JPS6245448A - 金属の上注ぎ鋳造のための方法及び装置 - 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】 発明の分野 本発明は、金属、よル特定的にはアルミニウムまたはそ
の合金の１つのビレットを上注ぎ鋳造するための方法及
び装置に係わる。

従来の技術 当業者は金属の連続鋳造のための方法で、可動底部を備
え、外部から冷却される鋳塊鋳型にも解金属を導入する
という方法には通暁している。鋳でき、鋳型のほうはそ
の上部にほぼ一定のレベルを保つよう、溶融金属が再供
給される。

幾つかの欠点を是正するため、数多くの改良がこの方法
について行なわれた。例えばフランス特許第１３６４７
７６号では、金属の自由表面に浮遊する不純物ないし酸
化物が出来上がる品物に伴出されて深刻な欠陥を引起こ
さないようにするため、鋳塊用鋳型の上部に液体金属を
溜めて位置決めしておくという方法が開示されている。

七の結果、英語を用いればｆｅｓｄａｒ　ｈｅａｄ　　
（押湯）またはｒＨＯＴ−ＴＯＰＪと呼称されるこの予
備容積は、特にビレット上に良い表面状ｇを求める場合
に魅力的な提案であることが判明した。

さらに、押湯を用いる方法は、１つのレベルｈ１ｍで、
１度に数１０個の鋳塊鋳型で鋳造を行なうことができる
多重ゲート鋳造作条の場合に特別な開発の主題になった
。

一般に、押湯は鋳塊鋳型の内壁上に張出し式に配置され
、また連続のベースに立ってガスまたは潤滑剤の噴射手
段が用いられている。これは下記の特許に開示された内
容から理解し得る。

−米国特許第３３８１７４１号では、湯溜りと鋳塊鋳型
は比較的厚さの薄い熱伝導性挿入部材を介して結合され
、また鋳塊鋳型内に潤滑剤を装入するための手段が挿入
部材と鋳塊鋳型との間に配置されている。

一米国特許第４１５７７２８号では、張出し部材のすぐ
下側にガスを導入し、張出し部材のすぐ下側に位置決め
され次金属の円周に対してガス圧をかけ、ガス導入手段
のすぐ下側に１閏滑剤を導入することによって潤滑面が
鋳塊鋳型内に導入さの凹部の外側に配置された１ｉＩ４
１所に加圧ガス流を供給し、凹部の周縁上に配置された
位置でガスを放出し、凹部の外側の供給点と放出点との
間に黒鉛リングのような手段を挿入してガス流を凹部周
縁の金属塊の周囲に伸びる流体リングに変換し、加えて
、潤滑油は鋳造とりべに移され、好ましくはとシベの頂
部にある張出し式の部分を通る。

本出願人は、ＨＯＴ−ＴＯＰ法を用いた金桟鋳の種の方
法の殆んどが連続−滑を要求し、他方では加圧ガスを用
いる方法は常にとのガスを鋳塊鋳型の場所に噴射し、か
つ液体金属内に移動を引起こさないよう圧力を過度に高
すぎないように保つため複雑な制御システムに頼ってい
ることを了解した。

発明の概委 この楯の方法によって課される制約に気付いて、本出願
人は、＠滑を必要とせず、かつ管理のより容易なガス噴
射システムを用いて、良好な表面状態をもつ製品を得る
ことを可能にする、より簡単な方法を開発することを目
脂した。

従って本発明方法は、可動の底部をもち、内部には外側
から冷却される黒鉛リングを備え、また初めに＠滑され
た金属と接触する壁をもつ鋳塊鋳型内で金属を鋳造する
ものであって、 −湯は上部分と鋳塊鋳型上部に隣接して配置されｔ下部
分とから成る押湯内に貯蔵され、前記押湯は８９塊鋳型
の内壁に関して張出しており、−鋳塊鋳型は押湯から溶
湯を供給され、−鋳塊鋳型の外側及び金属上に冷却流体
液を流すことによって、底部を通って鋳塊鋳型に対応す
る形で金属を・抽出することが十分可能な金属塊の凝固
を引起こすように、金桓塊￥′ｉ鋳塊可型内に保持され
る。

本方法は、鋳造浄業甲に不活性ガス圧が押湯の円周の下
部に加えられることを特徴とする。

このようにして、先行技術とは異なシ、この方法は連続
潤滑に頼らず、かつガス噴射が鋳塊鋳型のレベルでも、
あるいは直接的に鋳塊鋳型内でも行なわれず、押湯つま
りホットトップの高さ及びその外側上で行なわれる。

意外にも、このような方法によって表面状態の極めて優
れたビレットが得られること、及びガス圧を低下させさ
えすれば直ちＫこの表面状態が著しく悪化することが確
認された。

不活性ガスは、周囲の空気が押湯下部分の高さから浸入
することを防ぐものと考えられている。

この仮定に基づくと、不活性ガスの不在は鋳造製品の表
面で微小孔構造及びビット即ち孔の出現を引き起こすが
、これは空気中の湿気だよる金属の酸化によるものと考
えらｎ、この酸化過程で水素の反応泡が金属と接触して
形成され、微小孔（４造及びビット即ち孔の源を形成す
ること全指ｉｉ；ｉ　してもよいだろう。

本発明ンま極めて簡単な手段しか要しないという頒著な
利点を有する。

事実、米国特許第４１５７７２８号では、溶湯内に事実
上の移動を生じさせることなしに壁から金属を分離する
ために十分なガス圧を保持することが必要であり、さら
に特に多重鋳造法の場合には比較的複雑な圧力制御装置
が要求される。

これに反し゛Ｃ本方法では、押湯の周縁表面を大気から
保膿された状態に保つためらようと適した最小圧力を供
給すれば足シる。

最大許容圧力は、それを超えるとガスが押湯内の孔を通
過して、その量が金属の自由表面での渦または移動が欠
陥製品の発生に事実上結びつくに到る限度の値によって
決定される、ガスと金属との間に押湯によって形成され
る遮蔽によって、この最大圧力は比較的高い。従って、
最小圧力と最大圧力の間に非常に広い制御範囲が住在し
、そのため本方法は複雑な制御装置は何も必要としない
。

不活性ガスの圧力は単純なタップと圧力ゲー・ノー安全
弁装置を用いて装置全体に対して１個所で１度限り定め
られ、鋳造作業の途中で、又Ｖｉ連続鋳造作業中の再調
節は全く必要ない。

この種の方法は、例えば本発明の主題でもある単純構造
装置において実施することができる。この方法は先行技
術と同様、次の要素を含む。

−可動底部をもち、かつ外側には冷却水供給用手段、内
側には黒鉛リングを備える鋳塊鋳型、−鋳塊鋳型上部に
ｌｌＪ後して張出して配置され、前記鋳塊鋳型の上面に
対して固く固だされた押湯。

この装置の特徴は次の通シである。

−押湯がシールを介して相互に結合された２つの部分よ
シ成ること、 一前記押湯の下部分がその円周全体をリングによって取
り囲まれており、リングはこれを大気から０離させ、リ
ング内径は前記下部分の最大外径より大きく、匍記犬部
分の周囲にその高さの少なくとも１部分におよび環状室
を形成すること、していること。

この装置では、諸部品は次のように薄酸される。

−下部押湯が鋳塊鋳型の上部に備わる肩部上て置かれて
いること、 一締付はリングがＡｆｆ記押湯の外側表面上に置かれて
いること、 一前記装置がベースプレートと上部押湯に、シールと、
鋳塊鋳型の全周に配置された少なくとも６個の締付はナ
ツトとを介して押圧されていること。

締付は作業中ばこれらのナツトは締付はリングを下部押
湯にもたれかからせ、このようにしてリングにナツトの
締付は力が強まるにつれて増加する圧力をかけることに
もなる。

しかしこのような構造には多数の欠点がある。

−鋳塊ｇ型が取外され、次に再組立てされる時、特にあ
る寸法のビレットから他の寸法のビレットに変える時、
ナツトを１つずつ取外さねばならず、時間がかかシ、維
持経費に悪影響を及ぼす。

−それぞれの部品、特に″鋳塊鋳型、下部押湯及び締付
はリングは他から分離されており、その几め射入材料の
下部押湯は突然その上にかかつている応力から解訣され
て破損し、その結果交換が必要となり、やは９維持経費
に悪影響がある。

そのため、本出順人はこのような欠点の是正を願って、
締付はリングが、鋳塊鋳型の上部に配置さｔ″した肩部
にねじを用いて固定された縁部分備えていること、及び
＠記−塊鋳型は、固定棒に対して固定された２つずつ直
径方向に相対向して位置する、少なくとも４個のばねに
よってベースプレートに固定されていることを特徴とす
る改良された装置を開発した。

先行装置と異なり、これは下部押湯、澗塊鋳捜及び締付
はリングを含む装置を形成し、かつベースプレートから
ユニットとして分離されることができる。この構造型は
、下部（′！湯に加わる圧力応力を、鋳塊鋳型をベース
プレートに固定するための締付は作用から独立した一定
値で維持することを可能にする。

このｆ４造は装置に胸単に集積できる。そ几はシールを
介してベースプレートと押湯上部に配設され、弾性扁平
部材を用いてこの位置に保持される。

このように取外し及び再組立用の時間が短縮される。

本発明は鋳造装置の半分を鉛直線に沿う断面図で示した
第１図及び第３図を参照してより良く理解されよう。

具体例 第１図によれば、シール３を介して下部分２と結合し次
上部分１で作られた押湯即ちホットトップ部を表わす。

部分２は、鋳塊鋳型６の黒鉛リング５に関連して位置４
において張出し状態で配置されている。鋳型は７ａから
出る冷却用流体によシ外部から冷却される。この組立て
体は締付はリング８と、ベースプレート１０に鋳塊鋳型
を固定するナツト９とを用いて固定的に保持されている
。

部分２の底部はその全周がリング１３によってとり囲ま
れ、導管１２を介して不活性ガスが供給される環状室１
１を形成する。

第２図は第１図とは異なり、一般にウォータジャケット
と呼称されるシステム７ｂを用いて鋳塊鋳夏が冷却され
る。

ここで注目されることは、リングが鋳塊ａ型の１部によ
って形成されていることで、このリングは鋳塊鋳型とは
区別され得るから本発明の特定具体例に相当する。

第３図は改良された具体例を表わす。この装置は次の部
材を含む。

一外側には冷却流体供給手段７ａを、内側には黒鉛リン
グ５を備え、かつ可動底部をもつ鋳塊鋳型６、 一鋳塊鋳型の上側の隣接位置１〜４において張出し状態
で配置され、かつシール３を介して共に結合された２つ
の部分１及び２より成る鋳塊軌型の上面に固定され、下
部分２がその全周を大気からそれを分離するリング１３
によって取り囲まれており、かつ外径が前記部分の最大
外径より大きく、前記部分の少なくとも高さの１部を取
り囲む環状室１１を形成し、前記室が供給導管１２を介
して加圧ガス源と連通している押湯。

締付はリング８＆は、鋳塊鋳型６の上部分内に配置され
た肩部１５上にねじ１６を用いて固定される縁部１４を
備えており、鋳塊鋳型は、締付は棒１８に対して固定さ
れ２個ずつ直径方向に対向して配置さ１１だ少なくとも
４個のげね１７の圧力によってベースシレー）１０に固
定されている。

この種の装置の取外し及び再組立ては、先行技術による
装置の場合のほぼ１５回分少ない回数で足シる。加えて
、分解に伴う押湯の取換えは事実上ゼロである。

本発明をその便用例をあげて以下に説明する。

アルミニウム協会規格に基づ（６０６３型アルミニウム
合金ビレットを、直径２０６ｎφ、高さ３．６０の外部
水冷形鋳塊鋳型内で鋳造した。鋳型は高さ２．６ｃＩＲ
の黒鉛リングが取付けられている。

押湯の下部分はファイノ々で強化したけい酸カルシウム
により形成され（商品名はモナライト（ｍｏｎａｌｉｔ
ｅ）と呼ばれる）、上部の方はガラスロックコンクリー
トと呼称されるシリカと水硬性結合剤をペースとする材
料で作られｔｏ 最初のテストでは、ガス供給導管を空気とつないだ。

二度目のテストでは、他の＠造ノｅラメータは第１回の
テストと同じに維持しているが、圧力を０．０２４ＭＰ
ａに保つように乾燥窒素源に導管をつないだ。最初のテ
ストで得られたビレットは表面に多数のビットまたは孔
が存在したのに対し、２度目のテストで作られたものは
それが完全にないものであった。

本発明方法及び装置ｆｆｉは単純であるため、当該方法
は少ない労働力と調節時の損失を生じる危険なしに、ビ
レットを鋳造するための多重鋳型を肩する装置で特に便
用され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明鋳造装置の鉛直軸に従う半分の断面図、
第２図は第１図の装置と同様の構造の、但し鋳塊鋳型を
ウォータジャケットによシ冷却することで異なる垂直断
面図、第３図は前記２つの装置の改良型を表わす同様の
断面図である。 １・・・・・・押湯上部分、２・・・・・・押湯下部分
、４・旧・・張出し部、５・・・・・・黒鉛リング、６
・・・・・・鋳塊鋳型、７（４〜ｂ）・・・・・・冷却
液供給手段、８・・・・・・締付はリング、１０・・・
・・・ペースプレート、１１・・団・環状室、１３・・
・・・・リング、１４・旧・・縁部、１５・・・・・・
肩部、１６・・・・・・ねじ、１７・旧・・ばね、１８
・・川・締付け・々−０

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）可動底部をもつ鋳塊鋳型内で金属を連続鋳造する
   方法であつて、前記鋳型は内部に黒鉛リングを備えてお
   り、外部から冷却され、さらに金属と接触する壁が最初
   から潤滑されており、次の段階、即ち、 −上部分と、鋳塊鋳型の上部に隣接して配置された下部
   分とから成る押湯内に溶湯を貯蔵し、前記押湯は鋳塊鋳
   型の内壁に関して張出し部を有しており、 −押湯から溶湯を鋳塊鋳型に供給し、 −鋳型の外側及び金属上に冷却流体を流すことによつて
   金属が鋳型に対応する形状で底部を通つて抽出され得る
   十分な量の金属塊を凝固させるように、鋳塊鋳型内に金
   属塊を保持することから成り、 鋳造作業の間中、不活性ガス圧を押湯の下部分の周縁に
   対し付与することを特徴とする金属鋳造方法。
2. （２）圧力が大気から保護される前記周縁を、ガスが表
   面状態を損なう恐れのある金属塊表面における移動を生
   じさせる値を超えることなく、保持するために十分な程
   度であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。
3. （３）以下の諸部品、即ち −可動底部をもち、かつ外側に冷却流体供給手段を、内
   側に黒鉛リングを備える鋳塊鋳型、 −鋳塊鋳型上部に隣接して張出して配置され、前記鋳塊
   鋳型の上面に対して固く固定された押湯、より成り、 −押湯がシールを介して共に結合される２つの部分で構
   成され、 −下部分の全周が締付けリングと、大気からそれを分離
   するリングとによつてとり囲まれ、また分離リングの直
   径が前記部分の最大外径より大であつて、前記部分を少
   なくともその高さの１部に及んで取り囲む環状室を形成
   しており、及び、 −前記室が供給導管を介して加圧ガス源に結合している
   のを特徴とするタイプの金属鋳造装置。
4. （４）装置の組立ておよび分解を容易化するため、締付
   けリングには鋳塊鋳型の上部内に配置した肩部上にねじ
   を用いて固定した縁部が備えられ、また前記鋳塊鋳型は
   、締付け棒に対し固定した直径方向に２個ずつ向き合つ
   た少なくとも４個のばねによつてベースプレートに対し
   固定されていることを特徴とする、特許請求の範囲第３
   項に記載の金属鋳造装置。