JP5792147B2 - スパウト及び竪型連続鋳造方法 - Google Patents
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Description
アルミニウム又はアルミニウム合金の竪型連続鋳造方法に用いられる円筒状のスパウトであって、
外面側に配設され、酸化物又は窒化物からなる耐火物層と、
少なくとも内面側に配設され、グラファイトからなるグラファイト層と
を備えることを特徴とする。
を有するアルミニウム又はアルミニウム合金の竪型連続鋳造方法であって、
前記注湯通路が、外面側に配設され、酸化物、窒化物又は炭化物からなる耐火物層と、少なくとも内面側に配設され、グラファイトからなるグラファイト層とを備え、
前記注湯工程において、前記注湯通路の外面に表出する耐火物層の下端を、竪型鋳型に注湯された溶湯中に位置させることを特徴とする竪型連続鋳造方法も本発明に含まれる。
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一の実施形態の竪型連続鋳造方法に用いる竪型連続鋳造装置1の模式図である。竪型連続鋳造装置1は、溶湯貯留部2、この溶湯貯留部2の底部に形成される孔部分に嵌設されるスパウト4、及びこのスパウト4の下方に配置される竪型鋳型5を主に備えている。溶湯貯留部2は、桶やタンディッシュなどの公知のものであり、酸化物、窒化物、炭化物等の耐火物からなる樋状体である。竪型鋳型5は、上下を開放した四角柱形の中空部を有する筒状構造を有している。竪型鋳型5には、内部上方(スパウト4の下端付近)に水平に配設される分流板6、この分流板6の上面を囲うように、かつ供給される溶湯3上に浮上するように設けられる矩形のフロート7、並びに分流板6の下方に昇降自在に設けられるボトムブロック8が備えられている。
図2は、第二の実施形態の竪型連続鋳造方法に用いられる竪型連続鋳造装置11を示す。図示しない他の部分は第一の実施形態と同様である。竪型連続鋳造装置11の使用方法(鋳造方法)も、図1の竪型連続鋳造装置1と同様である。
図3は、第三の実施形態の竪型連続鋳造方法に用いられる竪型連続鋳造装置21である。図示しない他の部分は第一の実施形態と同様である。竪型連続鋳造装置21の使用方法(鋳造方法)も、図1の竪型連続鋳造装置1と同様である。
本発明のスパウトは、アルミニウム又はアルミニウム合金の竪型連続鋳造方法に用いられる円筒状のスパウトであって、外面側に配設され、酸化物又は窒化物からなる耐火物層と、少なくとも内面側に配設され、グラファイトからなるグラファイト層とを備えることを特徴とする。当該スパウトは、内面側(溶湯と接触する部分)がグラファイト層であるため、溶湯との反応を抑制でき、溶湯汚染を防止できる。また、前記グラファイト層は地金剥離性にも優れるため、地金付着による溶湯詰まりも起こり難い。さらに、当該スパウトは、外面側(大気と接触する外側部分)が酸化物等からなる耐火物層であるため、酸化劣化が起こり難い。
本発明のスパウト及び竪型連続鋳造方法は前記実施形態に限定されない。例えば、当該スパウト(多層スパウト)として、グラファイト層と耐火物層との間に中間層を備えるものを用いてもよい。このような中間層としては、例えばグラファイト製離型材、モルタル状酸化物、布、紙等からなる層が挙げられる。このような中間層を備えることで、この中間層の材質等に応じ、当該スパウトの断熱性、密着性、耐久性等を向上させることができる。例えば、低密度又は多孔質状の中間層を備えることで、断熱性を高めることができる。また、複数の外層部又は内層部を重ね合わせた、合計3つ以上の単層スパウトからなる多層スパウトを用いることもできる。耐火性、断熱性等の求められる特性や使用環境等に応じて、スパウトの数を適宜調整すればよい。また、外層部又は内層部が多層構造であってもよい。
グラファイトCIPを用いて約15mm×15mm×100mmの棒状サンプルを作成した。大気接触部分(上面から約60mm)及び湯境部分(前記大気接触部分の下の約20mm)の表面にアルミナセメントを塗布し、溶湯浸漬部分(前記湯境部分の下の約20mm)はグラファイトCIPとした。
大気雰囲気下(雰囲気制御なし)において、アルミニウム合金(3004系)約3kgを電気炉で溶解し、約800℃に保持した状態で、前記棒状サンプルの先端約30mmの溶湯浸漬部分を溶湯に浸漬し、2時間保持した後、サンプルを溶湯から引き上げて一旦冷却し、さらに2時間同様の浸漬試験を行った。このとき、溶湯に浸漬されている部分は注湯通路(スパウト)内側の通湯部分を、大気に出ている部分は注湯通路(スパウト)外側の部分を模擬している。試験後前記棒状サンプルを溶湯から引き上げて冷却した後、表面状態及び地金剥離性を評価した。
表1に記載の材料からなる溶湯浸漬部分、湯境部分及び大気接触部分の各部分を有する棒状サンプルを作成して用い、表1に記載の種類のアルミニウム合金を用いた以外は実施例1と同様に操作し、各棒状サンプルの地金剥離性及び表面状態を評価した。
表1に記載の湯境部分及び大気接触部分の材料を用いて約15mm×15mm×100mmの棒状サンプルを作成し、溶湯浸漬部分(下面から約20mm)の表面にグラファイト塗布材を塗布した。各棒状サンプルについて、表1に記載の種のアルミニウム合金を用い、実施例1と同様に操作して表面状態及び地金剥離性を評価した。
CaO・SiO2系耐火物を用いて約15mm×15mm×100mmの棒状サンプルを作成し、溶湯浸漬部分及び湯境部分(下面から約40mm)の表面にグラファイト塗布材を塗布した。この棒状サンプルについて実施例1と同様に操作し、表面状態及び地金剥離性を評価した。
グラファイトCIPを用いて約15mm×15mm×100mmの棒状サンプルを作成し、大気接触部分(上面から約60mm)の表面にアルミナセメントを塗布した。この棒状サンプルについて実施例1と同様に操作し、表面状態及び地金剥離性を評価した。
表1に記載の材料を用いて約15mm×15mm×100mmの棒状サンプルを作成した。各棒状サンプルについて、表1に記載のアルミニウム合金を用い、実施例1と同様に操作して表面状態及び地金剥離性を評価した。
[地金剥離性]
各棒状サンプルにおける地金剥離性を下記基準により評価した。
A:剥離性良好、付着なし。
B:剥離性問題なし。
C1:部分的に剥離地金側に耐火物が付着。
C2:湯境付近の脆弱部で地金付着。
D:全体に耐火物と地金が付着し、剥離困難。
湯境部分又は大気接触部分の表面状態を下記基準により評価した。
A:問題なし。
B:湯境付近が変色。
C:湯境付近のグラファイトが脆化
D:湯境付近のグラファイト塗布材が一部劣化脱落。
2、12 溶湯貯留部
3 溶湯
4、24 スパウト
4a 耐火物層
4b グラファイト層
4x 先端部分
4y 下端
5 鋳型
6 分流板
7 フロート
8 ボトムブロック
9 鋳塊
13 スリーブ
13y 先端部
14 グラファイト製スパウト
14x 先端部
24a 外層部
24b 内層部
Claims (7)
- アルミニウム又はアルミニウム合金の竪型連続鋳造方法に用いられる円筒状のスパウトであって、
外面側に配設され、酸化物又は窒化物からなる耐火物層と、
少なくとも内面側に配設され、グラファイトからなるグラファイト層と
を備え、
前記グラファイト層の出口方向先端が、前記耐火物層の出口方向先端より出口側にあることを特徴とするスパウト。 - 前記耐火物層を有する少なくとも一つの外層部と、前記グラファイト層を有する少なくとも一つの内層部とが着脱可能に設けられている請求項1に記載のスパウト。
- 前記耐火物層と前記グラファイト層との間に設けられる中間層をさらに備える請求項1又は請求項2に記載のスパウト。
- 前記グラファイトがCIP材からなる請求項1、請求項2又は請求項3に記載のスパウト。
- 溶湯貯留部内のアルミニウム又はアルミニウム合金の溶湯を、注湯通路を形成する円筒状体を介して竪型鋳型に注湯する工程
を有するアルミニウム又はアルミニウム合金の竪型連続鋳造方法であって、
前記円筒状体が、外面側に配設され、酸化物又は窒化物からなる耐火物層と、少なくとも内面側に配設され、グラファイトからなるグラファイト層とを備え、
前記グラファイト層の下端が、前記耐火物層の下端より下に位置しており、
前記注湯工程において、前記円筒状体の外面に表出する耐火物層の下端を、竪型鋳型に注湯された溶湯中に位置させることを特徴とする竪型連続鋳造方法。 - 前記円筒状体として、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のスパウトを用いる請求項5に記載の竪型連続鋳造法。
- 前記円筒状体の耐火物層が、前記注湯貯留部と一体化した、酸化物又は窒化物からなる円筒状のスリーブであり、
前記円筒状体のグラファイト層が、前記スリーブに嵌設されるグラファイト製のスパウトである請求項5に記載の竪型連続鋳造方法。
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