JPH0724918B2 - スラブ表面の縦すじ防止機能を有する電磁鋳造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はスラブ表面の縦すじ防止機能を有する電磁鋳
造装置に関するものである。

［従来技術］ 電磁鋳造は従来の鋳型の代わりに磁場を使用してアルミ
若しくはアルミ合金等の軽金属の溶湯を保持して鋳造す
る方法である。この際磁場に保持された溶湯の表面には
酸化被膜が形成される。この酸化被膜は鋳塊がビレット
のように円形断面を有する場合には鋳塊の周囲に均一に
流れ込むが、鋳塊がスラブのように矩形断面を有する場
合には鋳塊の周囲に均一に流れ込まないで部分的に厚く
成長する。又鋳造開始時に溶湯を電磁鋳造装置の底台に
注いだ時に酸化物が発生しやすい。この様な酸化物や酸
化被膜は鋳塊の表面に沿って移動し、引いては鋳塊の表
面から内部に流れ込み鋳塊表面の欠陥となる。

［発明が解決しようとする課題］ そこで例えば第９図（イ）、（ロ）に示す従来の電磁鋳
造装置20、30はそれぞれ断熱材よりなる堰24を有してい
る。なお、第９図（イ）、（ロ）において、21は電磁コ
イル、22はスクリーン、23はノズル、26はアルミ溶湯
部、27はアルミ鋳塊部をそれぞれ示す。

然しこのような堰24を使用しても鋳塊部27内部の酸化物
の発生を防止することができるが堰24の外側のアルミ溶
湯部26の表面に生じる酸化被膜を均一にすることができ
なかった。そのためスラブのような矩形断面では圧延面
中央部において鋳塊部27の凝固収縮による酸化被膜のし
わ寄せで縦すじが発生する傾向がある。この様な縦すじ
が発生すると電磁鋳造の最大の特徴である無面削圧延し
くは面削減が困難となる。

この発明は電磁鋳造に際し、酸化被膜の発生が極めて僅
かな電磁鋳造装置の提供を課題とする。

［課題を解決するための技術的手段］ 上記の課題を解決するためのこの発明は上下解放された
方形の電磁コイルと、この電磁コイル内にあって電磁コ
イルに平行な方形の堰と、この堰内に配設された軽金属
溶湯供給用ノズルと、このノズルから供給されて凝固し
た方形の軽金属鋳塊部の周辺と前記電磁コイルとの間に
介装された方形のスクリーンとからなる電磁鋳造装置に
おいて、前記堰は前記方形の軽金属鋳塊部の周辺から12
0mm以上離れた位置で方形の軽金属鋳塊部の上側に位置
する方形の軽金属溶融部の上面から該溶融部内に浸漬
し、スクリーンの電磁コイルに対する上下方向の重なり
長さは電磁鋳型の高さの1/2〜1/4に設定した構成を有し
ている。

［作用］ 実験の結果上記の構成により堰がノズル近傍に位置する
ようになり、そのためノズルを出た強い溶湯流動により
酸化被膜が堰で切断され、放射状に広がって溶湯部の側
面に流れ込むので酸化被膜は溶湯部表面で均一に分布さ
れる。これに反して従来の軽金属電磁鋳造装置では堰は
第８図（イ）、（ロ）に示すようにノズルを出た溶湯の
流れが弱い位置にあるので、酸化被膜は随時切断され溶
湯部の側面に流れ込まない。即ち酸化被膜は部分的に堰
に引張られた状態となり、縦すじが生ずる。

［実施例］ 以下実施例を示す第１〜４図によりこの発明を説明す
る。同図において、電磁鋳造装置10は上下解放された銅
製方形の電磁コイル11と、この電磁コイル11内にあって
電磁コイル11に平行な方形の断熱材よりなる堰14と、こ
の堰14内に配設されたアルミ溶湯供給用ノズル13と、こ
のノズル13から供給されて凝固した方形のアルミ鋳塊部
17の周辺と前記電磁コイル11との間に介装されたステン
レス製方形のスクリーン12とから構成されている。ノズ
ル13の内部には黒鉛製のストッパー15が挿入されてい
る。16はアルミ溶湯部を示す。又Ｈは電磁コイル11とス
クリーン12との重なり長さを示し、Ｇは電磁コイル11と
スクリーン12との距離を示す。

上記の実施例において （１）堰14について （イ）堰14の位置は堰14の外側からアルミ鋳塊部17側面
までの距離Ｄが120mm以上が望ましい。

（ロ）堰14の材質はルミボード等の断熱材（樋のライニ
ング材）がよい。

（ハ）堰14の断面形状はＤ≧120mmなら第１図の方形で
あっても、第９図の（イ）、（ロ）の堰24のような断面
形状であっても特に問題はない。

（ニ）堰14の溶湯部16内への浸漬量Ｆは10〜30mmが望ま
しい。

（２）電磁コイルの相対位置関係 （イ）電磁コイル11.スクリーン12の重なり長さＨは電
磁コイル11の高さの1/2〜1/4がよい。

（ロ）電磁コイル11.スクリーン12間の距離Ｇは15〜30m
mがよい。

［実験例１｝ Al−Mg合金によりスラブサイズ500mmt×980mmwのスラブ
を表１に示す条件で電磁鋳造した。鋳造速度は60mm/分
とした。

各条件における電磁コイル11、スクリーン12の重なり長
さＨと縦すじの本数との関係を第６図に示す。この結果
縦すじの発生を防止するには小堰を使用して電磁コイル
11.スクリーン12の重なり長さＨを15〜30mm（コイル高
さの1/2〜1/4）にするとよいことが分かった。

［実験例２］ 実験例１と同じ材質及びサイズのスラブを種々のサイズ
及び断面形状の異なる堰を使用して電磁鋳造した。な
お、この場合電磁コイル11とスクリーン12との重なり長
さＨは15mm、電磁コイル11とスクリーン12間の距離Ｇは
30mmとした。堰のサイズとしては大堰（外寸400mm×780
mm）、中堰（300mm×680mm）、小堰（255mm×505mm）を
使用し、大堰に付いては第７図（イ）に示す方形断面、
（ロ）、（ハ）に示す断面形状のものを使用したが小堰
を使用すると縦すじは発生しなかった。このテストでは
鋳造速度を45mm/分とした。この結果を表２に示す。

第４図（イ）、（ロ）は本実施例の堰14による酸化被膜
発生の情況を示す。本実施例では堰14がノズル13の近傍
に位置するのでノズル13を出た強い溶湯流動により堰14
で酸化被膜が切断され、放射状に広がって溶湯16の側面
部に流れこむ状態を示す。

又第５図は電磁コイル11.スクリーン12の重なり長さＨ
と磁束密度差との関係を示す。前記の重なり長さＨが小
さい場合は磁束密度差が大きくなる。即ちスクリーン12
の下端より15mm下側の位置B₂の磁束密度はいずれの実験
条件でもほぼ同じ値であったのでスクリーン12の下端よ
り15mm上側の位置B₁の磁場が強くなった。

一般に電磁鋳造では磁場により溶湯を側面から保持して
いるがこれと同時に磁場により溶湯内側面が攪拌され
る。この攪拌力は磁場の強さと関連があり、電磁コイ
ル．スクリーンの重なり長さＨが小さいほど溶湯内側面
部の攪拌が強くなる。このため溶湯内側面部が攪拌によ
り酸化が促進され、堰14により薄く均一になった酸化被
膜が厚くなり、縦すじが生じ易くなる。そこで電磁コイ
ル11とスクリーン12との重なり長さＨを大きくし、攪拌
力を押えることが必要となる。

［効果］ この発明は上記の構成を有するので次のような優れた効
果を有する。

（イ）電磁鋳造スラブ、特にAl−Mg系合金のスラブの縦
すじを防止する （ロ）上記（イ）に伴いスラブの無面削圧延若しくは面
削減（50〜70％）が可能となる。

（ハ）無面削、面削減により歩留りが向上する。

（ニ）スラブの縦すじがなくなるので縦すじに沿った割
れがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例の正断面図を示す。第２図は第１図の
平面図を示す。第３図は第１図の要部の拡大正断面図を
示す。第４図（イ）は堰による酸化被膜発生の情況の平
面図を示す。第４図（ロ）は酸化被膜発生の拡大正面図
を示す。第５図は電磁鋳型．遮蔽板の重なり長さと磁束
密度差との関係を示す。第６図は各堰につき電磁鋳型．
遮蔽板の重なり長さとスラブに発生する縦すじの本数と
の関係を示す。第７図は実験に使用した異なる堰の断面
を示す。第８図（イ）は従来の電磁鋳造装置を使用した
場合にスラブに発生する酸化被膜の平面図を示す。第８
図（ロ）は第８図（イ）の一部の拡大正面図を示す。第
９図（イ）、（ロ）は共に従来の電磁鋳造装置の正断面
図を示す。 11……電磁コイル 12……スクリーン 13……ノズル 14……堰 16……溶湯部 17……鋳塊部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下解放された方形の電磁コイルと、この
   電磁コイル内にあって電磁コイルに平行な方形の堰と、
   この堰内に配設された軽金属溶湯供給用ノズルと、この
   ノズルから供給されて凝固した方形の軽金属鋳塊部の周
   辺と前記電磁コイルとの間に介装された方形のスクリー
   ンとからなる電磁鋳造装置であって、前記堰は前記方形
   の軽金属鋳塊部の周辺から120mm以上離れた位置で方形
   の軽金属鋳塊部の上側に位置する方形の軽金属溶融部の
   上面から該溶融部内に浸漬し、スクリーンの電磁コイル
   に対する上下方向の重なり長さは電磁コイルの高さの1/
   2〜1/4に設定したことを特徴とするスラブ表面の縦すじ
   防止機能を有する電磁鋳造装置。