JPS58196146A - 角形鋳塊の連続的鋳造方法 - Google Patents
角形鋳塊の連続的鋳造方法Info
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- JPS58196146A JPS58196146A JP57080596A JP8059682A JPS58196146A JP S58196146 A JPS58196146 A JP S58196146A JP 57080596 A JP57080596 A JP 57080596A JP 8059682 A JP8059682 A JP 8059682A JP S58196146 A JPS58196146 A JP S58196146A
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- 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
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/049—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for direct chill casting, e.g. electromagnetic casting
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は角形鋳塊の連続的鋳造方法に係り、特に断面が
矩形の軽合金鋳塊、なかでもアルミニウム若しくはその
合金からなる鋳塊を、高品質で、安定して得ることの出
来る方法に関する。
矩形の軽合金鋳塊、なかでもアルミニウム若しくはその
合金からなる鋳塊を、高品質で、安定して得ることの出
来る方法に関する。
従来から、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属の
鋳塊を連続的に得るために、連続鋳造法あるいは半連続
鋳造法などとして多数の提案が為されている。その代表
的な例は、米国特許第２９８８９７２号明細書などに示
される如く、昇降可能な鋳型底を所定の筒状鋳型の底部
に位置せしめて該鋳型の一方の開口部を塞ぎ、そして該
鋳型内に金属溶湯をノズル、フロートを通じて供給する
一方、順次鋳型底を降下させることにより、鋳型内部の
流路を流通する冷却剤（通常は水）による鋳型内壁の冷
却と、鋳型底部（下端）のスリットより流出せしめられ
る冷却剤による直接の冷却に基づいて鋳型内に形成され
る溶湯柱を凝固せしめ、以て凝固させた鋳塊を鋳型、底
部゛の開口部から連続的に取り出すことにより、所定の
鋳塊を得ている。
鋳塊を連続的に得るために、連続鋳造法あるいは半連続
鋳造法などとして多数の提案が為されている。その代表
的な例は、米国特許第２９８８９７２号明細書などに示
される如く、昇降可能な鋳型底を所定の筒状鋳型の底部
に位置せしめて該鋳型の一方の開口部を塞ぎ、そして該
鋳型内に金属溶湯をノズル、フロートを通じて供給する
一方、順次鋳型底を降下させることにより、鋳型内部の
流路を流通する冷却剤（通常は水）による鋳型内壁の冷
却と、鋳型底部（下端）のスリットより流出せしめられ
る冷却剤による直接の冷却に基づいて鋳型内に形成され
る溶湯柱を凝固せしめ、以て凝固させた鋳塊を鋳型、底
部゛の開口部から連続的に取り出すことにより、所定の
鋳塊を得ている。
ところで、このようにして連続的に製造される鋳塊の表
面には、発汗、コールドシャット、焼付きなどと称され
る各種の表面欠陥が現われる場合が多い。而して、これ
らの表面欠陥は、最終製品（加工品）の表面品質に悪影
響を及ぼすところから、可能な限り、その発生を防ぐ必
要があるのである。
面には、発汗、コールドシャット、焼付きなどと称され
る各種の表面欠陥が現われる場合が多い。而して、これ
らの表面欠陥は、最終製品（加工品）の表面品質に悪影
響を及ぼすところから、可能な限り、その発生を防ぐ必
要があるのである。
このため、従来における鋳塊表面の改善は、これらの表
面欠陥が鋳型内壁を冷却せしめる冷却剤による一次冷却
によって形成される薄い一次凝固殻に起因するところか
ら、この脆弱な一次凝固殻の形成を抑制することで対処
されている。そして、この対策の一つである、米国特許
第８６１２１５１号に代表されるホットトップ鋳造法は
、鋳型上に軸的に整合された断熱湯溜を配置せしめ、そ
れらの接合部から下方１インチ以内に凝固界面の先端が
位置するように鋳込速度を設定するものであって、これ
により鋳型内で形成される薄い一次凝固殻を実質的に消
失せしめる一方、鋳型底部から放出される冷却剤による
直接冷却（二次冷却）にて形成される強固な二次凝固殻
のみで鋳造を進行せしめ、上記した表面欠陥の発生を低
減させているのである。また、このホットトップ鋳造法
と考え方を同じくするものとして、米国特許第３３２６
２７０号明細書などで明らかにされている如く、＃型内
壁の所定の位置に下端が位置するように鋳型内壁面の上
部を覆う筒状断熱材を設け、該断熱材の下端の真下に二
次冷却による凝固界面の先端が位置するよらにして、鋳
造を行なう方法も提案されている。
面欠陥が鋳型内壁を冷却せしめる冷却剤による一次冷却
によって形成される薄い一次凝固殻に起因するところか
ら、この脆弱な一次凝固殻の形成を抑制することで対処
されている。そして、この対策の一つである、米国特許
第８６１２１５１号に代表されるホットトップ鋳造法は
、鋳型上に軸的に整合された断熱湯溜を配置せしめ、そ
れらの接合部から下方１インチ以内に凝固界面の先端が
位置するように鋳込速度を設定するものであって、これ
により鋳型内で形成される薄い一次凝固殻を実質的に消
失せしめる一方、鋳型底部から放出される冷却剤による
直接冷却（二次冷却）にて形成される強固な二次凝固殻
のみで鋳造を進行せしめ、上記した表面欠陥の発生を低
減させているのである。また、このホットトップ鋳造法
と考え方を同じくするものとして、米国特許第３３２６
２７０号明細書などで明らかにされている如く、＃型内
壁の所定の位置に下端が位置するように鋳型内壁面の上
部を覆う筒状断熱材を設け、該断熱材の下端の真下に二
次冷却による凝固界面の先端が位置するよらにして、鋳
造を行なう方法も提案されている。
しかしながら、これら従来の対策は１、いずれも、断面
が円形の丸形鋳塊を鋳造する場合においては有効に実施
され得て、鋳塊表面の効果的な改善が図られ得ることが
認められているが、断面が矩形の角形鋳塊の場合にあっ
ては、丸形鋳塊程の表面改善を達成することが著しく困
難であったのである。けだし、角形鋳塊の場合において
は、直接冷却（二次冷却）による凝固殻レベルの大きさ
、換言すれば凝固界面の高さが鋳型内周囲で異なり、矩
形の各辺の中央部に対してコーナ一部において凝固殻レ
ベルが大きくなるところから、凝固界面の一律的な移動
だけでは、前記脆弱な一次凝固殻を鋳型内周囲全体に亘
って同時に消失せしめることが困餐であるからであり、
それ数形成される鋳塊全周の表面程度を均一に改善する
ことが装置であったのである。
が円形の丸形鋳塊を鋳造する場合においては有効に実施
され得て、鋳塊表面の効果的な改善が図られ得ることが
認められているが、断面が矩形の角形鋳塊の場合にあっ
ては、丸形鋳塊程の表面改善を達成することが著しく困
難であったのである。けだし、角形鋳塊の場合において
は、直接冷却（二次冷却）による凝固殻レベルの大きさ
、換言すれば凝固界面の高さが鋳型内周囲で異なり、矩
形の各辺の中央部に対してコーナ一部において凝固殻レ
ベルが大きくなるところから、凝固界面の一律的な移動
だけでは、前記脆弱な一次凝固殻を鋳型内周囲全体に亘
って同時に消失せしめることが困餐であるからであり、
それ数形成される鋳塊全周の表面程度を均一に改善する
ことが装置であったのである。
一方、本発明者らの中の１人は、先に、特願昭５１−９
１７１９号（特開昭６８−１６８２８号公報参照）とし
て、所定の断熱筒を鋳型内壁の上部と溶湯との間に介在
せしめる一方、鋳型内壁の熱伝達を制御する手段を設け
て、前記施弱な一次凝固殻の消失を図るようにした金属
の連続鋳造手法を提案した。そして、そこにおいて、角
形鋳塊の鋳造時における前記した問題、即ち矩形の各辺
の中央部とコーナ一部との間での一次凝固殻の形成形態
の相違を明らかにすると共に、かかる問題を解決するに
は、断熱筒の各辺の中央部が下方に凸となるような下端
部形状とすることがよいことを明らかにしたのである。
１７１９号（特開昭６８−１６８２８号公報参照）とし
て、所定の断熱筒を鋳型内壁の上部と溶湯との間に介在
せしめる一方、鋳型内壁の熱伝達を制御する手段を設け
て、前記施弱な一次凝固殻の消失を図るようにした金属
の連続鋳造手法を提案した。そして、そこにおいて、角
形鋳塊の鋳造時における前記した問題、即ち矩形の各辺
の中央部とコーナ一部との間での一次凝固殻の形成形態
の相違を明らかにすると共に、かかる問題を解決するに
は、断熱筒の各辺の中央部が下方に凸となるような下端
部形状とすることがよいことを明らかにしたのである。
（
しかしながら、本発明者らの更なる検討によれば、かか
る先に提示した断熱筒の下端部形状だけでは未だ充分に
鋳塊の表面品質程度が改善されているとは言えず、また
鋳塊表面層組織の改善も充分ではない一方、鋳塊の全周
にわたった表面程度の均一化が図り難い等の問題も内在
していることが明らかとなり、より一層の改善策が望ま
れたのである。
る先に提示した断熱筒の下端部形状だけでは未だ充分に
鋳塊の表面品質程度が改善されているとは言えず、また
鋳塊表面層組織の改善も充分ではない一方、鋳塊の全周
にわたった表面程度の均一化が図り難い等の問題も内在
していることが明らかとなり、より一層の改善策が望ま
れたのである。
ここにおいて、本発明者らは、かかる事情に鑑みて鋭意
検討した結果、鋳造に際して、前記溶湯と鋳型内壁の上
部との間に介在せしめられ、それらの直接の接触を阻止
する断熱シートの下端部の位置を、鋳型の矩形形状の各
辺の中央部と端部（コーナ一部）とにおいて、鋳造条件
、合金種などに従って特定の範囲内において制御せしめ
ると共に、該矩形形状の長辺の中央部における断熱シー
トの下端部を両端側にそれぞれ延長せしめて、所定長さ
の直線状の下端部と為すことにより、前記従来の問題が
より一層効果的に解消され、鋳塊の全周にわたって均一
に表面品質の改善された鋳塊を安定して得ることが出来
る事実を見い出し、本発明を完成するに至ったのである
。
検討した結果、鋳造に際して、前記溶湯と鋳型内壁の上
部との間に介在せしめられ、それらの直接の接触を阻止
する断熱シートの下端部の位置を、鋳型の矩形形状の各
辺の中央部と端部（コーナ一部）とにおいて、鋳造条件
、合金種などに従って特定の範囲内において制御せしめ
ると共に、該矩形形状の長辺の中央部における断熱シー
トの下端部を両端側にそれぞれ延長せしめて、所定長さ
の直線状の下端部と為すことにより、前記従来の問題が
より一層効果的に解消され、鋳塊の全周にわたって均一
に表面品質の改善された鋳塊を安定して得ることが出来
る事実を見い出し、本発明を完成するに至ったのである
。
すなわち、本発明の主要なる目的は、安定した鋳塊品質
を得ることの出来る、角形鋳塊の連続的鋳造方法を提供
することにある。
を得ることの出来る、角形鋳塊の連続的鋳造方法を提供
することにある。
また、本発明の目的は、金属、特にアルミニウム若しく
はその合金の角形鋳塊を連続鋳造するに際して、形成さ
れる鋳塊の表面品質程度を改善し、また鋳塊表面層組織
の改善を図ると共に、鋳塊全周に亘って均一な品質と為
し得るに有効な手法を提供することにある。
はその合金の角形鋳塊を連続鋳造するに際して、形成さ
れる鋳塊の表面品質程度を改善し、また鋳塊表面層組織
の改善を図ると共に、鋳塊全周に亘って均一な品質と為
し得るに有効な手法を提供することにある。
そして、これらの目的を達成するために、本発明にあっ
ては、矩形の直接冷却鋳型を用い、該鋳型内に供給され
る溶湯を、該鋳型内部を流通しその底部から放出される
冷却剤により直接冷却して凝固せしめることによって、
所定の角形鋳塊を連続的に形成せしめるにあたり、供給
される溶湯と鋳型内壁の上部との間に断熱シートを介在
せしめて該溶湯と該鋳型内壁との直接の接触を阻止する
と共に、該断熱シートを、下式： ％式％ ） ■ｌ ：矩形の各辺中央部における鋳型底部から断熱シ
ーＦ下端部までの、 該断熱シートにて被覆されていな い鋳型内壁面の高さく ａｎ ）、 ■２ ：矩形のコーナ一部における鋳型底部から断熱シ
ート下端部までの、 該断熱シートにて被覆されていな い鋳型内壁面の高さくａｎ）、 Ｌ：矩形の長辺の長さく ａｎ ）、 Ｔ：矩形の短辺の長さくａｎ、）、 Ｌｌ ：矩形の長辺の中央部からその両端に向って前記
Ｈ１の高さでそれ ぞれ略等距離延びる非被覆部分の 長さく ｃｍ ）。］ を満足するように、下方に凸なる形状と為して、該鋳型
内壁からの溶湯の冷却を制御しつつ、鋳造を行なうよう
にしたことにある。
ては、矩形の直接冷却鋳型を用い、該鋳型内に供給され
る溶湯を、該鋳型内部を流通しその底部から放出される
冷却剤により直接冷却して凝固せしめることによって、
所定の角形鋳塊を連続的に形成せしめるにあたり、供給
される溶湯と鋳型内壁の上部との間に断熱シートを介在
せしめて該溶湯と該鋳型内壁との直接の接触を阻止する
と共に、該断熱シートを、下式： ％式％ ） ■ｌ ：矩形の各辺中央部における鋳型底部から断熱シ
ーＦ下端部までの、 該断熱シートにて被覆されていな い鋳型内壁面の高さく ａｎ ）、 ■２ ：矩形のコーナ一部における鋳型底部から断熱シ
ート下端部までの、 該断熱シートにて被覆されていな い鋳型内壁面の高さくａｎ）、 Ｌ：矩形の長辺の長さく ａｎ ）、 Ｔ：矩形の短辺の長さくａｎ、）、 Ｌｌ ：矩形の長辺の中央部からその両端に向って前記
Ｈ１の高さでそれ ぞれ略等距離延びる非被覆部分の 長さく ｃｍ ）。］ を満足するように、下方に凸なる形状と為して、該鋳型
内壁からの溶湯の冷却を制御しつつ、鋳造を行なうよう
にしたことにある。
かくの如き本発明によれば、所定の鋳造速度、鋳込条件
に応じて、矩形の各辺の中央部と端部（コーナ一部）に
おける断熱シートの形状が定められ、それにより、本来
鋳型内壁に接触する溶湯部分に形成される薄い一次一固
殻を、矩形の各辺における中央部とコーナ一部において
、同時に、効果的に抑制せしめ、更には実質的に消失せ
しめることが出来るのであり、加えて矩形の長辺の中央
部における断熱シートの下端部を特定長さだけ直線形状
としたことによって、該長辺部分における一次凝固殻を
その長さ方向において均一に且つ効果的に消失せしめ得
るのであり、以て鋳塊サイズ、鋳造条件が異なっても、
最適な鋳造作業を為し得て、美麗で平滑な鋳肌を有する
角形鋳塊が安価に且つ安定的に得ることが出来ることと
なったのである。。
に応じて、矩形の各辺の中央部と端部（コーナ一部）に
おける断熱シートの形状が定められ、それにより、本来
鋳型内壁に接触する溶湯部分に形成される薄い一次一固
殻を、矩形の各辺における中央部とコーナ一部において
、同時に、効果的に抑制せしめ、更には実質的に消失せ
しめることが出来るのであり、加えて矩形の長辺の中央
部における断熱シートの下端部を特定長さだけ直線形状
としたことによって、該長辺部分における一次凝固殻を
その長さ方向において均一に且つ効果的に消失せしめ得
るのであり、以て鋳塊サイズ、鋳造条件が異なっても、
最適な鋳造作業を為し得て、美麗で平滑な鋳肌を有する
角形鋳塊が安価に且つ安定的に得ることが出来ることと
なったのである。。
また、かかる手法に従って得られた角形鋳塊はその全周
にわたって表面層１質が均一化されており、しかもその
表層部の鋳塊組織が改善されて、微細になり、鋳塊表層
に形成されるやや粗大な結晶粒からなる好ましくない層
（サブサーフェスバンド、８８Ｂ）が鋳塊の極表層に移
動し、これによって鋳塊の加工に際しての鋳肌面の面削
量を低減し得ることとなったのである。
にわたって表面層１質が均一化されており、しかもその
表層部の鋳塊組織が改善されて、微細になり、鋳塊表層
に形成されるやや粗大な結晶粒からなる好ましくない層
（サブサーフェスバンド、８８Ｂ）が鋳塊の極表層に移
動し、これによって鋳塊の加工に際しての鋳肌面の面削
量を低減し得ることとなったのである。
さらに、かかる本発明手法に従えば、鋳肌から５０■程
度までの表層部におけるデンドライトが微細化される効
果がある他、鋳塊の収縮率も小さくなり、鋳塊形状が改
善される効果も発揮されるのである。
度までの表層部におけるデンドライトが微細化される効
果がある他、鋳塊の収縮率も小さくなり、鋳塊形状が改
善される効果も発揮されるのである。
以下、図面を参照しつつ、本発明を更に詳細に説明する
こととする。
こととする。
先ず、第１図は、通常の直接水冷角形鋳型を用いたアル
ミニウムの連続鋳造における鋳型内凝固殻形状を模式的
に示す、コーナ一部を含む鋳型の１ｌ４断面斜視図であ
る。図において、矩形の筒状鋳型ｌの内部には、冷却剤
としての水が流通せしめられる水室２が設けられており
、そして該鋳型１の底部側の開口部の周縁にスリット８
が設けられ、該スリット８から前記氷室２内の冷却水が
放出されるようになっている。一方、該鋳型１の矩形の
鋳込孔４内に連続的に供給される溶湯５は、鋳型ｌの内
壁からの一次冷却を受けて一次凝固殻６を形成し、更に
鋳型ｌ底部のスリット８から放出される冷却水による直
接冷却（二次冷却）によって二次凝固殻７を形成して完
全に凝固せしめられ、鋳型ｌ下方に取り出されるのであ
る。
ミニウムの連続鋳造における鋳型内凝固殻形状を模式的
に示す、コーナ一部を含む鋳型の１ｌ４断面斜視図であ
る。図において、矩形の筒状鋳型ｌの内部には、冷却剤
としての水が流通せしめられる水室２が設けられており
、そして該鋳型１の底部側の開口部の周縁にスリット８
が設けられ、該スリット８から前記氷室２内の冷却水が
放出されるようになっている。一方、該鋳型１の矩形の
鋳込孔４内に連続的に供給される溶湯５は、鋳型ｌの内
壁からの一次冷却を受けて一次凝固殻６を形成し、更に
鋳型ｌ底部のスリット８から放出される冷却水による直
接冷却（二次冷却）によって二次凝固殻７を形成して完
全に凝固せしめられ、鋳型ｌ下方に取り出されるのであ
る。
而して、かかる角形鋳塊の形成に際して、鋳型１の矩形
のコーナ一部ではスリット８からの放出冷却水による二
次冷却が強く、それ故かかる直接冷却による二次凝固殻
７の長さがコーナ一部では長く、矩形の直線部では短く
なるのであり、逆に鋳型内壁を通じての一次冷却による
一次凝固殻６はコーナ一部で短く、直線部で長くなるよ
うになるのである。
のコーナ一部ではスリット８からの放出冷却水による二
次冷却が強く、それ故かかる直接冷却による二次凝固殻
７の長さがコーナ一部では長く、矩形の直線部では短く
なるのであり、逆に鋳型内壁を通じての一次冷却による
一次凝固殻６はコーナ一部で短く、直線部で長くなるよ
うになるのである。
本発明は、このような鋳型１の異なる場所における冷却
の差異に基因する凝固殻形成の相違をなくシ、均一化す
ると共に、望ましくない一次凝固殻６の形成を抑制乃至
は実質的に消失せしめる一方、鋳塊表面層組織の改善等
を図るために、各種の基礎実験や実際の鋳造結果のデー
タなどから、第２図に示されるように、鋳型１内壁の上
部を被覆し、該内壁を通じての溶湯の冷却を制御する断
熱シート８の形状を特定の範囲内に維持するようとする
と、次式（１） 、 （１） ：％式％ ［但し、■１は矩形の各辺中央部における鋳型底部から
断熱シート下端部までの、該断熱シートにて被覆されて
いない鋳型内壁面の高さく ａｎ ）であり、Ｈ２は矩
形のコーナ一部における鋳型底部から断熱シート下端部
までの、該断熱シートにて被覆されていない鋳型内壁面
の高さく ａｎ ）である］を満足するように、下方に
凸なる形状と為すと共に、更に矩形の長辺の中央部から
その両端に向って前記Ｈ，の高さでそれぞれ略等距離延
びる非被覆部分の長さ；Ｌｌ（Ｃ１ｌ）が、次式（Ｉ）
：Ｌ −１，２Ｔ≦ Ｌｌ ≦ Ｌ−Ｑ、５Ｔ・・・・
・・（璽）を満足するように、該矩形の長辺の特定部位
の下端部を直線形状と為す必要があることが、判明した
のである。
の差異に基因する凝固殻形成の相違をなくシ、均一化す
ると共に、望ましくない一次凝固殻６の形成を抑制乃至
は実質的に消失せしめる一方、鋳塊表面層組織の改善等
を図るために、各種の基礎実験や実際の鋳造結果のデー
タなどから、第２図に示されるように、鋳型１内壁の上
部を被覆し、該内壁を通じての溶湯の冷却を制御する断
熱シート８の形状を特定の範囲内に維持するようとする
と、次式（１） 、 （１） ：％式％ ［但し、■１は矩形の各辺中央部における鋳型底部から
断熱シート下端部までの、該断熱シートにて被覆されて
いない鋳型内壁面の高さく ａｎ ）であり、Ｈ２は矩
形のコーナ一部における鋳型底部から断熱シート下端部
までの、該断熱シートにて被覆されていない鋳型内壁面
の高さく ａｎ ）である］を満足するように、下方に
凸なる形状と為すと共に、更に矩形の長辺の中央部から
その両端に向って前記Ｈ，の高さでそれぞれ略等距離延
びる非被覆部分の長さ；Ｌｌ（Ｃ１ｌ）が、次式（Ｉ）
：Ｌ −１，２Ｔ≦ Ｌｌ ≦ Ｌ−Ｑ、５Ｔ・・・・
・・（璽）を満足するように、該矩形の長辺の特定部位
の下端部を直線形状と為す必要があることが、判明した
のである。
そして、これによって、鋳塊の全周にわたって発汗、コ
ールドシャット等の現象が抑制され得て鋳肌の均一な改
善が達成され、美麗で平滑な鋳肌を・有する鋳塊が安定
して得られることとなったのであり、また表層部の鋳塊
組織の改善、デンドライトセルサイズの微細化、収縮率
の低減なども達成され得たのである。
ールドシャット等の現象が抑制され得て鋳肌の均一な改
善が達成され、美麗で平滑な鋳肌を・有する鋳塊が安定
して得られることとなったのであり、また表層部の鋳塊
組織の改善、デンドライトセルサイズの微細化、収縮率
の低減なども達成され得たのである。
なお、かかる本発明において鋳型ｌ内壁を被覆して該内
壁面と溶湯（５）との直接の接触を阻止する断熱シート
８は、通常、アルミナ繊維；グラ。
壁面と溶湯（５）との直接の接触を阻止する断熱シート
８は、通常、アルミナ繊維；グラ。
スフアイバー、カーボン７アイパー、アスベスト、マリ
ナイトプレートなどの無機繊維等にで構成され、０．５
〜１０ａｍ程度の厚さを有するものが用いられることと
なる。また、削成において、Ｔ、 Ｌ。
ナイトプレートなどの無機繊維等にで構成され、０．５
〜１０ａｍ程度の厚さを有するものが用いられることと
なる。また、削成において、Ｔ、 Ｌ。
■は目的とする鋳塊の形状や鋳造条件などによって適宜
に決定されることとなるが、実用的には、一般にＴとし
ては８００〜７００■、Ｌとしては５００〜１６００■
、■としては８０〜１００■／ ｍｉ ｎ程度の値が採
用されるものである。
に決定されることとなるが、実用的には、一般にＴとし
ては８００〜７００■、Ｌとしては５００〜１６００■
、■としては８０〜１００■／ ｍｉ ｎ程度の値が採
用されるものである。
また、本発明において、前記Ｌ１の端部からコーナ一部
までの間の長さ；Ｌ２においては、第２図の如く該コー
ナ一部の■２の高さに至るまで直線的に非被覆部分の高
さが変化せしめられるように、断熱シート８の下端部を
傾斜部とすることが、該断熱シート８の切断の容易性の
点などから望ましいが、湾曲した形状と為すことも可能
である。
までの間の長さ；Ｌ２においては、第２図の如く該コー
ナ一部の■２の高さに至るまで直線的に非被覆部分の高
さが変化せしめられるように、断熱シート８の下端部を
傾斜部とすることが、該断熱シート８の切断の容易性の
点などから望ましいが、湾曲した形状と為すことも可能
である。
さらに、前記矩形の短辺側においては、その中央部にお
けるＨｌの高さの非被覆部分ｉＴｌは該中央部から両端
（コーナ一部）に向って略等距離延び、且つ該短辺（Ｔ
）の略１／８の長さを有する（Ｔｓ＝Ｔ／８）ように構
成されることが望ましく、更にまた該短辺部におけるＨ
ｌの端部からコーナ一部の■２の高さに至る間（Ｔ２
）にあっても、長辺の１２部分の構成と同様に、コーナ
一部のＨｌの高さに至るまで直線的に断熱シート８の下
端部の高さが変化するようにすることが望ましいのであ
る。尤も、このような短辺部の構成は、該短辺の長さ；
Ｔが５００閤程度以上の場合において特に有効であるが
、場合により、Ｈｌ及びＨｌが前記（１）式及び（１）
式を満足する限りにおいて、下方に凸の湾曲した形状も
採用することが可能である。
けるＨｌの高さの非被覆部分ｉＴｌは該中央部から両端
（コーナ一部）に向って略等距離延び、且つ該短辺（Ｔ
）の略１／８の長さを有する（Ｔｓ＝Ｔ／８）ように構
成されることが望ましく、更にまた該短辺部におけるＨ
ｌの端部からコーナ一部の■２の高さに至る間（Ｔ２
）にあっても、長辺の１２部分の構成と同様に、コーナ
一部のＨｌの高さに至るまで直線的に断熱シート８の下
端部の高さが変化するようにすることが望ましいのであ
る。尤も、このような短辺部の構成は、該短辺の長さ；
Ｔが５００閤程度以上の場合において特に有効であるが
、場合により、Ｈｌ及びＨｌが前記（１）式及び（１）
式を満足する限りにおいて、下方に凸の湾曲した形状も
採用することが可能である。
そして、本発明にあっては、前記矩形の長辺におけるＨ
ｌの高さの非被覆部分の端部からコーナ一部に至る距離
；Ｌ２は、短辺の長さ；Ｔの略ｌ／２とされる＜ Ｌ２
＝Ｔ／２ ）ことが望ましいのである。
ｌの高さの非被覆部分の端部からコーナ一部に至る距離
；Ｌ２は、短辺の長さ；Ｔの略ｌ／２とされる＜ Ｌ２
＝Ｔ／２ ）ことが望ましいのである。
以下にいくつかの実施例を示し、本発明を更に具体的に
明らかにするが、本発明がそれら実施例の記載によって
何等の制約をも受けるものではないことは言うまでもな
いところである。
明らかにするが、本発明がそれら実施例の記載によって
何等の制約をも受けるものではないことは言うまでもな
いところである。
実施例 ｌ
短辺（Ｔ）が５００ｍ５長辺（Ｌ）が１０８０■の矩形
の直接水冷鋳型を用いて、純アルミニウムの角形鋳塊を
半連続鋳造法にて製造した。鋳造は、鋳型内壁を断熱シ
ートにて被覆しない従来法の場合と、本発明に従う形状
の断熱シートにて鋳型内壁上部を覆った（第２図ｍ−）
場合とに、分けて行なった。なお、本発明に従って用い
られた断熱シーシはセラミックファイバーからなる８ｍ
厚のものであり、Ｂ、＝５０閣、Ｈｚ＝７０ｍｓＬ、＝
５８０ｓ、Ｌｚ＝２５０閣、Ｔｌ＝Ｔ２ ＝１６７閣と
なるように、下方に凸なる形状にて、鋳型内壁上部を被
覆せしめ、所定領域の該内壁上部と供給される溶融アル
ミニウムとの間の直接の接触を阻止した。また、鋳造速
度は５５■／分であった。
の直接水冷鋳型を用いて、純アルミニウムの角形鋳塊を
半連続鋳造法にて製造した。鋳造は、鋳型内壁を断熱シ
ートにて被覆しない従来法の場合と、本発明に従う形状
の断熱シートにて鋳型内壁上部を覆った（第２図ｍ−）
場合とに、分けて行なった。なお、本発明に従って用い
られた断熱シーシはセラミックファイバーからなる８ｍ
厚のものであり、Ｂ、＝５０閣、Ｈｚ＝７０ｍｓＬ、＝
５８０ｓ、Ｌｚ＝２５０閣、Ｔｌ＝Ｔ２ ＝１６７閣と
なるように、下方に凸なる形状にて、鋳型内壁上部を被
覆せしめ、所定領域の該内壁上部と供給される溶融アル
ミニウムとの間の直接の接触を阻止した。また、鋳造速
度は５５■／分であった。
かくして得られた従来法に従う角形鋳塊と本発明法に従
うそれとを比較観察した結果、従来法に従う角形鋳塊に
あっては鋳塊全周にわたって発汗並びにコールドシャッ
トが発生していることが認められ、鋳塊の表面品質が悪
いものと判断された。
うそれとを比較観察した結果、従来法に従う角形鋳塊に
あっては鋳塊全周にわたって発汗並びにコールドシャッ
トが発生していることが認められ、鋳塊の表面品質が悪
いものと判断された。
一方、本発明法に従う角形鋳塊には、ホラ））ツブ法に
特有な微小リップＭが認められるものの、その深さは８
■以内であり、また発汗、コールドシャットも全く認め
られず、鋳塊全周にわたって均一な表面品質の、美麗で
平滑な鋳肌を呈するものであった。３ また、かくして得られた２種の角形鋳塊について、その
表層部の断面顕微鏡写真を第８図及び第４図に、また短
辺方向における鋳肌から中心部までのデンドライトセル
サイズの変化を第５図に、更に各鋳塊の頭部と底部につ
いて長辺方向における鋳塊厚みの収縮率変化を第６図（
ａ）、 （ｂ）に、それぞれ示した。
特有な微小リップＭが認められるものの、その深さは８
■以内であり、また発汗、コールドシャットも全く認め
られず、鋳塊全周にわたって均一な表面品質の、美麗で
平滑な鋳肌を呈するものであった。３ また、かくして得られた２種の角形鋳塊について、その
表層部の断面顕微鏡写真を第８図及び第４図に、また短
辺方向における鋳肌から中心部までのデンドライトセル
サイズの変化を第５図に、更に各鋳塊の頭部と底部につ
いて長辺方向における鋳塊厚みの収縮率変化を第６図（
ａ）、 （ｂ）に、それぞれ示した。
第３図及び第４図の顕微鏡写真から明らかなように、従
来法による鋳塊の表層組織を示す第３図には、サブサー
フェスバンド（ＳＳＢ）は組織が大きく、鋳肌から８〜
１０ｍ＋内部に入ったところに存在していることが示さ
れているのに対し、本。
来法による鋳塊の表層組織を示す第３図には、サブサー
フェスバンド（ＳＳＢ）は組織が大きく、鋳肌から８〜
１０ｍ＋内部に入ったところに存在していることが示さ
れているのに対し、本。
発明に従う鋳塊の表層組織を示す第４図には、Ｓ８Ｂは
微細な組織となって、極表層部に移行していることが示
され、それ数本発明に従う鋳塊にあっては、低面削量化
が可能であ之ことを明らかにしているのである。
微細な組織となって、極表層部に移行していることが示
され、それ数本発明に従う鋳塊にあっては、低面削量化
が可能であ之ことを明らかにしているのである。
また、第５図からは、本発明に従う角形鋳塊が鋳肌から
略５０ｖａまでの表層部分において従来法に比して著し
く微細化されたデンドライトセルサ図（ａ）、 （ｂ
）からは、本発明に従って得られた角形鋳塊の方が、従
来法によるものよりも、鋳塊の頭部、底部の両方におい
て収縮率を低くすることが出来、それ故鋳塊形状の改善
を図り得ることが理解されるのである。
略５０ｖａまでの表層部分において従来法に比して著し
く微細化されたデンドライトセルサ図（ａ）、 （ｂ
）からは、本発明に従って得られた角形鋳塊の方が、従
来法によるものよりも、鋳塊の頭部、底部の両方におい
て収縮率を低くすることが出来、それ故鋳塊形状の改善
を図り得ることが理解されるのである。
一方、前記本発明に従う形状の断熱シートに代えて、長
辺部の下端形状が全体的に単に下方に凸状に湾曲した断
熱シート（但し、Ｈ，、Ｈ２は前記条件通り）を用いて
、前記鋳造操作を繰り返したところ、矩形の長辺部に発
汗やコールドシャットが少なからず発生した角形鋳塊が
得られ、鋳塊全周にわたって鋳肌の平滑な且つ美麗なも
のとはならず、鋳塊の表面品質の充分な向上を図ること
は困難であった。また、発汗やコールドシャットが部分
的に発生することにより、鋳塊の周方向の品質は不均一
となり、品質的には従来法における鋳塊と同程度か或は
それよりもやや良い程度のものに過ぎないものと判断さ
れた。
辺部の下端形状が全体的に単に下方に凸状に湾曲した断
熱シート（但し、Ｈ，、Ｈ２は前記条件通り）を用いて
、前記鋳造操作を繰り返したところ、矩形の長辺部に発
汗やコールドシャットが少なからず発生した角形鋳塊が
得られ、鋳塊全周にわたって鋳肌の平滑な且つ美麗なも
のとはならず、鋳塊の表面品質の充分な向上を図ること
は困難であった。また、発汗やコールドシャットが部分
的に発生することにより、鋳塊の周方向の品質は不均一
となり、品質的には従来法における鋳塊と同程度か或は
それよりもやや良い程度のものに過ぎないものと判断さ
れた。
実施例 ２
下記第１表に示す各種形状の断熱シートにて、短辺（Ｔ
）：５００ｍ＋、長辺（Ｌ）：１２８０■の矩形の直接
水冷鋳型の内壁上部を被覆せしめ、半連続鋳造法により
純アルミニウム角形鋳塊を鋳造した。鋳造速度は、いず
れの場合においても、５０ｍｎ／分とした。
）：５００ｍ＋、長辺（Ｌ）：１２８０■の矩形の直接
水冷鋳型の内壁上部を被覆せしめ、半連続鋳造法により
純アルミニウム角形鋳塊を鋳造した。鋳造速度は、いず
れの場合においても、５０ｍｎ／分とした。
得られた各種の鋳塊の表面品質を評価し、その結果を第
１表に併せ示した。
１表に併せ示した。
第１表の結果より明らかなように、本発明の条件を満足
するように断熱シート形状を定めること゛ により
、良好な鋳肌を有する、品質の優れた角形鋳塊が得られ
るのである。
するように断熱シート形状を定めること゛ により
、良好な鋳肌を有する、品質の優れた角形鋳塊が得られ
るのである。
第１図は矩形の直接水冷鋳型を用いた連続鋳造における
鋳型向凝固殻形成状態を模式的に示す、コーナ一部を含
む１／４断面斜視図、第２図は本発明における断熱シー
トによる鋳型内壁被覆状態を説明するための断面斜視図
であり、第３図及び第４図はそれぞれ実施例１における
従来法及び本発明法に従って得られた角形鋳塊の表層部
の断面顕微鏡写真、第５図は実施例１における従来法及
び本発明法に従って得られた角形鋳塊のデンドライトセ
ルサイズの分布を示すグラフ、第６図（ａ）。 （ｂ）はそれぞれ実施例１におけや従来法及び本発明法
に従って得られた角形鋳塊の頭部及び底部における矩形
の長辺方向の収縮率変化を示すグラフである。 １：鋳型 ２：氷室 ８ニスリツト ４：鋳込孔 ５：溶湯 ６：−次凝固殻 ７：二次凝固殻 ８：断熱シート 出願人 住友軽金属工業株式会社
鋳型向凝固殻形成状態を模式的に示す、コーナ一部を含
む１／４断面斜視図、第２図は本発明における断熱シー
トによる鋳型内壁被覆状態を説明するための断面斜視図
であり、第３図及び第４図はそれぞれ実施例１における
従来法及び本発明法に従って得られた角形鋳塊の表層部
の断面顕微鏡写真、第５図は実施例１における従来法及
び本発明法に従って得られた角形鋳塊のデンドライトセ
ルサイズの分布を示すグラフ、第６図（ａ）。 （ｂ）はそれぞれ実施例１におけや従来法及び本発明法
に従って得られた角形鋳塊の頭部及び底部における矩形
の長辺方向の収縮率変化を示すグラフである。 １：鋳型 ２：氷室 ８ニスリツト ４：鋳込孔 ５：溶湯 ６：−次凝固殻 ７：二次凝固殻 ８：断熱シート 出願人 住友軽金属工業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＜１） 矩形の直接冷却鋳型を用い、該鋳型内に供給
される！湯を、該鋳型内部を流通しその底部から放出さ
れる冷却剤により直接冷却して凝固せしめることによっ
て、所定の角形鋳塊を連続的に形成せしめるにあたり、 供給される溶湯と鋳型内壁の上部との間に断熱シートを
介在せしめて該溶湯と該鋳型内壁との直接の接触を阻止
すると共に、該断熱シートを、下式： ％式％ ） Ｈ１：矩形の各辺中央部における鋳 型底部から断熱シート下端部ま での、該断熱シートにて被覆さ れていない鋳型内壁面の高さく ａｍ）、 Ｈ２：矩形のコーナ一部における鋳 型底部から断熱シート下端部ま での、該断熱シートにて被覆さ れていない鋳型内壁面の高さく ｃｍ ） Ｘ Ｌ：矩形の長辺の長さく ａｎ ）、 Ｔ：矩形の短辺の長さく ａｎ ）、 Ｌｌ ：矩形の長辺の中央部からその 両端に向って前記Ｈ１の高さで それぞれ略等距離延びる非被覆 部分の長さく０）。］ を満足するように、下方に凸なる形状と為して、該鋳型
内壁からの溶湯の冷却を制御しつつ、鋳造を行なうよう
にしたことを特徴とする角形鋳塊の連続的鋳造方法。 （２） 前記矩形の長辺におけるＨ、の高さの非被覆
部分の両端部から、それぞれ、コーナ一部のＨ２の高さ
に至るまで、直線的に非被覆部分の高さが変化せしめら
れている特許請求の範囲第１項記載の鋳造方法。 （３）前記矩形の短辺の中央部におけるＨｌの高さの非
被覆部分が、該短辺の中央部から両端に向って略等距離
延び、且つ該短辺の略１／３の長さを有する特許請求の
範囲第１項記載の鋳造方法。 （４）前記矩形の短辺におけるＨｌの高さの非被覆部分
の両端部から、それぞれ、コーナ一部のＨ２の高さに至
るまで、直線的に非被覆部分の高さが変化せしめられて
いる特許請求の範囲第３項記載の鋳造方法。− （５）前記矩形の長辺におけるＨｌの高さの非被覆部分
の端部からコーナ一部に至る距離が、短辺の長さ；Ｔの
略１／２である特許請求の範囲第１項乃至第４項のいず
れかに記載の鋳造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57080596A JPS58196146A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 角形鋳塊の連続的鋳造方法 |
| US06/426,137 US4558730A (en) | 1982-05-13 | 1982-09-28 | Method of and apparatus for continuously or semi-continuously casting metal ingots |
| GB08300560A GB2122522B (en) | 1982-05-13 | 1983-01-10 | Continuously or semi-continuously casting aluminium |
| DE3303484A DE3303484C2 (de) | 1982-05-13 | 1983-02-02 | Vertikal-Stranggießkokille |
| FR8307974A FR2526689B1 (fr) | 1982-05-13 | 1983-05-13 | Procede et appareil pour la coulee continue ou semi-continue de lingots de metal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57080596A JPS58196146A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 角形鋳塊の連続的鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58196146A true JPS58196146A (ja) | 1983-11-15 |
| JPS6146231B2 JPS6146231B2 (ja) | 1986-10-13 |
Family
ID=13722706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57080596A Granted JPS58196146A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 角形鋳塊の連続的鋳造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4558730A (ja) |
| JP (1) | JPS58196146A (ja) |
| DE (1) | DE3303484C2 (ja) |
| FR (1) | FR2526689B1 (ja) |
| GB (1) | GB2122522B (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01132422U (ja) * | 1988-03-04 | 1989-09-08 | ||
| US8376024B1 (en) | 2011-12-31 | 2013-02-19 | Charles Earl Bates | Foundry mold insulating coating |
| US8833433B2 (en) | 2013-01-16 | 2014-09-16 | Charles Earl Bates | Foundry mold insulating coating |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1051291A (ja) * | 1900-01-01 | |||
| US2672665A (en) * | 1950-03-13 | 1954-03-23 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Casting metal |
| GB897252A (en) * | 1958-04-04 | 1962-05-23 | Reynolds Metals Co | Metal casting apparatus |
| US3206808A (en) * | 1962-08-14 | 1965-09-21 | Reynolds Metals Co | Composite-ingot casting system |
| GB1026399A (en) * | 1963-06-12 | 1966-04-20 | Aluminium Lab Ltd | Improvements in or relating to the continuous casting of metal |
| US3441079A (en) * | 1966-10-24 | 1969-04-29 | Aluminium Lab Ltd | Casting of aluminum ingots |
| US3520352A (en) * | 1967-10-19 | 1970-07-14 | Koppers Co Inc | Continuous casting mold having insulated portions |
| AT287215B (de) * | 1968-01-09 | 1971-01-11 | Boehler & Co Ag Geb | Verfahren und Vorrichtung zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen, insbesondere von Stählen |
| JPS5316323A (en) | 1976-07-30 | 1978-02-15 | Sumitomo Light Metal Ind | Method and device for continuous casting |
| JPS5825A (ja) * | 1981-06-24 | 1983-01-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 給湯暖房機の制御装置 |
-
1982
- 1982-05-13 JP JP57080596A patent/JPS58196146A/ja active Granted
- 1982-09-28 US US06/426,137 patent/US4558730A/en not_active Expired - Fee Related
-
1983
- 1983-01-10 GB GB08300560A patent/GB2122522B/en not_active Expired
- 1983-02-02 DE DE3303484A patent/DE3303484C2/de not_active Expired
- 1983-05-13 FR FR8307974A patent/FR2526689B1/fr not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2122522B (en) | 1986-01-08 |
| DE3303484A1 (de) | 1983-12-08 |
| FR2526689B1 (fr) | 1986-12-05 |
| GB2122522A (en) | 1984-01-18 |
| GB8300560D0 (en) | 1983-02-09 |
| DE3303484C2 (de) | 1987-04-02 |
| US4558730A (en) | 1985-12-17 |
| JPS6146231B2 (ja) | 1986-10-13 |
| FR2526689A1 (fr) | 1983-11-18 |
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