JPH07256397A - 半凝固金属の製造方法 - Google Patents
半凝固金属の製造方法Info
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- JPH07256397A JPH07256397A JP4706694A JP4706694A JPH07256397A JP H07256397 A JPH07256397 A JP H07256397A JP 4706694 A JP4706694 A JP 4706694A JP 4706694 A JP4706694 A JP 4706694A JP H07256397 A JPH07256397 A JP H07256397A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高固相率で品質の良好な半凝固金属を連続的
に安定して製造する。 【構成】 横軸回転胴よりなり抜熱能を有する攪拌用回
転子と耐火物壁とで形成される冷却・攪拌室に溶融金属
を連続的に供給して半凝固金属を製造し、攪拌用回転子
の胴周面に生成する凝固層を削剥治具で切削しながら半
凝固金属に混入させ、下方の排出口から半凝固金属を連
続的に排出させるにあたり、攪拌用回転子の胴周面に生
成する凝固層の層内における固相率分布を計算し、この
計算結果にもとづいて、凝固層の固相率の値が0.4 とな
る攪拌用回転子胴周面からの距離に等しい間隙以上に、
攪拌用回転子と削剥治具との間隔を設定する。
に安定して製造する。 【構成】 横軸回転胴よりなり抜熱能を有する攪拌用回
転子と耐火物壁とで形成される冷却・攪拌室に溶融金属
を連続的に供給して半凝固金属を製造し、攪拌用回転子
の胴周面に生成する凝固層を削剥治具で切削しながら半
凝固金属に混入させ、下方の排出口から半凝固金属を連
続的に排出させるにあたり、攪拌用回転子の胴周面に生
成する凝固層の層内における固相率分布を計算し、この
計算結果にもとづいて、凝固層の固相率の値が0.4 とな
る攪拌用回転子胴周面からの距離に等しい間隙以上に、
攪拌用回転子と削剥治具との間隔を設定する。
Description
【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）液体中に分散した固体−液体金属混合
物（以下単に半凝固金属と呼ぶ）を連続して安定的に製
造・排出する方法を提案するものである。半凝固金属
は、下流の加工工程における加工装置の熱的負荷を低減
させたり、そのまま棒状又は板状などの半製品として凝
固させることにより、内部品質の良好な加工用素材が得
られるなど、その有用性から半凝固金属の安定した工業
的生産技術の開発が望まれている。
（一般には合金）液体中に分散した固体−液体金属混合
物（以下単に半凝固金属と呼ぶ）を連続して安定的に製
造・排出する方法を提案するものである。半凝固金属
は、下流の加工工程における加工装置の熱的負荷を低減
させたり、そのまま棒状又は板状などの半製品として凝
固させることにより、内部品質の良好な加工用素材が得
られるなど、その有用性から半凝固金属の安定した工業
的生産技術の開発が望まれている。
【０００２】
【従来の技術】半凝固金属を連続的に製造・排出する手
段としては、例えば特公昭５６−２０９４４号公報の非
樹枝状初晶固体分を含む合金を連続的に形成するための
装置に開示されているように、一定温度の溶融金属を円
筒状の冷却攪拌槽内において高速回転する縦軸の攪拌子
と冷却攪拌槽周壁との間隙に導き、適当な冷却条件のも
とで溶融金属に強い攪拌作用を加えて半凝固状態とし、
底部のノズルから半凝固金属として連続的に排出させる
機械的攪拌方式のものが知られている。
段としては、例えば特公昭５６−２０９４４号公報の非
樹枝状初晶固体分を含む合金を連続的に形成するための
装置に開示されているように、一定温度の溶融金属を円
筒状の冷却攪拌槽内において高速回転する縦軸の攪拌子
と冷却攪拌槽周壁との間隙に導き、適当な冷却条件のも
とで溶融金属に強い攪拌作用を加えて半凝固状態とし、
底部のノズルから半凝固金属として連続的に排出させる
機械的攪拌方式のものが知られている。
【０００３】一般に、この半凝固金属は、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
しつつある樹枝状晶の枝部が消失ないしは縮小して丸み
を帯びた形態に変換されて形成され、その特性は非樹枝
状初晶の粒径が小さなものほど優れている。そして初晶
粒径を小さくするためには、冷却速度を大きくする必要
があるが、強冷却されて得られる半凝固金属はその固相
率の増大とともに見かけ粘性が非常に大きくなり流動性
が低下する。そのため、重力のみの排出力による上記の
ような機械的攪拌方式の半凝固金属製造装置では半凝固
金属の連続排出が困難であり、現在も実用化されるには
至っていない。
却しながら激しく攪拌することによって、融体中に生成
しつつある樹枝状晶の枝部が消失ないしは縮小して丸み
を帯びた形態に変換されて形成され、その特性は非樹枝
状初晶の粒径が小さなものほど優れている。そして初晶
粒径を小さくするためには、冷却速度を大きくする必要
があるが、強冷却されて得られる半凝固金属はその固相
率の増大とともに見かけ粘性が非常に大きくなり流動性
が低下する。そのため、重力のみの排出力による上記の
ような機械的攪拌方式の半凝固金属製造装置では半凝固
金属の連続排出が困難であり、現在も実用化されるには
至っていない。
【０００４】一方、上記とは別の機械的攪拌方式で、横
軸のまわりに回転する横軸回転胴よりなる攪拌用回転子
と、該回転子の胴周に沿う抜熱能を有する固定壁とのす
き間に溶融金属を連続的に供給して冷却し、攪拌用回転
子の回転に基づくせん断力によって粒子の細かい非樹枝
状晶が懸濁した半凝固金属を製造しすき間の下方から連
続的に半凝固金属を排出する手段が、特開平３−１４２
０４０号公報（連続的に半凝固金属を製造する方法とそ
の装置）に、また、横軸回転胴よりなる攪拌用回転子に
抜熱能を持たせ、固定壁を断熱性とする手段が特開平４
−２３８６４５号公報（半凝固金属の製造方法および装
置）にそれぞれ提案開示されている。
軸のまわりに回転する横軸回転胴よりなる攪拌用回転子
と、該回転子の胴周に沿う抜熱能を有する固定壁とのす
き間に溶融金属を連続的に供給して冷却し、攪拌用回転
子の回転に基づくせん断力によって粒子の細かい非樹枝
状晶が懸濁した半凝固金属を製造しすき間の下方から連
続的に半凝固金属を排出する手段が、特開平３−１４２
０４０号公報（連続的に半凝固金属を製造する方法とそ
の装置）に、また、横軸回転胴よりなる攪拌用回転子に
抜熱能を持たせ、固定壁を断熱性とする手段が特開平４
−２３８６４５号公報（半凝固金属の製造方法および装
置）にそれぞれ提案開示されている。
【０００５】これらの手段は、攪拌用回転子の直径と回
転数の選択により、十分な冷却とせん断効果を与えるこ
とができ、かつ、半凝固金属の排出方向に攪拌用回転子
を回転させるためその排出を促進し、粘性の高い高固相
率の半凝固金属でも連続排出を容易にする優れた方式で
ある。
転数の選択により、十分な冷却とせん断効果を与えるこ
とができ、かつ、半凝固金属の排出方向に攪拌用回転子
を回転させるためその排出を促進し、粘性の高い高固相
率の半凝固金属でも連続排出を容易にする優れた方式で
ある。
【０００６】しかしながら、特開平３−１４２０４０号
公報の手段では、固定壁の抜熱面に凝固殻が生成し、そ
のために通路が狭くなって、排出速度の低下ないしはす
き間を閉塞するおそれや、凝固殻の成長による伝熱抵抗
の増加に伴う冷却速度の低下などがあって、一定品質の
半凝固金属を長時間にわたって安定して排出させること
に関してはなお難点を残していた。
公報の手段では、固定壁の抜熱面に凝固殻が生成し、そ
のために通路が狭くなって、排出速度の低下ないしはす
き間を閉塞するおそれや、凝固殻の成長による伝熱抵抗
の増加に伴う冷却速度の低下などがあって、一定品質の
半凝固金属を長時間にわたって安定して排出させること
に関してはなお難点を残していた。
【０００７】そこで、上記改善策として、特開平４−２
３８６４５号公報では、固定壁を断熱性とし、攪拌用回
転子に抜熱能をもたせ、かつ攪拌用回転子の胴周面上で
生成する凝固殻を剥離治具で掻き落す手段がとられてい
る。しかしこの手段によっても、攪拌用回転子の胴周面
に生成する凝固殻が剥離治具で剥離される場合、この剥
離された凝固殻が時として排出口を閉塞し、半凝固金属
の連続排出ができなくなること、製造する半凝固金属の
固相率が高くなるほど排出口が閉塞し易くなることなど
の問題がありこの手段を工業プロセスとして完成させる
ためには、なお改善の余地を残していた。
３８６４５号公報では、固定壁を断熱性とし、攪拌用回
転子に抜熱能をもたせ、かつ攪拌用回転子の胴周面上で
生成する凝固殻を剥離治具で掻き落す手段がとられてい
る。しかしこの手段によっても、攪拌用回転子の胴周面
に生成する凝固殻が剥離治具で剥離される場合、この剥
離された凝固殻が時として排出口を閉塞し、半凝固金属
の連続排出ができなくなること、製造する半凝固金属の
固相率が高くなるほど排出口が閉塞し易くなることなど
の問題がありこの手段を工業プロセスとして完成させる
ためには、なお改善の余地を残していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、この発明
は、横軸回転胴よりなり抜熱能を有する攪拌用回転子を
用いる手段の前記した問題点を有利に解決し、高固相率
で品質の良好な半凝固金属を長時間にわたって連続して
製造できる方法を提案することを目的とする。
は、横軸回転胴よりなり抜熱能を有する攪拌用回転子を
用いる手段の前記した問題点を有利に解決し、高固相率
で品質の良好な半凝固金属を長時間にわたって連続して
製造できる方法を提案することを目的とする。
【０００９】
【数２】 ここで、 Ｄ：凝固層の層内における固相率分布のある値における
攪拌用回転子胴周面からの距離（ｍ） ｔ：攪拌用回転子の攪拌浴中滞留時間（ｓ） Ｔ：溶融金属の液相線温度（Ｋ） λ：攪拌用回転子の熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ） Ｃ：溶融金属の比熱（Ｊ／kg・Ｋ） ρ：溶融金属の密度（kg／m3） Ｌ：溶融金属の凝固潜熱（Ｊ／kg） Tm：溶融金属の供給温度（Ｋ） Tb：攪拌用回転子の表面温度（Ｋ） Hf：過熱度を考慮した潜熱で（３）式より求まる値（Ｊ
／kg） ａ：凝固層内の温度分布の補正項で（２）式より求まる
値（−） ｆs , Ｔ：攪拌浴が攪拌用回転子に接触時の攪拌浴の固
相率ｆs （−）とその温度Ｔ（Ｋ） ｆsm, Ｔsm：凝固層表面の固相率ｆsm（−）とその温度
Ｔsm（Ｋ） Ｈ：攪拌用回転子と凝固層との間の熱伝達係数（Ｗ／m2
・Ｋ） である。
攪拌用回転子胴周面からの距離（ｍ） ｔ：攪拌用回転子の攪拌浴中滞留時間（ｓ） Ｔ：溶融金属の液相線温度（Ｋ） λ：攪拌用回転子の熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ） Ｃ：溶融金属の比熱（Ｊ／kg・Ｋ） ρ：溶融金属の密度（kg／m3） Ｌ：溶融金属の凝固潜熱（Ｊ／kg） Tm：溶融金属の供給温度（Ｋ） Tb：攪拌用回転子の表面温度（Ｋ） Hf：過熱度を考慮した潜熱で（３）式より求まる値（Ｊ
／kg） ａ：凝固層内の温度分布の補正項で（２）式より求まる
値（−） ｆs , Ｔ：攪拌浴が攪拌用回転子に接触時の攪拌浴の固
相率ｆs （−）とその温度Ｔ（Ｋ） ｆsm, Ｔsm：凝固層表面の固相率ｆsm（−）とその温度
Ｔsm（Ｋ） Ｈ：攪拌用回転子と凝固層との間の熱伝達係数（Ｗ／m2
・Ｋ） である。
【００１０】
【作用】この発明の作用を実験・検討結果に基づいて以
下に述べる。図１に横軸回転胴よりなる攪拌用回転子を
用いる方式の半凝固金属の製造装置の説明図を示す。こ
の図に示す装置において半凝固金属１９は、溶融金属１
７を取鍋１５から注入ノズル１６を介して攪拌用回転子
１と耐火物壁４とで形成する冷却・攪拌室５に連続的に
供給し、排出方向に回転する攪拌用回転子１によって抜
熱しながら激しく攪拌することによって、融体中に生成
しつつある樹枝状晶の枝部が消失ないしは縮小して丸み
を帯びた形態に変換されて製造され、攪拌用回転子１の
胴周面上に生成する凝固層を削剥治具１１で切削し半凝
固金属に混入させながら、せき板９をしゅう動させて攪
拌用回転子１との間隔を調整して排出速度を制御し、連
続的に下方の排出口１３から排出する。
下に述べる。図１に横軸回転胴よりなる攪拌用回転子を
用いる方式の半凝固金属の製造装置の説明図を示す。こ
の図に示す装置において半凝固金属１９は、溶融金属１
７を取鍋１５から注入ノズル１６を介して攪拌用回転子
１と耐火物壁４とで形成する冷却・攪拌室５に連続的に
供給し、排出方向に回転する攪拌用回転子１によって抜
熱しながら激しく攪拌することによって、融体中に生成
しつつある樹枝状晶の枝部が消失ないしは縮小して丸み
を帯びた形態に変換されて製造され、攪拌用回転子１の
胴周面上に生成する凝固層を削剥治具１１で切削し半凝
固金属に混入させながら、せき板９をしゅう動させて攪
拌用回転子１との間隔を調整して排出速度を制御し、連
続的に下方の排出口１３から排出する。
【００１１】上記装置は、抜熱能を有する横軸回転胴よ
りなる攪拌用回転子１、攪拌用回転子１を水冷するため
の冷却水２、攪拌用回転子１の回転駆動装置３、耐火物
壁４、冷却・攪拌室５、耐火物壁４を断熱するためのヒ
ーター６、ヒーターホルダー７、攪拌用回転子１との間
隔を調整するための耐火物壁４の移動用駆動装置８、耐
火物壁４の下方端に設けたせき板９、せき板９のしゅう
動駆動装置１０、攪拌用回転子１の胴周面上に生成する
凝固層１８を切削するための削剥治具１１、攪拌用回転
子１との間隔を調整するための削剥治具１１の移動用駆
動措置１２、排出口１３及び排出される半凝固金属１９
の固相率センサー１４からなる。
りなる攪拌用回転子１、攪拌用回転子１を水冷するため
の冷却水２、攪拌用回転子１の回転駆動装置３、耐火物
壁４、冷却・攪拌室５、耐火物壁４を断熱するためのヒ
ーター６、ヒーターホルダー７、攪拌用回転子１との間
隔を調整するための耐火物壁４の移動用駆動装置８、耐
火物壁４の下方端に設けたせき板９、せき板９のしゅう
動駆動装置１０、攪拌用回転子１の胴周面上に生成する
凝固層１８を切削するための削剥治具１１、攪拌用回転
子１との間隔を調整するための削剥治具１１の移動用駆
動措置１２、排出口１３及び排出される半凝固金属１９
の固相率センサー１４からなる。
【００１２】この図１に示す装置により半凝固金属１９
を製造・排出する場合、攪拌用回転子１の胴周面に生成
する凝固層１８が剥離して排出口１３を閉塞に至らしめ
る現象について、種々実験検討を行った結果、凝固層１
８を削剥治具１１で切削する際、凝固層１８が攪拌用回
転子１との胴周面から剥離する場合があること、これが
排出口１３の閉塞の原因になることなどが知見され、排
出口１３の閉塞を防止するためには、攪拌用回転子１と
削剥治具１１との間隔を適正化することが重要であるこ
とが明らかとなった。
を製造・排出する場合、攪拌用回転子１の胴周面に生成
する凝固層１８が剥離して排出口１３を閉塞に至らしめ
る現象について、種々実験検討を行った結果、凝固層１
８を削剥治具１１で切削する際、凝固層１８が攪拌用回
転子１との胴周面から剥離する場合があること、これが
排出口１３の閉塞の原因になることなどが知見され、排
出口１３の閉塞を防止するためには、攪拌用回転子１と
削剥治具１１との間隔を適正化することが重要であるこ
とが明らかとなった。
【００１３】そして、前記した（１）式で計算される凝
固層１８の層内における固相率分布の値が0.4 となる攪
拌用回転子１の胴周面からの距離に等しい間隔以上に、
攪拌用回転子１と削剥治具１１との間隔を設定すること
が好適であることを見出したもので、かくすることによ
り、排出口１３での閉塞を防止し、長時間連続的に安定
して半凝固金属を製造・排出できる。
固層１８の層内における固相率分布の値が0.4 となる攪
拌用回転子１の胴周面からの距離に等しい間隔以上に、
攪拌用回転子１と削剥治具１１との間隔を設定すること
が好適であることを見出したもので、かくすることによ
り、排出口１３での閉塞を防止し、長時間連続的に安定
して半凝固金属を製造・排出できる。
【００１４】
【実施例】前掲図１に示した半凝固金属製造装置を使用
し、攪拌用回転子１と削剥治具１１との間隔を凝固層１
８の層内における固相率分布の値が0.8 又は0.4 となる
攪拌用回転子１胴周面からの距離に等しい隙間にそれぞ
れ設定し、Ｃｕ−８mass％Ｓｎ合金（液相線温度：１０
３０℃、固相線温度：８５１℃）５００kgの連続的な半
凝固金属の製造・排出を試み、攪拌用回転子１と削剥治
具１１との間隔の違いによる操業状況を調査した。
し、攪拌用回転子１と削剥治具１１との間隔を凝固層１
８の層内における固相率分布の値が0.8 又は0.4 となる
攪拌用回転子１胴周面からの距離に等しい隙間にそれぞ
れ設定し、Ｃｕ−８mass％Ｓｎ合金（液相線温度：１０
３０℃、固相線温度：８５１℃）５００kgの連続的な半
凝固金属の製造・排出を試み、攪拌用回転子１と削剥治
具１１との間隔の違いによる操業状況を調査した。
【００１５】上記において、攪拌用回転子１と削剥治具
１１との間隔は、Ｃｕ−８mass％合金について、前記
（１）式より計算した凝固層１８の層内における固相率
分布の値が、0.8 と0.4 になる攪拌用回転子１胴周面か
らの距離と等しい間隙1.2 mmと2.0 mm（攪拌用回転子１
の回転数：１００rpm ）にそれぞれ設定した。なお、図
２は、Ｃｕ−８mass％Ｓｎ合金についての上記計算結果
にもとづくもので、攪拌用回転子１の攪拌浴中滞留時間
と攪拌用回転子胴周面上に生成する凝固層の層内におけ
る固相率ごとの厚さとの関係のグラフを示す。また、攪
拌用回転子１には、直径：４００mm、幅：１３５mmのＣ
ｕ製円筒胴よりなるものを用い、耐火物壁４はヒーター
６により１１００℃に予熱して使用に供した。
１１との間隔は、Ｃｕ−８mass％合金について、前記
（１）式より計算した凝固層１８の層内における固相率
分布の値が、0.8 と0.4 になる攪拌用回転子１胴周面か
らの距離と等しい間隙1.2 mmと2.0 mm（攪拌用回転子１
の回転数：１００rpm ）にそれぞれ設定した。なお、図
２は、Ｃｕ−８mass％Ｓｎ合金についての上記計算結果
にもとづくもので、攪拌用回転子１の攪拌浴中滞留時間
と攪拌用回転子胴周面上に生成する凝固層の層内におけ
る固相率ごとの厚さとの関係のグラフを示す。また、攪
拌用回転子１には、直径：４００mm、幅：１３５mmのＣ
ｕ製円筒胴よりなるものを用い、耐火物壁４はヒーター
６により１１００℃に予熱して使用に供した。
【００１６】かくして、半凝固金属１９の製造は、温
度：１０５０℃の上記合金の溶融金属１７を取鍋１５か
ら注入ノズル１６を介して攪拌用回転子１と耐火物壁４
とで形成される冷却・攪拌室５に供給し、攪拌用回転子
１の回転数：１００rpm とし、攪拌用回転子１とせき板
９との間隔を１０mmから５mmまで変化させて半凝固金属
１９の排出速度を制御し、排出口１３から固相率0.5 の
半凝固金属１９を連続的に排出させた。
度：１０５０℃の上記合金の溶融金属１７を取鍋１５か
ら注入ノズル１６を介して攪拌用回転子１と耐火物壁４
とで形成される冷却・攪拌室５に供給し、攪拌用回転子
１の回転数：１００rpm とし、攪拌用回転子１とせき板
９との間隔を１０mmから５mmまで変化させて半凝固金属
１９の排出速度を制御し、排出口１３から固相率0.5 の
半凝固金属１９を連続的に排出させた。
【００１７】この結果、攪拌用回転子１と削剥治具１１
との間隔を1.2 mmに設定した場合（凝固層１８の層中に
おける固相率が0.8 相当）は、操業開始直後に、攪拌用
回転子１胴周面に生成する凝固層１８の削剥治具１１で
の切削面の固相率は0.8 となり、その切削に大きな力を
要すること、切削残り凝固層の厚さが薄いことなどのた
め、凝固層１８が攪拌用回転子１胴周面から剥離してし
まい、これが排出口１３を閉塞し、半凝固金属１９の連
続排出が不能となった。
との間隔を1.2 mmに設定した場合（凝固層１８の層中に
おける固相率が0.8 相当）は、操業開始直後に、攪拌用
回転子１胴周面に生成する凝固層１８の削剥治具１１で
の切削面の固相率は0.8 となり、その切削に大きな力を
要すること、切削残り凝固層の厚さが薄いことなどのた
め、凝固層１８が攪拌用回転子１胴周面から剥離してし
まい、これが排出口１３を閉塞し、半凝固金属１９の連
続排出が不能となった。
【００１８】これに対し、攪拌用回転子１と削剥治具１
１との間隔を2.0 mmに設定した場合（凝固層１８の層内
における固相率が0.4 相当）は、操業中攪拌用回転子１
胴周面に生成する凝固層１８の削剥治具１１での切削面
の固相率は0.4 であり、切削が極めて容易であること、
切削残りの凝固層１８の厚さが厚いことなどのため、凝
固層１８が攪拌用回転子１胴周面から剥離することがて
なく、さらに切削される凝固層１８の固相率は0.4 以下
と小さいため排出口１３の閉塞はなく、連続的に長時間
安定して半凝固金属１９を排出できた。
１との間隔を2.0 mmに設定した場合（凝固層１８の層内
における固相率が0.4 相当）は、操業中攪拌用回転子１
胴周面に生成する凝固層１８の削剥治具１１での切削面
の固相率は0.4 であり、切削が極めて容易であること、
切削残りの凝固層１８の厚さが厚いことなどのため、凝
固層１８が攪拌用回転子１胴周面から剥離することがて
なく、さらに切削される凝固層１８の固相率は0.4 以下
と小さいため排出口１３の閉塞はなく、連続的に長時間
安定して半凝固金属１９を排出できた。
【００１９】
【発明の効果】この発明は、横軸回転胴よりなり抜熱能
を有する攪拌用回転子と耐火物壁とで形成される冷却・
攪拌室に溶融金属を供給して半凝固金属を製造し、攪拌
用回転子の胴周面に生成する凝固層を削剥治具で切削し
ながら半凝固金属に混入させ、下方の排出口から半凝固
金属を連続的に排出させるにあたり、攪拌用回転子胴周
面に生成する凝固層の層内における固相分布を算出し、
この算出結果にもとづいて攪拌用回転子と削剥治具との
間隔を特定するものであり、この発明によれば、高固相
率で品質の良好な半凝固金属を連続的に安定して製造・
排出できるようになり、次工程への安定供給ができ、半
凝固金属の工業化に大きく貢献できる。
を有する攪拌用回転子と耐火物壁とで形成される冷却・
攪拌室に溶融金属を供給して半凝固金属を製造し、攪拌
用回転子の胴周面に生成する凝固層を削剥治具で切削し
ながら半凝固金属に混入させ、下方の排出口から半凝固
金属を連続的に排出させるにあたり、攪拌用回転子胴周
面に生成する凝固層の層内における固相分布を算出し、
この算出結果にもとづいて攪拌用回転子と削剥治具との
間隔を特定するものであり、この発明によれば、高固相
率で品質の良好な半凝固金属を連続的に安定して製造・
排出できるようになり、次工程への安定供給ができ、半
凝固金属の工業化に大きく貢献できる。
【図１】横軸回転胴よりなる攪拌用回転子を用いる方式
の半凝固金属の製造装置の説明図である。
の半凝固金属の製造装置の説明図である。
【図２】Ｃｕ−８mass％Ｓｎ合金についての攪拌用回転
子の攪拌浴中滞留時間と攪拌用回転子胴周面上に生成す
る凝固層の層内における固相率ごとの厚さとの関係を示
すグラフである。
子の攪拌浴中滞留時間と攪拌用回転子胴周面上に生成す
る凝固層の層内における固相率ごとの厚さとの関係を示
すグラフである。
１ 攪拌用回転子 ２ 冷却水 ３ 駆動装置（攪拌用回転子用） ４ 耐火物壁 ５ 冷却・攪拌室 ６ ヒーター ７ ヒーターホルダー ８ 駆動装置（耐火物壁用） ９ せき板 10 駆動装置（せき板用） 11 削剥治具 12 駆動装置（削剥治具用） 13 排出口 14 固相率センサー 15 取鍋 16 注入ノズル 17 溶融金属 18 凝固層 19 半凝固金属
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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
Claims (1)
- 【請求項１】 横軸回転胴よりなり抜熱能を有する攪拌
用回転子と、攪拌用回転子の両端面でしゅう動封止関係
を維持し攪拌用回転子の胴周に面して下せばまりの耐火
物壁とより形成される冷却・攪拌室を有し、該冷却・攪
拌室に溶融金属を連続的に供給して冷却し、凝固を生起
させながら攪拌用回転子の回転に基づくせん断力によっ
て粒子の細かい非樹枝状晶が懸濁した半凝固金属を製造
し、攪拌用回転子の胴周面上に生成する凝固層を削剥治
具で切削しながら半凝固金属に混入させ、攪拌用回転子
と耐火物壁との間の下方に連なる排出口から半凝固金属
を連続的に排出させるにあたり、 下記式（１）で計算される凝固層の層内における固相率
分布の値が0.4 となる攪拌用回転子胴周面からの距離に
等しい間隙以上に、攪拌用回転子と削剥治具との間隔を
設定することを特徴とする半凝固金属の製造方法。 〔記〕 【数１】 ここで、 Ｄ：凝固層の層内における固相率分布のある値における
攪拌用回転子胴周面からの距離（ｍ） ｔ：攪拌用回転子の攪拌浴中滞留時間（ｓ） Ｔ：溶融金属の液相線温度（Ｋ） λ：攪拌用回転子の熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ） Ｃ：溶融金属の比熱（Ｊ／kg・Ｋ） ρ：溶融金属の密度（kg／m3） Ｌ：溶融金属の凝固潜熱（Ｊ／kg） Tm：溶融金属の供給温度（Ｋ） Tb：攪拌用回転子の表面温度（Ｋ） Hf：過熱度を考慮した潜熱で（３）式より求まる値（Ｊ
／kg） ａ：凝固層内の温度分布の補正項で（２）式より求まる
値（−） ｆs , Ｔ：攪拌用回転子に接触時の攪拌浴の固相率ｆs
（−）とその温度Ｔ（Ｋ） ｆsm, Ｔsm：凝固層表面の固相率ｆsm（−）とその温度
Ｔsm（Ｋ） Ｈ：攪拌用回転子と凝固層との間の熱伝達係数（Ｗ／m2
・Ｋ）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4706694A JPH07256397A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 半凝固金属の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4706694A JPH07256397A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 半凝固金属の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07256397A true JPH07256397A (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=12764791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4706694A Pending JPH07256397A (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 半凝固金属の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07256397A (ja) |
-
1994
- 1994-03-17 JP JP4706694A patent/JPH07256397A/ja active Pending
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