JPS613640A - 金属の連続鋳造方法 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、連続鋳造方法において鋳塊の中央部に巣や偏
析が生じるのを防止し、かつ溶湯のｖａｍ制御を容易に
具現化することができる金属の連続＠選方法に関するも
のである。

［発明の技術的背景とその問題点］ 一般に連続鋳造法を行なう場合であっても鋳型を用い、
その鋳型は、ｗＩｍの凝固を促すために冷却されるのが
通常の手法である。また、鋳型から引出された鋳塊は、
その外周側面に冷却水が吹きかけられてさらに冷却され
る。したがって、鋳塊の凝固は第３図に示すよう、周側
部から中央部へ向かって進み、その結果としτＪｌｌｌ
Ｉに凝固する中央部には業が発生したり偏析が生じたり
する。

一方、溶湯は鋳型内で凝固が始まるため、鋳型から引出
される際に鋳型の内周面と凝閾部分とが摩擦し、般に、
連続鋳造法によって得られた鋳塊は、ｌｉ！面模様は亀
裂などの表面欠陥が生じやすかった。そこで、このよう
な不具合を解消するに有効な手法として特公昭５５−４
．６２６５号公報に、鋳型を加熱し、溶湯が鋳型内では
凝固せずにａＩｉａ状態を雑持し、鋳型から引出される
と同時に溶湯の周Ｉｌ＃から凝固が始まるように諸因子
を制御する＃型加熱法が開示されている。しかしながら
、この鋳型加熱法においても、！欄の凝固が周側部から
中央部へ向かって進むこと（ついては前述の通常の連続
鋳造法と変わるところがなく、中央部（巣が発生したり
、偏析が生じたりするおそれがある。また、鋳型加熱法
において最も重要とされる問題点として、鋳型出口にお
けるブレークアウトを防止するために、諸因子の制御を
非常に厳格に行なわなければならない問題がある。

［発明の目的］ 本発明は上述のごとき問題点に鑑み、これを有効に解決
すべく創案されたものである。

したがって本発明の目的は、連続鋳造方法において薩塊
の中央部に巣や偏析が生じるのを防止Ｃ１かつ溶湯の湯
面制御を容易に具現化することができる金属の連続鋳造
方法を提供することにある。

し発明の概Ｗ！］ 本発明は、金属のｉｌ続鋳造方法において、溶湯が周側
部から凝固するのを抑制すべく溶湯の周側面を融点以上
に加熱し、かつｌ１ＷＪのブレークアウトを防止すべく
溶融部分に、高周波電流の誘導による電磁力を作用させ
ることにより、溶湯の場面制御を容易にするものである
。

［発明の実施例］ 以下に本発明の好適一実施例について添付図面に従って
説明する。

第１図は、本発明の連続鋳造方法による鋳塊の製造状態
を示す模式図である。図示するように、鋳型１はニクロ
ム線等の発熱体２と電磁誘導コイれない。すなわち、溶
湯の周側部を囲繞するように電磁誘導コイル３が設けら
れ、その上下にも溶湯の周側部を囲繞して発熱体２が配
置されている。

溶融金属はタンディツシュ４内に貯留され、溶湯流とな
って流量制御されつつ鋳型１”内へ流入する。

鋳型１内での溶湯は、枠体としての鋳型には接触するこ
とがなく、したがって鋳型によ□る冷却はなく、また、
発熱体２によって周側部から加熱されるので、融点以上
に温度が維持され溶融状態が維持される。この状態にお
いて、鋳型１がら引出されて凝固した部分を急速に冷却
すると、＃Ｈ―内では凝固部分によって溶融部分が盛ん
に冷却され、しかも溶融部分はその周側部から発熱体２
によって加熱されるので、溶融部分と凝固部分との境界
面の形状が、鋳塊の引出し方向に対して垂直な平面状に
、あるいは凝固部分の中央部を溶融部分側へ凸状に突出
して形成されることになる。すなわち、凝固が中央部と
周側部とがほぼ同時に、あるいは中央部から周側部へと
進み、中央部での巣の発生や偏析が生じたりするのを防
止できる。さらに、異物が中央部へ巻き込まれ−ること
がないので、溶融金属よりも軽い異物等は放出されやす
くなる。

しかも、凝固方向がほぼ長手方向に平行となるので単結
晶の鋳塊あるいは一方向凝固組織の鋳塊を得ることがで
きる。

また、鋳型１内にあるときの溶湯は、その周側面（湯面
）の形状を、形成されるべき所望の形状に維持しなけれ
ばならない。そこで、電ｍ誘導コイル３には交番高周波
電流が流され、そのまわりに磁場が形成される。その結
果、湯面の周側部分にはコイル３に流れる電流とは逆位
相のｍＮ流が誘導され、磁場と渦電流との相互作用によ
り溶湯の周側部から中央部へ向かう電磁力が生じる。こ
の電磁力と、溶湯自身の表面張力とによって場面は所望
の形状に保持される。湯面は枠体としての鋳型に接触す
ることがないので、凝固した＃塊の表面は平滑な面に形
成される。

第２図は、本発明の他の連Ｖｔ鋳造方法による鋳型の製
造状態を°示す模式図である。この実施例にあっては、
鋳型１は、その内周面付近に゛ニクロム線等の発熱体２
が埋設されており、黒鉛または耐火物によって形成され
ている。鋳型１の下端面には電磁誘導コイル３が環状に
設けられている。

溶融金属はタンディツシュ４内に貯留され、溶湯流どな
って流量制御されつつ鋳型１内に流入する。流入した溶
涌け、鋳型１内の発熱体２によって融点以上に温度が維
持され、鋳型１内では溶融状態が維持される。溶ＩＩは
さらに流れ、鋳型１の出口から出ると同時に雰囲気にさ
れされて冷却され、凝固し始める。すなわち、凝固し始
めた時点からは摩擦を生じる過程がないので表面は平滑
な面に形成される。

溶湯が鋳型１の出口から出る状態のとき、ｗｉ欄の溶融
部分の周側面（湯面）が速やかに凝固しない場合には、
湯面の表面張力よりも溶湯の静圧が大きくなって鋳型１
と凝固殻との間隙からブレークアウトが生じるおそれが
ある。これに対して、電磁誘導コイル３に交番高周波電
流を流すと、そのまわりに磁場が形成され、場面の周側
部分にはコイル３に流れる電流とは逆位相の渦電流が誘
導され、その結果、磁場と渦電流との相互作用により溶
湯の周側部から中央部へ向かう電磁力が生じる。この電
磁力と表面張力とで溶湯の静圧に抗する作用が大きくな
るので、その他の場面ＩＩＪａのための諸因子は、従来
はど精密に制御しなくともブレークアウトを一荀止する
ことができる。

また、この実施例においても、溶融金属の鋳型１から受
ける熱量と、鋳型１から引出されて凝固した部分から冷
却される熱温とのバランスを適当に設定することによっ
て、溶融部分と凝固部分との境界面の形状を引出し方向
に対して垂直な平面状に、あるいは凝固部分の中央部を
溶融部分側へ凸状に突出させて形成することができ、し
たがりて、第１図の実施例とほぼ同様の作用、効果が得
られる。

また、従来の鋳型加熱法では湯面制御が難しいため、特
に大径の鋳塊製造が困難であった゛が、電磁力を利用す
ることによって成る程度の大径の鋳塊製造も可能となる
。

［発明の効果］ 以上の説明より明らかなように本発明によれば次のごと
き優れた効果が発揮される。

すなわち、１１μ湯の周側部を融点以上に加熱して溶湯
の凝固界面制御を行なうので、中央部の巣の発生や偏析
を生じずに単結晶鋳塊あるいは一方向凝固組織鋳塊を得
ることもできる。

また、枠体としての鋳型を用いる場合、溶湯の湯面制御
は電磁りと表面張力とによって行なうので、その制御に
要求される厳密性が緩和され、具現化が容易になる。

実施例１ 第１図に示す本発明の方法と、第３図に示す従来の連続
鋳造法とで、直径３０１１−の燐青＃ｉ＃塊を半連続的
に鋳造した。本発明によると表面状態も良好で中央偏析
のない鋳塊が得られ、また異物の混入もなく、以後の表
面切削や熱処理も行なわずにトｌまで伸線加工できた。

これに対し、従来の方法では表面状態に劣り、中央部に
は巣や偏析がφ 生じていた。そのままの状態では１０１ｍまでの伸線加
工が限度であった。

実施例２ 第２図に示す本発明の方法と、通常のビレット鋳造法と
で、Ａ１−１％８１合金鋳塊を直径２５≠　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　φＩＩｍに鋳造した。本発
明によると鋳塊は３０μ−まで伸線加工が容易であった
が、ビレット鋳造法では混入異物や鋳造欠陥のため１０
０μ−′の伸線加■で断線が多発した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属の連続鋳造方法による製造状態の
一実施例を示す模式図、ＪＩＩ２図は本発明の金属の連
続鋳造方間による製造状態の他の一実施例を示す模式図
、第３図は従来の通常の金属の連続鋳造方法による＠造
状態を示す模式図、第４図は従来の鋳型加熱法を用いた
金属の連続鋳造方法による製造状態を示す模式図である
。 なお、図中１は鋳型、２は発熱体、３は電磁誘導コイル
、４はタンディツシュである。 第１　図 第２図 第３図 萬牛図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 連続鋳造される金属の、鋳型内での溶融部分と凝固部分
   との界面が、鋳塊の引出し方向に対して垂直な平面状に
   、あるいは前記凝固部分の中央部が前記溶融部分側へ凸
   状に形成されるべく、前記鋳型内の金属の周側部を融点
   以上に加熱するとともに前記鋳型から引出された凝固部
   分を冷却し、さらに前記溶融部分の周側部から中央部へ
   向かう電磁力を高周波電流の誘導により作用させること
   を特徴とする金属の連続鋳造方法。