JPH09206907A - 断面矩形鋳塊用縦型半連続鋳造における二次冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 縦型半連続鋳造による断面矩形鋳塊の断面形
状が、出来るだけ目標とする矩形（厚さ）となるように
するための二次冷却方法を見出すこと。 【解決手段】 底部が解放された矩形水冷鋳型に上方よ
り溶融金属を注入し、鋳型による一次冷却と鋳型下部の
噴出冷却水による二次冷却により溶湯金属を凝固させ、
鋳型底部より鋳塊を連続的に取り出す断面矩形鋳塊用縦
型半連続鋳造において、得られる矩形鋳塊の形状に対応
して、前記噴出冷却水の噴出角度を、角度変更板で自動
的に制御して鋳塊を冷却することを特徴とする断面矩形
鋳塊用縦型半連続鋳造における二次冷却方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属特にＡｌ、Ａ
ｌ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金等非鉄金属の圧延用断面矩形鋳
塊の縦型半連続鋳造において、その矩形鋳塊の断面形状
が出来るだけ矩形となるようにするための二次冷却方法
の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属例えばＡｌ、Ａｌ合金、Ｃ
ｕ、Ｃｕ合金等非鉄金属の圧延用断面矩形鋳塊の連続鋳
造方式としては、ＤＣ鋳造（ダイレクトチルキャステイ
ング）が広く行われている。このＤＣ鋳造は、図６に示
す如く、底部が開放された矩形状の銅系、アルミ系等の
金属製水冷鋳型２に、溶湯樋１、溶湯注入筒１１を経由
して、上方より溶融３を注入し、前記鋳型底部より受台
５を徐々に降下させて、その上の凝固金属鋳塊６を連続
的に取り出し、所定の長さの鋳塊６を得るもので半連続
鋳造として知られている。

【０００３】このＤＣ鋳造の冷却は、まず鋳型内に注が
れた溶湯３が水冷鋳型２の内側壁で一次冷却されて鋳塊
表面に薄い凝固シェルを作る。更に鋳造が進むにつれ
て、鋳塊６は連続的に下方に引き抜かれ鋳型下部より噴
出する二次冷却水４で冷却され、鋳塊内部まで凝固が進
行する。図６の鋳塊６において６１は溶湯液相であり、
６２は固相、６３は鋳塊表面である。このＤＣ鋳造によ
って製造された圧延用の断面矩形鋳塊は、上下面を各々
５〜１５ｍｍ面削し熱間圧延に供される。

【０００４】しかしながら、ＤＣ鋳造によって製造され
る鋳塊の断面矩形状の形状は、鋳型の老朽化や一次冷却
条件の不均一等により、鋳塊の長手方向、断面方向にお
いて目標とする矩形（厚さ）にならないことが多い。特
に大型鋳塊の場合、例えば厚さ５００ｍｍ×巾１５００
ｍｍ×６０００ｍｍのＡｌ合金鋳塊において、鋳塊の長
手方向と断面方向で、厚さ５００ｍｍ±最大１５ｍｍ程
度となる場合がある。そのため、熱間圧延加工前の鋳塊
表面の面削加工において、面削量を大きくとらねばなら
ず、面削歩留まりが悪くなるという問題がある。また、
このことと関連して鋳塊の表面層を削り残した場合は、
圧延工程で圧延板に表面欠陥が発生することとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、金属
特にＡｌ、Ａｌ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金等非鉄金属の圧延
用断面矩形鋳塊の縦型半連続鋳造において、その矩形鋳
塊の断面形状が出来るだけ目標とする矩形（厚さ）とな
るようにするための改善した二次冷却方法を見出すこと
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項１の発明は、底部が開放された矩形水冷鋳型に
上方より溶融金属を注入し、鋳型による一次冷却と鋳型
下部の噴出冷却水による二次冷却により溶湯金属を凝固
させ、鋳型底部より鋳塊を連続的に取り出す断面矩形鋳
塊用縦型半連続鋳造において、得られる矩形鋳塊の形状
に対応して、前記噴出冷却水の噴出角度を角度変更板
で、自動的に制御して鋳塊を冷却することを特徴とする
断面矩形鋳塊用縦型半連続鋳造における二次冷却方法で
あり、

【０００７】また請求項２の発明は、前記角度変更板
は、連続的に取り出される断面矩形鋳塊の側面に接して
鋳塊の形状を感知するローラとこのローラに連結された
湾曲アーム及び直線アームで角度が変えられるようにし
たことを特徴とする請求項１に記載の断面矩形鋳塊用縦
型半連続鋳造における二次冷却方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係る縦型半連続鋳造の二
次冷却方法を図１〜図５にもとずいて説明する。図１
は、本発明に係る鋳型下部二次冷却水の噴出角度変更装
置の正面図であり、同装置と鋳塊表面との位置関係を示
している。図２は、 図１の噴出角度変更装置の左側面
図である。図３は、目標とする鋳塊厚の場合の噴出角度
変更装置と鋳塊表面の位置関係を示す説明図である。図
４は、鋳塊厚が薄い場合の噴出角度変更装置と鋳塊表面
の位置関係を示す説明図である。図５は、鋳塊厚が厚い
場合の噴出角度変更装置と鋳塊表面の位置関係を示す説
明図である。

【０００９】本発明は、図１、図２に示すように、水冷
鋳型２の内側下部の二次冷却水出口２２より噴出される
二次冷却水４で鋳塊６を冷却するが、その際二次冷却水
４の噴出角度を噴出角度変更装置７の角度変更板７１
で、得られる矩形鋳塊６の表面６３の寸法形状に対応し
て自動的に変更して冷却し、鋳塊の断面形状を出来るだ
け目標とする矩形（厚さ）に修正して所定の断面矩形を
得るものである。図１、図２は、噴出角度変更装置７の
角度変更板７１で二次冷却水の噴出角度を変更する場
合、機械的方法で変更するもので本発明の一形態を示す
ものである。図１、図２において、角度変更板７１が鋳
型下部に支点７５で連結されて、この板の角度が変えら
れるようになっている。この角度変更板７１の角度は、
鋳塊表面６３に接して鋳塊断面の形状を感知するローラ
７２、このローラに接続された湾曲アーム７３、湾曲ア
ームに接続された直線アーム７４で変更できるようにな
っている。なお、ローラ、湾曲アーム、直線アーム、角
度変更板は７６、７８、７９の支点で接続されており、
湾曲アームは鋳型下部の支持板８に支点７７で支持され
ている。

【００１０】図３は、鋳型での一次冷却で鋳塊の凝固収
縮が目標とするもので、従って目標とする鋳塊厚さが得
られる場合の角度変更装置７と二次冷却水４の噴出角度
及び鋳塊６の表面６３の位置関係を示している。即ち、
二次冷却水４は角度変更板７１に当たるが、この角度変
更板と同程度の角度に曲げられ、鋳塊６の表面６３を冷
却する。角度変更装置７の設定は、必ずしも前記にかぎ
る必要はないが、本例の場合、この位置に角度変更装置
７を設定してある。

【００１１】図４は、鋳型での一次冷却で鋳塊の凝固収
縮が大きく、鋳塊の厚さが薄い場合の角度変更装置７と
二次冷却水４の噴出角度及び鋳塊６の表面６３の位置関
係を示している。鋳塊の厚さが薄い場合、即ち鋳型での
一次冷却で凝固収縮が大きい場合は、鋳塊の厚さが薄く
なる。この状態の時にはローラ７２が解放され二次冷却
水の圧力で角度変更板７１が開くので、二次冷却水４が
鋳塊６の表面６３の下方向に当たることとなる。冷却位
置が鋳型下面から下に離れるに従い鋳塊の凝固シェルの
厚さは厚く強固になるため、冷却位置が下方向になると
凝固収縮が起こりにくくなり、また鋳型下面付近は冷却
されないため凝固収縮は起こらず、その結果、鋳塊の厚
さは徐々に厚くなることになる。

【００１２】一方、図５は、鋳型での一次冷却で鋳塊の
凝固収縮が小さく、鋳塊の厚さが厚い場合の角度変更装
置７と二次冷却水４の噴出角度及び鋳塊６の表面６３の
位置関係を示している。鋳塊の厚さが厚い場合、即ち鋳
型での一次冷却で凝固収縮が小さい場合は、鋳塊の厚さ
が厚くなる。この状態の時にはローラ７２が鋳塊６の表
面６３により押し下げられるため角度変更板７１が閉じ
て二次冷却水４の噴出角度を鋳塊６の上方向に変更する
こととなる。よって、凝固シェルの厚さの薄い鋳型下面
付近を冷却することとなるため凝固収縮が起こり、その
結果、鋳塊の厚さは薄くなる。

【００１３】以上は、二次冷却水の噴出角度を角度変更
板で変える方法として、機械的な方法を示したが、他の
方法たとえば、鋳塊表面との距離を距離計で計測し、こ
の信号を目標と比較して、その結果によってモーターを
駆動させて、角度変更板の角度を変えることもできる。

【００１４】前記のような角度変更装置７を、鋳型の周
方向に独立に多数取りつけることにより、鋳型周方向の
各領域および鋳塊の長手方向で二次冷却水の噴出角度が
自動制御され、鋳塊の周方向および長手方向の凝固収縮
が均一になるので、得られる鋳塊の断面形状を、目的と
する所定の矩形（厚さ）とすることができる。

【００１５】

【実施例】以下本発明を、実施例にもとづいて説明す
る。図１に示す本発明に係る二次冷却方法で、Ａｌ合金
５１８２（Ａｌー４．５ｗｔ％Ｍｇー０．３ｗｔ％Ｍｎ
合金）の厚さ５００ｍｍ×幅１８２０ｍｍ×長さ８００
０ｍｍの断面矩形の鋳塊を鋳造した。前記の如く鋳造し
て得た矩形鋳塊の厚さは、断面方向および長手方向で４
９５〜５０５ｍｍであり、厚い部分を基準として片面そ
れぞれ１０ｍｍ面削しても鋳塊表面は残らなかった。

【００１６】

【比較例】図６に示す従来のＤＣ鋳造で、前記実施例と
同様にＡｌ合金５１８２の厚さ５００ｍｍ×幅１８２０
ｍｍ×長さ８０００ｍｍの断面矩形の鋳塊を鋳造した。
前記の如く鋳造して得た矩形鋳塊の厚さは、断面方向お
よび長手方向で４８５〜５１５ｍｍであり、厚い部分を
基準として片面それぞれ１０ｍｍ面削したところ、鋳塊
表面が部分的に残った。従って鋳型表面が残らないよう
に面削するためには、片面それぞれ１８ｍｍ程度面削す
る必要があった。

【００１７】前記本発明の実施例及び比較例から明らか
な如く、本発明方法を用いて製造した圧延用断面矩形鋳
塊は、面削量を少なくすることが出来、鋳塊の歩留りの
向上に大きく寄与することがわかる。

【００１８】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明に係る断面矩
形鋳塊用縦型半連続鋳造の二次冷却方法は、その装置の
コストが安く、管理が容易であり、かつ目的とする断面
寸法の矩形とすることが出来るため、矩形鋳塊の製造歩
留りを著しく向上することができ、工業的に顕著な効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鋳型下部二次冷却水の噴出角度変
更装置の正面図であり、同装置と鋳塊表面との位置関係
を示している。

【図２】図１の噴出角度変更装置の左側面図である。

【図３】鋳塊厚を目標の厚さとする場合の噴出角度変更
装置と鋳塊表面の位置関係を示す説明図である。

【図４】鋳塊厚が薄い場合の噴出角度変更装置と鋳塊表
面の位置関係を示す説明図である。

【図５】鋳塊厚が厚い場合の噴出角度変更装置と鋳塊表
面の位置関係を示す説明図である。

【図６】従来の断面矩形鋳塊製造用のＤＣ鋳造の説明図
である。

【符号の説明】

１ 溶湯樋 １１ 溶湯注入筒 ２ 鋳型 ２１ 一次冷却水通路 ２２ 二次冷却水出口 ３ 溶湯 ４ 二次冷却水 ５ 鋳塊受台 ６ 鋳塊 ６１ 溶湯液相 ６２ 溶湯固相 ６３ 鋳塊表面 ７ 二次冷却水の噴出角度変更装置 ７１ 角度変更板 ７２ ローラ ７３ 湾曲アーム ７４ 直線アーム ７５〜７９ 支点 ８ 噴出角度変更装置の取り付け板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】底部が開放された矩形水冷鋳型に上方より
   溶融金属を注入し、鋳型による一次冷却と鋳型下部の噴
   出冷却水による二次冷却により溶湯金属を凝固させ、鋳
   型底部より鋳塊を連続的に取り出す断面矩形鋳塊用縦型
   半連続鋳造において、得られる矩形鋳塊の形状に対応し
   て、前記噴出冷却水の噴出角度を角度変更板で、自動的
   に制御して鋳塊を冷却することを特徴とする断面矩形鋳
   塊用縦型半連続鋳造における二次冷却方法。
2. 【請求項２】前記角度変更板は、連続的に取り出される
   断面矩形鋳塊の側面に接して鋳塊の形状を感知するロー
   ラとこのローラに連結された湾曲アーム及び直線アーム
   で角度が変えられるようにしたことを特徴とする請求項
   １に記載の断面矩形鋳塊用縦型半連続鋳造における二次
   冷却方法。