JPH05507883A - 連続鋳造圧出方法およびその装置 - 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】 木発明は、合金の棒を鋳造しそれを押出し成形することにより金属の押出し成形 製品を製造する方法およびその装置を提供することに関する。その合金は一般的 にはアルミニウムであり、本文においては「合金」という言葉は他の元素との混 合物や複合物思外に純金属をも含むものとする。また、銅やマグネシウム等、他 の金属の合金も本発明によって加工し得る。

スクラップ合金をリサイクルして使用したいことはよくあるものである。この場 合、一般的には、まずスクラップを長い棒に鋳造して、それを加工する必要があ る。この目的にふされしい関節式の連続鋳造機の一例が英国特許第１３０５９６ ４号明細書に記載されている。この連続鋳造機は、それぞれエンドレストラック に支持されかつこのトラック上を連続的にこれを移動する駆動手段に係合してい る２つの型部材で構成されている。それぞれのトラックには、これと対向する他 方の鋳型部と連結可能な長い鋳型部が配置されている。型部材がこの鋳型部まで 移動すると、前部の型部材とその上部にある他方の組のそれと対応する型部材と が係合する。こうして、長い密閉された鋳型が形成されて、鋳型部の上流側から 下流側へと連続的に移動する。各型部材は下流側端部で後続の型部材から分離さ れ、上流側へ復帰される。装置の運転中、溶融合金が連続的に鋳型の上流側端部 に注入され、合金が下流側端部に達するまでに確実に凝固するようその注入速は 制御される。鋳造された合金の棒は、上記のように連続的に型から離されてコイ ル状に巻かれるかある（亀は適当な長さに切られて、貯蔵または運搬された後、 さらに、加工されることになる。

鋳造された棒をコイル状に巻いて貯蔵しておき、後に加工するのが望ましいこと もあるが、鋳造と同時に押出し成形によって加工したい場合も時としである。

連続押出し成形は一般的にはラミトレフ（Ｌａｍｉｔｔｅｌ）が特許出願した英 国特許第２０９５５９２号に記載された連続押出し機のような装置で行われる。

この種の連続押出し機は車輪を具備し、支持機構の中に回転可能に支持されてい る。その車輪の外周には循環溝部力く形成され、押し出しダイに隣接して装着さ れた突状部が溝に入り込んでいる。装置の使用中は、合金棒は溝内を移動されて この突状部に当たるまで車輪外周面を引き回される。摩擦熱により溝内の棒はダ イを通しての押出し成形可能なまで可鍛性が付与される。ラミトレフの特許出願 において、棒は車輪およびベルト鋳造機で鋳造成形され、そのまま連続押出し機 に送り込まれる。

ラミトレフの提案した装置は、後刻押し出し加工するため、いったん貯蔵してお かれる棒を製造したい場合には使用できず、従って装置としての多様性に欠ける 。一方、関節式の連続鋳造機から連続押出し機に連続的に棒状鋳造物を送り込む のは鋳造機と押出し機の速度を合わせる問題があって困難であることが判明して いる。鋳造機で形成された棒状鋳造物はひび割れし易く、圧力をか、けられると 破損しがちなため、前記の問題は解決が困難である。しかしながら、関節式の鋳 造機から連続的に鋳造される棒をそのまま押出し成形できればプラントの多様性 が向上するためたいへん有利である。

したがって、本発明は循環経路に沿って移動可能な鋳型を備えた連続鋳造機と鋳 造機の下流側に配置された連続押出し機とで構成された合金を連続的に鋳造押出 し成形するための装置で、連続鋳造機の鋳型は関節式でスリップクラッチを備え た手段で駆動され、これにより軸方向の圧縮力を鋳造機から押出し機に直接送り 込まれる棒状鋳造物に加えることを特徴とする装置を提供することをその目的と している。

本発明はまた、関節式の連続鋳造機内を移動している鋳型の上流側端部に連続的 に溶融合金を送り込んで棒状の鋳造物を鋳造する工程と１．棒状鋳造物を連続鋳 造機から連続押出し機に直接送り込む工程と、機器の速度を制御して棒状鋳造物 に軸方向の圧縮力を加えることで棒のひび割れを防止する工程から成る合金連続 鋳造圧出方法をも提供する。

上記に定義された方法を実施するため、本発明による装置の鋳造機の駆動手段は 棒状鋳造物が押出し機に送り込まれる速度を上回る速さで鋳型を移動させる出力 を出す。その結果、棒状鋳造物は上流側に押されて鋳型内を上流側へとスリップ し、棒状鋳造物が鋳型の大きさより収縮するのを補正して棒のひび割れを防止で きる。

スリップクラッチは摩擦タイプが望ましいが、電磁式あるいは油圧式のカップリ ング装置も本発明の意図する目的に有効である。

また、棒状鋳造物の大きさがほぼ一定に保たれるようセンサー装置で検出した棒 状鋳造物の大きさに応じて連続押出し機の速度（すなわち車輪の回転速度）を制 御した方が望ましい。その方が溶融合金を鋳型に導入する速度を変化させるより 便利だと判明している。

周知の関節式連続鋳造機においては、鋳型を組み立てるためには２列の型が必要 である。その結果機械の構造が複雑となり、溶融合金の導入が困難となる。断面 積の小さい（２５Ｘ２５ｍｍ未満）棒を鋳造したい場合は特に困難である。

したがって、本発明の他の目的は循環経路に沿って移動することにより循環的に 移動する長い鋳型を形成するよう移動可能に支持された一列を越えない型部材を 備えた関節式の鋳造機を提供することにある。この場合、鋳型には長い流路を設 けこの流路の少なくとも上流側の端部の上部を開口する。これにより溶融合金を 容易に鋳型に注入できる。また、流路の上部を開口した鋳型により断面が約２５ Ｘ２５ｍｍあるいは同程度の面積以下の棒の鋳造用の鋳型に容易に溶融合金を注 入することが可能になる。さらに、上部開口部から棒状鋳造物に容易にアクセス できるため、できるだけ上流側で棒の太さ、すなわち断面積の大きさを容易に検 出できるという利点もある。上記のように、−列式連続鋳造機は本発明による装 置と方法に特によく適合する。

従来の関節式の連続鋳造機において、鋳型の部材は、鋳型部を移動中の部材の移 動速度と下流側から上流側へ運搬されている部材の移動速度は異なる。そのため には、複雑な駆動メカニズムが必要となる。本発明による関節式の鋳造機の望ま しい実施例では、各鋳型部材はその前および後続の部材にそれぞれ係合する、こ れにより、一つの部材が移動すればその列のすべての型部材が同じ速度で移動す るので、速度の制御はずっと容易になる。また、従来の連続鋳造機は型部材を循 環トラックで支持する必要があった。ところが、本発明の望ましい実施例による 鋳造機においては、各型部材は関節ジヨイントでその直前の部材に連結されて部 材同士で関節式エンドレスベルトを形成しており、このエンドレスベルトは２個 の水平に間をおいて配置された滑車で容易に支持でき、鋳型は多数のローラーで 支えることができる。このベルトはスリ・ツブクラッチを介してモータに係合し た一方の滑車で駆動することもでき、便利である。

以下、本発明の装置および方法の一実施例を図面に基づいて説明する。

図１は本装置の側面略図である。

図２は本装置の型部材のＩＩ−Ｉ＋断面図である。

図３ａおよび３ｂは滑車で支持された型部材の拡大図である。

本装置は関節式鋳造機１、連続押出し機２および制御ユニットＣから成り、符号 は図中の記号に対応する。

連続鋳造機１は、多数の型部材３で形成した関節式のエンドレスベルト３Ａを具 備している。ベルト３人は、水平に配置された軸４Ａ、　５Ａを中心として回転 するよう水平方向に間をおいて設けた２個の滑車４，５にかけられている。そし て、ベルト３Ａは循環経路の周囲に設けられる。この循環経路には、ベルト３Ａ の滑車４，５の外周上端の間に伸張された部分に位置する上側型部材と、ベルト ３＾の滑車４，５外周下端の間に伸張された部分から成る冷却部とが含まれる。

各型部材３は、それぞれ横長でかつ型部材３の外表面まで開口した流路９を内部 に設けた長方形のブロックで構成されている。各型部材の端部の内側縁部１０（ よ、ピボットＩＯＡにて隣あった型部材の内側縁部の隣接縁部１０に接続され、 これにより型部材３は関節ベルト３Ａに関節状に接続されている。各型部材３の 端面１１は、部材が経路の鋳型部６を通過する際に隣接する型部材の隣接端面１ １と係合して密閉連結部を形成して漏れを防止するよう形成されている。

作動時には、滑車４．５は時計回りに回転し、これによってベルトの鋳型部６に 沿った部分は滑車４から滑車５へと下流方向へ動く。各型部材３は鋳型部の上流 方向へ移動しながらその前の型部材と係合して鋳型を形成する。この鋳型はたわ まぬよう回転自在のローラ８で支持されている。

経路の冷却部は冷却水１３の水槽１２を貫通している。

装置作動中に溶けた合金を、上部が開口した鋳型の上流側端部に送り込むよう配 置されたシュート１４により合金送り込み手段が構成されている。

モーター１５は駆動チェーン１６およびスリップクラッチ１５ｍにより滑車５に 係合しており、これによりエンジン１５が作動すると滑車５が回転し、ベルト３ Ａが循環経路を移動する。図示した駆動機構は、歯車列や駆動軸で滑車を駆動す るように変更してもよい。また、スリップクラッチは単純な摩擦クラッチでもよ いし、電磁クラッチや油圧クラッチでもよい。

本装置の他の実施例（図示せず）においては、適当な駆動歯車列を介して一基の エンジンで鋳造機と押出し機の双方を駆動することもできる。

本発明の望ましい実施例においては、滑車４，５は円形で、その半径方向に突出 したフランジ５Ｂを具備している。関節連結部には、このフランジのリムに係止 するようビンが型部材から横方向に突出して設けられている。滑車５とベルト３ Ａが係合し易いようフランジには切欠きを形成してもよい。

本装置の他の実施例のように、滑車４，５を多角形に形成して、その平坦面が型 部材の下面に係合するようにしてもよい。

本装置使用の際は、エンジン１５を運転するとベルトが回り、鋳型が下流方向へ 循環移動される。鋳型が動き出すと、溶融合金１７がシュート１４により一定の 速度で鋳型に導入される。合金は鋳型の下流側端部に運ばれるうちに冷えて棒状 鋳造物１８となり、下流側端部で鋳型から離される。型部材３を水槽１２内で冷 却することにより、溶融合金１７の冷却速度が速まるので、鋳型の長さを短くす ることができる。また、スプレー２２から鋳型の型部材に冷却材をスプレーする ことでより一層冷却を促進できる。

鋳型から分離された棒状鋳造物１８は、ロール２０により連続押出し機２内に導 かれる。連続押出し機には循環溝部（図示せず）を形成した車輪２１が設けられ ている。この車輪はモータ（図示せず）で回転駆動され、これにより、溝内を移 動されて連続押出し機２に導入される棒状合金１８は溝との摩擦係合により加熱 加圧されて公知の方法で押し出しダイスを通過、圧出成形される。

連続鋳造圧出の工程中、鋳造機モータＩ５は鋳型と棒状鋳造物１８を連続押出し 機２の送り込み速度を越える速度で移動させるために、鋳造機モータＩ５の速度 と車輪２１の速度を検知制御してスリップクラッチ１５Ａが常にスリップするよ うにする。こうして軸方向の圧縮力が棒状鋳造物１８に加わる。これにより棒状 鋳造物のひび割れが防止され、収縮が補正されるので、棒状鋳造物が破損する危 険を軽減できる。

上記のように、複雑な制御操作なしに、鋳造機モータの速度を定め、一定に保つ ことができる。

棒状鋳造物１８の太さを制御するには、センサ１９で検知された棒の太さに応じ て車輪２１の速度を電子制御ユニットＣで制御する。棒の太さがあらかじめ定め た範囲を越えたことをセンサ１９が検出すると車輪２１の速度が増加され、これ により棒状鋳造物の移動速度が速まって型抜き速度が増し、棒の太さが許容範囲 内へと低下する。一方、センサ１９で検出された棒の太さがあらかじめ定めた下 限値を下回ると車輪２１は減速され、これにより棒状鋳造物の移動速度が遅くな り型抜き速度は減速されて棒の太さが許容範囲内へと復帰する。上記のように、 溶融合金の鋳型への送り込み速度を変化させる不利益なしに、棒の太さを一定に 保つことが可能である。

上記で明らかなように、本発明によれば棒状鋳造物が鋳型から分離される際に常 に軸方向の力が加わるよう鋳造機までの伝動機構にスリップクラッチを組み込み 、鋳造機モータ１５を駆動するだけの簡単な構造で簡便かつ確実に棒状鋳造物の 破損を防ぐことができる。

また、本発明による関節式連続鋳造機は鋳造された後コイル状に巻いて貯蔵でき るよう棒状鋳造物を鋳造することも可能であることはいうまでもない。この場合 も、棒の破損を防ぐため軸方向の圧縮力を加えた方がよい。組立が比較的容易で あること等、本発明にはその他の利点もあることも明白である。

要　約　書 エンジン（１５）に駆動されて経路の上流側から下流側へと循環的に移動して棒 （１８）状の鋳造物を鋳造する鋳型を設けた関節式連続鋳造機（１）を備えた装 置。

鋳造された棒を連続押出し機（２）内に直接送り出すため、エンジン（１５）は スリップクラッチ（１５Ａ）を介して鋳型と係合しており、これにより装置運転 中は鋳型内の棒状鋳造物に軸方向の圧縮力が加わる。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成４年１２月２５日

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．循環経路に沿って移動可能な鋳型を備えた連続鋳造機（１）が鋳造機の下流 側に配置された連続押出し機（２）とから成る合金を連続的に鋳造圧出する装置 であって、連続鋳造機（１）は関節式で、鋳型はスリップクラッチ（１５Ａ）を 備えた手段で駆動され、これにより鋳造機から直接押出し機へ供給される棒状鋳 造物（１８）に軸方向の圧縮力が加えられることを特徴とする装置。
2. ２．棒の太さを検出するためのセンサ（１９）に応じて連続押出し機が棒状鋳造 物を受け入れる速度を制御する制御ユニット（Ｃ）を備え、これにより棒の太さ を定められた許容範囲内に保つことを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
3. ３．鋳造機（１）の循環経路は１本以内であることを特徴とする請求の範囲第１ 項または第２項記載の装置。
4. ４．鋳型は複数の型部材（３）で形成され、各型部材（３Ａ）は常にその前部の 型部材と係合していることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。
5. ５．型部材（３Ａ）はピボット（１０Ａ）により関節式に連結されたジョイント で互いに係合してエンドレスベルトを形成していることを特徴とする請求の範囲 第４項記載の装置。
6. ６．エンドレスベルトは水平方向の軸を中心に回転可能に設けた２個の水平方向 に間隙を介して配置した滑車（４，５）に支持されていることを特徴とする請求 の範囲第５項記載の装置。
7. ７．鋳造機モータ（１５）は一方の滑車（５）と係合してベルトを循環経路の周 囲に繰り出す駆動手段となっていることを特徴とする請求の範囲第６項記載の装 置。
8. ８．ベルトの下部が冷却漕（１２）内に浸されていることを特徴とする請求の範 囲第６項または第７項記載の装置。
9. ９．滑車（４，５）間に伸張するベルト上部が鋳型を形成し、この鋳型を冷却す るためのスプレー手段（２２）が配置されたことを特徴とする請求の範囲第６項 から第８項までのいずれかに記載された装置。
10. １０．合金を容易に導入できるよう鋳型は上部を開口してあることを特徴とする 請求の範囲第１項から第９項までのいずれかに記載の装置。
11. １１．鋳型は断面積６２５ｍｍ２以下の棒を鋳造するための鋳造流路を備えたこ とを特徴とする請求の範囲第１０項記載の装置。
12. １２．連続鋳造機の移動中の関節式鋳型の上流側端部に溶融合金を連続的に送り 込んで棒状鋳造物を鋳造する工程と、棒状鋳造物を連続鋳造機から連続押出し機 に直接送り込む工程と、連続鋳造機駆動用エンジンと連続押出し機駆動用エンジ ンとを運転して棒状鋳造物に軸方向の収縮力を加える工程から成る合金連続鋳造 圧出方法。
13. １３．棒の太さに応じて連続押出し機が棒状鋳造物を受け入れる速度を制御し、 これにより棒の太さと溶融合金の送り込み速度を一定に保つことを特徴とする請 求の範囲第１２項記載の方法。