JPH0829398B2 - 金属の水平連続鋳造法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属、特にアルミニウムもしくはマグネシウ
ム又はそれらの基合金のごとき軽金属の改良された水平
連続鋳造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柱状の長尺
鋳塊を製造する。すなわち、金属溶湯を溜めるタンジィ
ッシュに入った溶湯は、耐火物製通路を通ってほぼ水平
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行しつつ鋳塊が連続的
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一質とな
ることである。前記のごとく鋳型下方は金属溶湯と鋳型
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むと鋳造不能とな
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
けているがいず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芯に近ず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。

〔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。

〔問題点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及び装置を実現するに
致った。以下、本発明の構成について詳しく説明する。

本発明の方法及び装置を機能的に要約すれば、潤滑流
体供給式連続鋳造用筒状鋳型への金属溶湯流入側におい
て、筒状鋳型内壁面と金属溶湯本体との間に存在する流
体の圧力を外部に連通伝達して、外部で圧力の制御を行
なうことによって、鋳型内壁によ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たと
ころにある。

すなわち、本発明の第一は、ほぼ水平状に保持され、
強制冷却された筒状鋳型に潤滑流体を供給し、該筒状鋳
型の一端に金属溶湯を供給して柱状金属溶湯本体を形成
し、該柱状金属溶湯本体が凝固して形成された柱状鋳塊
を該筒状鋳型の他端から連続的に引き抜く金属の水平連
続鋳造法において、筒状鋳型の金属溶湯供給側部分と柱
状金属溶湯本体の外周面との間の空気の圧力が、上記空
間の外部で制御可能であるように、上記空間内の流体を
外部に導出し、かつ該流体の圧力を上記空間の外部で保
持もしくは調整して行なうことを特徴とする金属の水平
連続鋳造法にある。

本発明の第二は、ほぼ水平状に保持され、強制冷却さ
れた筒状鋳型の一端に、耐火性板体を介して接続された
金属溶湯保持部から筒状鋳型内へ金属溶湯を注湯する少
なくとも１個の注湯孔が耐火性板状体の、筒状鋳型内壁
面より内側に張出した部分に貫通形成されており、筒状
鋳型の内壁を潤滑すべく潤滑流体供給源と連通する開口
が、筒状鋳型の壁体を貫通してかつ／又は該壁体に隣接
して形成されている金属の水平連続鋳造装置において、
連続鋳造の際に柱状金属溶湯本体が形成されることが予
定される筒状鋳型の区域と、耐火性板状体の張出部分
と、該柱状金属溶湯本体の外周面と、により囲まれる空
間に連通する開口部が設けられており、また該開口部よ
り筒状鋳型外に流れる流体の圧力を外部で調節する調圧
機構が、該開口部に連通する導管に接続されていること
を特徴とする金属の水平連続鋳造装置にある。

なお、本発明において柱状金属溶湯又は柱状鋳塊なる
文言には、中空柱状を包含することは言うまでもない。

一般に金属の水平連続鋳造法では、筒状鋳型（以下、
鋳型と言う）の金属溶湯供給側部分と柱状金属溶湯本体
の外周面との間には、金属溶湯の凝固、収縮に伴って、
空隙が発生する。また、水平連続鋳造法特有の冷却アン
バランスによって鋳型軸芯より下側では凝固が促進さ
れ、上側では凝固が抑制されるから、空隙の大きさは鋳
型軸芯に対する上下位置により変わってくる。かかる空
隙は柱状金属溶湯本体の外周面を取り囲んで形成されて
いると考えられ、かかる空隙の性状は、鋳造中に溶湯に
トレーサーとしてAl−Cu合金等の溶湯を注湯した後、溶
湯を急速凝固させる方法により明らかになる。本発明者
等は、さらに上記空隙に連通する通路を作製し、そこに
圧力計を設け、圧力と冷却アンバランスとの関連を研究
したところ、意外にも、圧力の調整、保持により冷却ア
ンバランスを解消できることを見出した。

本発明は、かかる知見を冷却アンバランス解消手段に
結実して、先ず鋳型の金属溶湯供給側内壁部分と柱状金
属溶湯本体の外周面との間の空間（以下、隅部空間と言
う）の圧力が、上記空間の外部で制御可能であるよう
に、上記空間内の流体を外部に導出させる。すなわち、
隅部空間の流体の圧力を放任的に変動させるのではな
く、外部で意図的に制御できるようにした。ここで、鋳
型の金属溶湯供給側部分は、未凝固もしくは凝固中の金
属溶湯に臨む鋳型内壁部分及びその近傍部分であり、こ
れら部分により形成される隅部空間より流体を外部に導
出させこれにより圧力制御が有効に行なわれる。次に、
本発明は、流体の圧力を隅部空間に外部で保持もしくは
調整して水平連続鋳造を行なうことも冷却アンバランス
解消手段として、所与の水平連続鋳造に応じて圧力を保
持もしくは調整するとともに、該保持もしくは調整する
圧力は外部の圧力とし、その確実性、信頼性、再現性を
確保することにした。冷却アンバランスに直接影響を及
ぼす因子は隅部空間を支配する圧力であるが、隅部空間
より外部の圧力の制御により完全に冷却アンバランスを
解消することができる。

本特許請求の範囲の前提部分に記載された形式の金属
の水平連続鋳造装置において使用される液体又は気体の
潤滑剤は隅部空間において圧力を発生させている。な
お、これらの潤滑剤は、金属溶湯の熱により加熱され、
分解され、熱分解気体となっていることもある。これら
の液体、（熱分解）気体は鋳型内壁面と柱状金属溶湯本
体外面の間で潤滑作用を奏するとともに、本発明者等の
発見によるとその圧力が冷却バランスに影響を与える要
因になっている。そこで、これらの圧力を保持、調整す
ることにより、従来潤滑手段としてしか使用されていな
かった潤滑剤を圧力調整手段としても利用することがで
きる。なお、潤滑剤は公知でありまた本発明はその種類
により一切制限されないため、潤滑剤については記述し
ない。なお、隅部空間において圧力を発生させている媒
体は潤滑剤のみならず、少量の空気、アルミニウムから
放出されたガスなどをも含む。また特開昭61−71157
（特願昭59−191752）のように外部からガスが導入され
た場合は、そのガスも加圧空間を形成させる。いかなる
圧力発生原因にせよ、隅部空間から流体を外部に連通さ
せ、この流体の圧力を外部で保持、調整するのである。

隅部空間の外部における圧力は、連続鋳造条件が定常
条件でありかつ流体連通管の管径、管長などが一定であ
るならば、潤滑流体の供給量又は流体の流出量により制
御できる。すなわち、潤滑流体の供給量が多くなると、
圧力が高くなり、また流体の流出量を多くすると、圧力
が低くなる。したがって、潤滑流体の供給量及び上記流
体の流出量の少なくとも一方を調整することによって隅
部空間の外部における圧力を所定の範囲に保持すること
が、操作が容易な圧力保持、調整方法である。鋳型内溶
湯にかかる静水圧は鋳型頂部において最小であり、鋳型
底部において最大である。隅部空間内圧力を金属溶湯の
静水圧以上に保持して鋳造を行ったところ、鋳型上部よ
り溶湯が吹き出したり、あるいは、鋳塊内部に空洞孔欠
陥が生じたりした。また、流体が耐火性板体に貫通した
孔を通過して金属溶湯保持部へと逆流し、該保持部内の
溶湯を流体で攪乱するなど、鋳造を困難にしたのみでな
く、金属の酸化物で溶湯を汚染し鋳塊品質の低下を招い
た。よって、本発明で望ましい圧力保持、調整方法は、
隅部空間の圧力を直接対象とし、かつその圧力レベルを
上記筒状鋳型内壁頂部のレベルにおける金属溶湯の静水
圧未満に保持するものである。具体的には、第２図に示
したように、隅部空間（図示せず）に連通する流体導通
管26の先端を水槽35に張った水36の中に入れ、先端の水
面からの距離ｈを適当に調節することにより、流体導通
管26の鋳型側先端に加わる静水圧を変え、隅部空間内に
生じた静水圧（水槽35内静水圧に相当する圧力）以上の
圧力を水槽35内の水面から放出する。かくして、隅部空
間内に存在する流体の圧力は調整される。

ところで、鋳型内壁頂部のレベルにおける静水圧
（Ｐ）は、タンディッシュ湯面と鋳型内壁頂部とのレベ
ル差をＨ（mm）、溶湯の比重をρとすると、Ｐ＝ρＨと
なる。本発明による外部圧力制御が顕著な効果を奏する
場合の、隅部空間の圧力を測定すると、この圧力
（P_gap）は鋳型内壁頂部における溶湯静水圧（Ｐ）未満
（P_gap＜Ｐ）である。実際の鋳造では、外部で測定する
圧力（P_out）を、P_gap、Ｐおよび流体配管の径、長さ等
により、補正することにより、P_gap＜Ｐとすることがで
きる。また、金属溶湯がアルミニウムもしくはマグネシ
ウム又はそれらの基合金である場合には、P_gap＝0.2P〜
Ｐの範囲にあって、合金種鋳塊のサイズ、その他の鋳造
条件によって、合金種鋳塊のサイズ、その他の鋳造条件
によって最適値が決められる。

一般に、筒状鋳型の内壁面は研削、研磨などにより平
滑となっている。このような鋳型内壁の下面および上面
では鋳造欠陥発生の危険が最も高い場所である。かかる
場所で発生する欠陥としては次のものがある。凝固鋳塊
の下面では、円周方向に周期的に生じたすじ模様（ラッ
ピング）や、ピット状の鋳肌欠陥などが生じ、一方上面
では、周期的なうろこ状の模様、溶湯が凝固しきらずに
鋳型端部から鋳造方向に向けて吹き出す欠陥、鋳塊内部
に残る孔欠陥などがある。

本発明が提案する外部圧力制御は上記した平滑な鋳型
内面に起因する鋳造欠陥の防止にも有効である。

さらに、筒状鋳型の内壁面の下面（底面）または／お
よび上面（頂面）の一部に鋳型軸芯方向とほぼ平行な溝
を設けると、外部圧力制御と溝の協働作用によって、鋳
造欠陥の防止に一層の効果が達成される。上記の筒状鋳
型の内壁面の下面あるいは上面とは、シートスラブのよ
うな角柱状の場合は字義通りであるがビレットのような
円柱状の場合は、それぞれ筒状鋳型の軸芯から角度150
°以内の円周が適している。

溝の寸法は、幅が0.1〜1mm、好ましくは0.2〜0.5mm、
深さが0.1〜1mm、好ましくは0.3〜0.7mm、ピッチ（溝の
間隔）は０〜10mm、好ましくは3.0〜7.0mmである。ま
た、溝の本数は１〜10本、好ましくは２〜５本がよい。
さらに、溝の断面形状は第３図（イ）、（ロ）、
（ハ）、（ニ）、（ホ）のいづれでもよい。また、溝の
長さは鋳型全長に達する長いものである必要はなく、一
定値を越えると溝の効果が現われる。本発明者が実験し
たところでは、15mm以上あると充分の効果が現われる。
上記した溝の幅、深さ、溝本数が下限未満であると、平
滑鋳型に比して顕著な効果は認められない。溝の幅、深
さ、溝本数が上限を越えると、潤滑流体が溝を通過して
必要以上に流出するため、潤滑効果が損なわれそして潤
滑不足による鋳造トラブルが発生するので好ましくな
い。溝のピッチが上限を越えると、平滑鋳型に比して顕
著な効果は認められない。これらの溝は直線である必要
はなく、僅に三角関数曲線状になっていても、潤滑流体
の通過に影響を与えそして鋳造欠陥を少なくする効果が
ある。曲線状溝が鋳造方向（鋳型軸芯方向）に対して極
端に大きな角度を形成するようになると、潤滑流体の通
過に悪影響が現われるので好ましくはない。

〔作用〕

本発明が提案する外部圧力制御が水平連続鋳造におけ
る上下冷却（アン）バランスに及ぼす作用を、本発明者
等は次のように考察する。

金属の水平連続鋳造にあっては、一般に、溶湯と鋳型
内壁の潤滑を円滑にするために、主としてひまし油など
の植物性油あるいはグリースなどの動物性油が使用され
ている。これらの潤滑油の大部分は流体潤滑剤とし作用
するが、一部は気化してガス状となりそして隅部空間に
ガス溜まりを形成する。このガスは潤滑油の供給に伴っ
て連続的に発生するので、鋳造とともに鋳型と鋳塊の接
触面の僅な隙間から鋳造方向に放出される。

鋳塊に作用する重力により隙間は鋳塊上側で大きくな
るであろうと想定すると、ガスの放出量は鋳塊上側で多
くなっていると予想される。ところで、潤滑油量を過剰
に多くしたときには、凝固しきらない溶湯が鋳型末端直
後で鋳塊上部から激しく吹き出て、鋳造操業が不能に陥
ることがしばしばある。この時の隅部空間圧力（P_gap）
は安定操業時の圧力より著しく高くなっていることが分
かった。また、潤滑油の量が溶湯吹き出し直前まで多く
なっている場合に得られた鋳塊の内部には巨大な空洞欠
陥が発生していることが認められ、この事実より潤滑油
が気化してガス溜まりを形成している過剰ガスは鋳型と
鋳塊の接触面の間の隙間から逃げずに、溶湯中に侵入す
ることが分かる。

一方、潤滑油量を必要以上に絞ると、ガス溜まり内部
の圧力は減少するものの、潤滑効果がなくなり、溶湯が
鋳型内壁に焼付いて鋳造方向への鋳塊引き抜き抵抗が増
し、凝固殻が割れるなどの鋳造欠陥が生じるだけではな
く、遂には凝固殻が破れて、溶湯が吹き出し（break o
ut）て、鋳塊がちぎれそして鋳造不能になる。

上記したように潤滑油量が多くなりすぎると鋳造が不
安定になり、一方少なすぎると鋳造が困難になることに
加えて、長時間の操業では、溶湯温度の変化、鋳型内壁
面の粗度の変化、酸化、耐火性板状体の変質等により、
鋳造条件が微妙に変化することが、水平連続鋳造の冷却
アンバランスを解消しつつ長期に安定して、良好な品質
の鋳塊を生産することを困難にしている。

上記をガス圧調整の観点より考察すると、従来法でも
鋳型と鋳塊の接触面の僅な隙間から鋳造方向にガスが放
出されているので、隅部空間の圧力は該隙間の大きさ変
動により調節されていることが考えられるが、このよう
な自然発生的圧力調整は鋳造操業中に生じる大幅かつ／
または急激な圧力上昇には対処できず、鋳造不能を招く
か、より穏やかな圧力上昇ですら鋳塊の鋳肌不良、内部
欠陥の発生を招いていたと考えられる。これに対して、
ガス溜まり（隅部空間）の圧力に、その外部から制御可
能な方法で影響を与えることができるようにすると、鋳
造操業中に起りうるあらゆる条件変動に有効、適切、か
つ迅速に対応できるのである。

以下、本発明法を実施する好ましい鋳造装置を示す第
１図を参照しつつ、本発明をより具体的に説明する。

〔実施例〕

第１図において、１はほぼ水平状に保持され、鋳型冷
却水キャビティ４内の冷却水２により強制冷却された鋳
型１であって、その一端には耐火性板状体10を介してタ
ンディッシュ（図示せず）が接続されている。タンディ
ッシュ内の溶湯保持部に保持された溶湯は耐火性板状体
10の溶湯流入口もしくは注湯孔11から鋳型に鋳造されて
いる。注湯孔11は耐火性板状体10が鋳型１より内側に張
り出した部分に少なくとも１個形成される。８は潤滑油
を供給する給油管であって、ここから給油された潤滑油
は、鋳型軸芯20に対して同心的に形成された環状分配流
路12を通過した後、放射方向に多数形成されたスリット
13から鋳型内に及び、前述したように潤滑作用を実現す
る。潤滑油流路の形成方法は図示されたものに限定され
ず、鋳型内壁21を貫通する開口を設ける方法、好ましく
はないが、耐火性板状体10の鋳型側面を油流路に利用す
る方法など、任意である。15は金属溶湯本体、17はこれ
と凝固部分の境界になっている凝固界面、16は鋳塊であ
る。

18は潤滑油の漏れを防ぐＯリングである。

本装置発明の特徴によれば、金属溶湯本体15が形成さ
れる予定の鋳型領域と、耐火性板状体10の上記張出し部
分（注湯孔11形成部分）と、金属溶湯本体15とにより囲
まれる空間（隅部空間）30に連通した開口部22を、外部
圧力制御手段の一つとして、形成する。この開口部22
は、鋳型内壁21を貫通する形成位置の他に、鋳型１と耐
火性板状体10との接合面、もしくは耐火性板状体21のい
ずれか１ヶ所もしくはそれ以上に設置することができ
る。また、開口部22は機械的に加工して得た断面Ｖ型の
条溝径路の穴もしくはスリット状の形状のものであって
もよいし、多孔質な素材を鋳型内壁面もしくは耐火性板
体等に埋め込んで、そこを開口部として使用しても良
い。開口部22の設置位置が鋳型の引き抜き側末端に近
く、溶湯と接触する機会が多い場合は、開口部22に溶湯
がさし込まない大きさの開口部22としなければならな
い。その大きさは厚さまたは径が0.2mm以下である。

開口部22は多数の放射方向スリットとして鋳型１の全
周に形成されている。このように、開口部22は全周に設
置されていることが好ましいが、ガス溜まりの大きい鋳
型上部だけに設置位置を限っても、適切な外部圧力調整
を行なうと、効果は全周設置の場合と大きく異なるもの
ではない。開口部22は潤滑油の供給を妨害せずかつ流体
の導出が可能であればいかなる位置に設置されてもよ
い。

開口部22は環状の通路24に集合し、そこで鋳型の上下
左右の各部分から集められた流体は混合される。さら
に、流体は環状通路24より分岐した一本の流体導通部25
を経て鋳型１外に導き出される。流体導通部26には導管
（流体導通管26）を接続して、鋳造の経過とともに発生
し続ける流体を順次鋳型外に導出する。流体導通管26に
は圧力計33が接続され、導管内の圧力を測定する。流体
導通管26の途中にはガスと一緒に導管に混入してきた潤
滑油を捕捉するためのオイルトラップ27を設置し、オイ
ル28が下流の流体導通管26には流れないようにし、かか
る部分に圧力計33を設置すると、流体の圧力測定精度が
向上する。

他の外部圧力制御手段は、32,33,34より構成され、そ
して次のように圧力制御を行なう。測定圧力は制御ユニ
ット34内で予め設定された圧力の上限値（隅部空間にお
ける溶湯静水圧相当圧力）と比較され、その結果に応じ
て電動弁32が遮断もしくは開放される。電動弁のかわり
に第２図に示すように、オイルトラップ27を具備せしめ
た流体導通管26の端末を水36を蓄えた水槽35に浸漬し、
該流体導通管26の浸漬深さ（ｈ）を予め圧力の上限値に
設定することにより流体の過剰圧力が該流体導通管26の
端末より開放される。また、圧力が高すぎる場合は、ポ
ンプなどで減圧することもできる。

本発明において、流体の圧力を保持する制御を行なう
場合は例えば溶湯静水圧を基準とした所定圧力を保ち、
また流体圧力の調整を行なう場合は潤滑油供給量又は上
記流体の流出量を調整する。これらの保持および調整に
関しては適宜選択すればよく、例えば、一操業のある期
間では圧力保持を、他の期間では圧力調整をおこなって
もよい。

さらに、操業実験例により本発明を一層具体的に説明
する。

実施例１ 12％Si,3％Cu,0.4％Mgを含有するアルミニウム合金を
直径36mmのビレットに下記条件で水平連続鋳造した。

（１）タンディッシュ内溶湯レベルと鋳型内壁上面との
レベル差:160mm （２）潤滑油種：ひまし油 （３）潤滑油供給量:0.5ml/min （４）鋳造速度:0.5m/min （５）冷却水供給量:20l/min （６）タンディッシュ（溶湯温度平均）:670℃ 流体が流れる系統は次のように構成した。

（１）過剰圧の逃がし方：第２図による。

（２）流体導通管の水浸深さ:200mm（隅部空間内の圧力
は200mmAqを最大にして、それ以上の過剰圧力の気体は
流体導通管の先端から泡になって放出されるように流れ
系統を構成） （３）流体導通管内径:6mm:鋳型から水槽までの流体導
通管の長さ1500mm 鋳造開始後水槽から泡が放出され、圧力が170mmAqま
だ一旦低下したが、その後間もなく圧力は200mmAqまで
上昇し、再度泡の放出が開始された。この圧力は以降の
全鋳造プロセスで維持された。

鋳造は、極めて安定し、溶湯の吹きだしや、ちぎれな
どの操業トラブルが起ることなく遂行された。

得られた鋳塊は、全外周面においてラッピングやピッ
ト状欠陥がない極めて平滑な鋳肌を呈し、また鋳塊内部
には空洞欠陥は存在していなかった。

（比較例） 実施例で述べた流体流れ系統（水槽による隅部空間の
圧力調整）を構成せず、実施例と同一条件で水平連続鋳
造を行なった。

この比較例の水平連続鋳造では、鋳造は不安定であ
り、鋳肌に変動があった。長時間の鋳造中には溶湯の吹
き出しが起ったので、潤滑油供給量を減少する、および
／または鋳造速度を低下するなどの調整を行なって、操
業トラブルの回避を図った。

しかしながら得られた鋳塊を肉眼で観察したところ、
鋳肌下面には深いラッピングが鋳造方向に連続して発生
し、また大、小のピットが点在していた。鋳肌上面に
は、周期的なうろこ状の模様もしくは溶湯が潤滑油のガ
スによって吹出したさざ波状の模様が発生していた。ま
た、鋳造端部から鋳造方向に向けて溶湯の吹き出しが発
生し、鋳造不能に陥ることもあった。

実施例２ 実施例１と同一の組成を有するアルミニウム合金を下
記条件で直径35mmのビレットに水平連続鋳造した。

（１）タンディッシュ内溶湯レベルと鋳型内壁上面との
レベル差:160mm （２）潤滑油種：ひまし油 （３）潤滑油供給量:0.5cc/min （４）鋳造速度:500mm/min （５）冷却水供給量:20l/min （６）タンディッシュ内溶湯平均温度:670℃ （７）過剰圧の逃がし方：第２図による （８）流体導通管の水浸深さ:200mm （９）流体導通管内径:6mm、鋳型から水槽までの流体導
通管長さ1500mm 鋳型内面の溝の条件は次のとうりであった。

（１）溝の本数とピッチ:3本−ピッチ5mm （２）溝穿設位置：鋳型内壁面の下面 （３）溝の断面形状：第４図（イ）−鋳型内面の部分平
面図、同図（ロ）−溝形状を示す。図中40は溝、41は冷
却水の噴き出し口を示す 上記条件で連続鋳造を行なったところ長時間の鋳造に
対して鋳造は安定して行われ、実施例１に比較して鋳型
下面に相当する部分の鋳塊のラッピングおよびピットが
さらに改善された。

実施例３ JIS 2218のアルミニウム合金を下記条件で直径67mm
のビレットに水平連続鋳造した。

（１）タンディッシュ内溶湯レベルと鋳型内壁上面との
レベル差:130mm （２）潤滑油種：ひまし油 （３）潤滑油供給量:10cc/min （４）鋳造速度:450mm/min （５）冷却水供給量:35l/min （６）タンディッシュ内溶湯平均温度:690℃ （７）過剰圧の逃がし方：第２図による、 （８）流体導通管の水浸深さ:280mm （９）流体導通管内径:6mm、鋳型から水槽までの流体導
通管長さ1500mm 鋳型内面の溝の条件はつぎのとうりであった。

（１）溝の本数とピッチ:5本、ピッチ7mm （２）穿設位置：鋳型内壁面の上面 （３）溝の断面形状：第５図 （４）溝の長さ：鋳型全長30mm 本実施例での連続鋳造結果は実施例２と同様に鋳造欠
陥が激減した良好なものであった。

〔発明の効果〕

上記説明、特に実施例、より明らかなように、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、本発明法および装置を適用すれば、
従来法に比べて得られる鋳塊が全周にわたって平滑均一
になる。このため、鋳塊表皮の切削除去が少なくて済
む。

鋳塊を製品として使用するとき必要になる皮むき除去
を要する欠陥の発生原因の一つは、溶湯が鋳型に焼付く
のを防止するために使用している潤滑油もしくは潤滑油
が気化して発生したガスの圧力が不所望なものとなるこ
とである。適性量より潤滑油量を増やすと欠陥量が増し
鋳型端部からの溶湯の吹き出しが激しくなって鋳造不能
に陥ることがしばしばある。一方、潤滑油量が少な過ぎ
ると瞬時に焼付となる。そのため潤滑油量の調整は困難
であり、また適性範囲は狭いものであった。本発明の溝
付内面を有する鋳型は潤滑油量鋭敏性を緩和し、広い潤
滑量範囲で鋳造欠陥を発生しがたくするため安定した操
業に貢献する。また、本発明により得られた鋳塊の内部
は健全であるため、製品の信頼性が高くかつ製造歩留り
が高い。このように本発明は水平連続鋳造法の改善に貢
献するところが極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す水平連続鋳造装置の縦断
面図、 第２図は導出した流体の泡を水槽から放出させることに
より、圧力を調整する状況を示す概念図である。 第３図（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）、は鋳
型内面の溝の断面形状を示す図面、第４図（イ）、
（ロ）は実施例２で使用した鋳型の内面および溝の断面
形状を示す図面、第５図は実施例３で使用した鋳型の溝
の断面形状を示す図面である。 １……筒状鋳型、２……冷却水、３……冷却水供給管、
８……給油管、10……耐火性板状体、11……注湯口、13
……スリット、15……金属溶湯本体、16……鋳塊、21…
…鋳型内壁面、22……開口部、24……環状通路、25……
流体導通部、26……流体導通管、30……隅部空間（ガス
溜まり）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 健司 福島県喜多方市長内7840 昭和軽金属株式 会社喜多方工場内 (56)参考文献 特公 昭49−25808（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭46−28889（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ほぼ水平状に保持され、強制冷却された筒
   状鋳型に潤滑流体を供給し、該筒状鋳型の一端に金属溶
   湯を供給して柱状金属溶湯本体を形成し、該柱状金属溶
   湯本体が凝固して形成された柱状鋳塊を該筒状鋳型の他
   端から連続的に引き抜く金属の水平連続鋳造法におい
   て、 上記筒状鋳型の金属溶湯供給側部分と上記柱状金属溶湯
   本体の外周面との間の空間の圧力が、上記空間の外部で
   制御可能であるように、上記空間内の流体を外部に導出
   し、かつ該流体の圧力を上記空間の外部で保持もしくは
   調整して行なうことを特徴とする金属の水平連続鋳造
   法。
2. 【請求項２】上記流体の圧力が液体または気体の潤滑
   剤、あるいはそれらの加熱分解気体のうちの１種以上に
   より形成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の金属の水平連続鋳造法。
3. 【請求項３】上記流体の上記外部における圧力が、上記
   潤滑流体の供給量及び上記流体の流出量の少なくとも一
   方を調整することによって所定の範囲に保持されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   金属の水平連続鋳造法。
4. 【請求項４】上記流体の上記空間における圧力が、上記
   筒状鋳型内壁頂部のレベルにおける金属溶湯の静水圧未
   満に保持されることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   記載の金属の水平連続鋳造法。
5. 【請求項５】上記金属溶湯がアルミニウムもしくはマグ
   ネシウム又はそれらの基合金であって、上記空間におけ
   る上記流体の圧力が上記金属溶湯の静水圧の20〜100％
   に保持されることを特徴とする特許請求の範囲第４記載
   の金属の水平連続鋳造法。
6. 【請求項６】ほぼ水平状に保持され、強制冷却された筒
   状鋳型の一端に、耐火性板状体を介して接続された金属
   溶湯保持部から上記筒状鋳型内へ金属溶湯を注湯する少
   なくとも１個の注湯孔が上記耐火性板体の、筒状鋳型内
   壁面より内側に張出した部分に貫通形成されており、上
   記筒状鋳型の内壁を潤滑すべく潤滑流体供給源と連通す
   る開口が、上記筒状鋳型の壁体を貫通してかつ／又は該
   壁体に隣接して形成されている金属の水平連続鋳造装置
   において、 連続鋳造の際に柱状金属溶湯本体が形成されることが予
   定される上記筒状鋳型の区域と、上記耐火性板体の張出
   部分と、該柱状金属溶湯本体の外周面と、により囲まれ
   る空間に連通する開口部が設けられており、また該開口
   部より外部に流れる流体の圧力を外部で調節する調圧機
   構が該開口部に連通する導管に接続していることを特徴
   とする金属の水平連続鋳造装置。
7. 【請求項７】上記流体を連通する開口部が、上記筒状鋳
   型の内壁面の上頂部および／または上記空間の上頂部の
   壁面に設けられることを特徴とする特許請求の範囲第６
   項記載の金属の水平連続鋳造装置。
8. 【請求項８】上記流体を連通する開口が、上記筒状鋳型
   と上記耐火性板体との接続面間または上記筒状鋳型の内
   壁面に開口端を有するスリットであることを特徴とする
   特許請求の範囲第６項または第７項記載の金属の水平連
   続鋳造装置。
9. 【請求項９】上記開口部が、上記筒状鋳型内壁面または
   上記耐火性板体の板面に固設した流体透過性部材からな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第６項または第７項
   記載の金属の水平連続鋳造装置。
10. 【請求項１０】上記筒状鋳型の本体内部を貫通し、その
    全周縁内壁面に開口する開口部が上記筒状鋳型の本体内
    部の環状経路に連通し、さらに該環状経路は、上記筒状
    鋳型の外部で調圧機構を付設した導管に接続されてなる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第６項から第９項まで
    のいずれか１項に記載の金属の水平連続鋳造装置。
11. 【請求項１１】上記調圧機構が、上記導管に付設された
    弁を作動することを特徴とする特許請求の範囲第10項記
    載の金属の水平連続鋳造装置。
12. 【請求項１２】上記調圧機構が、上記空間上端部におけ
    る金属溶湯の静水圧に該調圧機構の測定圧力を換算する
    とともに、換算圧力と該静水圧とを比較する制御ユニッ
    トを有することを特徴とする特許請求の範囲第11項記載
    の金属の水平連続鋳造装置。
13. 【請求項１３】上記筒状鋳型の内壁面の頂部および／ま
    たは底部に、ほぼ該鋳型の軸芯方向の溝が設けられてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第５項から第12項の
    いづれか１項に記載の金属の水平連続鋳造装置。