JPS61144253A - 脆い合金を鋳造する方法と装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は脆い合金特にフェロシリコンのような合金鉄を
鋳造する方法と装置に関する。

従来の技術 合金鉄は溶融の後にもしくは冶金学上の融液製造の後に
装入形式でもしくは不連続に鋳型内に鋳込まれる。この
鋳型は例えば開方型のような一度しか使用しない型また
は繰り返し使用する型すなわち金をから成っている。

フェロシリコンの場合、前記型はほぼ１．５×１．５ｍ
２の寸法と約１００ｍｇｇの厚さを有するヘマタイトか
ら成っている。このような型はメリービーランド形鋳造
台車上に位置しており、かつ湯出し取鍋によって１つづ
つ充填される。このような方法には、分析による分離を
生ずる長い凝固時間が伴う。°更に台車上の金型貯蔵が
それぞれ取鍋容量に相応している限り、製法技術上の欠
点が生ずる。大きな取鍋容量の場合には回転鋳造台車は
それ相応に設計されなければならず、この場合大抵不適
当に大きな鋳造台車が設けられる。

鋳型内で鋳造されたフェロシリコンは板状に凝固した後
に破砕もしくは粉砕工具内で所望の粒子にまで細かく砕
かれる。この際に２０チもの使用に耐えない微細部分が
生じる。この微細部分は再溶融することができるが、冶
金炉内に埃が入ることによって生ずる公知の難点を伴う
。

設備技術上メリーゴーランド形鋳造台車および破砕もし
くは粉砕工具用の投資費用が比較的高く、運転中エネル
ギーが集中し、しかもこのような設備は不充分にしか働
かない。事実に基づき公知の技術分野は多数の点から満
足すべきものではない。つまり運転法技術上装入形式の
加工は不都合である。製法技術上も微細部分が２０％も
生じることはき′わめて不都合である。

設備技術上回転鋳造台車、破砕および粉砕工具に高い投
資費用がかかるのは不利である。運転技術上このような
形式の設備はやはり満足すべきものでない。

発明が解決しようとする問題点。

従って本発明の課題は、合金鉄の製造および加工を製法
技術上、運転法技術上、設備技術上および必要な投資の
点からも改善することにある。

問題点を解決するだめの手段 この課題を解決する本発明の方法手段は、金属浴を水平
連続鋳造鋳型内に導き、更に鋳造ストランドを間隔をお
いて主として引き出し、２つの引き出し工程の間に深さ
制御された切れ込みを形成するだめの停止時間を０．５
〜１０秒に互２て維持する点にある。

方法の発明の効果 本発明は実験によってその有用性が吟味された。つまり
連続鋳造の適用には多数のパラメータが対立しており、
合金鉄は不都合な流動および凝固特性を有しておシ、更
に分析により分離しやすく、かつ組織を損ないやすい。

合金鉄の場合、長時間の温度案内が困難であり、凝固中
湿度間隔をおいて不都合な状態変化が生ずる。

この場合温度が比較的高いと結晶構造の崩壊が生ずるこ
とがある（包晶反応）。更に冷却時に危険な体積変化が
生じる（爆破作用）。合金鉄の場合、温かい状態でわず
かな機械的な負荷がかかると制御できない破壊が生ずる
ことを覚悟しなければならない。これらすべての欠点は
本発明によって回避される。付加的に、表面が公知方法
に比べて実際上空気酸素の影響なしに凝固し、金属表面
が形成される点で有利である。

更に、連続的に稼働する鋳造法によって運転過程が簡単
化される。何故ならば、連続鋳造の場合埃のような微細
部分がもはや生じないからである。それにも拘らず有用
な回分工程を行なうことができ、回転鋳造台車、破砕も
しくは粉砕工具のための大きな投資費用を避けることが
できる。

方法の実施態様 本発明の一実施態様によれば、間隔が後程の分断長さに
相応する引き出し工程の後に、停止時間を設けた。従っ
て停止時間に基づいて回分問題が解決され得る。

分断長さの間に、比較的長い分断長さ停止時間に比べて
短い停止時間を設けることによって、「連続鋳造」を基
本とすることができる。

鋳造材料の制御できない破砕を回避するため、鋳造スト
ランドの冷却を水平連続鋳造鋳型の外部において抑制す
るとよい。

更に有利には、延伸機を出た後で温度が脆い合金の臨界
値を上回わるようにして、鋳造ストランドの冷却を制御
することができる。

従って全体として見ると、本発明による方法は有利には
連続的な方法であり、つまり従来は鋳造可能と見なされ
なかった脆い合金、合金鉄および例えば炭酸カルシウム
のような非金属である材料を連続的に鋳造することがで
きる。この方法処理は、水平連続鋳造と、精錬および回
分可能性を有する保温の可能性との組み合せによって最
適のものである。従来の微細部分は、生産品質および調
量の同時的な均一化もしくは向上に基づいて回避される
。更に、組織の生産造粒の制御を行なうことができる。

本発明の方法を実施するための手段 前記方法を実施するため本発明によれば、金　　　　１
属浴用の貯蔵容器とフランジの付けられた水平連続鋳造
鋳型とが設けられた脆い合金を鋳造する装置において、
比較的短い水平連続鋳造鋳型にわずかな間隔をおいて延
伸機が配置されておシ、かつ水平連続鋳造鋳型と延伸機
との間ならびに延伸機の次に、乾式の熱導出を制御する
装置が設けられている。

装置の発明の効果 これにより装置にかかる費用を減少させることができる
。

装置の実施態様 最も簡単な実施態様の場合、乾式の熱導出を制御する装
置が断熱装置から成っている。

前記本発明による方法の場合、停止時間はプログラミン
グされた切れ込み形成を行なうように同調されてお、す
、この場合停止時間によって程度の差こそあれ強い切欠
き効果が制御される。

主としてこの切れ込”みは長い凝固時間、およびこの個
所が後続の流動金属によってもはや溶融を生せしめない
ような低い温度で冷却することによって生ずる。相応す
る突き戻しにおいて新しく形成される鋳造外皮は内方へ
曲げられ、これによシ切れ込み形成と類似の効果が生じ
る。

更に本発明による装置の別の実施態様によれば、延伸機
に続いて機械的なまたは熱による分断装置が配置されて
いる。

この場合有利には、機械的な分断装置が切欠き効果を利
用する分断装置から成っている。

更に有利には、熱による分断装置が衝撃作用を利用する
冷却装置から成っている。

組織状態、温度、粒性および類似のものは更に、貯蔵容
器に処理容器が配属されており、該処理容器が加熱装置
および／または精錬装置を備えていることによって制御
することができる。

実施例 次に図示の実施例について本発明を詳説する。

第１図には従来の方法過程が示されている。

溶融炉１から取鍋２内の合金鉄がメリープランド形鋳造
台車３上に運ばれて、回転する鋳型４内に鋳込まれる。

凝固した後に銑鉄５は破砕工具６内にかつ次いで粉砕工
具Ｔ内に入れられ、これにより最終製品８として微粒状
および粗粒状材料に細分さ゛れる。

これに対して第２図によれば、本発明の方法に基づく装
置は、溶融炉１、取鍋２、貯蔵容器９、フランジの付け
られた水平連続鋳造鋳型１０、延伸機１１および分断装
置１２を有している。延伸機１１は、例えばドイツ連邦
共和国特許第３２０６５０１号明細書に記載された形式
で実施されている。最終製品８はこの場合個体８ａから
成っており、該個体はこのままの形状（円柱状、角柱状
および類似の形状）で直接合金工程に供給される。

水平連続鋳造鋳型１０内で金属浴１３は外側から内側へ
凝固する。この際に鋳造外皮１４が形成される。水平連
続鋳造鋳型１０内で冷却している間、形成される鋳造ス
トランド１５は深さ制御された切れ込みを形成するため
ステップバイステップ式に間隔をおいて引き出され、０
．５〜１０秒停止し、場合によっては［１，５〜３朋突
き戻して再び引き出される。その都度選択されたサイク
ルが繰り返される。通常鋼の水平連続鋳造の場合停止時
間は、鋳造外皮の形成もしくけ材料の加速された冷却の
ために用いられる。このような冷却のため比較的短い停
止時間”ａ”と行程マーク１６とが設けられている。

これに対して比較的長い停止時間”ｂ”は鋳造ストラン
ド１５を取り囲む切れ込み１７を形成し、該切れ込みは
はっきりとした溝に拡大することができる。鋳造ストラ
ン１１５は間隔゛Ｃ”で引き出される一方、停止時間”
ｂ″はそれぞれ停止時間”ａ”よりも大きい。例えば２
倍の間隔距離１８は後程個体８ａの長さを生せしめる。

従って、鋳造中維持される間隔距離１８は分断装置１２
内における後程の分断長さに相応している。第５図の線
図Ａに相当する第６図の引き出し法は、鋳造ストランド
１５の突き戻しなしに稼働する。

これに対して、第５図の線図Ｂに相当する第４図の方法
は突き戻しを併って稼働し、この場合、突き戻し時間“
ａ″は停止時間”ａ″もしくは”ｂ”に比べてわずかで
ある（第５図）にれによって、水平連続鋳造鋳型１０の
外部における鋳造ストランド１５の冷却は抑制されてお
り、従ってまず第一に通常の二次冷却区間は全く設けら
れていない。しかしながら、熱放出は断熱装置によって
著しく阻止することができる。これによって鋳造ストラ
ンド１５の冷却は、延伸機１１を出た後に組織温度が脆
い合金の臨界値を上回わることによって、制御される。

フェロシリコンの場合この臨界温度はほぼ７００℃であ
る。

第２図および第６図〜第９図に示した装置は、前方にフ
ランジの付けられた水冷の水平連続鋳造鋳型１０を有す
る貯蔵容器９と、ドイツ連邦共和国特許第３２０６５０
１号明細書によるジョーおよび液力式制御装置を備えた
有効な延伸機とから成っている。

水平連続鋳造鋳型１０は比較的短く、このためわずかな
間隔１９をおいて延伸機が位置している。水平連続鋳造
鋳型１０もしくは延伸機１１に続いて乾式の熱導出を制
御する装置２０が設けられている。このような断熱装置
は例えば絶縁管から成っている。

機械的または熱による分断装置１２は、引き続く鋸びき
、分断または強い点冷却によって個体８ａの分断を行な
い、この場合従来発生する埃は全く生じない。鋳造スト
ランド１５はこのようにして市販の大きさもしくは重さ
の個体８ａに細分される。

適当な水平連続鋳造鋳型１０（第６図〜第９図）は鋳型
内側において黒鉛（金属浴の炭素可溶性が無い場合）ま
たは銅から成っている。鋳造速度でもしくは製造方向■
で流入する金属浴１３は、耐火壁２１もしくは分配器の
外套２２を通って、および水平連続鋳造鋳型１０の背壁
　２２３を通って導入される。背壁２３は第７図によれ
ば別個のリング２４とおて構成されている。

水平連続鋳造鋳型１０は水冷装置２５を有している。水
平連続鋳造鋳型１０のこの実施例は鋳造ストランド１５
の突き戻しを行なうことができる。

第８図および第９図に示す水平連続鋳造鋳型１０は突き
戻し無しの引き出し用に設けられている。

取鍋２は、温度調節の他になお冶金処理の適用が有利な
場合に使用される。貯蔵容器９はこの条件を充分満足す
るものではないので、取鍋２はこの場合加熱装置２７を
備えだ処理容器２６を形成しており、前記加熱装置はプ
ラズマバーナ２７ａ、溝形まだはコイル誘導子または取
鍋カバー加熱装置から成っている。更に、例えばゾラズ
ｉバーナ２７ａから成っていることもできる精錬装置２
Ｂが設けられている。

【図面の簡単な説明】

第１図はフェロシリコンの従来の製法を粒状の最終製品
と共に示す略示図、第２図は一回分づつに分けられた最
終製品と共に本発明の方法を示す図、第６図は本発明に
よる方法の第１実施例における鋳造外皮形成段階を示す
水平連続鋳造鋳型内に生じる鋳造ストランドの縦断面図
、第４図は第２実施例による第６図と同じ縦断面図、第
５図は第６図において用いられた方法Ａおよび第４図に
おいて用いられた方法Ｂの製造長さと時間とに関連した
鋳造ストランドの引き出しを示す線図、第６図は突き戻
しステップを有する本発明の方法用の水平連続鋳造鋳型
の部分縦断面図、第７図は本発明の変化実施例を示す第
６図と同様な部分縦断面図、第８図は突き戻しのない方
法用の水平連続鋳造鋳型を示す部分縦断面図、および第
９図はやはり突き戻しのない方法用の第８図と同様な水
平連続鋳造、鋳をを示す部分縦断面図である。 １・・・溶融炉、２・・・取鍋、３・・・メリーゴーラ
ンド形鋳造台車、４・・・鋳型、５・・−銑鉄、６・・
・破砕工具、７・・・粉砕工具、８・・・最終製品、８
ａ・・・個体、９・・・貯蔵容器、１０・・・水平連続
鋳造鋳型、１１・・・延伸機、１２・・・分断装置、１
３・・・金属浴、１４・・・鋳造外皮、１５・・・鋳造
ストランド、１６・・・行程マーク、１７・・・切れ込
み、１８・・・間隔距離、１９・・・間隔、２０・・・
制御装置、２１・・・耐火壁、２２・・・外套、２３・
・・背壁、２４・・・リング、２５・・・水冷装置、２
６・・・処理容器、２７・・・加熱装置、２７ａ・・・
プラズマバーナ、２８・・・精錬装置、ａ、ｂ・・・停
止時間、Ｃ・・・間隔、ｄ・・・突き戻し時間 １０・水平連続鋳造鋳型 １０・・・水平連続鋳造鋳型

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、脆い合金を鋳造する方法において、金属浴を水平連
   続鋳造鋳型内に導き、更に鋳造ストランドを間隔をおい
   て主として引き出し、２つの引き出し工程の間に深さ制
   御された切れ込みを形成するための停止時間を０．５〜
   １０秒に亙つて維持することを特徴とする、脆い合金を
   鋳造する方法。 ２、間隔が後程の分断長さに相応する引き出し工程の後
   に、停止時間（ｂ）を設けた、前記特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。 ３、分断長さの間に、比較的長い分断長さ停止時間（ｂ
   ）と比べて短い停止時間（ａ）を設けた、前記特許請求
   の範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４、鋳造ストランドの冷却を水平連続鋳造鋳型の外部に
   おいて抑制する、前記特許請求の範囲第１項から第３項
   までのいずれか１項記載の方法。 ５、延伸機を出た後で温度が脆い合金の臨界値を上回わ
   るようにして、鋳造ストランドの冷却を制御する、前記
   特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項記
   載の方法。 ６、金属浴用の貯蔵容器（９）とフランジの付けられた
   水平連続鋳造鋳型（１０）とを備えた脆い合金を鋳造す
   る装置において、比較的短い水平連続鋳造鋳型（１０）
   にわずかな間隔（１９）をおいて延伸機（１１）が配置
   されており、水平連続鋳造鋳型（１０）と延伸機（１１
   ）との間ならびに延伸機（１１）の次に、乾式の熱導出
   を制御する装置（２０）が設けられていることを特徴と
   する脆い合金を鋳造する装置。 ７、乾式の熱導出を制御する装置（２０）が断熱装置か
   ら成つている、前記特許請求の範囲第６項に記載の装置
   。 ８、延伸機（１１）に続いて機械的または熱による分断
   装置（１２）が配置されている、前記特許請求の範囲第
   ６項または第７項に記載の装置。 ９、機械的な分断装置（１２）が切欠き効果を利用する
   分断装置から成つている、前記特許請求の範囲第８項記
   載の装置。 １０、熱による分断装置（１２）が衝撃作用を利用する
   冷却装置から成つている、前記特許請求の範囲第８項記
   載の装置。 １１、貯蔵容器（９）に処理容器（２６）が配属されて
   おり、該処理容器が加熱装置（２７）および／または精
   錬装置（２８）を備えている、前記特許請求の範囲第６
   項から第１０項までのいずれか１項記載の装置。