JPH01313133A - 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］ 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。

［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’ｔＬ
度域で溶融金属中に微細球状結晶粒をできるだけ多く存
在させた半凝固金属スラリー（以下単にスラリーと略称
する）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に微細球状結晶
粒を混在させる方法がある。

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、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
設した角柱状のスラリーを軸回りに回転させることによ
り溶融金属を撹拌し、溶融金属をスラリーに形成する形
式の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、このような装置においては、回転する角柱状
のスラリーによる溶融金属への撹拌剪断作用が不十分な
場合があり、その作用をより効率良く行えるスラリーの
開発が要請されている。

［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ものであっ
て、容器内に配設した筒状スラリーを軸回りに回転させ
ることにより、容器内の溶融金属に撹拌剪断力を与えて
該溶融金属を半凝固金属スラリーに形成する半凝固金属
スラリー製造装置において、前記筒状スラリーは、その
周壁に筒内外を貫通する空隙が周方向に沿って複数形成
されてなることを特徴としている。

［作用コ 本発明の半凝固金属スラリーの製造装置によれば、筒状
スラリーの回転により溶融金属が撹拌される際、空隙を
通過して筒内外に溶融金属が流れ、また、空隙内面に溶
融金属が衝突することにより溶融金属に乱流が生じ、こ
のため、溶融金属に対し撹拌および剪断力が有効に作用
する。この結果、溶融金属は、均一な微細球状結晶粒が
より多く混在したスラリーとなる。また、空隙があるこ
とにより、容器内への溶融金属の供給量を多くすること
ができる。

［実施例］ 以下、第１図ないし第３図を参照して本発明の一実施例
を説明する。

第１図中Ａは本発明に係るスラ’）　−装造装置であっ
て、この装置Ａは、内部に溶融金属Ｍか供給される有底
円筒状の容器１と、この容器１上部に、容器１と同軸的
に固定された筒状ケーゾング２と、この筒状ケーシング
２上部に固定された上部ケーゾング３と、容器１内に配
設された温度調整軸４およびスラリー５と、前記上部ケ
ーシング３に設けられた温度調整軸４を上下動させる流
体圧シリンダ６および前記スラリー５を回転させるスラ
リー駆動機構７とから概略構成されている。

前記容器ｌは、有底円筒状の鉄皮８内周壁に耐火材９が
設けられてなる有底円筒状のものであり、その周壁土部
の円周を等分する２箇所に、溶融金属Ｍあるいは他の添
加物質を内部に供給する供給管１０が設けられている。

供給管１０下方における耐火材９と鉄皮８の間にあけら
れたスペース１１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１２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１３が配設されている。ま
た、前記１耐火材９の内周壁には、第２図に示すように
、軸方向に沿った溝１４が形成され、これにより、容器
ｌ内周面には、周方向に沿って凹凸が形成されている。

さらに、容器ｌ底部を形成する鉄皮８の中央には円形の
スラリー排出口１５が形成されている。

前記温度調整軸４は、円柱状軸部１６の下部周囲か有底
筒状のカバー１７に被われ、さらに、このカバー１７に
披われた軸部１６内部に、加熱手段として誘導電流を生
じせしめる螺線状の鉄片１８が埋め込まれてなるもので
ある。前記カバー１７はセラミックス製であって、ボル
ト１９により前記軸部１６に固定されており、また、そ
の外周面には、第２図に示すように、軸方向に沿った溝
２０が形成され、これにより、カバ−１７外周面には、
周方向に沿って凹凸が形成されている。また、このカバ
ー１７の外径は、容２″Ｉｒ２における排出口１５の上
端縁のそれより太き（設定されている。

この温度：Ａ整軸４は、その軸部１６が、円柱状の支持
ロッド２１下部に同軸的に固定され、この支持ロッド２
１は、上部ケーシング３に設けられた前記流体圧シリン
ダ６の伸縮ロッド２２に固定されており、このロッド２
２の伸縮にともなって上下動するようになっている。そ
して、温度調整軸４が下降して、容器１の底部にカバー
１７の下端面が当接することにより、前記排出口１５か
塞がれるようになっている。

容器ｌ内であって温度調整軸４の周囲には、筒状の前記
スラリー５が配設されている。このスラリー５は、セラ
ミックス製円筒状基部２３と、この基部２３下端面に固
定され、基部２３の軸方向に沿って下方に延びる複数の
セラミックス製円柱状ロッド２４とからなる。各ロッド
２４は、第２図および第３図に示すように、基部２３に
対し複数箇所（この場合８箇所）に配され、これにより
各ロッド２４間には、スリット（空隙）２５が形成され
ている。

このスラリー５は、円筒状ケーシング２内に配された支
持筒２６下部に固定されており、この支持筒２６は、前
記支持ロッド２１にローラベアリング２７を介し、かつ
円筒状ケーシング２にベアリング２８を介して軸回りに
回転可能とされている。支持筒２６の上端部は前記上部
ケーシング３内にあり、この周囲に、ギヤ２９が同軸的
かつ一体に固定されている。

前記スラリー駆動機構７は、上部ケーシング３内に、ベ
アリング３０を介して貫通されたシャフト３１と、この
シャフト３１先端に、前記支持筒２６上端部に固定され
たギヤ２９に噛み合う駆動ギヤ３２と、前記シャフト３
１を回転させる図示せぬモータとからなり、このモータ
を作動させることにより、シャフト３１、両ギヤ２９．
３２、支持筒２６を介してスラリー５が軸回りに回転す
るようになっている。

次いで、上記構成によるスラリー製造装置Ａの作用を説
明する。

流体圧シリンダ６を作動させて温度調整軸４を下降させ
、温度調整軸４下端と排出口１５との間の隙間をごく小
さ（した状態でスラリー５を回転させ、また、鉄片１８
に通電して誘導電流を発生させ、熱媒体供給管１２に熱
媒体を循環させる。

これにより、温度調整軸４の軸部１６は誘導電流により
、また、容器ｌの耐火材９は熱媒体によりそれぞれ所定
の温度まで加熱される。

このように温度調整軸４および耐火材９が所定の温度ま
で加熱されたら、供給管１０より容器１内に溶融金ｒｆ
４Ｍを供給し、必要に応じて熱媒体供給管１２に熱媒体
を、また、冷却媒体供給管１３に冷却媒体を供給し、さ
らに、温度調整軸４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属Ｍの温度制御を行
いつつ、スラリー５の各ロンド２６により溶融金属Ｍ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Ｍ中に均一な微細球状結晶粒を混在させ
ることにより、この溶融金属Ｍをスラリーに形成する。

所定のスラリーが形成されたら、流体圧シリンダ６によ
り温度調整軸４を距離Ｘ上昇させて温度調整軸４下端面
と排出口１５の上端面との間に隙間をあけ、スラリーを
排出口１５から排出する。

上記装置Ａにおいては、スラリー５の各ロッド２４によ
り溶融金属Ｍが撹拌されるが、溶融金属Ｍには、ロッド
２４の回転方向に向いた周囲に衝突し、かつロッド２４
間のスリット２５からロッド２４の両側に流れるような
動きが連続的に起こることにより乱流が生じ、このため
、溶融金属Ｍには撹拌および剪断力が有効に作用する。

この結果、溶融金属Ｍは、その中に均一な微細球状結晶
粒がより多く混在したスラリーとなる。

また、スリット２５に溶融金属Ｍが侵入することにより
、容器ｌ内への溶融金属Ｍの供給ｍを多（することがで
きるといった利点がある。

第４図および第５図は、スラリーの変形例を示し、この
スラリー４０は、筒状のセラミックス製基部４１下端面
から軸方向に沿って下方に延びた断面円弧状のスラリー
片４２が、基部４１と一体に形成されたもので、スラリ
ー片４２は基部４１下端面の複数箇所（この場合４カ所
）に形成され、各スラリー片４２間には、スリット４３
（空隙）が形成されているものである。

また、第６図はさらに他のスラリーの変形例を示し、こ
のスラリー５０はセラミックス製筒状体５１の周壁に、
筒内外を貫通する適宜大きさの円形の孔（空隙）５２が
多数形成されているものである。

上記各スラリー４０．５０も、先の実施例と同様に、軸
回りに回転することにより、溶融金属Ｍに乱流を発生さ
せ、溶融金属Ｍに対しより効率良く撹拌剪断力を与え仝
よう作用する。

なお、上記において、容器１内周面および温度調整軸４
の外周面には、それぞれ溝１４．２０が形成されること
により周方向に凹凸が形成されているが、これらは、い
ずれか一方に凹凸を形成し、他方を平滑な面としたり、
あるいは両方の面を平滑な面としてもよい。さらに、容
器ｌ内周面および温度調整軸４外周面の少なくとも一方
に、螺線状の溝を形成した構成としてもよい。

［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、容器内に配設した筒状スラリーを軸回り
に回転させることにより、容器内の溶融金属に撹拌剪断
力を与えて該溶融金属を半凝固金属スラリーに形成する
半凝固金属スラリー製造装置において、前記筒状スラリ
ーは、その周壁に筒内外を貫通する空隙が周方向に沿っ
て複数形成されてなることを特徴とするものであり、こ
のスラリーによって撹拌される溶融金属には、前記空隙
の作用により乱流が生じ、このため、溶融金属には撹拌
および剪断力が有効に作用し、この結果、均一な微細球
状結晶粒がより多（混在した半凝固金属スラリーを製造
することができ、また、スラリーに空隙があることによ
り、容器内への溶融金属の供給量を多くすることができ
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、第２図は第
１図■−■線断面図、第３図はスラリーの斜視図、第４
図および第５図はスラリーの変形例を示す図であって、
第４図はその断面図、第５図はその斜視図、第６図はス
ラリーの他の変形例を示す斜視図である。 １・・・・・・容器、 ５・・・・・スラリー、 ２５・・・・・・スリノｌ−（空隙）、Ａ・・　スラリ
ー製造装置、 Ｍ・・・・・・溶融合金。 出願人　石川島播磨重工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 容器内に配設した筒状スタラーを軸回りに回転させるこ
   とにより、容器内の溶融金属に撹拌剪断力を与えて該溶
   融金属を半凝固金属スラリーに形成する半凝固金属スラ
   リー製造装置において、前記筒状スタラーは、その周壁
   に筒内外を貫通する空隙が周方向に沿って複数形成され
   てなることを特徴とする半凝固金属スラリー製造装置。