JPH0635030B2 - 金属の水平連続鋳造方法および装置 - Google Patents

金属の水平連続鋳造方法および装置

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JPH0635030B2
JPH0635030B2 JP15542784A JP15542784A JPH0635030B2 JP H0635030 B2 JPH0635030 B2 JP H0635030B2 JP 15542784 A JP15542784 A JP 15542784A JP 15542784 A JP15542784 A JP 15542784A JP H0635030 B2 JPH0635030 B2 JP H0635030B2
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忠直 伊藤
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雄一 小沢
貞男 長谷川
武 山内
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    • 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
    • B22D11/045Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for horizontal casting
    • B22D11/047Means for joining tundish to mould

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属、特にアルミニウムまたはその合金のごと
き軽金属の改良された水平連続鋳造方法および装置に関
する。
〔従来の技術〕
一般に、金属の水平連続鋳造は、次のような過程を経て
金属溶湯から円柱状,角柱状あるいは中空状の長尺鋳塊
が製造される。すなわち、金属溶湯を溜めるタンディッ
シュに入った溶湯は、耐火物通路を通ってほとんど水平
に設置された強制冷却された筒状鋳型内に入り、ここで
冷却されて溶湯本体の外表面に凝固殻が形成される。鋳
型から引き出された鋳塊に水などの冷却剤が直接放射さ
れ、鋳塊内部まで金属の凝固が進みながら連続的に引き
出される。
このような金属の水平連続鋳造には、原理的な困難性が
不可避的に存在する。その第一は鋳型が水平に設置され
ているため、鋳型内の金属溶湯が重力によって鋳型下方
の内壁に押しつけられ、このため鋳型内における冷却が
下部に強く、上部に弱いという冷却のアンバランスが生
じ、この結果最終凝固位置が鋳塊の軸芯より上方に偏移
してしまい、均質な組織の鋳塊が得られないことであ
る。そしてその第二は、金属溶湯の鋳型壁への焼付きを
防止するため、潤滑油が鋳型の入口端内周壁から注入さ
れるが、鋳型内壁全周に均一に注入すると、上部壁面よ
り下部壁面に油が流れ落ち易く潤滑界面が不均質となる
ことである。前記のごとく鋳型下方は金属溶湯の鋳型壁
が密に接触し、凝固殻と鋳型壁の間にクリアランスがな
いため、潤滑油が流入せず焼付きのため凝固殻が破れ、
未凝固溶湯が流出(いわゆるブレークアウト)して大き
い鋳肌欠陥となるか又はさらに進んで鋳造不能となる。
金属の水平連続鋳造法におけるこのような本質的問題の
克服のため、従来からいくつかの解決策が提案されてい
る。たとえば特公昭39-23710は金属溶湯の鋳型への注入
オリフィス開口を鋳型の軸芯より下方に配設し、また特
公昭45-41509は鋳型への溶湯の流入口に囲いを設けてい
るがいづれも高温溶湯流を鋳型入口で下方に向け、これ
によって下方の冷却を緩和する方策であり、最終凝固位
置を鋳塊の軸心に近づける相応の効果はあるが、前記し
た鋳型下方内壁における金属溶湯の偏移強接触は解決さ
れておらず、鋳塊組織の均質化は不充分であった。
また特公昭46−28889のごとく潤滑油量の分布を
鋳型内の上方と下方で変える提案もあるが、鋳型内に働
いている重力の作用のため、相当多量の油を供給しても
均一な潤滑界面を形成することは困難である。またあま
り油量が過多になると鋳肌にオイルフォールドと呼ばれ
る波模様が生じ欠陥となる等、この改善方策も実用上充
分な効果が得られていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は従来の金属の水平連続鋳造法における上記のご
とき問題点すなわち鋳型内における溶湯の冷却のアンバ
ランス及び鋳型内壁の潤滑界面の不均一性を解消して、
鋳塊組織の均質化,鋳肌欠陥やブレークアウトを排除し
て良品質の鋳塊を安定して鋳造しうる金属の水平連続鋳
造方法および装置を提供することを目的とする。
〔問題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明者等は種々研究の結
果、実用規模の改善された方法および装置を実現するに
至った。以下本発明の構成について説明する。
本発明の方法および装置を機能的に要約すれば、強制冷
却した鋳型内壁からの熱吸収量を、鋳型軸心より上方に
比して下方を抑制し、全周囲の冷却のアンバランスを解
消したところにある。
すなわち、本発明の第一は強制冷却された筒状鋳型の上
流端に金属溶湯流入口を開口した耐火性板体を挾んでタ
ンディッシュの金属溶湯出口を接続した金属の水平連続
鋳造方法において、該鋳型の軸心より下方の鋳型内壁と
金属本体との水平方向の接触位置を鋳型の下流端側に偏
移せしめて冷却量を制限することを特徴とする金属の水
平連続鋳造方法である。そして本発明の第二は、上記方
法を具現化した装置に関し、上記鋳型の軸心より下方の
上流端より下流端に向けて該鋳型内壁に耐火断熱被覆を
施してなることを特徴とする金属の水平連続装置であ
る。
本発明の方法において、鋳型の軸心より下方の鋳型内壁
と金属本体との水平方向の接触位置の偏移のための手段
は鋳型の上流端すなわち耐火性板体との接続端より始ま
る。ここで金属本体とは、鋳型内における柱状金属溶湯
又は外表面に凝固殻が形成され内部は凝固過程にある溶
湯または凝固鋳塊のいづれかの状態をいう。そして水平
方向の接触を抑制する長さは金属,合金の種類、溶湯温
度、凝固特性、柱状鋳塊の径、鋳型ブロックの熱平衡等
により異るが、一般に外表面に薄い凝固殻が形成されて
いる位置までを限界とするのが適当である。かかる接触
抑制区域は平面的には直線形状あるいは曲線形状であっ
てよく、特に円筒状鋳型では鋳型の最下底を頂点とする
円弧状に形成するのが好ましい。
〔実施例および効果〕
本発明の方法および装置を実施例に基でき図面を参照し
て以下説明するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。第1図は本発明を実施した水平連続鋳造装置の要
部縦断面を示す。アルミニウム合金製鋳型1は環状冷却
水ジャケット2により冷却された円筒状内壁面3を有す
る。アルミニウム合金溶湯は図示してない溶解保持炉お
よび必要に応じて脱ガス脱滓装置を経由してタンディッ
シュ10内の所定のレベルに溜められる。溶湯は該出口
11から必要に応じて耐火性導管10′を介して耐火性
板体7の金属溶湯流入口8を経由して鋳型1に流入し
に溜る。溶湯の外周は強制冷却された円筒状内壁面に
接触して冷却され凝固殻を形成し、それを厚化しつつ鋳
型下流端に引き抜かれ、冷却水の供給により直接冷却さ
れて鋳肌15を有する柱状凝固鋳塊14が形成される。
常法に従って潤滑油が鋳型上流端内部の給油管5aより
環状分配管5bを経て給油細管5cを通り鋳型内壁面3
に供給される。この実施例において、本発明の構成は円
筒状鋳型の軸芯より下方の耐火性板体の面に、該鋳型に
嵌装する張り出し部6を設けこれによって鋳型内壁面3
と金属溶湯との接触位置を下流域に偏移させたところに
ある。
第2図は第1図の鋳型上流端付近の拡大図で、耐火性板
体7は、耐火断熱性を有しアルミニウム合金溶湯に濡れ
ず、耐食性を有する材料として周知の市販の商品名マリ
ナイトを機械切削加工により仕上げ成形したものであ
り、張り出し部6はこの例では金属溶湯が差し込まない
程度、すなわち一般にN/10〜N/100mm程度のクリア
ランス16を設けて鋳型内に嵌装されている。潤滑油は
給油管5aより環状分配管5bを経て給油細管5cを通
りクリアランス16に流入し、そこから鋳型下流端に向
けて円筒状内壁面3に流れ出して濡らす。
上記した本発明の方法および装置によりアルミニウム合
金6063、および4032の直径2吋、および直径8
吋のビレットを連続鋳造した結果、いずれもブレークア
ウト等の操業上のトラブルがなく、全周均質の平滑鋳肌
で、内部の冶金的組織も均一な良品質の製品が得られ
た。これに比し、張り出し部6を設けない従来法による
水平連続鋳造では底面に焼付き模様が顕著に現れた鋳肌
のビレットが形成され、かつ内部組織も凝固中心位置が
上方に偏移した不均質なものであった。
上記実施例において、耐火断熱被覆は耐火性板体と一体
に上下同一厚みをもった張り出し6を鋳型壁との間にわ
ずかのクリアランスをおいて嵌装することによって形成
させたが、クリアランス16をおかず密着させることも
可能であり、その場合潤滑油は張り出し部6と鋳型の密
着界面に水平方向の溝を列設してそこから供給すること
によって同様の効果を奏しうる。また上記のごとくマリ
ナイトの如きブロック素材からの切り出し成形体に限ら
ず、耐火断熱性を有する不定形耐火物(キャスタブル等)
を鋳型内壁に塗布固着する方法、あるいは可撓性耐火断
熱フエルトを嵌装固定する方法等が適用される。
耐火断熱被覆領域の形状については前記したとおりであ
るが、好ましい数例を第3図の(a)〜(e)に示した。図に
おいて上段は鋳型の縦断面図、下段は対応する鋳型軸心
1aの水平切断面の平面図である。図示したように、鋳
型の上流端すなわち耐火性板体7の基部から下流端に向
って鋳型内壁3の面上を耐火断熱被覆17の厚みは直線
的または曲線的に減少してよく、被覆の始まる位置に高
低がおかれる。そして平面図で説明すれば上流端から一
定長の方形、あるいは鋳型下低を頂点とする三角形、ま
たは円弧状に形成される。角筒状鋳型においては、一般
に縦方向内壁に、底部内壁に向けて傾斜した被覆が施さ
れ、第3図(a)、(b)のごとく底部内壁には一定長の被覆
を施すのが望ましい。
〔発明の効果〕
前記実施例においても述べたように、金属、特にアルミ
ニウムまたはその合金のごとき軽金属の水平連続鋳造に
おいて、本発明の方法および装置を適用すれば、従来法
に比して、得られる鋳塊の鋳肌が全周にわたって平滑均
一で塑性加工前の表皮削除が少くて済み、また凝固中心
が偏移することなく全断面均質な組織の鋳塊が得られ
る。また冷却が全周均一化し潤滑液の廻りも良く焼きつ
きによるブレークアウト等の操業トラブルもほとんど発
生しなくなる等、生産性向上,コスト低減にも貢献度が
大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す水平連続鋳造装置の縦
断面図であり、第2図は第1図に示す装置の鋳型上流端
付近の拡大図である。第3図は本発明の耐火断熱被覆領
域の形状の別の実施例を示す模式図である。 1……強制冷却された筒状鋳型、1a……鋳型軸芯、3
……鋳型内壁面、4……鋳型上流端、5c……給油細
管、6……張り出し部、7……耐火性板体、9……鋳型
内金属溶湯、10……タンディッシュ、17……耐火断
熱被覆。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 貞男 福島県耶摩郡西会津町野沢字長三郎家の上 丙583 (72)発明者 山内 武 福島県喜多方市豊川町字荒分392 (56)参考文献 特開 昭56−11140(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】強制冷却された筒状鋳型の上流端に金属溶
    湯流入口を開口した耐火性板体を挾んでタンディッシュ
    の金属溶湯出口を接続した金属の水平連続鋳造方法にお
    いて、該鋳型の軸心より下方の鋳型内壁と金属本体との
    水平方向の接触位置を鋳型の下流端側に偏移せしめて冷
    却量を制限することを特徴とする金属の水平連続鋳造方
    法。
  2. 【請求項2】強制冷却された筒状鋳型の上流端に金属溶
    湯流入口を開口した耐火性板体を挾んでタンディッシュ
    の金属溶湯出口を接続した金属の水平連続鋳造装置にお
    いて、該鋳型の軸心より下方の上流端より下流端に向け
    て、該鋳型内壁に耐火断熱被覆を施してなることを特徴
    とする金属の水平連続鋳造装置。
JP15542784A 1984-07-27 1984-07-27 金属の水平連続鋳造方法および装置 Expired - Lifetime JPH0635030B2 (ja)

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NZ209807A NZ209807A (en) 1984-07-27 1984-10-08 Horizontal continuous casting of metal
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US06/907,908 US4688624A (en) 1984-07-27 1986-09-16 Apparatus for horizontal continuous casting of metal

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JPS6133735A JPS6133735A (ja) 1986-02-17
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