JPH07115132B2

JPH07115132B2 - 双ロールによるＡｌ―Ｍｇ合金の鋳造方法

Info

Publication number: JPH07115132B2
Application number: JP2371888A
Authority: JP
Inventors: 晃三星野; 栄喜碓井; 健三飯塚; 幸男杉下
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-02-05
Filing date: 1988-02-05
Publication date: 1995-12-13
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JPH01202345A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は１対のロールを適長間隔をおいて配置し、この
ロール間にAl−Mg合金溶湯を供給してAl−Mg合金板を鋳
造する双ロールによるAl−Mg合金の鋳造方法に関する。

［従来の技術］アルミニウム又はアルミニウム合金板を双ロール式の鋳
造機により鋳造し、その後所定の厚さまで圧延し、所期
の目的に用いることは広く知られた技術である。この双
ロール式鋳造機の鋳造用ロールは冷却水が流れるコア部
と、アルミニウム又はアルミニウム合金溶湯が直接接触
するシェル部とを有する。この１対の鋳造ロールは相互
間に適長間隔をおいて対向するように配設されており、
溶湯はこの水冷された２つのロールの間にノズルを介し
て注入され、冷却されて凝固する。そして、溶湯が凝固
して得られた鋳片は更にロールにより若干圧延されて所
謂鋳造板となる。

連続鋳造機により厚肉鋳塊を鋳造する場合には通常、鋳
型と凝固アルミニウムとの剥離性を向上させ、鋳造を円
滑に行うため、鋳型の壁面にナタネ油等の離型剤（潤滑
剤）を塗布する。双ロール式鋳造機により鋳造する場合
も、従来、連続鋳造機と同様に潤滑剤を使用するが、こ
の潤滑剤としてはグラファイト粉末又はマグネシアの粉
末を水に熔解させた懸濁液を使用し、この懸濁液をロー
ルにスプレイすることにより潤滑剤をロール周面に被着
させていた。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、この従来技術においては、潤滑剤が懸濁
液であるため、流速が遅い場所では沈降し易いのでロー
ルにスプレイ噴射される時点での濃度が一定せず、潤滑
剤濃度が経時的に変化するという欠点を有する。

また、スプレイ噴射により被着させる量がロールの部位
によって一定せず、局所的なバラツキがある。

更に、鋳造板との接触によりロール周面の潤滑剤が除去
されるが、この除去される量がロールの部位によって異
なる。

これらの要因により、潤滑剤量がロール周面で不均一に
なり、その結果、局所的に冷却のムラが生じ、鋳造板の
表面欠陥（凝固欠陥）が発生し易いという問題点があ
る。

また、このような表面欠陥はMg含有量が高いAl−Mg合金
のように、凝固温度域が広い合金において顕著に発生す
る。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
表面欠陥が発生し易い高Mg含有量のAl−Mg合金において
も潤滑の不均一等に起因する表面欠陥を確実に防止する
ことができる双ロールによるAl−Mg合金の鋳造方法を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明に係る双ロールによるAl−Mg合金の鋳造方法は、
シェル厚が35乃至60mmの１対のロールを適長間隔をおい
て配置し、このロール間にMg含有量が3.5重量％以上のA
l−Mg合金溶湯を供給し、前記ロール周面に潤滑剤を塗
布することなく前記溶湯をロールにより冷却してAl−Mg
合金板を鋳造することを特徴とする。

［作用］本発明においては、ロール周面に潤滑剤を塗布せずに溶
湯を鋳造するという全く新規な発想のもとにAl−Mg合金
を鋳造する。従って、無潤滑であるから、従来の潤滑剤
の懸濁液を塗布することに起因した冷却ムラによる鋳造
板の表面欠陥が解消される。

一方、鋳造板とロールシェルとの間の離型性は、従来の
ように潤滑剤によらず、溶湯のMg含有量を3.5重量％以
上にして、鋳造体の表面に酸化皮膜を形成させることに
より確保している。また、シェル厚を35乃至60mmにして
溶湯の冷却速度を高めたので、瞬間的な体積収縮が生じ
ることも離型性の向上に寄与する。

［実施例］以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して具
体的に説明する。

第１図は本発明の実施例方法を示す双ロール式鋳造装置
の溶湯注入部を示す断面図である。

１対のロール1,2はその軸方向を平行にし、相互に適長
間隔をおいて上下に対向するように配設されている。ロ
ール1,2は、一定のシェル厚ｔを有する円筒状をなし、
その内周面には冷却水が通流する冷却部材３が固定され
ている。この冷却部材３内を冷却水が通流することによ
り、ロール1,2のシェルが冷却される。

ロール1,2は矢印方向に回転駆動されるようになってお
り、ロール1,2が最短距離で対向する位置よりもロール
1,2の回転方向の上流側の位置には、筒状のノズル４が
配置されている。ノズル４は溶湯鍋等の溶湯供給源に連
結されており、このノズル４を介してアルミニウム合金
の溶湯５がロール1,2間の間隙に注入される。

この溶湯５はロール1,2により冷却されて凝固し、鋳造
板７が得られる。なお、溶湯５とロール1,2又は鋳造板
７との間には固液共存相６が存在する。

従来は、このような双ロール式鋳造機において、ロール
1,2のシェルと鋳造板７との間の離型性を確保するため
に、懸濁液の潤滑剤をロール1,2のシェル外周面にスプ
レイ塗布していた。

しかしながら、本発明方法においては、ロール1,2のシ
ェル外周面に潤滑剤を塗布することなく、無潤滑でAl−
Mg合金溶湯を鋳造することに特徴を有する。

潤滑剤の塗布ムラに起因して冷却（熱伝達）のムラが生
じるのであるから、冷却を均一にして鋳造板の表面欠陥
を防止するためには、当然、均一に塗布するための方法
を検討するのが常識であり、本願発明者等も当初その方
向にて実験研究を行った。しかしながら、Mg含有量が高
い場合には、どの様な方法を講じても塗布ムラを防止
し、この塗布ムラに起因する表面欠陥を皆無にすること
はできなかった。

そこで、本願発明者等は潤滑剤を塗布する工程自体を省
略し、即ち、従来は全く検討もされなかった潤滑なしで
鋳造を行う方法を指向し、種々実験研究を重ねた結果、
本発明方法を完成させるに至ったものである。

潤滑の目的は、前述の如く、鋳造板とロールシェルとの
間の離型であり、離型性が悪い場合にはスティッキング
等の不良を生ずる。このステッキング不良というのは、
鋳造板がロールに付着してしまい、ロール出口を過ぎて
も、鋳造体がしばらくはロール周面に付着したままであ
る不良をいう。このステッキング不良が発生した部分は
表面光沢が全く異なり、つや消し面の不良となり、板形
状も乱れる。

このため、潤滑剤を使用しない場合には他の方法で離型
性を確保する必要がある。このような潤滑剤による離型
以外の離型手段について種々実験研究を行った結果、本
願発明者等は溶湯の冷却速度を充分に高くすれば、Mg含
有量が十分に高い合金の場合に、無潤滑で鋳造すること
ができることを究明した。これは、Mg含有量が高い場合
は、鋳造板７の表面に酸化皮膜が形成され易く、この酸
化皮膜がある程度の離型性を有するためである。また、
冷却速度が充分に高くすれば、溶湯が冷却されて凝固す
るときの瞬間的な体積収縮のために酸化皮膜の形成と相
まって離型性が高まるからである。

上述の如く、酸化皮膜による離型性の向上効果を充分に
引き出すためには、溶湯に3.5重量％以上のMgを含有さ
せることが必要であり、このMg含有量が3.5重量％の未
満の場合は離型性が悪く、潤滑剤なしでは著しいスティ
キング不良を起す。なお、本発明の目的を達成するため
には、Mg含有量に上限を設ける必要はないが、湯流れの
点からはMg含有量を5.5重量％以下とするのが望まし
い。

また、冷却速度を高めて体積収縮により離型性を向上さ
せるためには、鋳造用ロールのシェル厚を35mm以上にす
ることが必要である。シェル厚が35mm未満であると、溶
湯がロールのシェルに接触して凝固が開始されると、シ
ェルと冷却水との間が水蒸気により断熱状態になってし
まい、シェルの冷却能が著しく低下する。また、シェル
厚が60mmを超えると、ロール内の冷却水によるロール表
面の冷却効果が小さくなり、ロールが一回転するだけの
時間ではシェル表面まで冷却されなくなるため、シェル
厚を60mm以下とする。即ち、ロールシェルの熱容量によ
るアルミニウム合金溶湯の冷却能は、シェル厚が35乃至
60mmの範囲において極めて高く、ロールシェルをこのよ
うな範囲内の厚さにすることが必要である。なお、ロー
ルシェルの冷却能を更に一層高めるためには、シェル厚
を40乃至55mmの狭範囲にすることが望ましい。

このように、Al−Mg合金の溶湯５の組成を3.5重量％以
上のMgを含有するものとすることにより、Al合金鋳造板
７の表面には酸化皮膜が形成されて、ロール1,2のシェ
ル外周面に潤滑剤を塗布しないのにも拘らず、鋳造板７
はロール1,2のシェル外周面に付着することなく離型す
る。また、シェルの厚さを35乃至60mmにしたから、ロー
ルシェルの熱容量が冷却効率上最適のものになり、溶湯
が高冷却速度で冷却される。従って、鋳造板７は速やか
に体積収縮してロールシェルから離れる。

これらの効果により、本実施例方法においては、無潤滑
であるにも拘らず、優れた離型性が確保される。また、
潤滑剤を使用しないから、この塗布ムラに起因する冷却
不均一が解消され、鋳造板の表面欠陥が防止される。

次に、本発明の実施例方法によりAl−Mg合金を製造した
結果について比較例と共に説明する。

実施例１ロール径が約900mm、シェル厚が55mmの耐熱鋼製鋳造用
ロールを使用し、厚さが7mmであってMg含有量が2.5重量
％,4重量％及び５重量％の３種類のAl−Mg系合金板を鋳
造した。鋳造条件はロール周速度が100cm/分、鋳造温度
が700℃、ロール冷却水温度が30℃、ロール冷却水流量
が300l/分である。この結果、製造された鋳造板の表面
品質とMg含有量及び潤滑の有無との関係は下記第１表に
示すとおりであった。

また、潤滑ありの場合の潤滑条件はグラファイトの１％
懸濁液を１ロール当り0.3l/分の流量でロール表面にス
プレイ噴射したものである。

更に、シミ欠陥とは、鋳造方向に伸びた１乃至5cm長の
偏析であり、著しい場合には割れとなる。シミ欠陥はこ
の部分の凝固が周囲より遅いために形成される。

この第１表から明らかなように、Mg含有量が４重量％又
は５重量％であって、潤滑なしの本実施例の場合には、
欠陥がない優れた表面品質が得られた。

実施例２ロール径が約900mm、シェル厚が25mm、45mm、55mm及び7
0mmの４種類の鋳造用ロールを使用し、AA5182合金板
（4.8％Mg含有）を7mm厚に鋳造した。鋳造条件はロール
周速度が120cm/分、鋳造温度が700℃、ロール冷却水の
温度が30℃、冷却水流量が300l/分である。また、潤滑
剤は使用しなかった。

このようにして製造された鋳造板の表面品質とシェル厚
との関係を下記第２表に示す。

この第２表から明らかなように、シェル厚が45mm又は55
mmの本実施例の場合は、欠陥がない優れた表面品質が得
られた。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、シェル厚を35乃至
60mmにし、3.5重量％以上のMgを含有するAl合金溶湯を
鋳造するから、従来全く考えられていなかった無潤滑で
の双ロール方式による鋳造が可能となり、しかも表面品
質が優れた鋳造板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の実施例方法を示す双ロール式鋳造装置
の注入部を示す断面図である。 1,2;ロール、4;ノズル、5;溶湯、7;鋳造板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シェル厚が35乃至60mmの１対のロールを適
長間隔をおいて配置し、このロール間にMg含有量が3.5
重量％以上のAl−Mg合金溶湯を供給し、前記ロール周面
に潤滑剤を塗布することなく前記溶湯をロールにより冷
却してAl−Mg合金板を鋳造することを特徴とする双ロー
ルによるAl−Mg合金の鋳造方法。