JPS61283451A - Dropping type casting device - Google Patents

Dropping type casting device

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JPS61283451A
JPS61283451A JP12565785A JP12565785A JPS61283451A JP S61283451 A JPS61283451 A JP S61283451A JP 12565785 A JP12565785 A JP 12565785A JP 12565785 A JP12565785 A JP 12565785A JP S61283451 A JPS61283451 A JP S61283451A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
molten metal
tundish
ingot
mold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP12565785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Mizukami
秀昭 水上
Akiya Ozeki
尾関 昭矢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP12565785A priority Critical patent/JPS61283451A/en
Publication of JPS61283451A publication Critical patent/JPS61283451A/en
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  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form a billet and ingot having fine crystal structure by dropping the molten metal in a tundish at specific periods from a nozzle, cooling the same with a gas from gas injection nozzles and introducing the liquid drops in a half-melted state into a casting mold. CONSTITUTION:The molten metal 11 in the tundish 12 passes plural pieces of holes 14 provided to a dispensing member 15 from a nozzle 13 and falls in the form of the liquid drops 19 when a stopper 16 is periodically moved up and down by a cylinder 17. The flatting liquid drops 19 are cooled by, for example, gaseous He, etc. ejected from the gas ejection nozzles 24 during the falling and fall in the half-melted state into the casting mold 18. The liquid drops are cooled by the casting mold 18 in the state in which the solid-liquid co-existence phase exists. The ingot 26 having the small crystal grain size of the solidified structure is thus obtd.

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塊及び鋳片を製
造することができる滴下式鋳造装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a dropping casting apparatus capable of producing ingots and slabs having a fine crystal structure.

[従来の技術] 通常、金lll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
せることにより、製造されている。
[Prior Art] Generally, slabs or ingots, which are intermediate materials for gold products, are manufactured by pouring molten metal into a continuous casting mold or an ingot making mold and solidifying it.

しかしながら、この技術においては、完全に溶けた金属
を鋳込むので、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。従って、多数回
に分けて圧下刃を印加する必要が有るが、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。このように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、Ni基超超
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。
However, in this technique, completely molten metal is cast, so the produced slab or ingot has a relatively large crystal grain size in its solidified structure. For this reason, when applying a reduction to a slab or the like to ensure mechanical properties, if a large reduction is applied, cracks will occur in the slab or the like. Therefore, it is necessary to apply the reduction blade in multiple steps, but this requires a long processing time and requires a large amount of thermal energy, resulting in high processing costs. The sensitivity to cracking due to the coarsening of the crystal grain size of the solidified structure is particularly noticeable in Ni-based ultra-super heat-resistant alloys, and the manufacturing process becomes extremely complicated when manufacturing this type of alloy. .

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、VAD E R(Vacuum ArcQou
ble Electrode  Remelting 
 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)。このVA
DER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1の対向端部を溶融させる。この
溶融金属の液滴3は鋳型4内に落下し、鋳型4により冷
却されて凝固する。溶融金属が凝固して得られた鋳塊6
は鋳型4から後段られる。
In order to eliminate these shortcomings in general casting technology, we have recently developed VAD E R (Vacuum ArcQou
ble Electrode Remelting
A casting technique called the vacuum arc two-electrode melting method has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 165271/1983). This VA
In the DER method, as shown in FIG. 4, an arc 2 is formed between a pair of electrodes 1 made of a metal having the same composition as the ingot to be manufactured, and the opposing ends of the electrodes 1 are melted. This droplet 3 of molten metal falls into a mold 4, is cooled by the mold 4, and solidifies. Ingot 6 obtained by solidifying molten metal
is carried out from mold 4.

この場合に、溶融金属の液滴3は電極1から鋳型4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4内の半溶融金属5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6の凝固組織の結晶粒径
は小さい。従って、大圧下を加えても鋳塊に割れが発生
することはない。
In this case, the droplet 3 of molten metal is slightly cooled in the process of falling from the electrode 1 into the mold 4 and becomes a semi-molten state. Therefore, the semi-molten metal 5 in the mold 4 solidifies in a state where the solid-liquid coexistence phase exists uniformly, so that the crystal grain size of the solidified structure of the ingot 6 is small. Therefore, even if a large reduction is applied, cracks will not occur in the ingot.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、このような従来の装置においては、鋳塊
と同一組成の金属からなる電極を予め製造する必要があ
り、しかも、1対の電極間にアークを発生させる必要が
あるので、鋳塊の製造に多くの工程と時間を要するとい
う欠点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such conventional equipment, it is necessary to manufacture electrodes made of metal with the same composition as the ingot, and furthermore, it is necessary to manufacture an electrode made of metal with the same composition as the ingot, and it is necessary to produce an arc between a pair of electrodes. Therefore, there was a drawback that many steps and time were required to manufacture the ingot.

[問題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
、凝固組織の結晶粒が微細である鋳塊及び鋳片を予め電
極を用意することなく、簡単な設備で製造することがで
きる滴下式鋳造装置を提供することを目的とする。
[Means for Solving the Problem] The present invention was made in view of the above circumstances, and it is possible to easily process ingots and slabs whose solidified structure has fine crystal grains without preparing electrodes in advance. The purpose of the present invention is to provide a dropping casting device that can be manufactured using suitable equipment.

この発明に係る滴下式鋳造装置は、鋳型と、溶融金属を
収容するタンディツシュと、タンディツシュの底壁に設
けられたノズルと、タンディツシュ内の溶融金属が流出
可能の複数個の孔を有しノズル内に配設された分注部材
と、前記孔を流通する溶融金属を加熱する加熱手段と、
前記タンディツシュから滴下する溶融金属滴にガスを吹
付けて冷却する冷却手段と、を有することを特徴とする
The drip casting device according to the present invention includes a mold, a tundish containing molten metal, a nozzle provided on the bottom wall of the tundish, and a plurality of holes through which the molten metal in the tundish can flow out. a dispensing member disposed in the hole, and a heating means for heating the molten metal flowing through the hole;
It is characterized by comprising a cooling means for cooling the molten metal droplets dripping from the tundish by spraying gas on them.

この場合に、前記ノズルにはノズルの開口面積を調整す
るストッパが配設されており、このストッパによりノズ
ルを任意の周期で開閉することが望ましい。
In this case, the nozzle is preferably provided with a stopper for adjusting the opening area of the nozzle, and the nozzle is preferably opened and closed at an arbitrary period using this stopper.

[実施例1 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、この発明の実施例に係
る滴下式鋳造装置を示す。溶融金属11を貯留するタン
ディツシュ12の底壁には、ノズル13がその軸方向を
垂直にして固定されている。
[Embodiment 1] Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a dropping casting apparatus according to an embodiment of the present invention. A nozzle 13 is fixed to the bottom wall of a tundish 12 that stores molten metal 11 with its axial direction perpendicular.

ノズル13内には、円柱状をなす耐火物製の分注部材1
5が嵌入されている。分注部材15には、その拡大斜視
図を第3図に示すように、軸方向に延長する複数個の孔
14が形成されている。この孔14は約10IIlO1
φの直径を有し、孔14を通流して溶融金属がタンディ
ツシュ12から流出するようになっている。ノズル13
と分注部材15は一体のものであってもよい。
Inside the nozzle 13 is a cylindrical refractory dispensing member 1.
5 is inserted. As shown in an enlarged perspective view of FIG. 3, the dispensing member 15 is formed with a plurality of holes 14 extending in the axial direction. This hole 14 is about 10IIlO1
The hole 14 has a diameter of .phi., through which the molten metal flows out of the tundish 12. Nozzle 13
The dispensing member 15 and the dispensing member 15 may be integrated.

ストッパ16は、耐火物製の丸棒状をなし、ノズル13
の直上に、その長手方向を鉛直にして設置されている。
The stopper 16 is in the shape of a round bar made of refractory material, and is connected to the nozzle 13.
It is installed directly above, with its longitudinal direction vertical.

ストッパ16は、エアシリンダ又は油圧シリンダ等のシ
リンダ17のピストンに固定されており、圧力媒体によ
りピストンが上下することによって、上下動する。そし
て、所定の周期で上下動してノズル13の上端を開閉し
、シリンダ17によってストッパ16が上昇するとノズ
ル13が開になり、シリンダ17によってストッパ16
が下降するとノズル13が閉じるようになっている。ノ
ズル13の下方には、鋳型18が配置されている。
The stopper 16 is fixed to a piston of a cylinder 17 such as an air cylinder or a hydraulic cylinder, and moves up and down as the piston moves up and down with a pressure medium. Then, the upper end of the nozzle 13 is opened and closed by moving up and down at a predetermined period, and when the stopper 16 is raised by the cylinder 17, the nozzle 13 is opened;
When the nozzle 13 is lowered, the nozzle 13 is closed. A mold 18 is arranged below the nozzle 13.

なお、タンディツシュ12には高周波誘導加熱コイルの
ような加熱源23を設置し、鋳造中の溶融金属の温度降
下を防止することが好ましい。
Note that it is preferable that a heating source 23 such as a high-frequency induction heating coil be installed in the tundish 12 to prevent a drop in temperature of the molten metal during casting.

また、ノズル13内には、例えば高周波誘導加熱コイル
のような加熱体20が埋め込まれていて、分注部材15
の孔14を通過する溶融金属を加熱することにより、こ
の溶融金属が孔14内で凝固して孔14を閉塞させるこ
とを防止している。加熱体20は高周波誘導加熱コイル
に限らず、第3図に示すように、カーボン又は炭化珪素
等の抵抗発熱体21を使用することもできる。この場合
に、ノズル13に抵抗発熱体21を埋め込み、電源22
から給電することにより抵抗発熱体を発熱させればよい
。ノズル13の下方には、溶融金属の液滴19にガスを
吹付けるガス噴出ノズル24が設置されており、このノ
ズル24からガスを液滴19に吹付けることにより液滴
19を冷却するようになっている。
Further, a heating body 20 such as a high-frequency induction heating coil is embedded in the nozzle 13, and the dispensing member 15
By heating the molten metal passing through the hole 14, the molten metal is prevented from solidifying within the hole 14 and clogging the hole 14. The heating element 20 is not limited to a high-frequency induction heating coil, but as shown in FIG. 3, a resistance heating element 21 made of carbon, silicon carbide, or the like may also be used. In this case, the resistance heating element 21 is embedded in the nozzle 13, and the power source 22
The resistive heating element may be made to generate heat by supplying power from the resistive heating element. A gas jet nozzle 24 for spraying gas onto the droplets 19 of molten metal is installed below the nozzle 13, and the droplets 19 are cooled by spraying gas from the nozzle 24 onto the droplets 19. It has become.

次に、このように構成された滴下式鋳造装置の動作につ
いて説明する。シリンダ17によってストッパ16を上
下させ、例えば0.3秒間ノズル13を開け、その後に
0.7秒間ノズル13を閉じるというような動作を繰返
すと、タンディツシュ12内の溶融金属11は、ノズル
13から分注部材15に設けられた複数個の孔14を通
過し、複数個の液滴19となり鋳型18内に滴下する。
Next, the operation of the dropping casting apparatus configured as described above will be explained. When the cylinder 17 moves the stopper 16 up and down and repeats the operation of opening the nozzle 13 for 0.3 seconds and then closing the nozzle 13 for 0.7 seconds, the molten metal 11 in the tundish 12 is separated from the nozzle 13. The liquid passes through a plurality of holes 14 provided in the pouring member 15, becomes a plurality of droplets 19, and drips into the mold 18.

このタンディツシュ12から鋳型18まで落下する間に
、液1ii19はガス噴出ノズル24により、例えばH
eガス等を吹付けられて冷却される。ガス噴出ノズル2
4のガス流量を変化させることにより液滴19の温度を
自由に制御することができ、VADER法と同様に、液
滴19が鋳型18内に滴下するまでに液滴19を若干凝
固させて半溶融状態にすることができる。鋳型18内の
半溶融金属25は、鋳型18内で固液共存相が均一に存
在する状態で鋳型18により冷却されて凝固する。従っ
て、得られる鋳塊26の凝固組織の結晶粒径は小さい。
While falling from this tundish 12 to the mold 18, the liquid 1ii19 is heated by a gas jet nozzle 24, for example, by H
It is cooled by being sprayed with e-gas, etc. Gas jet nozzle 2
The temperature of the droplet 19 can be freely controlled by changing the gas flow rate of the droplet 19. Similarly to the VADER method, the droplet 19 is slightly solidified and half-filled before it drops into the mold 18. Can be brought to a molten state. The semi-molten metal 25 in the mold 18 is cooled and solidified by the mold 18 in a state where a solid-liquid coexisting phase exists uniformly within the mold 18. Therefore, the crystal grain size of the solidified structure of the obtained ingot 26 is small.

これにより、VADER法による従来の装置にて製造し
た鋳塊と同様の微細組織を有する鋳塊を製造することが
できる。
Thereby, it is possible to produce an ingot having the same microstructure as an ingot produced using a conventional device using the VADER method.

溶融金1iiのタンディツシュ12からの流出」は、タ
ンディツシュ12内の溶融金属11の貯留量を一定とす
ると、ストッパ16の開閉時間、分注部材15に設けら
れた孔14の径及び数を変更することにより自由に調節
することができる。
The outflow of molten metal 1ii from tundish 12 is determined by changing the opening/closing time of stopper 16 and the diameter and number of holes 14 provided in dispensing member 15, assuming that the amount of molten metal 11 stored in tundish 12 is constant. This allows for free adjustment.

また、ストッパ16を上下させる手段としては、この実
施例のようにシリンダ17を用いる場合に限らす、種々
の手段を使用することが可能である。
Further, as means for moving the stopper 16 up and down, various means can be used, not limited to the case where the cylinder 17 is used as in this embodiment.

更に、筒状の鋳型を使用し、この鋳型内に鋳込まれだ溶
融金属が凝固して得られる鋳片を鋳型の底部から連続的
に下方に引抜くことにより、連続鋳造が可能である。
Furthermore, continuous casting is possible by using a cylindrical mold and continuously pulling the slab obtained by solidifying the molten metal poured into the mold downward from the bottom of the mold.

[発明の効果]                  
 Iこの発明によれば、製造せんとする鋳片及び鋳塊と
同一組成の金属からなる電極を予め製造すること及び電
極間にアークを発生させる操作が不要になり、簡素な構
造で且つ簡単な操作で微細な結晶組織を有する鋳片及び
鋳塊を製造することができ、極めて実用性が高い。
[Effect of the invention]
I According to this invention, it is not necessary to previously manufacture electrodes made of metal of the same composition as the slab and ingot to be manufactured, and there is no need to generate an arc between the electrodes, resulting in a simple structure and an easy method. It is possible to produce slabs and ingots with fine crystal structures through operation, and is extremely practical.

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

第1図はこの発明の実施状態を示す模式図、第2図は分
注部材の拡大斜視図、第3図はノズルの変形例を示す模
式図、第4図は従来装置を示す模式図である。 11;溶融金属、12;タンディツシュ、13;ノズル
、14;孔、15;分注部材、16;ストッパ、17;
シリンダ、1日:鋳型、19;液滴、20.23;高周
波加熱コイル、21:抵抗発熱体、22;電源、24;
ガス噴出ノズル、25;半溶融金属、26;鋳塊。 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
Fig. 1 is a schematic diagram showing the implementation state of the present invention, Fig. 2 is an enlarged perspective view of the dispensing member, Fig. 3 is a schematic diagram showing a modification of the nozzle, and Fig. 4 is a schematic diagram showing a conventional device. be. 11; Molten metal, 12; Tundish, 13; Nozzle, 14; Hole, 15; Dispensing member, 16; Stopper, 17;
Cylinder, 1st: Mold, 19; Droplet, 20.23; High frequency heating coil, 21: Resistance heating element, 22; Power supply, 24;
Gas ejection nozzle, 25; semi-molten metal, 26; ingot. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)鋳型と、溶融金属を収容するタンディッシュと、
タンディッシュの底壁に設けられたノズルと、タンディ
ッシュ内の溶融金属が流出可能の複数個の孔を有しノズ
ル内に配設された分注部材と、前記孔を流通する溶融金
属を加熱する加熱手段と、前記タンディッシュから滴下
する溶融金属滴にガスを吹付けて冷却する冷却手段と、
を有することを特徴とする滴下式鋳造装置。
(1) A mold, a tundish containing molten metal,
A nozzle provided on the bottom wall of the tundish, a dispensing member disposed inside the nozzle having a plurality of holes through which the molten metal in the tundish can flow out, and heating the molten metal flowing through the holes. a heating means for cooling the molten metal droplets dripping from the tundish by spraying gas on the molten metal droplets;
A drip casting device characterized by having:
(2)前記ノズルにはノズルの開口面積を調整するスト
ッパが配設されており、このストッパによりノズルを任
意の周期で開閉することを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載の滴下式鋳造装置。
(2) The drip type according to claim 1, wherein the nozzle is provided with a stopper for adjusting the opening area of the nozzle, and the stopper opens and closes the nozzle at an arbitrary cycle. Casting equipment.
JP12565785A 1985-06-10 1985-06-10 Dropping type casting device Pending JPS61283451A (en)

Priority Applications (1)

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JP12565785A JPS61283451A (en) 1985-06-10 1985-06-10 Dropping type casting device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013043199A (en) * 2011-08-24 2013-03-04 Kogi Corp Molten metal pouring apparatus and molten metal pouring method

Cited By (1)

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