JPH052416B2 - - Google Patents

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JPH052416B2
JPH052416B2 JP59158735A JP15873584A JPH052416B2 JP H052416 B2 JPH052416 B2 JP H052416B2 JP 59158735 A JP59158735 A JP 59158735A JP 15873584 A JP15873584 A JP 15873584A JP H052416 B2 JPH052416 B2 JP H052416B2
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JP
Japan
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casting
mold
molten metal
gas
light
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JP59158735A
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Shigeru Yanagimoto
Ryota Mitamura
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Showa Denko KK
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Publication date
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Priority to DE19853590377 priority patent/DE3590377T/de
Priority to PCT/JP1985/000431 priority patent/WO1986000839A1/ja
Priority to GB08606478A priority patent/GB2178351B/en
Priority to DE3590377A priority patent/DE3590377C2/de
Priority to US06/855,308 priority patent/US4664175A/en
Priority to AU46379/85A priority patent/AU568950B2/en
Publication of JPS6137352A publication Critical patent/JPS6137352A/ja
Priority to NO86861260A priority patent/NO165746C/no
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/22Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/0401Moulds provided with a feed head
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11Treating the molten metal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は金属の連続鋳造法に関するものであ
り、さらに詳しく述べるならば特に非鉄金属の気
体加圧方式連続鋳造法に関するものである。 金属(合金を含む)の圧延、押出などの塑性加
工用素材である鋳塊(以下、インゴツトと称す
る)の大半は連続鋳造法によつて製造されてい
る。 とりわけ非鉄金属においては垂直固定鋳型法に
よる連続鋳造法が広く採用されている。この方法
にはフロート法、ホツトトツプ法、スパウト法、
その他溶湯供給手段の違いによる各種方法が含ま
れる。ここで、フロート法においては金属溶湯面
を一定に維持し且つ溶湯流を一様に分散させるた
め等の目的を有するフローテイングデイストリビ
ユーターが湯面に浮上しており、このフローテイ
ングデイストリビユーターを介して金属溶湯がス
パウトから垂直固定鋳型に供給される。また、ホ
ツトトツプ法においては、垂直固定式開放鋳型の
上部に断熱耐火物製の溶湯受槽を設けて、金属の
インゴツト内凝固層に高い金属溶湯静水圧を維持
するようにしている。次に、スパウト法において
は、フローテイングデイストリビユーターとスパ
ウトの1個づつが対になつていず、フローテイン
グデイストリビユーターの数個について設けられ
た1個のスパウトから垂直固定式開放鋳型への金
属溶湯の流入をストツパーにより開閉して、所望
の金属溶湯流入量を実施している。 上述の連続鋳造法について近年なされた主要な
改良に気体加圧方式がある。これは主としてイン
ゴツトの鋳肌及び表面層組織の改良を意図するも
のである。この第1の方式は、ホツトトツプ連続
鋳造における気体加圧である。例えば、特公昭54
−42847号公報、特公昭55−18585号公報及び特公
昭55−18586号公報に開示された発明によると、
筒状鋳型上部に耐火物製溶湯受槽を設けた所謂ホ
ツトトツプ法において該溶湯受槽の内周下端面が
該鋳型の内周面より内側に張出してオーバーハン
グ部を形成し、該鋳型及び該溶湯受槽に金属溶湯
を注入し、該オーバーハング部直下に気体を導入
し金属溶湯外周面に気体圧を印加して連続鋳造す
る方法が提案されている。この方法においては印
加気体圧により、金属溶湯外周面が鋳型と接触す
る位置を強制冷却鋳型下方へ押下げ、それによつ
て鋳型の軸方向における溶湯の接触長さを短くす
ることによつて、特に平滑性に優れた鋳肌と逆偏
析層が薄い鋳塊を得る効果があるとされている。
しかして、上記発明において、所期の効果を奏す
るための操業条件として、気体流量、潤滑油流量
及び溶湯受槽内の溶湯レベルの三つの因子の関係
及びそれぞれの制御範囲については開示してい
る。本発明者等の研究によると、上記発明の方法
は中径及び細径ビレツトの連続鋳造には最適であ
り、優れたビレツトを安定して製造することがで
きるが、断面積の大きい大径ビレツトや、圧延用
シートスラブの連続鋳造においては、所期の効果
を得難いことが認められた。 第2の方式は、鋳型内隔室における気体加圧で
ある。 すなわち、米国特許第3533462号或は特開昭54
−132430号公報に開示されるように、強制冷却鋳
型の内周面上部に同心円状のスリーブを配置し、
該鋳型内周面とスリーブ外周面によつて形成され
る隔室内に入り込む金属溶湯メニスカス面に気体
圧を印加し、鋳型中の金属溶湯量変動とは独立し
て溶湯と鋳型の軸方向における接触長さを制御す
る気体加圧方式の連続鋳造法が記載されている。
この発明の方法では、大径ビレツト及び大型スラ
ブに対しても上記接触長さの減少による鋳肌改良
等の気体圧印加の効果が達成されることが期待さ
れる。また上記発明では垂直鋳型を用いる非鉄金
属の連続鋳造法の制御因子としては、金属溶湯温
度、金属溶湯流速、冷却水流量、鋳造速度、鋳型
内溶湯レベル、及び上記接触長さが挙げられてお
り、特に接触長さを他の制御因子から独立して広
範囲に制御できることがインゴツトの鋳肌等改善
の観点から利点をもつものとして注目される。こ
の発明においては気体圧の印加状態を最適化する
方法として、鋳造によつて形成されたインゴツト
の品質から気体圧の最適条件を見出す所謂フイー
ドバツク法が示されている。しかしながら本発明
者等の試験によれば、上記の制御因子を組み合せ
ても、所期の効果は安定して発揮し難いことが認
められた。結局、気体圧によつて強制冷却鋳型と
溶湯との接触長のみでなく、その接触部に印加さ
れる溶湯の静水圧等も強い影響力を有しているこ
とが分つた。また鋳造条件の変動又は鋳造開始・
終了時に時々刻々最適制御を図る場合には、制御
に人手を要し、自動化が困難となり、そして安定
して良好な鋳肌のインゴツトを得ることができな
いという問題がある。 本発明の目的は、非鉄金属の上記したような気
体加圧方式連続鋳造法において、金属溶湯と強制
冷却鋳型との軸方向の接触長さ減少の効果を直接
観測制御する方法を開発し、特に大径のビレツト
及び大型の圧延用スラブの連続鋳造において、平
滑な鋳肌及び、良好な表面層組織の鋳塊を安定し
て製造できる方法を提供するところにある。 本発明者等は種々の気体加圧方式連続鋳造法の
実験を行つた過程において、開放鋳型外下方に降
下して引き出されつつあるインゴツトの外周面に
光を当てると、その直上の鋳型内周面から鋳型上
方に光の漏洩が観測されること、そしてこのよう
に漏洩した光の強さは、鋳型内周面と金属溶湯の
接触程度(接触長さ、接触圧等)を示すバロメー
タであることを発見した。そこで本発明者等はさ
らに、この現象を確かめるため、開放鋳型より下
方且つインゴツトの側方に一定光度の光源を配置
し、該光源からインゴツト外周面に光を当て、そ
の直上の鋳型内周面に上方から光センサーを向け
て、下方から漏洩到達する光量と気体圧の印加程
度及び得られるインゴツトの品質(鋳肌、表面層
組織)の関係について観測した。その結果良好な
品質のインゴツトが得られた場合は、気体加圧が
充分に作用し金属溶湯と鋳型内周面がほとんど接
触していないという事実が見出された。一方気体
加圧が不十分の場合は光源からの光は微弱か又は
全く観察することができなかつた。 本発明は上述の発見にもとづいてなされたもの
であり、その構成は、金属溶湯が開放鋳型の内周
側壁面と接して強制冷却されている該金属溶湯の
周縁部を気体により加圧する非鉄金属の連続鋳造
法において、 前記開放鋳型より下方且つインゴツトの側方に
光源を配置し、前記気体加圧を、前記光源からの
光が前記周縁部上方の気体流入隔室に到達する程
度にて、行い、且つこの到達光の光量により気体
流入量を制御することを特徴とする。 以下、本発明の構成について説明する。 強制冷却された開放鋳型内の金属溶湯周縁部を
気体により加圧する連続鋳造法にあつては、加圧
によつて形成された空間は、気密ではない。前記
特公昭54−42847公報に示されるところでは上記
空間に一定の気体圧を保持するにはある程度の流
量の気体を上記空間に導入し続けることが必要で
あることが知られている。そして、この現象は、
溶湯が強制冷却された鋳型の内周面に接触によつ
て急冷され、溶湯外周面に薄い凝固殻が形成され
同時に凝固収縮が生起しそれによつて凝固殻は鋳
型内周面から離れ、こうして生じた鋳型内周面と
凝固殻の接触界面の微細な間〓から気体は下方に
向つて流出してゆくと説明された。 本発明者等の観測によれば、好ましい結果をも
たらす鋳造条件下においては、溶湯は、鋳型内周
壁に接近するが、光学的観察によれば接触してい
ないようである。そして気体加圧空間に必要な圧
力を付加した後、過剰の気体は鋳型内周壁と溶湯
外周面の凝固殻(膜状)の間の微細な間隙から下
方へ流出しており、この場合この間〓は、鋳型周
方向において甚だ均一に形成されていることも観
測された。 本発明において、気体流入隔室に到達する光量
を測定する測光器の鋳型周方向配設個数は円柱ビ
レツト或は角柱スラブ何れの場合でも任意の周方
向位置に1個又は複数箇設ける。スラブの場合
は、広辺側に1個設けることが好ましく、広辺側
及び狭辺側に各1個あることがさらに好ましい。
測光器用の窓の大きさは、光源からの光を検知し
光束の照度を測定しうる大きさであれば、特に制
限はない。光源が1個の場合は、光源からの光は
弧状又は線状の明暗コントラストとして画室内に
検知されるので、この弧状又は線状光束が窓等の
視野を横切るように、該窓の大きさを定める。 本発明における光源は開放鋳型の下端より下方
にインゴツトに接近させて配置するが、開放鋳型
及びインゴツトから光源までの距離は、光がおそ
らく散乱によつて密閉窓まで到達していると考え
られるので、特に厳密に選択しなくともよい。ま
た、本発明の光源の種類としては可視光線、紫外
線、等を発する公知の発光手段を用いることがで
きる。 本発明による気体加圧効果の制御方法として
は、一定範囲の照度が保たれるように鋳造因子を
制御する方法が一般に行なわれる。照度の上限は
金属溶湯の外周部が凝固殻によつて所定形状に保
持されるように、すなわち湯抜け(break out)
が起こる危険が少ないように、定められる。 また、本発明の制御方法は制御技術において一
般に公知な各種方法を採用して行うことができ
る。例えば、照度の時間による積分値が上限・下
限の範囲内にあるように制御を行つてもよい。 また、光源の光度を数段階のレベルで設定し、
鋳造時期等によつて、異なるレベルを適宜選択
し、鋳型と金属溶湯の界面状態を比較的に直接検
出できるようにする。 前述の照度を所定範囲に制御するための操作因
子としては、金属の種類及びインゴツトの寸法が
定められた場合、通常の鋳造因子、すなわち、気
体流量、潤滑油粘度及び供給量、インゴツト降下
速度(鋳造速度)、一次(強制冷却鋳型)・二次
(鋳型外下方の直接注水)冷却水量、が対象とな
る。なお、気体加圧方式連続鋳造法の定常操業時
においては気体流量のみを可変操作因子とし、そ
の他の因子は最適値を事前に定めることが最も適
切であり、鋳造プロセスの制御性が良好であるか
ら、例えば光量(照度)が下限に近づき又は下限
を下まわつた場合は、気体流量を増加して、再び
金属溶湯が鋳型内周壁面から十分離れるようにす
ると最適な気体加圧効果が再び得られる。 以上述べた本発明方法によると、鋳型と金属溶
湯の界面状態をほとんど直接的に検知できるため
に、従来の気体加圧方式連続鋳造法と比較すると
鋳肌等が良好なインゴツトがより安定して、高い
再現性で製造される。良好な鋳肌のインゴツトを
得るためには鋳型のチル効果を緩和することが望
ましいことは従来から認識されていたが、適切な
制御手段がなかつたのでチル効果の緩和を大巾に
進めると鋳造そのものが実現できなくなる危険が
あつた。本発明はこの点の制約を完全に取り払う
ものであり、鋳型のチル効果を極力抑制した連続
鋳造の制御を鋳造条件が時々刻々変動するプロセ
スでも行うことができる。 以下、本発明の一つの実施態様を、隔室がスリ
ーブによつて形成されている前記第2の方式の連
続鋳造装置を用いた鋳造法について図面を参照し
つつ説明する。 第1図において、1は金属溶湯であり、開放鋳
型3内部の冷却水16により強制冷却(一次冷
却)され、さらに鋳型外下方において直接注水
(二次冷却)26により冷却されインゴツト2と
なつて開放鋳型3から能率及び品質上事前に定め
られる最適鋳造速度で降下される。気体加圧方式
の連続鋳造を行うための隔室17を形成するよう
に、スリーブ4が開放鋳型3に対し、ビレツト鋳
造の場合は同心円状にまたスラブ鋳造の場合は矩
形輪郭の隔室を形成するように、固設されてい
る。開放鋳型3に穿設された潤滑油流入孔23か
ら潤滑油を導入し、この隔室17の中に潤滑油を
流入させるスリツト18が開放鋳型3の上部に放
射状に多数形成されている(図中には1個のスリ
ツト18のみが示されている)。なお19Aはス
リツト18を外部に対して液密に保つシールリン
グである。上記隔室17の中に気体を送入するた
めにスリーブ4の一部に気体流入孔20が穿設さ
れている。また、スリツト18からの潤滑油の流
出を均一化し、かつ観測孔部15が潤滑油に浸漬
されないために、スリーブ4と鋳型3の上面の間
にスペーサー26を設置した。19Bは隔室17
内を気密に保つシールリングである。一方、本発
明の制御方法を行うための光源13は冷却用噴射
水21による2次冷却領域に配置され、そして定
電圧もしくは設定電圧可変の電源22に接続され
ている。この光源13から鋳型・溶湯界面24を
通つて隔室17に達するスリツト又はストリツプ
状光束は受光・照度測定機能を有する測光器6に
より検知される。15はスリーブ4の一部に形成
された観測孔部であり、その直上において隔室1
7内を気密に保つためのカバー25がスリーブ4
に固着されている。測光器6が隔室内の溶湯面か
らの輻射熱に直接曝露することを防ぐため、隔室
17と測光器6の間に耐熱ガラスなどを設置する
こともできる。 上述の連続鋳造装置各部材に、適切な制御手
段、例えば照度の瞬時値、時間積分値測定器、タ
イミングを設定する時間発生器、照度の基準値も
しくは上下限値を鋳造因子により設定する設定
器、測定値と設定値を比較する比較器、比較値が
特定の値になつた時鋳造因子(気体流入量、溶湯
注入量等)を変更する操作制御器、操作回数及び
種類を記憶する評価回路、鋳造の開始・終了時期
を予知又は検知し、設定値を変更する回路等、一
般のもしくは連続鋳造の制御において公知の手
段、回路、機器等を組み合わせると本発明の制御
方法を容易に実施することができる。 第1図に示されている実施態様においては、7
は気体流量及び圧力検出装置、8は気体流量制御
弁、9は図示されていない気体供給源と連通し、
鋳造のスタートもしくは停止あるいは異常時に気
体の流れを遮断する気体遮断電磁弁、10は潤滑
剤流量制御装置、11は図示されていない潤滑剤
供給源と連通し、鋳造のスタートもしくは停止あ
るいは異常時に潤滑剤の流れを遮断する潤滑剤遮
断電磁弁、そして12は光量制御装置である。本
発明の方法においては、照度を制御因子、気体流
量を操作因子とし、光量制御装置12によつて気
体流量制御弁8を開閉調節することが一般的に、
特に定常鋳造状態では行なわれる。なお、この制
御と併行して気体圧を監視すると、気体圧印加作
用が完全に消失した異常鋳造状態を予知又は検知
して、照度制御ひいては鋳造自体を直ちに中止す
ることができる。 本発明は、前記第1の方式、すなわち気体加圧
を適用したホツトトツプ連続鋳造においても優れ
た効果を発揮する。以下第2図に示す実施態様に
ついて説明する。 第2図において、27は冷却水16によつて冷
却される鋳型3の上部に固設した耐火断熱剤製溶
湯受槽(ホツトトツプ)である。該溶湯受槽の内
側下方には、鋳型内下方へ垂下するスリーブ5が
一体に形成され、該スリーブ5は鋳型3の内周面
との間に間隔をもつて、隔室17を形成してい
る。溶湯受槽を垂直に下方に貫通して隔室17に
通ずる2つの穴の1つは、測光器6を底に収納し
た筒体28であり、他の1つは隔室17への気体
の導入管23である。測光器6は図のように隔室
17内の鋳型内周面直上に向けて設けてある。筒
体28及び導入管23は金属又はセラミツクス製
である。 第2図において、右側半分はホツトトツプの溶
湯導入部の縦断面であり、注湯樋31を介して導
入された溶湯は溶湯受槽の溶湯導入部33を経て
スリーブ5の内側から鋳型3内に流入し、鋳型内
に充たされるが、隔室17内の溶湯面の高さは導
入気体の圧力によつて抑制される。 導入気体は隔室17内の溶湯面の高さを調整
し、過剰分は鋳型内周壁と溶湯凝固殻の微小な間
〓24から下方へ流出してゆく。 鋳型冷却水は32から流入し、鋳型を冷却した
後、鋳型下方のスリツトから二次冷却水21とな
つて直接凝固金属外周面に射水し冷却する。 上記以外の構造及び機能は前記第1図の場合と
同様である。 以下、本発明の実施例を上記第1、及び第2の
型式に基づいて説明する。 実施例 1 第1図に示した鋳造装置において鋳造中の鋳塊
表面に光を照射する光源13には光度6000cd(カ
ンデラ).の反射形投光用電球を使用した。 隔室内を通過して来た光を受光する測光器6に
は安藤電気株式会社製のフオトダイオード(型式
名AQ−1976)を用いた。このフオトダイオード
は受光有効面積約18mmφ、感長波長範囲450〜
1100nm、基準波長633nm、受光パワー範囲
10nW〜10mW(基準波長にて)等の特性を持つ。 又、光パワー測定器として同社製光パワーメー
ターAQ−1135形を用い、光の絶対値パワーを測
定した。更にフオトダイオードからの出力を気体
流量、潤滑油流量との制御系に結びつけた。 これらの装置を用い以下の鋳造条件にてAA規
格2017Al合金を鋳造した。 ビレツト寸法:直径14インチ 開放鋳型3とスリーブ4の間隔:40mm 鋳造速度:50mm/分 気体流量:2.5/分(基準値) 気体圧:約500Pa(基準値) 潤滑油流量:10cm3/分(一定) 上記基準値の気体流量が安定して流れる定常鋳
造時には光源からの光が常時検知された。この時
の測光器への平均的な入射光量は6μWattであつ
た。 そこで制御を10秒間の入射光量の積分値が基準
値である60μWatt・秒に維持出来るように気体流
量を変化させた。その後湯面の変動、注湯温度の
変化等鋳造条件の変化に関係なく安定した鋳造が
続けられた。この制御法により得られたインゴツ
トの鋳肌は長さ6mの全長にわたつて平滑にして
欠陥のない良好なものであつた。それを参考写真
1に示す。又、鋳肌直下のミクロ組織について
130倍の顕微鏡組織写真を第3図に示す。又、鋳
肌直下の偏析層の平均的な厚さを第1表に示す。
偏析層の厚さは薄く90μmであつた。 ところで、入射光量の基準値を45μWatt・秒に
設定したところ気体流量は平均で1.5/分とな
り、気体圧は300Paとなつた。しかし鋳肌は糸状
突起の焼付き肌となつた。一方入射光量の基準値
を75μWatt・秒に設定したところ、隔室内にたま
つた気体がスリーブの下端をすり抜けてモールド
内溶湯中に連続的に吹き出した。そのため気体流
量は3.5/分を中心に気体圧は700Paを中心に激
しく変動した。そして遂には凝固殻が破れて
Break outを起し鋳造を続けることが困難となつ
た。 比較例 1 実施例1と同一の装置を用い、たゞし光源1
3、及び測光器6を作動させず、前記特開昭54−
132430に開示される操作手段に従つて、以下の鋳
造条件にて実施例1と同一のAA規格2017合金を
鋳造した。 ビレツト寸法:直径14インチ 開放鋳型とスリーブ4との間隔:50mm 鋳造速度:50mm/分 気体流量:3.0/分(基準値) 潤滑油流量:20cm3/分 上記気体流量を減少すると、スリーブ内に入つ
た溶湯が凝固して、鋳造を中断せざるを得ず、ま
た気体流量を上記の値より増大すると、気体がス
リーブの下端を抜けて鋳型内溶湯中に激しく吹き
出し、さらに溶湯が鋳型外に飛散した。同時にス
リツトと鋳型の間の隔室内において溶湯が凝固
し、鋳造の継続が不可能となつた。 得られたインゴツトの鋳肌は参考写真2に示す
ように平滑性に劣り、表層部組織は第4図に示す
ごとくまた偏析層も第1表に示す如く厚く、前記
本発明の実施例1に比し低品質のインゴツトであ
つた。 実施例 2 第1図に示した鋳造装置並びに実施例1と同一
の光源13と測光器6とを使用して以下の鋳造条
件にてAA規格7075Al合金を鋳造した。 ビレツト寸法:直径14インチ 開放鋳型3とスリーブ4の間隔:50mm 鋳造速度:75mm/分 気体流量:3.5/分(基準値) 気体圧:約650Pa(基準値) 潤滑油流量:20cm3/分(一定) 上記基準値の気体流量が安定して流れる定常鋳
造時には光源からの光が常時検知された。この時
の測光器への入射光量は6.5μWattであつた。そ
こで制御を10秒間の入射光量の積分値が基準値で
ある65μWatt・秒に維持出来るように気体流量を
変化させた。その後、湯面の変動、注湯温度の変
化等鋳造条件の変化に関係なく安定した鋳造が続
けられた。この制御法により得られたインゴツト
の鋳肌は平滑にして欠陥のない良好なものであつ
た。鋳肌直下の偏析層の平均的な厚さは、80μm
と少なかつた(第1表)。 ところで入射光量の基準値を45μWatt・秒に設
定したところ気体流量は平均で1.6/分となり
気体圧は300Paとなつた。鋳肌は糸状突起の焼付
き肌となつた。 一方入射光量の基準値を75μWatt・秒に設定し
たところ隔室内にたまつた気体がスリーブの下端
をすり抜けて、モールド内溶湯中に連続的に吹き
出した。そのため気体流量は4.5/分を中心に、
又気体圧は850Paを中心に激しく変動した。そし
て遂には凝固殻が破れてBreak outを起し、鋳造
を続けることが困難となつた。 比較例 2 比較例1と同一の方法により、AA規格7075合
金を鋳造した。鋳造条件も比較例1と同一であ
る。鋳造中の操作条件の不安定性は比較例1の場
合と同様であり、得られたインゴツトの鋳肌は起
伏の多い不満足なものであり、偏析層は第1表に
示すごとく、本発明の実施例2に比し明らかに劣
るものであつた。 実施例 3 第2図に示した鋳造装置を用いAA規格5056Al
合金を厚さ350mm、幅700mmの圧延用スラブを鋳造
した。光源13と測光器6とは実施例1及び2に
て使用したものと同一である。広辺並びに狭辺の
各々中央部の計2ケ所を制御点とし、光源13と
測光器6とを取付けた。 鋳造条件は以下の通りである。 開放鋳型3とスリーブ5の間隔:50mm 鋳造速度:60mm/分 気体流量:6/分(基準値) 気体圧:2.5KPa(基準値) 潤滑油流量:30cm3/分(一定) 測光器の設置:広辺側中央1ケ所 狭辺側中央1ケ所 コーナー側1ケ所 上記基準値の気体流量が安定して流れる定常鋳
造時には光源からの光が瞬間的に検知できなくな
ることがあるもののほとんど常時検知された。こ
の時の測光器への入射光量は広辺が5.5μWatt、
狭辺が6μWattであつた。そこで制御を10秒間の
入射光量の積分値が広辺の基準値である
55μWatt・秒に、狭辺の基準値である60μWatt・
秒に維持出来るように気体流量を変化させた。そ
の結果、その後の湯面の変動や注湯温度の変化、
鋳造長さにともなう鋳造速度の変化など、鋳造条
件の変化に関係なく安定した鋳造を続けることが
出来た。この制御法により得られたスラブの鋳肌
はスラブの高さ4.5mの全長にわたつて平滑にし
て欠陥のない良好なものであつた。コーナー部も
平滑な鋳肌であつた。コーナー部を含んで参考写
真3にその鋳肌を示す。又、鋳肌直下のミクロ組
織について130倍の写真を第5図に示す。この時
の鋳肌直下の偏析層の厚さは第1表に示すように
平均で95μmと甚だ薄く、良品質の圧延用スラブ
が得られた。 ところで、広辺、狭辺の入射光量の基準値をそ
れぞれ40および45μWatt・秒に設定したところ気
体流量は平均で3.5/分となり気体圧は1.5KPa
となつた。鋳肌は再溶融肌となつた。 一方広・狭辺の入射光量の基準値をそれぞれ
70、75μWatt・秒に設定したところ隔室内にたま
つた気体がスリーブの下端をすり抜けてモールド
溶湯中に連続的に吹き出した。そのため、気体流
量は8/分を中心に、又気体圧は3.3KPaを中
心に激しく変動した。そして遂にはコーナー部の
凝固殻が破れてBreak outを起し鋳造を続けるこ
とが困難となつた。 比較例 3 前記特公昭54−42847号に開示される気体加圧
ホツトトツプ鋳造法により、上記実施例と同様の
AA規格5182合金を同一寸法の圧延用スラブに鋳
造した。 鋳造条件は下記の通りである。 鋳造速度:60mm/分 気体流量:8/分 潤滑油流量:40cm3/分 得られたスラブは、全長にわたつて、いわゆる
再溶融肌(Exudation surface)を呈していた。
代表的なこの鋳肌を参考写真4に示し、また表層
直下の組織を第6図に示す。偏析層の厚みは第1
表のごとく上記実施例3に比し、相当厚く、不満
足なインゴツトであつた。
【表】 上記実施例より、本発明によると鋳型のチル効
果を大巾に緩和しつつ高品質大径ビレツトを安定
して製造できることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の実施に用いることができ
る1つの型式の連続鋳造装置の要部の縦断面図及
びその制御装置のブロツクダイアグラムである。
第2図は本発明方法の別の型式の連続鋳造装置の
要部の縦断面図及びその制御装置のブロツクダイ
ヤグラムである。第3図、第4図は実施例1、比
較例1のAA規格2217合金のインゴツトの表層直
下の顕微鏡組織写真(30倍)、第5図、第6図は
各実施例3、比較例3のAA規格5182合金のイン
ゴツトの表層直下の顕微鏡組織写真である。 1……金属溶湯、2……インゴツト、3……開
放鋳型、4,5……スリーブ、7……気体流量及
び圧力検出装置、9……気体遮断電磁弁、10…
…潤滑剤流量制御装置、12……光量制御装置、
13……光源、17……隔室、27……耐火断熱
材製溶湯。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 金属溶湯が開放鋳型の内周側壁面と接して強
    制冷却されている該金属溶湯の周縁部を気体によ
    り加圧する非鉄金属の連続鋳造法において、 前記開放鋳型より下方且つインゴツトの側方に
    光源を配置し、前記気体加圧を、前記光源からの
    光が前記周縁部上方の気体流入隔室に到達する程
    度にて、行い、且つこの到達光の光量により気体
    流入量を制御することを特徴とする非鉄金属の連
    続鋳造法。
JP15873584A 1984-07-31 1984-07-31 金属の連続鋳造法 Granted JPS6137352A (ja)

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