JPS63130247A - 中空金属体の連続製造方法 - Google Patents

中空金属体の連続製造方法

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JPS63130247A
JPS63130247A JP27540886A JP27540886A JPS63130247A JP S63130247 A JPS63130247 A JP S63130247A JP 27540886 A JP27540886 A JP 27540886A JP 27540886 A JP27540886 A JP 27540886A JP S63130247 A JPS63130247 A JP S63130247A
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有馬 良士
Kazumi Harashima
原島 和海
Kazuo Onuki
一雄 大貫
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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] 本発明は金属中空体、たとえば継目無鋼管を製造する際
に従来は穿孔圧延によって得られていた中空素管を、金
属溶湯から鋳造によって、直接的かつ連続的に製造する
方法に関する [従来の技術] 従来、軸方向にある長さをもつ金属中空体を得るには、
たとえばよく知られているマンネスマン穿孔法あるいは
特公昭42−’12601公報に開示されているカルメ
ス穿孔法といった技術的手段によって、断面が円形成い
は角形のビレットを穿孔、圧延していた。
しかしながら、前述の如き従来技術による場合は、特に
高合金中空体を得ようとするときは、プラグ得命が極端
に短く、1箇のプラグで数本の穿孔圧延しかできず、従
って穿孔圧延過程での工具原単位が激増するといった問
題があった。
一方、遠心鋳造によって、金属溶湯から直接的に金属中
空体、たとえば紡鉄管を得る方法が、[機械工学便覧改
訂第6版 17−5頁」に記載されている。
しかしながら、この方法による場合、鋳型を70〜11
00といった遠心力を生ぜしめる回転数で回転させる必
要がある処から、設備が大がかりなものとなるほか、金
属中空体として長いものを、連続的に製造することが困
難である。という問題がある。さらに1周方向における
肉厚の均一性はすぐれているけれども、軸方向における
肉厚の均一性は、必ずしもよくないといった問題がある
[発明が解決しようとする問題点] この発明は、軸方向0周方向に肉厚均一性にすぐれた金
属中空体を、金属溶湯から直接且つ連続的に得るプロセ
スを提供することを目的としてなされた。
[問題点を解決するための手段] この発明は、金属溶湯内に、その下端部に浸漬可能な円
筒体を配設するとともに該円筒体に連接して筒状鋳型を
設けた筒状アセンブリーを浸漬し。
前記金属溶湯の表面に作用する圧力を、該筒状鋳型内の
金属溶湯の表面に作用する圧力より大ならしめて、金属
溶湯を該筒状鋳型内で上昇せしめ、該筒状鋳型の壁面か
らの抜熱駄と鋳片の上昇速度の何れか一方または双方を
変化させる制御を行なって、該筒状鋳型の内壁面におけ
る凝固殻厚さを所望の値に維持しつつ、鋳片を連続的に
上方に引抜く、中空金属体の連続製造方法である。
以下に、この発明の詳細な説明する。
第1図(A)、 (1’3)、 (C)は、この発明を
実施するときの装置の一例で(A)→(13)→(C)
の手順で操作する。
第11m(A)、 (+3)、 (C)において、lは
円筒体であって、この実施例では、耐火物管である。2
は筒状鋳型であって、この実施例にあっては円筒状の水
冷金属鋳型である。筒状鋳型(本明細書では以下鋳型と
略記する)2の材質は銅等の熱伝導率の高いものが、鋳
造速度(生産性)を高からしめる点で好ましい。また生
成する凝固殻の厚さの均一性を高める上でも熱伝導率の
高いものが好ましい。
その外周面外側に、内部の金属溶湯を周方向に回転せし
めるための攪拌用誘導コイル3が装着される。4は蓋で
あって、鋳造のスタート時に鋳型2内部を真空あるいは
保護雰囲気下に置くべく機能する。5は冷却ブロックで
あって、蓋4から吊下され、鋳型2を上昇してくる金属
溶湯12の頂部を冷却し、金属中空体の頂部を閉塞せし
めるように機能するとともに、金属中空体を上方に引抜
くときの連結部材として機能する。
6は排気ポンプ、7は金属溶湯収納容器であって、耐火
材でライニングされている。8は収納容器であって、金
属溶湯収納容器7を収納する。
9は加熱用誘導コイルであって、金属溶湯12の温度を
制御すべく機能する。10はシール部であって。
円筒体1.鋳型2、からなる筒状アセンブリを降下せし
め、円筒体1の下端部が金属溶湯中に浸漬する状態のと
きに、鋳型2の外周面に配設されるスカート10−1と
収納容器8上面とによってシールが形成される。
このシール部10によって、定常状態において、収納容
器8内は気密に保たれ、金属溶湯収納容器7内の金属溶
湯12上面を、鋳型2内の金属溶湯上面よりも相対的に
高圧下に置くことができる。
収納容器8には、排気用ダクト8−1が付設され、排気
用ポンプ11によって収納容器8内を真空にすることも
可能である。
[作用] 」二記のように構成される装置を用いてこの発明を実施
するときの作用を述べる。
先ず金属溶湯収納容器7内で、真空脱ガス、合金添加等
の金属溶湯収納容器を施すとともに、金属溶湯を清浄化
し、さらに加熱用誘導コイル9によって金属溶湯の温度
を制御する。
金属溶湯の精錬処理後、円筒体1.鋳型2からなる円筒
形の筒状アセンブリを降下させて、円筒体lの下端部を
金属溶湯12内に浸漬せしめるとともに、シール部IO
を形成した後、収納容器8内にArなどの気体を装入し
、金属溶湯収納容器7内の圧力を1〜5気圧程度にする
一方、排気用ポンプ6によって、前記筒状アセンブリ内
を排気して負圧にするか或いは大気圧下に置いて、金属
溶湯収納容器7内の金属溶湯を。
上記筒状アセンブリ内で上昇せしめる。
鋳型2は冷却されているから、上昇する金属溶湯12は
鋳型2の内壁面で凝固し、この凝固殻が、時間、鋳型冷
却強度あるいは冷却されている内表面の面積に対応する
址で発達していく。
鋳型2の上端部における凝固殻厚さが、所望とする金属
中空体の肉厚に等しいかその近傍の値になったら、冷却
ブロック5によって筒状アセンブリ内の金属溶湯の上表
層部(頂部)を凝固せしめ。
円筒状凝固殻の上端部を閉塞し、その状態で、円筒状凝
固殻(金属中空体)を上昇せしめる。これは、筒状アセ
ンブリの上部にピンチロールを配設し、このピンチロー
ルによって行うこともできる。
鋳型2内における金属溶湯の湯面レベルは、金属溶湯収
納容器7内の圧力P2と、U型2内の圧力P1との差な
らびに金属溶湯12の比重に対応する位置を保つから、
その場面レベルから上方へ離脱した円筒状凝固殻は、も
はや、それ以上成長することなく、所望の肉厚の金属中
空体を得ることができる。
金属中空体の製造駄の増大に応じて、金属溶湯収納容器
7内の金属溶湯面レベルは降下してくるから、S6型2
を含む筒状アセンブリの軸方向位置を固定しておく場合
は、金属溶湯収納容器7内の圧力を増大させて、圧力差
(P、−P□)を大きくし、鋳型2を含む筒状アセンブ
リ内における金属溶湯面レベルを変化せしめないように
する。
筒状アセンブリを軸方向に可動に構成する場合は、金属
溶湯収納容器7内における湯面降下と同調させるように
する。得られる金属中空体(円筒状凝固殻)の内周面は
、金属溶湯の凝固による金属結晶の先端部となるため、
微視的には凹凸を生じているけれども、工業的には全く
問題にならない、若し、平滑な内周面を必要とするとき
は、1〜31程度旋削すれば十分である。
金属中空体の内周面を平滑なものとするには、鋳型2内
或いは鋳型2上部に、溶融金属を鋳型2内で周方向に運
動せしめる磁場を形成する誘導コイルを配設し、金属溶
湯を鋳型2内で回転させ、凝固先端部の固・液界面にお
ける温度勾配を小さくするとよい。
次に1円筒状凝固殻(金属中空体)の厚さの制御は、冷
却たとえば水冷されている鋳型2の軸方向長さく抜熱量
)或いは金属中空体の引抜(上昇)速度を変化させる制
御を行うことにおいてなされる。
また鋳型2内壁面と金属中空体間の固着などのトラブル
を避けるためには、冷却ブロック5による円筒状凝固殻
の頂部閉塞後、金属中空体外周部と鋳型2の内壁面間に
、菜種油或いは低融点潤滑剤等を流し込むこともよい。
或いは鋳型2に超音波振動を付与するか、オツシレータ
を用い、鋳型2に軸方向の往復運動を与えるようにして
もよい。
以−ヒ、この発明を円筒状中空体の製造について説明し
たけれども、この発明は、楕円等1種々の断面プロフィ
ルの金属中空体の製造に適用できる。
[実施例] 第1図(ΔL (B)、(C)に示す装置を用いて5U
S304を500Kg溶製し、誘導加熱コイル9を有す
る金属溶湯収納容器7内に貯蔵し、溶湯温度を1550
℃に維持し1次の条件下で、直径100mm、肉厚30
mmの金属中空体を製造した。
金属溶湯収納容器7内の圧力P2は大気圧(1st+a
)、鋳型2内の圧力I)、は、最初は大気圧(late
)であり、これを真空排気ポンプで徐々に排気して10
−一11gの低真空とした。
鋳型2の軸方向長さは1500wn+、内径は100履
園とした。
鋳型内圧力の低下と共に、鋳型2内に金属溶湯が流入し
、保定圧力10+mm11gに真空度が達したとき。
鋳型内の湯面は、はぼ鋳型上端部近傍まで上昇した。こ
の状態で約1分間静置し、約30重囲の凝固殻を生成さ
せた後、頂部に冷却ブロック5を挿入し、強制的に凝固
させ、この部分を支点に鋳体を1.5m/sinの速度
で上方へ引抜いた。
約2分間の引抜き後、鋳型上方部へ鋳体は長さ3mの金
属中空体となり頂部の軸方向長さ500■議の部分では
、肉厚が若:′F薄かったけれども、この部分を除いて
は、均一な30mm厚さのものであった。
[発明の効果] この発明は、以上述べたように構成し、かつ作用せしめ
るようにしたから、金属溶湯から連続鋳造によってビレ
ットを得る過程、ビレットを穿孔圧延するための加熱過
程およびそのためのエネルギーを省略できるほか、穿孔
圧延のための工具原単位を零にすることができ、さらに
穿孔圧延プロセスによる場合のような、軸方向に変化す
る肉厚の偏り(偏肉)を生ずることがないなど、工業的
に多大な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図(Δ)、 (13)、 (C)はこの発明を実施
するときの装置の一態様を示す図である。 1:円筒体、 2:u型、 3:攪拌用誘導コイル、 
4:蓋、 5:冷却ブロック、 6:排気ポンプ 7:
金属溶湯収納容器、 8: 収納容器、 8−1:排気
用ダクト、 9:加熱用誘導コイル、 lO:シール部
、 10−1:スカ −ト部、11:排気用ポンプ、 
12:金属溶湯、13:円筒状凝固殻

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 金属溶湯内に、その下端部に浸漬可能な円筒体を配設す
    るとともに該円筒体に連接して筒状鋳型を設けた筒状ア
    センブリーを浸漬し、前記金属溶湯の表面に作用する圧
    力を、該筒状鋳型内の金属溶湯の表面に作用する圧力よ
    りも大ならしめて、金属溶湯を該筒状鋳型内で上昇せし
    め、該筒状鋳型の壁面からの抜熱量と鋳片の上昇速度の
    何れか一方または双方を変化させる制御を行って、該筒
    状鋳型の内壁面における凝固殻厚さを所望の値に維持し
    つつ、鋳片を連続的に上方に引抜く連続鋳造を行うこと
    を特徴とする中空金属体の連続製造方法。
JP61275408A 1986-11-20 1986-11-20 中空金属体の連続製造方法 Expired - Lifetime JPH089086B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0199747A (ja) * 1987-10-13 1989-04-18 Mitsubishi Metal Corp 真空溶解―加圧連続鋳造用複合モールド
JPH01313146A (ja) * 1988-06-10 1989-12-18 Kawasaki Steel Corp 金属管の連続鋳造方法およびその連続鋳造用鋳型装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55147464A (en) * 1979-05-08 1980-11-17 Arbed Method and device for manufacturing hollow material

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