JPH0620602B2 - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、鋳型の一端から溶湯を供給し、他端から鋳
塊を連続的に得る連続鋳造法に用いられる連続鋳造用鋳
型に関する。

［従来の技術］ この発明にとって興味ある先行技術として、特公昭５５
−４６２６５号公報に開示された連続鋳造法がある。こ
の連続鋳造法では、鋳型を加熱し鋳型の出口の内壁面の
温度を、鋳造金属の凝固温度以上に保持する。これによ
り、鋳型内の側壁に沿う凝固殻の形成を阻止し、鋳型の
出口から鋳造金属が出ると同時に凝固殻の形成を開始す
るようにして鋳造する。

上記方法によれば、鋳塊の表面状態が良好であり、また
健全な一方向凝固組織を有する連続鋳塊が得られやす
い。さらに、鋳型の下方から溶湯を引下げるようにすれ
ば、脱ガスを容易に行なうことができる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記方法にも以下のような問題点がある。すな
わち、溶湯を鋳型の下方から引出して連続鋳塊を得よう
とする場合、溶融金属は、鋳型出口部においては表面張
力によって保持されている。そのため、鋳型出口部に加
わる圧力が大きすぎると、溶融金属の表面層が破れ、溶
融金属がプレークアウトすることもある。また、径の大
きなものを鋳造しようとする場合には、ブレークアウト
が生じやすくなる。

それゆえに、この発明の目的は、上述のような鋳型出口
部におけるブレークアウトを防止し得る連続鋳造用鋳型
を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ この発明に従った連続鋳造用鋳型は、出口温度が鋳造金
属の凝固温度以上に保たれている鋳型の一端から溶湯を
供給し、他端から鋳塊を連続的に得るのに用いられるも
のである。そして、溶湯入口から出口までに至る溶湯流
路内に流路を塞ぐように配置される流量調整部を有し、
この流量調整部には溶湯を通過させる複数の貫通孔が形
成されていることを特徴とする。

［作用］ 溶融金属が鋳型の溶湯流路内に形成されている複数の貫
通孔を通るときの粘性抵抗によって、溶融金属が鋳型内
を過剰に流れることが防止される。その結果、鋳型内を
通る溶融金属の流量が都合良く調整され、ブレークアウ
トの発生を減ずる。

［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例を用いている鋳造装置の
概略図である。

鋳造すべき金属は、溶融状態となってるつぼ１内に貯留
されている。るつぼ１の周囲または内部には、ヒータの
ような発熱体２が配置されており、鋳造金属を溶融状態
に維持する。また、るつぼ１の底部には、鋳型３が配置
されている。この鋳型３内には、上下方向に貫通する溶
湯流路４が形成される。さらに、図示するように、鋳型
３は、その出口温度を鋳造金属の凝固温度以上に保つた
めに、ヒータのような発熱体５を内蔵している。

なお、変形例として、鋳型３の大部分を、るつぼ１内に
貯蔵されている溶融金属内に位置するようにしてもよ
い。このようにすれば、鋳型３の温度を、発熱体５を用
いることなく、るつぼ１内に貯留されている溶融金属に
よって鋳造金属の凝固温度以上に保つことが可能とな
る。したがって、この場合には、発熱体５を内蔵する必
要はなくなる。

図示するように、鋳型３の溶湯流路４内には該流路を塞
ぐように流量調整部６が配置されている。流量調整部６
は、溶湯を通過させる複数の貫通孔７を有し、鋳型３の
溶湯流路内にしっかりと固着される。鋳型３と流量調整
部６とは、それぞれ別の部材によって構成してもよい
が、それらを一体的に設けたものであってもよい。

鋳造の開始にあたっては、まずダミーバー８を鋳型３の
下端に位置させる。そして、ダミーバー８を徐々に引下
げ、溶融金属を鋳型３の出口から出たところで凝固させ
る。こうして、たとえば一方向凝固組織を有するような
連続した鋳塊や、単結晶組織を有するような鋳塊が得ら
れる。なお、図中、９は固液界面を示す。

上述のように鋳造する際、溶融金属は、鋳型３の出口部
において表面張力によって支えられている。したがっ
て、鋳型３の出口部に作用する圧力が大きくなれば、溶
融金属のブレークアウトが生じやすくなる。しかし、そ
のようなおそれは流量調整部６の貫通孔７によって有利
に解消される。すなわち、溶融金属は、貫通孔７を通過
するときの粘性抵抗により過剰に流れるのを防止され
る。したがって、鋳型３の出口部に作用する圧力は都合
よく調整され、ブレークアウトの発生を防止する。

第２図は、この発明の他の実施例を用いている鋳造装置
の概略図である。第１図に示した鋳造装置と、第２図に
示す鋳造装置との間の相違は、鋳型３の溶湯流路４を塞
ぐように配置される流量調整部６，１０の構造にある。
すなわち、第２図に示す流量調整部１０は、溶湯は通過
させる複数の貫通孔１１を有しているが、さらにその周
囲にヒータのような発熱体１２を備えている。この発熱
体１２の存在によって、貫通孔１１内を通過する溶融金
属の温度を制御することが可能となる。貫通孔１１内を
通る溶融金属の温度が低ければ低いほど粘性抵抗は大き
くなり、その結果ブレークアウトの発生も少なくなる。
また、発熱体１２を制御して貫通孔１１内を通る溶融金
属の温度を、鋳型３の温度よりも高くしたり低くしたり
することによって、鋳型３の出口部での流体の温度分布
を制御でき、その結果固液界面９の形状を制御すること
ができる。こうして、得られる鋳塊の性質を制御するこ
とが可能となる。

実施例１ 第１図に示すような鋳造装置によって、９９．９９％Ｃ
ｕからなる直径１５mmの鋳塊を得た。ダミーバー８とし
てＣｕ棒を用い、６０mm／min.の速さで引出した。

貫通孔を有していない従来の鋳型から鋳塊を引出すとき
には、たとえば振動があったときなど鋳型の出口部にお
いてブレークアウトが生ずることがあった。しかし、本
実施例では、ブレークアウトはほとんど生じなかった。
また、得られた鋳塊は、ダミーバー８から５cm以上離れ
たところでは単結晶組織となっていた。

実施例２ 第２図に示すような鋳造装置を用いて、Ｃｕ−８％Ｓｎ
−Ｐ（燐青銅）からなる直径２０mmの鋳塊を得た。な
お、貫通孔１１の近傍の温度を鋳型３の温度よりも３０
℃低くして、最初ダミーバーを７０mm／min.の速さで引
出した。貫通孔を有しない従来の鋳型を用いて鋳塊を引
出す場合には、同じ径の鋳塊で同じ線速でも振動があっ
たときなどにブレークアウトすることがあった。しか
し、本実施例では、ブレークアウトはほとんど生じなか
った。

さらに、貫通孔１１の近傍の温度を鋳型温度よりも５０
℃低くしたところ、１００mm／min.の速さでダミーバー
を引出してもブレークアウトは生じなかった。

また、貫通孔１１の近傍の温度を鋳型温度よりも低くな
るようにすれば、固液界面９が第２図に示すように凸状
になるので、得られた鋳塊にはその中心部に偏析とかブ
ローホール等の欠陥が全く見られなかった。なお、参考
のために記述すると、固液界面９が凹状になると、中心
に偏析が生じたりブローホールが存在したりするように
なる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、溶湯流路内に形成さ
れた複数の貫通孔を通るときの粘性抵抗により鋳型内を
通過する溶湯の流量を調整するものであるので、中型出
口部における溶融金属の表面層に加わる圧力を小さくし
てブレークアウトの発生を防止することができる。さら
に、好ましい実施例として説明したように、貫通孔の周
囲に発熱体を設けておけば、鋳型出口部における溶融金
属の温度分布を制御することが可能になる。したがっ
て、固液界面の形状を制御でき、その結果得られる鋳塊
の性質を制御できるようになる。

また、鋳型内を通る溶湯の粘性抵抗を増大させることか
ら、より大きな径の鋳塊を得ることも可能になる。

上述のような効果を奏するこの発明は、一方向凝固組織
を有するような金属鋳塊や、単結晶鋳塊を得るのに有利
に利用され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を用いている鋳造装置の
概略図である。第２図は、この発明の他の実施例を用い
ている鋳造装置の概略図である。 図において、３は鋳型、４は溶湯流路、５は発熱体、６
は流量調整部、７は貫通孔を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】出口温度が鋳造金属の凝固温度以上に保た
   れている鋳型の一端から溶湯を供給し、他端から鋳塊を
   連続的に得るのに用いられる連続鋳造用鋳型であって、 溶湯入口から出口までに至る溶湯流路内に流路を塞ぐよ
   うに配置される流量調整部を有し、この流量調整部には
   溶湯を通過させる複数の貫通孔が形成されている、連続
   鋳造用鋳型。
2. 【請求項２】前記貫通孔の周囲に発熱体が内蔵されてい
   る、特許請求の範囲第１項に記載の連続鋳造用鋳型。
3. 【請求項３】前記出口の温度を鋳造金属の凝固温度以上
   に加熱し得る発熱体を内蔵している、特許請求の範囲第
   １項または第２項に記載の連続鋳造用鋳型。