JP6003840B2 - 引上式連続鋳造方法 - Google Patents
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Description
これに対し、自由鋳造方法における形状規定部材は、鋳物の断面形状のみを規定し、長手方向の形状は規定しない。そして、形状規定部材は、湯面に平行な方向(すなわち水平方向)に移動可能であるから、長手方向の形状が様々な鋳物が得られる。例えば、特許文献1には、長手方向に直線状でなく、ジグザグ状あるいは螺旋状に形成された中空鋳物(すなわちパイプ)が開示されている。
特許文献1に記載の自由鋳造方法では、スタータに連なる凝固した直後の鋳物に冷却ガスを吹き付け、間接的に溶湯を冷却している。ここで、上から下へ向かって進行する凝固の速度(以下、凝固速度という)と引上速度とがほぼ釣り合った状態で、鋳造を進行させる必要がある。例えば、引き上げられた溶湯に対する冷却能は一定のまま(つまり凝固速度一定のまま)、引上速度のみを大きくしても、凝固界面が上昇し、引き上げられた溶湯が千切れてしまう。つまり、冷却能が定まれば、その冷却能に見合った適切な引上速度が定まることになる。なお、引上速度を大きくし、生産性を向上させるには、上述の冷却能を高める必要がある。
保持炉に保持された溶湯を、スタータを用いて引き上げる引上式連続鋳造方法であって、
鋳造開始時に前記スタータを所定の引上速度まで加速する際に、
停止状態から第1の速度まで、第1の加速度で加速する第1の加速区間と、
前記第1の速度から第2の速度まで、第2の加速度で加速する第2の加速区間と、
前記第1の加速区間と前記第2の加速区間との間において、前記スタータを前記第1の速度で引き上げる等速区間と、を備えたものである。
このような構成により、加速時における引き上げられた溶湯の千切れを抑制しつつ生産性に優れる引上式連続鋳造方法を提供することができる。
さらに、前記第2の速度から第3の速度まで、第3の加速度で加速する第3の加速区間と、前記第2の加速区間と前記第3の加速区間との間において、前記スタータを前記第2の速度で引き上げる等速区間と、を更に備えていてもよい。
まず、図1を参照して、実施の形態1に係る自由鋳造装置(引上式連続鋳造装置)について説明する。図1は、実施の形態1に係る自由鋳造装置の模式的断面図である。図1に示すように、実施の形態1に係る自由鋳造装置は、溶湯保持炉101、形状規定部材102、支持ロッド104、アクチュエータ105、冷却ガスノズル106、引上機108を備えている。図1におけるxy平面は水平面を構成し、z軸方向が鉛直方向である。より具体的には、z軸のプラス方向が鉛直上向きとなる。
なお、図2におけるxyz座標は、図1と一致している。
アクチュエータ105には、支持ロッド104が連結されている。アクチュエータ105によって、支持ロッド104を介して形状規定部材102が上下方向(鉛直方向)及び水平方向に移動可能となっている。このような構成により、鋳造の進行による湯面の低下とともに、形状規定部材102を下方向に移動させることができる。また、形状規定部材102を水平方向に移動させることができるため、鋳物M3の長手方向の形状を変化させることができる。
まず、スタータSTを降下させ、形状規定部材102の溶湯通過部103を通して、スタータSTの先端部を溶湯M1に浸漬させる。
次に、図4を参照して、実施の形態1の変形例1に係る自由鋳造方法について説明する。図4は、実施の形態1の変形例1に係る引上速度の加速方法を示す模式的グラフである。図4には、加速度a1よりも小さく加速度a2よりも大きい加速度a3で加速し続けた場合についても、比較のために一点鎖線で示されている。加速度a3で加速し続けた場合も、最大引上速度Vmaxに到達する前に、保持溶湯M2に千切れが発生する。しかしながら、図4に示すように、引上速度が速度V1よりも大きいV2に到達した段階で、保持溶湯M2に千切れが発生している。
次に、図5を参照して、実施の形態1の変形例2に係る自由鋳造方法について説明する。図5は、実施の形態1の変形例2に係る引上速度の加速方法を示す模式的グラフである。図4では、定速運転区間の前後における加速度がいずれも加速度a3であった。これに対し、図5では、定速運転区間後の加速度を定速運転区間前の加速度a3よりも大きい加速度a1としている。これにより、変形例2における最大引上速度Vmaxへの到達時刻t4は、変形例1における最大引上速度Vmaxへの到達時刻t3よりも早くなる。すなわち、変形例1に係る自由鋳造方法よりも変形例2に係る自由鋳造方法の方が生産性に優れている。
次に、図6、7を参照して、実施の形態2に係る自由鋳造装置について説明する。図6は、実施の形態2に係る形状規定部材102の平面図である。図7は、実施の形態2に係る形状規定部材102の側面図である。なお、図6、7におけるxyz座標も、図1と一致している。
形状規定板102a、102bは、形状規定板102c、102dの上側に接触するように配置されている。
さらに、鋳造開始時の加速運転区間において、溶湯通過部103の形状を小さくするように制御してもよい。保持溶湯M2の質量を減らすことにより、さらに保持溶湯M2の千切れを抑制することができる。
例えば、本発明はスタータSTを用いて溶湯を引き上げる引上式連続鋳造方法であれば、形状規定部材102を用いない引上式連続鋳造方法にも適用することができる。
102 形状規定部材
102a〜102d 形状規定板
103 溶湯通過部
104 支持ロッド
105 アクチュエータ
106 冷却ガスノズル
108 引上機
A1、A2 アクチュエータ
G11、G12、G21、G22 リニアガイド
M1 溶湯
M2 保持溶湯
M3 鋳物
R1、R2 ロッド
S1 レーザ変位計
S2 レーザ反射板
SIF 凝固界面
ST スタータ
T1、T2 スライドテーブル
Claims (6)
- 保持炉に保持された溶湯を、スタータを用いて引き上げる引上式連続鋳造方法であって、
鋳造開始時に前記スタータを所定の引上速度まで加速する際に、
停止状態から第1の速度まで、第1の加速度で加速する第1の加速区間と、
前記第1の速度から第2の速度まで、第2の加速度で加速する第2の加速区間と、
前記第1の加速区間と前記第2の加速区間との間において、前記スタータを前記第1の速度で引き上げる等速区間と、を備え、
前記第1の加速度及び前記第2の加速度は、前記停止状態から加速し続けた場合、前記所定の引上速度に到達する前に、前記スタータにより引き上げられた前記溶湯に千切れが発生しない最大の加速度よりも大きく、
前記停止状態から前記所定の引上速度に到達するまでの時間が、前記溶湯に千切れが発生しない最大の加速度で加速し続けた場合よりも短くなる、
引上式連続鋳造方法。 - 前記第1の加速度と前記第2の加速度とを等しくする、
請求項1に記載の引上式連続鋳造方法。 - 前記第1の加速度及び前記第2の加速度を、前記スタータを引き上げる引上機が発揮できる最大の加速度とする、
請求項2に記載の引上式連続鋳造方法。 - 前記第2の速度から第3の速度まで、第3の加速度で加速する第3の加速区間と、
前記第2の加速区間と前記第3の加速区間との間において、前記スタータを前記第2の速度で引き上げる等速区間と、を更に備えた、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造方法。 - 前記第2の加速度を、前記第1の加速度よりも大きくする、
請求項1に記載の引上式連続鋳造方法。 - 前記第2の加速度を、前記スタータを引き上げる引上機が発揮できる最大の加速度とする、
請求項5に記載の引上式連続鋳造方法。
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