JPS61209757A - 銅又は銅合金の加熱鋳型連続鋳造法及び加熱鋳型鋳造機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は銅又は銅合金の加熱鋳型連続鋳造法及び加熱鋳
型鋳造機に関し、特に竪型溶解炉のによって大量に得ら
れる溶湯の一部を利用し、品質の優れた鋳塊を安定して
生産すると共に、省エネルギー、低コスト、作業性等の
向上を計ったものである。

（従来の技術〕 一般に銅又は銅合金素材の製造には、筒状の炉内に上部
から投入した銅原料を、下部に設けた燃焼加熱装置によ
って連続的に溶解する竪型溶解炉、例えばシャフト炉を
用い、得られた銅又は銅合金溶湯を保持炉又は合金溶湯
調整炉に導入した後、溶湯をベルトアンドホイール鋳造
機、ツインベルト鋳造機、竪型鋳造機、横型鋳造機等の
鋳型を水冷して鋳造する水冷鋳型鋳造機に移送して連続
的に鋳造している。

一方高品質の銅又は銅合金素材の製造には、鋳型を鋳造
金属の融点以上に加熱し、冷却水を直接鋳塊にあてて鋳
造する加熱鋳型鋳造機により連続的に鋳造している。こ
の方法は鋳型からの固相生成及び成長を防ぎ、鋳塊表面
を最終凝固部とするため、内部及び表面品質に優れた一
方向凝固組成の鋳塊を得ることができる。加熱鋳型連続
鋳造機は第５図に示すように鋳型（１）を発熱体により
鋳造金属の融点以上に加熱し、鋳塊（３ｂ）を鋳型（１
）の出口近く側にセットした冷却装置（４）により冷却
して鋳型（１）内の溶湯（３ａ）を凝固せしめて、ピン
チロール（５）により鋳塊（３ｂ）を連続的に引き出す
ようにしたものである。

（発明が解決しようとする問題点〕 加熱鋳型鋳造法では凝固界面部において、液体から固体
に相変換するとき、体積収縮と凝固に伴う熱収縮によっ
て鋳塊と鋳型の間に空隙が生じその部分を溶湯が満たし
ている。この部分の溶湯の存在が鋳塊品質の向上のため
に重要で、潤滑剤の役目をはだすことにより光沢のある
無欠陥の表面を持つ鋳塊が得られる。しかるに第６図（
イ）に示すように鋳塊（３ｂ）表面の凝固先端部（Ａ＞
と溶湯の侵入先端部（Ｂ）の間隔（Ｘ）の長さが鋳塊品
質向上に重要であり、Ｘ＝Ｏの状態が理想である。とこ
ろで溶１（３ａ）の静水圧が高くなるとＸが大きくなっ
て、溶湯（３ａ）が冷却された鋳塊（３ｂ）と加熱され
た鋳型（１）に接触するため、第６図（ロ）に示すよう
に板厚の変化した鋳塊（３ｂ）、或いは第６図（ハ）に
示すように鋳塊（３ｂ）の表面からの同相成長による薄
い凝固殻が鋳型との摩擦により破談し、クラック（６）
を生ずる欠点がある。

このため鋳塊引き出し方向が上方引き上げ、水平引き上
げにおいても静水圧、即ち湯面の高さを一定もしくはほ
とんど零にする必要がある。

また加熱鋳型鋳造法は品質の優れた鋳塊を製造すること
が可能であるが、鋳型を冷却せずに鋳塊の冷却のみで鋳
造をするため、通常の冷却鋳型を用いた鋳造法に比べて
生産性が劣る欠点がある。また一般的に用いられるガス
加熱や電気加熱式の溶解炉、保持炉、鋳造炉等を利用し
て加熱鋳型による連続鋳造を行なう場合、設備費及び保
持電力等が生産量に対して割高となり、しかも溶解炉か
らの出湯はオーバーフロータイプもしくは炉頭法による
が、この場合前者では原料投入時に、後者では炉傾転時
に出湯量が一時的に増加する。設備費を安価にするため
、溶解炉の後に加熱鋳型を有する鋳造炉を配置すること
も考えられるが、この場合鋳造炉内の湯面が大幅に変動
するため、溶解炉の後に保持炉を設け、ノズルストッパ
ー等によって鋳造炉に溶湯を供給せざるを得す、設備費
は高価なものとなる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑み種々検討の結果、燃焼コストが易い
ガスを熱源とする竪型溶解炉を用いた銅又は銅合金の水
冷鋳型を用いた連続溶解鋳造ラインの溶湯を利用するこ
とが、設備的にも省エネルギーにおいても、更には鋳塊
の品質を左右する湯面コントロールにおいても優れてお
り、最も効率よく良品材を製造し得ることを知見し、更
に検討の結果、銅又は銅合金の加熱鋳型連続鋳造法及び
加熱鋳型鋳造機を開発したものである。

本発明鋳造法は、竪型溶解炉により連続的に溶解した銅
又は銅合金溶湯を保持炉又は調整炉に導入した後、水冷
鋳型鋳造機に移送して連続鋳造する溶湯移送ライン内又
は該ラインに分岐ラインを設けて溶湯流入口と排出口を
有する温潤りに加熱鋳型を設けた鋳造機をセットして連
続鋳造することを特徴とするものである。

また本発明鋳造機は、溶湯流入口と濡面を一定に保持す
る排出口を設けた温潤りに加熱鋳型を取付け、流入口と
鋳型取付部間に堰を設けて、流入した溶湯をアンダーフ
ローとして鋳型内に供給することを特徴とするものであ
る。

即ち本発明は第１図に示すようにシャフト炉のような竪
型溶解（７）により連続的に溶解した溶湯を樋（８ａ）
により保持炉又は調整炉（９）に導入して調整し、調整
した銅又は銅合金溶湯を樋（８ｂ）により湯溜り（１０
）に移送し、樋（８Ｃ）により冷却鋳型鋳造機（１２）
のポット（１１）に供給して連続鋳造を行なう。この連
続鋳造における湯溜り（１０）に加熱鋳型鋳造機をセッ
トするか、又は図に示すように湯溜り（１０）に分岐樋
（８ｄ）を取付け、これに加熱鋳型鋳造機（１３）をセ
ットして加熱鋳型による連続鋳造を行ない、該鋳造機（
１３）からオーバーフローした余分の溶湯を樋（８ｅ）
によりポット（１１）に溶湯を移送する６１（８０）に
戻す。尚上記溶湯移送ラインはブタンガス燃焼により保
温する。

加熱鋳型鋳造機としては上方向引き上げ鋳造機、水平横
引き出し鋳造機、下方向引き出し鋳造機が用いられる。

上方向引き上げ鋳造機は第２図に示すように湯溜り（１
３）内の上方に周囲に発熱体を有する加熱鋳型（１）を
冶具（１ａ）により垂直に固定し、湯溜り（１３）に溶
湯流入口（１４）と溶湯（３ａ）の表面を一定に保持す
るためオーバーフローさせる排出口（１５）を設けて湯
面を詩形（１）のほぼ中央に位置させる。

水平横引き出し鋳造機は第３図に示すように湯溜り（１
３）内に周囲に発熱体（２）を有する加熱鋳型（１）を
水平に固定Ｑ、濶湯溜（１３）に同様の溶湯流人口（１
４）と排出口（１５）を設けて湯面を鋳型（１）の上方
に位置させる。下方向引き出し鋳造機は第４図に示すよ
うに湯溜り（１３）内の下方に周囲に発熱体（２）を有
する加熱鋳型（１）を垂直に固定し、湯溜り（１３）に
同様の溶湯流人口（１４）と排出口（１５）を設けて湯
面を加熱鋳型（１）の上端より高い所に位置せしめる。

このようにして何れも湯溜り（１３）内の溶湯流入口（
１４）と鋳型取付部間に堰（１６）を設け、流入した溶
湯（３ａ）をアンダー７０−で鋳型（１）内に供給し、
溶湯流入による湯面の乱れが鋳型（１）内に影響しない
ようにし、湯溜り（１３）内の上部には保温用のガスバ
ーナー又は非金属発熱体（１７）を設けたものである。

〔作　用〕

本発明は通常の銅又は銅合金の水冷鋳型鋳造機による連
続鋳造ラインにおいて、溶湯の一部を利用して加熱鋳型
鋳造機による連続鋳造を行なうもので、燃焼コストが安
いガスを熱源とする竪型溶解炉の使用が可能となり、設
備的にも省エネルギーにおいても優れている。また加熱
鋳型鋳造機として鋳型を取付ける湯溜り内に堰を設け、
かつ湯溜りに溶湯流人口と溶湯をオーバーフローさせて
排出する排出口を設けることにより、鋳塊品質を左右す
る湯面コントロールが容易となり、品質の優れた鋳塊を
安定して生産する・ことができる。

〔実施例〕

第１図に示すように溶解能力２０ｔＯｎ　／ｈｒのシャ
フト炉により銅原料を連続的に溶解し、得られた溶湯を
容量１５ｔｏｎの保持炉に導入した。

この保持炉で調整した溶湯を湯溜りに移送し、容ｆｉｌ
ｔｏｎのポットを介して水冷鋳型鋳造機に連続鋳造した
。この鋳造ラインにおいて湯溜りから樋により第３図に
示す水平横引き出し加熱鋳型鋳造機に供湯して連続的に
鋳造し、オーバーフローした７１１１Ｍは樋により上記
ポットに戻した。

加熱鋳型鋳造機には巾２５０１１ｍ、深さ３００馴、長
さ８００ｍの湯溜りに内径１５．、外径２５ｍの炭化硅
素からなる加熱鋳型を１０本並べて溶湯中ＳＯ，。

の深さにセットした。このようにして２００ｒＩＲ／ｍ
ｉｎの速度で鋳造を開始し、１０時間、５０時間。

１００時間経過後の１時間当りの線径のバラツキ及び渦
流探傷法による表面品質を検査した。

これ等の結果を従来の誘導溶解炉（溶解能力０．５ｔｏ
ｎ　／ｈｒ）を用いて銅原料を溶解し、溶湯を同様の加
熱鋳型をセットした２　００　Ｋｇの鋳造炉に移送して
、２００ｓ／Ｗｉｎの速度で鋳造したものと比較して第
１表に示す。

第１表 第１表から明らかなように従来法は経時的に劣化してし
ているが、本発明法では全く劣化が認められない。また
消費したエネルギーコストは従来法の１／１０であり、
大巾な省エネルギーを達成することができた。

〔発明の効果〕

このような本発明によれば、加熱鋳型を用いた連続鋳造
法において、鋳塊品質を向上させ、かつ安定して生産す
ることができるばかりか、省エネルギー、低コスト化１
作業性の向上等工業上顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明鋳造法の一例を示す説明図。 第２図は本発明上方向引き上げ鋳造機の一例を示す側断
面第３図は本発明水平横引き出し鋳造機の一例を示す側
断面図、第４図は本発明下方向引き出し鋳造機の一例を
示す側断面図、第５図は従来の加熱鋳型鋳造法の一例を
示す説明図。 第６図（イ）、（ロ）、（ハ）は従来の鋳造法の鋳塊欠
陥発生状態を示すもので、（イ）は発生原因の説明図、
（ロ）は発生状況の一例を示す説明図、（ハ）は発生状
況の他の一例を示す説明図である。 １・・・　鋳型　　　　　２・・・　発熱体３ａ・・・
　溶湯　　　　　３ｂ・・・　鋳塊４・・・　冷却装置
　　　５・・・　ピンチロール６・・・クラック　　　
　７・・・　竪型溶解炉８ａ、　８ｂ、　８ｃ、　８ｄ
、　８ｅ・・・　　樋９・・・　保持炉　　　　１０・
・・　湯溜り１１・・・　ボット　　　　１２・・・　
水冷鋳型鋳造機１３・・・加熱鋳型鋳造＠　　１４・・
・　溶湯流人口１５・・・　溶湯排出口　　１６・・・
　堰１７・・・発熱体　　　　　１８・・・排気口第５
図 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）竪型溶解炉により連続的に溶解した銅又は銅合金
   溶湯を保持炉又は調整炉に導入した後、水冷鋳型鋳造機
   に移送して連続鋳造する溶湯移送ライン内又は該ライン
   に分岐ラインを設けて、溶湯流入口と排出口を有する湯
   溜りに加熱鋳型を設けた鋳造機をセットして連続鋳造す
   ることを特徴とする銅又は銅合金の加熱鋳型連続鋳造法
   。
2. （２）湯溜り内に流入した余分の溶湯を排出口より水冷
   鋳型鋳造機の溶湯移送ラインに戻し、湯溜り内の湯面を
   一定に保持する特許請求の範囲第１項記載の銅又は銅合
   金の加熱鋳型連続鋳造法。
3. （３）湯溜りが大型の場合に、湯溜りを加熱する特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の銅又は銅合金の加熱鋳
   型連続鋳造法。
4. （４）溶湯流入口と湯面を一定に保持する排出口を設け
   た湯溜りに加熱鋳型を取付け、流入口と鋳型取付部間に
   堰を設けて、流入した溶湯をアンダーフローとして鋳型
   内に供給することを特徴とする銅又は銅合金の加熱鋳型
   鋳造機。