JPH04220141A - Device and method for manufacturing hollow billet - Google Patents

Device and method for manufacturing hollow billet

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JPH04220141A
JPH04220141A JP40448890A JP40448890A JPH04220141A JP H04220141 A JPH04220141 A JP H04220141A JP 40448890 A JP40448890 A JP 40448890A JP 40448890 A JP40448890 A JP 40448890A JP H04220141 A JPH04220141 A JP H04220141A
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JP
Japan
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core
coolant
hollow billet
cooling pipe
mold
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Application number
JP40448890A
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Japanese (ja)
Inventor
Haruhiko Asao
浅尾 晴彦
Yutaka Furushiba
豊 古柴
Yukio Sugawara
菅原 幸生
Masato Koide
正登 小出
Fusao Shidara
設楽 房男
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To continuously and smoothly manufacture the hollow billet by drilling the cooling tube passage opening to one end side at the core, and inserting the coolant supplying tube which extends from one end of the cooling tube passage to the other end part and opens at the other end part. CONSTITUTION:The tubular mold 1 is cooled by supplying the coolant from the mold coolant supplying tube 7, the core 2 is arranged by the same axis in the casting mold 1. The molten metal C is supplied from one end side of the tubular space formed between the casting mold 1 and the core 2, and the hollow billet is manufactured by cooling and solidifying it in this space. Then, the cooling tube passage 21 which is entered from one end and opens to the same one end only is set in the core 2. Also, the core coolant supplying tube 23 which extends from the one end of the cooling tube passage 21 to the other end part and opens at this other end part is inserted. Therefore, the hollow billet without generating a segregating layer can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、熔融金属より中空状の
ビレットを連続的に鋳造して製造する中空ビレットの製
造に係わり、特に、その内部に超電導材を充填された上
で引き伸ばされて超電導線材を被覆する被覆材となる銅
製の中空ビレットを製造するに最適な中空ビレットの製
造装置および製造方法に関するものである。
[Industrial Application Field] The present invention relates to the manufacture of hollow billets, which are produced by continuously casting hollow billets from molten metal. The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing hollow billets that are optimal for manufacturing hollow copper billets that serve as coating materials for superconducting wires.

【0002】0002

【従来の技術】このような超電導材よりなる線材を製造
するには、超電導材自体は一般に延性に乏しいため、銅
等の延性に富む材質よりなる円筒状部材の内部に超電導
材を充填した上で該円筒状部材ごと引き伸ばし、銅製の
被覆材に被覆された超電導線材を得る手法が採られてい
る。
[Prior Art] In order to manufacture wire rods made of such superconducting materials, since superconducting materials themselves generally have poor ductility, it is necessary to first fill a cylindrical member made of a highly ductile material such as copper with the superconducting material. A method is adopted in which the entire cylindrical member is stretched to obtain a superconducting wire coated with a copper covering material.

【0003】ここで、前記銅製の円筒状部材を作成する
には、例えば、まず銅製の円柱状部材を成形した後、こ
の円柱状部材の軸線に沿って貫通穴を穿設する方法が考
えられる。
[0003] Here, in order to create the copper cylindrical member, for example, a method can be considered that first a copper cylindrical member is formed and then a through hole is drilled along the axis of this cylindrical member. .

【0004】しかし銅は一般に切削等の加工性があまり
良くないため、このような方法では貫通穴の穿設に多大
な労力を要し、また何より貫通穴の部分を除去しなけれ
ばならないため歩留まりの低下を招くという欠点がある
[0004] However, since copper generally does not have very good machinability when cutting, etc., this method requires a great deal of effort to drill through holes, and above all, the yield rate decreases because the through holes have to be removed. It has the disadvantage of causing a decrease in

【0005】そこで、銅を鋳造等により予め円筒状の中
空ビレットとして成形し、しかる後この中空ビレットの
内・外周面を加工して銅製の円筒状部材を得る方法が採
られている。
[0005] Therefore, a method has been adopted in which copper is previously formed into a cylindrical hollow billet by casting or the like, and then the inner and outer peripheral surfaces of this hollow billet are processed to obtain a cylindrical member made of copper.

【0006】図2は、このような中空ビレットを熔融銅
から製造する中空ビレットの製造装置を示すものであり
、この装置は、上下に開口する円筒状の鋳型1と、この
鋳型1内に該鋳型1の中心軸に沿って挿通された多段円
筒状の中子2とから概ね構成されている。
FIG. 2 shows a hollow billet manufacturing apparatus for manufacturing such a hollow billet from molten copper. It is generally composed of a multistage cylindrical core 2 inserted along the central axis of the mold 1.

【0007】鋳型1の内周面には耐火断熱材3を介して
グラファイト等の内壁4が裏打ちされている。また、鋳
型1の胴周部内は中空部5をなしており、この中空部5
は耐火断熱材3の外周を通って鋳型1内周面の内壁4下
方の開口端6に連通されているとともに、鋳型1の外周
からは鋳型冷却剤供給管7が接続されている。さらに鋳
型1の上端には、この上端開口部を覆うように蓋部8が
設けられており、この蓋部8には熔融銅を供給する供給
口9が開口している。
The inner peripheral surface of the mold 1 is lined with an inner wall 4 made of graphite or the like with a refractory heat insulating material 3 in between. Moreover, the inside of the body circumference of the mold 1 forms a hollow part 5, and this hollow part 5
is communicated with the open end 6 below the inner wall 4 of the inner peripheral surface of the mold 1 through the outer periphery of the refractory heat insulating material 3, and a mold coolant supply pipe 7 is connected from the outer periphery of the mold 1. Further, a lid part 8 is provided at the upper end of the mold 1 so as to cover the upper end opening, and a supply port 9 for supplying molten copper is opened in the lid part 8.

【0008】そして前記中子2は、前記内壁4と同様に
グラファイト等より構成されており、蓋部8に垂下して
前記鋳型1の中心軸に同軸になるように取り付けられて
いる。この中子2の鋳型1内に挿通される下段部には下
方に向かうに従って僅かに縮径するようにテーパが設け
られており、また中子2の中空部の上端は前記蓋部8の
上部に設けられた空洞部10にまで延長されていて、こ
の空洞部10に接続された中子冷却剤供給管11に連通
して中子2の冷却管路12となっている。
The core 2 is made of graphite or the like like the inner wall 4, and is attached to the lid part 8 so as to hang down and be coaxial with the central axis of the mold 1. The lower part of the core 2 that is inserted into the mold 1 is tapered so that the diameter decreases slightly as it goes downward, and the upper end of the hollow part of the core 2 is connected to the upper part of the lid part 8. It extends to a cavity 10 provided in the cavity 10 , and communicates with a core coolant supply pipe 11 connected to this cavity 10 to form a cooling pipeline 12 for the core 2 .

【0009】さらにこの冷却管路12には、中子2を貫
通して前記中心軸に同軸に円柱状部材13が緩挿されて
おり、この円柱状部材13の上端は前記空洞部10の天
蓋に固定されているとともに、その下端は冷却管路12
の下端開口部より下方で拡径する円錐台状に成形されて
いる。
Furthermore, a cylindrical member 13 is loosely inserted into the cooling pipe 12 through the core 2 and coaxially with the central axis, and the upper end of the cylindrical member 13 is connected to the canopy of the cavity 10. and its lower end is connected to the cooling pipe line 12.
It is shaped like a truncated cone that expands in diameter below the lower end opening.

【0010】このような構成の中空ビレットの製造装置
では、鋳型冷却剤供給管7および中子冷却剤供給管11
より冷却水等の冷却剤を供給するとともに、鋳型1と中
子2との間に形成される円筒状の空間に供給口9より熔
融銅Cを供給する。この空間に供給された熔融銅Cは鋳
型1の内壁4および冷却剤によって冷却された中子2の
外周面に接触し、急速に冷却され凝固して中空状のビレ
ットに成形される。
In the hollow billet manufacturing apparatus having such a structure, the mold coolant supply pipe 7 and the core coolant supply pipe 11
A coolant such as cooling water is supplied from the mold 1 and the molten copper C is supplied from the supply port 9 to the cylindrical space formed between the mold 1 and the core 2. The molten copper C supplied to this space comes into contact with the inner wall 4 of the mold 1 and the outer peripheral surface of the core 2 cooled by the coolant, and is rapidly cooled and solidified to form a hollow billet.

【0011】こうして鋳造されたビレットは前記空間の
下方から順次引き抜かれ、鋳型1下方の開口端6より噴
出する鋳型冷却剤および冷却管路12下端開口部にて拡
径する円柱状部材13により拡散する中子冷却剤により
、外径面および内径面をそれぞれ冷却される。一方、ビ
レットが引き抜かれた後の空間には熔融銅Cが連続的に
供給され、引き抜かれたビレットに連なって一体的に冷
却、凝固し、引き抜かれる。
The thus cast billet is sequentially pulled out from below the space, and is diffused by the mold coolant spouted from the open end 6 at the bottom of the mold 1 and by the cylindrical member 13 whose diameter expands at the lower end opening of the cooling pipe line 12. The core coolant cools the outer diameter surface and the inner diameter surface, respectively. On the other hand, molten copper C is continuously supplied to the space after the billet has been drawn, and is cooled and solidified integrally with the drawn billet, and then drawn.

【0012】このように熔融銅Cを連続して供給しつつ
、冷却、凝固して成形されたビレットを順次下方より引
き抜くことにより、中空ビレットを連続的に製造するこ
とができる。
Hollow billets can be continuously produced by continuously supplying molten copper C and sequentially pulling out the billets that have been cooled, solidified, and formed from below.

【0013】なお、製造された中空ビレットは鋳抜かれ
た外径面および内径面の粗度が比較的粗いため、仕上げ
加工を施された後に使用に供される。
[0013] The manufactured hollow billet has relatively rough outer and inner diameter surfaces, so it is used after being finished.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】このような構成の中空
ビレットの製造装置では、前記空間内に供給された熔融
銅は鋳型1内周面と中子2外周面とから同時に冷却され
るため、熔融した銅と凝固した銅との固液界面は図2に
示すように、中空ビレットの肉厚部の径方向略中央に偏
曲点を有する下方に凸な形状となる。
[Problems to be Solved by the Invention] In the hollow billet manufacturing apparatus having such a structure, the molten copper supplied into the space is cooled simultaneously from the inner circumferential surface of the mold 1 and the outer circumferential surface of the core 2. As shown in FIG. 2, the solid-liquid interface between the molten copper and the solidified copper has a downwardly convex shape with an inflection point approximately at the center in the radial direction of the thick portion of the hollow billet.

【0015】一方、このような中空ビレットに製造され
る熔融銅には一般にある程度の不純物が含有されること
は避けられない。このような不純物は、凝固して固体と
なった銅より凝固する前の液状の熔融銅に溶解し易いた
め、図2に示すように熔融銅と凝固した銅との前記固液
界面付近の熔融銅側に凝集し、特に前記偏曲点付近に集
中する。そして、このような状態で中空ビレットを連続
的に製造すると、鋳造される中空ビレットには前記偏曲
点に連なって不純物が偏析してしまい、ビレットの肉厚
部の径方向中央に円筒状の偏析層Pが形成されてしまう
On the other hand, molten copper produced into such hollow billets generally inevitably contains some impurities. These impurities are more easily dissolved in the liquid molten copper before solidification than in the solidified copper, so as shown in Fig. It aggregates on the copper side, particularly near the point of inflection. If hollow billets are manufactured continuously under such conditions, impurities will segregate in the hollow billet to be cast in a series of points of inflection, and a cylindrical shape will be formed in the radial center of the thick part of the billet. A segregation layer P is formed.

【0016】このように肉厚部に不純物が偏析した中空
ビレットでは偏析層Pの部分で機械的強度が極端に劣化
するため、前述のように内部に超電導材を充填して引き
伸ばし加工を施した際に、この偏析層Pにて剪断が発生
してしまい、線材を成形することが不可能になるおそれ
がある。
[0016] Since the mechanical strength of a hollow billet in which impurities are segregated in the thick wall portion is extremely degraded in the segregation layer P, the inside of the billet is filled with a superconducting material and stretched as described above. At this time, shearing may occur in this segregation layer P, making it impossible to form the wire rod.

【0017】また一方、前記のような構成の装置では、
中子冷却剤供給管から直接的に供給された冷却剤がその
まま冷却管路を流下するため、中子の上端部付近は供給
されたばかりの冷却剤によって常に低温になっているが
、他方、冷却管路を流通して中子を冷却する間に冷却剤
自体は加熱され、冷却管路下端から排出される時には高
温となってしまい、これより中子下端部付近は比較的高
温状態となってしまう。この結果、中子の温度勾配は上
端で低く、逆に下端では高く、かつ、その温度差が比較
的大きなものになってしまう。
On the other hand, in the device configured as described above,
Since the coolant directly supplied from the core coolant supply pipe flows down the cooling pipe line, the area near the upper end of the core is always at a low temperature due to the freshly supplied coolant. The coolant itself is heated while flowing through the pipe to cool the core, and when it is discharged from the lower end of the cooling pipe, it reaches a high temperature, which causes the area near the lower end of the core to be relatively hot. Put it away. As a result, the temperature gradient of the core is low at the top end and high at the bottom end, and the temperature difference therebetween is relatively large.

【0018】このため、前記空間に供給された熔融銅は
中子に接触したところで急速に冷却され、該空間の上端
付近での熔融銅の粘性が極端に低くなってしまうことが
あり、いわゆる湯回りの悪い状態となって円滑な中空ビ
レットの連続的製造に支障を来すおそれもあった。
For this reason, the molten copper supplied to the space is rapidly cooled when it comes into contact with the core, and the viscosity of the molten copper near the upper end of the space may become extremely low, resulting in what is called molten copper. There was also a risk that the continuous production of smooth hollow billets would be hindered due to poor circulation.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を解
決するためになされたもので、請求項1記載の中空ビレ
ットの製造装置は、冷却剤により冷却される筒状の鋳型
内に同軸に中子が配置されて成り、前記鋳型と中子との
間に形成される筒状の空間の一端側より供給される熔融
金属を該空間内で冷却、凝固せしめる中空ビレットの製
造装置において、前記中子に前記一端側より該一端にの
み開口する冷却管路を穿設するとともに、この冷却管路
の一端から該冷却管路内の他端部にまで延長されて該他
端部にて開口する冷却剤供給管を挿通したことを特徴と
するものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the hollow billet manufacturing apparatus according to claim 1 has a structure in which a hollow billet is coaxially mounted in a cylindrical mold cooled by a coolant. In a hollow billet manufacturing apparatus in which a core is arranged in a hollow billet, molten metal supplied from one end side of a cylindrical space formed between the mold and the core is cooled and solidified in the space, A cooling conduit is bored in the core from the one end side and opens only to the one end, and the cooling conduit is extended from one end to the other end of the cooling conduit and at the other end. It is characterized by having an open coolant supply pipe inserted therethrough.

【0020】また、請求項2記載の中空ビレットの製造
方法は、冷却剤により冷却される筒状の鋳型とこの鋳型
内に配置された中子とにより形成される筒状の空間に熔
融金属を供給し、この熔融金属を前記空間内で冷却、凝
固せしめる中空ビレットの製造方法において、前記中子
の一端側より該一端にのみ開口する冷却管路を穿設する
とともに、この冷却管路の一端から該冷却管路内の他端
部に開口する冷却剤供給管を挿通し、この冷却剤供給管
を通して前記冷却管路の他端部に冷却剤を供給するとと
もに、該冷却管路内の前記冷却剤供給管外側を前記他端
部から一端側へと流通させて前記中子を冷却することを
特徴とするものである。
Further, the method for producing a hollow billet according to claim 2 includes pouring molten metal into a cylindrical space formed by a cylindrical mold cooled by a coolant and a core placed in the mold. In the method for producing a hollow billet, in which the molten metal is cooled and solidified in the space, a cooling pipe is bored from one end side of the core and opens only to the one end, and one end of the cooling pipe is A coolant supply pipe opened to the other end of the cooling pipe is inserted through the coolant supply pipe, and the coolant is supplied to the other end of the cooling pipe through the coolant supply pipe. The core is cooled by flowing the outside of the coolant supply pipe from the other end to the one end.

【0021】[0021]

【作用】本発明では冷却管路はその一端のみが開口した
構造となっており、中子を冷却する冷却剤は一旦冷却剤
供給管を通ってこの冷却管路の他端部に供給される。そ
して、冷却剤はこの冷却管路内を冷却剤供給管の外側を
通って他端側から一端側へと送給され、この間に中子を
冷却する一方、自らは加熱されて前記一端側から排出さ
れる。これにより冷却管路を流通して中子を冷却する冷
却剤は、冷却管路の他端側で低温であり、該冷却管路を
一端側に向かうに従い加熱されて高温になるという、前
記従来例とは逆の温度勾配をなす。
[Operation] In the present invention, the cooling pipe has a structure in which only one end thereof is open, and the coolant for cooling the core is once supplied to the other end of the cooling pipe through the coolant supply pipe. . The coolant passes through the outside of the coolant supply pipe in this cooling pipe and is fed from the other end to the one end. During this time, while cooling the core, the coolant itself is heated and flows from the one end to the other end. It is discharged. As a result, the coolant flowing through the cooling pipe to cool the core is at a low temperature at the other end of the cooling pipe, and is heated to a high temperature as it moves toward one end of the cooling pipe. The temperature gradient is opposite to that in the example.

【0022】また、冷却剤供給管を流通する冷却剤と、
冷却管路を他端側から一端側へ送給されて加熱された冷
却剤との間で冷却剤供給管を介して熱交換が行なわれる
ため、冷却管路内を通って中子を冷却する冷却剤の温度
勾配は比較的小さなものに抑えられる。
[0022] Also, a coolant flowing through the coolant supply pipe,
Heat exchange occurs between the coolant that is heated by being fed from the other end of the cooling pipe to the one end through the coolant supply pipe, so the core is cooled through the cooling pipe. Coolant temperature gradients are kept relatively small.

【0023】冷却剤がこのような温度勾配をとることに
より、この冷却剤により冷却される中子も、熔融金属が
供給される一端側で高温であり、凝固して成形された中
空ビレットが抜き出される他端側で低温となり、かつそ
の温度勾配が小さく抑えられる。
[0023] Because the coolant has such a temperature gradient, the core cooled by the coolant is also at a high temperature at one end where the molten metal is supplied, and the hollow billet that has been solidified and formed is pulled out. The temperature at the other end is low, and the temperature gradient is kept small.

【0024】これにより供給された熔融金属は、中子外
周面側からは徐々に冷却されることになり、一方鋳型内
周面側からは従来通り冷却されるので、熔融した金属部
分と凝固した金属部分との固液界面の断面形状は、偏曲
点が中子側に偏った下方に凸な曲線をなす。これに伴い
、不純物の偏析も偏曲点の位置に合わせて中子側に集中
するので、結果的に鋳造される中空ビレットの偏析層も
内径側に偏った状態で形成される。
[0024] The molten metal thus supplied is gradually cooled from the outer peripheral surface of the core, while it is cooled from the inner peripheral surface of the mold as usual, so that the molten metal and the solidified metal part are cooled. The cross-sectional shape of the solid-liquid interface with the metal part forms a downwardly convex curve with an eccentric point toward the core. Along with this, the segregation of impurities is also concentrated on the core side in accordance with the position of the eccentric point, and as a result, the segregation layer of the hollow billet that is cast is also formed in a state that is biased toward the inner diameter side.

【0025】そこで、中空ビレットの製造後の内径面の
仕上げ加工の際にこの偏析層を除去することにより、偏
析層のない、すなわち引き伸ばしの際に剪断のおそれの
ない中空ビレットを得ることが可能となる。
[0025] Therefore, by removing this segregation layer during finishing of the inner diameter surface after manufacturing the hollow billet, it is possible to obtain a hollow billet without a segregation layer, that is, without the risk of shearing during stretching. becomes.

【0026】また本発明では、供給された熔融金属が最
初に接触する中子の上端部は高温になっているので、熔
融金属の粘性が極度に低下して湯回りが悪化するような
ことはなく、円滑な中空ビレットの連続的成形を行うこ
とが可能となる。
Furthermore, in the present invention, since the upper end of the core, which the supplied molten metal first comes into contact with, is at a high temperature, the viscosity of the molten metal is not extremely reduced and the water flow is not deteriorated. This makes it possible to perform smooth continuous molding of hollow billets.

【0027】[0027]

【実施例】図1は本発明の一実施例を示す断面図であり
、図2と同じ部分には同一の符号を配して説明を簡略化
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, and the same parts as in FIG. 2 are designated by the same reference numerals to simplify the explanation.

【0028】本実施例は、内周面に耐火断熱材3を介し
てグラファイト等の内壁4が裏打ちされた円筒状の鋳型
1内に、この鋳型1の上部に設けられた蓋部8に垂下し
て該鋳型1に同軸的に多段円筒状の中子2が挿通されて
構成されている。
In this embodiment, a cylindrical mold 1 whose inner circumferential surface is lined with an inner wall 4 made of graphite or the like through a refractory heat insulating material 3, and a lid part 8 provided on the upper part of the mold 1, which hangs down A multistage cylindrical core 2 is inserted coaxially into the mold 1.

【0029】この中子2には、その中心軸に沿って円形
断面の冷却管路21が該中子2の上端側から下端付近に
まで穿設されており、この冷却管路21は中子2を支持
する蓋部8のさらに上部に設けられた空洞部10に連通
している。また、この空洞部10には冷却剤排出管22
が接続されている。
A cooling pipe passage 21 having a circular cross section is bored through the core 2 along its central axis from the upper end of the core 2 to the vicinity of the lower end. It communicates with a cavity 10 provided at a further upper part of the lid part 8 that supports the lid part 2. Additionally, a coolant discharge pipe 22 is provided in the cavity 10.
is connected.

【0030】そして冷却管路21内には、該冷却管路2
1の内径より外径が小さい冷却剤供給管23が、空洞部
10の天蓋を貫いて冷却管路21の上端側から前記中心
軸に沿って挿通されていて、この冷却剤供給管23の先
端は冷却管路21内の下端部付近にまで延長されて開口
している。
[0030] In the cooling pipe line 21, the cooling pipe line 2
A coolant supply pipe 23 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the cavity 10 is inserted through the canopy of the cavity 10 from the upper end side of the cooling pipe line 21 along the central axis. is extended to near the lower end of the cooling pipe 21 and opened.

【0031】このような構成の中空ビレットの製造装置
により、例えば銅製の中空ビレットを製造するには、前
述した従来例と同様、冷却剤供給管7,23 に水等の
冷却剤を送給するとともに、中子2と鋳型1の間に形成
された空間に蓋部8の供給口9より熔融銅Cを供給する
。 供給された熔融銅Cは前記空間内を降下しながら冷却さ
れて凝固し、中空状に鋳造されるので、これを前記空間
の下方から引き抜くことにより、順次供給される熔融銅
Cは連続して冷却されて凝固し、先に鋳造された銅製中
空ビレットに一体的に引き抜かれる。このように本実施
例では、供給口9より熔融銅Cを供給しつつ前記空間の
下方に引き抜くことにより、中空状のビレットを連続的
に鋳造することができる。
[0031] In order to manufacture a hollow billet made of copper, for example, using the hollow billet manufacturing apparatus having such a configuration, a coolant such as water is supplied to the coolant supply pipes 7 and 23, as in the conventional example described above. At the same time, molten copper C is supplied to the space formed between the core 2 and the mold 1 through the supply port 9 of the lid part 8. The supplied molten copper C is cooled and solidified as it descends within the space, and is cast into a hollow shape. By pulling it out from below the space, the molten copper C that is sequentially supplied is continuously It is cooled, solidified, and drawn into the previously cast hollow copper billet. As described above, in this embodiment, a hollow billet can be continuously cast by supplying molten copper C from the supply port 9 and drawing it out below the space.

【0032】ここで、冷却剤供給管23より供給された
冷却剤は、冷却剤供給管23を通って一旦冷却管路21
の下端部に送給され、冷却管路21内の冷却剤供給管2
3の外側を通って上昇する。この冷却管路21を上昇す
る間に冷却剤は中子2を冷却するとともに自らは加熱さ
れて高温となり、その後、空洞部10から冷却剤排出管
22を通って排出される。このように本実施例では中子
2を冷却する冷却剤は、中子2の下端部においては低温
であり、冷却管路21を上昇するにつれて加熱されて中
子2の上端においては高温になるという、前記従来例と
は逆の温度勾配をなし、これに伴って中子2も同様の温
度勾配をなす。
Here, the coolant supplied from the coolant supply pipe 23 passes through the coolant supply pipe 23 and is once transferred to the cooling pipe line 21.
The coolant supply pipe 2 is fed to the lower end of the cooling pipe 21 in the cooling pipe line 21.
Go up through the outside of 3. While rising through the cooling pipe 21, the coolant cools the core 2 and is heated to a high temperature, and is then discharged from the cavity 10 through the coolant discharge pipe 22. In this way, in this embodiment, the coolant that cools the core 2 is at a low temperature at the lower end of the core 2, is heated as it moves up the cooling pipe 21, and becomes high temperature at the upper end of the core 2. The temperature gradient is opposite to that of the conventional example, and the core 2 also has a similar temperature gradient.

【0033】また、冷却剤供給管23を通って冷却管路
21下端側に送給される低温の冷却剤は、冷却剤供給管
23を介してこの冷却剤供給管23の外側を上昇する冷
却剤により加熱される。この一方、冷却管路21を上昇
して中子2を冷却するとともに自らは加熱されて高温と
なった冷却剤は、冷却管路21下端部に供給される冷却
剤により冷却剤供給管23を介して冷却される。このよ
うに冷却管路21に供給される低温の冷却剤と、中子2
を冷却して高温となった冷却剤との間で冷却剤供給管2
3を介して熱交換が行なわれることにより、冷却管路2
1を上昇して中子2を冷却する冷却剤の温度勾配は小さ
なものとなり、これに伴い中子2の温度勾配も小さく抑
えられる。
Furthermore, the low-temperature coolant fed to the lower end side of the cooling pipe line 21 through the coolant supply pipe 23 is cooled by rising outside the coolant supply pipe 23 through the coolant supply pipe 23. heated by the agent. On the other hand, the coolant that rises through the cooling pipe line 21 to cool the core 2 and is heated to a high temperature is supplied to the lower end of the cooling pipe line 21 and flows through the coolant supply pipe 23. cooled through. In this way, the low temperature coolant supplied to the cooling pipe line 21 and the core 2
The coolant supply pipe 2
3, the cooling pipe line 2
The temperature gradient of the coolant that raises the core 1 and cools the core 2 becomes small, and accordingly, the temperature gradient of the core 2 is also kept small.

【0034】このように供給された熔融銅Cを冷却する
中子2が、熔融銅Cが供給される上端側で高く、抜き出
される下端側で低い温度勾配をとり、かつ、この温度勾
配が小さなものに抑えられることによって熔融銅Cは、
鋳型1の内壁4側からに対して中子2側からは比較的緩
やかに冷却されることになる。このため、熔融した液状
の銅と凝固した固体の銅との固液界面は、図1に示した
ような偏曲点が中子2側に偏った下方に凸の断面形状を
なす。そして、これに伴って熔融銅に含有された不純物
も前記偏曲点の位置に合わせて中子2側に集中的に凝集
するので、このような状態でビレットを製造することに
より、不純物の偏析層Pは図1に示したように中空ビレ
ットの内径面近くに円筒状に形成される。
The core 2 that cools the molten copper C supplied in this manner has a temperature gradient that is high at the upper end side where the molten copper C is supplied and low at the lower end side from which the molten copper C is extracted, and this temperature gradient is By keeping it small, molten copper C becomes
The inner wall 4 side of the mold 1 is cooled relatively slowly from the core 2 side. Therefore, the solid-liquid interface between the molten liquid copper and the solidified solid copper has a downwardly convex cross-sectional shape with the inflection point biased toward the core 2 side, as shown in FIG. Along with this, the impurities contained in the molten copper also aggregate intensively on the core 2 side in accordance with the position of the deflection point, so by manufacturing the billet in this state, the segregation of impurities is reduced. The layer P is formed in a cylindrical shape near the inner diameter surface of the hollow billet, as shown in FIG.

【0035】このように本実施例によれば、偏析層Pは
中空ビレットの内径面近くに形成されるので、前述した
仕上げ加工の際に内面研摩等によって容易に偏析層を除
去することが可能である。これにより偏析層がなく、従
って引き伸ばした場合にも剪断の生じることのない中空
ビレットを得ることができ、内部に超電導材を充填して
超電導線材を成形する際の被覆材として最適な中空ビレ
ットを提供することが可能となる。
As described above, according to this embodiment, since the segregation layer P is formed near the inner diameter surface of the hollow billet, it is possible to easily remove the segregation layer by internal polishing or the like during the above-mentioned finishing process. It is. This makes it possible to obtain a hollow billet that has no segregation layer and therefore does not shear even when stretched, making it ideal as a coating material when filling the inside with superconducting material and forming superconducting wire. It becomes possible to provide

【0036】また本実施例では、供給口9より供給され
た熔融銅Cが最初に接触する中子2の上端部は、中子2
が前述のような温度勾配をとることによって比較的高温
になっている。このため、従来のように供給された熔融
金属の粘性が極度に低下して湯まわりが悪くなるような
ことはなく、中空ビレットの連続的製造を何等支障なく
、円滑に行うことができる。
Further, in this embodiment, the upper end of the core 2, which the molten copper C supplied from the supply port 9 comes into contact with, is located at the upper end of the core 2.
The temperature is relatively high due to the temperature gradient described above. Therefore, unlike in the past, the viscosity of the supplied molten metal is not extremely reduced and the flow of the hot water becomes poor, and hollow billets can be continuously manufactured without any problems.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、熔
融金属を冷却する中子が、熔融金属が供給される一端側
で高く、凝固した中空ビレットが抜き出される他端側で
低い温度勾配をとり、かつ、この温度勾配が小さくなる
ように抑えられているので、供給された熔融金属は外径
面側に比べて内径面側は比較的緩やかに冷却される。
As explained above, according to the present invention, the temperature of the core for cooling molten metal is high at one end where the molten metal is supplied, and low at the other end where the solidified hollow billet is extracted. Since the temperature gradient is suppressed to be small, the supplied molten metal is cooled relatively slowly on the inner diameter side than on the outer diameter side.

【0038】これにより前記熔融金属と凝固した金属と
の固液界面は偏曲点が前記内径面側に偏った下方に凸の
断面曲線をなし、これに伴って熔融金属に含有される不
純物も前記偏曲点の位置に沿って凝集する。このような
状態で製造される中空ビレットでは不純物の偏析層は内
径面近くに形成されるので、内径面の仕上げ加工の際に
容易に除去することが可能であり、偏析層のない中空ビ
レットを得ることができる。このため、内部に超電導材
を充填した上で引き伸ばして超電導線材を成形する場合
にも中空ビレットに剪断が生じることはなく、すなわち
超電導線材の被覆材として最適な中空ビレットを提供す
ることができる。
[0038] As a result, the solid-liquid interface between the molten metal and the solidified metal forms a downwardly convex cross-sectional curve with the point of inflection biased toward the inner diameter side, and impurities contained in the molten metal are also reduced accordingly. It aggregates along the position of the deflection point. In hollow billets manufactured under such conditions, a segregation layer of impurities is formed near the inner diameter surface, so it can be easily removed during finishing of the inner diameter surface, making it possible to create a hollow billet without a segregation layer. Obtainable. Therefore, even when the inside is filled with a superconducting material and then stretched to form a superconducting wire, shearing does not occur in the hollow billet, and in other words, it is possible to provide a hollow billet that is optimal as a coating material for a superconducting wire.

【0039】また、中子が前記のような温度勾配をとる
ことにより、熔融金属が供給される中子上部付近での湯
回りが良くなるので、連続的な中空ビレットの製造をよ
り円滑に行うことができる。
[0039] Furthermore, since the core has the above-mentioned temperature gradient, the flow of the hot water near the upper part of the core where the molten metal is supplied is improved, so that the continuous production of hollow billets can be carried out more smoothly. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の一実施例である中空ビレットの製造装
置を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a hollow billet manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係わる中空ビレットの製造装置の従来
例を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a conventional example of a hollow billet manufacturing apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  鋳型 2  中子 3  耐火断熱材 4  内壁 5  中空部 6  開口端 7  鋳型冷却剤供給管 8  蓋部 9  供給口 10  空洞部 11,23  中子冷却剤供給管 12,21  冷却管路 22  冷却剤排出管 C  熔融銅 P  偏析層 1 Mold 2 Core 3 Fireproof insulation material 4 Inner wall 5 Hollow part 6 Open end 7 Mold coolant supply pipe 8 Lid part 9 Supply port 10 Cavity part 11, 23 Core coolant supply pipe 12, 21 Cooling pipe line 22 Coolant discharge pipe C Molten copper P Segregation layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  冷却剤により冷却される筒状の鋳型内
に同軸に中子が配置されて成り、前記鋳型と中子との間
に形成される筒状の空間の一端側より供給される熔融金
属を該空間内で冷却、凝固せしめる中空ビレットの製造
装置において、前記中子には前記一端側より該一端にの
み開口する冷却管路が穿設されるとともに、この冷却管
路の一端からは該冷却管路内の他端部にまで延長されて
該他端部にて開口する冷却剤供給管が挿通されているこ
とを特徴とする中空ビレットの製造装置。
Claim 1: A core is arranged coaxially within a cylindrical mold cooled by a coolant, and the core is supplied from one end side of a cylindrical space formed between the mold and the core. In a hollow billet manufacturing apparatus in which molten metal is cooled and solidified in the space, a cooling pipe opening only to the one end is bored in the core, and a cooling pipe is opened from one end of the cooling pipe. An apparatus for manufacturing a hollow billet, characterized in that a coolant supply pipe that extends to the other end of the cooling pipe line and opens at the other end is inserted.
【請求項2】  冷却剤により冷却される筒状の鋳型と
この鋳型内に配置された中子とにより形成される筒状の
空間に熔融金属を供給し、この熔融金属を前記空間内で
冷却、凝固せしめる中空ビレットの製造方法において、
前記中子の一端側より該一端にのみ開口する冷却管路を
穿設するとともに、この冷却管路の一端から該冷却管路
内の他端部に開口する冷却剤供給管を挿通し、この冷却
剤供給管を通して前記冷却管路の他端部に冷却剤を供給
するとともに、該冷却管路内の前記冷却剤供給管外側を
前記他端部から一端側へと流通させて前記中子を冷却す
ることを特徴とする中空ビレットの製造方法。
2. Supplying molten metal to a cylindrical space formed by a cylindrical mold cooled by a coolant and a core placed in the mold, and cooling the molten metal in the space. , in a method for manufacturing a hollow billet that is solidified,
A cooling pipe is bored from one end of the core and opens only to the one end, and a coolant supply pipe is inserted from one end of the cooling pipe to the other end of the cooling pipe. Supplying a coolant to the other end of the cooling pipe through the coolant supply pipe, and flowing the outside of the coolant supply pipe in the cooling pipe from the other end to the one end to cool the core. A method for manufacturing a hollow billet, characterized by cooling.
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