JP5319475B2 - 溶融金属を鋳て形状維持体を成形する方法及び装置 - Google Patents
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Description
上記壁の一部が、黒鉛製鋳造リングを備えている場合、スカートは通常、該鋳造リングの内周部にぐるりと形成される。
スカートの内周部にぐるりと直線状フレア部を設けるのがよく、又はスカートの内周部にぐるりと曲線状フレア部を設けてもよい。
逸らせ手段が、溶融金属層の膨張をキャビティの第1の横断面積部及び第2の横断面積部に制限するようキャビティの軸線の周りに配置されている場合、キャビティの第1の横断面積部が制限される周囲方向輪郭の周囲方向広がりは、逸らせ手段とキャビティの第1及び第2の横断平面を互いにシフトさせることにより変えられる。さらに、始動材料体上に重ねられる溶融金属の量を変化させてそれぞれの横断平面を逸らせ手段に対してシフトさせることにより、又は逸らせ手段をキャビティの軸線に対して横断方向に位置した回転軸線の回りに回転させることにより逸らせ手段とキャビティの第1及び第2の横断平面を互いにシフトさせる。
キャビティの第1の横断面積部が制限される周囲方向輪郭の周囲方向広がりは、逸らせ手段を対をなす状態に分割し、それぞれの逸らせ手段の対をキャビティの軸線の周りにその互いに反対側の側部の対上に配置し、逸らせ手段の対をキャビティの軸線を横切る方向に互いにシフトさせることにより変えられる。さらに、逸らせ手段の対のうち1つをキャビティの軸線を横切る方向に互いに往復動させて逸らせ手段の対を互いに対してシフトさせ、或いは、逸らせ手段の対のうち別の1つをキャビティの軸線を横切って位置した回転軸線の周りに回転させて逸らせ手段の対を互いに対してシフトさせる。
キャビティの第1の横断面積部が制限される周囲方向輪郭の周囲方向広がりは、逸らせ手段を対をなす状態に分割し、逸らせ手段の対をキャビティの軸線の周りに互いに軸方向に連続した状態で配置し、例えば逸らせ手段の対をキャビティの軸線方向に互いに逆さまにすることにより逸らせ手段の対を互いにシフトさせる。
上記特徴は、本発明の幾つかの好ましい実施形態を示す添付の図面を参照すると理解されよう。なお、この場合、連続鋳造法又は半連続鋳造法において、溶融金属を始動材料体としてキャビティ内に入れ、溶融金属層を次々に溶融始動材料体上に積層してキャビティの軸方向にキャビティの相対的に外方に延びる細長い金属体を形成する。
好ましくは、冷却剤を金属体48上に送出し(図24)、モデル98の底部のキャビティの横断平面100とそのリム106のところの平面との間で金属体に、そして好ましくはその平面にできるだけ密接して衝撃を与え、例えばモデルのトラフ中のどろどろした状態の部分108の周りに形成されている部分的に凝固した金属の「キャップ」107に衝撃を与える。
金属体の横断面輪郭及び(又は)横断面積部の横断面寸法を、鋳型の軸方向で両側に互いに反対側に位置したテーパ部分192を有する鋳造リング190(図23)で変えることも可能である。それぞれの部分の表面の種々のテーパが所与のものである場合、キャビティの周囲輪郭及び(又は)横断面寸法を、リングを逆にするだけで変えることができる。しかしながら、図示のリング190は各部分192の表面の同一のテーパを有し、例えば、第1の表面が摩耗したり、或いは別のある理由で使用を止める必要がある場合、1つの鋳造面を別の鋳造面で置き換える迅速な方法としてのみ採用される。
Claims (17)
- 溶融金属を端部開放型の鋳型に入れて鋳造加工する方法において、前記鋳型はその鋳型キャビティ(4)に入口端部開口(6)および排出端部開口(10)が設けられて前記入口端部開口と前記排出端部開口との間の軸線(12)に沿って鋳型キャビティが長く延在しており、前記鋳型キャビティには、溶融金属が鋳型キャビティを通過する最中に溶融金属を鋳型キャビティ内に閉じ込める目的で前記軸線を中心として鋳造面(26、62、116)が前記入口端部開口と前記排出端部開口との間に設けられているとともに、前記鋳造面は前記軸線から前記排出端部開口に向かう方向へ周方向外方向にテーパしており、前記鋳型には溶融金属導入開始時状態では前記鋳型キャビティの前記排出端部開口に嵌合しているスタータブロック(60)が更に設けられており、前記方法は、
溶融金属を前記入口端部開口から前記鋳型キャビティに導入し、最終的に導入開始材料部分(70)を前記鋳型キャビティ内に形成する工程と、
スタータブロックが前記鋳型キャビティに対して相関的に出口方向に向けてキャビティの前記軸線に沿って運動している間にも前記入口端部開口から前記鋳型キャビティに溶融金属を継続して導入することで、前記導入開始材料部分とその上に重畳される溶融金属とを前記鋳型キャビティから前記排出端部開口に向けて移動させる工程と、
前記鋳造面から熱を抽出して前記鋳型キャビティ内にあって前記鋳造面と接触している溶融金属を冷却する工程とを含んでおり、
溶融金属を前記鋳型キャビティ内に継続して導入する工程は制御された速度で実施され、新たに追加導入された溶融金属が垂直に厚い層(76)となって前記鋳型キャビティ内の前記導入開始材料部分上に連続して重畳されるようにするにあたっての制御された速度は、前記鋳型キャビティの前記軸線と交差する横断平面上にある垂直に厚い層の横断面は、溶融金属が初めて前記鋳造面に接触する位置にある横断平面(72)の高さにある前記鋳造面によって画定された横断面に比べて溶融金属導入開始時には面積が小さくなるように設定されているが、新たに追加導入された溶融金属から生じた垂直に厚い層はテーパした前記鋳造面に向けて外周方向に広がってテーパした前記鋳造面と接触しながら垂直に厚い層の金属を冷却することができるようにする速度であり、それにより、前記スタータブロックと前記導入開始材料部分が共に出口方向に運動することと前記鋳造面を外周方向へテーパさせたことが互いに作用し合い、溶融金属から生じた垂直に厚い層が前記鋳型キャビティを通過している最中は溶融金属から生じた垂直に厚い層がテーパした前記鋳造面と接触しながら前記軸線と交差する横断面寸法を増大させてゆき、最終的には垂直に厚い層の金属を冷却することでこれら垂直に厚い層を収縮させることができるようにしたことを特徴とする、方法。 - 前記排出端部開口(10)から排出されつつある前記導入開始材料部分から熱を抽出するにあたり、前記導入開始材料部分の外周全体にわたる固化表面に液体冷却剤を放出することにより熱を抽出する工程を更に含んでいる、請求項1に記載の方法。
- 前記鋳型キャビティは非円形の横断面を呈しており、前記液体冷却剤により熱が抽出される速度は前記排出端部開口から排出されつつある前記導入開始材料部分の前記外周を巡って存在している鋳型内の高さ位置ごとに異なっており、溶融金属の収縮から生じる熱応力を平衡状態に保つように構成されていることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記液体冷却剤により熱が抽出される速度は前記外周を巡って存在している鋳型内の高さ位置ごとに異なっており、前記導入開始材料部分の外周輪郭が、溶融金属が初めて前記鋳造面に接触する位置にある前記横断平面の高さにある前記鋳造面が画定する輪郭とは異なるように選定されるようにしたことを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記鋳造面は、溶融金属が初めて前記鋳造面に接触する位置にある横断平面上で前記軸線と交差する非円形横断面を呈しており、前記鋳造面は前記鋳型キャビティの軸線に対して或る角度でテーパしており、この角度は前記鋳型キャビティを巡る複数の互いに異なる鋳型内の高さ位置ごとに異なっており、前記金属の収縮から生じる熱応力の平衡を保つようにしたことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記鋳造面は前記鋳型キャビティの軸線に対して或る角度でテーパしており、この角度は前記鋳型キャビティを巡る複数の互いに異なる鋳型内の高さ位置ごとに異なっており、前記導入開始材料部分の外周形状が溶融金属が初めて前記鋳造面に接触する位置にある前記横断平面上にある前記鋳型キャビティの外周形状とは異なるように選定されるようにしたことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 鋳型キャビティの前記軸線は垂直方向に対して或る角度に配向されており、前記軸線が垂直に配向されている場合は、前記導入開始材料部分の外周形状が、溶融金属が初めて前記鋳造面に接触する位置にある前記横断平面上にある前記鋳造面の外周形状とは異なるように選定されるようにしたことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記スタータブロックが前記鋳型キャビティから出口方向に向かって運動する速度を或る第1速度から別な第2速度に変動させて鋳造速度の変動を実施することにより、溶融金属が初めて前記鋳造面に接触する位置にある前記横断平面上の部位を前記鋳型の軸線に沿って移動させ、それにより、第1速度で鋳造された前記導入開始材料部分に対して第2速度で鋳造された前記導入開始材料部分の外周寸法を変えるようにしたことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 端部開放型の鋳型を備えている溶融金属鋳造装置において、前記鋳型はその鋳型キャビティ(4)に入口端部開口(6)および排出端部開口(10)が設けられて前記入口端部開口と前記排出端部開口との間の軸線(12)に沿って鋳型キャビティが長く延在しており、鋳型キャビティには、溶融金属が鋳型キャビティを通過する最中に溶融金属を鋳型キャビティ内に閉じ込める目的で前記軸線を中心として鋳造面(26、62、116)が前記入口端部開口と前記排出端部開口との間に設けられているとともに、前記鋳造面は前記軸線から前記排出端部開口に向かう方向へ周方向外方向にテーパしており、前記鋳型には溶融金属導入開始時状態では前記鋳型キャビティの前記排出端部開口に嵌合しているスタータブロック(60)と、鋳型キャビティの前記軸線に沿って鋳型キャビティから出口方向にスタータブロックを運動させる手段と、前記入口端開口から前記鋳型キャビティに溶融金属を導入する手段と、前記鋳型キャビティを中心とした周方向に前記鋳造面に配置された熱抽出手段とが設けられており、
前記溶融金属鋳造装置には、
溶融金属が前記鋳型キャビティに搬送される速度を制御することで、前記スタータブロックが前記排出端部開口に嵌合している間に導入開始材料部分(70)を前記鋳型キャビティ内に形成するとともに前記スタータブロックを運動させる前記手段が作動すると溶融金属が或る速度で導入されるようにするための手段が更に設けられており、前記速度は、新たに追加導入された溶融金属が垂直に厚い層となって前記鋳型キャビティ内の前記導入開始材料部分上で前記鋳造面に向けて外方向に広がって前記鋳造面に接触することができるようにする速度であり、それにより、前記スタータブロックを運動させる手段を作動させることと前記鋳造面をテーパさせたことが互いに作用し合い、溶融金属から生じた垂直に厚い層が前記鋳型キャビティを通過している最中は垂直に厚い層が前記鋳造面と接触しながら前記軸線と交差する横断面寸法を増大させてゆき、最終的には垂直に厚い層の金属を冷却することでこれら垂直に厚い層を収縮させることができるようにしたことを特徴とする、装置。 - 前記鋳造面は鋳型キャビティの前記軸線に対して1度から22度の範囲の角度でテーパしていることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 前記鋳造面はその軸線方向縦断面が直線で囲まれた形状であることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 前記鋳造面はその軸線方向縦断面が曲線で囲まれた形状であることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 前記排出端部開口から排出されつつある前記導入開始材料部分の外周全体にわたる複数部位の固化表面に液体冷却剤を放出する手段を備えている、請求項9に記載の装置。
- 前記鋳造面は、溶融金属が初めて前記鋳造面に接触する位置にある鋳型横断平面上に非円形の横断面を呈しており、液体冷却剤を放出する前記手段は、前記導入開始材料部分の外周の前記冷却剤による熱抽出の速度を変動させる手段を含んでいることを特徴とする、請求項13に記載の装置。
- 前記鋳造面は前記鋳型キャビティの軸線に対して或る角度でテーパしており、この角度は前記鋳造面の内周を巡る複数の互いに異なる鋳型内の高さ位置ごとに異なっていることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 鋳造中は、鋳型キャビティの前記軸線は垂直方向に対して或る角度に配向されていることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 前記スタータブロックを運動させる前記手段は、新たに追加導入された溶融金属から生じる垂直に厚い層が初めて前記鋳造面に接触する部位を移動させるのに有効な範囲内で鋳造速度を変動させるように調節することができることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
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