JPH0444300Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、半連続鋳造もしくは連続鋳造によ
りアルミニウム合金のスラブを鋳造するための鋳
型に関し、特に種々の異なる幅のスラブを同一の
鋳型で鋳造可能とするように短辺部を長辺部とは
別体に作成して短辺部の位置を調整可能とした幅
可変鋳型に関するものである。

従来の技術 周知のようにアルミニウム合金のスラブを半連
続鋳造するにあたつては、スラブ幅変更のたびご
とに鋳型を交換する手間を省くとともに、異なる
サイズの多数の鋳型を保管しておかなくて済むよ
うに、幅可変鋳型を使用することが従来から広く
行なわれている。この種の幅可変鋳型の一例を第
３図に示す。第３図において、互いに平行に配置
された一対の長辺部１Ａ，１Ｂの間に短辺部２
Ａ，２Ｂが相互に対向するように配置されてお
り、これらの短辺部２Ａ２Ｂはその相互間の間隔
を図示しない調整機構により調整可能に構成され
ている。

このような幅可変鋳型において、短辺部２Ａ，
２Ｂの表面はある程度の湾曲（曲率半径r₁）を持
たせておくのが通常であり、例えば厚み550mmの
スラブを鋳造する鋳型の場合、r₁は2600mm程度に
設計するのが通常である。一方短辺部２Ａ，２Ｂ
の長辺側端部の形状としては第４図に示すよう
に、幅ｗが２mm程度の薄いリブ部３を形成してお
くとともに、このリブ部３から15mm程度の小さな
曲陸半径r₂で急激に湾曲させ、前述の曲率半径r₁
の部分に連続させる形状としたものが一般的であ
る。また一部で第５図に示すように、短辺部２
Ａ，２Ｂの中央部分の曲率r₁を長辺側端部までそ
のまま延長させ、長辺側端部に特に加工を行なつ
ていない鋳型も使用されている。

考案が解決すべき問題点 前述のような従来の幅可変鋳型を用いてアルミ
ニウム合金を鋳造する場合、特にMg含有量の高
いJIS5000番系合金、例えば5052合金や5082合金
等を鋳造する場合においては、スラブのコーナー
部に肌荒れが生じたり、あるいはスラブのコーナ
ー部形状が不安定となつたりする問題があつた。
すなわち短辺部の長辺側端部の形状が第４図に示
すように作られている鋳型を用いて5052合金や
5082合金等を鋳造した場合は、第６図に示すよう
にスラブ５のコーナー部５Ａに、引裂かれたよう
な状態の肌荒れ６が生じることが多かつた。また
第５図に示すように短辺部２Ａ，２Ｂの長辺側端
部に特に加工を行なつていない鋳型を用いて5052
合金や5082合金等を鋳造した場合、第７図に示す
ようにスラブ５のコーナー部５Ａの形状が長手方
向（鋳造方向）で変化してコーナー部形状が不安
定となることが多かつた。

このようにスラブコーナー部に肌荒れや形状不
安定が生じれば、圧延工程において幅端に割れが
生じたりし易く、そのため製品歩留りが低下する
問題があり、したがつてこれらのコーナー部肌荒
れや形状不安定は避けることが必要である。

上述のように従来の幅可変鋳型では高Mg系の
アルミニウム合金の場合にコーナー部肌荒れや形
状不安定が生じ易かつた原因は次のように考えら
れる。

すなわち第４図に示す鋳型の場合、短辺部２Ａ
の長辺側端部のリブ部３が薄く、その部分がヒー
トサイクルによつて変形し易い。この変形が生じ
れば、長辺部１Ａと短辺部２Ａとの間の隙間Ｇが
大きくなつて、そこに酸化物が付着し、その酸化
物によつてコーナー部肌荒れを生じると考えられ
る。また上述のようにリブ部３を形成した部分で
は、その部分で熱伝導が悪くなるため、注湯した
アルミニウム合金溶湯に対する抜熱が充分になさ
れず、そのため凝固殻が弱くなつて肌荒れが生じ
易くなると考えられる。

また第５図に示す鋳型の場合、アルミニウム合
金溶湯の表面張力の関係で鋳造中に溶湯が鋳型の
コーナー部（短辺部と長辺部との境界位置）に近
接したり離れたりする過程を繰返し、その結果ス
ラブコーナー部形状が不安定となると考えられ
る。

そして特に高Mg系のアルミニウム合金は、他
の系のアルミニウム合金と比較して溶湯の粘性が
高く、流動性に欠けるため、上述のようなコーナ
ー部肌荒れや形状不安定が生じやすかつたのであ
る。

この考案は以上の事情を背景としてなされたも
ので、溶湯流動性の劣る高Mg系アルミニウム合
金を鋳造するにあたつても、スラブコーナー部の
肌荒れやスラブコーナー部の形状不安定を生じる
ことのないようにした幅可変鋳型を提供すること
を目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この考案では、半連続鋳造もしくは連続鋳造に
よりアルミニウム合金のスラブを鋳造するための
鋳型であつてかつスラブ幅は調整可能となるよう
に例えば第１図に示す如く短辺部２Ａ，２Ｂを長
辺部１Ａ，１Ｂに対し別体とした幅可変鋳型にお
いて、例えば第２図に詳細に示すように、短辺部
２Ａ，２Ｂにおける長辺部１Ａ，１Ｂに近い側の
端部に、長辺表面に対し45°±25°の範囲内の角度
θで斜行する面取部７を、長辺側先端位置Ｐから
５〜50mmの範囲内の長さｌにわたつて形成してお
き、これによつて前述の問題を解決したのであ
る。

作 用 この考案の幅可変鋳型においては、短辺部２
Ａ，２Ｂにおける長辺側端部に面取部７が形成さ
れているため、第５図に示す従来例の場合よりも
鋳型内面コーナー部が内側に入り込んであり、し
たがつて鋳型中に溶湯の表面張力により溶湯が鋳
型内面コーナー部に近接したり離れたりすること
を防止でき、そのためスラブコーナー部の形状が
不安定となることが防止される。

また、面取部７は、長辺側先端位置Ｐから長辺
面に対し45°±25°の角度で斜行するように形成さ
れており、このことは面取部７がその基端側（短
辺部の中央部に近い側）から先端（長辺に近い
側）Ｐへ向けて徐々にその厚みが小さくなるよう
に作られていることを意味する。従来の第４図の
鋳型においては、面取部に対応するリブ部３の厚
みが先端へ向けて急激に薄くなつており、そのた
めリブ部３で熱変形が生じ易かつたが、この考案
の鋳型における面取部７は、上述のように徐々に
その厚みが薄くなつているため従来の第４図の場
合よりも熱変形が生じにくく、そのため熱変形よ
り長辺部１Ａ，１Ｂとの間の隙間が大きくなつて
その部分が酸化物が付着するような事態が生じる
ことを防止できる。また従来の第４図の場合はリ
ブ部３が急激に薄くなつているためその部分の伝
熱抵抗が大きく、コーナー部で凝固殻が弱くなり
勝ちであつたが、この考案の鋳型における面取部
７では徐々に薄くなつているため伝熱抵抗もさほ
ど大きくなく、そのためコーナー部でも比較的強
固な凝固殻を生成することができる。そしてこれ
らの結果として、スラブコーナー部での肌荒れの
発生を有効に防止することができる。

ここで、面取部７の角度θが20°（＝45°−25°）
未満では面取部７の厚みが全体的に薄くなつて熱
変形が生じ易くなるとともに、鋳型コーナー部内
面を内側へ寄せてスラブコーナー部の形状不安定
を防止する効果が充分に得られなくなり、また面
取部７の角度θが70°（＝45°プラス25°）を越える
場合も鋳型コーナー部内面を内側へ寄せてスラブ
コーナー部の形状不安定を防止する効果が充分に
得られず、したがつて面取部７の角度θは45°±
25°の範囲内とした。なおこの範囲内でも最も好
ましいのは45°±10°の範囲である。

また角度θが45°±25°の範囲内の面取部７の長
さｌが先端から５mm未満の場合も鋳型コーナー部
内面を内側へ寄せてスラブコーナー部の形状不安
定を防止する効果が充分に得られず、一方長さｌ
が先端Ｐから50mmを越える場合は、鋳型コーナー
部において短辺部内を流通する冷却水と表面との
間の距離が大きくなつてコーナー部での冷却効果
が不充分となり、その結果逆にコーナー部で凝固
殻が弱くなり、かえつて肌荒れが生じ易くなつて
しまう。したがつて長さｌは５〜50mmの範囲内と
した。

実施例 長辺部１Ａ，１Ｂの相互間の間隔が550mmのア
ルミ合金製幅可変鋳型において、第１図、第２図
に示すように短辺部２Ａ，２Ｂの長辺側端部に角
度θが45°、長さｌが７mmの面取部７を形成した。
なお短辺部２Ａ，２Ｂにおける面取部７以外の部
分は曲率半径r₁＝2600mmとした。

この幅可変鋳型における短辺部２Ａ，２Ｂの相
互間の間隔を840mmにセツトし、JIS5182合金のス
ラブを、鋳造速度50mm、冷却水量500／min、
メタルヘツド70mmの条件にて半連続鋳造する実験
を行なつた。このとき、長さが2000mmのスラブを
４本鋳造したが、いずれのスラブにおいてもコー
ナー部に肌荒れは生じず、またコーナー部の形状
も安定していることが確認された。

なお、第１図、第２図の例では面取部７におけ
る角度θ＝45°±20°をなす面が平面となつている
例を示しているが、この角度範囲内で湾曲面とな
つていても良いことは勿論である。

また第１図、第２図では短辺部２Ａ，２Ｂの位
置を調整する手段を特に示していないが、位置調
整手段は従来公知の機構とすれば良い。

考案の効果 この考案のアルミニウム合金鋳造用幅可変鋳型
によれば、溶湯の粘性が高い高Mg系のアルミニ
ウム合金、例えば5052合金、5082合金、5182合金
等のスラブを鋳造するにあたつても、スラブコー
ナー部に肌荒れが生じたり、スラブコーナー部の
形状が不安定となつたりすることなく、コーナー
部の品質、性状が優れたスラブを得ることがで
き、したがつて圧延工程における幅端の割れや形
状不良の発生を最小限に抑えて、歩留りを向上さ
せることができる。

なお、この考案の位置は、Mgを2.0％以上含有
するアルミニウム合金のスラブ鋳造において最も
有効であるが、その他の系のアルミニウム合金に
も適用できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の幅可変鋳型の一例を示す斜
視図、第２図は第１図の幅可変鋳型の要部を示す
拡大平面図、第３図は従来の幅可変鋳型の一例を
示す平面図、第４図および第５図はそれぞれ従来
の幅可変鋳型の一部を拡大した状態の一例を示す
平面図、第６図及び第７図はそれぞれ従来の幅可
変鋳型により鋳造されたスラブを示す斜視図であ
る。 １Ａ，１Ｂ……長辺部、２Ａ，２Ｂ……短辺
部、７……面取部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 半連続鋳造もしくは連続鋳造によりアルミニウ
   ム合金のスラブを鋳造するための鋳型であつてか
   つスラブ幅が調整可能となるように短辺部を長辺
   部に対し別体とした鋳型において、 短辺部における長辺側端部に、長辺面に対し
   45°±25°の範囲内の角度で斜行する面取部を長辺
   側先端位置から５〜50mmの範囲にわたつて形成し
   たことを特徴とするアルミニウム合金鋳造用幅可
   変鋳型。