JP6105296B2 - チタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法 - Google Patents
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Description
本実施形態によるチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法は、プラズマアーク溶解させたチタンまたはチタン合金の溶湯を無底の鋳型内に注入して凝固させながら下方に引抜くことで、チタンまたはチタン合金からなる鋳塊を連続的に鋳造する連続鋳造方法である。この連続鋳造方法を実施するチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造装置(連続鋳造装置)1は、斜視図である図1、および、断面図である図2に示すように、鋳型2と、コールドハース3と、原料投入装置4と、プラズマトーチ5と、スターティングブロック6と、プラズマトーチ7と、を有している。連続鋳造装置1のまわりは、アルゴンガスやヘリウムガス等からなる不活性ガス雰囲気にされている。
ところで、チタンまたはチタン合金からなる鋳塊11を連続鋳造した際に、鋳塊11の表面(鋳肌)に凹凸や傷があると、次工程である圧延過程で表面欠陥となる。そのため、圧延する前に鋳塊11表面の凹凸や傷を切削等で取り除く必要があり、歩留まりの低下や作業工程の増加など、コストアップの要因となる。そのため、表面に凹凸や傷が無い鋳塊11を鋳造することが求められる。
D=λS(TM−TW)/q−λS(1/h+Lm/λm) ・・・(式3)
次に、鋳型形状、プラズマトーチ7の出力、プラズマトーチ7の中心位置、および、スターティングブロック6の引抜速度をパラメータとして、実験操業条件を11種類に異ならせて、純チタンの連続鋳造試験を実施し、鋳肌の状態を評価した。この試験においては、鋳型2,202の上面図である図6に示すように、複数の熱電対31を埋め込んだ鋳型2,202を用いた。ここで、熱電対31はすべて溶湯12の湯面から5mm下の位置に埋め込んだ。11種類の実験操業条件を表1に示す。
以上に述べたように、本実施形態に係るチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法によると、鋳型2と鋳塊11との接触領域16における鋳塊11の表面部11aの温度、および、接触領域16における鋳塊11の表面部11aから鋳型2への通過熱流束の少なくとも一方の値により、接触領域16における凝固シェル13の厚みが決定される。よって、接触領域16における鋳塊11の表面部11aの温度、および、接触領域16における鋳塊11の表面部11aから鋳型2への通過熱流束の少なくとも一方を制御することで、接触領域16における凝固シェル13の厚みを、鋳塊11の表面に欠陥が生じない所定の範囲内に収める。これにより、鋳塊11の表面に欠陥が生じるのを抑制することができるから、鋳肌の状態が良好な鋳塊11を鋳造することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
2,202 鋳型
3 コールドハース
3a 注湯部
4 原料投入装置
5 プラズマトーチ
6 スターティングブロック
7 プラズマトーチ
9 フラックス
11 鋳塊
11a 表面部
12 溶湯
13 凝固シェル
14 エアギャップ
15 初期凝固部
16 接触領域
31 熱電対
211 スラブ
Claims (4)
- チタンまたはチタン合金を溶解させた溶湯を無底の鋳型内に注入して凝固させながら下方に引抜くことで、チタンまたはチタン合金からなる鋳塊を連続的に鋳造する連続鋳造方法であって、
前記鋳型と前記鋳塊との接触領域における前記鋳塊の表面部の温度TSの平均値を800℃<TS<1250℃の範囲に制御するとともに、前記接触領域における前記鋳塊の表面部から前記鋳型への通過熱流束qの平均値を5MW/m 2 <q<7.5MW/m 2 の範囲に制御することを特徴とするチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法。 - 前記接触領域における前記凝固シェルの厚みDを0.4mm<D<4mmの範囲内に収めることを特徴とする請求項1に記載のチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法。
- 前記チタンまたは前記チタン合金をコールドハース溶解させてなる前記溶湯を前記鋳型内に注入することを特徴とする請求項1又は2に記載のチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法。
- 前記コールドハース溶解がプラズマアーク溶解であることを特徴とする請求項3に記載のチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法。
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