JPS63149056A - 非鉄金属の連続鋳造方法 - Google Patents
非鉄金属の連続鋳造方法Info
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- JPS63149056A JPS63149056A JP29438286A JP29438286A JPS63149056A JP S63149056 A JPS63149056 A JP S63149056A JP 29438286 A JP29438286 A JP 29438286A JP 29438286 A JP29438286 A JP 29438286A JP S63149056 A JPS63149056 A JP S63149056A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/114—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means
- B22D11/115—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
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。
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、主として非鉄金属の連続鋳造において、結晶
粒が微細化し、表面性状の優れた鋳塊を製造することの
できる連続鋳造方法に関する。
粒が微細化し、表面性状の優れた鋳塊を製造することの
できる連続鋳造方法に関する。
（従来の技術とその問題点）
非鉄金属の鋳塊の熱間加工性の向上には、鋳塊結晶粒の
微細化か有効であることが知られている。
微細化か有効であることが知られている。
この鋳塊結晶粒の微細化方法としては、（１）低温鋳造
、（２）微細化効果のある元素の添加、（３）電磁撹拌
等が知られている。しかしながら、（１）については、
十分な効果を得るには加熱温度をｌＯ〜２０’Ｃ以内と
する必要があり、溶湯の温度制御が難しく、ノズル閉塞
のおそれがある等の問題点がある。
、（２）微細化効果のある元素の添加、（３）電磁撹拌
等が知られている。しかしながら、（１）については、
十分な効果を得るには加熱温度をｌＯ〜２０’Ｃ以内と
する必要があり、溶湯の温度制御が難しく、ノズル閉塞
のおそれがある等の問題点がある。
（２）については、アルミニウム合金に対しＴｉ−Ｂを
、鋼合金に対しＺｒ、Ｇｏ、Ｆｅ等を添加することが知
られているが、不純物規制のある合金に対しては、その
適用が難しいという問題点がある。
、鋼合金に対しＺｒ、Ｇｏ、Ｆｅ等を添加することが知
られているが、不純物規制のある合金に対しては、その
適用が難しいという問題点がある。
（３）については、鉄鋼の連続鋳造において、十分その
効果が認められるが、鋼、アルミ等非鉄金属においては
鉄鋼と比べ熱伝導が良く、且つ引き抜く速度が小さいた
め、鋳型内でかなり厚い凝固殻か形成される等の理由で
、鋳塊全面の結晶粒を微細化するに有効な撹拌流が得ら
れにくいため、工業的に適用された例が見当たらない。
効果が認められるが、鋼、アルミ等非鉄金属においては
鉄鋼と比べ熱伝導が良く、且つ引き抜く速度が小さいた
め、鋳型内でかなり厚い凝固殻か形成される等の理由で
、鋳塊全面の結晶粒を微細化するに有効な撹拌流が得ら
れにくいため、工業的に適用された例が見当たらない。
（発明の課題）
本発明は、鋳塊全面の結晶粒が微細で、表面性状の優れ
た鋳塊を製造することのできる連続鋳造方法を提供する
ことを課題とする。
た鋳塊を製造することのできる連続鋳造方法を提供する
ことを課題とする。
（課題を解決するための手段）
本発明は、銅系またはアルミニウム系等の非鉄金属が一
般に鉄鋼に比べて熱伝導度が良く、且つ引き抜き速度が
小さいため、鋳造に際して鋳造直下で既に厚い凝固殻が
形成され、鋳型下で電磁撹拌を行なっても前記凝固殻の
部分の結晶粒微細化が起こらないが、鋳型内電磁撹拌が
有効であることに着目し、鋳型内の電磁コイルにおける
磁束密度の減衰を鋳型材の選定により解決して、本発明
を完成したものである。
般に鉄鋼に比べて熱伝導度が良く、且つ引き抜き速度が
小さいため、鋳造に際して鋳造直下で既に厚い凝固殻が
形成され、鋳型下で電磁撹拌を行なっても前記凝固殻の
部分の結晶粒微細化が起こらないが、鋳型内電磁撹拌が
有効であることに着目し、鋳型内の電磁コイルにおける
磁束密度の減衰を鋳型材の選定により解決して、本発明
を完成したものである。
すなわち、本発明の要旨とするところは、［非鉄金属を
鋳型内で電磁撹拌しつつ、連続鋳造をするにあたり、 電磁撹拌コイルを内蔵した鋳型として、導電率３０〜７
０％ＩＡＣＳで、厚さ５〜１５ａｕｎの銅合金を用いる
一方、該鋳型内壁に厚さ５〜１５ｍｍの黒鉛スリーブを
密着形成し、該鋳型スリーブ表面において、「−３００
〜３０００（Ｂ：磁束密度、１１周波数）の範囲で電磁
撹拌する」連続鋳造方法にある。
鋳型内で電磁撹拌しつつ、連続鋳造をするにあたり、 電磁撹拌コイルを内蔵した鋳型として、導電率３０〜７
０％ＩＡＣＳで、厚さ５〜１５ａｕｎの銅合金を用いる
一方、該鋳型内壁に厚さ５〜１５ｍｍの黒鉛スリーブを
密着形成し、該鋳型スリーブ表面において、「−３００
〜３０００（Ｂ：磁束密度、１１周波数）の範囲で電磁
撹拌する」連続鋳造方法にある。
本発明において、銅合金鋳型内壁に黒鉛スリーブを密着
形成させるのは、次の理由による。
形成させるのは、次の理由による。
通常、連鋳鋳型材として必要な特性としては、（１）熱
抽出速度を大きくするため、熱伝導度の良いこと （２）使用中変形破壊しないように、高温強度が大きく
、耐熱性に優れること （３）焼肴が発生しないように、潤滑性の良いこと が挙げられる。
抽出速度を大きくするため、熱伝導度の良いこと （２）使用中変形破壊しないように、高温強度が大きく
、耐熱性に優れること （３）焼肴が発生しないように、潤滑性の良いこと が挙げられる。
次に、鋳型内の磁束密度の減衰を小さくするため、
（４）電気抵抗が大きいこと
（５）非磁性であること
が必要である。
すなわち、鋳型内の磁束密度の減衰は、式： Ｂｘ
＝Ｂｏ−ｅｘｐ（−＋（／δ）（但し、ＢＯ：電磁コイ
ル表面での磁束密度Ｂｘ：電磁コイル表面からＸ離れた
位置での鋳型材中の磁束密度 δ ：鋳型材中の磁場の浸透深さ） 式、 δ−５，ｏ３ｆ；ア一二］− （但し、ρ ：鋳型材の電気抵抗 μ ：鋳型材の比透磁率 ｒ ：ｆＪ電磁コイル流れる電流の周波数）で表わさ
れるため、δが大きい程、換言すればμ。
＝Ｂｏ−ｅｘｐ（−＋（／δ）（但し、ＢＯ：電磁コイ
ル表面での磁束密度Ｂｘ：電磁コイル表面からＸ離れた
位置での鋳型材中の磁束密度 δ ：鋳型材中の磁場の浸透深さ） 式、 δ−５，ｏ３ｆ；ア一二］− （但し、ρ ：鋳型材の電気抵抗 μ ：鋳型材の比透磁率 ｒ ：ｆＪ電磁コイル流れる電流の周波数）で表わさ
れるため、δが大きい程、換言すればμ。
ｒが小さい程、またρが大きい程、磁束減衰が小さくな
るからである。
るからである。
そこで、（１）〜（５）の条件について、種々の電気伝
導度の銅合金を検討した結果、３０〜７０％ＩＡＣＳの
析出強化型銅合金が抜熱および磁束減衰の点から鋳型材
として適ずろことがわかった。
導度の銅合金を検討した結果、３０〜７０％ＩＡＣＳの
析出強化型銅合金が抜熱および磁束減衰の点から鋳型材
として適ずろことがわかった。
しかしながら、この銅合金は、（２）、（４）の特性ら
有するが、（３）の潤滑性が無い欠点がある。
有するが、（３）の潤滑性が無い欠点がある。
他方、銅合金以外に上記特性を、特に潤滑性を満足する
ものとして黒鉛があるが、強度的には銅合金に及ばない
。このように銅合金または黒鉛単独では（１）〜（５）
の全条件を満足できないが、銅合金鋳型の内側に黒鉛を
密着させた構造とすると互いの欠点が補われることが見
出された。
ものとして黒鉛があるが、強度的には銅合金に及ばない
。このように銅合金または黒鉛単独では（１）〜（５）
の全条件を満足できないが、銅合金鋳型の内側に黒鉛を
密着させた構造とすると互いの欠点が補われることが見
出された。
本発明鋳型において、黒鉛スリーブの厚さは薄すぎると
強度不足が生じ、かつ凝固殻の発達が大きすぎるので、
５ｍｍ以上でならなければならない。
強度不足が生じ、かつ凝固殻の発達が大きすぎるので、
５ｍｍ以上でならなければならない。
また、厚すぎると凝固殻の発達が小さすぎ、ブレークア
ウトの危険があるため、１５ｍｍ以下でなければならな
い。
ウトの危険があるため、１５ｍｍ以下でなければならな
い。
黒鉛スリーブを収納する銅合金の導電率は小さすぎると
抜熱速度が低下し、凝固殻が薄くなり、ブレークアウト
の危険、鋳型の温度上昇による鋳型変形の危険が生じる
ため、３０％ＩＡＣＳ以上なければならず、他方、大き
すぎると磁束減衰が大きくなり、コイルの磁束密度が鋳
型内部まで有効に到達しないため、７０％以下でなけれ
ばならない。また、銅鋳型の厚さは薄いほどよいが、熱
応力による変形防止には５ｍｍ以上必要であり、１５ｍ
ｍより厚いと磁束減衰が大きくなるので、効率上の問題
が発生するからである。
抜熱速度が低下し、凝固殻が薄くなり、ブレークアウト
の危険、鋳型の温度上昇による鋳型変形の危険が生じる
ため、３０％ＩＡＣＳ以上なければならず、他方、大き
すぎると磁束減衰が大きくなり、コイルの磁束密度が鋳
型内部まで有効に到達しないため、７０％以下でなけれ
ばならない。また、銅鋳型の厚さは薄いほどよいが、熱
応力による変形防止には５ｍｍ以上必要であり、１５ｍ
ｍより厚いと磁束減衰が大きくなるので、効率上の問題
が発生するからである。
また、鋳塊の結晶粒はｒ賀Ｂ：磁束密度、ｆ：周波数）
が大きい程微細であり、結晶粒の微細化を図るためには
少なくとも３００以上必要であるが、あまりに大きいと
場面の盛り上がりが激しく、介在物を巻き込み、表面欠
陥の原因となるので、３０００が上限である。
が大きい程微細であり、結晶粒の微細化を図るためには
少なくとも３００以上必要であるが、あまりに大きいと
場面の盛り上がりが激しく、介在物を巻き込み、表面欠
陥の原因となるので、３０００が上限である。
以下、本発明を実施例に基づき、具体的に説明する。
（実施例）
第１図は本発明の黒鉛板付スラブ竪型連続鋳造装置の平
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。
第１図に示すように、本発明の装置は、リニアモータ１
を水冷ジャケット２の回りに配設する一方、該水冷ジャ
ケット２で銅合金鋳型３を取囲むように形成する。そし
て、鋳型３内には黒鉛板４を第２図のように金具６によ
り、銅鋳型に密着固定する。銅鋳型３および黒鉛板４は
下記第１表に示す物理的特性を有し、ともに厚さ１０ｍ
ｍである一方、鋳塊の寸法は厚さ１５０ ｍＬ幅５００
ｍｍで示す物理的特性を有し、ともに厚さ１０ｍｍであ
る一方、鋳塊の寸法は厚さ１５０ｍｍ、幅５００ｍｍで
ある。
を水冷ジャケット２の回りに配設する一方、該水冷ジャ
ケット２で銅合金鋳型３を取囲むように形成する。そし
て、鋳型３内には黒鉛板４を第２図のように金具６によ
り、銅鋳型に密着固定する。銅鋳型３および黒鉛板４は
下記第１表に示す物理的特性を有し、ともに厚さ１０ｍ
ｍである一方、鋳塊の寸法は厚さ１５０ ｍＬ幅５００
ｍｍで示す物理的特性を有し、ともに厚さ１０ｍｍであ
る一方、鋳塊の寸法は厚さ１５０ｍｍ、幅５００ｍｍで
ある。
上記リニアモータｌにより、水冷ジャケット２を介して
銅鋳型３内の黒鉛板表面において、ｆ−１〜２０ｆ−１
ｚ１Ｂ＝Ｏ〜１５００ガウスの磁束を発生させ、鋳型内
の金属溶湯に矢印（５）方向の流動を与える。このリニ
アモータＩは、鋳型より簡単に着脱できるので、種々の
形状１寸法の鋳型に取り付けて使用できる。
銅鋳型３内の黒鉛板表面において、ｆ−１〜２０ｆ−１
ｚ１Ｂ＝Ｏ〜１５００ガウスの磁束を発生させ、鋳型内
の金属溶湯に矢印（５）方向の流動を与える。このリニ
アモータＩは、鋳型より簡単に着脱できるので、種々の
形状１寸法の鋳型に取り付けて使用できる。
本装置を用いて、りん青銅第３種の鋳造実験を行なった
。鋳造条件を第２表に示す。
。鋳造条件を第２表に示す。
第２表
鋳造中の溶湯は、鋳型の各辺に沿って流動している様子
がみられた。鋳塊の表面性状は良好で、第３図に示すよ
うに、組織は中心まで均一微細な等軸品となっており、
熱間加工性は良好であったのに対し、比較のため、りん
青銅第３種を電磁撹拌を行なわないで上記実施例と同一
鋳造条件で造塊したところ、表面上は良好であったが、
組織は第４図に示すように柱状晶の発達したものであり
、熱間加工中、柱状晶の粒界で割れか発生した。
がみられた。鋳塊の表面性状は良好で、第３図に示すよ
うに、組織は中心まで均一微細な等軸品となっており、
熱間加工性は良好であったのに対し、比較のため、りん
青銅第３種を電磁撹拌を行なわないで上記実施例と同一
鋳造条件で造塊したところ、表面上は良好であったが、
組織は第４図に示すように柱状晶の発達したものであり
、熱間加工中、柱状晶の粒界で割れか発生した。
（発明の作用効果）
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、非鉄金
属を鋳型内で電磁撹拌しつつ連続鋳造をするにあたり、
電磁撹拌コイルを内蔵した鋳型として、銅合金鋳型内壁
に厚さ５〜ｂ ーブを密着形成し、該鋳型スリーブ表面において、口を
３００〜３０００（計磁束密度、「：周波数）の範囲で
電磁撹拌するようにしたので、下記する作用により、表
面性状に優れ、結晶粒が表面から中心まで均一に微細化
した、良好な熱間加工性を有する非鉄金属の鋳塊を得る
ことができる。
属を鋳型内で電磁撹拌しつつ連続鋳造をするにあたり、
電磁撹拌コイルを内蔵した鋳型として、銅合金鋳型内壁
に厚さ５〜ｂ ーブを密着形成し、該鋳型スリーブ表面において、口を
３００〜３０００（計磁束密度、「：周波数）の範囲で
電磁撹拌するようにしたので、下記する作用により、表
面性状に優れ、結晶粒が表面から中心まで均一に微細化
した、良好な熱間加工性を有する非鉄金属の鋳塊を得る
ことができる。
即ち、（１）黒鉛を内張すすると、黒鉛の自己潤滑性に
よって、ひっかかり等が少なく表面性状の良い鋳塊か得
られ、例えばＳｎ、 Ｚｎを含有する銅合金の鋳造にお
いて、逆偏折による元素の鋳塊表面が黒鉛ならば産着が
発生しないので、鋳塊表面欠陥、ブレークアウトが起こ
らないからである。
よって、ひっかかり等が少なく表面性状の良い鋳塊か得
られ、例えばＳｎ、 Ｚｎを含有する銅合金の鋳造にお
いて、逆偏折による元素の鋳塊表面が黒鉛ならば産着が
発生しないので、鋳塊表面欠陥、ブレークアウトが起こ
らないからである。
（２）また、黒鉛の熱伝導率が銅合金より少し小さいの
で、熱抽出速度が銅合金より小さくなるため、黒鉛を銅
合金鋳型に内張すすると凝固殻が薄くなり、銅鋳型のみ
のときと比べて、磁束が未凝固溶局部へ伝わりやすく、
鋳塊全面の結晶粒微細化が得やすいからである。
で、熱抽出速度が銅合金より小さくなるため、黒鉛を銅
合金鋳型に内張すすると凝固殻が薄くなり、銅鋳型のみ
のときと比べて、磁束が未凝固溶局部へ伝わりやすく、
鋳塊全面の結晶粒微細化が得やすいからである。
なお、黒鉛は切削性が良いため、簡単に精度よく銅合金
鋳型に取り付けることができるので、製作上の利点もあ
る。
鋳型に取り付けることができるので、製作上の利点もあ
る。
第１図は本発明の黒鉛板付きスラブ竪型連続鋳造装置の
上面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は本発
明の鋳造装置を用いて、電磁撹拌を行なって造塊した、
りん青銅第３種の鋳造組織を示す図面に代わる顕微鏡写
真、第４図は本発明の鋳造装置を用いて、電磁撹拌を行
なわずに造塊した、りん青銅第３種の鋳造組織を示す図
面に代わる顕微鏡写真である。 Ｉ・・・リニアモータ、 ２・・・水冷ジャケット、
３・・・銅合金鋳型、 ４・・・黒鉛板、５・・・溶
湯流動方向、 ６・・・黒鉛板留金具、７・・・未凝固
溶湯、 訃・・凝固鋳塊。
上面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は本発
明の鋳造装置を用いて、電磁撹拌を行なって造塊した、
りん青銅第３種の鋳造組織を示す図面に代わる顕微鏡写
真、第４図は本発明の鋳造装置を用いて、電磁撹拌を行
なわずに造塊した、りん青銅第３種の鋳造組織を示す図
面に代わる顕微鏡写真である。 Ｉ・・・リニアモータ、 ２・・・水冷ジャケット、
３・・・銅合金鋳型、 ４・・・黒鉛板、５・・・溶
湯流動方向、 ６・・・黒鉛板留金具、７・・・未凝固
溶湯、 訃・・凝固鋳塊。
Claims (1)
- （１）非鉄金属を鋳型内で電磁撹拌しつつ、連続鋳造を
するにあたり、 電磁撹拌コイルを内蔵した鋳型として、導電率３０〜７
０％ＩＡＣＳで、厚さ５〜１５ｍｍの銅合金を用いる一
方、該鋳型内壁に厚さ５〜１５ｍｍの黒鉛スリーブを密
着形成し、該鋳型スリーブ内表面において、√（Ｂ＾２
ｆ）＝３００〜３０００（Ｂ：磁束密度、ｆ：周波数）
の範囲で電磁撹拌することを特徴とする非鉄金属の連続
鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29438286A JPS63149056A (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 非鉄金属の連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29438286A JPS63149056A (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 非鉄金属の連続鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63149056A true JPS63149056A (ja) | 1988-06-21 |
| JPS6354473B2 JPS6354473B2 (ja) | 1988-10-28 |
Family
ID=17807000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29438286A Granted JPS63149056A (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 非鉄金属の連続鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63149056A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006068424A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-06-29 | Research Institute Of Industrial Science & Technology | Apparatus for continuous casting of magnesium billet or slab using electromagnetic field and the method thereof |
| KR100697871B1 (ko) | 2005-08-24 | 2007-03-22 | 성훈엔지니어링(주) | 에어슬립방식 알루미늄합금 연속주조방법 |
| KR100721874B1 (ko) * | 2004-12-23 | 2007-05-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 저주파 전자기장을 이용한 마그네슘 빌렛 또는 슬래브 연속주조장치 |
-
1986
- 1986-12-10 JP JP29438286A patent/JPS63149056A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100721874B1 (ko) * | 2004-12-23 | 2007-05-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 저주파 전자기장을 이용한 마그네슘 빌렛 또는 슬래브 연속주조장치 |
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| KR100697871B1 (ko) | 2005-08-24 | 2007-03-22 | 성훈엔지니어링(주) | 에어슬립방식 알루미늄합금 연속주조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6354473B2 (ja) | 1988-10-28 |
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