JPH0751800A - Method and device for producing perforated billet - Google Patents
Method and device for producing perforated billetInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、穴あきビレットの製造
方法及びその装置に関し、特に、ビレット断面の凝固組
織が、ビレット中心から放射状に広がって円周方向に均
一となるような穴あきビレットの製造方法及びその装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for producing a perforated billet, and more particularly to a perforated billet in which the solidification structure of the billet cross section is radially spread from the center of the billet and is uniform in the circumferential direction. Manufacturing method and apparatus therefor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】以下に、断面形状が円形で、中心に穴が
あいた形状を有する金属の穴あきビレット（以下「ホロ
ービレット」という。）を製造するための一般的方法を
説明する。2. Description of the Related Art A general method for manufacturing a metal perforated billet (hereinafter referred to as "hollow billet") having a circular cross-sectional shape and a shape with a hole at the center will be described below.
【０００３】図２には、ホロービレットを連続鋳造する
ための装置構成が示されている。この装置は、冷却手段
を有する円筒形状鋳型３と、ホロービレットの穴を形成
するため、円筒形状鋳型の中心に設けられたマンドレル
１と、鋳造樋６から円筒形状鋳型３へ溶解された金属
（以下「溶湯」という。）を供給するための複数の下降
管５とから構成されている。FIG. 2 shows an apparatus configuration for continuously casting a hollow billet. This apparatus has a cylindrical mold 3 having a cooling means, a mandrel 1 provided at the center of the cylindrical mold for forming a hole of a hollow billet, and a metal melted from a casting gutter 6 into the cylindrical mold 3 ( Hereinafter, a plurality of downcomers 5 for supplying "molten metal").
【０００４】マンドレル１は、耐火物製の棒であり、ホ
ロービレットの穴の位置精度を高く保つため、耐熱合金
製の架台２で円筒形状鋳型３に固定されている。また、
同様に、下降管５も耐熱材料が用いられている。The mandrel 1 is a refractory rod and is fixed to a cylindrical mold 3 by a pedestal 2 made of a heat-resistant alloy in order to maintain high positional accuracy of the holes of the hollow billet. Also,
Similarly, the downcomer pipe 5 is made of a heat resistant material.
【０００５】鋳造樋６から下降管５を通って溶湯が円筒
形状鋳型３に供給される。円筒形状鋳型３内では、溶湯
の凝固組織の分布が、鋳型の中心から円周方向に放射状
に広がるような状態になることが望ましい。したがっ
て、下降管５を円筒形状鋳型３の中心に挿入すれば良い
が、マンドレル１の存在で、円筒形状鋳型３の中心に挿
入することができない。そこで、実際のホロービレット
の製造においては、複数の下降管５を円筒形状鋳型３内
に挿入して、下降管５を円筒形状鋳型３の中心に挿入し
たと同様の効果を得ようとしている。The molten metal is supplied from the casting trough 6 through the downcomer pipe 5 to the cylindrical mold 3. In the cylindrical mold 3, it is desirable that the distribution of the solidification structure of the molten metal be in a state of radially spreading from the center of the mold in the circumferential direction. Therefore, the downcomer pipe 5 may be inserted in the center of the cylindrical mold 3, but cannot be inserted in the center of the cylindrical mold 3 due to the presence of the mandrel 1. Therefore, in the actual manufacturing of the hollow billet, the same effect as that obtained by inserting the plurality of downcomers 5 into the cylindrical mold 3 and inserting the downcomers 5 into the center of the cylindrical mold 3 is attempted.
【０００６】上述のような複数の下降管５から円筒形状
鋳型３内に供給された溶湯は、外側あるいは内部に冷却
手段（図示せず）を備えた円筒形状鋳型３内で冷却され
る。この際溶湯は、温度分布の状態を示す線１０に示さ
れるように、円筒形状鋳型３に接触している部分から中
心に向かって凝固していき、鋳塊７が得られる。The molten metal supplied into the cylindrical mold 3 from the plurality of downcomers 5 as described above is cooled in the cylindrical mold 3 having a cooling means (not shown) inside or outside. At this time, the molten metal solidifies from the portion in contact with the cylindrical mold 3 toward the center, as shown by the line 10 indicating the temperature distribution state, and the ingot 7 is obtained.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】下降管５の数は、多く
する程均一な溶湯の凝固分布を得ることができるが、そ
の一方、下降管５の数が多くなる程マンドレルを固定す
る架台２に制限され、挿入位置を決定することが困難と
なるという問題がある。As the number of the descending pipes 5 increases, a more uniform solidification distribution of the molten metal can be obtained. On the other hand, as the number of the descending pipes 5 increases, the mount 2 for fixing the mandrel. However, there is a problem that it is difficult to determine the insertion position.
【０００８】また、下降管５の数が多くなる程、下降管
間での溶湯量の調節が困難となる。すなわち、鋳造速度
に上限があるので、１本の下降管内を流れる溶湯の量が
減少することになり、閉塞が発生し易くなる等の下降管
の損傷の問題がある。As the number of downcomers 5 increases, it becomes more difficult to control the amount of molten metal between the downcomers. That is, since the casting speed has an upper limit, the amount of molten metal flowing in one downcomer pipe is reduced, and there is a problem of damage to the downcomer pipe such that clogging easily occurs.
【０００９】更に、一定量のホロービレットを鋳造する
毎に、鋳造を中断して下降管を鋳造樋から外さなくては
ならない半連続鋳造においては、連続する出し入れによ
る下降管の損傷が問題となる。Further, in semi-continuous casting in which casting must be interrupted every time a certain amount of hollow billet is cast and the downcomer must be removed from the casting gutter, damage to the downcomer due to continuous withdrawal becomes a problem. .
【００１０】したがって、本発明の目的は、下降管の損
傷及び配置位置の制限を減少し、溶湯の流量の調節を簡
単にし、ホロービレットの品質を向上させた穴あきビレ
ットの製造方法及びその装置を提供することを目的とす
る。Therefore, it is an object of the present invention to reduce the damage of the downcomer pipe and the limitation of the arrangement position, simplify the adjustment of the molten metal flow rate, and improve the quality of the hollow billet. The purpose is to provide.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、溶解された金属が、マンドレルの周囲から
円筒形状の鋳型内へ注入されることを特徴とする穴あき
ビレットの製造方法を提供する。In order to solve the above problems, the present invention is directed to a method for producing a perforated billet, characterized in that molten metal is injected from the periphery of a mandrel into a cylindrical mold. I will provide a.
【００１２】また、本発明は、溶解された金属を鋳型内
に注入する溶湯注入手段と、溶湯注入手段から溶解され
た金属が注入される、逆円錐状あるいは漏斗状の形状の
凹部と、凹部の最下部にある円錐の頂点に当たる部分に
形成された、溶解された金属が通過する所定の大きさを
有する穴とを有する第１の鋳型と、第１の鋳型の下方に
配置され、溶解された金属が、第１の鋳型の穴を通過し
て注入される円筒形状の第２の鋳型と、ビレットの中央
に穴をあけるため、第１の鋳型に形成された穴から第２
の鋳型の中心を通るように配置されたマンドレルとを有
することを特徴とする金属の穴あきビレットの製造装置
を提供する。Further, according to the present invention, a molten metal injecting means for injecting a molten metal into a mold, an inverted conical or funnel-shaped recess into which the molten metal is infused, and a recess A first mold having a hole having a predetermined size through which the melted metal passes, formed in a portion corresponding to the apex of the cone at the bottom of the first mold, and arranged below the first mold and melted. The second metal having a cylindrical shape is poured with the metal through the hole of the first mold, and a hole is formed in the center of the billet so that the second hole is formed in the first mold.
And a mandrel arranged so as to pass through the center of the mold of the invention.
【００１３】なお、第１の鋳型は、断熱材を介して第２
の鋳型から隔離され、かつ、冷却手段は設けないことと
する。一方、第２の鋳型は、冷却手段が設けられるよう
にすることが望ましい。It should be noted that the first mold is used as a second mold through a heat insulating material.
It is isolated from the mold and no cooling means is provided. On the other hand, it is desirable that the second mold is provided with cooling means.
【００１４】[0014]
【作用】溶湯が第１の鋳型の円錐状の凹部に注入される
と、凹部の最下部に当たる円錐の頂点に向かって流れ
る。この円錐の頂点には、所定の大きさの穴が設けられ
ており、その穴の中心にはマンドレルが挿入されてい
る。このため溶湯は、マンドレルの周囲から穴に流れ込
み、そして第２の鋳型内に流れ込むことになる。したが
って、マンドレルがあったとしても、第２の鋳型の中心
から溶湯を注入したのと同様に、溶湯の凝固組織が鋳型
の中心から円周方向に向かって分布することになる。When the molten metal is poured into the conical recess of the first mold, it flows toward the apex of the cone which is the lowest part of the recess. A hole having a predetermined size is provided at the apex of this cone, and a mandrel is inserted at the center of the hole. This causes the melt to flow from around the mandrel into the holes and then into the second mold. Therefore, even if there is a mandrel, the solidified structure of the molten metal is distributed in the circumferential direction from the center of the mold, as if the molten metal was injected from the center of the second mold.
【００１５】[0015]
【実施例１】以下に、本発明の一実施例を図面を参照し
つつ詳細に説明する。図１には、本実施例のホロービレ
ットを製造するための装置構成を示している。この装置
は、ホロービレットを連続鋳造で製造する場合に用いる
ものであり、溶湯樋６から鋳型に溶湯を注入する１本の
下降管５と、下降管５から溶湯が注入される逆円錐状あ
るいは漏斗状の形状の凹部と、凹部の最下部の円錐の頂
点に当たる部分に形成された、溶湯が通過することがで
きる所定の大きさを有する穴とを有する円錐状鋳型８
と、円錐状鋳型８の穴から溶湯が供給され、これを冷却
する円筒形状鋳型３と、円錐状鋳型８の穴の中心から円
筒状鋳型３の中心にかけて挿入されたマンドレル１と、
マンドレル１を円錐状鋳型８の穴と円筒状鋳型３の中心
に位置させるための架台２とから構成されている。Embodiment 1 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an apparatus configuration for manufacturing the hollow billet of this example. This apparatus is used when a hollow billet is manufactured by continuous casting, and includes one downcomer pipe 5 for injecting the molten metal into the mold from the molten metal gutter 6 and an inverted conical shape for injecting the molten metal through the downcomer pipe 5. A conical mold 8 having a funnel-shaped recess and a hole formed in a portion corresponding to the apex of the cone at the bottom of the recess and having a predetermined size through which the molten metal can pass.
A cylindrical mold 3 to which the molten metal is supplied from the hole of the conical mold 8 to cool it, and a mandrel 1 inserted from the center of the hole of the conical mold 8 to the center of the cylindrical mold 3.
The mandrel 1 is composed of a hole in a conical mold 8 and a pedestal 2 for positioning the mandrel 1 at the center of a cylindrical mold 3.
【００１６】円錐状鋳型８の材質は、耐熱性を有し、熱
伝導率が低く、かつ溶湯と反応しない物質である必要が
ある。なぜなら、円錐状鋳型８は、円筒形状鋳型３に溶
湯を送る役割を有するので、溶湯が凝固しないようにす
る必要があるからである。したがって、例えば、アルミ
ナ等の材質が用いられ、断熱材９で円筒形状鋳型３から
隔離され、かつ、冷却手段は設けられていない。The material of the conical mold 8 needs to be a material having heat resistance, low thermal conductivity and not reacting with the molten metal. This is because the conical mold 8 has a role of feeding the molten metal to the cylindrical mold 3, and it is necessary to prevent the molten metal from solidifying. Therefore, for example, a material such as alumina is used, separated from the cylindrical mold 3 by the heat insulating material 9, and no cooling means is provided.
【００１７】一方、円筒形状鋳型３は、円錐状鋳型８と
は逆で溶湯を冷却する働きを持たせる必要がある。した
がって、熱伝導率が良い材料を用い、更に、鋳型内部で
通水できるような冷却装置を設けることが望ましい。On the other hand, the cylindrical mold 3 is required to have a function of cooling the molten metal, which is the reverse of the conical mold 8. Therefore, it is desirable to use a material having a high thermal conductivity and to provide a cooling device that allows water to pass inside the mold.
【００１８】また、マンドレル１、架台２及び下降管５
には、耐熱材料が用いられている。The mandrel 1, the mount 2 and the downcomer pipe 5 are also provided.
A heat resistant material is used for.
【００１９】以上説明した装置で、以下のようにホロー
ビレットを連続鋳造する。まず、溶湯４は、鋳造樋６か
ら下降管５を通って、円錐形状鋳型８の円錐状の凹部に
注入される。円錐状鋳型８は、上述したように溶湯の冷
却は行われないので、注入された溶湯は凝固することな
く円錐状の凹部の最下部へ流れる。そして、溶湯は１本
の下降管５から供給されたものであるが、円錐状鋳型８
の最下部、すなわち円錐の頂点に当たる部分に設けられ
た穴に集められ、マンドレル１の周囲から円筒形状鋳型
３の中心へと流れ込む。The apparatus described above continuously casts a hollow billet as follows. First, the molten metal 4 is poured from the casting trough 6 through the downcomer pipe 5 into the conical recess of the conical mold 8. Since the molten metal is not cooled in the conical mold 8 as described above, the poured molten metal flows to the bottom of the conical recess without solidifying. The molten metal is supplied from one downcomer pipe 5, but the conical mold 8
Is collected in a hole provided at the lowermost portion of the mandrel 1, that is, at the portion corresponding to the apex of the cone, and flows from the periphery of the mandrel 1 to the center of the cylindrical mold 3.
【００２０】円筒状鋳型３内に流れ込んだ溶湯は、鋳型
の中心から円周方向に向かって拡散する。そして、円筒
状鋳型３に接触した溶湯から冷却が進み、中心部の溶湯
に向かって冷却が進んでいく。その様子を示したのが温
度分布の状態を示した境界線１０である。この境界線１
０を境に、上部は溶湯４の状態、下部は鋳塊７の凝固し
た状態となっている。The molten metal that has flowed into the cylindrical mold 3 diffuses in the circumferential direction from the center of the mold. Then, the cooling progresses from the molten metal in contact with the cylindrical mold 3, and the cooling progresses toward the molten metal in the central portion. The boundary line 10 showing the state of the temperature distribution shows this state. This border 1
At 0, the upper part is in the state of the molten metal 4 and the lower part is in the solidified state of the ingot 7.
【００２１】筒状鋳型３の中心部には、マンドレル１が
境界線１０を超える部分まで挿入されているため、鋳塊
７の中心には穴が形成される。そして、鋳塊７は所定の
方法によって、円筒形状鋳型３から引き出される。Since the mandrel 1 is inserted into the central portion of the cylindrical mold 3 up to the portion exceeding the boundary line 10, a hole is formed in the center of the ingot 7. Then, the ingot 7 is pulled out from the cylindrical mold 3 by a predetermined method.
【００２２】以上説明したように、本実施例は、円錐状
鋳型８が設けられているので、下降管５を１本としても
円筒形状鋳型３の中心部にに溶湯が注入される。これに
より、溶湯の流れが均一化され、得られた鋳塊の凝固組
織の分布が、中心から放射状に広がった円周方向に均一
な状態となり、ビレットの品質が向上する。これについ
ては、本実施例の鋳型で製造した外径２００ｍｍのホロ
ービレットの凝固組織を穴があいていないビレットと比
較してみたが、穴がないビレットと同等に均一な凝固組
織が得られることが確認された。As described above, in this embodiment, since the conical mold 8 is provided, the molten metal is injected into the central portion of the cylindrical mold 3 even with only one downcomer pipe 5. As a result, the flow of the molten metal is made uniform, and the distribution of the solidification structure of the obtained ingot becomes uniform in the circumferential direction radially extending from the center, and the quality of the billet is improved. Regarding this, the solidification structure of a hollow billet having an outer diameter of 200 mm manufactured by the mold of this example was compared with that of a billet without holes, and a uniform solidification structure was obtained as with a billet without holes. Was confirmed.
【００２３】また、下降管５の本数を１本とすることが
できるため、鋳造開始時や鋳造終了時に下降管５を出し
入れする場合に、下降管５の損傷を防止できる。更に、
鋳造中に溶湯の流量を調節して鋳型内の湯面高さを調節
する場合も、下降管５が１本であれば、下降管同士のバ
ランスをとることも不要となり、作業が容易となる。Further, since the number of the downcomer pipes 5 can be one, damage to the downcomer pipes 5 can be prevented when the downcomer pipes 5 are taken in and out at the start of casting or at the end of casting. Furthermore,
Even when the molten metal flow rate is adjusted during casting to adjust the level of the molten metal in the mold, if there is only one downcomer pipe 5, it is not necessary to balance the downcomer pipes and the work is facilitated. .
【００２４】なお、本実施例は、金属だけに限らず、プ
ラスティック等の樹脂でも溶融させた後、ある形状に鋳
込むことによって製造するものには適用することができ
る。The present embodiment can be applied not only to metal, but also to resin manufactured by melting it and then casting it into a certain shape.
【００２５】また、材質によっては、鋳塊に割れが生じ
ることがある。しかし、本実施例の鋳型は、従来の鋳型
に比べて、溶湯の上部に更に溶湯が供給され、鋳型に供
給されている溶湯の総量が多くなることから、アルミニ
ウム鋳造で使用されるホットトップのような押湯効果も
期待できる。凝固直後に生じた割れであれば、供給され
た溶湯の重量によって溶湯が割れ目に入り易くなるの
で、鋳塊に発生する割れ目は減少し、ホロービレットの
品質が向上する。Further, depending on the material, cracks may occur in the ingot. However, the mold of the present embodiment, as compared with the conventional mold, the molten metal is further supplied to the upper part of the molten metal, and since the total amount of the molten metal supplied to the mold is large, the hot top used in aluminum casting is You can expect such a hot water effect. In the case of cracks generated immediately after solidification, the molten metal easily enters the cracks due to the weight of the molten metal supplied, so that the number of cracks generated in the ingot is reduced and the quality of the hollow billet is improved.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上のように、本発明の穴あきビレット
の製造方法及びその装置によれば、溶湯の供給を穴あき
ビレットの断面形状に相似した断面形状で行う溶湯供給
鋳型を鋳造鋳型の鋳型の上方に配置したので、下降管の
損傷及び配置位置の制限が低減され、溶湯の流量の調節
が簡単になり、鋳塊の凝固組織が均一化されてホロービ
レットの品質を向上させることができる。As described above, according to the method and apparatus for manufacturing a perforated billet of the present invention, the molten metal supply mold for supplying the molten metal with a cross-sectional shape similar to the cross-sectional shape of the perforated billet is used. Since it is placed above the mold, damage to the downcomer pipe and restrictions on the placement position are reduced, the flow rate of the molten metal is easily adjusted, the solidification structure of the ingot is made uniform, and the quality of the hollow billet is improved. it can.
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
【図２】従来の鋳型を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional mold.
１ マンドレル ２ 架台 ３ 円筒形状鋳型 ４ 溶湯 ５ 下降管 ６ 鋳造樋 ７ 鋳塊 ８ 円錐状
鋳型 ９ 断熱材 １０ 境界線1 Mandrel 2 Stand 3 Cylindrical mold 4 Molten metal 5 Downcomer 6 Cast gutter 7 Ingot 8 Conical mold 9 Insulation 10 Boundary line
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 香川 学 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社システムマテリアル研究所内 (72)発明者 エァリング・ローラー ドイツ連邦共和国、45133 エッセン、ヴ ァイデンブルク 65 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Manabu Kagawa 3550 Kidayo-cho, Tsuchiura City, Ibaraki Prefecture Hitachi Cable Ltd. System Materials Research Laboratories (72) Inventor Ehring Roller, Federal Republic of Germany, 45133 Essen, Weidenburg 65
Claims (3)
の鋳型に、溶解された金属を注入することによって穴あ
きビレットを製造する方法において、 前記溶解された金属は、前記マンドレルの周囲から前記
円筒形状の鋳型内へ注入されることを特徴とする穴あき
ビレットの製造方法。1. A method for producing a perforated billet by injecting a molten metal into a cylindrical mold having a mandrel inserted in the center thereof, wherein the molten metal is formed around the mandrel. A method for producing a perforated billet, which is characterized in that it is injected into a mold having a shape.
状を有する金属の穴あきビレットを製造する装置におい
て、 溶解された前記金属を鋳型内に注入する溶湯注入手段
と、 前記溶湯注入手段から前記溶解された金属が注入され
る、逆円錐状あるいは漏斗状の形状の凹部と、前記凹部
の最下部にある円錐の頂点に当たる部分に形成された、
前記溶解された金属が通過する所定の大きさを有する穴
とを有する第１の鋳型と、 前記第１の鋳型の下方に配置され、前記溶解された金属
が、前記第１の鋳型の前記穴を通過して注入される円筒
形状の第２の鋳型と、 前記ビレットの中央に穴をあけるため、前記第１の鋳型
に形成された穴から前記第２の鋳型の中心を通るように
配置されたマンドレルとを有することを特徴とする金属
の穴あきビレットの製造装置。2. An apparatus for producing a metal perforated billet having a circular cross-sectional shape and a shape having a hole in the center, and a molten metal injecting means for injecting the molten metal into a mold, and the molten metal injecting means. Formed in an inverted cone-shaped or funnel-shaped recess into which the molten metal is injected, and a portion corresponding to the apex of the cone at the bottom of the recess,
A first mold having a hole having a predetermined size through which the melted metal passes, and the melted metal is disposed below the first mold and the melted metal is the hole of the first mold. A second mold of cylindrical shape to be injected through and a hole is formed in the center of the billet, so that it is arranged so as to pass through the center of the second mold from the hole formed in the first mold. And a mandrel for manufacturing a metal perforated billet.
断熱材を介して前記第２の鋳型から隔離され、 前記第２の鋳型は、冷却手段を有する請求項２記載の金
属の穴あきビレットの製造装置。3. The metal mold according to claim 2, wherein the first mold is separated from the second mold via a heat insulating material that prevents the inflow of cooling heat, and the second mold has a cooling means. Perforated billet manufacturing equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21899393A JPH0751800A (en) | 1993-08-11 | 1993-08-11 | Method and device for producing perforated billet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21899393A JPH0751800A (en) | 1993-08-11 | 1993-08-11 | Method and device for producing perforated billet |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0751800A true JPH0751800A (en) | 1995-02-28 |
Family
ID=16728591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21899393A Pending JPH0751800A (en) | 1993-08-11 | 1993-08-11 | Method and device for producing perforated billet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0751800A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09263827A (en) * | 1996-03-28 | 1997-10-07 | Nisshin Steel Co Ltd | Manufacture of stock for shadow mask, free from striped irregularity |
-
1993
- 1993-08-11 JP JP21899393A patent/JPH0751800A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09263827A (en) * | 1996-03-28 | 1997-10-07 | Nisshin Steel Co Ltd | Manufacture of stock for shadow mask, free from striped irregularity |
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