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JPH01237051A - 帯状鋳塊の連続鋳造法 - Google Patents

帯状鋳塊の連続鋳造法

Info

Publication number
JPH01237051A
JPH01237051A JP6313988A JP6313988A JPH01237051A JP H01237051 A JPH01237051 A JP H01237051A JP 6313988 A JP6313988 A JP 6313988A JP 6313988 A JP6313988 A JP 6313988A JP H01237051 A JPH01237051 A JP H01237051A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
band
molten metal
continuous casting
rotary mold
structure according
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
JP6313988A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsumi Ono
大野 篤美
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.)
OCC Co Ltd
Original Assignee
OCC Co Ltd
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 OCC Co Ltd filed Critical OCC Co Ltd
Priority to JP6313988A priority Critical patent/JPH01237051A/ja
Publication of JPH01237051A publication Critical patent/JPH01237051A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0611Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a single casting wheel, e.g. for casting amorphous metal strips or wires

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

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〕 本発明は加工性にすぐれた一方向凝固組織i織からなる
帯状鋳塊の連続鋳造法に関するものである。
より詳しくは、鋳造金属の凝固温度以上に加熱された回
転鋳型の周表面に鋳造金属溶湯を供給し、その鋳造金属
の自由表面を冷却することによって、加工性にすぐれた
一方向凝固組織からなる帯状鋳塊を連続的に鋳造するこ
とのできる方法に関する。
最近電子工業の急速な発展に伴い、使用される機器が小
型化、精密化の一途を辿るようになり、それにつれて用
いられる金属材料もより薄肉で且つ幅細になり、品質に
対しても過酷な要求がなされるようになった。すなわち
、内部に巣や気泡がなく、また不純物の集積しやすい結
晶粒界のない、一方向凝固組織の素材から作られた、よ
り細い線や薄い板や箔が要求されるようになった。
−aに金属鋳塊に、冷間加工を施す時は、加工硬化を起
こし、やがて凝固時に形成されたいわゆる一次の結晶粒
界から破壊しやすいことが知られている。したがって、
極細線や極薄肉の板や箔の素材としての金属鋳塊の組織
は、前記した加工により亀裂発生の起源となりやすい一
次の結晶粒界のないものであることがきわめて望ましい
〔従来の技術〕
従来、一方向凝固組織からなる鋳塊の連続鋳造法として
は、本発明者の発明になる加熱鋳型を用いた鋳塊の連続
鋳造法(特許第1049146号)があった、この方法
は一方向凝固組織や単結晶からなる鋳塊をうるにきわめ
てすぐれた方法である。ただ唯一の欠点は鋳造速度が遅
く、そのために、従来の連続鋳造法に比べて生産性が低
いので、一般に広く使用されるに至らず、わずかに信号
伝送用の電導材料の製造に使用されている状態である。
本発明者は、第1図の如き連続鋳造装置を用い一方向凝
固組織を存する帯状鋳塊を高速で鋳造できる方法を見出
す目的で多くの実験を行った。
その結果、回転鋳型■の鋳型周表面からの結晶の核生成
を阻止するために、鋳造金属の凝固温度以上の温度にガ
スバーナーの如き加熱装置■によって加熱した回転鋳型
周表面上に給湯ノズル■から7容湯■を供給し、下’1
itIIIAにおいて鋳造金属の自由表面を強制的に冷
却スプレー■によって冷却する時は、一方向凝固組織か
らなる帯状鋳塊0が得られることを知り、特11160
−254956号を出願した。
〔発明の解決しようとする問題点〕
しかしながら、特@60−254956号の技術を実施
するにあたっては、さらに解決しなければならない問題
の存在することが明らかとなったその第1は、回転鋳型
■が加熱冷却の繰り返しによって変形や破壊するために
、加熱冷却による回転鋳型Φ周表面の温度変化の幅を可
能なかぎり小さくしなければならないこと、第2は回転
鋳型■周表面に供給される溶湯が、給湯ノズル■と回転
鋳型Φ周表面との間隙の不規則な変動によって、ブレー
クアウトを起こしやすいので、給湯ノズル■先端の溶湯
圧をできるだけ小さくしなければならないこと、この2
点を解決しないかぎり、回転加熱鋳型による帯状鋳塊の
連続鋳造の実用化はきわめて困難であることを知った。
〔発明の目的〕
本発明は、回転鋳型の加熱冷却の温度変化を小さくし、
なおかつ、給湯ノズル出口における溶湯圧を小さくして
、回転加熱鋳型による帯状鋳塊の連続鋳造を可能ならし
める、改良された連続鋳造法を提供するものである。
〔発明の構成〕
このような本発明の目的は、溶湯供給位置を回転鋳型の
上端より上流側におき、鋳型へ溶湯を供給するための溶
湯保持炉すわちタンプシュ内の溶湯の湯面が、回転鋳型
のほぼ上端またはそれ以下のレベルになるようにするこ
とによって達成される。
本発明を以下に実施例によって説明する。
第2図において、■は黒鉛または耐火物、または高融点
の金属からなる回転鋳型で■の抵抗発熱体を内蔵してお
り、この抵抗発熱体に一般的方法によって外部より電流
を流すことによって、鋳塊の冷却に際して鋳型面の温度
低下を防ぎ溶湯と接する鋳型周表面は常に鋳造金属の凝
固温度以上に保持されるようになっている。さらに回転
鋳型は矢印の方向に一定速度で回転するようになってい
る。■は回転鋳型に溶湯を供給するためのノズルで溶湯
保持容器■に連結している。■はノズル■を加熱するた
めの発熱体で電気抵抗発熱体または高周波コイルからな
る。ノズル■の出口は常に鋳造金属の凝固温度以上に加
熱保持さている。■はノズル■の上流側で回転鋳型■の
周表面の加熱のためのガスバーナーの如き加熱装置で、
抵抗発熱体または高周波コイル、または電子ビームを用
いることもできる。■は溶湯で溶湯保持容器■から連続
的にノズル■内に供給されるようになっている。■は溶
湯の湯面間wjv装置で、これを降下させることによっ
て溶湯はノズル■を通して回転鋳型上に送られる。ノズ
ル■は、回転鋳型■の上端より上流側に位置し、ノズル
■を出る溶湯が回転鋳型■に付着して回転鋳型の上端を
越して後、■の水冷スプレーの如き冷却スプレーによっ
て、溶湯の自由表面から冷却される。冷却材としては、
冷却ガス、油、または霧などを用いることもできる。
冷却の開始によって、溶湯は凝固し、以後は凝固した帯
状鋳塊0と溶湯との凝固界面■においてのみ凝固は進行
する。溶湯保持容器Φ内の溶湯の湯面は鋳型のほぼ上端
またはそれより低いレベルに保持しつつ鋳造される。
いま、回転鋳型■を矢印の方向に回転せしめつつ、鋳型
に内蔵した発熱体■及び加熱装置■によって、回転鋳型
Φ周表面を鋳造金属の凝固温度以上になるように加熱す
る。ノズル■からの溶湯を回転鋳型■周表面上に供給し
、冷却スプレー■で冷却する時は、鋳塊の結晶は帯状鋳
塊の長さ方向に優先的に成長し、一方向凝固組織からな
る帯状鋳塊0をうることができる。
本発明の方法においては回転鋳型周表面の加熱によって
、回転鋳型周表面での新たな結晶の核生成が完全に阻止
されるために、帯状鋳塊を構成する結晶の数は、帯状鋳
塊の鋳造が進むにつれて、成長競争によって減少し、つ
いには単結晶になる傾向を有する。したがって、本発明
は、・単に一方向凝固組織を有する帯状鋳塊を得るに通
した方法を提供するのみでなく、単結晶からなる帯状鋳
塊を容易に製造することのできる方法を提供するもので
ある。さらに、共晶組成の合金の連続鋳造においては、
柱状共晶が一方向に整列した単一共晶からなる組織の帯
状鋳塊を容易に製造することができる。
本発明を実施するにあたっては溶湯は結晶の核生成の機
会をあたえないように、加熱したノズルの下面は回転鋳
型周表面にできるだけ接近させ、溶湯が上流側に漏れな
いようにしなければならない、さらに、帯状鋳塊の凝固
先端の回転鋳型周表面の温度が鋳造金属の凝固温度以上
になるように鋳型の加熱と帯状鋳塊の冷却の程度を調整
しなければならない。
本発明の方法を実施するために用いられる回転鋳型周表
面の材料は、錫、または鉛合金の如き低融点の帯状鋳塊
の鋳造のためには、耐熱ゴム、黒鉛、耐火物(例えばセ
ラミクス)、またはステンレス鋼の如き耐熱金属で、溶
湯と反応しない材料を選択して使用できる。またアルミ
ニウム、銅、または鉄合金の如き融点の高い帯状鋳塊の
鋳造のためには、シリコンカーバイド、シリコンナイト
ライド、ボロンナイトライド、アルミナ、マグネシア、
ジルコニアの如き耐火物のなかから、帯状鋳塊を構成す
る金属の酸化物と反応しない耐火物を選んで使用すれば
よい0回転鋳型は下地を金属にして表面に溶湯と反応し
ない耐火物を被覆して用いることができる。
また融点の高い帯状鋳塊の製造のためには、金属の溶解
及び溶湯の供給時の酸化を防止するために必要に応じて
無酸化雰囲気にするが、さらにノズルをアルゴンまたは
窒素の如き不活性、または水素、−酸化炭素の如き還元
性ガス雰囲気で保護することが好ましい。
ノズル及び回転鋳型の加熱のためには、錫、亜鉛、鉛の
如き低融点金属やアルミニウムの帯状鋳塊に対してはニ
クロム線、シリコンカーバイドの如き低い抵抗発熱体を
用いることができるが、融点の高い金属のためには、タ
ンタル、タングステン、モリブデン、白金、シリコンカ
ーバイドの如き融点の高い抵抗発熱体を用いることがで
きる。
また加熱手段としては高周波誘導加熱コイルやガスバー
ナー、電子ビームヒーターなどを用いることもできる。
また、本発明の方法によって、得られる一方向凝固組織
からなる帯状鋳塊の凝固先端は、回転鋳型周表面の温度
を凝固温度以上に維持することによって、回転鋳型周表
面上での結晶の核生成が阻止される結果、&fl織は完
全な一方向凝固組織となり、微細な巣、ガス泡、マクロ
的な溶質偏析のような欠陥のない高品質の帯状鋳塊をう
ろことができるので、本発明は磁性材料の如く一方向凝
固組織を必要とする材料や掻薄箔や橿細線用素材を簡単
な操作で、しかも高速で製造できるii期的な方法であ
る。
本発明の方法によれば、巣や気泡の如き従来の鋳造法で
は、避けがたい鋳造欠陥を容易に除くことができるが、
溶湯中に存在する非金属介在物はそのまま帯状鋳塊の中
に捕捉されてしまうので、介在物のない高品質材料をう
るためには、凝固以前の段階でこれを除去しなければな
らない、そのためには、ノズル内またはノズルに供給さ
れる以前の段階で溶湯を耐熱性金属網または多孔性セラ
ミクスフィルターを通過させることが必要である。
ノズルに溶湯を供給する際に、溶湯保持容器で予め溶解
し一定温度に保持した溶湯を適当な方法で加圧または減
圧して供給量を一定に調節しつつ連続的に供給すること
ができるが、場合によりノズル内に金属を粉粒または線
の形で供給し、ノズル内で溶解した後回転鋳型周表面上
に供給することもできる。
また帯状鋳塊の幅及び厚さは、ノズル開口端の幅は、溶
湯保持容器内?8湯の湯面の高さ、回転鋳型の回転速度
をかえることによって、自由にかえることができる。
本発明の実施例を以下に示す。
実施例1 表面に、幅30mm、深さ3m輪の溝を有する、径40
0m−の鋳鉄製回転ホイルを用いる第1図の如き装置を
用い、665℃に加熱した先端が30m5X2.−の水
平スリット型のアルミナノズルにA1溶湯を供給し、予
め表面を661℃に加熱された回転ホイルの溝表面に、
ノズルの先端が回転鋳型上端より上流側に位置するよう
にノズルを水平に設置し、回転ホイルを1000+s/
ll1inの周速度で冷却装置方向に回転せしめた。そ
のさい、回転ホイル上面に、ノズルから帯状に流出した
溶湯表面に鋳型の上端より下流側において冷却水を、ノ
ズルの反対方向に向かうように斜めに吹きつけた。
得られた厚さ21111、幅30■■ののAffi帯状
鋳塊の表面の腐食組織を観察したところ、完全な一方向
凝固組織からなっており、且つ得られたA1帯状鋳塊を
30ミクロンの厚さまで圧延したところ、耳割れの発生
がまったくなく、さらに、容易に圧延することが可能で
、本発明が帯状の金属箔用素材を連続的に製造するにき
わめてすぐれた方法であることを示した。
本発明は、一定方向に回転する回転鋳型周表面上に、溶
湯を供給するという、きわめて単純な操作によって、溶
湯から加工性のよい薄肉の金属帯状鋳塊を直接うろこと
ができる方法で、省エネルギー、省力化の点からもきわ
めて工業的に価値のある画期的方法である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の方法の一実施例の要部縦断面正面図、第
2図は本発明の方法の一実施例の要部縦断面正面図であ
る。 1、回転鋳型 2.抵抗発熱体 3.給湯用ノズル 4
.78場保持容器 51発熱体 6.加熱装置 7.溶
湯 8.湯面制御装置 9.冷却スプレー 10.帯状
鋳塊 11. a固界面誇1171 +2■

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、鋳造金属の凝固温度以上に加熱された回転鋳型上端
    より上流側の周表面に鋳造金属溶湯を供給し、回転鋳型
    上端より下流側において回転方向に移動する鋳造金属の
    自由表面を強制的に冷却する帯状鋳塊の連続鋳造法にお
    いて、鋳型に溶湯を供給する溶湯保持容器内の溶湯の湯
    面が、回転鋳型のほぼ上端またはそれ以下のレベルにあ
    ることを特徴とする、一方向凝固組織からなる帯状鋳塊
    の連続鋳造法。 2、回転鋳型の加熱は鋳型内に内蔵されたる発熱体によ
    ることを特徴とする、請求項1記載の一方向凝固組織か
    らなる帯状鋳塊の連続鋳造法。 3、回転鋳型の給湯位置より上流側において鋳型周表面
    を、ガスバーナー、電気抵抗発熱体、電子ビームまたは
    高周波誘導コイルによって加熱することを特徴とする、
    請求項1記載の一方向凝固組織からなる帯状鋳塊の連続
    鋳造法。 4、回転鋳型周表面が耐火物、金属、黒鉛からなること
    を特徴とする請求項1記載の一方向凝固組織からなる帯
    状鋳塊の連続鋳造法。 5、回転鋳型が少なくとも一つの溝型であることを特徴
    とする、請求項1記載の一方向凝固組織からなる帯状鋳
    塊の連続鋳造法。 6、回転鋳型に溶湯を供給するノズルを設け、その出口
    の温度が鋳造金属の凝固温度以上に加熱されていること
    を特徴とする、請求項1記載の一方向凝固組織からなる
    帯状鋳塊の連続鋳造法。 7、回転鋳型と接する帯状鋳塊の凝固先端における回転
    鋳型表面温度が鋳造金属の凝固温度以上に保たれている
    ことを特徴とする、請求項1記載の一方向凝固組織から
    なる帯状鋳塊の連続鋳造法。 8、溶湯が無酸化性ガス雰囲気内にあることを特徴とす
    る、請求項1記載の一方向凝固組織からなる帯状鋳塊の
    連続鋳造法。 9、帯状鋳塊が単結晶からなることを特徴とする、請求
    項1記載の一方向凝固組織からなる帯状鋳塊の連続鋳造
    法。 10、溶湯があらかじめ異物除去用フィルターを通過し
    ていることを特徴とする、請求項1記載の一方向凝固組
    織からなる帯状鋳塊の連続鋳造法。 11、ノズルの加熱に高周波誘導コイルを用いることを
    特徴とする、請求項1記載の一方向凝固組織からなる帯
    状鋳塊の連続鋳造法。 12、ノズルと回転鋳型が溶湯と反応しない耐熱材料で
    作られていることを特徴とする、請求項1記載の一方向
    凝固組織からなる帯状鋳塊の連続鋳造法。
JP6313988A 1988-03-18 1988-03-18 帯状鋳塊の連続鋳造法 Pending JPH01237051A (ja)

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JPH01237051A true JPH01237051A (ja) 1989-09-21

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JP (1) JPH01237051A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5564489A (en) * 1993-03-05 1996-10-15 Wieland-Werke Ag Casting device for the continuous manufacture of metal strip

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5564489A (en) * 1993-03-05 1996-10-15 Wieland-Werke Ag Casting device for the continuous manufacture of metal strip

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