JPH06328200A - 半融体レオ加工用ビレットの製造方法 - Google Patents
半融体レオ加工用ビレットの製造方法Info
- Publication number
- JPH06328200A JPH06328200A JP13905393A JP13905393A JPH06328200A JP H06328200 A JPH06328200 A JP H06328200A JP 13905393 A JP13905393 A JP 13905393A JP 13905393 A JP13905393 A JP 13905393A JP H06328200 A JPH06328200 A JP H06328200A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半融体レオ加工用ビレットを製造するにあた
り、より微細な初晶粒の半凝固金属スラリーを得て材料
特性の向上をはかるとともに、該製造装置設備費の削減
をはかる。 【構成】 溶湯を冷却しながら機械的な攪拌を加えて初
晶粒の固相と液相との共存する金属のスラリーを生成さ
せ、引き続き冷却を継続して連続的にビレットに凝固さ
せる。
り、より微細な初晶粒の半凝固金属スラリーを得て材料
特性の向上をはかるとともに、該製造装置設備費の削減
をはかる。 【構成】 溶湯を冷却しながら機械的な攪拌を加えて初
晶粒の固相と液相との共存する金属のスラリーを生成さ
せ、引き続き冷却を継続して連続的にビレットに凝固さ
せる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金属の品質向上、新
機能の現出をねらいとする金属素材の製造方法に関する
もので、半融（固液混相）金属について、通常レオキャ
スティング、レオフォージングといわれている加工につ
き、その半融金属が、第３成分として非金属材料（金属
酸化物、窒化物、炭化物など）又は異種金属（固相）を
含有する場合を含め一まとめにして半融体レオ加工と呼
ぶこととして、その半融体レオ加工用ビレットの連続鋳
造による製造方法を提案するものである。
機能の現出をねらいとする金属素材の製造方法に関する
もので、半融（固液混相）金属について、通常レオキャ
スティング、レオフォージングといわれている加工につ
き、その半融金属が、第３成分として非金属材料（金属
酸化物、窒化物、炭化物など）又は異種金属（固相）を
含有する場合を含め一まとめにして半融体レオ加工と呼
ぶこととして、その半融体レオ加工用ビレットの連続鋳
造による製造方法を提案するものである。
【０００２】
【従来の技術】半凝固金属スラリーを生成し、ビレット
鋳片を製造する手段としては、たとえば、特公昭６２−
２５４６４号公報（チクソトロピック金属スラリーの製
造方法および製造装置）には、冷却・凝固時に電磁気力
により攪拌するいわゆる電磁攪拌方式を採用した手段が
提案開示されている。
鋳片を製造する手段としては、たとえば、特公昭６２−
２５４６４号公報（チクソトロピック金属スラリーの製
造方法および製造装置）には、冷却・凝固時に電磁気力
により攪拌するいわゆる電磁攪拌方式を採用した手段が
提案開示されている。
【０００３】しかしながら、これまでの電磁攪拌方式の
問題点としては、 電磁気力発生装置の設備費が高い。 半凝固スラリーの固相率が上昇し粘度が上昇した場
合攪拌が弱まる。 冷却・攪拌槽内面に生成する凝固シェルによる磁気
力の減衰があり攪拌力を弱める。 磁気力の減衰を抑えるために、冷却・攪拌槽の材質
を選択する必要があり、通常冷却能を向上するために使
われる熱伝導性に優れたＣｕ，Ｃｕ合金およびＡｌ合金
などを使用することは好ましくない。したがって優れた
材料特性が得られる初晶粒の微細化に必要な高冷却速度
を実現できない。などがある。
問題点としては、 電磁気力発生装置の設備費が高い。 半凝固スラリーの固相率が上昇し粘度が上昇した場
合攪拌が弱まる。 冷却・攪拌槽内面に生成する凝固シェルによる磁気
力の減衰があり攪拌力を弱める。 磁気力の減衰を抑えるために、冷却・攪拌槽の材質
を選択する必要があり、通常冷却能を向上するために使
われる熱伝導性に優れたＣｕ，Ｃｕ合金およびＡｌ合金
などを使用することは好ましくない。したがって優れた
材料特性が得られる初晶粒の微細化に必要な高冷却速度
を実現できない。などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記した
問題点を有利に解決しようとするもので、機械的攪拌方
式により半凝固金属を生成させ、その半凝固金属を連続
的にビレットに凝固させる半融体レオ加工用ビレットの
製造方法を提案することを目的とする。
問題点を有利に解決しようとするもので、機械的攪拌方
式により半凝固金属を生成させ、その半凝固金属を連続
的にビレットに凝固させる半融体レオ加工用ビレットの
製造方法を提案することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の要旨は以下の
通りである。 冷却・攪拌鋳型に供給した用湯を冷却しながら機械
的な攪拌を加えて初晶粒の固相と液相との共存する金属
の半凝固スラリーを精製させ、引続き冷却を継続して連
続的にビレットに凝固させることを特徴とする半融体レ
オ加工用ビレットの製造方法であり、上記において、ビ
レットの引抜速度を調整し、凝固完了時期を制御するも
のである。 さらに上記冷却・攪拌鋳型に高熱伝導性金属材料を
用いることとするものである。
通りである。 冷却・攪拌鋳型に供給した用湯を冷却しながら機械
的な攪拌を加えて初晶粒の固相と液相との共存する金属
の半凝固スラリーを精製させ、引続き冷却を継続して連
続的にビレットに凝固させることを特徴とする半融体レ
オ加工用ビレットの製造方法であり、上記において、ビ
レットの引抜速度を調整し、凝固完了時期を制御するも
のである。 さらに上記冷却・攪拌鋳型に高熱伝導性金属材料を
用いることとするものである。
【０００６】ここで、冷却・攪拌鋳型の高熱伝導性金属
材料とはＣｕ，Ｃｕ合金又はＡｌ合金などをいう。
材料とはＣｕ，Ｃｕ合金又はＡｌ合金などをいう。
【０００７】
【作用】この発明の作用を以下に述べる。この発明は、
機械的攪拌方式を用いて金属の半凝固スラリーを生成さ
せ、この半凝固金属を直ちに連続してビレットに凝固さ
せることを骨子とするものである。
機械的攪拌方式を用いて金属の半凝固スラリーを生成さ
せ、この半凝固金属を直ちに連続してビレットに凝固さ
せることを骨子とするものである。
【０００８】すなわち、溶湯をタンディッシュから冷却
・攪拌鋳型へ連続的に供給し、この溶湯を冷却・攪拌鋳
型内で冷却しながら機械的に攪拌子を回転させることに
よって攪拌し、溶体中に生成しつつある樹枝状初晶にせ
ん断力を与えて初晶粒が液体中に分散した金属の半凝固
スラリーを生成させ、引き続き冷却を継続して連続的に
ビレットに凝固させ、下方のピンチロールを介してその
ビレットを引抜くようにするものである。
・攪拌鋳型へ連続的に供給し、この溶湯を冷却・攪拌鋳
型内で冷却しながら機械的に攪拌子を回転させることに
よって攪拌し、溶体中に生成しつつある樹枝状初晶にせ
ん断力を与えて初晶粒が液体中に分散した金属の半凝固
スラリーを生成させ、引き続き冷却を継続して連続的に
ビレットに凝固させ、下方のピンチロールを介してその
ビレットを引抜くようにするものである。
【０００９】そして、溶湯の注入温度が変化しても安定
した凝固金属組織が得られるように、凝固完了時期の制
御をビレットの引抜き速度を調整することで行う。ま
た、冷却・攪拌鋳型には、電磁攪拌方式では磁気力の減
衰のために不適であった高熱伝導性のＣｕないしはＣｕ
合金、あるいはＡｌ合金（Ａｌ合金の鋳造に用いてよ
い）を用い、これらを水冷構造とする。
した凝固金属組織が得られるように、凝固完了時期の制
御をビレットの引抜き速度を調整することで行う。ま
た、冷却・攪拌鋳型には、電磁攪拌方式では磁気力の減
衰のために不適であった高熱伝導性のＣｕないしはＣｕ
合金、あるいはＡｌ合金（Ａｌ合金の鋳造に用いてよ
い）を用い、これらを水冷構造とする。
【００１０】かくすることにより、電磁攪拌方式に比
し、半凝固スラリーのより高い固相率までの攪拌が可能
となり、さらに電磁攪拌方式の冷却・攪拌槽に通常使用
されるオーステナイト系ステンレス鋼などの非磁性材料
では、溶湯を高冷却速度で冷却することはできないが、
この発明では、ＣｕないしはＣｕ合金あるいはＡｌ合金
を使用できるため、その優れた熱伝導性により冷却速度
を向上させることができることから、より微細な初晶粒
の凝固組織を有するビレットを得ることができる。
し、半凝固スラリーのより高い固相率までの攪拌が可能
となり、さらに電磁攪拌方式の冷却・攪拌槽に通常使用
されるオーステナイト系ステンレス鋼などの非磁性材料
では、溶湯を高冷却速度で冷却することはできないが、
この発明では、ＣｕないしはＣｕ合金あるいはＡｌ合金
を使用できるため、その優れた熱伝導性により冷却速度
を向上させることができることから、より微細な初晶粒
の凝固組織を有するビレットを得ることができる。
【００１１】このことは、材料特性を向上させるために
は、半凝固スラリーの初晶粒をより細粒にすること、そ
のためには、攪拌力と冷却速度をより高めることが要求
されるが、これらの要求を満たし、より高品質の半融体
レオ加工用材料が得られることになる。
は、半凝固スラリーの初晶粒をより細粒にすること、そ
のためには、攪拌力と冷却速度をより高めることが要求
されるが、これらの要求を満たし、より高品質の半融体
レオ加工用材料が得られることになる。
【００１２】また、ビレットを鋳造する際、ビレットの
引抜速度を調整して凝固完了時期を適正に制御すること
は、成分偏析を含む正常な凝固金属組織を得るのに重要
であり、凝固完了時期が極端にずれた場合に発生する鋳
片シェルのブレークアウト、バルジングなどのトラブル
を防止するためにも重要である。また、鋳片の引抜速度
を調整することにより、凝固完了時期の制御とともに冷
却・攪拌鋳型で生成する半凝固スラリーの固相率を制御
することができる。
引抜速度を調整して凝固完了時期を適正に制御すること
は、成分偏析を含む正常な凝固金属組織を得るのに重要
であり、凝固完了時期が極端にずれた場合に発生する鋳
片シェルのブレークアウト、バルジングなどのトラブル
を防止するためにも重要である。また、鋳片の引抜速度
を調整することにより、凝固完了時期の制御とともに冷
却・攪拌鋳型で生成する半凝固スラリーの固相率を制御
することができる。
【００１３】さらに、この発明に用いる製造装置の設備
費は、電磁攪拌方式の製造装置に比しはるかに安価（約
1/2) になる。
費は、電磁攪拌方式の製造装置に比しはるかに安価（約
1/2) になる。
【００１４】
【実施例】この発明に適合する方法で半融体レオ加工用
ビレット製造した実施例を以下に記す。
ビレット製造した実施例を以下に記す。
【００１５】図１は、半融体レオ加工用ビレット製造装
置の説明図である。図１において、１は浸漬ノズル、２
はタンディッシュ、３は不活性ガス導入管であり、浸漬
ノズル１よりタンディッシュ２（２−１は耐火材）に溶
湯を給湯し、不活性ガス導入管３より不活性ガスを供給
してタンディッシュ２内を不活性ガス雰囲気にして溶湯
の酸化を抑制する。そして４は冷却・攪拌鋳型で、冷却
水入口５及び冷却水出口６を介する冷却水によりその外
面を水冷する。また、冷却・攪拌鋳型の中には攪拌子１
３が配置され、その下方には、２次冷却水スプレ９、ガ
イドロール１０、ピンチロール１１が順に配設された構
造になっている。なお、この図において、７は半凝固ス
ラリー、８は凝固シェル、１２はビレットである。
置の説明図である。図１において、１は浸漬ノズル、２
はタンディッシュ、３は不活性ガス導入管であり、浸漬
ノズル１よりタンディッシュ２（２−１は耐火材）に溶
湯を給湯し、不活性ガス導入管３より不活性ガスを供給
してタンディッシュ２内を不活性ガス雰囲気にして溶湯
の酸化を抑制する。そして４は冷却・攪拌鋳型で、冷却
水入口５及び冷却水出口６を介する冷却水によりその外
面を水冷する。また、冷却・攪拌鋳型の中には攪拌子１
３が配置され、その下方には、２次冷却水スプレ９、ガ
イドロール１０、ピンチロール１１が順に配設された構
造になっている。なお、この図において、７は半凝固ス
ラリー、８は凝固シェル、１２はビレットである。
【００１６】上記装置を用い、適正温度に加熱溶解した
Ａｌ−１０mass％Ｃｕ合金の溶湯を、浸漬ノズル１を介
してタンディッシュ２に連続的に給湯するとともに、不
活性ガス導入管３よりＡｒガスを流量：１００リットル
／分で流した。冷却・攪拌鋳型４にはＣｕ製の内径：２
００mmの円筒を用い、冷却水入口５から冷却水を流量：
５００リットル／分で流して冷却・攪拌鋳型４の外面を
冷却した。
Ａｌ−１０mass％Ｃｕ合金の溶湯を、浸漬ノズル１を介
してタンディッシュ２に連続的に給湯するとともに、不
活性ガス導入管３よりＡｒガスを流量：１００リットル
／分で流した。冷却・攪拌鋳型４にはＣｕ製の内径：２
００mmの円筒を用い、冷却水入口５から冷却水を流量：
５００リットル／分で流して冷却・攪拌鋳型４の外面を
冷却した。
【００１７】タンディッシュ２に給湯した溶湯は、冷却
・攪拌鋳型４に流下し、ここで、溶湯に冷却と共に回転
数：６００rpm で回転する攪拌子１３により攪拌を加え
て半凝固金属スラリー７を生成させ、続いて凝固シェル
８を生成させてビレット１２に連続的に鋳造される。鋳
造されたビレット状鋳片１２は２次冷却水スプレー９で
冷却し、ガイドロール１０を経てピンチロールで引抜速
度：１００mm／分で引抜いた。
・攪拌鋳型４に流下し、ここで、溶湯に冷却と共に回転
数：６００rpm で回転する攪拌子１３により攪拌を加え
て半凝固金属スラリー７を生成させ、続いて凝固シェル
８を生成させてビレット１２に連続的に鋳造される。鋳
造されたビレット状鋳片１２は２次冷却水スプレー９で
冷却し、ガイドロール１０を経てピンチロールで引抜速
度：１００mm／分で引抜いた。
【００１８】かくして得られたビレットについて、その
凝固金属組織を調査した。その凝固金属組織写真を図２
に示す。また、従来例として同様の合金を用い従来の電
磁攪拌方式により得られたビレットの凝固金属組織写真
を図３に示す。これらの図から明らかなように、この発
明によるビレットは、比較例に比し、より細粒な初晶粒
の凝固金属組織となっている。
凝固金属組織を調査した。その凝固金属組織写真を図２
に示す。また、従来例として同様の合金を用い従来の電
磁攪拌方式により得られたビレットの凝固金属組織写真
を図３に示す。これらの図から明らかなように、この発
明によるビレットは、比較例に比し、より細粒な初晶粒
の凝固金属組織となっている。
【００１９】
【発明の効果】この発明は、溶湯を冷却・攪拌して金属
の半凝固スラリーを生成させ、冷却を継続してビレット
に連続的に凝固させて半融体レオ加工用ビレットを製造
するにあたり、攪拌方式を従来の電磁攪拌方式にかえ機
械的攪拌方式を採用することとしたものであり、この発
明によれば、電磁攪拌方式に比し、冷却速度をより大き
くすることができてより微細な初晶粒の半凝固スラリー
が得られ、材料特性を向上させることができ、かつ、製
造装置の設備費の大幅な削減をはかることができる。
の半凝固スラリーを生成させ、冷却を継続してビレット
に連続的に凝固させて半融体レオ加工用ビレットを製造
するにあたり、攪拌方式を従来の電磁攪拌方式にかえ機
械的攪拌方式を採用することとしたものであり、この発
明によれば、電磁攪拌方式に比し、冷却速度をより大き
くすることができてより微細な初晶粒の半凝固スラリー
が得られ、材料特性を向上させることができ、かつ、製
造装置の設備費の大幅な削減をはかることができる。
【図１】半融体レオ加工用ビレットの製造装置の説明図
である。
である。
【図２】この発明によって得られたビレットの凝固金属
組織写真である。
組織写真である。
【図３】従来例のビレットの凝固金属組織写真である。
１ 浸漬ノズル ２ タンディッシュ ３ 不活性ガス導入管 ４ 冷却・攪拌鋳型 ５ 冷却水入口 ６ 冷却水出口 ７ 半凝固スラリー ８ 凝固シェル ９ ２次冷却水スプレー １０ ガイドロール １１ ピンチロール １２ ビレット １３ 攪拌子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新出 司 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 株式会 社レオテック内 (72)発明者 廣中 一聡 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 株式会 社レオテック内
Claims (3)
- 【請求項１】 冷却・攪拌鋳型に供給した溶湯を冷却し
ながら機械的な攪拌を加えて初晶粒の固相と液相との共
存する金属の半凝固スラリーを生成させ、引続き冷却を
継続して連続的にビレットに凝固させることを特徴とす
る半融体レオ加工用ビレットの製造方法。 - 【請求項２】 ビレットの引抜き速度を調整し、凝固完
了時期を制御することを特徴とする請求項１に記載の半
融体レオ加工用ビレットの製造方法。 - 【請求項３】 冷却・攪拌鋳型に高熱伝導性金属材料を
用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の半融体
レオ加工用ビレットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13905393A JPH06328200A (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 半融体レオ加工用ビレットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13905393A JPH06328200A (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 半融体レオ加工用ビレットの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06328200A true JPH06328200A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=15236386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13905393A Pending JPH06328200A (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 半融体レオ加工用ビレットの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06328200A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103170597A (zh) * | 2011-12-20 | 2013-06-26 | 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 | 一种钢坯连铸的方法 |
| CN103600045A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-02-26 | 上海大学 | 电磁激振复合机械搅拌的金属连铸工艺及金属连铸装置 |
-
1993
- 1993-05-17 JP JP13905393A patent/JPH06328200A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103170597A (zh) * | 2011-12-20 | 2013-06-26 | 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 | 一种钢坯连铸的方法 |
| CN103600045A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-02-26 | 上海大学 | 电磁激振复合机械搅拌的金属连铸工艺及金属连铸装置 |
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