JP5700248B2 - 連続鋳造用ノズル、連続鋳造方法、および鋳造材 - Google Patents
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Description
[全体構成]
本発明に係るノズル(連続鋳造用ノズル)1について、図1に基づいて説明する。このノズル1は、溶解炉(図示せず)にて溶解された純マグネシウムの溶湯やマグネシウム合金の溶湯10を、湯だめ30などを介して可動鋳型20に供給する溶湯の輸送路として利用される部材である。このノズル1は、特に、一対のロール21からなる可動鋳型20を用いた連続鋳造(双ロール法)に用いられるものである。
ノズル1を構成するノズル本体2は、例えば、炭素系材料やモリブデン、タングステン、タンタル、SUSなど低酸素材料にて形成することができる。炭素系材料は、熱伝導性に優れるので、ノズル1の横断幅方向において、溶湯10の温度のばらつきを小さく抑えることができる。また、アルミナやシリカなどの酸化物材料と比較して低酸素性であるため、純マグネシウムやマグネシウム合金を連続鋳造する場合、マグネシウムが酸素と結合して、表面品質を低下させることを低減させることができるので好ましい。
溶湯10に対して濡れ性が低い被覆層3をノズル本体2の先端領域に設けることによって、溶湯10がその被覆層3によって弾かれるので、ノズル1と可動鋳型20との間にできる隙間に溶湯10が流れ込み難くできる。また被覆層3は、低酸素性を有するので、純マグネシウムやマグネシウム合金の溶湯10との反応により浸食され難い。よって、純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯10が、ノズル1を介して可動鋳型20に供給される際、局所的な湯流れの乱れを防ぎ、溶湯10がロール21間に注入される前に凝固することを防ぐことができ、表面品質に優れる鋳造材100を得ることができる。
本試験例では、作製されるマグネシウム合金からなる鋳造材に及ぼす被覆層の有無、および被覆層の厚さの影響を調べた。
まず、カーボンを加工したノズル本体2を用意した。ノズル本体2の先端厚さは1mm、幅は300mmであった。
被覆層3の厚みを変えて測定した試料2,3は、被覆層3の厚みだけが試料1と異なり、その他、カーボンから形成されているノズル本体2の寸法、被覆層3の厚み以外の寸法、鋳造方法、不良率の算出方法は、試料1と同様である。
試料4は、被覆層3がAlNのみからなり、被覆層3の厚みが5μm、相対密度が29%である点が試料1と異なる。これらの点以外は試料1と同様である。
試料5は、ノズル本体2の先端領域に被覆層3を備えていない点が試料1と異なり、それ以外は試料1と同様である。
ノズル1とロール21との位置関係を示すD1の相違が、鋳造材に及ぼす影響を調べた。
試料6は、被覆層3の主成分がSiC、被覆層3の厚さが200μm、相対密度が70%である点が試料2と異なり、それ以外は試料2と同様である。
試料7は、被覆層3の主成分がBN、相対密度が95%である点が試料6と異なり、それ以外は試料6と同様である。
試料8は、モリブデンからなるノズル本体2を用いた点、D1=1.3×D2である点が試料6と異なり、それ以外は試料6と同様である。
試料9は、アルミナからなるノズル本体2を用いた点、被覆層3の主成分がBN、被覆層3の相対密度が80%である点、D1=1.5×D2である点が、試料6と異なる。それ以外は試料6と同様である。
試料10は、D1=1.5×D2である点が、試料6と異なる。それ以外は試料6と同様である。
2 ノズル本体
3 被覆層
4 注湯口
10 溶湯 100 鋳造材
20 可動鋳型 21 ロール 22 水路
30 湯だめ 31 移送樋
Claims (8)
- 純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯を連続鋳造用の可動鋳型に供給する連続鋳造用ノズルであって、
ノズル本体と、
前記ノズル本体の表面のうち、少なくとも前記可動鋳型側の先端面から外周面に亘る先端領域に設けられる被覆層とを備え、
前記被覆層が、窒化物、炭化物、および炭素から選択される少なくとも1種を主成分として含有することを特徴とする連続鋳造用ノズル。 - 前記被覆層は、主成分以外の成分としてアルミナを含有することを特徴とする請求項1に記載の連続鋳造用ノズル。
- 前記被覆層の相対密度は、30%以上95%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の連続鋳造用ノズル。
- 前記被覆層の厚さは、200μm以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の連続鋳造用ノズル。
- 前記被覆層は、前記ノズル本体の先端領域の表面に熱処理によって粉体を固着させることで形成された層であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の連続鋳造用ノズル。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の連続鋳造用ノズルと、双ロール式の可動鋳型と、を用いて双ロール鋳造を行なうことを特徴とする連続鋳造方法。
- 前記連続鋳造用ノズルと双ロール式の可動鋳型との隙間に形成される溶湯のメニスカス部の厚さをD1、前記ロール間の距離をD2としたとき、
D1<1.4×D2となるように、前記連続鋳造用ノズルを双ロール式の可動鋳型に臨ませて双ロール鋳造を行なうことを特徴とする請求項6に記載の連続鋳造方法。 - 請求項6または7に記載の連続鋳造方法により得られたことを特徴とする鋳造材。
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