JPH03294047A - 連続鋳造用セラミックス鋳型 - 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、高品質の鋳塊を高速度で鋳造し得る連統鋳造
用セラミックス鋳型に関する。

〔従来の技術とその課題〕

両端開放の鋳型を用いた連続鋳造方法は、第２図に横型
連続鋳造方法についてその要部を例示したように、溶融
金属３を貯留した鋳造炉２に外周を冷却ジャケット６で
覆った黒鉛鋳型１１を連通して取付け、上記鋳造炉２か
ら供給される溶融金属３を黒鉛鋳型１１内で凝固せしめ
て鋳塊７となし、これをピンチロール８で間歇的に引出
してなされるものである。

而して、上記の如き連続鋳造方法における熔融金属の凝
固形態は、第３図にその側断面図を示したように、溶融
金属３は黒鉛鋳型ｌｌ内で冷却されて温度が低下するに
伴い、鋳型１１内面上に薄い凝固層４を形成し、この凝
固層４は冷却ジャケット６により鋳型１１を介して冷却
されて次第に厚みを増して鋳塊７となる形態のものであ
る。

ところで上記の黒鉛鋳型は、熱伝導性、耐火性に優れ、
且つ溶融金属と非反応性の特性を有しており、か＼る黒
鉛鋳型内における溶融金属の凝固形態は、黒鉛鋳型が熱
伝導性に優れている為、第３図に示した如く鋳造炉２の
熱が黒鉛鋳型１１の長手方向に伝わり易く、従って黒鉛
鋳型１１は、冷却ジャケット６で覆われた鋳造炉２に近
い部分の冷却が十分になされず、黒鉛鋳型１１の温度勾
配は緩やかなものとなり、その結果溶融金属３の凝固形
態は凝固層４が鋳型ｊ内に長く形成された形態、つまり
所謂ズンブ５の深い形態のものとなる。

このように凝固層４が長く形成されると鋳塊７を鋳型１
１から間歇的に引出す際に、この凝固層４に微細なりラ
ンクが生じ、このクラックは置割により除去する為、製
造工程が増えるとともに、歩留りが低下するという問題
があった。又前記のクラックの発生を防止しようとする
と、凝固層を厚く形成する必要から、鋳造速度を速くす
ることができないという問題があった。

〔課題を解決する為の手段及び作用〕

本発明はか−る状況に鑑み鋭意研究を行った結果なされ
たもので、その目的とするところは、連続鋳造方法にお
いて高品質の鋳塊を高速度で鋳造し得るセラミックス鋳
型を提供することにある。

即ち、本発明は、両端開放の鋳型の一端より溶融金属を
供給し、これを凝固せしめて鋳塊となし、当該鋳塊を前
記鋳型の他端より連続的に引出してなる連続鋳造方法に
て用いる鋳型であって、当該鋳型が０．２５λｌ（但し
λは、単位をＫｃａｌ／ｍｈ℃で表した時の熱伝導率）
以下の厚さのセラミックス材により形成されていること
を特徴とするものである。

本発明は、熱伝導率の低いセラミックスを鋳型材として
用い、このセラミックス鋳型の厚さを所定厚さ以下に限
定することによって厚さ方向の伝導熱量を従来の黒鉛鋳
型と同等の大なるものとなし、鋳造炉からの長手方向へ
の熱伝導は、セラミックス鋳型の熱伝導率が低いことと
上記鋳型の断面積を小さくしたことにより抑制して、冷
却ジャケットによる鋳型冷却を効果的になして、鋳型の
温度分布を急峻に変化させ、依って凝固層が厚く形成さ
れ鋳塊引出し時にクラック等が発生しないようにしたも
のである。

以下に本発明を図を参照して具体的に説明する。

第１図は、本発明のセラミックス鋳型内の凝固形態の一
態様を示す側断面図である０図において１はセラミック
ス鋳型、３は溶融金属、４は凝固層である。

セラミックス鋳型ｌが鋳造炉２に連通して取付けられて
おり、上記鋳造炉２から供給される熔融金属３は上記セ
ラミックス鋳型１内にて冷却され、上記鋳型１内面上に
層状に凝固し、この凝固層４は厚さが急激に増加してい
て、ズンプ５が浅い形状のものとなっている。

このように、凝固層４の厚さが急激に厚くなる理由は、
鋳型１に用いたセラミックス材は熱伝導性に劣る為、鋳
造炉２からの熱が長手方向に伝わり難く、他方冷却ジャ
ケット６からの冷却はセラミックス鋳型１の厚さを所定
厚さ以下に限定することによって従来の黒鉛鋳型１１と
同程度の冷却能となして鋳型の温度勾配を急峻なものと
なした為である。更に、鋳造炉２と冷却ジャケント６間
には鋳型１の温度勾配を大きくする為断熱材層９を介在
させて双方間の熱移動を阻止することも有効である。

而して、セラミックス鋳型ｌに用いるセラミックス材に
は、アルミナ、ジルコニア、窒化珪素、サイアロン等任
意のセラミックス材が用いられるが、特に熱伝導率が２
５Ｋｃａｌ／ｍｈ″Ｃ以下のセラミックス材は、鋳型の
温度勾配がより急峻なものとなり好ましい。

本発明において、セラミックス鋳型の上限厚さ０．２５
λａｍ（但しλは、単位をＫｃａｌ／ｍｈ”ｃで表した
時の熱伝導率）は、厚さ方向の伝導熱量を、従来の黒鉛
鋳型１１の厚さが２５＋ｍ程度、黒鉛の熱伝導率が１０
０Ｋｃａｌ／ｍｈ″Ｃであることをもとに種々実験を重
ねて決めたものである。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例により詳細に説明する。

実施例１ 第１図に示した連続鋳造装置を用いて９９．９９％純度
の無酸素銅又は７０／３０黄銅を連続鋳造した。

上記装置において、セラミック鋳型には内径が１５麟■
、肉厚が５ｍｍ以下で種々異なる円筒状のサイアロン製
鋳型を用いた。溶融温度は無酸素銅は１２００’Ｃ１７
０／３０黄銅は１１００°Ｃとした。又冷却ジャケット
の冷却水量は４１　／ｓｉｎ　、鋳造速度は２００〜１
０００ｍｍ／　ｗｉｎの範囲で種々に変化させた。

尚、鋳型に用いたサイアロン材の熱伝導率は２０Ｋｃａ
ｌ／ｍｈ’ｃであった。

比較例１ 実施例１においてセラミックス鋳型の肉厚を６ａｍとし
た他は実施例１と同じ方法により９９．９９％純度の無
酸素鋼又は７０／３０１１ｔ１ｊｊ４を連続鋳造した。

比較例２ 鋳型に内径１５−１肉厚１２．５ＩＩ＋１の円筒状の黒
鉛鋳型を用いた他は実施例１と同じ方法により無酸素銅
又は７０／３０黄銅を連続鋳造した。

斯くのごとくして得られた各々の鋳塊について表面欠陥
をカラーチエツク法により調査した。結果は主な製造条
件を併記して第１表に示した。

第１表 第１表より明らかなように、本発明品（Ｎｏ　１〜１４
）は欠陥が少なく品質良好なものであつた。

欠陥は鋳型厚さが薄い程発生し難く、鋳型厚さが２．．
５−Ｗの場合、無酸素鋼では８００ｓａ／ｓｉｎ、黄銅
では４００ｓａ／ｓｉｎの速度まで欠陥０の無欠陥鋳塊
が得られた。

これに対し比較品のＮｏ１５〜２０は、鋳型にセラミッ
クス鋳型を用いたが、鋳型が厚い為冷却ジャケットから
の冷却が十分に効かずに、又Ｎ０２１〜２７は従来の黒
鉛鋳型を用いた為に鋳造炉側からの伝導熱量が大きく、
その結果鋳型の温度勾配が緩やかなものとなり、無欠陥
鋳塊を得る為には鋳造速度を本発明の半分程度に遅くす
る必要があった。

以上無酸素銅及び黄銅を鋳造する場合について説明した
が、本発明鋳型はＡＥ又はその合金等任意の金属の鋳造
に適用して同様の効果が得られるものである。又鋳造方
法も横型連続鋳造方法に限らず竪型連続鋳造方法等任意
の連続鋳造方法に通用することができる。

〔効果〕

以上述べたように、本発明のセラミックス鋳型によれば
、高品質の鋳塊を高速度で鋳造することができ、工業上
顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセラミックス鋳型内の凝固形態の一態
様を示す側断面図、第２図は横型連続鋳造方法の説明図
、第３図は従来の黒鉛鋳型内の凝固形態を示す側断面図
である。 １−・・セラミックス鋳型、２・−鋳造炉、３−熔融金
属、４−凝固層、５−・・ズンブ、６−冷却ジャケット
、７−鋳塊、８・・−ビンチロール、９・−断熱材層、
１１−・−黒鉛鋳型。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 両端開放の鋳型の一端より溶融金属を供給し、これを凝
   固せしめて鋳塊となし、当該鋳塊を前記鋳型の他端より
   連続的に引出してなる連続鋳造方法にて用いる鋳型であ
   って、当該鋳型が０．２５λｍｍ（但しλは、単位をＫ
   ｃａｌ／ｍｈ℃で表した時の熱伝導率）以下の厚さのセ
   ラミックス材により形成されていることを特徴とする連
   統鋳造用セラミックス鋳型。