JPH084877B2 - 多相交流電磁撹拌による連続鋳造によってチキソトロピーの金属製品を製造する方法及びチキソトロピーの金属製品の連続鋳造装置 - Google Patents
多相交流電磁撹拌による連続鋳造によってチキソトロピーの金属製品を製造する方法及びチキソトロピーの金属製品の連続鋳造装置Info
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- JPH084877B2 JPH084877B2 JP2418733A JP41873390A JPH084877B2 JP H084877 B2 JPH084877 B2 JP H084877B2 JP 2418733 A JP2418733 A JP 2418733A JP 41873390 A JP41873390 A JP 41873390A JP H084877 B2 JPH084877 B2 JP H084877B2
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/114—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means
- B22D11/115—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/12—Making non-ferrous alloys by processing in a semi-solid state, e.g. holding the alloy in the solid-liquid phase
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- Y10S164/00—Metal founding
- Y10S164/90—Rheo-casting
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、円形、楕円形または多
角形断面のスラブまたはビレットの連続鋳造によってチ
キソトロピーの金属製品を製造する方法及び該方法を用
いた鋳造装置に関する。
角形断面のスラブまたはビレットの連続鋳造によってチ
キソトロピーの金属製品を製造する方法及び該方法を用
いた鋳造装置に関する。
【０００２】チキソトロピーの金属製品は、実質的に球
形の小塊に縮退したデンドライトから特に成る非デンド
ライト初期相を有する金属製品である。
形の小塊に縮退したデンドライトから特に成る非デンド
ライト初期相を有する金属製品である。
【０００３】これらのチキソトロピーの製品は、それら
を成型する時に、従来の製品を上回る利点を備えてい
る。
を成型する時に、従来の製品を上回る利点を備えてい
る。
【０００４】成型エネルギーはより少なく、冷却期間は
短縮され、収縮は減少し、そして鋳型及びダイの摩耗は
少なくなる。
短縮され、収縮は減少し、そして鋳型及びダイの摩耗は
少なくなる。
【０００５】多数の特許がチキソトロピーの金属製品を
得る手段を開示している。
得る手段を開示している。
【０００６】米国特許３９４８６５０号（フランス特許
２１４１９７９号に対応する）は、組成物が液体の状態
に達するまで組成物の温度を上げること、部分的な凝固
をもたらすために冷却すること、そして液体−固体混合
物を強力に撹拌してデンドライトをばらばらにし、そし
てそれらを初期組成物の約６５重量％までに相当する実
質的に球形の縮退された小塊に転化させることにある鋳
造方法を述べている。
２１４１９７９号に対応する）は、組成物が液体の状態
に達するまで組成物の温度を上げること、部分的な凝固
をもたらすために冷却すること、そして液体−固体混合
物を強力に撹拌してデンドライトをばらばらにし、そし
てそれらを初期組成物の約６５重量％までに相当する実
質的に球形の縮退された小塊に転化させることにある鋳
造方法を述べている。
【０００７】米国特許４４３４８３７号は、鋳塊鋳型の
軸に直角な面内で回転しそしてこの軸に向かって向けら
れている磁界を、二つの極を有するステーターが作り出
すチキソトロピーの金属の連続鋳造に適用される電磁撹
拌装置を述べている。この磁界とこの軸に平行な金属中
に誘導される電流との相互作用は、水平面内にそして鋳
塊鋳型に対して接線方向に位置付けられる電磁力を発生
させ、少なくとも５００ｓｅｃ−１のせん断のレベルを
生成させる。
軸に直角な面内で回転しそしてこの軸に向かって向けら
れている磁界を、二つの極を有するステーターが作り出
すチキソトロピーの金属の連続鋳造に適用される電磁撹
拌装置を述べている。この磁界とこの軸に平行な金属中
に誘導される電流との相互作用は、水平面内にそして鋳
塊鋳型に対して接線方向に位置付けられる電磁力を発生
させ、少なくとも５００ｓｅｃ−１のせん断のレベルを
生成させる。
【０００８】米国特許４４５７３５５号は、異なる熱伝
導率の二つの部分から成る鋳塊鋳型を述べ、そしてヨー
ロッパ特許ＥＰ７１８２２号は、一連の絶縁性及び伝導
性金属板から成る鋳塊鋳型を述べている。
導率の二つの部分から成る鋳塊鋳型を述べ、そしてヨー
ロッパ特許ＥＰ７１８２２号は、一連の絶縁性及び伝導
性金属板から成る鋳塊鋳型を述べている。
【０００９】米国特許４４８２０１２号は、非伝導性シ
ールによってお互いに連結された二つのチャンバから成
り、第一のチャンバが熱交換器として作用する鋳塊鋳型
を使用することから成る改良を述べ、そして米国特許４
５６５２４１号は、せん断のレベルと凝固のレベルの比
が２．１０３と８．１０３の間に含まれるような撹拌条
件を支持している。
ールによってお互いに連結された二つのチャンバから成
り、第一のチャンバが熱交換器として作用する鋳塊鋳型
を使用することから成る改良を述べ、そして米国特許４
５６５２４１号は、せん断のレベルと凝固のレベルの比
が２．１０３と８．１０３の間に含まれるような撹拌条
件を支持している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本明細書中で上で引用し
た先行技術及び特にせん断のレベルに関連して固定され
た条件である本発明者らが遭遇する主要な問題は、凝固
の過程の間に金属に付与される電磁力が既に形成された
デンドライトをばらばらにしてそしてそれらを小塊に転
化させるために適切でなければならないことである。デ
ンドライトの小塊へのこの縮退は、熱的作用によってで
はなく、機械的作用のみで達成される。事実、デンドラ
イトに付与される力は、丸いバーの場合には、鋳塊鋳型
の軸を中心とする同心円に対して接線方向である。鋳塊
鋳型と鋳造製品の回転に関する対称性により、これらの
円ではどこでも等温である。
た先行技術及び特にせん断のレベルに関連して固定され
た条件である本発明者らが遭遇する主要な問題は、凝固
の過程の間に金属に付与される電磁力が既に形成された
デンドライトをばらばらにしてそしてそれらを小塊に転
化させるために適切でなければならないことである。デ
ンドライトの小塊へのこの縮退は、熱的作用によってで
はなく、機械的作用のみで達成される。事実、デンドラ
イトに付与される力は、丸いバーの場合には、鋳塊鋳型
の軸を中心とする同心円に対して接線方向である。鋳塊
鋳型と鋳造製品の回転に関する対称性により、これらの
円ではどこでも等温である。
【００１１】それに対して、本発明は、デンドライトが
形成される冷たいゾーンからより熱いゾーンに向かう連
続的な移動によってこれらのデンドライトの表面の再融
解を引き起こさせることによってこれらのデンドライト
の小塊への転化を達成することにある。従って、本発明
においては、デンドライトの小塊へのこの縮退は、本質
的に熱的作用によって達成される。
形成される冷たいゾーンからより熱いゾーンに向かう連
続的な移動によってこれらのデンドライトの表面の再融
解を引き起こさせることによってこれらのデンドライト
の小塊への転化を達成することにある。従って、本発明
においては、デンドライトの小塊へのこの縮退は、本質
的に熱的作用によって達成される。
【００１２】本発明による方法においては、垂直なまた
は水平な軸を有しそして可動の底を有しており、その壁
または少なくともその内側面が断熱材料から構成されて
いる、いわゆる熱い上流部分と、その壁が少なくとも部
分的に熱伝導性材料から構成されていてそして冷却流体
と外部接触する、いわゆる冷たい下流部分から成る鋳型
中に液体金属を注ぐ。
は水平な軸を有しそして可動の底を有しており、その壁
または少なくともその内側面が断熱材料から構成されて
いる、いわゆる熱い上流部分と、その壁が少なくとも部
分的に熱伝導性材料から構成されていてそして冷却流体
と外部接触する、いわゆる冷たい下流部分から成る鋳型
中に液体金属を注ぐ。
【００１３】熱的に遮断された上流部分においては、注
がれた金属は液体に留まり、一方冷却された下流部分に
おいては、連続鋳造において知られているやり方で、図
１中に示されそして参照番号７によって指示されている
凝固前面が形成される。この前面のすぐ上流には、まだ
液体の金属中に懸濁する初晶から成る液体−固体ゾーン
がある。
がれた金属は液体に留まり、一方冷却された下流部分に
おいては、連続鋳造において知られているやり方で、図
１中に示されそして参照番号７によって指示されている
凝固前面が形成される。この前面のすぐ上流には、まだ
液体の金属中に懸濁する初晶から成る液体−固体ゾーン
がある。
【００１４】本発明は、凝固の過程の間に、この液体金
属に、図１中の矢印によって表される運動を賦与するこ
とにあり、この運動は、１秒未満または１秒に等しい時
間で初晶の冷たいゾーンから熱いゾーンへの移動を確保
して、デンドライト結晶の表面再融解をもたらしそして
それらを縮退された小塊に転化させる。
属に、図１中の矢印によって表される運動を賦与するこ
とにあり、この運動は、１秒未満または１秒に等しい時
間で初晶の冷たいゾーンから熱いゾーンへの移動を確保
して、デンドライト結晶の表面再融解をもたらしそして
それらを縮退された小塊に転化させる。
【００１５】この移動の動きは、１または複数の多相誘
導子によって実施され、それらの配置は本明細書中で後
で説明する。
導子によって実施され、それらの配置は本明細書中で後
で説明する。
【００１６】
【実施例】本発明を実施することを意図した連続鋳造装
置は、図１の縦半分の部分中に示されている。これは、
本発明の特定の実施態様を例示する例、即ち縦型鋳造の
例である。横型鋳造の例である、同じ機能を有する類似
の装置は、本発明のもう一つの実施態様中に見い出され
る。
置は、図１の縦半分の部分中に示されている。これは、
本発明の特定の実施態様を例示する例、即ち縦型鋳造の
例である。横型鋳造の例である、同じ機能を有する類似
の装置は、本発明のもう一つの実施態様中に見い出され
る。
【００１７】金属を鋳造し、凝固しそして抽出すること
を意図した装置、そして次に金属を循環させることを意
図した電磁装置を本明細書中で後で述べる。
を意図した装置、そして次に金属を循環させることを意
図した電磁装置を本明細書中で後で述べる。
【００１８】鋳造、凝固及び抽出装置は、金属そして特
にアルミニウムの連続“押し湯”鋳造のために使用され
る装置と近似している。それは以下のものから成る： ａ）液体金属２を含む、断熱材料１から作られた熱い部
分。この断熱材料は、鋳物工場においてまたは湯道及び
ノズルを製造する際に現在使用されているタイプのもの
である。
にアルミニウムの連続“押し湯”鋳造のために使用され
る装置と近似している。それは以下のものから成る： ａ）液体金属２を含む、断熱材料１から作られた熱い部
分。この断熱材料は、鋳物工場においてまたは湯道及び
ノズルを製造する際に現在使用されているタイプのもの
である。
【００１９】ｂ）それが液体金属に耐えるようなやり方
で熱い部分に接続された冷たい部分。この冷たい部分
は、その主要な要素としては、外部から冷却された熱伝
導性金属の鋳塊鋳型３を含む。このような冷却は、図１
中に示されたもののような水槽６から出る冷却流体、一
般には水のフィルム５によって与えてよい。それはま
た、公知の方法で鋳塊鋳型に取り付けられた水のチャン
バによって直接に与えてもよい。この後者の場合には、
水ジェットまたは水のシートは、好ましくは、水タンク
／鋳塊鋳型組立体の基底部で生成され、流れ落ちそして
鋳造されている製品を直接冷却するであろう。その上方
部分において、この鋳塊鋳型は、鋳造金属に対して潤滑
剤として作用するグラファイトリング４に嵌まり合い、
潤滑剤を補ない得るが、ある種の金属の鋳造を容易にす
るために下流部分の内側の壁を潤滑剤によって被覆する
ことが時々必要である。先行技術の手法によると、鋳塊
鋳型を通して連続的に潤滑剤を供給することもまた可能
であり、そうすれば潤滑剤がグラファイトリングを通る
ゆえに連続潤滑を与えるようになる。なお連続潤滑とい
う観点からすれば、グラファイトリングを使用する代わ
りに、鋳塊鋳型の内側面の上に開き、そして圧力下で潤
滑剤がその中に含まれているチャンバにそれらの他端で
接続されているグラファイトのスティックを鋳塊鋳型中
に挿入することも可能である。
で熱い部分に接続された冷たい部分。この冷たい部分
は、その主要な要素としては、外部から冷却された熱伝
導性金属の鋳塊鋳型３を含む。このような冷却は、図１
中に示されたもののような水槽６から出る冷却流体、一
般には水のフィルム５によって与えてよい。それはま
た、公知の方法で鋳塊鋳型に取り付けられた水のチャン
バによって直接に与えてもよい。この後者の場合には、
水ジェットまたは水のシートは、好ましくは、水タンク
／鋳塊鋳型組立体の基底部で生成され、流れ落ちそして
鋳造されている製品を直接冷却するであろう。その上方
部分において、この鋳塊鋳型は、鋳造金属に対して潤滑
剤として作用するグラファイトリング４に嵌まり合い、
潤滑剤を補ない得るが、ある種の金属の鋳造を容易にす
るために下流部分の内側の壁を潤滑剤によって被覆する
ことが時々必要である。先行技術の手法によると、鋳塊
鋳型を通して連続的に潤滑剤を供給することもまた可能
であり、そうすれば潤滑剤がグラファイトリングを通る
ゆえに連続潤滑を与えるようになる。なお連続潤滑とい
う観点からすれば、グラファイトリングを使用する代わ
りに、鋳塊鋳型の内側面の上に開き、そして圧力下で潤
滑剤がその中に含まれているチャンバにそれらの他端で
接続されているグラファイトのスティックを鋳塊鋳型中
に挿入することも可能である。
【００２０】ｃ）始動時に鋳塊鋳型の底部分を閉じる底
から成り、そして縦型鋳造の場合には、板によって運ば
れる抽出システム。この板には、製品鋳造物の合金及び
形式に従って調節することができる規則的な垂直で下方
への動きが賦与される。横型鋳造の場合には、このシス
テムは、モータを備えたベルトによってか、またはその
ローラの一つがモータを備えているローラテーブル及び
駆動を保証する加圧ローラによってかのどちらかで運ば
れる。
から成り、そして縦型鋳造の場合には、板によって運ば
れる抽出システム。この板には、製品鋳造物の合金及び
形式に従って調節することができる規則的な垂直で下方
への動きが賦与される。横型鋳造の場合には、このシス
テムは、モータを備えたベルトによってか、またはその
ローラの一つがモータを備えているローラテーブル及び
駆動を保証する加圧ローラによってかのどちらかで運ば
れる。
【００２１】開始の後では既に凝固された製品は、連続
的に供給される金属の凝固のための鋳型としての役割を
果し、そして図１中に図示されるように平衡の状態が達
成される。
的に供給される金属の凝固のための鋳型としての役割を
果し、そして図１中に図示されるように平衡の状態が達
成される。
【００２２】鋳塊鋳型からの影響によって、凝固した外
側の皮（ｓｈｅｌｌ）が発達し、一方鋳造製品の内側で
は、多かれ少なかれ図中に示された形を有する凝固前面
７が確立されるようになる。この前面の下では、金属は
完全に固体であり、その上では、“液体金属プール”と
呼ばれるものの中に、液体及び固体粒子の混合物があ
る。これらの粒子は、一般に、凝固前面中に次第に統合
されて、固体部分８が発達するのを可能にしそして鋳造
が進行するのを可能にするデンドライトの粒子である。
側の皮（ｓｈｅｌｌ）が発達し、一方鋳造製品の内側で
は、多かれ少なかれ図中に示された形を有する凝固前面
７が確立されるようになる。この前面の下では、金属は
完全に固体であり、その上では、“液体金属プール”と
呼ばれるものの中に、液体及び固体粒子の混合物があ
る。これらの粒子は、一般に、凝固前面中に次第に統合
されて、固体部分８が発達するのを可能にしそして鋳造
が進行するのを可能にするデンドライトの粒子である。
【００２３】鋳造装置と組み合わせるときに、本発明を
構成する電磁撹拌装置は、多相交流を供給され、そして
鋳造装置、熱いゾーン及び冷たいゾーン組立体を取り巻
く１または複数の誘導子から成る。原理的には、任意の
タイプのｎ相の交流を使用することが可能であるが、実
際には明らかに三相交流が使用されるであろう。図１中
に図示されているのはこれである。
構成する電磁撹拌装置は、多相交流を供給され、そして
鋳造装置、熱いゾーン及び冷たいゾーン組立体を取り巻
く１または複数の誘導子から成る。原理的には、任意の
タイプのｎ相の交流を使用することが可能であるが、実
際には明らかに三相交流が使用されるであろう。図１中
に図示されているのはこれである。
【００２４】この図面においては、６つの連続した巻
線、即ちＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆが、図面の上側から下
側へと示されている。これらの巻線は、鋳造の軸と直角
をなす面内に配設されている。それらは、リニア誘導モ
ータが供給される方法と同様のの方法で、それぞれ相
１、−２、３、−１、２、−３を経て供給され、かくし
て三相が供給される順序に従って上昇するか、下降する
か、または周期的に上昇しそして次に下降する垂直方向
の滑り磁界を発生させる。慣用的には、一般的に使用さ
れる巻線長さは極性ピッチの倍数であり、そして極性ピ
ッチは基本順序１、−２、３における三つの巻線の長さ
である。これは実際には、６、９、１２、１５．．．の
巻線が使用されるであろうことを意味するが、理論上は
続きが途中で切られることを妨げるものはない。さらに
また、電気工学技術における熟達者には、リニアモータ
において遭遇するエッジ効果を排除するために末端で特
別な巻線を使用することから成る手段が知られている。
この滑り磁界と金属中に誘導される電流との相互作用に
よって力が発生し、その力は、鋳塊鋳型の軸を通ってそ
してそれ故鋳造製品を通って通過する面内での運動をも
たらす。これらの運動は、図１中の矢印１０によって図
式的に示されている。
線、即ちＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆが、図面の上側から下
側へと示されている。これらの巻線は、鋳造の軸と直角
をなす面内に配設されている。それらは、リニア誘導モ
ータが供給される方法と同様のの方法で、それぞれ相
１、−２、３、−１、２、−３を経て供給され、かくし
て三相が供給される順序に従って上昇するか、下降する
か、または周期的に上昇しそして次に下降する垂直方向
の滑り磁界を発生させる。慣用的には、一般的に使用さ
れる巻線長さは極性ピッチの倍数であり、そして極性ピ
ッチは基本順序１、−２、３における三つの巻線の長さ
である。これは実際には、６、９、１２、１５．．．の
巻線が使用されるであろうことを意味するが、理論上は
続きが途中で切られることを妨げるものはない。さらに
また、電気工学技術における熟達者には、リニアモータ
において遭遇するエッジ効果を排除するために末端で特
別な巻線を使用することから成る手段が知られている。
この滑り磁界と金属中に誘導される電流との相互作用に
よって力が発生し、その力は、鋳塊鋳型の軸を通ってそ
してそれ故鋳造製品を通って通過する面内での運動をも
たらす。これらの運動は、図１中の矢印１０によって図
式的に示されている。
【００２５】これらの動きは、凝固前面近くで生成され
そしてまだ液体金属中に埋め込まれているデンドライト
の、液体金属プールのもっと熱い上方部分に向かう移動
を可能にする。この上方部分においてデンドライトは、
それらを小塊に変換させる表面的な融解を受け、そして
次に再び矢印１１の方向に冷たいゾーンに向けられるこ
とは明らかである。
そしてまだ液体金属中に埋め込まれているデンドライト
の、液体金属プールのもっと熱い上方部分に向かう移動
を可能にする。この上方部分においてデンドライトは、
それらを小塊に変換させる表面的な融解を受け、そして
次に再び矢印１１の方向に冷たいゾーンに向けられるこ
とは明らかである。
【００２６】本明細書中で上で述べた三相誘導子Ａ〜Ｆ
は、二つのやり方で装備される。 １） 慣用的には冷却されていない銅電線または冷却さ
れた銅チューブのコイルの形の巻線として設けられる。
異なるコイルは積み重ねられ、そして好ましくは磁力界
線を一定方向に導く意図で積層された磁気ヨーク１２の
ノッチ中に置かれる（図２）。お互いに電気的に絶縁さ
れた金属シートは鋳型の軸を通過する面内に位置付けら
れる。その冷却を与えるために鋳塊鋳型に水のチャンバ
が接続されている場合には、巻線はこのチャンバの内側
に置くことができる。かくしてそれらは効果的に冷却さ
れる。 ２） 本発明によれば、図３ａ、図３ｂ中に示されるよ
うに、巻線は、良好な伝導体、例えば銅であり、そして
その厚さがミリメートルの単位のものである金属の薄い
ディスクから成る。リングの形でそしてスロット１４が
配設されている各々のディスク１３は、巻線の一巻を構
成する（図３ａ）。巻線を構成するためには、ディスク
を積み重ね、二つの続くディスクは与えられた角度だけ
ずらされる。絶縁ディスク１５を、二つの続く銅ディス
ク中のスロットの間のゾーンを除いて、これらの二つの
続く銅ディスクの間に挿入する。それ故、二つの続くデ
ィスクの間に電気的接続及び巻線の連続性を与える接触
領域がこのゾーン中にある（図３ｂ）。
は、二つのやり方で装備される。 １） 慣用的には冷却されていない銅電線または冷却さ
れた銅チューブのコイルの形の巻線として設けられる。
異なるコイルは積み重ねられ、そして好ましくは磁力界
線を一定方向に導く意図で積層された磁気ヨーク１２の
ノッチ中に置かれる（図２）。お互いに電気的に絶縁さ
れた金属シートは鋳型の軸を通過する面内に位置付けら
れる。その冷却を与えるために鋳塊鋳型に水のチャンバ
が接続されている場合には、巻線はこのチャンバの内側
に置くことができる。かくしてそれらは効果的に冷却さ
れる。 ２） 本発明によれば、図３ａ、図３ｂ中に示されるよ
うに、巻線は、良好な伝導体、例えば銅であり、そして
その厚さがミリメートルの単位のものである金属の薄い
ディスクから成る。リングの形でそしてスロット１４が
配設されている各々のディスク１３は、巻線の一巻を構
成する（図３ａ）。巻線を構成するためには、ディスク
を積み重ね、二つの続くディスクは与えられた角度だけ
ずらされる。絶縁ディスク１５を、二つの続く銅ディス
ク中のスロットの間のゾーンを除いて、これらの二つの
続く銅ディスクの間に挿入する。それ故、二つの続くデ
ィスクの間に電気的接続及び巻線の連続性を与える接触
領域がこのゾーン中にある（図３ｂ）。
【００２７】銅ディスクの冷却を確保するために、鋳塊
鋳型を冷却するやり方に従って二つの解決が考えられ
た。鋳塊鋳型を水フィルムによって冷却する場合には、
本明細書中で上で述べた本発明による巻線を、上流及び
下流部分を取り巻きそして鋳塊鋳型のレベルでの水のフ
ィルムのための通過を可能にする環状の水のチャンバの
中に置く。このチャンバを通る半分の部分が図４中に示
されている。
鋳型を冷却するやり方に従って二つの解決が考えられ
た。鋳塊鋳型を水フィルムによって冷却する場合には、
本明細書中で上で述べた本発明による巻線を、上流及び
下流部分を取り巻きそして鋳塊鋳型のレベルでの水のフ
ィルムのための通過を可能にする環状の水のチャンバの
中に置く。このチャンバを通る半分の部分が図４中に示
されている。
【００２８】このチャンバは、鋳造製品の形に従って、
内側の円筒状またはプリズム状の壁から成り、そして好
ましくは絶縁材料、または良好な電気伝導体ではないが
いずれにしても非磁気である材料１６である材料から成
り、さらにこのチャンバは、磁気ヨーク１２を構成して
よい同様の円筒状またはプリズム状の内側表面を有する
外側壁を有する。
内側の円筒状またはプリズム状の壁から成り、そして好
ましくは絶縁材料、または良好な電気伝導体ではないが
いずれにしても非磁気である材料１６である材料から成
り、さらにこのチャンバは、磁気ヨーク１２を構成して
よい同様の円筒状またはプリズム状の内側表面を有する
外側壁を有する。
【００２９】水のチャンバは、ねじ山が切られた結合部
材２０によってお互いに接続されている二つの部材１８
及び１９によってその上方及び下方部分において閉じら
れている。結合部材２０の目的は、同様に、二つのナッ
ト２１及び２２によって巻線を構成するディスク１３を
一緒にクランプすることである。銅のディスクと接触す
るその中央部分は絶縁されている。
材２０によってお互いに接続されている二つの部材１８
及び１９によってその上方及び下方部分において閉じら
れている。結合部材２０の目的は、同様に、二つのナッ
ト２１及び２２によって巻線を構成するディスク１３を
一緒にクランプすることである。銅のディスクと接触す
るその中央部分は絶縁されている。
【００３０】水入口２３及び出口２４が、このチャンバ
のそれぞれ底及び頂部に配設されている。銅ディスク１
３及び誘導子１５の積み重ねは、このチャンバの内側に
配設されている。銅及び絶縁ディスクは、適切に分布さ
れた穴によって貫通されて、これらの穴は冷却ダクト２
５を構成しそして結合棒の通過を可能にする。
のそれぞれ底及び頂部に配設されている。銅ディスク１
３及び誘導子１５の積み重ねは、このチャンバの内側に
配設されている。銅及び絶縁ディスクは、適切に分布さ
れた穴によって貫通されて、これらの穴は冷却ダクト２
５を構成しそして結合棒の通過を可能にする。
【００３１】もし鋳塊鋳型を水のチャンバによって冷却
するならば、チャンバ中に直接巻線を置くことによって
この解決の利点を得ることが可能である（図５）。
するならば、チャンバ中に直接巻線を置くことによって
この解決の利点を得ることが可能である（図５）。
【００３２】この場合には、チャンバの内側の壁は、上
流（熱い部分）では断熱材料２７によってそして下流側
（冷たい部分）ではグラファイトリング２８によって被
覆されている鋳塊鋳型２６それ自体である。鋳造の過程
の間に、製品の固体部分２９は、同様に前面３０によっ
て境界付けられていることが見い出される。３１に到着
する水は、穴３３を通って巻線３２をそして隙間３４の
通過によって鋳塊鋳型を冷却するばかりでなく、３６で
製品の上に降りかかる水のシート３５を形成する役割も
果す。巻線冷却からの出口通路３８に位置付けられたバ
ルブ３７は、各々の通路中を循環するそれぞれの水量を
監視することを可能にする。この技術の残りは、図４に
関して述べられた技術と類似している。
流（熱い部分）では断熱材料２７によってそして下流側
（冷たい部分）ではグラファイトリング２８によって被
覆されている鋳塊鋳型２６それ自体である。鋳造の過程
の間に、製品の固体部分２９は、同様に前面３０によっ
て境界付けられていることが見い出される。３１に到着
する水は、穴３３を通って巻線３２をそして隙間３４の
通過によって鋳塊鋳型を冷却するばかりでなく、３６で
製品の上に降りかかる水のシート３５を形成する役割も
果す。巻線冷却からの出口通路３８に位置付けられたバ
ルブ３７は、各々の通路中を循環するそれぞれの水量を
監視することを可能にする。この技術の残りは、図４に
関して述べられた技術と類似している。
【００３３】
【実施例１】ストロンチウムによって縮退されたアルミ
ニウム合金タイプＡＳ７Ｇ０．３（Ａｌ−７％ Ｓｉ−
０．３％ Ｍｇ）で径が１５０ｍｍのビレットを、本明
細書中で上で述べた方法を使用して鋳造した。
ニウム合金タイプＡＳ７Ｇ０．３（Ａｌ−７％ Ｓｉ−
０．３％ Ｍｇ）で径が１５０ｍｍのビレットを、本明
細書中で上で述べた方法を使用して鋳造した。
【００３４】鋳造速度は１５０ｍｍ／ｍｉｎであった。
鋳造温度は６４０℃であった。鋳型の上流部分は、１４
５ｍｍの内径及び１００ｍｍの高さを有する耐火材料の
リングから成っていた。下流部分は、この径のこのタイ
プの合金を鋳造するための鋳塊鋳型に従って慣用的に形
作られた。１８０ｍｍの全巻線高さを有する円筒状リニ
アモータがこれらの二つの部分を包んだ。それは、厚さ
１ｍｍ、内径２００ｍｍそして外径３００ｍｍの１５の
銅ディスクから各々が構成された９の巻線から成ってい
た。この組立体に星形結線で三相交流を供給し、そして
相を横切って付与された電圧は１５ボルトであった。
鋳造温度は６４０℃であった。鋳型の上流部分は、１４
５ｍｍの内径及び１００ｍｍの高さを有する耐火材料の
リングから成っていた。下流部分は、この径のこのタイ
プの合金を鋳造するための鋳塊鋳型に従って慣用的に形
作られた。１８０ｍｍの全巻線高さを有する円筒状リニ
アモータがこれらの二つの部分を包んだ。それは、厚さ
１ｍｍ、内径２００ｍｍそして外径３００ｍｍの１５の
銅ディスクから各々が構成された９の巻線から成ってい
た。この組立体に星形結線で三相交流を供給し、そして
相を横切って付与された電圧は１５ボルトであった。
【００３５】ビレットの中央の顕微鏡写真検査は、ほぼ
６０μｍの典型的な小球体サイズを有する縮退されたデ
ンドライト構造が効果的に達成されたことを示した。
６０μｍの典型的な小球体サイズを有する縮退されたデ
ンドライト構造が効果的に達成されたことを示した。
【図１】本発明の方法を実施するための連続鋳造装置の
半縦断図である。
半縦断図である。
【図２】図１の連続鋳造装置の磁気ヨークの説明図であ
る。
る。
【図３ａ】図１の連続鋳造装置の金属ディスクの平面図
である。
である。
【図３ｂ】図１の連続鋳造装置の金属ディスク及び絶縁
ディスクの断面図である。
ディスクの断面図である。
【図４】図１の連続鋳造装置の鋳塊鋳型を水フィルムに
よって冷却する場合の水のチャンバの半縦断面図であ
る。
よって冷却する場合の水のチャンバの半縦断面図であ
る。
【図５】図１の連続鋳造装置の鋳塊鋳型と水のチャンバ
とを組合せた例の半縦断面図である。
とを組合せた例の半縦断面図である。
１ 断熱材料 ２ 液体金属 ３，２６ 鋳塊鋳型 ４，２８ グラファイトリング ５ 水フィルム ６ 水槽 ７，３０ 凝固前面 ８，２９ 固体部分 １２ 磁気ヨーク １３ 金属ディスク １４ スロット １５ 絶縁ディスク １６ 絶縁材料 １８，１９ 部材 ２０ 結合部材 ２１，２２ ナット ２３ 水入口 ２４ 水出口 ２５ 冷却ダクト ２７ 断熱材料 ３２ 巻線 ３３ 穴 ３４ 隙間 ３５ 水のシート ３７ バルブ ３８ 出口通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２２Ｄ 27/02 Ｗ
Claims (19)
- 【請求項１】 壁が少なくともその内側表面において断
熱材料から構成されている、熱いゾーンと呼ばれる上流
部分と、液体金属中での初晶の出現、冷却された壁と接
触しての固体の殼の生成及び可動の底を通して製品の斬
進的な抽出を可能にする凝固前面の生成をもたらすよう
なやり方で、熱伝導性材料から作られている壁を冷却流
体によって冷却する、冷たいゾーンと呼ばれる下流部分
との同軸の２つの部分を含み、可動の底によってその下
流部分において閉じられた鋳型の中に液体金属を注ぎ、
その初期相の少なくとも一部が縮退したデンドライトか
ら出る小塊の形を取るチキソトロピーの金属製品及び特
にアルミニウム合金製品を製造するために連続鋳造を用
いる方法であって、鋳型の熱いゾーン及び冷たいゾーン
の回りには、その軸が鋳型の軸である環状の巻線から成
る一連の誘導子が配設されており、前記誘導子には、鋳
型の軸を通過する面中での運動で金属を移動させる電磁
力を発生させ、更に冷たいゾーンから熱いゾーンへの及
び逆方向へのデンドライト結晶の移動をもたらして前記
結晶の表面の再融解及び前記結晶の小塊への縮退をもた
らすための鋳型の軸と平行である一つの方向に、又は他
の方向に、或いは一つの方向にそして次に他の方向へと
交互に動く滑り磁界が鋳型の内側に生じるような位相を
備えた多相交流が供給されることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 連続鋳造が垂直に実施されることを特徴
とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 連続鋳造が水平に実施されることを特徴
とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 壁が少なくともその内側表面において断
熱材料から構成されている、熱いゾーンと呼ばれる上流
部分と、熱伝導性材料から作られているその壁を冷却流
体によって冷却する、冷たいゾーンと呼ばれる下流部分
との２つの同軸の部分を含み、可動の底によってその下
流部分において閉じられた鋳型と、可動の底を移動させ
て斬進的に製品を抽出することを可能にする手段とから
成る、チキソトロピーの金属製品の連続鋳造装置であっ
て、鋳型の熱いゾーン及び冷たいゾーンの回りには、そ
の軸が鋳型の軸でありそして多相交流が供給される環状
の巻線から成る一連の誘導子が配設されており、前記誘
導子には、鋳型の軸と平行である一つの方向に、又は他
の方向に、或いは一つの方向にそして次に他の方向へと
交互に動き、鋳型の軸を通過する面中での運動で金属を
移動させる電磁力を発生させ、更に冷たいゾーンから熱
いゾーンへの及び逆方向へのデンドライト結晶の移動を
もたらして前記結晶の表面の再融解及び前記結晶の小塊
への縮退をもたらす滑り磁界が鋳型の内側に生じるよう
な位相を備えた多相交流が供給されることを特徴とする
チキソトロピーの金属製品の連続鋳造装置。 - 【請求項５】 鋳型の軸が垂直であることを特徴とす
る、請求項４に記載の装置。 - 【請求項６】 鋳型の軸が水平であることを特徴とす
る、請求項４に記載の装置。 - 【請求項７】 冷たいゾーン中に位置付けられた鋳塊鋳
型の内側の壁が、その周囲全体及び、その最も上流部分
にわたって、鋳塊鋳型の軸と同じ軸を有するグラファイ
トのリングが配置されていることを特徴とする、請求項
４から６のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項８】 冷たいゾーン中に位置付けられた鋳塊鋳
型の内側の壁が、鋳塊鋳型の内側の壁に潤滑剤を運ぶグ
ラファイトのスティックによってその周囲全体及びその
最も上流部分にわたって横切られていることを特徴とす
る、請求項４から６のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項９】 巻線に三相交流が供給されることを特徴
とする、請求項４から８のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１０】 巻線の全長が極性ピッチの倍数である
ことを特徴とする、請求項４から９のいずれか一項に記
載の装置。 - 【請求項１１】 下流部分を冷却するためのシステムが
水タンクから出るフィルムから成ることを特徴とする、
請求項４から１０のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１２】 下流部分を冷却するためのシステム
が、鋳塊鋳型に接続され且つ鋳造製品の上に降りかかる
水のジェットまたはシートをその基底部で形成する水チ
ャンバから成ることを特徴とする、請求項４から１０の
いずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１３】 巻線が、銅電線または冷却された銅チ
ューブの重ねられたディスクの形で製造されることを特
徴とする、請求項４から１２のいずれか一項に記載の装
置。 - 【請求項１４】 ディスクが、積層された磁気ヨーク内
のノッチ中に置かれることを特徴とする、請求項１３に
記載の装置。 - 【請求項１５】 巻線が薄い環状の金属、好ましくは銅
のディスクから成り、これらの各々には半径方向のスロ
ットが配設され、そして該ディスクは、各々の続くディ
スクと与えられた角度だけスロットをずらされて、そし
て二つの隣合うディスクの間に、これらの二つのディス
クの間に接触領域を作り出して巻線の連続性を確保する
ために二つの隣合うディスクのスロットの間のゾーンを
除いて、絶縁性の薄体が介在されて積み重ねられること
を特徴とする、請求項４から１２のいずれか一項に記載
の装置。 - 【請求項１６】 このように構成されている巻線が、鋳
造鋳型を取り巻く環状の形の、循環する水が通るチャン
バの内側に配設され、銅ディスク及び絶縁性薄体の積み
重ねをクランプする手段が装備されており、並びにこれ
らの銅ディスク及び絶縁性薄体が、冷却水が循環するこ
とを可能にする整列された穴によって貫通されているこ
とを特徴とする、請求項１５に記載の装置。 - 【請求項１７】 チャンバの外側の壁が磁気ヨークから
成ることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。 - 【請求項１８】 巻線の冷却を確保するために、巻線が
鋳塊鋳型に接続されている水のチャンバの内側に置かれ
ていることを特徴とする、請求項１２から１４のいずれ
か一項に記載の装置。 - 【請求項１９】 銅及び絶縁性ディスクの積み重ねを冷
却することを意図したチャンバが鋳造製品を冷却するこ
とを意図した水のチャンバから成り、この水のチャンバ
の内側の壁は断熱材料によって上流側の上を被覆された
鋳塊鋳型それ自体であることを特徴とする、請求項１５
または１６に記載の装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9000516 | 1990-01-04 | ||
| FR9000516A FR2656552B1 (fr) | 1990-01-04 | 1990-01-04 | Procede de fabrication de produits metalliques thixotropes par coulee continue avec brassage electromagnetique en courant polyphase. |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0768345A JPH0768345A (ja) | 1995-03-14 |
| JPH084877B2 true JPH084877B2 (ja) | 1996-01-24 |
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ID=9392863
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| EP (1) | EP0439981B1 (ja) |
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| AU (1) | AU634845B2 (ja) |
| CA (1) | CA2033233C (ja) |
| DE (1) | DE69012090T2 (ja) |
| DK (1) | DK0439981T3 (ja) |
| ES (1) | ES2060118T3 (ja) |
| FR (1) | FR2656552B1 (ja) |
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| US5881796A (en) * | 1996-10-04 | 1999-03-16 | Semi-Solid Technologies Inc. | Apparatus and method for integrated semi-solid material production and casting |
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-
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