JPH02247045A - 溶融金属の連続鋳造装置 - 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、一般に内部チャンバーを流通するれるよう
に、多少限定される。米国特許第３，６８８．８３４号
、同第３，７３９，８３７号及び同第４．４２１．１５
５号には上述のような形式のダイレクトチルキャスティ
ングモールドの代表的なものが記載されている。

このような従来のモールドでは、その使用に際して種々
な問題が生じていた。特に、鋳造プロセスにおける本質
的な熱的活性に起因し、使用に伴ってモールド構造が捩
じれ、その各構成部分が捩じれる傾向がある。米国特許
第３，６８８．８３４号においては、内表面又は鋳造面
をより厚くしたモールド構造に変更することによって、
上述のモールドにおける問題点を解消する試みがなされ
ている。このより厚い表面は他のモールド部品とともに
作用し、そのビーム効果によって捩じれを阻止すると信
じられていた。

この発明の目的は、上述の問題を解消した新規なダイレ
クトチルキャスティングシステムを提供することである
。

（発明の概要） 冷却流体を備えたダイレクトデルキャスティングモール
ドの分野に関し、特に最大の熱的安定を図ったモールド
に関するものである。

（従来の技術及びその問題点） ダイレクトチルキャスティングモールドとは、アルミニ
ウム又は他の溶融金属を端部開口式のモールド入口端に
注湯し、モールド内表層に液体クーラントを供給して金
属をインゴットとして凝固させる際の技術である。また
、通常、モールドの出口端からインゴットが現れた時に
、同様のクーラント、又は異なるクーラントが凝固金属
の冷却効果を連続させるためにインゴット露出面に供給
される。

このようなモールドの形態は一般に製造上の理由で、及
び水平な面において鋳造されるべきインゴット表層を限
定する内表面の特別な必要性の理由で標準化されている
。このモールド内表面の垂直高さは凝固後の鋳造インゴ
ットのモールド内表面への固着が軽減され、又クーラン
トが直接光たって望ましくないインゴットの物理的変化
が阻止さこの発明に係るモールド構造は伝統的なダイレ
クトチルキャスティングモールドとは著しく異なったも
のとなっている。即ち、この発明におけるモールドは重
いプレート形式で、モールド内表面はこれに近接するモ
ールドプレートの横幅より概ね小さい垂直高さを有する
ものとなっている。従来公知の代表的なダイレクトデル
キャスティングモールドでは略７５〜１２５ｘＩＩ程度
の垂直高さとなっていた。この発明におけるモールドプ
レートでは５０＋ｕ以下の特徴的な垂直高さを有する内
側モールド表面が設けられている。他方、この発明にお
いて、モールド内表面に近接するモールドプレートの水
平幅は特徴的に少なくともモールド面の垂直高さの２倍
寸法であり、好ましくは垂直高さの少なくとも３〜４倍
である。

この発明におけるより重要な特徴は、モールド内のクー
ラントチャンネル配列である。これは、モールドプレー
ト内に設けられ、モールドプレート下側の一又は複数の
クーラントマニホールドに入口端を介して接続される一
又は複数のチャンネル構造である。モールドが長方形又
は正方形である場合、独立したクーラントチャンネル手
段は各モールド面に近接して設けられる。各クーラント
チャンネルには水平部分が設けられ、該水平部分はモー
ルディングプレートのモールディング面端部に向けて延
び、比較的小さくかつ距離を隔てられた複数のクーラン
ト分散水路又は分散スロットに接続されており、該クー
ラント分散水路又は分散スロットはモールド面に近接す
るモールドプレートの底面で一又は複数の出口端を介し
てクーラントチャンネルと外側下方とを接続している。

即ち、本発明における最も広義な態様は、（ａ）軸方向
に垂直に延びるとともに、端部が開口されており、又モ
ールドキャビティを決定するインナー軸方向に延びる一
又は複数の壁、上側環状面及び下側環状面を備え、環状
部分断面の水平寸法が垂直高さより大きいモールドプレ
ートから構成されるダイレクトデルキャスティングモー
ルドと、（ｂ）モールド内に形成され、一般にはキャビ
ティを決定する一又は複数の壁に平行でかつ壁から横か
ないことが分かる。

この発明に係るモールディングプレートは非常に高い熱
的安定性を奏するという重大な利点を持っている。モー
ルドブプレートの環状部分の断面は好ましくは垂直高さ
の３〜４倍の水平寸法を備え、その結果水平寸法は特徴
的には１００〜１５０■の範囲内になる。モールドを熱
流れ方向に水平に形成する材料はその方向における変形
に対する抵抗を著しく増加させる。鋳造方向（垂直）に
おける耐変形性はボックス構造を有する各クーラントマ
ニホールド構造によって増加され、ボックス構造はモー
ルド下面又は上面にマウントされた重い横壁を有してい
る。さらに垂直方向の耐変形性はモールド上面にマウン
トされたフレームプレートによって与えられ、又はフレ
ームプレートは溶融金属を支持する断熱ヘッドを支持す
る機能を有している。

モールド内のクーラントチャンネルは水ガイドシステム
を備え、該システムはモールドキャビティに近接するモ
ールドプレート上面をキャビテイ壁方向に離れられたー
又は複数のクーラントチャンネルと、（ｃ）一又は複数
のクーラントチャンネル又はチャンネル群とモールドキ
ャビティに近接するモールドプレート下面との間で外側
下方に延びる一又は複数のクーラント分散通路と、（ｄ
）一又は複数のクーラントチャンネル下側でモールド下
面にマウントされ、一又は複数のクーラントチャンネル
に冷却流体を供給する一又は複数のクーラントマニホー
ルドとから構成される溶融金属の連続鋳造装置である。

この発明に係る鋳造装置は、圧延、引抜き、鍛造等、後
工程における製造に適するように長方形、正方形あるい
は円形のインゴットを製造するのに最適である。そのた
め環状面が長方形、正方形あるいは円形のモールドキャ
ビティを決定する。モールドが長方形又は正方形である
場合、独立したクーラントチャンネルを各キャビティ決
定壁に平行でかつ各キャビティ決定壁から横方向に離れ
た位置に設けるのが望ましい。モールドのコーナー回り
にはクーラントチャンネルを延長させる必要と同様に冷
却する。これはモールドプレートを介する横方向の熱移
動量を大きく低減し、その結果モールドの中実軸は比較
的低い温度に維持されることを意味する。これによって
モールドの安定性が著しく増加される。

また、この発明に係るモールド形態は垂直高さの小さい
モールド内表面の使用を可能にてき、即ちこれはモール
ドプレートを厚くできることを意味する。これにより望
ましい特徴であって、従来のモールド形態では不可能で
あったものである。

（実施例） この発明は添付図面に示された下記の実施例によって十
分に理解されるであろう。なお、実施例は単に例として
のみ挙げられたものである。

第１図は本発明によるモールドアッセンブリーの斜視図
、第２図は本発明によるモールドアッセンブリーの断面
図、第３図は本発明におけるモールドプレートの断面図
、第４図は本発明におけるモールドプレートの底面図で
ある。

本発明に係るモールドアッセンブリーは端部が開口され
、長方形でかつ環状のボディー構造を有している。モー
ルドプレート１０には短いモールド面１１．頂面１２及
び底面１３が設（ジらている。

このプレートは便宜的にアルミニウムを用いて製作され
、該プレートには複数のクーラントチャンネルあるいは
スロット１５が形成され、これらは隔てられた複数の分
散通路Ｉ６を備え、該分散通路１６は各クーラントチャ
ンネル１５とモールドプレート１０底面間を接続してい
る。一又は複数のチャンネル１５は好ましくは外部エン
ドプラグ４４を備えた非常に小さなボアであり、クーラ
ントに高い流速を与えるようになっている。

複数のクーラントチャンネル１５はクーラントマニホー
ルド１８にホール１７によって連通され、該クーラント
マニホールドＩ８はモールドプレート１０の底部Ｉ３に
マウントされている。クーラントマニホールド１８は重
い横壁１９と底壁２０によって形成されている。各クー
ラントマニホールドの複数の重い横壁はモールディング
プレートＩＯを堅固にするという重要な構造的作用を奏
すおり、例えばモールド外面において良好な冷却効果を
確保するために略１０ｚｘ以下だけ離れている。

水が複数のチャンネル又はスロットＩ５を通って流れる
は、該水は分散通路１６を通って流出する。これらの出
口通路１６は第３図に示されるように、溝条が形成され
た底面部分２５で、狭い突状リップ２４によってモール
ド面１１から少し隔てられた位置に設けられている。

モールドアッセンブリーの入口端部分には断熱ヘッド３
３が設＋′Ｊられ、これは概ねモールド形状に形成され
てそこに結合されている。この断熱ヘッドは耐熱及び断
熱材料、例えば耐火物相別で形成され、これは鋳造され
るべき溶融金属と接触しても劣化しない。このヘッド３
３はモールド壁面１１の項部表層に隣接又は近接して位
置し、表層回りに延びて配置されている。このような断
熱ヘッドを使用すると、短いモールド壁を用いた場合に
も鋳造作業中に溶融金属を比較的一定に冷却できる。断
熱材料３３けフレームメンバー２７とトラるものである
。クーラントマニホールド１８は複数のスタッド又はボ
ルト２３によってモールドプレート１０の底部にマウン
トされ、又」二足スタッド又はボルト２３はフレームメ
ンバー２７まで延びている。マニホールドとモールドプ
レート間の面は０リングによってシールドされている。

このシステムにおいては、水は圧力が加えられると入口
端２１を通ってマニホールドリザーバー４０に流れ、そ
こからスクリーン４１及びクーラント調整プレート１４
のスルーホール４２を通って上方に流れる。この調整プ
レートはクーラントがスルーホールＩ７を介して一様に
」ニガに流れるように作用する。そしてクーラントはモ
ールドプレートＩＯの頂面１２に平行に延びる一又は複
数のチャンネル１５に沿って流れる。好ましくは横方向
に隔てられた一連のボアが複数のチャンネルとしては使
用され、複数のボアは例えば略４ｙｒｒｍの直径を有す
るとともに、互いに略６１１〃の間隔を有している。好
ましくは複数のチャンネル１５の頂部はモールドの頂面
下側に小さな距離だけ離れてププレート３５によってそ
の位置に保持されている。これらはアルミニウムで作ら
れ、好ましくはモールドプレート１０にボルト止めされ
ている。

各フレームメンバー２７には複数のリセス２８が形成さ
れ、該リセスにはＯリングが保持され、モールド頂面に
対してシールドしている。オイルプレート３１は一側の
フレームメンバー２７及び断熱メンバー３３と他側のモ
ールドプレート１０との間に挾持されている。このオイ
ルプレート３１はフレームメンバー２７に形成されたオ
イルリザーバー３０とその内端でオイルチャンネル２９
によって連通されている。オイルは好ましくはコネクタ
ー３２を介してリザーバーに供給される。このオイルシ
ステムはカナダ国におＣ３る１９８８年１２月８日＋ｊ
（〕のミコーラー及びレブランク（Ｍｕｃ］］ｅｒ＆Ｌ
ｅｂｌａｎｃ）の特許出願第５８５，３８８号に詳細に
記載されている。

鋳造時には、断熱ヘッド３３からなる入口端に溶融金属
３７が供給される。モールド面Ｉ＋と接触することによ
って初期冷却が起こり、外皮が形成される。この外皮３
６にはモールドスカート下側で冷却水がスプレーされて
さらに凝固が進行され、これは第２図に示されるように
インゴットの収縮を招来する。水スプレーの方向は便宜
的にはアクチコエーター機構３９によって駆動される反
射バッフル３８によって調整される。このバッフルは軸
支されるとともにスプリング機構４３によってインゴッ
ト３６から離れる方向に傾いて弾性支持されている。バ
ッフル列はカナダ国に４６ける１９８８年１２月８日付
１−３のミューラー及びレブランク（Ｍｕｅｌｌｅｒ＆
　Ｌ　ｅｂｌａｎｃ）の特許出願第５８５３８８号に詳
細に記載されている。

この発明においては、発明の精神及び範囲を逸脱しない
限り変形及び変更が可能であり、又請求の範囲の記載を
除いて限定されないことは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるモールドアッセンブリーの斜視図
、第２図は本発明によるモールドアッセンブリーの断面
図、第３図は本発明のモールドプレートの断面図、第４
図は本発明のモールドプレートの底面図である。 １０・・・モールドブレー１・、１１　モールド而、１
５・　クーラントチャンネル、１６　分散通路、ｌ訃・
・クーラントマニΣ１；−ルド、１９・重い（ＩＪ壁、
２７・・・フレームメンバー 特許出願人　アルキャン・インターナショナル・リミテ
ッ）・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）軸方向に垂直に延びるとともに、端部が開口
   されており、モールドキャビティを決定するインナー軸
   方向に延びる一又は複数の壁、上側環状面及び下側環状
   面を備え、その環状部分断面の水平寸法が垂直高さより
   大きいダイレクトチルキャスティングモールドプレート
   、 （ｂ）モールド内に形成され、上記複数のキャビティ決
   定壁に略平行でかつ壁から横方向に隔てられた少なくと
   も１つのクーラントチャンネル、（ｃ）上記クーラント
   チャバーとモールドキャビティに近接するモールドプレ
   ート下面との間で外側下方に延びるクーラント分散通路
   手段、 （ｄ）上記各クーラントチャンネル下側でモールド下面
   にマウントされ、上記クーラントチャンネルに冷却流体
   を供給するクーラントマニホールドから構成されること
   を特徴とする溶融金属の連続鋳造装置。 ２、モールドキャビティが略長方形又は正方形の鋳物を
   製造できる形状であることを特徴とする請求項（１）記
   載の装置。 ３、モールドプレート環状部分の水平寸法がモールド面
   の垂直高さの少なくとも２倍であることを特徴とする請
   求項（１）又は（２）記載の装置。 ４、クーラントチャンネルがモールド上面に略平行に延
   びる上面を有し、上記チャンネル上面は上記モールド上
   面から垂直方向に全モールド厚さの１／２以下の距離に
   位置されていることを特徴とする請求項（１）〜（３）
   のいずれかに記載の装置。 ５、モールドプレートのキャビティ決定壁が５０ｍｍに
   すぎない高さであることを特徴とする請求項（１）〜（
   ４）のいずれかに記載の装置。 ６、断面の水平寸法が１００ｍｍ以上であることを特徴
   する請求項（１）〜（４）のいずれかに記載の装置。 ７、クーラントチャンネルの上面とモールド上面との間
   に距離が１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項（
   １）〜（６）のいずれかに記載の装置。 ８、クーラントマニホールドが重い横壁を有するボック
   ス構造で、モールドの耐変形性に寄与することを特徴と
   する請求項（１）〜（７）のいずれかに記載の装置。 ９、モールド上面にマウントされた板状フレームメンバ
   ーを含み、該フレームメンバーは上記キャビティに略平
   行でかつ横方向に距離を隔てて設けられ、モールドをさ
   らに強固にするのに寄与し、モールド上部で溶融金属を
   保持する断熱ヘッドを支持することを特徴とする請求項
   （１）〜（８）のいずれかに記載の装置。 １０、モールドプレートと、クーラントマニホールド及
   び板状フレームメンバーはボルトで共締めされて強固な
   アッセンブリーを形成していることを特徴とする請求項
   （９）記載の装置。