JPH0569629B2

JPH0569629B2 -

Info

Publication number: JPH0569629B2
Application number: JP63005672A
Authority: JP
Inventors: Meieeru Jannryutsuku
Original assignee: Cegedur Societe de Transformation de lAluminium Pechiney SA
Current assignee: Cegedur Societe de Transformation de lAluminium Pechiney SA
Priority date: 1987-01-15
Filing date: 1988-01-13
Publication date: 1993-10-01
Also published as: DE3860451D1; NO169758B; EP0277889A1; US4848441A; ATE55564T1; AU592247B2; GR3000723T3; CA1329978C; NO880152L; FR2609656A1; ES2016678B3; NO880152D0; FR2609656B1; NZ223143A; AU1027388A; JPS63180352A; EP0277889B1; NO169758C

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、立型連続鋳造において、水平断面形
状が矩形の鋳型の内面と、鋳型中に収容された溶
融金属の自由面との間の接触線レベルを調整する
接触線レベル調整装置に関する。

鉄含有金属又はアルミニウムのごとき軽金属、
及びそれらの合金の鋳造によつて冶金学的半製品
を製造する場合には、これらの製品を後でシー
ト、ワイヤ等に変形処理する時に或る種の欠陥が
生じるのを回避すべく、物理的且つ化学的にでき
るだけ均質なインゴツト、ビレツト、プレート等
が得られるように配慮しなければならない。

しかるに、現在工業的に使用されている鋳造方
法の大部分においては、金属が液体状態から固体
状態に変化する時に多少とも大きな均質性欠陥が
生じる。その本質的原因は、鋳造製品の冷却条件
が製品の部位によつて異なることにある。そのた
め、金属が鉛直方向で鋳型内に鋳込まれ、鋳型を
介して間接的に冷却され、次いで水により直接冷
却される立型鋳造方では、「一次皮質層
（primary cortical layer）」と称する外側層をも
つ半製品が形成される。当該半製品の内部とは異
なる構造及び組成をもつ前記外側層は、鋳型との
接触による金属の間接的冷却の結果として生じ
る。

この層の形成を回避すべく、これまでにも、例
えば仏国特許明細書第1509962号に開示されてい
るように電磁鋳造において金属と鋳型との接触を
回避させる方法、又は鋳型との接触の高さを制御
する方法などが提案されてきた。

接触の高さを制限する方法に関しては、特表昭
61−502108号に、金属の自由面と鋳型との間の接
触線の高さを調節する方法が開示されている。こ
の先行技術の方法は、強さが変化し得且つ鋳型の
軸線とほぼ平行な方向をもつ周期的磁界を凝固中
の液体に作用させることを特徴とする。この磁界
の強さは所望のレベルに応じて調整する。

前述の方法を使用すると皮質層の厚みがほぼゼ
ロになり、滑らかな表皮が得られ、例えばAT5B
のような精製用物質を予め添加しなくても粒子が
微細になる。この方法は特にアルミニウムをベー
スとする円形断面の製品、例えばビレツトの製造
に適している。

しかしながら、この方法は円形以外の断面をも
つ製品、特に大きな矩形プレートの製造に使用す
ると、ビレツトと同じ鋳造条件では、即ち磁界発
生電気回路に鋳型から等距離をおいてこの鋳型と
同じ形状及び同じ長さの輪郭を与えた場合には、
磁界が製品の周縁全体にわたつて均等には作用し
ない。即ち、磁界が製品の小さい方の側面に過剰
に作用するため小さい側面が大きい側面より先に
鋳型から離れようとし、その結果小さい側面での
接触線レベルが大きい側面でのレベルより低くな
る。しかるに、特表昭61−502108号に記述されて
いるように、鋳造製品の皮質層の厚みはこのレベ
ルの位置に依存する。従つて、この方法を任意の
形状の断面をもつ製品の製造に使用すると、皮質
層の厚みが変化し、その結果不均質な製品が形成
されることになる。

従つて、本発明の目的は水平断面形状が矩形の
鋳型の内面と、鋳型の中に収容された液体金属の
自由面との間の接触線レベルを一定に調整する立
型連続鋳造における接触線レベル調整装置を提供
することである。

本発明によれば、前記目的は、水平断面形状が
矩形の鋳型の内面と、鋳型の中に収容された液体
金属の自由面との間の接触線レベルを調整する立
型連続鋳造における接触線レベル調整装置であつ
て、鋳型の大きい側面の一方と液体金属の自由面
との接触線を所望の水平面まで下げるべく鋳型の
大きい側面の一方に対応するように配列された第
１導電体と、鋳型の大きい側面の他方と液体金属
の自由面との接触線を前述の水平面まで下げるべ
く鋳型の大きい側面の他方に対応するように配列
された第２導電体と、鋳型の小さい側面の一方と
液体金属の自由面との接触線を水平面まで下げる
べく鋳型の小さい側面の一方に対応するように配
列されており、一端が第１導電体の一端と電気的
に、且つ小さい側面に垂直な方向に移動自在に連
結されるとともに、他端が第２導電体の一端と電
気的に且つ前述の垂直な方向に移動自在に連結さ
れた第３導電体と、鋳型の小さい側面の他方と液
体金属の自由面との接触線を前述の水平面まで下
げるべく鋳型の小さい側面の他方に対応するよう
に配列されており、一端が第２導電体の他端と電
気的に、且つ前述の垂直な方向に移動自在に連結
された第４導電体と、第１導電体の他端及び第４
導電体の他端と夫々連結されており、鋳型の鉛直
な軸線と実質的に平行な方向を持つ周期的磁界を
液体金属に作用させるべく、第１導電体、第２導
電体、第３導電体、及び第４導電体に電流を供給
する電流源とを含む液体金属の自由面と鋳型の内
面との間の接触線レベルの調整装置によつて達成
される。

上記の構成にてなる調整装置においては、まず
第１導電体と第２導電体が、通電時、鋳型の大き
い側面と液体金属の自由面との接触線が出来上が
つた鋳造製品の一次皮質層の厚みが最も薄くなる
ような所望の水平面まで下がるように、鋳型に対
して適宜な相対高さ位置で、鋳型の大きい側面に
対向して配置される。その後、第３導電体と第４
導電体とが、通電時、鋳型の小さい側面と液体金
属の自由面との接触線が鋳型の大きい側面と液体
金属の自由面との接触線と同一水平面内に位置す
るように鋳型との距離を調整して配置される。そ
の後、第１導電体、第２導電体、第３導電体、及
び第４導電体に電流が印加され、鋳型の鉛直な軸
線と実質的に平行な平行を持つ周期的磁界が液体
金属に加えられ、鋳型の側面と液体金属の自由面
との接触線が同一水平面内に引き下げられ、維持
される。

上記のように構成された調整装置においては、
第３導電体と第４導電体が小さい側面に垂直な方
向に任意に移動でき、これにより任意な矩形水平
断面形状を有する鋳型の小さい側面と第３導電
体、又は第４導電体との間の距離を調整し得、そ
の結果として鋳型の小さい側面における接触線レ
ベルを適宜に下げ、鋳型の大きい側面における接
触線レベルと同一とすることができ、鋳型に溶融
金属の自由面との接触線を同一の水平面に位置さ
せ、矩形の断面を有する鋳造製品の一次皮質層の
厚みを薄く且つ均一にし、更に鋳造製品の粒子を
細かく、且つ表面を滑らかにすることが可能とな
る。

この場合、第３導電体と小さい側面の一方との
距離、又は第４導電体と小さい側面の他方との距
離が、第１導電体と大きい側面の一方との距離又
は第２導電体と大きい側面の他方との距離より大
きいことが好ましく、更に好適には、第１導電体
と大きい側面の一方との距離又は第２導電体と大
きい側面の他方との距離より１から２倍大きいこ
とが望ましい。また、第１導電体と大きい側面の
一方との距離及び第２導電体と大きい側面の他方
との距離は鋳造の間、操作の基準として固定して
おくことができる。

上記の調整装置において、第３導電体の一端
は、第１導電体の一端と鉛直方向に移動自在に連
結されており、第３導電体の他端は、第２導電体
の一端と鉛直方向に移動自在に連結されており、
第４導電体の一端は、第２導電体の他端に鉛直方
向に移動自在に連結されているよう構成すること
もできる。この場合、第３導電体又は第４導電体
が、第１導電体の鉛直方向の高さ又は第２導電体
の鉛直方向の高さの半分以下の距離だけ移動する
よう構成されていることが望ましい。

このように構成することにより、第３導電体、
又は第４導電体の高さを夫々調整することにより
鋳型の小さい側面における接触線レベルを更に調
整することができる。即ち、鋳型との間の接触線
レベルを最低にする第１導電体、第２導電体の最
適高さを決定したら、他の条件は変えずに、高く
したい周縁部分に面する電極である第３導電体、
第４導電体を夫々上または下に移動させることに
より鋳型の小さい側面における接触線レベルを適
宜上げ、鋳型の大きい側面における接触線レベル
と同一にすることができる。

また、第３導電体または第４導電体の少なくと
も一方は鋳型に対向した部分が変化したプロフイ
ル側面を有するよう構成することもできる。この
場合、第１導電体及び第２導電体の鋳型に対向し
たプロフイル側面は鉛直であり、第３導電体また
は第４導電体の少なくとも一方の鋳型に対向した
部分は鉛直な部分とその下方に位置する傾斜した
部分を有するよう構成することが好ましい。傾斜
は鉛直線に対して45°以下とするのが好ましく、
また傾斜をプロフイル側面が鋳型から遠ざかるよ
うに形成するのが望ましい。

このように構成すると、傾斜した部分によつて
生じる磁界による液体金属への作用は鉛直な部分
によつて生じる磁界によるそれより弱くなること
から、実質的に第３導電体または第４導電体の少
なくとも一方と鋳型の間の距離を増大させたと同
様の作用効果を達成することができる。

以下、添付図面に基づき、本発明による接触線
レベルの調整装置の好適な一実施例を詳述する。

第１図には、矩形断面を有する鋳型１と、該鋳
型１の小さい側面に面し、両端にシヨルダを有し
第３導電体として機能する部材４と、該部材４の
両端部に設けられ夫々第１導電体、第２導電体と
して機能し、前記鋳型の大きい面に面する２つの
細長い部材２３，３と、部材２３の前記部材４と
の接続端とは反対の端部に一端が接続され、前記
鋳型の小さい側面に面し、第４導電体として機能
する他のシヨルダ付き部材２４からなる接触線レ
ベルの調整装置２とが示されている。部材４は部
材２３、３の一方の端部に設けられた細長い開口
７の中に配置されるボルト−ナツトシステム６を
介して、鋳型の小さい側面との間の距離を増大さ
せるべく矢印５の方向に移動し得る。また部材２
４も同様に部材３の他端に設けられた細長い開口
７の中に配置されるボルト−ナツトシステム６を
介して、鋳型の小さい側面との間の距離を増加さ
せるべく矢印５の方向に移動し得る。前記部材２
３の他端と、前記部材２４の他端は電気的に絶縁
されており、これらの端部に強さが変化し得、且
つ鋳型の鉛直な軸線と実質的に平行な方向を持つ
周期的磁界を液体金属に作用させるように電流を
供給する電流源への連結部材８が設けられてい
る。前記細長い開口７は、前記部材４と鋳型と距
離又は前記部材２４と鋳型との距離が前記部材２
３と鋳型との距離又は前記部材３と鋳型との距離
より１から２倍大きくできるように設けられてい
る。

第２図には部材３の先端を支持するシヨルダ９
を備えた部材２４の支持部分が示されている。部
材３、部材２４は、ボルト−ナツトシステム６に
よつて互いに接続される。前記シヨルダ９は、同
じ断面を持つ部材３及び部材２４が同一水平面に
位置するように形成されている。尚、部材３と部
材２４の支持部分だけでは無く、部材３と部材４
の支持部分、部材２３と部材４の支持部分も同様
な関係になつていることは言うまでもない。

このように構成された装置においては、部材４
と鋳型との間の距離、または部材２４と鋳型との
間の距離のみが変化させ得る。本例においては部
材４と部材２４が移動するものとしたが、同様に
部材３と部材２３が移動可能であるとしても差支
えない。本例においては、前記部材３，４，２
３，２４の相互接続のため細長い形状の開口とボ
ルト−ナツトシステムを用いたが、挟持部材、ジ
ヤツキ、シヨルダもしくはほぞ穴とほぞを介する
組み立て等のごとき任意のシステムで有り得る。
また前記部材３，４，２３，２４を中空としてそ
の通に冷却液が循環し得るようにしても良い。

第３図では、平面的な構成は第１図で示した装
置と同一であるが、部材２４に設けられたシヨル
ダ１０の高さが第２図で示されたシヨルダ９より
大きく、そのため部材３がこれにボルト−ナツト
システム６を介して接続される部材２４とは異な
る平面上に配置される接触レベルの調整装置にお
ける支持部分が示されている。尚、この例におい
ても部材３と部材２４の接続部分だけでは無く、
部材３と部材４の接続部分、部材４と部材２３の
接続部分も同様な関係になつていることは言うま
でもない。本例によれば、部材４と鋳型との間の
距離、または部材２４と鋳型との間の距離を変化
させ得るのみではなく、部材４又は部材２４の高
さを部材３又は部材２３の高さより高くすること
ができ部材３又は部材２３が対向する面における
接触線のレベルを上げることができ、部材４と鋳
型と間の距離、又は部材２４と鋳型との間の距離
を有効な大きさだけ変化させることができない場
合には、特に有効である。

第４図では部材２４の、鋳型と対向するプロフ
イル側面に上方鉛直部分１１と下方傾斜部分１２
とを含んでいる接線レベルの調整装置における支
持部分が示されている。本例においては、部材２
のみではなく部材４にもこのようなプロフイル側
面を与えることができることは言うまでも無い。
また傾斜はプロフイル側面が鋳型から遠ざかるよ
うに形成され、鉛直線に対して45°以下とするの
が好ましい。このようなプロフイル側面を有する
部材２４は適当な傾斜プロフイルを有する部材を
矩形のプロフイル側面を有する部材に重ね合わせ
ることにより容易に形成することができる。

このように構成すると、傾斜した部分によつて
生じる磁界の液体金属の作用は鉛直な部分によつ
て生じる磁界のそれより弱くなることから、実質
的に第３導電体または第４導電体の少なくとも一
方と鋳型の間の距離を増大させたと同様の作用効
果を達成することができる。本例のプロフイル側
面は直線で構成されているが、曲線で構成しても
よいし、また本例とは逆に部材２４のプロフイル
側面は鉛直として、部材３または部材２３のプロ
フイル側面を上方傾斜部と下方鉛直部分で構成し
てもよい。

以上いくつかの実施例を示してきたが、これら
の例によれば、距離の調整、高さ方向位置の変更
及びプロフイル形状の変更が極めて容易な接触線
レベル調整装置を提供することができる。

本発明が更に良く理解されるように、以下に実
施例を挙げる。

1050mm×460mmの矩形鋳型１に、４つの銅製部
材３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂからなる本発明の調整
装置２を具備した。前記部材は断面積が2000mm²で
あり、４つの部材３，２３，４，２４のうち２つ
３，２３が1177mmの長さを有し、残りの２つ４，
２４が634mmの長さを有する。

短い方の部材４，２４は先端にシヨルダ９を有
する。これを、鋳型１と長い方の部材３，２３と
の間の距離が20mm、鋳型１と短い方の部材４，２
４との間の距離が35mmになるように、第２図の方
法で長い方の部材３，２３と接続した。

このようにして構成された矩形の頂点の１つに
位置する部材２３，２４の端部に給電部材８を設
け、これら端部を互いに絶縁した。

このような鋳型を用いてアルミニウム・アソシ
エーシヨンの基準による1050タイプのアルミニウ
ム合金のプレートを鋳造成形した。端子電圧は
5.28ボルトにした。得られた製品は完全に均質で
あつた。

以上、詳述したように本発明による接触線レベ
ル調整装置によれば、金属を取り囲む導電体の少
なくとも一部を導電体と鋳型との間の距離を変え
ることにより、即ち、接触線レベルを高くしたい
周縁部分に関してはこの距離を大きくし、接触線
レベルを低くしたい周縁部分に関してはこの距離
を小さくすることにより、金属に作用する磁界の
値が所定時点で金属の周縁の１つ以上の部分で変
化し、水平断面形状が矩形の鋳型の内面と、鋳型
の中に収容された液体金属の自由面との間の接触
線レベルを一定に調整することができ、皮質層の
厚みが薄く、粒子が細かく、且つ表面が滑らかな
鋳造製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による接触線レベルの調整装置
の平面図、第２図は第１図に示した装置の要部を
詳細に示す斜視図、第３図は他の実施例の要部を
示す斜視図、第４図は更に他の実施例の要部を示
す斜視図である。１……鋳型、２……接触線レベル調整装置、６
……ボルト−ナツトシステム、９，１０……シヨ
ルダ。

Claims

【特許請求の範囲】１水平断面形状が矩形の鋳型の内面と、前記鋳
型の中に収容された液体金属の自由面との間の接
触線レベルを調整する立型連続鋳造における接触
線レベル調整装置であつて、前記鋳型の大きい側
面の一方と液体金属の自由面との接触線を所望の
水平面まで下げるべく前記鋳型の大きい側面の一
方に対応するように配列された第１導電体と、前
記鋳型の大きい側面の他方と液体金属の自由面と
の接触線を前記水平面まで下げるべく前記鋳型の
大きい側面の他方に対応するように配列された第
２導電体と、前記鋳型の小さい側面の一方と液体
金属の自由面との接触線を前記水平面まで下げる
べく前記鋳型の小さい側面の一方に対応するよう
に配列されており、一端が前記第１導電体の一端
と電気的に、且つ前記小さい側面に垂直な方向に
移動自在に連結されるとともに、他端が前記第２
導電体の一端と電気的に且つ前記垂直な方向に移
動自在に連結された第３導電体と、前記鋳型の小
さい側面の他方と液体金属の自由面との接触線を
前記水平面まで下げるべく前記鋳型の小さい側面
に他方に対応するように配列されており、一端が
前記第２導電体の他端と電気的に、且つ前記垂直
な方向に移動自在に連結された第４導電体と、前
記第１導電体の他端及び前記第４導電体の他端と
夫々連結されており、前記鋳型の鉛直な軸線と実
質的に平行な方向を持つ周期的磁界を液体金属に
作用させるべく、前記第１導電体、前記第２導電
体、前記第３導電体、及び前記第４導電体に電流
を供給する電流源とを含む液体金属の自由面と鋳
型の内面との間の接触線レベルの調整装置。２前記第３導電体の一端は、前記第１導電体の
一端と鉛直方向に移動自在に連結されており、前
記第３導電体の他端は、前記第２導電体の一端と
鉛直方向に移動自在に連結されており、前記第４
導電体の一端は、前記第２導電体の他端に鉛直方
向に移動自在に連結されている特許請求の範囲第
１項に記載の装置。３前記第３導電体と前記小さい側面の一方との
距離、又は前記第４導電体と前記小さい側面の他
方との距離が、前記第１導電体と前記大きい側面
の一方との距離、又は前記第２導電体と前記大き
い側面の他方との距離より大きい特許請求の範囲
第１項又は第２項に記載の装置。４前記第３導電体と前記小さい側面の一方との
距離、又は前記第４導電体と前記小さい側面の他
方との距離が、前記第１導電体と前記大きい側面
の一方との距離又は前記第２導電体と前記大きい
側面の他方との距離より大きく且つ該距離の２倍
以下である特許請求の範囲第３項に記載の装置。５前記第３導電体又は前記第４導電体が、前記
第１導電体の鉛直方向の高さ又は前記第２導電体
の鉛直方向の高さの半分以下の距離だけ移動する
特許請求の範囲第２項から第４項のいずれか１項
に記載の装置。６前記第３導電体又は前記第４導電体の少なく
とも一方は前記鋳型に対向したプロフイル側面が
変化している特許請求の範囲第１項から第５項の
いずれか１項に記載の装置。７前記プロフイル側面は鉛直な部分とその下方
に位置する傾斜した部分を有している特許請求の
範囲第６項に記載の装置。８前記傾斜は鉛直線に対して45°以下である特
許請求の範囲第７項に記載の装置。９前記傾斜を前記プロフイル側面が前記鋳型か
ら遠ざかるように形成する特許請求の範囲第８項
に記載の装置。