JPH05115961A - 複数の延出部を有する鋳塊の半連続鋳造法 - Google Patents

複数の延出部を有する鋳塊の半連続鋳造法

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JPH05115961A
JPH05115961A JP27053291A JP27053291A JPH05115961A JP H05115961 A JPH05115961 A JP H05115961A JP 27053291 A JP27053291 A JP 27053291A JP 27053291 A JP27053291 A JP 27053291A JP H05115961 A JPH05115961 A JP H05115961A
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勝三 市川
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栄吉 鷺坂
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Y形、X形などの分岐した横断面鋳塊を割れ
発生などを防止して優質の鋳塊として適切に得しめる。 【構成】 中間基部から複数の延出部を分岐形成した横
断面鋳塊の鋳造に当り、鋳型湯面に同一又は近接レベル
で導入する溶融金属を少なくとも1つの延出部から溶湯
分配器を介して中間基部近傍に導入して各延出部に供給
するに際し、溶湯を導入した延出部に対しては分配器底
面の開口を介して供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複数の延出部を有する鋳
塊の半連続鋳造法に係り、Y形、X形などの分岐断面鋳
塊を半連続鋳造するに当って、鋳塊における割れ発生な
どを適切に防止した優質な分岐断面鋳塊を的確に鋳造す
ることのできる方法を提供しようとするものである。
【0002】
【従来の技術】航空機、車輌、産業機械、精密機器等に
は鋳造品、鍛造品が使用されている。鋳造品は鍛造品に
比べ靭性に劣り、近年の軽量化に追随し難い。一方鍛造
品は靭性が高く一層の軽量化が可能であるが、製品の形
状が複雑であると鍛造に際して多工程を要すると共に製
品歩留が悪く、また連続鋳造して得たビレットを製品に
近い形状に押出成形し得られた押出材を最終製品に鍛造
することも試みられているが、押出工程が必要であって
何れの方法もコスト高となる。
【0003】このようなことから近年鍛造素材として、
製品に近い形状のものを半連続鋳造し所要長さに切断し
たものを使用する方法が提案されている。たとえば特開
平2−179336号公報には、断面が複数のアーム形
状からなる金属素材を連続鋳造法で鋳造する場合にアー
ム形状に曲り部があると、冷却時における熱収縮によっ
てアーム形状の曲がり部が鋳型に抱きつきスムーズに連
続鋳造できないことから、上述のアーム形状からなる金
属素材をホットトップ鋳造法でレベルポア鋳造する際に
曲り部のない放射条に延びる複数アーム形状を有する粗
形素材を鋳造し、しかる後少なくとも1本の放射状アー
ムを曲げ、爾後所定形状に鍛造成形することが開示され
ている。
【0004】なおホットトップ鋳造は水冷鋳型の上部に
断熱ヘッダーを設けこの部分に溶湯を供給すると共に鋳
塊の受台を下げ、鋳塊に冷却水をかけながら鋳造する方
法であるが、この方法は水冷鋳型の深さを浅くでき供給
された溶湯を急冷凝固させることができるので製品の機
械的性質が安定し、前記特開平2−179336におい
ても採用されていることは上述の如くである。
【0005】該ホットトップ鋳造法において、上述した
断熱ヘッダー内に溶湯を供給する方法としてはフロート
を用いる方法があるが、フロートが小さいと湯面および
供給量が安定せずどのような断面形状の鋳塊の鋳造にも
向くものではなく鋳塊の形状において汎用的でない。こ
のようなことから前記特開平2−179336号公報に
開示されているような断熱ヘッダーのサイドから溶湯を
レベルで供給する方法がおこなわれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】然し上記したような従
来の方法による場合は、分岐した延出部の基部の部分に
割れが生じると共に延出部先端にコールドシャットが発
生し、何れにしても優質な分岐断面鋳塊を的確に鋳造す
ることができない。
【0007】本発明者等はこのような不利を回避するこ
とについて検討を重ね前記したような断面分岐構造の鋳
塊を得るに当って溶湯金属を前記鋳塊の分岐延出基部に
おいて、その延出部方向に向けて供給することにより上
記したような割れ発生を適切に防止することに成功した
が、このように実施した場合において目的とする鋳塊の
分岐延出方向ないし位置如何によっては分岐延出部より
溶湯を導入しなくてはならず、斯かる場合においては溶
湯を導入した前記延出部鋳型内に的確な条件の溶湯導入
をなし得ず、延出基部周辺における割れ発生が必ずしも
適切に防止できない場合がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来のものにおける課題を解消するように検討を重ね、
X型やY型のような複雑な構成をもった鋳塊であっても
簡易な手法によって割れ発生なしに円滑な鋳造をなすこ
とに成功したものであって、以下の如くである。
【0009】(1)中間基部から複数の延出部を分岐形
成した横断面鋳塊を半連続鋳造するにあたり、鋳型内湯
面に同一または近接したレベルで導入する溶融金属を少
なくとも一つの前記延出部から溶湯分配器を介して前記
中間基部近傍に導入し、該溶融金属を各延出部に分配供
給するに際し、溶融金属を導入した前記延出部に対して
は前記分配器底面に設けられた開口を介して供給するこ
とを特徴とする複数の延出部を有する鋳塊の半連続鋳造
法。
【0010】(2)中間基部から複数の延出部を分岐形
成した横断面鋳塊を半連続鋳造するにあたり、鋳型内湯
面に同一または近接したレベルで導入する溶融金属を少
なくとも一つの前記延出部から溶湯分配器を介して前記
中間基部近傍に導入し、該溶融金属を各延出部の先端近
傍に優先して分配供給するに際し、溶融金属を導入した
前記延出部に対しては該延出部の分配器底面の延出部先
端側に設けられた少なくとも一つの開口を介して供給す
ることを特徴とする複数の延出部を有する鋳塊の半連続
鋳造法。
【0011】
【作用】中間基部から複数の延出部を分岐形成した横断
面鋳塊を半連続鋳造するに当り、鋳型内湯面に同一また
は近接したレベルで導入する溶融金属を少なくとも1つ
の前記延出部から溶湯分配器を介して前記した中間基部
近傍に導入し、該導入溶湯に前記延出部を除く他の各延
出部に対し好ましくは比較的高温の溶湯を該延出部先端
部に供給し、また溶湯分配器を介して溶湯を導入した前
記延出部に対しては該分配器に設けられた開口を介して
該延出部鋳型内に比較的高温の溶湯の供給を図ることに
より各延出部への分配供給が円滑に図られ鋳型内全体へ
対して適切な溶湯供給を得しめ、溶湯の凝固収縮による
鋳塊の中間基部近傍の割れ発生等を防止する。
【0012】溶湯の導入は各種の溶湯分配器9やその他
の注湯手段を採用することができ、溶湯供給用の分配器
底面14aに穿たれた開口の位置や大きさについては該
延出部の容積などを考慮して適宜に決定することによっ
て各延出部間においてバランスした安定な溶湯供給が図
られる。
【0013】前記のようにして中間基部からの各延出部
の方向が自在に得られることから目的製品の断面形状に
略近似した鋳塊を有効に得しめ、該鋳塊に対する利用な
いし加工を容易化する。
【0014】
【実施例】上記したような本発明によるものの具体的な
実施態様について説明すると、以下の如くである。
【0015】実施例1 本発明を実施するための鋳型の1例は図1と図2に示す
如くであって、Y字型に3つの延出部が中間部から分岐
して形成された断面を有する鋳塊を得る鋳造装置として
図1のような平面構成と図2のような断面構成が採用さ
れる。即ち冷却水によって強制的に冷却される鋳型1と
該鋳型1の上部に耐火断熱材からできているホットトッ
プ部2と該ホットトップ2上にあって鋳型1に供給され
る溶湯がY字型の下部の延出部から導入し溶湯分配器底
面9aを介して各延出部の基部まで持ち来し両延出部の
延出方向に整流して供給する溶湯分配器9と鋳型1の下
部で昇降装置に接続された鋳塊受台7からなっている。
【0016】溶湯はホットトップ部2に設けられた注湯
口11から樋の湯面とほとんど同じレベルで導入され、
溶湯分配器底面9aで溶湯導入部の延出部へ溶湯供給開
口10を通じて溶湯を延出部先端近傍に優先して供給す
るとともにY字型の上部両延出部の延出方向に整流して
ほぼ水平方向に供給し鋳型1の延出部の基部部分に直接
当たらないようにされている。なお、溶湯供給開口10
はスリット状でもよく、この場合は延出部先端に近づく
につれスリット開口巾を広くし、他部に比し多くの溶湯
が優先して供給され先端側を高温溶湯とすることが好ま
しい。
【0017】開口10を複数個とする場合は基部側に設
ける開口10は溶湯が基部側に向いて落下するような傾
斜形状とすると基部に供給される溶湯に流動力が付与さ
れ、逆流が防止されて好ましい。
【0018】鋳造は最初に鋳塊受台7を上昇させて鋳型
内の所定の位置に合わせた後、溶湯が樋3、注湯口11
を通り、溶湯分配器底面9aを介して一部は溶湯供給開
口10を落下して鋳型内を満たし、斯うして導入された
溶湯は鋳型1と鋳塊受台7で脱熱させて凝固殻を形成さ
せたのち、昇降装置を連続的に下降させて鋳造を開始す
る。鋳型1で脱熱されて生成した凝固殻4は冷却水8に
よってさらに効果的に脱熱され、長尺の凝固鋳塊が形成
される。
【0019】上記したような図1、図2の鋳造装置を用
い、次の表1に示したJIS6061合金の鋳造を実施
した。また、比較例として同じJIS6061合金につ
いて上記したような溶湯分配器9を取り外した図5、6
のような装置によって鋳造した。
【0020】
【表1】
【0021】上記したような本発明による実施例と比較
例についての鋳造結果は次の表2に示す如くであって、
比較例では図7のように割れ13を発生するのに対し本
発明の実施例によるものでは好ましい結果の得られるこ
とを確認した。
【0022】
【表2】
【0023】実施例2 本発明方法を実施するもう1つの鋳型装置として、図
3、図4に示すような装置を採用した。即ち中央基部か
ら十字またはX字型の4つの延出部を持つ断面の鋳塊を
鋳造する鋳造装置として、図3はその平面図であり、図
4は図3のA−A’−Bを通る縦断面図であって、これ
ら図3、図4のように構成し、冷却水によって強制的に
冷却された鋳型1と鋳型1の上部に耐火断熱材からでき
ているホットトップ部2と該ホットトップ2上にあって
鋳型1に供給される溶湯が十字型における下部の延出部
から導入し各延出部の基部まで持ち来して延出部の延出
方向に整流して供給する溶湯分配器9と鋳型1の下部で
昇降装置に接続された鋳塊受台7からなっており、溶湯
分配器9の溶湯分配器底面9aには前記十字型における
溶湯導入延出部部分に給湯孔10が形成されて給湯する
ように成っている。
【0024】即ち、溶湯はホットトップに設けられた注
湯口11から樋の湯面とほとんど同じレベルで導入さ
れ、溶湯分配器9で溶湯導入部の十字型における導入延
出部へ溶湯供給孔10を通じて溶湯を供給するとともに
十字型の他の延出部の延出方向に整流してほぼ水平方向
に供給し鋳型1の延出部の基部部分に直接当たらないよ
うにされている。
【0025】鋳造は最初に鋳塊受台7を上昇させて鋳型
内の所定の位置に合わせた後、溶湯が注湯口3からされ
溶湯分配器底面9aを介して、一部は溶湯供給孔10を
落下して鋳型内を満たし、こうして導入された溶湯は鋳
型1と鋳塊受台7で脱熱されて凝固殻を形成させたの
ち、昇降装置を連続的に下降させて鋳造を開始する。鋳
型1で脱熱されて生成した凝固殻4は冷却水8によって
さらに効果的に脱熱され、長尺の凝固鋳塊が形成される
ことの図1、図2のものと同じである。
【0026】上記したような鋳造装置を用い、表3に示
した組成のJIS6061合金の鋳造を実施した。ま
た、比較例として同じJIS6061合金について上記
したような溶湯分配器底面9aに溶湯供給孔10を穿孔
しない溶湯分配器底面9aを用いて鋳造した。微細化剤
としてAl−5%Ti−1%Bロッドハードナーを1.5kg/
t添加したことも実施例1におけると同じである。
【0027】
【表3】
【0028】上記のような実施例における鋳造結果は次
の表4に示す如くであって、比較例では図8のように割
れ13が発生し、本発明によるものでは優れた鋳造結果
を得しめることは実施例1のものと同じであった。
【0029】
【表4】
【0030】
【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
Y形や十字形ないしX型のような異形鋳塊として複雑な
断面構造をなし各種実用化に適した分岐断面鋳塊を円滑
に鋳造せしめ、鋳塊における結晶粒を均一化し、浮遊晶
の発生を防止せしめると共に割れ発生がなくて鋳肌も良
好な鋳造体を適切に得しめ各種機械機器用部材などとし
て好ましい鋳造材を能率的、低コストに提供し得るもの
であるから工業的にその効果の大きい発明である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する鋳型の1例についての平面図
である。
【図2】図1におけるA…A’…B線にそった断面図で
ある。
【図3】本発明を実施する鋳型の別の例についての平面
図である。
【図4】図3におけるA…A’…B線にそった断面図で
ある。
【図5】前記図1、2に示したものに対する比較例の平
面図である。
【図6】図5におけるA…A’…B線にそった断面図で
ある。
【図7】実施例1の比較例において割れ発生状態を示す
鋳塊の平面図である。
【図8】実施例2の比較例において割れ発生状態を示す
鋳塊の平面図である。
【符号の説明】
1 鋳型 2 ホットトップ 3 樋 4 凝固殻 5 凝固界面 6 鋳塊 7 鋳塊受台 8 冷却水 9 溶湯分配器 9a 溶湯分配器底面 9b 溶湯分配器出口 10 溶湯供給孔 11 注湯口 13 割れ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鷺坂 栄吉 静岡県庵原郡蒲原町蒲原1丁目34番1号 株式会社日軽技研内 (72)発明者 鈴木 雄詞 静岡県庵原郡蒲原町蒲原161番地 日本軽 金属株式会社蒲原製造所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中間基部から複数の延出部を分岐形成し
    た横断面鋳塊を半連続鋳造するにあたり、鋳型内湯面に
    同一または近接したレベルで導入する溶融金属を少なく
    とも一つの前記延出部から溶湯分配器を介して前記中間
    基部近傍に導入し、該溶融金属を各延出部に分配供給す
    るに際し、溶融金属を導入した前記延出部に対しては前
    記分配器底面に設けられた開口を介して供給することを
    特徴とする複数の延出部を有する鋳塊の半連続鋳造法。
  2. 【請求項2】 中間基部から複数の延出部を分岐形成し
    た横断面鋳塊を半連続鋳造するにあたり、鋳型内湯面に
    同一または近接したレベルで導入する溶融金属を少なく
    とも一つの前記延出部から溶湯分配器を介して前記中間
    基部近傍に導入し、該溶融金属を各延出部の先端近傍に
    優先して分配供給するに際し、溶融金属を導入した前記
    延出部に対しては該延出部の分配器底面の延出部先端側
    に設けられた少なくとも一つの開口を介して供給するこ
    とを特徴とする複数の延出部を有する鋳塊の半連続鋳造
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6050324A (en) * 1996-04-05 2000-04-18 Societe Anonyme Des Forges Et Aciers De Dilling Continuous casting mold for the vertical casting of metals
US6135197A (en) * 1996-04-05 2000-10-24 Ugine Savoie Two-material mold for the vertical hot-top continuous casting of metals
JP2009530115A (ja) * 2006-03-20 2009-08-27 アレリス、アルミナム、コブレンツ、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング 金属鋳造に使用する分配装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009530115A (ja) * 2006-03-20 2009-08-27 アレリス、アルミナム、コブレンツ、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング 金属鋳造に使用する分配装置

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