JPH03110043A - 金属の竪型連続鋳造装置 - Google Patents
金属の竪型連続鋳造装置Info
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- JPH03110043A JPH03110043A JP24673889A JP24673889A JPH03110043A JP H03110043 A JPH03110043 A JP H03110043A JP 24673889 A JP24673889 A JP 24673889A JP 24673889 A JP24673889 A JP 24673889A JP H03110043 A JPH03110043 A JP H03110043A
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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〕
本発明は金属の竪型連続鋳造装置に関し、さらに詳しく
はアルミニウム及びその合金を、上部に溶湯受槽を有す
る上下開放鋳型により鋳造する装置、所謂ホットトップ
鋳造装置に関する。
はアルミニウム及びその合金を、上部に溶湯受槽を有す
る上下開放鋳型により鋳造する装置、所謂ホットトップ
鋳造装置に関する。
非鉄金属及び合金の圧延、押出、鍛造用の鋳塊は大部分
が連続鋳造法、特に竪型連続鋳造法により製造されてい
る。この方法の一つは所謂ＤＣ鋳造と呼ばれるもので、
上下開放鋳型内にその上部の出湯ノズルから溶湯を供給
し、鋳型内の溶湯上に配した浮子式の溶湯分配器により
出湯量を制御しつつ、鋳型内壁から抜熱することで凝固
殻を形成し、さらに鋳型下部から鋳塊に冷却剤を噴射し
つつ鋳塊を引き出すことで完全に凝固させる鋳造法であ
る。この方法の欠点は、溶湯分配器による出湯量の制御
に限界があるため、鋳型内の溶湯レベルが変動しやすく
、鋳型内壁からの板熱量が変動するため凝固殻の厚さも
変動し、また鋳塊表面に凹凸が生じることにある。この
ような鋳塊をそのまま圧延、押出等の加工を行うと製品
表面に筋模様を呈したりアルマイトむらを生じる。従う
て加工に先立って凝固殻の部分は削り取る必要がある。
が連続鋳造法、特に竪型連続鋳造法により製造されてい
る。この方法の一つは所謂ＤＣ鋳造と呼ばれるもので、
上下開放鋳型内にその上部の出湯ノズルから溶湯を供給
し、鋳型内の溶湯上に配した浮子式の溶湯分配器により
出湯量を制御しつつ、鋳型内壁から抜熱することで凝固
殻を形成し、さらに鋳型下部から鋳塊に冷却剤を噴射し
つつ鋳塊を引き出すことで完全に凝固させる鋳造法であ
る。この方法の欠点は、溶湯分配器による出湯量の制御
に限界があるため、鋳型内の溶湯レベルが変動しやすく
、鋳型内壁からの板熱量が変動するため凝固殻の厚さも
変動し、また鋳塊表面に凹凸が生じることにある。この
ような鋳塊をそのまま圧延、押出等の加工を行うと製品
表面に筋模様を呈したりアルマイトむらを生じる。従う
て加工に先立って凝固殻の部分は削り取る必要がある。
このような欠点はホットトップ鋳造法により若干の改善
が可能である。ホットトップ鋳造法では上下開放鋳型の
上部に耐火物製溶湯受槽を設け、溶湯溜に溶湯を供給し
、鋳型内壁から板熱することで凝固殻を形成し、さらに
鋳型下部から鋳塊に冷却剤を噴射しつつ鋳塊を引き出す
ことで完全に凝固させる鋳造法である。凝固殻の形成は
鋳型と溶湯受槽との境界で生じるため、凝固殻の厚さが
均一になりまた鋳塊表面の凹凸も少なくなる。従って削
り取る量はＤＣ鋳造より減少できるものの、依然として
かなりの厚さの凝固殻を削り取る必要がある。
が可能である。ホットトップ鋳造法では上下開放鋳型の
上部に耐火物製溶湯受槽を設け、溶湯溜に溶湯を供給し
、鋳型内壁から板熱することで凝固殻を形成し、さらに
鋳型下部から鋳塊に冷却剤を噴射しつつ鋳塊を引き出す
ことで完全に凝固させる鋳造法である。凝固殻の形成は
鋳型と溶湯受槽との境界で生じるため、凝固殻の厚さが
均一になりまた鋳塊表面の凹凸も少なくなる。従って削
り取る量はＤＣ鋳造より減少できるものの、依然として
かなりの厚さの凝固殻を削り取る必要がある。
また電磁力により溶湯を保持し、鋳型による冷却を無く
し凝固殻を形成させない鋳造法も提案されている（例え
ば特公昭４６−３７２６７、特開昭５８−５００９３９
、特開昭６２４３７１４６等）。これは所謂電磁鋳造法
と呼ばれるものであるが、この方法によれば削り取りは
全く不要である。しかしながら電磁力発生設備が極めて
高価であり、また鋳型や溶湯溜が無いため、溶湯表面の
酸化膜が鋳塊表面に巻き込まれｔじまい、鋳塊表面品質
が悪化し易い。
し凝固殻を形成させない鋳造法も提案されている（例え
ば特公昭４６−３７２６７、特開昭５８−５００９３９
、特開昭６２４３７１４６等）。これは所謂電磁鋳造法
と呼ばれるものであるが、この方法によれば削り取りは
全く不要である。しかしながら電磁力発生設備が極めて
高価であり、また鋳型や溶湯溜が無いため、溶湯表面の
酸化膜が鋳塊表面に巻き込まれｔじまい、鋳塊表面品質
が悪化し易い。
さらにホットトップ鋳造法において、鋳型と溶湯受槽と
の境界部より気体を流入させ、鋳型内壁と溶湯との間に
気体膜を形成し、鋳型冷却を低減することで凝固殻の厚
さを減少させる鋳造方法も提案されている（例えば特公
昭５５−１８５８５、特開昭５４−１２８４３４等）。
の境界部より気体を流入させ、鋳型内壁と溶湯との間に
気体膜を形成し、鋳型冷却を低減することで凝固殻の厚
さを減少させる鋳造方法も提案されている（例えば特公
昭５５−１８５８５、特開昭５４−１２８４３４等）。
この方法では安定して気体膜を保持するために、気体流
量や鋳造条件の制御が難しい、また角形の鋳塊ではコー
ナ一部での気体膜の形成が困難なため、主に円筒鋳塊で
しか採用されていない。
量や鋳造条件の制御が難しい、また角形の鋳塊ではコー
ナ一部での気体膜の形成が困難なため、主に円筒鋳塊で
しか採用されていない。
〔発明が解決しようとする課題］
本発明の目的は、鋳型冷却を抑制し凝固殻を殆ど或いは
全く形成させず、鋳塊表面の削り取り量を著しく減少さ
せるか、或いは全く削り取りを必要としない鋳塊を製造
するための、設備が安価で、かつ制御が容易な鋳造装置
を提供することにある。
全く形成させず、鋳塊表面の削り取り量を著しく減少さ
せるか、或いは全く削り取りを必要としない鋳塊を製造
するための、設備が安価で、かつ制御が容易な鋳造装置
を提供することにある。
凝固殻を形成させないためには、鋳型からの冷却を抑制
すればよいことは明らかであるが、通常は金属製の鋳型
が溶湯の熱により変形してしまい、またたとえ変形量が
僅かでも、鋳型内壁に凝固した溶湯が焼き付いてしまい
、鋳肌が著しく悪化し、最悪のケースでは降下不能にな
ったり、焼き付いた部分が裂けて溶湯が漏れだしてしま
う０種々の検討の重ねた結果、鋳型材質を黒鉛、窒化硼
素等の固体潤滑性のある耐火断熱材で構成すれば、上記
の問題が解決されることを見出した。
すればよいことは明らかであるが、通常は金属製の鋳型
が溶湯の熱により変形してしまい、またたとえ変形量が
僅かでも、鋳型内壁に凝固した溶湯が焼き付いてしまい
、鋳肌が著しく悪化し、最悪のケースでは降下不能にな
ったり、焼き付いた部分が裂けて溶湯が漏れだしてしま
う０種々の検討の重ねた結果、鋳型材質を黒鉛、窒化硼
素等の固体潤滑性のある耐火断熱材で構成すれば、上記
の問題が解決されることを見出した。
また鋳型冷却を行う従来の鋳造法では凝固殻の形成に伴
い、凝固収縮により凝固殻と鋳型内壁とが離れ易いが、
本発明の装置では鋳型から冷却しないため凝固殻は形成
せず、従って凝固収縮も少ない、鋳造速度が遅い場合は
凝固収縮も特に少ないため、鋳塊が鋳型の内壁に固着し
てしまう危険があった。この問題は、内壁を下方に向か
い垂線に対し３０″以下の角度で広がる形状とすること
で解決された。
い、凝固収縮により凝固殻と鋳型内壁とが離れ易いが、
本発明の装置では鋳型から冷却しないため凝固殻は形成
せず、従って凝固収縮も少ない、鋳造速度が遅い場合は
凝固収縮も特に少ないため、鋳塊が鋳型の内壁に固着し
てしまう危険があった。この問題は、内壁を下方に向か
い垂線に対し３０″以下の角度で広がる形状とすること
で解決された。
さらに鋳造する合金が反応性の強い場合、例えばＡ１−
Ｍｇ合金などの場合は、溶湯との反応により鋳型の劣化
が早いと言う問題も生じた。これは気体膜は°／及び離
型剤を鋳型の内面に供給することで解決された。しかし
例えば鋳型と溶湯受槽との間から供給するような方法で
は、均一供給が困難か全く不可能であった。鋳型外面か
ら圧入し、鋳型内面に供給することで均一な供給が可能
であった。この供給方法によれば気体又は／及び離型剤
流量を厳密に制御しなくとも均一な供給ができると言う
利点も見出された。
Ｍｇ合金などの場合は、溶湯との反応により鋳型の劣化
が早いと言う問題も生じた。これは気体膜は°／及び離
型剤を鋳型の内面に供給することで解決された。しかし
例えば鋳型と溶湯受槽との間から供給するような方法で
は、均一供給が困難か全く不可能であった。鋳型外面か
ら圧入し、鋳型内面に供給することで均一な供給が可能
であった。この供給方法によれば気体又は／及び離型剤
流量を厳密に制御しなくとも均一な供給ができると言う
利点も見出された。
即ち、本発明の装置は、上部に溶湯受槽を有し下部に冷
却剤噴射機構を有する上下に開放した筒状鋳型に、該溶
湯受槽に溶湯を供給し、該鋳型下部から鋳塊を引き出す
竪型連続鋳造装置において、該鋳型を固体潤滑性を有す
る耐火物で構成し、鋳型内壁は強制冷却されないことを
特徴とし、また該溶湯受槽の内寸より小さいことを特徴
とし、また該鋳型を構成する材質を黒鉛、窒化硼素等の
内部に気孔を有する材料で構成することを特徴とし、ま
た該鋳型内壁は垂線に対で３０°以下の角度で下方に向
かって広がる傾斜を有することを特徴とし、さらに該鋳
型の外周に気体及び／又は離型剤を圧入し、鋳型内の気
孔を通して鋳型内壁から浸出させるようにすることを特
徴とする。
却剤噴射機構を有する上下に開放した筒状鋳型に、該溶
湯受槽に溶湯を供給し、該鋳型下部から鋳塊を引き出す
竪型連続鋳造装置において、該鋳型を固体潤滑性を有す
る耐火物で構成し、鋳型内壁は強制冷却されないことを
特徴とし、また該溶湯受槽の内寸より小さいことを特徴
とし、また該鋳型を構成する材質を黒鉛、窒化硼素等の
内部に気孔を有する材料で構成することを特徴とし、ま
た該鋳型内壁は垂線に対で３０°以下の角度で下方に向
かって広がる傾斜を有することを特徴とし、さらに該鋳
型の外周に気体及び／又は離型剤を圧入し、鋳型内の気
孔を通して鋳型内壁から浸出させるようにすることを特
徴とする。
以下図面に示す実施例にそって説明する。
第１図は連続鋳造状態における本発明に係る装置の縦断
面図である。溶湯（１）は樋（２）を通って溶湯受槽（
３）に供給される。冷却剤（４）は図示しない冷却剤供
給装置より供給管（５）を通って冷却剤チャンバー（６
）内の冷却剤室（７）に導かれ、さらにスリット（８）
を通って冷却剤ガイド（９）に沿って鋳塊（Ｉ［Ｄに噴
射され、鋳塊（＋０１は下方に引き出される。
面図である。溶湯（１）は樋（２）を通って溶湯受槽（
３）に供給される。冷却剤（４）は図示しない冷却剤供
給装置より供給管（５）を通って冷却剤チャンバー（６
）内の冷却剤室（７）に導かれ、さらにスリット（８）
を通って冷却剤ガイド（９）に沿って鋳塊（Ｉ［Ｄに噴
射され、鋳塊（＋０１は下方に引き出される。
冷却剤（４）により凝固する凝固界面（ＩＩ）はその上
端（１２）が鋳型（１３）の内壁に位置するため、溶湯
が漏れ出すことはない。但し鋳塊の引き出し速度が速い
と凝固界面の上端（１２）が鋳型（１３）の下端より下
になり溶湯が漏れてしまうため、冷却剤（４）が当たる
位置と鋳型（１３）の下端との距離は５０順以下る危険
が生じるため、鋳型ａ３３の長さは４０ｍｍ以上とし、
がつ溶湯受槽（３）の内寸は鋳型（１３）の内寸より小
さ（するのが好ましい。
端（１２）が鋳型（１３）の内壁に位置するため、溶湯
が漏れ出すことはない。但し鋳塊の引き出し速度が速い
と凝固界面の上端（１２）が鋳型（１３）の下端より下
になり溶湯が漏れてしまうため、冷却剤（４）が当たる
位置と鋳型（１３）の下端との距離は５０順以下る危険
が生じるため、鋳型ａ３３の長さは４０ｍｍ以上とし、
がつ溶湯受槽（３）の内寸は鋳型（１３）の内寸より小
さ（するのが好ましい。
また鋳塊が鋳型（１３）の内壁への焼き付きを防止する
ため、鋳型（１３）の材質は固体潤滑性のある黒鉛、窒
化硼素等とすべきである。
ため、鋳型（１３）の材質は固体潤滑性のある黒鉛、窒
化硼素等とすべきである。
また鋳造速度が遅い場合は凝固収縮が少なく、鋳塊が鋳
型内壁に固着しやすいため、鋳型（１３）の内壁は下方
に向かい垂線に対し３０°以下の角度で広がる形状とす
べきである。但し角度が大きすぎると凝固位置の若干の
変動でも鋳塊の凹凸につながるため、好ましくは２０°
以下とすべきである。但しある程度の鋳造速度が確保さ
れる場合は傾斜は不要である。傾斜が不要な鋳造速度は
鋳塊材質、鋳塊サイズにより変化するが、８０鵬／ｗｉ
ｎ以上の鋳造速度では、殆どの鋳塊材質において傾斜は
不要である。
型内壁に固着しやすいため、鋳型（１３）の内壁は下方
に向かい垂線に対し３０°以下の角度で広がる形状とす
べきである。但し角度が大きすぎると凝固位置の若干の
変動でも鋳塊の凹凸につながるため、好ましくは２０°
以下とすべきである。但しある程度の鋳造速度が確保さ
れる場合は傾斜は不要である。傾斜が不要な鋳造速度は
鋳塊材質、鋳塊サイズにより変化するが、８０鵬／ｗｉ
ｎ以上の鋳造速度では、殆どの鋳塊材質において傾斜は
不要である。
また鋳造する合金が反応性の強い場合、鋳型（１３）の
劣化を防止するため、気体又は／及び離型剤を鋳型（１
３）の内面に供給するのが好ましい。これは図示してい
ない外部の気体又は／及び離型剤供給装置より、供給パ
イプ（１４）を通って鋳型（１３）と外壁部材（１５）
との隙間の気体又は／及び離型剤室（１６）をへて鋳型
（１３）の内部気孔を通って鋳型（１３）の内壁に圧送
することで達成される。
劣化を防止するため、気体又は／及び離型剤を鋳型（１
３）の内面に供給するのが好ましい。これは図示してい
ない外部の気体又は／及び離型剤供給装置より、供給パ
イプ（１４）を通って鋳型（１３）と外壁部材（１５）
との隙間の気体又は／及び離型剤室（１６）をへて鋳型
（１３）の内部気孔を通って鋳型（１３）の内壁に圧送
することで達成される。
又本発明の他の実施例の縦断面図を第２図に示す。特に
気孔率が小さい緻密な材質で鋳型（１３）を構成する場
合は、気体又は／及び離型剤供給に要する圧力が大きく
なるためリークが生じると、供給が不可能になる可能性
が大きい。このため鋳型（１３）の内部に気体又は／及
び離型剤室（１６）を設け、リークを防止することが可
能になる。
気孔率が小さい緻密な材質で鋳型（１３）を構成する場
合は、気体又は／及び離型剤供給に要する圧力が大きく
なるためリークが生じると、供給が不可能になる可能性
が大きい。このため鋳型（１３）の内部に気体又は／及
び離型剤室（１６）を設け、リークを防止することが可
能になる。
実施例
（１）第１図に示す装置を用いて、第１表に示す条件に
て、５００ Ｘ １ｏｏｏ閣のサイズにＪＴＳ １１０
０合金を鋳造した。鋳型内壁の傾斜は垂直線に対し１０
゜とし、気体又は離型剤供給は行わなかった。又比較例
としてＤＣ鋳造及びホットトップ鋳造にて同サイズの鋳
塊を製造した。結果も第１表に示すが本装置による鋳塊
は凝固殻が存在せず、又鋳塊表面も平滑であった。
て、５００ Ｘ １ｏｏｏ閣のサイズにＪＴＳ １１０
０合金を鋳造した。鋳型内壁の傾斜は垂直線に対し１０
゜とし、気体又は離型剤供給は行わなかった。又比較例
としてＤＣ鋳造及びホットトップ鋳造にて同サイズの鋳
塊を製造した。結果も第１表に示すが本装置による鋳塊
は凝固殻が存在せず、又鋳塊表面も平滑であった。
（２）第１図に示す装置を用いて、第２表に示す条件に
て、５００ Ｘ １０００圓のサイズにＪＩＳ ５０８
２０８２合金した。鋳型内壁の傾斜は垂直線に対し１０
゜とし、鋳型内壁からの気体供給は空気を３ｆｆｉ／１
１ｉｎ供給した。又比較例としてＤＣ鋳造及びホットト
ップ鋳造にて同サイズの鋳塊を製造した。結果を第２表
に示すが本装置による鋳塊は凝固殻が存在せず、又鋳塊
表面も平滑であった。
て、５００ Ｘ １０００圓のサイズにＪＩＳ ５０８
２０８２合金した。鋳型内壁の傾斜は垂直線に対し１０
゜とし、鋳型内壁からの気体供給は空気を３ｆｆｉ／１
１ｉｎ供給した。又比較例としてＤＣ鋳造及びホットト
ップ鋳造にて同サイズの鋳塊を製造した。結果を第２表
に示すが本装置による鋳塊は凝固殻が存在せず、又鋳塊
表面も平滑であった。
本発明によれば、鋳型冷却を抑制し凝固殻を殆ど或いは
全く形成させず、鋳塊表面の削り取り世を著しく減少さ
せるか、或いは全く削り取りを不要とする鋳塊を製造可
能で、且つ設備が安価で、かつ制御が容易である。
全く形成させず、鋳塊表面の削り取り世を著しく減少さ
せるか、或いは全く削り取りを不要とする鋳塊を製造可
能で、且つ設備が安価で、かつ制御が容易である。
なお本発明は実施例に示した装置に限定されるものでは
なく、同様な思想のいかなる装置にも適用されるもので
あり、またアルミニウム以外の金属、特に熱伝導の良い
銅、マグふシウム等の鋳造にも適用可能である。
なく、同様な思想のいかなる装置にも適用されるもので
あり、またアルミニウム以外の金属、特に熱伝導の良い
銅、マグふシウム等の鋳造にも適用可能である。
第１図は本発明の実施例における竪型連続鋳造装置の縦
断面図、第２図は他の実施例における縦断面図である。 １・・・溶湯、 ２・・・樋、 ３・・・溶湯受槽、
４・・・１０・・・鋳塊、 １１・・・凝固界面、
１２・・・凝固界面上端、 １３・・・鋳型、
１４・・・気体又は／及び離型剤供給パイプ、 １５・・・外壁部材、 工６・・・ 気体又は／及び離型剤室。
断面図、第２図は他の実施例における縦断面図である。 １・・・溶湯、 ２・・・樋、 ３・・・溶湯受槽、
４・・・１０・・・鋳塊、 １１・・・凝固界面、
１２・・・凝固界面上端、 １３・・・鋳型、
１４・・・気体又は／及び離型剤供給パイプ、 １５・・・外壁部材、 工６・・・ 気体又は／及び離型剤室。
Claims (5)
- （１）上部に溶湯受槽を有し下部に冷却剤噴射機構を有
する上下に開放した筒状鋳型に、該溶湯受槽に溶湯を供
給し、該鋳型下部から鋳塊を引き出す竪型連続鋳造装置
において、該鋳型を固体潤滑性を有する耐火物で構成し
、鋳型内壁は強制冷却されないことを特徴とする、金属
の竪型連続鋳造装置。 - （２）前記溶湯受槽の内寸が前記鋳型の内寸より小さい
ことを特徴とする、請求項１記載の金属の竪型連続鋳造
装置。 - （３）前記鋳型を構成する材質を黒鉛、窒化硼素等の内
部に気孔を有する材料で構成することを特徴とする、請
求項１又は請求項２記載の金属の竪型連続鋳造装置。 - （４）前記鋳型内壁は垂線に対して３０°以下の角度で
下方に向かって広がる傾斜を有することを特徴とする、
請求項１乃至請求項３記載の金属の竪型連続鋳造装置。 - （５）前記鋳型の外周に気体及び／又は離型剤を圧入し
、鋳型内の気孔を通して鋳型内壁から浸出させるように
することを特徴とする、請求項１乃至請求項４記載の金
属の竪型連続鋳造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24673889A JPH03110043A (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 金属の竪型連続鋳造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24673889A JPH03110043A (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 金属の竪型連続鋳造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03110043A true JPH03110043A (ja) | 1991-05-10 |
Family
ID=17152916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24673889A Pending JPH03110043A (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 金属の竪型連続鋳造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03110043A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7070735B2 (en) | 2002-07-22 | 2006-07-04 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Aluminum alloy material for forging and continuous casting process therefor |
| JP2006341307A (ja) * | 2005-05-10 | 2006-12-21 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウムの竪型連続鋳造装置およびこの鋳造装置を用いた竪型連続鋳造方法 |
| JP2009148836A (ja) * | 1997-10-21 | 2009-07-09 | Novelis Inc | 溶融金属を鋳て形状維持体を成形する方法及び装置 |
Citations (3)
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| JPH0191948A (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-11 | Nippon Light Metal Co Ltd | 鋳塊の半連続鋳造法及び鋳造装置 |
-
1989
- 1989-09-22 JP JP24673889A patent/JPH03110043A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| JP2012091234A (ja) * | 1997-10-21 | 2012-05-17 | Novelis Inc | 溶融金属を鋳て形状維持体を成形する方法及び装置 |
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| JP4655994B2 (ja) * | 2005-05-10 | 2011-03-23 | 日本軽金属株式会社 | アルミニウムの竪型連続鋳造装置およびこの鋳造装置を用いた竪型連続鋳造方法 |
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