JPH09285848A - 建材及び器物用アルミニウム合金板の製造方法 - Google Patents
建材及び器物用アルミニウム合金板の製造方法Info
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Abstract
造圧延法で製造する場合、その合金板として使用可能な
製造方法を見出すこと。 【解決手段】 建材及び器物用アルミニウム合金板の連
続鋳造圧延法による製造方法であり、アルミニウム合金
溶湯を可動鋳型間に供給して厚さ30mm以下の鋳造板
に連続鋳造し、これを冷間圧延、必要に応じて中間焼鈍
し、さらに最終冷間圧延や最終焼鈍を行う製造方法にお
いて、前記鋳造板に連続鋳造する際、まず可動鋳型の表
面に離型剤を塗布し、続いてその塗布した離型剤をワイ
パーで均一にしながら、連続鋳造することを特徴とする
建材及び器物用アルミニウム合金板の製造方法である。
Description
ミニウム合金板の製造方法であり、より詳しくはこの合
金板を連続鋳造圧延法によって製造する場合、この連続
鋳造条件の改良により、最終的に陽極酸化処理が施され
る建材及び器物用アミニウム合金板としての使用を可能
とする製造方法に関するものである。なお、本明細書に
おいて「アルミニウム合金」なる語は、純アルミニウム
及びアルミニウム合金いずれも含むものとする。
の製造方法としては、アルミニウム合金溶湯を半連続鋳
造法により鋳造したスラブを均質化熱処理後、熱間圧延
及び冷間圧延(必要に応じて焼鈍)を施すか若しくはア
ルミニウム合金溶湯を可動鋳型(図4に示す水冷したド
ラム4、5又は図5に示す水冷したベルト8、9)間に
連続的に供給して、板厚30mm以下の鋳造板とし、そ
の後これを冷間圧延(必要に応じその前、中、後に焼鈍
を行う場合もある)して、所定の寸法の板材( 例えば板
厚1〜3mm)とした後、建材の場合は防食、表面硬
化、着色等を目的として陽極酸化処理(皮膜厚20μm
前後)を施し、又器物の場合は成形加工(深絞り、張出
加工等)し、さらに陽極酸化処理(皮膜厚20μm前
後)を施して製品とするのが一般的である。
ム合金板は、上記工程により板にした後、前記のごとく
最終的に陽極酸化処理が施されるため、板の金属組織の
均一性が表面品質に大きく影響を及ぼす。すなわち金属
組織にばらつきがあると陽極酸化処理後の外観が帯状あ
るいは斑状に不均一となり不良となる。
の一つとして、鋳造組織の不均一が挙げられる。例えば
半連続鋳造法により鋳造されたスラブの鋳造組織は、一
般に鋳肌から内部に移るに従いチル層、粗大セル層、微
細セル層と組織が変化する。ここでチル層と粗大セル層
を併せた部分は一般に額縁と呼ばれ不安定な金属組織と
なり表面品質に悪影響を及ぼすため、面削により削り落
とすことが一般的である。この方法によるアルミニウム
合金板の製造は、このように面削したスラブを均質化熱
処理および熱間圧延し、続いて冷間圧延(必要により焼
鈍)して、所定の板としている。
理および熱間圧延工程が省略され、歩留りおよびエネル
ギー効率の向上等において非常に有効な方法であるとと
もに、溶湯の冷却速度を早くすることができるため合金
成分が強制固溶され易く、かつ、第2相粒子が微細にな
り易いので、一般に強度の優れたアルミニウム合金板が
得られるメリットがある。
の製造の基本原理から供給される溶湯に対し鋳型が連続
的に移動するため、鋳造時の溶湯と可動鋳型の接触が不
安定である。このために溶湯の凝固速度にばらつきを生
じ易くこれが原因で鋳造組織が不均一となるという問題
がある。この鋳造板の表面欠陥の代表的な例として一般
に「リップルマーク」若しくは「レベルライン」と呼ば
れているものがある。これは鋳造コイルの長手方向にお
いて数mmピッチで周期的に鋳造組織が変動するため生
ずるものと考えられ周期的な表面欠陥として現れる。ま
た可動鋳型に塗布する離型剤等のばらつきによるものと
も考えられるアットランダムな表面欠陥として現れる場
合もある。本明細書においては、鋳造板のこれらの表面
欠陥を総称してリップルマークということとする。この
鋳造板の表面欠陥の存在する部分は、鋳造板の鋳造組織
も不均一であり、これによって製造された最終製品(圧
延板)においても陽極酸化処理後の外観が不均一となり
不良となる。この鋳造組織の不均一な部分を半連続鋳造
法同様面削により落とすことは、板厚が30mm以下程
度で薄く工程的にも困難であり、また通常この組織変動
は板厚内部でも数mmの深さ若しくは場合によっては板
厚中心部まで影響しているため、歩留まりを考えると現
実的な方法ではない。
法に比べ生産効率および特性の面からは魅力ある方法で
あるが、鋳造組織の不均一が生じこの部分を除去するこ
とも困難であるため、陽極酸化処理を施す建材及び器物
用アルミニウム板への適用ができなかった。
従来技術の問題点を解決することであり、具体的には建
材及び器物用アルミニウム合金板の連続鋳造圧延法によ
る製造において、この合金板の製造に適した均一で微細
な鋳造組織を有する鋳造板を得るための鋳造条件を見出
し、陽極酸化処理を施す建材及び器物用アミニウム合金
板として使用可能な製造方法を提供することである。
の請求項1の発明は、建材及び器物用アミニウム合金板
の連続鋳造圧延法による製造方法であり、アルミニウム
合金溶湯を可動鋳型間に供給して厚さ30mm以下の鋳
造板に連続鋳造し、これを冷間圧延、必要に応じて中間
焼鈍し、さらに最終冷間圧延や最終焼鈍を行う製造方法
において、前記鋳造板に連続鋳造する際、まず可動鋳型
の表面に離型剤を塗布し、続いてその塗布した離型剤を
ワイパーで均一にしながら、連続鋳造することを特徴と
する建材及び器物用アルミニウム合金板の製造方法であ
り、
アミニウム合金板の連続鋳造圧延法による製造方法であ
り、アルミニウム合金溶湯を可動鋳型間に供給して厚さ
30mm以下の鋳造板に連続鋳造し、これを冷間圧延、
必要に応じて中間焼鈍し、さらに最終冷間圧延や最終焼
鈍を行う製造方法において、前記鋳造板に連続鋳造する
際、まず可動鋳型の表面を回転ブラシで清浄にした後、
鋳型の表面に離型剤を塗布し、続いてその塗布した離型
剤をワイパーで均一にしながら、連続鋳造することを特
徴とする建材及び器物用アミニウム合金板の製造方法で
ある。
する。本発明の各構成要件のうち、まず建材及び器物用
アルミニウム合金について説明する。本発明における建
材用アルミニウム合金としては、純AL系のJIS10
50合金(Al分が99.50wt%以上で、Fe0.
40wt%以下、Si0.25wt%以下、Cu0.0
5wt%以下)、JIS1100合金(Al分が99.
00wt%以上で、Fe+Si0.95wt%以下、C
u0.1wt%)、JIS1200合金(Al分が9
9.00wt%以上で、Fe+Si1.00wt%以
下、Cu0.05wt%以下)等、Al合金系のJIS
5005合金(Al−0.8wt%Mg合金)等であ
る。また、器物用アルミニウム合金としては、前記の純
AL系のJIS1050合金、1100合金、1200
合金等、Al合金系のJIS3003合金(Al−1.
2wt%Mn−0.15wt%Cu合金)等であるが、
本発明は建材及び器物用の他の純AL系、Al合金系の
いずれの材料にも適用でき、これに限定されるものでは
ない。
る。本発明ではアルミニウム合金を鋳造するにあたり、
溶湯から直接板厚30mm以下の鋳造板に鋳造する連続
鋳造圧延法を用いる。ここで板厚を30mm以下とした
理由として、前にも述べたように連続鋳造圧延法では溶
湯の冷却速度を早くすることができるため合金成分が強
制固溶され易く、かつ、第2相粒子が微細になり易いた
めこれにより材料特性として各種メリットが得られる
が、板厚が30mmを越えると強制固溶に十分な冷却速
度が得られず、金属間化合物が粗大化するので好ましく
ない。また、板厚があまり厚いと下工程での圧延回数が
多くなり経済的でない。したがって板厚は薄ければ薄い
ほど良いが、好ましくは15mm以下、さらに好ましく
は10mm以下が良い。
法における連続鋳造は、図4に示す双ドラム4、5を用
いたハンター法、3C 法、図5に示す双ベルト8、9を
用いたヘズレー法等が挙げられるが、本発明ではこれら
のうちの特定の方法に何ら限定されるものではない。
用いて説明する。図1は、双ドラム4、5による可動鋳
型表面に、まず離型剤塗布装置20により離型剤21を
塗布し、次にこれをワイパー30で均一にする様子を示
す説明図である。図2及び図3は、それぞれ双ドラム
4、5及びローラ10〜13によって駆動させる双ベル
ト8、9による可動鋳型表面を、まず回転ブラシ40で
清浄にし、次に離型剤塗布装置20により離型剤21を
塗布し、続いてこれをワイパー30で均一にする様子を
示す説明図である。図4及び図5は、それぞれ双ドラム
4、5及び双ベルト8、9による可動鋳型装置で連続鋳
造板6を製造する一例を示す説明図である。
ウム合金溶湯3は、図示しない溶解保持炉からトラフを
通じて一旦湯溜まり(通常ヘッドボックスなどと呼ばれ
ている)1に溜められ、その後鋳造ノズル2を通って水
冷された可動鋳型(ドラム4、5、ベルト8、9)へと
導かれる。なお、6は鋳造板である。溶湯ノズル2から
出た溶湯3は、鋳型に接触し冷却固化されるが、本発明
を行うに当たって、この時の溶湯と鋳型の濡れ性が重要
であり、これが不均一であると鋳造組織変動を起こすこ
とを見出した。すなわち溶湯と鋳型の濡れ性が不均一の
場合、溶湯と鋳型の接触状態が部分部分で異なってしま
うためこれに準じて溶湯の凝固速度が異なり、これによ
り鋳造組織のばらつきが生じる。
としてドラム、ベルトおよびブロック等の連続して鋳造
することを可能にした可動鋳型が用いられており、これ
らの鋳型にはアルミニウムもしくはアルミニウム合金と
の焼き付き防止のために離型剤が塗布される。この離型
剤にはカーボンを主原料とした溶液が一般的に用いられ
ているが、この塗布方法としては遠隔から鋳型に対しス
プレー等を用いて塗布する方法がとられている。
剤は、マクロ的には均一であるとしても、ミクロ的にみ
るとスプレーで霧状になった離型剤の粒子がランダムに
配列しているにすぎず、鋳型表面には離型剤が付着して
いる部分と付着していない部分が生じることとなる。こ
のような鋳型表面のミクロ的な違いでも溶湯と鋳型の濡
れ性を不均一にし、前述の理由により鋳造組織が変動す
る。また、鋳造後の鋳型表面には、アルミ粉、離型剤等
が不均一に残っており、これらも鋳型表面の濡れ性を不
均一にする原因となる。
決するために、可動鋳型に対し、直接接触させたワイパ
ー30を使用する。図1に示すように、ワイパー30
は、離型剤塗布装置20例えばスプレー装置等により鋳
型に離型剤21を塗布した後に用い、これを鋳型表面に
接触させることにより塗布後の離型剤21が均一に伸ば
され、濡れ性が均一な鋳型表面となすことができる。ま
た、このワイパーは鋳型に接触しているために、離型剤
を均一に伸ばすとともに鋳型表面に付着した異物も同時
に除去することができ、常に均一な鋳型表面を得ること
ができる。なお、図1の離型剤塗布装置20は、一例と
してスプレー装置でスプレーにより塗布する様子を示し
たが、これに限定されるものではなく、鋳型表面に接触
させた空隙を有する部材(例えば、ネル状の布等に離型
剤を含浸させたもの)で塗布してもよい。
プレー等による塗布部での塗布量を調整するとともに、
ワイパーの押し付け圧力を調整することで可能である。
なお、このワイパー表面は鋳型に対し固定した状態で接
触させればよいが、摩擦による鋳型表面のいたみ軽減の
ためにロール状にして鋳型の移動に併せ回転させること
も有効な方法である。この時鋳型の移動とロールの回転
に相対速度をつけることで、これらの間に摩擦を生じさ
せることは、離型剤をより均一に伸ばすために有効な方
法である。また、これらワイパーを鋳型の移動に対し左
右に揺動させることは、濡れ性を均一にするためには、
更に有効な方法である。ワイパーの材質には、耐熱ゴム
等の熱および摩擦に強いものを使用すればよいが、ネル
状の布等液体を含浸させることができるものを使用する
と、余分に塗布された離型剤をこの部分で吸い取ること
ができるとともに、この部分へ外部から離型剤を供給す
ることでワイパーにより離型剤を直接塗布することも可
能となり、上記スプレーでの離型剤塗布よりもより均一
な塗布が可能となる。
示すように、まず回転ブラシ40で鋳型表面に付着した
異物を除去して鋳型表面を清浄にした後、離型剤塗布装
置20(例えばスプレー等)で離型剤21を塗布し、そ
の塗布した離型剤21をワイパー30で均一にしなが
ら、連続鋳造するものである。異物の付着は、鋳型表面
の濡れ性を不均一にすることは前述の通りであるが、本
発明ではこれを回転ブラシ40により除去することで均
一な濡れ性の鋳型表面を達成することができる。ブラシ
材質は、スチールワイヤー、ステンレスワイヤー、ナイ
ロン等の鋳型表面にキズを付けることなく異物のみを落
とすものを用いれば何ら問題なく本発明の効果を得るこ
とができる。なお、この回転ブラシ40と同時に前述の
ワイパー30を用いることは、鋳型表面の濡れ性を均一
にし、ひいては均一微細な鋳造組織を得るためにはより
効果のある方法である。
型ギャップ等のその他の鋳造条件は、目的とする製品サ
イズ、特性および設備能力等を考慮して設定すればよ
く、本発明では何ら規定するものではない。
に応じてその直後で圧延が行われるか若しくはそのまま
コイルに巻取られる。さらにその後冷間圧延により所望
のサイズまで圧延(必要に応じてその前、中、後におい
て1 〜数回の焼鈍を行う)されて、建材及び器物用アル
ミニウム合金板とし、建材については更に陽極酸化処理
を施し、また器物については成形加工(深絞り、張出加
工等)を行った後、更に陽極酸化処理を施し製品とされ
る。
記のごとく最終的には陽極酸化処理されるが、その場合
に鋳造板、更にその圧延板表面に前述のリップルマーク
(この部分は金属組織が不均一である)が発生すると、
前記の表面処理で均一な表面が得られないが、前述のご
とく製造した本発明に係る建材及び器物用アルミニウム
合金板は、後に記す実施例でも明らかなごとく、均一な
表面が得られ建材および器物として充分に使用できるも
のである。
050、1100、1200、5005)溶湯を本発明
例、比較例及び従来例として図1、図2に示す双ドラム
4、5を用いたハンター法によりそれぞれ板厚7mmお
よび10mmの鋳造板6とした。なおこれらの鋳造を行
うにあたり、離型剤塗布装置20(スプレー装置)での
離型剤塗布、ワイパー30、回転ブラシ40を表1に示
すように組み合わせ、本発明例、比較例、従来例とし
た。なお、上記以外の鋳造条件は以下のとおりである。 ・離型剤 :微粉カーボンを水に溶いた溶液 ・鋳造板の板幅:1300mm ・溶湯温度 :700℃ ・鋳造速度 :1000mm/min. ・冷却速度 :300〜700℃/sec. これら鋳造板6を表1に示した条件で、冷間圧延および
中間焼鈍を行い、さらに冷間圧延を施して厚さ2mmの
建材用アルミニウム合金板を製造した。なお表1中、装
置の組み合わせ1ブラシ、2スプレー、3ワイパーは、
可動鋳型表面をこの順序で処理し、可動鋳型に溶湯を供
給することを意味している。
す処理条件で陽極酸化処理し、厚さ20μmの酸化皮膜
を形成した。 〔陽極酸化処理条件〕 前処理 : 50℃の5%NaOH溶液中に1分間浸漬後、室温の30%H NO3 溶液中に1分間浸漬して水洗 ↓ 陽極酸化: 20℃の15%H2 SO4 溶液中で電流密度1.3A/dm2 で処理を行い、厚さ20μmの皮膜を形成 ↓ 水 洗 : 水道水で15分 ↓ 封 孔 : 沸騰した純水中に15分間浸漬 ↓ 乾 燥 : 熱風乾燥
以下の方法で外観の均一性を評価した。なお、リップル
マークの有無、鋳造組織の均一性は鋳造板について、以
下の要領で評価した。
チングし、鋳造組織の均一性を顕微鏡で観察し、均一性
が優れているもの◎、良好なもの○、やや劣っているも
の△、劣っているもの×として判定を行った。 (3)圧延板の陽極酸化処理後の外観の均一性 外観を目視により観察し、処理後の外観の均一性が優れ
ているもの◎、良好なもの○、やや劣っているもの△、
劣っているもの×として判定を行った。これらの試験結
果を表2に記した。
囲の条件で製造したアルミニウム合金鋳造板は、表面お
よび組織欠陥がなく、またこの鋳造板から製造された建
材用アルミニウム合金板は、陽極酸化処理後の外観の均
一性に優れており、建材用アルミニウム合金板として使
用可能であることが確認された。
ウム合金(1050、1100、3003)溶湯を本発
明例、比較例及び従来例として図1、図2に示す双ドラ
ム4、5を用いたハンター法によりそれぞれ板厚7mm
および10mmの鋳造板6とした。なおこれらの鋳造を
行うにあたり、離型剤塗布装置20(スプレー装置)で
の離型剤塗布、ワイパー30、回転ブラシ40を表3に
示すように組み合わせ、本発明例、比較例、従来例とし
た。なお、上記以外の鋳造条件は、実施例1と同様であ
る。これら鋳造板6を表3に示した条件で、冷間圧延お
よび一部中間焼鈍を行い、さらに冷間圧延を施して厚さ
3mmの器物用アルミニウム合金板を製造した。なお表
3中、装置の組み合わせ1ブラシ、2スプレー、3ワイ
パーは、可動鋳型表面をこの順序で処理し、可動鋳型に
溶湯を供給することを意味している。
の最終焼鈍を行った後、深絞り加工を行って、深さ10
mm、直径200mmの鍋状とし、更に実施例1と同様
の条件で陽極酸化処理を行い厚さ20μmの皮膜を形成
した。このようにして得られた器物の外観を実施例1と
同様な基準で評価し、その結果を表4に記した。なお、
リップルマークの有無、鋳造組織の均一性についても、
鋳造板について実施例1と同様な基準で評価し、その結
果を表4に記した。
囲の条件で製造したアルミニウム合金鋳造板は、表面お
よび組織欠陥がなく、またこの鋳造板から製造された器
物用アルミニウム合金板は、陽極酸化処理後の外観の均
一性に優れており、器物用アルミニウム合金板として使
用可能であることが確認された。
よれば、建材及び器物用アルミニウム合金板を連続鋳造
圧延法で製造しても、この合金板の製造に適した均一で
微細な鋳造組織を有する鋳造板を得ることが出来、従っ
てこの圧延板は陽極酸化処理を施しても均一な表面が得
られ、建材及び器物用アルミニウム合金板としての使用
を可能とするもので、工業上顕著な効果を有するもので
ある。
し、これをワイパーで均一にする様子を示す説明図であ
る。
浄にした後、離型剤を塗布し、これをワイパーで均一に
する様子を示す説明図である。
浄にした後、離型剤を塗布し、これをワイパーで均一に
する様子を示す説明図である。
連続鋳造板を製造する一例を示す説明図である。
連続鋳造板を製造する一例を示す説明図である。
合金板の製造方法
Claims (2)
- 【請求項1】 建材及び器物用アミニウム合金板の連続
鋳造圧延法による製造方法であり、アルミニウム合金溶
湯を可動鋳型間に供給して厚さ30mm以下の鋳造板に
連続鋳造し、これを冷間圧延、必要に応じて中間焼鈍
し、さらに最終冷間圧延や最終焼鈍を行う製造方法にお
いて、前記鋳造板に連続鋳造する際、まず可動鋳型の表
面に離型剤を塗布し、続いてその塗布した離型剤をワイ
パーで均一にしながら、連続鋳造することを特徴とする
建材及び器物用アルミニウム合金板の製造方法。 - 【請求項2】 建材及び器物用アミニウム合金板の連続
鋳造圧延法による製造方法であり、アルミニウム合金溶
湯を可動鋳型間に供給して厚さ30mm以下の鋳造板に
連続鋳造し、これを冷間圧延、必要に応じて中間焼鈍
し、さらに最終冷間圧延や最終焼鈍を行う製造方法にお
いて、前記鋳造板に連続鋳造する際、まず可動鋳型の表
面を回転ブラシで清浄にした後、鋳型の表面に離型剤を
塗布し、続いてその塗布した離型剤をワイパーで均一に
しながら、連続鋳造することを特徴とする建材及び器物
用アミニウム合金板の製造方法
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10049796A JP3919843B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 建材及び器物用アルミニウム合金板の製造方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09285848A true JPH09285848A (ja) | 1997-11-04 |
JP3919843B2 JP3919843B2 (ja) | 2007-05-30 |
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JP10049796A Expired - Fee Related JP3919843B2 (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 建材及び器物用アルミニウム合金板の製造方法 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3919843B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102873289A (zh) * | 2012-10-23 | 2013-01-16 | 江苏南瑞淮胜电缆有限公司 | 铝合金连铸连轧生产线用开放式浇煲装置 |
JP2019136761A (ja) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | 昭和電工株式会社 | Al−Mn系合金鋳造材の製造方法 |
JP2019155384A (ja) * | 2018-03-08 | 2019-09-19 | 日立金属株式会社 | 荒引き線の製造方法、荒引き線、および荒引き線の製造装置 |
-
1996
- 1996-04-22 JP JP10049796A patent/JP3919843B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP3919843B2 (ja) | 2007-05-30 |
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