JPS646858B2 - - Google Patents
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- JPS646858B2 JPS646858B2 JP13826181A JP13826181A JPS646858B2 JP S646858 B2 JPS646858 B2 JP S646858B2 JP 13826181 A JP13826181 A JP 13826181A JP 13826181 A JP13826181 A JP 13826181A JP S646858 B2 JPS646858 B2 JP S646858B2
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- Expired
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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
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0602—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a casting wheel and belt, e.g. Properzi-process
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
本発明は周面に凹溝を設けた鋳造用回転輪と、
この回転輪の周面に走行して接触する金属製無端
ベルトとによつて鋳型を連続して形成し、該鋳型
内にAl又はAl合金溶湯（以下単に溶湯と称す）
を連続的に注入し、これを該鋳型の周面に適用さ
れる冷却水により冷却凝固せしめて鋳塊を連続し
て得るベルトホイール型連続鋳造法において、該
溶湯を介し鋳型内の凝固界面に超音波振動を作用
せしめて鋳塊の結晶粒を微細化せしめる方法の改
良、具体的には該溶湯中に浸漬せしめるTi又は
Ti合金からなる超音波伝達ホーンの耐侵食性を
向上せしめ、長時間にわたり安定して超音波を印
加することができるようにした連続鋳造法に関す
るものである。 一般にベルトホイール型連続鋳造法によつて製
造される鋳塊は圧延等の加工を受けて製品となる
が、鋳塊表面に存在する欠陥は加工により拡大し
製品品質に悪影響を及ぼすが、この表面欠陥は鋳
塊の表面近傍の結晶粒が大きい程生じ易く、又拡
大し易い。そこで鋳塊の表面近傍は微細な結晶粒
組織であることが望ましい。 かかる見地から鋳塊組織をコントロールする方
法が種々検討されており、例えば純アルミやアル
ミ合金ではTiB2等の微細化剤を添加する方法が
多用されている。 しかしこの方法の欠点はTiB2が高価であり、
そのため製品の製造コストが高くなることであ
る。 又超音波振動を凝固界面に作用せしめて鋳造初
期に生成する凝固相部即ち鋳塊表面及びその近傍
の結晶粒を微細化せしめる方法も行なわれている
が、この方法では凝固界面に超音波振動を作用せ
しめるために超音波伝達ホーン（以下単にホーン
と呼ぶ）が鋳型形成点より手前の溶湯中に浸漬し
ている。この場合ホーンがアルミ系の溶湯に対し
て最も耐食性に優れるチタン又はチタン合金であ
つても著しく侵食され、本発明者らの研究実験に
よればその侵食速度は毎時10mm程度である。 従つて振動子の共振周波数に合わせて設計計算
し、ホーンの形状及び寸法を決定して用いても、
ホーン長は次第に短かくなつて遂には共振しなく
なり、そこで超音波が作用しなくなつて短時間の
うちに結晶粒微細化能を失うという欠点がある。
又このことは侵食されたホーン材が溶湯中に溶け
込み溶湯汚染の原因にもなつていた。 本発明は上記の超音波振動を凝固界面に作用せ
しめる方法における上述の欠点を解消し、TiB2
等の微細化用添加剤を用いずに長時間に亘り安定
して鋳塊組織を微細化せしめることを可能とした
ものである。 即ち本発明者らはチタン又はチタン合金で製作
したホーンのアルミ系溶湯に対する侵食性を研究
した結果、超音波振動が印加された状態で流動す
る溶湯中にホーンを浸漬したときにホーンの浸食
が最も著しく進行し、上記のいずれか一方（超音
波振動の印加と流動する溶湯中への浸漬）が欠け
る条件下では数十時間の浸漬でもホーンの侵食に
ついては全く問題のないことを知見した。 本発明はこのような知見に基いてなされたもの
で、鋳型内に連続的に注入される溶湯中に上方よ
り浸漬挿入せしめた逆カツプ状の容器の内部を減
圧して該容器内部に溶湯を上昇保持せしめること
により、静止ないしは静止に近い溶湯の溜り部即
ち前記鋳型内に連続的に注入される溶湯の湯面下
５mmを下限とする逆カツプ状の容器内の溶湯中に
超音波振動の印加されたホーンを装入することに
より所期の目的を達したものである。 以下に本発明を図面に示す実施例を用いて詳細
に説明する。 第１図において１は鋳造用回転輪、２及び２′
は鋳型形成前及び形成後の金属製無端ベルト、３
は無端ベルト２を鋳造用回転輪１の周面に押し付
けるための押圧車であり、この押圧車３の直下で
鋳造用回転輪１及び無端ベルト２′で鋳型が連続
的に形成される。 又この鋳型の開口部にはほぼ水平に支持された
タンデイツシユ４の先端が装入されている。 このような設備においてアルミ溶湯５は図示し
ていない溶湯保持炉より移送樋を流動しタンデイ
ツシユ４に移送され連続して鋳型内に注入され、
その周面に適用される冷却水によつて冷却されて
凝固し鋳塊６となる。 その際振動子やホーン等から構成される超音波
振動印加装置はタンデイツシユ４の上方に設置さ
れ、ホーン７は溶湯中に挿入される。尚図面にお
いて振動子は省略してある。 そこで本発明ではこのホーン７の周面にホーン
を浸食を防止するための静止ないしは極低速で流
動する湯溜り８を構成せしめたものであるが、そ
の詳細は次の通りである。 ９は逆カツプ状の断熱保温材で成形されかつ溶
湯で密閉されている容器で内部に減圧室を形成し
ている。１０は減圧室９内を減圧するための減圧
ポンプ、１１は減圧室９内の圧力を指示しかつ減
圧ポンプ１０を作動せしめるための電気信号を発
信する圧力指示調節器である。 １２は減圧室９と減圧ポンプ１０及び圧力指示
調節器１１を連通せしめている連通管である。 これら一連の減圧機構は以下の作動により減圧
室９内を減圧し減圧室９内の溶湯湯面５′を一定
の液位に上昇保持せしめる。 先ず圧力指示調節器１１に調節即ち制御すべき
圧力を設定するが、この時点においては減圧室内
は設定圧力よりも高い圧力即ち大気圧にあるの
で、圧力指示調節器１１は減圧ポンプ１０を作動
せしめるための電気信号を発信し減圧ポンプ１０
を稼動せしめると共に減圧室９内の圧力を指示す
る。そこで減圧室９内の圧力が設定圧になると速
かに減圧ポンプ１０を停止せしめる電気信号を発
信しこれを停止せしめる。この作動の繰り返しに
より減圧室９の内部は一定圧に保持されると同時
にタンデイツシユ４内の溶湯５は減圧室９内に吸
引されその湯面５′はタンデイツシユ４内の湯面
より高い位置に来て、減圧室９内の圧力と減圧室
９内の溶湯ヘツドが大気圧と平衡する位置で一定
となり維持される。 この設定圧力は減圧室９内の湯面５′上に空間
１３が残り得る値に設定され、この空間１３には
絶縁された湯面検知針１４が減圧室９の壁を貫通
して取付けられ電源装置１５、警報器１６更には
導線１７により鋳造機本体へ接続され、圧力指示
調節器等の故障やその他何等かの原因により減圧
室内湯面が定常より上昇しこれが湯面検知針１４
に溶湯５が接すると、上記の一連の回路が閉じ警
報を発すると同時に減圧ポンプ１０を停止せしめ
る。 次に本発明の効果を一層明らかにするため第１
図に示す装置を用い700℃±２℃に保持されたア
ルミ溶湯について12.5ｍ／minの鋳造速度で連続
を行い、従来方法と本発明方法の比較実験を行つ
た。 尚本発明方法に用いた装置主要部の寸法や設定
圧力等は次の通りであつた。 減圧室の内側寸法は内径（DC）60mmφ、高さ
（HC）120mmであり、又超音波振動を溶湯に伝え
るホーンの直径（DH）は30mmφである。又圧力
指示調節器の設定圧力は0.98Kg／cmであり、大気
圧（1.0Kg／cm2）との差圧を0.02Kg／cm2とした。 これにより減圧室内の溶湯の高さ（HL）は約
83mmである。又減圧室９の下端部のタンデイツシ
ユ４内の溶湯への浸漬深さ（Ｘ）とホーン７の下
端面の位置（Ｙ）の両者の位置関係は（Ｘ）＞
（Ｙ）とする事が肝要であり、本実施例では（Ｘ）
＝10mm、（Ｙ）＝５mmとした。又従来方法及び本発
明方法に用いたホーン材はいずれもチタンであり
又印加周波数は17KHzであつた。 上記の比較実験の結果を表１に示す。
この回転輪の周面に走行して接触する金属製無端
ベルトとによつて鋳型を連続して形成し、該鋳型
内にAl又はAl合金溶湯（以下単に溶湯と称す）
を連続的に注入し、これを該鋳型の周面に適用さ
れる冷却水により冷却凝固せしめて鋳塊を連続し
て得るベルトホイール型連続鋳造法において、該
溶湯を介し鋳型内の凝固界面に超音波振動を作用
せしめて鋳塊の結晶粒を微細化せしめる方法の改
良、具体的には該溶湯中に浸漬せしめるTi又は
Ti合金からなる超音波伝達ホーンの耐侵食性を
向上せしめ、長時間にわたり安定して超音波を印
加することができるようにした連続鋳造法に関す
るものである。 一般にベルトホイール型連続鋳造法によつて製
造される鋳塊は圧延等の加工を受けて製品となる
が、鋳塊表面に存在する欠陥は加工により拡大し
製品品質に悪影響を及ぼすが、この表面欠陥は鋳
塊の表面近傍の結晶粒が大きい程生じ易く、又拡
大し易い。そこで鋳塊の表面近傍は微細な結晶粒
組織であることが望ましい。 かかる見地から鋳塊組織をコントロールする方
法が種々検討されており、例えば純アルミやアル
ミ合金ではTiB2等の微細化剤を添加する方法が
多用されている。 しかしこの方法の欠点はTiB2が高価であり、
そのため製品の製造コストが高くなることであ
る。 又超音波振動を凝固界面に作用せしめて鋳造初
期に生成する凝固相部即ち鋳塊表面及びその近傍
の結晶粒を微細化せしめる方法も行なわれている
が、この方法では凝固界面に超音波振動を作用せ
しめるために超音波伝達ホーン（以下単にホーン
と呼ぶ）が鋳型形成点より手前の溶湯中に浸漬し
ている。この場合ホーンがアルミ系の溶湯に対し
て最も耐食性に優れるチタン又はチタン合金であ
つても著しく侵食され、本発明者らの研究実験に
よればその侵食速度は毎時10mm程度である。 従つて振動子の共振周波数に合わせて設計計算
し、ホーンの形状及び寸法を決定して用いても、
ホーン長は次第に短かくなつて遂には共振しなく
なり、そこで超音波が作用しなくなつて短時間の
うちに結晶粒微細化能を失うという欠点がある。
又このことは侵食されたホーン材が溶湯中に溶け
込み溶湯汚染の原因にもなつていた。 本発明は上記の超音波振動を凝固界面に作用せ
しめる方法における上述の欠点を解消し、TiB2
等の微細化用添加剤を用いずに長時間に亘り安定
して鋳塊組織を微細化せしめることを可能とした
ものである。 即ち本発明者らはチタン又はチタン合金で製作
したホーンのアルミ系溶湯に対する侵食性を研究
した結果、超音波振動が印加された状態で流動す
る溶湯中にホーンを浸漬したときにホーンの浸食
が最も著しく進行し、上記のいずれか一方（超音
波振動の印加と流動する溶湯中への浸漬）が欠け
る条件下では数十時間の浸漬でもホーンの侵食に
ついては全く問題のないことを知見した。 本発明はこのような知見に基いてなされたもの
で、鋳型内に連続的に注入される溶湯中に上方よ
り浸漬挿入せしめた逆カツプ状の容器の内部を減
圧して該容器内部に溶湯を上昇保持せしめること
により、静止ないしは静止に近い溶湯の溜り部即
ち前記鋳型内に連続的に注入される溶湯の湯面下
５mmを下限とする逆カツプ状の容器内の溶湯中に
超音波振動の印加されたホーンを装入することに
より所期の目的を達したものである。 以下に本発明を図面に示す実施例を用いて詳細
に説明する。 第１図において１は鋳造用回転輪、２及び２′
は鋳型形成前及び形成後の金属製無端ベルト、３
は無端ベルト２を鋳造用回転輪１の周面に押し付
けるための押圧車であり、この押圧車３の直下で
鋳造用回転輪１及び無端ベルト２′で鋳型が連続
的に形成される。 又この鋳型の開口部にはほぼ水平に支持された
タンデイツシユ４の先端が装入されている。 このような設備においてアルミ溶湯５は図示し
ていない溶湯保持炉より移送樋を流動しタンデイ
ツシユ４に移送され連続して鋳型内に注入され、
その周面に適用される冷却水によつて冷却されて
凝固し鋳塊６となる。 その際振動子やホーン等から構成される超音波
振動印加装置はタンデイツシユ４の上方に設置さ
れ、ホーン７は溶湯中に挿入される。尚図面にお
いて振動子は省略してある。 そこで本発明ではこのホーン７の周面にホーン
を浸食を防止するための静止ないしは極低速で流
動する湯溜り８を構成せしめたものであるが、そ
の詳細は次の通りである。 ９は逆カツプ状の断熱保温材で成形されかつ溶
湯で密閉されている容器で内部に減圧室を形成し
ている。１０は減圧室９内を減圧するための減圧
ポンプ、１１は減圧室９内の圧力を指示しかつ減
圧ポンプ１０を作動せしめるための電気信号を発
信する圧力指示調節器である。 １２は減圧室９と減圧ポンプ１０及び圧力指示
調節器１１を連通せしめている連通管である。 これら一連の減圧機構は以下の作動により減圧
室９内を減圧し減圧室９内の溶湯湯面５′を一定
の液位に上昇保持せしめる。 先ず圧力指示調節器１１に調節即ち制御すべき
圧力を設定するが、この時点においては減圧室内
は設定圧力よりも高い圧力即ち大気圧にあるの
で、圧力指示調節器１１は減圧ポンプ１０を作動
せしめるための電気信号を発信し減圧ポンプ１０
を稼動せしめると共に減圧室９内の圧力を指示す
る。そこで減圧室９内の圧力が設定圧になると速
かに減圧ポンプ１０を停止せしめる電気信号を発
信しこれを停止せしめる。この作動の繰り返しに
より減圧室９の内部は一定圧に保持されると同時
にタンデイツシユ４内の溶湯５は減圧室９内に吸
引されその湯面５′はタンデイツシユ４内の湯面
より高い位置に来て、減圧室９内の圧力と減圧室
９内の溶湯ヘツドが大気圧と平衡する位置で一定
となり維持される。 この設定圧力は減圧室９内の湯面５′上に空間
１３が残り得る値に設定され、この空間１３には
絶縁された湯面検知針１４が減圧室９の壁を貫通
して取付けられ電源装置１５、警報器１６更には
導線１７により鋳造機本体へ接続され、圧力指示
調節器等の故障やその他何等かの原因により減圧
室内湯面が定常より上昇しこれが湯面検知針１４
に溶湯５が接すると、上記の一連の回路が閉じ警
報を発すると同時に減圧ポンプ１０を停止せしめ
る。 次に本発明の効果を一層明らかにするため第１
図に示す装置を用い700℃±２℃に保持されたア
ルミ溶湯について12.5ｍ／minの鋳造速度で連続
を行い、従来方法と本発明方法の比較実験を行つ
た。 尚本発明方法に用いた装置主要部の寸法や設定
圧力等は次の通りであつた。 減圧室の内側寸法は内径（DC）60mmφ、高さ
（HC）120mmであり、又超音波振動を溶湯に伝え
るホーンの直径（DH）は30mmφである。又圧力
指示調節器の設定圧力は0.98Kg／cmであり、大気
圧（1.0Kg／cm2）との差圧を0.02Kg／cm2とした。 これにより減圧室内の溶湯の高さ（HL）は約
83mmである。又減圧室９の下端部のタンデイツシ
ユ４内の溶湯への浸漬深さ（Ｘ）とホーン７の下
端面の位置（Ｙ）の両者の位置関係は（Ｘ）＞
（Ｙ）とする事が肝要であり、本実施例では（Ｘ）
＝10mm、（Ｙ）＝５mmとした。又従来方法及び本発
明方法に用いたホーン材はいずれもチタンであり
又印加周波数は17KHzであつた。 上記の比較実験の結果を表１に示す。
【表】
これより明らかなように本発明法によればホー
ンは約70倍の耐用寿命を有し、又鋳塊の結晶粒の
微細化度合もTiB2等の微細化添加剤を用いたも
のとほぼ同等であつた。 上記実施例においてはホーンの溶湯への浸入角
度θをほぼ90゜としたが、これは水平線に対し10゜
以上であればよい。 又ホーン７と減圧室９とのシール１８にはセラ
ミツクスフアイバーを用いたがこれらに限られる
ものではない。 上記の如く本発明法によれば従来行われていた
高価な微細化添加剤を用いず長時間安定してしか
も低い維持費で鋳塊の結晶粒の微細化が工業的規
模で可能となり、その工業的効果は極めて大なる
ものがある。
ンは約70倍の耐用寿命を有し、又鋳塊の結晶粒の
微細化度合もTiB2等の微細化添加剤を用いたも
のとほぼ同等であつた。 上記実施例においてはホーンの溶湯への浸入角
度θをほぼ90゜としたが、これは水平線に対し10゜
以上であればよい。 又ホーン７と減圧室９とのシール１８にはセラ
ミツクスフアイバーを用いたがこれらに限られる
ものではない。 上記の如く本発明法によれば従来行われていた
高価な微細化添加剤を用いず長時間安定してしか
も低い維持費で鋳塊の結晶粒の微細化が工業的規
模で可能となり、その工業的効果は極めて大なる
ものがある。
第１図は本発明法の実施例装置を示した説明図
である。 １……鋳造用回転輪、２，２′……金属製無端
ベルト、４……タンデイツシユ、６……鋳塊、７
……ホーン、８……湯溜り、９……逆カツプ状容
器（減圧室）、１０……減圧ポンプ、１１……圧
力指示調節器、１２……連通管、１４……湯面検
知針、１８……シール部。
である。 １……鋳造用回転輪、２，２′……金属製無端
ベルト、４……タンデイツシユ、６……鋳塊、７
……ホーン、８……湯溜り、９……逆カツプ状容
器（減圧室）、１０……減圧ポンプ、１１……圧
力指示調節器、１２……連通管、１４……湯面検
知針、１８……シール部。
Claims (1)
- １ 周面に凹溝を設けた鋳造用回転輪と、この回
転輪の周面に走行接触する金属製無端ベルトとに
よつて鋳型を連続して形成し、該鋳型内にAl又
はAl合金溶湯を連続的に注入し、これを該鋳型
の周面に適用される冷却水により冷却凝固せしめ
て鋳塊を連続して得るベルトホイール型連続鋳造
法において、上記の鋳型内に連続的に注入される
Al又はAl合金溶湯中に、上方より浸漬挿入せし
めた逆カツプ状の容器の内部を減圧して、該容器
内部に溶湯を上昇保持せしめ、前記鋳型内に連続
的に注入される溶湯の湯面下５mmを下限とする逆
カツプ状容器内の溶湯中に、超音波振動が印加さ
れるチタン又はチタン合金製のホーンを装入し、
該溶融金属を介して鋳型内の凝固界面に超音波振
動を作用せしめることを特徴とする連続鋳造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13826181A JPS5841658A (ja) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | 連続鋳造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13826181A JPS5841658A (ja) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | 連続鋳造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5841658A JPS5841658A (ja) | 1983-03-10 |
| JPS646858B2 true JPS646858B2 (ja) | 1989-02-06 |
Family
ID=15217797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13826181A Granted JPS5841658A (ja) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | 連続鋳造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5841658A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0361849U (ja) * | 1989-10-20 | 1991-06-18 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPM589894A0 (en) * | 1994-05-27 | 1994-06-23 | Bhp Steel (Jla) Pty Limited | Metal strip casting |
| CN101850362A (zh) * | 2010-06-17 | 2010-10-06 | 中南大学 | 超声外场连续铸轧装置 |
| TW201325326A (zh) | 2011-10-05 | 2013-06-16 | 應用材料股份有限公司 | 電漿處理設備及其基板支撐組件 |
-
1981
- 1981-09-02 JP JP13826181A patent/JPS5841658A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0361849U (ja) * | 1989-10-20 | 1991-06-18 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5841658A (ja) | 1983-03-10 |
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