JPS63171248A - アルミおよびアルミ合金鋳片ホツトトツプ鋳造用銅モ−ルド - 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〕 この発明はアルミおよびアルミ合金鋳片のホットトップ
鋳造用銅モールドに関する。

〔従来の技術〕

従来からあるアルミおよびアルミ合金鋳片の縦型半連続
鋳造法は、フロート鋳造法、電磁場鋳造法およびホット
トップ鋳造法の三通りの方法に分類することができる。

それぞれの特徴を図面に基づき説明すると次のとおりと
なる。

（１）フロート鋳造法 第３図はフロート鋳造法の概念図であるが、鋳造モール
ドｌへの溶湯２の流入量を、スパウト３とフロート４の
組み合わせによって自動的に調整するものであり、他の
方法と比較して設備費が安価であるという特徴を有する
。

（２）電磁場鋳造法 電磁場鋳造法は第４図のように、溶湯２の外周部に配置
した電磁誘導コイル５により誘起された電磁力を利用し
て、溶１！Ｉｊ２が鋳造鋳型に接触しない状態、すなわ
ち鋳型が不要な状態を保ちつつ鋳造する方法である。し
たがって鋳肌は平滑となり、鋳片表皮布欠陥となる逆偏
析層のほとんどない良質の鋳片が得られる。

（３）ホットトップ鋳造法 第５図はホットトップ鋳造法の概念図であるが。

この方法は水冷鋳造モールド１の上部に設置したヘッダ
ー６と称する耐火・断熱材でできた溶湯受容器を経て溶
湯２を鋳造モールドｌに供給するもので、溶解炉から溶
７１２を供給する樋とヘッダー６との間にフロート鋳造
法のような溶湯２を乱すものがなく、シたがって溶湯２
を清浄な状態に保つことができる。

さらに改造されたホットトップ鋳造法として、気体加圧
式ホットトップ鋳造法（特公昭５４−４２８４７以下５
ＨＯＷＡ　ＰＲＯＣＥＳＳという）がある、この方法は
ｐＩ′Ｘ？１モールド１とヘッダー６との間隙から気体
を導入し、圧力を溶ｉ’！２に印可するこｋで、従来法
の短所を無くした方法である。このＳＨＯ冒Ａ　ＰＲＯ
ＣＥＳＳを第６図の概念図に基づき説明すると、水冷鋳
造モールド１の上に設置したヘッダー６と鋳造モールド
上面との間に設けたわずかなすき間７から。

鋳造モールド内面に気体を導入する。さらに潤滑油を鋳
造モールド上面から供給する。この潤滑油は前記気体に
随伴されて鋳造モールド内面に塗布される。このため鋳
片は鋳肌直下の偏析が無くなるとともに、＃ｐＩ肌も良
好となる。しかも鋳造モールド長を一定に揃えることが
できるので、ショートモールドにして鋳造速度を早める
とか、ヘッダー６の鋳造モールドｌからの張り出し量の
管理を厳密にする必要がない等の利点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の技術には次のような問題点があっ
た。

（１）フロート鋳造法 ａ）鋳造作業の始めと終わりに、熟練した多くの作業員
が必要である。しかも作業員の数は鋳造鋳型モールドに
比例して多くなる。

ｂ）溶湯がモールドに接触する長さく以下モールド高さ
という）がまちまちとなる結果、鋳片表皮の状態にバラ
ツキが生じる。したがって、モールド高さの低くなるモ
ールドで発生するコールドシャットを生じさせないため
、相対的にモールド高さを高めることになり、鋳造速度
を上げることができない。

Ｃ）フロート部での酸化物の巻き込みや、ガスの吸収に
よる溶湯の汚染がある。

（２）電磁場鋳造法 ａ）電磁力で溶湯の形状を保ったまま水冷凝固させるた
め、鋳片形状が不安定となる。

ｂ）多連鋳造では鋳造モールド相互の磁場の影響を受け
ることなどにより、鋳造モールドを密に配置できない。

Ｃ）溶湯の供給量制御の浮子を使用するため、フロート
鋳造法と同様に溶湯の乱れによる酸化物などの巻き込み
が発生する。

ｄ）設備費が高い。

（３）ホットトップ鋳造法 ａ）鋳造モールドの構造上、ヘッダーの内面を鋳造モー
ルドの内面より張り出す必要があり、そのため溶湯が鋳
造モールドに不連続的に接触することになる。その結果
鋳肌直下の金属組織には、ヘッダーの張り出し儀に見、
合った偏析帯が見られる。

ｂ）　Ｎ肌はラッピングと呼ばれるホットトップ鋳造法
特有の凹凸肌となり、特に溶質濃度の高い高力系合金で
は鋳片を加工する前にこの部分を削り取る必要がある。

また５ＨＯＷＡ　ＰＲＯＣＥＳＳにおいても、供給する
気体流量と鋳片の表面肌の良否とは密接な関係があり、
例えば第７図に示すように、気体の流量が少ないと、鋳
片の表面はいわゆるガス肌となり、通常法と変わらなく
なる。また逆に気体の流Ｕが多すぎると、ガス加圧特有
の肌になり好ましくない、したがって気体の流量が一定
の範囲にはいるよ、う溶湯温度、モールド自溶湯高さ、
引抜速度を最適にコントロールしなければならず、操業
が難しい。

この発明は以上のような問題点を解消し、良質のアルミ
およびアルミ合金鋳片を安価な設備費で提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は上部耐火物の下方に密着して垂直に取り付け
られる銅モールドであって、モールドが複数個に分割さ
れたモールド片からなり、前記モ−ルド片のそれぞれの
内部には冷却水通路が設けてあり、かつ上部耐火物と該
モールド溶湯が接触する゛位置のモールド外周部に高周
波加熱コイルを装備したアルミおよびアルミ合金鋳片の
ホットトップ鋳造用銅モールドである。

〔作　用〕

高周波加熱コイルに高周波電流を流すと、上部耐火物と
モールド上部に接触する溶湯が誘導加熱により加熱され
るので、溶湯の凝固開始位置がモールドの下方へ移動す
る。そのため上部耐火物とモールド上部とが接触してい
る付近で表面欠陥が発生することはない、またモールド
は複数個のモールド片に分割さ・れているので、モール
ドに渦電流は流れない、したがってモールドが加熱され
て溶損することはない。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図および第２図により説明する
。第１図は鋳造中の上部耐火物およびモールドの縦方向
断面を示す、モールド１はヘッダー６に密着して埋め込
まれるよ、うに垂直に取り付けられる。そしてモールド
ｌは銅製であり、第２図の丸ビレットの場合のように複
数個のモールド片ｌａを周方向に連設したものからなっ
ている。複数個のモールド片１ａの各々の内部には、冷
却水用通路８が形成されている。冷却水はモールドｌの
上端のヘッダー６と接触する鍔の外縁に設けた給水口９
より、モールド片毎に給水管（図示せず）を介して給水
され、冷却水通路８を通り排水口１０より排出される。

排出された排水は、モールドの下端よりビレットの表面
を伝って下方へ落下することにより、ビレットを直接冷
却する。そしてモールド１とヘッダー６と溶湯２が接触
する位置のモールド外周部には、高周波加熱コイル１１
が装着されている。

Ｌ述したこの発明のアルミおよびアルミ合金鋳片のホッ
トトップ鋳造用銅モールドによれば、高周波加熱コイル
１１に、例えば１００ＫＨｚ程度の高周波電流を流すと
、モールド１内のヘッダー６に接触する部分にある溶湯
２が、誘導加熱により加熱されるので、溶湯２の凝固開
始位置がモールドの下方にずれる。そのためモールドｌ
とヘッダー６が接する部分での表面欠陥の発生を阻止す
ることができる。

また高周波加熱コイルｌｌに通電しても、モールドｌは
複数個のモールド片１ａに分割されていて。

モールド片ｉａ間の電気抵抗は大きいので、モールドに
渦電流は発生しにくい、したがってモールドｌはそれほ
ど加熱されず、溶損することはない、またモールドｌ内
の溶湯２の凝固開始位置をより確実に下げるため、第１
図のようにモールドｌをヘッダー６に埋め込むようにす
るのが好ましい。

なぜなら第８図のようにモールドｌをヘッダー６に埋め
込まない場合には、モールドｌとヘッダー６と溶湯２が
同時に接触する位置を効果的に加熱するのが難しいから
である。

〔発明の効果〕

この発明により１表面欠陥のないアルミおよびアルミ合
金鋳片を安価に鋳造することができるというさねめて有
用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のモールドの鋳造中の縦断面
図、第２図は本発明のモールドの斜視図、第３図はフロ
ート鋳造法の概念図、第４図は電磁場鋳造法の概念図、
第５図はホットトップ鋳造法の概念図、第６図は５ＨＯ
ＷＡ　ＰＲＯＣＥＳＳの概念図、第７図は５ＨＯＷＡ　
ＰＲＯＣＥＳＳにおける空気の流量、圧力と鋳肌の関係
を示すグラフ、第８図は本発明の他の実施例の縦断面図
である。 １・・・モールド、　ｌａ・・・モールド片、２・・・
溶湯、３・・・スパウト、４・・・フロート、５・・・
電磁誘導コイル、６・・・ヘッダー、７・・・すき間、
８・・・冷却水通路、９・・・給水口、１０・・・排水
口、Ｕ・・・高周波加熱コイル、１２・・・鋳片。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上部耐火物の下方に密着して垂直に取り付けられる銅モ
   ールドであつて、モールドが複数個に分割されたモール
   ド片からなり、前記モールド片のそれぞれの内部には冷
   却水通路が設けられており、かつ上部耐火物と該モール
   ドと溶湯が接触する位置のモールド外周部に高周波加熱
   コイルが装備されていることを特徴とするアルミおよび
   アルミ合金鋳片のホットトップ鋳造用銅モールド。