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JPH0824995A - 金属の竪型連続鋳造方法および装置 - Google Patents

金属の竪型連続鋳造方法および装置

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Publication number
JPH0824995A
JPH0824995A JP17936894A JP17936894A JPH0824995A JP H0824995 A JPH0824995 A JP H0824995A JP 17936894 A JP17936894 A JP 17936894A JP 17936894 A JP17936894 A JP 17936894A JP H0824995 A JPH0824995 A JP H0824995A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
molten metal
metal
casting
continuous casting
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.)
Pending
Application number
JP17936894A
Other languages
English (en)
Inventor
Kinya Ohara
欽也 大原
Giichi Konishi
儀一 小西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ALITHIUM KK
Original Assignee
ALITHIUM KK
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 ALITHIUM KK filed Critical ALITHIUM KK
Priority to JP17936894A priority Critical patent/JPH0824995A/ja
Publication of JPH0824995A publication Critical patent/JPH0824995A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Continuous Casting (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 上下に開放された鋳型に溶湯を供給し、凝固
した鋳塊を鋳型下方へ引き出すようにした金属の竪型連
続鋳造において、鋳型内に供給される溶湯の表面部に、
鋳型の内周と略相似で鋳型の内周面と接近する形状をそ
なえた枠部材を配設し、溶湯の表面部に存在する酸化物
を捕捉しながら鋳造を行う。 【効果】 酸化物による悪影響を回避することができ、
健全な鋳塊を安定して鋳造できる。鋳造作業も通常の場
合と何ら変わるところがない。酸化性の強い金属、とく
にAl−Li合金の連続鋳造に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属の竪型連続鋳造方
法および装置、とくに、例えばAl−Li合金のよう
に、反応性が強く、きわめて酸化し易い金属を連続鋳造
するのに適した金属の竪型連続鋳造方法および装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】金属、とくにアルミニウムおよびその合
金の鋳塊は、殆ど静止鋳型を用いる半連続水冷鋳造(Di
rect chill casting−DC鋳造) により製造されている。
DC鋳造は、上下に開放された水冷鋳型を使用し、鋳造
開始時に鋳型下部を閉塞するよう底台を配設し、アルミ
ニウム溶湯を出湯ノズルから鋳型内に導入して底台上に
供給し、鋳型内の溶湯レベルを鋳型内の溶湯上に配した
浮子式のフロート分配器により制御しながら、鋳型内壁
からの抜熱(一次冷却)により鋳塊殻を形成し、底台を
降下させて凝固した鋳塊を鋳型から引出し、鋳型から出
た鋳塊にさらに冷却剤を噴射する(二次冷却)ことで鋳
塊全体を完全に凝固させるという鋳造方式である。
【0003】現在、アルミニウムおよびアルミニウム合
金の圧延用、押出用、鍛造用の鋳塊は、大部分DC鋳造
により製造されているが、DC鋳造方式による連続鋳造
においては、鋳型内に導入される溶湯の表面が大気と接
しているために、反応性が強く、酸化し易い金属溶湯の
場合には、鋳型内の溶湯表面において酸化物の生成が著
しく、生成した酸化物が鋳塊表面や鋳塊内部に混入して
鋳塊品質を劣化させるとともに、鋳塊割れ発生の起点と
なり易い。
【0004】アルミニウム合金の場合には、Al−Mg
系合金、Al−Cu系合金、Al−Zn−Mg系合金に
おいてこの問題が生じ易く、Al−Mg系合金では酸化
物巻き込みによる欠陥、Al−Cu系合金およびAl−
Zn−Mg系合金においては鋳造割れがしばしば発生す
る。Al−Li系合金においては、この問題がさらに顕
著であり、生成した酸化物が鋳型と鋳塊との間隙に入り
込こともあり、そのために鋳塊の冷却が不均一となって
溶湯の凝固が遅れ、鋳型の下部から湯漏れが生じ、鋳造
の続行が不可能となることもある。
【0005】Al−Li合金など、反応性が強い金属の
鋳造においては、鋳型内に供給される溶湯面に不活性ガ
スを供給して溶湯面を保護し、溶湯の酸化を防止するこ
とが行われているが、なお、酸化物の生成、生成した酸
化物の混入や巻き込みに起因する鋳塊品質の低下、鋳造
時の湯漏れを防止することができないというのが現状で
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】発明者らは、とくにA
l−Li合金の竪型連続鋳造における酸化物の生成機構
について種々検討した結果、Al−Li合金において
は、反応性がきわめて高く、酸化反応を完全に抑制する
ことは事実上不可能であること、とくに鋳造開始初期の
底台への溶湯供給時に多量の酸化物が生成するのを避け
るのは困難であるという事実を確認した。
【0007】本発明は、上記の検討結果に基づき、Al
−Li合金のように、反応性が強く、きわめて酸化し易
い金属の連続鋳造において生じる前記従来の問題点を解
決するためになされたものであり、その目的は、鋳造
中、酸化物の混入や巻き込みによる鋳塊品質の劣化、湯
漏れによる鋳造不能を解消した金属の竪型連続鋳造方法
および装置、とくにAl−Li合金の鋳造に好適に使用
される金属の竪型連続鋳造方法および装置を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による金属の竪型連続鋳造方法は、下部に冷
却剤噴射部を有する上下に開放された鋳型に溶湯を供給
し、凝固した鋳塊を鋳型下部から引き出すようにした金
属の竪型連続鋳造において、鋳型内に供給される溶湯の
表面部に、鋳型の内周と略相似で鋳型の内周面に接近す
る形状を有する枠部材を浮遊させて配設し、溶湯の表面
部に存在する酸化物を捕捉しながら鋳造を行うようにし
たことを特徴とする。
【0009】また、本発明による金属の竪型連続鋳造装
置は、下部に冷却剤の噴射部を有する上下に開放された
鋳型と、鋳造開始時に鋳型下部を閉塞するよう配設され
る底台を備え、該底台に金属溶湯を供給することにより
鋳造を開始し、凝固した鋳塊とともに底台を降下させる
ようにした金属の竪型連続鋳造装置において、鋳型の内
周と略相似で鋳型の内周面に接近する形状を有し、且つ
金属溶湯より低比重の枠部材を、鋳型内に供給される溶
湯の表面部に配設することを構成上の特徴とする。
【0010】さらに、本発明による金属の竪型連続鋳造
方法における他の特徴は、上記の方法において、鋳型内
の溶湯表面部に配設される枠部材が、上下および/また
は水平方向に可動するようにしたことにある。
【0011】金属の竪型連続鋳造においては、鋳造開始
時に鋳型下部を閉塞するよう底台を配設し、底台に溶湯
を供給することにより鋳造を開始するが、発明者らは、
Al−Li合金の連続鋳造における酸化物生成機構の検
討過程において、鋳型および底台に吸着されている水分
が、底台に供給される溶湯により加熱されて放出され、
溶湯を酸化させることを究明した。また、鋳型内の溶湯
面を不活性ガス雰囲気にしたとしても、Al−Li系合
金の酸化反応を完全に防止することは不可能であること
もわかった。
【0012】鋳型および底台に吸着されている水分の除
去対策も検討したが、鋳型や底台に吸着している水分を
完全に除くことは不可能であり、常法に従って連続鋳造
を行った場合には、酸化物生成による不都合を解消する
ことはできない。発明者らは、鋳造開始時における初期
酸化物の生成は抑制不可能であり、鋳造中の酸化物生成
もある程度避けられないという前提の下に、鋳造中、酸
化物を鋳塊表面や鋳塊内部に混入させないための鋳造方
式について検討した結果として本発明に至ったものであ
る。
【0013】本発明においては、図1に示すように、冷
却剤室3とスリットなどの冷却剤噴射部4を有する鋳型
1に金属溶湯Mを溶湯ノズル2を通して供給し、スリッ
ト4からの冷却剤の噴射により凝固層Sを形成した鋳塊
5を鋳型の下方へ引き出すようにした竪型連続鋳造にお
いて、鋳型1の内部に供給された溶湯Mの表面部7に、
例えば図2に示すような、鋳型1の内周と略相似形状の
枠部材6を浮遊させて鋳造を行うものである。枠部材6
は、金属溶湯より低比重のものである。
【0014】枠部材6は、鋳型内の溶湯表面に浮上して
いる酸化物が鋳塊側面に巻き込まれて鋳塊側面に混入す
る前に、酸化物を捕捉し、せき止めるよう機能し、鋳塊
の表面あるいは内部への酸化物の混入を防止する。枠部
材6は、鋳型1の内周と略相似で鋳型の内周面に対して
大きな寸法差がなく、鋳型の内周面に接近する形状をそ
なえているから、枠部材6と鋳型1の内周面との間に露
出している溶湯の表面積は少なく、酸化反応は抑制され
酸化物の生成はきわめて少なくなる。ない。
【0015】枠部材と鋳型内周面との間の溶湯表面に生
成する酸化物の影響を完全になくすため、あるいは鋳造
時間が長く、枠部材と鋳型内周面の間の溶湯の酸化が無
視できない場合には、酸化物捕捉用の枠部材を、例えば
振動装置などに連結し、枠部材を振動などの手段で、上
下および/または水平方向に可動させることにより、生
成された酸化物はきわめて薄い段階で鋳塊表面に巻き込
まれる。薄い酸化物は鋳塊に悪影響を与えることはな
く、良好な鋳塊品質が維持される。
【0016】酸化物捕捉用の枠部材の材質としては、例
えば、珪酸カルシウム、黒鉛、その他、金属溶湯に対し
て十分な耐熱性をそなえ、金属溶湯を汚染することがな
く、金属溶湯より低比重のものを、鋳造する金属に応じ
て選択、使用する。なお、とくに図1には図示していな
いが、通常のアルミニウムの竪型連続鋳造において使用
される浮子式の溶湯分配装置を、枠部材とともに併用す
ることは何ら差し支えがない。
【0017】
【作用】本発明においては、鋳型内に供給される溶湯の
表面部に、鋳型の内周と略相似で鋳型の内周面に接近で
きる形状の枠部材を浮遊させて配設したから、鋳造初期
に生成し溶湯面に浮上している酸化物は、鋳塊側面に巻
き込まれる前にせき止められて捕捉され、鋳造中に枠部
材の内部で生成した酸化物もせき止められて、鋳塊表面
や内部に混入することはない。枠部材は、鋳型の内周と
略相似で鋳型の内周面に接近できる形状を有しているか
ら、枠部材と鋳型内周面との間に露出する溶湯面の面積
は少なく、酸化物生成が抑制される。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例1 AA8090(AL-2.5wt %Li-1.3wt%Cu-1.0wt%Mg-0.08wt %
Zr) を溶解し、図1に示す本発明の装置により、表1に
示す条件で連続鋳造した。酸化物捕捉用の枠部材は、酸
化物系耐火材(ニチアス(株)製ルミボード)から成形
した。製造された鋳塊を圧延加工するために必要な表面
切削量は、試験No.1が20mm、試験No.2が25mmであり、本
発明に従って鋳造されたAl−Li合金鋳塊の表面およ
び内部には酸化物の混入がなく、圧延加工のための表面
切削量は少なくて済んだ。
【0019】
【表1】
【0020】比較例1 実施例1と同一組成のAl−Li合金を、実施例1と同
様、図1に示す装置を用いて、表2に示す条件で、酸化
物捕捉用の枠部材を配設することなく、通常の方法に従
って連続鋳造したところ、試験No.1は、鋳造された鋳塊
を圧延加工するために必要な表面切削量は45mmと大きく
なった。試験No.2は、酸化物が鋳型と鋳塊との隙間に入
り込んで湯漏れが生じ、鋳造の続行が不能となった。
【0021】
【表2】
【0022】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、例えば
Al−Li合金のように、反応性が強く、きわめて酸化
し易い金属であっても、酸化物による悪影響が回避され
て、健全な鋳塊が安定して製造できる。鋳型内の溶湯面
に枠部材を浮遊させるだけであるから、鋳造作業は通常
の場合と全く変わることがなく鋳造設備自体の改造は全
く不要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の鋳造装置の概略を示す断面図である。
【図2】本発明で使用する酸化物捕捉用の枠部材を示す
平面図である。
【符号の説明】
1 鋳型 2 溶湯ノズル 3 冷却剤室 4 スリット 5 鋳塊 6 枠部材 7 溶湯表面 M 溶湯 S 凝固層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下部に冷却剤噴射部を有する上下に開放
    された鋳型に溶湯を供給し、凝固した鋳塊を鋳型下部か
    ら引き出すようにした金属の竪型連続鋳造において、鋳
    型内に供給される溶湯の表面部に、鋳型の内周と略相似
    で鋳型の内周面に接近する形状を有する枠部材を浮遊さ
    せて配設し、溶湯の表面部に存在する酸化物を捕捉しな
    がら鋳造を行うようにしたことを特徴とする金属の竪型
    連続鋳造方法。
  2. 【請求項2】 下部に冷却剤噴射部を有する上下に開放
    された鋳型と、鋳造開始時に鋳型下部を閉塞するよう配
    設される底台を備え、該底台に金属溶湯を供給すること
    により鋳造を開始し、凝固した鋳塊とともに底台を降下
    させるようにした金属の竪型連続鋳造装置において、鋳
    型の内周と略相似で鋳型の内周面に接近する形状を有し
    且つ金属溶湯より低比重の枠部材を、鋳型内に供給され
    る溶湯の表面部に配設することを特徴とする金属の竪型
    連続鋳造装置。
  3. 【請求項3】 枠部材が、上下方向および/または水平
    方向に可動するようにしたことを特徴とする請求項1記
    載の金属の竪型連続鋳造方法。
JP17936894A 1994-07-07 1994-07-07 金属の竪型連続鋳造方法および装置 Pending JPH0824995A (ja)

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