JPH01284458A - 多連式連続鋳造による中空ビレットの製造装置 - 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、金属押出管の製造のための中空ビレット、
特にアルミニウム管の押出し成形用の中空ビレットの多
連式連続鋳造法による製造装置に管する。

従来の技術 アルミニウムまたはその合金の溶湯によって中空ビレッ
トを連続的に製造する操作は、−殻内に外面規定用の環
状鋳型の中心部に内面規定用の中子を同心的に配置し、
それらの間の空間部に金属溶湯を供給しながら、当初該
空間部内の底部に配置された下型を下降させ、該下型上
において鋳型と中子との間で溶湯の冷却凝固を進行させ
つゝ、中空ビレットを連続的に鋳造して引出すことによ
って行われている。かつこのような連続鋳造は、中空ビ
レットの製造能率を上げるために、多くの場合、鋳型と
中子との組合わせからなるモールドユニットを１つの基
盤上に複数個設け、それらに溶湯を同時に分配供給しな
がらそれらの下型を同時に下降せしめることによって、
複数本の中空ビレットを同時に製造する所謂多連式の鋳
造方式が採用されている。ところが、連続鋳造による中
空ビレットの製造においては、鋳造割れ、特に熱間割れ
を生じ易く、結果的に歩留りが低いことが良く知られて
いる。この鋳造割れは、金属溶湯が鋳型側と中子側との
内外両面から冷却され、中空ビレットの肉厚内部に先行
して内外両面に凝固シェルが形成されるため、肉厚中間
部の凝固時の収縮が上記シェルによって拘束され、結果
として該肉厚内部の引張応力によって生じる割れが主に
内面側のシェルに伝播して有害な割れに発展するもので
あることが解明されている。

従来、このような鋳造割れの防止対策として、中子のキ
ャスト面を黒鉛質部体で形成すると共に更にその背後に
断熱材を配置して中空ビレットに対する内面側からの冷
却を遅らせることにより、中空ビレットの内面側の凝固
開始点に対し外面側の凝固開始点を充分に高い位置に設
定せしめるものとして内面側シェルによる拘束力を軽減
し内面割れを防止するという改善手段が提案されている
（例えば特開昭６０−７２６４５号）。

発明が解決しようとする課題 ところが、上記の改善手段は、鋳造開始後、鋳造中での
内面割れの発生防止には有効であるものゝ、鋳造開始時
に生じる内面割れを防止しうるちのではなかった。即ち
、鋳造開始時には、鋳型と中子との間の空間部内の底部
に配置された板状の下型上に溶湯供給を行いながら、該
下型を下降させるが、この鋳造開始時においての内外面
の冷却バランスが悪いために割れが発生し、この割れが
鋳造中にも影響して中空ビレットの全長に及ぶことが起
こり得た。また、多連式の鋳造では、各モールドユニッ
トに溶湯を分配供給するが、各モールドユニット間で溶
湯の入るタイミングが若干ずれ、タイムラグを発生する
。このために凝固の早いモールドユニットと遅いモール
ドユニットとを生じ、−斉にそれらの下型を下降して鋳
造をスタートする際、所謂詰まり、湯抜は等のトラブル
を発生することが起こり得るというような問題点があっ
た。

この発明は、上記のような問題点の解消をはかることを
目的とする。すなわち多連式連続鋳造における鋳造スタ
ートの安定性の向上と、同スタート時のビレットの内面
割れの防止をはかることを目的とする。

課題を解決するための手段 この発明は、下型の改善によって上記目的を達成するも
のである。即ち、環状鋳型と中子と下型との組合わせに
よるモールドユニットを複数個備えた多連式の連続鋳造
による中空ビレットの製造装置において、前記下型が、
環状鋳型と中子との空間部の大きさに対応する環状底板
部と、その内外側周縁から立上った内周凸縁及び外周白
縁とを有し、該内外周両凸縁間に所定深さの湯溜りが形
成されると共に、外周白縁が内周凸縁より高く形成され
て中空ビレットの内面側の凝固開始点より外面側の凝固
開始点を高い位置に設定しうるものとなされていること
を特徴とするものである。

上記下型の湯溜りの高さは好ましくは５〜５０ｍ程度に
形成され、また内周凸縁と外周白縁の高さの差は、好ま
しくは５〜２０５ｇ程度に形成されるものである。

作用 下型に湯溜りが形成されていることにより、各モールド
ユニット間で溶湯の入るタイミングに若干の誤差を生じ
ても、溶湯が鋳型、中子に接触する時点を全モールドユ
ニット間ではＶ同じに揃えることができ、凝固状態の相
互均一性を向上できるため、下型を下降して行う鋳造開
始時点において詰まり、湯抜は等のトラブルの発生を回
避しうる。かつ内周凸縁より外周白縁が高さの高いもの
となされていることにより、下型上で溶湯の冷却凝固が
、外面側より内面側において遅れて進行する。このため
、下型を下降する鋳造開始時において、ビレットに有害
な内面割れが発生するのを防止しうる。

実施例 第１図は、１つのモールドユニット（Ａ）を示すもので
あり、本発明の対象とする多連式の中空ビレット製造装
置においては上記ユニット（Ａ）が単一の金属溶湯供給
樋から分岐した各分岐樋に臨んで複数個設けられている
ものである。

各モールドユニット（Ａ）は、上部を断熱材（１ａ）と
した環状鋳型（１）と、該鋳型（１）の中央部に適宜の
支持部材（図示略）して同心的に配置された中子（２）
と、上記鋳型（１）゛と中子（２）との間の空間部（３
）の底部に嵌まり込む対応大に形成された環状の下型（
４）とを有し、鋳造開始時において該下型（４）は図示
のように鋳型（１）と中子（２）との間の空間部（３）
内底部に位置され、鋳造開始に当って上記空間部（３）
内への金属溶湯の供給開始後、各ユニット（Ａ）間にお
いて一斉に下降移動されるものである。そして、この下
型（４）の下降により、金属溶湯（５）は鋳型（１）と
中子（２）との間で冷却凝固を進行しながら中空ビレッ
トとして下方に引き出される。

ところで、下型（４）は、鉄、アルミニウムまたはその
合金等でつくられるが、その形状は第２図に示すように
、鋳型（１）と中子（２）との間の空間部（３）の下部
の断面の大きさに略符合する大きさの円板状の底板部（
１４）と、その内外周縁部から立上った内周凸縁（１５
）及び外周白縁（１Ｂ）とを有するものに形成されてい
る。そして、底板部（１４）には、その円周方向複数個
所において２〜６本程度のボルト（１７）が、その頭部
（１７ａ　）を上面側に位置させて貫通状に取付けられ
、下面側からナツト（１７ｂ　）で固定されている。ま
た、内周凸縁（１５）と外周白縁（１Ｂ）は、前者より
後者の高さが蓋高（ｘ）をもって高いものに形成され、
両凸縁（１５）　　（１６）間に内周凸縁（１５）の高
さ（ｙ）を深さとする湯溜り（１８）が形成されたもの
となされでいる。上記蓋高（Ｘ）は５〜２０層に、湯溜
り（１８）の深さに相当する内周凸縁（１５）の高さ（
ｙ）は５〜５０層程度に設定されるものである。

多連式鋳造の場合、そのスタート時に不安定生じる原因
としては次の２つの事項が支配的である。１つは、スタ
ート時においては未だ下型（４）上にビレットが形成さ
れていないため、凝固進行中の金属溶湯に対して下に引
張る力が作用しにくいこと、他の１つは、複数個のモー
ルドユニット（Ａ）に対して金属溶湯の入るタイミング
が一様ではなく、凝固の早いモールドユニットと遅いモ
ールドユニットとのばらつきを生じることから、それら
の下型を一斉に下降すると、鋳造ビレットの円滑な引き
出しが阻害される詰まりを生じるユニットや、溶湯が下
型と鋳型あるいは中子との間から流出する湯抜けを生じ
るユニットを生じ得ることである。

図示実施例の装置は、前者の原因に対し、ボルト（１７
）がその改善に有効に機能する。即ち、ボルト（１７）
は、下型（４）の底板部（１４）上の溶湯の冷却凝固を
促す冷し金として作用し、その頭部（１７ａ　）の周り
において早期に溶湯を凝固させる。従って、下型（４）
の下降時においてその凝固部がビレットに対して下方に
引張る力を与えて、モールドユニット（Ａ）からのビレ
ットの確実な引出し開始を促す。

また、後者の原因に対しては、湯溜り（１８）の形成が
その解消に有効に作用する。即ち、溶湯の供給時点に多
少の時間差があっても、当初は湯溜り（１８）に入って
それに充満し、しかる後それからオーバーフローする形
で中子（２）及び鋳型（１）に接触することになるので
、鋳型（１）等に溶湯が接触するタイミングを全モール
ドユニット間ではり同じにすることができ、実質的な凝
固進行状態を全モールドユニット（Ａ）間ではＶ揃える
ことができる。従って、下型（４）を−斉に下降しても
、各モールドユニット間で凝固状態にばらつきがなく、
いずれも鋳造ビレットを平均して円滑に引出すことが可
能となる。

一方、鋳造スタート時のビレットの内面割れの発生は、
下型（４）上での金属溶湯のビレット内面側と外面側と
の冷却凝固のバランスが悪いために、ビレットの肉厚中
心部の引張り応力が大きくなり、ビレットの内面側シェ
ルを破断する形で割れを発生することにその主たる原因
がある。

この問題に対して、実施例の装置は下型の内周凸縁（１
５）と外周白縁（１６）との高さの差がその解消に有効
に機能する。即ち、金属溶湯の供給開始時、下型（４）
上において金属溶湯の凝固開始点は、高さの低い内周凸
縁（１５）側の内面側の開始点（Ｐｌ）より、高さの高
い外周白縁（１Ｂ）の存在する外面側の凝固始点（Ｐ２
）の方が高い位置を採ることになる。従って、鋳造スタ
ート時において、凝固が遅れて進行するビレットの肉厚
中心部の凝固収縮に基づく引張り応力が内面側で吸収緩
和され、ビレットの内面割れの発生を防止する。

なお、図示実施例には省略して示したが、鋳型（１）、
中子（２）、更に要すれば下型（４）は水冷式のものと
して構成されるものである。

発明の効果 この発明に係る多連式連続鋳造による中空ビレットの製
造装置は、下型に所定深さの湯溜りが形成され、かつ該
湯溜り高さを規定する内周凸縁に対し外周白縁が高さの
高いものに形成されていることをもって、多連鋳造にお
ける鋳造スタートの安定性を向上しうると＼もに、同ス
タート時のビレットの内面割れの発生を防止することが
でき、ひいては中空ビレットの製造歩留りを向上しうる
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す中空ビレット製造装置
におけるモールドユニットの断面図、第２図は下型の一
部拡大断面図である。 （Ａ）・・・モールドユニット、（１）・・・環状鋳型
、（２）・・・中子、（３）・・・空間部、（４）・・
・下型、（１４）・・・底板部、（１５）・・・内周凸
縁、（１６）・・・外周白縁、（１８）・・・湯溜り。 以上 ’２Ｉｔ＋郁 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数個の環状鋳型の各中央部に同心的に中子が設けられ
   、それらの間に形成された各空間部に金属溶湯を分配供
   給しつゝ、上記空間部内底部に配置された下型を下降し
   て、該下型上において鋳型と中子との間でそれぞれ冷却
   凝固された複数個の中空ビレットを連続的に鋳造する多
   連式連続鋳造による中空ビレットの製造装置において、 前記下型が、環状鋳型と中子との空間部の大きさに対応
   する環状底板部と、その内外両周縁から立上った内周凸
   縁及び外周凸縁とを有し、該内外周両凸縁間に所定深さ
   の湯溜りが形成されると共に、外周凸縁が内周凸縁より
   高く形成されて中空ビレットの内面側の凝固開始点より
   外面側の凝固開始点を高い位置に設定しうるものとなさ
   れていることを特徴とする多連式連続鋳造による中空ビ
   レットの製造装置。