JPS58167056A - スカムを形成しない重力鋳造法及びその設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の目的祉、ジェット鋳込金属の衝央個所において
固体金属スカム形成の問題を有する非鉄金網の自由落下
ジェット形の鋳造法及び装置にある。本発明はとルわけ
インゴット鋳型への亜鉛の鋳造に適用するものである〇 鋳造金属を開放ジェットで用いる場合、Ｍｌ囲の大気に
よる酸化に対して鋳造金属のジェットを如何処して保験
するかの試みはよく知られている。

現在までに用いられている鋳造金属の保腫の多くの方法
のうちで、フランス特許第２，１６５，７６９号に記載
された方法には、次の如き手段の鋳造法が記載しである
◎即ち、この特許の長所は、一方では溶融金属を容れた
加熱とシベの蓋の頂部を通してランスパイプにより不活
性ガスを噴出して加熱し、溶融金属表面′を不活性雰囲
気し、他方では鉤　　　）造金属を入れる鋳型中に予じ
め不活性ガスを噴出している・この方法は、不活性ガス
噴出ステーションから鋳込みステーションに、かつまた
鋳造操作の関鈎型を大気中で移動するので、酸化の危険
がある欠点を肩する・ 鋳込ジェットの保躾の間Ｉ！は、鋳込み金属ジェットの
衝央個所において固体金属スカムを形成する非鉄金属、
とシわけインゴット鋳型に亜鉛を鋳造する場合に％にし
にしば発生する。

溶融亜鉛を重力によって自由にジェット状に格下する、
特に、インゴット鋳型に亜鉛を鋳込む場合、鈎込み金属
のジェットのＩｌｉ央する個所に固体金属スカムを形成
し、ついで、インゴット鋳型に収容した溶融金属の表面
に亘って拡がると言うことは一般によ〈知られているこ
とである◎公知の如く、このスカム形成は亜鉛の酸化の
結果生起するものである。鋳込みジェットのｆｌ央個所
における気泡の形成は亜鉛の高表面張力（ニア８０ダイ
ン／国）のためである・前記ジェットで随伴される空気
は気泡となシ急速な表面酸化を４たらす・酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ融点＝　１９５０・Ｃ）は鋳込み温＆（４７０”Ｃ
〜５２０＠Ｃ）で固体であ夛、更に、酸化亜鉛の比熱は
実質的に亜鉛の比熱より高い（ＺｎＯ：　Ｃｐ＝　１２
　ｃａｌ、　ｍｏｌｅ″Ｔ″；　Ｚｎ　；　Ｃｐ＝　７
．５　ｃａｌ−ｍｏ　１　ｅ″Ｔ″）ので、前記気泡は
直ちに安定化しかつ凝固する。従って形成されたこの固
体金属スカムは、９８％の金属を含有しかつ鋳造金属の
１〜１．５％に相当する極めて微細な葉状組織として現
われる。

最終製品亜鉛インゴットにおけるこのスカムに由来する
酸化物によって生ずる欠陥をさけるために、インゴット
鋳型内の金属が完全に固化する前に、人力による除滓、
一般に金属スフラッパーによって溶融金属の表面から表
面スカム層を除去する必要がある◎更に１原料金輌のか
なシの損失の欠点に加えて、亜鉛スカムの形成は全工程
の有用＆に逆に影響を与える労力及び時間の出費を包含
する。亜鉛スカムの形成をさけるために１下注ぎ（ｒｉ
ｓｉｎｇ　ｐｏｕｒｉｎｇ　）技術を用いる設備のよう
な、別の設計の設備で行うことができることが知られて
いる。しかしながら、下注ぎ手段は重力鋳込みより設備
費が高くかつ操作もより難しいことも公知である・ 本発明の要旨は、通常の重力鋳込み設備において固体金
属スカムの形成をさけることを可能とする溶融非鉄金−
の鋳造法である。

本発明の技術的構成は、少なくとも１個の受容器が大気
から絶縁する領域を形成するようＫＩＡ縁壁で覆われて
おり、該絶縁領域は前記受容器の内部空所の雰囲気が１
５１ｉより少ない、なるべく０．１−より少ない酸素含
有量を有するような割合で該領域に液化不活性ガスを導
入することＫより予じめ不活性としてあシ、絶縁壁を具
備する該受容器を溶融金属貯槽の真下に配設し、溶融金
属鋳込みジェットの全高に亘って該絶縁領域を造して該
ジェットを流すように溶融金属貯槽と該受容器間に真直
ぐな通路を通し、同時に、溶融金属ジェットの近傍の雰
囲気を前記値よυ少ない酸素含有量を有するような割合
で、骸絶縁領域の上部における液化不活性ガスの噴出を
保持するととを４Ｉ黴とする、溶融金属貯槽から咳金属
用受容器に注入される鋳込み金属のジェットの衝突個所
において、固体金属スカムを形成する問題がある非鉄金
属、特に亜鉛の自由ジェットを用いる重力鋳造法に存す
る◎ 本発明のその他の目的は、溶融金属槽の下方を通過する
、横方向に並列状に配設されたインゴット＃型のセット
を配置し、該金属鋳型の夫々の１個は溶融金属のジェッ
トの下方を通す前に予じめ不活性とすることである。具
体的操作方法は絶縁壁によシ同一セットの少なくとも２
個の隣接するインゴット鋳型を嶺うことである・ 本発明の目的は又、この種鋳造法に用いる非鉄金属鋳造
設備にもある。この設備は次の構成からなることを特徴
とするものであるニ ー鋳込口を有する分配槽 一液化不活性ガス貯槽に接続した液化不活性ガスの供給
及び分配装置からなる、前記分配槽と一体セ、１鋳込み
ノズルを包囲しかつ少なくとも１個の受容器（鋳ｌｌ）
を覆うように下方に延在する、大気から絶縁する装置。

容易に理解しうる如く、大気に対してこの絶縁領域を作
る仁と及びこの領域への液化不活性ガスの導入は、溶融
金属の如何なる飯化、従って固体金属スカムの形成を阻
止する＠このことは形成された気泡の安定化もなく、凝
固もなく、従って溶融状を保ちかつ金属浴から消失する
ためである。

このため、本発明の方法によれば、金属の如何なるロス
も鋳造時にさけられかつ工程の終ｐＫスカムのないイン
ゴットが得られる・ 本発明の％徴及び長所を添付図面に示す一員体例によっ
て詳述するが、本発明はこの具体例にのみ限定する龜の
ではない。

第１図は本発明による非鉄金属鋳造設備の斜視図であり
、第２図は第１図のｌｌ−１［１１に沿った部分拡大断
面図である・ 第１図及びｗ、２図に示す、亜鉛鋳造設備は、底部２と
４個の側壁Ｓ　ｍ　、５　ｂ及び４　ａ　ｅ　４　ｂか
らなる矩形状の金属分配槽１からなっている。該分配槽
１の底部２にはスロット５がある０樋４Ｆｉ＃融亜鉛の
注入用でありかつ中間加熱炉（図示せず）Ｋ連通してあ
り、僅かに傾斜して、分配槽１の＠壁３ａの上部に線端
部がとカつけである〇横方向に並んでかつ回転心棒１４
によって２本の無端チェーンＢと一体に配設された金属
インゴット鋳型りは、分配槽１の下方で矢印Ｆの方向に
移動しかつ順次位ｔ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ，７Ｄの位置とな
る。これらインゴット鋳型Ｌｒｉ矩形底面９と僅かに傾
斜した４個の側壁１０ａ、１０ｂ及び１１＆。

１１ｂとで形成されている。

矩形断面形の金属製蓋１２は水平上板１５と４個の垂直
壁１４ａ、１４ｂ及び１５ｍ、１５ｂからなっている。

この上板１３は分配槽１の下部を丁度入れるのに一致し
た大きさを有する矩形−口を有する。蓋１２の上板１３
は４個の金員連結板１８とポル）１９によって分配槽１
の儒１ｉ　５　ａ　、　Ｓ　ｂ及び４ａ、４ｂＫ固着し
である。

１ｉｉ１２は２個のインゴット鋳ｆｉ７Ｂ及び７Ｃを完
全に覆い、蓋の＠１１１４ａ、１４ｂ及び１５ｍ、１５
ｂはこれらインゴット鋳型の上端縁に完全に達している
。更に厳密Ｋｉｊ：、側壁１４ｍ、１４ｂの下端縁２０
はインゴット鋳型７Ｂ及び７Ｃの側壁１０ａ。

１０ｂの上端縁２１上にぴったりと停止し、＠壁１５ａ
、１５ｂの下端縁２２は鋳型７Ｂ及び７Ｃの側壁１１ａ
、１　ｌｂの上端縁２８上にびつ走りと停止している・
従って、蓋１２に沿う鋳型の移動を妨けずに、この蓋は
インゴット鋳型７Ｂ及び７Ｃの鋳造空所用の実質的密封
保護蓋である・ 液化不活性ガス用の供給兼分配マニホールド２３が、イ
ンゴット鋳型りの移動方向Ｆに対して蓋１２の前面の側
壁１４ｍに平行に、上板１３の下方に取り付けである。

該マニホールド２３は通常の相分離型であシ、マニホー
ルドの上部にガス排出スロット２９を有し、かつ一定の
間隔をおいて下方に向けた液状不活性ガス噴出ノズル２
４をその底部に具備している。該マニホールド２５１ｄ
配管２６と降下管２７によって液化不活性ガス貯槽２５
に連通しである。この供給兼分配マニホールド２３は図
示の如く移動方向ＰＫ対して１ｉ１２の前方に配設する
のが好ましいが、蓋１２の後方に配設することもできる
；また２個の液体不活性ガス供給兼分配マニホールドを
、その一方を蓋の前方に、一方を後方に配設することも
できる◎垂直管３０が移動方向Ｆに対して上板１３の前
方部でかつ僅かに該上板１３のレベルの下方に挿入しで
ある◎ポンプ３２をとシつけたこの垂直管１３は酸素分
析器３１に接続しである。

蓋１２の側壁１４ａと平行でかつインゴット鋳型７Ａ上
の予熱マニホールド３３が、金属リング６５をとりつけ
た金縞ロッド３４によって側壁１４ａに取シ付けである
＠該予熱マニホールド３３は燃焼ガス及び燃料ガス供給
源（図示せず）に連通した管３６からなっており、イン
ゴット鋳型７Ａの鋳造空所に指向するバーナー３７を規
則的間隔で具備している。

分配槽１は、インゴット鋳型７Ｃ内に溶融亜鉛浴４１を
形成すべく、シェラ）Ｊの形でスロット５を通して排出
する溶融亜鉛浴４１が収容しであるＯ 前述した本発明の設備は次のように操作する。

分配槽１に樋６によって中間加熱炉から来るＴＩ融亜鉛
を連続的に供給する、不純物、とシわけ樋６で空気に接
して通過する時に形成される酸化物が分配槽１内に流入
された溶融金属浴表面に残留し、かつ純亜鉛浴は７ａ位
置にあるインゴット鋳型内にスロット５を経て分配槽１
の底部から注入される・ チェーン８によシ、インゴット鋳型りは矢印Ｆの方向に
蓋１２の下方を移動する・蓋１２の下方を通過する前に
、７ム位置の各インゴット鋳型りは予熱用マニホールド
によって〉１００°Ｃの温度に予熱される。ついでこの
インゴット＃型が７Ｂ位置に到達すると、供給マニホー
ルド２５のノズル２４で噴出される、アルゴン又は窒素
のような液化不活性ガスのジェットで充満される・この
液化不活性ガスの一部が気化し、蓋１２と７Ｂ及び７ａ
位置のインゴット鋳型とで密封された空間内に分配され
る二ｉｋ化不活性ガスの他の部分は液体で残留し、イン
ゴット鋳蓋が７Ｃの位置を占めた時金義浴（４１）の表
面に再び認められる、インゴット鋳型７Ｂの底部に液体
層（４２）を形成する・この方法によシ、不活性ガス雰
囲気が７Ｂ位置のインゴット鋳型の内部空所に作られる
と同時に次のインゴット鋳型（７ａ位置）の浴面及び浴
ジェットＪを包囲して作られる。しかるのち、インゴッ
ト鋳型ＬＦｉ７Ｃ位置に至シ、そこで鋳型は溶融亜鉛を
受けかつ少しづつ充満し、同時に前述した如く、不活性
ガス状雰囲気に保持される・インゴット鋳型が７Ｂ位置
に来た時、鋳型は固体金属スカムのない表面の溶融亜鉛
浴を収容している・工程を通して、鋳込みジェノ）Ｊと
金属浴４１０表面を包囲する雰囲気の酸素含有量Ｆｉ酸
素分析器３１によって常時監視し、液化不活性ガス噴出
量を、酸素含有量が１チ、なるべ（０，１９１よシ少な
くするように、供給マニホールド２３で調節する。

７ム位置における各鋳型の予熱は、鋳型が位置７０にあ
る時に収容する溶融金属浴と同様に％位置７Ｂにある場
合の鋳型の冷却効果、この冷却は液化不活性ガスによっ
て供給される負の熱量、を余り大きくすることをさける
べきである。

本発明はインゴット鋳型の亜鉛の連続鋳造にへに適用し
たが、鉛又は鉛−カルシウム合金のような、鋳造金属の
ジェットの衛突個所において固体金輌スカムを形成する
問題がある非鉄金属の重力鋳造にも適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　少なくとも１個の受容器が大気から絶縁する領域を
   形成するように絶縁壁で覆われてお夛、該絶縁領域は前
   記受容器の内部空所の雰囲気が１−より少なｉ、なるぺ
   〈０．１−よシ少ない酸素含有量を有するような割合で
   該領域に液化不活性ガスを導入することによシ予しめ不
   活性としてあシ、絶縁壁を具備する該受容器を溶融金属
   貯槽の真）Ｋ配設し、溶融金属鋳込みジェットの全高に
   亘って該絶縁領域を通して該ジェットを流すように溶融
   金属貯槽と該受容器間に真直ぐな通路を通し、同時に、
   溶融金属ジェノ）Ｏ近傍の雰囲気を前記値より少ない酸
   素含有量を有するような割合で、該絶縁領域の土部にお
   ける液化不活性ガスの噴出を保持することを特徴とする
   、溶融金属貯槽から該金属用受容器に注入される鋳込み
   金属のジェットの衡突個所において、固体金属スカムを
   形成する問題がある非鉄金′輌、％に亜鉛の自由ジェッ
   トを用いる重力鋳造法。 ２、横に並べて配置したインゴット鋳型セットを溶融金
   属貯槽の下方を通過させ、各インゴット鋳型は溶融金属
   ジェットの下方に過す前に予しめ不活性としておく特許
   請求の範囲第１項記載の重力鋳造法・ 五　少なくと賜２個の隣接するインゴット鋳型セットを
   絶縁壁で覆った特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   重力鋳造法。 ４、各インゴット＃型を絶縁領域に通す前に予熱する特
   許請求の範囲第１項〜第３項記載の重力鋳造法。 ＆　不活性ガスが窒素又はアルゴンである特許請求の範
   曲第１項〜第４項記載の重力鋳造法。 ＆　底部に鋳込口を有する分配槽、液化不活性ガス貯槽
   に接続された液化不活性ガスを供給兼分配する装置から
   なる、少なくとも１個の受容器を棲うように下方に延在
   する鋳込みオリアイスを包囲する、該分配槽と一体化し
   た、大気から絶縁する装置とからなる非鉄金属、特に亜
   鉛の重力鋳造設備◎ Ｚ　液化不活性ガスの供給兼分配装置が、前記絶縁装置
   内に配設された、底部に液体排出オリフィスを有する相
   分離器と上ｍＫガス排出オリフィスを形成する型式の供
   給兼分配マニホールドからなる特許請求の範囲１Ｍ６項
   記載の１力鋳造設備。 ８、　前記絶縁装置の下方で１個宛移動しうる、横に並
   べて配設した受容器のセットを駆動かつ案内する装置か
   らなる特許請求の範囲第６よ又は第７項記載の重力鋳造
   設Ｓ。 ９　予熱装置が受答器列の移動方向に対して、溶融金属
   貯槽の前方にある特許請求の範囲第６項〜Ｗ、８項記載
   の重力鋳造設備。 １０、分配槽鋳込口の付近の絶縁装置内Ｋｌｉ素含重含
   有量測定装置る特許請求の範囲纂６項〜第９項記載の重
   力鋳造設備。 １１　絶縁装置が、分配槽の下部を入れるのに丁度充分
   な大きさを有する矩形開口を併有する水平上板の矩形の
   金属カバーからなり、その４個の垂直板が少なくとも１
   個の受容器の丁皺上端縁Ｋｔｌ達している特許請求の範
   囲第６項記載の重力鋳造設備。