JPH01278941A

JPH01278941A - 半凝固金属スラリー製造装置

Info

Publication number: JPH01278941A
Application number: JP10670388A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Tazoe; 信広田添; Kazuyuki Sato; 一幸佐藤; Hiroyuki Sato; 博之佐藤
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1988-04-28
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1989-11-09
Anticipated expiration: 2012-02-12
Also published as: JP2581153B2

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］本発明は、半凝固金属スラリー製造装置に関するもので
ある。

゛　［従来の技術］２元金属元素以上の金属合金において、固液共存温度域
で溶融金属中に微細球状結晶粒をできるだけ多く存在さ
せた半凝固金属スラリーを得るためには、凝固開始点か
ら溶融金属に温度制御を行いつつ剪断撹拌力を与え、成
長するデンドライト結晶組織を破砕して溶融金属中に均
一に微細球状結晶粒を混在させる方法がある。そして、
この方法を実施し得るための装置としては、容器外周に
設けた冷却装置および加熱装置により、容器内に供給し
た溶融金属の温度制御を行いつつ、容器内に配設したス
タラーを回転させることにより溶融金属を撹拌して半凝
固スラリーを形成し、形成された半凝固スラリーを容器
下部に設けた排出口より取り出すものが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ところで、このようなスラリー製造装置は、容器内で溶
融金属を撹拌して半凝固金属スラリーを形成する工程と
、この半凝固金属スラリーを排出する工程の２工程に分
けられ、半凝固金属スラリーを形成している間はその排
出が停止するので、連続的に半凝固金属スラリーを得る
ことができず、また、メンテナンス中は、生産ラインが
停止するといった不具合がある。

［課題を解決するための手段］本発明は上記課題を解決するためになされたものであっ
て、容器内に回転可能に配設したスラリーを回転させる
ことにより、容器に設けられた供給口から容器内に供給
した溶融金属に撹拌剪断力を与えてこの溶融金属を半凝
固金属スラリーを形成するとともに、該スラリーを容器
に設けられた排出口から排出する半凝固金属スラリー製
造装置において、前記スラリーが配設された前記容器を
複数並列し、これら各容器の前記供給口をそれぞれ溶融
金属供給槽に連通ずるとともに、これら供給口を選択的
に開閉する開閉装置を設け、さらに、各容器の前記排出
口を一括する排出容器を具備してなることを特徴として
いる。

［作用］本発明の半凝固金属スラリー製造装置によれば、いずれ
か一方の容器を半凝固金属スラリーを形成する工程、他
方を半凝固金属スラリーを排出する工程を交互に操り返
すことにより、連続的な操業を行なうことができ、また
、いずれか一方の容器に、点検あるいは修理等のメンテ
ナンスを必要とした場合でも、他方側の容器を作動さ仕
ることにより、生産ラインが停止することがない。また
、排出口を一括する排出容器により、大きい寸法の半凝
固金属スラリーを形成することができる。

［実施例］以下、第１図を参照して本発明の一実施例を説明する。

図中Ａ、Ｂは、鉛直線Ｃに対し所定角度傾斜して７字状
に設置された同一の構成を有する第１、第２のスラリー
形成機構であり、これらスラリー形成機構Ａ、Ｂは、天
板１ａを有する筒体のケーシングｌ内に収容された容器
２と、この容器２内に配設されたスラリー３と、ケーシ
ングｌ上の上部ケーシング４内に収容されたスラリー駆
動機構５とから概略構成されている。

前記容器２は、鉄皮６の内部に耐火材７が設けられてな
る中空円筒状のものであり、その上端が前記ケーシング
ｌの天板１１内面に固定されることにより、第１のケー
シングｌ内に収納されている。

容器２の周壁２ａ上部であって、スラリー形成機構Ａ、
Ｂ相互の対向面には、溶融金属等を容器２内に供給する
内側供給管（供給口）８が設けられ、これと反対側には
、溶融金属あるいは添加物質を容器２内に供給する外側
供給口（供給口）９が、容器２と一体にそれぞれ設けら
れている。

前記内側供給管８は、それぞれ上方に延び、スラリー形
成機構Ａ、Ｂ間上部のスペースに、台ｌＯによって支持
されている溶融金属供給槽１１に連通されてる。この溶
融金属供給層ｉｌ内には、スラリー形成機構Ａ、Ｂ側の
各内側供給管８の連通状態を開閉する棒状のシャッタ１
２ａ、１２ｂ（以下、それぞれＡ側シャッタ１２ａ、Ｂ
側シャッタ１２ｂと称す）が上下動自在に設けられてい
る。

また、前記各外側供給管９は、容器２の周壁２ａから水
平に延びてケーシングｌを貫通している。

前記各供給管８．９下方の容器２の周壁２ａにおける鉄
皮６と耐火材７との間には、スペース１３がおいており
、このスペース１３には、溶融金属加熱用の熱媒体を循
環させる熱媒体供給管１４と、溶融金属冷却用の冷却媒
体を循環させる冷却媒体供給管１５が配設されている。

そして、上記容器２内には、円柱状のスラリー３が容器
２と同軸的に配設されている。このスラリー３はセラミ
ックス製であって、下方の溶融金属撹拌部３Ａが断面多
角形のテーパ状に形成され、この撹拌部３Ａの内部には
、加熱手段として誘導電流を生じせしめる螺線状の鉄片
１６が埋め込まれている。また、スラリー３の下端には
、スラリー３より小径で先端が絞られ、その周囲に案内
溝１７ａが形成された円柱状の案内部材１７が、スラリ
ー３と一体に固着されている。またスラリー３の上部は
、ケーシング１の天１１ａを貫通し、その上端にはフラ
ンジ３ａが形成されている。

前記スタラー駆動機構５は、上部ケーシング４に設けら
れた上下の軸受１８と、この軸受１８に回転可能に支持
され、図示せぬ駆動装置により回転させられる竪軸１９
と、この竪軸１９の下端に形成されたフランジ１９ａ上
に設けられスタラー３を上下動させる流体圧シリンダ２
０と、スタラー３および竪軸１９のフランジ３ａ、１９
ａ間に介在され竪軸１９の回転をスタラー３に伝えるキ
ー２１とから構成されている。

前記流体圧シリンダ２０のピストンロッド２０ａは、竪
軸１９のフランジ１９ａを貫通して上下動するようにな
っており、このピストンロッド２０ａは、スタラー３の
フランジ３ａに係合されている。これにより、スタラー
３は、流体圧シリンダ２０の作動（ピストンロッド２０
ａの伸縮）により容器２内を上下動し、かつ、キー２１
を介して竪軸１つとともに回転するようになっている。

また、容器２の下部には、鉄皮２２および耐火材２３か
らなる半凝固金属スラリー排出用の排出容器２４が取り
付けられている。この排出容器２４は断面円形状で、下
方に向かうにしたがい拡径しており、前記容器２と同軸
的となるようその上端を形成する耐火材２３が容器２の
下端に取り付けられている。また、この排出容器２４の
内部であって鉄皮２２と耐火材２３との間には、半凝固
金属スラリー加熱用の熱媒体を循環させる熱媒体供給管
２５が配されている。

この排出容器２４が容器３に取り付けられた状態で、排
出容器２４の上部開口がスラリーの排出口２６とされ、
この排出口２６に前記案内部材１７が挿入され、スタラ
ー３が最も下方にあるとき、排出口２６はスタラー３に
よって閉塞されるようになっている。

上記排出容器２４は、スラリー形成機構Ａ側およびＢ側
のものが連結され、これによって一つの排出容Ｗ２４Ａ
が構成されており、この排出容器２４Ａによりスラリー
形成機構ＡＳＢの各排出口２６が一括されて、各排出口
２６から排出されるスラリーは、排出容器２４Ａの下部
開口２４ａから排出される。また、排出容器２４Ａの両
端には、図示せぬ油圧シリンダ等により駆動され、下部
開口２４ａを開閉し得る堰板２７がピン２８を介して取
り付けられ、この堰板２７により、排出容器２４Ａおよ
び堰板２７により形成される下部開口２４ａの水平断面
形状は矩形状とされるようになっている。

なお、排出容器２４Ａの下方には、排出される半凝固金
属スラリーを受け、これをたとえば板状に鋳造する図示
せぬ双ロール式の連続鋳造機が配設される。

また、図中２９は上部ケーシング４に設けたガス排出用
の管、３０は溶融金属である。

次いで、上記構成による半凝固金属スラリー製造装置の
操業方法およびそれにともなう作用を説明する。

流体圧シリンダ２０を作動させてスタラー３を下降させ
、スタラー３下端と排出容器２４の耐火材２３上面との
間の隙間をごく小さくした状態で、竪軸１９を回転させ
ることによりスタラー３を回転させ、また、鉄片１６に
通電して誘導電流を発生させ、各熱媒体供給管１４．２
５に熱媒体を循環させる。これにより、スタラー３は誘
導電流により、また、容器２、排出容器２４の各耐火材
７．２３は熱媒体によりそれぞれ所望の温度まで加熱さ
れる。

このようにスタラー３および各耐火材７．２３が所定の
温度まで加熱されたら、溶融金属供給槽１１内に配設し
たシャッタ１２ａ、１２ｂを開き、溶融金属供給槽１１
内の溶融金属をスラリー形成機構Ａ、Ｂの各容器２内に
所定量の溶融金属を供給されたら各シャッタ１２ａ、１
２ｂを閉じる。

各容器２内に溶融金属を供給後、必要に応じて熱媒体供
給管１４に熱媒体を、また、冷却媒体供給管１５に冷却
媒体を供給し、さらに、スタラー３の誘導電流による加
熱を続行するかあるいは中止することにより溶融金属３
０の温度制御を行いつつ、スタラー３の回転により溶融
金属に撹拌剪断力を与え、成長するデンドライト結晶組
織を破砕して溶融金属中に均一な微細球状結晶粒を混在
させ、この溶融金属を半凝固金属スラリーとする。

所定の半凝固金属スラリーが形成されたら、ス。

ラリー形成機構Ａ側の流体圧シリンダ２０によりスラリ
ー３を上昇させ、スラリー３下端と排出容器２４の耐火
材２３の上面との間に隙間をあけ、半凝固金属スラリー
をスラリー形成機構Ａ側の容器２から排出口２６、排出
容器２４内を経て双ロール式連続鋳造機へ供給する。

この際、半凝固金属スラリーは、回転している案内部材
１７の案内溝１７ａに沿って案内部材１７周囲を螺線状
に回転しながら下方に導かれた後、案内部材１７の下端
から落下して排出される。

スラリー形成機構Ａ側の容器２からの半凝固金属スラリ
ーが排出されたら、続いて上記と同様にしてスラリー形
成機構Ｂ側の容器２から、半凝固金属スラリーを排出す
る。

スラリー形成機構Ｂ側から半凝固金属スラリーを排出し
ている間に、スラリー形成機構Ａ側の流体圧シリンダ２
０を上昇させ、Ａ側シャッタ！２ａを開いてスラリー形
成機構Ａ側の容器２内に溶融金属供給槽１１内の溶融金
属を供給し、上述のようにスラリー形成機構Ａにより半
凝固金属スラリーを形成する。

スラリー形成機構Ｂからの半凝固金属スラリーの排出を
終えたら、続いてスラリー形成機構Ａから半凝固金属ス
ラリーを排出する。

以上のように、スラリー形成機構Ａ、Ｂのいずれか一方
を半凝固金属スラリーを形成する工程、他方を半凝固金
属スラリーを排出する工程を交互に繰り返すことにより
、連続的な操業を行なうことができる。

また、スラリー形成機構Ａ、Ｈのいずれか一方に、点検
あるいは修理等のメンテナンスを必要とした場合でも、
他方側を作動させることにより、生産ラインが停止する
ことがない。

また、スラリー形成機構ＡＳＢの排出容器２４Ａは、各
排出容器２４を一括したものでその面積が大きく、した
がって、スラリー形成機構Ａ、　Ｂをから同時に半凝固
金属スラリーを排出した場合、幅の広い半凝固金属スラ
リーが排出され、この結果幅の広い鋳造体を得ることが
可能となる。

さらに、各スラリー形成機構ＡＳＢはそれぞれ所定角度
傾斜されているので、スラリー３の回転が、排出口２６
から排出される半凝固金属スラリーを下方に落下させる
作用を与え、この半凝固金属スラリーが排出されやすい
といった利点もある。

また、スラリー形成機構Ａ％Ｂには、外側供給管９がそ
れぞれ設けられているので、この外側供給管９から、溶
融金属供給槽１１内にある溶融金属とは異なる溶融金属
、あるいは添加物質を容器２内に供給し、これらを容器
２内で混合するとともにその合金の半凝固金属スラリー
を形成することが可能である。

なお、上記実施例では、スラリー形成機構をＡｌＢの２
つ配備したが、これを３つあるいはそれ以上の複数設け
、これらの内側供給管を溶融金属供給ｐａ１１に連通し
、排出容器を連結する構成としてもよい。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の半凝固金属スラリー製造
装置によれば、容器内に回転可能に配設したスラリーを
回転させることにより、容器に設けられた供給口から容
器内に供給した溶融金属に撹拌剪断力を与えてこの溶融
金属を半凝固金属スラリーを形成するとともに、該スラ
リーを容器に設けられた排出口から排出する半凝固金属
スラリー製造装置において、前記スラリーが配設された
前記容器を複数並列し、これら各容器の前記供給口をそ
れぞれ溶融金属供給槽に連通ずるとともに、これら供給
口を選択的に開閉する開閉装置を設け、さらに、各容器
の前記排出口を一括する排出容器を具備してなることを
特徴とするから、いずれか一方の容器を半凝固金属スラ
リーを形成する工程、他方を半凝固金属スラリーを排出
する工程を交互に繰り返すことにより、連続的な操業を
行なうことができ、また、いずれか一方の容器に、点検
あるいは修理等のメンテナンスを必要とした場合でも、
他方側の容器を作動させることにより、生産ラインが停
止することがない。また、排出口を一括する排出容器に
より、大きい寸法の半凝固金属スラリーを形成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図である。２・・・・・・容器、３・・・・・・スラリー、８．９
・・・・・・供給口、１２ａ、１２ｂ・・・・・・シャ
ッタ（開閉装置）、２４Ａ・・・・・・排出容器、２６
・・・・・・排出口、３０・・・・・・溶融合金。出願人　石川島播磨重工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

容器内に回転可能に配設したスタラーを回転させること
により、容器に設けられた供給口から容器内に供給した
溶融金属に撹拌剪断力を与えてこの溶融金属を半凝固金
属スラリーを形成するとともに、該スラリーを容器に設
けられた排出口から排出する半凝固金属スラリー製造装
置において、前記スタラーが配設された前記容器を複数
並列し、これら各容器の前記供給口をそれぞれ溶融金属
供給槽に連通するとともに、これら供給口を選択的に開
閉する開閉装置を設け、さらに、各容器の前記排出口を
一括する排出容器を具備してなることを特徴とする半凝
固金属スラリー製造装置。