JPS5847554A - 金属中空インゴツトを造るための方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液状の湯を起立している或いは幾分傾斜して
いる鋳型内に迅速に注ぎ、鋳型に蓋を被せ、実際に水平
な状態に揺動し、かつ鋳型の軸線を中心にしてゆっくり
と回転させて行う、金属中空インゴット、特に継ぎ目無
し管を造るための方法に関する。

との様式の公知の方法（西ドイツ特許２４３４８５０参
照）にあっては、固化する鋳造物の鋳込まれて流出して
来る未だ可塑性の或いは液状の断面芯内に少くとも一つ
のマンドレルが長手方向で挿入され、この場合中空イン
ゴットの同心的な孔と造るため比較的冷い幾分固まった
断面縁部によって案内さ扛る。これに引続いて、鋳物片
は内部に存在している芯と共に管に拡大するだめの装置
、特にデタッチングミルに送らｎ、その後マンドレルが
引抜か７しる。

本発明の課題は、上記の方法を改良すること、特に穿孔
マンドレルの使用、を回避することであ上記の課題は本
発明により、鋳型内に全鋳型容量に相当するがしかし鋳
縮み容量分だけ拡大されて、いてかつ所望の孔の容量だ
け減少された湯量を鋳込むこ゛とに上って解決さｒる。

上記の構、成によって、所望の中空インゴットが有する
正確な金属量で鋳型が満さｎる。この湯量で満された鋳
型に公知の方法におけるように迅速゛に、即ち約２５メ
一トル／分もしくはそれ以上の鋳込み速度で湯を鋳込み
、次いで竺型に蓋を被せ、鋳型を湯が入ったまま七の直
後に実際に水平な位置に揺動させ、この位置で鋳型の長
手軸線を中頂にしてゆつくシと回動させた場合、同心的
なほとんど全長にわたって延びている孔を有する中空体
が得られ、しかもこの場合マンドレルを使用する必要が
ない。即ち、重′　要なことは、本発明による揚奮の決
定と自体公知の上記の方法の特徴゛の適用との椰合せで
ある。

このようにして、冷却と変換の際め鋳縮みによって生じ
る容量の低減は生じるインゴットの内部に、これが長く
延びた同心的なかつ一様な孔の形成を許容するように侵
延する。特に、鋳型の構成および鋳型の冷却に依存する
一様なｉ導出の際、極めて同心的に形成された孔クエ鋳
型の中心長手軸線を中心にして殆んど円環形の断面で以
って生じ、しかもこの１卿のためにマンドレルを使用し
なくてもよい。これに伴い、マン費が有利に回避さｎる
。実質的な設備投資と作業費が節減される。孔の径は簡
単な方法で満される・湯の量を変えることによって変更
可能である。本発明によ多方法によって比較的薄い、内
径の外径に対する比率、が約０．テよシも大きい中空イ
ンゴットを造ることができる。

鋳型内に鋳込まｎる溝内に、特に下方−から残余の鋳型
空間を完全に満す不活性ガスを吹込むのが特に有利であ
る。この予め定められた不活性ガス量により、鋳込み工
程の終期−において本発明による湯量が鋳型の全内部空
間を完全に満す。即ち、これは湯が不活性ガスのガス吹
込みによる気泡と混合され。、したがって湯容量が見掛
は上増すことによる。次いで鋳型に蓋をし、鋳型を揺動
させて実際に水平、な状態にし、そこでゆつくシと鋳型
の長手軸線を中心にして回動させると、不活性ガスは長
手中実軸鯨の領域内に集まり、そこにおいて不活性ガス
は所望の孔の形成を助勢し、孔の壁面の酸化を防止する
。

鋳型の容量と本発明による湯量の差から得ら扛る正確に
定め、らｎた不活性ガス蒙の吹込みの実施は特に、満さ
扛た湯の鋳縮みによって形成されるであろう孔よりも著
しく大きな孔を形成しようとする場合有利である。鋳型
は４不活性ガスが吹込まｒしないか或いは極めて僅かし
か“吹込まれないとしたら一充填工程の終期において蓋
かぶせおよび水平状態へ、の揺動の際不完全にしか満さ
ｆず、したがってインゴット頭部の鋳込み工程の終期に
おいて先ず固化する上方端壁が、その際鋳型の空いてい
る容量部分内に流入する液状の湯の圧力によって破壊さ
れる。その際この、湯はインゴットと鋳型内壁との間の
鋳ットの鋳縮みによって生じる間 隙内に浸入する。この浸入深さがほんの２０〜５．０ｍ
だ−でもうこの鋳造行程は鋳型内のインゴット頭部の締
付けを招き、これに、よりしばしばインゴットを更に冷
却した際インゴット頭部の縮み割れ或いは破壊が生じる
。しかし、これらすべての難点は所定の不活性ガス量を
導入することによって回避される。この際、鋳造工程の
間に既に不活性ガスを湯調↓漱込むのが有利で・ある。

この処置は、鋳込み工程の際生じる強力な渦流の形成が
、不活性ガスの気泡が縁部領域内で固化した物質によっ
て封じ込められるほど長く維持されるのを用土すると云
う利点が得られる。この不活性ガス気泡はむしろ鋳込み
鋼に誘因さ扛る渦流形成によシ除々に固化する縁部帯域
から離れるように内方へと、湯が比較的長時間液状で留
まシ、フ・つ除々に所望の孔が形成して行く方向へと移
動する。

本発明の他の構成にあっては、鋳型は揺動さ扛て水平面
から１度或いは３度まで偏倚した位置にもたらさ扛る。

鋳型を全く水平である状態に代えてこの僅かに傾斜した
状態でその縦軸線を中心′にしてゆっくりと回動すると
、同様に断面が円環形の孔が長手中実軸線の領域内で得
らｎ、しかもこの孔は円、錐形に、特に選択さ扛た傾斜
の度合に応じた角度の円錐形で形成さｎる。

この水平面から偏倚し゛た角度はほぼ形成さＣる円錐形
の孔の円錐角の半分の角度に相当する。

その際鋳型は長手中実軸線に対して平行に走る内面を有
していても、また傾斜して走る内面を有していてもよい
。このようにして、円錐形の管を造るのに最も良く適し
ている或いは円錐形の鋳型を使用した際一定の肉厚或い
は壁断面をインゴットの全長にわたって有する中空イン
ゴットを得る午とができる。

、：二＝τ：、ａｉＫ１１″°゛パ“′°゛”第１図に
おいて符号１で鋳なべを示した。こている鋳型３内に流
入する。この高い速度°で鋳型内の湯面が一分間当り例
えば２５＝もしくはそ扛以上で１昇する同様に高い鋳込
み速度が達竺ら扛る。この場合、鋳型の口は鋳なべ２に
固定された板４により閉じられており、したがって湯２
のうち符号５で示した鋳流ｎのみが鋳型内部に達し、し
かもこの鋳流れは空気中の酸素から隔絶されている。開
閉可能な鋳型底６は下方で鋳型内室を閉じており、湯２
が流出するのを阻止している。鋳゛型底６内の導管７を
介して所定量の不活性ガスが湯２内に吹込まれ、との−
は小さな気泡の形で湯２内に分散さｎる。

鋳込み工程が終った後、鋳型３に固定されたカバー８が
閉じられる。鋳型３はその直後２つの軸受ピン９を中心
にして揺動させられて実際に水平な状態もたらされる。

鋳造の際の工程はほぼ以下のように行われる。流下する
渦流５は鋳型断面を、特に鋳型中心部力の領域内で、殆
んど完全に満す。鋳型壁土に嶋る飛散湯は酸素が存在し
ていないの二酸化さ扛ず、鋳込み速度゛が早いので再び
完全に湯２内に溶は込む。液状の湯と鋳型壁とが直に接
触する短い時間間隔の後、２相性の粘性“の層の形成お
よび最後に殻と鋳型壁との隙間のない接触による固い殻
の形成が行われる。従来の落下式ブロック鋳造と異り、
固い殻の形成はここでは幾分遅く行尼れる。なぜなら、
渦流が衝当る際の強い渦流が鋳込み速度が早いことから
鋳型中心部力ｉら一９熱の常時の再供給が行われるよう
に働くからである。第１図による鋳込み状態において固
い殻に作用する張り気様の力は特に極めて長いインゴッ
トの場合強く、σ−領領域上方のγ−領域−の通過の際
く離を遅゛延させる。鋳込み開始から６０秒以下の時間
間隔で行われる鋳型３の水平状態への揺動は張り気の突
発的な減衰番誘起する。即ち鋳型壁”ら０殻０はく離と
２囲？間隙形成を誘０する。　　　　　　　　　　　　
　・ 第３図から第１０図において認められるように、鋳型３
はほぼ水平の位置でその長手軸線を中心にしてゆっくり
と回動される。回動速度は、い程度に僅かである。第 ３図と第４図の状態において既に隙間１ｏが認められ１
．この隙間は湯２が収縮することによって形成さｎ、湯
は鋳型壁の直ぐ近傍で−のみ固化して薄い殻に変ってい
る。幾分遅れた時点におい゛て、−第５図および第６甲
参照−この殻１１は明白に厚くなり、したがって本来の
隙間１０から中空空間１２が著しい寸法で牛じる。

しかしこの中空空間は常に更に回−動される鋳型３の長
手中実軸線の上、方に存在している。

第７図およ゛び第８図は更に後の状ｉを示しており、こ
め状態にあって湯２は既に比較的厚いｖＲ１５を形成し
、液状の湯２はほんの僅がな！しか存在していない。鋳
型３をその長手中実軸線を中心ＫＬ−ｐ回動させること
にょシ、中空室１２から鋳型３の長手中実軸線に対し方
間心的に位置する゛孔１４が形成さ扛る。湯２内に、含
まれている不°活性ガスは孔１４の内部Ｋ、もしくは、
また湯２の内部に存在しているが、除々に少くなり、一
方インゴッ７ト１３の肉厚は増大する。

第９図および第１０図において、内方に固化した同心的
な断面が円環形の孔１４を有する中空インゴット１５を
備えた鋳型３が紹めら扛る。

湯２が完全に固化した後、インゴット１５は４型３から
突き出される。処理作業を行った後鋳型は新めで使用さ
ｎる。

このようにして形成された中空インゴットは異論のない
内表面ｉよび外表面を備え°ている。

このことは、インゴット１５が固化する際に鋳型３を回
動させることに帰因する。鋳型をゆっくりと回動させる
ことによシ、インゴット１５の他の側が常に鋳型壁に当
接する。こｎにより、鋳型内表面の不平坦位置に対する
万−生じるひっかかりは常に無効であり、インボッ１１
゛５の収縮を妨げる摩擦は；氏減さｎる、熱料ｎ１、破
断４、気泡および他の表向不規性は回避さ扛る。

第１１図〜第１７図は、例えば本発明による方法によっ
て造ることのできる中空インゴットの断面形を示し１い
る。他の色々な断面形が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は搗込み工程中の鋳型、 第２図は蓋を被せた後の第１図による鋳型、第３図〜第
１０図は異った時点におけるゆつくシと回動させた状態
での鋳型、 第１１図〜第１７図は本発明による方法で鋳込み可能な
中空インゴットの種々の断面。 １・・・鋳なべ ２・・・湯 ３・・・鋳型 ４・・・板 ５・・・鋳物流 ６・・・鋳型底部 ７・・・導管 １５・・・中空インゴット ＦＩＧ、２ Ｆｌ（３，７ Ｆｌｏ、９ Ｆｌｏ、４ ＦＩＧ、　６ ＦＩＧ、８ ＦＩＧ、　１０ ＦｌＧ、１１　　　　　Ｆｌ（３，１２Ｆ１Ｇ、１４　
　　　　　　Ｆｌ ＦｌＧ、１３ １（３，１５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　液状の湯を起立している或いは幾分傾斜している
   鋳型内に迅速に注ぎ、鋳型に蓋を被せ、実際に水平な状
   態に揺６動し、かつ鋳型の軸線を中心にしてゆっくりと
   回転させて行う、金属中空インゴット、特に継ぎ目無し
   管を造るだめの方法において、鋳型内に全鋳型容蓄に相
   描するが、鋳縮み容量分だけ増大させたかつ所望の孔の
   容量分だけ減少させた湯量で湯を鋳込むことを特徴とす
   る、上記方法。 ２　鋳型内に鋳込まれた湯に、特に下方から、残余の鋳
   型空間を完全に満す不活性ガスを吹込む、前記特許請求
   の範囲法１項に記載の方法。 五　鋳込み工程の間既に溝内に不活性ガスを吹込む、前
   記特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ４、　鋳型を水平面から１度〜３度偏倚した位置に揺動
   させる、前記特許請求の範囲第１項に記載の方法。