JP6014663B2 - マルチ合金の垂直半連続鋳造方法 - Google Patents

Description

本発明は、垂直半連続鋳造によるアルミニウム合金製の圧延スラブおよび押出しビレットのような半製品製造の分野に関する。

より正確には、本発明は、同時鋳造による、そして少なくとも一つのセパレータを使用した、少なくとも二つのアルミニウム合金を含むスラブまたはビレットの垂直半連続鋳造方法に関する。

本発明はまた、前記方法の実施および前記スラブまたはビレットの製造を可能にする装置に関する。

アルミニウムは、航空機および自動車製造の分野において、重量制限の理由により、機体用、翼桁用、および翼の補剛材用のシートメタル、ならびに、自動車用の車体のシートメタルおよびろう付けされた熱交換器に関して使用が増大しているのみならず、光学反射装置あるいはまた装甲板シートメタル、熱可塑性物質用鋳型、鍛造部品、機械加工用部品についても、使用が増大している。

全てを列挙してはいないが、特に、アルミニウムのこれらの適用に関しては、例えば、機械抵抗と成形性、または機械抵抗と耐食性、あるいはまた穿孔適性と旋盤加工適性など、しばしば対立する特性の間で妥協策を見出す必要がある。

以下で問題とされているアルミニウム合金は、相反する記載がない限り、すべて、「アルミニウム協会」により、当協会が定期的に発行する「Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｒｄ Ｓｅｒｉｅｓ」において定義された表記に従って表される。

均質な合金の使用によりいくつかの要求を満たすことができるが、例えば、シートメタルの表面と芯との間の、または、押出し成形、鍛造、もしくは機械加工のブルームの表面と芯との間の組成の変動を制御して、そうすることにより、芯の特性を表面の特性と区別することが可能ならば、かなりの改善を得ることができるであろう。

異なる合金製の二つのプレートの熱間共圧延により製作された、クラッドされた製品は、例えば以下のような、いくつかの適用のために存在する。
‐特に自動車用熱交換器産業を主に対象としたろう付けシートメタル。クラッディング材料はそのとき、芯より融点の低い合金であり、ろう付けプロセスの際に組み立てる部品間の結合を確実にする溶接棒となるであろう。
‐合金元素をあまり有さない合金製のクラッディング材料が、それを極めて多く有する機械抵抗の極めて強い芯合金における腐食に対する防止を確実にする、航空機用シートメタル。
‐合金元素をあまり有さない合金製のクラッディング材料が、それをより多く有する機械抵抗の強い芯合金における、特に型打ち作業、折り曲げ作業、またははめ込み作業の際の良好な成形性を確実にする、自動車の車体用シートメタルの分野においても同様である。
‐しかし、同じ原理が他のいわゆる二層製品についても適用され、その中には、高純度のアルミニウム合金でコーティングされたあまり高価ではない任意の合金を有する光学反射装置、あるいはまた軍事分野における装甲板用二層製品がある。

しかしながら、この熱間共圧延方法は、すべてのタイプの合金に適用できるわけではなく、特にマグネシウムおよび／または亜鉛を多量に含む合金（特に、自動車産業、航空機産業、またはその他の産業を対象とした製品）には、Ｍｇおよび／またはＺｎが豊富な合金の表面の酸化性のため、適用できない。ただし、極めて頻繁に二重熱間圧延が必要であり、これは生産性の点からも経済的な観点からも好ましくない。

その結果、二合金鋳造とも呼ばれる、合金の二つの層の同時鋳造を可能にする方法が、垂直半連続鋳造により提案された。

Ａｌｃｏａ Ｉｎｃ．社の国際公開第０３／０３５３０５号あるいはまた米国特許第７，４０７，７１３号明細書、および、同じファミリーの他の特許出願または特許により、プレートの降下の際に凝固前面に閉じ込められ固体金属に引きずられることで繰り出される金属シートの状態のセパレータの使用が公開されている。このセパレータは、最終的に得られるスラブの中に留まる。

この解決法は、特にかなりの長さの前記金属シートの予備加熱の必要性、液体金属の供給システムとの相互的な空間のかさばりの問題から、そして特に二つの酸化表面を液体金属に導入することから、技術的に実施しにくいという欠点を呈し、その結果、冶金的な結合が保証されず、その後の剥離の危険性が無視できない。

Ｋａｉｓｅｒ Ａｌｕｍｉｎｕｍ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの米国特許第４，５６７，９３６号明細書は、芯が被覆合金層の中に完全に封入されている二合金鋳造を特許請求の範囲としている。この外部層はあらかじめ凝固し、芯合金はこのシェルの内部で鋳造される。この形態では、外部合金は芯合金よりもかなり高い液相線を有する必要がある。さらに外部層の内側表面は必然的に酸化され、二つの層の間の冶金的な結合を保証することがまたも困難である。その上、この特許の主な特許請求の範囲は、Ａｌ−Ｌｉタイプの内部合金を水による直接冷却から保護することにある。

Ｎｏｖｅｌｉｓ Ｉｎｃの米国特許出願公開第２００５／００１１６３０号明細書および米国特許出願公開第２０１０／００２５００３号明細書は、被覆合金への芯の完全な封入はないが、同様の考えに基づいている。これらの特許出願には、実際はセパレータが内部合金の一時的に凝固した層により構成されているために傷のない界面を得ることを可能にする方法が記載されている。当業者には、「Ｆｕｓｉｏｎ^TM」の名で公知である。

したがって、この方法は、外部合金の液相線が内部合金の液相線よりも低い合金の組み合わせに、より適している。その他の合金の組み合わせにおいては、冶金的な結合を得るためには、過渡熱相の極めて繊細な制御が必要であり、場合によっては、冶金的な結合を得ることはただ単に不可能であり得る。

Ｌｅｏｂｅｎの「Ｉｎｓｔｉｔｕｔ ｆｕｒ Ｖｅｒｆｏｒｍｕｎｇｓｋｕｎｄｅ ｕｎｄ Ｈｕｔｔｅｎｍａｓｃｈｉｎｅｎ」の独国特許出願公開第４４２０６９７号明細書は、凝固前面の近傍に持ってこられた外生のセパレータの原理に基づいている。しかしながら、この形態は、セパレータが凝固前面から非常に小さくとも距離をおいて位置づけられて留まり、凝固に閉じ込められることを回避することを必要とする。その結果、二つの合金の比較的確固とした混合をもたらすセパレータの下にかなり大きな対流が起こり、実際の分離が不可能になる。

Ａｌｅｒｉｓ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｋｏｂｌｅｎｚ ＧｍｂＨの国際公開第２００９／０２４６０１号は、セパレータの使用をも特許請求の範囲としており、セパレータは、中央部分に、すなわち複製可能なつまり工業的な方法で制御することが困難な混合の領域が新たに形成されるスラブの半分の厚さのところに導入され、さらにその方法は、二つの層の厚さが構成ごとに等しいことから制限される。ところが、大部分の工業的な適用においては、反対に極めて不均等な厚さの層が必要とされる。

本発明は、凝固する金属に閉じ込められず、その固体に引きずられることなく、凝固前面と直接接触するセパレータの導入を可能にすることで、これらの困難を解決することを目指しており、このように、セパレータの両側にレベル差があっても半固体の領域を経由して起こり得る混合を制限して、二つの合金の間のシールを確実にすることが必要である。

本発明は、圧延スラブまたは押出しビレットの直接冷却式垂直半連続鋳造方法であって、セパレータ、および、前記セパレータの両側に配された、典型的には導管または傾斜溝である二つの液体金属供給手段が使用されており、
ａ）第一の導管を使用して、垂直半連続鋳造用鋳型に第一のアルミニウム合金を鋳造するステップと、
ｂ）凝固前面と接触する、鋳型に金属製または耐熱性材料製の前記セパレータを配置するステップと、
ｃ）第二の導管を使用して、前記セパレータのもう一方の側面に第二のアルミニウム合金を鋳造するステップと、
ｄ）合金の鋳造停止とほぼ同時に、または前記停止の少し前に前記セパレータを引き上げ、そのときスラブまたはビレットの鋳造終了領域において合金を混合するステップと、
ｅ）半連続鋳造用鋳型から凝固したスラブまたはビレットを取り外すステップと
を含む方法において、
前記セパレータが、少なくとも凝固前面と接触している間中、バイブレータによって、振動運動により動かされ、その結果、前記セパレータが固体金属に閉じ込められず引きずられないことを特徴とする方法を目的とする。

好ましくは、前記セパレータは鋳造停止の少し前に引き上げられ、前記鋳造終了に該当する領域において合金の混合が可能となり、次にこの領域はせん断される。

この方法は、前記合金が異なる組成を有し、二合金スラブまたはビレットの鋳造を可能にする場合、特に利点を呈する。

有利には、セパレータの導入および単一の第一の合金により構成される第二の合金の鋳造の前に得られた鋳造開始領域もまた、せん断される。

セパレータはほぼ平坦なプレートであり得、その下の部分の切断面は、異なる合金の堆積された層を呈するスラブまたはビレットの鋳造用鋳型を横切って延び凝固前面の垂直断面と合致する。

必ずではないが、セパレータは一般的に、複合ビレットの鋳造のための製品の幾何学的対称性を遵守する中空の円筒体でもあり得るが、外部合金とは異なる合金が内部にいわゆる充填されたスラブ鋳造のために、ほぼ長方形の断面を有する中空体でもあり得る。

この後者の場合、セパレータのほぼ長方形の断面は、鋳造されたスラブの凝固前面の水平断面と合致するように、丸くなった隅を有し得、または断面が完全に長方形であり得る。この後者の場合、そのとき前記セパレータは、前記隅において凝固前面の形状と合致するように、折り曲げられた角を有する平坦な表面により下の部分を画定される。

材料に関して、前記セパレータは、鋼鉄タイプの、または特にモリブデンもしくはタングステンのような耐熱金属タイプの金属材料製であり得るが、これに限定されるものではない。

セパレータはまた、セラミックまたはガラス繊維強化セラミックを主成分とする耐熱性材料でも製作され得る。

前記セパレータの振動については、典型的には約百Ｈｚから超音波周波数までの周波数で約百μｍの、小さい振幅である。

この振動は、空気、電気、または超音波によるバイブレータのグループから選択されたバイブレータにより生成されるが、それに限定されるものではない。

好ましくは、振動周波数は１００〜２００００Ｈｚであり、有利には、振動振幅は１００〜２００μｍである。

ある特定の実施態様によると、前記第一および第二の合金は同じ組成である。実際、本出願人は振動には樹枝状の中間偏析を減少させる好影響があることを確認することができた。

広義には、その方法は、一つ以上のセパレータを用いた二つ以上の合金の鋳造に適用され得る。

本発明はまた、前記方法の実施手段、つまり、スラブまたはビレットの鋳造中に降下用装置によって降下しながら移動する上げ底により鋳造の開始時に閉じられた下端部以外の、開口端部を有する、円筒形または長方形の管状垂直半連続鋳造用鋳型を含むスラブまたはビレットの直接冷却式垂直半連続鋳造装置であって、上端部が金属供給用であり、下端部がスラブまたはビレットの排出用であり、前記上端部が、典型的には導管または傾斜溝である二つの液体金属供給手段と、鋳型の中で凝固前面と接触して液体金属の溶湯に導入されるのに適した、したがって溶湯を別の二つの領域に分割するセパレータとを備えている、装置において、前記セパレータが、少なくとも凝固前面と接触している間中、典型的には多方向の振動運動によりセパレータを動かすことを可能とするバイブレータに連結されており、振動が、典型的には、約百Ｈｚから超音波周波数までの周波数、そして好ましくは１００〜２００００Ｈｚで、約百μｍ、好ましくは１００〜２００μｍの、小さい振幅のタイプのものであることを特徴とする装置を目的とする。

前述したように、セパレータは、ほぼ平坦なプレートまたは断面がほぼ円形の管状鋳型に結合された中空の円筒体、あるいはまた、断面がほぼ長方形の管状鋳型に結合された、断面がほぼ長方形の中空体であり得る。

この後者の場合、前記セパレータのほぼ長方形の断面は、丸くなった隅を有し得る。

前記断面はまた、完全な長方形でもあり得、そのときセパレータは、前記隅において凝固前面の形状と合致するように、折り曲げられた角を有する平坦な表面により下の部分を画定される。

材料に関して、前記セパレータは、鋼鉄タイプの、または特にモリブデンもしくはタングステンのような耐熱金属タイプの金属材料製であり得るが、これに限定されるものではない。

セパレータはまた、セラミックまたはガラス繊維強化セラミックを主成分とする耐熱性材料でも製作され得る。

振動に関しては、空気、電気または超音波によるバイブレータのグループからから選択されたバイブレータにより生成される。

もちろん広義には、前記装置は、二つ以上のアルミニウム合金を含むスラブまたはビレットの鋳造のために、一つ以上のセパレータ、二つ以上の液体金属供給手段を含み得る。

上げ底とも呼ばれる「座部」または「鋳造底部」８上に耐熱性材料製の押湯７を備えた鋳型６における、第一の合金１の鋳造の第一段階の断面図であり、凝固前面が目印２を保持し、ここでは長方形または円筒形タイプのセパレータ３が板４に固定されており、板自体には、可撓性ばねにより昇降機５に連結されたバイブレータ（図示せず）が固定されており、前記昇降機はガイド９によって高いところから低いところへ移動する。 セパレータ３が凝固前面と接触させられ、振動１０が始動する、第二段階が図示されている。 第二の合金１２の供給用導管１１が配置され、第二の合金が鋳造される、第三段階が図示されている。 定常状態が図示されており、第二の合金１２がスラブまたはビレットの芯にあり、第一の合金１が、せん断すべき低い部分で第二の合金と混合されて、そして周辺にある。 スパーク発光分光分析法により得られた、外側が合金ＡＡ５０８３製で芯が合金ＡＡ７４４９製の、実施例２の二合金スラブの横断面のＺｎの％が、厚さ方向におけるスラブの外側面からのｍｍでの距離ｄに応じて図示されている。 スパーク発光分光分析法により得られた、外側が合金ＡＡ６０１６製で芯が合金ＡＡ７０２１製の、実施例２の二合金スラブの横断面のＺｎの％が、厚さ方向におけるスラブの外側面からのｍｍでの距離ｄに応じて図示されている。

固体金属によるセパレータの引きずりを防止するために、本発明は、セパレータを、典型的には１００〜２００μｍの、小さい振幅の振動運動により動かすことにあり、振動運動は、その接触で形成される樹枝状結晶を壊して、樹枝状結晶の凝集を凝固した、より高い画分の方へ局所的に押し返し、このようにしてセパレータが固体金属に引きずられないように保証する。複数のタイプの、つまり、空気、電気、超音波によるバイブレータが使用され得、典型的には１００〜２００００Ｈｚの周波数の振動を生成する。

セパレータは、中空の円筒体であり得、好ましくは水平面により下の部分を画定され、そのときその断面は、凝固前面の水平断面と合致しており、それによって良好なシールが得られる。セパレータの横断面は、長方形のスラブでは、凝固前面の３Ｄ熱モデリングにより算定され、正確な法則に従って隅が丸くなった長方形の形状をなす。最小側面の近くを含む、スラブの表面から一定距離のところで合金の分離が生じることが所望されるならば、断面が完全な長方形のセパレータを考案することが可能であり、そのときセパレータは、もはや平面により下の部分を画定されないが、隅において凝固前面の形状と合致するように、角が折り曲げられている、そしてまた凝固前面の３Ｄ熱モデリングにより算定され得る平坦な表面により画定される。

ビレットでは、セパレータの断面はもちろん円形である。複数のタイプの、つまり、耐熱性非金属材料製または金属材料（鋼鉄、特にＭｏまたはＷなどの耐熱金属）製のセパレータが使用され得、場合によっては、液体アルミニウムによる攻撃に対する保護用コーティングを有する。

この形態によって、必要ならば、二合金スラブまたはビレットの幾何学的および熱的対称性を遵守することが可能になる。第一の合金の芯が完全に第二の合金に含まれているという、「充填」スラブまたはビレットのこの概念は、既存の方法に比べて、さらに新しい可能性を提供する。実際、スラブの側面に外部合金が存在することによって（これはＦｕｓｉｏｎ^TMの方法についての場合でも共圧延方法についての場合でもない）、この多層タイプの熱間圧延を試みる際に今日遭遇する、縁部からのひび割れ現象を回避すると同時に、マグネシウム（５％以上、または７％以上）、Ｚｎ（１５％まで、またはそれ以上）、Ｃｕ（５％まで、またはそれ以上）、Ｌｉ（２％まで、またはそれ以上）、Ｓｉ（過共晶含有のものを含む）、または、これらの元素の組み合わせを極めて多く有する芯合金の圧延による加工を考察することができる。

これらの組成によって、機械抵抗／成形性の良好な妥協点に到達することができ、コーティングは、さらに特にそれらの耐食性および／またはそれらの成形性を改善することを可能にし得る。このことは、アルミニウムについて、特に、中でも自動車、航空機、輸送手段、機械工業などにおける、極めて複雑な形状の部品の製造について、新たな適用の可能性を開く。

以上が特に、自動車の車体のシートメタルへの適用についての、特に、硬化合金元素を極めて多く有するＡＡ７ｘｘｘ族、特にＡＡ７０２１タイプの、または同様に硬化合金元素を極めて多く有するＡＡ５ｘｘｘ族の芯合金と、ＡＡ６ｘｘｘ族、特にＡＡ６０１６タイプの、周辺合金またはクラッディング合金との組み合わせの場合である。

さらに、以上が、装甲板シートメタルへの適用についての、硬化合金元素を極めて多く有するＡＡ７ｘｘｘ族、特にＡＡ７４４９タイプの新たな芯合金と、ＡＡ５ｘｘｘ族、特にＡＡ５０８３タイプの周辺合金またはクラッディング合金との組み合わせの場合である。

充填ビレットの製造は、単純な押出し熱で硬質合金を溶液にすることを可能にするために、硬質度のより低い合金製の覆いで保護された硬質合金の極めて急速な押出し成形を可能にするという追加の利点を呈し得る。実際、必要な押出し速度は、硬質合金では押出し性能が悪いため、実現不可能である。硬質合金が「柔らかい」合金層に取り囲まれていることから、全体をより容易に、そして単純な押出し熱で硬質合金を正確に溶液にすることができる、より大きい速度で押出しすることが可能となる。この特性は、特に逆押出しの場合、大いに有利である。

セパレータはまた、スラブの面の一つまたはビレットの場合は母面の一つに対して平行な凝固前面の垂直断面に合致するように切断された平坦なプレートによっても構成され得る。この場合、もはや充填スラブまたはビレットは得られないが、二層製品が、さらに二つ以上の平坦なセパレータを使用すると三層以上の製品が得られる。

いずれにせよ、セパレータは、さまざまな面に異なる層の厚さを得るために、スラブまたはビレットの幾何学的および熱的対称性を遵守しなくてよい。

実際には、充填スラブまたはビレットの鋳造は単一の周辺合金を使用して開始される。次に、セパレータを液体金属に導入し、振動させ、凝固前面と接触するまで下ろし、同時に芯合金を運ぶ傾斜溝を一緒に下ろし、セパレータの内部に芯合金を供給する。振動は、活発になるほど、セパレータが凝固前面に閉じ込められることを防止する。経験によって、どちらか一方の方向においてセパレータの二つの側面のレベル差を得ることができ、それはシールが良好な証拠である、ということが分かる。鋳造の終了時にセパレータが引き上げられ、つまり二つの合金が混合される。鋳造したスラブまたはビレットの長さにわたって組成の変動を得ることを故意に所望しない限り、合金はそれ相応に選択されたので、この領域はせん断されなければならない。これが、振動するセパレータを使用する鋳造方法により提供される補足的な自由度である。

セパレータが、二層製品の鋳造のために、さらに二つの平坦なセパレータを使用するならば三層製品の鋳造のために、「単純な」平坦なプレートによって構成されている場合、鋳造は単一の合金を使用して開始される。次に、セパレータプレートを液体金属に導入し、振動させ、凝固前面と接触するまで下ろし、同時に他の合金を運ぶ傾斜溝を一緒に下ろし、セパレータのもう一方の側面に他の合金を供給する。鋳造の続きは、上記の場合と同様に実施される。

もちろん、自動車の車体用シートメタルについての、または装甲板シートメタル用の二層製品についての、機械抵抗の高いタイプの合金／成形性の良好なタイプの合金の適用に加えて、充填ビレットもしくはスラブ、または単純な二層製品など、形態が何であれ、この方法はまた、特にいわゆる「高輝度」製品への適用のための任意の合金製の芯および高純度のアルミニウム合金製のクラッディング材料を有する二層製品、または、ろう付けシートメタルへの適用のためのコーティングされた合金でクラッドされた芯合金を有する二層製品、あるいはまた翼桁および翼の補剛材用の二層製品などのような製品を鋳造することをも可能とするが、ここに全てを列挙してはいない。

本発明はまた、一つ以上のセパレータを使用した、二つ以上のアルミニウム合金層を含むインゴット、スラブ、またはビレットの製作についても適用され得る。

本発明は、以下の実施例によってその詳細がより良く理解されるであろうが、それらに限定されるものではない。

この第一の実験は、プレートタイプのセパレータが鋳型を横切って延びておらず、単一の合金の単一鋳造が実施されたので、本発明と一致しないが、プレートが凝固した金属に引きずられることを回避するために振動が有効であると証明することを目的としていた。

耐熱性複合材料製／ガラス繊維製の単一成形のプレートを、横断面が１１００×３００ｍｍの合金ＡＡ１０５０製の圧延スラブの鋳造の溶湯に導入して、振動させた。

耐熱性プレートの寸法は幅２００ｍｍであった。それは、鋳型の壁から６５ｍｍのところで、大きな圧延面に対して平行に導入された。

耐熱性材料のプレートの振動が、穀物のサイロおよび他のホッパーを空にするために使用されるもののような「Ｎｅｔｔｅｒ ＮＴＣ」タイプの空気バイブレータにより、確実に起こされた。それは小さい振幅の多方向の振動である。

振動したプレートは、凝固前面と接触させられ、その接触を維持された。

細い棒を使用して調べることによって、この接触の有効性を確認することができた。昇降機の振動の固有の周波数を考慮して、約１００Ｈｚの周波数で約１００〜２００μｍの振動振幅が得られるように、空気バイブレータのさまざまな圧力（２〜４バールの範囲）をテストした。

凝固前面上のプレートで４００ｍｍを鋳造した後（４バールに調節）、鋳造の終了時に圧縮空気、そして振動を止めた。

そのときプレートは、即座に凝固前面に閉じ込められた。

この実験では、
‐装甲板シートメタルとしての適用について典型的な、合金ＡＡ５０８３製の周辺および合金ＡＡ７４４９製の芯を有する二合金スラブ、
‐自動車の車体への適用について典型的な、合金ＡＡ６０１６製の周辺および合金ＡＡ７０２１製の芯を有する二合金スラブ、
が鋳造された。

スラブの横断面全体の寸法は１１００×３００ｍｍであった。

この実験のため、ほぼ長方形のその横断面が水平面で凝固前面と合致している、耐熱性複合材料製／ガラス繊維製の単一成形のセパレータを製造し使用して、スラブの周辺に厚さ７５ｍｍの外部合金層を得た。

角の近傍の湾曲部では、これらの領域における凝固前面の形状に決定づけられて、芯は全体の断面に相似し、典型的な寸法は９５０×１５０ｍｍであった。

セパレータの厚さはその高さ全体にわたり１２ｍｍであり、高さ１５ｍｍにわたり低端部で４ｍｍに徐々に変化した。

実際には、周辺合金を使用して開始した後、セパレータを溶湯に導入し、固体金属により持って行かれないように、実施例１と同じ条件で振動させると同時に、凝固前面と接触するまで降下させた。

セパレータを支持する金属フレームにねじ止めされた同じ空気バイブレータによって振動が得られた。この支持部は垂直なガイド軸を滑動して、ウォーム歯車システムによって動かされた。

芯合金を運ぶ傾斜溝がそのとき下ろされ、セパレータの内部空洞が供給された。

シール、つまり合金の分離が保証され、そのことは、各合金の流量の小さな変動次第で鋳造中にセパレータの内部と外部のレベル差が観察されたことによって、証明された。

スラブの断片について、恐らく樹枝状結晶における振動の機械的作用が原因で、粒状構造がセパレータのところで局所的により細かい、ということが観察された。

厚さ方向におけるスラブの外側面からのｍｍでの距離ｄに応じた二つのタイプのスラブについて、横断面の亜鉛含有量のスパーク発光分光分析法での測定が実施された。

これらの組成プロファイルが図５および図６に図示されており、合金の分離が完全に有効であることが確認される。

１ 第一の合金
３ セパレータ
４ 板
５ 昇降機
６ 鋳型
８ 鋳造底部
９ ガイド
１０ 振動
１２ 第二の合金

国際公開第０３／０３５３０５号 米国特許第７，４０７，７１３号明細書 米国特許第４，５６７，９３６号明細書 米国特許出願公開第２００５／００１１６３０号明細書 米国特許出願公開第２０１０／００２５００３号明細書 独国特許出願公開第４４２０６９７号明細書 国際公開第２００９／０２４６０１号

Claims (17)

1. 圧延スラブまたは押出しビレットの直接冷却式垂直半連続鋳造方法であって、セパレータ、および、前記セパレータの両側に配された、導管または傾斜溝である二つの液体金属供給手段が使用されており、
   ａ）第一の導管を使用して、垂直半連続鋳造用鋳型に第一のアルミニウム合金を鋳造するステップと、
   ｂ）凝固前面と接触する、鋳型に金属製または耐熱性材料製の前記セパレータを配置するステップと、
   ｃ）第二の導管を使用して、前記セパレータのもう一方の側面に第二のアルミニウム合金を鋳造するステップと、
   ｄ）合金の鋳造停止とほぼ同時に、または前記停止の少し前に前記セパレータを引き上げ、そのときスラブまたはビレットの鋳造終了領域において合金を混合するステップと、
   ｅ）半連続鋳造用鋳型から凝固したスラブまたはビレットを取り外すステップと
   を含む方法において、
   前記セパレータが、少なくとも凝固前面と接触している間中、バイブレータによって、振動運動により動かされ、その結果、前記セパレータが固体金属に閉じ込められず引きずられないことを特徴とする方法。
2. 前記セパレータが鋳造停止の少し前に引き上げられ、前記鋳造終了に該当する領域において合金の混合が可能となり、次にこの領域がせん断されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記合金が異なる組成を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. セパレータの導入および第二の合金の鋳造の前の鋳造開始領域もまた、せん断されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
5. 前記セパレータがほぼ平坦なプレートであり、その切断面が鋳型を横切って延び凝固前面の垂直断面と合致することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
6. 前記セパレータが中空の円筒体であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
7. 前記セパレータが、ほぼ長方形の断面を有する中空体であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
8. ほぼ長方形の断面が、鋳造されたスラブの凝固前面の水平断面と合致するように、丸くなった隅を有することを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 中空体の断面が、完全に長方形であり、そのとき、凝固前面の形状と合致するように、折り曲げられた角を有する平坦な表面により下の部分を画定されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
10. 前記セパレータが、鋼鉄タイプの、または耐熱金属タイプの金属材料製であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法。
11. 前記耐熱金属が、モリブデンもしくはタングステンであることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記セパレータが、セラミックまたはガラス繊維強化セラミックを主成分とする耐熱性材料製であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法。
13. 前記セパレータの振動が、百Ｈｚから超音波周波数までの周波数で１００〜２００μｍの、小さい振幅であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の方法。
14. 振動が、空気、電気または超音波によるバイブレータのグループから選択されたバイブレータにより生成されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の方法。
15. 振動周波数が１００〜２００００Ｈｚであることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一つに記載の方法。
16. 前記第一および第二の合金が同じ組成であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
17. 一つ以上のセパレータを使用した二つ以上の合金の鋳造に適用されるように変更された、請求項１〜１６のいずれか一つに記載の方法。
    

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