JPH0242575B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0242575B2 JPH0242575B2 JP57005380A JP538082A JPH0242575B2 JP H0242575 B2 JPH0242575 B2 JP H0242575B2 JP 57005380 A JP57005380 A JP 57005380A JP 538082 A JP538082 A JP 538082A JP H0242575 B2 JPH0242575 B2 JP H0242575B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- casting
- continuous casting
- semi
- aluminum alloy
- 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 - Lifetime
Links
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アルミニウムまたは、アルミニウム
合金の連続鋳造法に関する。
合金の連続鋳造法に関する。
一般に、アルミニウムまたは、アルミニウム合
金の塑性加工用柱状鋳塊としてのスラブまたはビ
レツトの鋳造は、垂直半連続鋳造法によつて行な
われる。
金の塑性加工用柱状鋳塊としてのスラブまたはビ
レツトの鋳造は、垂直半連続鋳造法によつて行な
われる。
半連続鋳造装置は、第１図に示す如く、水冷ジ
ヤケツト付強制冷却環状鋳型１と、この内壁に嵌
合する昇降自在な下型２等から構成されている。
鋳造は、アルミニウム溶湯を、上方より鋳型１内
に連続的に注入し、鋳型内で溶湯の熱を奪うこと
により溶湯の外殻を凝固させ、鋳型直下において
スプレー装置４により、連続的に注水することに
より内部まで凝固させることにより成され、下型
２は、鋳塊が形成されるに従つて下降する。
ヤケツト付強制冷却環状鋳型１と、この内壁に嵌
合する昇降自在な下型２等から構成されている。
鋳造は、アルミニウム溶湯を、上方より鋳型１内
に連続的に注入し、鋳型内で溶湯の熱を奪うこと
により溶湯の外殻を凝固させ、鋳型直下において
スプレー装置４により、連続的に注水することに
より内部まで凝固させることにより成され、下型
２は、鋳塊が形成されるに従つて下降する。
第１図において、３は、サンプとよばれる溶融
アルミニウムの部分であり、５は凝固した固体の
アルミニウム鋳塊の部分である。
アルミニウムの部分であり、５は凝固した固体の
アルミニウム鋳塊の部分である。
アルミニウムの半連続鋳造においては、鋳造ス
タート時にコールドクラツクと呼ばれる中心割れ
が発生することが多い。これは、2000番系、7000
番系の合金において特に発生し易く、また、鋳塊
の断面が大きくなる程発生し易い。
タート時にコールドクラツクと呼ばれる中心割れ
が発生することが多い。これは、2000番系、7000
番系の合金において特に発生し易く、また、鋳塊
の断面が大きくなる程発生し易い。
コールドクラツクは、鋳造初期の熱的に不安定
な状態において、鋳塊表面と内部とに大きな温度
差がついて、表面に圧縮応力、中心部に引張応力
が発生し、それがもとで発生すると云われてい
る。
な状態において、鋳塊表面と内部とに大きな温度
差がついて、表面に圧縮応力、中心部に引張応力
が発生し、それがもとで発生すると云われてい
る。
コールドクラツクは鋳造速度が遅いと防止し易
いので、スタート時に鋳造速度を遅くし、その後
正常な鋳造速度に戻して、コールドクラツクの発
生を防止する方法がとられることが多いが、鋳造
速度が遅いと、冷接現象（コールドシヤツト）が
発生する。コールドシヤツトの鋳肌の部分は、不
良製品となるので、この方法では、製品の収率が
低下する。また鋳造速度を切り替えるために、作
業が煩雑になる。
いので、スタート時に鋳造速度を遅くし、その後
正常な鋳造速度に戻して、コールドクラツクの発
生を防止する方法がとられることが多いが、鋳造
速度が遅いと、冷接現象（コールドシヤツト）が
発生する。コールドシヤツトの鋳肌の部分は、不
良製品となるので、この方法では、製品の収率が
低下する。また鋳造速度を切り替えるために、作
業が煩雑になる。
コールドクラツクの発生し易いアルミニウム合
金を鋳造する際、予め応力集中の少ないアルミニ
ウムを鋳込み、次いで応力集中の多いアルミニウ
ム合金を鋳造する方法も提案されている（特開昭
54−128936）が、この方法も、鋳造作業の途中
で、アルミニウム合金の組成を変更するので、作
業の煩雑さと製品の歩留りの低下という欠点をも
つ。
金を鋳造する際、予め応力集中の少ないアルミニ
ウムを鋳込み、次いで応力集中の多いアルミニウ
ム合金を鋳造する方法も提案されている（特開昭
54−128936）が、この方法も、鋳造作業の途中
で、アルミニウム合金の組成を変更するので、作
業の煩雑さと製品の歩留りの低下という欠点をも
つ。
本発明の目的は、アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金の鋳造スタート時におけるコールドクラ
ツクの発生を防止し、容易に安定した鋳造を行う
方法を提供することにある。
ウム合金の鋳造スタート時におけるコールドクラ
ツクの発生を防止し、容易に安定した鋳造を行う
方法を提供することにある。
コールドクラツクは既述のように、鋳塊表面と
内部との温度差が大きい程発生し易く、従つて一
方向凝固する場合は発生しないと云われている。
この状態においては、鋳塊の凝固界面の形状は、
フラツトになる。
内部との温度差が大きい程発生し易く、従つて一
方向凝固する場合は発生しないと云われている。
この状態においては、鋳塊の凝固界面の形状は、
フラツトになる。
このような観点より発明者は、鋳造初期の鋳塊
の凝固界面の形状に着目し、この形状がフラツト
に近い程、コールドクラツクが発生し難いことを
見出した。
の凝固界面の形状に着目し、この形状がフラツト
に近い程、コールドクラツクが発生し難いことを
見出した。
通常使用されている下形の形状は、フラツトで
あるか、第１図に示すような凹型であり、冷却方
法から云つて、凝固界面は凹面である。
あるか、第１図に示すような凹型であり、冷却方
法から云つて、凝固界面は凹面である。
第２図に、下方に向つて拡大している隆起曲面
をもつた下型で鋳造した鋳塊（ビレツト）の凝固
界面の形状の経時変化の例を示す。
をもつた下型で鋳造した鋳塊（ビレツト）の凝固
界面の形状の経時変化の例を示す。
このように、下方に向つて拡大している隆起曲
面をもつた下型で鋳造した鋳塊の凝固界面の形状
は、第２図に示すように、鋳造した直後ａは、下
型の形状に近似の隆起形状を示し、Ｗ字型を経過
してｂ，ｃ、最終的には凹型ｄになり、途中にお
いてフラツトに近い凝固界面の形状を呈し、コー
ルドクラツクが発生し難いことを確認した。そし
てこのフラツトな凝固界面の位置は、ビレツトで
は1/2Ｒ以上（Ｒは、ビレツトの径）、スラブで
は、1/4Ｈ以上（Ｈは、スラブ短辺側の長さ）で
あることが望ましい。
面をもつた下型で鋳造した鋳塊の凝固界面の形状
は、第２図に示すように、鋳造した直後ａは、下
型の形状に近似の隆起形状を示し、Ｗ字型を経過
してｂ，ｃ、最終的には凹型ｄになり、途中にお
いてフラツトに近い凝固界面の形状を呈し、コー
ルドクラツクが発生し難いことを確認した。そし
てこのフラツトな凝固界面の位置は、ビレツトで
は1/2Ｒ以上（Ｒは、ビレツトの径）、スラブで
は、1/4Ｈ以上（Ｈは、スラブ短辺側の長さ）で
あることが望ましい。
下型の形状については、さらに詳細に検討し、
実質的に、鋳塊の凝固界面を倒置した形状が最も
好ましいことを見出した。
実質的に、鋳塊の凝固界面を倒置した形状が最も
好ましいことを見出した。
ここで、図面に基づいて、代表的な鋳塊である
ビレツト及びスラブについて、本発明の詳細を説
明する。
ビレツト及びスラブについて、本発明の詳細を説
明する。
第３図にビレツト鋳造用下型の断面図を示す。
点線及び実線で描かれた下方に向つて拡大してい
る隆起曲面は、鋳塊の凝固界面の形状を倒置した
ものであり、このうち実線部分が下型である。鋳
塊の凝固界面の性状から云つて、この下方に向つ
て拡大している隆起曲面は、環状鋳型の軸心を頂
点としている。但し下方に向つて拡大している隆
起曲面は、後述するように截頂隆起面であつても
よい。
点線及び実線で描かれた下方に向つて拡大してい
る隆起曲面は、鋳塊の凝固界面の形状を倒置した
ものであり、このうち実線部分が下型である。鋳
塊の凝固界面の性状から云つて、この下方に向つ
て拡大している隆起曲面は、環状鋳型の軸心を頂
点としている。但し下方に向つて拡大している隆
起曲面は、後述するように截頂隆起面であつても
よい。
Ｒは、下型の径であり、γ1は隆起した部分の下
端の径、γ2は上端の径である。ｈは、隆起した部
分の高さである。
端の径、γ2は上端の径である。ｈは、隆起した部
分の高さである。
γ1＝Ｒ、γ2＝０であれば、下型の形状は、鋳塊
の凝固界面を倒置したものと同じ形状になるが Ｒγ11/5Ｒ 4/5Ｒγ2０ ｈ1/4Ｒ の条件を満たせば、第３図に示すように、隆起し
た曲面の上部を切断した形状即ち截頂隆起面でも
よい。
の凝固界面を倒置したものと同じ形状になるが Ｒγ11/5Ｒ 4/5Ｒγ2０ ｈ1/4Ｒ の条件を満たせば、第３図に示すように、隆起し
た曲面の上部を切断した形状即ち截頂隆起面でも
よい。
第４図及び第５図は、それぞれスラブ鋳造用下
型の斜視図及び、スラブの短辺に平行な面で切つ
たａ−ａ断面図である。点線及び実線で描かれた
下方に向つて拡大している隆起曲面は、鋳塊の凝
固界面を倒置した形状のものであり、このうち実
線部分が実際の下型である。
型の斜視図及び、スラブの短辺に平行な面で切つ
たａ−ａ断面図である。点線及び実線で描かれた
下方に向つて拡大している隆起曲面は、鋳塊の凝
固界面を倒置した形状のものであり、このうち実
線部分が実際の下型である。
Ｈ、t1、t2は、それぞれ、スラブの短辺方向か
ら見たスラブの巾、下型の隆起した部分の下端の
巾である。
ら見たスラブの巾、下型の隆起した部分の下端の
巾である。
スラブの鋳造においても、ビレツト鋳造の場合
の状況と同様に、以下の条件を満たせば、下方に
向つて拡大している隆起曲面の上部を切断したも
のであつてもよい。
の状況と同様に、以下の条件を満たせば、下方に
向つて拡大している隆起曲面の上部を切断したも
のであつてもよい。
1/2Ｈt11/10Ｈ
2/5Ｈt2０
ｈ1/8Ｈ
さらに、これらの効果をより大きいものにする
ために、下型の内部に空洞を穿設し、強制冷却す
ることもできる。冷却方法としては、工業的に
は、例えば冷却水をこの空洞中に充満させる方
法、冷却水を噴射する方法などがある（第６図）。
ために、下型の内部に空洞を穿設し、強制冷却す
ることもできる。冷却方法としては、工業的に
は、例えば冷却水をこの空洞中に充満させる方
法、冷却水を噴射する方法などがある（第６図）。
次に本発明を、さらに実施例について説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ないことは云うまでもない。
が、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ないことは云うまでもない。
実施例
2024合金（AA規格）の12インチ径のビレツト
を、気体加圧ホツトトツプ方式による垂直半連続
鋳造法により鋳造した。鋳造速度80mm／min、冷
却水量120／min、の鋳造条件で、下型には、
第６図に示す本発明になるものを使用し、90／
minの冷却水を、供給管６を経て供給し、下型を
水冷した。鋳造に際して、コールドクラツクは全
く発生せず健全な鋳塊が得られた。
を、気体加圧ホツトトツプ方式による垂直半連続
鋳造法により鋳造した。鋳造速度80mm／min、冷
却水量120／min、の鋳造条件で、下型には、
第６図に示す本発明になるものを使用し、90／
minの冷却水を、供給管６を経て供給し、下型を
水冷した。鋳造に際して、コールドクラツクは全
く発生せず健全な鋳塊が得られた。
一方、第１図に示す、公知の下型を使用し、実
施例と同一のビレツトを、同一の鋳造装置、同一
の鋳造条件（但し、下型の水冷はしていない）で
鋳造したが、鋳造初期に、コールドクラツクが発
生した。
施例と同一のビレツトを、同一の鋳造装置、同一
の鋳造条件（但し、下型の水冷はしていない）で
鋳造したが、鋳造初期に、コールドクラツクが発
生した。
以上説明したように、本発明によれば環状鋳型
の軸心を頂点とする下方に向つて拡大している隆
起曲面を有する下型を使用することにより、アル
ミニウムまたはアルミニウム合金の鋳造スタート
時におけるコールドクラツクの発生を防止でき
る。
の軸心を頂点とする下方に向つて拡大している隆
起曲面を有する下型を使用することにより、アル
ミニウムまたはアルミニウム合金の鋳造スタート
時におけるコールドクラツクの発生を防止でき
る。
第１図は、垂直半連続鋳造装置の模式断面図、
第２図は、環状鋳型の軸心を頂点とする下方に向
つて拡大している隆起曲面をもつた下型で鋳造し
た鋳塊の凝固界面の経時変化を示す断面図、第３
図は、本発明を説明するための、ビレツト鋳造用
下型の断面図、第４図は、本発明を説明するため
の、スラブ鋳造用下型の斜視図、第５図は、第４
図の下型のａ−ａ断面図、第６図は、本発明の方
法に従う、下方に向つて拡大している隆起曲面を
有し、下型内部に、強制冷却用の空胴を穿設した
ビレツト鋳造用下型の断面図である。 １……水冷ジヤケツト付強制冷却環状鋳型、２
……下型、３……溶融アルミニウム、５……凝固
したアルミニウム鋳塊、６……下型冷却水供給
管。
第２図は、環状鋳型の軸心を頂点とする下方に向
つて拡大している隆起曲面をもつた下型で鋳造し
た鋳塊の凝固界面の経時変化を示す断面図、第３
図は、本発明を説明するための、ビレツト鋳造用
下型の断面図、第４図は、本発明を説明するため
の、スラブ鋳造用下型の斜視図、第５図は、第４
図の下型のａ−ａ断面図、第６図は、本発明の方
法に従う、下方に向つて拡大している隆起曲面を
有し、下型内部に、強制冷却用の空胴を穿設した
ビレツト鋳造用下型の断面図である。 １……水冷ジヤケツト付強制冷却環状鋳型、２
……下型、３……溶融アルミニウム、５……凝固
したアルミニウム鋳塊、６……下型冷却水供給
管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 強制冷却された環状鋳型の上方から該鋳型内
にアルミニウムまたはアルミニウム合金溶湯が連
続的に注入され、凝固した柱状鋳塊が、上面が上
記環状鋳型の軸心を頂点とする下方に向つて拡大
している隆起曲面を形成してなる昇降可能の下型
上に支承されて実質的に垂直下方に引き降ろされ
るアルミニウムまたはアルミニウム合金の半連続
鋳造法。 ２ 下型上面の下方に向つて拡大している隆起曲
面が、実質的に連続鋳造中の凝固鋳塊の頂部の凝
固界面を倒置した形状であることを特徴とする特
許請求の範囲１のアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金の半連続鋳造法。 ３ 下型が内部に空洞を有し、空洞内壁が冷却媒
体によつて強制冷却されることを特徴とする特許
請求の範囲１のアルミニウムまたはアルミニウム
合金の半連続鋳造法。 ４ 空洞内壁面に、直接、液体冷却媒体を噴射し
て強制冷却することを特徴とする、特許請求の範
囲３のアルミニウムまたはアルミニウム合金の半
連続鋳造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP538082A JPS58125342A (ja) | 1982-01-19 | 1982-01-19 | アルミニウムまたはアルミニウム合金の半連続鋳造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP538082A JPS58125342A (ja) | 1982-01-19 | 1982-01-19 | アルミニウムまたはアルミニウム合金の半連続鋳造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58125342A JPS58125342A (ja) | 1983-07-26 |
| JPH0242575B2 true JPH0242575B2 (ja) | 1990-09-25 |
Family
ID=11609555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP538082A Granted JPS58125342A (ja) | 1982-01-19 | 1982-01-19 | アルミニウムまたはアルミニウム合金の半連続鋳造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58125342A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102421549B (zh) | 2009-03-27 | 2014-07-16 | 钛金属公司 | 用于半连续铸造中空锭块的方法和装置及由此所得的产品 |
| JP2013091072A (ja) * | 2011-10-25 | 2013-05-16 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | アルミニウムの半連続鋳造装置および該装置を用いるアルミニウムの半連続鋳造方法 |
| CN108246991B (zh) * | 2018-01-26 | 2022-03-18 | 龙岩学院 | 一种抑制镁合金锭坯开裂的半连续铸造装置及方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60141B2 (ja) * | 1977-10-07 | 1985-01-05 | 日本軽金属株式会社 | スラブ連続鋳造方法 |
| JPS56136258A (en) * | 1980-03-26 | 1981-10-24 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Continuous casting method of molten metal |
-
1982
- 1982-01-19 JP JP538082A patent/JPS58125342A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58125342A (ja) | 1983-07-26 |
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