JP5491902B2 - Continuous casting apparatus, cast rod manufactured using the same, and method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、車両用部品、エンジン用部品、航空機部材用部品、あるいは、機械加工用または塑性加工用に使用される金属製の鋳造棒(鋳塊)を連続鋳造する連続鋳造装置並びにこれを用いて製造された鋳造棒及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a continuous casting apparatus for continuously casting, for example, a vehicle part, an engine part, an aircraft part part, or a metal casting rod (ingot) used for machining or plastic working, and the same. The present invention relates to a cast bar manufactured using the same and a method for manufacturing the same.
従来、DC鋳造において、マグネシウム合金の溶湯は、保持炉からタンディッシュを経由して鋳型に給湯され、鋳型による一次冷却、直接水冷による二次冷却を経て鋳造凝固され、鋳型の延長方向に引き抜かれて鋳造棒に形成される。 Conventionally, in DC casting, a magnesium alloy melt is supplied from a holding furnace to a mold via a tundish, and is cast and solidified through primary cooling by the mold and secondary cooling by direct water cooling, and is drawn in the extending direction of the mold. And formed into a casting rod.
マグネシウム合金の溶湯は、酸化性が強く、また、マグネシウム合金の酸化物の比重は、溶湯の比重よりも大きいので、ルツボの底に沈殿する。このため、酸化物をルツボから分離して除去する作業は、容易ではない。さらに、溶湯は、表面に酸化膜が形成されているので、当該溶湯が流動するときの乱れにより、鋳造品の内部に酸化膜を巻き込む可能性が高い。 The molten magnesium alloy has strong oxidizability, and the specific gravity of the oxide of the magnesium alloy is larger than the specific gravity of the molten metal, so that it precipitates at the bottom of the crucible. For this reason, the operation | work which isolate | separates and removes an oxide from a crucible is not easy. Furthermore, since an oxide film is formed on the surface of the molten metal, there is a high possibility that the oxide film is caught inside the cast product due to disturbance when the molten metal flows.
したがって、マグネシウム合金では、実際に、不純物による金属系介在物(スラッジ)や酸化膜や酸化物による非金属系介在物(以下、「介在物」という)のない高品質の鋳造棒を製造することは難しい。そこで、従来では、高品質の鋳造棒を製造するために、介在物がタンディッシュから鋳型側へ流出しないようにフィルタを設置して、品質の向上を図っている。 Therefore, with magnesium alloys, it is actually necessary to manufacture high-quality cast bars that are free of metallic inclusions (sludge) due to impurities and non-metallic inclusions (hereinafter referred to as “inclusions”) due to oxide films and oxides. Is difficult. Therefore, conventionally, in order to manufacture a high-quality casting rod, a filter is installed so that inclusions do not flow out from the tundish to the mold side, thereby improving the quality.
また、タンディッシュや鋳型内の溶湯の表面に生成された酸化膜が溶湯の内部に混入するのを防止する手段としては、溶湯の表面を不活性ガスからなる雰囲気で覆って遮断する方法が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
In addition, as a means for preventing the oxide film formed on the surface of the molten metal in the tundish or the mold from being mixed into the molten metal, a method of covering and blocking the molten metal surface with an atmosphere made of an inert gas is known. (For example, see
しかし、特許文献1,2に記載された従来の連続鋳造装置では、鋳型内の酸化膜の生成を抑制することはできても、保持炉内の溶湯中に含まれる介在物、さらにはタンディッシュに溶湯が流動して来る際に生成された酸化膜が、DC鋳造時に鋳造棒内に混入するという問題点があった。
However, in the conventional continuous casting apparatus described in
また、従来の連続鋳造装置では、タンディッシュ内に、溶湯中の介在物を除去するための粗い目のフィルタを設けることも考えられるが、微小な介在物の混入を防止することが困難であった。 Further, in the conventional continuous casting apparatus, it may be possible to provide a coarse filter in the tundish for removing inclusions in the molten metal, but it is difficult to prevent the inclusion of minute inclusions. It was.
なお、その微小な介在物の混入を防止するには、フィルタの通湯経路を微小化することが必要である。しかしながら、フィルタの網目の開孔度を微小化した場合、微小化したことに伴って、溶湯がフィルタを通過するときの通湯抵抗(流動抵抗)が増大する。このため、従来の鋳造方式では、フィルタの開孔度を微小化することは困難であり、高品質の鋳造棒を得ることが難しかった。 In order to prevent the inclusion of the minute inclusions, it is necessary to miniaturize the hot water passage of the filter. However, when the opening degree of the mesh of the filter is reduced, the hot water resistance (flow resistance) when the molten metal passes through the filter increases with the reduction in the opening degree. For this reason, in the conventional casting method, it is difficult to reduce the opening degree of the filter, and it is difficult to obtain a high-quality casting rod.
そこで、本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、溶湯中の有害な介在物を除去して高品質な鋳造棒を得ることができる連続鋳造装置並びにこれを用いて製造された鋳造棒及びその製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and is manufactured using a continuous casting apparatus capable of removing harmful inclusions in a molten metal and obtaining a high-quality casting rod, and the same. It is an object of the present invention to provide a casting rod and a manufacturing method thereof.
前記課題を解決するために、請求項1に記載の連続鋳造装置は、溶湯が貯溜される保持炉と、前記保持炉に貯溜された前記溶湯が供給されるタンディッシュと、一端部側が前記保持炉に取り付けられ、他端部側が前記タンディッシュに取り付けられて、前記保持炉内の前記溶湯を前記タンディッシュに供給する給湯管と、を備え、前記溶湯から鋳塊を鋳造する連続鋳造装置であって、前記保持炉と前記タンディッシュと前記給湯管とは、前記溶湯が流れる溶湯経路を形成し、前記溶湯経路は、その溶湯経路中に前記溶湯を濾過するフィルタを有し、前記保持炉には、当該保持炉内の前記溶湯を加圧する加圧手段が設けられ、前記フィルタは、前記給湯管に設けられた上流側のフィルタと、前記タンディッシュ内を二分するように配置された下流側のフィルタと、を含む複数から成り、前記上流側のフィルタ及び前記下流側のフィルタの少なくとも一方は、二層以上に積層されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the continuous casting apparatus according to
かかる構成によれば、溶湯が流れる溶湯経路には、フィルタが設置されていることによって、溶湯中の介在物が取り除かれる。溶湯は、保持炉に溶湯を加圧する加圧手段が設けられていることにより、加圧手段で加圧されてフィルタに押し付けられる。このため、溶湯は、フィルタを通過する際の通湯抵抗が大きくても、加圧手段による加圧で押圧されることによって、単位時間当たりの通湯量が増加されるため、フィルタ及び溶湯経路をスムーズに流れるようになる。また、溶湯中の介在物は、溶湯がフィルタを通過した際に除去される。
また、フィルタは、二層以上に積層されていることによって、溶湯中に含まれている介在物の除去が二段階以上に亘って行われる。
According to this configuration, inclusions in the molten metal are removed by installing the filter in the molten metal path through which the molten metal flows. The melt is pressurized by the pressurizing means and pressed against the filter by providing a pressurizing means for pressurizing the melt in the holding furnace. For this reason, even if the molten metal has a large flow resistance when passing through the filter, the amount of the molten metal per unit time is increased by being pressed by the pressurizing means. It will flow smoothly. In addition, inclusions in the molten metal are removed when the molten metal passes through the filter.
Moreover, the filter is laminated | stacked on two or more layers, The removal of the inclusion contained in the molten metal is performed over two or more steps.
請求項2に記載の連続鋳造装置は、請求項1に記載の連続鋳造装置であって、前記フィルタは、当該フィルタの網目の開孔度が2〜70×10−2[mm2]の金網からなることを特徴とする。
ここで、開孔度とは、フィルタの網目の縦方向の長さa[mm]と横方向の長さをb[mm]としたときの開孔度A[mm2]であって、
A=a×b
である。
The continuous casting apparatus according to claim 2 is the continuous casting apparatus according to
Here, the opening degree is the opening degree A [mm 2 ] when the length a [mm] in the vertical direction of the mesh of the filter and the length in the horizontal direction is set to b [mm],
A = a × b
It is.
かかる構成によれば、フィルタの網目の開孔度が2〜70×10−2[mm2]で、微小であることによって、溶湯中に含まれる大きな介在物から小さな介在物まで除去することができる。 According to such a configuration, the opening degree of the mesh of the filter is 2 to 70 × 10 −2 [mm 2 ] and is minute, so that it is possible to remove from large inclusions contained in the molten metal to small inclusions. it can.
請求項3に記載の連続鋳造装置は、請求項1または請求項2に記載の連続鋳造装置であって、前記加圧手段の加圧は、1〜100[kPa]であることを特徴とする。
かかる構成によれば、加圧手段の加圧は、1〜100[kPa]であることにより、溶湯全体が適宜な押圧力によって押圧されるため、加圧された分だけ溶湯の流れがより速くなる。
A continuous casting apparatus according to a third aspect is the continuous casting apparatus according to the first or second aspect, wherein the pressure of the pressurizing means is 1 to 100 [kPa]. .
According to such a configuration, since the pressurization of the pressurizing means is 1 to 100 [kPa], the entire molten metal is pressed by an appropriate pressing force, so that the flow of the molten metal is faster by the pressurized amount. Become.
請求項4に記載の連続鋳造装置は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の連続鋳造装置であって、前記加圧手段は、気体加圧方式、メカニカルポンプ方式、電磁ポンプ方式のうちの1種類以上の装置からなることを特徴とする。
The continuous casting apparatus according to claim 4 is the continuous casting apparatus according to any one of
かかる構成によれば、加圧手段は、気体加圧方式、メカニカルポンプ方式あるいは電磁ポンプ方式からなることによって、適宜な加圧力で溶湯を加圧することができる。 According to this configuration, the pressurizing unit can pressurize the molten metal with an appropriate pressurizing force by using a gas pressurization method, a mechanical pump method, or an electromagnetic pump method.
請求項5に記載の鋳造棒は、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の連続鋳造装置を用いて製造される鋳造棒であって、マグネシウムまたはマグネシウム合金からなる前記溶湯から製造されたことを特徴とする。
The cast bar according to
かかる構成によれば、マグネシウムまたはマグネシウム合金の鋳造棒は、連続鋳造装置を用いて製造されることにより、品質が向上される。 According to this configuration, the quality of the magnesium or magnesium alloy casting rod is improved by being manufactured using the continuous casting apparatus.
請求項6に記載の鋳造棒の製造方法は、保持炉から給湯管を介してタンディッシュまでの溶湯経路中に、前記給湯管に設けられた上流側のフィルタと、前記タンディッシュ内を二分するように配置された下流側のフィルタと、を含む複数のフィルタを設けると共に、前記上流側のフィルタ及び前記下流側のフィルタの少なくとも一方を二層以上に積層して前記溶湯経路に溶湯を送り、その溶湯から鋳塊を鋳造する鋳造棒の製造方法において、前記保持炉に設けた加圧手段により前記溶湯を加圧する工程と、加圧した前記溶湯を前記上流側のフィルタと前記下流側のフィルタとを介して濾過して送る工程と、を行うことを特徴とする。 The casting rod manufacturing method according to claim 6 bisects the upstream filter provided in the hot water supply pipe and the inside of the tundish in the molten metal path from the holding furnace to the tundish through the hot water supply pipe. A plurality of filters including a downstream filter, and at least one of the upstream filter and the downstream filter is laminated in two or more layers, and the molten metal is sent to the molten metal path , In the method for producing a cast bar for casting an ingot from the molten metal, a step of pressurizing the molten metal by a pressurizing means provided in the holding furnace, a filter on the upstream side and a filter on the downstream side of the pressurized molten metal And the step of filtering and sending through the process.
かかる構成によれば、溶湯は、加圧手段によって加圧されて、フィルタを介して送られることにより、フィルタの開孔度が小さくても透過するため、効率よく濾過されて浄化される。また、フィルタは、二層以上に積層されていることによって、溶湯中に含まれている介在物の除去が二段階以上に亘って行われる。 According to such a configuration, the molten metal is pressurized by the pressurizing means and sent through the filter, so that the molten metal is permeated even if the degree of opening of the filter is small. Therefore, the molten metal is efficiently filtered and purified. Moreover, the filter is laminated | stacked on two or more layers, The removal of the inclusion contained in the molten metal is performed over two or more steps.
本発明の請求項1に係る連続鋳造装置によれば、フィルタが設置されていることによって、溶湯中の有害な介在物を除去して高品質な鋳造棒を得ることができる。また、保持炉は、加圧手段が設けられていることによって、加圧手段の加圧力で溶湯を加圧して、単位時間当たりの通湯量を増加させることができる。このため、連続鋳造装置は、フィルタ及び溶湯経路を流れる溶湯の流れがスムーズになり、フィルタによる溶湯中の介在物の除去効率が向上されて、介在物のない高品質な鋳造棒を得ることができる。
また、本発明の請求項1に係る連続鋳造装置によれば、フィルタが、二層以上に積層されていることによって、溶湯中に含まれている介在物が二段階以上に亘って除去されるため、介在物を取り除く除去能力を向上させることができる。その結果、品質のよい鋳造棒を得ることができる。
According to the continuous casting apparatus according to the first aspect of the present invention, since the filter is installed, harmful inclusions in the molten metal can be removed to obtain a high-quality casting rod. Further, since the holding furnace is provided with the pressurizing means, it is possible to pressurize the molten metal with the pressurizing force of the pressurizing means and increase the amount of hot water per unit time. For this reason, in the continuous casting apparatus, the flow of the molten metal flowing through the filter and the molten metal path becomes smooth, the inclusion removal efficiency in the molten metal by the filter is improved, and a high-quality casting rod without inclusions can be obtained. it can.
Moreover, according to the continuous casting apparatus which concerns on
本発明の請求項2に係る連続鋳造装置によれば、フィルタの開孔度が微小な2〜70×10−2[mm2]であることによって、フィルタの網目を通過する通湯量を確保しながら、溶湯中に含まれる介在物をフィルタで除去して、鋳塊品質の良好な鋳造棒を得ることができる。 According to the continuous casting apparatus according to claim 2 of the present invention, the amount of hot water passing through the mesh of the filter is ensured by the fineness of the filter being 2 to 70 × 10 −2 [mm 2 ]. However, inclusions contained in the molten metal can be removed with a filter to obtain a cast bar with good ingot quality.
本発明の請求項3に係る連続鋳造装置によれば、加圧手段の加圧が、1〜100[kPa]であることによって、フィルタを透過する溶湯に適宜な圧力を負荷することができる。このため、溶湯の流れがよくなり、所望の通湯量を確保することが可能となる。その結果、鋳造棒に割れ等が発生するのを抑制して、安定した高品質の鋳造棒を得ることができる。 According to the continuous casting apparatus according to claim 3 of the present invention, an appropriate pressure can be applied to the molten metal that passes through the filter by the pressurization of the pressurizing means being 1 to 100 [kPa]. For this reason, the flow of a molten metal becomes good and it becomes possible to ensure a desired amount of hot water flow. As a result, it is possible to obtain a stable and high-quality cast bar by suppressing the occurrence of cracks and the like in the cast bar.
本発明の請求項4に係る連続鋳造装置によれば、加圧手段が、気体加圧方式、メカニカルポンプ方式あるいは電磁ポンプ方式からなることによって、溶湯を適宜な加圧力で押圧することができる。このため、溶湯は、流れがスムーズになるので、フィルタ及び溶湯経路を流れる溶湯の量を調整して、所望量の溶湯を溶湯経路に供給することができる。 According to the continuous casting apparatus of the fourth aspect of the present invention, since the pressurizing means is composed of a gas pressurization method, a mechanical pump method, or an electromagnetic pump method, the molten metal can be pressed with an appropriate pressure. For this reason, since a flow of a molten metal becomes smooth, the quantity of the molten metal which flows through a filter and a molten metal channel | path can be adjusted, and a desired amount of molten metal can be supplied to a molten metal channel | path.
本発明の請求項5に係る鋳造棒によれば、連続鋳造装置を用いて製造されることにより、高品質なマグネシウムまたはマグネシウム合金製の鋳造棒を大量生産することができる。
According to the cast
本発明の請求項6に係る鋳造棒の製造方法によれば、溶湯は、加圧手段によって加圧されて押圧されるので、開孔度が小さなフィルタをスムーズに透過できるようになる。このため、溶湯中の小さな介在物まで除去して、鋳造品質のよい高品質の鋳造棒を従来よりも迅速に製造することができる。
また、本発明の請求項6に係る鋳造棒の製造方法によれば、フィルタが、二層以上に積層されていることによって、溶湯中に含まれている介在物が二段階以上に亘って除去されるため、介在物を取り除く除去能力を向上させることができる。その結果、品質のよい鋳造棒を得ることができる。
According to the method for manufacturing a cast bar according to claim 6 of the present invention, the molten metal is pressed and pressed by the pressurizing means, so that it can smoothly pass through the filter having a small opening degree. For this reason, even small inclusions in the molten metal can be removed, and a high-quality cast bar with good casting quality can be manufactured more quickly than before.
Moreover, according to the casting rod manufacturing method according to claim 6 of the present invention, inclusions contained in the molten metal are removed in two or more stages by laminating the filter in two or more layers. Therefore, the removal capability of removing inclusions can be improved. As a result, a cast bar with good quality can be obtained.
以下、図1及び図2を参照して発明を実施するための形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment for carrying out the invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
≪連続鋳造装置の構成≫
図1に示すように、連続鋳造装置1は、例えば、溶湯経路11を流れる金属の溶湯Mを鋳型9で凝固させて鋳造棒W(鋳塊)を連続鋳造する際に、鋳造棒Wを冷却装置(図示省略)で冷却しながら連続鋳造する装置である。連続鋳造装置1は、それぞれ後記する溶解炉(図示省略)と、保持炉3と、加圧装置2と、給湯管6と、タンディッシュ7と、フィルタFと、鋳型取付盤8と、鋳型9と、搬送装置10とを備えて構成されている。この連続鋳造装置1は、いわゆる横型(水平)であっても、縦型であってもよく、以下、横型の場合を例に挙げて説明する。
≪Construction of continuous casting equipment≫
As shown in FIG. 1, the
≪溶湯経路の構成≫
前記連続鋳造装置1には、溶解炉(図示省略)で溶融された溶湯Mが、鋳型9で鋳造棒Wに凝固されるまで流れる溶湯経路11が形成されている。溶湯経路11は、溶解炉(図示省略)、保持炉3、給湯管6、タンディッシュ7、鋳型取付盤8、鋳型9の順に溶湯Mが流れるように形成されている。溶湯経路11は、この溶湯経路11中の上部に形成された後記する開口部31a,71aがそれぞれ保護カバー32,72等によって覆われて、略全体が密閉状態に形成されると共に、溶湯Mの流動性を高める前記加圧装置2と、濾過用の前記フィルタFとが設けられて、溶湯Mが浄化された状態で鋳型9に供給されるように設けられている。
≪Composition of molten metal path≫
The
≪溶湯及び鋳造棒の構成≫
溶湯Mは、溶解炉(図示省略)で溶融され溶湯経路11に供給される溶融金属であり、例えば、マグネシウム、マグネシウム合金あるいはアルミニウム合金等からなる。なお、保持炉3に供給される溶湯M中には、一般に、0.数〜2mm程度の大きさの介在物が含まれている。
また、鋳造棒Wは、連続鋳造装置1によって前記溶湯Mを連続鋳造して凝固させた鋳片(鋳塊)であり、例えば、直径が55〜102mm程度の丸棒に鋳造される。
≪Composition of molten metal and cast bar≫
The molten metal M is a molten metal that is melted in a melting furnace (not shown) and supplied to the
The casting rod W is a slab (ingot) obtained by continuously casting and solidifying the molten metal M by the
≪保持炉の構成≫
保持炉3は、溶解炉(図示省略)から供給された溶湯Mを所定の温度に保温した状態で一時的に貯溜する炉であり、略密閉容器状に形成されている。保持炉3は、略容器状に形成された保持炉本体31と、この保持炉本体31の上部に形成された開口部31aを閉塞する保護カバー32と、から主に形成されている。保持炉3には、溶解炉(図示省略)から供給される溶湯Mを取り込む給湯口3aと、保持炉3内の溶湯Mをタンディッシュ7に供給する給湯管6と、保持炉本体31に設けられた加圧ガス供給部33に接続された加圧装置2と、が設けられている。保持炉3内の溶湯Mの表面と保護カバー32との間の空間には、溶湯Mを酸化させないカバーガスとしての不活性ガスGが圧縮された状態で注入されて充満されている。このため、保護カバー32及び加圧装置2を備えた保持炉3は、気体加圧式保持炉となっている。給湯口3aは、保護カバー32あるいは保持炉本体31の上部に設けられる。
≪Configuration of holding furnace≫
The holding furnace 3 is a furnace for temporarily storing the molten metal M supplied from a melting furnace (not shown) in a state where the molten metal M is kept at a predetermined temperature, and is formed in a substantially sealed container shape. The holding furnace 3 is mainly formed from a holding furnace
保持炉本体31は、溶湯Mを貯溜する例えば有底円筒状の容器であり、例えば、内径が1m、深さが1.5mで容量が350kg程度のものからなる。この保持炉本体31の側壁上部には、不活性ガスGの供給口を形成する加圧ガス供給部33が設けられている。
保護カバー32は、保持炉本体31の開口部31aを閉塞して保持炉3内を密閉状態にし、保持炉本体31内の溶湯Mが大気と接触して酸化するのを防止するための蓋体である。保護カバー32は、保持炉本体31の開口部31aの上部に開閉可能に設けられている。保護カバー32は、例えば、耐食性、耐熱性に優れているステンレス鋼製等の板状部材からなる。その保護カバー32には、給湯管6が挿通される設置孔32aが設けられている。
The holding furnace
The
≪加圧装置の構成≫
加圧装置2は、保持炉3内の溶湯Mを加圧する加圧手段であり、例えば、保持炉3内の溶湯Mの表面を圧縮ガスで押圧する装置である。加圧装置2は、気体加圧方式の加圧手段からなる。以下、気体加圧方式の加圧装置2を使用した場合を例に挙げて説明する。
加圧装置2は、例えば、気体を圧縮する圧縮機21と、この圧縮機21を制御する制御装置22と、圧縮機21及び制御装置22を駆動させるための電源23と、を備えて構成されている。加圧装置2の加圧は、溶湯Mの種類等によって相違するが、1〜100[kPa]である。
≪Pressure device configuration≫
The pressurizing device 2 is a pressurizing unit that pressurizes the molten metal M in the holding furnace 3, for example, a device that presses the surface of the molten metal M in the holding furnace 3 with compressed gas. The pressurizing device 2 includes a gas pressurizing unit. Hereinafter, the case where the gas pressurizing apparatus 2 is used will be described as an example.
The pressurizing device 2 includes, for example, a
なお、加圧装置2の加圧が1[kPa]未満である場合には、溶湯Mを押圧する力が弱くなることにより、溶湯経路11を流れる溶湯Mの流れが遅くなるため、後記するフィルタFを通過する単位時間当たりの通湯量が所望量よりも少なくなるので好ましくない。また、加圧装置2の加圧が100[kPa]を超える場合には、溶湯Mを押圧する力が強くなることにより、溶湯経路11を流れる溶湯Mの流れが速くなるため、鋳型9を通過する際の速度が所望とする速度よりも速くなるので好ましくない。また、湯漏れの危険性が増すためよくない。
In addition, when the pressurization of the pressurizing device 2 is less than 1 [kPa], the force of pressing the molten metal M is weakened, so that the flow of the molten metal M flowing through the
圧縮機21は、例えば、アルゴンガスやヘリウムガス等の不活性ガスGを圧縮するコンプレッサ等からなり、不活性ガス供給用の配管を介して保持炉本体31の加圧ガス供給部33に接続されている。
The
≪給湯管の構成≫
給湯管6は、保持炉3内の溶湯Mをタンディッシュ7に供給するための配管であり、一端側に保持炉側開口部6aを有し、他端側にタンディッシュ側開口部6bを有している。この給湯管6は、保持炉3とタンディッシュ7との間を繋ぐ配管であり、保持炉側開口部6aが保持炉3内の下部に配置され、タンディッシュ側開口部6bがタンディッシュ7内の上部に配置されている。保持炉3内において、給湯管6は、保持炉3の天井面を形成する保護カバー32の設置孔32aから垂下した状態に配置され、下端の保持炉側開口部6aが、酸化膜が形成される溶湯Mの表層と、スラッジが溜まる溶湯M中の底層との間の位置に配置されている。その給湯管6は、例えば、内径が80mmのステンレス鋼管あるいは鋼管からなる。
≪Configuration of hot water supply pipe≫
The hot water supply pipe 6 is a pipe for supplying the molten metal M in the holding furnace 3 to the tundish 7, and has a holding
≪フィルタの構成≫
フィルタFは、溶湯M中の介在物が、タンディッシュ7から鋳型9側(下流側)へ流れるのを阻止したり、介在物を取り除いたりするための濾過機である。このフィルタFは、例えば、ステンレス鋼等の金属製の網目状のものからなる。フィルタFは、網目の開孔度Aが2〜70×10−2[mm2]の大きさに形成されて、設定された大きさ以上の大きさの介在物がこのフィルタFを通過するのを阻止している。フィルタFは、例えば、二層以上に積層されて、表面張力の効果が得られるようになっている。このフィルタFは、複数の金網状の部材を重ねた積層構造のフィルタボックスからなり、タンディッシュ7の中央部を二つに区画して仕切った状態に配置されている。
<< Filter configuration >>
The filter F is a filter for preventing inclusions in the molten metal M from flowing from the tundish 7 to the mold 9 (downstream side) and removing inclusions. The filter F is made of, for example, a metal mesh such as stainless steel. The filter F has a mesh opening degree A of 2 to 70 × 10 −2 [mm 2 ], and inclusions larger than a set size pass through the filter F. Is blocking. The filter F is laminated | stacked on two or more layers, for example, and the effect of surface tension is acquired. This filter F consists of a filter box having a laminated structure in which a plurality of wire mesh members are stacked, and is arranged in a state where the central portion of the tundish 7 is partitioned and divided into two.
なお、フィルタFの開孔度Aが2×10−2[mm2]未満の大きさの場合には、開孔度Aが小さくなり過ぎて、フィルタFの網目に介在物等が目詰まりし易くなると共に、流動抵抗が高くなるため、単位時間当たりの通湯量が少なく好ましくない。また、フィルタFの開孔度Aが70×10−2[mm2]を超える大きさの場合には、開孔度Aが大き過ぎて、フィルタFの網目を透過する介在物の大きさも大きくなるのに伴って、鋳造される鋳造棒W中に含まれる介在物が大きくて欠陥となるので好ましくない。 In addition, when the opening degree A of the filter F is less than 2 × 10 −2 [mm 2 ], the opening degree A becomes too small, and inclusions and the like are clogged in the mesh of the filter F. Since it becomes easy and flow resistance becomes high, the amount of hot water per unit time is small, which is not preferable. Further, when the opening degree A of the filter F exceeds 70 × 10 −2 [mm 2 ], the opening degree A is too large, and the size of the inclusion that passes through the mesh of the filter F is also large. Accordingly, the inclusions contained in the cast rod W to be cast become large and become defects, which is not preferable.
≪タンディッシュの構成≫
タンディッシュ7は、保持炉3から供給された溶湯Mを保温した状態で一時的に貯溜する炉である。タンディッシュ7は、略容器状に形成されたタンディッシュ本体71と、このタンディッシュ本体71の上部の開口部71aを閉塞する保護カバー72と、から主に形成された密閉状の容器からなる。タンディッシュ7には、このタンディッシュ7内の溶湯Mを濾過するフィルタFと、フィルタFを保持するフィルタガイド73,73と、鋳型9をタンディッシュ7の外側側壁に取り付けるための鋳型取付盤8と、が設けられている。なお、このタンディッシュ7内の溶湯Mも、タンディッシュ7が給湯管6を介して保持炉3に連通していることにより、前記加圧装置2によって溶湯Mが加圧された状態になっている。
≪Configuration of tundish≫
The tundish 7 is a furnace for temporarily storing the molten metal M supplied from the holding furnace 3 while keeping the temperature thereof. The tundish 7 is composed of a sealed container mainly formed from a tundish
タンディッシュ本体71は、鋳型9側の側壁に、溶湯Mを鋳型9に供給する溶湯供給口(図示省略)が形成されている。
保護カバー72は、タンディッシュ本体71の開口部71aを開閉自在に閉塞してタンディッシュ7内を密閉状態にするための蓋部材である。保護カバー72は、タンディッシュ本体71内の溶湯M上の空間に不活性ガスGを充満させた密閉空間にすることにより、溶湯Mが大気と接触して酸化するのを防止している。保護カバー72は、例えば、耐食性、耐熱性等に優れているステンレス鋼製等の板状部材からなる。保護カバー72には、前記給湯管6を設置するための設置孔72aが設けられている。
The tundish
The
≪鋳型取付盤の構成≫
鋳型取付盤8は、鋳型9をタンディッシュ7に固定するための部材であり、タンディッシュ本体71内の溶湯Mが吐出される前記溶湯供給口(図示省略)が設けられた外壁と、鋳型9との間に介在されている。鋳型取付盤8は、例えば、耐熱性の略リング状の部材からなり、一端側(上流側)がタンディッシュ本体71の溶湯供給口(図示省略)に連通した状態にタンディッシュ7に固定され、他端側(下流側)が鋳型9の注入口(図示省略)に連通した状態に鋳型9に固定されている。
≪Configuration of mold mounting board≫
The
≪鋳型の構成≫
鋳型9は、タンディッシュ7の溶湯供給口から型内に供給された溶湯Mを冷却しながらこの鋳型9から送り出すことによって、所定の形状に成型する冷却鋳型であり、例えば、棒状の鋳造棒Wを連続鋳造する略筒状の型面を有している。この鋳型9は、例えば、熱伝導率の高い銅製、アルミニウム合金、ステンレス鋼、あるいは、黒鉛製ものからなる。鋳型9には、例えば、この鋳型9及び鋳造棒Wを強制的に一次冷却するウォータジャケットや二次冷却する冷却水噴射ノズル装置等からなる冷却装置(図示省略)と、鋳型9の鋳造面に潤滑剤を供給して鋳造棒Wが鋳造面の焼き付くのを防止する潤滑剤供給装置(図示省略)と、が設けられている。略筒状の鋳型9の上流側開口端は、タンディッシュ7の溶湯供給口に連通している。
≪Mold structure≫
The mold 9 is a cooling mold that is molded into a predetermined shape by feeding the molten metal M supplied from the molten metal supply port of the tundish 7 into the mold while cooling it. Has a substantially cylindrical mold surface. The mold 9 is made of, for example, copper, aluminum alloy, stainless steel, or graphite having high thermal conductivity. The mold 9 includes, for example, a cooling device (not shown) including a water jacket forcibly primary cooling the mold 9 and the casting rod W, a cooling water injection nozzle device for secondary cooling, and the like, and a casting surface of the mold 9. There is provided a lubricant supply device (not shown) for supplying a lubricant to prevent the cast bar W from seizing the cast surface. The upstream opening end of the substantially cylindrical mold 9 communicates with the molten metal supply port of the tundish 7.
≪搬送装置の構成≫
搬送装置10は、鋳型9から鋳造棒Wを引き出して搬送する装置であり、例えば、電動モータ(図示省略)によって回転される複数のローラ10a,10b等を備えている。搬送装置10は、例えば、鋳型9の開口端の近傍の下側から鋳造棒Wが送られる鋳造方向に沿って、鋳造棒Wの下側に敷設するように複数配置されたローラ10aと、このローラ10aに対向して上側に配置されたローラ10bと、を備えて構成されている。
<< Conveyor configuration >>
The conveying
≪作用≫
次に、本発明の実施形態に係る連続鋳造装置1並びにこれを用いて製造されたマグネシウムまたはマグネシウム合金用鋳造棒及びその製造方法の作用を説明する。
図1に示すように、連続鋳造装置1で鋳造棒Wを連続鋳造する場合は、まず、溶解炉(図示省略)で溶融された溶湯Mを保持炉3内に供給する。次に、加圧装置2の電源23をONして圧縮機21を駆動させて、圧縮された不活性ガスGを保持炉3内の溶湯Mの上方空間に送り込んで、保持炉3内の溶湯Mを加圧する(保持炉3に設けた加圧手段により加圧する工程)。この場合、例えば、アルゴンガスからなる不活性ガスGは、空気よりも比重が重いので、たとえ、保持炉3内の上部空間に空気が残っていたとしても、空気が上部空間の上層に流動し、不活性ガスGが下層に集まる。
≪Action≫
Next, the operation of the
As shown in FIG. 1, when continuously casting a casting rod W with the
これにより、溶湯Mは、表面が不活性ガスGに覆われて、空気との接触が遮断されるため、酸化物の生成が抑制される。また、保持炉3内の溶湯Mは、加圧装置2から供給された不活性ガスGで加圧されて、表面全体が押圧されることにより、保持炉3内を給湯管6の保持炉側開口部6aに向けてスムーズに流動して給湯管6内に入り込む。
Thereby, since the surface of the molten metal M is covered with the inert gas G and contact with air is interrupted, the generation of oxide is suppressed. Further, the molten metal M in the holding furnace 3 is pressurized with the inert gas G supplied from the pressurizing device 2 and the entire surface is pressed, so that the inside of the holding furnace 3 is in the holding furnace side of the hot water supply pipe 6. It smoothly flows toward the
さらに、溶湯経路11は、その途中に形成された開口部31a,71aが保護カバー32,72によって閉塞されて、溶湯経路11の全体が密閉状態になっている。このため、溶湯経路11では、加圧装置2によって溶湯Mが加圧された状態が、溶湯経路11の全体に亘って維持されて、溶湯Mの流れが、その加圧された分だけ速くなっている。その結果、溶湯経路11中に流動抵抗となるフィルタFがあったとしても、溶湯Mの流れが妨げられることはない。
Further, in the
前記給湯管6内の溶湯Mは、タンディッシュ側開口部6bから出るとタンディッシュ7内に落下して一時的に貯溜される。タンディッシュ7内に送り込まれた溶湯Mは、前記加圧装置2による加圧によりタンディッシュ7内を鋳型9側に流動し、フィルタFを通過することによって濾過され、溶湯M中の不要な介在物が取り除かれて浄化される(加圧された溶湯MがフィルタFを介して濾過されて送られる工程)。
溶湯Mが通過するフィルタFは、開孔度A(網目の通湯経路)が微細であったとしても、前記加圧装置2の加圧で、単位時間当たりの通湯量が増加されて、溶湯Mがスムーズに流動する。このため、フィルタFによる介在物の除去能力が向上されて効率よく濾過することができる。
When the molten metal M in the hot water supply pipe 6 comes out of the
Even though the filter F through which the molten metal M passes has a fine hole opening degree A (mesh passage route), the amount of hot water flow per unit time is increased by the pressurization of the pressurizing device 2, M flows smoothly. For this reason, the removal capability of the inclusion by the filter F is improved, and it can filter efficiently.
フィルタFで浄化された溶湯Mは、タンディッシュ7の溶湯供給口から鋳型取付盤8を介して鋳型9の鋳造面内にゆっくりと流れ込む。溶湯Mは、鋳型9内で、冷却装置(図示省略)によって冷却された鋳造面と接触することにより一次冷却されると共に、潤滑剤供給装置(図示省略)から供給された潤滑剤で潤滑されながら丸棒形状(鋳造棒W)に凝固される。
The molten metal M purified by the filter F slowly flows into the casting surface of the mold 9 from the molten metal supply port of the tundish 7 via the
鋳造棒Wは、搬送装置10のローラ10a,10bによって鋳造方向へ引っ張られることにより、鋳型9の鋳型面から引き出される。鋳型面から出た鋳造棒Wは、搬送装置10で送られながら、さらに、冷却装置(図示省略)から放水される冷却水によって強制的に二次冷却される。その鋳造棒Wは、搬送装置10によって引っ張られて、所定場所へ搬送され、所望の長さに裁断される。
The casting rod W is pulled out from the mold surface of the mold 9 by being pulled in the casting direction by the
以上のように、溶湯Mは、連続鋳造装置1において、保護カバー32,72により密閉状態に形成された溶湯経路11内で、加圧装置2による押圧力で加圧されたことによって、流れが加圧された分だけ速くなっている。このため、溶湯Mは、フィルタFを通過する際に流動抵抗があっても、スムーズに流れて通過し、介在物が取り除かれて、鋳型9に送られて鋳造される。
As described above, the molten metal M flows in the
このようにして連続鋳造装置1によって形成された鋳造棒Wは、品質のよい鋳塊をハイスピードで連続鋳造して生産することができる。このため、連続鋳造装置1は、鋳造棒Wを生産するスピード及び生産性が向上されて、短時間で高品質な鋳造棒Wを大量生産することができると共に、コストの低減を図ることができる。
Thus, the casting rod W formed by the
[第1変形例]
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。以下、前記実施形態の変形例を説明する。なお、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
[First Modification]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea. The present invention extends to these modifications and changes. Of course. Hereinafter, modifications of the embodiment will be described. In addition, the already demonstrated structure attaches | subjects the same code | symbol and abbreviate | omits the description.
図3は、本発明の実施形態に係る連続鋳造装置の第1変形例を示す要部概略図である。図4は、本発明の実施形態に係る連続鋳造装置におけるフィルタの変形例を示す要部概略図である。
以下、図3及び図4を参照して第1変形例を説明する。
FIG. 3 is a main part schematic diagram showing a first modification of the continuous casting apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a main part schematic diagram showing a modification of the filter in the continuous casting apparatus according to the embodiment of the present invention.
Hereinafter, a first modification will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
≪加圧装置の変形例≫
前記実施形態で説明した図1に示す加圧装置2は、保持炉3内の溶湯Mを加圧するものであればよく、さらに、図3に示すように、例えば、電磁ポンプ方式のポンプPであってもよく、また、加圧装置2とポンプPを併設しても、どちらか一方を設けても構わない。
この場合、ポンプPは、保持炉3内の溶湯Mを移送するポンプ装置であり、例えば、給湯管61の保持炉側開口部61aの外周部に設けられた電磁ポンプからなる。ポンプPは、不図示の配線によって制御装置22を介して電源23に接続されている。
このように、保持炉3内の給湯管61に、保持炉3内の溶湯Mを移送するポンプPを設ければ、ポンプPの移送力で溶湯Mの流れに勢いを付けてタンディッシュ7に送り込むことができるので、溶湯Mは流れが速くなり、容易にフィルタFを通過できるようになる。
≪Modification of pressurizing device≫
The pressurizing device 2 shown in FIG. 1 described in the above embodiment may be any device that pressurizes the molten metal M in the holding furnace 3. Further, as shown in FIG. Alternatively, either the pressurizing device 2 and the pump P may be provided, or one of them may be provided.
In this case, the pump P is a pump device that transfers the molten metal M in the holding furnace 3, and includes, for example, an electromagnetic pump provided on the outer periphery of the holding furnace side opening 61 a of the hot water supply pipe 61. The pump P is connected to the
As described above, if the hot water supply pipe 61 in the holding furnace 3 is provided with the pump P for transferring the molten metal M in the holding furnace 3, the tundish 7 is energized with the transfer force of the pump P. Since the molten metal M can be fed, the flow of the molten metal M becomes faster and can easily pass through the filter F.
≪給湯管の変形例≫
前記実施形態で説明した給湯管6(図1参照)は、前記ポンプPを設けたことによって、図3に示すように、ポンプPを保持するフランジ部61cを有する給湯管61にする。
≪Modification of hot water supply pipe≫
With the provision of the pump P, the hot water supply pipe 6 (see FIG. 1) described in the embodiment is changed to a hot water supply pipe 61 having a
≪フィルタの変形例≫
また、前記実施形態では、フィルタFをタンディッシュ7内に一箇所に設けた場合を例に挙げて説明したが、図3に示すようにフィルタFは、例えば、溶湯経路11中の適宜な個所に単独で若しくは複数で設けても構わない。
フィルタFは、例えば、上流側フィルタFaと、中流側フィルタFbと、下流側フィルタFcとを備え、溶湯経路11において互いに離間させて配置されている。
≪Filter modification≫
Further, in the above embodiment, the case where the filter F is provided in one place in the tundish 7 has been described as an example. However, as shown in FIG. 3, the filter F is, for example, an appropriate place in the
The filter F includes, for example, an upstream filter Fa, a midstream filter Fb, and a downstream filter Fc, and is disposed apart from each other in the
この場合、例えば、上流側フィルタFaは、保持炉3内の溶湯Mに浸った状態にある給湯管61の保持炉側開口部61aを閉塞するようにフランジ部61cに配置されている。この上流側フィルタFaは、給湯管61内に入り込む溶湯M中の介在物を除去するのに適している。
中流側フィルタFbは、タンディッシュ7内の溶湯Mに浸った状態にある給湯管61のタンディッシュ側開口部61bを閉塞するように配置されている。この中流側フィルタFbは、給湯管61からタンディッシュ7内に入り込む溶湯M中の介在物を除去するのに適している。
In this case, for example, the upstream filter Fa is disposed on the
The midstream filter Fb is disposed so as to close the tundish side opening 61b of the hot water supply pipe 61 that is immersed in the molten metal M in the tundish 7. This midstream filter Fb is suitable for removing inclusions in the molten metal M entering the tundish 7 from the hot water supply pipe 61.
下流側フィルタFcは、下端部がタンディッシュ7の内底面に固定され、上端部がタンディッシュ7の保護カバー72の天井面から垂下したフィルタガイド73の下端部に接続されている。下流側フィルタFcは、上端部が溶湯Mより上方まで突出した状態に配置されて、タンディッシュ7内の溶湯Mを二分するように配置されている。
このようにすれば、フィルタFの介在物除去能力をさらに向上させて、高品質の鋳造棒Wを得ることができる。このように、フィルタFを複数個所に設けたとしても、加圧装置2またはポンプPによって溶湯Mが加圧されているので、フィルタFをスムーズに透過する。
The downstream filter Fc has a lower end fixed to the inner bottom surface of the tundish 7 and an upper end connected to the lower end of the
If it does in this way, the inclusion removal capability of the filter F can further be improved, and the high quality casting rod W can be obtained. As described above, even if the filter F is provided at a plurality of locations, the molten metal M is pressurized by the pressurizing device 2 or the pump P, so that the filter F is smoothly transmitted.
≪フィルタのその他の変形例≫
前記実施形態で説明したフィルタF(図1参照)は、溶湯M中の介在物を取り除いて濾過できるものであればよく、例えば、図4に示すネット状のフィルタF1であってもよく、その形状は特に限定されない。ネット状のフィルタF1は、保持炉3中の介在物が保持炉側開口部62aから給湯管62内に入り込むのを規制するためのフィルタ機能を有する部材であり、例えば、全体が網目状に形成された籠状のものからなる。ネット状のフィルタF1は、このネット状のフィルタF1の上端部を、取付用ブラケット(図示省略)で給湯管62の外壁または保持炉3の内壁に固定することによって固定される。ネット状のフィルタF1は、例えば、ステンレス鋼等によって形成されている。
<< Other variations of filters >>
The filter F described in the above embodiment (see FIG. 1) may be any filter as long as it can remove the inclusions in the molten metal M, and may be, for example, the net-like filter F1 shown in FIG. The shape is not particularly limited. The net-like filter F1 is a member having a filter function for restricting inclusions in the holding furnace 3 from entering the hot water supply pipe 62 from the holding
このように、給湯管62の保持炉側開口部62aの周辺にネット状のフィルタF1を設けたことによって、保持炉3内の溶湯Mは、前記加圧装置2の加圧力により保持炉側開口部62a側方向に流動してネット状のフィルタF1を通過し、介在物を除去してから保持炉側開口部62a内に入り込む。
このため、保持炉3から保持炉3の下流側の溶湯経路11に流れる介在物がネット状のフィルタF1によって除去されるので、溶湯Mを浄化することができる。
Thus, by providing the net-like filter F1 around the holding
For this reason, since the inclusions flowing from the holding furnace 3 to the
≪センサの構成≫
また、図3に示すように、タンディッシュ7内には、溶湯Mの状態を検出するセンサSを設けてもよい。この場合、センサSは、例えば、タンディッシュ7内の溶湯Mの貯湯量を検出したり、溶湯Mの温度を検出したりするための検出器であり、制御装置22に電気的に接続されている。保護カバー72には、センサSを設置するためのセンサ設置孔72bを穿設する。
このようにすれば、センサSによって、流動する溶湯Mの状態を検知しながら加圧装置2を制御し、加圧装置2の加圧力を溶湯Mの状態に合わせて調整することが可能となる。
≪Sensor configuration≫
As shown in FIG. 3, a sensor S that detects the state of the molten metal M may be provided in the tundish 7. In this case, the sensor S is, for example, a detector for detecting the amount of the molten metal M stored in the tundish 7 or detecting the temperature of the molten metal M, and is electrically connected to the
If it does in this way, it will become possible to control pressurizer 2 while detecting the state of flowing molten metal M by sensor S, and to adjust the pressurizing force of pressurizer 2 according to the state of molten metal M. .
[第2変形例]
図5は、本発明の実施形態に係る連続鋳造装置の第2変形例を示す要部概略図である。
前記第1変形例で説明したポンプP(図3参照)は、保持炉3内の溶湯Mを給湯管63内に送り込んで移送するものであればよく、電磁ポンプに限定されるものではない。つまり、ポンプPは、図5に示すように、電動方式のメカニカルポンプP1等のその他の方式のものであっても構わない。例えば、メカニカルポンプP1の場合には、給湯管63に内設されて溶湯Mを下流側に送るための羽根車P1aと、この羽根車P1aに連結された回転軸P1bと、この回転軸P1bを回転駆動させるモータユニットP1cと、このモータユニットP1cに不図示の配線によってポンプ用制御装置を介して接続されたポンプ用電源とから構成されている。
給湯管63には、保持炉側開口部63aの近傍にメカニカルポンプP1に羽根車P1aを設置するポンプ設置部63cが形成されている。
[Second Modification]
FIG. 5 is a main part schematic diagram showing a second modification of the continuous casting apparatus according to the embodiment of the present invention.
The pump P (see FIG. 3) described in the first modification is not limited to an electromagnetic pump as long as the molten metal M in the holding furnace 3 is fed into the hot water supply pipe 63 and transferred. That is, the pump P may be of another type such as an electric type mechanical pump P1 as shown in FIG. For example, in the case of the mechanical pump P1, an impeller P1a installed in the hot water supply pipe 63 for sending the molten metal M to the downstream side, a rotary shaft P1b connected to the impeller P1a, and the rotary shaft P1b The motor unit P1c is driven to rotate, and a pump power source is connected to the motor unit P1c via a pump controller via a wiring (not shown).
The hot water supply pipe 63 is formed with a
[その他の変形例]
前記実施形態で説明した給湯管6(図1参照)は、一端側を保持炉3の保護カバー32にからタンディッシュ7の保護カバー72に亘って設けた場合を説明したが、これに限定されるものではい。給湯管6は、保持炉側開口部6aを保持炉3の保持炉本体31内の側壁に配置して、タンディッシュ側開口部6bをタンディッシュ7内の側壁に配置しても構わない。
この場合、給湯管6は、保持炉側開口部6aを保持炉3内の溶湯M中に配置する。
[Other variations]
The hot water supply pipe 6 (see FIG. 1) described in the above embodiment has been described in the case where one end side is provided from the
In this case, the hot water supply pipe 6 has the holding furnace side opening 6 a disposed in the molten metal M in the holding furnace 3.
例えば、前記実施形態では、横型の連続鋳造装置1を例に挙げて説明したが、縦型連続鋳造装置であっても構わない。
For example, in the above embodiment, the horizontal
次に、図1、図2及び表1を参照しながら実施例を説明する。
実施例では、連続鋳造装置1で連続鋳造した鋳造棒W中の介在物を超音波探傷検査方法によって検査し、鋳造棒Wの鋳造品質が後記の比較例よりも優れていることを確認した。
Next, examples will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and Table 1. FIG.
In the examples, the inclusions in the casting rod W continuously cast by the
≪超音波探傷検査方法について≫
超音波探傷検査を行う場合は、まず、検査する鋳造棒Wと同一の材質の試験片に、検査する鋳造棒Wと同一厚さの位置に直径1.0mmの穴を底面から穿設する。次に、その試験片の上面から超音波探傷検査装置(図示省略)で超音波を照射して、検出される人工欠陥高さをモニター画面の80%になるように超音波のゲイン(出力)調整を行う。その状態で、超音波探傷検査装置で鋳造棒Wの検査を行い、モニターに検出される超音波エコーで30%を超えるものを欠陥として検査した。つまり、この超音波探傷検査方法では、欠陥とするエコーのサイズを、直径が0.6mm(面積で人工欠陥の3/8)以上とし、その基準直径より大きい欠陥エコーがある場合を欠陥として判断した。
≪About ultrasonic flaw detection method≫
When performing an ultrasonic flaw inspection, first, a hole having a diameter of 1.0 mm is formed from the bottom surface in a test piece made of the same material as the casting rod W to be inspected at the same thickness as the casting rod W to be inspected. Next, an ultrasonic wave is irradiated from the upper surface of the test piece with an ultrasonic flaw detection apparatus (not shown), and the ultrasonic gain (output) is set so that the detected artificial defect height is 80% of the monitor screen. Make adjustments. In that state, the cast bar W was inspected by an ultrasonic flaw detection inspection apparatus, and ultrasonic echoes detected by a monitor exceeding 30% were inspected as defects. That is, in this ultrasonic flaw detection method, the size of an echo as a defect is 0.6 mm (3/8 of an artificial defect in area) or more, and a defect echo larger than the reference diameter is determined as a defect. did.
≪実施例の連続鋳造装置について≫
実施例では、図1に示す加圧装置2及びフィルタFを備えた連続鋳造装置1で、AZ80マグネシウム合金を溶解した溶湯Mから鋳造棒Wを連続鋳造した際に、介在物等による欠陥エコー(鋳造欠陥)が発生するかを確認した。
この場合、加圧装置2によって圧縮された不活性ガスG(アルゴンガス)により保持炉3内の温度が670℃〜710℃の溶湯Mの表面を10[kPa]に加圧して、保持炉3のサイズを内径1m、高さが1m、保持炉3の溶湯Mの貯湯量を350kg、給湯管6の内径を80mmとして、表1に示すように、開孔度A及び通湯量の相違する金網を積層したフィルタFを溶湯経路11に設け、それぞれ直径100mmの鋳造棒Wを連続鋳造した。
≪About the continuous casting apparatus of the example≫
In the embodiment, when the casting rod W is continuously cast from the molten metal M in which the AZ80 magnesium alloy is melted in the
In this case, the surface of the molten metal M having a temperature in the holding furnace 3 of 670 ° C. to 710 ° C. is pressurized to 10 [kPa] with the inert gas G (argon gas) compressed by the pressurizing device 2, and the holding furnace 3 As shown in Table 1, a wire mesh having a different degree of opening A and a flow rate of hot water is shown in Table 1. The filter F which laminated | stacked these was provided in the molten metal path |
このようにして連続鋳造した鋳造棒Wを長さ50mm毎に切断し、両端の切断面を切削加工した後、超音波探傷検査装置により鋳造棒Wの厚さ方向に超音波を投射して、モニターに映し出される鋳造欠陥の欠陥エコーを探索する検査を行った。 After cutting the casting rod W continuously cast in this manner every 50 mm in length and cutting the cut surfaces at both ends, ultrasonic waves are projected in the thickness direction of the casting rod W by an ultrasonic flaw detection inspection device, An inspection was conducted to search for defect echoes of casting defects displayed on the monitor.
≪比較例について≫
次に、加圧装置2を備えた本発明の連続鋳造装置1の効果を確認するために、加圧装置2を備えていない比較例の連続鋳造装置(図示省略)で鋳造棒Wを連続鋳造した。
この場合、AZ80マグネシウム合金を溶解して、鋳型9の手前に粗目のフィルタFを設置し、メタルへッド(圧力ヘッド差)を100mmにして溶湯Mが加圧された状態で、直径が100mmの鋳造棒Wを連続鋳造した。得られた鋳造棒Wを長さ50mm毎に切断し、その両端の切断面を切削加工した後に、超音波探傷検査装置により厚さ方向に超音波を投射して、欠陥エコーを検査した。
≪Comparative example≫
Next, in order to confirm the effect of the
In this case, AZ80 magnesium alloy is melted, a coarse filter F is installed in front of the mold 9, a metal head (pressure head difference) is set to 100 mm, and the molten metal M is pressurized, and the diameter is 100 mm. The casting rod W was continuously cast. The obtained cast bar W was cut every 50 mm in length, and after cutting the cut surfaces at both ends, ultrasonic waves were projected in the thickness direction by an ultrasonic flaw detector and the defect echoes were inspected.
表1は、本発明の実施形態に係る連続鋳造装置を用いて鋳造棒Wを実際に鋳造した際のデータと、比較例の連続鋳造装置で連続鋳造した鋳造棒Wのデータとを示す表である。つまり、表1は、フィルタFを単位時間当たりに透過する通湯量に及ぼすフィルタFの開孔度Aの影響、及び、透過後の溶湯Mにより鋳造された鋳造棒Wの鋳造品質の関係を示す表である。 Table 1 is a table showing data when the casting bar W is actually cast using the continuous casting apparatus according to the embodiment of the present invention, and data of the casting bar W continuously cast by the continuous casting apparatus of the comparative example. is there. That is, Table 1 shows the relationship between the influence of the degree of hole opening A of the filter F on the amount of hot water passing through the filter F per unit time and the casting quality of the casting rod W cast by the molten metal M after permeation. It is a table.
表1において、開孔度Aは、フィルタFにおける通湯経路(網目)の断面積を示す指標であり、その数値が小さくなるほど、通湯経路が小さいことを示す。開孔度Aとは、フィルタFの「溶湯通過経路の縦方向の長さmm×横方向の長さmm」である。通湯量[g/s・cm2]とは、単位時間、単位フィルタ面積当たりに溶湯MがフィルタFを透過する重量を示す。 In Table 1, the degree of opening A is an index indicating the cross-sectional area of the hot water passage (mesh) in the filter F, and the smaller the numerical value, the smaller the hot water passage. The opening degree A is “the length mm in the vertical direction of the molten metal passage path × the length in the horizontal direction mm” of the filter F. The amount of hot water flow [g / s · cm 2 ] indicates the weight of the molten metal M passing through the filter F per unit time and unit filter area.
表1では、超音波探傷検査(UT)装置によって得られたUT検査結果を、所定の大きさの欠陥エコー(人工欠陥が0.6mm相当)を基準として、その基準を超える大きさの欠陥エコーが得られた鋳造棒Wの鋳造品質の評価を不合格(UT検査結果:×)、その基準値未満の大きさの欠陥エコーが得られた鋳造棒Wの鋳造品質を合格(UT検査結果:○)とし評価して判断した。 In Table 1, a UT inspection result obtained by an ultrasonic flaw detection inspection (UT) apparatus is based on a defect echo having a predetermined size (artificial defect is equivalent to 0.6 mm) as a reference and a defect echo having a size exceeding the reference. The casting quality evaluation of the casting rod W obtained was rejected (UT inspection result: x), and the casting quality of the casting rod W with a defect echo smaller than the reference value was passed (UT inspection result: ○) and evaluated.
まず、表1に示すように、比較例の連続鋳造装置(図示省略)によって、開孔度Aが170×10−2[mm2]のフィルタFを使用し、加圧装置2による加圧なしの状態で鋳造棒Wを連続鋳造した。この場合は、通湯量が26[g/s・cm2]であり、鋳造棒Wの欠陥エコーが基準値以上で大きく、鋳造品質が悪かった(UT検査結果:×)。 First, as shown in Table 1, with a continuous casting apparatus (not shown) of a comparative example, a filter F having an opening degree A of 170 × 10 −2 [mm 2 ] was used, and no pressure was applied by the pressurizing apparatus 2. In this state, the casting rod W was continuously cast. In this case, the amount of passing hot water was 26 [g / s · cm 2 ], the defect echo of the cast bar W was larger than the reference value, and the casting quality was poor (UT inspection result: x).
次に、比較例の連続鋳造装置(図示省略)によって、開孔度Aが76×10−2[mm2]のフィルタFを使用し、加圧装置2による加圧なしの状態で鋳造棒Wを連続鋳造した。この場合は、通湯量が22[g/s・cm2]であり、鋳造棒Wの欠陥エコーが基準値以上で大きく、鋳造品質が悪かった(UT検査結果:×)。 Next, with a continuous casting apparatus (not shown) of a comparative example, a casting rod W is used in a state in which the degree of opening A is 76 × 10 −2 [mm 2 ] and the pressure apparatus 2 is not pressurized. Was continuously cast. In this case, the amount of hot water passed was 22 [g / s · cm 2 ], the defect echo of the cast bar W was larger than the reference value, and the casting quality was poor (UT inspection result: x).
続いて、比較例の連続鋳造装置(図示省略)によって、開孔度Aが33×10−2[mm2]のフィルタFを使用し、加圧装置2による加圧なしの状態で鋳造棒Wを連続鋳造した。この場合は、鋳造棒Wの欠陥エコーが基準値未満で小さく、鋳造品質が良かった(UT検査結果:○)。しかしながら、この場合は、通湯量が9[g/s・cm2]で少量であり、後記する本発明の連続鋳造装置1のフィルタFにおける通湯量の29[g/s・cm2]と比較して約1/3と少ない。このため、鋳型9に送られる溶湯量が減少し、これに伴って鋳造速度が遅くなり、鋳造効率が悪くなるという問題点がある。
さらに、そのフィルタFと開孔度Aが同一のフィルタFを使用し、本発明の連続鋳造装置1によって、加圧装置2による加圧ありの状態で鋳造棒Wを連続鋳造した。この場合は、通湯量が29[g/s・cm2]であり、鋳造棒Wの欠陥エコーが基準値未満で小さく、鋳造品質が良かった(UT検査結果:○)。
Subsequently, with a continuous casting apparatus (not shown) of a comparative example, a casting rod W is used in a state in which the degree of opening A is 33 × 10 −2 [mm 2 ] and the pressure apparatus 2 is not pressurized. Was continuously cast. In this case, the defect echo of the casting rod W was small below the reference value, and the casting quality was good (UT inspection result: ◯). However, in this case, the amount of hot water is 9 [g / s · cm 2 ], which is a small amount, and compared with 29 [g / s · cm 2 ] of the hot water in the filter F of the
Further, the filter F having the same opening degree A as the filter F was used, and the casting rod W was continuously cast by the
次に、比較例の連続鋳造装置(図示省略)によって、開孔度Aが17×10−2[mm2]のフィルタFを使用し、加圧装置2による加圧なしの状態で鋳造棒Wを連続鋳造した。この場合は、鋳造棒Wの欠陥エコーが基準値未満で小さく、鋳造品質が良かった(UT検査結果:○)。しかし、通湯量が3[g/s・cm2]であり、極端に減少した。
さらに、本発明の連続鋳造装置1によって、そのフィルタFと開孔度Aが同一のフィルタFを使用し、加圧装置2による加圧ありの状態で鋳造棒Wを連続鋳造した。この場合は、通湯量が15[g/s・cm2]であり、鋳造棒Wの欠陥エコーが基準値未満で小さく、鋳造品質が良かった(UT検査結果:○)。
Next, with a continuous casting apparatus (not shown) of a comparative example, a filter rod having an opening degree A of 17 × 10 −2 [mm 2 ] is used. Was continuously cast. In this case, the defect echo of the casting rod W was small below the reference value, and the casting quality was good (UT inspection result: ◯). However, the amount of hot water passed was 3 [g / s · cm 2 ], which was extremely reduced.
Further, the
また、比較例の連続鋳造装置(図示省略)によって、開孔度Aが6×10−2[mm2]のフィルタFを使用し、加圧装置2による加圧なしの状態で鋳造棒Wを連続鋳造した。この場合は、鋳造棒Wの欠陥エコーが基準値未満で小さく、鋳造品質が良かった(UT検査結果:○)。しかし、通湯量が2[g/s・cm2]であり、通湯量が非常に少ない。
さらに、本発明の連続鋳造装置1によって、そのフィルタFと開孔度Aが同一のフィルタFを使用し、加圧装置2による加圧ありの状態で鋳造棒Wを連続鋳造した。この場合は、通湯量が12[g/s・cm2]であり、鋳造棒Wの欠陥エコーが基準値未満で小さく、鋳造品質が良かった(UT検査結果:○)。
In addition, the continuous casting apparatus (not shown) of the comparative example uses the filter F having an opening degree A of 6 × 10 −2 [mm 2 ], and the casting rod W is not pressed by the pressing apparatus 2. Continuous casting. In this case, the defect echo of the casting rod W was small below the reference value, and the casting quality was good (UT inspection result: ◯). However, the amount of hot water is 2 [g / s · cm 2 ], and the amount of hot water is very small.
Further, the
続いて、比較例の連続鋳造装置(図示省略)によって、開孔度Aが3×10−2[mm2]のフィルタFを使用し、加圧装置2による加圧なしの状態で鋳造棒Wを連続鋳造した。この場合は、鋳造棒Wの欠陥エコーが基準値未満で小さく、鋳造品質が良かった(UT検査結果:○)。しかし、通湯量が0.1[g/s・cm2]であり、通湯量が激減した。
さらに、本発明の連続鋳造装置1によって、そのフィルタFと開孔度Aが同一のフィルタFを使用し、加圧装置2による加圧ありの状態で鋳造棒Wを連続鋳造した。この場合は、通湯量が11[g/s・cm2]であり、鋳造棒Wの欠陥エコーが基準値未満で小さく、鋳造品質が良かった(UT検査結果:○)。
Subsequently, with a continuous casting apparatus (not shown) of a comparative example, a filter rod having an opening degree A of 3 × 10 −2 [mm 2 ] is used, and the casting rod W is not pressed by the pressing apparatus 2. Was continuously cast. In this case, the defect echo of the casting rod W was small below the reference value, and the casting quality was good (UT inspection result: ◯). However, the amount of hot water passed was 0.1 [g / s · cm 2 ], and the amount of hot water passed was drastically reduced.
Further, the
なお、連続鋳造装置1で連続鋳造された鋳造棒Wの検査では、直径が0.6mmを超える大きさの欠陥エコーが、いずれの供試体においても検出されなかった。
比較例の連続鋳造装置(図示省略)から得られた鋳造棒Wでは、直径が0.6mmを超える大きさの欠陥エコーが、1本あたり1〜2個検出された。
In the inspection of the cast bar W continuously cast by the
In the casting rod W obtained from the continuous casting apparatus (not shown) of the comparative example, 1 to 2 defect echoes having a diameter exceeding 0.6 mm were detected.
図2は、表1の結果をグラフ化したものである。
このように、比較例の連続鋳造装置(図示省略)では、フィルタFの開孔度Aの大きさを逐次変化させて、AZ80マグネシウム合金製の溶湯Mをメタルへッド100mmで透過させた結果、開孔度Aが微小になるのにしたがって、透過する溶湯Mの通湯量が低下するので、単位時間当たりの必要通湯量が低下して連続鋳造するのが困難になる。
また、比較例の連続鋳造装置(図示省略)では、フィルタFの開孔度Aが大きく、通湯経路が大きい場合、溶湯M中の介在物がそのままフィルタFを透過するので、大きな介在物が混入しているため、高品質な鋳造品を得ることはできない(図2の無加圧の場合のa,b参照)。
FIG. 2 is a graph of the results in Table 1.
As described above, in the continuous casting apparatus (not shown) of the comparative example, the size of the opening degree A of the filter F was sequentially changed, and the molten metal M made of AZ80 magnesium alloy was transmitted through the
Further, in the continuous casting apparatus (not shown) of the comparative example, when the hole opening degree A of the filter F is large and the hot water passage is large, inclusions in the molten metal M pass through the filter F as they are, so that large inclusions are present. Since it is mixed, a high-quality cast product cannot be obtained (see a and b in the case of no pressure in FIG. 2).
鋳造棒Wの鋳造品質を向上させるためには、フィルタFの開孔度Aを小さくして溶湯M中の介在物を除去する必要がある。また、連続鋳造のためには、図2に示すように、フィルタFを透過する必要通湯量が10[g/s・cm2]以上であることが必要である。このため、比較例のように、加圧装置2を備えていない連続鋳造装置(図示省略)では、その目的を達成することができない(図2の無加圧の場合のd,e,f参照)。 In order to improve the casting quality of the casting rod W, it is necessary to reduce the opening degree A of the filter F and remove the inclusions in the molten metal M. Further, for continuous casting, as shown in FIG. 2, the necessary amount of hot water passing through the filter F needs to be 10 [g / s · cm 2 ] or more. For this reason, the continuous casting apparatus (not shown) that does not include the pressurizing device 2 as in the comparative example cannot achieve its purpose (see d, e, and f in the case of no pressurization in FIG. 2). ).
そこで、本発明は、その解決策として、連続鋳造装置1の溶湯経路11の保持炉3に加圧装置2を設置して、溶湯Mを1kPa以上で加圧することにより、開孔度Aが小さいフィルタFであっても、必要通湯量10[g/s・cm2]を確保することができた(図2の加圧の場合のg,h,i,j参照)。
Therefore, as a solution to this problem, the present invention provides a pressurization device 2 in the holding furnace 3 of the
その結果、加圧装置2及びフィルタFを備えた本発明の連続鋳造装置1は、比較例の連続鋳造装置(図示省略)で連続鋳造した鋳造棒Wよりも、通湯量が多く鋳造品質が高品質な鋳造棒Wを製造することができるという結果が得られた。
前記実施例では、溶湯Mの表面を10[kPa]に加圧した場合を説明したが、加圧装置2によってさらに高圧に加圧した場合には、フィルタFの通湯量が増加した。このように、溶湯Mの表面の圧を10[kPa]よりも高めた場合にも、鋳造棒Wの鋳造品質には問題はなかった。
As a result, the
In the above embodiment, the case where the surface of the molten metal M is pressurized to 10 [kPa] has been described. However, when the pressure is increased by the pressurizing device 2, the amount of hot water passing through the filter F is increased. Thus, even when the pressure on the surface of the molten metal M was higher than 10 [kPa], there was no problem in the casting quality of the casting rod W.
1,1A,1B,1C 連続鋳造装置
2 加圧装置(加圧手段)
3 保持炉
6,61,62,63 給湯管
7,71 タンディッシュ
11 溶湯経路
31a,71a 開口部
32,72 保護カバー
A 開孔度
F,F1 フィルタ
Fa 上流側フィルタ(フィルタ)
Fb 中流側フィルタ(フィルタ)
Fc 下流側フィルタ(フィルタ)
P(P1) ポンプ(加圧手段)
M 溶湯
W 鋳造棒(鋳塊)
1, 1A, 1B, 1C Continuous casting equipment 2 Pressurizing equipment (pressurizing means)
3 Holding furnace 6, 61, 62, 63 Hot
Fb Midstream filter (filter)
Fc downstream filter (filter)
P (P1) pump (pressurizing means)
M Molten metal W Casting bar (ingot)
Claims (6)
前記保持炉と前記タンディッシュと前記給湯管とは、前記溶湯が流れる溶湯経路を形成し、
前記溶湯経路は、その溶湯経路中に前記溶湯を濾過するフィルタを有し、
前記保持炉には、当該保持炉内の前記溶湯を加圧する加圧手段が設けられ、
前記フィルタは、前記給湯管に設けられた上流側のフィルタと、前記タンディッシュ内を二分するように配置された下流側のフィルタと、を含む複数から成り、
前記上流側のフィルタ及び前記下流側のフィルタの少なくとも一方は、二層以上に積層されていることを特徴とする連続鋳造装置。 A holding furnace in which the molten metal is stored, a tundish to which the molten metal stored in the holding furnace is supplied, one end side is attached to the holding furnace, and the other end side is attached to the tundish to hold the holding A hot water supply pipe for supplying the molten metal in a furnace to the tundish, and a continuous casting apparatus for casting an ingot from the molten metal,
The holding furnace, the tundish, and the hot water supply pipe form a molten metal path through which the molten metal flows,
The molten metal path has a filter for filtering the molten metal in the molten metal path,
The holding furnace is provided with a pressurizing means for pressurizing the molten metal in the holding furnace ,
The filter includes a plurality of filters including an upstream filter provided in the hot water supply pipe, and a downstream filter arranged to bisect the inside of the tundish,
The continuous casting apparatus, wherein at least one of the upstream filter and the downstream filter is laminated in two or more layers .
マグネシウムまたはマグネシウム合金からなる前記溶湯から製造されたことを特徴とする鋳造棒。 A casting rod manufactured using the continuous casting apparatus according to any one of claims 1 to 4 ,
A casting rod manufactured from the molten metal made of magnesium or a magnesium alloy.
前記保持炉に設けた加圧手段により前記溶湯を加圧する工程と、
加圧した前記溶湯を前記上流側のフィルタと前記下流側のフィルタとを介して濾過して送る工程と、
を行うことを特徴とする鋳造棒の製造方法。 In the molten metal path from the holding furnace to the tundish via the hot water supply pipe, an upstream filter provided in the hot water supply pipe and a downstream filter arranged to bisect the inside of the tundish are included. A method for producing a casting rod , wherein a plurality of filters are provided, at least one of the upstream filter and the downstream filter is laminated in two or more layers , the molten metal is sent to the molten metal path, and an ingot is cast from the molten metal In
Pressurizing the molten metal with a pressurizing means provided in the holding furnace;
Filtering and sending the pressurized molten metal through the upstream filter and the downstream filter ;
A method for producing a cast bar, characterized in that
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