JPH0468065B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一方向凝固組織の鋳塊を連続的に引抜
く一方向凝固鋳塊の連続鋳造装置に関する。

〔従来の技術〕

音響用銅線等の分野において、結晶粒界が銅線
の軸方向に延びる一方向結晶組織を有する銅線が
音響効果上優れていると考えられている。このよ
うな一方向結晶組織を有する銅線を連続鋳造によ
り製造する技術として、従来、主として以下に示
すような２つの技術がある。

先ず、筒状の鋳型を溶湯を貯留するるつぼの側
壁外面に取付け、鋳型内にるつぼ外側から挿入し
たダミーバと溶湯が接触して冷却凝固した鋳塊を
ダミーバを介して引抜くことにより、連続的に鋳
塊を鋳造する。この場合に、鋳型を鋳造せんとす
る金属又は合金の融点以上の温度に加熱して鋳型
壁面において凝固核が生成されることを阻止し、
ダミーバを通じて一方向に冷却して鋳型出口近傍
の鋳型内又は鋳型外の領域にて凝固させる。これ
により、その軸方向（引抜方向）に結晶組織が延
びた鋳塊が得られる。しかしながら、この方法に
おいては、凝固速度が冷却位置、鋳型温度及び溶
湯温度の３つによつて決定されるので、その制御
が困難であるという欠点を有する。

一方、鋳型をるつぼ内に設け、るつぼ内の溶湯
中に鋳型を浸漬させた構成にすることにより、鋳
型を溶湯により加熱保温し、格別の加熱手段を設
けることなく一方向凝固組織を有する鋳塊を製造
する技術もある（特開昭62−244553号）。この技
術においては、制御パラメータが溶湯温度及び冷
却の２つに減り、また溶湯温度は溶湯の熱容量が
大きいため変化しにくいので、制御が容易であ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この従来技術においても、溶湯
は鋳型内で凝固するため、鋳塊を鋳型から引出す
際に、鋳塊が鋳型に摺動し、鋳塊の表面品質が損
なわれたり、鋳型の摩耗により鋳型の内径が変動
したりして、健全な品質の鋳塊を製造することが
極めて困難である。これは、前述の鋳型を加熱し
て一方向凝固組織の鋳塊を得る場合に、表面が鏡
面の鋳塊が得られ、後処理が不用であることと比
較して極めて不利である。また、凝固界面がるつ
ぼ壁の内面よりも引抜方向に寄つているので、溶
湯の熱が鋳型を介してるつぼの側壁に伝達され、
更に、この熱が側壁から外気へ逃げるため、完全
な一方向凝固組織になりにくいという問題点があ
る。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので
あつて、表面品質が優れていると共に、内部も均
一に一方向凝固組織になる鋳塊を安定して鋳造す
ることができる一方向凝固鋳塊の連続鋳造装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る一方向凝固鋳塊の連続鋳造装置
は、溶湯を貯留した容器と、この容器の側壁から
容器内に突出した筒体とを有し、この筒体内から
凝固鋳塊を連続的に引抜く一方向凝固鋳塊の連続
鋳造装置において、前記筒体は容器内部側の第１
の領域と、その内径が前記第１の領域より大きい
容器外方側の第２の領域と、を有し、前記第１の
領域と第２の領域との境界は前記容器の側壁内面
よりも容器内部側に位置することを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、溶湯を貯留した容器内に筒
体が配置されているから、筒体は溶湯の熱により
加熱保温されているので、溶湯は筒体から既に引
抜かれている凝固鋳塊（又はスターテイングロツ
ド）への一方向の熱伝達によつてのみ冷却されて
第１の領域内で凝固する。そして、凝固鋳塊は筒
体の第１の領域よりも内径が大きい第２の領域に
は接触しないから、鋳塊表面が筒体内面に摺動し
てその表面品質が劣化することはない。また、第
１の領域と第２の領域との間の境界は容器の側壁
内面よりも容器内部側にあるから、凝固界面は容
器内の溶湯中にあるため、溶湯の熱が容器側壁を
介して離散することはない。従つて、凝固界面に
おいて溶湯は鋳塊の引抜方向にのみ冷却され、
略々完全な一方向凝固組織になる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について添付の図面を参
照して具体的に説明する。

第１図は本発明の実施例に係る一方向凝固鋳塊
の連続鋳造装置を示す断面図、第２図はそのノズ
ル部分を拡大して示す一部拡大断面図である。る
つぼ１内に、例えば、約690℃の温度に加熱保持
されたアルミニウム又は約1110℃に加熱保持され
た銅の溶湯２が貯留されるようになつている。こ
のるつぼ１の側壁の上部にはカーボン製等の円筒
状のノズル３が配設されている。このノズル３は
るつぼ１の側壁１ａからるつぼ１の内側に突出す
るように、その軸方向を水平にして側壁１ａに固
定されている。

ノズル３は外径は一様であるが、内径はるつぼ
内部側の領域と、るつぼ側壁側の領域と、こ
の領域及び間の領域とで相互に異なる。領
域は例えば、内径が6.3mmで最も小さく、領域
は例えば、内径が9.5mmで最も大きい。そして、
領域においては、この領域側から領域側に
向けて徐々に拡径している。例えば、この領域
の長さは25mm、領域の長さは５mm、領域の長
さは10mmである。而して、このようなノズル３は
その領域と領域との境界がるつぼ側壁１ａの
内面１ｂよりもるつぼ１の内部側になるように側
壁１ａに配設される。例えば、前記境界と側壁内
面１ｂとの間の距離Ｌは３mmである。

なお、ノズル３の出口の近傍には、冷却水のス
プレイノズル６が配設されており、ノズル３から
引抜かれたスターテイングロツド４又は鋳塊５を
スプレイ水の噴射により冷却するようになつてい
る。

次に、このように構成された一方向凝固鋳塊の
連続鋳造装置の動作について説明する。先ず、例
えば、直径が６mmのスターテイングロツド４をノ
ズル３内に挿入し、その先端をノズル３の領域
と領域との間の境界よりも若干領域側の位置
に位置させる。その後、溶湯を注ぎ足す等して、
溶湯面をノズル上面より上にもつていき、その際
ノズル内に導入された溶湯にスターテイングロツ
ド４を接触させてその先端を溶融させる。そし
て、領域内の溶湯２がスターテイングロツド４
から抜熱されて冷却され、凝固してスターテイン
グロツド４に付着すると、スターテイングロツド
４をノズル３からるつぼ外方に、例えば、60mm／
分の速度で引抜駆動する。このスターテイングロ
ツド４はスプレイノズル６からの冷却水の噴射に
より冷却されているから、スターテイングロツド
４には領域の内径寸法と同一の直径を有する棒
状の鋳塊５が連続的に凝固して引抜かれてくる。

この場合に、ノズル３の領域はるつぼ１内の
溶湯中に浸漬されているので、領域内の溶湯２
は熱容量が大きなるつぼ１内の全溶湯により保温
されているため、その温度が極めて安定してい
る。そして、スターテイングロツド４及び既に引
抜かれている鋳塊５はスプレイノズル６の冷却水
噴射により冷却されているので、領域内の溶湯
２はスターテイングロツド４又は鋳塊５への伝熱
により抜熱されて凝固する。しかも、領域と領
域との境界はるつぼ１の側壁内面１ｂよりもる
つぼ内側、つまり溶湯２内に位置しているから、
凝固界面はこの内面１ｂよりもるつぼ内側にな
る。従つて、凝固しようとする溶湯の熱がるつぼ
側壁１ａへ伝達され、側壁１ａに熱が離散してし
まうことがない。このため、凝固界面における抜
熱は、専ら、スターテイングロツド４又は鋳塊５
への伝熱によりなされ、従つて、鋳塊軸方向に延
びる略々完全な一方向凝固鋳塊が得られる。

また、この領域と領域との境界が側壁内面
１ｂよりもるつぼ外側の場合には、領域の途中
で凝固してしまうため、領域におけるノズル３
の内面と鋳塊５とが摺動するので、鋳塊の表面性
状が劣化する。これに対して、本実施例において
は、前記境界が側壁内面１ｂよりもるつぼ内側に
あるから、領域の途中で凝固してしまうことは
なく、表面性状（鏡面性等）が優れた鋳塊５を得
ることができる。

〔発明の効果〕 本発明によれば、表面性状が優れた鋳塊が得ら
れ、鋳造後の塵取り作業等が不要になると共に、
鋳型（ノズル）内面との摺動により鋳塊が鋳造途
中で断塊するということがなくなり、連続性が優
れた長尺の鋳塊が得られる。また、溶湯は略々完
全に鋳塊の軸方向への伝熱により冷却されるの
で、高品質の一方向凝固組織が得られる。

なお、本実施例においても、制御項目は、溶湯
温度と冷却の２つであり、しかも溶湯温度は熱容
量が大きいので変化しにくいから、制御が極めて
容易である。

また、本発明は上記実施例に限定されず、種々
の変形が可能である。例えば、上記実施例は、第
１の領域が領域から構成され、第２の領域が領
域，から構成されるのが、第２の領域として
領域のみを形成してもよい。

つまり、内径が小さい第１の領域（領域）と
内径が大きい第２の領域（領域）とを直接連結
し、領域のように次第に拡径する領域を設けな
くてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る一方向凝固鋳塊
の鋳造装置を示す断面図、第２図はそのノズル部
分を示す拡大断面図である。 １；るつぼ、１ａ；側壁、１ｂ；内面、２；溶
湯、３；ノズル、４；スターテイングロツド、
５；鋳塊。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶湯を貯留した容器と、この容器の側壁から
   容器内に突出した筒体とを有し、この筒体内から
   凝固鋳塊を連続的に引抜く一方向凝固鋳塊の連続
   鋳造装置において、前記筒体は容器内部側の第１
   の領域と、その内径が前記第１の領域より大きい
   容器外方側の第２の領域と、を有し、前記第１の
   領域と第２の領域との境界は前記容器の側壁内面
   よりも容器内部側に位置することを特徴とする一
   方向凝固鋳塊の連続鋳造装置。