JPS6072646A - 一方向凝固組織からなる金属成形体の水平連続鋳造法および装置 - 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、外表面が鏡面を有し、しかも一方向凝固組織
からなる小径の線状及び薄肉の板状の金属成形体を、直
接金属溶湯から製造する方法および装置に関し、より詳
しくは、−発熱体を内蔵する成形用の型即ちダイを、そ
の上側内壁面が溶湯保持炉の湯面の高さになるようにし
て側壁に水平に設置し、該発熱体により型の出口内Ｉ＋
１で［布の温度を、凝固せしむべき溶湯の凝固温度以上
に保つことによって、成形用型の中空部の出１−１にお
いて、型の出口の形状によってきまる線状及び板状の金
属成形体を連続的に製造する方法及び装ｆ＆）に関する
ものである。

一般に線および板は、溶湯を一月鋳型内で凝固せしめて
つくった鋳塊から、圧延または引抜きの如き塑性加工に
よってつくられているが、鋳塊の表面は通常完全な平滑
面でなく、凹凸を有し、またしばしば亀裂を有している
。特に連続鋳造法によって得られた鋳塊においては、鋳
塊が鋳型内を移動する際、鋳塊と鋳型との摩擦によって
表面模様や亀裂など表面欠陥が生じやすく、このような
表面欠陥を除くために、塑性加工にさきたって溶剤、研
削または、きすとりが行われる。

また、表面の亀裂が深いときは、その鋳塊は後処理の塑
性加工を行っても製品に「きず」が残るため不良品とし
て排除される。

従って、表面欠陥のない製品または製品に近い形状寸法
の鋳塊を直接溶湯から製造することは溶剤や研削等の工
程を省略、鋳塊の歩留りの向上の上から極めて望ましい
ことである。

また、極細線や極薄肉板の製造にはその素材たる鋳塊が
一方向凝固組織からなることが強く望まれてきたが、従
来の冷却鋳型による連続鋳造法では、そのような組織の
鋳塊をうることができず、結晶は鋳塊表面から内部に伸
びた柱状晶や等軸晶からなるものであった。

本発明は、溶解しつるあらゆる金属及び合金に対し、表
面欠陥のない平滑な表面と一方向凝固組織を有する線状
及び板状の金属成形体を液体金属から直接製造する方法
及び装置を提供することを目的とする。

外側面に鏡面を有する金属成形体をつるためには、中空
の加熱成形用型を用い、その内壁面を加熱しつつ、上か
ら少量づつ連続的に供給される溶湯が型内で表面に凝固
殻を形成せず、型の下端出口の外で、冷却によって凝固
するように下方に引き出す方法によって可能である。し
かし、この方法では鏡面を有する成形体をつるためには
、型内の溶湯の高さを低くするように、常に厳密なコン
トロールが必要であって、型内＃湯の供給量が多すぎる
と、型下端出口で溶湯は、溶湯圧によって噴出してしま
い鋳塊をうることができず、また１、１塊の冷却速度が
太きすぎると、逆に型内で浴場は容易に凝固してしまい
、型との摩擦によって、引き出された鋳塊表面には引っ
掻ききすや亀裂ができやすく、鏡面を得ることはできず
、従って、この方法で鏡面鋳塊をつくるには、極めて高
度の湯面コントロール技術が必要であった。

また、溶湯のブレークアウトなしに外表面に鏡面を有す
る金属成形体をつるためには、溶湯・保持炉の溶湯面に
中空型即ちダイをその出口上端がほぼ溶湯面と同じレベ
ルになるようにして浸漬し、ダイの内壁面の温度を内蔵
する発熱体の熱、または浸漬浴の溶湯の熱によって、溶
湯の凝固温度以上に保持することによって、型内壁面で
の凝固殻の形成を阻止し、成形用型の浸漬によって型内
に供給される溶湯が、型の上端出口の外で冷却されるダ
ミーパーまたはそれにつづく金属凝固体の先端でのみ凝
固するようにして上方向に引き出すことによって可能で
ある。しかし、この方法で鏡面鋳塊を成形するためには
、有用な冷却方法が開発されねばならない。一般に鋳塊
の連続鋳造の際の冷却材としては、水が使用される。そ
れは水が容易に大事に得られ、安価な上に大きな冷却能
を有するからである。しがしながら、水を冷却材として
上向き式連続鋳造法に使用するには、水が溶湯保持炉の
溶湯面に滴下しないような厳重なコントロールが必要で
ある。連続鋳造中に水がｍ湯面に流下すれ゛ば、マグネ
／ラムやアルミニウムの如き反応性の大きな金属の場合
には爆発の危険があり、また型を破壊する危険がある。

従って上向き式連続鋳造法のためには、このような危険
性のない水冷法の開発がされないかぎり、多量生産のた
めの線や板状の鋳塊の製造には適さない。勿論上向き大
連続鋳造は冷却材として空気やガスを使用することが可
能であるが、これらの冷却制によっては大きな鋳造速度
を期待することができない。

本発明は、成形用型の出口におけるブレークアウトの危
険性がなく、水を冷却制に使用することによって、外側
面に鏡面を有し、かつまた、一方向に長く柱状に成長し
た組織を有する内部欠陥の少ない線状または板状の金属
成形体を連続的に・つるに極めて有用な方法および装置
を提供することを目的とする。本発明は純金属はもちろ
んのこと、従来連続鋳造が至難とされてきた凝固温度範
囲の大きな合金の成形にも応用することができる。それ
は成形用型が加熱され、その内壁面が金属溶湯の凝固温
度以上に保たれているために、溶湯の凝固は型内壁面上
をさけて進行し、型内壁面にはそれに接して摩擦すべき
凝固殻の形成がないからである。

即ち、本発明は型の上側内壁面が溶湯保持炉の溶湯面と
ほぼ同じ高さに、位置するように、中空の成形用の型を
溶湯保持炉の側壁に設け、型の内壁面の温度を、内蔵す
る発熱体の熱によって、溶湯の凝固温度以上に保持し、
型内壁面での凝固殻の形成を阻止し、成形用型に供給さ
れる溶湯が、それに接するダミーパーまたはそれにつづ
く金属凝固体の先端でのみ凝固するようにして水平方向
に引き出される、線状及び板状の金属成形体の連続鋳造
法ならびにそれに用いる装置を特徴とするものである。

以下本発明を添伺図面について詳述する。

第１図は、本発明に係る板状成形体を製造するための装
置の一態様を示す縦断面正面図である。

（Ｏは成形用中空加熱型で、電気抵抗発熱体■を内蔵し
ており、溶湯保持炉（３）の溶湯■の湯面直下の側壁に
型の上側内壁面が位置するように設置されている。溶湯
は溶湯供給管（りから供給され（Ｑの温流孔から溢流す
ることによって、溶湯面は常に型の出口下端の溶湯圧が
０．００５ｋｇ７７以下の一定の水準に保持されている
。■は水冷スプレー装置であって噴出した水によって、
金属成形体ダミー■およびそれにつづく金属成形体０）
を冷却する。（かは水滴の飛散による型■の冷却を防止
するための遮蔽板である。■はピンチロールで連続鋳造
作業における金属成形体ダミー■の左右移動、金属成形
体の引出操作を司る。

本発明の方法の実施にあたっては、冷却制として溶湯と
の反応の危険１イ１゛なしに水を使用することができる
が、また型の拐料も鋳造中に型が溶湯によって侵食され
ない耐火性材料をそれぞれの鋳造合金に対して選ばなけ
ればならない。またブレークアウトの危険性を防ぐため
に型出ＩＴＩ下端が０００５ｋｇ／　ｃｒ＆以下の出来
るだけ小さな溶湯圧になるように、薄肉または小径の製
品の形状を選択しなげればならない。

本発明が、特に従来の鋳塊の連続鋳造法に比してすぐれ
ている点は、表面亀裂の発生のおそれなく、外側面が鏡
面の線状及び板状の成形体が得られ、かつまた、ブレー
クアウトの危険性なしに、一方向凝固組織を有する金属
及び合金の線及び板を連続的に製造することが可能なこ
とであ″る。さらにまた、水平連続鋳造であるために、
製造された金属成形体はそのまま曲げることなく圧延加
工または引抜き加工装置に供給することができる。

本発明は、鋳塊の表面状態の改善に極めて有用であるの
みならず、結晶が鋳造方向にのみ成長した、加工性のす
ぐれた一方向凝固組織が得られるために、本発明で製造
した線状及′び板状鋳塊をさらに塑性加工によって極細
線または極薄肉板に加工する場合は、従来の鋳塊に比し
て極めて容易で、従来大きな熱エネルギーの消費を必要
とした中間焼鈍の回数を大きく減することが可能であり
、また、従来、六方晶形の＋１１４造のために塑性加工
による極薄板の製造が困難と言われてきた亜鉛も本発明
の方法で一方向凝固組織からなる板状金属成形体をつく
ることによって、塑性加工による極薄板の製造が可能で
ある。さらにまた、連続鋳造によって得られた金属成形
体を更に塑性加工に供する場合は金属成形体が水平方向
に引き出されるために、金属成形体を曲げることなくそ
のまま塑性加工装置に供給することが可能で、エネルギ
ーの節約、省力化の点からも画期的な製造法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る板状金属成形体をつるだめの一
つの態様を示す要部縦断面正面図である。 １　型　２０発熱体　３　溶湯保持炉 ４、溶湯　５．溶湯供給管　６　温流孔７、　水冷スプ
レー　８　金属成形ダミー９　金属成形体　１０．遮蔽
板 １１、ピンチロール 特許出願人　株式会社　オー・ノー・、：、／　’）ｌ
＋−，。 ＼−・ 手続補正書（方式） 昭和５９年２月２０日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１７９３７２号 ２、発明の名称 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　〒１８２東京都調布市深大寺町３３５９昭和５
９年１月３１日　（発送日）　。 ６、補正の内容 タイプ印書による願書及び明細書の浄書（別紙の通り内
容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　内壁温度が鋳造しようとする金属の溶融温度以上
   に保持された、成形用中空の型を、該中空型の上側内壁
   が溶湯保持炉の溶湯面の高さに位置するように、溶湯保
   持炉の側壁に水平に設け、該型内に金属溶湯を連続的に
   流入せしめ、金属成形体ダミーを型内溶湯に接触せしめ
   た後、該金属成形体ダミーを適当な手段で冷却しつつ引
   き出すことによって、金属成形体ダミーの先端に連続的
   に金属成形体を形成せしめることを特徴とする金属の水
   平連続鋳造法 ２　金属成形体ダミーの引出方向が水平であり、型出口
   開口端における溶湯圧が０．００５　ｋｇ／　ｄ以下で
   ある特許請求の範囲第１項記載の金属の水平連続鋳造法 ３　発熱体を内蔵する中空型をその上側内壁面が溶湯保
   持炉の溶湯面の高さに位置するように、溶湯保持炉の側
   壁に水平に設けることを特徴とする、金属の水平連続鋳
   造装置