JPS5938863B2 - 垂直連続鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は垂直連続鋳造方法に関する。

詳しくは本発明はいわゆるホットトップ（Ｈｏｔ Ｔｏ
ｐ）鋳造法、即ち連接された断熱耐火物製溶湯受槽及び
強制冷却鋳型を使用する金属の垂直連続鋳造方法、の改
良に関するものである。

金属、例えばアルミニウム及びアルミニウム合金、の展
伸加工用素材であるビルット（押出用）、スラブ（圧延
用）、ワイヤーバー（圧延伸線用）等は一般に連続鋳造
法、特に垂直式半連続水冷鋳造法（いわゆる垂直連鋳）
、によって製造されている。

この場合、生産性を高めるために多数の鋳型を配列して
同時に多数の鋳塊を得る、いわゆる多連鋳造をするのが
普通である。

特にこの場合、それぞれの鋳型内の溶湯レベルの制御が
製品品質や鋳造歩留りに直接関係し重要であるが、それ
は設備管理や運転者の技能に負う所が少なくない。

従来、上記のレベル制御のためには一般に第１図に示さ
れるようなフロート法が採用されている。

第１図において、１はロンダー（溶湯樋）、２は分配盤
、３は溶湯供給パイプ、４はフロート（浮動式溶湯弁）
、５は強制冷却鋳型である。

鋳型５は冷却水人口６から導入され冷却水噴出ロアから
内方に噴出される冷却水によって冷却されている。

溶湯８は鋳造炉（図示せず）からロンダー１を経て分配
盤２に供給され、そこからパイプ３を経て鋳型５内に導
入され、柱状体９を形成しつつ下方に移動する。

柱状体９の上部１０は溶湯のままであるが、下方は順次
に鋳型５の内壁及び冷却水噴出口１から噴出される冷却
水によって冷却され凝固して鋳塊１１が生成する。

鋳型５内の溶湯１０のレベル制御、即ちパイプ３からの
溶湯の供給速度の制御、は溶湯面上に浮いて弁として働
くフロート４によってなされる。

フロート法における鋳型内壁の潤滑方法としては通常、
黒鉛粉末の獣脂懸濁物などの半練り状の潤滑油を鋳造前
及び鋳造中に刷毛等によって鋳型内壁に塗布することが
行なわれる。

フロート法は垂直連続鋳造法として実用的に優れた方法
であるが、３０連、４ｏ連などの多連鋳造においてはフ
ロートの着脱、補修、鋳造中の作動管理などに入手を要
し、省力化が困難である。

また鋳塊品質の観点からは一般に鋳型内の溶湯面はでき
るだけ低い方が鋳肌が平滑となり、同時に表皮品質も良
好となるが、溶湯面、即ちフロートの作動レベル、を下
げ過ぎるとフロートの作動性が悪くなり、安定鋳造の点
で問題がある。

さらにフロートを使用するために酸化物等の異物が鋳塊
に巻き込まれる危険性も大きい。

他方、半連続鋳造法において省力化、鋳塊品質及び鋳造
歩留りの向上などの期待が持たれている新技術の１つと
してホットトップ鋳造法があり、約１５年位前から内外
において研究開発が続けられて来た。

ホットトップ鋳造法においては凝固に必要なだけの長さ
を有する浅い鋳型（ショートモールド）の上に溶湯を保
持するための断熱耐火物製の溶湯受槽（ヘッダーボック
ス）を設け、鋳造炉からロンダーを経て供給される溶湯
は分配盤から各ヘッダーに段差なしに水平レベルのまま
で静かに供給されて凝固が進行する。

従ってこの方法においては鋳型が短いために鋳造速度が
大きくできること及びフロートを使用しないことにより
、省力化及び鋳塊品質が改良される。

第２図はホットトップ鋳造法を一般的に示している。

第２図において、２１はロンダー、２２は溶湯受槽、２
３は強制冷却鋳型である。

鋳型２３を内部から冷却している冷却水は冷却水噴出口
２４から内側に向けて噴出される。

溶湯２５は鋳造炉（図示せず）からロンダー２１を経て
溶湯受槽２２内に供給される。

第２図には分配盤が示されていないが、多連鋳造の場合
にはロンダー自体を枝分れさせて複数の溶湯受槽に直接
溶湯を供給するように構成してもよいし、またロンダー
の先端に独自の分配盤を設けて複数の高湯受槽に溶湯を
供給するようにしてもよい。

受槽２２内に供給された溶湯はそこに溜２６を形成する
と共に柱状体２γを形成しつつ下方に移動する。

柱状体２１の上部は受槽２２内の溜に引き続き溶湯のま
まであるが、下方は順次に鋳型２３の内壁及び冷却水噴
出口２４から噴出される冷却水によって冷却され凝固し
て鋳塊２８が生成する。

ホットトップ鋳造法を初めて考案したのはフランスのト
ラビニ（Ｔｒａｐｉｅｄ）であって、彼は割れを生じな
い鋳造法としてアイソメツｈ（■ｓｏｍｅｔ）法を提案
し、その中でホットトップ鋳造法に準する工夫を加えた
〔ジャーナル・オブ・ジ・インスチチュート・オブ・メ
タルズ（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆｔｈｅ、 Ｉｎ５ｔｉｔ
ｕｔｅ ｏｆ Ｍｅｔａｌｓ）第９２巻第３０５頁（１
９６３年）〕。

その後、内外においてホットトップ鋳造法に関する技術
が種々提案されて来ている（例えば米国特許第２，９８
３，９７２号、同第３，２１２，１４２号、英国特許第
１，３８９，７８４号、特公昭４８−４４６０７号、特
公昭４９−２３７４０号、特開昭５０−７９４２９号、
特開昭５１−１４８６２０号、特開昭５３−１５２２２
号、特開昭５３−１６３２３号、等）。

また本発明者らは先に、作業性が良く、かつ鋳塊品質の
良好なホットトップ鋳造法として、その下端付近の内壁
が鋳型の内壁の延長面よりも内側に位置するように張出
部（オーバーハング部）を形成すると共に該張出部の下
端が鋳型の内壁上部に覆い被さるように下方が突き出し
て短い筒状の垂下部を形成しており、該垂下部はその内
周面が下方に向って次第に拡開する傾斜面を形成し、外
周面が鋳型の内壁との間に狭い間隙を形成しているよう
な溶湯受槽（以下「テーパー状垂下部旬溶湯受槽」とい
う）と、上記垂下部で覆われた内壁上部に潤滑剤供給口
が開口していて、そこから潤滑剤が強制的に供給される
ようになっている強制冷却鋳型とから構成された垂直連
続鋳造装置を使用する方法を提案した（特願昭５５−６
６８１４号）。

さてホットトップ鋳造法においては、フロート法と異な
って、鋳型の上端が溶湯で閉じられているので、潤滑剤
の供給方法に工夫を要する。

代表的な方法として次のようなものが知られている。

■ 強制供給法： 鋳型の内壁上部の小孔から液体潤滑剤をポンプ等で強制
的に供給する（特公昭４８−４４６０７号、特公昭４９
−２３７４０号、特開昭５３−１５２２２号、等）。

■ 負圧自動供給法： 溶湯の表面張力によって受槽と鋳型との境界部に形成さ
れる空隙内の圧力が外圧に対してわずかな正圧と負圧と
の間で変動することを利用して液状潤滑剤を自動的に供
給するＣ特開昭５１−１４８６２０号）。

本発明者らはホットトップ鋳造法における潤滑剤の好適
な供給方法を見出すべく種々検討を行なった。

まず特開昭５１−１４８６２０号の記載に基づいて前記
負圧自動供給法を試みた。

本発明者らの試験によると、ＪＩＳ６０６３アルミニウ
ム合金の６インチ径ビレットを鋳造速度１５０ ｍ７＋
！／ｍ１ｙｔで鋳造した場合の空隙部での負圧（絶対値
）は約１０〜３０ｍｍＨ２Ｏの範囲（この大きさは鋳造
速度を増すに従って増大する。

）で鋳造中変動しており、この負圧の変動に伴って潤滑
剤の供給量が変動するので均一供給が行なえず、その結
果、鋳肌に部分的な焼料及び発汗が生ずることが判明し
た。

次に前記強制供給法を検討した。

この方法においては一般に、ポンプ等の強制的供給機構
から鋳型内部の潤滑剤溜に潤滑剤が定量供給され、そこ
から鋳型の上部全周にわたって短い間隔で設けられた多
数の横向きの細溝に分配され、ついで鋳型の内壁上部の
潤滑剤供給口から鋳型内壁上に供給される方式が採用さ
れる。

本発明者らはこの方式において細溝構造（長さ、径、傾
き等）を種々変化させ、その際の潤滑剤の供給状態及び
得られた鋳塊の鋳肌状態を観察した。

その結果、細溝における潤滑剤の流れ抵抗が重要な因子
となっていることを見出した。

即ち、細溝における潤滑剤の流れ抵抗が小さいと多数の
細溝に極小量の潤滑剤を均一に分配することができず、
鋳型内壁の周上で供給量の過少な箇所と堝多な箇所とが
生じ、鋳塊の外観が損なわれた。

他方、細溝における潤滑剤の流れ抵抗を大きくすると潤
滑剤溜から多数の細溝への均一分配が達成され、良好な
鋳塊外観が得られるようになった。

しかして上記均一分配が達成されるためには上記流れ抵
抗を潤滑剤供給口刊近における前記空隙部での負圧（絶
対値）の最大値よりも大きくすればよいことを見出して
本発明を完成した。

即ち、本発明は鋳塊品質の良好なホットトップ鋳造法を
提供することを目的とし、 下端が開放され、かつ内壁の少くとも下端付近が下記鋳
型の内壁の延長面よりも内側に位置するように張出部を
形成している、断熱耐火物製の溶湯受槽と、該受槽の下
に連接して同軸的に配置され、上下端が開放され、内壁
が実質的に垂直面を形成し、かつ内壁上部の全周にわた
って多数の潤滑剤供給口が開口している、強制冷却鋳型
と、該鋳型の下において冷却剤を内方に噴出させるため
の冷却剤噴出機構と、から構成された垂直連続装置を使
用し、 潤滑剤を上記潤滑剤供給口から鋳型内壁上へ強制的に供
給してそこに潤滑界面を形成させつつ金属溶湯を上記受
槽内に供給して、そこに溜を形成させると共に柱状体を
形成させつつ下方に移動させ、該柱状体を順次に鋳型の
内壁及び冷却剤と接触させて冷却することにより柱状金
属鋳塊を生成させることを包含する方法において、 該鋳型の内部に潤滑剤溜及びそこから潤滑剤供給口に至
る多数の細溝を含む潤滑剤供給経路が形成されていて、
潤滑剤は強制的供給機構から該潤滑剤溜及び該細溝を経
て潤滑剤供給口に導かれており かつ 上記潤滑剤溜から潤滑剤供給口までの潤滑剤の流れ抵抗
が、潤滑剤供給口付近において鋳型内壁と金属柱状体と
の間に形成される空隙部での負圧の絶対値よりも大きく
されていることを特徴とする金属の垂直連続鋳造方法、 を要旨とするものである。

以下、本発明の実施態様の例を示す図面を参照しながら
、本発明についてさらに詳細に説明する。

第３図は本発明方法に使用する垂直連続鋳造装置の一例
を示す縦断面図である。

第３図において３１は断熱耐火物製の溶湯受槽、３２は
強制冷却鋳型、３３は冷却剤入口、３４は鋳型内を通過
した冷却剤を内側に向けて噴出させるための冷却剤噴出
口である。

通常の場合、冷却剤として水が用いられる。

鋳型３２は、金属（例えばアルミニウム）、黒鉛などの
熱伝導性材料で製作され、その内壁３５は上下端の開放
された実質的に垂直な面を形成している。

該内壁の横断面形状は目的とする鋳塊の横断面形状を規
定するものであるから、円柱状鋳塊を得る場合には円形
、角柱状鋳塊を得る場合には、それぞれ対応する多角形
とする。

これらの場合において鋳型内壁のさらに内側に適当な中
子を設置すれば中空状の鋳塊を得ることもできる。

溶湯受槽３１は、石綿繊維、珪藻土、石英などの断熱性
耐火物（マリナイト、マスロックなどの商品名で周知）
で製作され、鋳型３２の上に連接して設置されている。

溶湯受槽の上部の構造は、ロンダー又は分配盤から供給
される溶湯を受入れる入口を有すること以外は特に限定
されず、複数の受槽が融合して１つの分配盤を形成して
いるような構造であることもできる。

しかしながら溶湯受槽は下端が開放され、かつその少な
くとも下部は鋳型と同軸的関係になるように配置されな
ければならない。

さらにこの同軸的関係において受槽の下部内壁は鋳型の
内壁３５の延長面よりも内側に位置している。

即ち受槽３１の下端付近は鋳型３２の上で張出部を形成
している。

液状の潤滑剤は潤滑剤貯槽３６に貯えられ、そこからポ
ンプ、流体圧装置などの強制的供給機構３１によって定
量的に送り出され、潤滑剤入口３８、潤滑剤溜３９、及
び細溝４０を経て潤滑剤供給口４１から鋳型の内壁３５
上に供給される。

第４〜５図は第３図に示された鋳型３２の潤滑剤供給経
路を示すものである。

第４図は第３図の鋳型３２の潤滑剤供給経路の位置する
面における部分横断面図である。

潤滑剤入口３８は鋳型３２の外周に１個所または２個所
以上設けられている。

潤滑剤溜３９は鋳型３２の内部に全周にわたって環状に
設けられている。

潤滑剤は潤滑剤溜３９を満たしてから多数の細溝４０に
分配されるので、鋳型の内壁全周への潤滑剤の供給量は
かなり均一化される。

潤滑剤供給口４１は鋳型の内壁上部の全周にわたってと
びとびに開口している。

供給された潤滑剤が鋳型の内壁全周をできるだけ均一に
覆うように、供給口間の間隔は余り大きくないことが望
ましい。

好適な間隔（ピッチ）は潤滑剤の種類及び鋳造条件にも
依存するが、通常、２０ｍｍ以下、より好ましくは１０
ｍｍ以下、とするのが望ましい。

第５図は第３図の鋳型３２の上端部から潤滑剤供給経路
よりも上の部分を取除いたものの形状を示す部分斜視図
である。

潤滑剤としては例えば粘度１〜３０００ｃＰ（２０℃）
の鉱物油、動植物油（ヒマシ油、ナタネ油、テレピン油
）、シリコーン油、黒鉛粉末を懸濁させた獣脂、等の各
種の潤滑油を使用することができる。

一般に潤滑能の点からは粘性の大きい方がよいが、潤滑
剤供給経路内で流動性が著しく悪くあってはならない。

潤滑剤の粘度の好適な範囲は７０℃において０．０１〜
０．２ｋｇ／ｍ、ｓ程度である。

また溶湯との反応によって残渣を生じるものは不適当で
ある。

好適な潤滑剤としてはヒマシ油、ナタネ油等が挙げられ
、特にヒマシ油が好適である。

潤滑剤の供給量は少な過ぎると潤滑が達成されず鋳肌に
焼料きを住じ、逆に多過ぎると鋳型の冷却能を損じて発
汗が発生する。

潤滑剤の好適な供給速度は鋳塊の単位表面積当りの供給
量で表わしＴ６Ｘ １０−’〜１．８Ｘ １０−３ＱＣ
／ｃｒｔｔ、ｃＤ範囲テある。

〔これは直径２５４ｍｍのビルットを９５ｍｍ７ｍｍで
鋳造する場合、０．５〜１．４ ＣＩＬ／ｒｕｍの供給
速度に相当する。

〕さて本発明方法は前記の通り潤滑剤溜から潤滑剤供給
口までの潤滑剤流路、即ち細背、における潤滑剤の流れ
抵抗が、潤滑剤供給条件近において鋳型内壁と金属柱状
体との間に形成される空隙部での負圧の絶対値よりも大
きくなるようにして鋳造を行なう点に特徴を有する。

より好適には該流れ抵抗は該負圧の絶対値の２倍よりも
大きくなるようにする。

流れ抵抗の上限は潤滑剤の強制的供給機構の能力により
自ずと制限されるが、徒に大きくするには及ばない。

上記流れ抵抗と上記負圧との間に上記のような関係を維
持するには例えば次のようにする。

まず目的とする径の鋳塊の鋳造を実際に行なって前記空
隙部での負圧を測定する。

このためには例えば受槽と鋳型との境界部に溶湯が差し
込まない程度の細隙（例えば径０．２〜０．５ ｍｍ
）を設けて大気と空隙部とを導通させ、その間の圧力差
をＵ字管で測定する。

このようにして該負圧の変動範囲が明らかになったら潤
滑剤流路となる細溝での潤滑剤の流れ抵抗が該負圧の絶
対値の最大値よりも大きくなるように細溝構造（長さ、
径、傾斜等）を設計する。

大抵の場合、細溝内での潤滑剤の流速は非常に遅く、潤
滑剤の流れを層流とみなすことができるので、流れ抵抗
を比較的簡単に計算することができる。

例えば第５図に示されるような正方形断面の横向きの細
溝の場合、細溝における流れ抵抗は次式（Ｉ）で表わさ
れる。

２１− ΔＰ＝ ２ ＋ρΔｈ （Ｉ） ｃ
ａ ΔＰ：流れ抵抗（ｋｇ／ 〜２） ｌ ：細溝の長さく口） μ ：潤滑剤の粘度（ゆ７ｍ−８） Ｔ１：潤滑剤の平均流速（ｍ／ ｓ ） ｇｏ：重力単位換算係数（ｋｇ、 ｒｎ／ ｓ ２・１
ｙ）ａ ：細溝の径（７７２） ρ ：潤滑剤の密度（ｋｇ／ ｒｒｔ’ ）Δｈ：細溝
の落惹→ そこでこのようにして計算された流れ抵抗（ΔＰ）が前
記負圧の絶対値の最大値（Ｐｍａｘ）よりも大きくなる
ように細溝構造が決定される。

潤滑剤供給条件は潤滑剤の種類並びに溶湯組成、鋳塊径
、鋳造速度その他の鋳造条件に依存するものであり、従
って具体的な細溝構造もこれらに依存するものである。

しかしながら一例として第３〜５図に示された形式の垂
直連続鋳造装置を使用し、ＪＩＳ６０６３アルミニウム
合金の６インチ径ビレットを鋳造速度１５ Ｑ ｔｒｉ
ｍ／ｍｉ！ｌで鋳造する場合について示すと次の通りで
ある。

この場合、空隙部の負圧は約−１０ｍｍＨ２０〜−３０
ｍｍＨ２０である。

潤滑剤としてヒマシ油を使用し、鋳型内壁上部全周に等
間隔で設けられた７２個の潤滑剤供給口から１．１ （
ｆ、７ｍ１ｔｔの速度で潤滑剤を供給することとする。

ヒムシ油の細溝での温度は約７０℃であり、７０℃にお
けるヒマシ油の粘度は０．０４９ｋｇ／ｍ−８である。

この場合、細溝の長さく７）が１０〜３０ ｍｍ、細溝
の径（ａ）が０．２〜０．５ ｍｍ、細溝の落差（Δｈ
）が５〜１０ｍｙｎの範囲内で前記式（Ｉ）で計算され
る流れ抵抗（ΔＰ）が３０ ｍｍＨ２０よりも犬、好ま
しくは６０ ｍｍＨ２Ｏよりも大となるように細溝構造
を選択することによって良好な結果を得ることができる
。

第３〜５図に示されたような通常の形式のホットトップ
鋳造装置を使用する場合にも本発明に従って適切な細溝
構造を選択して鋳造を行なうことによって一般に良好な
鋳塊を得ることができる。

しかしながら鋳造条件により時として溶湯が潤滑剤供給
口から細溝内に差し込んだり、張出部の直下に溶湯が滞
留して鋳塊に焼利きが発生する場合がある。

このような場合には、溶湯受槽の張出部の下端が鋳型の
内壁との間に狭い間隙を保ちながら鋳型の内壁上部に覆
い被さるように下方に短かく突き出して筒状の垂下部を
形成しているようなホットトップ鋳造装置、即ち垂下部
伺溶湯受槽を有するホットトップ鋳造装置を使用するこ
とによって、より良好な結果を得ることができる。

さらに該垂下部の内周面がテーパーを有するもの、即ち
前記テーパー状垂下部伺溶湯受槽を有するホットトップ
鋳造装置を用いることにより、さらに安定して良好な外
観を有する鋳塊を得ることができる。

第６図はテーパー状垂下部付高湯受槽及び強制冷却鋳型
から構成された本発明方法に好適に使用される垂直連続
鋳造装置の一例を示す縦断面図である。

第６図において５１は溶湯受槽、５２は鋳型、５３は冷
却剤入口、５４は冷却剤噴出口である。

鋳型の内壁５５の上端何近は全周にわたって突き出して
突出部を形成している。

該突出部は鋳型５２と受槽５１との位置合せを助ける役
目をすると共に縦向きの細溝６２を有し潤滑剤流路の役
目をもしている。

受槽５１の下端付近は鋳型５２の上で張出部を形成し、
該張出部の下端は鋳型の内壁５５の上部に覆い被さるよ
うに下方に短かく突き出して筒状の垂下部５６を形成し
ている。

垂下部５６の内周面は下方に向って次第に拡がるような
形の傾斜面を形成しており、また垂下部５６の外周面は
鋳型の内壁５５との間に狭い間隙を有している。

このように垂下部５６と鋳型５２との間に狭い間隙があ
るので、両者の同動配置、即ち受槽５１と鋳型５２との
位置合せは必ずしも容易ではないが前記突出部が上記間
隙を部分的に埋めるように鋳型内壁５５の上端付近に設
けられているので、上記垂下部５６を該突出部の内周と
嵌合させることによって容易に上記の位置合せが行なわ
れる。

上記垂下部内周面の好適な傾斜角度は溶湯組成鋳塊の大
きさ、等に依存し、その最適値は実験的に決定されるべ
きであるが、通常、該内周面と水平面とのなす角度が８
０°以下、より好ましくは５０〜７００の範囲とするこ
とによって良好な結果が得られる。

また垂下部外周面と鋳型内壁との間の間隙の幅は通常、
２關以下、より好ましくは０、５ ｍｍ以下とするのが
望ましい。

第６図に示された鋳造装置において、潤滑剤は潤滑剤貯
槽５７から強制的供給機構５８によって送り出され、潤
滑剤入口５ｇ、潤滑剤溜６０、横向きの線溝６１、及び
前記突出部に設けられた縦向きの細溝６２を経て該突出
部の下端面に開口した潤滑剤供給口６３から鋳型の内壁
５５上に供給される。

なお、鋳型は必ずしも内壁上端付近の突出部を有する必
要はなく、また潤滑剤供給口も突出部の下端面でなく鋳
型内壁上部の垂直面に開口していてもよい。

しかしながら前記のように溶湯受槽と鋳型との位置合せ
のためには上記突出部がある方が好ましく、また突出部
がある場合にはその下端面に潤滑剤供給口を開口させる
方が潤滑剤の鋳型内壁面への均一供給がより容易に行な
われるので好ましい。

またいずれの場合にも上記垂下部で覆われた鋳型の内壁
上部、即ち前記間隙内にある鋳型の内壁上部、に潤滑剤
供給口が開口しているのが好ましい。

第１〜８図は第６図に示された鋳型５２の潤滑剤供給経
路を示すものである。

第１図は第６図の鋳型５２の潤滑剤供給経路の位置する
面における部分横断面図である。

また第８図は第６図の鋳型５２の上端部から潤滑剤供給
経路よりも上の部分を取除いたものの形状を示す部分斜
視図である。

上記のように潤滑剤流路が横向きの細溝のほかに縦向き
の細溝をも有する場合には潤滑剤の流れ抵抗の見積りは
やや複雑であるが、基本的には前記したところと同様で
あって、前記式（Ｉ）に準する方法で計算した横向きの
細溝及び縦向きの細溝の両者における流れ抵抗の和を計
算すればよい。

前記と同様、この場合の好適な細溝構造も一律には言え
ないが、一例として第６〜８図に示された形式の垂直連
続鋳造装置を使用してＪＩ８６０６３合金の６インチ径
ビルットを鋳造速度１５０ ｍｍ／ｍ１ｙｔで鋳造する
場合について示すと次の通りである。

前記と同様、空隙部負圧は−１０〜−３０ｍｍＨ２Ｏ、
潤滑剤供給口数は７２、潤滑剤はヒマシ油、供給速度１
．１ ｃｂ７ｍｉｙｔ、ヒマシ油の粘度は横溝では０．
０４９ ｋｇ７ ｍ−ｓ （７０℃）、縦溝では０．０
２ｋｇ７ｍ−５（１００℃）とする。

この場合、横溝の長さが１０〜３０ ｍｍ、横溝の径が
０．２〜０．５ ｍｍ、横溝の落差が５〜１０ｍｍ、縦
溝の長さが１〜５ ｍｖｔ、及び縦溝の径が０．２〜０
．５ ａｍの範囲内で、横溝及び縦溝の両者における流
れ抵抗の和が３０ｍｍＨ２Ｏよりも大、より好ましくは
６０ｍｍＨ２Ｏよりも大、となるように細溝構造を選ぶ
ことによって良好な結果を得ることができる。

以上詳述したように本発明方法によれば潤滑剤を鋳型内
周上に均一に供給することができ、それによって良好な
外観を有する鋳塊を得ることができる。

次に本発明の具体的態様を実施例によって更に詳細に説
明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施
例によって何ら限定されるものではない。

実施例 １ 第３〜５図に示す形式のホットトップ鋳造装置を使用し
て、ＪＩ８６０６３合金の６インチ径ビレットを鋳造速
度１５０ ｍｍ／ｍ１ｙｔで鋳造した。

潤滑剤としてヒマシ油を使用し、供給量は１． Ｉ Ｃ
Ｌ／１ｎｖｔ（ビレットの単位表面積当りで表わせば１
．５×ｉ Ｏ−”ＣＣ／ ｃｙｉｆ ）とした。

ヒマシ油は油タンクから圧空文はヘッド圧を利用して２
Ｘ１０７１７ＡＨ２０の圧力を付加した上、定量ポンプ
にて鋳型内の油溜に送り込み、そこから７２個の細溝を
経て潤滑油供給口から鋳型内壁上に供給した。

空隙部の負圧をＵ字管で測定したところ、−１０〜−３
０ｍｍＨ２Ｏの範囲で変動していた。

鋳型の長さは２５ｍ−受槽の張出幅は５ ｍｍ１細溝の
長さく７）は３０ｍｍ。

細溝の径（ａ）は０．３ ｍｍ、また細溝の落差（Δｈ
）は１０ ｍｍとした。

前記（Ｉ）により細溝におけるヒマシ油の流れ抵抗（Δ
Ｐ）を計算すると１５９ｍ１Ｈ２０であった。

（ヒマシ油は細溝内で平均７０ｍ程度になっているので
粘度（μ）は０．０４９ｋｇ／ｍ−ｓ とした。

ヒマシ油の細溝での平均流速■は計算により２．８ Ｘ
１０−３ｍ／ ｓである。

またヒマシ油の密度（２）は０．９６８ Ｘ １０”ｋ
ｇ／ｍとした。

）上記のような条件で鋳造を行なったところヒマシ油は
７２個の細溝に均一に分配され、得られたビレットの外
観は良好であった。

ただし時として潤滑油供給口と溶湯との接触によると見
られる微小な焼料が発生した。

比較例 １ 細溝の長さくＡ’）を５ｉ４細溝の径（ａ）を０．３
ｍｍ、細溝の落差（Δｈ）をＯｍｍとした外は実施例１
と同様の条件で鋳造を行なった。

細溝におけるヒマシ油の流れ抵抗（ΔＰ）を計算すると
２５ ｍｍＨ２Ｏであった。

この場合、ヒマシ油は７２個の細溝に均一に分配されず
、ビレットの外観は焼句及び発汗が発生して不良であっ
た。

実施例 ２ 第６〜８図に示す形式のホットトップ鋳造装置を使用し
て、実施例１と同一鋳造条件で鋳造を行なった。

ただし鋳造装置の仕様は次の（７）〜（ロ）の通りであ
る。

（ト）受槽及び鋳型二 実質鋳型長（−鋳型の長さ一事下部の長さ）が２５朋、
受槽の張出幅が５ ｍｍ、鋳型内壁と垂下部外周との間
隙の幅が０．５ ｍｍ、垂下部内周面の傾斜角度（対水
平面）が６０°。

（イ）横溝： 長さが３ Ｑ ｍａｌ、径が０．４ ｍｍ１落差が１０
ｍ４（ｒ′））縦溝： 長さが２ ｍｍ、径が０．２１１Ｊ 実施例１と同様の計算を行なって横溝及び縦溝における
ヒマシ油の流れ抵抗の和を求めると７９ｍｍＨ２Ｏであ
った。

（ヒマシ油の横溝内での温度は７０℃である。

縦溝内での温度は１００℃程度であるので、縦溝内での
粘度は０．０２ｋｇ／ｍ−ｓとした。

また計算によりヒマシ油の横溝での平均流速は１．６
Ｘ １０ ’ｍｉｓ、縦溝での平均流速は６．４ Ｘ
１０−３ｍ１ｓである。

）上記のような条件で鋳造を行なったところ、ヒマシ油
は７２個の細溝に均一に分配され、また潤滑油供給口と
溶湯との接触もなく、ビレットの外観は極めて良好であ
った。

【図面の簡単な説明】

第１図はフロート法の鋳造装置及び鋳造状態を模式的に
示す縦断面図である。 第２図はホットトップ鋳造法の鋳造装置及び鋳造状態を
模式的に示す縦断面図である。 第３図は本発明方法に使用する垂直連続鋳造装置の一例
を模式的に示す縦断面図である。 第４図は第３図の鋳型３２の潤滑剤供給経路の位置する
面における部分横断面図である。 第５図は第３図の鋳型３２の上端部から潤滑剤供給経路
よりも上方の部分を取除いたものの形状を示す部分斜視
図である。 第６図は本発明方法に使用する垂直連続鋳造装置の他の
例を模式的に示す縦断面図である。 第１図は第６図の鋳型５２の潤滑剤供給経路の位置する
面における部分横断面図である。 第８図は第６図の鋳型５２の上端部から潤滑剤供給経路
よりも上方の部分を取除いたものの形状を示す部分斜視
図である。 図において、１：ロンダー、２二分配盤、４：フロート
、５：鋳型、８：溶湯、１に鋳塊、２１：ロンダー、２
２：溶湯受槽、２３：鋳型、２５：溶湯、２８：鋳塊、
３１：溶湯受槽、３２：鋳型、３９：潤滑剤溜、４０：
細溝、４１：潤滑剤供給口、５１：溶湯受槽、５２二鋳
型、５６二垂下部、６０：潤滑剤溜、６１：横溝、６２
；縦溝、６３二潤滑剤供給口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下端が開放され、かつ内壁の少くとも下端伺近が下
   記鋳型の内壁の延長面よりも内側に位置するように張出
   部を形成している、断熱耐火物製の溶湯受槽と、該受槽
   の下に連接して同軸的に配置され、上下端が開放され、
   内壁が実質的に垂直面を形成し、かつ内壁上部の全周に
   わたって多数の潤滑剤供給口が開口している、強制冷却
   鋳型と、該鋳型の下において冷却剤を内方に噴出させる
   ための冷却剤噴出機構と、から構成された垂直連続鋳造
   装置を使用し、 潤滑剤を上記潤滑剤供給口から鋳型内壁上へ強制的に供
   給してそこに潤滑界面を形成させつつ、金属溶湯を上記
   受槽内に供給して、そこに溜を形成させると共に柱状体
   を形成させつつ下方に移動させ、該柱状体を順次に鋳型
   の内壁及び冷却剤と接触させて冷却することにより柱状
   金属鋳塊を生成させることを包含する方法において、 該鋳型の内部に潤滑剤溜及びそこから潤滑剤供給口に至
   る多数の細溝を含む潤滑剤供給経路が形成されていて、
   潤滑剤は強制的供給機構から該潤滑剤溜及び該細溝を経
   て潤滑剤供給口に導かれており、かつ、 上記潤滑剤溜から潤滑剤供給口までの潤滑剤の流れ抵抗
   が、潤滑剤供給経路近において鋳型内壁と金属柱状体と
   の間に形成される空隙部での負圧の絶対値よりも大きく
   されていることを特徴とする金属の垂直連続鋳造方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の垂直連続鋳造方法に
   おいて、該潤滑剤の流れ抵抗が、該負圧の絶対値の２倍
   よりも大きくされていることを特徴とする方法。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の垂直連続
   鋳造方法において、該受槽の張出部の下端が、鋳型の内
   壁との間に狭い間隙を形成しながら、鋳型の内壁上部に
   覆い被さるように下方に突き出して短い筒状の垂下部を
   形成しており、かつ、該垂下部で覆われた鋳型の内壁上
   部に潤滑剤供給口が開口していることを特徴とする方法
   。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の垂直連続鋳造方法に
   おいて、該垂下部の内周面が下方に向って次第に拡開す
   る傾斜面を形成していることを特徴とする方法。 ５ ％許請求の範囲第３項又は第４項に記載の垂直連続
   鋳造方法において、該垂下部の外周面と鋳型の内壁との
   間の間隙を埋めるように鋳型の内壁の上端例近が突き出
   して全周にわたる突出部を形成しており、該突出部に前
   記潤滑剤供給経路を構成する細溝の先端部を形成する多
   数の縦向きの純情が設けられていてその下端が潤滑剤供
   給口となっていることを特徴とする方法。