JPH07100589A - Production of half-solidified metal without deteriorated quality by stirrer rotating method and apparatus therefor - Google Patents
Production of half-solidified metal without deteriorated quality by stirrer rotating method and apparatus thereforInfo
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- JPH07100589A JPH07100589A JP5246868A JP24686893A JPH07100589A JP H07100589 A JPH07100589 A JP H07100589A JP 5246868 A JP5246868 A JP 5246868A JP 24686893 A JP24686893 A JP 24686893A JP H07100589 A JPH07100589 A JP H07100589A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、非樹枝状初晶が金属
(一般には合金)液体中に分散したスラリー状の固体−
液体金属混合物(以下単に半凝固金属という)の製造に
関し、攪拌子回転法による品質劣化のない微細な初晶を
含んだ高品質の半凝固金属の製造方法及びその装置を提
案するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a slurry-like solid in which non-dendritic primary crystals are dispersed in a metal (generally an alloy) liquid.
With regard to the production of a liquid metal mixture (hereinafter simply referred to as a semi-solidified metal), a method and an apparatus for producing a high-quality semi-solidified metal containing fine primary crystals without quality deterioration by a stirrer rotation method are proposed.
【0002】[0002]
【従来の技術】半凝固金属を連続的に製造する手段とし
ては、例えば特公昭56−20944 号公報(非樹枝状初晶固
体分を含む合金を連続的に形成する為の装置)に開示さ
れているように、一定温度の溶融金属を、円筒状の冷却
槽の内面と、高速回転する攪拌子との隙間に導き、強い
攪拌作用を加えつつ冷却し、得られた半凝固金属を、そ
の底部から連続的に排出させる機械攪拌方式(以下攪拌
子回転法という)のものが知られている。2. Description of the Related Art A means for continuously producing a semi-solid metal is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. Sho 56-20944 (apparatus for continuously forming an alloy containing non-dendritic primary crystal solids). As described above, the molten metal at a constant temperature is introduced into the gap between the inner surface of the cylindrical cooling tank and the stirrer rotating at high speed, and cooled with a strong stirring action, and the obtained semi-solid metal is A mechanical stirring method (hereinafter referred to as a stirrer rotation method) of continuously discharging from the bottom is known.
【0003】また、攪拌方式として、電磁力を用いる方
法(以下電磁攪拌法という)も良く知られている。As a stirring method, a method using electromagnetic force (hereinafter referred to as electromagnetic stirring method) is also well known.
【0004】さらに、他の手段として、抜熱能を有し横
軸のまわりに回転する単ロール(攪拌子)と、該ロール
の外周に沿う凹曲面からなる固定板との隙間に溶湯を供
給して強制冷却による凝固を生起させながら、ロールの
回転により発生する固液界面のせん断歪により半凝固金
属を製造する手段(以下単ロール法という)が特開平4
−238645号公報(半凝固金属の製造方法および装置)に
提案開示されている。Further, as another means, the molten metal is supplied to a gap between a single roll (stirrer) having heat removal ability and rotating around a horizontal axis, and a fixed plate having a concave curved surface along the outer circumference of the roll. Japanese Laid-Open Patent Publication No. Hei 4 (1999) -4 means for producing semi-solidified metal by shear strain of the solid-liquid interface generated by rotation of the roll while causing solidification by forced cooling.
-238645 (a method and an apparatus for producing semi-solidified metal) is proposed and disclosed.
【0005】これらいずれの手段も、半凝固金属中の固
相粒は、溶融金属を冷却しながら激しく攪拌することに
よって、融体中に生成しつつある樹枝状初晶の枝部が消
失ないしは縮少して丸みを帯びた形態に変換されて形成
される。In any of these means, the solid-phase particles in the semi-solidified metal are vigorously stirred while cooling the molten metal, whereby the branches of the dendritic primary crystals that are being formed in the melt disappear or shrink. It is formed by converting it into a slightly rounded form.
【0006】この半凝固金属は、非樹枝状初晶粒子が細
かいほど、また固相率が高いほどその半凝固金属から得
られる製品の品質特性が優れていると云われ、その初晶
粒の大きさは冷却能に起因する冷却速度が大きいほど細
かくなる。It is said that the finer the non-dendritic primary crystal grains and the higher the solid fraction of the semi-solidified metal, the more excellent the quality characteristics of the product obtained from the semi-solidified metal. The size becomes finer as the cooling rate due to the cooling capacity increases.
【0007】このようなことから、半凝固金属の製造装
置としては、冷却能に優れる装置が必要であるが、強冷
却して微細初晶粒、高固相率の半凝固金属を製造する場
合、見かけ粘度が大きくなくなるため流動性が著しく悪
くなり、特に高固相率の半凝固金属を安定して連続的に
排出することが困難になる。For this reason, an apparatus having excellent cooling capacity is required as an apparatus for producing semi-solidified metal, but in the case of producing semi-solidified metal with fine primary crystal grains and high solid fraction by intense cooling. However, since the apparent viscosity is not so large, the fluidity is remarkably deteriorated, and it becomes particularly difficult to stably and continuously discharge the semi-solidified metal having a high solid fraction.
【0008】上述した各手段を、この半凝固金属の排出
能および冷却能の観点から検討すると、単ロール法は、
生成した半凝固金属の排出がロールの回転により促進さ
れ、ロール表面に付着する凝固シェルはスクレーパーで
削り取られるので、排出する半凝固金属の固相率が大き
くても排出のための妨害要因は少なく、かつ凝固シェル
生長による冷却能の減衰要因も少ないので、排出能およ
び冷却能が非常に優れた方法である。Examining the above-mentioned means from the viewpoints of the discharging ability and cooling ability of the semi-solidified metal, the single roll method is
The rotation of the roll accelerates the discharge of the generated semi-solidified metal, and the solidified shell adhering to the roll surface is scraped off by the scraper, so even if the solid-phase ratio of the discharged semi-solidified metal is large, there are few obstruction factors for the discharge. In addition, since there are few factors that reduce the cooling capacity due to the growth of the solidified shell, this method is very excellent in discharging capacity and cooling capacity.
【0009】しかし、攪拌子回転法や電磁攪拌法では冷
却槽中で、供給された溶湯を冷却槽の中心を回転軸とす
る回転による攪拌を行うために、攪拌子の回転数を上げ
て強攪拌をしようとすればするほど、遠心力による冷却
槽壁面への圧力が増大し、排出能を逆に低下させること
になる。また高冷却能の冷却板を使用しても、冷却面に
生成する凝固シェルの生長抑制が、攪拌による固液界面
のせん断ひずみのみによるために、凝固シェル生長抑制
効果はあまり期待できなく、結果的に凝固シェル生長に
よる冷却能の減衰が生じることになる。したがって、攪
拌子回転法や電磁攪拌法では、半凝固金属の排出能増大
技術の確率とともに、冷却面の凝固シェル生長抑制技術
の確立が特に重要な課題になる。However, in the stirrer rotation method and the electromagnetic stirrer method, in order to stir the supplied molten metal in the cooling tank by rotating around the center of the cooling tank as a rotation axis, the number of rotations of the stirrer is increased to increase the strength. The more the agitation is attempted, the more the pressure on the wall surface of the cooling tank due to the centrifugal force is increased, and the discharge capacity is decreased. Even if a cooling plate with a high cooling capacity is used, the growth suppression effect of the solidified shell generated on the cooling surface is only due to the shear strain of the solid-liquid interface due to stirring, so the effect of suppressing the growth of the solidified shell cannot be expected so much. As a result, the cooling capacity is attenuated due to the growth of the solidified shell. Therefore, in the stirrer rotation method and the electromagnetic stirring method, the establishment of a technology for suppressing the growth of the solidified shell on the cooling surface becomes a particularly important issue, along with the probability of the technology for increasing the discharge capacity of semi-solidified metal.
【0010】一方、これらの攪拌子回転法や電磁攪拌法
は、排出能と冷却能の増大が実現できれば、微細な初晶
粒を含む半凝固金属を、ノズルを通過させるか、あるい
は直接丸断面や角断面等の形状への連続鋳造を可能にし
て、微細初晶粒、高固相率の半凝固金属を形状化するに
は非常に優れた手段である。On the other hand, in the stirrer rotation method and the electromagnetic stirring method, if the discharge capacity and the cooling capacity can be increased, a semi-solidified metal containing fine primary crystal grains is passed through a nozzle or directly rounded. It is a very excellent means to shape fine primary crystal grains and semi-solidified metal with a high solid fraction by enabling continuous casting into a shape such as a square cross section.
【0011】このような観点から、攪拌子回転法につい
ては半凝固金属の排出能改善手段として、この発明会社
は先に特開平4−124231号公報(半凝固金属製造
装置)に、表面にねじ溝を有する攪拌子を用い、冷却攪
拌槽で生成した半凝固金属を下方へ強制的に送給する手
段を取り入れた装置を提案開示した。しかし、冷却面の
凝固シェルの生長抑制技術の確立には未だ至っていな
く、凝固シェルの生長にともなって冷却攪拌槽冷却板の
冷却能が減衰し、得られる半凝固金属の初晶粒が粗大化
してその品質が劣化するという問題が残されていた。From such a point of view, in the stirrer rotation method, as a means for improving the ability to discharge semi-solidified metal, the inventor of the present invention previously disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-124231 (semi-solidified metal manufacturing apparatus) with a screw on the surface. An apparatus has been proposed and disclosed in which a stirrer having a groove is used and means for forcibly feeding the semi-solidified metal generated in the cooling stirring tank downward is introduced. However, the technology for suppressing the growth of the solidified shell on the cooling surface has not yet been established, and the cooling capacity of the cooling plate of the cooling and stirring tank declines with the growth of the solidified shell, and the primary crystal grains of the semi-solidified metal obtained are coarse. However, there remains a problem that the quality is deteriorated.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記した
事情にかんがみ、表面にねじ溝を有する攪拌子を用いる
攪拌子回転法により、冷却面に生長する凝固シェルを有
利に抑制する品質劣化のない高品質の半凝固金属を得る
ための製造方法及びその装置を提案することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned circumstances, the present invention is a stirrer rotation method using a stirrer having a thread groove on the surface thereof, which can suppress the deterioration of quality that advantageously suppresses a solidified shell growing on a cooling surface. An object of the present invention is to propose a manufacturing method and an apparatus for obtaining a high quality semi-solidified metal.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】前記した凝固シェルの生
長抑制方法について、種々研究検討を重ねた結果、凝固
シェルの効果的な切削除去方法を見出し、この発明を達
成したものである。すなわち、この発明の要旨は以下の
通りである。 筒状の冷却板を有する冷却攪拌槽の上方より供給し
た溶湯を、冷却下に表面にねじ溝を有する攪拌子の該冷
却槽の中心における回転により攪拌して粒子の細かい非
樹枝状晶が懸濁した固液混相金属スラリーとし、下方の
排出口から排出する半凝固金属の製造方法において、冷
却板冷却面に生長する凝固シェルを、攪拌子のねじ山外
周に設けたスクレーパーチップにより該攪拌子の回転に
基づいて順次に切削除去し、冷却板の冷却能の減衰を阻
止することを特徴とする攪拌子回転法による品質劣化の
ない半凝固金属の製造方法である。 筒状の冷却板を有する冷却攪拌槽と、該冷却攪拌槽
の中心において回転する表面にねじ溝を有する攪拌子及
び冷却攪拌槽の下方に排出口を備えてなる半凝固金属製
造装置において、攪拌子のねじ山外周部に冷却板冷却面
に生長する凝固シェル切削用スクレーパーチップを多数
配設してなり、該スクレーパーチップの多数の配設が、
ねじ山ピッチのスクレーパーチップ幅に対する倍率を超
える値に対応する円周上等分割配分数での配置になる攪
拌子回転法による品質劣化のない半凝固金属の製造装置
である。As a result of various studies and studies on the above-mentioned method for suppressing the growth of a solidified shell, the inventors have found an effective method for cutting and removing the solidified shell, and achieved the present invention. That is, the gist of the present invention is as follows. The molten metal supplied from above a cooling and stirring tank having a cylindrical cooling plate is stirred by rotation of an agitator having a thread groove on the surface at the center of the cooling tank under cooling to suspend non-dendritic crystals with fine particles. In the method for producing a semi-solid metal which is a turbid solid-liquid mixed phase metal slurry and is discharged from a lower outlet, a solidified shell that grows on a cooling plate cooling surface is provided by a scraper tip provided on the outer circumference of the screw thread of the stirrer. It is a method for producing a semi-solid metal without quality deterioration by a stirrer rotation method, which is characterized in that the cooling capacity of a cooling plate is prevented from being attenuated sequentially by cutting and removing based on the rotation of the stirrer. In a semi-solid metal manufacturing apparatus comprising a cooling and stirring tank having a cylindrical cooling plate, a stirring bar having a thread groove on the surface rotating at the center of the cooling stirring tank, and a discharge port below the cooling stirring tank A large number of scraper chips for solidifying shell cutting that grow on the cooling plate cooling surface are arranged on the outer peripheral portion of the threads of the child, and a large number of the scraper chips are arranged.
It is an apparatus for producing semi-solid metal without quality deterioration by the stirrer rotation method, which is arranged in the number of evenly distributed distributions on the circumference corresponding to the value exceeding the ratio of the thread pitch to the scraper chip width.
【0014】[0014]
【作用】この発明の経緯とその作用について以下に述べ
る。発明者らは、前述したような状況のもとで、表面に
ねじ溝を有する攪拌子を用いる攪拌子回転法についてさ
らに実験検討を進めた結果、攪拌子の回転数を上げても
その固液界面のせん断ひずみ速度のみでは冷却攪拌槽冷
却面に生成する凝固シェルの生長抑制には不十分であ
り、強冷却を行うために高抜熱速度の冷却板を使用する
と凝固シェルの生長が著しくなり、結果として抜熱速度
が小さくなって冷却能が低下してしまい、逆に凝固シェ
ルの生長が起こらないような抜熱速度の冷却板では、最
初から冷却能が小さく高品質の半凝固金属が得られない
ということを知見するに至った。The background of the present invention and its operation will be described below. Under the circumstances as described above, the inventors further conducted an experimental study on a stirrer rotation method using a stirrer having a thread groove on the surface, and as a result, even if the rotation speed of the stirrer was increased, the solid-liquid The shear strain rate of the interface alone is not sufficient to suppress the growth of the solidified shell generated on the cooling surface of the cooling stirring tank, and the growth of the solidified shell becomes remarkable when a cooling plate with a high heat removal rate is used for strong cooling. As a result, the heat removal rate decreases and the cooling capacity decreases, and conversely, with a cooling plate with a heat removal rate that does not cause the growth of the solidification shell, the cooling capacity is small from the beginning and high quality semi-solidified metal is produced. We came to discover that we could not obtain it.
【0015】そして、凝固シェルの生長抑制方法として
は、攪拌子の回転による固液界面のせん断ひずみ以外
に、強制的に凝固シェルを削り取る手段を加えることが
効果的であり、その手段としては、攪拌子にスクレーパ
ー機能をもたせ、その攪拌子の回転により凝固シェルを
切削除去することが最も有効であることが明らかになっ
た。As a method for suppressing the growth of the solidified shell, it is effective to add a means for forcibly scraping off the solidified shell in addition to the shear strain of the solid-liquid interface due to the rotation of the stirrer. It was clarified that it is most effective to give the stirrer a scraper function and to remove the solidified shell by rotating the stirrer.
【0016】したがって、この発明は、表面にねじ溝を
有する攪拌子を用いる攪拌子回転法による半凝固金属の
製造にあたって、筒状の冷却板を有する冷却攪拌槽の上
方より供給した溶湯を、冷却攪拌槽内で攪拌子による攪
拌を加えながら冷却させる際、攪拌子にスクレーパー機
能を具備させることとするため、攪拌子の回転及びその
表面のねじ溝による攪拌と排出作用だけでなく、冷却面
から生長する凝固シェルを強制的に削り取る作用が付加
されることになる。Therefore, according to the present invention, when the semi-solidified metal is produced by the stirrer rotating method using the stirrer having the thread groove on the surface, the molten metal supplied from above the cooling stirrer having the cylindrical cooling plate is cooled. When cooling while stirring with a stirrer in the stirrer, the stirrer is equipped with a scraper function. The action of forcibly scraping off the growing solidified shell is added.
【0017】この結果、凝固シェルの生長に起因する冷
却板の抜熱速度の低下すなわち冷却能の減衰を防止で
き、高冷却能を維持しながら半凝固金属の製造が可能に
なり、品質劣化のない初晶粒が微細な高品質の半凝固金
属が製造できるようになる。As a result, it is possible to prevent the heat removal rate of the cooling plate from being lowered due to the growth of the solidified shell, that is, the decrease of the cooling capacity, and it is possible to manufacture the semi-solidified metal while maintaining the high cooling capacity. It will be possible to manufacture high quality semi-solidified metal with fine primary grains.
【0018】上記において、攪拌子に具備するスクレー
パーは、攪拌子のねじ山外周部に切削バイト状のスクレ
ーパーチップを多数配設し、その配設をねじ山ピッチの
スクレーパーチップ幅に対する倍率を超える値に対応す
る円周上等分割配分数での配置にするものであり、かく
する攪拌子の回転によって冷却板冷却面に生長する凝固
シェルは全面にわたり攪拌子に配設したスクレーパーチ
ップにより順次に切削除去され、凝固シェルの厚さをほ
ぼ一定に保持することができ、冷却板の冷却能はほぼ一
定に維持されることになる。In the above-mentioned scraper provided in the stirrer, a large number of cutting bite-shaped scraper chips are arranged on the outer peripheral portion of the screw thread of the stirrer, and the arrangement is a value exceeding the ratio of the screw thread pitch to the scraper chip width. The solidified shell that grows on the cooling plate cooling surface due to the rotation of the stirrer is cut sequentially by the scraper tip provided on the stirrer over the entire surface. By being removed, the thickness of the solidified shell can be kept substantially constant, and the cooling capacity of the cold plate will be kept substantially constant.
【0019】[0019]
【実施例】まず、この発明に適合する半凝固金属製造装
置例を図面に基づいて説明する。図1は、表面にねじ溝
を有する攪拌子を用いる攪拌子回転法による半凝固金属
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は受湯槽である。5は冷却
攪拌槽であり、その筒状の冷却板6は冷却水入口7と冷
却水出口8を介する冷却水によって水冷される。冷却攪
拌槽5にはその中心に表面にねじ溝を有する攪拌子4が
挿入されていて、取鍋(図示省略)から浸漬ノズル1、
タンディッシュ2、受湯槽3を介して供給される溶湯
を、この攪拌子4の回転によって冷却下の攪拌と生成さ
れる半凝固金属に排出力を付与し、半凝固金属は排出槽
11のノズル12及びスライド弁13を通って排出され
る。また、9及び10は冷却水入口7及び出口8の温度
センサーであり、14及び15はそれぞれ受湯槽3及び
排出槽11のヒーターである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an example of a semi-solid metal manufacturing apparatus suitable for the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of a semi-solid metal manufacturing apparatus by a stirrer rotation method using a stirrer having a thread groove on the surface. In FIG. 1, 1 is an immersion nozzle, 2 is a tundish, and 3 is a hot water tank. Reference numeral 5 is a cooling and stirring tank, and the cylindrical cooling plate 6 is water-cooled by cooling water through a cooling water inlet 7 and a cooling water outlet 8. An agitator 4 having a thread groove on the surface is inserted in the center of the cooling and agitating tank 5, and the dipping nozzle 1 from the ladle (not shown),
The molten metal supplied through the tundish 2 and the hot water receiving tank 3 is stirred by the rotation of the stirrer 4 and a discharging force is given to the semi-solidified metal produced, and the semi-solidified metal is the nozzle of the discharging tank 11. It is discharged through 12 and the slide valve 13. Further, 9 and 10 are temperature sensors at the cooling water inlet 7 and the outlet 8, and 14 and 15 are heaters for the hot water receiving tank 3 and the discharging tank 11, respectively.
【0020】そして、この発明に適合する半凝固金属製
造装置は、上記図1のような構成になる装置の攪拌子4
を、そのねじ山外周部に、冷却板6で生長する凝固シェ
ルを順次に切削除去する多数のスクレーパーチップを冷
却板6の高さ全長にわたって切削できる配置すなわちね
じ山ピッチのスクレーパーチップ幅に対する倍率を超え
る値に対応する円周上等分割配分数の配置にするもので
ある。その攪拌子の1例を図2(a) 及び(b) に示す。The semi-solidified metal production apparatus according to the present invention is the stirrer 4 of the apparatus having the structure shown in FIG.
On the outer periphery of the screw thread, a large number of scraper chips for sequentially cutting and removing the solidified shell growing on the cooling plate 6 can be cut over the entire height of the cooling plate 6, that is, the ratio of the thread pitch to the scraper chip width can be adjusted. The number of equal divisions on the circumference corresponding to the value exceeding the number is arranged. An example of the stirrer is shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).
【0021】図2(a) はこの発明に適合する外周ねじ山
部にスクレーパーを多数配設した攪拌子の正面の説明図
であり、(b) は(a) の上面の説明図である。図2におい
て、21はシャフト、22はねじ山部(ねじピッチ:4
5mm)、23はスクレーパーチップ(チップ幅:20m
m)であり、スクレーパーチップ23はねじ山部22の
外周に円周上等分割に(中心角が45°)となるように
8個所に取付けられていて、冷却板6の高さ全長にわた
り、その内面に生長する凝固シェルを切削できるように
配設されている。また、スクレーパーチップ23の刃先
と冷却板6とのすき間は、製造する半凝固金属の種類、
特性などによって要求される抜熱速度に応じて適宜定め
ることでよい。FIG. 2 (a) is an explanatory view of the front of the stirrer having a large number of scrapers arranged on the outer peripheral thread portion according to the present invention, and FIG. 2 (b) is an explanatory view of the upper surface of (a). In FIG. 2, 21 is a shaft, 22 is a thread portion (screw pitch: 4
5mm) and 23 are scraper chips (chip width: 20m
m), and the scraper chips 23 are attached to the outer circumference of the threaded portion 22 at eight positions so as to be equally divided on the circumference (center angle is 45 °), and over the entire height of the cooling plate 6, It is arranged so that the solidified shell that grows can be cut on its inner surface. Further, the gap between the blade edge of the scraper chip 23 and the cooling plate 6 depends on the type of semi-solidified metal to be manufactured,
It may be appropriately determined according to the heat removal rate required by the characteristics.
【0022】つぎに、この発明の適合例として、図2に
示したスクレーパーチップを配設した攪拌子を取付けた
図1の半凝固金属製造装置により半凝固金属を製造し
た。Next, as a conforming example of the present invention, a semi-solid metal is manufactured by the semi-solid metal manufacturing apparatus of FIG. 1 equipped with a stirrer having the scraper chip shown in FIG.
【0023】その半凝固金属の製造は、適正な温度に調
整したAl−7mass%Si合金溶湯を、取鍋から浸漬ノ
ズル1を介してタンディッシュ2へ注湯し、タンディッ
シュ2及び受湯槽3を介してCu製冷却板を有する冷却
攪拌槽5へ注入させ、この冷却攪拌槽5内でスクレーパ
ーチップ付き攪拌子4の回転による攪拌を加えながら冷
却し、スライド弁13の開度を操作して排出速度を調整
し排出される半凝固金属の固相率が0.3 と一定になるよ
うに制御して行った。The production of the semi-solid metal is carried out by pouring an Al-7mass% Si alloy molten metal adjusted to an appropriate temperature from a ladle into a tundish 2 through a dipping nozzle 1 to form a tundish 2 and a hot water tank 3. It is poured into a cooling and stirring tank 5 having a Cu cooling plate through the inside, and is cooled while being stirred by the rotation of the stirrer 4 with a scraper tip in this cooling and stirring tank 5, and the opening degree of the slide valve 13 is operated. The discharging rate was adjusted so that the solid phase ratio of the semi-solidified metal discharged was controlled to be constant at 0.3.
【0024】上記において、冷却攪拌槽5の冷却水量は
500 l/min 、攪拌子4の回転数は1000rpm とした。な
お、冷却攪拌槽5の本体、攪拌子4及びスクレーパーチ
ップ23はSUS410製とした。In the above, the cooling water amount of the cooling stirring tank 5 is
The speed of the stirrer 4 was set to 500 l / min and 1000 rpm. The main body of the cooling and stirring tank 5, the stirrer 4, and the scraper chip 23 were made of SUS410.
【0025】また、比較例としてスクレーパーチップの
ない攪拌子を用いて同様の手法による半凝固金属の製造
も行った。Further, as a comparative example, a semi-solid metal was manufactured by the same method using a stirrer without a scraper tip.
【0026】このようにして半凝固金属をそれぞれ製造
した際の、操業時の時間経過にともなう冷却板6の抜熱
速度の変化及び排出された半凝固金属の初晶粒の平均粒
径を調査した。When the respective semi-solidified metals were produced in this way, changes in the heat removal rate of the cooling plate 6 with the lapse of time during operation and the average grain size of the discharged primary crystal grains of the semi-solidified metal were investigated. did.
【0027】ここで、抜熱速度は、冷却水の温度センサ
ー9及び10で測定した水温の温度差から計算により求
め、半凝固金属の初晶粒の平均粒径は、排出された半凝
固金属を急冷したサンプルについて調査した。Here, the heat removal rate is obtained by calculation from the temperature difference between the water temperatures measured by the cooling water temperature sensors 9 and 10, and the average grain size of the primary crystal grains of the semi-solidified metal is the discharged semi-solidified metal. Was investigated on a rapidly cooled sample.
【0028】これらの調査結果を図3及び図4にまとめ
て示す。図3は注湯開始からの時間経過に伴う冷却板の
抜熱速度の変化を示すグラフである。この図から明らか
なように、比較例では、時間経過により凝固シェルの生
長に起因する抜熱速度の低下が顕著であるが、適合例で
は、凝固シェルを生長段階でスクレーパーチップにより
順次削り取るため、抜熱速度は高いレベルで安定して維
持されている。The results of these investigations are shown in FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a graph showing changes in the heat removal rate of the cooling plate with the lapse of time from the start of pouring. As is clear from this figure, in the comparative example, the decrease in the heat removal rate due to the growth of the solidified shell over time is remarkable, but in the compatible example, the solidified shell is sequentially scraped off by the scraper tip at the growth stage, The heat removal rate is stably maintained at a high level.
【0029】また、図4は注湯開始からの時間経過に伴
う排出された半凝固金属の平均粒径の変化を示すグラフ
である。この図から明らかなように、比較例では、時間
経過とともに抜熱速度の低下に影響されて平均初晶粒径
も大きくなるが、適合例では、初晶粒径は小さいまま維
持されていて、品質劣化のない高品質の半凝固金属が得
られることを示している。FIG. 4 is a graph showing changes in the average particle size of the discharged semi-solidified metal with the lapse of time from the start of pouring. As is clear from this figure, in the comparative example, the average primary crystal grain size increases with the decrease of the heat removal rate with the passage of time, but in the conforming example, the primary crystal grain size is maintained small, It shows that high quality semi-solidified metal can be obtained without quality deterioration.
【0030】[0030]
【発明の効果】この発明は、表面にねじ溝を有する攪拌
子を用いる攪拌子回転法により半凝固金属を製造するに
あたり、冷却攪拌槽冷却板に生成する凝固シェルの生長
を強制的に切削除去し、凝固シエルの生長に伴う抜熱速
度の低下を防止するようにするものであり、この発明に
よれば、微細な初晶粒を含む高品質の半凝固金属を安定
して製造できるようになり、この半凝固金属から製造さ
れる製品の品質特性を向上させることができる。According to the present invention, when a semi-solidified metal is produced by a stirrer rotating method using a stirrer having a thread groove on the surface, the growth of a solidified shell formed on a cooling plate of a cooling stirring tank is forcibly cut and removed. However, it is intended to prevent a decrease in heat removal rate due to the growth of solidified shell, and according to the present invention, it is possible to stably produce a high quality semi-solidified metal containing fine primary crystal grains. Therefore, it is possible to improve the quality characteristics of products manufactured from this semi-solid metal.
【図1】表面にねじ溝を有する攪拌子を用いる攪拌子回
転法による半凝固金属製造装置の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a semi-solid metal manufacturing apparatus by a stirrer rotation method using a stirrer having a thread groove on the surface.
【図2】(a) は、この発明に適合する外周ねじ山部にス
クレーパーチップを多数配設した攪拌子の正面の説明図
である。(b) は、(a) の上面の説明図である。FIG. 2 (a) is an explanatory view of the front of the stirrer having a large number of scraper chips arranged on the outer peripheral thread portion according to the present invention. (b) is an explanatory view of the upper surface of (a).
【図3】注湯開始からの時間経過に伴う冷却板の抜熱速
度の変化を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing changes in the heat removal rate of the cooling plate with the lapse of time from the start of pouring.
【図4】注湯開始からの時間経過に伴う排出された半凝
固金属の平均粒径の変化を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing changes in the average particle size of discharged semi-solidified metal with the lapse of time from the start of pouring.
1 浸漬ノズル 2 タンディッシュ 3 受湯槽 4 攪拌子 5 冷却攪拌槽 6 冷却板 7 冷却水入口 8 冷却水出口 9 温度センサー(入口冷却水用) 10 温度センサー(出口冷却水用) 11 排出槽 12 ノズル 13 スライド弁 14 ヒーター(受湯槽用) 15 ヒーター(排出槽用) 21 シャフト 22 ねじ山部 23 スクレーパーチップ 1 Immersion Nozzle 2 Tundish 3 Hot Water Tank 4 Stirrer 5 Cooling Stirring Tank 6 Cooling Plate 7 Cooling Water Inlet 8 Cooling Water Outlet 9 Temperature Sensor (For Inlet Cooling Water) 10 Temperature Sensor (For Outlet Cooling Water) 11 Discharge Tank 12 Nozzle 13 Slide valve 14 Heater (for hot water tank) 15 Heater (for discharge tank) 21 Shaft 22 Thread portion 23 Scraper tip
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 広芳 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 難波 明彦 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hiroyoshi Takahashi, 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Stock Company Rheotec (72) Akihiko Namba 1, Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba Stock Company In rheotech
Claims (2)
より供給した溶湯を、冷却下に表面にねじ溝を有する攪
拌子の該冷却槽の中心における回転により攪拌して粒子
の細かい非樹枝状晶が懸濁した固液混相金属スラリーと
し、下方の排出口から排出する半凝固金属の製造方法に
おいて、 冷却板冷却面に生長する凝固シェルを、攪拌子のねじ山
外周に設けたスクレーパーチップにより該攪拌子の回転
に基づいて順次に切削除去し、冷却板の冷却能の減衰を
阻止することを特徴とする攪拌子回転法による品質劣化
のない半凝固金属の製造方法。1. A molten metal supplied from above a cooling and stirring tank having a cylindrical cooling plate is stirred by rotation of an agitator having a thread groove on the surface thereof at the center of the cooling tank while cooling to obtain fine particles. A solid-liquid mixed-phase metal slurry in which dendrites are suspended and discharged from the lower outlet in the method for producing semi-solidified metal. A method for producing a semi-solid metal without quality deterioration by a stirrer rotation method, which comprises sequentially cutting and removing the stirrer with a tip based on the rotation of the stirrer to prevent the cooling ability of a cooling plate from being attenuated.
冷却攪拌槽の中心において回転する表面にねじ溝を有す
る攪拌子及び冷却攪拌槽の下方に排出口を備えてなる半
凝固金属製造装置において、 攪拌子のねじ山外周部に冷却板冷却面に生長する凝固シ
ェル切削用スクレーパーチップを多数配設してなり、 該スクレーパーチップの多数の配設が、ねじ山ピッチの
スクレーパーチップ幅に対する倍率を超える値に対応す
る円周上等分割配分数での配置になる攪拌子回転法によ
る品質劣化のない半凝固金属の製造装置。2. A semi-solidified metal comprising a cooling and stirring tank having a cylindrical cooling plate, a stirring bar having a thread groove on the surface rotating at the center of the cooling stirring tank, and a discharge port below the cooling stirring tank. In the manufacturing apparatus, a large number of scraper chips for solidifying shell growth that grows on the cooling plate cooling surface are arranged on the outer periphery of the threads of the stirrer. An apparatus for producing semi-solidified metal that does not deteriorate in quality by the stirrer rotation method and is arranged in a number of evenly divided distributions on the circumference corresponding to a value that exceeds the magnification for.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5246868A JPH07100589A (en) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | Production of half-solidified metal without deteriorated quality by stirrer rotating method and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5246868A JPH07100589A (en) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | Production of half-solidified metal without deteriorated quality by stirrer rotating method and apparatus therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07100589A true JPH07100589A (en) | 1995-04-18 |
Family
ID=17154929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5246868A Pending JPH07100589A (en) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | Production of half-solidified metal without deteriorated quality by stirrer rotating method and apparatus therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07100589A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1050353A1 (en) * | 1998-01-20 | 2000-11-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for manufacturing semi-solidified metal |
EP1649951A1 (en) * | 2003-07-02 | 2006-04-26 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Molding of slurry-form semi-solidified metal |
-
1993
- 1993-10-01 JP JP5246868A patent/JPH07100589A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1050353A1 (en) * | 1998-01-20 | 2000-11-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for manufacturing semi-solidified metal |
EP1050353A4 (en) * | 1998-01-20 | 2001-06-27 | Honda Motor Co Ltd | Method and apparatus for manufacturing semi-solidified metal |
US6681836B1 (en) | 1998-01-20 | 2004-01-27 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for manufacturing semi-solidified metal |
EP1649951A1 (en) * | 2003-07-02 | 2006-04-26 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Molding of slurry-form semi-solidified metal |
EP1649951A4 (en) * | 2003-07-02 | 2006-09-20 | Honda Motor Co Ltd | Molding of slurry-form semi-solidified metal |
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