JPS5921449A - 造塊方法 - 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】 この発明は、微細粒状相鋳造組織を右し、２次収縮孔の
ない健全な鋳塊が得られる無テーパ鋳型による造塊り法
に関する。

一般に鎮静した溶融状態の金属又は合金は、凝固状態に
移？Ｊりる際に人きな収縮が起るため、鋳塊凝固時に鋳
塊内部に大きないわゆる２次収縮孔が発生しやり−い問
題があった。このため通常の１＝Ｈ−造塊法ぐは、鋳型
形状を切欠頭逆円鍾形状、いわゆる−）−−パー付とし
、鋳型内の溶湯頭部に押湯をつ（）て、鋳塊内の２次収
縮孔の発生を防ＩＬシていｌこ　。

ところが、かかるｊ−パーイ」鋳型による鋳塊は直接圧
延を７７１！ｉづことができず、分解圧延又は鍛造加重
等の熱間成形加］−を行ったのら熱間又は冷間圧延を行
う必要があった。

イこで、近年は高生産性、高品質化を３するため、分塊
圧延や鍛ｊへ加工等を省略した連続鋳造あるいは半連続
鋳造Ｉ）法が実用化されてきた。しかし、いずれも多額
の設備費を要し、溶湯のスラブ化あるいはビレッ１〜化
のために、溶湯供給に長時間を要づるど共に溶湯の精密
な供給制御を必要とし、また、溶解精練炉から鋳型へ直
往りる場合は、注湯終了まで（よ炉において次回の溶解
精錬ができず、保温炉を必要どりる等設備面で多くの問
題があっＩこ。

さらに、上記の連続、半連続鋳造り法は、同一品種を大
量生産する鉄鋼及び非鉄分野では」ス１−的２品質的に
大変メリッｉ−があるが、例えば甲Φ３ｔ（Ｉ１１以下
の小型鋳塊を必要どする多品神少Ｍ　４ｉ−産を行な′
う分野あるいは丁＠（゛は、二］ス１−や］−揚設備の
而て゛メリッｉ−が’ｃＬいという問題があった。

このざと明は、かかる現状に鑑み、鋳塊の分塊１１延ま
たは鋳）；−加工を必要と（）ない無テーパー鋳型を使
用し、微細粒状相鋳造！ｌ織化をｈｌす、２次ＩＩ縮孔
のイｉい健全な鋳塊が１ｑられる造塊り法を提案づるｂ
のである。

すなわら、この発明は、無ｌ−パー鋳型に溶融金属を注
入後、鋳型内溶融金属が未凝固の状態にで、ＩＩ′ｉＬ
鋳型を底部Ｊ−り順次水中（ご浸漬し、−１−記鋳型外
表面Ｃ起こる水の突沸により、鋳型内溶融金属に振動を
付与しながら、溶融金属底部Ｊ、り土部に向−）て凝固
勾配を与え、鋳塊組織の微細粒状化と２次収縮孔を防止
づることを要旨とする造塊１３１人　（−゛ある。

この発明におい（無テ−パー鋳型とは、従来の重錘、角
錐の如き側壁の傾斜面を右しない円柱。

角手■のような垂直な側壁面を右する鋳型をいい、偏ｉ
ｐ鋳塊、角形鋳塊の造塊に使用で゛き、鋳塊単重が３［
Ｏｎ以−ＩＪ　（ｊ、）　ｆ）のにイ↑効て゛あり、持
Ｍ　’Ｉ　ｔｏｎ以下のどきに君しい効果が得ら４′【
る。また無Ｊ−バーであるため、Ｌｆ−置市の分塊Ｌ１
−延あるいは鍛造４（どの１稈が不聾ンど４１：る７、 また、この発明でい−）溶融金属は、実施例に示４（″
：Ａ合金を（よじめ、リベ−（の金属１合金をいい、こ
れらリペＣの造塊が可能である。従って、無ｊ〜バ〜錆
ハリの祠？２は、溶融金属底部に応）じて適宜選定づる
どＪ、い。

また、溶融金属を注入後、（二の無テーパー鋳型を底部
Ｊ、り順次水中に浸漬づるが、イの方法は鋳！ψを順次
降下さ［什（水中に浸漬するが、逆に鋳型を静置させて
水位を一１胃さｌ！て順次水中に浸漬さＩＪるかい８ｒ
れの１ｊ法Ｃ゛あっ−（１＞、水の突沸効果は同等（・
ある。

次に突沸（１，＋１＋町）団（１）とは、加熱にＪ、り
沸点に達し−（も沸騰し１！？ない状態においＣ１さら
に加熱され、突発的に人さな気泡が不規則にまた急激に
光イ１：づることによって生じる、液体ここＣ−は水の
不均　’、ｃ　ｉＪｌ　ｔｌ娩状態をいう、！７なゎら
、溶融金属により赤熱した鋳型４壁に槽内の冷ＪＪＩ水
どの接触により、水の突沸による気泡が発生イー」着し
、この衝撃振動が鋳型壁を介しく、鋳型内の未凝固状態
にある溶融金属に伝播（〕、溶融金属の凝固時に鋳造組
織の樹枝状晶の成長はＮ１害され（微細粒状化し、εき
らに＃Ｒ型形状が上記し）、：如く無ｊ−パーｒか′つ
押湯を用いるＩＣめ（２，２次収縮孔は完全に防１１−
ぐきる。

次にこのＪＮ明による造塊方法を図面に基づい（説明づ
る。第１図は無テーパー鋳型を順次水中に浸）？ｉりる
のに、鋳型を降ドさける構成を適用した造塊装置の縦断
説明図であり、第２図は鋳型を水槽に静置して水位を順
次上行させて水中に浸漬さＵる構成を適用した造塊装置
の縦断説明図である。

Ｊ、ず第１図から説明すると、水１ｆ！＋１１は冷ＪＪ
Ｉ水を−１−注Ｍるための給水管（２）と、所定水位よ
り水がＡ−パー［ハ１−７するように設（〕た排水ｒ　
］　（３）とをイ］設じ（あり、富に冷Ｎ１水が貯水さ
れ−Ｃいる。更にボンｊ（１３）により冷ＩＪＩ塔（１
４）が降温した冷ＪＪＩ水を給水管（２）をｉｉＩ′ｉ
しく、水槽（１）内へ循環させ、水槽内の水を□Ｉｆ月
１′りることにより、水温を低く保も、水槽の冷ノＪＩ
　ｆｉｔ：を１げ゛ると共に再使用ぐさる。Ｊ、うに構
成（）ｌ、水路をイー」設する。

この水１ｎ［１１内底面中央には、防水のｌ、二めに密
封化した油／−Ｌシリンタ゛−（４）がＳ’ｌ設し−（
−あり、ビスｊ〜ン「Ｊツ１〜（５）の十部に１，１無
ｊ〜バー鋳型（１１）を載置−りるための台板（６）が
固着しＣあり、」−記＆ｌｉΔす（１１）を水槽（１）
内にト降浸漬さく！ることがぐぎる。

なお、鋳型（１１）には押渇く１２）を装着しである。

溶融金属（１０）は溶解精錬炉Ｊ、り出渇し、その温麻
低下及び酸化防止のため手段が採られながら、−＋＋、
）中間ＩＳ　（７１ニ貯蔵される。−ｈ無ｌ−バー鋳バ
（（１１）は台板（６目二に載置しくあり、中間鋼（７
）は鋳型（１１）−１−ノｊに配置されるかあるいは移
動し、中間鋼（７）底面の止栓（１Ｇ）が抜かれてノズ
ル（８）より’Ｍ融金金属１（１）が流干し、無テーパ
ー鋳型（１１）内に１ン−トされる。

溶融金属（１０）が注入された鋳型（１１）内の外ら′
ｌは熱伝導にＪ、す、水の沸点以上に加熱されてＪ、ｉ
す、このどき鋳型（１１）はＪ注と同時に内部（こと１
人しｌこ溶融金属レヘルＩ、ｌλ１応さけ（油ｆｔシリ
ンター（７１１ｆ作動さＩｉＣ下ＩＬＩｃｘ　ｖ　ル。

４なワ４５、ビス１−ン【」ラド（匂の１・降に従い、
台恢（６）上の鋳型（１１）は順次小降しく冷２４１水
中に底部より浸漬してゆき、冷却水は詩聖（１１）外５
Ｖに接触しＣ前述した突沸が起こり、鋳型（１１）は光
ノトシた気泡（、：Ｊ、り据りＪする。

鋳型（１１）内の未凝固溶融金属ｋＬ、」−記の微振動
を受１ノながら凝・周（）でゆくため、溶融金属の凝固
組織は従来の上注造塊汰による錆塊絹械の樹枝状晶より
はるかに小さい粒状品どなり、さらに溶融金属底部より
」一部に向つＣ凝固勾配が！ｊえられ、且′つ押湯（１
２）が装着され（−おり、鋳型（１１）が無ノーーーバ
ー形状Ｃあるため、２次収縮孔の光ノＩ■もＵＪ止され
、健全な鋳塊を得ることが−（さる。

また、無う−−パー鋳型（１１）を用いるため、従来方
法（゛は不可欠の圧延前に行なう分解圧延Ｘ′）鋳造の
熱間加土二に程が不要となり、工程の短縮と共に歩留向
上−や製品の諸性質を改善りることができる。

次（、−第２図に二）いＣ説明するど、水槽（ｂｉ）内
の底β１ｊ中夾ｉＪ卯Ｎ７−バーμ型（１］）を静置し
−てあり、＃７ｉｆＩす（１１）の周囲に給水リング（
２ａ）を配置し−Ｃｄうる。この給水リング（２ａ）は
図示しない冒降装置に支持あるい（、Ｌ吊支しＣ上下動
可能（、二構成しくある５、また水槽（１；ｉ）にはＡ
−ハーフ【１−用０月Ｊ［水ＩＪ　（：３ａ　）の他、
底部にも排水［］（３ｆｌをもし、水をボンゾ（１３）
−Ｃ排出さｌ！冷却塔（１４）−Ｃ冷ＭＩ　Ｌ　書使用
覆るための糸路を付設し−（ある。

ここＣ゛、水槽（１ａ）内に静置した無フーーパー鋳型
（１１）内に中間鋼（７）より溶融金属（１０）を上注
し、鋳型（１１）内の溶融金属（１０）レベルに対応さ
せて、給水リング（２ａ）を上背さＩ！”ｃｈがら鋳型
（１１）夕日１！を水冷しかつ鋳型（１１〉を底部より
順次水中に浸漬さけ、水の突沸を発生さｌ！なか１う鋳
型〈１１）を底部より冷却さＩ！（溶融金属を凝固させ
る。従っ４、水の突沸並びに無７−パー＃ｔｉｒｘｒに
、１、っ−Ｃ得られる効果は先の例と同等（゛あること
は古うまＣ゛も４（いことである。

以［・、この発明ににる実施例を示しイの効果を明らか
にりる。

ここ（゛は、第１図に示した鋳型を降１・さＩＩＣ冷ｆ
Ｊ＋水中に順次浸漬づる構成の造塊装置を使用し、無フ
ーバー＃Ｒをには純銅からなる肉１’ｊ４０ｍｍ、　Ｒ
みＩＧＯｍｍＸ幅２３５ｍｍＸ高さ８００ｍｍ＼１法の
りのを使用した。

溶融金属はＢｅ　−Ｃｕ合金（Ｂｅ　１，８ｗｔ％、　
Ｑ１９８，２Ｗ＋′柘）であり、上記鋳型内に上注し、
底部より５００１ｎｍｎざま（１’ｔＪ人したとき、上
注を継続しながら鋳型を水槽内の冷却水中に底部より順
次、Ｆ降速度１！＋ｃｍ、／’ｍｉｎ　、　３０ｃｍ／
　ｍ団で浸漬して冷却し、２５０に９の（−平鋳塊を得
た。

、１だ、従来方法による造塊し実施し、鋳塊ｘｊｄ１、
頭部〜み１８０ｍｍＸ幅２４０ｍｍ、底部厚み＋４０ｍ
ｍＸ幅２３０ｍｍ、　ｌ！１％さ８００ｎｔｍ、　ｊ−
バ一度５．’　１００なる２５０＊３ｉ−バーイ４偏５
Ｉ７鋳塊を得た。

この２種の鋳塊を縦断し、鋳塊内の２次収縮孔の有無、
鋳造組織の結晶粒度及び機械的性質を調べた。その結果
を第１表に承り。

第　　１　　表 第１表の結果から明らかなＪ、うに、この発明ジノ法に
Ｊ、る鋳塊には２次収縮孔がなく、結晶粒度が署しく微
細粒状化された極め（健全な鋳塊が得られたことがわか
る。

以１に訂述した如く、この発明による造塊方法は、連続
鋳ｊ告方法のＪ、うに複雑で高価な設備、長い迄塊Ｉ４
間、　￥ｉ’ｉ密な湯量制御を必要どけずかつ微細粒状
化した鋳造組織の鋳塊を得ることがでさ、さらに０延前
の熱間加Ｔを必要としないなど、製品の歩沼向」−１品
質向」二に極めＣ有効Ｃ′ある。

【図面の簡単な説明】

５８１図は、このブト明＋Ｊ、Ｊ、るｊ告洩装首の縦断
説明図て゛あり、鋳へりを降［・さｔ！（水中に浸１ｈ
俳る構成を小し、第２図（ａ　）・〜（Ｃ）は他の造塊
装置の作動を示づ縦断説明図（゛あり、水位を変化さ１
！、（鋳型を浸漬−する構成を承り。 図中、１，１ａ・・・水槽、２・・・給水管、２ａ・・
・給水リング、３．３ａ　、３ｂ・・・抽水１−１．４
・・・油圧シリンダー、５〕・・・ビス１〜ン［ｊラド
、６・・・台板、７・・・中間鋼、と３・・・ノズル、
９・・・止栓、１０・・・溶融金属、１１・・無−７−
バー鋳型、１２・・・押湯、１３３・・・ポンプ、１４
・・・冷）、１ｌｊ７’。 出■（人　　住友特殊金属株代会社 第１図 ２７０− 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ′１．　無テーパ鋳型に溶融金属をε１人後、鋳型内溶
   融金属が未凝固の状態に１１−記鋳型を底部より順次水
   中に浸漬し、上記鋳型外表面で起こる水の突沸により、
   鋳型内溶融金属に振動を付すしながら、溶融金属底部Ｊ
   、り土部に向って凝固勾配を！・）え、鋳塊組織の微細
   粒状化と２次収縮孔を防圧りることを特徴ど（る造塊り
   法。