JPH04333350A - 水平連続鋳造用鋳型装置 - Google Patents
水平連続鋳造用鋳型装置Info
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- JPH04333350A JPH04333350A JP10302291A JP10302291A JPH04333350A JP H04333350 A JPH04333350 A JP H04333350A JP 10302291 A JP10302291 A JP 10302291A JP 10302291 A JP10302291 A JP 10302291A JP H04333350 A JPH04333350 A JP H04333350A
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- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属または合金の連続鋳
造、とくに銅および銅合金の板状鋳塊の連続鋳造に適し
た黒鉛鋳型装置に関する。
造、とくに銅および銅合金の板状鋳塊の連続鋳造に適し
た黒鉛鋳型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から銅および銅合金の板状鋳塊を水
平連続鋳造法で製造するには、図２に示すような構造（
概要）の黒鉛鋳型装置が用いられてきている。図中、３
は黒鉛鋳型、４は黒鉛鋳型３に接する銅製水冷装置、５
は黒鉛鋳型３および水冷装置４を強固に保持する鉄製枠
組である。溶湯１０はその流入口６、凝固帯域７を経て
凝固を完了して鋳塊８となる。黒鉛鋳型３は鋳塊８の流
入口６と出口９を形成するように両端が開口する中空形
状をなす。中空部の断面形状は鋳造しようとする鋳塊と
形状・寸法がほぼ同じになるように設計されている。水
冷装置４には、冷却水を循環させるための通水路（図示
せず）が設けられている。黒鉛鋳型３および水冷装置４
は、鉄製枠組５に多数のボルト（図示せず）で緊密に締
結されている。
平連続鋳造法で製造するには、図２に示すような構造（
概要）の黒鉛鋳型装置が用いられてきている。図中、３
は黒鉛鋳型、４は黒鉛鋳型３に接する銅製水冷装置、５
は黒鉛鋳型３および水冷装置４を強固に保持する鉄製枠
組である。溶湯１０はその流入口６、凝固帯域７を経て
凝固を完了して鋳塊８となる。黒鉛鋳型３は鋳塊８の流
入口６と出口９を形成するように両端が開口する中空形
状をなす。中空部の断面形状は鋳造しようとする鋳塊と
形状・寸法がほぼ同じになるように設計されている。水
冷装置４には、冷却水を循環させるための通水路（図示
せず）が設けられている。黒鉛鋳型３および水冷装置４
は、鉄製枠組５に多数のボルト（図示せず）で緊密に締
結されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の水平連続鋳造用
黒鉛鋳型装置は前記のように構成されており、銅または
銅合金（以下、銅合金などという）の溶湯を入り口から
流入させ、一定の範囲の凝固帯域で凝固させ、鋳塊とし
て出口から送出する作用をなすが、その根幹は銅合金な
どの顕熱・潜熱を適切な条件で抜熱することである。
黒鉛鋳型装置は前記のように構成されており、銅または
銅合金（以下、銅合金などという）の溶湯を入り口から
流入させ、一定の範囲の凝固帯域で凝固させ、鋳塊とし
て出口から送出する作用をなすが、その根幹は銅合金な
どの顕熱・潜熱を適切な条件で抜熱することである。
【０００４】すなわち銅合金などの融点または凝固温度
範囲（液相線・固相線間）を適当な冷却速度で冷却する
こと、さらにこの種の水平連続鋳造における急冷（通常
３０℃／秒以上）では平衡状態における融点または固相
線温度（以下、固相線温度などという）以下まで液相が
存在する、いわゆる「過冷」現象が見られるが、その過
冷現象の制御、つまり、固相線温度等以下の冷却速度（
これ自体が過冷域の下限温度を規定する）を適切にする
ことが黒鉛鋳型装置の重要な機能である。さらに、板幅
方向の温度の均一性が重要である。
範囲（液相線・固相線間）を適当な冷却速度で冷却する
こと、さらにこの種の水平連続鋳造における急冷（通常
３０℃／秒以上）では平衡状態における融点または固相
線温度（以下、固相線温度などという）以下まで液相が
存在する、いわゆる「過冷」現象が見られるが、その過
冷現象の制御、つまり、固相線温度等以下の冷却速度（
これ自体が過冷域の下限温度を規定する）を適切にする
ことが黒鉛鋳型装置の重要な機能である。さらに、板幅
方向の温度の均一性が重要である。
【０００５】これらの制御によって結晶粒度、銅合金な
どの品種によっては偏析または逆偏析、さらに割れその
他の欠陥などの有無、程度などの鋳造品質が定まる。
どの品種によっては偏析または逆偏析、さらに割れその
他の欠陥などの有無、程度などの鋳造品質が定まる。
【０００６】従来の水平連続鋳造用黒鉛鋳型装置では、
鋳型による冷却能が充分確保されていないため、鋳型各
部の温度や鋳型出口部における鋳塊温度が板幅方向でば
らつき、さらに鋳造時間の経過とともに変化するなど、
不安定な要因があった。
鋳型による冷却能が充分確保されていないため、鋳型各
部の温度や鋳型出口部における鋳塊温度が板幅方向でば
らつき、さらに鋳造時間の経過とともに変化するなど、
不安定な要因があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は従来の水平連続
鋳造用黒鉛鋳型装置におけるる前記の問題点を解決する
ことを目的とするものである。すなわち本発明は、溶湯
、固液共存部分または鋳塊に接する表面、および鋳塊に
対面する表面を有する黒鉛鋳型であって、該黒鉛鋳型表
面の少なくとも一部分があらかじめ金属または合金の溶
湯との接触によって変質化処理されている黒鉛鋳型を備
えたことを特徴とする水平連続鋳造用鋳型装置に関する
。
鋳造用黒鉛鋳型装置におけるる前記の問題点を解決する
ことを目的とするものである。すなわち本発明は、溶湯
、固液共存部分または鋳塊に接する表面、および鋳塊に
対面する表面を有する黒鉛鋳型であって、該黒鉛鋳型表
面の少なくとも一部分があらかじめ金属または合金の溶
湯との接触によって変質化処理されている黒鉛鋳型を備
えたことを特徴とする水平連続鋳造用鋳型装置に関する
。
【０００８】
【作用】本発明の装置に用いる黒鉛鋳型においては、溶
湯と黒鉛鋳型との熱伝達を大きくし、鋳型や鋳塊の幅方
向の温度のばらつき、時間的経過による温度の変動を小
さくすることによって、製造される鋳塊の品質を安定さ
せる。
湯と黒鉛鋳型との熱伝達を大きくし、鋳型や鋳塊の幅方
向の温度のばらつき、時間的経過による温度の変動を小
さくすることによって、製造される鋳塊の品質を安定さ
せる。
【０００９】一般に銅合金などの溶湯と黒鉛とは濡れ性
がわるく、この間の熱伝達は見掛け上エアギャップが存
在する挙動をとることが知られている。これに対し、本
発明における黒鉛鋳型では、あらかじめ行なわれる金属
または合金の溶湯との接触による変質化処理により、そ
れらの金属成分が黒鉛に侵入して鋳造される銅合金など
の溶湯との濡れ性がよくなり、熱伝達上エアギャップが
小さくなる効果を奏するようになり、その結果鋳造され
る溶湯と黒鉛鋳型との熱伝達が向上するものと推定され
る。
がわるく、この間の熱伝達は見掛け上エアギャップが存
在する挙動をとることが知られている。これに対し、本
発明における黒鉛鋳型では、あらかじめ行なわれる金属
または合金の溶湯との接触による変質化処理により、そ
れらの金属成分が黒鉛に侵入して鋳造される銅合金など
の溶湯との濡れ性がよくなり、熱伝達上エアギャップが
小さくなる効果を奏するようになり、その結果鋳造され
る溶湯と黒鉛鋳型との熱伝達が向上するものと推定され
る。
【００１０】本発明者らは円柱状の黒鉛ブロックの切削
加工上がりの表面を、あらかじめ銅または銅合金の溶湯
に１ないし数１０時間程度浸漬することによって変質さ
せた。つぎに、この黒鉛ブロックの変質した表面と切削
加工上がりの表面に、銅合金の溶湯数１００ グラムを
滴下させたのちの溶湯温度の変化を測定することによっ
て冷却能を比較調査した結果、溶湯によってあらかじめ
表面を変質化させた方がはるかに大きな冷却能を有する
ことがわかった。溶湯と接触させて変質化処理を施した
面の微細組成を電子顕微鏡などで観察した結果、主とし
て銅などの金属成分が黒鉛の内部に浸透しているのが観
察され、これが冷却能を向上させている原因と考えられ
る。
加工上がりの表面を、あらかじめ銅または銅合金の溶湯
に１ないし数１０時間程度浸漬することによって変質さ
せた。つぎに、この黒鉛ブロックの変質した表面と切削
加工上がりの表面に、銅合金の溶湯数１００ グラムを
滴下させたのちの溶湯温度の変化を測定することによっ
て冷却能を比較調査した結果、溶湯によってあらかじめ
表面を変質化させた方がはるかに大きな冷却能を有する
ことがわかった。溶湯と接触させて変質化処理を施した
面の微細組成を電子顕微鏡などで観察した結果、主とし
て銅などの金属成分が黒鉛の内部に浸透しているのが観
察され、これが冷却能を向上させている原因と考えられ
る。
【００１１】
【実施例】本発明の装置における黒鉛鋳型は、表面の少
なくとも一部分があらかじめ金属または合金の溶湯との
接触によって変質化処理されたものである。
なくとも一部分があらかじめ金属または合金の溶湯との
接触によって変質化処理されたものである。
【００１２】前記黒鉛鋳型は一般の連続鋳造用鋳型装置
に用いられるものでよいが、適度な多孔質（かさ比重で
約１．７７ｇ／ｃｍ３程度）のものが本発明による効果
が大きくなる。
に用いられるものでよいが、適度な多孔質（かさ比重で
約１．７７ｇ／ｃｍ３程度）のものが本発明による効果
が大きくなる。
【００１３】黒鉛鋳型に接触させる溶湯になる金属また
は合金としては、黒鉛鋳型との濡れ性改善につながるも
のであればよく、たとえば銅、錫、アルミニウム、ニッ
ケル、コバルト、クロム、チタンなどの金属や、これら
の合金があげられる。これらの金属または合金は鋳造さ
れる金属と異質の金属であってもよい。これらは鋳塊表
面に付着して持出されることがほとんどなく、鋳塊の成
分を有意に変化させることにはない。なお、たとえそれ
らが鋳塊表面に付着しても、通常鋳塊表面は後加工によ
って面削されて除去されるため悪影響は生じない。
は合金としては、黒鉛鋳型との濡れ性改善につながるも
のであればよく、たとえば銅、錫、アルミニウム、ニッ
ケル、コバルト、クロム、チタンなどの金属や、これら
の合金があげられる。これらの金属または合金は鋳造さ
れる金属と異質の金属であってもよい。これらは鋳塊表
面に付着して持出されることがほとんどなく、鋳塊の成
分を有意に変化させることにはない。なお、たとえそれ
らが鋳塊表面に付着しても、通常鋳塊表面は後加工によ
って面削されて除去されるため悪影響は生じない。
【００１４】前記金属または合金の溶湯の温度は、金属
の融点および合金の液相線上約１００〜１５０℃が好ま
しく、変質相の深さは、黒鉛表面に対し０．８〜２．４
ｍｍの深さまで金属成分が均一に浸透しているのが好
ましい。この温度範囲未満では変質化処理時間が長くか
かり、この範囲をこえると黒鉛表面の凹凸が大きくなる
。
の融点および合金の液相線上約１００〜１５０℃が好ま
しく、変質相の深さは、黒鉛表面に対し０．８〜２．４
ｍｍの深さまで金属成分が均一に浸透しているのが好
ましい。この温度範囲未満では変質化処理時間が長くか
かり、この範囲をこえると黒鉛表面の凹凸が大きくなる
。
【００１５】溶湯を接触させる黒鉛鋳型の表面の少なく
とも一部分は、鋳塊形成部分の幅方向に対し、中心部か
ら９０〜９６％、奥行き方向に対しては、溶湯流入口側
から５０〜１００％の範囲が好ましい。また接触時間は
５〜１０時間が好ましい。５時間以下では充分な変質相
が形成されず、１０時間以上では黒鉛表面の凹凸が大き
くなる。
とも一部分は、鋳塊形成部分の幅方向に対し、中心部か
ら９０〜９６％、奥行き方向に対しては、溶湯流入口側
から５０〜１００％の範囲が好ましい。また接触時間は
５〜１０時間が好ましい。５時間以下では充分な変質相
が形成されず、１０時間以上では黒鉛表面の凹凸が大き
くなる。
【００１６】前記接触により、金属成分が黒鉛の内部に
浸透する。すなわち黒鉛表面が変質化する。
浸透する。すなわち黒鉛表面が変質化する。
【００１７】つぎに実施例に基づき、本発明をさらに具
体的に説明する。
体的に説明する。
【００１８】［実施例１および比較例１］幅４５０ ｍ
ｍ、厚さ１５ｍｍの上下２分割鋳型で、黒鉛鋳型部の鋳
塊形成部分の寸法が幅４５０ ｍｍ、奥行２５０ ｍｍ
、深さ７．５ ｍｍ、黒鉛表面が通常の機械切削加工上
がり、かさ比重１．７７ｇ／ｃｍ３の黒鉛鋳型を用意し
た。その幅方向両端各１５ｍｍを耐火物でマスキングし
たのち、りん青銅の溶湯に５時間浸漬して中央部４２０
ｍｍを溶湯と接触させた。また、断面観察用として、
６０ｍｍφ×２０ｍｍｈ の黒鉛試料も同時に浸漬した
。りん青銅の溶湯温度は１１５０℃、浸漬は大気中での
処理であった。
ｍ、厚さ１５ｍｍの上下２分割鋳型で、黒鉛鋳型部の鋳
塊形成部分の寸法が幅４５０ ｍｍ、奥行２５０ ｍｍ
、深さ７．５ ｍｍ、黒鉛表面が通常の機械切削加工上
がり、かさ比重１．７７ｇ／ｃｍ３の黒鉛鋳型を用意し
た。その幅方向両端各１５ｍｍを耐火物でマスキングし
たのち、りん青銅の溶湯に５時間浸漬して中央部４２０
ｍｍを溶湯と接触させた。また、断面観察用として、
６０ｍｍφ×２０ｍｍｈ の黒鉛試料も同時に浸漬した
。りん青銅の溶湯温度は１１５０℃、浸漬は大気中での
処理であった。
【００１９】比較例として、表面が機械切削加工上がり
の未処理の従来の黒鉛鋳型を用意した。
の未処理の従来の黒鉛鋳型を用意した。
【００２０】各黒鉛鋳型部の幅方向の中央部分に、それ
ぞれ溶湯側から１０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ ｍｍの位
置に直径３ｍｍφの穴をあけて熱電対をセットし、鋳造
開始から１０時間までの温度計測を行なった。また、出
口における鋳塊上表面の温度も測定した。
ぞれ溶湯側から１０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ ｍｍの位
置に直径３ｍｍφの穴をあけて熱電対をセットし、鋳造
開始から１０時間までの温度計測を行なった。また、出
口における鋳塊上表面の温度も測定した。
【００２１】前記の２種の黒鉛鋳型を通常の方法で取り
付けた鋳型装置を用い、水平連続鋳造として通常の方法
でりん青銅の平板状鋳塊を製造した。鋳造温度（保持炉
温度）は１２００℃、鋳造速度（平均索引速度）は１６
０ ｍｍ／分であった。
付けた鋳型装置を用い、水平連続鋳造として通常の方法
でりん青銅の平板状鋳塊を製造した。鋳造温度（保持炉
温度）は１２００℃、鋳造速度（平均索引速度）は１６
０ ｍｍ／分であった。
【００２２】鋳造中の鋳型温度、鋳塊温度は、りん青銅
溶湯と接触させて変質化処理を行なった本発明の装置で
は約１時間で安定化した。また、えられた鋳塊は欠陥が
非常に少なく、結晶粒度も安定しており、非常に優れた
鋳造品質であった。一方、未処理のものは温度の安定化
には鋳造開始後約１０時間かかった。
溶湯と接触させて変質化処理を行なった本発明の装置で
は約１時間で安定化した。また、えられた鋳塊は欠陥が
非常に少なく、結晶粒度も安定しており、非常に優れた
鋳造品質であった。一方、未処理のものは温度の安定化
には鋳造開始後約１０時間かかった。
【００２３】溶湯に５時間浸漬した黒鉛試料断面は、図
１に示すように、溶湯との接触面から黒鉛試料１内部に
向かって銅成分２が付着および浸透して表面が変質して
いた。これにより、本発明の装置では鋳造時の黒鉛鋳型
の溶湯との濡れ性がよくなって熱伝達が向上したものと
考えられる。
１に示すように、溶湯との接触面から黒鉛試料１内部に
向かって銅成分２が付着および浸透して表面が変質して
いた。これにより、本発明の装置では鋳造時の黒鉛鋳型
の溶湯との濡れ性がよくなって熱伝達が向上したものと
考えられる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明の装置では、鋳造
される合金などと黒鉛鋳型との熱伝達が向上し、鋳型や
鋳塊の幅方向の温度のばらつき，時間的経過による鋳型
各部、溶湯・鋳塊の温度の変動が小さくなって安定した
品質の鋳塊を製造することができる。
される合金などと黒鉛鋳型との熱伝達が向上し、鋳型や
鋳塊の幅方向の温度のばらつき，時間的経過による鋳型
各部、溶湯・鋳塊の温度の変動が小さくなって安定した
品質の鋳塊を製造することができる。
【図１】りん青銅溶湯に５時間浸漬した円柱状黒鉛試料
を模式的に示す断面図である。
を模式的に示す断面図である。
【図２】水平連続鋳造用鋳型装置の構造の概念を示す断
面側面図である。
面側面図である。
１ 黒鉛試料
２ 浸透した銅成分
３ 黒鉛鋳型
４ 銅製水冷装置
５ 鉄製外枠
６ 溶湯流入口
７ 凝固帯域
８ 鋳塊
９ 鋳塊出口
１０ 溶湯
Claims (1)
- 【請求項１】 溶湯、固液共存部分または鋳塊に接す
る表面、および鋳塊に対面する表面を有する黒鉛鋳型で
あって、該黒鉛鋳型表面の少なくとも一部分があらかじ
め金属または合金の溶湯との接触によって変質化処理さ
れている黒鉛鋳型を備えたことを特徴とする水平連続鋳
造用鋳型装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10302291A JPH04333350A (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 水平連続鋳造用鋳型装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10302291A JPH04333350A (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 水平連続鋳造用鋳型装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04333350A true JPH04333350A (ja) | 1992-11-20 |
Family
ID=14343020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10302291A Pending JPH04333350A (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 水平連続鋳造用鋳型装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04333350A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006003899A1 (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | マグネシウム合金材の製造方法 |
-
1991
- 1991-05-09 JP JP10302291A patent/JPH04333350A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006003899A1 (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | マグネシウム合金材の製造方法 |
| JPWO2006003899A1 (ja) * | 2004-06-30 | 2008-04-17 | 住友電気工業株式会社 | マグネシウム合金材の製造方法 |
| US7841380B2 (en) | 2004-06-30 | 2010-11-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Producing method for magnesium alloy material |
| JP4678373B2 (ja) * | 2004-06-30 | 2011-04-27 | 住友電気工業株式会社 | マグネシウム合金材の製造方法 |
| US9943904B2 (en) | 2004-06-30 | 2018-04-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Producing method for magnesium alloy material |
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