JPS61249661A - 滴下式鋳造装置 - 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〕 この発明は、微細な結晶組織を有する鋳片を製造するこ
とができる滴下式鋳造装置に関する。

〔従来の技術〕

通常、金属製品の中間素材である鋳片又は鋳塊は溶融金
属を連続鋳造鋳型又は造塊用鋳型に注入して凝固させる
ことによシ、製造されている。

しかしながら、との技術においては、完全に溶けた金属
を鋳型に鋳込むので、製造される鋳片又は鋳塊はその凝
固組織の結晶粒径が比較的大きい。このため、機械的特
性を確保するために、鋳片等に圧下を加える場合に、大
圧下を加えると鋳片等に割れが発生してしまう。従りて
多数回に分けて圧下力を印加する必要があるが、これは
長時間の処理を必要とし、また必要な熱エネルギも多く
なり、処理コストが高い。このような凝固組織の結晶粒
径が粗大化することによる割れ敏感性は、特に、Ｎｌｌ
超超耐熱合金おいて著しく、この種の合金を製造する場
合に、その製造工程が極めて複雑になる。

このような一般的な鋳造技術における欠点を解消すべく
、近時、ＶＡＤＥＲ（Ｖａｃｕｕｍ　ＡｒｃＤｏｕｂｌ
ｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　Ｒｓｍｅｌｔｉｎｇ真空アー
ク２電極溶解）法と称される鋳造技術が提案されている
（特開昭５５−１６５２７１号）　、　コ（Ｄ　ＶＡＤ
ＥＲ法においては、第４図に示すように、製造せんとす
る鋳塊と同一組成の金属からなる１対の電極１間にアー
ク２を形成し、電極Ｉの対向端部を溶融させる。この溶
融金属の液滴４は鋳型３内に落下し、鋳型３によシ冷却
されて凝固し、鋳塊５が製造される。

この場合に、溶融金属の液滴４は電極１から鋳型３内に
落下する過程で若干冷却され、半溶融状態になる。この
ため、鋳型３内の半溶融金属６は固液共存相が均一に存
在する状態で凝固するので、鋳塊５の凝固組織の結晶粒
径は小さい。従りて、大圧下を加えても鋳塊に割れが発
生することはない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、この従来装置により、中空の鋳塊を製造する
場合は、第５図に示すように、庭付円筒状の鋳型７の中
心にコア８を設置し、この鋳型７をその中心軸９を中心
にして回転させる。

電極１からの液滴４は鋳型７内の環状領域に落下する。

しかしながら、液滴４が鋳型γ内に落下するタイミング
は必ずしも一定でないため、鋳型内への液滴の供給は鋳
型７０周方向について不均一になる。第６図は直径１０
０■のステンレス製電極と、内径２００■、コア直径５
０■の鋳型を使用して、肉厚７５箇の中空鋳塊を製造す
る場合において、回転鋳型の所定の領域（環状領域の届
の領域）に液滴が落下する頻度を横軸に時間をとって示
すグラフ図である。この図から明らかなように、鋳型の
一定の位置に液滴が落下するタイミングは不均一であり
、従って液滴の供給は時間的に且つ鋳型の局方向につい
て不均一である。

そうすると、液滴の落下頻度が平均より少ない領域では
ミクロポロシティ等の鋳造欠陥が、多数存在する凝固組
織になり、逆に液滴の落下頻度が平均より多い領域では
凝固組織の結晶粒径が粗大化する。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、
微細な結晶組織を有すると共に、鋳造欠陥が少々い中空
の鋳片・鋳塊を容易に製造することができる滴下式鋳造
装置を提供することを目的とする。

この発明に係る滴下式鋳造装置は、鋳型と、非消耗電極
と、この非消耗電極から適長間隔をおいて非消耗電極と
実質的に水平方向に対向する複数個の消耗電極と、非消
耗電極と消耗電極との間に通電して両者間にアークを形
成し各消耗電極からその溶融液滴を鋳型内に落下させる
アーク形成手段と、を有することを特徴とする。

〔実施例〕

以下、添付の図面を参照して、この発明の実施例につい
て具体的に説明する。第１図はこあ発明の実施例に係る
滴下式鋳造装置を示す。鋳型１６は庭付円筒状をなし、
窒化？ロン、窒化ケイ素又はハイアルミナ等の耐火物で
つくられている。なお、鋳型１６ｔ−水冷鋼製鋳壁で構
成することも可能である。鋳塁１６の中心には、コア１
７が設置されており、鋳型１６とコア１７との間に環状
の領域が形成されている。

コア１７の直上域には、非消耗電極１２が配設されてい
る。この非消耗電極１２は内部水冷の銅製電極又はタン
グステン若しくは黒鉛製電極等、アーク熱によっても溶
融しない電極で構成されており、適宜の駆動手段により
鉛直方向を中心軸として回転駆動されるようになってい
る。１対の消耗電極１１は非消耗電極１２を挾んで実質
的に水平方向に対向するように非消耗電極１２から適長
間隔をおいて設置されている。

消耗電極１ノは製造せんとする鋳塊と同一組成の金属か
らなり、非消耗電極１２に向けて移動可能に支持されて
いる。

消耗電極１１と非消耗電極１２との間には、消耗電極１
ノ側を正電位にして直流電源１４を接続することができ
るようになっている。これらの装置は鋼材等からなる容
器（図示せず）内に設置されており、この容器内は１０
）ル（Ｔｏｒｒ）以下の圧力に排気されるようになって
いる。

このように構成される滴下式鋳造装置に訃いては、先ず
容器内が排気され、圧力が１０トル以下の所望の圧力に
低下した後、消耗電極１１及び非消耗電極１２と直流電
源１４とが接続され、消耗電極１１と非消耗電極１２と
の間にアーク１３が形成される。この電極への通電と同
時に、非消耗電極１２をその中心軸を回転中心として回
転駆動する。

消耗電極１１における非消耗電極と対向する側の端部は
アークＩ３の熱により溶融し、溶融金属の液滴１５とな
って落下する。非消耗電極１２は内部水冷されているか
、又は融点が高い金属でつくられており、アーク１３が
形成されても、非消耗電極１２が実質的に溶融すること
はない。しかも、陰極である非消耗電極１２はその中心
軸の回りに回転駆動されているから、その表面の損傷が
防止され、非消耗電極１２の溶損、従って、非消耗電極
１２による鋳塊の汚染が抑制されている。

液滴１５は、１対の消耗電極１１の対向端部から鋳型１
６内に落下し、この落下の間に、液滴１５は空冷され半
溶融状態で鋳型１６に鋳込まれる。この半溶融金属１９
は、鋳型１６内で固液共存相が均一に存在する状態で鋳
型ｚ３により冷却されて凝固し、中空の鋳塊１８が製造
される。

この場合に、鋳型１６はその中心軸の回シに矢印２ｏＫ
て示すように回転駆動されている。

そして、液滴１５は２カ所にて鋳型１６に鋳込まれる。

このため、液滴１５は鋳型１６にその周方向について略
々均一に供給され、中空鋳塊であっても、滴下式鋳造装
置の基本的な利点である結晶粒径°が小さい凝固組織が
得られ、しかも鋳造欠陥（ミクロポロシティ）が発生す
ることもない。

第２図はこの実施例のように２個の消耗電極を有する場
合の鋳型の一定の領域（環状領域の諭の領域）に供給さ
れる液滴の落下タイミングを示すグラフ図である。この
図から明らかなように、液滴の落下タイミングは規則的
であシ、比較釣鉤等力間隔て液滴が供給される。

なお、消耗電極の個数は上記実施例のように２個に限ら
ず、例えば、第３図に電極近傍の平面図を示すように、
３個の消耗電極１ノを非消耗電極１２を中心にして１２
０°の角度をなして離隔する位置に配置することもでき
る。これにより、液滴の供給タイミングは一層均一にな
る。

また、上記実施例は、造塊型の鋳造装置についてのもの
であるが、鋳片を連続的に引き抜く連続鋳造型の鋳造装
置に適用することも可能である。更に、この実施例はＶ
ＡＤＥＲ法による滴下式鋳造装置についてのものである
が、この発明はＶＡＤＥＲ法に限らず、他の滴下式鋳造
技術に適用することが可能であることは勿論である。

〔発明の効果〕

この発明によれば、鋳型の複数の位置に液滴が落下する
から、中空の鋳片・鋳塊を製造する場合であっても、液
滴はその鋳込領域に略々均一に供給される。従って、こ
の発明によれば、ミクロポロシティ等の鋳造欠陥の発生
が抑制され、微細な結晶組織を有する鋳片・鋳塊を容易
忙製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る滴下式鋳造装置の模式
図、第２図はこの発明によシ鋳造した場合の液滴の落下
タイミングを示す図、第３図はこの発明の他の実施例に
係る滴下式鋳造装置の模式的平面図、第４図及び第５図
は従来の滴下式鋳造装置を示す模式図、第６図は従来装
置によυ鋳造した場合の液滴の落下タイミングを示す図
である。 １１・・・消耗電極、１２・・・非消耗電極、１３・・
・アーク、１４・・・直流電源、１５・・・液滴、１６
・・・鋳型、１７・・・コア。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋳型と、非消耗電極と、この非消耗電極から適長間隔を
   おいて非消耗電極と実質的に水平方向に対向する複数個
   の消耗電極と、非消耗電極と消耗電極との間に通電して
   両者間にアークを形成し各消耗電極からその溶融液滴を
   鋳型内に落下させるアーク形成手段と、を有することを
   特徴とする滴下式鋳造装置。