JPH06210404A - 半融ないしは半凝固金属の連続鋳造方法 - Google Patents
半融ないしは半凝固金属の連続鋳造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半融ないしは半凝固金属から均一組織化した
偏析のない連続鋳片を得る。 【構成】 半融ないしは半凝固金属が冷却壁面に最初に
接する部位での半融ないしは半凝固金属の流速の冷却壁
面に対する相対速度を１５０mm／ｓ以下とする。
偏析のない連続鋳片を得る。 【構成】 半融ないしは半凝固金属が冷却壁面に最初に
接する部位での半融ないしは半凝固金属の流速の冷却壁
面に対する相対速度を１５０mm／ｓ以下とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、液相線以下、固相線
以上の温度の半融ないしは半凝固金属（金属とは主とし
て合金をいい、以下単に半凝固金属という）の連続鋳造
方法に関するもので、特に均一組織化鋳片の連続鋳造方
法を提案するものである。
以上の温度の半融ないしは半凝固金属（金属とは主とし
て合金をいい、以下単に半凝固金属という）の連続鋳造
方法に関するもので、特に均一組織化鋳片の連続鋳造方
法を提案するものである。
【０００２】
【従来の技術】溶湯の連続鋳造法は、浸漬ノズル等から
溶融金属を連続的に鋳型へ給湯して、鋳型内で溶融金属
を凝固させて１００mm以上の厚さの鋳片を連続的に製造
する。また、薄板の連続鋳造方法は、鋳型にロールやベ
ルトを使用して、数mm〜５０mm程度の厚さの薄鋳片を連
続的に製造するものである。そして表面品質のよい鋳片
を製造するために、給湯流の制御や鋳型内の湯面制御な
どが行われている。
溶融金属を連続的に鋳型へ給湯して、鋳型内で溶融金属
を凝固させて１００mm以上の厚さの鋳片を連続的に製造
する。また、薄板の連続鋳造方法は、鋳型にロールやベ
ルトを使用して、数mm〜５０mm程度の厚さの薄鋳片を連
続的に製造するものである。そして表面品質のよい鋳片
を製造するために、給湯流の制御や鋳型内の湯面制御な
どが行われている。
【０００３】ところが、液相線以下、固相線以上の温度
域の半凝固金属を上記の方法で従来通りに凝固させて鋳
片を製造した場合、従来の溶融金属の場合には見られな
かった問題が生じた。すなわち、鋳片の断面金属組織を
見ると、半凝固状態では固体であった固相粒がその表層
部には存在しないこと、ひいては成分偏析が発生すると
いう問題が生じた。このような成分偏析、つまり固相粒
の偏在は、最終製品の強度や伸びの不足さらには耐食性
が劣化するなどさまざまな問題を引き起す。
域の半凝固金属を上記の方法で従来通りに凝固させて鋳
片を製造した場合、従来の溶融金属の場合には見られな
かった問題が生じた。すなわち、鋳片の断面金属組織を
見ると、半凝固状態では固体であった固相粒がその表層
部には存在しないこと、ひいては成分偏析が発生すると
いう問題が生じた。このような成分偏析、つまり固相粒
の偏在は、最終製品の強度や伸びの不足さらには耐食性
が劣化するなどさまざまな問題を引き起す。
【０００４】なお、半凝固金属において液相と固相粒と
では合金の成分組成が異なることが通常であり、鋳造に
より、液相が急冷凝固した部分と、もともと固相であっ
た部分とでは成分組成が異なる。
では合金の成分組成が異なることが通常であり、鋳造に
より、液相が急冷凝固した部分と、もともと固相であっ
た部分とでは成分組成が異なる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明は前記した問
題点を有利に解決しようとするもので、成分偏析の少な
い、すなわち均一組織化した鋳片の半凝固金属からの製
造方法を提案することを目的とする。
題点を有利に解決しようとするもので、成分偏析の少な
い、すなわち均一組織化した鋳片の半凝固金属からの製
造方法を提案することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の要旨は、液相
線以下、固相線以上の温度域の半融ないしは半凝固金属
を冷却壁面へ連続的に供給して鋳造するに際し、半融な
いしは半凝固金属が冷却壁面に最初に接する部位での半
融ないしは半凝固金属の流速の冷却壁面に対する相対速
度を１５０mm／ｓ以下として凝固組織の均一組織化を促
進することを特徴とする半融ないしは半凝固金属の連続
鋳造方法である。
線以下、固相線以上の温度域の半融ないしは半凝固金属
を冷却壁面へ連続的に供給して鋳造するに際し、半融な
いしは半凝固金属が冷却壁面に最初に接する部位での半
融ないしは半凝固金属の流速の冷却壁面に対する相対速
度を１５０mm／ｓ以下として凝固組織の均一組織化を促
進することを特徴とする半融ないしは半凝固金属の連続
鋳造方法である。
【０００７】
【作用】まず、この発明の基礎となった実験結果につい
て述べる。半凝固金属から鋳造された鋳片において、半
凝固状態では固体であった固相粒が偏在する原因を調査
するために以下の実験を行った。
て述べる。半凝固金属から鋳造された鋳片において、半
凝固状態では固体であった固相粒が偏在する原因を調査
するために以下の実験を行った。
【０００８】実験は、鋳型を模擬した冷却板を短時間半
凝固金属へ浸漬する方法で行った。素材には、二元系合
金のＳｎ−１５mass％Ｐｂと０．４mass％Ｃ鋼を用い、
Ｓｎ−Ｐｂ合金はステンレス製容器内でガス加熱により
溶解後ステンレス製攪拌子で攪拌し、Ｃ鋼は高周波溶解
炉で溶解後、アルミナグラファイト製攪拌子で攪拌し
た。いずれの場合も攪拌しながら冷却し、冷却中に液相
線温度を確認したのち、半凝固金属を製造した。
凝固金属へ浸漬する方法で行った。素材には、二元系合
金のＳｎ−１５mass％Ｐｂと０．４mass％Ｃ鋼を用い、
Ｓｎ−Ｐｂ合金はステンレス製容器内でガス加熱により
溶解後ステンレス製攪拌子で攪拌し、Ｃ鋼は高周波溶解
炉で溶解後、アルミナグラファイト製攪拌子で攪拌し
た。いずれの場合も攪拌しながら冷却し、冷却中に液相
線温度を確認したのち、半凝固金属を製造した。
【０００９】炉内に設置した熱電対で、上記半凝固金属
の温度推移を求め、所定の温度（固相率）になった時
に、銅製の冷却板下半分を浸漬速度を変えて浸漬し、冷
却板表面に生成した凝固シェルを回収し、ミクロ試験片
を切り出して凝固組織を調査し、半凝固状態では固体で
あった初晶粒の偏在の程度を求めた。
の温度推移を求め、所定の温度（固相率）になった時
に、銅製の冷却板下半分を浸漬速度を変えて浸漬し、冷
却板表面に生成した凝固シェルを回収し、ミクロ試験片
を切り出して凝固組織を調査し、半凝固状態では固体で
あった初晶粒の偏在の程度を求めた。
【００１０】これらの結果をまとめて図１に示す。図１
は冷却板の浸漬速度と凝固シェル冷却面表層部における
初晶粒が全く存在しない部分の表面からの厚さとの関係
を示すグラフで、この図から明らかなように、鋳型を模
擬した冷却板の浸漬速度を１５０mm／ｓ以下と小さくす
ることにより、凝固シェル冷却面表層部まで初晶粒は分
散し均一化される。
は冷却板の浸漬速度と凝固シェル冷却面表層部における
初晶粒が全く存在しない部分の表面からの厚さとの関係
を示すグラフで、この図から明らかなように、鋳型を模
擬した冷却板の浸漬速度を１５０mm／ｓ以下と小さくす
ることにより、凝固シェル冷却面表層部まで初晶粒は分
散し均一化される。
【００１１】以上の実験結果より、鋳型を用いた連続鋳
造の場合は、半凝固金属が最初に鋳型冷却壁面に接する
部位での半凝固金属の流速の鋳型冷却壁面に対する相対
速度、薄板の連続鋳造の場合には、半凝固金属が最初に
ロール又はベルトの冷却壁面に接する部位での半凝固金
属の流速のロール又はベルトの冷却壁面に対する相対速
度を共に１５０mm／ｓ以下と小さくすることにより、鋳
片の表層部まで半凝固状態では固体であった固相粒が分
散し均一化できることが判明した。
造の場合は、半凝固金属が最初に鋳型冷却壁面に接する
部位での半凝固金属の流速の鋳型冷却壁面に対する相対
速度、薄板の連続鋳造の場合には、半凝固金属が最初に
ロール又はベルトの冷却壁面に接する部位での半凝固金
属の流速のロール又はベルトの冷却壁面に対する相対速
度を共に１５０mm／ｓ以下と小さくすることにより、鋳
片の表層部まで半凝固状態では固体であった固相粒が分
散し均一化できることが判明した。
【００１２】このように、半凝固金属の連続鋳造に際
し、鋳型、ロールあるいはベルトなどの冷却壁面と供給
される半凝固金属の流速との相対速度を１５０mm／ｓ以
下に規定することにより凝固組織の固相粒の均一分散化
が促進され、鋳片の表層部にも半凝固状態では固体であ
った固相粒が分散して存在するようになり、成分偏析も
なくなる。このため、最終製品の強度、伸び及び耐食性
などの劣化が解消され良好な品質の製品が製造できる。
し、鋳型、ロールあるいはベルトなどの冷却壁面と供給
される半凝固金属の流速との相対速度を１５０mm／ｓ以
下に規定することにより凝固組織の固相粒の均一分散化
が促進され、鋳片の表層部にも半凝固状態では固体であ
った固相粒が分散して存在するようになり、成分偏析も
なくなる。このため、最終製品の強度、伸び及び耐食性
などの劣化が解消され良好な品質の製品が製造できる。
【００１３】ここで、固定鋳型を用いた連続鋳造の場
合、半凝固金属の流速の鋳型冷却壁面に対する相対速度
は、鋳型は移動しないため、半凝固金属の流速になる。
浸漬ノズルからの半凝固金属の供給を直接鋳型冷却壁面
に当てるとその流速が大きくなり、得られる鋳片はその
表層部に半凝固状態では固体であった固相粒が存在しな
いものとなる。しかし、ノズルの形状に工夫を凝らすな
どして半凝固金属の供給ノズルから直接鋳型冷却壁面に
当てないようにして、鋳型冷却壁面に最初に接する部位
の半凝固金属の流速（相対速度）を１５０mm／ｓ以下と
することにより、固相粒が表層部まで分散した鋳片が製
造できる。
合、半凝固金属の流速の鋳型冷却壁面に対する相対速度
は、鋳型は移動しないため、半凝固金属の流速になる。
浸漬ノズルからの半凝固金属の供給を直接鋳型冷却壁面
に当てるとその流速が大きくなり、得られる鋳片はその
表層部に半凝固状態では固体であった固相粒が存在しな
いものとなる。しかし、ノズルの形状に工夫を凝らすな
どして半凝固金属の供給ノズルから直接鋳型冷却壁面に
当てないようにして、鋳型冷却壁面に最初に接する部位
の半凝固金属の流速（相対速度）を１５０mm／ｓ以下と
することにより、固相粒が表層部まで分散した鋳片が製
造できる。
【００１４】また、薄板の連続鋳造の場合の半凝固金属
の流速の冷却壁面に対する相対速度は、ロールの周速度
やベルトの移動速度とこれらの冷却壁面に半凝固金属が
最初に接する部位の半凝固金属の流速により定まる。一
般にロールで薄鋳片を製造する場合、ロールの周速度は
２００〜２０００mm／ｓと速い。このためロール面に最
初に接する部位の半凝固金属が流動していない場合は、
ロールと半凝固金属との相対速度が大きくなり、薄鋳片
の表層部には半凝固状態では固相であった固相粒が存在
しないものとなる。しかし半凝固金属を供給するノズル
の形状を工夫して、ロール面に最初に接する部位の半凝
固金属をロールの回転方向と同様の方向に流れるように
し、相対速度を１５０mm／ｓ以下に低減することによ
り、表層部にも固相粒が均一に分散した薄鋳片が得られ
る。
の流速の冷却壁面に対する相対速度は、ロールの周速度
やベルトの移動速度とこれらの冷却壁面に半凝固金属が
最初に接する部位の半凝固金属の流速により定まる。一
般にロールで薄鋳片を製造する場合、ロールの周速度は
２００〜２０００mm／ｓと速い。このためロール面に最
初に接する部位の半凝固金属が流動していない場合は、
ロールと半凝固金属との相対速度が大きくなり、薄鋳片
の表層部には半凝固状態では固相であった固相粒が存在
しないものとなる。しかし半凝固金属を供給するノズル
の形状を工夫して、ロール面に最初に接する部位の半凝
固金属をロールの回転方向と同様の方向に流れるように
し、相対速度を１５０mm／ｓ以下に低減することによ
り、表層部にも固相粒が均一に分散した薄鋳片が得られ
る。
【００１５】なお、この半凝固金属としては、アルミ合
金、銅合金、鋼、ステンレス鋼などあらゆる合金が適用
可能である。
金、銅合金、鋼、ステンレス鋼などあらゆる合金が適用
可能である。
【００１６】
【実施例】図２に示すロール径：４００mmの双ロール装
置を用い、Ｓｎ−１５mass％Ｐｂの固相率０．２の半凝
固金属を連続鋳造し、幅：４００mm、厚さ：５．０mmの
薄鋳片を製造した。
置を用い、Ｓｎ−１５mass％Ｐｂの固相率０．２の半凝
固金属を連続鋳造し、幅：４００mm、厚さ：５．０mmの
薄鋳片を製造した。
【００１７】図２は、双ロールによる薄板の連続鋳造装
置の説明図で、図において、１は半凝固金属、２は供給
ノズル、３はノズル保温用のヒーター、４は半凝固金属
１の流れを示す矢印、５はロール、６は半凝固金属１が
ロール５の外周面に最初に接する部位の半凝固金属１の
流れを誘起するための中子、７は薄鋳片を示す。
置の説明図で、図において、１は半凝固金属、２は供給
ノズル、３はノズル保温用のヒーター、４は半凝固金属
１の流れを示す矢印、５はロール、６は半凝固金属１が
ロール５の外周面に最初に接する部位の半凝固金属１の
流れを誘起するための中子、７は薄鋳片を示す。
【００１８】上記において、ロールの周速度を３５０mm
／ｓとし、図２における中子６を用いてロール５に最初
に接する部位の半凝固金属１のロール回転方向の流れを
誘起した場合（相対速度：１３０mm／ｓの適合例）と、
従来の中子６を用いない場合（半凝固金属１の流速≒０
で、相対速度：３５０mm／ｓの比較例）との２条件で鋳
造し、得られた薄鋳片についてそれぞれ金属組織を調査
した。
／ｓとし、図２における中子６を用いてロール５に最初
に接する部位の半凝固金属１のロール回転方向の流れを
誘起した場合（相対速度：１３０mm／ｓの適合例）と、
従来の中子６を用いない場合（半凝固金属１の流速≒０
で、相対速度：３５０mm／ｓの比較例）との２条件で鋳
造し、得られた薄鋳片についてそれぞれ金属組織を調査
した。
【００１９】これらの金属組織写真を図３（適合例）及
び図４（比較例）に示す。図３においては半凝固状態で
固体であったＳｎの初晶粒（粒状の白く見える部分）は
鋳片の厚み方向にほぼ均一に分散しているのに対し、図
４において初晶粒は鋳片の厚さ方向中央部に集まり、表
層部には見られない。
び図４（比較例）に示す。図３においては半凝固状態で
固体であったＳｎの初晶粒（粒状の白く見える部分）は
鋳片の厚み方向にほぼ均一に分散しているのに対し、図
４において初晶粒は鋳片の厚さ方向中央部に集まり、表
層部には見られない。
【００２０】
【発明の効果】この発明は、半凝固金属を冷却壁面へ連
続的に供給して鋳造する際、半凝固金属が冷却壁面に最
初に接する部位での半凝固金属の流速の冷却壁面に対す
る相対速度を規定することにより、均一組織化した連続
鋳片を得るものであって、この発明によれば、偏析の少
ない品質の良好な連続鋳片が製造できる。
続的に供給して鋳造する際、半凝固金属が冷却壁面に最
初に接する部位での半凝固金属の流速の冷却壁面に対す
る相対速度を規定することにより、均一組織化した連続
鋳片を得るものであって、この発明によれば、偏析の少
ない品質の良好な連続鋳片が製造できる。
【図１】冷却板の浸漬速度と凝固シェル冷却面表層部の
初晶粒が全く存在しない部分の表面からの厚さとの関係
を示すグラフである。
初晶粒が全く存在しない部分の表面からの厚さとの関係
を示すグラフである。
【図２】実施例に用いた双ロールによる薄板の連続鋳造
装置の説明図である。
装置の説明図である。
【図３】適合例の金属組織写真である。
【図４】比較例の金属組織写真である。
１ 半凝固金属 ２ ノズル ３ ヒーター ４ 半凝固金属の流れを示す矢印 ５ ロール ６ 中子 ７ 薄鋳片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 千里 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 株式会 社レオテック内
Claims (1)
- 【請求項１】 液相線以下、固相線以上の温度域の半融
ないしは半凝固金属を冷却壁面へ連続的に供給して鋳造
するに際し、 半融ないしは半凝固金属が冷却壁面に最初に接する部位
での半融ないしは半凝固金属の流速の冷却壁面に対する
相対速度を１５０mm／ｓ以下として凝固組織の均一組織
化を促進することを特徴とする半融ないしは半凝固金属
の連続鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2075593A JPH06210404A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 半融ないしは半凝固金属の連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2075593A JPH06210404A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 半融ないしは半凝固金属の連続鋳造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06210404A true JPH06210404A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=12036012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2075593A Pending JPH06210404A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 半融ないしは半凝固金属の連続鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06210404A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008043952A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-28 | Ihi Corp | 双ロール鋳造機 |
-
1993
- 1993-01-14 JP JP2075593A patent/JPH06210404A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008043952A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-28 | Ihi Corp | 双ロール鋳造機 |
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