JPS60145262A - Method and device for minimizing formation of bubble during free falling of molten metal into mold, trough or other vessel - Google Patents

Method and device for minimizing formation of bubble during free falling of molten metal into mold, trough or other vessel

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JPS60145262A
JPS60145262A JP25250083A JP25250083A JPS60145262A JP S60145262 A JPS60145262 A JP S60145262A JP 25250083 A JP25250083 A JP 25250083A JP 25250083 A JP25250083 A JP 25250083A JP S60145262 A JPS60145262 A JP S60145262A
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molten metal
atmosphere
mold
bubbles
container
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D21/027Casting heavy metals with low melting point, i.e. less than 1000 degrees C, e.g. Zn 419 degrees C, Pb 327 degrees C, Sn 232 degrees C
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は融解金属を鋳型もしくはその類似容器に注入す
る間、又は炉から樋への融解金属の自由落下中、又は樋
から樋ヘハ融解金属のカスケード落下中の該融解金属の
上面における泡の形成を最小化する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a method for controlling the melting of molten metal during its injection into a mold or similar container, or during the free fall of molten metal from a furnace to a gutter, or during the cascading fall of molten metal from a gutter to a gutter. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of minimizing bubble formation on top surfaces of metals.

亜鉛のような融解金属の注入又は自由落下中に該融解金
属の上面にかなりの量の泡状金属が形成される。この泡
は通常には融解金属表面から手ですくい取る。この作業
は骨の折れる仕事であり、作業者が融解金属に接近する
必要がありにかつ再生しなければならない泡状金属の有
意量を生産するものである。
During injection or free fall of molten metal, such as zinc, a significant amount of metal foam forms on the top surface of the molten metal. This foam is usually skimmed off the molten metal surface by hand. This operation is laborious, requires operator access to the molten metal, and produces significant amounts of foam metal that must be recycled.

融解亜鉛を鋳型に□注入する間に本発明者が行った実験
により、泡の形成は融解金属の、落下め流れによる空気
の同伴に起因することが示された。したがって空気が融
解金属表面の下方に輸送されて該融解金属内に気泡を形
成するのである。酸化のため、該気泡の内面上に薄いけ
れど強靭な酸化亜鉛の膜が形成する。これらの気泡は表
面に上昇し、それらが表面に出現した際に該気泡の外面
もまた酸化されること、及び大きな気泡(直径約1/2
インチ)の場合には該気泡の上部皮膜の部分が直ちに凝
固するけれど、その下方の金属のたまりは数分間長く液
状のままでいることが観察される。
Experiments conducted by the inventor during pouring of molten zinc into a mold have shown that the formation of bubbles is due to the entrainment of air by the falling flow of the molten metal. Air is thus transported below the surface of the molten metal forming air bubbles within the molten metal. Due to oxidation, a thin but tough film of zinc oxide forms on the inner surface of the bubble. These bubbles rise to the surface, and when they appear on the surface, the outer surface of the bubbles is also oxidized, and large bubbles (about 1/2 in diameter)
It is observed that in the case of 1.5 inch) the upper film part of the bubble solidifies immediately, but the metal puddle below it remains liquid for several minutes longer.

融解金属の上面に形成される泡は気泡の表面上に酸化亜
鉛膜が形成されるためであることがわかったので、本発
明者は気泡を解放するか、又は気泡の形成を防止するか
のいずれかを行うことので絆る数種の方法について研究
した。そのような研究の結果本発明者は本発明により融
解金属が鋳型を満たす間又は融解金属が樋もしくは他の
容器に自由落下する間、該融解金属を実質的に非酸化性
雰囲気に維持して、強靭な酸化膜を有し、しかも該融解
金属表面に浮遊する場合に崩壊せずにむしろ該表面に望
ましくない泡を生成する気泡の過剰量を形成するのに十
分な酸素が落下の流れにより該融解金属中に同伴される
のを防止することにより泡の形成を最小化し得ることを
見出した。
Having found that the bubbles that form on the top surface of molten metal are due to the formation of a zinc oxide film on the surface of the bubbles, the inventors have determined whether to release the bubbles or prevent their formation. I researched several ways to bond by doing one or the other. As a result of such research, the inventors of the present invention have provided a method for maintaining molten metal in a substantially non-oxidizing atmosphere while it fills a mold or while it freely falls into a gutter or other container. , the falling flow causes enough oxygen to form an excessive amount of bubbles that have a strong oxide film and that, if suspended on the molten metal surface, would not collapse but rather produce undesirable bubbles on the surface. It has been found that bubble formation can be minimized by preventing entrainment into the molten metal.

該非酸化性雰囲気は窒素のような不活性ガスにより提供
することが好ましく、。また該非酸化性雰囲気は気泡の
過剰量を生成することなしに少量、例えば2%までの酸
素を含有することができる。
Preferably, the non-oxidizing atmosphere is provided by an inert gas such as nitrogen. The non-oxidizing atmosphere can also contain small amounts of oxygen, for example up to 2%, without creating excessive amounts of bubbles.

上記に開示した方法は、融解金属容器の上面にカバーを
配置すること、及び該容器内に融解金属を通すための開
口と、該カバーの下に非酸化性ガスを導入するための手
段とを設けることにより行うことができる。
The method disclosed above includes placing a cover on top of a molten metal container, an opening for passing the molten metal into the container, and means for introducing a non-oxidizing gas under the cover. This can be done by providing.

また本発明は、エンVレス コンベヤチェーン上に載せ
た開放インイツト モールrの、接近した間隔における
列から成る連続式スラブ鋳造機において、充てん台にお
ける該鋳造機上にフードを設け、該ツーrの下に非酸化
性ガスを導入することによって行うこともできる。該非
酸化性ガスの過剰のロスを防止するために該フードの入
口及び出口ならびに側部にシールが必要である。該ツー
Vはその一つの壁面を通して融解金属を導入するための
シール付き開口が必要であることは勿論である。
The present invention also provides a continuous slab casting machine consisting of closely spaced rows of open in-fit moldings mounted on an enveloping conveyor chain, with a hood over the casting machine at the filling table, This can also be done by introducing a non-oxidizing gas underneath. Seals are required at the inlet and outlet as well as the sides of the hood to prevent excessive loss of the non-oxidizing gas. The tool V, of course, requires a sealed opening through one of its walls for the introduction of molten metal.

本方法はいかなるシールの使用をも必要としない装置に
よる連続鋳造機知おいて行うことが好ましい。このよう
な装置は多数の容器又はインビット モールドの予め定
めた距離だけ上方に配置され、かつそこに開口を有し、
該開口は該容器が該開口の下を通過する際に各容器内に
融解金属、を鋳込むためのものであるカバープレートよ
り成る。
Preferably, the method is carried out in a continuous caster with equipment that does not require the use of any seals. Such a device is disposed a predetermined distance above a number of containers or invite molds and has an opening therein;
The openings consist of cover plates for casting molten metal into each container as the containers pass under the opening.

該カバープレートは上記開口の前後に予め定めた距離だ
け伸びており、かつその中に該カバープレートを通して
非酸化性ガスを供給するための予め宇めた数の孔を有し
ており、該容器が該カバープレートの開口に接近するに
つれて該容器内における非酸化性雰囲気を漸次発達させ
、かつ核容器が上記開口を通過する際に該容器の上記雰
囲気を維持する。
the cover plate extends a predetermined distance before and after the opening and has a predetermined number of holes therein for supplying non-oxidizing gas through the cover plate; gradually develops a non-oxidizing atmosphere within the vessel as it approaches the opening in the cover plate, and maintains the atmosphere in the vessel as the nuclear vessel passes through the opening.

鋳型充てん開口前の該カバープレートの入口長さは要求
される非酸化性雰囲気を漸次発達させるのに必要であり
、一方該カバープレートの出口長さは要求される非酸化
性雰囲気を維持するのに必要である。入口長さはコンベ
アの線速度、容器の容量及び該容器とカバーとの間の間
隙と、所望の雰囲気を得るのに必要なパージガスの容量
に対スる上記ファクターの影響とによって定められる。
The inlet length of the cover plate before the mold fill opening is necessary to progressively develop the required non-oxidizing atmosphere, while the outlet length of the cover plate is necessary to maintain the required non-oxidizing atmosphere. is necessary. The inlet length is determined by the linear velocity of the conveyor, the volume of the container and the gap between the container and the cover, and the effect of these factors on the volume of purge gas required to achieve the desired atmosphere.

出口長さは充てんされている容器内に空気が逆流式する
のを防止するのに必要な空気抵抗によって定められる。
The outlet length is determined by the air resistance required to prevent backflow of air into the filled container.

2インチ/秒のコンベア線速度及び56ボンドのインゴ
ット モールドにおいて、5個の鋳型(鋳型充てん開口
の前の3個及び後の2個)の幅に等しい長さを有するプ
レートを使用し、0.3インチまfの間隙及び20,0
05CFH以下のガス流量により0.5%以下の酸素水
準を達成できることがわかった。
Using a plate with a length equal to the width of the five molds (three before and two after the mold fill opening) with a conveyor line speed of 2 inches/second and a 56 bond ingot mold; 3 inch gap and 20,0
It has been found that oxygen levels of less than 0.5% can be achieved with gas flow rates of less than 0.05 CFH.

本発明を図面を参照して実施例により開示する。The invention is disclosed by way of example with reference to the drawings.

第1図において、実験室用装置t2底部鋳込みタンディ
ツシュ(tundish ;湯溜り)10を包含する。
In FIG. 1, laboratory equipment t2 includes a bottom casting tundish (sump) 10.

この底部鋳込みタンディツシュは該鋳型の上面をふさい
でいるカバー14を通して融解亜鉛をスラブ鋳型12に
供給するために使用される。該タンディツシュの底部に
はカバー14における対応する開口に見当合せした開口
が設けてあり、かつ溶接のような任意の適当な手段によ
りカバーに対して密封されている。該タンディツシュの
底部における開口はプラグ弁16により閉鎖され、該プ
ラグ弁は融解金属を鋳型内に注入することが所望される
場合に開くことができる。該カフ々−は0リング18に
より鋳型に密封されている。計量窒素入口20及び排気
弁22が該カバーを貫通して設けられており、該鋳型の
上面における好適な非酸化性雰囲気を維持する。
This bottom pour tundish is used to supply molten zinc to the slab mold 12 through a cover 14 covering the top of the mold. The bottom of the tundish is provided with an opening in register with a corresponding opening in the cover 14 and sealed thereto by any suitable means, such as welding. The opening in the bottom of the tundish is closed by a plug valve 16, which can be opened when it is desired to inject molten metal into the mold. The cuffs are sealed to the mold by an O-ring 18. A metered nitrogen inlet 20 and exhaust valve 22 are provided through the cover to maintain a suitable non-oxidizing atmosphere at the top of the mold.

タイディツシュに融解亜鉛を満たし、次いで弁を開いて
鋳型を充てんすることを包含する予備実験的手順を行っ
た。融解金属の上面にかなりの量の泡が形成された。弁
を開いて鋳型を充てんする前に、該カバーされた鋳型を
窒素によりパージした点を除いて同一手順をくり返した
。充てん後直ちに、しかも固化前に鋳型のカバーを外し
て該金属を空気中延おいて凝固させた。融解金属の上面
に泡は全く認められなかった。
A preliminary experimental procedure was performed that included filling the tie dish with molten zinc and then opening the valve to fill the mold. A significant amount of bubbles formed on the top of the molten metal. The same procedure was repeated except that the covered mold was purged with nitrogen before opening the valve and filling the mold. Immediately after filling and before solidification, the mold cover was removed and the metal was allowed to spread in air and solidify. No bubbles were observed on the top surface of the molten metal.

金属鋳造温度及び窒素中の酸素濃度を変えなから1系列
の鋳造試験を行った。通常の亜鉛鋳造温度範囲440°
C〜530℃において金属鋳造温度を変動させる効果を
観察した。工業的純度から酸素2%の濃度までの範囲に
わたる窒素雰囲気により1分間、ガス流量20J/分に
おいてパージを行った。窒素中の、0%から約2%まで
に変動する酸素濃度によりスラブ インゴット上に無泡
表面が得られた。受は入れられるスラブ表面の生成に関
する限り、温度効果と酸素効果とが相互作用することも
また観察された。ヌラプ インイツト上の受け入れられ
る表面を生成する条件を下記に要約する: (a) 450℃以下の温度における工業用純度の窒素
雰囲気。これらの条件により、十分に透明な酸化膜を通
して目で見ることのできる輝いた結晶表面が生成する。
A series of casting tests were conducted while varying the metal casting temperature and the oxygen concentration in the nitrogen. Normal zinc casting temperature range 440°
The effect of varying the metal casting temperature between 530°C and 530°C was observed. Purging was performed with a nitrogen atmosphere ranging from industrial purity to a concentration of 2% oxygen for 1 minute at a gas flow rate of 20 J/min. Oxygen concentrations varying from 0% to about 2% in nitrogen resulted in a bubble-free surface on the slab ingot. It has also been observed that temperature and oxygen effects interact as far as the generation of the receiving slab surface is concerned. The conditions that produce an acceptable surface on the Nurap Inuit are summarized below: (a) An atmosphere of industrial purity nitrogen at a temperature below 450°C. These conditions produce bright crystal surfaces that are visible through the sufficiently transparent oxide film.

450℃よりも高い温度においては、色が麦わら色(淡
黄色)から暗紫色までの範囲にわたって変化する通常K
「呈色(colouration )Jと呼ばれる現象
が観察された。
At temperatures above 450°C, the color ranges from straw yellow to dark purple.
A phenomenon called coloration J was observed.

(b) 450〜475℃の範囲の温度における約2%
の酸素濃度。これらの条件によりインビット表面に、滑
らかな鋏状の酸化膜が生ずる。
(b) about 2% at temperatures in the range 450-475°C.
oxygen concentration. These conditions produce a smooth scissor-shaped oxide film on the surface of the inbit.

また本発明は、エンドレス コンベヤチェーン上に載せ
た多数の鋳型を有するシエツパード(5heppara
 )鋳造機のような連続スラブ鋳造機において行うこと
もできる。このような機械に対しては、充てん台におけ
る該鋳造機を囲むフードにより非酸化性雰囲気を供給す
ることができる。鋳型が充てん台を移動通過する際に融
解金属を炉からツーV内側に配置されている鋳込み取鍋
(pouringladle )へ、次いで該鋳込み取
鍋から鋳型へ供給する。ツーVを通して計量窒素入口及
び排気弁を設けて該フード内に非酸化性雰囲気を供給す
る。フードの外側の環境酸化性雰囲気が鋳型の入口及び
出口の孔を経てフード内に入り込むことができないよう
に該フード内の窒素雰囲気をわずかに正圧に保たなけれ
ばならない。しかしながら窒素ガスの過剰のロスを防止
するためにフードの入口及び出口にクールが必要である
The present invention also provides for a five-hepparade having a large number of molds mounted on an endless conveyor chain.
) can also be carried out in a continuous slab casting machine, such as a casting machine. For such machines, a non-oxidizing atmosphere can be provided by a hood surrounding the casting machine at the filling table. As the mold moves past the filling table, molten metal is fed from the furnace to a pouring ladle located inside the V and from the pouring ladle to the mold. A metered nitrogen inlet and exhaust valve is provided through the V to provide a non-oxidizing atmosphere within the hood. The nitrogen atmosphere within the hood must be maintained at a slightly positive pressure so that the environmental oxidizing atmosphere outside the hood cannot enter the hood through the mold inlet and outlet holes. However, cooling is required at the hood inlet and outlet to prevent excessive loss of nitrogen gas.

第2図において、矢印Aにより示される方向に約2イン
チ/秒の線速度において移動するエンドレス コンベヤ
チェーン32の上に載せた開放インプット モニルド3
0の接近した間隔の列を示す。該インイツト モールド
のすべてが平坦な上面を有する。固定カバープレート3
4を鋳型の上面に接近させて、ただし予め定めた距離り
だけ間隔を置いて取りつけて、該カバープレートの頂部
に取りつけた金属鋳込み台の前方及び後方における予め
定めた数の鋳型をカバーさせる。該金属鋳込み台は、融
解金属な取鍋40内に供給するために使用する享て樋3
8を末端とする樋36から成る慣用の設計である。取鍋
40は断続的に枢軸回転して、該カバープレートにおけ
る湯みぞ(pouring 5lot ) 42を通っ
て各鋳型に金属を連続的に注入する6該樋の末端にトラ
ップ44を配置して、融解金属の表面に浮遊することの
あるドレス(d)を捕捉する。
In FIG. 2, an open input monitor 3 rests on an endless conveyor chain 32 moving in the direction indicated by arrow A at a linear velocity of approximately 2 inches/second.
A closely spaced column of 0 is shown. All of the in situ molds have flat top surfaces. Fixed cover plate 3
4 are attached close to the upper surface of the molds but at intervals of a predetermined distance to cover a predetermined number of molds in front and behind a metal casting table attached to the top of the cover plate. The metal casting stand has a trough 3 used to feed molten metal into the ladle 40.
It is a conventional design consisting of a gutter 36 ending in 8. A ladle 40 is intermittently pivoted to continuously inject metal into each mold through pouring 5 lots 42 in the cover plate.6 A trap 44 is placed at the end of the trough to allow melting. Capture the dress (d) that may float on the surface of the metal.

第3図に示すようにカバープレート34には予め定めた
数のガス導入孔46が設けてあり、不活性ガスを前部多
岐管48及び主多岐管50を通して上記の孔に供給する
。不活性ガスを、該プレートの下に入って来る前方の鋳
型に対し3個のガス導入孔を通して供給して該鋳型を迅
速にパージし、かつ該プレート下の残りの鋳型に対し1
列の孔を通して供給して鋳込み台における酸素水準を漸
次低下させ、かつ予め定めた値以下に保つ。また補助多
岐管52も設けて、不活性ガスを取鍋容器54及び立て
種容器56に供給する。鋳型の間の間隙にカバーストリ
ップ58を配置して、該間隙を通してのガスの過剰の漏
洩を防止する。
As shown in FIG. 3, cover plate 34 is provided with a predetermined number of gas inlet holes 46 into which inert gas is supplied through front manifold 48 and main manifold 50. Inert gas is supplied through three gas inlet holes to the front mold entering under the plate to quickly purge the mold, and one to the remaining molds under the plate.
The oxygen level in the casting bed is gradually reduced by feeding through the rows of holes and kept below a predetermined value. An auxiliary manifold 52 is also provided to supply inert gas to the ladle container 54 and the seed container 56. A cover strip 58 is placed in the gap between the molds to prevent excessive leakage of gas through the gap.

第4図に示すようにプレート34の幅は鋳W30の幅に
等しい。不活性ガスはガス孔46において鋳型に入り、
カバープレートの側面及び末端における間隙を通って流
れ出る。該容器のキャーティーに関連してカバーの幅な
らびに該容器の幅は、空気の鋳型への逆流式を防止する
のに必要な空気抵抗に関係する。
As shown in FIG. 4, the width of the plate 34 is equal to the width of the casting W30. The inert gas enters the mold at gas hole 46;
It flows out through the gaps at the sides and ends of the cover plate. The width of the cover in relation to the carrier of the container as well as the width of the container are related to the air resistance required to prevent air from flowing back into the mold.

一、カバープレート34の長さ、ガス放出孔の数及び配
置、ガス流量ならびに鋳型とカバープレートとの間の間
隙を調節することにより、湯みぞ42の下方において所
望の不活性ガス雰囲気を保つことが、接触シールを使用
する必要なしにできるということがわかった。ガス導入
孔間隔、間隙寸法及び不活性がス(窒素)流量について
の研究を容易にするため、実験室において装置を設計し
て慣用の鋳造機にシミュレートさせた。カバープレート
におけるガス導入孔の数を、通過する鋳型上において最
小3個、最大4個のガス孔が常に存在するように定める
。カバープレートの長さは、カバ−ブレートの下に5個
の鋳型(湯みぞ22の前に3個、後に2個)が常に配置
されているような長さであった。
1. Maintaining a desired inert gas atmosphere below the water channel 42 by adjusting the length of the cover plate 34, the number and arrangement of gas discharge holes, the gas flow rate, and the gap between the mold and the cover plate. However, it has been found that this can be done without the need to use contact seals. To facilitate the study of gas inlet hole spacing, gap size, and inert gas (nitrogen) flow rate, an apparatus was designed in the laboratory to simulate a conventional casting machine. The number of gas introduction holes in the cover plate is determined so that a minimum of three gas holes and a maximum of four gas holes are always present on the passing mold. The length of the cover plate was such that five molds (three before and two after the water channel 22) were always located under the cover plate.

カバープレートを通る窒素の、予め定められる流量を確
定し、次いで鋳型が慣用の鋳造機コンベヤと同一の速度
(2インチ/秒)においてカバープレートを通過して横
切るようにして試験を行った。各鋳型を、それがカバー
クレート下に入るにつれて潮水パージした。鋳型が湯み
ぞに接近した際に、試料をポンプで吸い上げることによ
り鋳型の中央部において鋳型雰囲気の試料を採取して酸
素分析に供した。
Tests were conducted by establishing a predetermined flow rate of nitrogen through the cover plate and then moving the mold across the cover plate at the same speed as a conventional caster conveyor (2 inches/second). Each mold was purged with salt water as it went under the cover crate. When the mold approached the water groove, a sample of the mold atmosphere was collected at the center of the mold by sucking up the sample with a pump and subjected to oxygen analysis.

実験を行って、(a)カバー間隙寸法に対して変動する
鋳型と一定の窒素流量とにおける、及び(b)変動する
窒素流量と一定の間隙寸法とにおける鋳型雰囲気中の酸
素濃度を測定した。これらの試験の結果を第5図及び第
6図に示す。第5図に示す試験における前部多岐管の流
量は約20080FHであり、主多岐管の流量は約15
005CFHであった。
Experiments were conducted to measure the oxygen concentration in the mold atmosphere (a) at varying mold and constant nitrogen flow rate with respect to cover gap size, and (b) at varying nitrogen flow rate and constant gap size. The results of these tests are shown in FIGS. 5 and 6. The front manifold flow rate in the test shown in Figure 5 was approximately 20,080 FH, and the main manifold flow rate was approximately 15
It was 005CFH.

第6図に示す試験においては、前部多岐管の流量を約2
0 O5CFHに固定し、主多岐管の流量を500〜3
00080FHに変動させた。
In the test shown in Figure 6, the flow rate in the front manifold was set to approximately 2
0 O5CFH and the main manifold flow rate to 500-3
It was changed to 00080FH.

第5図における試験の結果は、0.25インチよりも大
きな間隙寸法に対して酸素水準が非常に速やかに増加す
ることを示した。更に重要なことには、この曲線は0.
3インチまでの間隙を使用することにより経済的に適当
なガス消費(〜2000SCFH)と共に、0.5%以
下の酸素水準を達成できることを示した。鋳型雰囲気中
の酸素水準に対して窒素消費量を変動させる効果を第6
図において0.10インチ及び0.125インチの二つ
の異なった間隙寸法について説明する。これらの曲線か
ら、雰囲気の使用量を20.005CFH以上に増加し
ても利得は達成されないこと、及び非常に低い(100
05CFH)ガス消費量によって受入れ可能な酸素水準
が容易に得られることが明らかである。
The results of the tests in FIG. 5 showed that the oxygen level increased very quickly for gap sizes larger than 0.25 inches. More importantly, this curve is 0.
It has been shown that oxygen levels below 0.5% can be achieved with economically reasonable gas consumption (~2000 SCFH) by using gaps up to 3 inches. The effect of varying nitrogen consumption with respect to the oxygen level in the mold atmosphere is shown in the sixth section.
Two different gap sizes are illustrated in the figures: 0.10 inch and 0.125 inch. These curves show that no gain is achieved by increasing the atmosphere usage above 20.005 CFH, and that it is very low (100 CFH).
05CFH) It is clear that acceptable oxygen levels are readily achieved with gas consumption.

これらの試験において採用した0、10インチ及び0.
125インチの間隙の高さは現在の鋳造機において達成
、かつ維持することのできる実際的な値である。将来の
鋳造機を設計するに当って目標とすべき、より厳格な許
容範囲は経済的な使用を伴って酸素0.1%以下とする
ことができる。
The 0, 10 inch and 0.0 inches employed in these tests.
A gap height of 125 inches is a practical value that can be achieved and maintained in current casting machines. Tighter tolerances to aim for when designing future casting machines may be less than 0.1% oxygen with economical use.

上記パイロット プラント試−の完了に引続いて第2図
に示すような装置をカナダ国、ケベック州、バリーフィ
ールド市、カナディアン エレクトロリティック ジン
ク リミテド(CanadianH,ectrolyt
ic Zi、nc Lim1ted )社におけるスラ
ブインゴット鋳造機に取りつけて、窒素雰囲気下に液状
亜鉛を鋳込むことによりスキミング(ドロス)を含有し
ないスラブを生成l−得ることを、プラント生産条件下
において証明した。
Following the completion of the above pilot plant trial, the equipment shown in Figure 2 was installed at Canadian Electrolytic Zinc Limited, Barryfield, Quebec, Canada.
It has been demonstrated under plant production conditions that slabs containing no skimming (dross) can be produced by casting liquid zinc under a nitrogen atmosphere by installing it in a slab ingot casting machine at a company (IC Zi, NC Lim1ted). .

最初に鋳造機を運転状態において、ただし液状金属を鋳
込まずに雰囲気試験を行った。これらの試験は鋳込み台
において酸素水準を0.3〜0.5%の範囲内に維持で
きること、及び窒素流量を20005CFHu上に増加
することによっては利得を達成できないことを示した。
First, an atmospheric test was conducted with the casting machine in operation but without casting liquid metal. These tests showed that oxygen levels could be maintained within the range of 0.3-0.5% at the pour table and that no gains could be achieved by increasing the nitrogen flow rate above 20005 CFHu.

次いで樋及び取鍋上の予熱炎により液状亜鉛を始動させ
た。まず窒素を2505CFHにおいて前部多岐管に、
及び1’ 5005CFHにおいてカバープレートの主
多岐管に分配し、次いで2508CFHにおいて取鍋容
器及び立て樋容器に分配した。鋳込み台において維持さ
れた酸素水準は0.35〜0.45%の範囲内であった
The liquid zinc was then started with a preheated flame on the gutter and ladle. First, nitrogen was added to the front manifold at 2505CFH.
and 1' to the main manifold of the cover plate at 5005CFH and then to the ladle vessel and vertical trough vessel at 2508CFH. The oxygen level maintained in the casting bed was within the range of 0.35-0.45%.

鋳造スラブ上に浮遊する泡の主要な減少が、始動手順の
完了前においてさえも観察された。泡の全体的な不存在
は取鍋容器及び樋容器の密閉及びパージが完了した時に
達成された。
A major reduction in airborne bubbles on the cast slab was observed even before the start-up procedure was completed. The total absence of foam was achieved upon completion of sealing and purging of the ladle vessel and trough vessel.

スラブ インゴットの表面は輝いており、かつドロスが
存在しないように思われた。実験室試験において0.2
〜0.5%の範囲の酸素水準を使用して得られたものと
同一の透明な酸化物の膜が該スラブ上に観察された。
The surface of the slab ingot appeared to be shiny and free of dross. 0.2 in laboratory tests
A clear oxide film identical to that obtained using oxygen levels in the range of 0.5% was observed on the slab.

第7.8及び9図は鋳型間におけるガスのロスを減少さ
せ、したがってガスの流れの所要量を減少させるための
改良点を示す。第7図において、鋳型のヘリが第2図に
示されるものよりも厚く、これが鋳型間の間11Jj6
0におけるガスの流れの抵抗を増加′させる。第8図に
おいては、カバーの孔からのガスの直接の流れを阻止す
るために間隙62が水平であるように鋳型のヘリを設計
しである。この設計は第2図のカバーストリップ58と
ほぼ等価であるけれど、より多く耐摩耗性であ゛す、か
つ引離しに対し抵抗性である。第9図はガスの流れを減
少させるもう一つの方法を示し、この方法は鋳型間にシ
ール64を使。用することを包含する。このシールは無
摩擦性(non rubbing )であるので、この
変形は可能である。
Figures 7.8 and 9 illustrate improvements to reduce gas losses between molds and thus reduce gas flow requirements. In FIG. 7, the edges of the mold are thicker than those shown in FIG.
increases the resistance of gas flow at zero. In FIG. 8, the edges of the mold are designed so that gaps 62 are horizontal to prevent direct flow of gas from the holes in the cover. This design is approximately equivalent to the cover strip 58 of FIG. 2, but is more abrasion resistant and resistant to pull-off. FIG. 9 shows another method of reducing gas flow, which uses a seal 64 between the molds. It includes using. This variation is possible because the seal is non-rubbing.

本発明方法を特定の装置に関して開示したけれど、本方
法は種々の形式の連続鋳造機を含むその他の装置によっ
て行うことができるということ、及び本方法は開示され
た装置を使用して1本発明を実施することに限定される
ものではないことを理解すべきである。
Although the method of the present invention has been disclosed with respect to particular equipment, it is understood that the method can be carried out with other equipment, including various types of continuous casters, and that the method can be carried out using the disclosed apparatus in accordance with the present invention. It should be understood that it is not limited to implementing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は固定スラブ鋳型による実践を行うのに使用する
装置である。 第2図は連続式インピット造型機上の個別の鋳型に融解
金属を注型するに当って使用する装置の例である。 第6図は第2図の6−3の線に沿って作図した図である
。 第4図は第2図の44のイδに渚って作図した図である
。 第5図は固定された窒素消費における、鋳型雰囲気中の
酸素水準罠対する変動する間隙寸法の効果を説明するグ
ラフである。 第6図は2種の異なる間隙寸法における、鋳型雰囲気中
の酸素水準に対して変動する屋素消費址の効果を説明す
るグラフである。 第7図及び第8図はガスの流れの必要量を減少させるた
めの鋳型の改良を示す。 第9図はガスの流れを減少させるけれど無摩擦シールを
包含する、もう一つの可能な改良を示す。 代理人浅村 皓 第1頁の続き 0発 明 者 ジョージ ディープ 力・ト tダ国エッチ9アール 1エム2.ケベック、プヮンー
クレール、フリンス ルペール アベニュー 104手
続補正書(方式) 昭和59年4月lO日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和58 年特許願第 252500 号3、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和59 年3月27日 8、補正の内容 別紙のとおり
FIG. 1 shows the equipment used to perform the fixed slab mold practice. FIG. 2 is an example of equipment used to pour molten metal into individual molds on a continuous in-pit molding machine. FIG. 6 is a diagram drawn along line 6-3 in FIG. FIG. 4 is a diagram drawn along the line A δ of 44 in FIG. 2. FIG. 5 is a graph illustrating the effect of varying gap size on the oxygen level trap in the mold atmosphere at a fixed nitrogen consumption. FIG. 6 is a graph illustrating the effect of varying oxygen consumption on the oxygen level in the mold atmosphere at two different gap sizes. Figures 7 and 8 illustrate improvements to the mold to reduce gas flow requirements. FIG. 9 shows another possible improvement that reduces gas flow but includes a frictionless seal. Agent Akira Asamura Continuation of page 1 0 Inventor George Deep Power/Toda Country Sex 9R 1M 2. Quebec, Pouin-Clair, Frince Lepere Avenue 104 Procedural Amendment (Method) April 1980, President of the Patent Office 1, Indication of the Case Patent Application No. 252500 of 1988 3, Relationship with the Amendment Person Case Patent Application Person 4, Agent 5, Date of amendment order March 27, 1980 8, Contents of amendment as attached.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)鋳型、樋又はその他の容器中への融解金属の自由
落下中に泡を形成する融解金属の表面上における泡の形
成を、すくい取りの必要性をなくすように最小化する方
法において、前記融解金属を、その自由落下中に、強靭
な酸化膜を有し、かつ融解金属表面に浮遊する時に崩壊
せずにむしろ望ましくない泡を前記表面に生成する気泡
の過剰量を形成するのに十分な酸素が該落下の流れによ
り該融解金属中に同伴されるのを防止するように、実質
的に非酸化性の雰囲気下に維持することを特徴とする前
記方法。 (2)非酸化性雰囲気が不活性ガス雰囲気である特許請
求の範囲第(1)項記載の方法。 (3)不活性ガスが窒素である特許請求の範囲第(2)
。 項記載の方法。 (4)非酸化性雰囲気が少量の酸素を含有する特許請求
の範囲第(1)項、第(2)項又は第(3)項記載の方
法。 (5)融解金属が亜鉛である特許請求の範囲第(1)項
、第(2)項又は第(3)項記載の方法。 (6)鋳型、樋又はその他の容器中への融解金属の自由
落下中に泡を形成する融解金属の表面上における泡の形
成を、すくい取りの必要性をなくすように最小化するた
めの装置において、前記融解金属をその自由落下中に、
強靭な酸化膜を有し、かつ融解金属表面に浮遊する時に
崩壊せずにむしろ望ましくない泡を前記表面に生成させ
る気泡の過剰量を形成するのに十分な酸素が該落下の流
れにより、該融解金属中に同伴されるのを防止するよう
に、実質的に非酸化性雰囲気下に維持するための手段を
包含することを特徴とする前記装置。 (7)融解金属を非酸化性雰囲気下に維持する手段が該
融解金属の容器の頂部を閉鎖するカバーであり、ここに
該カバーは該融解金属の通過のための開口と非酸化性ガ
スを該カバーの下に導入するための手段とを有するもの
である特許請求の範囲第(6)項記載の装置。 f8) エンドレス コンベヤチェーン上に載せられた
接近した間隔を有する開放容器の列を包含する連続鋳造
機において使用される装置であり、ここに融解金属を非
酸化性雰囲気下に維持するための手段がフードであり、
該フードは複数の容器を収容し、かつ該容器を充てんす
るために該フードの一つの壁を通゛して融解金属を導入
するための開口と非酸化性ガスを該フードの下に導入す
る手段とを有するものである特許請求の範囲第(6)項
記載の装置。 (9) エンドレス コンベヤチェーン上に載せられ、
かつ接近した間隔を有する開放容器の列を包含する連続
鋳造機において使用される容器であり、ここに融解金属
を非酸化性雰囲気下に維持するための手段が、複数の前
記容器上に予め定められた距離において配置され、かつ
開口を有するカバープレートであり、該開口は該容器が
該開口の下を通過する際に融解金属をそれぞれの該容器
に鋳込むためのものであり、前記カバープレートは前記
開口の前方及び後方に予め定めた距離において延びてお
り、しかも該カバープレートは、該カバープレートを通
して非酸化性ガスを供給して該容器が該カバープレート
における開口に接近する際に該容器内の非酸化性雰囲気
を漸次発達させ、かつ該容器が前記開口を通過する際に
該容器内の前記雰囲気を維持するための、予め定めた数
の孔を該カバープレートに有するものである前記第(6
)項艷載の装置。 (1υ 雰囲気が不活性雰囲気である特許請求の範囲第
(9)項記載の装置。
Claims: (1) To eliminate the need for skimming the formation of bubbles on the surface of molten metal that forms bubbles during the free fall of the molten metal into a mold, trough or other container. In a method of minimizing the molten metal, during its free fall, an excess of bubbles that have a tough oxide film and do not collapse when suspended on the molten metal surface, but rather create undesirable bubbles on the surface. said method characterized in that the atmosphere is maintained under a substantially non-oxidizing atmosphere so as to prevent sufficient oxygen from being entrained into said molten metal by said falling stream to form a quantity of oxygen. (2) The method according to claim (1), wherein the non-oxidizing atmosphere is an inert gas atmosphere. (3) Claim No. (2) in which the inert gas is nitrogen
. The method described in section. (4) The method according to claim (1), (2) or (3), wherein the non-oxidizing atmosphere contains a small amount of oxygen. (5) The method according to claim (1), (2) or (3), wherein the molten metal is zinc. (6) Apparatus for minimizing the formation of bubbles on the surface of molten metal that forms bubbles during the free fall of the molten metal into a mold, gutter, or other container, so as to eliminate the need for skimming. , the molten metal during its free fall,
The falling stream carries enough oxygen to form an excess of bubbles that have a tough oxide film and that do not collapse when floating on the molten metal surface, but rather produce undesirable bubbles on said surface. Apparatus as described above, characterized in that it includes means for maintaining a substantially non-oxidizing atmosphere to prevent entrainment into the molten metal. (7) The means for maintaining the molten metal under a non-oxidizing atmosphere is a cover closing the top of the container for the molten metal, the cover having an opening for the passage of the molten metal and a non-oxidizing gas. and means for introduction under the cover. f8) Endless Equipment used in continuous casting machines comprising a row of closely spaced open vessels mounted on a conveyor chain, in which means are provided for maintaining the molten metal under a non-oxidizing atmosphere. It is a hood,
The hood accommodates a plurality of containers and has an opening for introducing molten metal through one wall of the hood and a non-oxidizing gas below the hood to fill the containers. An apparatus according to claim (6), comprising means. (9) Placed on an endless conveyor chain,
a vessel used in a continuous casting machine comprising a row of closely spaced open vessels, wherein means for maintaining the molten metal under a non-oxidizing atmosphere are predetermined on a plurality of said vessels; a cover plate disposed at a distance therebetween and having an aperture for casting molten metal into each of the containers as the containers pass under the aperture; extend a predetermined distance forward and rearward of the opening, and the cover plate supplies non-oxidizing gas through the cover plate to prevent the container from approaching the opening in the cover plate. said cover plate having a predetermined number of holes for progressively developing a non-oxidizing atmosphere within said container and maintaining said atmosphere within said container as said container passes said opening; No. (6th
)Changing equipment. (1υ) The apparatus according to claim (9), wherein the atmosphere is an inert atmosphere.
JP25250083A 1983-12-23 1983-12-29 Method and device for minimizing formation of bubble during free falling of molten metal into mold, trough or other vessel Granted JPS60145262A (en)

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EP19830113078 EP0150226B1 (en) 1983-12-23 1983-12-23 Process and apparatus for minimizing foam formation during free falling of molten metal into moulds, launders or other containers

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AU2259283A (en) 1985-06-27

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