となっている。回転ロールは、鋳造棒1の側面を傷つけることなく振動を付与することができるので好ましい。回転ロールの直径は、鋳造棒1の移動速度との兼ね合いで決めることができ、例えば、移動速度が400mm/min〜1200mm/minの場合、その直径は30mm〜50mmとすることができる。又、回転ロールの側面の幅は、鋳造棒1の直径との兼ね合いで決めることができ、例えば、鋳造棒1の直径が25mm〜100mm場合、その幅は10mm〜20mmとすることができる。
回転ロールの材質は、移動する鋳造棒1によって摩耗しないもの、逆に鋳造棒1の表面を傷つけないものであれば、どのようなものでも用いることができ、例えば、鉄又はSUS製の回転ロールとすることができる。
振動面412は、筒状鋳型201の出口から所定の位置、例えば、支持部401までの間に設けることができ、付与する振動周波数の波長との兼ね合いで位置は微調整するのが良い。
尚、図1では、振動面412を筒状鋳型201の出口から支持部401までの間に設けたが、振動面412を支持部401の下流側に設けても良い。
Here, the vibration surface 412 vibrates at a predetermined swing width and frequency and abuts against the side surface of the casting rod 1 to impart mechanical vibration to the casting rod 1. The vibration surface 412 transmits the vibration from the vibrator 413 to the casting rod 1 and has a mechanism that does not prevent the casting rod 1 from being cast and proceed. In FIG. 1, the vibrating surface 412 is a metal rotating roll, and the side surface of the rotating roll is in contact with the upper side surface of the casting rod 1. The rotating roll is preferable because it can impart vibration without damaging the side surface of the casting rod 1. The diameter of the rotating roll can be determined in consideration of the moving speed of the casting rod 1. For example, when the moving speed is 400 mm / min to 1200 mm / min, the diameter can be 30 mm to 50 mm. Further, the width of the side surface of the rotary roll can be determined in consideration of the diameter of the casting rod 1. For example, when the diameter of the casting rod 1 is 25 mm to 100 mm, the width can be 10 mm to 20 mm.
As the material of the rotating roll, any material can be used as long as it does not wear due to the moving casting rod 1, and conversely does not damage the surface of the casting rod 1, for example, an iron or SUS rotating roll. It can be.
The vibration surface 412 can be provided from the outlet of the cylindrical mold 201 to a predetermined position, for example, to the support portion 401, and the position is preferably finely adjusted in consideration of the wavelength of the vibration frequency to be applied.
In FIG. 1, the vibration surface 412 is provided between the outlet of the cylindrical mold 201 and the support portion 401, but the vibration surface 412 may be provided on the downstream side of the support portion 401.

ここで、振動器413は、振動面412を所定の振り幅、周波数にて振動させるための振動源であり、例えば、電気信号を与えることにより体積変化する磁歪素子、電歪素子、機械的に振動運動している回転車、回転ベルト、空気圧によって体積変化する空気シリンダーなどを用いることができる。図1では、磁歪素子を振動面移動装置415と振動面412との間に設けてそれぞれを螺子止めで結合させている。   Here, the vibrator 413 is a vibration source for vibrating the vibrating surface 412 at a predetermined amplitude and frequency. For example, a magnetostrictive element, an electrostrictive element, or a mechanically changing volume when an electric signal is given. A rotating wheel, a rotating belt, an air cylinder whose volume is changed by air pressure, or the like can be used. In FIG. 1, the magnetostrictive element is provided between the vibration surface moving device 415 and the vibration surface 412 and each is coupled by screwing.

ここで、振動器駆動装置414は、振動面412が設定された所定の振動条件(振動周波数、振幅)によって適切な振動動作をするように駆動するものであり、振動制御装置420からの指令に基づいて振動条件を調整できるものが好ましい。   Here, the vibrator driving device 414 is driven so as to perform an appropriate vibration operation according to a predetermined vibration condition (vibration frequency, amplitude) in which the vibration surface 412 is set, and in response to a command from the vibration control device 420. Those capable of adjusting the vibration conditions based on the above are preferable.

ここで、振動面移動装置415は、振動面412が鋳造棒1の所定の位置で所定の強さで接して適切な振動動作を付与できるように振動面412への接触圧力を調整するものであり、例えば、ガスシリンダー、ばね、ゴム、弾性体などを用いることができる。ガスシリンダーを用いた場合、0.3MPa〜0.5MPaとすることができる。振動面移動装置415は、振動制御装置420からの指令に基づいて接触圧力を調整できるものが好ましい。   Here, the vibration surface moving device 415 adjusts the contact pressure to the vibration surface 412 so that the vibration surface 412 can be contacted with a predetermined strength at a predetermined position of the casting rod 1 to give an appropriate vibration operation. For example, a gas cylinder, a spring, rubber, an elastic body, etc. can be used. When a gas cylinder is used, the pressure can be set to 0.3 MPa to 0.5 MPa. The vibration surface moving device 415 is preferably capable of adjusting the contact pressure based on a command from the vibration control device 420.

ここで、振動位置移動装置416は、振動面412が鋳造棒1の所定の位置に接して適切な振動動作をするように位置を調整するものであり、例えば、XYZステージなどを用いることができる。振動位置移動装置416は、振動制御装置420からの指令に基づいて位置を調整できるものが好ましい。   Here, the vibration position moving device 416 adjusts the position so that the vibration surface 412 is in contact with a predetermined position of the casting rod 1 and performs an appropriate vibration operation. For example, an XYZ stage can be used. . The vibration position moving device 416 is preferably capable of adjusting the position based on a command from the vibration control device 420.

ここで、鋳型温度検出器417は、筒状鋳型201に設置され、筒状鋳型201内のアルミニウム合金溶湯255の凝固状態を、温度で検出するものである。そして、例えば、図1に実線で示すように、鋳型温度検出器417を筒状鋳型201の上側に設置すると、鋳造棒1に適切な振動及び変位を与えることにより、鋳型温度検出器417を設置した筒状鋳型201の上側部分の温度は上昇し、又、図1に点線で示すように、鋳型温度検出器417を筒状鋳型201の下側に設置すると、鋳造棒1に適切な振動及び変位を与えることにより、鋳型温度検出器417を設置した筒状鋳型201の下側部分の温度は下降する。鋳型温度検出器417はこの温度変化を検出し、振動制御装置420へ送る。鋳型温度検出器は417は実線の位置及び点線の位置に設置するのが好ましいが、いずれか一方の位置に設置しても良い。   Here, the mold temperature detector 417 is installed in the cylindrical mold 201 and detects the solidified state of the molten aluminum alloy 255 in the cylindrical mold 201 by temperature. For example, as shown by a solid line in FIG. 1, when the mold temperature detector 417 is installed on the upper side of the cylindrical mold 201, the mold temperature detector 417 is installed by giving appropriate vibration and displacement to the casting rod 1. The temperature of the upper portion of the cylindrical mold 201 is increased, and when the mold temperature detector 417 is installed on the lower side of the cylindrical mold 201 as shown by a dotted line in FIG. By giving the displacement, the temperature of the lower part of the cylindrical mold 201 provided with the mold temperature detector 417 is lowered. The mold temperature detector 417 detects this temperature change and sends it to the vibration control device 420. The mold temperature detector 417 is preferably installed at the position of the solid line and the position of the dotted line, but may be installed at one of the positions.

ここで、鋳造棒検出器418は、支持部401を通過した鋳造棒1の有無及び/又は移動速度を検出し、振動制御装置420及び/又は非破壊検査装置431(非破壊検査装置431への信号線は図示を省略。)に検査開始の信号を送るものであり、例えば、光、電磁力、渦電流などを用いることができる。光センサーの場合、装置が簡単になるために好ましい。又、鋳造棒1を検出することにより、振動開始信号を振動制御装置420に送ることもできる。   Here, the cast bar detector 418 detects the presence / absence and / or movement speed of the cast bar 1 that has passed through the support portion 401, and the vibration control device 420 and / or the nondestructive inspection device 431 (to the nondestructive inspection device 431). The signal line is not shown in the figure.) A signal for starting the inspection is sent to the signal line. For example, light, electromagnetic force, eddy current, or the like can be used. In the case of an optical sensor, it is preferable because the apparatus becomes simple. Further, by detecting the casting rod 1, a vibration start signal can be sent to the vibration control device 420.

ここで、振動状態検出器419は、鋳造棒1の振動周波数、振動変位を検出し、振動制御装置420に送るものであり、例えば、振動をスイッチ信号に変換する振動センサー、CCDレザー光による変位センサーを用いることができる。又、鋳造棒検出器418の機能を振動状態検出器419に持たせたり、振動状態検出器419の機能を鋳造棒検出器418に持たせることにより、検出器の数を削減することもできる。
尚、図1では、振動状態検出器419を支持部401の下流側に設けたが、振動状態検出器419を筒状鋳型201の出口から支持部401までの間に設けても良い。
Here, the vibration state detector 419 detects the vibration frequency and vibration displacement of the casting rod 1 and sends it to the vibration control device 420. For example, a vibration sensor for converting vibration into a switch signal, displacement by CCD leather light. A sensor can be used. Further, the number of detectors can be reduced by providing the vibration state detector 419 with the function of the casting rod detector 418 or by providing the casting rod detector 418 with the function of the vibration state detector 419.
In FIG. 1, the vibration state detector 419 is provided on the downstream side of the support portion 401, but the vibration state detector 419 may be provided between the outlet of the cylindrical mold 201 and the support portion 401.

ここで、振動制御装置420は、連鋳棒1が筒状鋳型201から支持部401を通過して移動してくるのを鋳造棒検出器418からの信号に基づいて確認した後、鋳型温度検出器417、振動状態検出器419からの信号の少なくとも1つの信号に基づき、振動器駆動装置414、振動面移動装置415、振動位置移動装置416に指令を与えて振動付与動作を制御するものである。制御内容は予めプログラムして記憶さておくことができる。又、外部から入力されるデータ(例えば、非破壊検査装置431からの信号(データ)。)に基づき、振動条件を自動的に判定して設定する機能を持たせることもできる。判定して設定する内容は、予めプログラムして記憶さておくことができる。   Here, the vibration control device 420 confirms that the continuous casting rod 1 moves from the cylindrical mold 201 through the support portion 401 based on a signal from the casting rod detector 418, and then detects the mold temperature. Based on at least one of the signals from the vibrator 417 and the vibration state detector 419, the vibration applying operation is controlled by giving a command to the vibrator driving device 414, the vibration surface moving device 415, and the vibration position moving device 416. . The control content can be programmed and stored in advance. In addition, it is possible to provide a function for automatically determining and setting the vibration condition based on data input from the outside (for example, a signal (data) from the nondestructive inspection device 431). The contents to be determined and set can be programmed and stored in advance.

ここで、非破壊検査装置431は、鋳造棒1の内部組織状態又は不連続状態を検出し、振動制御装置420に送るものであり、例えば、超音波検査装置、過流探傷検査装置、X線検査装置から選ばれる1種又は2種以上を組み合わせるのが望ましい。   Here, the nondestructive inspection device 431 detects the internal structure state or discontinuous state of the casting rod 1 and sends it to the vibration control device 420. For example, an ultrasonic inspection device, an overflow flaw detection device, an X-ray It is desirable to combine one or two or more selected from inspection apparatuses.

振動付与装置411は、鋳造棒1に5μm〜100μm(より好ましくは10μm〜20μm。)の振動変位を付与するものであることが好ましい。このように従来の常識より比較的大きく鋳造棒1全体を振動させることにより、凝固方向に垂直な方向の振動が付与できる。この振動変位のものが羽毛状晶発生を抑えるのに効果的である。これ未満であると、効果が低減する。これを超えると、鋳造の運転が不安定になる。
振動付与装置411は、鋳造棒1に2Hz〜500Hz(好ましくは10Hz〜50Hz。)の振動を付与するものであることが好ましい。この周波数のものが羽毛状晶発生を抑えるのに効果的である。これ未満であると、効果が低減する。これを超えると、鋳造の運転が不安定になる。
It is preferable that the vibration imparting device 411 imparts a vibration displacement of 5 μm to 100 μm (more preferably 10 μm to 20 μm) to the casting rod 1. In this way, vibration in the direction perpendicular to the solidification direction can be applied by vibrating the entire casting rod 1 relatively larger than conventional common sense. This vibration displacement is effective in suppressing the generation of feather crystals. If it is less than this, the effect is reduced. Beyond this, the casting operation becomes unstable.
It is preferable that the vibration imparting device 411 imparts a vibration of 2 Hz to 500 Hz (preferably 10 Hz to 50 Hz) to the casting rod 1. Those having this frequency are effective in suppressing the generation of feather crystals. If it is less than this, the effect is reduced. Beyond this, the casting operation becomes unstable.

振動器駆動装置414に設けられた発振器は、周波数の設定ばかりでなく、波形も自由に設定できるのが好ましい。例えば、波形も自由に変えられて鋸波、パルス波、三角波等が得られるものが好ましい。インパルス状の波形を重ねることで、ハンマー効果を得ることができるので好ましい。   It is preferable that the oscillator provided in the vibrator driving device 414 can freely set not only the frequency but also the waveform. For example, it is preferable that the waveform can be freely changed to obtain a sawtooth wave, a pulse wave, a triangular wave, or the like. Overlapping impulse-shaped waveforms is preferable because a hammer effect can be obtained.

又、振動が、振動周波数に対して変調が付与されている振動であることが好ましい。単一周波数では定在波となって遊離した結晶粒の分散が不十分な場合、変調した振動を付与することによって遊離した結晶粒をより拡散させることができるからである。   Moreover, it is preferable that the vibration is a vibration in which modulation is applied to the vibration frequency. This is because, when the dispersion of the crystal grains that are standing waves at the single frequency is insufficient, the crystal grains that are liberated can be diffused by applying a modulated vibration.

超音波振動を更に付与することも好ましい。超音波振動は、凝固核の数を増加させるという効果が期待できるので、補助手段として用いることが好ましい。このとき、超音波振動を付与する方法として、例えば、鋳造棒1の表面を介して振動を伝える方法がある。   It is also preferable to further apply ultrasonic vibration. Since ultrasonic vibration can be expected to increase the number of solidification nuclei, it is preferably used as an auxiliary means. At this time, as a method of applying ultrasonic vibration, for example, there is a method of transmitting vibration through the surface of the casting rod 1.

振動面、振動器、振動器駆動装置、振動面移動装置を一体に構築した装置を用いることも可能である。例えば、市販のバイブレーターを用いることができる。この場合、振動器はバイブレーターの駆動機構、振動面はバイブレーターの振動面、振動面移動装置はバイブレーターのクッション機構、振動器駆動装置はバイブレーターに内蔵された回路部が対応する部分となる。   It is also possible to use an apparatus in which a vibration surface, a vibrator, a vibrator driving device, and a vibration surface moving device are integrated. For example, a commercially available vibrator can be used. In this case, the vibrator is a driving mechanism of the vibrator, the vibration surface is a vibration surface of the vibrator, the vibration surface moving device is a cushion mechanism of the vibrator, and the vibrator driving device is a portion corresponding to a circuit unit built in the vibrator.

可聴音波の全域をカバーする場合は、可聴音波を電気的に発振するスピーカーホーンを用いることができる。伝達ホーンの形状は振動の伝播が集中する集音器の形状であるのが、振動の伝播効率が上がるので好ましい。   When covering the whole area of the audible sound wave, a speaker horn that electrically oscillates the audible sound wave can be used. The shape of the transmission horn is preferably the shape of a sound collector in which the propagation of vibration is concentrated because the propagation efficiency of vibration is improved.

以上の振動付与装置は、1種又は2種以上を組み合わせて用いても良い。   You may use the above vibration provision apparatus 1 type or in combination of 2 or more types.

<鋳型の詳細>
図2に示すように、筒状鋳型201は、中心軸220がほぼ水平状になるように保持され、鋳型冷却水キャビティ204内に冷却水202を通して筒状鋳型201を冷却することにより筒状鋳型201内に充満した柱状金属溶湯215の熱を筒状鋳型内壁面221に接触する面から奪い、その表面に凝固殻を形成する筒状鋳型201の強制冷却手段と、筒状鋳型201の出口側端末において凝固鋳塊216に直接冷却水を当てるように冷却水シャワー装置205から冷却水202を放出して筒状鋳型201内の柱状金属溶湯215を凝固させる強制冷却手段を有した鋳型である。更に、筒状鋳型201は、その冷却水シャワー装置205の噴出口と反対側の一端は耐火物製板状体210を介してタンディッシュ250に接続されている。図2では、冷却水供給管203を介して筒状鋳型201の強制冷却のための冷却水、凝固鋳塊216の強制冷却のための冷却水を供給しているが、それぞれ別々に冷却水を供することもできる。
<Details of mold>
As shown in FIG. 2, the cylindrical mold 201 is held so that the central axis 220 is substantially horizontal, and the cylindrical mold 201 is cooled by passing cooling water 202 into the mold cooling water cavity 204. The forced cooling means of the cylindrical mold 201 that removes the heat of the columnar metal melt 215 filled in the 201 from the surface in contact with the cylindrical mold inner wall surface 221 and forms a solidified shell on the surface, and the outlet side of the cylindrical mold 201 This mold has a forced cooling means for discharging the cooling water 202 from the cooling water shower device 205 so that the cooling water is directly applied to the solidified ingot 216 at the terminal to solidify the columnar metal melt 215 in the cylindrical mold 201. Furthermore, the cylindrical mold 201 is connected to the tundish 250 through a refractory plate-like body 210 at one end opposite to the jet port of the cooling water shower device 205. In FIG. 2, cooling water for forced cooling of the cylindrical mold 201 and cooling water for forced cooling of the solidified ingot 216 are supplied via the cooling water supply pipe 203. Can also be provided.

冷却水シャワー装置205の噴出口の中心軸の延長線が鋳造された凝固鋳塊216の表面に当たる位置から、筒状鋳型201と耐火物製板状体210との接触面までの長さを有効モールド長(図2符合L参照。)と言い、15mm〜70mmであるのが好ましい。この有効モールド長が15mm未満では良好な皮膜が形成されない等から鋳造不可となり、70mmを超えると、強制冷却の効果が無く、筒状鋳型内壁面221による凝固が支配的になって筒状鋳型201と柱状金属溶湯215もしくは凝固殻との接触抵抗が大きくなり、鋳肌に割れが生じたり、筒状鋳型201内部で千切れたりする等、鋳造が不安定になるので好ましくはない。   Effective length from the position where the extension line of the central axis of the outlet of the cooling water shower device 205 hits the surface of the cast ingot 216 to the contact surface between the cylindrical mold 201 and the refractory plate 210 It is called the mold length (see reference numeral L in FIG. 2), and is preferably 15 mm to 70 mm. If the effective mold length is less than 15 mm, casting is impossible because a good film is not formed. If the effective mold length exceeds 70 mm, there is no effect of forced cooling, and solidification by the cylindrical mold inner wall surface 221 is dominant and the cylindrical mold 201 is not. And the columnar metal melt 215 or the solidified shell increases in contact resistance, and the casting becomes unstable, such as cracking in the casting surface or tearing inside the cylindrical mold 201.

筒状鋳型201の材質はアルミニウム、銅、もしくはそれらの合金から選ばれる1種又は2種以上の組み合わせであるのが好ましい。熱伝導性、耐熱性、機械強度の点から材質の組み合わせを選ぶことができる。   The material of the cylindrical mold 201 is preferably one or a combination of two or more selected from aluminum, copper, or alloys thereof. A combination of materials can be selected in terms of thermal conductivity, heat resistance, and mechanical strength.

更に、筒状鋳型201の柱状金属溶湯215と接触する面にリング状に、自己潤滑性を保有した浸透性多孔質材(多孔質リング222)を装填した鋳型であるのが好ましい。リング状とは、筒状鋳型内壁面221の円周方向の全体に装着した状態である。浸透性多孔質材の通気度が0.005L/(cm2/min)〜0.03L/(cm2/min)(より好ましくは0.007L/(cm2/min)〜0.02L/(cm2/min)。)であるのが好ましい。装着する浸透性多孔質材の厚さは特に限定されないが、2mm〜10mm(より好ましくは3〜8mm。)であることが好ましい。浸透性多孔質材として、例えば、通気度が0.008L/(cm2/min)〜0.012L/(cm2/min)の黒鉛を用いることができる。ここで、通気度とは、5mmの厚さの試験片に対して圧力2kg/cm2の空気の毎分の通気量を測定したものである。 Further, a mold in which a permeable porous material having a self-lubricating property (porous ring 222) is loaded in a ring shape on the surface of the cylindrical mold 201 that contacts the molten metal column 215 is preferable. The ring shape is a state where the entire inner wall surface 221 of the cylindrical mold is attached in the circumferential direction. Air permeability of the permeable porous material 0.005L / (cm 2 /min)~0.03L/(cm 2 / min) ( more preferably 0.007L / (cm 2 / min) ~0.02L / ( cm 2 / min))). The thickness of the permeable porous material to be attached is not particularly limited, but is preferably 2 mm to 10 mm (more preferably 3 to 8 mm). As permeable porous material, e.g., air permeability can be used graphite 0.008L / (cm 2 /min)~0.012L/(cm 2 / min). Here, the air permeability is obtained by measuring the air flow rate per minute of air having a pressure of 2 kg / cm 2 with respect to a test piece having a thickness of 5 mm.

有効モールド長Lのうち5mm〜15mmに浸透性多孔質材が装着されている筒状鋳型201を用いることが好ましい。耐火物製板状体210、筒状鋳型201、浸透性多孔質材(多孔質リング222)の合わせ面に、Oリング213を配設するのが好ましい。   It is preferable to use a cylindrical mold 201 in which a permeable porous material is attached to an effective mold length L of 5 mm to 15 mm. An O-ring 213 is preferably disposed on the mating surface of the refractory plate-like body 210, the cylindrical mold 201, and the permeable porous material (porous ring 222).

筒状鋳型201の半径方向断面の内壁の形状は、円状以外に、三角形や矩形断面形状もしくは対称軸や対称面を持たない異形断面形状を有した形状でも良い。或いは、中空鋳塊を成形する場合は、鋳型内部に中子を保持したものでも良い。そして、筒状鋳型201は、両端が開放した鋳型であって、耐火物製板状体210に穿設された注湯口211を介して一端から内部へアルミニウム合金溶湯255が進入し、他端から凝固鋳塊216が押し出、又は引き出される。   The shape of the inner wall of the radial cross section of the cylindrical mold 201 may be a triangle, a rectangular cross-sectional shape, or a shape having an irregular cross-sectional shape having no symmetry axis or plane of symmetry, in addition to a circular shape. Or when forming a hollow ingot, what hold | maintained the core inside the mold may be used. The cylindrical mold 201 is a mold whose both ends are open, and the molten aluminum alloy 255 enters the inside from one end through the pouring port 211 formed in the refractory plate-like body 210, and from the other end. The solidified ingot 216 is extruded or pulled out.

筒状鋳型内壁面221は凝固鋳塊216の引出し方向に向けて中心軸220と0度〜3度(より好ましくは0度〜1度。)の仰角で形成されている。仰角0度未満では凝固鋳塊216が筒状鋳型201から引き出される際に筒状鋳型201の出口で抵抗を受けるために鋳造が不可能となり、一方3度を越えると、筒状鋳型内壁面221の柱状合金溶湯215への接触が不充分になり、柱状合金溶湯215や凝固殻から筒状鋳型201への抜熱効果が低下することによって凝固が不十分となる。その結果、凝固鋳塊216の表面に再溶融肌が生じ、又は筒状鋳型201の端部から未凝固のアルミニウム合金溶湯が噴出するなどの鋳造トラブルにつながる可能性が高くなるので好ましくない。   The cylindrical mold inner wall surface 221 is formed at an elevation angle of 0 degrees to 3 degrees (more preferably 0 degrees to 1 degree) with respect to the central axis 220 toward the drawing direction of the solidified ingot 216. If the elevation angle is less than 0 degrees, casting is impossible because the solidified ingot 216 receives resistance at the outlet of the cylindrical mold 201 when the solidified ingot 216 is pulled out from the cylindrical mold 201, whereas if it exceeds 3 degrees, the cylindrical mold inner wall surface 221 is exceeded. The contact with the molten columnar alloy 215 becomes insufficient, and the effect of removing heat from the molten columnar alloy 215 or the solidified shell to the cylindrical mold 201 is lowered, resulting in insufficient solidification. As a result, remelted skin is generated on the surface of the solidified ingot 216, or there is a high possibility that it may lead to casting troubles such as ejection of unsolidified molten aluminum alloy from the end of the cylindrical mold 201, which is not preferable.

タンディッシュ250は、外部の溶解炉等によって規定の合金成分に調整されたアルミニウム合金溶湯255を受ける溶湯流入部251、溶湯保持部252、筒状鋳型201への流出部253から構成されている。タンディッシュ250は、アルミニウム合金溶湯255の液面レベル254を筒状鋳型201の上面より高い位置に維持し、かつ、多連鋳造の場合には、各筒状鋳型201にアルミニウム合金溶湯255を安定的に分配するものである。タンディッシュ250内の溶湯保持部252に保持されたアルミニウム合金溶湯255は耐火物製板状体210に設けられた注湯口211から筒状鋳型201に注湯されている。   The tundish 250 includes a molten metal inflow portion 251 that receives the molten aluminum alloy 255 adjusted to a prescribed alloy component by an external melting furnace or the like, a molten metal holding portion 252, and an outflow portion 253 to the cylindrical mold 201. The tundish 250 maintains the liquid level 254 of the molten aluminum alloy 255 at a position higher than the upper surface of the cylindrical mold 201, and stabilizes the molten aluminum alloy 255 in each cylindrical mold 201 in the case of multiple casting. Will be distributed. The molten aluminum alloy 255 held by the molten metal holding part 252 in the tundish 250 is poured into the tubular mold 201 from the pouring port 211 provided in the refractory plate-like body 210.

耐火物製板状体210は、タンディッシュ250と筒状鋳型201とを隔てるためのものであり、耐火断熱性を備えている材質のものを用いることができ、例えば、株式会社ニチアス製ルミボード、フォセコ株式会社製インシュラル、イビデン株式会社製ファイバーブランケットボードを挙げることができる。耐火物製板状体210は注湯口211を形成できるような形状を有している。注湯口211は耐火物製板状体210が筒状鋳型内壁面221より内側に張り出した部分に1個又は2個以上形成することができる。   The refractory plate-like body 210 is for separating the tundish 250 and the cylindrical mold 201, and can be made of a material having fire-resistant and heat-insulating properties. Examples include Insular manufactured by Foseco Co., Ltd. and Fiber Blanket Board manufactured by Ibiden Co., Ltd. The refractory plate-like body 210 has such a shape that the pouring port 211 can be formed. One or two or more pouring gates 211 can be formed in a portion where the refractory plate-like body 210 projects inward from the cylindrical mold inner wall surface 221.

符号208は流体を供給する流体供給管である。流体としては潤滑流体を挙げることができる。流体は、気体、液体潤滑剤から選ばれるいずれか1種又は2種以上の流体とすることができる。気体、液体潤滑剤の供給管は別々に設けることが好ましい。流体供給管208から加圧供給された流体は環状通路224を通って筒状鋳型201と耐火物製板状体210との間の隙間に供給される。筒状鋳型201が耐火物製板状210体に面する部位に200μm以下の隙間が形成されているのが好ましい。この隙間は、アルミニウム合金溶湯255が差し込まない程度で、流体が、筒状鋳型内壁面221へ流出できる程度の大きさである。図2に示した形態では、環状通路224は筒状鋳型201に装着された浸透性多孔質材(多孔質リング222)の外周面側に対峙して穿設され、流体はかけられた圧力によって浸透性多孔質材の内部に浸透してアルミニウム合金溶湯255と接触する浸透性多孔質の全面に送られ、筒状鋳型内壁面221に供給される。液体潤滑剤は加熱されて分解気体となって、筒状鋳型内壁面221に供給される場合もある。   Reference numeral 208 denotes a fluid supply pipe for supplying fluid. The fluid can include a lubricating fluid. The fluid may be any one or two or more fluids selected from gas and liquid lubricant. The supply pipes for the gas and liquid lubricant are preferably provided separately. The fluid pressurized and supplied from the fluid supply pipe 208 is supplied to the gap between the cylindrical mold 201 and the refractory plate-like body 210 through the annular passage 224. It is preferable that a gap of 200 μm or less is formed in a portion where the cylindrical mold 201 faces the refractory plate-like 210 body. The gap is large enough to allow the fluid to flow out to the cylindrical mold inner wall surface 221 so that the molten aluminum alloy 255 is not inserted. In the form shown in FIG. 2, the annular passage 224 is perforated on the outer peripheral surface side of the permeable porous material (porous ring 222) attached to the cylindrical mold 201, and the fluid is applied by the applied pressure. The permeable porous material penetrates into the entire surface of the permeable porous material that is in contact with the molten aluminum alloy 255 and is supplied to the inner wall surface 221 of the cylindrical mold. The liquid lubricant may be heated to be decomposed gas and supplied to the cylindrical mold inner wall surface 221 in some cases.

その結果、筒状鋳型201の浸透性多孔質面と、柱状金属溶湯215本体外周面及び凝固殻外周面と間の潤滑を良くすることができる。浸透性多孔質材をリング状に装着することにより、より良好な潤滑効果が得られ、アルミニウム合金連続鋳造棒を容易に鋳造することができる。   As a result, it is possible to improve the lubrication between the permeable porous surface of the tubular mold 201 and the outer peripheral surface of the columnar metal melt 215 main body and the outer peripheral surface of the solidified shell. By mounting the permeable porous material in a ring shape, a better lubricating effect can be obtained, and an aluminum alloy continuous casting rod can be easily cast.

供給された気体、液体潤滑剤、液体潤滑剤の分解した気体から選ばれる1種又は2種以上により、隅部空間230が形成される。   The corner space 230 is formed by one or more kinds selected from the supplied gas, the liquid lubricant, and the gas obtained by decomposing the liquid lubricant.

<鋳造方法の説明>
本発明の鋳造方法について説明する。
図2においてタンディッシュ250中のアルミニウム合金合金溶湯255は耐火物製板状体210を経て、中心軸220がほぼ水平になるように保持された筒状鋳型201に供給され、筒状鋳型201の出口にて強制冷却されて凝固鋳塊216となる。凝固鋳塊216は筒状鋳型201の出口近くに設置された駆動装置により一定速度で引き出されるため、連続的に鋳造されて鋳造棒になる。引き出された鋳造棒は同調切断機によって所定の長さに切断される。
<Description of casting method>
The casting method of the present invention will be described.
In FIG. 2, the molten aluminum alloy alloy 255 in the tundish 250 is supplied to the cylindrical mold 201 held through the refractory plate-like body 210 so that the central axis 220 is substantially horizontal. It is forcibly cooled at the outlet to become a solidified ingot 216. The solidified ingot 216 is pulled out at a constant speed by a driving device installed near the outlet of the cylindrical mold 201, and thus continuously cast into a cast bar. The drawn cast bar is cut into a predetermined length by a synchronous cutting machine.

タンディッシュ250内に貯留するアルミニウム合金溶湯255の組成について説明する。
アルミニウム合金溶湯255は、Siを6質量%〜20質量%、Cuを2.0質量%〜5.0質量%、Mgを0.4質量%〜2.0質量%含有するものであることが好ましい。
The composition of the molten aluminum alloy 255 stored in the tundish 250 will be described.
The molten aluminum alloy 255 contains 6 mass% to 20 mass% Si, 2.0 mass% to 5.0 mass% Cu, and 0.4 mass% to 2.0 mass% Mg. preferable.

特に、Siを9質量%〜11質量%含有するものは、鋳塊中のAlとSiが微細な層状構造を構成するため、機械的特性に優れ、かつ、硬質なSiにより耐摩耗性が向上するために好ましい。   In particular, those containing 9 mass% to 11 mass% of Si have excellent mechanical properties and improved wear resistance due to hard Si because Al and Si in the ingot form a fine layered structure. This is preferable.

凝固した鋳造棒1は、鋳造機の筒状鋳型201の出口から引き出されて、支持部401によって支持される。支持部401は鋳造棒1の移動方向に対しては自由度が確保されているので、鋳造棒1は更に引き出されて同調切断機で所定の長さに切断される。鋳造棒1が支持部401で支持された状態で、振動付与装置411の振動面412が鋳造棒1の表面に当てられ、振動付与装置411から鋳造棒1に振動が付与されることになる。一方、連続的にそのまま鋳造は進行しているので、振動が付与された状態で鋳造棒1は鋳造され続けることになる。   The solidified casting rod 1 is pulled out from the outlet of the cylindrical mold 201 of the casting machine and supported by the support portion 401. Since the support portion 401 has a degree of freedom with respect to the moving direction of the casting rod 1, the casting rod 1 is further pulled out and cut into a predetermined length by a synchronous cutting machine. In a state where the casting rod 1 is supported by the support portion 401, the vibration surface 412 of the vibration applying device 411 is applied to the surface of the casting rod 1, and vibration is applied from the vibration applying device 411 to the casting rod 1. On the other hand, since the casting is continuously performed as it is, the casting rod 1 is continuously cast in a state where vibration is applied.

本発明では、鋳造が完了した鋳造棒1の表面から振動をアルミニウム合金溶湯255に付与しながらアルミニウム合金溶湯255を凝固させているので、羽毛状晶の発生を抑えて結晶粒のバラツキを均一化させることができる。   In the present invention, since the molten aluminum alloy 255 is solidified while applying vibration to the molten aluminum alloy 255 from the surface of the cast rod 1 that has been cast, the occurrence of feather crystals is suppressed and the variation in crystal grains is made uniform. Can be made.

タンディッシュ250内に貯留されたアルミニウム合金溶湯255の液面レベル254の高さと筒状鋳型内壁面221の上面との高さの差を0mm〜250mm(より好ましくは50mm〜170mm。)とするのが好ましい。筒状鋳型201内に供給されるアルミニウム合金溶湯255の圧力と潤滑油及び潤滑油が気化したガスとが好適にバランスするために鋳造性が安定し、鋳造棒1を容易に鋳造できるからである。タンディッシュ250にアルミニウム合金溶湯255の液面レベル254の高さを測定し、モニターするためにレベルセンサーを設けることにより精度良くこの差を管理し、所定の値に維持することができる。   The difference between the height of the liquid level 254 of the molten aluminum alloy 255 stored in the tundish 250 and the upper surface of the inner wall surface 221 of the cylindrical mold is set to 0 mm to 250 mm (more preferably 50 mm to 170 mm). Is preferred. This is because the castability is stable because the pressure of the molten aluminum alloy 255 supplied into the cylindrical mold 201 and the lubricating oil and the gas from which the lubricating oil is vaporized are balanced, and the casting rod 1 can be easily cast. . By providing a level sensor for measuring and monitoring the level of the liquid level 254 of the molten aluminum alloy 255 in the tundish 250, this difference can be managed with accuracy and maintained at a predetermined value.

液体潤滑剤は、潤滑油である植物油を用いることができる。例えば、菜種油、ひまし油、サラダ油を挙げることができる。環境への悪影響が小さいので好ましい。   As the liquid lubricant, vegetable oil which is a lubricating oil can be used. For example, rapeseed oil, castor oil, salad oil can be mentioned. It is preferable because it has a small adverse effect on the environment.

潤滑油供給量は0.05mL/分〜5mL/分(より好ましくは0.1mL/分〜1mL/分。)であるのが好ましい。供給量が過少だと、潤滑不足により鋳塊のブレークアウトが発生し、過多だと、余剰分が鋳塊中に混入し結晶粒径分布の均一を妨げる恐れがあるためである。   The lubricating oil supply rate is preferably 0.05 mL / min to 5 mL / min (more preferably 0.1 mL / min to 1 mL / min). This is because if the supply amount is too small, breakage of the ingot occurs due to insufficient lubrication, and if it is too much, the excess part may be mixed into the ingot and hinder the uniform grain size distribution.

筒状鋳型201から鋳塊を引抜く速度である鋳造速度は200mm/分〜1500mm/分(より好ましくは400mm/分〜1000mm/分。)であるのが好ましい。鋳造条件の変動による鋳造性の悪化が起こらず、かつ、大きな冷却速度としても、振動を付与しているので、鋳塊組織を微細均一にすることができるからである。
勿論、本発明の効果作用は鋳造速度に限定されないが、鋳造速度を速くしたときにその効果が顕著になる。
The casting speed, which is the speed at which the ingot is drawn from the cylindrical mold 201, is preferably 200 mm / min to 1500 mm / min (more preferably 400 mm / min to 1000 mm / min). This is because castability is not deteriorated due to fluctuations in casting conditions, and vibration is applied even at a high cooling rate, so that the ingot structure can be made fine and uniform.
Of course, the effect of the present invention is not limited to the casting speed, but the effect becomes remarkable when the casting speed is increased.

冷却水シャワー装置205から放出される冷却水量は鋳型当り5L/分〜30L/分(より好ましくは25L/分〜30L/分。)であるのが好ましい。冷却水量が過少だと、ブレークアウトが生じたり、鋳塊表面が再溶融して不均一な組織が形成され、結晶粒径分布の均一を妨げる恐れがある。一方、冷却水量が過多だと、筒状鋳型201の抜熱が大き過ぎて鋳造不可になるためである。
勿論、本発明の効果作用は冷却水量に限定されないが、冷却能を大きくして冷却速度を大きくしたときにその効果が顕著になる。
The amount of cooling water discharged from the cooling water shower device 205 is preferably 5 L / min to 30 L / min (more preferably 25 L / min to 30 L / min) per mold. If the amount of cooling water is too small, breakout may occur or the ingot surface may be remelted to form a non-uniform structure, which may hinder the uniformity of the crystal grain size distribution. On the other hand, if the amount of the cooling water is excessive, the heat removal from the cylindrical mold 201 is too large and casting becomes impossible.
Of course, the effect of the present invention is not limited to the amount of cooling water, but the effect becomes significant when the cooling capacity is increased to increase the cooling rate.

タンディッシュ250内から筒状鋳型201へ流入するアルミニウム合金溶湯255の平均温度は600℃〜750℃(より好ましくは640℃〜680℃。)であるのが好ましい。アルミニウム合金溶湯255の温度が低すぎると、筒状鋳型201及びそれ以前で粗大な晶出物を形成して結晶粒径分布の均一を妨げる恐れがある。一方、アルミニウム合金溶湯255の温度が高すぎると、アルミニウム合金溶湯255中に大量の水素ガスが取り込まれ、鋳塊中にポロシティーとして取り込まれ、結晶粒径分布の均一を妨げる恐れがあるからである。   The average temperature of the molten aluminum alloy 255 flowing into the cylindrical mold 201 from the tundish 250 is preferably 600 ° C. to 750 ° C. (more preferably 640 ° C. to 680 ° C.). If the temperature of the molten aluminum alloy 255 is too low, there is a risk that a coarse crystallized product will be formed in the cylindrical mold 201 and earlier to prevent the crystal grain size distribution from being uniform. On the other hand, if the temperature of the molten aluminum alloy 255 is too high, a large amount of hydrogen gas is taken into the molten aluminum alloy 255 and taken into the ingot as porosity, which may hinder the uniformity of the crystal grain size distribution. is there.

<得られた鋳造棒>
このようにして鋳造された連続鋳造棒は、長手方向に垂直な断面において、羽毛状晶の発生が10%以下で、その他は、柱状晶及び/又は粒状晶であるアルミニウム合金の連続鋳造棒となる。尚、粒状晶の粒径は均一化したものとなる。
<Obtained cast bar>
In the continuous cast bar thus cast, the occurrence of feathery crystals is 10% or less in the cross section perpendicular to the longitudinal direction, and the other is a continuous cast bar of aluminum alloy that is columnar crystals and / or granular crystals. Become. In addition, the particle size of the granular crystal becomes uniform.

鋳塊の合金成分の組成比は、例えば、JIS H 1305に記載されているような光電測光式発光分光分析装置(装置例:島津製作所製PDA−5500)による方法により確認できる。   The composition ratio of the alloy components of the ingot can be confirmed, for example, by a method using a photoelectric photometric emission spectroscopic analyzer (device example: PDA-5500 manufactured by Shimadzu Corporation) as described in JIS H 1305.

<フィードバック(その1)を有する鋳造装置と方法>
鋳造棒1の側面に設けられた振動状態検出器419からの信号により、振動面412の振動の振幅及び/又は周波数付与条件を調整するフィードバック機構を有する振動付与装置411を備えた鋳造装置とすることもできる。
振動状態検出器419で検出される振動状態は、支持部401を中心とした対称位置の状態を良くモニターできる。例えば、支持部401を中心として、振動面412と対称位置に振動状態検出器419を設置した場合(即ち、支持部401から振動状態検出器419までの距離と支持部401から振動面412までの距離とを同じにする。)、振動面412で付与されている状態が正確にモニターできる。その結果を、フィードバックすることができるので、安定した振動付与状態を維持できる。又、例えば、支持部401を対称の中心として、筒状鋳型201と対称の位置に振動状態検出器419を設置した場合、筒状鋳型201の鋳造面での振動状態がモニターできる。その結果をフィードバックすることにより、鋳造面での振動状態を一定に維持することができる。
<Casting apparatus and method having feedback (part 1)>
A casting apparatus is provided with a vibration applying device 411 having a feedback mechanism that adjusts the vibration amplitude and / or frequency applying conditions of the vibration surface 412 based on a signal from a vibration state detector 419 provided on the side surface of the casting rod 1. You can also.
As for the vibration state detected by the vibration state detector 419, the state of the symmetrical position with the support portion 401 as the center can be well monitored. For example, when the vibration state detector 419 is installed at a position symmetrical to the vibration surface 412 around the support portion 401 (that is, the distance from the support portion 401 to the vibration state detector 419 and the distance from the support portion 401 to the vibration surface 412). The distance is the same.) The state given by the vibration surface 412 can be accurately monitored. Since the result can be fed back, a stable vibration applying state can be maintained. For example, when the vibration state detector 419 is installed at a position symmetrical to the cylindrical mold 201 with the support portion 401 as the center of symmetry, the vibration state on the casting surface of the cylindrical mold 201 can be monitored. By feeding back the result, the vibration state on the casting surface can be kept constant.

<フィードバック(その2)を有する鋳造装置と方法>
筒状鋳型201に設置された鋳型温度検出器(温度センサー)417により、筒状鋳型201の温度をモニターし、最適な振動の振幅及び/又は周波数付与条件を調整するフィードバックを有する振動付与装置411を備えた鋳造装置とすることもできる。又、鋳型温度検出器417を筒状鋳型201からアルミニウム合金溶湯255内に設置し、アルミニウム合金溶湯255の温度を検出し、アルミニウム合金溶湯255の温度をモニターすることにより、鋳造条件に適した振動状態を維持することもできる。
<Casting apparatus and method having feedback (part 2)>
A vibration applying device 411 that monitors the temperature of the cylindrical mold 201 by a mold temperature detector (temperature sensor) 417 installed in the cylindrical mold 201 and has feedback for adjusting the optimum vibration amplitude and / or frequency applying conditions. It can also be set as the casting apparatus provided with. In addition, a mold temperature detector 417 is installed in the molten aluminum alloy 255 from the cylindrical mold 201, detects the temperature of the molten aluminum alloy 255, and monitors the temperature of the molten aluminum alloy 255, so that vibration suitable for casting conditions can be obtained. The state can also be maintained.

<フィードバック(その3)を有する鋳造装置と方法>
本発明の鋳造棒1の別の鋳造方法について説明する。
連続鋳造工程で鋳造中に凝固が完了した鋳造棒1の表面からの振動を鋳造棒1の凝固面217を介して凝固面217近傍のアルミニウム合金溶湯255に付与しながら鋳造する鋳造装置と、鋳造された鋳造棒1の非破壊検査装置431とからなる鋳造装置において、非破壊検査装置(非破壊検査工程)431によって検出された結晶粒分布の状態によって振動の振幅及び/又は周波数付与条件を調整するフィードバックを有する鋳造装置とすることもできる。
それにより、非破壊検査装置431によって検出された結晶粒分布の状態によって振動の振幅及び/又は周波数付与条件を調整しながら鋳造棒1を鋳造することができる。
<Casting apparatus and method having feedback (part 3)>
Another casting method of the casting rod 1 of the present invention will be described.
A casting apparatus for casting while applying vibration from the surface of the casting rod 1 solidified during casting in the continuous casting process to the molten aluminum alloy 255 near the solidifying surface 217 via the solidifying surface 217 of the casting rod 1; In the casting apparatus composed of the non-destructive inspection apparatus 431 for the cast rod 1, the vibration amplitude and / or frequency application conditions are adjusted according to the state of the crystal grain distribution detected by the non-destructive inspection apparatus (non-destructive inspection step) 431. It is also possible to provide a casting apparatus having feedback.
Thus, the casting rod 1 can be cast while adjusting the vibration amplitude and / or frequency application conditions according to the state of the crystal grain distribution detected by the nondestructive inspection device 431.

<フィードバック(その4)を有する鋳造装置と方法>
前述した3つのフィードバックからいずれか2つを選んで組み合わせたり、前述した3つのフィードバックを組み合わせた振動付与装置411を備えた鋳造装置とすることもできる。
<Casting apparatus and method having feedback (part 4)>
Any two of the three feedbacks described above may be selected and combined, or a casting apparatus including the vibration applying device 411 in which the three feedbacks described above are combined may be used.

以下検査工程との連携の一例について図1に基づいて説明する。
通常、連続鋳造工程で鋳造された鋳造棒1は、その後に置かれる非破壊検査工程によって欠陥検査されて品質の良否が判定される。
必要に応じて、非破壊検査に投入される前に、所定の長さへの切断、熱処理、曲がり矯正、表面切削などの鋳造後処理が組み合わされて置かれる。
ここで、連続鋳造工程には、前述した本発明の振動を付与する鋳造方法を含む。
Hereinafter, an example of cooperation with the inspection process will be described with reference to FIG.
Usually, the casting rod 1 cast in the continuous casting process is subjected to defect inspection by a nondestructive inspection process placed thereafter, and quality is determined.
If necessary, before being put into the non-destructive inspection, post casting processes such as cutting to a predetermined length, heat treatment, bending correction, and surface cutting are combined and placed.
Here, the continuous casting process includes the casting method for applying the vibration of the present invention described above.

非破壊検査では、各種方法はあるが鋳造された鋳塊内部の不連続状態を検出して鋳造棒1の欠陥と判定している。ここで、検出条件を調整することによって結晶粒径のバラツキの状態を検出することができる。非破壊検査が、超音波検査、過流探傷検査、X線検査から選ばれた1種又は2種以上の組み合わせであるのが好ましい。フィードバックが容易で、又欠陥検査と同時に実現できるからである。
超音波検査、過流探傷検査は装置が簡便になるので好ましい。
In the non-destructive inspection, although there are various methods, a discontinuous state inside the cast ingot is detected, and the defect of the cast bar 1 is determined. Here, the state of variation in the crystal grain size can be detected by adjusting the detection conditions. It is preferable that the nondestructive inspection is one type or a combination of two or more types selected from ultrasonic inspection, overcurrent inspection, and X-ray inspection. This is because feedback is easy and can be realized simultaneously with defect inspection.
Ultrasonic inspection and overflow flaw inspection are preferable because the apparatus becomes simple.

例えば、非破壊検査の一種である超音波検査において、エコー波の乱れ状態を測定することで結晶粒径のバラツキ異常を検出することができる。
又、非破壊検査の一種である過流探傷検査において、エコー信号の乱れを測定することで結晶粒のバラツキの状態を検出することができる。羽毛状晶の発生は結晶粒径のバラツキ異常と関連しているので、結晶粒径のばらつき異常を検出して羽毛状晶の発生を検出することができる。
For example, in ultrasonic inspection, which is a kind of non-destructive inspection, it is possible to detect a variation in crystal grain size by measuring the disturbance state of echo waves.
Further, in an overflow flaw inspection which is a kind of non-destructive inspection, it is possible to detect the state of crystal grain variation by measuring the disturbance of the echo signal. Since the occurrence of feathery crystals is related to the variation in crystal grain size, it is possible to detect the occurrence of feathery crystals by detecting the variation in crystal grain size.

本発明の鋳造方法では、好ましくは、この検出した結果を、振動付与装置411の動作条件にフィードバックさせる。フィードバックさせる振動の付与の動作条件としては、振幅及び/又は周波数とするのが好ましい。振動付与位置411を最適とするフィードバックとすることもできる。   In the casting method of the present invention, preferably, the detected result is fed back to the operating condition of the vibration applying device 411. The operating condition for applying vibration to be fed back is preferably amplitude and / or frequency. It is also possible to use feedback that optimizes the vibration applying position 411.

非破壊検査によって検出された結晶粒径分布の状態によって振動の付与条件を調整するフィードバックを有することを特徴とする連続鋳造棒鋳造方法となる。その結果、断面における羽毛状晶の発生を抑えることができ、結晶粒径のバラツキが均一化し、その結果、機械加工性、鍛造性に優れた連続鋳造棒を、安定して連続して鋳造することができる。   The continuous casting rod casting method is characterized by having feedback that adjusts the condition for applying vibration according to the state of the crystal grain size distribution detected by nondestructive inspection. As a result, the occurrence of feathery crystals in the cross section can be suppressed, and the variation in crystal grain size becomes uniform. As a result, a continuous casting rod excellent in machinability and forgeability is stably and continuously cast. be able to.

本発明に用いる非破壊検査方法について説明する。
この非破壊検査は、鋳塊のままで行うことも可能であるが、鋳塊表面の凹凸が外乱となり、検査精度に影響するので、鋳造棒1の表面状態が整った外周除去工程の後に行うのが好ましい。
The nondestructive inspection method used in the present invention will be described.
Although this nondestructive inspection can be performed with the ingot as it is, the unevenness on the surface of the ingot becomes a disturbance and affects the inspection accuracy. Therefore, the nondestructive inspection is performed after the outer periphery removing process in which the surface state of the cast bar 1 is in order. Is preferred.

渦電流探傷装置は、電磁誘導現象を利用して被検査材表面に発生した渦電流の変化によって欠陥の有無を判定するものであるが、渦電流の変化によって結晶粒径分布の均一を判定することができる。
渦電流探傷検査装置は、検出器であるコイルと、検出器からの信号を処理する信号処理手段と、予め設定した条件と処理信号とを比較して判定し判定結果を出力する判定手段とを有する。
そして、貫通型渦電流探傷装置は、コイル内を被検査材(鋳造棒1)が貫通していく過程で発生する渦電流の変化を検出するものである。
一方、回転型渦電流探傷装置は、被検査材(鋳造棒1)の周囲に配置した小さなコイルが回転することにより、被検査材の表面に発生する渦電流の変化を検出するものである。
The eddy current flaw detector uses an electromagnetic induction phenomenon to determine the presence or absence of defects based on changes in the eddy current generated on the surface of the material to be inspected. be able to.
The eddy current flaw detection apparatus includes a coil that is a detector, a signal processing unit that processes a signal from the detector, and a determination unit that compares a preset condition with a processing signal to determine and output a determination result. Have.
The through-type eddy current flaw detector detects a change in eddy current generated in the process of passing the material to be inspected (casting rod 1) through the coil.
On the other hand, the rotary eddy current flaw detector detects changes in eddy currents generated on the surface of a material to be inspected when a small coil arranged around the material to be inspected (casting rod 1) rotates.

超音波探傷検査装置は、検出器である探触子と、検出器からの信号を信号処理手段と、予め設定した条件と処理信号とを比較して合否判定し合否結果を出力する判定手段とを有する。
この超音波探傷は探触子から照射された超音波の被検査体(鋳造棒1)中での挙動により内部検査を行うことができるからである。
非破壊検査の方式としては、他にX線透過検査があるが、X線を発生させるために高電圧装置が必要なことなど、設備の管理に手間がかかる。
一方、超音波探傷は割れに対しても検出能力が高く、又、検出した電気信号を処理することにより、画像処理が必要なX線と比較して、結晶粒径分布状態の自動判定が容易に可能となり、検出の精度が高く安定した判定ができる。
The ultrasonic flaw detection apparatus includes a probe as a detector, a signal processing means for a signal from the detector, a determination means for comparing the preset condition and the processed signal, and determining whether the result is acceptable, and outputting a result of the acceptance. Have
This is because this ultrasonic flaw detection can perform an internal inspection by the behavior of the ultrasonic wave irradiated from the probe in the inspection object (casting rod 1).
Other non-destructive inspection methods include X-ray transmission inspection, but it takes time to manage the equipment, such as the need for a high-voltage device to generate X-rays.
On the other hand, ultrasonic flaw detection is highly capable of detecting cracks, and by processing the detected electrical signal, it is easier to automatically determine the crystal grain size distribution state than X-rays that require image processing. Therefore, it is possible to make a stable determination with high detection accuracy.

この発明で利用する超音波探傷方法としては、反射法、透過法、斜角法、表面波法、共振法、直接接触法などがあり、媒質としては、例えば、水、機械油、水ガラス、グリース、ワセリンなどが用いられる。
又、測定方法としては、接触法、水浸法、パルス波法、連続波法、2探触子法、1探触子法、多重反射法などを挙げることができる。
この発明の方法としては、パルス状の超音波信号を送り出して反射もしくは透過する信号を受け、その受信信号の変化(反射、遮蔽、減衰)から不均一箇所、羽毛状晶の存在を検知する方法を用いることができる。
Examples of the ultrasonic flaw detection method used in the present invention include a reflection method, a transmission method, an oblique angle method, a surface wave method, a resonance method, and a direct contact method. Examples of the medium include water, machine oil, water glass, Grease, petroleum jelly, etc. are used.
Examples of the measuring method include a contact method, a water immersion method, a pulse wave method, a continuous wave method, a two probe method, a single probe method, and a multiple reflection method.
As a method of the present invention, a pulsed ultrasonic signal is transmitted, a signal reflected or transmitted is received, and the presence of a non-uniform portion or feather crystal is detected from a change (reflection, shielding, attenuation) of the received signal. Can be used.

反射型超音波探傷装置で探傷する場合、周波数は2MHz〜8MHzの範囲が好ましい。
探触子は直径、材質、指向角などを考慮し、適したものを選択する。
尚、鋳造棒1に入射した超音波は、直線的に進んだ後にやがて広がっていくが、直線進行距離が長すぎたり、近距離音場限界距離が長すぎると、細径の探傷には使えないので、鋳造棒1のサイズに応じて最適感度が得られるものを選択する必要がある。
又、S/N比をよくするため、低い増幅度でも十分な波形が得られるように材質などを考慮する必要がある。
又、探触子の数を減らしたり、探傷速度を速くするなどのため、指向角についても検討する必要がある。
When flaw detection is performed with a reflective ultrasonic flaw detector, the frequency is preferably in the range of 2 MHz to 8 MHz.
A suitable probe is selected in consideration of the diameter, material, and directivity angle.
The ultrasonic wave incident on the casting rod 1 spreads after traveling linearly, but if the linear travel distance is too long or the near field limit distance is too long, it can be used for small-diameter flaw detection. Therefore, it is necessary to select the one that can obtain the optimum sensitivity according to the size of the casting rod 1.
Further, in order to improve the S / N ratio, it is necessary to consider the material and the like so that a sufficient waveform can be obtained even with a low amplification degree.
In addition, it is necessary to consider the directivity angle in order to reduce the number of probes or increase the flaw detection speed.

探触子と鋳造棒1の表面との間に空隙を設け、その空隙を媒質で満たして探傷するのが好ましい。これは、鋳造棒1の表面の粗さがばらついても、超音波を安定させて入射させることができるからである。
又、媒質は、水、マシン油とすると、超音波の減衰が小さくなるので、好ましい。
It is preferable to provide a gap between the probe and the surface of the casting rod 1 and fill the gap with a medium for flaw detection. This is because even if the roughness of the surface of the casting rod 1 varies, the ultrasonic waves can be stably incident.
In addition, it is preferable that the medium is water or machine oil because attenuation of ultrasonic waves is small.

上述しましたように、鋳造が完了した鋳造棒の表面に機械的振動を付与する振動付与装置(振動付与手段)を有することを特徴とする連続鋳造装置を用いて連続鋳造棒を鋳造すると、鋳造が完了した鋳造棒の表面からの振動を鋳造棒の凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯に付与しながらアルミニウム合金溶湯を凝固させることになる。即ち、鋳造棒の側面から機械的に振動を付与しているので、直接成長点に直接的に振動を付与している。
アルミニウム合金溶湯が凝固するとき、温度勾配の方向にデンドライト成長して凝固する性質がある。この凝固の進行に対して鋳造棒から付与された振動が凝固面を介して近傍のアルミニウム合金溶湯に付与されることによって凝固面に形成された結晶粒子は、デンドライト成長が分断されて凝固核となり、更に近傍溶のアルミニウム合金湯内を移動して均一に分散され、鋳塊の組織及び晶出粒子を均一、かつ、微細にするように働く。
As described above, when a continuous casting rod is cast using a continuous casting apparatus having a vibration imparting device (vibration imparting means) that imparts mechanical vibration to the surface of the cast rod that has been cast, Thus, the molten aluminum alloy is solidified while applying vibration from the surface of the cast rod that has been completed to the molten aluminum alloy near the solidified surface through the solidified surface of the cast rod. That is, since the vibration is mechanically applied from the side surface of the cast rod, the vibration is directly applied to the growth point.
When the molten aluminum alloy solidifies, it has the property of solidifying by dendrite growth in the direction of the temperature gradient. As the solidification progresses, the vibration applied from the casting rod is applied to the molten aluminum alloy nearby through the solidification surface, so that the crystal grains formed on the solidification surface are separated from dendrite growth and become solidification nuclei. Further, it moves in the molten aluminum alloy melt in the vicinity and is uniformly dispersed, and works to make the structure of the ingot and the crystallized particles uniform and fine.

更に、本発明では、鋳造棒は鋳造方向に垂直な成分を含んだ振動が付与されている。羽毛状晶の結晶は比較的大きな径で成長するため、アルミニウム合金溶湯側から振動を付与するのではその成長を充分に抑えきることができず、本発明によって鋳造棒を振動させることにより、凝固側の成長点を直接振動しているので、羽毛状晶の成長を効率よく分断することができ、羽毛状晶の発生を抑えることができると推定される。
一方、鋳造方向の振動成分を有する粗密波を鋳造棒から付与することにより、次ぎのような効果が得られると推定される。その成分は音波(粗密波)として鋳造棒の内部を伝播して凝固面に到達するので、凝固面に対して前後の方向の振動で揺すられることになるので、凝固した結晶は表面から遊離する。
遊離したものは、前述した比較的大きな垂直成分の振動により、凝固面に平行な方向に大きく移動する。
このように、分断された凝固粒子は凝固面付近のアルミニウム合金溶湯中に広く分散して、凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯の温度分布を均一化し、鋳塊の組織や晶出粒子を均一、かつ、微細化することを助長するように作用すると推定される。
Furthermore, in the present invention, the casting rod is given a vibration including a component perpendicular to the casting direction. Since the fluffy crystal grows with a relatively large diameter, applying vibration from the molten aluminum alloy side cannot sufficiently suppress the growth. Since the growth point on the side is directly oscillated, it is estimated that the growth of feathery crystals can be efficiently divided and the generation of feathery crystals can be suppressed.
On the other hand, it is presumed that the following effects can be obtained by applying a close-packed wave having a vibration component in the casting direction from the casting rod. Since the component propagates as a sound wave (coherent wave) through the casting rod and reaches the solidified surface, the solidified crystal is released from the surface because it is shaken by vibrations in the front-rear direction with respect to the solidified surface. .
The liberated one moves greatly in the direction parallel to the solidified surface by the vibration of the relatively large vertical component described above.
In this way, the divided solidified particles are widely dispersed in the molten aluminum alloy near the solidified surface, and the temperature distribution of the molten aluminum alloy near the solidified surface is made uniform, the ingot structure and crystallization particles are uniform, and It is presumed that it acts to promote miniaturization.

このように、鋳造が完了した鋳造棒の表面からの振動を鋳造棒の凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯に付与しながらアルミニウム合金溶湯を凝固させることによって連続鋳造による鋳塊の組織や晶出粒子を均一、かつ、微細化する作用は、微細化剤を添加してこれらを凝固核として利用する従来の方法と作用が異なっている。即ち、本発明では微細化剤の添加を必要とすることなく、又は、添加量を低減させて鋳塊の組織や晶出粒子の均一化と微細化を図ることができる。勿論、微細化剤を加えて微細化剤による鋳塊の組織や晶出粒子の均一化と微細化を更に高める効果を得ることもできる。   Thus, the structure of the ingot by continuous casting by solidifying the molten aluminum alloy while imparting vibration from the surface of the cast rod after casting to the molten aluminum alloy near the solidified surface through the solidified surface of the cast rod. The effect of uniformizing and refining the crystallized particles is different from the conventional method of adding a refining agent and utilizing these as solidification nuclei. That is, in the present invention, it is possible to make the structure of the ingot and the crystallized particles uniform and fine without adding a finer or by reducing the addition amount. Of course, it is also possible to obtain the effect of further improving the homogenization and refinement of the ingot structure and crystallized particles by adding the finer.

従来の方法では間接的(例えば、金型を介して又はアルミニウム合金溶湯全体を揺らすなどにより。)にしか実現できなかったが、本発明は、先端に凝固面を有する鋳造棒を振動させているので、(アルミニウム合金溶湯の微細振動を抑えて)直接凝固面に微細振動を与えることができる。金型やアルミニウム合金溶湯に比較して、鋳造棒は音波の伝達媒体として密度が密であるので、振動伝播特性が優れているので好ましい。   Although the conventional method could only be realized indirectly (for example, by shaking the entire molten aluminum alloy), the present invention vibrates a casting rod having a solidified surface at the tip. Therefore, fine vibration can be directly applied to the solidified surface (suppressing fine vibration of the molten aluminum alloy). Compared to a mold or a molten aluminum alloy, a cast bar is preferable because it has a high density as a sound wave transmission medium and has excellent vibration propagation characteristics.

従来の方法では、鋳型から振動を加えているので、アルミニウム合金溶湯全体が振動することになって好ましくない。鋳型から振動を付与すると、伝播ルートが鋳型→アルミニウム合金溶湯→凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯となり、途中のアルミニウム合金溶湯で振動が減衰してしまう。
本発明では、アルミニウム合金溶湯中心側からでなく凝固面側から、又はアルミニウム合金溶湯全体を振動させること無く直接、凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯に振動が付与されるので、これらの効果がより確実に又効率的に実現できることになる。又、密(鋳造棒)から粗(溶湯)に振動を伝播させるので界面近傍への振動付与の効率が良い。
In the conventional method, since vibration is applied from the mold, the entire molten aluminum alloy vibrates, which is not preferable. When vibration is applied from the mold, the propagation route becomes mold → aluminum alloy molten metal → a molten aluminum alloy near the solidified surface, and the vibration is attenuated by the molten aluminum alloy in the middle.
In the present invention, vibration is imparted to the molten aluminum alloy in the vicinity of the solidified surface not from the center side of the molten aluminum alloy but directly from the solidified surface side or without vibrating the entire molten aluminum alloy. It can also be realized efficiently. Further, since the vibration is propagated from the dense (casting rod) to the coarse (molten metal), the efficiency of applying vibration to the vicinity of the interface is good.

Siを11質量%、Cuを4.0質量%、Mgを0.5質量%含有した溶湯を、図1に示した装置を用い、振動を付与しながら直径30mmのビレットに水平連続鋳造した。そして、鋳造条件は次に示す通りである。
(1)タンディッシュ内溶湯レベルと鋳型内壁上面とのレベル差:150mm
(2)潤滑油:菜種油
(3)潤滑油供給量:0.2mL/分
(4)鋳造速度:900mm/分
(5)冷却水供給量:30L/分
(6)タンディッシュ内溶湯温度平均:660℃
更に、付与した振動条件は以下の通りである。
(1)装置:振動面/金属ロール、振動器/磁歪素子、振動面移動装置/ガスクッション
(2)振動周波数/振り幅(振動変位):表1参照。
(3)鋳型から振動付与箇所まで50mm/鋳型から支持部までの距離2000mm
A molten metal containing 11% by mass of Si, 4.0% by mass of Cu, and 0.5% by mass of Mg was continuously cast into a billet having a diameter of 30 mm while applying vibration using the apparatus shown in FIG. The casting conditions are as follows.
(1) Level difference between the melt level in the tundish and the upper surface of the mold inner wall: 150 mm
(2) Lubricating oil: Rapeseed oil (3) Lubricating oil supply rate: 0.2 mL / min (4) Casting speed: 900 mm / min (5) Cooling water supply rate: 30 L / min (6) Melt temperature average in tundish: 660 ° C
Furthermore, the imparted vibration conditions are as follows.
(1) Device: Vibration surface / metal roll, vibrator / magnetostrictive element, vibration surface moving device / gas cushion (2) Vibration frequency / oscillation width (vibration displacement): See Table 1.
(3) 50 mm from mold to vibration application point / 2000 mm from mold to support

鋳造品の評価は以下のようにして実施した。
10時間連続運転して30分ごとに、連続鋳造棒を長手方向に垂直な切断面の結晶粒の粒径分布を測定した。結晶粒径の測定は画像解析装置(株式会社ニレコ社製)を用いた。その時の、羽毛状晶の発生割合(羽毛状晶が観察された面積/全観察面積)。又、切断加工した時の切断面をの凹凸を測定した。そして、鍛造性は、良を○で示す。
以上の結果を表1に示す。
The cast product was evaluated as follows.
Every 30 minutes after 10 hours of continuous operation, the grain size distribution of the crystal grains of the cut surface of the continuous cast bar perpendicular to the longitudinal direction was measured. The crystal grain size was measured using an image analyzer (manufactured by Nireco Corporation). The generation ratio of feathery crystals at that time (area where feathery crystals were observed / total observation area). Moreover, the unevenness | corrugation of the cut surface when cut was measured. And forgeability shows good by (circle).
The results are shown in Table 1.

Figure 0004773796
Figure 0004773796

表1に示したように、実施例1〜実施例5(No1〜No5)は、羽毛状晶の発生頻度を抑えて柱状晶及び/又は粒状晶がほとんどを占め、かつ、結晶粒径のバラツキを均一化すると共に、平均粒径も小さく、優れた機械加工性、鍛造性を有するものである。
これに対し、比較例1(No6)は、羽毛状晶の発生頻度が多く、かつ、結晶粒径のバラツキが大きく、平均粒径も大きかった。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 5 (No1 to No5), columnar crystals and / or granular crystals occupy most while suppressing the occurrence frequency of feathery crystals, and variation in crystal grain size The average particle size is small, and excellent machinability and forgeability are obtained.
On the other hand, Comparative Example 1 (No. 6) had a large occurrence frequency of feather-like crystals, a large variation in crystal grain size, and a large average grain size.

本発明の振動付与装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the vibration provision apparatus of this invention. 本発明に用いる水平連続鋳造装置の鋳型付近の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example near the casting_mold | template of the horizontal continuous casting apparatus used for this invention. 本発明に用いる鋳造装置の鋳型付近の別の一例を示すホットトップ鋳造装置の説明図である。It is explanatory drawing of the hot top casting apparatus which shows another example of the mold vicinity of the casting apparatus used for this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 鋳造棒
201 筒状鋳型
202 冷却水
203 冷却水供給管
204 鋳型冷却水キャビティ
205 冷却水シャワー装置
208 流体供給管
210 耐火物製板状体
211 注湯口
213 Oリング
215 柱状金属溶湯
216 凝固鋳塊
217 凝固面
220 中心軸
221 筒状鋳型内壁面
222 多孔質リング
224 環状通路
230 隅部空間
250 タンディッシュ
251 溶湯流入部
252 溶湯保持部
253 流出部
254 液面レベル
255 アルミニウム合金溶湯
301 水冷鋳型
302 水冷ジェット
311 溶湯受部(ヘッダー)
321 下型
331 水
341 アルミニウム合金溶湯
342 凝固鋳塊
343 凝固面
401 支持部
411 振動付与装置(振動付与手段)
412 振動面
413 振動器
414 振動器駆動装置
415 振動面移動装置
416 振動位置移動装置
417 鋳型温度検出器
418 鋳造棒検出器
419 振動状態検出器
420 振動制御装置
431 非破壊検査装置
L 有効モールド長
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casting rod 201 Cylindrical mold 202 Cooling water 203 Cooling water supply pipe 204 Mold cooling water cavity 205 Cooling water shower device 208 Fluid supply pipe 210 Refractory plate-like body 211 Pouring port 213 O-ring 215 Columnar molten metal 216 Solid ingot 217 Solidified surface 220 Central axis 221 Cylindrical mold inner wall surface 222 Porous ring 224 Annular passage 230 Corner space 250 Tundish 251 Molten inflow portion 252 Melt holding portion 253 Outflow portion 254 Liquid surface level 255 Aluminum alloy molten metal 301 Water cooling mold 302 Water cooling Jet 311 molten metal receiver (header)
321 Lower mold 331 Water 341 Aluminum alloy molten metal 342 Solidified ingot 343 Solidified surface 401 Support portion 411 Vibration applying device (vibration applying means)
412 Vibrating surface 413 Vibrator 414 Vibrator driving device 415 Vibrating surface moving device 416 Vibration position moving device 417 Mold temperature detector 418 Casting rod detector 419 Vibration state detector 420 Vibration control device 431 Nondestructive inspection device L Effective mold length

Claims (20)

アルミニウム合金溶湯から連続鋳造棒を鋳造する連続鋳造装置において、
鋳造中の連続鋳造棒に、凝固が完了した側から機械的振動を付与し、その表面から凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯を振動させる振動付与手段を設け、
振動付与手段は、振動周波数を変調した振動を付与する、
ことを特徴とする連続鋳造装置。
In continuous casting equipment for casting continuous casting rods from molten aluminum alloy,
The continuous cast bar during casting, solidification impart mechanical vibrations from complete side, set the vibrating means for vibrating the molten aluminum alloy in solidifying the vicinity through the solidified surface from the surface,
The vibration applying means applies a vibration with a modulated vibration frequency.
A continuous casting apparatus characterized by that.
振動付与手段は、連続鋳造棒に5μm〜100μmの振動変位を付与する、
ことを特徴とする請求項1に記載の連続鋳造装置。
The vibration applying means applies a vibration displacement of 5 μm to 100 μm to the continuous casting rod.
The continuous casting apparatus according to claim 1.
振動付与手段は、連続鋳造棒に2Hz〜500Hzの振動を付与する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の連続鋳造装置。
The vibration applying means applies a vibration of 2 Hz to 500 Hz to the continuous casting rod.
The continuous casting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the apparatus is a continuous casting apparatus.
振動付与手段は、磁歪素子、電歪素子、回転車、回転ベルト、空気シリンダーから選ばれる1種又は2種以上を組み合わせたものである、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の連続鋳造装置。
The vibration applying means is a combination of one or more selected from magnetostrictive elements, electrostrictive elements, rotating wheels, rotating belts, and air cylinders.
The continuous casting apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the apparatus is a continuous casting apparatus.
連続鋳造が横方向への鋳造である、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の連続鋳造装置。
Continuous casting is lateral casting,
The continuous casting apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the apparatus is a continuous casting apparatus.
鋳型の出口から0.3m〜5mの位置に連続鋳造棒を支持する支持部を設け、
この支持部と鋳型の出口との間、又は、支持部よりも下流に振動付与手段を配設した、
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の連続鋳造装置。
A support part for supporting the continuous casting rod is provided at a position of 0.3 to 5 m from the mold outlet,
The vibration applying means is disposed between the support and the mold outlet or downstream of the support.
The continuous casting apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the apparatus is a continuous casting apparatus.
鋳型の出口から0.3m〜5mの位置に連続鋳造棒を支持する支持部を設け、
振動付与手段は、連続鋳造棒の振動状態を検出する振動状態検出器を有し、この振動状態検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御する、
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の連続鋳造装置。
A support part for supporting the continuous casting rod is provided at a position of 0.3 to 5 m from the mold outlet,
The vibration applying means has a vibration state detector for detecting the vibration state of the continuous casting rod, and the vibration amplitude condition and / or the vibration frequency condition to be applied to the continuous casting rod based on a signal from the vibration state detector. To control the
The continuous casting apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the apparatus is a continuous casting apparatus.
振動付与手段は、鋳型に設置された鋳型内のアルミニウム合金溶湯の凝固状態を検出する鋳型温度検出器を有し、この鋳型温度検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御する、
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の連続鋳造装置。
The vibration applying means has a mold temperature detector for detecting the solidification state of the molten aluminum alloy in the mold installed in the mold, and the amplitude of vibration applied to the continuous casting rod based on the signal from the mold temperature detector Control conditions and / or frequency conditions of vibration,
The continuous casting apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the apparatus is a continuous casting apparatus.
連続鋳造棒の内部組織を検査する非破壊検査装置を設け、
振動付与手段は、非破壊検査装置からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御する、
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の連続鋳造装置。
A non-destructive inspection device that inspects the internal structure of a continuous casting rod is installed.
The vibration applying means controls the amplitude condition and / or the frequency condition of the vibration applied to the continuous cast bar based on the signal from the nondestructive inspection device .
The continuous casting apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the continuous casting apparatus is characterized.
非破壊検査措置は、超音波検査装置、渦流探傷検査装置、X線検査装置から選ばれた1種又は2種以上の組み合わせである、
ことを特徴とする請求項9に記載の連続鋳造装置。
The nondestructive inspection measure is one or a combination of two or more selected from an ultrasonic inspection apparatus, an eddy current inspection apparatus, and an X-ray inspection apparatus.
The continuous casting apparatus according to claim 9 .
アルミニウム合金溶湯から連続鋳造棒を鋳造する連続鋳造棒の鋳造方法において、
鋳造中の連続鋳造棒の凝固が完了した側の表面から、振動周波数が変調されている振動を連続鋳造棒の凝固面を介して凝固面近傍のアルミニウム合金溶湯に付与しながらアルミニウム合金溶湯を凝固させる、
ことを特徴とする連続鋳造棒の鋳造方法。
In a casting method of a continuous casting rod for casting a continuous casting rod from a molten aluminum alloy,
From the surface of the continuous casting rod that has been solidified during casting, the molten aluminum alloy is solidified while applying a vibration whose frequency is modulated to the molten aluminum alloy near the solidified surface through the solidified surface of the continuous casting rod. Let
A method for casting a continuous cast bar characterized by the above .
振動は、5μm〜100μmの振動変位である、
ことを特徴とする請求項11に記載の連続鋳造棒の鋳造方法。
The vibration is a vibration displacement of 5 μm to 100 μm.
The method for casting a continuous cast bar according to claim 11 .
振動は、2Hz〜500Hzの振動である、
ことを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の連続鋳造棒の鋳造方法。
The vibration is a vibration of 2 Hz to 500 Hz.
The method for casting a continuous cast bar according to claim 11 or 12, wherein the method is a casting method.
連続鋳造が横方向への鋳造である、
ことを特徴とする請求項11から請求項13のいずれか1項に記載の連続鋳造棒の鋳造方法。
Continuous casting is lateral casting,
The continuous casting rod casting method according to any one of claims 11 to 13 , wherein the casting method is performed.
連続鋳造棒の振動状態を検出する振動状態検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御する、
ことを特徴とする請求項11から請求項14のいずれか1項に記載の連続鋳造棒の鋳造方法。
Controlling the amplitude condition of vibration and / or the frequency condition of vibration applied to the continuous casting bar based on the signal from the vibration state detector for detecting the vibration state of the continuous casting bar;
The method for casting a continuous cast bar according to any one of claims 11 to 14, wherein:
鋳型に設置された鋳型内のアルミニウム合金溶湯の凝固状態を検出する鋳型温度検出器からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御する、
ことを特徴とする請求項11から請求項15のいずれか1項に記載の連続鋳造棒の鋳造方法。
Control the vibration amplitude condition and / or vibration frequency condition applied to the continuous casting rod based on the signal from the mold temperature detector that detects the solidification state of the molten aluminum alloy in the mold placed in the mold.
The method for casting a continuous casting rod according to any one of claims 11 to 15, wherein the casting method is performed.
連続鋳造棒の内部組織を検査する非破壊検査装置からの信号に基づいて連続鋳造棒に付与する振動の振幅条件及び/又は振動の周波数条件を制御する、
ことを特徴とする請求項11から請求項16のいずれか1項に記載の連続鋳造棒の鋳造方法。
Controlling the vibration amplitude condition and / or the vibration frequency condition applied to the continuous cast bar based on a signal from a non-destructive inspection device for inspecting the internal structure of the continuous cast bar.
The method for casting a continuous cast bar according to any one of claims 11 to 16, wherein:
長手方向に垂直な断面における羽毛状晶の発生が10%以下で、その他は柱状晶及び/又は粒状晶である、
ことを特徴とする請求項11から請求項17のいずれか1項に記載の連続鋳造棒の鋳造方法で鋳造されたアルミニウム合金の連続鋳造棒。
The occurrence of feather crystals in a cross section perpendicular to the longitudinal direction is 10% or less, and the others are columnar crystals and / or granular crystals.
An aluminum alloy continuous cast bar cast by the continuous cast bar casting method according to any one of claims 11 to 17 .
アルミニウム合金溶湯に、結晶粒を微細化させるための添加剤を添加することなく凝固させた、
ことを特徴とする請求項11から請求項17のいずれか1項に記載の連続鋳造棒の鋳造方法で鋳造されたアルミニウム合金の連続鋳造棒。
The aluminum alloy melt was solidified without adding an additive to refine crystal grains.
An aluminum alloy continuous cast bar cast by the continuous cast bar casting method according to any one of claims 11 to 17 .
Siを6質量%〜20質量%、Cuを2.0質量%〜5.0質量%、Mgを0.4質量%〜2.0質量%含有する、
ことを特徴とする請求項11から請求項17のいずれか1項に記載の連続鋳造棒の鋳造方法で鋳造されたアルミニウム合金の連続鋳造棒。
Containing 6 mass% to 20 mass% Si, 2.0 mass% to 5.0 mass% Cu, and 0.4 mass% to 2.0 mass% Mg;
An aluminum alloy continuous cast bar cast by the continuous cast bar casting method according to any one of claims 11 to 17 .
JP2005313829A 2005-10-28 2005-10-28 Aluminum alloy continuous casting rod, continuous casting rod casting method, continuous casting equipment Expired - Fee Related JP4773796B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005313829A JP4773796B2 (en) 2005-10-28 2005-10-28 Aluminum alloy continuous casting rod, continuous casting rod casting method, continuous casting equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005313829A JP4773796B2 (en) 2005-10-28 2005-10-28 Aluminum alloy continuous casting rod, continuous casting rod casting method, continuous casting equipment

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011083718A Division JP5565734B2 (en) 2011-04-05 2011-04-05 Aluminum alloy continuous casting rod, continuous casting rod casting method, continuous casting equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007118041A JP2007118041A (en) 2007-05-17
JP4773796B2 true JP4773796B2 (en) 2011-09-14

Family

ID=38142443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005313829A Expired - Fee Related JP4773796B2 (en) 2005-10-28 2005-10-28 Aluminum alloy continuous casting rod, continuous casting rod casting method, continuous casting equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4773796B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009003365A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-08 Northeastern University A structural material part of a high-si mg-containing al alloy and the manufacture method thereof
JP7206965B2 (en) * 2019-01-31 2023-01-18 日本製鉄株式会社 Method and apparatus for manufacturing titanium ingot
JP7211122B2 (en) * 2019-01-31 2023-01-24 日本製鉄株式会社 titanium ingot
JP2023523506A (en) * 2020-02-14 2023-06-06 ノベリス・インコーポレイテッド Ultrasonic Treatment for Microstructural Modification of Continuous Cast Products
CN115673273B (en) * 2022-11-04 2023-11-14 河南科技大学 Method and device for acquiring shape of solid-liquid interface in continuous casting process

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1117559B (en) * 1978-01-17 1986-02-17 Centre Rech Metallurgique PROCEDURE AND DEVICE FOR THE CONTROL AND REGULATION OF THE CONTINUOUS CASTING OF METALS
JPS58199645A (en) * 1982-05-14 1983-11-21 Kawasaki Steel Corp Oscillating method of mold for continuous casting
JPH06226334A (en) * 1993-01-28 1994-08-16 Furukawa Electric Co Ltd:The Method for directly extruding product from molten metal
JPH08238539A (en) * 1995-03-01 1996-09-17 Sumitomo Electric Ind Ltd Continuous casting method of aluminum alloy
JP2000301307A (en) * 1999-04-13 2000-10-31 Kawasaki Steel Corp Method for oscillating continuous casting mold
JP2001020047A (en) * 1999-07-05 2001-01-23 Toyota Autom Loom Works Ltd Stock for aluminum alloy forging and its production
JP2002096157A (en) * 2000-09-14 2002-04-02 Taisei:Kk Method of casting minute total isometric system structure
JP2004209487A (en) * 2002-12-27 2004-07-29 National Institute For Materials Science Method for controlling solidifying crystalline structure of aluminum cast alloy
JP4217649B2 (en) * 2003-03-31 2009-02-04 昭和電工株式会社 Aluminum alloy continuous cast bar manufacturing method and aluminum alloy continuous cast bar manufacturing equipment
JP4359231B2 (en) * 2003-12-18 2009-11-04 昭和電工株式会社 Method for producing aluminum alloy molded product, and aluminum alloy molded product

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007118041A (en) 2007-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7191692B2 (en) Ultrasonic grain refining and degassing procedures and systems for metal casting
US8992705B2 (en) Microcrystalline alloy, method for production of the same, apparatus for production of the same, and method for production of casting of the same
JP5565734B2 (en) Aluminum alloy continuous casting rod, continuous casting rod casting method, continuous casting equipment
JP6340893B2 (en) Method for producing aluminum alloy billet
JP4773796B2 (en) Aluminum alloy continuous casting rod, continuous casting rod casting method, continuous casting equipment
KR102475786B1 (en) Ultrasonic Grain Refinement and Degassing Procedures and Systems for Metal Casting Including Enhanced Vibrational Coupling
JP4648968B2 (en) Method for producing aluminum alloy continuous casting rod
Haghayeghi et al. The effect of ultrasonic vibrations prior to high pressure die-casting of AA7075
Riedel et al. Industrial suitable and digitally recordable application of ultrasound for the enviromentally friendly degassing of aluminium melts before tilt casting
JP5574301B2 (en) Aluminum alloy continuous casting rod
JP2011131279A5 (en)
KR102611259B1 (en) Grain refinement using direct vibration coupling
RU2771417C9 (en) Procedures and systems for ultrasonic grain grinding and degassing during metal casting using advanced vibration coupling
Pola et al. Effect of ultrasounds treatment on alloys for semisolid application
Komarov et al. A novel ultrasonic casting process using controlled cavitation and melt flow in hot top molds
JP2012213804A5 (en) Aluminum alloy continuous casting rod
JPS5825846A (en) Horizontal and continuous casting method
JPH028817B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080910

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110208

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110405

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110621

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110624

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140701

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4773796

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees