JPH0234262B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウムやアルミ合金のような軽
金属の鋳造に関する。

アルミニウムやアルミ合金のような軽金属は、
たとえば圧延または押出による加工をさらに施さ
れるインゴツト形状にふつうは鋳造される。この
ようなインゴツトは代表的には垂直方向直接チル
方法によつて製造される。

金属溶融炉が、地面または地面近くに鋳造鋳型
をおいて、地面よりわずか上に据付けられること
は長年の標準的なやり方であつた。鋳造インゴツ
トはかくして鋳造作業が進行するにつれてピツト
まで下げられる。直接チルとしてかけた後の冷却
水はピツトに流れ込んでそこから継続的に取出さ
れる一方、ピツト内にはいくらかの水の恒久プー
ルを残しておく。

アルミニウムとその合金の直接チル鋳造中にも
し工程途次、溶融金属と燒入水として用いられる
水がある条件のもとに互いに接触すると烈しい爆
発を生じるさせるおそれがある。最近になり、も
し合金元素がリチウムであれば爆発による脅威は
非常に大きくなることが分かつてきた。

溶融金属と水との相互接触は、ふつう溶融金属
が鋳型から出てくるインゴツトの片側からブレー
クアウト（break out）によつて湯もれが生じる
結果である。多くの実験作業が長年にわたつて行
なわれアルミニウムの直接チル鋳造に対する最も
安全と思われる条件が確立された。この主題に関
する公知文献は、ジヨージ・ロング（George
Long）著「金属の進展（Metal Progress）、
1957年５月刊行、107頁〜112頁である。この文献
の報告で提案されている１つの解決策によればピ
ツト内の水の深さを大幅に維持することとされて
いる。

本発明の目的は即座に溶融金属ブレークアウト
を急冷する一方、ブレークアウトからの溶融金属
と湿潤面間の接触を行なわずに直接チル鋳造を行
なう装置を提供することにある。

従つて本発明は大きな観点からみれば、所望の
インゴツト断面形状をもつた水冷鋳型からなる垂
直方向連続直接チル鋳造装置に関するものであ
り、またこの水冷鋳造は、垂直方向に移動する底
部をもつていて成形されたインゴツトを支え、成
形鋳造物を受け入れるピツト上に置かれ、かつイ
ンゴツトが下方にある鋳型からピツトに入るとき
インゴツトの新らた凝固した面に水をかける手段
を備えている。本装置は成形されるインゴツトの
少くとも１つの側面に接しておのおのが大きな面
積：容積比を有する乾燥、熱高吸収性微粒材料で
充填された少なくとも１つの中空容器を設けたこ
とに特徴がある。この中空容器は、鋳型の出口で
溶融金属のブレークアウトを捕捉できるように鋳
型の下方にわずかな間隔において開口頂部を位置
決めしている。

成形された代表的なインゴツトは４つの側面を
もち、中空容器は、その頂部に鋳型の下方にわず
かな間隔をおかして、インゴツトの４つの側面に
接して位置決めされる。インゴツトは他の形状、
例えば円とすることも勿論できるが、この場合中
空容器は環状弓形とするのがよい。

中空容器を充填するのには各種の異なつた材料
が用いられる。一般的には使用される材料は下記
の特性を備えていなければならない。

１ 高比熱 ２ 高い溶融潜熱 ３ 溶融AL−Li合金に対し無反応 ４ 急速加熱・溶融時における有毒ガスの無発生 ５ 容易な微粉砕で高い面対容積比 ６ 溶融温度は鋳造合金より高くないこと ７ 非吸湿性 乾燥アルミニウム材は例えば機械旋盤、細線に
して用いられることが望ましい。容器は好ましく
は固体アルミニウムの25％から50％の見掛け密度
まで充填されるのがよい。ブレークアウトが生じ
ると、溶融金属は前述の容器の１つに流れ込んで
いく。溶融金属が容器内のばん土質材内を流れる
と、分析されて加熱部分はアルミニウムで充填さ
れたものを溶融することにより急激に除去され
る。溶融金属の流れは容器の底に達する前に凝固
する。ブレークアウトからの溶融金属の流れが止
まると直ぐに凝固したブレークアウトとともに容
器は安全に鋳造ピツトから取出されて充填物を事
後使用のために取換える。

容器の各頂部はふつうアルミ箔で覆われて外か
らの水が不用意に容器に入らないようにしてい
る。このアルミ箔のカバーはブレークアウトを介
して溶融金属の落下流に突き当たつてほとんど立
ち所に溶ける。

代表的な直接鋳造作用は第１図に示されるが、
そこでは鋳造ピツト１０は地面１１下方にのびて
いる。鋳型１２は地面のつらに位置決めされ、鋳
型の近くには燒入水が通る水箱１３がある。

鋳型１２の上には溶融金属移送槽１４が設けら
れる。これによつて溶融合金はそらせ板２６上の
鋳型１２に給送される。

鋳型ピツト１０内には、その底部にある駆動機
構１７から動かされる水圧ラム１６に支持された
底ブロツク１５がある。この底ブロツク１５は成
形されるインゴツト１８を支持する。

第１図から明らかなように、鋳型内で液溜とな
つている溶融金属２０は水箱１３から流れ出てイ
ンゴツトのまわりに沿つて流れ落ちる燒入水１９
に助けられて溶融金属の縁まわりで急速に凝固す
る。

本発明の特徴は成形されるインゴツトのまわり
に無蓋の容器を設置することにある。容器はチエ
ーン２７で支持部材２２から支持されるのがよ
く、水で覆われたインゴツトの自由通路に対しほ
ぼ2.54cmの間隔を残して鋳型の下にほぼ30.5cmお
いてふつうは位置決めされる。

容器２１の頂部は薄いアルミ箔のカバー２５で
覆われるのが好ましい。容器内にはパツキングに
された乾燥微粒のばん土質材２３がおかれる。こ
のパツキング上には溶融金属の流れを分散し分断
するセラミツク球２４の層をおくのがよい。

容器２１は鋳型の下のインゴツトを囲む領域を
完全に保護する形状にされて位置決めされる。第
２図は方形のインゴツト１８を囲む４つの容器２
１が示される。容器２１はそれぞれ内壁２８、外
壁２９、側壁３０および底部３１をもつ４つの側
面がある。内壁２８は外壁２９より低くされて傾
斜頂部を形している。容器壁はアルミニウムで作
るのが望ましい。

本鋳造装置の危険領域は、鋳型１２の直下にあ
るやゝ薄い凝固壁部である。もしブレークアウト
が生じるとすれば、この場所でおきるのがふつう
である。このようなブレークアウトは第３図に示
される。しかし定位置にある容器２１でもつてブ
レークアウト３２はアルミ箔のカバーをほとんど
瞬時に溶かし溶融金属の流れは容容器によつて集
められる。容器２１の容積は、インゴツト１８中
の未凝固の液状金属２０の容積の２倍より小さく
なければいけない。

本発明は、以上好適な実施例について詳細に説
明されてきが、改変、修正も記載事項および特許
請求の範囲で画定された本発明の趣旨と範囲内に
ある限り可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を示すもので、第１図は本発明が
実施される鋳造ピツトを図解的に示す断面図、第
２図は本発明の容器の頂面図、第３図はブレーク
アウトを図解的に示す断面図である。 １０……鋳造ピツト、１２……鋳型、１８……
インゴツト、２０……溶融金属、２１……中空容
器、２３……ばん土質材、２４……セラミツク
球、２５……アルミ箔カバー、３２……ブレーク
アウト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所望のインゴツト断面形状を有し、形成され
   たインゴツトを支持するための垂直移動可能基部
   を有し、そして製品鋳造物受入れ用ピツトの上に
   配置された水冷式鋳型と；インゴツトが鋳型から
   出て、ピツト内へ下向きに移動しているときにイ
   ンゴツトの凝固したばかりの表面に水をかける手
   段と；を備えた軽金属インゴツトの直接チル鋳造
   装置において： 形成されつつあるインゴツトの少なくとも１つ
   の側面に隣接する少なくとも１つの中空容器を備
   え、その少なくとも１つの中空容器に乾燥状態の
   高度に吸熱性の微粒状物質を充填してあり、そし
   て該容器が鋳型の下の短距離の所に位置した開口
   頂部を有して鋳型の出口のところで溶融金属のブ
   レークアウトを捕捉するようになつていることを
   特徴とする上記直接チル鋳造装置。 ２ 複数の中空容器がインゴツトの対応する側面
   に隣接しておかれている特許請求の範囲第１項記
   載のインゴツトの直接チル鋳造装置。 ３ 中空容器の開口頂部は薄いアルミ箔で覆われ
   ている特許請求の範囲第１項記載のインゴツトの
   直接チル鋳造装置。 ４ 該乾燥、熱高吸収性微粒材料は微粒ばん土質
   材料である特許請求の範囲第１項記載のインゴツ
   トの直接チル鋳造装置。 ５ 少なくとも１つの中空容器はばん土質材料で
   固体アルミニウムの密度の25％から50％の見掛け
   密度まで充填されている特許請求の範囲第４項記
   載のインゴツトの直接チル鋳造装置。 ６ セラミツク球またはセラミツク粒が中空容器
   内の乾燥ばん土質材料の上におかれている特許請
   求の範囲第４項記載のインゴツトの直接チル鋳造
   装置。 ７ 各中空容器の容積はインゴツト中の未凝固の
   液状金属の溶積の２倍以上である特許請求の範囲
   第１項記載のインゴツトの直接チル鋳造装置。