JPS5928426B2 - 金属の連続又は半連続鋳造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電磁界によって金属インゴットを形成するこ
とのできる鉄及び排鉄金属又はこれらの合金の連載又は
半連続鋳造法に関するものである。

英国特許第１１５７９７７号に開示された金属の連続又
は半連続鋳造法が知られており、この特許によると、環
状誘導子（インダクター）の透孔内に置かれた底板上に
溶融金属が供給されかつ誘導子の電磁界がこの金属をイ
ンゴットに形成する。

インゴットの側面が凝固するにつれて、インゴットが底
板と共に下げられ、かつ同時に冷却媒体（水）がインゴ
ットの側面に吹きつけられる。

英国％許第１３２８１６６号によると、インゴットが複
数の環状スリットからの複数の冷却媒体流によって冷却
され、そして、環状スリットは形成されているインゴッ
トに関して異なった高さにかつ周りに配置されている。

インゴットの初期凝固（外殻の出現）を確実にする最も
高い環状スリットが誘導子の底と同じ高さにある。

鋳造の最中に、インボッ）ｆｆ面での液相と固相との界
面が誘導子の中央高さに近り。

なお、この中央高さのところで誘導子の磁界が最も強い
。

電磁界によって形成されたインゴットの液状区域は普通
３０ないし５０圏の高さである。

通常のインゴットの形成条件に合った液状区域の形状は
インゴットの縦断面においてはインゴットの形状に近い
、すなわち、液状区域は凸状メンスカスを有する。

このことは、磁界遮蔽部材を備えること及び液状区域の
最上部が誘導子の頂面より上方にあることによって達成
される。

このために誘導子の高さは液状区域の高さを考慮して普
通２０ないし７０ｍである。

このような高さの誘導予力使用されるときに、既知の方
法では３５ないし５０ｒｍｎ／ｍｉｎの引抜き速度にて
インゴットを鋳造することができる。

合金量が多いアルミニウム合金に介しては、この合金を
低引抜き速度（１５ないし２５ｍ／ ｍｉｎにてインゴ
ットに鋳造するととは全く不可能であり、このことは以
下の駆のせいである。

鋳造での一般的な場合において、インゴット側面での液
相と固相との界面は磁界の最も強いところである誘導子
中央高さに近へ前述の固−液界面と最も高い位置の環状
スリットとの距離は大体においてインゴット引抜き速度
の関数であって、引抜き速度と反比例する。

従って、インゴット引抜き速度が１５ないし２５ ｒａ
ｎ／ ｍｉ ｎに低下したときには、インゴット側面で
の固−液界面と最も高い環状スリットとの距離が８０な
いし１６０ｍとなる。

冷却媒体流形成の最も高い環状スリットが誘導子のすぐ
下にありかつ液状区域が５０ｍ以下の高さである場合に
は、通例の高さの誘導子では、凝固前面（すなわち、固
−液界面）がインゴットの上面で側面近くにあることに
なって形成区域に入る液状金属がしたたり落ちてインゴ
ットの側面上にランダム形状の付着物が生じ、このよう
にして、インゴットの形成工程が完全に乱れる。

この場合の低鋳造速度では固−液界面が溶融金属柱の金
属静圧を惺持できない程弱まった誘導子の磁界の領域に
あることになり、すなわち、側面での固−液界面は誘導
子の上端よりも数センチ上方で磁界が弱くなっていると
ころに位置することになる。

従って、低鋳造速度にて通常のインゴットを形成すると
きには、インゴットＰ面上の液状区域の底面界面（すな
わち、固−液面界）と関連して最も高い環状スリットを
低く配置する必要がある。

このことは、１５ないし２５ｍ／ｍ ｉ ｎ の引抜
き速度に対して誘導子の高さを１４０ないし、３００叫
まで増大することによって達成されるであろう。

しかしながら、このような高さの誘導子には多くの難点
がある。

通常のインゴットの形成及びエネルギの最少の消費を仮
定すれば、３０ないし５０団の液状区域高さにとって誘
導子の最適高さは３０ないし７０ｍである。

加えて、誘導子の高さを大きくすることはインゴット鋳
造手段の全ての寸法が大きくなり、このことはこれら鋳
造手段の連続鋳造プラント内への編入がむずかしくなる
。

大きくした高さの誘導子を有する鋳造手段は引抜き速度
が低いとき及び比較的に速い（５０ｍ／ｍｉｎ以上）と
きの両方において使用できない。

これは引抜き速度が速いと固相と液相との界面が誘導子
の底部へ移動するととになり、このことはインゴットの
形成及びエネルギ消費に関して許容できないからである
。

従って、本発明の主要な目的は、凝固速度の遅い合金金
属を直径５００ないし１１００ｍのインゴットへ連続又
は半連続鋳造する方法を提供することである。

本発明の同様に重要な目的は、単一の手段によって引抜
き速度が遅くても速くてもインゴットを鋳造できるよう
にすることであり、かつ、鋳造作業員の数及び必要な床
面積をできるだけ小さくすることである。

本発明のその他の目的は、広範囲のインゴット引抜き速
度であってもインゴットの固−液界面位置の変動を抑え
て液相の金属がインゴット凝固した側面上に流れるのを
防止することによって、インゴットの表面品質を改善す
ることである。

本発明の目的のひとつは前述した欠点を解消することで
ある。

本発明の目的としては次のようにして行なわれる金属の
連続又は半連続鋳造法を提供することであり、この鋳造
法は（イ）インゴットの引抜き速度の範囲を拡大して、
特に、（ロ）ひとつの鋳造ユニットにてインゴットを異
なる速度で鋳造するようにして、（ハ）鋳造手順を簡単
にして、及び、に）インゴットの表面品質を改善するよ
うにして行なわれる。

これら目的が下記の鋳造方法を提供することによって達
成される。

すなわち、この鋳造方法とは、仔）環状誘導子の透孔内
側に配置された底板上に溶融金属を供給すること、（ロ
）誘導子の電磁界によって金属のインゴットを形成する
こと、及び、（ハ）異なった高さにある複数の環状スリ
ットを通してインゴットの側面に複数の冷却媒体流を供
給すると同時に、金属インゴットとともに底板を引き下
げること、を含んでなる金属の連続又は半連続鋳造法に
おいて、複数の環状スリットからの冷却媒体流によって
金属インゴット側面での固−液界面を実質的に誘導子の
中央高さに維持するようにインゴットの引抜き速度に応
じて最も高い環状スリットから順にその冷却媒体流のい
くつかを停止することを特徴とする金属の連続又は半連
続鋳造法である。

インゴット引抜き速度が遅いときには固−液界面がイン
ゴット引抜き速度よりも速い速度にて上方へ移動するこ
とになるので、環状冷却スリットからの冷却媒体流を最
も高い位置の流れから逐次停止してインゴット側面での
固−液界面を誘導子の中央高さと同じ高さにする。

固−液界面に最も近い（すなわち、最も高い）環状スリ
ット（又は順次幾つかの環状スリット）からの冷却媒体
流を停止することによって、インゴット側面での液−固
界面の移動速度とインゴット引抜き速度とを同じにする
ことができる。

本発明の目的及び特徴を、添付図面に関連した実施態様
を説明することによってさらに明らかにする。

なお、添付図面（第１図）は本発明に係る方法を実施す
るための装置の概略縦断面図である。

金属インゴットの連続鋳造又は半連続鋳造法が以下のよ
うにして行なわれる。

鋳造の最初に、冷却媒体が環状冷却器１からインゴット
２に沿って異なる高さに配列された複数の環状スリン）
３，６．７および８から環状流れでインゴット２の側面
上に供給される。

最も高い環状スリット３が環状誘導子４のすぐ下で誘導
子４の中央高さから距離りに位置する。

鋳造工程は、通常、底板５上に置かれたインゴット２の
側面での液相と固相との界面を誘導子４の中央高さに維
持することによって進行する。

環状スリット６゜７及び８がそれぞれ誘導子４の中央高
さから距離ｈ１．ｈ２及びｈ３にある。

誘導子４の電磁界が底板上の金属を特定高さの円柱形法
にする。

冷却媒体が作用することによって円柱の溶融金属が底か
ら上方へかつ側面からインゴット２の縦軸の方へ凝固し
始める。

インゴット２の形成（５ｈａｐ ｉｎｇ）が底板５と共
にこのインゴットを降下させることによって行なわれる
。

鋳造の最初に、冷却媒体が全ての環状スリット３゜６．
７，８び８から冷却媒体流として供給される。

所定の実施例において、最も高い環状スリット３が誘導
子４の下端から５ないし１５ＴｒｒＪｒＬの距離に配置
されている。

研究及び実験から最も高い環状スリットからの冷却媒体
流がインゴット２の側面での固−液界面の移動速度にか
なり影響を及ぼすことがわかった。

インゴット２中の固−液界面の移動速度に対する誘導子
４の作用領域からインゴット２を引抜く速度の割合は、
インゴット２の上面での溶融金属が誘導子４から離れる
前に凝固するのに十分な時間を与えそして溶融金属がイ
ンゴット２の側面を流れ落ちるのを防止するように調整
されるべきである。

この処置には、本発明によると、前述の複数の環状スリ
ットからの冷却媒体流を逐次停止することが伴う。

インゴットの底部が、インゴット２の移動方向で誘動子
４の中央高さから距離ｈ１にある次の環状スリット６の
高さまで来たとぎに、最も高い環状スリット３からの冷
却媒体流を停止する。

残っている環状スリット６．７および８の冷却媒体流が
インゴットの側面での固液界面を実質的に誘導子４の中
央高さに維持する限りは、これら環状スリット６．７．
８は鋳造が終るまで冷却媒体をインゴット２の側面に供
給する。

もし固−液界面が凝固しているインゴットの頂上面の方
へ上昇しようとするならば、誘導子４の中央高さから距
離ｈ２に配置されたその次の環状スリット７の高さにイ
ンゴットの底部が来たときに、環状スリット６が遮断さ
れる。

インゴット引抜き速度がより小さい場合に、誘導子４の
中央高さから距離ｈ２にある第３環状スリツト７および
／又は誘導子４の中央高さから距離ｈ３にある第４環状
スリツト８からの冷却媒体流が鋳造を安定させるので、
鋳造の初期段階の後に環状スリット３．６そして場合に
よってスリット７からの冷却媒体流を停止する。

本発明に係る方法を実施するために、４ないし６本の環
状スリットシ設けられることはインゴット引抜き速度の
必要な全範囲をカバーするのに十分である。

提案した方法が２３ないし２８ｍ／ｍｉｎの引抜き速度
で直径４８５７７２７１１の高合金アルミニウムを鋳造
するのに使用された。

最も高い環状スリット３と第２環状スリツト６との間の
距離が５０ｍであり、かつ、ｈｌの値が約７０ないし８
５ｍであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る方法を行なうための装置の概略縦
断面図である。 １・・・・・・環状冷却器、２・・・・・・インゴット
、３・・・・・・環状スリット、４・・・・・・誘導子
、５・・・・・・底板、６゜７．８・・・・・・環状ス
リット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記イ〜ハ： （イ）環状誘導子の透孔内側に配置された底板上に溶融
   金属を供給すること、 （ロ）前記誘導子の電磁界によって前記金属のインゴッ
   トを形成すること、及び、 （ハ）異なった高さにある複数の環状スリットを通して
   前記インゴットの側面に複数の冷却媒体流を供給すると
   同時に、前記金属インゴットとともに前記底板を引き下
   げること、 を含んでなる金属の連続又は半連続鋳造法において、イ
   ンゴット引抜き速度に応じて最も高い環状スリットから
   順にその冷却媒体流のいくつかを停止することによって
   前記金属インゴットの側面での固−液界面を実効に前記
   誘導子の中央高さに維持することを特徴とする金属の連
   続又は半連続鋳造法。