JPH01313135A - 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、固液共存温度域
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Ｉ；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、容器内に配設したスラリーを回転させることにより
溶融金属を撹拌してスラリーを形成し、形成されたスラ
リーを容器下部に設けた排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によって形成さ
れたスラリーを材料として中空円筒状のパイプを製造す
る場合には、前記排出口より排出されたスラリーに対し
、パイプ成形用の装置を用いて成形しなければならない
といった手間のかかる問題があり、スラリーから容易に
パイプを得る技術の要請がある。

［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ものであっ
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該
溶融金属を半凝固金属スラリーに形成するとともに、該
スラリーを容器に設けられた排出口より排出する半凝固
金属スラリー製造装置において、前記排出口が環状の空
隙に形成されていることを特徴としている。

［作用］ 本発明の半凝固金属スラリーの製造装置によれば、環状
の空隙に形成された排出口からスラリーが排出していく
際に、このスラリーはパイプに成形される。したがって
、パイプに成形するための成形装置を必要とせず、容易
にパイプを得ることができ、またこのパイプは、スラリ
ーを材料とするため、均一な微細結晶粒が混在した高品
質な製品となる。

［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は本発明に係る半凝固金属スラリー製造装置であ
って、この装置Ａは、天板１ａを有する筒状のケーシン
グ１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１上の上部ケーシング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、その上端が前記ケーシング
１の天板１ａ内面に固定されることにより、ケーシング
１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２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から所定の傾斜角をもって容器２の径方向上方
に延びてケーシング１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１０がおいており
、このスペース１０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せしめる螺線状の鉄片
１３が埋め込まれている。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１の天板１ａを貫通し、その上端には７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７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１６の７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１７ａは、竪
軸１６の７ランジ１６ａ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１７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１８
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。

容器２の下部には、鉄皮１９および耐火材２０からなる
スラリー排出用の排出管２１が設けられている。この排
出管２１は、前記案内部材１４の外径よりも所定サイズ
大きく設定された一定の内径を有する円筒状部２１ａと
、この円筒状部２１ａの下端に傘状に拡径した開口２１
ｂとからなり、前記容器２および前記案内部材１４と同
軸的となるように、上端に一体に形成されたフランジ郁
２２が容器２の下端面に固定されている。

この排出管２１の内部であって鉄皮１９と耐火材２０と
の間には、スラリー加熱用の熱媒体を循環させる熱媒体
供給管２３が配されている。

この排出管２１が上記のように容器２に取り付けられた
状態で、排出管２１の上端開口２４より円筒状部２１ａ
内に前記案内部材１４が挿入され、スラリー３が最も下
方にあるとき、上端開口２４はスラリー３の下端面によ
って閉塞されるようになっている。すなわち、排出管２
１と案内部材１４との間には、円環状の空隙が形成され
、この空隙が該装置Ａのスラリー排出口２５とされてい
る。

また、図中２６は上部ケーシング４に設けたガス排出用
の管、Ｍは溶融金属である。

次いで、上記構成によるスラリー製造装置の作用を説明
する。

流体圧シリンダ１７を作動させてスラリー３を下降させ
、スラリー３下端と排出管２１上端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
スラリー３を回転させ、また、鉄片１３に通電して誘導
電流を発生させ、各熱媒体供給管１１．２１に熱媒体を
循環させる。

これにより、スラリー３は誘導電流により、また、容器
２、排出管２１の各耐火材７．２０は熱媒体によりそれ
ぞれ所定の温度まで加熱される。

このようにスラリー３および各耐火材７．２０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Ｍを供給し、必要に応じて熱媒体供給管１
１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、スラリー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属Ｍの温度
制御を行いつつ、スラリー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
して溶融金属中比均−な微細球状結晶粒を混在させるこ
とにより、この溶融金属を半凝固金属スラリーに形成す
る。

所定のスラリーが形成されたら、流体圧シリンダ１７に
よりスラリー３を距離Ｘ上昇させてスラリー３下端と排
出管２１の上端面との間に隙間をあけ、スラリーを排出
口２５から排出する。この際スラリー（±、スラリー３
とともに回転している案内部材１４の案内溝１４ａに沿
って螺線状に回転しながら下方に導かれて落下して排出
されるが、排出口２５は、排出管２１と案内部材１４と
より円筒状に形成されているため、ここを排出していく
スラリーは、中空円筒状のパイプＰに成形される。

このように、本装置Ａでは、排出口２５より排出される
スラリーは、この時点でパイプに成形される。したがっ
て、パイプに成形するための成形装置を必要とせず、容
易にパイプを得ることができ、またこのパイプは、スラ
リーを材料とするため、均一な微細結晶粒が混在した高
品質な製品となる。

また、本装置Ａ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
その合金のスラリーを形成することが可能であり、その
合金のパイプを容易に形成することができる。

〔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
を与えて該溶融金属を半凝固金属スラリーに形成すると
ともに、該スラリーを容器に設けられた排出口より排出
する半凝固金属スラリー製造装置において、前記排出口
が環状の空隙に形成されていることを特徴とするもので
、半凝固金属スラリーが排出口から排出することにより
パイプが成形されるから、半凝固金属スラリーを材料と
した均一な微細結晶粒が混在した高品質なパイプを、パ
イプ成形装置を必要とすることなく容易に製造すること
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である。 ２・・・・・・容器、　　　　　　３・・・・・・スタ
ラー、２５・・・・・・排出口、　　　　Ｐ・・・・・
・パイプ、Ｍ・・・・・・溶融合金。 出願人　石川島播磨重工業株式会社 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　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該溶
   融金属を半凝固金属スラリーに形成するとともに、該ス
   ラリーを容器に設けられた排出口より排出する半凝固金
   属スラリー製造装置において、前記排出口が環状の空隙
   に形成されていることを特徴とする半凝固金属スラリー
   製造装置。