JPH0675748B2 - 軽金属の鋳造方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルミニウム、マグネシウムまたはこれらの
合金のような軽金属の鋳造に関する。

〔従来の技術〕

通常、アルミニウム、マグネシウムまたはこれらの合金
のような軽金属は、圧延、押出し等の加工に供される加
工素材用のインゴットとして鋳造される。通常、このよ
うなインゴットは垂直型半連続直接冷却（DC）鋳造によ
って製造される。この鋳造方法は40年から50年前に開発
されており、それ以前に永久鋳型を用いて得られていた
よりも高品質且つ安価に鋳造物を製造できる。

確かではないが、DC鋳造の初期の頃には地面よりも高い
位置で鋳造が行われていたようである。もしそのような
鋳造方式を採ると、次の２点で問題となるであろう。第
１点は製造可能な加工用インゴットが実際上制限される
ことであり、第２点は、鋳型からの「漏出」が発生した
場合、多量の溶融金属がかなりの高さから落下して広い
面積に拡がり、その結果作業者に対する危険と設備に対
する損傷を引き起こすことである。

現在標準的になっている方法においては、金属溶解炉を
地面のレベルよりも若干高めに設置し、鋳造鋳型を地面
レベルと同じかそれに近く配置しておき、鋳造されるイ
ンゴットは鋳造の進行に伴って水の入ったピット内へ降
下させていくようにしてある。直接冷却に使用された冷
却水は上記のピット内に流入した後にピットから連続的
に除去されるが、同時にこのピット内には深い水溜まり
が常に維持されている。この方法は今日も用いられてお
り、全世界では恐らく毎年500万トンを超える量のアル
ミニウムおよびアルミニウム合金がこの方法で製造され
ている。

この方法を用いた場合、鋳型から出現するインゴットの
側面からおよび／または鋳型で規定された範囲から溶融
金属が溢れ出る「漏出」が発生した際に、これまでに世
界中で多数の爆発が発生している。そこで、可能な限り
最も安全にDC鋳造が実施できる条件を確立するために、
これまでに多くの実験研究が行われてきた。最も初期
の、そして恐らく最も良く知られた研究は、アルミニウ
ム・カンパニー・オブ・アメリカのロング（G.Long）に
よるものである（“Metal Progress,1957年５月,p107
−112参照）。この成果に基づいて更に多くの研究がな
され、爆発の危険性を最小限にするための工業上の「操
業規範」が策定された。

この操業規範は世界中の鋳造分野で一般的に採用されて
いる。この操業規範は全体としてロングの研究成果に基
づいたものであり、通常次の点が必要事項として盛り込
まれている。

（１） ピット内に常時維持されている水の深さは３フ
ィート以上とする。

（２） ピット内の水面レベルは鋳型から10フィート以
上下方とする。

（３） 鋳造機およびピットの表面は全て清浄で錆が無
く、且つ認証された有機材料で被覆されているものとす
る。

ロングの実験では、ピット内の水溜まりの深さを２イン
チ以下とすると、非常に激しい爆発は発生しなかった。
しかし、その代わりに、溶融金属がピット外へ排出され
ピット周辺に危険な状態で撒き散らされる程度の小規模
爆発は発生した。そのため上記の操業規範では、常時ピ
ット内に深さ３フィート以上の水溜まりを維持すること
が必要であるとしている。

ロングは、アルミニウム／水爆発が起きるためには幾つ
かの条件が満たされる必要があると言う結論を導き出し
ている。その一つは、ピットの底面が溶融金属で覆われ
たときにピット底面上で何らかの引き金作用が起きる必
要があるということであり、ロングはこの引き金作用と
して、流入した溶融金属の下に捕獲された非常に薄い水
の層が突発的に水蒸気化して起こる小爆発を挙げてい
る。ピット底の表面にグリース、オイル、ペンキ等が被
着していると、表面に被着物が無いときとは異なり、引
き金作用に必要な薄い水の層が溶融金属下に捕獲される
ことがないため、爆発が防止される。

実際には、水深を３フィート以上にするという推奨事項
は垂直DC鋳造で常に採用されており、何箇所かの鋳造工
場（特にヨーロッパ大陸の国々）では水面レベルが前記
の推奨事項（２）とは対照的に鋳型下面に非常に近くな
っている。このように、DC法で鋳造を行うアルミニウム
工業界は、ピット内に深い水溜まりを維持する安全性の
方を選択した。ここで強調すべき点は、操業規範は経験
的な結果に基づいているということ、そして種々の金属
／水爆発で実際に何が起きているかは完全に解明されて
はいないということである。しかし、これまで操業規範
に配慮することによって、アルミニウム合金また恐らく
マグネシウム合金や銅合金で「漏出」が起きた際の事故
が回避されてきたことは確かに事実である。

溶湯／冷却剤間の相互作用についてアストン大学のアレ
クサンダー、チェンバレンおよびペイジによって1978〜
1981年の間に更に研究が進められ、1982年４月付けで報
告書が作成されている。この研究はヨーロッパ・コール
・アンド・スチール・コミュニティーの援助によってな
されたものであり、上記報告書はその一部（p61〜67）
でロングの安全基準を一般化することについて言及して
おり、次のように述べている。

「ロングの基準は安全操業の条件を規定するために広く
用いられてきた。ロングの基準は、溶湯／冷却剤間の相
互作用（MCI;melt−coolant interactions）を防止す
る条件としてではなく、特定の種類の引き金作用を防止
する条件として解釈すべきである。ロングの基準はその
限りにおいて妥当性があるのであり、適切に理解する限
りにおいてはどの材料に対しても適用できる。ロングの
基準によって防止される引き金作用は極めて共通性の高
いものなので、その採用によって操業の安全性は格段に
向上する。」 上記の報告書はその末尾で５つの推奨事項を挙げてい
る。前半の３つは元々のロングの基準と同じであり（し
たがってこれらはロングの基準と呼ぶべきであろう）、
残りの２つは望ましいと考えられる付加的な予防策につ
いてのものである。

この10年間に、リチウムを含有する軽金属合金に対する
関心が高まってきた。リチウムは溶融合金の活性（反応
性）を高める。ロングは前記“Metal Progress"の論文
で、ヒギンズ（H.M.Higgins）が既に行っていた研究に
言及している。それによると、ヒギンズはAl/Li系を含
む多数の合金系についてアルミニウム／水間の反応に関
して報告しており、その結論として「いずれにしても溶
融金属が水中に分散されると、・・・Al/Li合金は・・
・厳しい反応を起こす。」と述べている。最近、アルミ
ニウム・アソシエーション・インク（オブ・アメリカ）
（Aluminum Assciation Inc.（of America））によ
って、上記合金をDC法によて鋳造する際に特に高い危険
性があることが公表された。これに続いてアルミニウム
・カンパニー・オブ・アメリカは、上記合金が水と混ざ
ると非常に激しい爆発を起こすことを示すビデオ記録を
公表した。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、損傷をもたらす激しい爆発の起こる危険性を
更に低減した、軽金属、特に（但しこれに限定するもの
ではないが）リチウムを含有するアルミニウム合金およ
びマグネシウム合金を垂直型半連続直接冷却鋳造によっ
て鋳造する改良された方法および装置を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、本発明によれば、開放鋳型からピット内
へインゴットを生成させる、軽金属の垂直型半連続直接
冷却鋳造方法において、該ピット内に水溜まりが無い状
態にして鋳造を開始し、上記生成するインゴットに所定
速度で水を供給し、鋳造中に、該ピット内に水溜まりを
蓄積させないように十分な速度で該ピットから連続的に
水を除去することを特徴とする軽金属の製造方法によっ
て達成される。

また上記の目的は、本発明によれば、生成したインゴッ
トを受け入れるためのピットの上方にある開放鋳型を通
して加工素材用軽金属インゴットを鋳造する垂直型半連
続直接冷却鋳造装置であって、該鋳型と、該生成したイ
ンゴットの表面と、該ピット内とに冷却水を供給する手
段を有する鋳造装置において、水溜まりが蓄積し得る該
ピットのどの部分にも連通する手段であって、該部分の
全てに対する水の最大供給速度よりも大きい合計速度で
該部分全体から水を除去し得る手段を有することを特徴
とする垂直型半連続直接冷却鋳造装置によって達成され
る。

本明細書において「水溜まり」とは、ピットの基底部全
体を覆い、ピットへの水の供給が停止した際に一定の深
さの永久的な水溜まりとして残る、故意に維持した量の
水が作る水溜まりを意味する。

また、「ピット」とは、鋳造物の受容器であって、その
一部または全部が地面レベルよりも上にあるものを意味
する。

〔作用〕

前記の操業規範の確立をもたらした公表された全ての研
究において、直接冷却鋳造法で溶融金属と水とを接触さ
せなければ爆発の問題は起きないと、繰り返し主張され
ている。この方法の性質上それは不可能である（水以外
の冷却液を用いることもできたが、やはり水の場合と同
じかそれ以上の欠点が避けられなかったのであろうし、
水の場合とは別の問題が起きたであろう。）しかし、上
記従来の研究では、従来からピットの底には大きな水溜
まりが残留していることと、生成した鋳造物を落下する
水のカーテンが取り囲んでいることが、明確に区別され
てはいなかった。本発明者はこれらを区別することが決
定的に重要であると考え、商業純度のアルミニウム、従
来からある種々のアルミニウム合金およびリチウム含有
アルミニウム合金について、水溜まり中へ「漏出」した
場合の作用と、落下する水のカーテン中へ「漏出」して
相互に干渉し合う場合の作用とを別個に研究した。

本発明者が実験により見出したことは、溶融状態のアル
ミニウムおよび従来からのアルミニウム合金が水溜まり
中に「漏出」した場合は、溶融金属は連続的に表面形状
を変えながら波打ち、それとは別個に水蒸気が連続的に
形状・厚さを変えながら波打つ皮膜となって溶融金属と
その周囲の水とを隔離するため、熱伝達が十分に行われ
なくなることである。高速写真で観察すると、金属は水
面下で少なくとも５〜10秒間は溶融状態のままでいるこ
とが可能であり、この期間中は水と溶融金属とが活発に
相互活動を続けている。この活発な相互活動期間中に水
蒸気皮膜が壊れた場合、例えばこの系を衝撃波が通過し
たような場合は、爆発の起こる確立が高くなる。そのよ
うな衝撃波は、外部からの原因例えば重量物が水溜まり
中へ落下したりして生じることもあるし、あるいは内部
の原因例えば凹凸や汚れのある表面で生じた水蒸気の気
泡が破壊して生じることもある。

リチウム含有アルミニウム合金の溶湯が水中に注入され
ると、急速な水素放出が起こる。水素の熱伝導率は水蒸
気の10倍程度の大きさがある。波打っているリチウム含
有アルミニウム合金溶湯の周りの皮膜は、この状況下で
は水蒸気と水素との混合体となるため、水蒸気単独の場
合よりも熱伝達効率がかなり高くなる。したがって、こ
の状態で衝撃波が通過すると、溶融金属から水への熱伝
達は従来からある他のアルミニウム合金の場合よりも遥
に急速に起き、ひとたび爆発が起こればその激しさは従
来の合金の場合よりも増大する。

上記観察結果を得るための実験は、溶融金属／水爆発を
安全に調査できる設備を用いて行った。

最初に行った一連の実験では、一面が透明プラスチック
製で他の部分は鋼製のタンクに、深さ約30cmに水を満た
して水溜まりを形成し、その上方に注湯用傾動治具を設
置し、約2kgの溶融金属を小さい坩堝に容れて上記の傾
動治具内に配置した。傾動した状態の坩堝から水面まで
の垂直落下距離は約45cmとした。実験一回毎に、タンク
の鋼製側壁の一つに公知の起爆剤（登録商標「Cordte
x」）を取り付け、タンクの上方で坩堝とタンク開放口
との間の位置に鋼製安全板を配置した。装置全体を頑丈
な防風壁で囲み、離れた場所の避難区域で全ての操作を
行った。

種々のアルミニウム合金を用いて実験を行い、その経過
をビデオカメラと高速撮影機でモニターした。

実験に必要な温度よりも高い初期温度の溶融金属を坩堝
内に装入し、溶融金属温度を熱電対でモニターし、所定
温度まで降下したら鋼製安全板を取り外し、坩堝を傾動
させて溶融金属をタンク内の水中に注ぎ込み、起爆剤を
作動させ、所定手順でビデオカメラと高速撮影機を始動
させる。

この実験により、適当な時点で起爆剤を作動させて十分
な衝撃を与えると、非常に激しい爆発が起きて、かなり
離れた位置にある突出部分でも装置が破壊され、防風壁
もひどい損傷を受けることが分かった。

爆発試験として、上記のような実験を全部で140回行っ
た。ここで対象とした要因は、アルミニウム−リチウム
２元合金のリチウム含有量、銅・マグネシウム・ジルコ
ニウム等の添加による影響、起爆剤の長さ、溶融金属温
度、およびタンク基底部の状態であった。これらの実験
から、爆発が起きた際に放出されるエネルギーはリチウ
ム含有量と共に急速に増加することが明らかになった。

リチウム含有量が同程度である種々のアルミニウム合金
で発生する爆発の強さにはほとんど差が無く、爆発の激
しさを決定する支配的な要因はリチウム含有量と溶融金
属温度であることが分かった。リチウム含有アルミニウ
ム合金で発生する爆発は、前出のヒギンズが報告してい
るように、従来アルミニウム合金で発生していた爆発よ
りも遥に激しいことが確認された。起爆剤の長さがある
値以下であれば爆発は起きず、起爆剤長さがこの値より
も大きいと事実上100％の確立で爆発が起きた。しか
し、爆発で放出されるエネルギーは用いた起爆剤長さに
よってあまり影響されなかった。

これらの実験から、アルミニウム−リチウム合金は他の
アルミニウム合金よりも爆発の起きる確立が高く、アル
ミニウム−リチウム合金でひとたび爆発が起きるとその
激しさも大きいことが分かった。高速撮影による記録か
ら、爆発の先駆けとして必要な現象は完全に水面下で起
こる溶融金属と水との激しい混合であること、そして溶
融金属を取り囲んでいる水蒸気皮膜（Al−Li合金の場合
は水蒸気／水素皮膜）が突発的に壊れるた場合にのみ爆
発が起こることが確認された。結論として、Al−Li合金
の場合には、水素の放出があり、また金属が最高で９か
ら10秒間以上は水中で溶融状態を維持するので、水深を
大きくしても十分な安全策とはならない。

本発明においては、鋳造中に仮に「漏出」があっても、
爆発の先駆けとして必要な現象である水中での溶融金
属と水との激しい混合も、水中の溶融金属を取り囲む
水蒸気（あるいは水蒸気と水素との混合ガス）皮膜の突
発的な破壊も、発生することがないので、重大の損傷を
もたらす溶融金属／水爆発が発生することがない。

〔実施例〕

次に、更に詳しい一連の実験を行った。この実験では、
坩堝内の金属溶湯を直径25mm、50mmまたは75mmの孔から
出湯し、深さ約3mの鋳造ピット上に配置した従来の水冷
式DC鋳造用鋳型（開口部985×305mm）内を降下させた。
約250／分の速度で鋳型に供給された水は、従来の方
式で鋳型から流出して落下する水のカーテンを形成し
た。この水カーテンは普通の鋳造時には、鋳型下方に出
現したインゴットに衝突する。障壁部材（バッフル）を
配置してこの水をピット内へ偏向させることにより、鋳
造中に加工用インゴットから流れる水流と類似した水流
パターンを生成させた。坩堝下方には安全受け皿（トレ
ー）を配置しておき、全ての準備が整ってからこれを移
動した。空気作動式縦型ストッパーを外して坩堝底部の
孔から金属溶湯を出湯した。ピットの基底部はコンクリ
ート製で前部から後部にかけて緩く（勾配４％）傾斜を
付けてあり、この基底部の最低箇所から汲出ポンプによ
って水を排出し、坩堝から出湯された溶融金属が非常に
浅い水流膜上へ降下するようにした。

67回の実験結果を第１表にまとめて示す。同表中、特に
断らない限り、出湯孔は50mmである。また、特に断らな
い限り、溶融金属の降下距離は３〜3.25mであった。

先ず、遠隔操作系等の作動を確認するために立ち上がり
の予備実験R1〜R6を行った。これらの実験R1〜R6では、
商業純度のアルミニウムを用いた。設定温度720℃の溶
融金属20kgをピットのコンクリート製基底部上に降下さ
せた。ただし、実際の出湯温度は表１に示した通りであ
った。また、実験R1は坩堝底部にある出湯口のストッパ
ーが確実に溶湯をシールできることを確認するための実
験であり、鋳型（後に図を参照して説明する「８」に相
当）の上に乾燥させた受湯容器を配置し、その中に溶湯
を出湯してその中で凝固させた。

ピット基底部は登録商標「TARSET」の名で市販されてい
るアスファルト化合物で予め被覆しておいた。上記分量
の溶融金属を直径50mmのノズルから注湯するのに約2.5
秒を要した。この実験では、「TARSET」が焼失した場合
でも全く何事も起こらなかった。実験R6では、金鋼を広
げて鋳型下方に配置し、溶融金属流をバラバラに分断し
た。激しい反応は何も起きなかった。実験R7〜R50で
は、種々のリチウム含有量のアルミニウム−リチウム合
金を用いた。実験R51では、２個の鋳型を上下に重ねる
ことにより水流速度を450／分に高めた。

実験R52およびR53では、傾斜したピット基底部の低い箇
所に小さい堰を設けてポンプ故障時を模擬した状況と
し、多量の水が基底部を部分的に横切るようにした。実
験R61では、これよりも小さい堰を用いたが、起爆剤“C
ordtex"はこれによって限定された水のある範囲内にの
み配置した。

実験R54ではノズル径を小さくして注湯時間を長くし、
且つ冷却水量は多くした。実験R55では溶融金属流量を
少なく、冷却水量は普通レベルとした。実験R56では、
基底部を高くしてピットが浅い場合に対応させた。実験
R57ではCordtexを用いたが起爆作動しなかった。実験R5
8は、溶融金属流が基底に達する位置の直近で衝撃を発
生させたときに爆発が発生するか否かを試験するための
実験である。その際、起爆剤Cordtexの作動によってコ
ンクリート製のピット基底が損傷を受けないように、金
属流の直近に小さい鋼板を置き、その上にCordtexを乗
せておき、溶融金属流が基底に衝突して水と混合する場
所にCordtexからの衝撃が伝わるようにした。実験R59で
は、基底にステンレス鋼板を敷き、その下に起爆剤を配
置した。実験R60では、溶融金属量を多く、ノズル径を
大きくして放出溶湯量を非常に多くした。実験R61は実
験R60と同様であるが、堰によってある程度の量の水を
堆積させた状態にして起爆剤を用いた。実験R62は、堰
を取り除いた他は実験R61と同様である。実験R63は溶融
金属量を多くし、冷却水量およびノズル径は普通レベル
にした。実験R64では、起爆剤の代わりに重りの落下に
よって衝撃波を発生させた。実験R65は実験R64の繰り返
しである。実験R66では重り落下による衝撃を小さくし
た。実験R67は、重り落下による衝撃を中程度にして行
ったが、出湯が失敗してしまった。

リチウムを含有する溶融金属で実験した場合は全て、放
出された水素が水と混合する際に大きな音を出しながら
発火した。しかし、溶融金属がピット外へ飛び出すこと
はなく、爆発は起きなかった。金網を用いて溶融金属流
を分断したときも同じ結果であった。

上記実験で、リチウム含有量を増加させたり、注湯温度
を上昇させたり、注湯ノズル径を変化させたり、またピ
ット基底部の表面に配置する材料を変えたり（例えばア
ルミニウム板、錆びた鋼、ステンレス鋼、故意に集積し
た屑）してみたが、騒音や火炎の発生に変化が見られた
だけで、全く安全な状態であった。

第１図に、本発明に従った鋳造用ピットの一例を模式的
に示す。四角形のコンクリート製ピット１が地面レベル
２より下方に設けてある。ピット１の基底３は勾配３％
〜８％（４％程度が望ましい）の傾斜が付けてあり、低
くなっている側が排水溜め（サンプ）４へ開口してい
る。側壁６と基底３とから間隔を設けた内部壁５によ
り、排水溜め４のほぼ上方に空間部７が画定されてい
る。このように内部壁５は実質的にピット１の壁の一つ
を構成している。

従来の水冷鋳型８がピット１の上端９に位置合わせした
状態に配置されており、溶融金属は樋（ローンダー）10
から下降パイプ11を通って鋳型８に供給される。樋10は
図示しない溶融金属供給源に接続されている。従来と同
様に、モーター14によて作動させられる被動部材13上に
鋳造テーブル12が支持されている。基底３の高い方の側
には、複数の流出口16を持つマニホールド15が紙面に直
角な方向に延びており、このマニホールド15と鋳型８に
はパイプ17から水が供給される。従来公知の態様で鋳型
８内を通過した水は、鋳型の開口18から水流19となって
流出し、鋳型の下方へ出現したインゴットに当たる。こ
の水がピット１内へ流入するのであり、典型的なその流
量は圧延用インゴット１個について250／分になるで
あろう。もちろん、同時に何個かのインゴットを鋳造す
る場合はもっと流量を増やす必要があるだろう。マニホ
ールド15に流入した水は流出口16から流出し、基底３を
横切り、特に基底３のコーナー部に流入し、その側縁に
添って滑らかに流れる。

空間部７内に配置された３基の汲出ポンプ20は個々の吸
込側21が排水溜め４に接続されており、排出側22は、ピ
ット１外への排水用パイプ23に並列接続されている。図
示の便宜上、これらのポンプは上下に並べて示してある
が、横に並べる方が望ましい。個々のポンプは、鋳型８
およびマニホールド15からピット１に流入し得る最大水
量を処理できる容量を持っており、また１基毎に独立し
て作動することができる。

排水溜め４の上部には水面高さ検知器24が配置されてお
り、これが反応すると警報器25が鳴るようになってい
る。

樋10内の溶融金属流を鋳型８から手動で外すことによ
り、非常に短時間（20秒のオーダー）で鋳造を中断させ
ることができる。排水溜め４の容量、基底３の傾斜およ
び個々のポンプ20の容量は全て、ピット１への最大給水
量との関係で設定してあり、これにより上記中断期間中
にピット１の基底３全体にわたって水溜まりが蓄積しな
いようになっている。鋳造中、マニホールド15からの水
は基底３全体にわたって連続的に流れて基底３全体を濡
らしており、基底３の各コーナーにも入り込み、基底３
の側縁に沿っても流れている。この水は鋳造作業に影響
を及ぼさず、また「漏出」があっても危険を生ずること
はない。しかし、「漏出」が起きた場合には、この水に
よって基底３上で溶融金属が急冷され、不快をもよおす
ヒュームの発生が減少する。

ここで、検知器24の出力を用いて、警報器25を鳴らすだ
けでなく、制御装置（図示せず）を介して鋳造を自動的
に中断することも勿論可能である。

一つの変更態様（図示せず）として、ピットの壁から上
向きあるいは下向きに障壁部材（バッフル）を延ばし
て、「漏出」発生時に溶融金属の一部を捕獲することも
可能である。その場合、障壁部材の最上部は、ポンプ20
によって汲み出しを行われる補助的な排水溜めに接続さ
れることになろう。

本実施例では、ピット１は地面レベルよりも低いものと
して説明したが、ピットの一部または全部を地面レベル
よりも高くしてもよい。そのような配置とすることによ
り、鋳型への供給を行う金属溶融炉は高い位置に設ける
ことが必要になるが、水を汲み出しを重力による流れに
よって行うことが可能になり、また鋳造に必要な機械的
な操作が単純化される。

本発明の方法および装置は特にアルミニウム−リチウム
合金のために開発したものであるが、他の軽金属に用い
ても有効である。

汲出ポンプ20を電動式だけでなく空気作動式とし、例え
ばボンベから窒素をこれに供給して、電力供給に支障が
生じた時にも作動できるようにしてもよい。また、これ
と同じ目的で、空気作動式ポンプを別個に設けてもよ
い。

以上で説明した実験では、鋳造設備を普通に用いて種々
の実験的なアルミニウム−リチウム合金を本発明により
鋳造した。以上で説明した試験結果は全て模擬的に発生
させた不具合に関するものであるが、上記設備を普通に
用いた実験でかなりの回数の「漏出」が発生した。

実際、典型的な寸法が985mm×305mm×1500mmであるイン
ゴットを用いて行った96回の鋳造実験の記録中、44回の
「漏出」が発生し、１回当たり70kgもの金属が「漏出」
したが、作業員にも設備にも危険な事態は起きなかっ
た。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、軽金属の垂直型
半連続直接冷却鋳造において、反応性の高い溶融金属組
成であっても、鋳造中の漏出発生時に溶融金属と冷却水
との接触による激しい爆発の起こる危険性を著しく低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従った鋳造用ピットの一例を模式的
に示す断面図である。 〔符号の説明〕 １……コンクリート製のビット、 ２……地面レベル、３……ピット１の基底、 ４……排水溜め、５……内部壁、 ６……ピット１の側壁、７……空間部、 ８……水冷鋳型、９……ピット１の上端、 10……樋（ローンダー）、 11……下降パイプ、12……鋳造テーブル、 13……被動部材、14……モーター、 15……マニホールド、16……流出口、 17……冷却水供給用パイプ、 18……鋳型８の開口、 19……開口18から流出する水流、 20……汲出ポンプ、 21……ポンプ20の吸込側、 22……ポンプ20の排出側、 23……ピット１外への排水用パイプ、 24……水面高さ検知器、25……警報器、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デレツク クリフオード マーテイン イギリス国，エスエル９ ０キユービー, バツキンガムシヤー，ジエラルズ クロス チヤルフオント パーク （番地なし) (56)参考文献 特開 昭50−35028（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−88948（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−9168（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭57−48299（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開放鋳型からピット内へインゴットを生成
   させる、軽金属の垂直型半連続直接冷却鋳造方法におい
   て、該ピット内に水溜まりが無い状態にして鋳造を開始
   し、上記生成するインゴットに所定速度で水を供給し、
   鋳造中に、該ピット内に水溜まりを蓄積させないように
   十分な速度で該ピットから連続的に水を除去することを
   特徴とする軽金属の製造方法。
2. 【請求項２】前記ピットの基底部を横断して連続的に水
   を供給することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。
3. 【請求項３】前記ピット内での水の蓄積を探知し、その
   際に、水溜まりがピット全体に広がるのに要する時間よ
   りも短時間で前記鋳造作業を中断することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。
4. 【請求項４】生成したインゴットを受け入れるためのピ
   ットの上方にある開放鋳型を通して加工素材用軽金属イ
   ンゴットを鋳造する垂直型半連続直接冷却鋳造装置であ
   って、該鋳型と、該生成したインゴットの表面と、該ピ
   ット内とに冷却水を供給する手段を有する鋳造装置にお
   いて、水溜まりが蓄積し得る該ピットのどの部分にも連
   通する手段であって、該部分の全てに対する水の最大供
   給速度よりも大きい合計速度で該部分全体から水を除去
   し得る手段を有することを特徴とする垂直型半連続直接
   冷却鋳造装置。
5. 【請求項５】前記ピットの基底部が水平に対して傾斜し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の
   装置。
6. 【請求項６】前記ピット基底部が３％から８％の勾配で
   傾斜していることを特徴とする特許請求の範囲第５項に
   記載の装置。
7. 【請求項７】前記基底部の最低箇所が排水溜めに連通し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第５項または第
   ６項に記載の装置。
8. 【請求項８】平行配列された複数のポンプが前記排水溜
   めから水を排出し、該ポンプの各々が、前記ピットへの
   水の最大供給速度より大きい容量を有し且つ相互に独立
   して作動し得ることを特徴とする特許請求の範囲第５項
   から第７項までのいずれか１項に記載の装置。
9. 【請求項９】前記各ポンプまたは同様な付加的ポンプを
   空気作動方式のポンプとすることにより、電力供給に支
   障が発生した場合にも作動できるようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第８項に記載の装置。
10. 【請求項１０】前記基底部の最高箇所に、水分配マニホ
    ールドを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第５項
    から第９項までのいずれか１項に記載の装置。
11. 【請求項１１】水面高さ検出手段からの出力を用いて鋳
    造作業を中断させるようにしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第７項から第10項までのいずれか１項に記載の
    装置。