JPH0141429B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0141429B2 JPH0141429B2 JP55177775A JP17777580A JPH0141429B2 JP H0141429 B2 JPH0141429 B2 JP H0141429B2 JP 55177775 A JP55177775 A JP 55177775A JP 17777580 A JP17777580 A JP 17777580A JP H0141429 B2 JPH0141429 B2 JP H0141429B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ingot
- atmosphere
- heating element
- feeder
- molten metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Description
本発明は主に不活性ガス雰囲気中において鋳塊
を凝固させるのに好適する押湯保温方法に関す
る。 鋳塊の鋳造にあたつては溶鋼の冷却凝固収縮に
伴つて生成する引けを軽減し、歩留りをよくする
上から押湯保温が行なわれる。周知の押湯保温技
術のうち、外部からの積極的発熱を利用するもの
に発熱性保温剤中の金属アルミニウムのテルミツ
ト反応を利用するのがある。 これは大気雰囲気中において、金属アルミニウ
ムが当初は保温剤中のFeO，Fe2O3等の酸化剤に
より燃焼し、その後は大気中の酸素に助けられて
燃焼が継続して保温効果をもたらすものである。 このテルミツト反応を利用する押湯保温を不活
性ガス雰囲気中で実施した場合、当初金属アルミ
ニユームが保温剤中の酸化剤と反応して燃焼する
間は保温効果が発揮されるが、その後は酸素の供
給がないことに起因して燃焼が中断し、早い時期
に鋳型内押湯部溶湯への保温効果がなくなり、そ
の結果鋳塊頭部には大きな引けを生成し、歩留り
を低下させるとともに鋳塊軸心部にキヤビテイー
が多発して品質を悪化させる。そこで、Ti，Al
などの活性金属元素を含有する高合金の鋳塊を鋳
造するにあたつては真空雰囲気中で溶湯を溶製
し、鋳型内押湯部溶湯を十分に保温するために通
常大気雰囲気中で注入するか、もしくは不活性ガ
ス雰囲気中で注入し、終了後直ちに雰囲気を大気
にもどす手法が採用されている。しかし、このよ
うな手法では大気にさらされることにより、Ti，
Alなどの活性金属元素が反応して成分濃度が注
入前に比べて鋳塊において著るしく減少し、明確
な含有成分量がコントロールできなくなる。 また、雰囲気を大気にもどす際には取鍋内付着
溶湯の酸化に起因して次回の注入時に介在物が著
るしく増加するなどの悪影響もある。このような
欠点を防止するには鋳塊の凝固が完了するまで、
大気にさらすことなく不活性ガス雰囲気に保持し
つつ鋳型内押湯溶湯を十分に保温する必要があ
り、前記したようなテルミツト反応を利用する押
湯保温剤以外の手法を用い、しかも予定する十分
な保温効果が得られる積極的な加熱手段を講じな
ければならない。 ところで、真空、もしくは不活性ガス雰囲気中
において鋳型内押湯部溶湯を高温に保持するに
は、誘導加熱、電子ビーム、レザー、プラズマト
ーチ、アーク、赤外線などのいくつかの手法があ
り、さらにエレクトロスラグの電気抵抗熱による
加熱も提案されているが、これらは大規模な装置
となるため、容積に制約のある真空溶解炉造塊槽
内には適用しがたい。 次に、モリブデン、タンタル、タングステンな
どの金属材料からなる電気抵抗発熱体による加熱
が考えられるが、前記金属発熱体は1500℃程度の
高温で使用されるため、しかも大気、H2もしく
はAr−H2の還元性雰囲気、あるいは10-3mmHg以
上の減圧雰囲気等にさらされるため、この様な過
酷な使用条件に耐え得ず寿命が短かいなどの難点
があり、工業的には適用が困難である。 他方、シリコネツト、ケラマツクスなどの非金
属材料もやはり1500℃程度の高温では寿命が短か
く、安定化ジルコニアでは導電性を示す1000〜
1200℃まで、例えば、シリコニツトの補助加熱装
置を用いて昇温しなければならず、完全に密閉し
た真空溶解炉造塊槽にはスペース的にも適用困難
である。 本発明は上述の点に鑑みなされたものであつ
て、黒鉛の発熱体が昇温途中の大気、真空、不活
性ガスといつた雰囲気の激変にも容易に耐え、ま
た、1500℃程度の高温での使用でも寿命が長く、
そして鋳型内押湯部溶湯を保持するのに十分なだ
けの発熱量を容易に供給しうる利点をもつている
点に着目し、これを完全密閉した造塊槽内におい
て発熱体に使用して鋳型内押湯溶湯を保温するの
に好適する方法を提供しようとするものである。 以下、本発明の実施例を図示を参照しながら詳
細に説明する。 図において、１は鋳型、２は押湯枠で、この押
湯枠２は断熱レンガ製の筒壁２ａ内面に内張材２
ｂが張設され筒壁２ａ外面には鉢金２ｃを纒着し
てなり、鋳型１および押湯枠２の組合せ構成は周
知のものである。３は本発明の方法を実施する装
置を示し、押湯枠２上に載る断熱レンガ製の環状
基台４と、該基台４に装着される黒鉛製の有底容
器状の発熱体５と、この発熱体５に結合した電極
６とよりなり、発熱体５の下半部が基台４内に嵌
着されて押湯枠２開口部を覆い、また、発熱体５
内中空部にはセラミツクウールなどの保温材７が
充填される。 なお、図中８は基台４に装着した熱電対で、発
熱体５の温度制御を行なうためのものであり、ま
た９は基台４に装着した湯面検出センサーで、注
入時の溶湯上限を検出する。 次に、本発明の方法を真空雰囲気中で溶解し、
不活性ガス（アルゴン）雰囲気中で注入を行い、
引きつづき同じ雰囲気中で凝固させるTi，Alを
含有する高合金鋳塊を完全密閉された造塊槽内で
鋳造する場合について説明する。 本発明の実施対称は、Ti＋Al含有量が0.5％以
上の高合金の鋳塊の鋳造にある。
を凝固させるのに好適する押湯保温方法に関す
る。 鋳塊の鋳造にあたつては溶鋼の冷却凝固収縮に
伴つて生成する引けを軽減し、歩留りをよくする
上から押湯保温が行なわれる。周知の押湯保温技
術のうち、外部からの積極的発熱を利用するもの
に発熱性保温剤中の金属アルミニウムのテルミツ
ト反応を利用するのがある。 これは大気雰囲気中において、金属アルミニウ
ムが当初は保温剤中のFeO，Fe2O3等の酸化剤に
より燃焼し、その後は大気中の酸素に助けられて
燃焼が継続して保温効果をもたらすものである。 このテルミツト反応を利用する押湯保温を不活
性ガス雰囲気中で実施した場合、当初金属アルミ
ニユームが保温剤中の酸化剤と反応して燃焼する
間は保温効果が発揮されるが、その後は酸素の供
給がないことに起因して燃焼が中断し、早い時期
に鋳型内押湯部溶湯への保温効果がなくなり、そ
の結果鋳塊頭部には大きな引けを生成し、歩留り
を低下させるとともに鋳塊軸心部にキヤビテイー
が多発して品質を悪化させる。そこで、Ti，Al
などの活性金属元素を含有する高合金の鋳塊を鋳
造するにあたつては真空雰囲気中で溶湯を溶製
し、鋳型内押湯部溶湯を十分に保温するために通
常大気雰囲気中で注入するか、もしくは不活性ガ
ス雰囲気中で注入し、終了後直ちに雰囲気を大気
にもどす手法が採用されている。しかし、このよ
うな手法では大気にさらされることにより、Ti，
Alなどの活性金属元素が反応して成分濃度が注
入前に比べて鋳塊において著るしく減少し、明確
な含有成分量がコントロールできなくなる。 また、雰囲気を大気にもどす際には取鍋内付着
溶湯の酸化に起因して次回の注入時に介在物が著
るしく増加するなどの悪影響もある。このような
欠点を防止するには鋳塊の凝固が完了するまで、
大気にさらすことなく不活性ガス雰囲気に保持し
つつ鋳型内押湯溶湯を十分に保温する必要があ
り、前記したようなテルミツト反応を利用する押
湯保温剤以外の手法を用い、しかも予定する十分
な保温効果が得られる積極的な加熱手段を講じな
ければならない。 ところで、真空、もしくは不活性ガス雰囲気中
において鋳型内押湯部溶湯を高温に保持するに
は、誘導加熱、電子ビーム、レザー、プラズマト
ーチ、アーク、赤外線などのいくつかの手法があ
り、さらにエレクトロスラグの電気抵抗熱による
加熱も提案されているが、これらは大規模な装置
となるため、容積に制約のある真空溶解炉造塊槽
内には適用しがたい。 次に、モリブデン、タンタル、タングステンな
どの金属材料からなる電気抵抗発熱体による加熱
が考えられるが、前記金属発熱体は1500℃程度の
高温で使用されるため、しかも大気、H2もしく
はAr−H2の還元性雰囲気、あるいは10-3mmHg以
上の減圧雰囲気等にさらされるため、この様な過
酷な使用条件に耐え得ず寿命が短かいなどの難点
があり、工業的には適用が困難である。 他方、シリコネツト、ケラマツクスなどの非金
属材料もやはり1500℃程度の高温では寿命が短か
く、安定化ジルコニアでは導電性を示す1000〜
1200℃まで、例えば、シリコニツトの補助加熱装
置を用いて昇温しなければならず、完全に密閉し
た真空溶解炉造塊槽にはスペース的にも適用困難
である。 本発明は上述の点に鑑みなされたものであつ
て、黒鉛の発熱体が昇温途中の大気、真空、不活
性ガスといつた雰囲気の激変にも容易に耐え、ま
た、1500℃程度の高温での使用でも寿命が長く、
そして鋳型内押湯部溶湯を保持するのに十分なだ
けの発熱量を容易に供給しうる利点をもつている
点に着目し、これを完全密閉した造塊槽内におい
て発熱体に使用して鋳型内押湯溶湯を保温するの
に好適する方法を提供しようとするものである。 以下、本発明の実施例を図示を参照しながら詳
細に説明する。 図において、１は鋳型、２は押湯枠で、この押
湯枠２は断熱レンガ製の筒壁２ａ内面に内張材２
ｂが張設され筒壁２ａ外面には鉢金２ｃを纒着し
てなり、鋳型１および押湯枠２の組合せ構成は周
知のものである。３は本発明の方法を実施する装
置を示し、押湯枠２上に載る断熱レンガ製の環状
基台４と、該基台４に装着される黒鉛製の有底容
器状の発熱体５と、この発熱体５に結合した電極
６とよりなり、発熱体５の下半部が基台４内に嵌
着されて押湯枠２開口部を覆い、また、発熱体５
内中空部にはセラミツクウールなどの保温材７が
充填される。 なお、図中８は基台４に装着した熱電対で、発
熱体５の温度制御を行なうためのものであり、ま
た９は基台４に装着した湯面検出センサーで、注
入時の溶湯上限を検出する。 次に、本発明の方法を真空雰囲気中で溶解し、
不活性ガス（アルゴン）雰囲気中で注入を行い、
引きつづき同じ雰囲気中で凝固させるTi，Alを
含有する高合金鋳塊を完全密閉された造塊槽内で
鋳造する場合について説明する。 本発明の実施対称は、Ti＋Al含有量が0.5％以
上の高合金の鋳塊の鋳造にある。
【表】
〓0.08 0.40／1.00 1.00／2.00 〓0.040
〓0.030 24.0／27.0 13.50／16.00
(〓0.020)
(〓0.005)
〓0.030 24.0／27.0 13.50／16.00
(〓0.020)
(〓0.005)
【表】
【表】
注入後の鋳塊の凝固はつぎのような状況のもと
で進行するものと仮定する。 (i) 第１段階 押湯保温材は、注入終了後15mm間燃焼する。こ
の時期には溶湯は過熱状態に保持され、鋳塊軸心
部で等軸晶帯は生成されない。 (ii) 第２段階 押湯保温剤の燃焼が終了すると、直ちに溶湯の
過熱が消滅し、鋳塊軸心部で等軸晶帯の生成が始
まる。注入終了後60mmで鋳塊本体の凝固が完了す
る。この時期の後半に、鋳塊上部、軸心部でキヤ
ビテイーの発現する危険性がある。 (iii) 第３段階 その後、押湯部の凝固がはじまり、注入終了後
75mmで鋳塊全体の凝固が完了する。この時期には
鋳塊頭部に大きな引け巣の生じる危険性がある。 供給電力の大きさは、基本的には大気雰囲気中
で使用する通常の押湯保温剤の熱的特性を基準に
し、次のような範囲の値を設定して実施した。 (i) 第１段階：12.5KVA〜50KVA (ii) 第２段階：6KVA〜25KVA (iii) 第３段階：第２段階の値から、零にまで下げ
ていく。 供給電力の設定値によつて、鋳塊内部性状に次
のような傾向が見出された。なお、第１段階およ
び第２段階の途中における供給電力は一定の値に
保つた。 第１段階で供給電力を大きくすると、鋳塊本
体、軸心部でキヤビテイーの発現頻度が大きくな
り、反対に小さくすると鋳塊本体内の成分偏折が
著るしくなる。 第２段階で供給電力を大きくすると、鋳塊本体
内の成分偏折が著るしくなり、反対に小さくする
と鋳塊本体、軸心部でキヤビテイーの発現頻度が
大きくなる。 第３段階で供給電力を零に落とす時期が早い
と、押湯部内部の凝固収縮孔が大きくなり、その
時期が遅いと鋳塊上表面が大きく凹むようにな
る。 いうまでもなく、鋳塊で発現を防止せねばなら
ない主要な欠陥は材料により異なるので、したが
つて、各々の材料に応じて各段階の供給電力の大
きさを適当に設定する必要がある。 斯くして不活性ガス雰囲気中において押湯の保
温が予定通りに、しかも、発熱量をコントロール
して合理的に行なうことができて鋳塊上表面の引
け巣の生成も最小に止めることができる。 以上説明したように本発明の方法によれば、黒
鉛の発熱体に対する通電発熱により鋳型内押湯部
溶湯を保温するから、大気、真空、不活性ガスと
いつた雰囲気の激変にも容易に耐え、長寿命にし
て充分な保温効果が得られ、しかも装置はコンパ
クトにしてスペース的に制限のある真空溶解炉造
塊槽内にて実施するのに都合がよく、また、鋳塊
はその含有成分量が自由にコントロールできて品
質が保証され、歩留りも一段と向上し得る効果を
奏する。
で進行するものと仮定する。 (i) 第１段階 押湯保温材は、注入終了後15mm間燃焼する。こ
の時期には溶湯は過熱状態に保持され、鋳塊軸心
部で等軸晶帯は生成されない。 (ii) 第２段階 押湯保温剤の燃焼が終了すると、直ちに溶湯の
過熱が消滅し、鋳塊軸心部で等軸晶帯の生成が始
まる。注入終了後60mmで鋳塊本体の凝固が完了す
る。この時期の後半に、鋳塊上部、軸心部でキヤ
ビテイーの発現する危険性がある。 (iii) 第３段階 その後、押湯部の凝固がはじまり、注入終了後
75mmで鋳塊全体の凝固が完了する。この時期には
鋳塊頭部に大きな引け巣の生じる危険性がある。 供給電力の大きさは、基本的には大気雰囲気中
で使用する通常の押湯保温剤の熱的特性を基準に
し、次のような範囲の値を設定して実施した。 (i) 第１段階：12.5KVA〜50KVA (ii) 第２段階：6KVA〜25KVA (iii) 第３段階：第２段階の値から、零にまで下げ
ていく。 供給電力の設定値によつて、鋳塊内部性状に次
のような傾向が見出された。なお、第１段階およ
び第２段階の途中における供給電力は一定の値に
保つた。 第１段階で供給電力を大きくすると、鋳塊本
体、軸心部でキヤビテイーの発現頻度が大きくな
り、反対に小さくすると鋳塊本体内の成分偏折が
著るしくなる。 第２段階で供給電力を大きくすると、鋳塊本体
内の成分偏折が著るしくなり、反対に小さくする
と鋳塊本体、軸心部でキヤビテイーの発現頻度が
大きくなる。 第３段階で供給電力を零に落とす時期が早い
と、押湯部内部の凝固収縮孔が大きくなり、その
時期が遅いと鋳塊上表面が大きく凹むようにな
る。 いうまでもなく、鋳塊で発現を防止せねばなら
ない主要な欠陥は材料により異なるので、したが
つて、各々の材料に応じて各段階の供給電力の大
きさを適当に設定する必要がある。 斯くして不活性ガス雰囲気中において押湯の保
温が予定通りに、しかも、発熱量をコントロール
して合理的に行なうことができて鋳塊上表面の引
け巣の生成も最小に止めることができる。 以上説明したように本発明の方法によれば、黒
鉛の発熱体に対する通電発熱により鋳型内押湯部
溶湯を保温するから、大気、真空、不活性ガスと
いつた雰囲気の激変にも容易に耐え、長寿命にし
て充分な保温効果が得られ、しかも装置はコンパ
クトにしてスペース的に制限のある真空溶解炉造
塊槽内にて実施するのに都合がよく、また、鋳塊
はその含有成分量が自由にコントロールできて品
質が保証され、歩留りも一段と向上し得る効果を
奏する。
図面はこの方法を実施する装置の要部縦断面図
である。 １……鋳型、２……押湯枠、３……装置、４…
…基台、５……発熱体、６……電極、７……保温
材、８……熱電対、９……湯面検出センサー。
である。 １……鋳型、２……押湯枠、３……装置、４…
…基台、５……発熱体、６……電極、７……保温
材、８……熱電対、９……湯面検出センサー。
Claims (1)
- １ 押湯枠上にこれを覆う如くして黒鉛発熱体を
配装し、該発熱体に対する通電加熱により鋳型内
押湯部溶湯を保温しつつ、不活性ガスまたは真空
雰囲気下で、鋳塊を鋳造する方法であつて、鋳造
時、溶湯の過熱段階、鋳塊本体の凝固段階、押湯
部の凝固段階の各段階において、黒鉛発熱体の通
電加熱量を制御することを特徴とする押湯保温に
よる鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17777580A JPS57100863A (en) | 1980-12-15 | 1980-12-15 | Method for heat insulation of riser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17777580A JPS57100863A (en) | 1980-12-15 | 1980-12-15 | Method for heat insulation of riser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57100863A JPS57100863A (en) | 1982-06-23 |
| JPH0141429B2 true JPH0141429B2 (ja) | 1989-09-05 |
Family
ID=16036892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17777580A Granted JPS57100863A (en) | 1980-12-15 | 1980-12-15 | Method for heat insulation of riser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57100863A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6023983A (ja) * | 1983-07-16 | 1985-02-06 | 昭和電炉興業株式会社 | ヒ−タ |
| KR20030087109A (ko) * | 2002-05-06 | 2003-11-13 | 현대자동차주식회사 | 압탕부 가열장치 및 이를 이용한 중력주조방법 |
| CN101979181B (zh) * | 2010-10-21 | 2013-04-10 | 施小建 | 大型螺旋桨冒口电阻加热装置 |
| JP2013049082A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Honda Motor Co Ltd | 鋳造装置及び鋳造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5245529A (en) * | 1975-10-08 | 1977-04-11 | Fuoseko Japan Rimitetsudo Yuug | Plates for keeping warm of riser top surface |
| JPS5437032A (en) * | 1977-08-30 | 1979-03-19 | Nippon Kokan Kk | Method of controlling steel ingot |
| JPS5564958A (en) * | 1978-11-06 | 1980-05-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Feeder heat retaining method by induction heating |
-
1980
- 1980-12-15 JP JP17777580A patent/JPS57100863A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57100863A (en) | 1982-06-23 |
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