JPH01278940A - 半凝固金属スラリー製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、半凝固金属スラリー製造装置に関するもので
ある。

し従来の技術］ ２元金属元素以上の金属合金において、固液共存温度域
で溶融金属中に微細球状結晶粒をできるだけ多（存在さ
けた半凝固金属スラリーを得るためには、凝固開始点か
ら溶融金属に温度制御を行いつつ剪断撹拌力を与え、成
長するデンドライト結晶組織を破砕して溶融金属中に均
一に微細球状結晶粒を混在させろ方法がある。そして、
この方法を実施し得るための装置としては、容器外周に
設けた冷却装置および加熱装置により、１つの供給口か
ら容器内に供給した溶融金属の温度制御を行いつつ、容
器内に配設したスラリーを回転させろことにより溶融金
属を撹拌して半凝固スラリーを形成し、形成された半凝
固スラリーを容器下部に設けた出口より取り出すものが
知られている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このようなスラリー製造装置は、容器内に溶
融金属を供給する供給口が１つのため、単一種類の溶融
金属の半凝固スラリーしか形成できないものであり、容
器内で複数元素の金属あるいは添加物質を混合し、かつ
その合金の半凝固スラリーを形成する装置の要請がある
。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決するためになされた乙のであっ
て、容器内に回転可能に配設したスラリーを回転させる
ことにより、容器内の溶融金属に撹拌剪断力を与えてこ
の溶融金属を半凝固金属スラリーとする半凝固金属スラ
リー製造装置において、前記容器に、該容器内へ溶融金
属あるいは他の添加物質を外部からそれぞれ独自に供給
するための複数の供給口を設けたことを特徴としている
。

［作用］ 複数の供給口からそれぞれ組成の異なる溶融金属、ある
いは溶融金属と添加物質とを独自に容器内に供給するこ
とにより、合金の半凝固金属スラリーを形成することで
き、また、その組み合わけで、たとえば耐摩耗性あるい
は導電性等の緒特性が向上した合金を得ることができる ［実施例］ 以下、第１図を参照して本発明の一実施例を説明する。

図中Ａは本発明に係るスラリー製造装置であって、この
スラリー製造装置Ａは、天板１ａを有する筒状のケーノ
ングｌ内に収容された容器２と、この容器２内に配設さ
れたスラリー３と、ケーシングｌ上の−Ｌ部ケーノング
４内に収容されたスラリー駆動機構５とから概略構成さ
れている。

前記容器２は、鉄皮６の内部に耐火材７が設けられてな
る中空円筒状のものであり、その−上端が＋Ｔｊ記ケー
ンング１の天板１ａ内面に固定されろことにより、ケー
ソング！内に収納されている。

容器２の周壁２ａ上部であって、円周を等分する２箇所
には、外部から容器２内に溶融金属あるいは添加物質を
供給する供給管（供給口）８．９が容器３と一体にそれ
ぞれ設けられている。これら供給管８．９は、容器２の
周壁２ａから所定の傾斜ｊｆｌをらって容器２の径方向
上方に延びてケーシングｌを貫通している。

前記各供給管８．９下方の容器２の周壁２ａにおける鉄
皮６と耐火材７との間には、スペースｌＯがおいており
、このスペースｌＯには、溶融金属加熱用の熱媒体を循
環させる熱媒体供給管１１と、溶融金属冷却用の冷却媒
体を循環させる冷却媒体供給管１２が配設されている。

そして、上記容器２内には、円柱状のスラリー３が容器
２と同軸的に配設されている。このスラリー３はセラミ
ックス製であって、下方の溶融金属撹拌部３Ａが断面多
角形のテーバ状に形成され、この撹拌部３Ａの内部には
、加熱手段として誘導電流を生じ仕しめる螺線状の鉄片
１３か埋め込まれている。また、スラリー３の下端には
、スラリー３より小径で先端が絞られ、その周囲に案内
溝１４ａが形成された円柱状の案内部材１４が、スラリ
ー３と一体に固着されている。またスラリー３の上部は
、ケーシングｌの天板１ａを貫通し、その上端にはフラ
ンジ３ａが形成されている。

前記スラリー駆動機構５は、上部ケーシング４に設けら
れた上下の軸受１５と、この軸受１５に回転可能に支持
され、図示せぬ駆動装置により回転させられる竪軸１６
と、この竪軸１６の下端に形成されたフランジ１６ａ上
に設けられスラリー３を上下動させる流体圧シリンダ１
７と、スラリー３および竪軸ｉ６のフランジ３ａ、１６
ａ間に介在され竪軸１６の回転をスラリー３に伝えるキ
ー１８とから構成されている。

前記流体圧シリンダ１７のピストンロッド１７ユは、竪
軸１６のフランジＩＧａを貫通して上下動するようにな
っており、このピストンロッド１７ａは、スラリー３の
フランジ３ａに係合されている。これにより、スラリー
３は、流体圧シリンダ＋７の作動（ピストンロッド１７
ａの伸縮）により容器２内を上下動し、かつ、キーＩ８
を介して竪軸１６とともに一体に回転するようになって
いる。

また、容器２の下部には、鉄皮１８および耐火材１９か
らなる半凝固金属スラリー排出用の排出容器２０が取り
付けられている。この排出容器２０は断面円形状で、下
方に向かうにしたかい拡径しており、前記容器２と同軸
的となるようその上端を形成する耐火材１８か容器２の
下端に取り付けられている。また、この排出容器２０の
内部であって鉄皮１８と耐火材１９との間には、半凝固
金属スラリー加熱用の熱媒体を循環させる熱媒体供給管
２１が配されている。

この排出容器２０が容器２に取り付けられた状態で、排
出容器２０の上部開口がスラリーの排出口２２とされ、
この排出口２２に前記案内部材１４が挿入され、スタラ
ー３が最も下方にあるとき、この排出口２２はスタラー
３によって閉塞されるようになっている。

なお、排出容器２０の下方には、排出される半凝固金属
スラリーを受け、これをたとえば板状に鋳造する図示せ
ぬ双ロール式の連続鋳造機が配設される。

また、図中２３は上部ケーシング４に設けたガス排出用
の管、２４は溶融金属である。

次いで、上記構成による半凝固金属スラリー製造装置の
作用を説明する。

流体圧シリンダ１７を作動させてスタラー３を下降させ
、スタラー３下端と排出容器２０の耐火材１８上面との
間の隙間をごく小さくした状態で、竪軸１６を回転させ
ることによりスタラー３を回転させ、また、鉄片１３に
通電して誘導電流を発生さＵ゛、各熱媒体供給管Ｉｔ、
２１に熱媒体を循環さＵ゛る。これにより、スタラー３
は誘導電流により、また、容器２、排出容器２０の各耐
火材７．１９は熱媒体によりそれぞれ所望の温度まで加
熱されろ。

このようにスタラー３および各耐火材７．１９が所定の
温度まで加熱されたら、供給管８あるいは９より容器２
内に溶融金属２４を供給し、必要に応じて熱媒体供給管
ｔｉに熱媒体を、また、冷却媒体供給管１２に冷却媒体
を供給し、さらに、スタラー３の誘導電流による加熱を
続行するかあるいは中止することにより溶融金＠２４の
温度制御を行いつつ、スタラー３の回転により溶融金属
に撹拌剪断力を与え、成長するデンドライト結晶組織を
破砕して溶融金属中に均一な微細球状結晶粒を混在さけ
、この溶融金属を半凝固金属スラリーとする。

所定の半凝固金属スラリーが形成されたら、流体圧シリ
ンダ１７によりスタラー３を上昇させ、スタラー３下端
と排出容器２０の耐火材１９の上面との間に隙間をあけ
、半凝固金属スラリーを容器２から排出口２２、排出容
器２０内を経て双ロール式連続鋳造機へ供給する。

この際、半凝固金属スラリーは、回転している案内部材
１４の案内溝１４ａに沿って案内部材１４周囲を螺線状
に回転しながら下方に導かれた後、案内部材１４の下端
から落下して排出される。

ここで、上記装置には、２つの供給管８．９が設けられ
ているから、これら供給管８．９からそれぞれ組成の異
なる溶融金属、あるいは溶融金属と添加物質とを独自に
容器２内に供給し、これらを容器３内で混合するととも
にその合金の半凝固金属スラリーを形成することが可能
である。以下に、その例を示す。

■一方の供給管８から溶融銅を、また、他方の供給管９
からＡｌｘ０ｉあるいは５ｉｆｔ等の酸化物系粉体を、
それぞれ所定量容器３内に供給し、これらをスタラー３
により混合して合金化するとともに、この合金に撹拌剪
断力を与えることにより、酸化物系粉体が混入した溶融
銅の半凝固金属スラリーが形成され、この半凝固金属ス
ラリーは、排出後、耐摩耗性が向旧した粒子分散強化銅
として得られろ。

■一方の供給管８から溶融銅を、他方の供給管９からＷ
Ｃ，ＶＣ，ＴｉＣ等の炭化物系粉体を、それぞれ所定量
容器２内に供給し、これらをスタラー３により混合して
合金化するとともに、この合金に撹拌剪断力を与えるこ
とにより、炭化物系粒子が混入した溶融銅の半凝固金属
スラリーが形成され、この半凝固金属スラリーは、排出
後、導電性が向上した銅として得られる。

■一方の供給管８から溶融鉄を、他方の供給管９から溶
融ニッケルをそれぞれ所定量容器２内に供給し、これら
をスタラー３により混合して鉄−ニッケル合金を形成す
るとともに、この合金に撹拌剪断力を与えることにより
、内部に均一な微細球状結晶粒が混在し、耐熱性が向上
した鉄−ニッケル合金を得ることができる。

以下■〜■は組み合わせ例であって、他の種類の溶融金
属と添加物質、あるいは他の種類の溶融金属とうしを、
それぞれ独自に６供給管８．９がら容器２内に供給する
ことにより、様々な種類の合金の半凝固金属スラリーを
形成することができるとともに、緒特性が向上した合金
を得ることができる。

なお、上記実施例では、容器２に２つの供給管８．９を
設けた構成であるが、供給管を３つあるいはこれ以上の
複数設けてもよく、この場合であれば、多元合金の半凝
固金属スラリーを形成することが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の半凝固金属スラリー製造
装置によれば、容器内に回転可能に配設したスラリーを
回転させることにより、容器内の溶融金属に撹拌剪断力
を与えてこの溶融金属を半凝固金属スラリーとする半凝
固金属スラリー製造装置において、前記容器に、該容器
内へ溶融金属あるいは他の添加物質を外部からそれぞれ
独自に供給するための複数の供給口を設けたことを特徴
とするから、各供給口からそれぞれ組成の異なる溶融金
属、必ろいは溶融金属と添加物質とを独自に容器内に供
給してこれらを容器内で合金化ずろととしに、その合金
の半凝固金属スラリーを形成オろことでき、また、溶融
金属と添加物質との組み合わけで、耐摩耗性あるい′は
導電性等の緒特性が向上した合金を得ることができると
いった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図である。 ２・・・・・・容器、３・・・・・・スラリー、８．９
・・・・供給管（供給口）、２４・・・・・溶融合金。 出願人　石川島播磨重工業株式会社 “ぺ蒙

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 容器内に回転可能に配設したスタラーを回転させること
   により、容器内の溶融金属に撹拌剪断力を与えてこの溶
   融金属を半凝固金属スラリーとする半凝固金属スラリー
   製造装置において、 前記容器に、該容器内へ溶融金属あるいは他の添加物質
   を外部からそれぞれ独自に供給するための複数の供給口
   を設けたことを特徴とする半凝固金属スラリー製造装置
   。