JPH06226407A - 連続鋳造法における鋳型交換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳造を停止させずに鋳型を交換できる連続鋳
造法における鋳型交換方法を提供する。 【構成】 両端開放の筒状鋳型３の一端から溶融金属４
を供給し、前記溶融金属４を前記筒状鋳型３内にて冷却
凝固させて鋳塊17となし、この鋳塊17を前記筒状鋳型３
の他端から連続的に引出す連続鋳造法における鋳型交換
方法において、筒状鋳型３を、溶融金属４を供給する供
給管５と溶融金属４を凝固させ鋳造する鋳造管６とに分
割し、溶融金属４の凝固位置19を供給管５内に位置させ
て鋳造を継続しつつ、鋳造管６を交換し、交換後凝固位
置19を再び鋳造管６に移す。 【効果】 鋳造を停止せずに鋳型交換ができるので、生
産性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳造を停止せずに鋳型
を交換できる連続鋳造法における鋳型交換方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】筒状鋳型を用いた連続鋳造法は、図３に
その縦断面説明図を示したように、両端開放の筒状鋳型
３の一端から溶融金属４を供給し、供給した溶融金属４
を前記筒状鋳型３内にて冷却凝固させて鋳塊17となし、
この鋳塊17を前記筒状鋳型３の他端から連続的に引出す
鋳造法で、銅やアルミ又は鉄鋼等の連続鋳造法として多
用されている。そして、このような連続鋳造方法は、鋳
造速度が遅い上、スタート後鋳造が安定するまでに長時
間を要し、従って一度鋳造を開始したら、できるだけ長
い時間連続して鋳造することが生産性向上の為の重要な
条件である。

【０００３】しかしながら、このような連続鋳造法で
は、鋳造開始後数十時間経過すると、鋳型内面に溶融金
属が凝着したり、溶融金属蒸気の酸化物が形成されたり
する。この溶融金属蒸気の酸化物の形成は、蒸気圧の低
いＺｎ等を含有する銅合金において顕著に現れる。この
様子を具体的に述べると、鋳型と鋳塊の隙間に亜鉛蒸気
が侵入して、鋳型内面に付着し、鋳型外方から入り込む
空気中の酸素と反応して酸化物（亜鉛華）を形成して鋳
型内面に強くこびり付くものである。上記の凝着物や酸
化物は高温軟弱な鋳塊に接触して鋳塊に縦筋を生ぜし
め、この酸化物等が更に成長すると、鋳塊の凝固殻を引
き裂いて鋳塊表面に引割れを起こすようになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】縦筋が生じだすと鋳造
を停止して鋳型を交換して再スタートするのであるが、
この時の鋳型交換と再スタート後鋳造が安定するまでの
時間的ロス及びその間の不良鋳塊の発生により高い生産
性が得られないという問題があった。又このような筒状
鋳型を用いた連続鋳造法では、筒状鋳型を多数本並列さ
せて鋳造する多本取り鋳造が一般的であるが、多本取り
鋳造の内の数本の鋳塊が鋳型内で破断して引出しが不能
になっても、そのまま鋳造を続けることが多く、所期の
生産量が得られないという問題があった。多本取りの内
の数本が鋳造不能になった場合、他の鋳型の鋳造を止め
ずに鋳造不能になった鋳型を復帰させる「水平連続鋳造
の再スタート装置」が特開平２−192860号に開示されて
いるが、この装置では、鋳型を交換する間、数本分の鋳
造は停止した状態にあり、生産性改善に対する十分な解
決には至らなかった。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明は、このような状況
に鑑み鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的
とするところは、筒状鋳型を用いた連続鋳造法において
鋳造を止めずに鋳型を交換する方法を提供することにあ
る。即ち、本発明は、両端開放の筒状鋳型の一端から溶
融金属を供給し、前記溶融金属を前記筒状鋳型内にて冷
却凝固させて鋳塊となし、この鋳塊を前記筒状鋳型の他
端から連続的に引出す連続鋳造法における鋳型交換方法
において、前記筒状鋳型を、溶融金属を供給する供給管
と溶融金属を凝固させ鋳造する鋳造管とに分割し、溶融
金属の凝固位置を供給管内に位置させて鋳造を継続しつ
つ、鋳造管を交換することを特徴とするものである。

【０００６】以下に本発明方法を図を参照して具体的に
説明する。図１は本発明にて用いる連続鋳造装置の実施
例を示す縦断面図である。この連続鋳造装置は、筒状鋳
型を水平に配置した横型連続鋳造装置である。溶融金属
保持炉１の側壁２に、水平方向に配置された筒状鋳型３
が、その一端を前記保持炉１内に開口させて嵌挿されて
いる。前記筒状鋳型３は、溶融金属４を供給する供給管
５と、溶融金属４を凝固させ鋳造する鋳造管６とに２分
割されており、更に前記鋳造管６は上下方向に２分割さ
れた割型になっている。前記筒状鋳型３の周囲には均冷
管７が密着配置され、前記均冷管７の外周に冷却器８が
前記均冷管７上を移動可能な状態に配置されている。前
記冷却器８は鋳造中は鋳造管６上方に配置される。前記
均冷管７と冷却器８とはホルダー９内に固定されてい
る。

【０００７】ホルダー９の上下にはエアシリンダー10が
１個づつ取付けられており、前記各々のエアシリンダー
10のシリンダーロッド11の先には、アーム12とブッシュ
13を介して割型鋳造管の一方の割型がそれぞれ取付けら
れている。アーム12は中央部がホルダー９先端部に１点
支持されており、この支点14を回転軸にして鋳造管６の
割型が着脱される。又前記鋳造管６はエアシリンダー10
により供給管５に押付けられ密接される。供給管５の外
径は鋳造管６側が大きくなっていて、この外径の段差部
に均冷管７の終端の突起部15を当接させて供給管５が保
持炉１内に押込まれないようにしてある。前記均冷管７
と保持炉１との間はパッキン16を介在させて断熱されて
いる。

【０００８】保持炉１内の溶融金属４は、前記供給管５
を通して鋳造管６内に供給され、鋳造管６内にて冷却さ
れ凝固して鋳塊17となり、鋳造管６前方に配置されたピ
ンチロール18により連続的に引出される。本発明におい
て、筒状鋳型３の長手方向の分割個数は２個以上任意で
ある。又筒状鋳型３を構成する鋳造管６は径方向に分割
しておくと、鋳型交換が迅速且つ容易になされる。分割
の仕方は上下、左右等任意である。

【０００９】鋳造管６を供給管５及び均冷管７に密着さ
せるには、前述のエアシリンダー10を用いる方法の他、
ネジ止め等にて固定する方法も適用可能である。供給管
５及び鋳造管６には黒鉛やセラミックス材料又は種々の
複合材料が用いられる。均冷管７には銅系材料を始めと
する熱伝導性に優れた任意の金属材料が用いられる。鋳
造管から製出される鋳塊は、必要に応じ、鋳造管前方に
て二次冷却水を直接掛けて冷却される。

【００１０】次に本発明の鋳型交換方法を図を参照して
具体的に説明する。図２イ〜ホは、本発明の鋳型交換方
法の態様を示す工程説明図である。通常の鋳造状態から
冷却器８を徐々に供給管５上方に移動する（図イ）。次
に凝固位置19が供給管５内に移ったことを、鋳型の温度
分布を計測することにより確認する（図ロ）。次に図示
しないエアシリンダーを逆作動させて、鋳造管６を均冷
管７から引出す（図ハ）。次に新しい鋳造管６の割型の
各々にブッシュとアームを順次取付け、エアシリンダー
を作動させて、前記割型の鋳造管６を均冷管７内に挿入
して合体させ、供給管５の端部及び均冷管７内面に密着
させ押圧させる（図ニ）。次に冷却器８を元の位置に徐
々に戻して、凝固位置19を鋳造管６内に移動させる（図
ホ）。

【００１１】本発明方法において、供給管５の内径Ｄ₁
と鋳造管６の内径Ｄ₂ との間にＤ₁＜Ｄ₂ の関係を持た
せておくと、凝固位置19を供給管５から鋳造管６に移行
させる際に凝固殻が鋳造管６の端面に引っ掛かって縦キ
ズを生じたり、ブレークアウトする恐れがなくなり好ま
しい。しかしながら、Ｄ₂ が大き過ぎると供給管５と鋳
造管６の密接部分の鋳造管６側の冷却能が低下して鋳塊
17に欠陥が生じ易くなるばかりでなく、供給管５にて鋳
造される鋳塊27と鋳造管６にて鋳造される鋳塊17との寸
法差が大きくなり、後工程での加工が煩雑になる。従っ
て、Ｄ₁ は0.95Ｄ₂ 以上の大きさにするのが好ましい。
即ち、供給管５と鋳造管６の各々の内径Ｄ₁ とＤ₂ の間
にはＤ₂ ＞Ｄ₁ ≧0.95Ｄ₂ の関係を満足させるのが好ま
しい。

【００１２】

【作用】本発明では、筒状鋳型３が溶融金属４を供給す
る供給管５と溶融金属４を鋳造する鋳造管６とに分割さ
れているので、溶融金属４の凝固位置19を筒状鋳型３の
供給管５内に移して鋳造を継続させ、その間に鋳造管６
を交換し、しかるのち凝固位置19を鋳造管６に移すこと
により、鋳造を止めずに鋳型交換ができ、生産性が向上
する。

【００１３】

【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 図１に示した装置を用いて20mmφの純銅の棒状鋳塊を連
続鋳造した。溶解炉にて純銅を溶解し、この銅溶湯を保
持炉１に供給した。保持炉１内にて溶銅４は1150℃に保
持した。筒状鋳型３は黒鉛製で内径20mmφ、供給管５の
長さは 250mm、外径は保持炉１側 150mmまでは50mmφ、
鋳造管６側は55mmφとした。鋳造管６は長さが 105mm
で、外径は、供給管５側の端部を55mmφ、鋳塊17引出し
側の端部を74mmφとし、10度のテーパーをつけて鋳造管
６を容易に交換できるようにした。

【００１４】均冷管７は銅製で、長さ 210mm、外径80mm
φである。鋳造中、エアシリンダー10は5056ヘクトパス
カルの圧縮空気で作動させて鋳造管６を供給管５と均冷
管７に押付け密着させた。鋳造は、冷却器８を鋳造管６
側に配置し、溶融金属４の凝固位置19を鋳造管６内部に
位置させて行った。冷却器８内部には冷却水を５リット
ル／分の速度で流した。溶融金属４の凝固位置19は、供
給管５と鋳造管６の壁部内に図示しない熱電対をそれぞ
れ３本づつ長手方向にずらして配置して、筒状鋳型３の
長手方向の温度分布を計測して検知した。

【００１５】このような装置を用いて、0.2sec引出し，
１sec 停止，鋳造速度 500mm／min.の条件で純銅の棒状
鋳塊17を連続鋳造した。20時間経過したところで、鋳塊
17表面に縦筋が発生し出し、25時間経過した時点で縦筋
が深くなってきたので鋳造管６を、図２イ〜ホに示した
手順に従って交換した。

【００１６】鋳造管６は割型だった為、鋳型交換は約８
分間で完了した。又鋳型交換中に供給管５内で鋳造され
た鋳塊27は品質上全く問題のないものであった。これ
は、凝固位置19を徐々に移動させたことと、供給管５は
鋳造管６を交換する時のみ鋳造に用いるので、鋳塊擦れ
による内面の損耗が少なかった為である。このようにし
て鋳造管６を途中４回交換して５日間連続して鋳造を行
った。

【００１７】実施例２ 筒状鋳型３及びその付属設備を保持炉１に横１列に10基
配置し、筒状鋳型３の内径を15mmφとなした他は、実施
例１と同じ装置、方法にて15mmφの65/35 黄銅（Ｃｕ−
35％Ｚｎ合金）の棒状鋳塊を連続鋳造した。尚、保持炉
内の黄銅溶湯は990℃に保持し、鋳造速度は 300mm/mi
n．とした。このようにして15時間連続鋳造したとこ
ろ、鋳塊表面に縦割れが発生し始め、更に３時間経過す
ると、引割れが発生しだしたので、図２イ〜ホの手順に
従って鋳造管６を交換した。このあと約16時間毎に鋳造
管６を交換しながら、連続５日間鋳造を行った。

【００１８】比較例１ 従来の一体ものの筒状鋳型３を用いた他は、実施例１又
は実施例２と同じ方法により純銅及び黄銅の棒状鋳塊を
鋳造した。途中の鋳型交換は鋳造を停止して行った。上
記実施例１，２及び比較例１について、鋳塊品質を調査
し、良品鋳塊の重量を計測した。結果を鋳型交換による
鋳造停止時間及び鋳造再開後鋳造が安定するまでの時間
を併記して表１に示した。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１より明らかなように、本発明方法品
（No１，２）は、鋳型交換による鋳造停止時間が皆無で
あり、不良鋳塊は鋳造スタート時以外発生しなかった。
これに対し、比較例品のNo３，４は鋳型交換に要する時
間及び再開後鋳造が安定するまでの時間が長く、良品鋳
塊量が減少した。特にNo４は多本取りの為鋳型交換に長
時間を要し、又鋳造合金が黄銅の為鋳型の交換頻度が多
く、その結果、良品鋳塊量が大幅に減少した。以上、横
型連続鋳造装置の場合について説明したが、本発明方法
は筒状鋳型を縦に配置した縦型連続鋳造装置の鋳型交換
に適用しても同様の効果が得られる。

【００２１】

【効果】以上述べたように、本発明によれば、鋳造を止
めずに鋳型交換ができるので、生産性が高く、工業上顕
著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にて用いる連続鋳造装置の実施例を示す
縦断面図である。

【図２】本発明の鋳型交換方法の実施例を示す工程説明
図である。

【図３】従来の連続鋳造装置の縦断面説明図である。

【符号の説明】

１ 保持炉 ２ 側壁 ３ 筒状鋳型 ４ 溶融金属 ５ 供給管 ６ 鋳造管 ７ 均冷管 ８ 冷却器 ９ ホルダー 10 エアシリンダー 11 シリンダーロッド 12 アーム 13 ブッシュ 14 支点 15 均冷管終端の突起部 16 パッキン 17,27 鋳塊 18 ピンチロール 19 凝固位置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端開放の筒状鋳型の一端から溶融金属
   を供給し、前記溶融金属を前記筒状鋳型内にて冷却凝固
   させて鋳塊となし、この鋳塊を前記筒状鋳型の他端から
   連続的に引出す連続鋳造法における鋳型交換方法におい
   て、前記筒状鋳型を、溶融金属を供給する供給管と溶融
   金属を凝固させ鋳造する鋳造管とに分割し、溶融金属の
   凝固位置を供給管内に位置させて鋳造を継続しつつ、鋳
   造管を交換することを特徴とする連続鋳造法における鋳
   型交換方法。