JPH0513023B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0513023B2 JPH0513023B2 JP60052049A JP5204985A JPH0513023B2 JP H0513023 B2 JPH0513023 B2 JP H0513023B2 JP 60052049 A JP60052049 A JP 60052049A JP 5204985 A JP5204985 A JP 5204985A JP H0513023 B2 JPH0513023 B2 JP H0513023B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- cooled
- start point
- core
- solidification start
- 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 - Fee Related
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
- B22D11/006—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of tubes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
技術分野
本発明は中空ビレツトの製造方法およびその装
置に係わり、肉厚が100mm、好ましくは200mmもし
くはそれ以上であるような特に厚肉の中空ビレツ
トを割れ等の欠陥を生じること無く連続的に鋳造
できるようになす方法および装置に関する。 従来技術 中空状の例えばアルミニウムのような金属製ビ
レツトを連続的に製造する装置として、一般に第
２図に示すような鋳造装置が提供されている。こ
の装置は上下解放されている水冷鋳型１０、この
中央部に配備された水冷中子１１、および水冷鋳
型１０と水冷中子１１との間の空間部の底部を閉
鎖でき且つその位置から降下できる受け台１２を
有して構成されている。水冷鋳型１０は内周面１
０ａが鋳造面を形成しており、内周側の下端付近
に冷却水の排出口１０ｂが適当な間隔で形成され
ている。一方水冷中子１１は外周面１１ａが鋳造
面を形成しており、その下端付近に冷却水の排出
口１１ｂが適当な間隔で形成されている。何れも
適当な冷却水供給装置（図示せず）に接続（水冷
中子１１は上部中央の管１１ｃを介して接続され
る）されており、供給された冷却水はそれぞれの
排出口１０ｂおよび１１ｂから図示したように斜
め下方へ向けて放出される（それぞれ符号１３お
よび１４で示す）ようになつている。受け台１２
は当初は水冷鋳型１０と水冷中子１１との間の空
間部の底部を閉鎖する位置に保持され、該空間部
内に供給された金属溶湯１５が冷却されて凝固を
開始した後（凝固部分は符号１５′で示される）、
凝固開始面Ａを所定位置に維持する（縁における
凝固開始点P1，P2を水冷鋳型１０および水冷中
子１１のそれぞれの鋳造面の所定位置に維持す
る）ように制御されて降下される。このようにし
て、連続的に凝固部分１５′が下方へ引き出され
て中空状のビレツトが製造されるようになつてい
る。尚、符号１６は溶湯供給のために水冷鋳型１
０と水冷中子１１との間に配備されたフロート、
そして符号１７はこのフロート１６と組合わされ
たデイツプチユーブをそれぞれ示している。 従来技術の問題点 しかしながら上述した従来技術においては、例
えば外径が250mmを超え肉厚が100mmを越えるよう
な厚肉の中空ビレツトを製造すると、熱間割れ感
受性の大きい合金によつては（例えば6000系、
5000系等のAl合金）鋳造割れが発生したり著し
い発汗が生じ、ひどい場合にはこの発汗部を通し
てメタル漏れが起こる（特に3000系のAl合金）
等、安定した鋳造が実際問題として実行できなか
つた。 この理由は次のように説明される。即ち、供給
された溶湯１５は水冷鋳型１０および水冷中子１
１によつて内外両側から大体同じ高さ位置で冷却
されるようになつていたために、凝固開始面Ａは
中空ビレツトの壁部の縦断面において中央付近が
下方へ凹んだ形状を呈することになる。このた
め、任意の横断面における凝固の推移について考
えれば、その内外両端から溶湯１５のサンプ最下
点１５ａに垂直な位置へ向けて次第に凝固が進む
ことになる。従つて先行して凝固した内周側およ
び外周側の部分がそれより内部の凝固収縮を拘束
するように作用し、この作用は凝固が進行するに
つれて大きくなり、この凝固収縮の拘束により発
生する内部応力が材料の強度を越えた時に割れが
発生するものと思われる。このような割れは製造
する中空ビレツトの肉厚が厚くなるほど発生し易
くなるのであり、このことが厚肉の中空ビレツト
の製造を困難にしていたのである。また、このよ
うな割れは実際には内周シエルにまで伝播し、ま
た中心に向かう形で発生することが認められてい
る。 更にまた、第２図では同じ高さ寸法として水冷
鋳型１０および水冷中子１１を示したが、構成上
一般に水冷中子の冷却能力の方が弱くなるととも
に、フロート１６が鋳込まれてしまうのを防止す
るために、水冷中子１１の高さは水冷鋳型１０よ
りも鋳込み方向に長くされる。このような水冷中
子１１の鋳造面１１ａが、溶湯の凝固収縮により
噛まれて中空ビレツトの引き出しとともに下方へ
持ち去られるのを防止するために、通常は下方へ
向けて細くなるテーパー面とされている。このた
めに実際には凝固開始点P2より下方の凝固部分
は水冷中子１１の鋳造面１１ａと僅かな間隙を形
成する。この間隙の形成される高さ範囲は水冷中
子１１の高さ寸法が長くなつた分だけ長くなり、
このために排出口１１ｂからの冷却水で直接に冷
却されるまでの時間が長くなる。このことは、一
旦凝固された内周側の凝固シエルが溶湯１５から
の伝達熱で再び溶融されてしまう事態、即ち発汗
の発生を容易に生ぜしめることになるのである。
著しい場合には、この再溶融によつて該間隙を通
して溶湯が漏れる危険を生じるのである。 発明の目的 本発明の目的は上述に鑑み、割れや表面欠陥の
ない良好な、肉厚の厚い中空ビレツトをできるだ
け容易に製造可能とする方法および装置を提供す
ることである。 発明の概要 このために本発明によつて提案される方法は、
「上下が解放された金属製の水冷鋳型の中央部に
金属製の水冷中子を配備し、前記水冷鋳型と水冷
中子との間に形成された空間部に熱溶融された材
料を供給するとともに、当初は前記空間部の底部
を閉鎖している受け台を、供給された前記材料が
凝固を開始する位置（凝固開始点）を前記空間部
内に維持させる状態で降下させ、これによつて前
記空間部内で凝固された中空ビレツトを連続的に
引き出して製造する方法であつて、前記水冷中子
の鋳造面の上側部分に耐火断熱材を配置して、前
記水冷中子の鋳造面上の所定の位置で溶湯の凝固
を開始させ、前記水冷中子における凝固開始点を
前記水冷鋳型における凝固開始よりも相対的に低
下させ、前記水冷鋳型における凝固開始点と前記
水冷中子における凝固開始点との間の凝固開始面
の最下点における実質的なサンプ深さを、前記耐
火断熱材の深さおよび鋳造条件に関係して鋳造製
品の割れが生じない許容範囲以下に調整する厚肉
中空ビレツトの製造方法」を特徴とし、また本発
明によつて提案される装置は、「上下が解放され
た金属製の水冷鋳型の中央部に金属製の水冷中子
を配備し、前記水冷鋳型と水冷中子との間に形成
された空間部に熱溶融された材料を供給するとと
もに、当初は前記空間部の底部を閉鎖している受
け台を、供給された前記材料が凝固を開始する位
置（凝固開始点）を前記空間部内に維持させる状
態で降下させ、これによつて前記空間部内で凝固
された中空ビレツトを連続的に引き出して製造す
る装置において、前記水冷中子の鋳造面の上側部
分に耐火断熱材が配備されていて、これにより前
記水冷中子における凝固開始点を前記水冷鋳型に
おける凝固開始点よりも実質的に低下された所定
位置に強制的に設定可能になした厚肉中空ビレツ
トの製造装置」を特徴とするものである。 特に本発明の構成としては、水冷中子の鋳造面
の上側部分を耐火断熱材で覆い、これにより水冷
中子側の凝固開始点が該耐火断熱材より下方の水
冷金型鋳造面に位置するように強制的に低下させ
たことを特徴とするのである。 以下に第１図を参照して本発明を実施するため
の一実施例を参照して更に詳しく説明する。 図面に示す実施例の詳細な説明 第１図に示す実施例において、水冷鋳型１０は
第１図に示したのと実質的に相違しないので、同
一符号で示している。また、受け台１２も形状は
第１図に示したのと相違する（水冷鋳型と水冷中
子との形状に応じて相違する）が、機能的には全
く同一であるので同一符号で示している。これに
対し、水冷中子は本発明の特徴とするものであ
り、ここでは符号１で示す。 この水冷中子１は、上側部分に耐火断熱材２が
その外周面に沿つて取付けられている。鋳造面１
ａは耐火断熱材２の下側に位置するように形成さ
れ、また鋳造面１ａの下端に沿つて前述と同様に
冷却水の排出口１ｂが、そして上部中央に冷却水
の供給のための管１ｃがそれぞれ備えられてい
る。即ち、水冷中子側の凝固開始点P2が実際に
位置される水冷鋳型１０の鋳造面１０ａの凝固開
始点P1よりも相対的に下方に位置され、耐火断
熱材２はその表面で凝固が起こらずにその下方の
鋳造面１ａで起こるように、凝固開始点P2を強
制的に低下させる働きを意図されているのであ
る。ここで、耐火断熱材２の内周面が鋳造面１ａ
よりも張り出して図示されているが、これは水冷
中子１が鋳込まれて下方へ持ち去られてしまうの
を積極的に防止することを意図されているのであ
り、望まれるならば張り出しを無くして同一面に
形成することもできる。 このような構成によれば、前述したように金属
溶湯１５を水冷鋳型１０と水冷中子１との間の空
間部内へ供給し、凝固開始点P1およびP2を図示
位置に維持するように受け台１２を降下させて連
続鋳造する場合、冷却開始面Ａは第１図に示すよ
うにそのサンプ最下点１５ａが水冷中子１の鋳造
面１ａに近い位置となる。即ち、耐火断熱材２に
よつて凝固開始点P2が強制的に鋳造面１ａ上に
押し下げられ、水冷鋳型１０からの冷却と、相対
的に下方に位置せる水冷中子１からの冷却との兼
ね合いから、サンプ最下点１５ａがこのように位
置決めされることになる。一般に耐火断熱材２に
よつて凝固開始点P2を強制的に押し下げると、
凝固開始点P2は耐火断熱材２と鋳造面１ａとの
接合点に位置される傾向を示す。従つてこのため
に特に水冷中子１の冷却能力を制御する必要性は
ないが、全体的な冷却作用の兼ね合い等から適当
に水冷中子１の冷却能力を変更することはでき、
またもし鋳造面１ａの例えば中間部の何れかの位
置に凝固開始点P2を位置させたい場合にはそれ
相応に冷却能力を制御すれば良い。このような凝
固開始点P1およびP2の位置に応じて形成された
凝固開始面Ａによれば、任意の断面における凝固
の進行を考えると、先ず外周側から凝固が開始さ
れて凝固シエルを形成することになるが、内周側
の凝固が開始するまではこの外周側の凝固シエル
は拘束するシエルとなり得ず、内周側からの凝固
が開始されて始めて内外両側の凝固シエルが拘束
シエルとして作用することになる。従つて実質的
なサンプ深さは符号H1で示す深さとなり、前述
した凝固収縮にもとづく割れの原因となる実質的
なサンプ深さH1が極めて小さいものとされるの
である。従つて割れを完全に防止することが可能
となる。 ここで、割れは材料の強度に関係し、またサン
プ深さH1およびサンプ最下点１５ａの位置は水
冷鋳型１０および水冷中子１のそれぞれの冷却能
力、相対的な高さ位置、中空ビレツトの引き出し
速度等によつて変化する。従つてこれらの選定に
応じてそれぞれ許容できるサンプ深さH1を得る
ようにすれば良いのである。このような許容でき
るサンプ深さH1は同等な鋳造実験により求める
ことができ、或いは中実ビレツトによる鋳造実験
や適当な強度計算等により推定できる。幾多の実
験によれば、サンプ深さH1が大体100mmを超えな
い程度とすれば良いことが見出された。従つて中
空ビレツトの外径および肉厚が増大する場合には
Ｈが増大するが、実質的なサンプ深さH1（第１図
でH1＝Ｈ＋ｈ−H2）が100mmを超えない程度に
H2を調整すれば良いことが判る。ここで、Ｈは
溶湯１５の表面からサンプ最下点１５ａの位置迄
の高さ寸法、ｈは溶湯１５の表面から耐火断熱材
２の上面迄の高さ寸法、そしてH2は耐火断熱材
２の高さ寸法をそれぞれ示している。 また、水冷中子１の鋳造面１ａは下方に位置さ
れることになるがその鋳込み方向の高さH3を長
くする必要はなくなるので、前述した発汗や溶湯
漏れをも完全に防止できるのである。 発明の効果 本発明により肉厚の厚い中空ビレツトの製造
が可能となる。 本発明による装置は構造が簡単で、冷却能力
や引き出し速度を特別に制御する必要はない。 発汗やメタル漏れの危険を完全に且つ容易に
防止できる。 既在の装置に容易に適用できる。 実験例 １ 水冷鋳型１０として内径1020mm、高さ80mmのア
ルミニウム製の水冷鋳型を使用した。水冷中子１
として、上部に外径380mmで高さ（H2）が50mm、
100mm、150mm、または200mmの寸法の耐火断熱材
（ジヨンマンビル社製マリナイト）をそれぞれ有
し、鋳造面１ａの上端外径が357mmで高さ（H3）
が45mm、また該鋳造面１ａが下方へ向けて先細の
9°のテーパー面とされている４種の水冷中子と、
比較のために耐火断熱材が配備されておらず、鋳
造面の上端外径が357mm、高さが80mmで下方へ向
けて先細の9°テーパー面とされている１種の水冷
中子との合計５種の水冷中子を使用した。これら
を第１図（耐火断熱材の無い場合は第２図）に示
すようにそれぞれ配置し、6061系Al合金を鋳造
材料とし、鋳造温度680〜690℃、冷却水量1000
／分（水冷鋳型）および300／分（水冷中
子）、そして中空ビレツトの引き出し速度45mm／
分、の条件のもとで連続鋳造を実施した。この結
果を第１表に示す。第１表において、アルフアベ
ツトは第１図に示した部分の寸法を示している。
置に係わり、肉厚が100mm、好ましくは200mmもし
くはそれ以上であるような特に厚肉の中空ビレツ
トを割れ等の欠陥を生じること無く連続的に鋳造
できるようになす方法および装置に関する。 従来技術 中空状の例えばアルミニウムのような金属製ビ
レツトを連続的に製造する装置として、一般に第
２図に示すような鋳造装置が提供されている。こ
の装置は上下解放されている水冷鋳型１０、この
中央部に配備された水冷中子１１、および水冷鋳
型１０と水冷中子１１との間の空間部の底部を閉
鎖でき且つその位置から降下できる受け台１２を
有して構成されている。水冷鋳型１０は内周面１
０ａが鋳造面を形成しており、内周側の下端付近
に冷却水の排出口１０ｂが適当な間隔で形成され
ている。一方水冷中子１１は外周面１１ａが鋳造
面を形成しており、その下端付近に冷却水の排出
口１１ｂが適当な間隔で形成されている。何れも
適当な冷却水供給装置（図示せず）に接続（水冷
中子１１は上部中央の管１１ｃを介して接続され
る）されており、供給された冷却水はそれぞれの
排出口１０ｂおよび１１ｂから図示したように斜
め下方へ向けて放出される（それぞれ符号１３お
よび１４で示す）ようになつている。受け台１２
は当初は水冷鋳型１０と水冷中子１１との間の空
間部の底部を閉鎖する位置に保持され、該空間部
内に供給された金属溶湯１５が冷却されて凝固を
開始した後（凝固部分は符号１５′で示される）、
凝固開始面Ａを所定位置に維持する（縁における
凝固開始点P1，P2を水冷鋳型１０および水冷中
子１１のそれぞれの鋳造面の所定位置に維持す
る）ように制御されて降下される。このようにし
て、連続的に凝固部分１５′が下方へ引き出され
て中空状のビレツトが製造されるようになつてい
る。尚、符号１６は溶湯供給のために水冷鋳型１
０と水冷中子１１との間に配備されたフロート、
そして符号１７はこのフロート１６と組合わされ
たデイツプチユーブをそれぞれ示している。 従来技術の問題点 しかしながら上述した従来技術においては、例
えば外径が250mmを超え肉厚が100mmを越えるよう
な厚肉の中空ビレツトを製造すると、熱間割れ感
受性の大きい合金によつては（例えば6000系、
5000系等のAl合金）鋳造割れが発生したり著し
い発汗が生じ、ひどい場合にはこの発汗部を通し
てメタル漏れが起こる（特に3000系のAl合金）
等、安定した鋳造が実際問題として実行できなか
つた。 この理由は次のように説明される。即ち、供給
された溶湯１５は水冷鋳型１０および水冷中子１
１によつて内外両側から大体同じ高さ位置で冷却
されるようになつていたために、凝固開始面Ａは
中空ビレツトの壁部の縦断面において中央付近が
下方へ凹んだ形状を呈することになる。このた
め、任意の横断面における凝固の推移について考
えれば、その内外両端から溶湯１５のサンプ最下
点１５ａに垂直な位置へ向けて次第に凝固が進む
ことになる。従つて先行して凝固した内周側およ
び外周側の部分がそれより内部の凝固収縮を拘束
するように作用し、この作用は凝固が進行するに
つれて大きくなり、この凝固収縮の拘束により発
生する内部応力が材料の強度を越えた時に割れが
発生するものと思われる。このような割れは製造
する中空ビレツトの肉厚が厚くなるほど発生し易
くなるのであり、このことが厚肉の中空ビレツト
の製造を困難にしていたのである。また、このよ
うな割れは実際には内周シエルにまで伝播し、ま
た中心に向かう形で発生することが認められてい
る。 更にまた、第２図では同じ高さ寸法として水冷
鋳型１０および水冷中子１１を示したが、構成上
一般に水冷中子の冷却能力の方が弱くなるととも
に、フロート１６が鋳込まれてしまうのを防止す
るために、水冷中子１１の高さは水冷鋳型１０よ
りも鋳込み方向に長くされる。このような水冷中
子１１の鋳造面１１ａが、溶湯の凝固収縮により
噛まれて中空ビレツトの引き出しとともに下方へ
持ち去られるのを防止するために、通常は下方へ
向けて細くなるテーパー面とされている。このた
めに実際には凝固開始点P2より下方の凝固部分
は水冷中子１１の鋳造面１１ａと僅かな間隙を形
成する。この間隙の形成される高さ範囲は水冷中
子１１の高さ寸法が長くなつた分だけ長くなり、
このために排出口１１ｂからの冷却水で直接に冷
却されるまでの時間が長くなる。このことは、一
旦凝固された内周側の凝固シエルが溶湯１５から
の伝達熱で再び溶融されてしまう事態、即ち発汗
の発生を容易に生ぜしめることになるのである。
著しい場合には、この再溶融によつて該間隙を通
して溶湯が漏れる危険を生じるのである。 発明の目的 本発明の目的は上述に鑑み、割れや表面欠陥の
ない良好な、肉厚の厚い中空ビレツトをできるだ
け容易に製造可能とする方法および装置を提供す
ることである。 発明の概要 このために本発明によつて提案される方法は、
「上下が解放された金属製の水冷鋳型の中央部に
金属製の水冷中子を配備し、前記水冷鋳型と水冷
中子との間に形成された空間部に熱溶融された材
料を供給するとともに、当初は前記空間部の底部
を閉鎖している受け台を、供給された前記材料が
凝固を開始する位置（凝固開始点）を前記空間部
内に維持させる状態で降下させ、これによつて前
記空間部内で凝固された中空ビレツトを連続的に
引き出して製造する方法であつて、前記水冷中子
の鋳造面の上側部分に耐火断熱材を配置して、前
記水冷中子の鋳造面上の所定の位置で溶湯の凝固
を開始させ、前記水冷中子における凝固開始点を
前記水冷鋳型における凝固開始よりも相対的に低
下させ、前記水冷鋳型における凝固開始点と前記
水冷中子における凝固開始点との間の凝固開始面
の最下点における実質的なサンプ深さを、前記耐
火断熱材の深さおよび鋳造条件に関係して鋳造製
品の割れが生じない許容範囲以下に調整する厚肉
中空ビレツトの製造方法」を特徴とし、また本発
明によつて提案される装置は、「上下が解放され
た金属製の水冷鋳型の中央部に金属製の水冷中子
を配備し、前記水冷鋳型と水冷中子との間に形成
された空間部に熱溶融された材料を供給するとと
もに、当初は前記空間部の底部を閉鎖している受
け台を、供給された前記材料が凝固を開始する位
置（凝固開始点）を前記空間部内に維持させる状
態で降下させ、これによつて前記空間部内で凝固
された中空ビレツトを連続的に引き出して製造す
る装置において、前記水冷中子の鋳造面の上側部
分に耐火断熱材が配備されていて、これにより前
記水冷中子における凝固開始点を前記水冷鋳型に
おける凝固開始点よりも実質的に低下された所定
位置に強制的に設定可能になした厚肉中空ビレツ
トの製造装置」を特徴とするものである。 特に本発明の構成としては、水冷中子の鋳造面
の上側部分を耐火断熱材で覆い、これにより水冷
中子側の凝固開始点が該耐火断熱材より下方の水
冷金型鋳造面に位置するように強制的に低下させ
たことを特徴とするのである。 以下に第１図を参照して本発明を実施するため
の一実施例を参照して更に詳しく説明する。 図面に示す実施例の詳細な説明 第１図に示す実施例において、水冷鋳型１０は
第１図に示したのと実質的に相違しないので、同
一符号で示している。また、受け台１２も形状は
第１図に示したのと相違する（水冷鋳型と水冷中
子との形状に応じて相違する）が、機能的には全
く同一であるので同一符号で示している。これに
対し、水冷中子は本発明の特徴とするものであ
り、ここでは符号１で示す。 この水冷中子１は、上側部分に耐火断熱材２が
その外周面に沿つて取付けられている。鋳造面１
ａは耐火断熱材２の下側に位置するように形成さ
れ、また鋳造面１ａの下端に沿つて前述と同様に
冷却水の排出口１ｂが、そして上部中央に冷却水
の供給のための管１ｃがそれぞれ備えられてい
る。即ち、水冷中子側の凝固開始点P2が実際に
位置される水冷鋳型１０の鋳造面１０ａの凝固開
始点P1よりも相対的に下方に位置され、耐火断
熱材２はその表面で凝固が起こらずにその下方の
鋳造面１ａで起こるように、凝固開始点P2を強
制的に低下させる働きを意図されているのであ
る。ここで、耐火断熱材２の内周面が鋳造面１ａ
よりも張り出して図示されているが、これは水冷
中子１が鋳込まれて下方へ持ち去られてしまうの
を積極的に防止することを意図されているのであ
り、望まれるならば張り出しを無くして同一面に
形成することもできる。 このような構成によれば、前述したように金属
溶湯１５を水冷鋳型１０と水冷中子１との間の空
間部内へ供給し、凝固開始点P1およびP2を図示
位置に維持するように受け台１２を降下させて連
続鋳造する場合、冷却開始面Ａは第１図に示すよ
うにそのサンプ最下点１５ａが水冷中子１の鋳造
面１ａに近い位置となる。即ち、耐火断熱材２に
よつて凝固開始点P2が強制的に鋳造面１ａ上に
押し下げられ、水冷鋳型１０からの冷却と、相対
的に下方に位置せる水冷中子１からの冷却との兼
ね合いから、サンプ最下点１５ａがこのように位
置決めされることになる。一般に耐火断熱材２に
よつて凝固開始点P2を強制的に押し下げると、
凝固開始点P2は耐火断熱材２と鋳造面１ａとの
接合点に位置される傾向を示す。従つてこのため
に特に水冷中子１の冷却能力を制御する必要性は
ないが、全体的な冷却作用の兼ね合い等から適当
に水冷中子１の冷却能力を変更することはでき、
またもし鋳造面１ａの例えば中間部の何れかの位
置に凝固開始点P2を位置させたい場合にはそれ
相応に冷却能力を制御すれば良い。このような凝
固開始点P1およびP2の位置に応じて形成された
凝固開始面Ａによれば、任意の断面における凝固
の進行を考えると、先ず外周側から凝固が開始さ
れて凝固シエルを形成することになるが、内周側
の凝固が開始するまではこの外周側の凝固シエル
は拘束するシエルとなり得ず、内周側からの凝固
が開始されて始めて内外両側の凝固シエルが拘束
シエルとして作用することになる。従つて実質的
なサンプ深さは符号H1で示す深さとなり、前述
した凝固収縮にもとづく割れの原因となる実質的
なサンプ深さH1が極めて小さいものとされるの
である。従つて割れを完全に防止することが可能
となる。 ここで、割れは材料の強度に関係し、またサン
プ深さH1およびサンプ最下点１５ａの位置は水
冷鋳型１０および水冷中子１のそれぞれの冷却能
力、相対的な高さ位置、中空ビレツトの引き出し
速度等によつて変化する。従つてこれらの選定に
応じてそれぞれ許容できるサンプ深さH1を得る
ようにすれば良いのである。このような許容でき
るサンプ深さH1は同等な鋳造実験により求める
ことができ、或いは中実ビレツトによる鋳造実験
や適当な強度計算等により推定できる。幾多の実
験によれば、サンプ深さH1が大体100mmを超えな
い程度とすれば良いことが見出された。従つて中
空ビレツトの外径および肉厚が増大する場合には
Ｈが増大するが、実質的なサンプ深さH1（第１図
でH1＝Ｈ＋ｈ−H2）が100mmを超えない程度に
H2を調整すれば良いことが判る。ここで、Ｈは
溶湯１５の表面からサンプ最下点１５ａの位置迄
の高さ寸法、ｈは溶湯１５の表面から耐火断熱材
２の上面迄の高さ寸法、そしてH2は耐火断熱材
２の高さ寸法をそれぞれ示している。 また、水冷中子１の鋳造面１ａは下方に位置さ
れることになるがその鋳込み方向の高さH3を長
くする必要はなくなるので、前述した発汗や溶湯
漏れをも完全に防止できるのである。 発明の効果 本発明により肉厚の厚い中空ビレツトの製造
が可能となる。 本発明による装置は構造が簡単で、冷却能力
や引き出し速度を特別に制御する必要はない。 発汗やメタル漏れの危険を完全に且つ容易に
防止できる。 既在の装置に容易に適用できる。 実験例 １ 水冷鋳型１０として内径1020mm、高さ80mmのア
ルミニウム製の水冷鋳型を使用した。水冷中子１
として、上部に外径380mmで高さ（H2）が50mm、
100mm、150mm、または200mmの寸法の耐火断熱材
（ジヨンマンビル社製マリナイト）をそれぞれ有
し、鋳造面１ａの上端外径が357mmで高さ（H3）
が45mm、また該鋳造面１ａが下方へ向けて先細の
9°のテーパー面とされている４種の水冷中子と、
比較のために耐火断熱材が配備されておらず、鋳
造面の上端外径が357mm、高さが80mmで下方へ向
けて先細の9°テーパー面とされている１種の水冷
中子との合計５種の水冷中子を使用した。これら
を第１図（耐火断熱材の無い場合は第２図）に示
すようにそれぞれ配置し、6061系Al合金を鋳造
材料とし、鋳造温度680〜690℃、冷却水量1000
／分（水冷鋳型）および300／分（水冷中
子）、そして中空ビレツトの引き出し速度45mm／
分、の条件のもとで連続鋳造を実施した。この結
果を第１表に示す。第１表において、アルフアベ
ツトは第１図に示した部分の寸法を示している。
【表】
この結果から、本発明により耐火断熱材を使用
した場合、特にこれによつて実質的な溶湯のサン
プ深さH1を大体100mm以下に抑えれば、割れの発
生を防止でき、内面の状態も良好となることが確
認されたのである。これに対し、従来法による耐
火断熱材を使用しない、即ち内周側の凝固開始点
P2が強制的に低下されていない場合には、溶湯
のサンプ深さH1が180mmとなつて割れが発生する
とともに内面も不良であることが見られた。 実験例 ２ 水冷鋳型１０として内径510mm、高さ80mmのア
ルミニウム製の水冷鋳型を使用した。水冷中子１
として、上部に外径130mmで高さ（H2）が150mm
の寸法の耐火断熱材（ジヨンマンビル社製マリナ
イト）を有し、鋳造面１ａの上端外径が110mmで
高さ（H3）が30mm、また該鋳造面１ａが下方へ
向けて先細の7°のテーパー面とされているアルミ
ニウム製の水冷中子を使用した。これらを第１図
に示すようにそれぞれ配置し、5956系Al合金を
鋳造材料とし、鋳造温度680〜690℃、冷却水量
500／分（水冷鋳型）および90／分（水冷中
子）、そして中空ビレツトの引き出し速度60mm／
分、の条件のもとで連続鋳造を実施した。 この結果、実質的なサンプ深さは大体50mmとな
り、作られた中空ビレツトは内面に割れが無く、
健全なものが得られることが確認された。 比較のため、外径110mm、高さ80mmの従来のア
ルミニウム製の水冷中子を第２図に示すように配
置して、同じ材料を同じ条件で連続鋳造した。こ
れにより得られた中空ビレツトは内面に著しい凹
凸が確認され、また肉厚の中央付近から内周面へ
至る割れが多数発生しているのが確認され、鋳造
製品として実用に供し得るものとは認められなか
つた。
した場合、特にこれによつて実質的な溶湯のサン
プ深さH1を大体100mm以下に抑えれば、割れの発
生を防止でき、内面の状態も良好となることが確
認されたのである。これに対し、従来法による耐
火断熱材を使用しない、即ち内周側の凝固開始点
P2が強制的に低下されていない場合には、溶湯
のサンプ深さH1が180mmとなつて割れが発生する
とともに内面も不良であることが見られた。 実験例 ２ 水冷鋳型１０として内径510mm、高さ80mmのア
ルミニウム製の水冷鋳型を使用した。水冷中子１
として、上部に外径130mmで高さ（H2）が150mm
の寸法の耐火断熱材（ジヨンマンビル社製マリナ
イト）を有し、鋳造面１ａの上端外径が110mmで
高さ（H3）が30mm、また該鋳造面１ａが下方へ
向けて先細の7°のテーパー面とされているアルミ
ニウム製の水冷中子を使用した。これらを第１図
に示すようにそれぞれ配置し、5956系Al合金を
鋳造材料とし、鋳造温度680〜690℃、冷却水量
500／分（水冷鋳型）および90／分（水冷中
子）、そして中空ビレツトの引き出し速度60mm／
分、の条件のもとで連続鋳造を実施した。 この結果、実質的なサンプ深さは大体50mmとな
り、作られた中空ビレツトは内面に割れが無く、
健全なものが得られることが確認された。 比較のため、外径110mm、高さ80mmの従来のア
ルミニウム製の水冷中子を第２図に示すように配
置して、同じ材料を同じ条件で連続鋳造した。こ
れにより得られた中空ビレツトは内面に著しい凹
凸が確認され、また肉厚の中央付近から内周面へ
至る割れが多数発生しているのが確認され、鋳造
製品として実用に供し得るものとは認められなか
つた。
第１図は本発明の方法を実施するための本発明
による装置の好ましい実施例を示す全体的な概略
断面図。第２図は従来の中空ビレツトの連続鋳造
装置の全体的な概略断面図。 Ａ……凝固開始面、P1，P2……凝固開始点、
１……水冷中子、１ａ……鋳造面、１ｂ……冷却
水の排出口、１ｃ……冷却水の供給管、２……耐
火断熱材、１０……水冷鋳型、１０ａ……鋳造
面、１０ｂ……冷却水の排出口、１２……受け
台、１３，１４……冷却水、１５……溶湯、１
５′……凝固部分、１６……フロート、１７……
デイツプチユーブ。
による装置の好ましい実施例を示す全体的な概略
断面図。第２図は従来の中空ビレツトの連続鋳造
装置の全体的な概略断面図。 Ａ……凝固開始面、P1，P2……凝固開始点、
１……水冷中子、１ａ……鋳造面、１ｂ……冷却
水の排出口、１ｃ……冷却水の供給管、２……耐
火断熱材、１０……水冷鋳型、１０ａ……鋳造
面、１０ｂ……冷却水の排出口、１２……受け
台、１３，１４……冷却水、１５……溶湯、１
５′……凝固部分、１６……フロート、１７……
デイツプチユーブ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 上下が開放された金属製の水冷鋳型の中央部
に金属製の水冷中子を配備し、前記水冷鋳型と水
冷中子との間に形成された空間部に熱溶融された
材料を供給するとともに、当初は前記空間部の底
部を閉鎖している受け台を、供給された前記材料
が凝固を開始する位置（凝固開始点）を前記空間
部内に維持させる状態で降下させ、これによつて
前記空間部内で凝固された中空ビレツトを連続的
に引き出して製造する方法であつて、 前記水冷中子の鋳造面の上側部分に耐火断熱材
を配置して、前記水冷中子の鋳造面上の所定の位
置で溶湯の凝固を開始させ、前記水冷中子におけ
る凝固開始点を前記水冷鋳型における凝固開始点
よりも相対的に低下させ、前記水冷鋳型における
凝固開始点と前記水冷中子における凝固開始点と
の間の凝固開始面の最下点における実質的なサン
プ深さを、前記耐火断熱材の深さおよび鋳造条件
に関係して鋳造製品の割れが生じない許容範囲以
下に調整する、 ことを特徴とする厚肉中空ビレツトの製造方法。 ２ 前記実質的なサンプ深さを100mm以内に調整
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の肉厚中空ビレツトの製造方法。 ３ 上下が解放された金属製の水冷鋳型の中央部
に金属製の水冷中子を配備し、前記水冷鋳型と水
冷中子との間に形成された空間部に熱溶融された
材料を供給するとともに、当初は前記空間部の底
部を閉鎖している受け台を、供給された前記材料
が凝固を開始する位置（凝固開始点）を前記空間
部内に維持させる状態で降下させ、これによつて
前記空間部内で凝固された中空ビレツトを連続的
に引き出して製造する装置において、 前記水冷中子の鋳造面の上側部分に耐火断熱材
が配備されていて、これにより前記水冷中子にお
ける凝固開始点を前記水冷鋳型における凝固開始
点よりも実質的に低下された所定位置に強制的に
設定可能になした、 ことを特徴とする厚肉中空ビレツトの製造装置。 ４ 前記耐火断熱材が水冷中子の鋳造面よりも前
記空間部内に張り出していることを特徴とする特
許請求の範囲第３項記載の厚肉中空ビレツトの製
造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5204985A JPS61212448A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 厚肉中空ビレツトの製造方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5204985A JPS61212448A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 厚肉中空ビレツトの製造方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61212448A JPS61212448A (ja) | 1986-09-20 |
| JPH0513023B2 true JPH0513023B2 (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=12903956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5204985A Granted JPS61212448A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 厚肉中空ビレツトの製造方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61212448A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4825688A (en) * | 1987-07-02 | 1989-05-02 | Kraus Jr Robert P | Apparatus for sensing of mass in baths |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP5204985A patent/JPS61212448A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61212448A (ja) | 1986-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101489395B1 (ko) | 유사 냉각 범위를 갖는 여러 금속의 순차적 주조 | |
| KR101403764B1 (ko) | 동일 또는 유사한 수축계수를 갖는 금속의 순차 주조 | |
| US4166495A (en) | Ingot casting method | |
| RU2141883C1 (ru) | Устройство для горизонтального прямого литья в кокиль или постоянную форму металла, постоянная форма или кокиль | |
| US2515284A (en) | Differential cooling in casting metals | |
| US8056608B2 (en) | Method of mitigating against thermal contraction induced cracking during casting of a super Ni alloy | |
| US5052469A (en) | Method for continuous casting of a hollow metallic ingot and apparatus therefor | |
| US1961399A (en) | Ingot casting method | |
| EP0293601B1 (en) | Method of manufacturing hollow billet and apparatus therefor | |
| US3151366A (en) | Method and apparatus for the casting of fusible materials | |
| US1892044A (en) | Method of casting ingots | |
| EP0034021A1 (en) | Method of casting single crystal metal or metal alloy article | |
| JPH0513023B2 (ja) | ||
| US4150714A (en) | Lead casting seal | |
| JPS649905B2 (ja) | ||
| CA1324478C (en) | Method for continuous casting a hollow metallic ingot and apparatus therefor | |
| US3153822A (en) | Method and apparatus for casting molten metal | |
| JPH09220645A (ja) | 連続鋳造用金属鋳型の壁の潤滑方法と、それを実施するための鋳型 | |
| KR200337464Y1 (ko) | 비와류 금형주조장치 | |
| US2867871A (en) | Hot-top for ingot mold | |
| KR100568765B1 (ko) | 비와류 금형주조방법 | |
| EP0110854A1 (en) | Method for casting ingots and apparatus for carrying out the method | |
| US3916985A (en) | Apparatus for continuous casting of metal strips | |
| JPH0255141B2 (ja) | ||
| US4922992A (en) | Melt-holding vessel and method of and apparatus for countergravity casting |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |