JPS583788B2 - レンゾクウンテンスルチユウゾウキカイヨウオビジヨウカナガタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶融物に向けられる帯状金型の表面にセラミ
ック性材料の粒子より成る被覆層を有する、連続的に運
転する鋳造機械に対する帯状金型に関している。

例えば、既知のハゼレット式鋳造機械に於いて行われる
ような連続鋳造方法に於いては、例えば、アルミニウム
、亜鉛、銅、鋼及びその合金のような流動する金属が、
２つの無端帯状金型の間で鋳造され、そして往々セラミ
ック性の層を保有する。

これ等の帯状鋳型は、ご般に鋼製で、方向変換ローラと
支持ローラとの上を案内されそして駆動され、而して一
つの鋳造間隙を作り、その中へ流動金属が導入される。

然る後両帯状鋳型間で凝固が行われる。

溶融物の冷却及び凝固は、溶融物へ向けられる側にとり
つけられているセラミック性の層によって制御すること
ができる。

このように冷却を制御することにより、鋳造された帯金
の表面品質及び金属構造に著しい影響が及ぼされる。

このような鋳造機械の無端帯状金型にとりつけられなけ
ればならない被覆層は、例えばアルミニウム工業に於い
て求められているような、高品位の帯状鋳物の製造に適
せしめるためには、幾つかの所要条件を満たさなければ
ならない。

ここでは、上記諸条件は、アルミニウムの鋳造を目的と
して記述されてはいるが、純アルミニウムも、アルミニ
ウム合金も、これに含まれるものと了解されたい。

１ 上記層は、凝固させられる流動アルミニウムと接触
させられる故、高温に対する耐性を持つ要がある。

２ 溶融物の帯金への凝固が，均等に且つ無端帯状金型
から、凝固した殼が非均等に生ずることがないように制
御して行われるため、上記層は熱絶縁的に作用する要が
ある。

更に尚、無端帯状金型が、溶融物との直接接触により過
熱されることを回避しなければねらない。

過熱は無端金型をゆがめることになり、そのため凝固す
る金属との接触、従って熱のとり出しが中断される。

それ故無端帯状金型のゆがみが、使用に適しない鋳造帯
金を生産することになる。

上記層による熱絶縁は、鋼の金型が過熱することを防止
する。

上記層の熱抵抗は、良好な結果を得るには、本発明によ
り、１０−４乃至１０−３ｍ．ｈ．℃／Ｋｃａｌの範囲
にされる要がある。

３．上記層と、溶融物乃至凝固した金属とは、相互に粘
着してはならない。

換言すれば、液状アルミニウムによって層が濡らされ得
ること及び凝固した金属への粘着する傾向は、極度に僅
少でなければならない。

そうでなかった場合には、製造された帯状鋳物に層の微
粒子が附着することになり、このことは、高品位成品に
対しては絶対に許されない。

その上更に、鋳造される金属と層との間の過大な附着力
は該層を引き割く場合がある。

４．上記層は温度の変換に抗力がなければならない。

何ぜならば、流体金属と接触したときこの層は，極めて
早く高温に熱せられ、そして被覆を施された帯状鋼鋳型
が凝固した帯状鋳物から取外された後、冷水により急速
に再び低温に冷却されるからである。

５．上記層は、更に、被覆された鋼鋳型が、方向変換ロ
ーラ上を案内され得るようにしても宜しいように、或る
一定の可撓性を有する要がある。

６．層は、これが施される帯状鋼鋳型に対する、良好な
附着力を持たなければならない。

通常との附着力を高めるため、帯状鋼鋳型の表面が粗化
される。

７．上記層からは、帯状鋳物へ微粒子が移行させられて
はならない。

何せならば、このようなことが起ると、帯状鋳物の品質
が著しく低下するからである。

８．上記層の表面粗荒の度は極めて僅かで、帯状鋳物は
、加工を進める際妨げとならないように、常に平滑な表
面を保つ要がある。

９．帯状鋳型のあらゆる個所の熱の透過が均等であるよ
うに、被覆は均等の厚さに施し得る要がある。

そうでない場合は、帯状鋳物に重大な欠点を生ずること
になる。

１０．層の寿命は数時間、成るべくは１交替時間、則ち
、８時間以上の値となる要がある。

さて、このような所要条件の幾つかを満たしている或る
数の層は既知である。

併し、これ等の層は上記所要条件の総てを同時に満たし
ては居ない。

或る層は、例えば、セラミック性の材料或は珪藻士のよ
うな種々の無機的填充物質と結合させられたシリコン樹
脂より成っている。

併し、結束剤として使用される総てのこれ等の樹脂は、
充分な温度耐性がない。

過高の温度負荷を受けると，そのために有機的樹脂の割
れを起し、これが層を破壊して運転を不能ならしめる。

その場合層の複数の成分が、混合物として、或は対応す
る熱透過指数を生ずる。

互に異る層を作らせられることがある。さて、本発明に
根抵を置く課題は、既知の帯状金型に課せられた上記所
要条件の総てを越え、従来達せられた品質に対比し、一
方では破砕が僅かで、帯状金型の寿命が長く、他方では
帯状鋳物のよりよい品質を保証する、連続運転鋳造機械
に対する帯状金型を提供することである。

上記課題は、本発明により、粒子が少くとも部分的に帯
面へ溶着され、そして燐結及び（或は）融着によって相
互に結合されることによって解決される。

熱作用的被覆の際に生ずる多孔性により、明かに，６０
０μｍまでの比較的大なる層厚に至るまでの可撓性が得
られる故、大多数のセラミック材料に対して，所要の熱
透過指数を有する層厚を作ることが可能となる。

例えば、Ａｌ２Ｏ３，ＣａＺｒＯ３，Ａｌ２Ｏ３，Ｍｎ
Ｏ，ＺｒＳｉＯ４，或はＡｌ２Ｏ３・ＴＯ０２より成る
セラミック性の層が、本発明により、数枚の、８０−２
５０μｍ、成るべくは１００−２００μｍの薄層が１０
−４乃至１０−３ｍ２・ｈ・℃／Ｋｃａｌの範囲の所望
の熱抵抗を生ずる、所望の厚さに達するまで、無端帯状
鋳型上にとりつけられる。

本発明のセラミック性の被覆層の主な利点は、高い温度
耐力の外、破砕しないために、被覆の微粒子を含まない
高品位の帯状鋳物の製造が可能なこと、更に、既知の層
に対比して著しく改善された寿命、従って高価な帯状鋼
製金型を有効に保護することである。

成るべく熱的吹付けによって取りつけられたセラミック
性の被覆層を用いれば、幾日もの長い間、中断なく持続
的に鋳造作業を実施することができる。

上述の熱作用的吹付け方法によってとりつけられた層の
表面は、均等な鋳型面の粗化と、層と凝固させられるア
ルミニウムとの間の濡らしの関係を作るのに、機械的に
、例えば研磨によって有利に加工することができる。

このような加工によれば、表面粗荒度、従って凝固の条
件が変えられる故、特別の目的に対する帯状アルミニウ
ムの品質を著しく改善することができる。

従って、上記層は、一部に微粒子拡散法を用いれば，液
状金属との直接接触に対して保護される故、寿命は若干
高められるが、これに対しては、帯状鋳物上の拡散分離
層の破砕を起すことを忍ばねばならない。

本発明による、熱的噴射銃によって携りつけられた、セ
ラミックの材料より成る被覆層は、或る一定の多孔性を
持つので、大なる水分が、鋳造機械の側面を開放的に運
動するを以て、湿気を吸収し得ることになる。

そのために、帯状金型の寿命が著しく低減される。

さて、このような欠点を除去するため、本発明の帯状金
型のセラミック性の層には、有機的樹脂或は少くとも一
つの微細な無機物質、或はコロイド状潤滑剤より成る封
止体がとりつけられた。

次に、本発明の実施例を示す図面を参照して、本発明の
作用及び効果につき更に詳細に説明しよう。

第３図に示されているように、帯状金型に被覆を施す装
置は、電動機駆動の張り胴９と、プラズマ噴射装置１０
と、例えばサイドブラストのような、帯状金型の表面を
粗化する装置１１とより成り、上記張り胴９は、帯状金
型と共に、電動機により、例えば１２−１４ｍ／ｍｉｎ
の走行速度に対応する遅い回転運動にかけられている。

回転する胴の一側には、粒子サイズ２００−７００μへ
成るべくは２００−４００μｍのコランダムを用い、３
乃至６、成るべくは４−５気圧の噴射圧力に於いて動作
する。

帯状金型の表面を粗化するだめの装置１１が設けられて
いる。

上記表面の粗化に直接に引続いて、帯状金型の上記部分
に、プラズマ銃を用いてセラミック性の層がとりつけら
れる。

末尾添付の第１表を参照されたい。セラミック性被覆の
ために使用される粉末は、成るべくは１０−１００、特
に２０−５０μｍの粒子サイズを持つものが望ましい。

上記張胴が回転するとき，上記プラズマ装置は、約８−
２０ｍｍ幅の条帯に被覆を施す。

上記張り胴の１回転当り４乃至１．２ｍｍの堆進速度で
、胴の回転方向と直角に、即ちその軸と平行に、プラズ
マ装置を同時に運動させることにより、帯状金型の全表
面が、均等にセラミック集団を以て被覆される。

プラズマガスとしてはアルゴンが有利であり、これは、
３気圧の圧力に於いて、最高５ｋｇ／ｈの割合で噴射さ
れる粉末に対する。

搬送ガスとしても役立てられる。噴射距離は１００乃至
１２０ｍｍを有利とする。

張胴１回転に付４ｍｍの堆進に於いて達せられる厚さは
、酸化アルミニウムに於いて、例えば２５０μｍとなる
。

数層の被覆をとりつけることにより、最終的に、成るべ
くは２００−５００μｍの所望の最終厚が達せられ、従
って所望の熱抵抗が得られる。

この抵抗は、例えば、３００μｍの層厚の酸化アルミニ
ウムに対しては、約４−１０−４ｍ２・ｈ・℃／Ｋｃａ
ｌとなる。

上記セラミック性の層は、所望の表面効果を得るため、
引き続き機械的加工、例えば研磨にかけられる。

表面を追加的に加工することにより、特に凝固条件が左
右される。

何せならば液体金属との間の濡らし方と熱の移動とは、
被覆層の表面粗荒度と共に変化させられるからである。

上記に引続き、被覆を完了した帯状金型は、鋳造機・械
に張り付けられ、帯状鋳物の連続生産に使用することが
できる。

硫化ポリフエニール、ポリベンジミダゾル、ポリビニー
ルピロリドン、ポリイミド、シリコン樹脂或は、グラフ
ァイト、珪酸ジルコン、６角窒化・硼素、タルク、セラ
ミック的に化合したアルミニウムのような、少くとも一
つの微量の無機物質により、或は例えば、カーボランダ
ムのファイバフラツクスより成る薄層のとりつけにより
、或はグラファイト、水酸化マグネシューム、静電的に
とりつけられた２酸化珪素のような滑剤の注入により、
第２図に示されたセラミック層の多数の小孔に封止を施
せば、湿気の収容が防止され、従って液体金属との接触
時の蒸気の発生が回避される。

これと同時に、凝固する金属による被覆の濡し具合も変
化するを以て、平滑にして清潔な帯状鋳物の表面が生ず
る。

被覆層の多孔性、空気中の湿気、封止剤及び帯状鋳物の
濡れ乃至表面品質問の関係は未だ完全に明かにされては
居ない。

併し，実験の結果、封止剤の使用により、溶出傷の発生
が防止され、帯状鋳物の表面が改善されることが確認さ
れている。

上記封止材料は、セラミック性の被覆層の小孔へは極め
てよく附着し、そして樹脂の場合に起るように、一部焼
失を起した後も，帯状鋳物上に、品質を劣化させる破壊
を起すことはない。

ファイバフラツクス（ Ｆｉｂｅｒ ｆｒａｘ）の層を
除けば，上記封止層の厚さは、セラミック性の層の平均
的粗荒の深さを超過してはならない。

上記粗荒の深さは１乃至２０μｍと評価される。

何れの場合に於いても，封止層には、セラミック性の被
覆層の表面を覆う閉鎖された表面を持たせてはならない
っ 添附の第１表は、本発明による被覆層、即ち表中１乃至
１０番に示されたものの、第１１番による、従来の化学
的に結合された被覆層との対照を示している。

この場合、次の測定が行われた、即ち １）鋼板を含む熱抵抗度（１０−５ｍ２・ｈ．℃／Ｋｃ
ａｌ）、２）運転負荷時の附着力の機械的及び熱的抗性
、この場合、符号Ｍ及びＴは次の価を表わす。

Ｍ：セラミック性材料、Ｔ：分離層、 ３）破砕、ＧＢ＝アルミニウム帯鋳物上に認められる有
害な破砕部， ＴＡ＝ＡＳＴＭ Ｃ５０１−６６による Ｔａｂｅｒスクレーパを用いた重量損（ｇ）比較測定値
。

（Ｔａｂｅｒスクレーパによる，無光沢セラミック性タ
イルの磨耗に対する比抵抗の標準試験法）本発明による
、帯状金型を用いれば、今や、有利な仕方で，多くの日
数に亘り持続的に鋳造機械を運転することが可能となっ
た。

何ぜならば、鋳造中帯状金型を交換する要がなくなった
からである。

これによれば一方で運転費用が節約されると共に、他面
では均等に良質の帯状鋳物の生産が保証される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の被覆層を具えた、走行する帯状金型
を有する連続鋳造機械の側面図、第２図は、被覆された
鋼金型の拡大図、第３図は、帯状金型に被覆を施す装置
の側面図である。 図に於いて、１……溶融金属、２……帯状金型、３……
支持及び方向変換ローラ、５……冷却水孔，６……溶融
金属給興管、８……封止層、９……張り胴、１０……プ
ラズマ噴射装置、１１……表面粗化装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融物に向けられる帯状金型の表面にセラミック性
   材料の粒子より成る被覆層を有する、連続運転する鋳造
   機械用帯状金型に於いて、前記粒子が少くとも部分的に
   帯の表面へ融着され、そして焼結及び（或は）溶着によ
   って相互に結合されていることを特徴とする、連続運転
   する鋳造機械用帯状金型。 ２ 前記被覆層の上に封止層がとりつけられていること
   を特徴とする特許請求の範囲１による帯状金型。