JP2004298948A - Casting runner for manufacturing continuously cast bar, method for manufacturing continuously cast bar, and zn wire or zn-al alloy wire - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress cracks caused in continuously cast bar when manufacturing the continuously cast bar by using a rotary strip casting machine. <P>SOLUTION: A nearly parallelopiped casting runner 500 having a settling part 550, a rectifying part 560, and a runner 510 in the longitudinal direction of an upper surface is manufactured and installed on a casting wheel 21. Molten metal from a nozzle runner 4 is received by the settling part 550, and rectified by the rectifying part 560. The rectified molten metal passes through the runner 510 in a downward curve in a rectified flow as the molten metal approaches a taphole 540 from the rectifying part 560, and poured into a casting groove 200 from a runner bottom part 530 located below a casting groove top part 210 at the taphole 540 while gradually subjected to the downward force. The poured molten metal is cast while being held between a casting groove bottom part 230 and a steel strip 25. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロータリーストリップキャスト機へ溶湯を注湯して連続鋳造バーを製造する際に用いる鋳造樋、および当該鋳造樋を用いた連続鋳造バーの製造方法、並びに当該製造方法により製造された連続鋳造バーを圧延して製造された金属線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばＺｎ−Ａｌ合金線の製造には、金型鋳造や半連続鋳造によりＺｎ−Ａｌ合金バーを製造後、熱間溝ロール圧延法や熱間押し出し法によって熱間加工し、ついで冷間加工で仕上げるバッチ式加工法（特開平６−２２８６８６、特開平１１−１８１５６２）、ロータリーストリップキャスト機と連続圧延機を組み合わせた連続鋳造圧延法（例えば、特許文献１）等が用いられてきた。
【０００３】
上記の連続鋳造圧延法は、上述したＺｎ−Ａｌ合金線を始め、Ｚｎ線、Ｃｕ線、Ｃｕ合金線、等を連続的に製造できる生産性に優れた方法である。この連続鋳造圧延法について、Ｚｎ−Ａｌ合金線製造を例として、図面を参照しながら簡単に説明する。
図４は、ロータリーストリップキャスト機を用いた連続鋳造圧延法における製造工程の模式的な断面図である。
図４において、当該製造工程は、溶湯炉１、ロータリーストリップキャスト機２、連続圧延機９を有している。
溶湯炉１は炉体１１とノズル樋４から構成されており、炉体１１の外周には図示されない加熱装置が設置されている。
ロータリーストリップキャスト機２は、鋳造ホイール２１、ロール２２、２３、２４とこれらのホイール、ロールの間を回転する鋼帯２５、および鋳造ホイール内に冷却用水噴射装置２６、ロータリーストリップキャスト機２に隣接して冷却用水噴射装置２７から構成されている。
【０００４】
次に、当該製造工程によるＺｎ−Ａｌ合金線の製造について、簡単に説明する。
所定の温度に保持された溶湯炉内部のＺｎ−Ａｌ合金溶湯は、所定時間毎に一定量がノズル樋４を通じて、ロータリーストリップキャスト機２へ供給される。その供給量は後工程の製造処理能力によって適宜決定される。
【０００５】
ロータリーストリップキャスト機２の鋳造ホイール２１の外周部には、中央に鋳型溝が切られており、ノズル樋４から供給されるＺｎ−Ａｌ合金溶湯がこの鋳型溝と鋼帯２５の間に挟まれ、さらに冷却水噴射装置２６により冷却され連続鋳造バー５へと製造される。得られた連続鋳造バー５は冷却用水噴射装置２７で冷却され、適宜な温度範囲内に制御され次工程の連続圧延機９へ送られる。
連続圧延機９へ送られた連続鋳造バー５は、所望に圧延されてＺｎ−Ａｌ合金線を得ることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２０８２６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のロータリーストリップキャスト機と連続圧延機を組み合わせた連続鋳造圧延法において、ロータリーストリップキャスト機で製造された連続鋳造バーにクラックが発生し、次工程の連続圧延機にて当該バーが破断し、良好なＺｎ−Ａｌ合金線等の金属線を製造出来ないことがあった。
【０００８】
本発明者らが鋭意研究の結果、Ｚｎ−Ａｌ合金等の金属の溶湯をロータリーストリップキャスト機へ注湯する樋の形状・構造が、Ｚｎ−Ａｌ合金等の連続鋳造バーのクラック発生に影響を与えていることに想到した。
【０００９】
以下、この解明過程について、Ｚｎ−Ａｌ合金の連続鋳造バーの製造を例として、図面を参照しながら簡単に説明する。、
図３は、従来の技術に係るノズル樋がロータリーストリップキャスト機の鋳造ホイールに設置され、溶湯が鋳湯されている状態を示した拡大斜視図である。
【００１０】
図３に示すロータリーストリップキャスト機２において、符号２１は鋳造ホイールを示し、鋳造ホイール２１の外周面には、鋳造溝壁部２２０、鋳造溝底部２３０を有する鋳造溝２００が設けられ、その他の外周面は鋳造溝頂部２１０を構成する。
鋳造溝２００には、従来の技術に係るノズル樋４が設置され溶湯３が注湯される。鋳造溝２００に溶湯３が注湯された先には、ロール２２が鋳造ホイール２１に接して設けられ、さらにロール２２には鋼帯２５が設置されている。
【００１１】
従来の技術に係るノズル樋４から流下した溶湯３は、鋳造溝２００内に収納され、図面手前側に向かう鋳造ホイール２１の回転により、連続的に図面手前側へ運搬され、鋳造溝２００と鋼帯２５とに挟まれて鋳造される。
【００１２】
本発明者らは、この溶湯３が、従来の技術に係るノズル樋４から流下する際、大きな自重により勢いよく鋳造溝底部２３０に衝突して、跳ね返り、気泡の包含、酸化物の生成、乱流の生成等を起こしながらロ−ル２２の位置に到達し、鋼帯２５と鋳造溝２００とに挟まれて鋳造がおこなわれているのを見出した。そして、この跳ね返り、気泡の包含、酸化物の生成、乱流の生成等が、鋳造の際、溶湯３の冷却バランスを崩す結果、上述したように、製造された連続鋳造バーのクラック発生原因となり、次工程の連続圧延機にてバーが破断する原因となっていたのである。
【００１３】
上述の解明結果に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、ロータリーストリップキャスト機を用いて連続鋳造バーを製造する際に用いる鋳造樋であって製造される連続鋳造バーにクラックを発生させることのない鋳造樋、当該鋳造樋を用いた連続鋳造バーの製造方法、および当該連続鋳造バーの製造方法により製造された連続鋳造バーより製造される金属線を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の手段は、ロータリーストリップキャスト機へ溶湯を注湯して、連続鋳造バーを製造する際に用いる鋳造樋であって、
流下してくる溶湯を受け止める沈静部と、前記沈静部から流れ出した溶湯が通過する湯道と、前記湯道の先端に設けられ前記ロータリーストリップキャスト機の鋳造ホイールに設けられた鋳造溝へ前記溶湯を注湯する出湯口とを有し、
前記湯道の底部は、下方へ向かう傾斜をもって前記出湯口へ連なり、
前記出湯口の先端の底部は、前記鋳造溝の頂部より下側に位置することを特徴とする連続鋳造バー製造用の鋳造樋である。
【００１５】
上述の構成により、前記湯道の底部と前記鋳造溝底部との高低差を、所望の値に安定して短縮し、前記溶湯が前記鋳造溝底部に衝突する際の衝撃を低減することで、製造された連続鋳造バーにクラックが発生するのを抑制することができる。
【００１６】
第２の手段は、第１の手段に記載の連続鋳造バーを製造する際に用いる鋳造樋であって、
前記湯道の底部と、前記鋳造溝の底部との高低差が１０ｍｍ以下であることを特徴とする連続鋳造バー製造用の鋳造樋である。
【００１７】
前記湯道の底部と前記鋳造溝底部との高低差は、１０ｍｍ以下であることが好適である。
【００１８】
第３の手段は、第１または第２の手段に記載の連続鋳造バーを製造する際に用いる鋳造樋であって、
前記連続鋳造バーとは、ＺｎまたはＺｎ−Ａｌ合金のバーであることを特徴とする連続鋳造バー製造用の鋳造樋である。
【００１９】
上記の構成を有する鋳造樋は、ＺｎまたはＺｎ−Ａｌ合金の連続鋳造バーを製造するのに好適である。
【００２０】
第４の手段は、ロータリーストリップキャスト機を用いて連続鋳造バーを製造する製造方法であって、
第１から第３の手段のいずれかに記載の連続鋳造バー製造用の鋳造樋を用いて、連続鋳造バーを製造することを特徴とする連続鋳造バーの製造方法である。
【００２１】
上述の構成を有する鋳造樋を用いて、ロータリーストリップキャスト機により連続鋳造バーを製造することで、クラックの発生が抑制された連続鋳造バーを製造することができる。
【００２２】
第５の手段は、第４の手段に記載の連続鋳造バーの製造方法であって、
前記出湯口の先端から前記鋳造溝へ注湯される溶湯が、前記出湯口の先端から２０ｍｍ未満の位置で前記鋳造溝の底部に接するものであることを特徴とする連続鋳造バーの製造方法である。
【００２３】
上述の構成を有する鋳造樋を用いて、ロータリーストリップキャスト機により連続鋳造バーを製造する際、前記出湯口の先端から前記鋳造溝へ注湯される溶湯が、前記出湯口の先端から２０ｍｍ未満の位置で前記鋳造溝の底部に接するようにすることで、クラックの発生が抑制された連続鋳造バーを製造することができる。
【００２４】
第６の手段は、第４または第５の手段に記載の連続鋳造バーの製造方法であって、
前記連続鋳造バーとは、ＺｎまたはＺｎ−Ａｌ合金のバーであることを特徴とする連続鋳造バーの製造方法である。
【００２５】
上記の構成を有する連続鋳造バーの製造方法は、ＺｎまたはＺｎ−Ａｌ合金の連続鋳造バーを製造するのに好適である。
【００２６】
第７の手段は、第６の手段に記載の連続鋳造バーの製造方法により製造されたＺｎまたはＺｎ−Ａｌ合金連続鋳造バーを圧延して製造されたことを特徴とするＺｎ線またはＺｎ−Ａｌ合金線である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明者らが本発明を成した過程および本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る改良された鋳造樋がロータリーストリップキャスト機の鋳造ホイールに設置された状態を示した斜視図であり、図２は、本発明の中間段階に係る鋳造樋がロータリーストリップキャスト機の鋳造ホイールに設置された状態を示した斜視図である。
【００２８】
本発明者らは、溶湯が、従来の技術に係るノズル樋から流下する際、大きな自重により勢いよく鋳造溝底部に衝突することが、製造された連続鋳造バーにクラックが発生する要因であるとの解明結果に基づき、図２に示す本発明の中間段階に係る鋳造樋３００を作製した。
尚、図２において、ノズル樋４、鋳造ホイール２１、鋳造溝２００、鋳造溝頂部２１０、鋳造溝壁部２２０、鋳造溝底部２３０、ロール２２、鋼帯２５は従来の技術で説明したものと同様である。また、溶湯の記載は省略してある。
【００２９】
ここで、鋳造樋３００について説明する。
鋳造樋３００は略直方体形状を有し、その上面には、長手方向に向かって湯道壁部３２０と湯道底部３３０とを有する湯道３１０が彫り込まれている。湯道３１０は、溶湯炉から流下してくる溶湯を受け止める沈静部３５０から始まる。沈静部３５０は、それに連なる他の湯道より拡幅され且つ浚渫されている。沈静部３５０から湯道３１０を介して整流部３６０が設けられている。整流部３６０も湯道３１０と比較して拡幅され且つ浚渫されている。整流部３６０から先の湯道３１０は緩やかな下り傾斜を持って出湯口３４０に至り鋳造樋３００の側壁面に開口する。
【００３０】
次に、鋳造樋３００を用いた場合の溶湯の流れについて説明する。
ノズル樋４から流下してくる溶湯は、一旦沈静部３５０に貯留して受け止められ、ここで沈静化される。沈静部３５０から流れ出た溶湯は、湯道３１０を通過し整流部３６０へ入る。整流部３６０も湯道３１０と比較して拡幅され且つ浚渫されているので、溶湯はここでも、一旦受け止められる。この結果、整流部３６０から流れ出る溶湯の流れは整流されて、その先の湯道３１０を通過し出湯口３４０に至る。出湯口３４０に至った、溶湯は整流のまま鋳造溝２００へ注湯され、鋳造溝底部２３０と鋼帯２５とに挟まれて鋳造される。
【００３１】
この鋳造樋３００を用い、ノズル樋４から流下してくる溶湯を、一旦この鋳造樋３００にて受け、整流化した後に鋳造溝２００へ注湯することにより、製造される連続鋳造バーのクラック発生は低減したが、本発明者らは、さらなるクラック発生の低減を目標とした。そして、本発明者らは、鋳造樋３００を用いたのみでは、溶湯が、鋳造樋３００から鋳造溝２００へ注湯される際に、出湯口３４０における鋳造溝底部２３０と湯道底部との高低差があること、およびこの高低差と溶湯が有する水平方向の慣性力とのため、溶湯が鋳造溝底部と接触する位置（図面中に符号Ｌ２として記載した。）が出湯口３４０から離れてしまうことにより酸化物の生成や乱流の生成を、起こしているのではないかという仮説をたてた。
【００３２】
特に、溶湯が注湯される際、大気中の酸素等により酸化を受け易いＺｎやＺｎ−Ａｌ合金は、これらの酸化物が生成し易く、製造される連続鋳造バーのクラック発生原因となっていると考えられた。
【００３３】
当該仮説に基づき、溶湯が鋳造樋３００から鋳造溝底部３３０へ、注湯される際の衝撃をさらに抑制することを考え、鋳造樋３００を改良した鋳造樋を作製した。そして、この改良した鋳造樋を用いて連続鋳造バーを製造したところ、クラックの発生を抑制できることが判明した。以下、図１を参照しながらこの改良した鋳造樋について説明する。
【００３４】
図１は、本発明に係る改良された鋳造樋がロータリーストリップキャスト機の鋳造ホイールに設置された状態を示した斜視図である。
尚、図１においても、ノズル樋４、鋳造ホイール２１、鋳造溝２００、鋳造溝頂部２１０、鋳造溝壁部２２０、鋳造溝底部２３０、ロール２２、鋼帯２５は従来の技術で説明したものと同様である。また、溶湯の記載は省略してある。
【００３５】
ここで、鋳造樋５００について説明する。
鋳造樋５００も、図２にて説明した鋳造樋３００と同様の略直方体形状を有し、その上面には、長手方向に向かって湯道壁部５２０と湯道底部５３０とを有する湯道５１０が彫り込まれている。湯道５１０は、溶湯炉から流下してくる溶湯を受け止める沈静部５５０から始まる。沈静部５５０は、それに連なる他の湯道より拡幅され且つ浚渫されている。沈静部５５０から湯道５１０を介して整流部５６０が設けられている。整流部５６０も湯道５１０と比較して拡幅され且つ浚渫されている。以上の部分は、鋳造樋３００と同様の構成を有している。
【００３６】
整流部５６０から先の湯道５１０は緩やかな下り傾斜を持って出湯口５４０に至り鋳造樋５００の側壁面に開口する。
ここで、出湯口５４０の構造について説明する。出湯口５４０の底面である下面先端部５０５は一様な平面ではなく、出湯口５４０下方部分が下面突起部５０６として下方に突起している。この下方突起部５０６は、回転する鋳造ホイール２１の鋳造溝２００に収まって鋳造溝壁部２２０と摺動し、鋳造ホイール２１に対する鋳造樋５００の位置の安定化を図ることである。このとき、下面先端部５０５は、鋳造溝頂部２１０と摺動する。
【００３７】
上述した湯道５１０は、下方に傾斜しながら下方突起部５０６内を進み、出湯部５４０に至る。この結果、出湯部５４０における湯道底部５３０の位置は、鋳造溝頂部２１０より下側に位置する。
尚、鋳造樋５００の下面突起部５０６を除く下面先端部５０５は、鋳造ホイール２１の外周形状に沿った、上に凸の円弧形状を有していることが、位置安定化の観点より好ましい。
【００３８】
次に、鋳造樋５００を用いた場合の溶湯の流れについて説明する
まず、ノズル樋４から流下してきた溶湯が、沈静部５５０で受け止められ、湯道５１０を通過して整流部５６０にて整流化される構成は、図２で説明した鋳造樋３００の構成と同様である。
【００３９】
整流部５６０から出湯口５４０に至る湯道５１０は、出湯口５４０に近づくにつれて、下方に向かう曲線を描いて出湯口５４０に至る。その結果、整流部５６０を出た溶湯は、整流のまま湯道５１０を通過し、下面突起部５０６において緩やかに下向きの力を付与され出湯口５４０から鋳造溝２００へ注湯される。この付与された下向きの力に加え、湯道底部５３０の位置は、鋳造溝頂部２１０より下側に位置しているので、溶湯は、殆ど衝撃を受けることなく鋳造樋５００から鋳造溝２００へ注湯される。注湯された溶湯は、鋳造溝底部２３０と鋼帯２５とに挟まれて鋳造される。
【００４０】
尚、本発明においては、下面突起部５０６の設計により、鋳造溝底部２３０と出湯口５４０における湯道底部との高低差を、所望の値に設定することが可能だが、概ね１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００４１】
さらに、湯道底部５３０と鋳造溝に注湯される溶湯の液面との高低差を短縮したことに加え、上述した、下面突起部５０６にて溶湯へ緩やかに下向きの力を付与したことにより、出湯口５４０から流出した溶湯が、鋳造溝底部に接触する位置（（図面中に符号Ｌ１として記載した。）を、出湯口５４０の手前に引き寄せ、溶湯が鋳造溝底部に衝突する際の衝撃を、より和らげることができた。好ましくは、出湯口５４０の先端から２０ｍｍ未満の位置、さらに好ましくは、概ね１０ｍｍの位置にて溶湯を鋳造溝の底部へ接触させる。
【００４２】
このようにして、ＺｎやＺｎ−Ａｌ合金を始めとして、製造された連続鋳造バーのクラック発生を抑制することができた。そして、製造されたクラック発生が抑制された連続鋳造バーを圧延したところ、組織の均一な優れた線材を製造することができた。
【００４３】
ここで、鋳造樋５００の材質は、熱伝導性が低く加工し易いセラミック部材が好適であり、珪酸カルシウム製断熱材等が挙げられる。鋳造樋５００の熱伝導性が低いと、溶湯が急激に冷却されることがなく、流れが整流化する時間を稼げると同時に、冷却バランスの崩れを引き起こすこともないからである。
【００４４】
（実施例１）
傾動炉にてＪＩＳ Ｈ ２１０７に規定する最純亜鉛地金とＪＩＳ Ｈ ２１０２に規定する１種アルミニウム地金を溶解してＺｎ−Ａｌ合金溶湯を調製し、溶湯炉へ移湯した。移湯されたＺｎ−Ａｌ合金溶湯を、溶湯炉にて４２０〜４３０℃を保ちながら、鋳造樋５００を使用してロータリーストリップキャスト機へ供給した。
この際、湯道の底部と鋳造溝の底部との高低差は８ｍｍで、また出湯口から流出した溶湯が鋳造溝底部に接触する位置は出湯口先端から１０ｍｍであった。
その結果、クラックの無い良好なＺｎ−Ａｌ合金連続鋳造バーを得ることができた。
【００４５】
（実施例２）
傾動炉にてＪＩＳ Ｈ ２１０７に規定する最純亜鉛地金を溶解して亜鉛溶湯を溶湯炉１へ移湯した。移湯された亜鉛溶湯を、溶湯炉にて４３０〜４６０℃を保ちながら、鋳造樋５００を使用してロータリーストリップキャスト機へ供給した。
この際、湯道の底部と鋳造溝の底部との高低差は１０ｍｍで、また出湯口から流出した溶湯が鋳造溝底部に接触する位置は出湯口先端から１０ｍｍであった。
その結果、クラックの無い良好な亜鉛連続鋳造バーを得ることができた。
【００４６】
（比較例１）
鋳造樋として、沈静部、整流部、及び出湯口の傾斜を有さず、単に直線的な鋳造溝を有する比較のための鋳造樋を用いた以外は、実施例１と同条件でＺｎ−Ａｌ合金連続鋳造バーの製造を行った。
得られたＺｎ−Ａｌ合金連続鋳造バーにはクラックが発生しており、著しく品質を悪化させた。
この際、湯道の底部と鋳造溝の底部との高低差は２０ｍｍで、また出湯口から流出した溶湯が鋳造溝低部に接触する位置は出湯口先端から３０ｍｍであった。
【００４７】
（比較例２）
比較例１と同様の比較のための鋳造樋を用いた以外は、実施例２と同条件で亜鉛連続鋳造バーの製造を行った。
得られた亜鉛連続鋳造バーにはクラックが発生しており著しく品質を悪化させた。
この際、湯道の底部と鋳造溝の底部との高低差は２０ｍｍで、また出湯口から流出した溶湯が鋳造溝低部に接触する位置は出湯口先端から３０ｍｍであった。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ロータリーストリップキャスト機へ溶湯を注湯して、連続鋳造バーを製造する際に用いる鋳造樋であって、
流下してくる溶湯を受け止める沈静部と、前記沈静部から流れ出した溶湯が通過する湯道と、前記湯道の先端に設けられ前記ロータリーストリップキャスト機の鋳造ホイールに設けられた鋳造溝へ前記溶湯を注湯する出湯口とを有し、
前記湯道の底部は、下方へ向かう傾斜をもって前記出湯口へ連なり、
前記出湯口の先端の底部は、前記鋳造溝の頂部より下側に位置することを特徴とする連続鋳造バー製造用の鋳造樋であり、
当該鋳造樋は、前記湯道の底部と前記鋳造溝底部との高低差を、所望の値に安定して短縮し、前記溶湯が前記鋳造溝底部に衝突する際の衝撃を低減することで、製造された連続鋳造バーにクラックが発生するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る改良された鋳造樋が、鋳造ホイールに設置された状態を示した斜視図である。
【図２】本発明の中間段階に係る鋳造樋が、鋳造ホイールに設置された状態を示した斜視図である。
【図３】従来の技術に係るノズル樋が、鋳造ホイールに設置された状態を示した斜視図である。
【図４】従来の技術に係るロータリーストリップキャスト機を用いた連続鋳造圧延法の模式的な断面図である。
【符号の説明】
２．ロータリーストリップキャスト機
３．溶湯
４．従来の技術に係るノズル樋
５．連続鋳造バー
３００．発明の中間段階にある鋳造樋
３１０．湯道
３３０．湯道底部
３４０．出湯口
３５０．沈静部
３６０．整流部
５００．本発明に係る改良された鋳造樋
５１０．湯道
５３０．湯道底部
５４０．出湯口
５５０．沈静部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a casting gutter used for manufacturing a continuous casting bar by pouring a molten metal into a rotary strip caster, a method of manufacturing a continuous casting bar using the casting gutter, and a continuous casting manufactured by the manufacturing method. The present invention relates to a metal wire manufactured by rolling a bar.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, in the production of a Zn-Al alloy wire, after producing a Zn-Al alloy bar by die casting or semi-continuous casting, hot working by hot groove roll rolling method or hot extrusion method, then cold working A batch processing method (JP-A-6-228686, JP-A-11-181562) for finishing by processing, a continuous casting and rolling method combining a rotary strip casting machine and a continuous rolling mill (for example, Patent Document 1) and the like have been used.
[0003]
The above-mentioned continuous casting and rolling method is a method excellent in productivity in which the above-described Zn-Al alloy wire, Zn wire, Cu wire, Cu alloy wire, and the like can be continuously manufactured. This continuous casting and rolling method will be briefly described with reference to the drawings, taking production of a Zn-Al alloy wire as an example.
FIG. 4 is a schematic sectional view of a manufacturing process in a continuous casting and rolling method using a rotary strip caster.
In FIG. 4, the manufacturing process includes a molten metal furnace 1, a rotary strip caster 2, and a continuous rolling mill 9.
The molten metal furnace 1 is composed of a furnace body 11 and a nozzle gutter 4, and a heating device (not shown) is installed on the outer periphery of the furnace body 11.
The rotary strip caster 2 comprises a casting wheel 21, rolls 22, 23, 24 and a steel strip 25 rotating between these wheels, rolls, and a cooling water jet 26 in the casting wheel, adjacent to the rotary strip caster 2. And a cooling water injection device 27.
[0004]
Next, the production of the Zn—Al alloy wire by the production process will be briefly described.
A predetermined amount of the molten Zn—Al alloy in the molten metal furnace maintained at a predetermined temperature is supplied to the rotary strip casting machine 2 through the nozzle trough 4 at predetermined time intervals. The supply amount is appropriately determined according to the post-process manufacturing capacity.
[0005]
A mold groove is cut at the center of the outer peripheral portion of the casting wheel 21 of the rotary strip caster 2, and the molten Zn—Al alloy supplied from the nozzle gutter 4 is sandwiched between the mold groove and the steel strip 25. , And further cooled by a cooling water injection device 26 to produce a continuous casting bar 5. The obtained continuous casting bar 5 is cooled by a cooling water injection device 27, and is controlled within an appropriate temperature range and sent to a continuous rolling mill 9 in the next step.
The continuous casting bar 5 sent to the continuous rolling mill 9 can be rolled as desired to obtain a Zn-Al alloy wire.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-20826
[Problems to be solved by the invention]
However, in the continuous casting and rolling method combining the above-mentioned rotary strip caster and continuous rolling mill, cracks occur in the continuous casting bar manufactured by the rotary strip caster, and the bar is broken in the next step of the continuous rolling mill. However, in some cases, a good metal wire such as a Zn-Al alloy wire could not be manufactured.
[0008]
The present inventors have conducted intensive studies and found that the shape and structure of a gutter for pouring a molten metal such as a Zn-Al alloy into a rotary strip caster has an effect on the occurrence of cracks in a continuous casting bar such as a Zn-Al alloy. I came to what I was giving.
[0009]
Hereinafter, this elucidation process will be briefly described with reference to the drawings, taking the production of a continuous cast bar of a Zn-Al alloy as an example. ,
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a state in which a nozzle gutter according to the related art is installed on a casting wheel of a rotary strip caster and molten metal is being cast.
[0010]
In the rotary strip caster 2 shown in FIG. 3, reference numeral 21 denotes a casting wheel, and a casting groove 200 having a casting groove wall 220 and a casting groove bottom 230 is provided on the outer peripheral surface of the casting wheel 21. The surface constitutes the casting groove top 210.
A nozzle trough 4 according to the related art is installed in the casting groove 200 and the molten metal 3 is poured. Before the molten metal 3 is poured into the casting groove 200, a roll 22 is provided in contact with the casting wheel 21, and a steel strip 25 is provided on the roll 22.
[0011]
The molten metal 3 flowing down from the nozzle trough 4 according to the prior art is stored in a casting groove 200, and is continuously conveyed to the drawing front side by the rotation of the casting wheel 21 toward the drawing front side. It is sandwiched between the belt 25 and cast.
[0012]
When the molten metal 3 flows down from the nozzle trough 4 according to the prior art, it hits the casting groove bottom 230 vigorously due to its large weight, and rebounds, contains bubbles, generates oxides, and disturbs. It reached the position of the roll 22 while generating a flow and the like, and found that the casting was performed by being sandwiched between the steel strip 25 and the casting groove 200. The rebound, inclusion of air bubbles, generation of oxides, generation of turbulence, and the like disturb the cooling balance of the molten metal 3 during casting, and as a result, cause cracks in the manufactured continuous casting bar as described above. This caused the bar to break in the subsequent rolling mill in the next step.
[0013]
In view of the above-described findings, the problem to be solved by the present invention is to provide a casting gutter used for manufacturing a continuous casting bar using a rotary strip casting machine, and to generate cracks in the manufactured continuous casting bar. It is an object of the present invention to provide a casting gutter having no casting, a method for manufacturing a continuous casting bar using the casting gutter, and a metal wire manufactured from the continuous casting bar manufactured by the method for manufacturing a continuous casting bar.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The first means is a casting gutter used for pouring a molten metal into a rotary strip caster to produce a continuous casting bar,
A settling part for receiving the molten metal flowing down, a runner through which the molten metal flowing out of the settled part passes, and a casting groove provided at a tip of the runner and provided on a casting wheel of the rotary strip casting machine. And a tap for pouring
The bottom of the runner is connected to the tap with a downward slope,
The bottom of the tip of the tap hole is located below the top of the casting groove, and is a casting gutter for manufacturing a continuous casting bar.
[0015]
By the above-described configuration, the height difference between the bottom of the runner and the bottom of the casting groove is stably reduced to a desired value, and the impact when the molten metal collides with the bottom of the casting groove is reduced. Cracks can be suppressed in the manufactured continuous casting bar.
[0016]
The second means is a casting gutter used for producing the continuous casting bar according to the first means,
A casting gutter for producing a continuous casting bar, wherein a height difference between a bottom of the runner and a bottom of the casting groove is 10 mm or less.
[0017]
The height difference between the bottom of the runner and the bottom of the casting groove is preferably 10 mm or less.
[0018]
The third means is a casting gutter used when manufacturing the continuous casting bar according to the first or second means,
The continuous casting bar is a casting gutter for manufacturing a continuous casting bar, which is a bar of Zn or a Zn-Al alloy.
[0019]
The casting gutter having the above configuration is suitable for producing a continuous casting bar of Zn or a Zn-Al alloy.
[0020]
A fourth means is a manufacturing method for manufacturing a continuous casting bar using a rotary strip caster,
A method of manufacturing a continuous casting bar, comprising manufacturing a continuous casting bar using the casting gutter for manufacturing a continuous casting bar according to any one of the first to third means.
[0021]
By manufacturing a continuous casting bar by a rotary strip casting machine using the casting gutter having the above configuration, a continuous casting bar in which cracks are suppressed can be manufactured.
[0022]
The fifth means is a method for producing a continuous cast bar according to the fourth means,
A method of manufacturing a continuous casting bar, wherein molten metal poured into the casting groove from the tip of the tap hole is in contact with the bottom of the casting groove at a position less than 20 mm from the tip of the tap hole. is there.
[0023]
Using a casting gutter having the above-described configuration, when manufacturing a continuous casting bar by a rotary strip caster, the molten metal poured into the casting groove from the tip of the tap hole is less than 20 mm from the tip of the tap port. By making contact with the bottom of the casting groove at the position, a continuous casting bar in which generation of cracks is suppressed can be manufactured.
[0024]
Sixth means is a method for producing a continuous cast bar according to the fourth or fifth means,
The continuous casting bar is a method of manufacturing a continuous casting bar, which is a bar of Zn or a Zn-Al alloy.
[0025]
The method for manufacturing a continuous cast bar having the above configuration is suitable for manufacturing a continuous cast bar of Zn or a Zn-Al alloy.
[0026]
A seventh means is a Zn wire or Zn-Al manufactured by rolling a continuous casting bar of Zn or Zn-Al alloy manufactured by the method of manufacturing a continuous casting bar according to the sixth means. It is an alloy wire.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a process in which the present inventors have made the present invention and embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an improved casting gutter according to the present invention installed on a casting wheel of a rotary strip casting machine. FIG. 2 is a perspective view showing a casting gutter according to an intermediate stage of the present invention. It is the perspective view which showed the state installed in the casting wheel of the casting machine.
[0028]
The present inventors have found that when the molten metal flows down from the nozzle gutter according to the conventional technology, the collision with the casting groove bottom due to its large weight is a factor that causes cracks in the manufactured continuous casting bar. The casting gutter 300 according to the intermediate stage of the present invention shown in FIG.
In FIG. 2, the nozzle trough 4, the casting wheel 21, the casting groove 200, the casting groove top 210, the casting groove wall 220, the casting groove bottom 230, the roll 22, and the steel strip 25 are the same as those described in the related art. It is. The description of the molten metal is omitted.
[0029]
Here, the casting gutter 300 will be described.
The casting gutter 300 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and a runner 310 having a runner wall 320 and a runner bottom 330 is engraved on the upper surface thereof in the longitudinal direction. The runner 310 starts with a settling unit 350 that receives the melt flowing down from the melt furnace. The calming portion 350 is wider and dredged than other runners connected thereto. A rectifying section 360 is provided from the settling section 350 via the runner 310. The rectifying section 360 is also widened and dredged compared to the runner 310. The runner 310 ahead of the rectifying part 360 reaches the tap hole 340 with a gentle downward slope and opens to the side wall surface of the casting gutter 300.
[0030]
Next, the flow of the molten metal when the casting gutter 300 is used will be described.
The molten metal flowing down from the nozzle gutter 4 is temporarily stored in the calming unit 350 and received, and calmed here. The molten metal flowing out of the settling unit 350 passes through the runner 310 and enters the straightening unit 360. Since the rectifying section 360 is also widened and dredged as compared with the runner 310, the molten metal is once again received here. As a result, the flow of the molten metal flowing out of the rectifying section 360 is rectified, passes through the runner 310, and reaches the tap hole 340. The molten metal that has reached the tap hole 340 is poured into the casting groove 200 while being rectified, and is cast between the casting groove bottom 230 and the steel strip 25.
[0031]
Using this casting gutter 300, the molten metal flowing down from the nozzle gutter 4 is once received by the casting gutter 300, and after being rectified, poured into the casting groove 200, cracking of the manufactured continuous casting bar occurs. However, the present inventors aimed to further reduce the occurrence of cracks. Then, by using the casting gutter 300 only, when the molten metal is poured from the casting gutter 300 into the casting groove 200, the height of the casting groove bottom 230 and the runner bottom at the tap hole 340 is lowered. Because of the difference and the difference between the height and the horizontal inertia force of the molten metal, the position where the molten metal contacts the bottom of the casting groove (denoted as L2 in the drawing) is separated from the tap hole 340. He hypothesized that the formation of oxides and the generation of turbulence might be caused.
[0032]
In particular, when the molten metal is poured, Zn and Zn-Al alloys that are easily oxidized by oxygen in the atmosphere or the like are liable to generate these oxides and cause cracks in the manufactured continuous cast bar. Was thought to be.
[0033]
Based on the hypothesis, a casting gutter improved from the casting gutter 300 was manufactured in consideration of further suppressing the impact when the molten metal is poured from the casting gutter 300 to the casting groove bottom 330. Then, when a continuous casting bar was manufactured using the improved casting gutter, it was found that the occurrence of cracks could be suppressed. Hereinafter, the improved casting gutter will be described with reference to FIG.
[0034]
FIG. 1 is a perspective view showing an improved casting gutter according to the present invention installed on a casting wheel of a rotary strip caster.
In FIG. 1, the nozzle gutter 4, the casting wheel 21, the casting groove 200, the casting groove top 210, the casting groove wall 220, the casting groove bottom 230, the roll 22, and the steel strip 25 are the same as those described in the related art. The same is true. The description of the molten metal is omitted.
[0035]
Here, the casting gutter 500 will be described.
The casting gutter 500 also has a substantially rectangular parallelepiped shape similar to the casting gutter 300 described in FIG. 2, and a runner 510 having a runner wall 520 and a runner bottom 530 is engraved on the upper surface thereof in the longitudinal direction. Have been. The runner 510 starts with a settling unit 550 that receives the molten metal flowing down from the molten furnace. The settling portion 550 is wider and dredged than other runners connected to it. A rectifying section 560 is provided from the settling section 550 via a runner 510. The rectifying section 560 is also widened and dredged compared to the runner 510. The above parts have the same configuration as the casting gutter 300.
[0036]
The runner 510 ahead of the straightening part 560 reaches the tap hole 540 with a gentle downward slope and opens to the side wall surface of the casting gutter 500.
Here, the structure of the tap hole 540 will be described. The lower end portion 505, which is the bottom surface of the tap hole 540, is not a uniform flat surface, and a lower portion of the tap hole 540 projects downward as a lower surface projection 506. The lower protruding portion 506 fits in the casting groove 200 of the rotating casting wheel 21 and slides with the casting groove wall portion 220 to stabilize the position of the casting gutter 500 with respect to the casting wheel 21. At this time, the lower end 505 slides with the casting groove top 210.
[0037]
The above-mentioned hot runner 510 advances inside the lower protruding portion 506 while being inclined downward, and reaches the tapping portion 540. As a result, the position of the runner bottom 530 in the tapping section 540 is located below the casting groove top 210.
In addition, it is preferable that the lower end portion 505 of the casting gutter 500 except for the lower projection 506 has an upwardly convex arc shape along the outer peripheral shape of the casting wheel 21 from the viewpoint of stabilizing the position.
[0038]
Next, a description will be given of the flow of the molten metal when the casting gutter 500 is used. First, the molten metal flowing down from the nozzle gutter 4 is received by the settling part 550, passes through the runner 510, and is rectified by the rectifying part 560. The configuration performed is the same as the configuration of the casting gutter 300 described with reference to FIG.
[0039]
The runner 510 extending from the rectifying section 560 to the tap hole 540 draws a downward curve as approaching the tap port 540 and reaches the tap port 540. As a result, the molten metal that has flowed out of the rectifying section 560 passes through the runner 510 while being rectified, and a gentle downward force is applied to the lower surface projection 506 to be poured into the casting groove 200 from the tap hole 540. In addition to the applied downward force, the position of the runner bottom 530 is located below the casting groove top 210, so that the molten metal is injected from the casting gutter 500 into the casting groove 200 with almost no impact. Hot water. The poured molten metal is cast between the casting groove bottom 230 and the steel strip 25.
[0040]
In the present invention, the height difference between the casting groove bottom 230 and the runner bottom at the tap hole 540 can be set to a desired value by the design of the lower surface projection 506, but it is generally set to 10 mm or less. Is preferred.
[0041]
Furthermore, in addition to shortening the height difference between the runner bottom 530 and the liquid level of the molten metal poured into the casting groove, the above described lower surface projection 506 applies a gentle downward force to the molten metal. The position at which the molten metal flowing out of the tap hole 540 comes into contact with the bottom of the casting groove (indicated as L1 in the drawing) is drawn in front of the tap hole 540, and the impact when the molten metal collides with the bottom of the casting groove. Preferably, the molten metal is brought into contact with the bottom of the casting groove at a position less than 20 mm from the tip of the tap hole 540, more preferably at a position of approximately 10 mm.
[0042]
In this way, cracks in the manufactured continuous cast bar including Zn and Zn-Al alloy could be suppressed. Then, when the manufactured continuous casting bar in which the generation of cracks was suppressed was rolled, an excellent wire having a uniform structure could be manufactured.
[0043]
Here, the material of the casting gutter 500 is preferably a ceramic member having low thermal conductivity and easy to process, and examples thereof include a calcium silicate heat insulating material. This is because if the heat conductivity of the casting gutter 500 is low, the molten metal is not rapidly cooled, so that time for the flow to be rectified is increased, and at the same time, the cooling balance is not lost.
[0044]
(Example 1)
In a tilting furnace, a pure Zn metal stipulated in JIS H 2107 and a type 1 aluminum metal stipulated in JIS H 2102 were melted to prepare a molten Zn-Al alloy, which was transferred to a molten metal furnace. The transferred Zn—Al alloy melt was supplied to a rotary strip caster using the casting gutter 500 while maintaining the temperature at 420 to 430 ° C. in a molten metal furnace.
At this time, the height difference between the bottom of the runner and the bottom of the casting groove was 8 mm, and the position at which the molten metal flowing out of the tap was in contact with the bottom of the casting groove was 10 mm from the tip of the tap.
As a result, it was possible to obtain a good Zn-Al alloy continuous casting bar without cracks.
[0045]
(Example 2)
In a tilting furnace, the purest zinc ingot specified in JIS H 2107 was melted and the molten zinc was transferred to the melting furnace 1. The transferred zinc melt was supplied to a rotary strip caster using a casting gutter 500 while maintaining the temperature at 430 to 460 ° C. in a melt furnace.
At this time, the height difference between the bottom of the runner and the bottom of the casting groove was 10 mm, and the position at which the molten metal flowing out of the tap was in contact with the bottom of the casting groove was 10 mm from the tip of the tap.
As a result, a good zinc continuous casting bar without cracks could be obtained.
[0046]
(Comparative Example 1)
As a casting gutter, Zn-Al was used under the same conditions as in Example 1 except that a casting gutter for comparison having only a straight casting groove without a settling portion, a straightening portion, and a slope of a tap hole was used. Manufacture of alloy continuous casting bars was performed.
Cracks were generated in the obtained Zn-Al alloy continuous casting bar, and the quality was remarkably deteriorated.
At this time, the height difference between the bottom of the runner and the bottom of the casting groove was 20 mm, and the position where the molten metal flowing out of the tap hole came into contact with the lower portion of the casting groove was 30 mm from the tip of the tap hole.
[0047]
(Comparative Example 2)
A zinc continuous cast bar was manufactured under the same conditions as in Example 2 except that a casting gutter similar to that of Comparative Example 1 was used.
Cracks were generated in the obtained zinc continuous casting bar, and the quality was remarkably deteriorated.
At this time, the height difference between the bottom of the runner and the bottom of the casting groove was 20 mm, and the position where the molten metal flowing out of the tap hole came into contact with the lower portion of the casting groove was 30 mm from the tip of the tap hole.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, the present invention is a casting gutter used when pouring molten metal into a rotary strip caster and manufacturing a continuous casting bar,
A settling part for receiving the molten metal flowing down, a runner through which the molten metal flowing out of the settled part passes, and a casting groove provided at a tip of the runner and provided on a casting wheel of the rotary strip casting machine. And a tap for pouring
The bottom of the runner is connected to the tap with a downward slope,
The bottom of the tip of the tap hole is a casting gutter for continuous casting bar production, characterized in that it is located below the top of the casting groove,
The casting gutter, the height difference between the bottom of the runner and the bottom of the casting groove, is stably reduced to a desired value, by reducing the impact when the molten metal collides with the bottom of the casting groove, Cracks can be suppressed in the manufactured continuous casting bar.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an improved casting gutter according to the present invention installed on a casting wheel.
FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a casting gutter according to an intermediate stage of the present invention is installed on a casting wheel.
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a nozzle gutter according to a conventional technique is installed on a casting wheel.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a continuous casting and rolling method using a rotary strip caster according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
2. 2. Rotary strip casting machine Molten metal 4. 4. Nozzle gutter according to the prior art. Continuous casting bar 300. Casting trough 310. Runner 330. Runner bottom 340. Outlet 350. Settling part 360. Rectifying unit 500. An improved casting gutter 510 according to the present invention. Hot water 530. Runner bottom 540. Outlet 550. Calming part

Claims (7)

ロータリーストリップキャスト機へ溶湯を注湯して、連続鋳造バーを製造する際に用いる鋳造樋であって、
流下してくる溶湯を受け止める沈静部と、前記沈静部から流れ出した溶湯が通過する湯道と、前記湯道の先端に設けられ前記ロータリーストリップキャスト機の鋳造ホイールに設けられた鋳造溝へ前記溶湯を注湯する出湯口とを有し、
前記湯道の底部は、下方へ向かう傾斜をもって前記出湯口へ連なり、
前記出湯口の先端の底部は、前記鋳造溝の頂部より下側に位置することを特徴とする連続鋳造バー製造用の鋳造樋。Pouring molten metal into a rotary strip caster, a casting gutter used when manufacturing a continuous casting bar,
A settling part for receiving the molten metal flowing down, a runner through which the molten metal flowing out of the settled part passes, and a casting groove provided at a tip of the runner and provided on a casting wheel of the rotary strip casting machine. And a tap for pouring,
The bottom of the runner is connected to the tap with a downward slope,
A casting gutter for manufacturing a continuous casting bar, wherein a bottom portion at a tip of the tap hole is located below a top portion of the casting groove. 請求項１に記載の連続鋳造バーを製造する際に用いる鋳造樋であって、
前記湯道の底部と、前記鋳造溝の底部との高低差が１０ｍｍ以下であることを特徴とする連続鋳造バー製造用の鋳造樋。It is a casting gutter used when manufacturing the continuous casting bar according to claim 1,
A casting gutter for manufacturing a continuous casting bar, wherein a height difference between a bottom of the runner and a bottom of the casting groove is 10 mm or less. 請求項１または２に記載の連続鋳造バーを製造する際に用いる鋳造樋であって、
前記連続鋳造バーとは、ＺｎまたはＺｎ−Ａｌ合金のバーであることを特徴とする連続鋳造バー製造用の鋳造樋。A casting gutter used in manufacturing the continuous casting bar according to claim 1 or 2,
The said continuous casting bar is a bar of Zn or a Zn-Al alloy, The casting gutter for continuous casting bar manufacture. ロータリーストリップキャスト機を用いて連続鋳造バーを製造する製造方法であって、
請求項１から３のいずれかに記載の連続鋳造バー製造用の鋳造樋を用いて、連続鋳造バーを製造することを特徴とする連続鋳造バーの製造方法。A manufacturing method for manufacturing a continuous casting bar using a rotary strip casting machine,
A method for producing a continuous casting bar, comprising using the casting gutter for producing a continuous casting bar according to any one of claims 1 to 3. 請求項４に記載の連続鋳造バーの製造方法であって、
前記出湯口の先端から前記鋳造溝へ注湯される溶湯が、前記出湯口の先端から２０ｍｍ未満の位置で前記鋳造溝の底部に接するものであることを特徴とする連続鋳造バーの製造方法。It is a manufacturing method of the continuous casting bar of Claim 4, Comprising:
A method of manufacturing a continuous casting bar, wherein molten metal poured into the casting groove from the tip of the tap hole contacts the bottom of the casting groove at a position less than 20 mm from the tip of the tap hole. 請求項４または５に記載の連続鋳造バーの製造方法であって、
前記連続鋳造バーとは、ＺｎまたはＺｎ−Ａｌ合金のバーであることを特徴とする連続鋳造バーの製造方法。It is a manufacturing method of the continuous casting bar of Claim 4 or 5, Comprising:
The said continuous casting bar is a bar of Zn or Zn-Al alloy, The manufacturing method of the continuous casting bar characterized by the above-mentioned. 請求項６に記載の連続鋳造バーの製造方法により製造されたＺｎまたはＺｎ−Ａｌ合金連続鋳造バーを圧延して製造されたことを特徴とするＺｎ線またはＺｎ−Ａｌ合金線。A Zn wire or a Zn-Al alloy wire manufactured by rolling a Zn or Zn-Al alloy continuous cast bar manufactured by the method for manufacturing a continuous cast bar according to claim 6.

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