JPH03110047A - 金属の竪型連続鋳造用受台 - 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］ 本発明は金属の竪型連続鋳造用受台に関し、さらに詳し
くはアルミニウム及びその合金の連続鋳造、所謂ＤＣ鋳
造、或いはホットトップ鋳造等に際して溶湯を保持し、
また凝固した鋳塊を引き出すための受台に関する。

〔従来技術〕

非鉄金属及び合金の圧延、押出、鍛造用の鋳塊は大部分
が連続鋳造法、特に竪型連続鋳造法により製造されてい
る。このような鋳造法においては、鋳造開始に際して上
下開放鋳型の下部に、溶湯を保持するとともに、鋳型の
冷却によって溶湯の鋳型と接する部分を凝固せしめた後
引き出すための受台が嵌合される。通常は受台からも冷
却されるため、溶湯を外周部と底部とが最初に凝固する
。

この際凝固収縮が起こるため鋳塊の底部が反り上がり（
所謂バットカール）、鋳塊底部と受台との間に隙間が生
じる。ざらに鋳塊を引き出すと、受台は鋳型から離れ鋳
型下部の水冷帯に達する。これは鋳塊に冷却水を噴射し
て凝固を完了させるためのもので、鋳塊の大部分は冷却
水により凝固する。ここで冷却水が鋳塊底部と受台との
間の隙間に侵入すると、鋳塊の熱により水が急激に蒸発
する。蒸発に伴う膨張のエネルギーは非常に大きく、鋳
塊を断続的に上下動させる所謂パンピングを生じる。パ
ンピングにより凝固が不安定になり、又鋳塊組織が不健
全になり、また鋳塊が変形するため、鋳塊底部は切り捨
てる必要がある。たとえパンピングが少なくても、鋳塊
底部は受台からも冷却されるため、降下が進んで受台か
らの冷却の影響がなくなり、側面からのみの冷却で凝固
する定常部とは組繊的に異なったものとなり、品質要求
の厳しい製品の場合はやはり切り捨てる必要がある。

パンピングを防止する一般的な方法は、受台上面にドレ
ン孔を設け、冷却水が侵入しても蒸発する前に排水する
ことであるが、この方法では鋳塊底部からの冷却がより
強くなってしまうため、定常部との組織差が大きくなっ
てしまう。従って受台と鋳塊底部との間に冷却水が侵入
しないようにする方策が必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、パンピングを防止するために冷却水が
鋳塊底部と受台との間の隙間に侵入しないようにすると
ともに、鋳塊底部を定常部と同様な組織とするために底
部からの冷却を抑制できる構造の受台を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

冷却水の侵入を防止するような防護壁を受台に設けよう
と種々の検討を重ねたが、完全な侵入防止は困難で、た
とえある程度の効果が認められても、構造が極めて複雑
になり実用には不適当であった。しかしながら防護壁を
受台に設けるのではなく、凝固した鋳塊が防護壁になる
ようにすれば、完全な侵入防止が可能で、且つ受台構造
が単純にできることを発見し、本発明の完成に到った。

即ち受台上部の外周面に下方に広がる傾斜を設ければ、
受台を鋳型に嵌合した際に傾斜部と鋳型内壁との間に隙
間ができ、溶湯を注入するとこの隙間にも溶湯が流れ込
み、速やかに凝固して受台を取り囲むような形状となり
、冷却水の侵入を防止する防護壁を形成するのである。

又従来の受台では冷却水の侵入が避けられないので、受
台から冷却して鋳塊底部を速やかに凝固させなければ、
冷却水と溶湯が反応して水蒸気爆発の危険、がある。し
かし本発明の受台では、冷却水の侵入は完全防止できる
ので、受台からは冷却しなくともよいため、受台上面に
断熱層を設けることで冷却は側面からのみとなり、定常
部との組織差は全（なくなる、また鋳塊底部からの凝固
が生じないため、反り上がり自体も小さくなる。但し若
干の反り上がりが生じる場合もあり、受台上面と鋳塊底
部との間に隙間があき、溶湯が漏れ出す可能性もある。

これは受台外周部上面に縁部を形成することで防止でき
る。

さらに受台上面端部外周に可撓性耐火物材を装着するこ
とで、鋳型上部に溶湯受槽を有する鋳造装置、所謂ホッ
トトップ鋳造法において別の利点を発渾する。ホットト
ップ鋳造法では、通常溶湯受槽の内壁は鋳型の内壁より
内側に張り出している。そこで受台嵌合の際、その上部
の可撓性耐大物部材を張り出した溶湯受槽の下面に密着
させると、鋳型内壁への溶湯侵入を完全に防止できる。

通常溶湯４鋳型内に注いでから、降下を開始までの時間
間隔が速すぎると溶湯が凝固しきれずに漏れてしまい、
逆に遅すぎると鋳型に凝固した鋳塊が焼き付いで降下し
なくなる。従って降下開始のタイミングは厳密に定める
必要がある。しかし本発明によれば、受台傾斜部と鋳型
内壁との隙間に侵入する溶湯は速やかに凝固するため湯
漏れが起こらず、また降下を開始するまでは溶湯が鋳型
内壁に接触しないため焼き付きも起こらない。さらに受
台からの冷却もないため、降下開始のタイミングは溶湯
が満だされてから、いつでも構わない。

即ち本発明の受台は、その外周部上面に少なくとも高さ
２０１１１１の縁部が形成され、且つ受台の上端の外周
面は垂線に対１，７て５〜３０’の角度で下方に広がる
傾斜を有し、また該傾斜部は２０〜１００ｍ５の長さを
有し、さらに受台の上面に耐火物製断熱層を設けること
を特徴とする。

また本発明の受台は、上部に溶湯受槽を有する上下に開
放した筒状鋳型に使用するに際し、受台の外周部上面に
少なくとも高さ２０Ｍの縁部が形成され、且つ受台の上
端の外周面は垂線に対して５〜３０°の角度で下方に広
がる傾斜を有し、又該傾斜部は２０〜１００薗の長さを
有し、また受台の上端外周部が溶湯受槽の内壁より内側
に張り出さないよう（２構成し、また受台の−Ｌ面に耐
火物製断熱層を設Ｊ！、ざらに受台の該縁部の」−面に
可撓性耐火物材を装着することを特徴とする。

〔作用〕

以下図面に示す実施例にそって説明する。

第１図は本発明に係る受台の一実施例の世塵面図である
。受台外周部上面には少なくとも高さ２０卿の縁部（１
）が形成され、Ｄつ上端の外周面には垂線に対して０〜
３０°の角度で下方に広がる傾斜部（２）が形成され、
さらに上面には断熱層（３）が設けられる。

第２図は第１図に受台を使用した鋳造状態を示す縦断面
図である。第２−ａ図は溶湯を注入した直後を示し、溶
湯（４）は樋（５）からノズル（６）を通り分配器（７
）を経て、鋳型（８）内及び受台（９）外周面の傾斜部
（２）に流れ込み、鋳型（８）の内壁（１０）から冷却
され速やかに凝固層（１１）を形成する。但し傾斜部（
２）の傾斜角度が小ざすぎると溶湯が流れ込み難くなり
、傾斜角度が大きすぎると溶湯が凝固し難くなるため、
５〜３０”の範囲とすべきである。また傾斜部（２）の
垂直方向の長さが短すぎると、冷却水の侵入を防止する
のに不十分であり、長すぎると傾斜部が鋳型内に入らな
くなるため２０〜１００罰の範囲とずべきである。第２
−ｂ図はその後受台（９）を降下し受台が鋳型から離れ
た直後の状態を示し、断熱層（３）により受台からの冷
却はなく、凝固は側面からの冷却のみとなるため、鋳塊
底部は反り上がりが殆ど生じない、仮に反り上がっても
受台１頃斜部（２）での凝固［（１２）が冷却水（１３
）の侵入を防止する防護壁の役割を果たすため、パンピ
ングは生じない、また反り上がった場合に、受台と鋳塊
底部との隙間から溶湯が漏れ出すのを防止するため、受
台の外周部」二面に高さ２０騎以上の縁部（１）を形成
すべきである。なお第２−ｂ図は冷却水の侵入防止の効
果を説明するため、反り上がった状態を示している。第
２−ｃ図は更に降下が進み、定常凝固に達している状態
を示すやこの際の固液界面（１４）の形状は第２−ｂ図
と中心部以外同様となる。

このため鋳塊底部の組織は定常部と同様になるのである
。なお受台（９）はこれを組動するシリンダー（１５）
に対して、水平方向に若干の移動可能なように固定する
のが好ましい。受台を鋳型に嵌合する際、受台位置がず
れていても受台傾斜部（２）が鋳型内壁（１０）にそっ
て上昇することで、自動釣に芯合わせが達せられるので
ある。

第３図は本発明に係る受台の他の実施例の縦断面図であ
る。受台外周部上面の縁部（１）の上部に、例えばセラ
ミックファイバーのような可撓性計蔦性部材（１６）が
装着される。

第４図は上部に溶湯受槽を有する鋳造装置所謂ホラ））
ツブ鋳造装置に、第３図に示した受台を使用した際の鋳
造開始状態を示す縦断面図である。

溶湯（イ）は樋の）を通って溶湯受槽（１７）に注がれ
、溶湯は受台（９）上に流れ込む。可撓性断払吻部材（
１６）は溶湯受槽（１７）の張出部の下面（１８）に密
着しているため溶湯が鋳型（８）の内壁（１０）に接触
することはない。本受台によれば、降下を開始するまで
は溶湯が鋳型（８）の内壁（ｌＯ）に接触せず、また受
台からの冷却もないため、降下開始のタイミングは溶湯
が満たされてからなら、いつでも構わない。

〔実施例〕

（１）第１図に示す受台を使用し、ＤＣ鋳造により６０
０Ｘ１２００ＱｌｌのＪＩＳ３０３４合金を１００回鋳
造した。受台の材質にはＪＩ３５０５２を用い、傾斜部
（２）の角度は垂直線に対し１５°、傾斜部の長さは５
０閣厚１ｍｌ、外周部上面の縁部の高さは３０ｍとし、
また上面には６Ｍ厚の珪酸カルシウム質の耐火物（朝日
石綿工業（株）製、商品名レセパル）を装着した。また
比較例として傾斜部を有せず、上面耐火物を装着しない
受台を使用して、同一サイズの同一合金を１００回鋳造
した。第１表にその結果を示すが、本発明の受台はパン
ピングが発生せず、又反り上がりも少なかった。

（２）第３図に示す受台を使用し、ホットトップ鋳造に
より６００ｘ１２００鵬のＪＩＳ３００４合金を溶湯注
入後５　ｓｅｃ及び９０ｓｅｃで降下を開始して鋳造し
た。受台の材質にはＪＩＳ５０５２を用い、傾斜部（２
）の角度は垂直線に対し１５°、傾斜部の長さは５０Ｉ
Ｉ１１、外周部上面の縁部の高さは３０＋ｍａとし、ま
た上面には６ａｎ厚の珪酸カルシウム質の耐火物（朝日
石綿工業（株）製、商品名レセパル）を装着し、さらに
縁部上面に２５鴫厚のセラミックファイバー（新日鐵化
学（株）製、ＳＣブランケット１０００）を装着した。

受台を鋳型に嵌合する際にセラミックファイバーが１５
閣厚になるまで溶湯受槽の下面に押しつけた。又比較例
としてセラミックファイバーを装着しない以外実施例と
同一の受台を用いて、同一サイズの同一合金を鋳造した
。この場合は受台を鋳型に嵌合する際に、受台縁部を溶
湯受槽の下面に押しつけると、溶湯受槽が破壊してしま
うため、受台縁部と溶湯受槽の下面は約５ｆｆＩ１１の
隙間が生じた。第２表にその結果を示すが、本発明の受
台は湯漏れ、焼きつきとも生じなかった。

〔発明の効果］ 本発明の受台によれば、冷却水が鋳塊底部と受台との間
の隙間に侵入しないため、パンピングが防止されるとと
もに、受台からの冷却が抑制されるために、底部を正常
部と同・樺な組織とすることができる。

なお本発明は実施例に示した受台に限定されるものでは
なく、同様な思想にいかなる受台にも適用されるもので
あるや

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における受台の縦断面図、第
２図は第１図に示した受台を使用した鋳造状態を示す縦
断面図、第３図は本発明の他の実施例における受台の４
断面図、第４図は第３図に示した受台を使用した鋳造開
始状態を示す縦断面図である。 １・・・縁部、　２・・・傾斜部、　３・・・断熱層、
　４・・・？容湯、　　５・・・樋、　６・・・ノズル
、　　７・・・分配器、８・・・鋳型、　９・・・受台
、　１０・・・鋳型内壁、１１・・・鋳造開始時におけ
る凝固層、　　１２・・受台傾斜部におりる凝固層、　
　１３・・・冷却水、　　１４・・・固液界面、　　１
５・・・シリンダー　　１６・・・可撓性断熱部材、　
　１７・・・溶湯受槽、　　１８・・・ｉ８湯受槽張出
部下面。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下に開放した筒状鋳型に上部から溶湯を供給し
   、該鋳型下部から鋳塊を引き出す連続鋳造に際して、鋳
   造開始時に鋳型下部に嵌合して溶湯を受けるとともに、
   鋳型の冷却によって溶湯の鋳型と接する部分を凝固せし
   めた後、引き出すための受台であって、該受台の外周部
   上面に少なくとも高さ２０ｍｍの縁部が形成され、且つ
   該受台の上端の外周面は垂線に対して５〜３０°の角度
   で下方に広がる傾斜を有し、該傾斜部は２０〜１００ｍ
   ｍの長さを有することを特徴とする、金属の竪型連続鋳
   造用受台。
2. （２）前記受台の上面に耐火物製断熱層を設けることを
   特徴とする、請求項１記載の金属の竪型連続鋳造用受台
   。
3. （３）上下に開放した筒状鋳型の上部に配置した、鋳型
   内壁より内側に張り出した内壁を有する溶湯受槽に溶湯
   を供給し、該鋳型下部から鋳塊を引き出す連続鋳造に際
   して、鋳造開始時に鋳型下部に嵌合して溶湯を受けると
   ともに、鋳型の冷却によって溶湯の鋳型と接する部分を
   凝固せしめた後、引き出すための受台であって、該受台
   の外周部上面に少なくとも高さ２０ｍｍの縁部が形成さ
   れ、且つ該受台の上端の外周面は垂線に対して５〜３０
   °の角度で下方に広がる傾斜を有し、該傾斜部は２０〜
   １００ｍｍの長さを有し、さらに該受台の上端外周部が
   該溶湯受槽の内壁より内側に張り出さないように構成し
   たことを特徴とする、金属の竪型連続鋳造用受台。
4. （４）前記受台の上面に耐火物製断熱層を設けることを
   特徴とする、請求項３記載の金属の竪型連続鋳造用受台
   。
5. （５）前記受台の前記縁部の上面に可撓性耐火物部材を
   装着することを特徴とする、請求項３又は請求項４記載
   の金属の竪型連続鋳造用受台。