JPH06297098A - 半凝固金属の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ら旋スクリュー状攪拌子を用いた攪拌子回転
法により高固相率、微細初晶粒の半凝固金属を連続的に
安定して製造する。 【構成】 冷却槽冷却板の抜熱熱流束と固液界面のせん
断歪速度とにより冷却板内面に生成する凝固シェルの過
剰生長を防止し、攪拌子トルクの上昇を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、非樹枝状初晶が金属
（一般には合金）液体中に分散したスラリ状の固体−液
体金属混合物（以下に単に半凝固金属という）を連続的
に安定して製造する半凝固金属の製造法を提案するもの
である。

【０００２】半凝固金属は、内部品質の良好な加工用素
材が得られること、下流の加工工程すなわち直接製品に
加工するレオフォームや、一度凝固させたのち、半融状
態に再加熱して加工するチクソキャスト、鍛造等でのニ
アネットシェィプの実現により加工エネルギーの大幅な
削減を可能にすること、新材料開発の可能性を有するこ
となど、その有用性から半凝固金属の安定した工業的生
産技術の開発が望まれている。

【０００３】

【従来の技術】半凝固金属を連続的に製造する手段とし
ては、たとえば、特公昭56−20944 号公報 (非樹枝状初
晶固体分を含む合金を連続的に形成する為の装置) に開
示されているように、一定温度の溶融金属を円筒状の冷
却槽の内面と高速回転する攪拌子との隙間に導き、強い
攪拌作用を加えつつ冷却し、得られた半凝固金属をその
底部から連続的に排出させる機械攪拌方式 (以下攪拌子
回転法という) のものが知られている。また、攪拌方式
として、電磁力を用いる方法 (以下電磁攪拌法という)
も良く知られている。

【０００４】さらに他の手段として、抜熱能を有し横軸
のまわりに回転する単ロールと該ロールの外周に沿う凹
曲面からなる固定壁との隙間に溶湯を供給して、ロール
の回転により発生する固液界面のせん断歪により半凝固
金属を製造する手段（以下単ロール法という）が、特開
平３−142040号公報 (連続的に半凝固金属を製造する方
法とその装置) や特開平４−238645号公報 (半凝固金属
の製造方法及び装置)などに開示されている。

【０００５】これらいずれの手段も、半凝固金属中の固
相粒は、溶湯金属を冷却しながら激しく攪拌することに
よって、融体中に生成しつつある樹枝状初晶の枝部が消
失ないしは縮小して丸みを帯びた形態に変換されて形成
される。

【０００６】この半凝固金属は、非樹枝状初晶粒子が細
かいほど、また固相率が高いほどその半凝固金属から得
られる製品の品質特性が優れていると云われ、その初晶
粒の大きさは冷却速度が大きいほど細かくなる。

【０００７】このようなことから、半凝固金属の製造装
置としては、強冷却が可能な装置が必要であるが、強冷
却して微細初晶粒、高固相率の半凝固金属を製造する場
合、見かけ粘度が大きくなるため流動性が非常に悪くな
り、特に高固相率の半凝固金属の連続的な安定した排出
は困難になる。

【０００８】上記した各手段を、この半凝固金属の排出
能の観点から検討すると、単ロール法は、生成した半凝
固金属の排出がロールの回転により促進され、ロール表
面に付着する凝固シェルはスクレーパーで削り取られる
ので、排出する半凝固金属の固相率が大きくても排出の
ための妨害要因は少なく、排出能が非常に優れた方法で
ある。しかし、攪拌子回転法や電磁攪拌法では冷却槽中
で、供給された溶湯を冷却槽の中心を回転軸とする回転
による攪拌を行うために、遠心力による冷却槽壁面への
圧力が増大し、排出能を逆に低下させることになる。し
たがって、攪拌子回転法や電磁攪拌法では、半凝固金属
の排出能増大技術の確立が特に重要な課題になる。

【０００９】一方、これらの攪拌子回転法や電磁攪拌法
は、排出能の増大が実現できれば、製造した半凝固金属
をノズルを通過させるか、あるいは直接丸断面あるいは
角断面等の形状に押し出すことを可能にして、高固相率
の半凝固金属を直接加工する（レオフォーム）ことや、
ビレット化して加工することなど、半凝固金属を形状化
するには非常に優れた手段である。

【００１０】このような観点から攪拌子回転法について
は半凝固金属の排出能改善手段として、この発明会社は
先に特開平４−124231号公報 (半凝固金属製造装置) に
開示したように、ら旋スクリュー形状の攪拌子を用い、
冷却槽で生成した半凝固金属を下方へ強制的に送給する
手段を取り入れた装置を提案したが、工業化するにはい
たらずいまだ改善の余地が残されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記したような状況の
もとで発明者らは攪拌子回転法についてさらに実験を進
めた結果、従来の手段では攪拌子としてパドルを採用し
てもら旋スクリューを採用しても半凝固金属排出開始後
の時間経過とともに冷却槽内面に生成する凝固シェルの
生長に起因して攪拌子のトルクが上昇し、このトルクの
上昇が半凝固金属の連続排出の妨害要因になることを知
見するに至った。

【００１２】したがって、攪拌子回転法の優れた特徴を
生かすためには、凝固シェルの過剰生長を防止し攪拌子
に発生するトルクの上昇を防止して半凝固金属を連続的
に排出する技術の確立が解決すべき重要な課題になる。
このようなことから、この発明はかかる課題を有利に解
決し半凝固金属を連続的に安定して排出できる攪拌子回
転法による半凝固金属の製造法を提案することを目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】発明者らは前記した課題
を解決するために、攪拌子のトルク上昇機構を攪拌子の
形状を含めて研究しこの発明を達成したものである。す
なわちこの発明の要旨は以下の通りである。

【００１４】 冷却板を有する筒状の冷却槽の上部よ
り注入した溶湯を、ら旋スクリュー状の攪拌子の回転下
に冷却する半凝固金属の製造方法において、該冷却板の
抜熱熱流束と固液界面のせん断歪速度により、凝固シェ
ルの過剰生長を防止し、攪拌子のトルク上昇を防止する
ことを特徴とする半凝固金属の製造法。

【００１５】 冷却板の抜熱熱流束と固液界面のせん
断歪速度との関係が下記式(1) を満たす項に記載の半
凝固金属の製造法。

【数２】

【００１６】 冷却板と攪拌子との間の設定クリアラ
ンスの値に応じて冷却板内面に生長する凝固シェルの厚
みを制限する項又は項に記載の半凝固金属の製造
法。

【００１７】

【作用】この発明を実験結果にもとづいて以下に詳述す
る。図１に示す半凝固金属製造装置、すなわち受湯槽
５、冷却槽６、保持槽７、排出量制御用ノズル１２及び
冷却槽６の冷却板８の中心において回転する攪拌子１０
とそのトルクメータ３から主として構成される実験装置
により、Ａl 合金溶湯を用いて攪拌子１０のトルク上昇
におぼす冷却槽６の冷却板８の抜熱熱流束（抜熱速
度）、固液界面のせん断歪速度及び攪拌子１０の形状の
影響を検討した。

【００１８】ここで、図２はこの実験に用いた攪拌子１
０の形状を示す説明図で(a) はパドルの先端にら旋スク
リューを装着したパドル・スクリュー複合型、(b) は全
体がら旋スクリューの全スクリュー型攪拌子１０をそれ
ぞれ示す。

【００１９】まず、排出される半凝固金属の固相率を
0.45 とし、溶湯１の注入前に設定する冷却板８と回転
する攪拌子１０の隙間間隔（設定クリアランス）を 15m
m とし、排出開始からの経過時間にともなう攪拌子１０
のトルク上昇におよぼす攪拌子１０の形状の影響を図３
に示す。

【００２０】なお、上記において排出される半凝固金属
の固相率の制御は、注入した溶湯１の冷却槽６内での滞
留時間を排出量制御用ノズル１２により調整することで
行った。また、冷却槽６の冷却板８の抜熱速度は、冷却
槽６の冷却排水の温度上昇、冷却板８中に埋め込んだ熱
電対による温度の測定値等に基づいて計算した結果、攪
拌子１０の図２(a) 及び(b) に示した２種類のものとも
約８０万 kcal/m²h と同一であった。

【００２１】図３に示すように、全スクリュー型攪拌子
１０を用いることにより、攪拌子１０のトルクが上昇し
始める排出開始からの経過時間が、パドル・スクリュー
複合型攪拌子１０を用いた場合よりも遅くなり、攪拌子
１０のら旋スクリュー化が、攪拌子１０のトルク上昇防
止に有効であることが明らかになった。

【００２２】この攪拌子１０のトルクが上昇する理由は
冷却板８内面に生成する凝固シェルの生長により攪拌子
１０と凝固シェルとのクリアランスがしだいに小さくな
ることによる。したがって、攪拌子１０の形状をら旋ス
クリュー化することによりトルクの上昇開始時期が遅く
なるのは、攪拌子１０をら旋スクリュー化することによ
り凝固シェルの生長速度が遅くなったことを意味する。

【００２３】つぎに、設定クリアランスを２０mmにした
場合の排出開始からの経過時間にともなう攪拌子１０の
トルク上昇におよぼす攪拌子１０の形状の影響を図４に
示す。ここで、上記図３の場合にくらべ、設定クリアラ
ンスを大きくすることは、凝固シェルが攪拌子１０に接
近した時の冷却板８の抜熱速度が小さくなることを意味
する。

【００２４】なお、上記において排出される半凝固金属
の固相率は 0.45 になる様に図３の場合と同様の方法で
調整した。また、冷却板８の抜熱速度は冷却板８内面に
生成する凝固シェル厚が厚くなるにしたがって小さくな
る。

【００２５】図４の条件の場合、その図から明らかなよ
うに攪拌子１０の形状がパドル・スクリュー複合型では
攪拌子１０のトルクは上昇するのに対し、全スクリュー
型ではトルクの上昇は防止できている。

【００２６】このように、攪拌子１０に発生するトルク
の上昇を防止できる条件が存在する理由は、攪拌子１０
の高速回転により発生する固液界面の激しいせん断歪速
度が、下記式（２）示すように冷却板８内面に生成する
凝固シェルの生長にともないしだいに大きくなり（凝固
シェルと攪拌子１０との隙間間隔すなわちクリアランス
Ｓが小さくなるため）、その結果攪拌子１０の回転によ
る凝固シェルの分断速度がしだいに増大し、一方、凝固
シェルの生長速度は凝固シェルが生長するにつれて小さ
くなくことから、凝固シェルの分断速度と凝固シェルの
生長速度が等しくなる条件が存在するためと考えられ
る。

【００２７】

【数３】

【００２８】したがって、図４の結果は、上記したよう
に攪拌子１０に全スクリュー型を用いた場合は、パドル
・スクリュー複合型攪拌子１０を用いた場合よりも凝固
シェルの生長速度が遅くなり、より小さい凝固シェル分
断速度すなわちより小さい固液界面のせん断歪速度で攪
拌子１０のトルクの上昇を防止できたことになる。

【００２９】そこで、凝固シェルの過剰生長防止に有利
な攪拌子１０に図２(b) に示した全スクリュー型を用
い、攪拌子１０のトルクの上昇を防止できる固液界面の
せん断歪速度を冷却板８の抜熱速度別に調査した。それ
らの結果をまとめて図５に示す。

【００３０】ここで、固液界面のせん断歪速度は攪拌子
１０の回転数を変えることで調整し、上記式（２）より
計算した。また、冷却板８の抜熱速度は冷却板８中に埋
め込んだ熱電対により測定した温度勾配と、冷却板８の
材質の伝熱係数により算出するとともに、注入した溶湯
１の冷却槽６内での温度降下と凝固シェルの生長挙動及
び冷却板８の冷却面面積とからも計算し確認した。

【００３１】なお、上記式（２）において、攪拌子１０
のトルクの上昇し始めるクリアランスＳは、トルクの上
昇挙動の解析結果によると約 0.8 mm であり、この値は
トレーサ添加試験からも確認した。

【００３２】この図５における直線は、攪拌子１０のト
ルクの上昇を防止できる境界線で、各抜熱速度に応じた
凝固シェルの生長停止に必要な固液界面のせん断歪速度
の下限を示し、その直線は下記式（３）であらわされ
る。

【００３３】

【数４】

【００３４】図５から、攪拌子１０に発生するトルクの
上昇は抜熱速度に応じて固液界面のせん断歪速度を選択
することにより防止できることが明らかである。そして
この結果から半凝固金属の初晶粒径を微細にするため抜
熱速度を大きくしたい場合、その抜熱速度に見合った固
液界面の高せん断歪速度すなわち前記式(1) を満足する
領域で操業すれば攪拌子１０のトルク上昇による妨害が
なく、高固相率、微細初晶粒の半凝固金属を製造するこ
とができる。

【００３５】その際、攪拌子１０のトルクの上昇防止に
必要な固液界面のせん断歪速度の下限値は全スクリュー
型攪拌子１０を用いることで低下させることができ、攪
拌子１０の回転数に上限があることを考慮すると、攪拌
子１０のら旋スクリュー化で、パドル型などに比し、よ
り高い抜熱速度の領域までの対応が可能になる。

【００３６】また、安定操業を行うために、図５に示す
攪拌子１０のトルク上昇がない固液界面の高せん断歪速
度領域すなわち前記式（１）を満たす領域での操業を行
うとき、設定クリアランスを十分に大きくとることによ
り、凝固シェルの生長につれて、抜熱速度、凝固シェル
生長速度は減少し、逆に上記式（２）に示すように固液
界面のせん断歪速度大きくなり、凝固シェル生長は図５
の境界線に至るまで停止し、そのときのクリアランスは
上記した 0.8 mm より大きい値になる。

【００３７】このことは設定クリアランスによって攪拌
子１０のトルクの上昇を防止できる条件になるように抜
熱速度の調整ができることを意味し、設定クリアランス
の適正化は安定操業を実現するために極めて重要であ
る。

【００３８】つぎに、図６及び図７は排出される半凝固
金属の固相率を 0.45 に調整し、設定クリアランスを 2
0mm にした、前記図４に示した条件における排出速度及
び排出流速におよぼす攪拌子１０の形状の影響を示すも
のである。

【００３９】これらの図において、攪拌子１０に全スク
リュー型を用いた場合の排出速度及び排出流速はパドル
・スクリュー複合型を用いた場合より大きくなってい
て、攪拌子１０のら旋スクリュー化は、攪拌子１０のト
ルク上昇の防止効果のみでなく生産量の増大にも効果が
あることがわかる。また、排出流速の増大は排出ノズル
におけるノズル閉塞などのトラブル減少につながり、安
定操業をより容易にする。

【００４０】図８は、前記図３の実験において、冷却板
８の全抜熱量に占める溶湯の温度降下分の熱量の割合
（以下溶湯冷却効率という）におよぼす攪拌子１０の形
状の影響である。図８から明らかなように、溶湯冷却効
率は全スクリュー型攪拌子１０を用いることにより増大
していることがわかる。この理由は、攪拌子１０の形状
をら旋スクリュー化することにより前記図３で示したよ
うに凝固シェルの成長速度が遅くなり、この凝固シェル
の成長の遅れに相当する熱量が溶湯の冷却に配分された
ためと考えられる。

【００４１】以上、ら旋スクリュー状の攪拌子１０を用
い、攪拌子回転法により半凝固金属を製造するにあた
り、冷却板８の抜熱速度（抜熱熱流束）に応じた固液界
面のせん剪歪速度を採用すること、図５に示した攪拌子
１０のトルク上昇のない領域すなわち前記式（１）を満
足させること、さらには初期設定クリアランスに応じて
冷却板８内面に生成する凝固シェル厚を制限することな
どにより、冷却板８内面に生成する凝固シェルの過剰生
長を防止し、攪拌子１０のトルクの上昇及び排出ノズル
トラブルを回避し、従来困難であった 0.45 までの高固
相率の半凝固金属を連続的に安定して排出することがで
きる。

【００４２】

【実施例】

実施例１ 実験を実施した半凝固金属製造装置の説明図を図１に示
す。この装置の主な構成は、受湯槽５、冷却板８を有す
る冷却槽６、保持槽７、攪拌子１０、排出量制御用ノズ
ル１２（スライディングノズル）及びトルクメータ３か
らなる。その他図１において、１は溶湯、２は攪拌用モ
ータ、４はタンディッシュ、９は冷却板８の冷却スプレ
ー、１１は受湯槽５及び保持槽７の各ヒータである。

【００４３】上記装置での半凝固金属の製造は、攪拌子
１０に前記図２(a) 及び(b) に示したパドル・スクリュ
ー複合型及び全スクリュー型の２種類のものをそれぞれ
用い、受湯槽５及び保持槽７をそれぞれのヒータ１１
で、また排出量制御用ノズル１２をバーナ（図示省略）
で十分予熱したのち、装置の上方よりタンディッンシュ
４を介して適正温度に調整した溶湯１を注入して、冷却
槽６の冷却板８からの抜熱と攪拌子１０の回転による攪
拌により半凝固金属を生成させ、排出される半凝固金属
の固相率を排出量制御用ノズル１２により冷却槽６内で
の滞留時間を制御することで調整し、排出量制御用ノズ
ル１２から所望の固相率の半凝固金属を排出することで
行った。

【００４４】実験は、Ａl −10 mass ％ Ｃu 合金を用
い、排出される半凝固金属の固相率を0.45、設定クリア
ランスすなわち冷却槽６の冷却板８と攪拌子１０との隙
間間隔を１５mmとし、トルクメータ３により攪拌子１０
に発生するトルクの経時変化を測定した。また、その際
の冷却板８の全抜熱量に占める溶湯の温度降下分の熱量
の割合すなわち溶湯の冷却効率を調査した。それらの結
果を図３及び図８に示す。

【００４５】図３は設定クリアランスを１５mmとした場
合の攪拌子１０に発生するトルクの半凝固金属排出開始
からの経時変化におよぼす攪拌子１０の形状の影響を示
すグラフである。なお、上記において攪拌子１０に発生
するトルクは、機械的損失などによる初期に発生するト
ルクを排除したものである。

【００４６】図３に示すように、攪拌子１０に発生する
トルクの経時変化は攪拌子の形状により差があり、全ス
クリュー型攪拌子１０の場合、パドル・スクリュー複合
型の場合よりトルクの上昇開始時期が遅れていて、攪拌
子形状をら旋スクリュー化することにより凝固シェルの
生長速度が遅くなる。

【００４７】また、図８は溶湯の冷却効率（冷却板８の
全抜熱量に占める溶湯の温度降下分の熱量の割合）にお
よぼす攪拌子１０の形状の影響を示すグラフである。抜
熱速度は概略同一であるにもかかわらず図８から明らか
なように溶湯の冷却効率は全スクリュー型攪拌子１０の
場合の方がパドル・スクリュー複合型攪拌子１０の場合
よりも大きくなっていて、攪拌子１０の形状をら旋スク
リュー化することは、トルクの上昇防止のみではなく、
溶湯の冷却効率改善にも効果があることを示している。

【００４８】つぎに、設定クリアランスを２０mmにして
上記と同様の方法で攪拌子１０に発生するトルクの経時
変化を測定した。またその際の半凝固金属の排出速度と
排出流速も調査した。なお、排出速度と排出流速は攪拌
子１０がパドル・スクリュー複合型の場合、トルクが上
昇し始める近傍の値、全スクリュー型の場合は凝固シェ
ルの生長が停止した以降の値を採用した。

【００４９】図４は設定クリアランスを２０mmとした場
合の攪拌子１０に発生するトルクの半凝固金属の排出開
始からの経時変化におよぼす攪拌子１０の形状の影響を
示すグラフである。なお上記において攪拌子１０に発生
するトルクは、機械的損失などによる初期に発生するト
ルクを排除したものである。

【００５０】図４に示すように、上記図３の場合にくら
べ設定クリアランスを２０mmと大きくした場合（攪拌子
１０のトルクの上昇がない限界での抜熱速度は小さくな
る）、パドル・スクリュー複合型攪拌子１０では未だ攪
拌子１０に発生するトルクの上昇は防止できないが、全
スクリュー型攪拌子１０を用いれば、そのトルク上昇は
防止できている。

【００５１】また、図６は半凝固金属の排出速度におよ
ぼす攪拌子１０の形状の影響を示すグラフ、図７は半凝
固金属の排出流速におよぼす攪拌子１０の形状の影響を
示すグラフである。これら図６及び図７に示すように、
半凝固金属の排出速度及び排出流速も攪拌子１０の形状
により差があり、全スクリュー型を採用した場合の方が
排出能は優れている。

【００５２】以上より、攪拌子回転法による半凝固金属
の製造において、ら旋スクリュー化した攪拌子１０を用
いて設定クリアランスの適正化すなわち抜熱速度を適正
化することで、攪拌子１０に発生するトルクの上昇を防
止でき、かつ排出量が増大でき、従来にくらべより固相
率の高い範囲までの半凝固金属の連続排出が安定してで
きる。

【００５３】実施例２ 実施例１と同様に図１に示した半凝固金属製造装置によ
り実験を行った。また攪拌子１０には前記図２(b) に示
した全スクリュー型を用いた。実験にはＪＩＳＨ−５２
０２のＡＣ４Ｃ、ＪＩＳＨ−５３０２のＡＤＣ１２及び
ＪＩＳＨ−４０００の２０２４など３種類のＡl 合金を
用いた。

【００５４】そして、冷却槽６の冷却板８の抜熱速度を
設定クリアランス、冷却水量、冷却板８の材質及び構造
を変えることにより調整し、かつ、抜熱速度は冷却板８
中に埋め込んだ熱電対により測定した温度勾配と伝熱係
数から算出した。また、固液界面のせん断歪速度は攪拌
子１０の回転数により調整し前記式(2)より計算した。

【００５５】これらの実験にもとづいて算出した。攪拌
子１０に発生するトルクの上昇を防止できる冷却板８の
抜熱速度と固液界面のせん断歪速度の関係を図５に示
す。図５から明らかなように、攪拌子１０に発生するト
ルクの上昇は、冷却板８の抜熱速度に応じて固液界面の
せん断歪速度を図５に示したトルクの上昇を防止できる
範囲すなわち前記式（１）の関係を満たす範囲に選択す
れば防止できる。したがって、上記条件で操業すれば攪
拌子１０のトルクの上昇はなく連続的に安定して高固相
率の半凝固金属が排出できる。

【００５６】

【発明の効果】この発明は、ら旋スクリュー状攪拌子を
用いた攪拌子回転法により半凝固金属を製造するにあた
り、冷却槽冷却板の抜熱熱流束に応じた固液界面のせん
断歪速度を適正化することにより攪拌子に発生するトル
クの上昇を防止し、微細初晶粒、高固相率の半凝固金属
を連続的に安定して製造できるようにしたものであり、

【００５７】この発明によれば、半凝固金属を直接加工
するレオフォーム、半凝固金属を凝固させたのち、半融
状態に再加熱して加工するチクソキャスト、鍛造等での
ニアネットシェイプの実現により加工エネルギーの大幅
な削減ができること、半凝固金属の特徴を生かした新材
料の開発を可能にすることなど、その効果は多大であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実験に用いた半凝固金属製造装置の説明図であ
る。

【図２】実験に用いた攪拌子の形状を示す説明図であ
る。 (a) はパドルの先端にら旋スクリューを装着したパドル
・スクリュー複合型攪拌子の説明図である。(b) は全体
がら旋スクリューの全スクリュー型攪拌子の説明図であ
る。

【図３】設定クリアランスを１５mmとした場合の攪拌子
に発生するトルクの半凝固金属排出開始からの経時変化
におよぼす攪拌子の形状の影響を示すグラフである。

【図４】設定クリアランスを２０mmとした場合の攪拌子
に発生するトルクの半凝固金属排出開始からの経時変化
におよぼす攪拌子の形状の影響を示すグラフである。

【図５】攪拌子に発生するトルクの上昇を防止できる冷
却板の抜熱速度と固液界面のせん断歪速度の関係を示す
グラフである。

【図６】半凝固金属の排出速度におよぼす攪拌子の形状
の影響を示すグラフである。

【図７】半凝固金属の排出流度におよぼす攪拌子の形状
の影響を示すグラフである。

【図８】溶湯の冷却効率におよぼす攪拌子の形状の影響
を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 溶湯 ２ 攪拌用モータ ３ トルクメータ ４ タンディッシュ ５ 受湯槽 ６ 冷却槽 ７ 保持槽 ８ 冷却板 ９ 冷却スプレ 10 攪拌子 11 ヒータ 12 排出量制御用ノズル

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年６月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】

【数３】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年６月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】

【数３】 〔記〕 γ＝２・ｒ₁ ・ｒ₃ ・Ω／（ｒ₃ ² −ｒ₁ ² ） −−−（２） ｒ₃ ＝ｒ₂ −ｄ＝Ｓ＋ｒ₁ ここで γ：固液界面せん断歪速度（ｓ^-1） ｒ₁ ：攪拌子半径（ｍ） ｒ₂ ：冷却槽半径（ｍ） Ω ：攪拌子の角速度（ｒａｄ／ｓ） Ｓ ：クリアランス ｒ₃ ：冷却槽内溶湯半径（ｍ） ｄ ：凝固シェル厚（ｍ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 広芳 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 株式会 社レオテック内 (72)発明者 難波 明彦 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 株式会 社レオテック内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却板を有する筒状の冷却槽の上部より
   注入した溶湯を、ら旋スクリュー状の攪拌子の回転下に
   冷却する半凝固金属の製造方法において、 該冷却板の抜熱熱流束と固液界面のせん断歪速度によ
   り、凝固シェルの過剰生長を防止し、攪拌子のトルク上
   昇を防止することを特徴とする半凝固金属の製造法。
2. 【請求項２】 冷却板の抜熱熱流束と固液界面のせん断
   歪速度との関係が下記式(1) を満たす請求項１に記載の
   半凝固金属の製造法。 【数１】
3. 【請求項３】 冷却板と攪拌子との間の設定クリアラン
   スの値に応じて冷却板内面に生長する凝固シェルの厚み
   を制限する請求項１又は２に記載の半凝固金属の製造
   法。