JPS63273553A - 中空ビレツトの製造方法および装置 - Google Patents
中空ビレツトの製造方法および装置Info
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- JPS63273553A JPS63273553A JP62107749A JP10774987A JPS63273553A JP S63273553 A JPS63273553 A JP S63273553A JP 62107749 A JP62107749 A JP 62107749A JP 10774987 A JP10774987 A JP 10774987A JP S63273553 A JPS63273553 A JP S63273553A
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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
- B22D11/006—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of tubes
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〕
本発明は非鉄金属特に種々の合金組成のアルミニウム溶
湯を上部耐火物の溶湯保持部の一方向より水平に供給し
ビレットを製造する縦型半連続鋳造方法(ホットトップ
鋳造方式)の改良に関するもので、中空ビレットを安全
に製造する方法および装置を提供するものである。
湯を上部耐火物の溶湯保持部の一方向より水平に供給し
ビレットを製造する縦型半連続鋳造方法(ホットトップ
鋳造方式)の改良に関するもので、中空ビレットを安全
に製造する方法および装置を提供するものである。
従来非鉄金属、例えばアルミニウムおよびアルミニウム
合金などのビレットの鋳造方式としてはホットトップ鋳
造方式およびダイレクトチルキャスティング方式がある
。ホットトップ鋳造方式は特公昭54−42847号な
どで知られているが、このホットトップ鋳造方式は、上
部耐火物付近に多量の溶湯を保持し、下部の水冷鋳型に
より凝固させてビレットするものである。
合金などのビレットの鋳造方式としてはホットトップ鋳
造方式およびダイレクトチルキャスティング方式がある
。ホットトップ鋳造方式は特公昭54−42847号な
どで知られているが、このホットトップ鋳造方式は、上
部耐火物付近に多量の溶湯を保持し、下部の水冷鋳型に
より凝固させてビレットするものである。
この方式は内部欠陥のない高品質のビレットを製造する
方法としては主に押出用ビレットの製造に用いられてい
るが、その形状は中実ビレットに限られている。
方法としては主に押出用ビレットの製造に用いられてい
るが、その形状は中実ビレットに限られている。
押出用ビレットは、マンドレル押出による管の製造では
、中空ビレットを使用した方が歩留りなどの点で有利で
あることから中空ビレットの製造方法の確立が強く要求
されている。上記のホットトップ鋳造方式により中空ビ
レットを製造する試みも行なわれているが、この方式に
おいては上部耐火物付近に多量の溶湯が保持されている
ことが特徴であり、ビレットの凝固過程では中空部分に
凝固収縮が生じ中子鋳型は常にビレットに引込まれる力
が加わり、冷却水の上から多量の溶湯が覆い被さり水蒸
気爆発を起こすおそれがあり、実用化はされない。
、中空ビレットを使用した方が歩留りなどの点で有利で
あることから中空ビレットの製造方法の確立が強く要求
されている。上記のホットトップ鋳造方式により中空ビ
レットを製造する試みも行なわれているが、この方式に
おいては上部耐火物付近に多量の溶湯が保持されている
ことが特徴であり、ビレットの凝固過程では中空部分に
凝固収縮が生じ中子鋳型は常にビレットに引込まれる力
が加わり、冷却水の上から多量の溶湯が覆い被さり水蒸
気爆発を起こすおそれがあり、実用化はされない。
一方ダイレクトチルキャスティング方式により中空ビレ
ット製造の試みもなされているが、この方式の場合溶湯
面レベル調節のための可動部分のフローティングディス
トリビニ−ターやスパウトなどによりアルミニウム溶湯
の乱流が引起こされ、不可避的に発生する酸化物が中空
ビレット中に混入し品質が低下するおそれがあった。
ット製造の試みもなされているが、この方式の場合溶湯
面レベル調節のための可動部分のフローティングディス
トリビニ−ターやスパウトなどによりアルミニウム溶湯
の乱流が引起こされ、不可避的に発生する酸化物が中空
ビレット中に混入し品質が低下するおそれがあった。
本発明は上記の問題について検討の結果中空ビレットを
安全に、しかも内部欠陥のない高品質の中空ビレットを
安定して製造できる方法および装置を開発したものであ
る。
安全に、しかも内部欠陥のない高品質の中空ビレットを
安定して製造できる方法および装置を開発したものであ
る。
本発明は上記の問題に鑑みなされたものでその第1発明
は上部に耐火物の断熱部分を持ち、下部に水冷部分とそ
の中間部に潤滑界面を形成させるための潤滑油供給口を
組合わせた鋳型により、溶湯を上部耐火物の溶湯保持部
の一方向より水平に供給して冷却する縦型半連続鋳造方
法において、鋳型の中心に中子鋳型を配置し、該中子鋳
型の先端を、溶湯が鋳型外周部からの冷却水などによる
熱抽出により進行する凝固先端部より充分に長くして、
中子先端により内径の凝固先端を拘束することにより中
空部を形成させることを特徴とする中空ビレットの製造
方法であり、また第2発明は上部に耐火物の断熱部分を
持ち、下部に水冷部分とその中間部に潤滑界面を形成さ
せるための潤滑油供給口を組合わせた鋳型により、溶湯
を上部を耐火物の溶湯保持部の一方向より水平に供給し
て冷却する縦型半連続鋳造装置において鋳型の中心に中
子鋳型を、その先端を、溶湯が鋳型外周部からの冷却水
などによる熱抽出により進行する凝固先端部分より充分
に長くして配置したことを特徴とする中空ビレット製造
装置である。
は上部に耐火物の断熱部分を持ち、下部に水冷部分とそ
の中間部に潤滑界面を形成させるための潤滑油供給口を
組合わせた鋳型により、溶湯を上部耐火物の溶湯保持部
の一方向より水平に供給して冷却する縦型半連続鋳造方
法において、鋳型の中心に中子鋳型を配置し、該中子鋳
型の先端を、溶湯が鋳型外周部からの冷却水などによる
熱抽出により進行する凝固先端部より充分に長くして、
中子先端により内径の凝固先端を拘束することにより中
空部を形成させることを特徴とする中空ビレットの製造
方法であり、また第2発明は上部に耐火物の断熱部分を
持ち、下部に水冷部分とその中間部に潤滑界面を形成さ
せるための潤滑油供給口を組合わせた鋳型により、溶湯
を上部を耐火物の溶湯保持部の一方向より水平に供給し
て冷却する縦型半連続鋳造装置において鋳型の中心に中
子鋳型を、その先端を、溶湯が鋳型外周部からの冷却水
などによる熱抽出により進行する凝固先端部分より充分
に長くして配置したことを特徴とする中空ビレット製造
装置である。
以下に本発明を図面を用いて説明する。
第1図においてアルミニウム合金溶湯(1)は図示しな
い溶解保持炉、溶湯フィルターラインを経由して鋳造ト
ラフ(2)に導かれる。鋳造トラフは鋳型上部耐火物(
3)の溶湯保持部(4)に直接に接続され、溶湯はフロ
ティングディストリビニ−ターやスパウトなどの場面レ
ベル調節のための可動部分なしに、直接に上部耐火物の
溶湯保持部流入口(5)より水平に供給される。上部耐
火物に供給された溶湯は凝固の進行とともに逐次下降し
、断熱部下部の水冷金属部分(6)に接触することによ
り外側より凝固殻(7)の形成が開始され、それを厚化
しつつ水冷金属下端に引出され、更に冷却水(8)の直
接冷却によって凝固が進行する。凝固開始点は常に耐火
物の溶湯保持部の下部であるために、上部耐火物(3)
と水冷金属部分(6)の間には潤滑界面を形成させるた
めの潤滑供給口(9)が必要とされる。中空部分を形成
するための中子鋳型OIは、サポートバー0りにより鋳
型の中央部に位置するように上部耐火物(3)に固定さ
れるが、外側よりの直接冷却により進行する凝固先端よ
り充分に長い中子鋳型の存在により、中央部の凝固殻は
拘束されて中空部分0りが形成される0本発明において
使用される中空鋳型の形状は下方が小径となるようなテ
ーパーを持つもので材質としては、マリナイト(商品名
:ジョーンズマンビル社製)、ルミボード−L(商品名
:ニチアス社製)、レセパル(商品名:朝日石綿社製)
などのような耐火物或いは黒鉛、窒化ケイ素などが使用
できる。中子鋳型の構造は第1図に示すように耐火物或
いは黒鉛などの一体構造としてもよく、また第2図に示
すように上部に耐火物中子0■、下部に黒鉛、中子00
或いは窒化ケイ素、炭化ケイ素などを用いる二重構造と
してもよい0本発明の目的とする溶湯レベル調節機構を
持たないホットトップ鋳造力による中空ビレット製造の
ためには、上部に耐火物、下部に黒鉛などを組合わせた
構造のものの方が、溶湯レベル変動の影響を受は難く、
さらに下部の黒鉛などの潤滑作用により鋳肌が美麗に製
造できる。
い溶解保持炉、溶湯フィルターラインを経由して鋳造ト
ラフ(2)に導かれる。鋳造トラフは鋳型上部耐火物(
3)の溶湯保持部(4)に直接に接続され、溶湯はフロ
ティングディストリビニ−ターやスパウトなどの場面レ
ベル調節のための可動部分なしに、直接に上部耐火物の
溶湯保持部流入口(5)より水平に供給される。上部耐
火物に供給された溶湯は凝固の進行とともに逐次下降し
、断熱部下部の水冷金属部分(6)に接触することによ
り外側より凝固殻(7)の形成が開始され、それを厚化
しつつ水冷金属下端に引出され、更に冷却水(8)の直
接冷却によって凝固が進行する。凝固開始点は常に耐火
物の溶湯保持部の下部であるために、上部耐火物(3)
と水冷金属部分(6)の間には潤滑界面を形成させるた
めの潤滑供給口(9)が必要とされる。中空部分を形成
するための中子鋳型OIは、サポートバー0りにより鋳
型の中央部に位置するように上部耐火物(3)に固定さ
れるが、外側よりの直接冷却により進行する凝固先端よ
り充分に長い中子鋳型の存在により、中央部の凝固殻は
拘束されて中空部分0りが形成される0本発明において
使用される中空鋳型の形状は下方が小径となるようなテ
ーパーを持つもので材質としては、マリナイト(商品名
:ジョーンズマンビル社製)、ルミボード−L(商品名
:ニチアス社製)、レセパル(商品名:朝日石綿社製)
などのような耐火物或いは黒鉛、窒化ケイ素などが使用
できる。中子鋳型の構造は第1図に示すように耐火物或
いは黒鉛などの一体構造としてもよく、また第2図に示
すように上部に耐火物中子0■、下部に黒鉛、中子00
或いは窒化ケイ素、炭化ケイ素などを用いる二重構造と
してもよい0本発明の目的とする溶湯レベル調節機構を
持たないホットトップ鋳造力による中空ビレット製造の
ためには、上部に耐火物、下部に黒鉛などを組合わせた
構造のものの方が、溶湯レベル変動の影響を受は難く、
さらに下部の黒鉛などの潤滑作用により鋳肌が美麗に製
造できる。
上記の黒鉛などは、「むく」のものでなくともよく中空
、或いは外張りとすることにより黒鉛を節約でき経済的
である地熱容量が小さくなるためにビレットの内径が均
一に製造できる効果がある。
、或いは外張りとすることにより黒鉛を節約でき経済的
である地熱容量が小さくなるためにビレットの内径が均
一に製造できる効果がある。
さらに本発明においては上記の中子鋳型により中空ビレ
ットの内面を形成した後、中子鋳型の下方に別に水冷装
置を設けてビレット内面を冷却することも可能である。
ットの内面を形成した後、中子鋳型の下方に別に水冷装
置を設けてビレット内面を冷却することも可能である。
本発明は特別の冷却を行なわない中子鋳型をズンブ(4
!固先端)より更に長く突き出して外側からの凝固進行
に対して例えば黒鉛部先端により凝固先端を拘束に中空
部分を形成させることを最大の特徴とするもので、中子
鋳型は水冷による冷却を行なわないためホロー内側の鋳
肌が平滑で美麗なビレットが製造できる。また万一ホロ
ー内で湯漏れが発生しても水蒸気爆発は起らず安全上の
問題がない、最終凝固部がホロー内側となるための、凝
固収縮巣やボイドなどの欠陥が発生したとしても内側に
のみ発生するので製品としての価値低下が少ない、さら
に上部耐火物に溶湯を多量に保持することができるので
ポット内溶湯レベルの変動が少ないなど多くのメリット
を有するものである。
!固先端)より更に長く突き出して外側からの凝固進行
に対して例えば黒鉛部先端により凝固先端を拘束に中空
部分を形成させることを最大の特徴とするもので、中子
鋳型は水冷による冷却を行なわないためホロー内側の鋳
肌が平滑で美麗なビレットが製造できる。また万一ホロ
ー内で湯漏れが発生しても水蒸気爆発は起らず安全上の
問題がない、最終凝固部がホロー内側となるための、凝
固収縮巣やボイドなどの欠陥が発生したとしても内側に
のみ発生するので製品としての価値低下が少ない、さら
に上部耐火物に溶湯を多量に保持することができるので
ポット内溶湯レベルの変動が少ないなど多くのメリット
を有するものである。
しかして本発明の実施に当って上記の中子鋳型の先端は
溶湯の凝固先端部より30m以上長くするもので、これ
未満であると湯漏れのおそれがあり、また余り長いと経
済的に不利である。またビレットの降下速度、冷却水量
、溶湯温度などの鋳造条件もビレットの品質に関係する
ので調整が必要であり、溶湯の種類によって若干具なる
がビレットの降下速度は50M/min〜120mm/
sin、冷却水量150 j! /min〜3501
/win、溶湯温度は680℃〜700℃が適当である
。
溶湯の凝固先端部より30m以上長くするもので、これ
未満であると湯漏れのおそれがあり、また余り長いと経
済的に不利である。またビレットの降下速度、冷却水量
、溶湯温度などの鋳造条件もビレットの品質に関係する
ので調整が必要であり、溶湯の種類によって若干具なる
がビレットの降下速度は50M/min〜120mm/
sin、冷却水量150 j! /min〜3501
/win、溶湯温度は680℃〜700℃が適当である
。
また本発明の実施に際しては、第3図に示すように、本
発明の鋳造装置を多数配置しておき(図示は阻1〜N[
14までの4台)湯溜OSを介して樋06)より溶湯を
上部耐火物の溶湯保持部の一方向より供給して同時に多
数本のビレットを鋳造できる。
発明の鋳造装置を多数配置しておき(図示は阻1〜N[
14までの4台)湯溜OSを介して樋06)より溶湯を
上部耐火物の溶湯保持部の一方向より供給して同時に多
数本のビレットを鋳造できる。
以下に本発明の一実施例について説明する。
実施例1
本実施例はJIS 6061合金の外径410anφ、
内径120m5の中空ビレットを製造した場合を示す。
内径120m5の中空ビレットを製造した場合を示す。
使用した第1図の装置構成を説明すると、調合金製の内
径420■、鋳型長さ75mで、上端より1、0 m下
部に潤滑油供給のためのスリットを持つ外側水冷鋳型の
上部に、溶湯保持のためにマリナイトの断熱部(3)を
積重ねた。この断熱部には、一方向に水平よりの溶湯流
人経路(5)を設けである。
径420■、鋳型長さ75mで、上端より1、0 m下
部に潤滑油供給のためのスリットを持つ外側水冷鋳型の
上部に、溶湯保持のためにマリナイトの断熱部(3)を
積重ねた。この断熱部には、一方向に水平よりの溶湯流
人経路(5)を設けである。
中子0ωは黒鉛製の一体構造で、全長400III11
、テーパー角度5.5°のものを断熱部の上部よりサポ
ートバーにて支持、固定した。
、テーパー角度5.5°のものを断熱部の上部よりサポ
ートバーにて支持、固定した。
鋳造条件は、降下速度Tow/win、冷却水量260
1 /sin、溶湯温度685℃とした。
1 /sin、溶湯温度685℃とした。
実施例1によると、上部耐火物に多量の溶湯が存在して
いるにもかかわらず、水冷中子鋳型を使用しないことに
より、ホットトップ鋳造力による中空ビレットの製造が
安全にしかも比較的容易に行なえる。
いるにもかかわらず、水冷中子鋳型を使用しないことに
より、ホットトップ鋳造力による中空ビレットの製造が
安全にしかも比較的容易に行なえる。
実施例2
実施例2においては、JIS 6063合金の外径35
0閣φ内径120sφの中空ビレットを製造した場合を
示す。
0閣φ内径120sφの中空ビレットを製造した場合を
示す。
使用した装置構成は、第2図に示すものでアルミ合金製
の内径360a*、鋳型長さ75++aの外側水冷鋳型
と、上部にマリナイト製断熱部00)をもつ黒鉛製の中
子θ0を組合せたものである。
の内径360a*、鋳型長さ75++aの外側水冷鋳型
と、上部にマリナイト製断熱部00)をもつ黒鉛製の中
子θ0を組合せたものである。
鋳造条件は、降下速度80m++/ll1in、冷却水
量230I1./n+in、溶渇温度6溶湯°Cとした
。
量230I1./n+in、溶渇温度6溶湯°Cとした
。
実施例2によると、湯面レベル11節のための可動部分
を介さずに水平に供給するホットトップ鋳造法固有の不
可避的な溶湯レベル変動の影響を受けずに、中空ビレッ
トの製造が比較的容易に安全に行なえるとともに、得ら
れたビレットを使用した抽出管を鏡面加工したところ、
ビレット内部に酸化物や欠陥等の混入がなく、一般的な
中実ホットトップ鋳造ビレットと同一の品質を有するこ
とが確認された。
を介さずに水平に供給するホットトップ鋳造法固有の不
可避的な溶湯レベル変動の影響を受けずに、中空ビレッ
トの製造が比較的容易に安全に行なえるとともに、得ら
れたビレットを使用した抽出管を鏡面加工したところ、
ビレット内部に酸化物や欠陥等の混入がなく、一般的な
中実ホットトップ鋳造ビレットと同一の品質を有するこ
とが確認された。
実施例3
実施例3においては、JIS 5052合金の外径41
0雛φ内径220閣φの中空ビレットを製造した場合を
示す。
0雛φ内径220閣φの中空ビレットを製造した場合を
示す。
使用した装置構成は第2図に示すアルミ合金製の内径4
20mm、鋳型長き75m++の外側水冷鋳型と、上部
にマリナイト製断熱部aωをもつ窒化ケイ素製の中子0
0を組合せたものである。
20mm、鋳型長き75m++の外側水冷鋳型と、上部
にマリナイト製断熱部aωをもつ窒化ケイ素製の中子0
0を組合せたものである。
鋳造条件は、降下速度100m/sin、冷却水量20
01 /ll1inS?1j湯温度680°Cとした。
01 /ll1inS?1j湯温度680°Cとした。
実施例3において、ホットトップ鋳造における中空ビレ
ットの製造が容易に安全に行なえるとともに、定常凝固
部においては中空部の内面が非常に平滑な中空ビレット
が得られた。
ットの製造が容易に安全に行なえるとともに、定常凝固
部においては中空部の内面が非常に平滑な中空ビレット
が得られた。
(発明の効果)
本発明によれば、溶湯レベル調節のための可動部分がな
く、水平に溶湯を供給するホットトップ鋳造法により、
中空ビレットを安全にしかも内部欠陥のない高品質の中
空ビレットを安定して製造できるもので工業上極めて顕
著な効果を発揮するものである。 ”
く、水平に溶湯を供給するホットトップ鋳造法により、
中空ビレットを安全にしかも内部欠陥のない高品質の中
空ビレットを安定して製造できるもので工業上極めて顕
著な効果を発揮するものである。 ”
第1図および第2図は本発明に係る鋳造装置の一具体例
を示す縦断面図、第3図は本発明の製造例を示す模式図
である。 1・・・溶湯、 2・・・鋳造トラフ、 3・・・鋳型
上部耐火物、 4・・・溶湯保持部、 5・・・溶湯流
入口、6・・・水冷金属部分、 7・・・外側からの凝
固殻の形成開始点、 8・・・冷却水、 10・・・中
子鋳型(黒鉛中子)、 11・・・黒鉛中子、 !4・
・・中空ビレット。
を示す縦断面図、第3図は本発明の製造例を示す模式図
である。 1・・・溶湯、 2・・・鋳造トラフ、 3・・・鋳型
上部耐火物、 4・・・溶湯保持部、 5・・・溶湯流
入口、6・・・水冷金属部分、 7・・・外側からの凝
固殻の形成開始点、 8・・・冷却水、 10・・・中
子鋳型(黒鉛中子)、 11・・・黒鉛中子、 !4・
・・中空ビレット。
Claims (3)
- (1)上部に耐火物の断熱部分を持ち、下部に水冷部分
とその中間部に潤滑界面を形成させるための潤滑油供給
口を組合わせた鋳型により、溶湯を上部耐火物の溶湯保
持部の一方向より水平に供給して冷却する縦型半連続鋳
造方法において、鋳型の中心に中子鋳型を配置し、該中
子鋳型の先端を、溶湯が鋳型外周部からの冷却水などに
よる熱抽出により進行する凝固先端部より充分に長くし
て、中子先端により内径の凝固先端を拘束することによ
り中空部を形成させることを特徴とする中空ビレットの
製造方法。 - (2)上部に耐火物の断熱部分を持ち、下部に水冷部分
とその中間部に潤滑界面を形成させるための潤滑油供給
口を組合わせた鋳型により、溶湯を上部耐火物の溶湯保
持部の一方向より水平に供給して冷却する縦型半連続鋳
造装置において、縦型の中心に中子鋳型を、その先端を
、溶湯が鋳型外周部からの冷却水などによる熱抽出によ
り進行する凝固先端部より充分に長くして配置したこと
を特徴とする中空ビレット製造装置。 - (3)中子鋳型の上部がマリナイトなどからなる耐火物
で、下部が黒鉛、窒化ケイ素、炭化ケイ素などで構成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の
中空ビレット製造装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62107749A JPS63273553A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 中空ビレツトの製造方法および装置 |
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EP88106831A EP0293601B1 (en) | 1987-04-30 | 1988-04-28 | Method of manufacturing hollow billet and apparatus therefor |
DE88106831T DE3880198T2 (de) | 1987-04-30 | 1988-04-28 | Verfahren zur Herstellung hohler Knüppel und Einrichtung dafür. |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP62107749A JPS63273553A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 中空ビレツトの製造方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63273553A true JPS63273553A (ja) | 1988-11-10 |
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Family
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Family Applications (1)
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JP62107749A Granted JPS63273553A (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 中空ビレツトの製造方法および装置 |
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