[go: up one dir, main page]

JP3207965B2 - マグネチックスターラによる半凝固金属スラリの製造方法 - Google Patents

マグネチックスターラによる半凝固金属スラリの製造方法

Info

Publication number
JP3207965B2
JP3207965B2 JP10929993A JP10929993A JP3207965B2 JP 3207965 B2 JP3207965 B2 JP 3207965B2 JP 10929993 A JP10929993 A JP 10929993A JP 10929993 A JP10929993 A JP 10929993A JP 3207965 B2 JP3207965 B2 JP 3207965B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semi
solid metal
metal slurry
magnetic field
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP10929993A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06315740A (ja
Inventor
明彦 難波
広芳 高橋
光雄 内村
司 新出
一聡 廣中
Original Assignee
株式会社レオテック
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社レオテック filed Critical 株式会社レオテック
Priority to JP10929993A priority Critical patent/JP3207965B2/ja
Publication of JPH06315740A publication Critical patent/JPH06315740A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3207965B2 publication Critical patent/JP3207965B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、金属材料の特性向上
をねらいとする溶解・凝固・加工工程の新規プロセス開
発に関するもので、金属溶湯を冷却・攪拌して高固相率
の半凝固金属スラリを連続的に製造する方法を提案する
ものである。
【0002】
【従来の技術】金属溶湯を冷却・攪拌することによって
連続して半凝固金属スラリを製造する方法として、マグ
ネチックスターラによる方式としては、たとえば特開平
3−170629号公報(電磁攪拌方式による半凝固金属の製
造方法および装置)に開示されているような方式が知ら
れている。
【0003】しかしながら、このような方式で、冷却・
攪拌によって粒状の初晶粒を含む半凝固金属スラリを連
続して製造するとき、固相率(スラリ中に含まれる初晶
の重量比率)が上昇するにつれ半凝固金属スラリの粘度
も上昇し、排出部でノズル閉塞を生じてスムーズな半凝
固金属スラリの排出ができなくなるといった問題があ
る。
【0004】すなわち、従来方式では半凝固金属スラリ
を下方に押し出す力は金属溶湯ないしは半凝固金属スラ
リの自重のみであり、通常の装置の高さでは0.30超えの
固相率の半凝固金属スラリを下方に押出し排出させるに
は不十分であり、実用的に排出可能な半凝固金属の固相
率は0.30が上限といわれていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、排出される
半凝固金属スラリの固相率は、次工程の加工方式、最終
製品の品質などにより種々の要求があり、0.30を超える
固相率が要求される場合が多々ある。
【0006】したがって、この発明はこれらの要求を満
たすため、前記した問題点を有利に解決し、マグネチッ
クスターラによる半凝固金属スラリの製造にあたって、
高固相率の半凝固金属スラリを連続して排出できる方法
を提案することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、金属溶湯を
冷却しながらマグネチックスターラにより攪拌して半凝
固金属スラリを生成させるとともに、そのスラリに下方
へ押し出す力を付与させようとするものである。すなわ
ち、この発明の要旨は以下の通りである。
【0008】 筒状の冷却・攪拌部の上方から注入し
た金属溶湯を、冷却下に攪拌して半凝固金属スラリ状と
し、下方の排出部から連続して排出する半凝固金属スラ
リの製造方法において、電磁誘導コイルによる下方に向
くスパイラル状の移動磁界により半凝固金属スラリを攪
拌することを特徴とするマグネチックスターラによる半
凝固金属スラリの製造方法。
【0009】 下方に向くスパイラル状の移動磁界
が、排出部にもおよぶようにして半凝固金属スラリの排
出を促進することを特徴とする項に記載のマグネチッ
クスターラによる半凝固金属スラリの製造方法。
【0010】 冷却・攪拌部に電磁誘導コイルによる
回転磁界を、排出部に電磁誘導コイルによる下方に向く
スパイラル状の移動磁界をそれぞれ印加して攪拌ととも
に半凝固金属スラリの排出を促進することを特徴とする
マグネチックスターラによる半凝固金属の製造方法。 永久磁石を配したロータによる下方に向くスパイラ
ル状の移動磁界により半凝固金属スラリの排出を促進す
ることを特徴とするマグネチックスターラによる半凝固
金属スラリの製造方法。
【0011】
【作用】この発明をさらに詳細に説明する。この発明の
最大の特徴は、マグネチックスターラによる半凝固金属
スラリの製造において、従来採用されていた移動磁界が
上下方向に対して直角な面方向(以下単に水平方向とい
う)の回転磁界のみであったものを、下方に向くスパイ
ラル状の移動磁界を採用するようにしたことにある。
【0012】そして、この下方に向くスパイラル状の移
動磁界の採用により、装置内の半凝固金属スラリには、
水平方向の回転力に加え下方に向く分力が発生し、半凝
固金属スラリに下方に押出す力を付与することができ、
従来困難であった固相率0.3超えの高固相率の半凝固金
属スラリの排出ができるようになる。
【0013】この、下方に向くスパイラル状の移動磁界
は、排出部にまでおよぶように印加することもよく、か
くすることにより半凝固金属スラリの排出はより促進さ
れる。また、冷却・攪拌部には電磁誘導コイルによる水
平方向の回転磁界を用い、半凝固金属スラリの排出部に
は誘導コイルによる下方に向くスパイラル状の移動磁界
を用いてもよく、この場合にも同様の効果を得ることが
できる。
【0014】一方、下方に向く電磁誘導コイルによるス
パイラル状の移動磁界の発生には、たとえば、従来から
電磁攪拌に用いられている磁極の各極対がそれぞれ水平
に配置された、2極3相の回転磁界発生装置とは構造を
異にし、各々の極対において一つの磁極より他の一つの
磁極を下方に配して磁力線が斜め下方に向くようにし、
さらに各相(電源の相)間においては1相より2相を下
方へ、そして2相より3相を下方へと順次下方へずらし
て配した構造、すなわちリニアモータ型電磁コイルをス
パイラル状に配した多極多相の移動磁界発生装置を用い
ることでよく、この装置に多相交流を給電することによ
り、移動磁界は下方に向ってスパイラル状に進行し、半
凝固金属スラリに水平方向へ回転させる力を付与すると
ともに下方へ押出す力を付与することが可能になり、半
凝固金属の排出を促進する。
【0015】また、下方に向くスパイラル状の移動磁界
の発生には、多数の永久磁石の内面に向くN極及びS極
を、それぞれ並列に、かつ、スパイラル状に交互に配列
した中空ロータを用いることもよく、このロータを特に
排出部に配し、これを回転させることによっても上記と
同様半凝固金属スラリの排出を促進することができる。
【0016】
【実施例】実施例に用いた半凝固金属スラリの製造装置
を図1に基づいて説明する。
【0017】図1は、冷却・攪拌部の外周に電磁誘導コ
イルを用いた下方に向くスパイラル状の移動磁界発生装
置を設置した半凝固金属スラリの製造装置の説明図で、
冷却・攪拌槽は、冷却円筒2と水冷ジャケット3とから
なり、冷却・攪拌部の外周には移動磁界発生装置4が設
置されている。そして冷却・攪拌槽の下部から冷却水13
を給水し、冷却円筒2の外面を通って上部から排水(13
1 )され、適当な冷却効果を与えるようになってい
る。この冷却・攪拌槽の上端には耐火材1− 1を内張り
したタンディッシュ1が接続し、底部には排出ノズル5
が設けられている。
【0018】そして冷却・攪拌槽中心には、中子6を配
し、この中子6は支持アーム8に軸受7を介して回転可
能に支持し、支持アーム8は支持台11に油圧シリンダ12
等の昇降手段を介して昇降可能に取付けられ、中子6の
昇降によりその先端と排出ノズル5との隙間間隔を調整
することで、排出速度、排出される半凝固金属スラリの
固相率の制御を行う。さらに中子6は連結軸9を介して
トルク計10に接続されている。
【0019】さて、この装置での半凝固金属スラリの製
造は、溶湯15を連続的にタンディッシュ1に供給するこ
とによって冷却・攪拌槽へ流入する。この溶湯は冷却・
攪拌槽で適当な冷却作用と、移動磁界発生装置によって
発生する下方に向くスパイラル状の移動磁界によって、
中子外壁面と冷却・攪拌槽内壁面との間で旋回流動によ
る攪拌と下方に押出す排出力が付与され、凝固の進行に
よって生成した初晶粒を含む半凝固金属スラリ15−1
となって下方へ移動し、排出ノズル5を経て半凝固金属
スラリ流16として装置外へ排出される。
【0020】なお、この場合上記したように中子6の先
端と排出ノズル5との隙間間隔を調整することにより排
出される半凝固金属スラリの固相率を制御する。また、
中子6に接続したトルク計10により中子6に作用するト
ルクを測定し操業状況をチェックすることも可能であ
る。
【0021】第1の実施例は、上記図1に示した装置を
使用し、適正温度に加熱溶解したAl−10mass%Cu合金溶
湯を用いて半凝固金属スラリを製造した。上記におい
て、移動磁界発生装置4は、図1に示したように冷却・
攪拌部の外周に設置した。そして移動磁界発生装置4に
は、2極3相の電磁誘導コイルを用い、50Hz3相の交流
14を通電して下方に向くスパイラル状の移動磁界を発生
させ、冷却内筒2の内壁面で磁束密度1100ガウスを印加
した。
【0022】この結果、固相率0.40の半凝固金属スラリ
を連続して排出できた。
【0023】なお、上記の2極3相の移動磁界発生装置
4には、磁極及び相の配置を図2(a) 及び(b) に示すも
のを用いた。図2の(a) は、磁極及び相の上面からの配
置を示す説明図、(b) は、磁極及び相の側面からの配置
を示す説明図である。
【0024】この図2において、3相の各磁極は(a) に
示すようにN1とS1、N2とS2及びN3とS3をそれぞれ極対と
して配置し、(b) に示すように、各極対においてはN1
りS1、N2よりS2及びN3よりS3をそれぞれ下方に配し、か
つ、各相においては、N1とS1よりN2とS2を、N2とS2より
N3とS3をそれぞれれ下方にずらして配置している。
【0025】第2の実施例は、図3に示すように、冷却
・攪拌部と排出部の外周に、電磁誘導コイルを用いた下
方に向くスパイラル状の移動磁界を発生させる2極3相
の移動磁界発生装置4を設置した以外は、上掲図1と同
様の半凝固金属スラリ製造装置を用い、上記第1の実施
例と同様の合金、同様の方法で半凝固金属スラリを製造
した。
【0026】この結果、固相率0.45の半凝固金属スラリ
を連続して排出できた。
【0027】第3の実施例は、図4に示すように、冷却
・攪拌部と排出部の外周に、下方に向くスパイラル状の
移動磁界を発生させる多数の永久磁石を配置した中空ロ
ータの移動磁界発生装置4を設置し、この中空ロータを
回転させる(回転機構図示省略)ことによって下方に向
くスパイラル状の移動磁界を発生させた以外は、上掲図
1と同様の半凝固金属スラリ製造装置を用いて上記第1
の実施例と同様の合金、同様の方法で半凝固金属スラリ
を製造した。
【0028】この結果、固相率0.45の半凝固金属スラリ
を連続して排出できた。
【0029】なお、上記の多数の永久磁石を配した中空
ロータの移動磁界発生装置4には、永久磁石の配置を図
5(a) および(b) に示すものを用いた。図5の(a) は、
中空ロータの上面からの永久磁石の配置を示す説明図、
(b) は、中空ロータの永久磁石の配置を斜め上方から見
た説明図である。
【0030】この図5において、永久磁石の中空ロータ
の内面に向くN極及びS極は、(a)に示すようにそれぞ
れ交互に配置し、これらのN極及びS極は(b) に示すよ
うに並列にかつスパイラル状に8列配置されている。ま
た、これらの永久磁石には、サマリウム・コバルト系の
磁石で、残留磁束密度11000 ガウスの寸法24mm×24mm×
30mm(厚み)のもの合計480 個を用いた。
【0031】第4の実施例は、電磁誘導コイルを用いた
排出部外周に下方に向くスパイラル状の移動極界を発生
する2相3極の移動磁界発生装置を、その上方に電磁誘
導コイルを用いた水平方向の回転磁界を発生する従来の
2極3相の移動磁界発生装置をそれぞれ配置した以外
は、上掲図1と同様の半凝固金属スラリ製造装置を用い
て、第1の実施例と同様の合金、同様の方法で半凝固金
属スラリの製造を行った。
【0032】この結果、固相率 0.45 の半凝固金属スラ
リが連続して排出できた。
【0033】以上の実施例は全てAl系合金についてのも
のであるが、従来から電磁攪拌方式が適用されているCu
系合金、Fe系合金についても当然同様の効果を有する。
【0034】
【発明の効果】この発明は、マグネチックスターラによ
る半凝固金属スラリの製造方法において、半凝固金属ス
ラリの攪拌および排出に、下方に向くスパイラル状の移
動磁界を採用するようにしたものであり、この発明によ
れば、従来の電磁攪拌方式では得られなかった固相率0.
45という高固相率の半凝固金属スラリが連続して排出で
きるようになり、次工程の加工プロセスなどで要求され
る固相率を満足する半凝固スラリを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に用いた、冷却・攪拌部の外周に、電磁
誘導コイルを用いた下方に向くスパイラル状の移動磁界
を発生させる2極3相の移動磁界発生装置を設置した半
凝固金属スラリの製造装置の説明図である。
【図2】(a) は、2極3相の移動磁界発生装置の磁極及
び相の上面からの配置を示す説明図である。 (b) は、2極3相の移動磁界発生装置の磁極及び相の側
面からの配置を示す説明図である。
【図3】実施例に用いた、冷却・攪拌部と排出部の外周
に、電磁誘導コイルを用いた下方に向くスパイラル状の
移動磁界を発生させる2極3相の移動磁界発生装置を設
置した半凝固金属スラリの製造装置の説明図である。
【図4】実施例に用いた、冷却・攪拌部と排出部の外周
に、下方に向くスパイラル状の移動磁界を発生させる多
数の永久磁石を配した中空ロータの移動磁界発生装置を
設置した半凝固金属スラリの製造装置の説明図である。
【図5】(a) は、中空ロータの上面からの永久磁石の配
置を示す説明図である。 (b) は、中空ロータの永久磁石の配置を斜め上方から見
た説明図である。
【符号の説明】
1 タンディッシュ 1−1 内張耐火材 2 冷却円筒 3 水冷ジャケット 4 移動磁界発生装置 5 排出ノズル 6 中子 7 軸受 8 支持アーム 9 連結軸 10 トルク計 11 支持台 12 油圧シリンダ 13 冷却水 13−1 冷却水(排水) 14 3相交流 15 溶湯 15−1 半凝固金属スラリ 16 半凝固金属スラリ流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新出 司 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 株式 会社 レオテック内 (72)発明者 廣中 一聡 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 株式 会社 レオテック内 (56)参考文献 特開 平1−138045(JP,A) 特開 平4−305336(JP,A) 特開 平3−170629(JP,A) 特開 平2−274345(JP,A) 特開 平5−146853(JP,A) 特開 昭56−136264(JP,A) 特開 昭58−122161(JP,A) 特開 平5−237611(JP,A) 特開 昭57−25278(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/00 B22D 11/115 C22C 1/02 501

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状の冷却・攪拌部の上方から注入した
    金属溶湯を、冷却下に攪拌して半凝固金属スラリ状と
    し、下方の排出部から連続して排出する半凝固金属スラ
    リの製造方法において、 電磁誘導コイルによる下方に向くスパイラル状の移動磁
    界により半凝固金属スラリを攪拌することを特徴とする
    マグネチックスターラによる半凝固金属スラリの製造方
    法。
  2. 【請求項2】 下方に向くスパイラル状の移動磁界が、
    排出部にもおよぶようにして半凝固金属スラリの排出を
    促進することを特徴とする請求項1に記載のマグネチッ
    クスターラによる半凝固金属スラリの製造方法。
  3. 【請求項3】 筒状の冷却・攪拌部の上方から注入した
    金属溶湯を、冷却下に攪拌して半凝固金属スラリ状と
    し、下方の排出部から連続して排出する半凝固金属スラ
    リの製造方法において、 冷却・攪拌部に電磁誘導コイルによる回転磁界を、排出
    部に電磁誘導コイルによる下方に向くスパイラル状の移
    動磁界をそれぞれ印加して攪拌とともに半凝固金属スラ
    リの排出を促進することを特徴とするマグネチックスタ
    ーラによる半凝固金属の製造方法。
  4. 【請求項4】 筒状の冷却・攪拌部の上方から注入した
    金属溶湯を、冷却下に攪拌して半凝固金属スラリ状と
    し、下方の排出部から連続して排出する半凝固金属スラ
    リの製造方法において、 永久磁石を配したロータによる下方に向くスパイラル状
    の移動磁界により半凝固金属スラリの排出を促進するこ
    とを特徴とするマグネチックスターラによる半凝固金属
    スラリの製造方法。
JP10929993A 1993-05-11 1993-05-11 マグネチックスターラによる半凝固金属スラリの製造方法 Expired - Fee Related JP3207965B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10929993A JP3207965B2 (ja) 1993-05-11 1993-05-11 マグネチックスターラによる半凝固金属スラリの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10929993A JP3207965B2 (ja) 1993-05-11 1993-05-11 マグネチックスターラによる半凝固金属スラリの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06315740A JPH06315740A (ja) 1994-11-15
JP3207965B2 true JP3207965B2 (ja) 2001-09-10

Family

ID=14506670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10929993A Expired - Fee Related JP3207965B2 (ja) 1993-05-11 1993-05-11 マグネチックスターラによる半凝固金属スラリの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3207965B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101562876B1 (ko) 2011-11-10 2015-10-26 겐조 다카하시 교반 장치 부착 연속 주조용 주형 장치

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6402367B1 (en) * 2000-06-01 2002-06-11 Aemp Corporation Method and apparatus for magnetically stirring a thixotropic metal slurry
CN100417935C (zh) * 2001-07-30 2008-09-10 西北工业大学 一种金属材料凝固组织观察和流变性研究的方法及装置
CN100421838C (zh) * 2002-12-16 2008-10-01 欧文·I·达迪克 控制类铁金属和有色金属锭和铸锭的晶体结构的方法
JP2006513868A (ja) * 2002-12-16 2006-04-27 アービング アイ. ダーディク, 導電性連続体に電磁的に影響を与えるシステムおよび方法
CN100337772C (zh) * 2004-11-10 2007-09-19 北京有色金属研究总院 一种施加复合电磁搅拌连续制备半固态金属浆料的方法
JP5160877B2 (ja) * 2007-12-18 2013-03-13 株式会社リテラ 金属スラリー製造方法及び装置,金属加工方法
CN102825245B (zh) * 2011-06-14 2015-07-08 鞍钢股份有限公司 螺旋电磁搅拌装置
CN104646639B (zh) * 2015-01-30 2016-09-07 上海交通大学 流量控制装置
CN114345545B (zh) * 2021-12-09 2024-03-12 大连交通大学 基于旋转磁场的磁性粒子动态磁泳分离装置和方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101562876B1 (ko) 2011-11-10 2015-10-26 겐조 다카하시 교반 장치 부착 연속 주조용 주형 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06315740A (ja) 1994-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4465118A (en) Process and apparatus having improved efficiency for producing a semi-solid slurry
US4434837A (en) Process and apparatus for making thixotropic metal slurries
CA1208200A (en) Mold for use in metal or metal alloy casting systems
JP6625065B2 (ja) 非接触式の溶融金属流れの制御
US2963758A (en) Production of fine grained metal castings
JP3207965B2 (ja) マグネチックスターラによる半凝固金属スラリの製造方法
JPH0768345A (ja) 多相交流電磁撹拌による連続鋳造によってチキソトロピーの金属製品を製造する方法
CA1176819A (en) Process and apparatus for making thixotropic metal slurries
JPS6188950A (ja) 融解金属電磁撹拌装置
US4457355A (en) Apparatus and a method for making thixotropic metal slurries
EP2268431A1 (en) Modulated electromagnetic stirring of metals at advanced stage of solidification
CA1176820A (en) Apparatus for making thixotropic metal slurries
JPS5947621B2 (ja) 連続鋳造法
Garnier Electromagnetic processing of liquid materials in Europe
US4607682A (en) Mold for use in metal or metal alloy casting systems
JP3348836B2 (ja) 半凝固金属の連続鋳造装置
EP1578551A2 (en) Systems and methods of electromagnetic influence on electroconducting continuum
Kolesnichenko et al. Improvement of in-mold electromagnetic stirrer by feeding of magnetic system with polyharmonic current
JP2010162588A (ja) マグネシウム合金の連続鋳造方法
CN1216705C (zh) 用于控制线材中搅动的方法和装置
JPH081281A (ja) 半凝固金属材料の製造方法及びその製造装置
JPH06328199A (ja) 連続的半凝固金属スラリーの製造方法
RU2745520C1 (ru) Способ непрерывного литья слитка и плавильно-литейная установка для его осуществления
CN101214533A (zh) 空心铜及其铜合金管的电磁水平连续铸造装置
JP3027260B2 (ja) 半溶融スラリーの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees