JPS5816757A - 連続鋳造ダイ内の心型の支持及び心合せ装置 - 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】 本発明は、金属パイプ又は金属合金パイプの竪形連続鋳
造に係る。より詳細には本発明は、モールドとモールド
と同軸的に配置されて環状のバイブ鋳造スペースを形成
する円筒状マンドレル即ち心型（中子）とを含むダイを
用いた壁厚の薄い鋳物パイプの連続鋳造に係る。

より詳細には本発明は、ダイ内で心飄即ちマンドレルを
心合せする装置に係る。

ダイに対する心型の心合せが特に重要視される場合とし
て、薄いパイプ即ち厚み対直径比が小さく厚みが数ミリ
メートルを超えないパイプを鋳造する場合があり、特に
本発明では厚み対外径比が８％未満であり厚み５ｍｍ未
満の場合を取扱う。このような場合、モールドに対して
心型が極めて僅かに傷心するだけでも、ダイの周囲全体
でパイプの厚みにかなりの不整が生じる。例えば、所望
の厚みが３ｍｍであり偏心が０．５ｍｍの場合不整は相
対的に大きく１乃至３ｍｍ即ち３３％にも達する。しか
もこの程度の偏心は、例えば加工公差及び／又は加熱時
の心型の軽度の不均質な膨脹によつて容易に生じ得る。

例えば、出願人によるフランス特許ＦＲ第２４１５５０
１号により公知の技術を用い、流し込みヘツド即ち容器
の上部オリフイス内で心型を調整して心型の心合せを行
なう場合、流し込みヘツド即ち容器と石型挿入オリフイ
スとの製造公差は、薄い壁厚特に５ｍｍ未満の壁厚の場
合には余りにも大きく、従つて心型の心合せを得ること
が難しい０フランス特許第１４８５０５５号に記載の別
の技術によれば、スリーブ即ちケーシングと該スリーブ
即ちケーシングに滑合された補助軸受との組合せによつ
てパイプ鋳造ダイに対するマンドレルの正確な心合せが
確保される。しかし乍らこのような技術では、正確な調
整が必要であり、実行が難しい。

公知の如く、モールド又はチルモールド内で心合せでき
る石型を使用する場合にもやはり正確な調整が要求され
、このため実用化が難しく費用がかかる。

インゴツトモールドを使用して管状形材を製造する別の
先行技術（フランス特許ＦＲ第２０７７４０５号）では
、インゴツトモールドに対するマンドレルの心合せの問
題を解決するために、マンドレルに円筒状シヨルダを設
け、インゴツトモールドの対応する円筒状凹部に挿入す
る。更に、マンドレルをインゴツトモールド内で軸方向
に固定するために両者にネジを設けておく。このような
構造ではネジ切り作業が難しく、更に、薄い鋳物パイプ
の連続鋳造の場合に、問題を十分に解決することができ
ない。

従つて本発明の目的は、ダイに対する心型の正確な心合
せ即ち軸合せを行なうためにこのような心合せに通常必
要な製造公差よりも遥かに大きい製造公差を有する装置
、即ちかなりの遊隙を伴なう組合せ装置を提供すること
である。

前記の目的に従つて本発明は、薄いパイプの竪形連続鋳
造装置の環状ダイの内部に円筒状心型を支持し心合せす
るための装置を提供する。本発明装置は、環状ダイの狭
い環状スペースと取り鍋とを接続する流し込みヘツド即
ち容器を含む。本発明装置の特徴は、装置が更に、心型
の支持手段と心型の心合せ手段とを組合せて有しており
、心型の支持手段が、心型上端とかなりの遊隙を伴なつ
て心型を挿通せしめる流し込みヘツド上部との間のボー
ルソケツトジヨイントから成り、心型の心合せ手段が、
環状ダイの環状スペースの内部でモールド内に心型を心
合せするための一連の等しい突起即ちボスから成り、前
記ボスが心型の周上に規則正しい間隔で設けられており
、環状ダイの上部即ち入口の鋳造中に液状金属に浸漬す
るレベルでモールドの内壁と接触するととである。

遊隙を伴なつて心型の上部を挿通せしむべく構成された
流し込みヘツドの上方に備えられたボールソケツトジヨ
イント形の支持手段と、より下方の流し込みヘツドの下
部で環状ダイの入口に配置された心合せ用突起即ちボス
との組合せによつて、心型はモールドに対して完全に心
合せされ、しかもモールド自体が抽出装置と心合せされ
ているため、心型は抽出装置に対しても完全に心合せさ
れる。

好ましい具体例によれば、心型の上端は支持ドームに固
定されており、該支持ドームの球形底面は流し込みヘツ
ドの上方又はヘツド出口に同軸的に固着された球形頂面
を有する環状シートに支持されている。

心型をモールドに導入しボスをモールドの側壁と接触さ
せるだけで、ダイに対する心型の心合せが自動的に行な
われ、ダイが環状シートに対して偏心しているか否かに
関わり無く、ドームは環状シートに安定して確実に支持
される。

ボスは、モールド側壁と点接触又は極めて小さい面積の
面接触を確保する種々の形状を有し得る。

いずれの場合にも、環状スペースの体積に比較してボス
の体積は極めて小さく、ダイの入口に十分接近している
ため、該ボスは液状の金属とのみ接触する。

添付図面に示す非限定具体例に基く下記の記載より本発
明の利点及び特徴がより明らかに理解されよう。

第１図は、厚み対外径比が８％未満と小さく厚みが５ｍ
ｍ未満の鋳造バイブＴの竪形連続鋳造装置を示す。装置
は、公知の如く、フレーム１を含んでおり、フレーム１
の上部に取り鍋２が支持されており、取抄鍋２はカバー
４によつて封止的に閉鎖されている。一方では栓６によ
つて閉鎖される装入オリスイスがカバー４に開設されて
おり、他方では図示しない加圧ガス源に接続された導管
８がカバー４を貫通している。

取り鍋の延長上に流し込みノズル１０が備えられており
、流し込みヘツド即ち容器には前記ノズルに気密的に着
脱自在に固着されている。ヘツドは湯道形を有するか又
は流し込みノズル１０の延長上の湯道１４と湯道１４に
垂直な軸線ＸＸの湯溜１６とを含むＴ字管形を有する。

ダイ１８は溜１６に開口している。ダイ１８は、湯溜１
６とフレーム下方に固着された軸線ＸＸの抽出装置２０
との双方に同軸でなければならない。

環状ダイ１８は、軸線ＸＸのモールド２２と該モールド
と共にパイプ鋳造用の狭い環状スペース２６（第２図）
を形成する円筒状マンドレル即ち心型２４とを含む。従
つて、マンドレル２４も同様に軸線ＸＸに心合せされて
いなければならない。

モールド２２はグラフアイト円筒から成る。円筒の上部
の円錐台状ヘツド即ち先端部２３は湯溜１６に浸漬して
おり、円筒自体は、低融点液状金属の冷却用ジヤケツト
を形成するケーシング３０により包囲されている。ジヤ
ケツト３０は、導管３１及び３２を介して加圧ソース及
び排出口に夫々接続されている。ジヤケツト３０の周囲
に冷却用循環水ジヤケツト３４が配置されている。モー
ルド２２と冷却用ジヤケツトとは、タイ２９を介して流
し込みヘツド１２の下方に固着された上部及び下部の２
個のフランジ２７．２８によつてアセンブリとして維持
される。

心型２４は好ましくは中空円筒から成り、該円筒の内部
に加熱コイル３６が装着されている。加熱コイル３６は
心型の内部キヤビテイのほぼ全体に亘つているが心型の
下端まで伸びていないのが好ましい。心型２４の上端に
円錐台形のフレア状ヘツド３８が備えられている。第２
図から明らかな如く、心型２４の長さは、モールド２２
の長さと流し込みヘツド１２の長さとの和より明らかに
大きく、心型は流し込みヘツドの上部オリフイス４０を
遊隙を伴なつて貫通しており心型のヘツド３８は流し込
みヘツド１２の外部に突出している。

ヘツド３８は、ジヤケツト４４を介して心型２４に螺合
されたドーム４２によつて流し込みヘツド１２の上方に
支持されている。ジヤケツト４４は、円筒状部分とフレ
ア状ヘッド３８の形状に適応する円錐台状部分４５とを
有する。ドーム４２の頂面４３は平坦であるが、底面は
球形であり、シート５０の対応する形状の上面４８に支
持されている。シート５０は、例えばネジ５２によつて
流し込みヘツド１２に固着されている。シート５０は環
状であり、心型２４の挿通オリフイス４ｏと同軸である
。

ドーム４２は、ヘツド３８を包囲しジヤケツト４４の末
端に当接したフランジ５８にボルト５６又は同効手段を
介して固着されており、更に、へツド３８の上面を強く
押圧する上部フランジ６０によりボルト６２又は同効手
段を介して懸吊されているので、心型２４及びヘツド３
８に完全に固定されている。従つて、心型２４の支持又
は懸吊装置は、主として、ヘツド３８とジヤケツト４４
と流し込みヘツド１２に固着されたシート５０とから構
成される。球状表面４６と４８との組合せをボールソケ
ツトジコイントと考えることができる。

ヘツド３８と心型２４とジヤケツト４４とフランジ５８
．６０により固定されたドーム４２とから成るアセンブ
リは、締付タブ６４によつて流し込みヘツド１２に対し
て固定される。締付タブ６４は、挿通ボルト６６によつ
て流し込みヘツド１２に固着されており、ナツト６８に
よつて締付けられている。ナツト６８は、ドーム４２の
平坦面４３にタブ６４を押圧しその結果ドームをシート
５０に総付ける。

心型２４は更に、中央部に一連の突起即ちボス７０を備
える。ボス７０は心型の周上に規則正しい間隔で配置さ
れている。突起即ちインサート７０はグラフアイトから
成る。インサート７０は、心型２４と一体成形されても
よく又は心型２４に取付けられてもよい。モールド２２
の内面と接触すべく設けられたこれらの突起７０は、環
状スペース２６内の鋳造メルトがまだ液状である領域に
位置すべく、環状ダイ１８の上部の円錐台状先端部２３
のレベル即ち環状ダイ１８の入口に配置されている。心
型２４の側壁に対する各インサート７０の突出即ち半径
方向の高さは、ダイにより形成される環状スペース２６
の幅に一致する。しかし乍ら、第３図及び第４図に更に
詳細に示す如く、モールド２２の内壁と接触すべく設け
られたインサートの頂端は平坦でなく、凸状であるのが
好ましく、更に各インサートが頂端近傍にテーパ状側面
７１を有するのが好ましい。インサート７０は、第３図
及び第５図に示す如き方形底面を有していてもよく又は
第６図に符号７２で示す如く円形底面を有していてもよ
い。

第５図の変形例によれば、心型２４は、４個の傾斜側面
７５によつて限られた方形底面を有するインサート７４
を含んでおり、従つて、モールド２２の内面と接触する
頂端７６の表面積が極度に小さく、頂端はほぼ点である
。

心証２４によつて担持される心合せ用突起即ちインサト
７０．７２．７４は、その形状及び形成方法に関わり無
く、モールド２２の入口即ち環状ダイ１８の入口に出来
るだけ近接するように円錐台状先端部２３のレベルに配
置される。該先端部は湯溜１６に浸漬しており、従つて
前記インサートは液状の金属とのみ接触する。

インサート７０．７２．７４の寸法及び心証２４０周上
でのインサート間の間隔は、インサートの総体積が環状
スペース２６の体積に比較して小さく従つて液体メルト
の流動を無視し得る程度にしか妨害しないように選択さ
れる。従つて、液体流はインサートが存在しても実質的
に変化せず、インサートが存在しないときと全く同様に
流れる。

モールドに対する心型の心合せがかなり改善され、従つ
て製造されたパイプの均一性及び品質がかなり向上する
。

装置の実際の組立プロセスを以下に説明する。

モールド２２が流し込みヘツド１２に装着され抽出装置
２０の軸線ＸＸと完全に心合せされているときは、一方
で製造公差があり他方で熱作用によシ流し込みヘツド１
２の外側プレートが膨張するので、モールド２２は流し
込みヘツドに対してかなりの遊隙を有し得る。従つて心
型２４をモールド２２に対して心合せし、次に、流し込
みヘツド１２に対してでなく抽出装置２０に対して心合
せすることが必要である。

このために、先ず、フランジ５８と６０とを用いて心型
２４及びそのヘツド３８にジヤケツト４４とドーム４２
とを固着する。１次に流し込みヘツドのオリアイス４０
に心型２４を導入し、心型を下降させてモールド２２内
に侵入させ、心合せ用インサートをモールドの内壁に当
接せしめて心型を正しい位置に調整する。このときにド
ーム４２はシート５０の上面４８に当接する。オリアイ
ス４０及び流し込みヘツドに対する心型の位置に関わり
無く、ドーム及びシートの表面は互いにぴつたりと接合
する。次にボルト６６とナツト６８とをタブ６４に係合
し心型２４を固定する。

勿論、前記の組立作業中に、心型２４の最終懸−位置の
近傍で、環状スペース２６の下部にインサート７０．７
２又は７４の高さに等しい寸法のコントロール型板を導
入して心型とモールド２２との完全な同軸性を確認する
ことが可能である。

心型が少しずれているときは、ドーム４２の球状表面を
シート５０に対して所望方向に少し移動させ、心型を軸
ＸＸに対して完全に心合せすることができる。

鋳造工程で、流し込みヘツド特に湯道１４と湯溜１６と
に収容された液状金属は、環状スペース２６に侵入し１
インサート７０の間及び近傍を第３図の矢印の方向に流
れる。これらのインサートの個数は例えば６個であり、
互いの間に広い通路部分を残して設けられている。従つ
て、この心合せ用領域で、金属の凝固又は凝固による付
着生じる恐れは全く無い。

メルトの凝固前線即ち７字管内の液体メルトと固体鋳物
との間の理論的境界線は、はるかに下方の環状ダイ１８
の出口り近傍に存在する。

更に、鋳造中にモールドに対する心型のズレ即ち心型の
偏心が生じる恐れは皆無である。従つて鋳造パイプの壁
厚を決定する環状スペースは常に厳密に一定に維持され
ており、装置の種々の手段の製造公差の影響を受けない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による環状ダイを備えた連続鋳造装置
のパイプ鋳造段階での縮小部分断面概略立面図、第２図
は、第１図の装置特に環状ダイとダイ支持手段とを示す
第１図の拡大概略断面部分図であり、心合せ用突起が極
めて概略的に示された説明図、第３図は、心型とモール
ドに対する６型の心合せ用突起とを示す第２図の拡大部
分図、第４図は心型の心合せ用突起の変形例の軸方向断
面部分図、第５図は第４図の突起あ正面図、第６図は心
合せ用突起の別の変形例の第５図同様の部分図である。 １・・・フレーム、２・・・取り鍋、４・・・カバー、
６・・・栓、８・・・導管、１０・・・流し込みノズル
、１２・・・流し込みヘツド、１４・・・湯道、１６・
・・湯溜、１８・・・ダイ、２２・・・モールド、２４
・・・心型、２７．２８・・・フランジ、２９・・・タ
イ、３０・・・ジヤケツト、３１．３２・・・導管、３
４・・・水ジヤケツト、３６・・・加熱コイル、３８・
・・フレア状ヘツド、４２・・・ドーム、４４・・・ジ
ヤケツト、５０・・・シート、７０・・・突起。 代理人什理士今村元

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）取り鍋を環状ダイの狭い環状スペースに接続する
   流し込みヘツド即ち容器を備えた薄壁パイプの竪形連続
   鋳造装置の環状ダイの内部で円筒状心型を支持し心合せ
   するための装置であり、装置が更に、心型支持手段と心
   型の心合せ手段とを組合せて含んでおり、前記心型支持
   手段は、心型の上端とかなりの遊隙を伴なつて心型を挿
   通せしめる流し込みヘツドの上部との間のボールソケツ
   トジヨイントから構成されており、前記の心型の心合せ
   手段は、ダイの環状スペースの内部でモールド内に心型
   を心合せするための一連の等しい突起即ちボスから成り
   、前記ボスは心型の周上に規則正しい間隔で配置されて
   おり、環状ダイの上部即ち入口の鋳造作業中に液状金属
   に浸漬するレベルでモールドの内壁と接触することを特
   徴とするダイ内の円筒状心型の支持及び心合せ装置。 （２）心型の上端が球形底面を有する支持ドームに固定
   されており、前記ドームは、環状ダイと同軸的に流し込
   みヘツドの上方に固着された球形頂面を有する環状シー
   トに支持されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の装置。 （３）心型の上端がフレア状ヘツドを有しており支持ド
   ームが前記ヘツド下部に締付けられていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の装置。 （４）モールドに対して心型を心合せするための心合せ
   用突起即ちボスが心型の馬上に設けられており、前記突
   起は、モールドの上部で、流し込みヘツドの湯溜に浸漬
   する円錐台状先端部に直角にモールドの内壁に当接する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。 （５）突起即ちボスが、内壁とのほぼ点状の接触面を頂
   端に有する心合せ用インサートから成ることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第４項に記載の装置。 （６）突起の頂端が凸状であることを特徴とする特許請
   求の範囲第５項に記載の装置。 （７）心合せ用突起が、心型の外周面に結合するテーバ
   面を含むことを特徴とする特許請求の範囲第５項又は第
   ６項に記載の装置。 （８）突起即ちボスが、４個の傾斜側面により形成され
   るモールド内面との接触面を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第５項又は第７項に記載の装置。 《９）突起即ちボスが方形底面を有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１、４、５、７、８項のいずれかに
   記載の装置。 （１０）突起即ちボスが円形底面を有することを特徴と
   する特許請求の範囲第１，４、５、７項のいずれかに記
   載の装置。