JPS63180352A - 任意の断面をもつ製品の立型鋳造において金属の自由面と鋳型との間の接触線レベルを調整する方法 - Google Patents
任意の断面をもつ製品の立型鋳造において金属の自由面と鋳型との間の接触線レベルを調整する方法Info
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- JPS63180352A JPS63180352A JP63005672A JP567288A JPS63180352A JP S63180352 A JPS63180352 A JP S63180352A JP 63005672 A JP63005672 A JP 63005672A JP 567288 A JP567288 A JP 567288A JP S63180352 A JPS63180352 A JP S63180352A
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- 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
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
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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】
本発明は、任意の断面をもつ製品の立型鋳造において、
金属の自由面と鋳型との間の接触線の高さを調節する方
法に係わる。
金属の自由面と鋳型との間の接触線の高さを調節する方
法に係わる。
鉄含有金属又はアルミニウムのごとき軽金属、及びそれ
らの合金の鋳造によって冶金学的半製品を製造する場合
には、これらの製品を後でシート、ワイヤ等に変形処理
する時に成る種の欠陥が生じるのを回避すべく、物理的
且つ化学的にできるだけ均買なインゴット、ビレット、
プレート等が得られるように配慮しなければならない。
らの合金の鋳造によって冶金学的半製品を製造する場合
には、これらの製品を後でシート、ワイヤ等に変形処理
する時に成る種の欠陥が生じるのを回避すべく、物理的
且つ化学的にできるだけ均買なインゴット、ビレット、
プレート等が得られるように配慮しなければならない。
しかるに、現在工業的に使用されている鋳造方法の大部
分においては、金属が液体状態から固体状態に変化する
時に多少とも大きな均質性欠陥が生じる。その本質的原
因は、鋳造製品の冷却条件が製品の部位によって異なる
ことにある。そのため、金属が鉛直方向で鋳型内に鋳込
まれ、鋳型を介して間接的に冷却され、次いで水により
直接冷却される立型鋳造法では、「−次皮質ＪＩＨ（ｐ
ｒｉｍａｒｙｃｏｒｔｉｃａｌ １ａｙｅｒ）」と称す
る外側層をもつ半製品が形成される。当該半製品の内部
とは異なる構造及び組成をもつ前記外側層は、鋳型との
接触による金属の間接的冷却の結果として生じる。
分においては、金属が液体状態から固体状態に変化する
時に多少とも大きな均質性欠陥が生じる。その本質的原
因は、鋳造製品の冷却条件が製品の部位によって異なる
ことにある。そのため、金属が鉛直方向で鋳型内に鋳込
まれ、鋳型を介して間接的に冷却され、次いで水により
直接冷却される立型鋳造法では、「−次皮質ＪＩＨ（ｐ
ｒｉｍａｒｙｃｏｒｔｉｃａｌ １ａｙｅｒ）」と称す
る外側層をもつ半製品が形成される。当該半製品の内部
とは異なる構造及び組成をもつ前記外側層は、鋳型との
接触による金属の間接的冷却の結果として生じる。
この層の形成を回避すべく、これまでにも、例えば仏国
特許明細書第１５０９９６２号に開示されているように
電磁鋳造において金属と鋳型との接触を回避させる方法
、又は鋳型との接触の高さを制限する方法などが提案さ
れてきた。
特許明細書第１５０９９６２号に開示されているように
電磁鋳造において金属と鋳型との接触を回避させる方法
、又は鋳型との接触の高さを制限する方法などが提案さ
れてきた。
接触の高さを制限する方法に関しては、本出願人名義の
仏画特許第２５７０３０４号に、金属の自由面と鋳型と
の間の接触線の高さを調節する方法が開示されている。
仏画特許第２５７０３０４号に、金属の自由面と鋳型と
の間の接触線の高さを調節する方法が開示されている。
この先行技術の方法は、強さが変化し得且つ鋳型の軸線
とほぼ平行な方向をもつ周期的磁界を凝固中の液体に作
用させることを特徴とする。この磁界の強さは所望のレ
ベルに応じて調整する。
とほぼ平行な方向をもつ周期的磁界を凝固中の液体に作
用させることを特徴とする。この磁界の強さは所望のレ
ベルに応じて調整する。
前述の方法を使用すると皮質層の厚みがほぼゼロになり
、滑らかな表皮が得られ、例えば＾Ｔ５Ｂのような精製
用物質を予め添加しなくても粒子が微細になる。この方
法は特にアルミニウムをベースとする円形断面の製品、
例えばビレットの製造に適している。
、滑らかな表皮が得られ、例えば＾Ｔ５Ｂのような精製
用物質を予め添加しなくても粒子が微細になる。この方
法は特にアルミニウムをベースとする円形断面の製品、
例えばビレットの製造に適している。
しかしながら、この方法は円形以外の断面をもつ製品、
特に大きな矩形プレートの製造に使用すると、ビレット
と同じ鋳造条件では、即ち磁界発生電気回路に鋳型から
等距離をおいてこの鋳型と同じ形状及び同じ高さの輪郭
を与えた場合には、磁界が製品の周縁全体にわたって均
等には作用しない。即ち、磁界が製品の小さい方の側面
に過剰に作用するため小さい側面が大きい側面より先に
鋳型から離れようとし、その結果小さい側面での接触線
レベルが大きい側面でのレベルより低くなる。しかるに
、仏画特許第２５７０３０４号に記述されているように
、鋳造製品の皮質層の厚みはこのレベルの位置に依存す
る。従って、この方法を任意の形状の断面をもつ製品の
製造に使用すると、皮質、ＮＩの厚みが変化し、その結
果不均質な製品が形成されることになる。
特に大きな矩形プレートの製造に使用すると、ビレット
と同じ鋳造条件では、即ち磁界発生電気回路に鋳型から
等距離をおいてこの鋳型と同じ形状及び同じ高さの輪郭
を与えた場合には、磁界が製品の周縁全体にわたって均
等には作用しない。即ち、磁界が製品の小さい方の側面
に過剰に作用するため小さい側面が大きい側面より先に
鋳型から離れようとし、その結果小さい側面での接触線
レベルが大きい側面でのレベルより低くなる。しかるに
、仏画特許第２５７０３０４号に記述されているように
、鋳造製品の皮質層の厚みはこのレベルの位置に依存す
る。従って、この方法を任意の形状の断面をもつ製品の
製造に使用すると、皮質、ＮＩの厚みが変化し、その結
果不均質な製品が形成されることになる。
本出願人は、この皮質層の厚みだけでなく、粒子の細か
さ及び表皮の滑らかさにおける不均等の問題を解消すべ
く新規の方法を開発した。この方法は前記仏画特許の方
法を改良して、金属の周縁の少なくとも一部分にわたっ
て作用する磁界を変化させるようにしたことを特徴とす
る。
さ及び表皮の滑らかさにおける不均等の問題を解消すべ
く新規の方法を開発した。この方法は前記仏画特許の方
法を改良して、金属の周縁の少なくとも一部分にわたっ
て作用する磁界を変化させるようにしたことを特徴とす
る。
従って、磁界が所定時点で金属の周縁全体にわたって均
等に作用し且つ接触レベルを所望の高さに調節すべくこ
の磁界全体を経時的に変化させ得る前記先行特許とは異
なり、本発明では金属に作用する磁界の値が所定時点で
金属の周縁全体にわたって同等ではなく、前記周縁の１
つ以上の部分で変化する。
等に作用し且つ接触レベルを所望の高さに調節すべくこ
の磁界全体を経時的に変化させ得る前記先行特許とは異
なり、本発明では金属に作用する磁界の値が所定時点で
金属の周縁全体にわたって同等ではなく、前記周縁の１
つ以上の部分で変化する。
このような変化は特に下記の３つの方法によって得られ
るニ ー 電気回路と鋳型との間の距離を変える。レベルを高
くしたい周縁部分に関してはこの距離を大きくし、レベ
ルを下げたい周縁部分に関してはこの距離を小さくする
。矩形断面をもつ鋳型の場合には、鋳型の小さい方の側
面と回路との間の距離を増加させるのが好ましい。この
増加の程度は、鋳型の大きい方の側面と回路との間の距
離の１〜２倍にし得る。大きい側面と回路との間の距離
は鋳造の開操作の基準として固定しておく。
るニ ー 電気回路と鋳型との間の距離を変える。レベルを高
くしたい周縁部分に関してはこの距離を大きくし、レベ
ルを下げたい周縁部分に関してはこの距離を小さくする
。矩形断面をもつ鋳型の場合には、鋳型の小さい方の側
面と回路との間の距離を増加させるのが好ましい。この
増加の程度は、鋳型の大きい方の側面と回路との間の距
離の１〜２倍にし得る。大きい側面と回路との間の距離
は鋳造の開操作の基準として固定しておく。
−鋳型に対する回路の位置を高さ方向で変える。
即ち、鋳型との間の接触線レベルを最低にする最適高さ
を決定したら、他の条件は変えずに、高くしたい周縁部
分に面する回路部分を上又は下に移動させる。この移動
は回路自体の高さの半分以下の距離にわたって行うよう
にするのが好ましい。
を決定したら、他の条件は変えずに、高くしたい周縁部
分に面する回路部分を上又は下に移動させる。この移動
は回路自体の高さの半分以下の距離にわたって行うよう
にするのが好ましい。
矩形断面をもつ鋳型の場合には、前記移動を小さい側面
に面する回路部分だけに限定してもよい。
に面する回路部分だけに限定してもよい。
−回路のプロフィルの形状を変える。この操作は好まし
くは鋳型と対向するプロフィル側面に限定して行う。こ
のプロフィル側面は直線形状の代わりに、方向が交互に
変わる又は変わらない１つ以上の曲線を直線部分と共に
含むか、又は一部分が鉛直であり残りの部分が傾斜して
いるような直線部分のみを含み得る。前記傾斜部分は鉛
直線に対して４５°以下の角度で鋳型の側面から遠ざか
るように延びるのが好ましい。
くは鋳型と対向するプロフィル側面に限定して行う。こ
のプロフィル側面は直線形状の代わりに、方向が交互に
変わる又は変わらない１つ以上の曲線を直線部分と共に
含むか、又は一部分が鉛直であり残りの部分が傾斜して
いるような直線部分のみを含み得る。前記傾斜部分は鉛
直線に対して４５°以下の角度で鋳型の側面から遠ざか
るように延びるのが好ましい。
矩形鋳型の場合には、鋳型と対向するプロフィル側面が
直線的であり且つ鋳型の大きい方の側面に対して鉛直で
あるような回路を用いる方法を使用するのが好ましい。
直線的であり且つ鋳型の大きい方の側面に対して鉛直で
あるような回路を用いる方法を使用するのが好ましい。
前記プロフィルは、鋳型の小さい側面と対向する側面も
直線的にし、但し上方に鉛直部分を下方に傾斜部分を含
むようにすることもできる。
直線的にし、但し上方に鉛直部分を下方に傾斜部分を含
むようにすることもできる。
但し、鋳型の小さい側面に対向するプロフィル部分が鉛
直であり、大きい側面に対向する側面が上方傾斜部分と
下方鉛直部分とを含むような回路も使用できる。
直であり、大きい側面に対向する側面が上方傾斜部分と
下方鉛直部分とを含むような回路も使用できる。
これら３つの方法は別個に使用し得るが、互いに組み合
わせて、又は例えば小さい方の側面で鋳型の高さを高く
するといった別の方法と組み合わせて使用することもで
きる。
わせて、又は例えば小さい方の側面で鋳型の高さを高く
するといった別の方法と組み合わせて使用することもで
きる。
エナメル皮膜で被覆した銅のワイヤからなるコイル、例
えば仏画特許第２５０７３０４号に記載のごときコイル
は本発明の方法には明らかに不向きである。そこで本発
明は、距離の調整、高さ方向位置の変更及びプロフィル
形状の変更が可能な可変性電気回路も提供する。
えば仏画特許第２５０７３０４号に記載のごときコイル
は本発明の方法には明らかに不向きである。そこで本発
明は、距離の調整、高さ方向位置の変更及びプロフィル
形状の変更が可能な可変性電気回路も提供する。
この回路は、鋳造製品の形状に適合し得る細長い脱着式
部材の可変性アセンブリからなる。これらの部材は不連
続部分が存在する地点を除いて互いに電気的に接続され
、この不連続部分の両側に電流源への接続頭載が配置さ
れる。
部材の可変性アセンブリからなる。これらの部材は不連
続部分が存在する地点を除いて互いに電気的に接続され
、この不連続部分の両側に電流源への接続頭載が配置さ
れる。
回路と鋳型との間の距離のみを変化させたい場合には、
前記部材は直線状又は曲線状で、矩形又は正方形の断面
を有し得、同一水平面上に配置され得０、これらの部材
を異なる方向に配置すれば鋳造製品の輪郭と類似の輪郭
が形成され且つこれら部材の先端を相対的に移動させる
ことによって所望の距離が得られるように相互接続され
る。
前記部材は直線状又は曲線状で、矩形又は正方形の断面
を有し得、同一水平面上に配置され得０、これらの部材
を異なる方向に配置すれば鋳造製品の輪郭と類似の輪郭
が形成され且つこれら部材の先端を相対的に移動させる
ことによって所望の距離が得られるように相互接続され
る。
回路の高さ方向位置のみを変えたい場合にも、前記部材
は前述のごとき形態を有し得るが、この場合は少なくと
も２つの水平面上に配置する。
は前述のごとき形態を有し得るが、この場合は少なくと
も２つの水平面上に配置する。
回路のプロフィルの形状を変えたい場合には、適当なプ
ロフィルの部材を前述のごとく接続して回路を形成し得
る。
ロフィルの部材を前述のごとく接続して回路を形成し得
る。
これらの部材に流れる電流の強さとその結果生じるジュ
ール効果とに応じて冷却システムを構成することもでき
る。その場合には、例えば前記部材を中空にしてその中
を冷却液が循環し得るようにする。
ール効果とに応じて冷却システムを構成することもでき
る。その場合には、例えば前記部材を中空にしてその中
を冷却液が循環し得るようにする。
前記部材の相互接続は、部材間の接触電気抵抗を適切な
レベルに維持しながら回路を可変性にして任意に収縮で
きるようにするための、当業者に公知の任意の方法で実
施し得る。これは、例えばネジの挿入が可能な細長い形
状の開口を備えた部材の端部に配置されるネジ及びナツ
トからなる連結システムであってよく、又は挟持部材、
ジヤツキ、ショルダもしくはほぞ穴／はぞを介する組立
て等のごとき任意のシステムであり得る。
レベルに維持しながら回路を可変性にして任意に収縮で
きるようにするための、当業者に公知の任意の方法で実
施し得る。これは、例えばネジの挿入が可能な細長い形
状の開口を備えた部材の端部に配置されるネジ及びナツ
トからなる連結システムであってよく、又は挟持部材、
ジヤツキ、ショルダもしくはほぞ穴／はぞを介する組立
て等のごとき任意のシステムであり得る。
以下、添付図面に基づき、非限定的具体例を挙げて本発
明をより詳細に説明する。
明をより詳細に説明する。
第１図には、矩形断面をもつ鋳を１と、ショルダを有す
る部材４の端部に配置された２つの細長い部材３からな
る回路２とが示されている。部材４は、部材３の端部に
設けられた細長い開ロアの中に配置されるボルドーナツ
トシステム６を介して、鋳型の小さい側面と回路との間
の距離を増加させるべく矢印５方向に移動し得る。
る部材４の端部に配置された２つの細長い部材３からな
る回路２とが示されている。部材４は、部材３の端部に
設けられた細長い開ロアの中に配置されるボルドーナツ
トシステム６を介して、鋳型の小さい側面と回路との間
の距離を増加させるべく矢印５方向に移動し得る。
部材３及び部材４の対向し合う端部の間は電気第２図に
は部材３の先端を支持すショルダ９を備えた部材４部分
が示されている。これらの部材はボルドーナツトシステ
ム６によって互に接続される。前記ショルダは同じ断面
をもつ部材３及び部材４が同一水平面に位置するように
形成される。
は部材３の先端を支持すショルダ９を備えた部材４部分
が示されている。これらの部材はボルドーナツトシステ
ム６によって互に接続される。前記ショルダは同じ断面
をもつ部材３及び部材４が同一水平面に位置するように
形成される。
第３図では部材４に設けられたショルダ１０の高さが第
２図のショルダより大きく、そのため部材３がこれにボ
ルドーナツトシステム６を介して接続される部材４とは
異なる平面上に配置される。
２図のショルダより大きく、そのため部材３がこれにボ
ルドーナツトシステム６を介して接続される部材４とは
異なる平面上に配置される。
第４図では部材４が、鋳型と対向するプロフィル側面に
、上方鉛直部分１１と下方傾斜部分１２とを含んでいる
。
、上方鉛直部分１１と下方傾斜部分１２とを含んでいる
。
本発明が更に良く理解されるように、以下に実施例を挙
げる。
げる。
１０５０＋ｎｍ ｘ ４６０ｍｍの矩形鋳型に、４つの
銅製部材からなる本発明の回路を具備した。前記部材は
断面櫃が２０００ｍｍ２であり、４つの部材のうち２つ
が１１７７ｍｍの長さを有し、残りの２つが６３４ｍｍ
の長さを有する。
銅製部材からなる本発明の回路を具備した。前記部材は
断面櫃が２０００ｍｍ２であり、４つの部材のうち２つ
が１１７７ｍｍの長さを有し、残りの２つが６３４ｍｍ
の長さを有する。
短い方の部材は先端にショルダを有する。これを、鋳型
と長い方の部材との間の距離が２０ｍｍ、ｎ型と短い方
の部材との間の距離が３５ ｍ ｍになるように、第２
図の方法で大きい方の部材と接続した。
と長い方の部材との間の距離が２０ｍｍ、ｎ型と短い方
の部材との間の距離が３５ ｍ ｍになるように、第２
図の方法で大きい方の部材と接続した。
このようにして構成された矩形の頂点の１つに位置する
部材の端部に給電領域を設け、これら端部を互に絶縁し
た。
部材の端部に給電領域を設け、これら端部を互に絶縁し
た。
このような鋳型を用いてアルミニウム・アソシ工−ショ
ンの基準による１０５０タイプのアルミニウム合金のプ
レートを鋳造成形した。回路の端子電圧は５．２８ボル
トにした。得られた製品は完全に均買であった。
ンの基準による１０５０タイプのアルミニウム合金のプ
レートを鋳造成形した。回路の端子電圧は５．２８ボル
トにした。得られた製品は完全に均買であった。
本発明は皮ＪＭ層の厚みが薄く、粒子が紺かく、且つ表
皮が滑らかな鋳造製品の製造に使用される。
皮が滑らかな鋳造製品の製造に使用される。
第１図は矩形断面をもつ鋳型を包囲する回路の水平断面
図であり、この回路と鋳型との間の距離を変、化させる
ことができる。第２図は回路と鋳型との間の距離を変化
させたい場合の２つの部材の接続を詳細に示す斜視図、
第３図は前記回路の成る部材の高さ方向位置を変えたい
場合の２つの部材間の接続を示す斜視図、第４図は一方
の部材のプロフィル分変化させたい場合の２つの部材の
接続を示す斜視図である。 １・・・・・・鋳型、２・・・・・・電気回路、６・・
・・・・ポルド−ナツＩ・システム、９，１ｏ・・・・
・・ショルダ。 ＦＩＧ、２
図であり、この回路と鋳型との間の距離を変、化させる
ことができる。第２図は回路と鋳型との間の距離を変化
させたい場合の２つの部材の接続を詳細に示す斜視図、
第３図は前記回路の成る部材の高さ方向位置を変えたい
場合の２つの部材間の接続を示す斜視図、第４図は一方
の部材のプロフィル分変化させたい場合の２つの部材の
接続を示す斜視図である。 １・・・・・・鋳型、２・・・・・・電気回路、６・・
・・・・ポルド−ナツＩ・システム、９，１ｏ・・・・
・・ショルダ。 ＦＩＧ、２
Claims (19)
- （１）任意の断面をもつ製品の立型連続鋳造において金
属の自由面と鋳型との間の接触線レベルを調整する方法
であり、鋳型を包囲する電気回路を用いて、強さが変化
し得且つ鋳型の軸線とほぼ平行な方向をもつ周期的磁界
を凝固中の液体金属に作用させ、この磁界の強さを所望
レベルに合わせて調節することからなり、金属の周縁の
少なくとも一部分にわたって磁界の作用を変化させるこ
とを特徴とする方法。 - （２）磁界を変化させるために、回路及び鋳型間の距離
を少なくとも金属の周縁の一部分にわたって変化させる
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）磁界を変化させるために、鋳型に対する回路の高
さ方向位置を少なくとも金属の周縁の一部分にわたって
変化させ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。 - （４）磁界を変化させるために、回路のプロフィルの形
状を少なくとも金属の周縁の一部分にわたって変化させ
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
。 - （５）当該部分のレベルを上げるために前記距離を増大
させることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
方法。 - （６）矩形断面の鋳型の場合は前記距離の増加を小さい
側面に対向して行うことを特徴とする特許請求の範囲第
５項に記載の方法。 - （７）前記距離の増加を、鋳型の大きい側面と回路との
間の距離の１〜２倍の割合で行うことを特徴とする特許
請求の範囲第６項に記載の方法。 - （８）前記高さ方向位置の変更を、回路自体の高さの半
分以下の距離にわたって行うことを特徴とする特許請求
の範囲第３項に記載の方法。 - （９）矩形断面の鋳型では、鋳型の小さい側面に対向す
る回路部分の高さ方向位置を変えることを特徴とする特
許請求の範囲第８項に記載の方法。 - （１０）前記プロフィルの形状を、鋳型に対向するプロ
フィル側面に限定して変化させることを特徴とする特許
請求の範囲第４項に記載の方法。 - （１１）前記プロフィル側面の傾斜を少なくともその長
さの一部分にわたって変えることを特徴とする特許請求
の範囲第１０項に記載の方法。 - （１２）前記傾斜が鉛直線に対して４５°以下であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の方法。 - （１３）前記傾斜を前記プロフィル側面が鋳型から遠ざ
かるように形成することを特徴とする特許請求の範囲第
１１項に記載の方法。 - （１４）矩形鋳型において、前記傾斜を鋳型の小さい側
面に対向する前記プロフィル側面の下方に位置する長さ
の部分に限定することを特徴とする特許請求の範囲第１
３項に記載の方法。 - （１５）矩形鋳型において、前記傾斜を鋳型の大きい側
面に対向する前記プロフィル側面の上方に位置する長さ
の部分に限定することを特徴とする特許請求の範囲第１
３項に記載の方法。 - （１６）特許請求の範囲第１項に記載の方法に使用し得
る電気回路であって、製品の形状に適合できる細長い脱
着式部材の可変性アセンブリからなり、これらの部材が
電気的不連続部分の存在する回路地点を除いて互いに電
気的に接続され、この電気的不連続部分の両側に電流源
との接続領域が配置されることを特徴とする電気回路。 - （１７）前記部材が互いに異なる長さ及び／又はプロフ
ィル断面を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
６項に記載の回路。 - （１８）前記部材が冷却されることを特徴とする特許請
求の範囲第１６項に記載の回路。 - （１９）前記部材が互いに異なる平面上に配置されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１６項に記載の回路。
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