JPH0417954A - ベルトホイール式連続鋳造用注湯ノズル - 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、高品質の鋳塊を製造し得るベルトホイール式
連続鋳造用注湯ノズルに関する。

〔従来の技術〕

ベルトホイール式連続鋳造法は、第４図にその説明図を
示したように周面に溝８を有するホイール３の１部外周
面にエンドレスの金属ベルト９を接動させてホイル３と
金属ベルト９との間に鋳型１０を形成し、上記鋳型１０
の上部より図示しない溶解炉から出湯する溶融金属７を
注湯ノズル１を通して注入し、前記鋳型１０内で冷却凝
固せしめて鋳塊１１となし、これを鋳型１０の他端より
連続的に引出して鋳造するものである。

ところで、上記注湯ノズル１はその先端部分の横断面図
は第５図に示したようにホイール３の溝８型と相似形の
筒状のもので、外周を上記ホイール３の溝８内面と摺動
させて溶融金属７の逆流防止がなされている。又注湯ノ
ズル１の構成材料は強度を持たせる為の鉄枠１２と溶融
金属７の温度低下を抑制する為の上記鉄枠１２の内外面
を覆う断熱材５からなっている。

か−るベルトホイール式連続鋳造法においては溶融金属
７の鋳造温度、つまり注湯ノズル１内の溶融金属温度は
低めに設定して溶融金属７がホィール３内面と接触して
生成する初期凝固層を厚く形成して鋳塊品質の向上が計
られている。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、鋳造温度を低く設定すると熔融金属中の
不純物元素や合金元素が金属間化合物等の固形物を生成
し、この固形物が注湯ノズル内面に沈着し、経時的に成
長して粗大化し、この粗大化した金属間化合物は溶融金
属の流動により剥離して鋳型内に流入して鋳塊に混入し
、この鋳塊を荒引線に、更には線材に加工していく過程
において断線の原因となるものである。

このようなことから、鋳造温度を高めに設定して金属間
化合物の生成を防止しようとすると、溶融金属中の水素
含有量が増加して鋳塊にブローホール等のガス欠陥が生
しる上、溶融金属の酸化ロスが増大し、更に加熱コスト
が嵩んでエネルギー的にも不利になる等の問題が生した
。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明は、か−る状況に鑑み、ベルトホイール式連続鋳
造法にて用いる注湯ノズルの溶融金属と接する内面に種
々の材料を被覆して実験を行ったところ、上記材料の溶
融金属との濡れ性の良否によって断線の発生状況が左右
されることを知見し更に研究を重ねて本発明を完成する
に到ったものである。

即ち、本発明は、周面に溝を有するホイールとこのホイ
ールの周面に接触する無端ベルトにより連続して鋳型を
形成し、該鋳型内に連続して熔融金属を注入して鋳塊を
製造するベルトホイール式連続鋳造法にて用いる注湯ノ
ズルにおいて、注湯ノズルの溶融金属と接する少なくと
も出湯口側の内面に該溶融金属との濡れ性の悪い材料を
被覆したことを特徴とするベルトホイール式連続鋳造用
注湯ノズルである。

本発明の注湯ノズルは、第１図にその出口側の横断面図
を例示したように、注湯ノズル１の溶融金属７と接する
内面の断熱材５上に上記溶融金属７との濡れ性の悪い材
料２を被覆して、溶融金属７中に生成する金属間化合物
等の固形物が注湯ノズル１の内面に沈着するのを防止し
て、前記固形物を微細なま一注湯ノズル１から鋳型日内
に流出せしめ、断線の原因となる粗大固形物の鋳塊への
混入を事前に阻止したものである。

本発明において、注湯ノズルの内面に被覆する溶融金属
との濡れ性の悪い材料は、鋳造しようとする金属又は合
金毎に濡れ性試験により選定するもので、その試験方法
としては、例えば第２図に示したように鉄片４上に断熱
材５を被せ、その上に試験材料６を被覆し、次いでこれ
を溶融金属７中に所定時間浸漬して引上げ、試験材料６
の表面に付着した溶融金属７を計量して判定するもので
ある。

上記の第２図に示した方法により、断熱材と断熱材上に
黒鉛ペーパーを被覆した材料を試験材料に用いて溶融Ａ
Ｉ！、との濡れ性について試験したところ、断熱材上に
は多量のＡ／２が付着したのに対し、黒鉛ペーパーを被
覆したものにはＡＩ！、の付着は殆ど認められなかった
。

か−る濡れ性試験を行った結果、通常のＡｆ又はＡ１合
金溶融体との濡れ性の悪い材料としては、上記の黒鉛ペ
ーパーの他には、ＢＮ（窒化ボロン）膜体が選定された
。

上記黒鉛ペーパーは、第１図に示したように、内面が断
熱材５からなる注湯ノズル１の上記断熱材５表面に直接
水ガラス等で貼着することによって又ＢＮ＃体は市販の
ＢＮ用スプレー器を用いてそれぞれ被覆することができ
る。

第３図には溶解炉から梼を通って注湯ノズル１に到る迄
の溶融金属の温度変化を示した。熔融金属は次第に温度
が低下して、金属間化合物の晶出温度以下になると上記
金属間化合物が生成してくるものであり、注湯ノズルの
断熱材を厚めにして、注湯ノズル内で金属間化合物が晶
出しないようにした第４図のＣ（点線）で示した温度パ
ターンとなるようにするのが好ましい。

又溶融金属の温度はホイールと接する先端部で急激に低
下するので濡れ性の悪い材料は溶融金属の温度が金属間
化合物の晶出温度以下となる恐れのある注湯ノズルの先
端部にだけ被覆して用いることができる。

〔作用］ 本発明においては、注湯ノズルの内面に溶融金属との濡
れ性の悪い材料を被覆し、溶融金属中に生成する金属間
化合物等の固形物を注湯ノズル内面に沈着させずに、微
細なま＼鋳型内に流出させるので、か−る固形物は鋳塊
に混入しても伸線工程等で断線の原因になるようなこと
がない。

又上記溶融金属との濡れ性の悪い材料は注湯ノズル内面
の溶融金属が金属間化合物等を生成する温度以下となる
部分にだけ被覆すればよく、又上記被覆材料は通常の注
湯ノズルの内面に貼着又はスプレーにより被覆すること
ができるので、経済的であり又操作も簡単である。

〔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 重油炉により純度９９．６５％の電気用ＡＡ地金を溶解
し、この溶融ＡＮＣ以下溶湯と称す）を第４図に示した
ベルトホイール式連続鋳造法により連続鋳造して断面積
２１００ｍｍ２の鋳塊となし、この鋳塊をそのま一連続
圧延して９．５　ｍｍのＡｌ荒引線となした。

尚、上記の溶解炉からの出湯温度は７５０°Ｃに設定し
た。

注湯ノズルには第１図に示した構造の注湯ノズルを用い
た。鉄枠は厚さ１ｍｍで上記鉄枠の内外両面には厚さ２
ＩＩＬＩ＋の断熱材をそれぞれ貼り合わせ、更に上記断
熱材の溶湯と接する内面の出湯口側に４０ｍｍ長さに渡
って厚さ０．５　ｍｍの黒鉛ペーパーを水ガラスを用い
て貼着した。

実施例２ 注湯ノズルの鉄枠の内側に貼った断熱材の厚さを３卸と
した他は実施例１と同し方法により９．５ｍｍのＡｌ荒
引線を製造した。

実施例３ 重油炉にて純度９９．７５％の電気用Ａｌ地金を溶解し
、これにＡｊｌ！−６％Ｆｅ母合金、Ａ１５０％Ｃｕ母
合金、ＡＥ−２０％Ｓｉ母合金及び弗化ジルコニウムカ
リウムをそれぞれ所定量添加してＦ　ｅ　０．２５％、
ＣｕＯ，０５％、ＳｉＯ，２０％Ｚ　ｒ　Ｏ，３０％残
部、１１と通常の不純物からなるＡ１合金を溶製し、か
＼る溶湯を実施例１と同し方法により鋳造、圧延して９
．５圓φのＡ１合金荒引線となした。尚、上記溶解炉か
らの出湯温度は８７０℃に設定した。

比較例１ 実施例１〜３において、注湯ノズルに黒鉛ペーパーを貼
着しない注湯ノズルを用いた他はそれぞれ実施例１〜３
と同し方法により９．５圓φのＡＰ。

又はＡ１合金荒引線を製造した。

比較例２ 実施例】及び３において、注湯ノズルに黒鉛ペーパーを
貼着しない注湯ノズルを用い、溶解炉からの出湯温度を
それぞれ３０°Ｃ高めた他は実施例１及び３とそれぞれ
同し方法により９．５　ｍｍｍのＡＩ又はＡ１合金荒引
線を製造した。

斯くの如くして得られた各々の９．５鵬φのＡｎ又はＡ
２合金荒引線を連続伸線機により２．６　ｍ＋ｎφの線
材に加工して断線回数を調べた。結果は注湯ノズル出口
部の溶湯温度を併記して第１表に示した。

第１表より明らかなように本発明別品（胤１〜３）は断
線回数が少なく、品質良好なものであった。中でも注湯
ノズルの断熱材を厚くしたもの（隘２）は鋳造温度が上
昇した為固形物の生成がより確実に抑えられ、断線は皆
無であった。

これに対し比較別品のＮｏ、　４〜６は断線が多く発生
した。断線箇所を調べたところ粗大な固形物が検出され
た。又Ｎｏ、７．８は鋳造温度を上昇させた為固形物の
生成が抑えられて断線回数は減少したが、溶融金属中に
水素ガスが多量に含有された為鋳塊にブローホールが生
成して線材に肌荒れが生して品質不良なものとなった。

又Ｎｏ、７．８は溶融金属を高温に加熱した為、酸化物
等のノロが多量に発生した。

尚、鋳造終了後注湯ノズル内面を観察したところ、本発
明例阻１〜３及び比較例Ｎα７，８の注湯ノズルの内面
は清浄であったが比較例Ｎｏ、　４〜６の注湯ノズルの
内面には粗大な固形物が多数認められた。

〔効果〕

以上述べたように、本発明の注湯ノズルによれば、粗大
固形物の巻込みやブローホール等のない高品質の鋳塊を
歩留りよく製造することができ、これを線材等に加工す
る際、断線回数が大幅に低減して、工業上顕著な効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明注湯ノズルの態様例を示す出口側の横断
面図、第２図は本発明注湯ノズルの内面被覆材料の選定
に用いる濡れ性試験の一例を示す説明図、第３図は溶解
炉から注湯ノズルに到るまでの溶融金属の温度変化を示
す説明図、第４図はへルトホイール式連続鋳造法の概略
説明図、第５図は従来の注湯ノズルの出湯口側の横断面
図である。 １・・・注湯ノズル、２・・・溶融金属との濡れ性の悪
い材料、３・・・ホイール、４・・・鉄片、５・・・断
熱材、６・・・試験材料、７・・・熔融金属、８・・・
溝、９・・・金属ベルト、１０・・・鋳型、１１・・・
鋳塊、１２・・・鉄枠。 特許出願人　　　古河電気工業株式会社第５図 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）周面に溝を有するホィールとこのホィールの周面
   に接触する無端ベルトにより連続して鋳型を形成し、該
   鋳型内に連続して溶融金属を注入して鋳塊を製造するベ
   ルトホィール式連続鋳造法にて用いる注湯ノズルにおい
   て、注湯ノズルの溶融金属と接する少なくとも出湯口側
   の内面に該溶融金属との濡れ性の悪い材料を被覆したこ
   とを特徴とするベルトホィール式連続鋳造用注湯ノズル
   。
2. （２）注湯ノズルの内面に被覆する溶融金属との濡れ性
   の悪い材料にペーパー状の黒鉛を用いたことを特徴とす
   る請求項（１）記載のベルトホィール式連続鋳造用注湯
   ノズル。