JP6020712B2 - Pull-up type continuous casting apparatus and pull-up type continuous casting method - Google Patents
Pull-up type continuous casting apparatus and pull-up type continuous casting method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6020712B2 JP6020712B2 JP2015510949A JP2015510949A JP6020712B2 JP 6020712 B2 JP6020712 B2 JP 6020712B2 JP 2015510949 A JP2015510949 A JP 2015510949A JP 2015510949 A JP2015510949 A JP 2015510949A JP 6020712 B2 JP6020712 B2 JP 6020712B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molten metal
- defining member
- shape defining
- shape
- continuous casting
- 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
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/14—Plants for continuous casting
- B22D11/145—Plants for continuous casting for upward casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/08—Accessories for starting the casting procedure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
- B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
- B22D11/1246—Nozzles; Spray heads
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
- B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Description
本発明は引上式連続鋳造装置及び引上式連続鋳造方法に関する。 The present invention relates to an up-drawing continuous casting apparatus and an up-drawing continuous casting method.
特許文献1には、鋳型を要しない画期的な引上式連続鋳造方法として、自由鋳造方法が提案されている。特許文献1に示したように、溶融金属(溶湯)の表面(すなわち湯面)にスタータを浸漬させた後、当該スタータを引き上げると、溶湯の表面膜や表面張力によりスタータに追従して溶湯も導出される。ここで、湯面近傍に設置された形状規定部材を介して、溶湯を導出し、冷却することにより、所望の断面形状を有する鋳物を連続鋳造することができる。
通常の連続鋳造方法では、鋳型によって断面形状とともに長手方向の形状も規定される。とりわけ、連続鋳造方法では、鋳型内を凝固した金属(すなわち鋳物)が通り抜ける必要があるため、鋳造された鋳物は長手方向に直線状に延びた形状となる。
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。In a normal continuous casting method, the shape in the longitudinal direction is defined along with the cross-sectional shape by the mold. In particular, in the continuous casting method, since the solidified metal (that is, the casting) needs to pass through the mold, the cast casting has a shape extending linearly in the longitudinal direction.
On the other hand, the shape defining member in the free casting method defines only the cross-sectional shape of the casting, and does not define the shape in the longitudinal direction. And since a shape prescription | regulation member can move to the direction (namely, horizontal direction) parallel to a molten metal surface, the casting in which the shape of a longitudinal direction is various is obtained. For example,
発明者は以下の課題を見出した。
特許文献1に記載の自由鋳造方法では、形状規定部材を介して導出された溶湯を冷却ガスによって冷却している。具体的には、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、冷却ガス流量を増やす程、鋳造速度を高め、生産性を向上させることができる。しかしながら、冷却ガス流量を増やすと、形状規定部材から導出された溶湯が冷却ガスによって搖動し、鋳物の寸法精度や表面品質が劣化するという問題があった。The inventor has found the following problems.
In the free casting method described in
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、鋳物の寸法精度や表面品質に優れるとともに生産性にも優れる引上式連続鋳造装置及び引上式連続鋳造方法を提供することを目的とする。 This invention is made in view of the above, Comprising: It aims at providing the pull-up-type continuous casting apparatus and pull-up-type continuous casting method which are excellent in the dimensional accuracy and surface quality of a casting, and also excellent in productivity. .
本発明の一態様に係る引上式連続鋳造装置は、
溶湯を保持する保持炉と、
前記保持炉に保持された前記溶湯の湯面近傍に設置され、前記溶湯が通過する溶湯通過部により、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
前記溶湯通過部を通過した前記溶湯が凝固することにより形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるノズルと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記溶湯通過部の出口側の前記溶湯を冷却する冷却手段と、
前記溶湯通過部の入口側の前記溶湯を保温する保温手段と、を備え、
前記溶湯通過部の端面形状が、前記湯面から引き上げられた前記溶湯の表面形状に沿って湾曲しているものである。
このような構成により、鋳物の寸法精度や表面品質に優れるとともに生産性にも優れる引上式連続鋳造装置を提供することができる。The up-drawing continuous casting apparatus according to one aspect of the present invention is as follows.
A holding furnace for holding molten metal;
A shape determining member that is installed near the molten metal surface of the molten metal held in the holding furnace and defines a cross-sectional shape of a casting to be cast by a molten metal passage portion through which the molten metal passes,
A nozzle that blows cooling gas against the casting formed by solidification of the molten metal that has passed through the molten metal passage part,
The shape defining member is
Cooling means for cooling the molten metal on the outlet side of the molten metal passage part;
Heat retaining means for retaining the molten metal on the inlet side of the molten metal passage part,
An end surface shape of the molten metal passage portion is curved along a surface shape of the molten metal pulled up from the molten metal surface.
With such a configuration, it is possible to provide a pulling-up-type continuous casting apparatus that is excellent in dimensional accuracy and surface quality of a casting and also in productivity.
前記保温手段は、前記形状規定部材の下面に形成された断熱皮膜や前記溶湯通過部の前記入口側に形成されたヒーターを含むことが好ましい。 It is preferable that the heat retaining means includes a heat insulating film formed on a lower surface of the shape defining member and a heater formed on the inlet side of the molten metal passage portion.
本発明の他の態様に係る引上式連続鋳造装置は、
溶湯を保持する保持炉と、
前記保持炉に保持された前記溶湯の湯面近傍に設置され、前記溶湯が通過することにより、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
前記形状規定部材を通過した前記溶湯が凝固することにより形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるノズルと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記保持炉に保持された前記溶湯と接触する下部形状規定部材と、
前記下部形状記憶部材よりも上側に設けられ、通過する前記溶湯を冷却する冷却手段を有する上部形状規定部材と、を備えるものである。
このような構成により、鋳物の寸法精度や表面品質に優れるとともに生産性にも優れる引上式連続鋳造装置を提供することができる。An up-drawing continuous casting apparatus according to another aspect of the present invention is as follows.
A holding furnace for holding molten metal;
A shape determining member that is installed in the vicinity of the molten metal surface of the molten metal held in the holding furnace and that defines the cross-sectional shape of a casting to be cast by passing the molten metal,
A nozzle that blows cooling gas against the casting formed by solidification of the molten metal that has passed through the shape defining member,
The shape defining member is
A lower shape defining member in contact with the molten metal held in the holding furnace;
An upper shape defining member provided above the lower shape memory member and having cooling means for cooling the molten metal passing therethrough.
With such a configuration, it is possible to provide a pulling-up-type continuous casting apparatus that is excellent in dimensional accuracy and surface quality of a casting and is also excellent in productivity.
前記冷却手段が、冷媒を流す流路であることが好ましい。
また、前記冷媒がガスであることが、安全上好ましい。
さらに、前記冷媒と前記冷却ガスとが同じガスであることが、設備を簡素化する上で好ましい。It is preferable that the cooling means is a flow path for flowing a refrigerant.
In addition, it is preferable for safety that the refrigerant is a gas.
Furthermore, it is preferable to simplify the facility that the refrigerant and the cooling gas are the same gas.
本発明の一態様に係る引上式連続鋳造方法は、
保持炉に保持された溶湯を、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材の溶湯通過部を通過させ、引き上げるステップと、
前記溶湯通過部を通過した前記溶湯から形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるステップと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記溶湯通過部の出口側の前記溶湯を冷却する冷却手段と、
前記溶湯通過部の入口側の前記溶湯を保温する保温手段と、を備え、
前記溶湯通過部の端面形状が、前記湯面から引き上げられた前記溶湯の表面形状に沿って湾曲しているものである。
このような構成により、鋳物の寸法精度や表面品質に優れるとともに生産性にも優れる引上式連続鋳造方法を提供することができる。The up-drawing continuous casting method according to one aspect of the present invention is as follows.
Passing the molten metal held in the holding furnace through the molten metal passage portion of the shape defining member that defines the cross-sectional shape of the casting to be cast, and pulling up;
Spraying a cooling gas to the casting formed from the molten metal that has passed through the molten metal passage,
The shape defining member is
Cooling means for cooling the molten metal on the outlet side of the molten metal passage part;
Heat retaining means for retaining the molten metal on the inlet side of the molten metal passage part,
An end surface shape of the molten metal passage portion is curved along a surface shape of the molten metal pulled up from the molten metal surface.
With such a configuration, it is possible to provide a pulling-up-type continuous casting method that is excellent in dimensional accuracy and surface quality of a casting and is also excellent in productivity.
前記保温手段として、前記形状規定部材の下面に形成された断熱皮膜や前記溶湯通過部の前記入口側に形成されたヒーターを用いることが好ましい。 As the heat retaining means, it is preferable to use a heat insulating film formed on the lower surface of the shape defining member or a heater formed on the inlet side of the molten metal passage portion.
本発明の他の態様に係る引上式連続鋳造方法は、
保持炉に保持された溶湯を、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を通過させ、引き上げるステップと、
前記形状規定部材を通過した前記溶湯から形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるステップと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記保持炉に保持された前記溶湯と接触する下部形状規定部材と、
前記下部形状記憶部材よりも上側に設けられた上部形状規定部材と、を備え、
前記上部形状規定部材は、通過する前記溶湯を冷却する冷却手段を備えているものである。
このような構成により、鋳物の寸法精度や表面品質に優れるとともに生産性にも優れる引上式連続鋳造方法を提供することができる。The up-drawing continuous casting method according to another aspect of the present invention is as follows.
Passing the molten metal held in the holding furnace through a shape defining member that defines the cross-sectional shape of the casting to be cast, and pulling up;
Spraying a cooling gas to the casting formed from the molten metal that has passed through the shape defining member,
The shape defining member is
A lower shape defining member in contact with the molten metal held in the holding furnace;
An upper shape defining member provided above the lower shape memory member,
The upper shape defining member includes a cooling means for cooling the molten metal passing therethrough.
With such a configuration, it is possible to provide a pulling-up-type continuous casting method that is excellent in dimensional accuracy and surface quality of a casting and is also excellent in productivity.
前記冷却手段として、冷媒を流す流路を用いることが好ましい。
また、前記冷媒をガスとすることが、安全上好ましい。
さらに、前記冷媒と前記冷却ガスとを同じガスとすることが、設備を簡素化する上で好ましい。As the cooling means, it is preferable to use a flow path through which a refrigerant flows.
In addition, it is preferable for safety that the refrigerant is a gas.
Furthermore, it is preferable that the refrigerant and the cooling gas are the same gas in order to simplify the facility.
本発明により、鋳物の寸法精度や表面品質に優れるとともに生産性にも優れる引上式連続鋳造装置及び引上式連続鋳造方法を提供することを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a pulling-up-type continuous casting apparatus and a pulling-up-type continuous casting method that are excellent in dimensional accuracy and surface quality of castings and also in productivity.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiment. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.
(実施の形態1)
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。(Embodiment 1)
First, with reference to FIG. 1, the free casting apparatus (pull-up type continuous casting apparatus) according to
溶湯保持炉101は、例えばアルミニウムやその合金などの溶湯M1を収容し、所定の温度に保持する。図1の例では、鋳造中に溶湯保持炉101へ溶湯を補充しないため、鋳造の進行とともに溶湯M1の表面(つまり湯面)は低下する。他方、鋳造中に溶湯保持炉101へ溶湯を随時補充し、湯面を一定に保持するような構成としてもよい。ここで、保持炉の設定温度を上げると凝固界面の位置を上げることができ、保持炉の設定温度を下げると凝固界面の位置を下げることができる。なお、当然のことながら、溶湯M1は他のアルミニウム以外の金属や合金であってもよい。
The molten
形状規定部材102は、例えばステンレスなどからなり、湯面近傍に配置されている。図1の例では、形状規定部材102の下側の主面(下面)が湯面に接触するように配置されている。形状規定部材102は、鋳造する鋳物M3の断面形状を規定するとともに、溶湯M1の表面に形成される酸化膜や溶湯M1の表面に浮遊する異物の鋳物M3への混入を防止する。図1に示した鋳物M3は、水平方向の断面(以下、横断面と称す)の形状が板状の中実鋳物である。
The
図2は、実施の形態1に係る形状規定部材102の平面図である。ここで、図1の形状規定部材102の断面図は、図2のI−I断面図に相当する。図2に示すように、形状規定部材102は、例えば矩形状の平面形状を有し、中央部に溶湯が通過するための厚さt1×幅w1の矩形状の開口部(溶湯通過部103)を有している。なお、図2におけるxyz座標は、図1と一致している。
FIG. 2 is a plan view of the
図1に示すように、溶湯M1は、その表面膜や表面張力により鋳物M3に追従して引き上げられ、形状規定部材102の溶湯通過部103を通過する。すなわち、溶湯M1が形状規定部材102の溶湯通過部103を通過することにより、溶湯M1に対し形状規定部材102から外力が印加され、鋳物M3の断面形状が規定される。ここで、溶湯の表面膜や表面張力によって、鋳物M3に追従して湯面から引き上げられた溶湯を保持溶湯M2と呼ぶ。また、鋳物M3と保持溶湯M2との境界が凝固界面SIFである。
As shown in FIG. 1, the molten metal M <b> 1 is pulled up following the casting M <b> 3 by its surface film and surface tension, and passes through the molten
ここで、図3は、実施の形態1の比較例に係る自由鋳造装置の模式的断面図である。図1と図3との比較から、実施の形態1に係る形状規定部材102は、比較例に係る形状規定部材2よりも厚く、保持溶湯M2の表面の略全体を覆っている。そのため、冷却ガスノズル106から鋳物M3に吹き付けられる冷却ガスによる保持溶湯M2の表面の搖動を抑制することができる。その結果、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。
Here, FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a free casting apparatus according to a comparative example of the first embodiment. From a comparison between FIG. 1 and FIG. 3, the
また、従来よりも冷却ガスの流量を増やすことにより、鋳造速度を高め、生産性を向上させることができる。ここで、凝固界面SIFの位置が形状規定部材102に近い程、これらの効果も大きくなる。他方、鋳物M3の長手方向の形状の自由度は小さくなり、直線上に延びた鋳物M3になる。
Further, by increasing the flow rate of the cooling gas as compared with the conventional case, the casting speed can be increased and the productivity can be improved. Here, the closer the position of the solidification interface SIF is to the
また、比較例に係る形状規定部材2では、溶湯通過部3の下側の開口(入口)と上側の開口(出口)とが同じ大きさであり、溶湯通過部3の端面が主面に対して垂直かつ平坦である。これに対し、実施の形態1に係る形状規定部材102では、溶湯通過部103の入口が出口よりも一回り大きく、溶湯通過部103の端面が主面に対して斜めになっている。さらに、溶湯通過部103の端面は、湯面から引き上げられた保持溶湯M2の表面形状に沿って凸状に湾曲している。
なお、比較例に係る自由鋳造装置における形状規定部材2以外の構成要素は、実施の形態1に係る自由鋳造装置と同様であるため、説明を省略する。Further, in the
In addition, since components other than the
形状規定部材102は、内部の上側に冷却手段を備えている。具体的には、形状規定部材102は、溶湯通過部103の上側(出口側)の近傍に冷却手段として冷媒流路2aを備えている。そのため、形状規定部材102を通過している溶湯通過部103の出口近傍の保持溶湯M2を効果的に冷却し、凝固界面SIFの位置を形状規定部材102の近くに維持することができる。
The
冷媒流路2aは、例えば、溶湯通過部103を取り囲むように環状に形成される。冷媒流路2aを流れる冷媒としては、冷却ガスノズル106から鋳物M3に吹き付ける冷却ガスと同様の冷却ガスを用いることが安全上好ましい。また、冷却ガスノズル106と冷媒流路2aとに流す冷却ガスを同一のガスにすれば、設備を簡素化することができ、好ましい。
The
他方、形状規定部材102は、形状規定部材102による溶湯M1の温度低下を抑制するため、下側に保温手段を備えている。形状規定部材102を通過する前の溶湯M1が低下すると、溶湯M1に好ましくない凝固片が発生し、鋳物の寸法精度や表面品質に悪影響を及ぼす。そこで、形状規定部材102は、下面に塗布された断熱性を有する塗型剤からなる断熱皮膜2bを保温手段として備えている。
On the other hand, the
塗型剤としては、例えば、バーミキュライト塗型材を用いることができる。バーミキュライト塗型材は、酸化ケイ素(SiO2)、酸化鉄(Fe2O3)、酸化アルミニウム(Al2O3)等の耐火物微粒子を水に懸濁させた塗型材である。As the coating agent, for example, a vermiculite coating material can be used. The vermiculite coating material is a coating material in which refractory fine particles such as silicon oxide (SiO 2 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) are suspended in water.
断熱皮膜2bにより、これから形状規定部材102を通過する溶湯通過部103の入口近傍の溶湯M1を保温することができる。そのため、この溶湯M1の温度低下を抑制し、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。
The
支持ロッド104は、形状規定部材102を支持する。
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。The
A
冷却ガスノズル(冷却部)106は、冷却ガス供給部(不図示)から供給される冷却ガス(空気、窒素、アルゴンなど)を鋳物M3に吹き付け、冷却する冷却手段である。冷却ガスの流量を増やすと凝固界面の位置を下げることができ、冷却ガスの流量を減らすと凝固界面の位置を上げることができる。なお、図示されていないが、冷却ガスノズル(冷却部)106も形状規定部材102の移動に合わせて、水平方向や上下方向に移動することができる。
The cooling gas nozzle (cooling unit) 106 is a cooling unit that blows cooling gas (air, nitrogen, argon, etc.) supplied from a cooling gas supply unit (not shown) onto the casting M3 and cools it. Increasing the flow rate of the cooling gas can lower the position of the solidification interface, and decreasing the flow rate of the cooling gas can increase the position of the solidification interface. Although not shown, the cooling gas nozzle (cooling unit) 106 can also move in the horizontal direction and the vertical direction in accordance with the movement of the
スタータSTに連結された引上機108により鋳物M3を引き上げつつ、冷却ガスにより鋳物M3を冷却することにより、凝固界面近傍の保持溶湯M2が順次凝固し、鋳物M3が形成されていく。引上機108による引上速度を速くすると凝固界面の位置を上げることができ、引上速度を遅くすると凝固界面の位置を下げることができる。
While the casting M3 is pulled up by the pulling
次に、図1を参照して、実施の形態1に係る自由鋳造方法について説明する。
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。Next, the free casting method according to
First, the starter ST is lowered, and the tip of the starter ST is immersed in the molten metal M1 through the molten
次に、所定の速度でスタータSTの引き上げを開始する。ここで、スタータSTが湯面から離間しても、表面膜や表面張力によって、スタータSTに追従して湯面から引き上げられた保持溶湯M2が形成される。図1に示すように、保持溶湯M2は、形状規定部材102の溶湯通過部103に形成される。つまり、形状規定部材102により、保持溶湯M2に形状が付与される。
Next, the starter ST is started to be pulled up at a predetermined speed. Here, even if the starter ST is separated from the molten metal surface, the retained molten metal M2 pulled up from the molten metal surface following the starter ST is formed by the surface film or surface tension. As shown in FIG. 1, the retained molten metal M <b> 2 is formed in the molten
次に、スタータSTは、冷却ガスノズル106から吹き出される冷却ガスにより冷却されているため、保持溶湯M2が上側から下側に向かって順に凝固し、鋳物M3が成長していく。このようにして、鋳物M3を連続鋳造することができる。
Next, since the starter ST is cooled by the cooling gas blown from the cooling
上述の通り、実施の形態1に係る自由鋳造装置では、形状規定部材102が保持溶湯M2の表面の略全体を覆っているため、冷却ガスによる保持溶湯M2の表面の搖動を抑制することができる。その結果、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。他方、従来よりも冷却ガスの流量を増やすことにより、鋳造速度を高め、生産性を向上させることができる。
As described above, in the free casting apparatus according to the first embodiment, the
また、形状規定部材102は、形状規定部材102を通過している溶湯通過部103の出口近傍の溶湯を冷却する冷却手段として冷媒流路2aを備えている。そのため、形状規定部材102を通過した保持溶湯M2を効果的に冷却し、凝固界面SIFの位置を形状規定部材102の近くに維持することができる。
Further, the
さらに、形状規定部材102は、これから形状規定部材102を通過する溶湯通過部103の入口近傍の溶湯M1を保温する保温手段として断熱皮膜2bを備えている。そのため、形状規定部材102による溶湯M1の温度低下を抑制し、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。
Furthermore, the
(実施の形態1の変形例)
次に、図4、5を参照して、実施の形態1の変形例に係る自由鋳造装置について説明する。図4は、実施の形態1の変形例に係る形状規定部材102の平面図である。図5は、実施の形態1の変形例に係る形状規定部材102の側面図である。なお、図4、5におけるxyz座標も、図1と一致している。(Modification of Embodiment 1)
Next, a free casting apparatus according to a modification of the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a plan view of a
図2に示された実施の形態1に係る形状規定部材102は、1枚の板から構成されていたため、溶湯通過部103の厚さt1、幅w1は固定されていた。これに対し、実施の形態1の変形例に係る形状規定部材102は、図4に示すように、4枚の矩形状の形状規定板102a、102b、102c、102dを備えている。すなわち、実施の形態1の変形例に係る形状規定部材102は、複数に分割されている。このような構成により、溶湯通過部103の厚さt1、幅w1を変化させることができる。また、4枚の矩形状の形状規定板102a、102b、102c、102dは、同調してz軸方向に移動することができる。
Since the
図4に示すように、形状規定板102a、102bは、x軸方向に並んで対抗配置されている。また、図5に示すように、形状規定板102a、102bは、z軸方向には同じ高さで配置されている。形状規定板102a、102bの間隔が、溶湯通過部103の幅w1を規定している。そして、形状規定板102a、102bが、独立してx軸方向に移動可能であるため、幅w1を変化させることができる。なお、溶湯通過部103の幅w1を測定するために、図4、5に示すように、形状規定板102a上にレーザ変位計S1、形状規定板102b上にレーザ反射板S2が設けてもよい。
As shown in FIG. 4, the
また、図4に示すように、形状規定板102c、102dは、y軸方向に並んで対抗配置されている。また、形状規定板102c、102cは、z軸方向には同じ高さで配置されている。形状規定板102c、102dの間隔が、溶湯通過部103の厚さt1を規定している。そして、形状規定板102c、102dが、独立してy軸方向に移動可能であるため、厚さt1を変化させることができる。
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。Further, as shown in FIG. 4, the
The
次に、図4、5を参照して、形状規定板102aの駆動機構について説明する。図4、5に示すように、形状規定板102aの駆動機構は、スライドテーブルT1、T2、リニアガイドG11、G12、G21、G22、アクチュエータA1、A2、ロッドR1、R2を備えている。なお、形状規定板102b、102c、102dも形状規定板102aと同様に駆動機構を備えているが、図4、5では省略されている。
Next, the drive mechanism of the
図4、5に示すように、形状規定板102aは、x軸方向にスライド可能なスライドテーブルT1に載置、固定されている。スライドテーブルT1は、x軸方向に平行して延設された1対のリニアガイドG11、G12上に、摺動自在に載置されている。また、スライドテーブルT1は、アクチュエータA1からx軸方向に延設されたロッドR1に連結されている。以上のような構成により、形状規定板102aは、x軸方向にスライドすることができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
また、図4、5に示すように、リニアガイドG11、G12、及びアクチュエータA1は、z軸方向にスライド可能なスライドテーブルT2上に載置、固定されている。スライドテーブルT2は、z軸方向に平行して延設された1対のリニアガイドG21、G22上に、摺動自在に載置されている。また、スライドテーブルT2は、アクチュエータA2からz軸方向に延設されたロッドR2に連結されている。リニアガイドG21、G22、及びアクチュエータA2は、水平な床面や台座(不図示)などに固定されている。以上のような構成により、形状規定板102aは、z軸方向にスライドすることができる。なお、アクチュエータA1、A2として、油圧シリンダ、エアシリンダ、モータなどを挙げることができる。
4 and 5, the linear guides G11 and G12 and the actuator A1 are mounted and fixed on a slide table T2 that can slide in the z-axis direction. The slide table T2 is slidably placed on a pair of linear guides G21 and G22 extending in parallel with the z-axis direction. The slide table T2 is connected to a rod R2 extending in the z-axis direction from the actuator A2. The linear guides G21 and G22 and the actuator A2 are fixed to a horizontal floor surface or a pedestal (not shown). With the above configuration, the
(実施の形態2)
次に、図6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に係る自由鋳造装置の模式的断面図である。なお、図6におけるxyz座標も、図1と一致している。実施の形態1に係る自由鋳造装置では、形状規定部材102が、その下側に保温手段として断熱皮膜2bを備えていた。これに対し、実施の形態2に係る自由鋳造装置では、形状規定部材202が、その下側に保温手段としてヒーター22bを備えている。(Embodiment 2)
Next, a free casting apparatus according to
具体的には、形状規定部材202は、溶湯通過部103の入口近傍の溶湯M1を保温する保温手段としてヒーター22bを備えている。そのため、形状規定部材202による溶湯M1の温度低下を抑制し、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。ヒーター22bは、例えば、溶湯通過部103を取り囲むように環状に形成される。
Specifically, the
また、実施の形態2に係る形状規定部材102も、実施の形態1に係る形状規定部材102と同様に、保持溶湯M2の表面の略全体を覆っている。そのため、冷却ガスによる保持溶湯M2の表面の搖動を抑制することができる。その結果、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。他方、従来よりも冷却ガスの流量を増やすことにより、鋳造速度を高め、生産性を向上させることができる。
Further, the
さらに、実施の形態2に係る形状規定部材202も、実施の形態1に係る形状規定部材102と同様に、溶湯通過部103の上側(出口側)の近傍に冷却手段として冷媒流路2aを備えている。そのため、形状規定部材202を通過した保持溶湯M2を効果的に冷却し、凝固界面SIFの位置を形状規定部材202の近くに維持することができる。
その他の構成も実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。Further, the
Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.
(実施の形態3)
次に、図7を参照して、実施の形態3に係る自由鋳造装置について説明する。図7は、実施の形態3に係る自由鋳造装置の模式的断面図である。なお、図7におけるxyz座標も、図1と一致している。実施の形態3に係る自由鋳造装置では、形状規定部材302が、上側に配置された上部形状規定部材21と下側に配置された下部形状規定部材22とから構成されている。換言すると、形状規定部材302が、上下方向において、上部形状規定部材21と下部形状規定部材22とに分割されている。(Embodiment 3)
Next, with reference to FIG. 7, the free casting apparatus which concerns on Embodiment 3 is demonstrated. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the free casting apparatus according to the third embodiment. Note that the xyz coordinates in FIG. 7 also coincide with those in FIG. In the free casting apparatus according to the third embodiment, the
実施の形態1に係る形状規定部材102は、その下側に保温手段として断熱皮膜2bを備えていた。実施の形態3に係る形状規定部材302では、溶湯M1と接触している下部形状規定部材22が上部形状規定部材21から分割され、断熱されている。そのため、下部形状規定部材22が保温手段を備えていなくても、溶湯M1の温度低下を抑制し、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。なお、下部形状規定部材22が、実施の形態1に係る断熱皮膜2bや実施の形態2に係るヒーター22bなどの保温手段を備えていてもよいことは言うまでもない。
The
上部形状規定部材21は、保持溶湯M2の表面の略全体を覆っているため、冷却ガスによる保持溶湯M2の表面の搖動を抑制することができる。その結果、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。他方、従来よりも冷却ガスの流量を増やすことにより、鋳造速度を高め、生産性を向上させることができる。
Since the upper
また、上部形状規定部材21も、実施の形態1に係る形状規定部材102と同様に、溶湯通過部103の近傍に冷却手段として冷媒流路2aを備えている。そのため、形状規定部材302を通過した保持溶湯M2を効果的に冷却し、凝固界面SIFの位置を形状規定部材302の近くに維持することができる。
その他の構成は実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。Similarly to the
Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
2a 冷媒流路
2b 断熱皮膜
21 上部形状規定部材
22 下部形状規定部材
22b ヒーター
101 溶湯保持炉
102、202、302 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 (14)
前記保持炉に保持された前記溶湯の湯面近傍に設置され、前記溶湯が通過する溶湯通過部により、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
前記溶湯通過部を通過した前記溶湯が凝固することにより形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるノズルと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記溶湯通過部の出口側の前記溶湯を冷却する冷却手段と、
前記溶湯通過部の入口側の前記溶湯を保温する保温手段と、を備え、
前記溶湯通過部の端面形状が、前記湯面から引き上げられた前記溶湯の表面形状に沿って湾曲している、引上式連続鋳造装置。 A holding furnace for holding molten metal;
A shape determining member that is installed near the molten metal surface of the molten metal held in the holding furnace and defines a cross-sectional shape of a casting to be cast by a molten metal passage portion through which the molten metal passes,
A nozzle that blows cooling gas against the casting formed by solidification of the molten metal that has passed through the molten metal passage part,
The shape defining member is
Cooling means for cooling the molten metal on the outlet side of the molten metal passage part;
Heat retaining means for retaining the molten metal on the inlet side of the molten metal passage part,
The up-drawing continuous casting apparatus, wherein an end surface shape of the molten metal passage portion is curved along a surface shape of the molten metal pulled up from the molten metal surface.
請求項1に記載の引上式連続鋳造装置。 The heat retaining means includes a heat insulating film formed on the lower surface of the shape defining member,
The up-drawing continuous casting apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の引上式連続鋳造装置。 The heat retaining means includes a heater formed on the inlet side of the molten metal passage portion,
The up-drawing continuous casting apparatus according to claim 1.
前記保持炉に保持された前記溶湯の湯面近傍に設置され、前記溶湯が通過することにより、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
前記形状規定部材を通過した前記溶湯が凝固することにより形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるノズルと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記保持炉に保持された前記溶湯と接触する下部形状規定部材と、
前記下部形状規定部材よりも上側に設けられ、通過する前記溶湯を冷却する冷却手段を有する上部形状規定部材と、を備え、
前記下部形状規定部材は、前記上部形状規定部材から分割され、断熱されている、引上式連続鋳造装置。 A holding furnace for holding molten metal;
A shape determining member that is installed in the vicinity of the molten metal surface of the molten metal held in the holding furnace and that defines the cross-sectional shape of a casting to be cast by passing the molten metal,
A nozzle that blows cooling gas against the casting formed by solidification of the molten metal that has passed through the shape defining member,
The shape defining member is
A lower shape defining member in contact with the molten metal held in the holding furnace;
An upper shape defining member provided above the lower shape defining member and having a cooling means for cooling the molten metal passing therethrough ,
The pulling-up-type continuous casting apparatus , wherein the lower shape defining member is divided from the upper shape defining member and is thermally insulated .
請求項1〜4のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造装置。 The cooling means is a flow path for flowing refrigerant;
The pulling-up-type continuous casting apparatus according to any one of claims 1 to 4.
請求項5に記載の引上式連続鋳造装置。 The refrigerant is a gas;
The up-drawing continuous casting apparatus according to claim 5.
請求項6に記載の引上式連続鋳造装置。 The refrigerant and the cooling gas are the same gas,
The up-drawing continuous casting apparatus according to claim 6.
前記溶湯通過部を通過した前記溶湯から形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるステップと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記溶湯通過部の出口側の前記溶湯を冷却する冷却手段と、
前記溶湯通過部の入口側の前記溶湯を保温する保温手段と、を備え、
前記溶湯通過部の端面形状が、前記湯面から引き上げられた前記溶湯の表面形状に沿って湾曲している、引上式連続鋳造方法。 Passing the molten metal held in the holding furnace through the molten metal passage portion of the shape defining member that defines the cross-sectional shape of the casting to be cast, and pulling up;
Spraying a cooling gas to the casting formed from the molten metal that has passed through the molten metal passage,
The shape defining member is
Cooling means for cooling the molten metal on the outlet side of the molten metal passage part;
Heat retaining means for retaining the molten metal on the inlet side of the molten metal passage part,
The pulling-up-type continuous casting method, wherein an end surface shape of the molten metal passage portion is curved along a surface shape of the molten metal pulled up from the molten metal surface.
請求項8に記載の引上式連続鋳造方法。 As the heat retaining means, a heat insulating film formed on the lower surface of the shape defining member is used.
The pulling-up-type continuous casting method according to claim 8.
請求項8に記載の引上式連続鋳造方法。 As the heat retaining means, a heater formed on the inlet side of the molten metal passage portion is used.
The pulling-up-type continuous casting method according to claim 8.
前記形状規定部材を通過した前記溶湯から形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるステップと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記保持炉に保持された前記溶湯と接触する下部形状規定部材と、
前記下部形状規定部材よりも上側に設けられた上部形状規定部材と、を備え、
前記上部形状規定部材は、通過する前記溶湯を冷却する冷却手段を備え、
前記下部形状規定部材は、前記上部形状規定部材から分割され、断熱されている、引上式連続鋳造方法。 Passing the molten metal held in the holding furnace through a shape defining member that defines the cross-sectional shape of the casting to be cast, and pulling up;
Spraying a cooling gas to the casting formed from the molten metal that has passed through the shape defining member,
The shape defining member is
A lower shape defining member in contact with the molten metal held in the holding furnace;
An upper shape defining member provided above the lower shape defining member,
The upper shape defining member includes a cooling means for cooling the molten metal passing therethrough ,
The pulling-up-type continuous casting method , wherein the lower shape defining member is divided from the upper shape defining member and is thermally insulated .
請求項8〜11のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造方法。 As the cooling means, a flow path for flowing a refrigerant is used.
The pulling-up-type continuous casting method according to any one of claims 8 to 11.
請求項12に記載の引上式連続鋳造方法。 Using the refrigerant as a gas,
The pulling-up-type continuous casting method according to claim 12.
請求項13に記載の引上式連続鋳造方法。 The refrigerant and the cooling gas are the same gas,
The pulling-up-type continuous casting method according to claim 13.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2013/002454 WO2014167599A1 (en) | 2013-04-10 | 2013-04-10 | Up-drawing continuous casting apparatus and up-drawing continuous casting method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6020712B2 true JP6020712B2 (en) | 2016-11-02 |
JPWO2014167599A1 JPWO2014167599A1 (en) | 2017-02-16 |
Family
ID=51689037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015510949A Expired - Fee Related JP6020712B2 (en) | 2013-04-10 | 2013-04-10 | Pull-up type continuous casting apparatus and pull-up type continuous casting method |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20160101465A1 (en) |
JP (1) | JP6020712B2 (en) |
CN (1) | CN105102153A (en) |
WO (1) | WO2014167599A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63199049A (en) * | 1987-02-13 | 1988-08-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Continuous crystal growth method |
JPH02205232A (en) * | 1989-02-01 | 1990-08-15 | Natl Res Inst For Metals | Method and apparatus for drawing-up continuous casting |
JP2012061518A (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Toyota Central R&D Labs Inc | Free casting method, free casting apparatus, and casting |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4515204A (en) * | 1982-12-15 | 1985-05-07 | Nippon Light Metal Company Limited | Continuous metal casting |
CN1097663A (en) * | 1993-07-17 | 1995-01-25 | 山东省新泰市铜材研究所 | The method of large quantitative metal liquid is provided for continuous up-casting with small smelting furnace |
JP2010100474A (en) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Covalent Materials Corp | Method for optimizing horizontal magnetic field in pulling-up silicon single crystal, and method for manufacturing silicon single crystal |
-
2013
- 2013-04-10 JP JP2015510949A patent/JP6020712B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2013-04-10 WO PCT/JP2013/002454 patent/WO2014167599A1/en active Application Filing
- 2013-04-10 CN CN201380075499.6A patent/CN105102153A/en active Pending
- 2013-04-10 US US14/777,937 patent/US20160101465A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63199049A (en) * | 1987-02-13 | 1988-08-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Continuous crystal growth method |
JPH02205232A (en) * | 1989-02-01 | 1990-08-15 | Natl Res Inst For Metals | Method and apparatus for drawing-up continuous casting |
JP2012061518A (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Toyota Central R&D Labs Inc | Free casting method, free casting apparatus, and casting |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2014167599A1 (en) | 2017-02-16 |
WO2014167599A1 (en) | 2014-10-16 |
CN105102153A (en) | 2015-11-25 |
US20160101465A1 (en) | 2016-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6020712B2 (en) | Pull-up type continuous casting apparatus and pull-up type continuous casting method | |
WO2014167598A1 (en) | Up-drawing continuous casting apparatus and up-drawing continuous casting method | |
JP6616343B2 (en) | Pull-up continuous casting equipment | |
JP6119578B2 (en) | Pull-up type continuous casting apparatus and pull-up type continuous casting method | |
JP2014057980A (en) | Pull up type continuous casting device and pull up type continuous casting method | |
JP2014144484A (en) | Hoisting type continuous casting device | |
JP6701615B2 (en) | Pull-up continuous casting apparatus and pull-up continuous casting method | |
JP6003840B2 (en) | Pull-up continuous casting method | |
JP2015167989A (en) | Drawing-up type continuous casting method | |
JP6003839B2 (en) | Pull-up continuous casting method and pull-up continuous casting apparatus | |
JP2014144483A (en) | Hoisting type continuous casting device and hoisting type continuous casting method | |
JP2014104468A (en) | Draw-up continuous casting apparatus and draw-up type continuous casting method | |
WO2015015697A1 (en) | Upward continuous casting device and upward continuous casting method | |
JP5994747B2 (en) | Pull-up continuous casting method and pull-up continuous casting apparatus | |
JP6265172B2 (en) | Pull-up continuous casting equipment | |
US20160067771A1 (en) | Upward continuous casting apparatus and upward continuous casting method | |
JPWO2014167600A1 (en) | Pull-up type continuous casting apparatus and pull-up type continuous casting method | |
JP6737689B2 (en) | Pull-up type continuous casting equipment | |
JP6036711B2 (en) | Pull-up type continuous casting apparatus and pull-up type continuous casting method | |
JP2016028830A (en) | Upward continuous casting apparatus | |
JP2015100819A (en) | Upward continuous casting method and upward continuous casting apparatus | |
JP5849926B2 (en) | Pull-up type continuous casting apparatus and pull-up type continuous casting method | |
JP2015226915A (en) | Up-drawing continuous casting apparatus | |
JP2014100736A (en) | Pull-up type continuous casting device and pull-up type continuous casting method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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: 20160906 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160919 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6020712 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |