JPH01313168A - 鋳造ノズル - Google Patents
鋳造ノズルInfo
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- JPH01313168A JPH01313168A JP14481288A JP14481288A JPH01313168A JP H01313168 A JPH01313168 A JP H01313168A JP 14481288 A JP14481288 A JP 14481288A JP 14481288 A JP14481288 A JP 14481288A JP H01313168 A JPH01313168 A JP H01313168A
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Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
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。
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］
この発明は、鋳型に鋳込まれる溶湯の流量を制御する鋳
造ノズルに関する。
造ノズルに関する。
［従来の技術］
近時、省エネルギ及び省資源を目的として、一つの工程
で溶融金属から一次製品をつくりだす半溶融加工プロセ
スが開発実用化されつつある。所謂、半溶融加工プロセ
スとは、微細な固相を有する半溶融状態の溶湯を用いて
製品に直接成形し、製品組織の等軸晶率を高める技術を
いう。すなわち、溶湯を液相線及び固相線の間の温度域
に調節し、凝固直前の固液共存状態で溶湯を鋳型に鋳込
み、直ちに凝固させる。このような半溶融加工プロセス
を利用すれば、等軸晶率が向上し、組織が均一かつ微細
化する。
で溶融金属から一次製品をつくりだす半溶融加工プロセ
スが開発実用化されつつある。所謂、半溶融加工プロセ
スとは、微細な固相を有する半溶融状態の溶湯を用いて
製品に直接成形し、製品組織の等軸晶率を高める技術を
いう。すなわち、溶湯を液相線及び固相線の間の温度域
に調節し、凝固直前の固液共存状態で溶湯を鋳型に鋳込
み、直ちに凝固させる。このような半溶融加工プロセス
を利用すれば、等軸晶率が向上し、組織が均一かつ微細
化する。
通常、取鍋又はタンデイツシュ等の溶湯容器は、その底
部にスライディングノズルを有し、ノズル開口度を変化
させることにより開閉及び流量調節ができるようになっ
ている。しかしながら、スライディングノズルは、溶湯
の流動性が大きい場合には問題ないが、溶湯の流動性が
小さくなると流量調節が困難になる。特に、等軸品率を
高めるために、小径ノズルを用いて液滴を滴下鋳造する
場合には、スライディングノズルは適さない。
部にスライディングノズルを有し、ノズル開口度を変化
させることにより開閉及び流量調節ができるようになっ
ている。しかしながら、スライディングノズルは、溶湯
の流動性が大きい場合には問題ないが、溶湯の流動性が
小さくなると流量調節が困難になる。特に、等軸品率を
高めるために、小径ノズルを用いて液滴を滴下鋳造する
場合には、スライディングノズルは適さない。
従来、液滴を滴下鋳造する場合は、ストッパノズルが採
用される。
用される。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、ストッパノズルによれば、溶湯通流路を
開閉することはできるが、流量を制御することができな
い。更に、ストッパノズルにおいても通流路が狭くなる
と、溶湯が通流路内で凝固し、閉塞しやすい。
開閉することはできるが、流量を制御することができな
い。更に、ストッパノズルにおいても通流路が狭くなる
と、溶湯が通流路内で凝固し、閉塞しやすい。
この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、閉塞事故を起こすことなく、流量を制御することがで
き、溶湯を滴下鋳造することができる鋳造ノズルを提供
することを目的とする。
、閉塞事故を起こすことなく、流量を制御することがで
き、溶湯を滴下鋳造することができる鋳造ノズルを提供
することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明に係る鋳造ノズルは、ノズル本体と、ノズル本
体を貫通し、溶湯を通流させる多数の細径の通流路と、
これら通流路にてノズル本体に熱を奪われて凝固する凝
固殻を誘導加熱により溶解させる誘導加熱手段と、鋳造
状況に応じて前記誘導加熱手段を制御し、前記凝固殻の
厚さを調節する制御手段と、を有することを特徴とする
。この場合に、通流路の径が５ミリ以下であることが好
ましく、また、誘導加熱手段が、水冷構造の高周波誘導
コイルを有することが好ましい。
体を貫通し、溶湯を通流させる多数の細径の通流路と、
これら通流路にてノズル本体に熱を奪われて凝固する凝
固殻を誘導加熱により溶解させる誘導加熱手段と、鋳造
状況に応じて前記誘導加熱手段を制御し、前記凝固殻の
厚さを調節する制御手段と、を有することを特徴とする
。この場合に、通流路の径が５ミリ以下であることが好
ましく、また、誘導加熱手段が、水冷構造の高周波誘導
コイルを有することが好ましい。
［作用］
この発明に係る鋳造ノズルにおいては、溶湯通流路を細
径にしているので、これに溶湯を通流させると、溶湯の
保有する熱がノズル本体の側に奪われ、通流路内で凝固
する。このため、凝固殻により通流路が狭くなり、溶湯
流量が大幅に制限されるか又は全く通流しなくなる。一
方、湯面高さ等の鋳造状況を把握し、これに基づき制御
手段で制御量を求める。例えば、流量が不足している場
合は、前記制御量に基づき誘導加熱手段のコイルに通電
し、通流路の凝固殻を誘導加熱する。すなわち、コイル
に通電すると、いわゆる表皮効果により通流路内壁の凝
固殻の部分に電流が流れ、凝固殻がジュール熱により溶
解する。このため、通流路の開口量が大きくなり、流量
が増加する。因みに、表皮効果が及ぶ距離は、通流路内
壁から内側へ５１１１ｍ程度である。逆に、流量を低減
する場合は、誘導加熱手段による加熱の程度を弱め、凝
固殻を発達させて通流路の開口量を小さくする。
径にしているので、これに溶湯を通流させると、溶湯の
保有する熱がノズル本体の側に奪われ、通流路内で凝固
する。このため、凝固殻により通流路が狭くなり、溶湯
流量が大幅に制限されるか又は全く通流しなくなる。一
方、湯面高さ等の鋳造状況を把握し、これに基づき制御
手段で制御量を求める。例えば、流量が不足している場
合は、前記制御量に基づき誘導加熱手段のコイルに通電
し、通流路の凝固殻を誘導加熱する。すなわち、コイル
に通電すると、いわゆる表皮効果により通流路内壁の凝
固殻の部分に電流が流れ、凝固殻がジュール熱により溶
解する。このため、通流路の開口量が大きくなり、流量
が増加する。因みに、表皮効果が及ぶ距離は、通流路内
壁から内側へ５１１１ｍ程度である。逆に、流量を低減
する場合は、誘導加熱手段による加熱の程度を弱め、凝
固殻を発達させて通流路の開口量を小さくする。
［実施例］
以下、添附の図面を参照してこの発明の実施例について
具体的に説明する。
具体的に説明する。
第１図に示すように、容器２に溶鋼３が収容され、ノズ
ル１０を介して下方の連続鋳造用鋳型２０に溶鋼３が鋳
込まれるようになっている。容器２の耐火物にはヒータ
４が埋設され、図示しない温度検出手段により溶鋼３の
温度が検出されると、これに基づき溶鋼３が適正温度に
ヒータ加熱されるようになっている。容器２には蓋５が
被せられている。この蓋５には管６が取付けられ、管６
を介して不活性ガスが容器２内に供給されるようになっ
ている。不活性ガス供給源（図示せず）は圧力制御弁を
具備し、ガス圧力が制御されるようになっている。ノズ
ル１０は、容器２の底部耐火物に嵌込まれており、その
通流路１２から液滴３ａが水冷式鋳型２０に滴下鋳造さ
れるようになっている。安全装置（図示せず）がノズル
ｌＯの下面を覆うように設けられ、非鋳造時における溶
鋼の漏洩が防止されるようになっている。湯面検出器２
２が鋳型２０に取付けられ、鋳型内湯面の位置が検出さ
れると、コントローラ２４の入力側に検出データが入力
されるようになっている。コントローラ２４の出力側は
、交流電源１８の電流調節部分に接続されている。更に
、電源１８は、ノズル１０の誘導加熱用コイル１６に接
続されている。
ル１０を介して下方の連続鋳造用鋳型２０に溶鋼３が鋳
込まれるようになっている。容器２の耐火物にはヒータ
４が埋設され、図示しない温度検出手段により溶鋼３の
温度が検出されると、これに基づき溶鋼３が適正温度に
ヒータ加熱されるようになっている。容器２には蓋５が
被せられている。この蓋５には管６が取付けられ、管６
を介して不活性ガスが容器２内に供給されるようになっ
ている。不活性ガス供給源（図示せず）は圧力制御弁を
具備し、ガス圧力が制御されるようになっている。ノズ
ル１０は、容器２の底部耐火物に嵌込まれており、その
通流路１２から液滴３ａが水冷式鋳型２０に滴下鋳造さ
れるようになっている。安全装置（図示せず）がノズル
ｌＯの下面を覆うように設けられ、非鋳造時における溶
鋼の漏洩が防止されるようになっている。湯面検出器２
２が鋳型２０に取付けられ、鋳型内湯面の位置が検出さ
れると、コントローラ２４の入力側に検出データが入力
されるようになっている。コントローラ２４の出力側は
、交流電源１８の電流調節部分に接続されている。更に
、電源１８は、ノズル１０の誘導加熱用コイル１６に接
続されている。
第２図及び第３図に示すように、ノズル１０は、円柱状
をなし、その本体１１が電気伝導係数の小さな耐火物、
例えば、ハイアルミナ系耐火物でつくられている。多数
の通流路１２が、本体１１に軸を中心として環状に配列
形成されている。これら通流路１２のそれぞれは、はぼ
同径であり、その上端から下端に至るまでの径が実質的
に一様になるように本体１１をストレートに貫通してい
る。
をなし、その本体１１が電気伝導係数の小さな耐火物、
例えば、ハイアルミナ系耐火物でつくられている。多数
の通流路１２が、本体１１に軸を中心として環状に配列
形成されている。これら通流路１２のそれぞれは、はぼ
同径であり、その上端から下端に至るまでの径が実質的
に一様になるように本体１１をストレートに貫通してい
る。
この場合に、通流路１２は、その径が約５ｎｏｎであり
、その上端から下端までの長さが約５０■である。
、その上端から下端までの長さが約５０■である。
通流路１２の径は、交流電流の表皮効果の及ぶ距離に基
づいて決定され、約５ＩＩ１１が限度である。また、通
流路１２の長さは、通流溶湯の整流化を図るため、５０
１以上が必要である。コイル１６が、本体１１を取囲む
ように設けられている。コイル１６は、水冷構造をなす
高周波誘導コイルであり、その周波数が４ＫＨｚに設定
されている。この場合に、コイルの周波数は３〜５ＫＨ
ｚの範囲にあることが好ましい。
づいて決定され、約５ＩＩ１１が限度である。また、通
流路１２の長さは、通流溶湯の整流化を図るため、５０
１以上が必要である。コイル１６が、本体１１を取囲む
ように設けられている。コイル１６は、水冷構造をなす
高周波誘導コイルであり、その周波数が４ＫＨｚに設定
されている。この場合に、コイルの周波数は３〜５ＫＨ
ｚの範囲にあることが好ましい。
次に、実施例の動作について説明する。
所定成分及び所定温度に調整された溶鋼３を容器２に収
容し、次いで、不活性ガス雰囲気の下でヒータ４により
加熱するか又は別の手段で冷却して、溶鋼３を液相線の
直上領域の温度に調節する。
容し、次いで、不活性ガス雰囲気の下でヒータ４により
加熱するか又は別の手段で冷却して、溶鋼３を液相線の
直上領域の温度に調節する。
このような温度の溶鋼３がノズルの通流路１２内に侵入
すると、周囲の耐火物に熱を奪われて直ちに凝固する。
すると、周囲の耐火物に熱を奪われて直ちに凝固する。
第４図に示すように、これにより、通流路１２を塞ぐよ
うに凝固殻１３が形成され、溶鋼３が下方に漏れ出さな
くなる。凝固殻１３が、図示のような形状をとるのは、
垂直及び水平方向の温度勾配に起因する。つまり、容器
外面側（図にて下側）にて放熱量が最大となるため、凝
固殻厚さが最大になる。
うに凝固殻１３が形成され、溶鋼３が下方に漏れ出さな
くなる。凝固殻１３が、図示のような形状をとるのは、
垂直及び水平方向の温度勾配に起因する。つまり、容器
外面側（図にて下側）にて放熱量が最大となるため、凝
固殻厚さが最大になる。
次に、安全装置を外し、管６を介して容器内にガスを圧
送すると共に、コイル１６に通電し、鋳造を開始する。
送すると共に、コイル１６に通電し、鋳造を開始する。
コイル１６に通電すると、表皮効果により凝固殻１３に
電流が流れ、凝固殻１３が抵抗発熱し、部分的に溶解す
る。すなわち、第５図に示すように、溶解により凝固殻
１４の厚さが薄くなり、通流路１２が上下に開通する。
電流が流れ、凝固殻１３が抵抗発熱し、部分的に溶解す
る。すなわち、第５図に示すように、溶解により凝固殻
１４の厚さが薄くなり、通流路１２が上下に開通する。
これにより、容器内溶鋼３がガスに押されて通流路１２
を通流し、液滴３ａとなって鋳型２０に落下する。
を通流し、液滴３ａとなって鋳型２０に落下する。
液滴３ａは、通流路１２を通過するとき及び落下過程に
おいて温度低下し、固液共存状態となる。
おいて温度低下し、固液共存状態となる。
このため、鋳型２０に至ると、粗大樹枝状晶が発達する
前に凝固完了するので、鋳片８の組織は等軸晶率の高い
ものとなる。
前に凝固完了するので、鋳片８の組織は等軸晶率の高い
ものとなる。
ところで、鋳造中においては、鋳型２０内の湯面位置を
検出器２２により随時検出し、これに基づきコイル電流
を制御する。すなわち、通流路１２内の凝固殻厚さを適
正なものに調整し、液滴３ａの滴下量を増減させること
により湯面高さを所定の位置に保持する。例えば、湯面
が所定位置より低下した場合には、コイル電流を増加し
、凝固殻厚さを薄くして溶鋼流量を増加させる。逆に、
場面が所定位置より上昇した場合には、コイル電流を低
下し、溶鋼流量を減少させる。
検出器２２により随時検出し、これに基づきコイル電流
を制御する。すなわち、通流路１２内の凝固殻厚さを適
正なものに調整し、液滴３ａの滴下量を増減させること
により湯面高さを所定の位置に保持する。例えば、湯面
が所定位置より低下した場合には、コイル電流を増加し
、凝固殻厚さを薄くして溶鋼流量を増加させる。逆に、
場面が所定位置より上昇した場合には、コイル電流を低
下し、溶鋼流量を減少させる。
第６図は、横軸にコイル電流をとり、縦軸に通流路内溶
鋼の熱バランスをとって、両者の関係について調査した
結果を示すグラフ図である。図中、記号Ｈにて表示する
直線は、計算により両者の関係を求めたものである。図
から明らかなように、コイル電流が約１８０アンペアの
ときに通流路内溶鋼は熱平衡状態に至る。従って、約１
８０アンペアの電流をコイルに印加すると、凝固殻を一
定厚さに維持することができ、流量を増加させる場合は
コイル電流を１８０アンペア以上に上げ、逆に流量を減
少させる場合はコイル電流を１８０アンペアに下げる。
鋼の熱バランスをとって、両者の関係について調査した
結果を示すグラフ図である。図中、記号Ｈにて表示する
直線は、計算により両者の関係を求めたものである。図
から明らかなように、コイル電流が約１８０アンペアの
ときに通流路内溶鋼は熱平衡状態に至る。従って、約１
８０アンペアの電流をコイルに印加すると、凝固殻を一
定厚さに維持することができ、流量を増加させる場合は
コイル電流を１８０アンペア以上に上げ、逆に流量を減
少させる場合はコイル電流を１８０アンペアに下げる。
上記実施例によれば、閉塞事故を起こすことなくノズル
通流路の開閉及び滴下量を制御することができる。
通流路の開閉及び滴下量を制御することができる。
また、上記実施例によれば、液滴を固液共存状態の半溶
融金属にすることができるので、鋳片を等軸晶率の高い
組織にすることができる。
融金属にすることができるので、鋳片を等軸晶率の高い
組織にすることができる。
［発明の効果］
この発明によれば、流量を制御しつつ、閉塞事故を起こ
すことなく、溶湯を滴下鋳造することができる。
すことなく、溶湯を滴下鋳造することができる。
第１図はこの発明の実施例に係る鋳造ノズルを有する溶
湯容器を示す模式図、第２図はノズルの縦断面図、第３
図はノズルの平面図、第４図及びである。 １０；ノズル、１２；通流路、１３，１４；凝固殻、１
６；コイル、２０；鋳型、２２；検出器、２４；コント
ローラ。 暑 第１図 ｎ 第２図 第３図 第４図 第５図 コイル電；Ｉｔ（Ａ） 第６図
湯容器を示す模式図、第２図はノズルの縦断面図、第３
図はノズルの平面図、第４図及びである。 １０；ノズル、１２；通流路、１３，１４；凝固殻、１
６；コイル、２０；鋳型、２２；検出器、２４；コント
ローラ。 暑 第１図 ｎ 第２図 第３図 第４図 第５図 コイル電；Ｉｔ（Ａ） 第６図
Claims (3)
- （１）ノズル本体と、ノズル本体を貫通し、溶湯を通流
させる多数の細径の通流路と、これら通流路にてノズル
本体に熱を奪われて凝固する凝固殻を誘導加熱により溶
解させる誘導加熱手段と、鋳造状況に応じて前記誘導加
熱手段を制御し、前記凝固殻の厚さを調節する制御手段
と、を有することを特徴とする鋳造ノズル。 - （２）通流路の径が５ミリ以下であることを特徴とする
請求項１記載の鋳造ノズル。 - （３）誘導加熱手段が、水冷構造の高周波誘導コイルを
有することを特徴とする請求項１又は２記載の鋳造ノズ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14481288A JPH01313168A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 鋳造ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14481288A JPH01313168A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 鋳造ノズル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01313168A true JPH01313168A (ja) | 1989-12-18 |
Family
ID=15371033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14481288A Pending JPH01313168A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 鋳造ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01313168A (ja) |
-
1988
- 1988-06-14 JP JP14481288A patent/JPH01313168A/ja active Pending
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