JPH081281A - 半凝固金属材料の製造方法及びその製造装置 - Google Patents
半凝固金属材料の製造方法及びその製造装置Info
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- JPH081281A JPH081281A JP13421694A JP13421694A JPH081281A JP H081281 A JPH081281 A JP H081281A JP 13421694 A JP13421694 A JP 13421694A JP 13421694 A JP13421694 A JP 13421694A JP H081281 A JPH081281 A JP H081281A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半凝固金属材料の製造において、生産規の拡
大すなわち装置が大型化されても電力効率の優れる電磁
攪拌方式を得る。 【構成】 冷却・攪拌槽内で、溶湯を冷却下に電磁攪拌
により攪拌して半凝固金属スラリーとする際、電磁攪拌
を、電磁コイルのN極又はS極のいずれか一方が冷却・
攪拌槽の外周に沿って移動する回転磁界により行う。
大すなわち装置が大型化されても電力効率の優れる電磁
攪拌方式を得る。 【構成】 冷却・攪拌槽内で、溶湯を冷却下に電磁攪拌
により攪拌して半凝固金属スラリーとする際、電磁攪拌
を、電磁コイルのN極又はS極のいずれか一方が冷却・
攪拌槽の外周に沿って移動する回転磁界により行う。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、初晶粒が分散した半
凝固金属スラリーとする過程を経る半凝固金属材料の、
電磁攪拌方式による製造方法及びその装置を提案するも
のである。
凝固金属スラリーとする過程を経る半凝固金属材料の、
電磁攪拌方式による製造方法及びその装置を提案するも
のである。
【0002】ここで半凝固金属材料とは、半凝固状態す
なわち半凝固金属スラリーを直接加工するレオ加工、半
凝固金属スラリーを一たん冷却凝固させたのち再加熱し
て半融状態で加工するチクソ加工、及び固相状態で加工
する鍛造加工などに供する素材のことをいい、材料特性
(加工性、品質等)の大幅な改善やコスト低減がはかれ
る有用な材料である。
なわち半凝固金属スラリーを直接加工するレオ加工、半
凝固金属スラリーを一たん冷却凝固させたのち再加熱し
て半融状態で加工するチクソ加工、及び固相状態で加工
する鍛造加工などに供する素材のことをいい、材料特性
(加工性、品質等)の大幅な改善やコスト低減がはかれ
る有用な材料である。
【0003】
【従来の技術】半凝固金属スラリーを製造する方法は数
多く提案されているが、工業的規模での製造方式として
は電磁攪拌方式が有力である。この電磁攪拌方式の半凝
固金属スラリーの製造手段としては、例えば特公昭62
−25464号公報(チクソトロピック金属スラリーの
製造方法および製造装置)に開示されている2極回転磁
界方式がある。
多く提案されているが、工業的規模での製造方式として
は電磁攪拌方式が有力である。この電磁攪拌方式の半凝
固金属スラリーの製造手段としては、例えば特公昭62
−25464号公報(チクソトロピック金属スラリーの
製造方法および製造装置)に開示されている2極回転磁
界方式がある。
【0004】この2極回転磁界方式の主な利点として
は、溶湯を冷却する際のデンドライトの成長方向と直角
方向に電磁力が働くため、デンドライトを切断・分散す
るのに効率的であること、また攪拌対象物の中心部を磁
束が通過するため回転力が中心部にも働き、いわゆるデ
ッドゾーンがなくなることの2点が挙げられている。し
かし、生産規模を拡大するために、冷却・攪拌槽を大径
化するとき、上記2極回転磁界方式の場合は極間隔が拡
がると磁束密度が減衰する。そのため攪拌のための電力
効率が低下し電力量を必要以上に大きくしなければなら
ないという問題がある。
は、溶湯を冷却する際のデンドライトの成長方向と直角
方向に電磁力が働くため、デンドライトを切断・分散す
るのに効率的であること、また攪拌対象物の中心部を磁
束が通過するため回転力が中心部にも働き、いわゆるデ
ッドゾーンがなくなることの2点が挙げられている。し
かし、生産規模を拡大するために、冷却・攪拌槽を大径
化するとき、上記2極回転磁界方式の場合は極間隔が拡
がると磁束密度が減衰する。そのため攪拌のための電力
効率が低下し電力量を必要以上に大きくしなければなら
ないという問題がある。
【0005】一方、永久磁石を冷却・攪拌槽の外周で高
速回転させる方法もあるが、永久磁石は熱的に弱いこ
と、鉄粉等のダストの付着堆積が著しくメンテナンスが
容易でないこと、などの問題があり実用的でない。
速回転させる方法もあるが、永久磁石は熱的に弱いこ
と、鉄粉等のダストの付着堆積が著しくメンテナンスが
容易でないこと、などの問題があり実用的でない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって、この発明
は前記した問題点を有利に解決し、電磁攪拌方式により
たとえ冷却・攪拌槽が大型化されても低電力量で好適に
攪拌し固液混相の半凝固金属スラリーを得ることができ
る半凝固金属材料の製造方法及びその製造装置を提案す
ることを目的とする。
は前記した問題点を有利に解決し、電磁攪拌方式により
たとえ冷却・攪拌槽が大型化されても低電力量で好適に
攪拌し固液混相の半凝固金属スラリーを得ることができ
る半凝固金属材料の製造方法及びその製造装置を提案す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】発明者らの実験・検討結
果によれば、前記したように、2極回転磁界方式では、
装置の大型化すなわち冷却・攪拌槽の大型化にともない
極間隔が拡がり磁束密度の減衰が大きくなり攪拌のため
の電力効率が低下するという問題があった。
果によれば、前記したように、2極回転磁界方式では、
装置の大型化すなわち冷却・攪拌槽の大型化にともない
極間隔が拡がり磁束密度の減衰が大きくなり攪拌のため
の電力効率が低下するという問題があった。
【0008】そこで、さらに実験・検討を重ねた結果、 1.冷却・攪拌槽内で溶湯の凝固が進行し、初晶粒が生
成されるのは冷却・攪拌槽の内壁面近傍であるから、そ
の部分の溶湯に十分な攪拌流動を与えてやれば初晶粒の
懸濁した半凝固金属スラリーが得られ、必ずしも冷却・
攪拌槽中心部に電磁力を作用させてこの部分に積極的に
攪拌力を加える必要はない。
成されるのは冷却・攪拌槽の内壁面近傍であるから、そ
の部分の溶湯に十分な攪拌流動を与えてやれば初晶粒の
懸濁した半凝固金属スラリーが得られ、必ずしも冷却・
攪拌槽中心部に電磁力を作用させてこの部分に積極的に
攪拌力を加える必要はない。
【0009】2.冷却・攪拌槽内壁面近傍のみを強力に
旋回流動させれば、これにつれて中心部分も適当な流動
が誘起される。なお、通常製造する固相率:0.3程度
までの半凝固金属スラリーは流動性がよく、中心部にも
旋回流動が誘導される。などの知見を得た。
旋回流動させれば、これにつれて中心部分も適当な流動
が誘起される。なお、通常製造する固相率:0.3程度
までの半凝固金属スラリーは流動性がよく、中心部にも
旋回流動が誘導される。などの知見を得た。
【0010】したがって、外周から冷却する冷却・攪拌
槽内で半凝固金属スラリーを製造する場合、冷却・攪拌
槽の外周に配する電磁攪拌装置は2極回転磁界方式であ
る必要はなく、むしろ装置の大型化を考えた場合極間が
開く一方の上記方式は不利である。
槽内で半凝固金属スラリーを製造する場合、冷却・攪拌
槽の外周に配する電磁攪拌装置は2極回転磁界方式であ
る必要はなく、むしろ装置の大型化を考えた場合極間が
開く一方の上記方式は不利である。
【0011】そこでこの発明は、装置の大型化にも好適
に対応でき効率の良好な電磁攪拌手段として、攪拌のた
めの電磁力を、冷却・攪拌槽内壁面近傍に作用させるよ
うにするものである。
に対応でき効率の良好な電磁攪拌手段として、攪拌のた
めの電磁力を、冷却・攪拌槽内壁面近傍に作用させるよ
うにするものである。
【0012】すなわち、この発明の要旨は以下の通りで
ある。 筒状の冷却・攪拌槽の上方から供給した金属溶湯
を、冷却下に電磁力による攪拌を加えて粒状の初晶が懸
濁した固液混相の半凝固金属スラリーとする過程を経る
半凝固金属材料の製造方法において、電磁力による攪拌
を、電磁コイルのN極又はS極のいずれか一方が、冷却
・攪拌槽の外周に沿って移動する回転磁界により行うこ
とを特徴とする半凝固金属材料の製造方法であり、上記
において、電磁力による攪拌が、冷却・攪拌槽と、該冷
却・攪拌槽内に配置した中子との間での旋回流動とする
ことを可とするものである。 筒状の冷却・攪拌槽の上方から供給した金属溶湯
を、冷却下に電磁力による攪拌を加えて粒状の初晶が懸
濁した固液混相の半凝固金属スラリーとする過程を経る
半凝固金属材料の製造装置において、冷却・攪拌槽の外
周に放射状に配置した複数の電磁コイルのN極又はS極
のいずれか一方が、該冷却・攪拌槽の外周に沿って順次
に移動する回転磁界発生装置を設置してなる半凝固金属
材料の製造装置であり、上記において、冷却・攪拌槽内
に中子を配置すること、さらに該中子は上下方向に移動
可能とし、冷却・攪拌槽に対し挿入・退避自在とするこ
とを可とするものである。なお、中子は冷却・攪拌槽と
同軸の関係に配置することがよい。
ある。 筒状の冷却・攪拌槽の上方から供給した金属溶湯
を、冷却下に電磁力による攪拌を加えて粒状の初晶が懸
濁した固液混相の半凝固金属スラリーとする過程を経る
半凝固金属材料の製造方法において、電磁力による攪拌
を、電磁コイルのN極又はS極のいずれか一方が、冷却
・攪拌槽の外周に沿って移動する回転磁界により行うこ
とを特徴とする半凝固金属材料の製造方法であり、上記
において、電磁力による攪拌が、冷却・攪拌槽と、該冷
却・攪拌槽内に配置した中子との間での旋回流動とする
ことを可とするものである。 筒状の冷却・攪拌槽の上方から供給した金属溶湯
を、冷却下に電磁力による攪拌を加えて粒状の初晶が懸
濁した固液混相の半凝固金属スラリーとする過程を経る
半凝固金属材料の製造装置において、冷却・攪拌槽の外
周に放射状に配置した複数の電磁コイルのN極又はS極
のいずれか一方が、該冷却・攪拌槽の外周に沿って順次
に移動する回転磁界発生装置を設置してなる半凝固金属
材料の製造装置であり、上記において、冷却・攪拌槽内
に中子を配置すること、さらに該中子は上下方向に移動
可能とし、冷却・攪拌槽に対し挿入・退避自在とするこ
とを可とするものである。なお、中子は冷却・攪拌槽と
同軸の関係に配置することがよい。
【0013】 項における半凝固金属材料の製造装
置の中子が、非磁性材料からなることを好適とするもの
である。
置の中子が、非磁性材料からなることを好適とするもの
である。
【0014】 又は項における半凝固金属材料の
製造装置の冷却・攪拌槽が、非磁性で熱伝導率の小さい
金属からなること、耐火物製スリーブを内装した非磁性
金属からなること、オーステナイト系ステンレス鋼から
なること、アルミナ製スリーブを内装したオーステナイ
ト系ステンレス鋼からなること、又は、アルミナ・グラ
ファイト製スリーブを内装したオーステナイト系ステン
レス鋼からなることなどを好適とするものである。
製造装置の冷却・攪拌槽が、非磁性で熱伝導率の小さい
金属からなること、耐火物製スリーブを内装した非磁性
金属からなること、オーステナイト系ステンレス鋼から
なること、アルミナ製スリーブを内装したオーステナイ
ト系ステンレス鋼からなること、又は、アルミナ・グラ
ファイト製スリーブを内装したオーステナイト系ステン
レス鋼からなることなどを好適とするものである。
【0015】
【作用】この発明の作用効果について以下に述べる。こ
の発明は、筒状の冷却・攪拌槽内の金属溶湯を冷却下に
電磁攪拌を加えて粒状の初晶が懸濁した半凝固金属スラ
リーとする過程を経る、レオ加工用、チクソ加工用さら
には鍛造加工用素材として好適な半凝固金属材料を製造
するにあたって、電磁攪拌を、電磁コイルのN極又はS
極のいずれか一方が冷却・攪拌槽の外周に沿って移動す
る回転磁界により行うことを骨子とするもので、かくす
ることにより、電磁力は冷却・攪拌槽内壁面近くの溶湯
ないしは半凝固金属スラリーに集中的に作用し、それら
を旋回流動させて攪拌を行うことになり、装置の大型化
すなわち冷却・攪拌槽の径が大きくなっても関係なく低
電力量で効率的に攪拌を行うことができる。
の発明は、筒状の冷却・攪拌槽内の金属溶湯を冷却下に
電磁攪拌を加えて粒状の初晶が懸濁した半凝固金属スラ
リーとする過程を経る、レオ加工用、チクソ加工用さら
には鍛造加工用素材として好適な半凝固金属材料を製造
するにあたって、電磁攪拌を、電磁コイルのN極又はS
極のいずれか一方が冷却・攪拌槽の外周に沿って移動す
る回転磁界により行うことを骨子とするもので、かくす
ることにより、電磁力は冷却・攪拌槽内壁面近くの溶湯
ないしは半凝固金属スラリーに集中的に作用し、それら
を旋回流動させて攪拌を行うことになり、装置の大型化
すなわち冷却・攪拌槽の径が大きくなっても関係なく低
電力量で効率的に攪拌を行うことができる。
【0016】さらに、冷却・攪拌槽内に中子を配した場
合、旋回流動させる溶湯ないしは半凝固金属スラリーは
中心部の中子の部分が排除されているため、電磁力を冷
却・攪拌槽内壁面近傍に集中的に作用させるこの発明の
電磁攪拌方式はより効率的になる。
合、旋回流動させる溶湯ないしは半凝固金属スラリーは
中心部の中子の部分が排除されているため、電磁力を冷
却・攪拌槽内壁面近傍に集中的に作用させるこの発明の
電磁攪拌方式はより効率的になる。
【0017】なお、冷却・攪拌槽で製造される半凝固金
属スラリーは、そのままレオ加工に供することもよく、
鋳型あるいは連鋳機に供給して鋳造し鋳片としたのちチ
クソ加工や鋳造加工に供することもよい。
属スラリーは、そのままレオ加工に供することもよく、
鋳型あるいは連鋳機に供給して鋳造し鋳片としたのちチ
クソ加工や鋳造加工に供することもよい。
【0018】つぎに、半凝固金属スラリーの製造装置に
おいて、電磁攪拌装置すなわち回転磁界発生装置は、冷
却・攪拌槽の外周に複数の電磁コイルを放射状に配置
し、冷却・攪拌槽に近い磁極をN極又はS極のうちいず
れか一方に定め、順次隣接する電磁コイルに移動させて
電磁コイルに電力を供給することでよい。
おいて、電磁攪拌装置すなわち回転磁界発生装置は、冷
却・攪拌槽の外周に複数の電磁コイルを放射状に配置
し、冷却・攪拌槽に近い磁極をN極又はS極のうちいず
れか一方に定め、順次隣接する電磁コイルに移動させて
電磁コイルに電力を供給することでよい。
【0019】なお、上記において、電磁コイルへの電力
の供給はたとえば、直流電源を用いるか又は交流電源を
電力変換装置を介して用い、冷却・攪拌槽に近い電磁コ
イルの極が常に一定の極になるようにして磁界を回転さ
せる方向の隣接する電磁コイルに順次移動させて電力を
供給することでよい。また、磁極数は1極でもよいが設
備的に許容できる範囲内で適当に選択することがよい。
の供給はたとえば、直流電源を用いるか又は交流電源を
電力変換装置を介して用い、冷却・攪拌槽に近い電磁コ
イルの極が常に一定の極になるようにして磁界を回転さ
せる方向の隣接する電磁コイルに順次移動させて電力を
供給することでよい。また、磁極数は1極でもよいが設
備的に許容できる範囲内で適当に選択することがよい。
【0020】冷却・攪拌槽は、磁束密度の減衰を防ぐた
め非磁性とすることが好ましい。また、冷却・攪拌槽内
壁面に凝固シェルが生長すると、その凝固シェルによる
磁束密度の減衰が問題となることから、その凝固シェル
の生長を抑制するため抜熱速度を制御するすなわち冷却
・攪拌槽の熱伝導度を適当に小さくすることがよい。
め非磁性とすることが好ましい。また、冷却・攪拌槽内
壁面に凝固シェルが生長すると、その凝固シェルによる
磁束密度の減衰が問題となることから、その凝固シェル
の生長を抑制するため抜熱速度を制御するすなわち冷却
・攪拌槽の熱伝導度を適当に小さくすることがよい。
【0021】このような冷却・攪拌槽としては、たとえ
ばオーステナイト系ステンレス鋼、アルミナあるいはア
ルミナ・ブラファイトなどの耐火物製スリーブを内装し
たオーステナイト系ステンレス鋼を用いることが好適で
ある。
ばオーステナイト系ステンレス鋼、アルミナあるいはア
ルミナ・ブラファイトなどの耐火物製スリーブを内装し
たオーステナイト系ステンレス鋼を用いることが好適で
ある。
【0022】なお、中子はその位置関係から大きな影響
はないものの、電磁力の減衰防止のため非磁性とするこ
とが好ましい。
はないものの、電磁力の減衰防止のため非磁性とするこ
とが好ましい。
【0023】以上、この発明によれば、電磁攪拌方式と
して、前記した磁束を冷却・攪拌槽の中心を通過させる
2極回転磁界方式でなく、N極又はS極いずれか一方を
冷却・攪拌槽に沿わせて回転させる回転磁界方式とした
ため、冷却・攪拌槽内壁面近傍の溶湯ないしは半凝固金
属スラリーに強く電磁力を作用させ旋回流動させること
ができるようになり、半凝固金属スラリーをより低電力
量で製造することができる。この効果は装置の大型化に
伴いより顕著となる。さらに、中子を用いる場合、溶湯
ないしは半凝固金属は構造上冷却・攪拌槽内壁面近傍に
存在し、これらを流動させればよいので、この発明の有
意性がより顕著に発現する。
して、前記した磁束を冷却・攪拌槽の中心を通過させる
2極回転磁界方式でなく、N極又はS極いずれか一方を
冷却・攪拌槽に沿わせて回転させる回転磁界方式とした
ため、冷却・攪拌槽内壁面近傍の溶湯ないしは半凝固金
属スラリーに強く電磁力を作用させ旋回流動させること
ができるようになり、半凝固金属スラリーをより低電力
量で製造することができる。この効果は装置の大型化に
伴いより顕著となる。さらに、中子を用いる場合、溶湯
ないしは半凝固金属は構造上冷却・攪拌槽内壁面近傍に
存在し、これらを流動させればよいので、この発明の有
意性がより顕著に発現する。
【0024】なお、この発明は電磁コイルを用いている
ので、操業中に鉄粉やダストが付着してもこれらを除去
することは容易であり、永久磁石を用いる場合のように
付着物の除去が困難になることはなく、電磁コイルは水
冷Box内に装備でき熱的にも強いので永久磁石に比し
昇温することによって攪拌力が弱まることもない。
ので、操業中に鉄粉やダストが付着してもこれらを除去
することは容易であり、永久磁石を用いる場合のように
付着物の除去が困難になることはなく、電磁コイルは水
冷Box内に装備でき熱的にも強いので永久磁石に比し
昇温することによって攪拌力が弱まることもない。
【0025】また、非磁性で熱伝導度の適度に小さい冷
却・攪拌槽を用いることにより、装置及び凝固シェルの
生長による磁束密度の減衰を防止し、攪拌力を低減する
ことなく、強攪拌を維持できる。
却・攪拌槽を用いることにより、装置及び凝固シェルの
生長による磁束密度の減衰を防止し、攪拌力を低減する
ことなく、強攪拌を維持できる。
【0026】
【実施例】この発明に適合する半凝固金属スラリーの製
造装置の一例を図1及び図2に基づいて説明する。
造装置の一例を図1及び図2に基づいて説明する。
【0027】図1は、電磁攪拌法による半凝固金属スラ
リーの製造装置の説明図である。図1において、非磁性
で熱伝導の適当に小さい冷却・攪拌槽は冷却円筒2と水
冷ジャケット3とからなり、冷却・攪拌部の外周には電
源を14とする回転磁界発生装置4が設置されている。
そして冷却・攪拌槽の下部から冷却水13を供給し、冷
却円筒2の外面を通って上部から排水(13′)され、
供給される溶湯15に適当な冷却効果を与えるようにな
っている。
リーの製造装置の説明図である。図1において、非磁性
で熱伝導の適当に小さい冷却・攪拌槽は冷却円筒2と水
冷ジャケット3とからなり、冷却・攪拌部の外周には電
源を14とする回転磁界発生装置4が設置されている。
そして冷却・攪拌槽の下部から冷却水13を供給し、冷
却円筒2の外面を通って上部から排水(13′)され、
供給される溶湯15に適当な冷却効果を与えるようにな
っている。
【0028】この冷却・攪拌槽の上端には耐火材1′を
内張りしたタンディッシュ1が接続され、底部には排出
ノズル5が設けられている。また、冷却・攪拌槽の中心
には、非磁性の中子6を配し、この中子6は支持アーム
8に軸受7を介して回転可能に支持し、支持アーム8は
支持台11に油圧シリンダー12等の昇降手段を介して
昇降可能に取付けられ、冷却・攪拌槽への挿入及び冷却
・攪拌槽からの退避を可能にしているとともに、中子6
と排出ノズル5との隙間間隔を調整することで、排出速
度、排出される半凝固金属スラリーの固相率の制御を行
う。また、中子6はトルク計10に接続されていてトル
クの測定により操業状況をチェックできるようになって
いる。
内張りしたタンディッシュ1が接続され、底部には排出
ノズル5が設けられている。また、冷却・攪拌槽の中心
には、非磁性の中子6を配し、この中子6は支持アーム
8に軸受7を介して回転可能に支持し、支持アーム8は
支持台11に油圧シリンダー12等の昇降手段を介して
昇降可能に取付けられ、冷却・攪拌槽への挿入及び冷却
・攪拌槽からの退避を可能にしているとともに、中子6
と排出ノズル5との隙間間隔を調整することで、排出速
度、排出される半凝固金属スラリーの固相率の制御を行
う。また、中子6はトルク計10に接続されていてトル
クの測定により操業状況をチェックできるようになって
いる。
【0029】さて、この装置での半凝固金属スラリーの
製造は、溶湯15を連続的にタンディッシュ1に供給す
ることによって該溶湯15は冷却・攪拌槽へ流入する。
この溶湯15は冷却・攪拌槽で適当な冷却と、回転磁界
発生装置4によって発生する回転磁界によって旋回流動
による攪拌が付与され、凝固の進行にともなって生成す
る初晶粒を含む半凝固金属スラリー15′となって下方
へ移動し、排出ノズル5を経て半凝固金属スラリー流1
6として装置外へ排出される。
製造は、溶湯15を連続的にタンディッシュ1に供給す
ることによって該溶湯15は冷却・攪拌槽へ流入する。
この溶湯15は冷却・攪拌槽で適当な冷却と、回転磁界
発生装置4によって発生する回転磁界によって旋回流動
による攪拌が付与され、凝固の進行にともなって生成す
る初晶粒を含む半凝固金属スラリー15′となって下方
へ移動し、排出ノズル5を経て半凝固金属スラリー流1
6として装置外へ排出される。
【0030】一方、図2は、上記回転磁界発生装置の電
磁コイルの配置と回転磁界発生機構の説明図である。図
2(a),(b),(c)は4極3相の場合を示すもの
で、冷却円筒2と水冷ジャケット3とからなる冷却・攪
拌槽の外周に放射状に電磁コイル4′が12個配置され
ている。これらの電磁コイル4′は3相交流を電力変換
装置(図示省略)を介して供給することにより、冷却・
攪拌槽に近い磁極が常にN極になるようになっている。
なお図中の点線は磁力線を示す。
磁コイルの配置と回転磁界発生機構の説明図である。図
2(a),(b),(c)は4極3相の場合を示すもの
で、冷却円筒2と水冷ジャケット3とからなる冷却・攪
拌槽の外周に放射状に電磁コイル4′が12個配置され
ている。これらの電磁コイル4′は3相交流を電力変換
装置(図示省略)を介して供給することにより、冷却・
攪拌槽に近い磁極が常にN極になるようになっている。
なお図中の点線は磁力線を示す。
【0031】これら電磁コイル4′による回転磁界は、
T1 時には(a)のφ1 の電磁コイル4′に、つぎのT
2 時には(b)のφ2 の電磁コイル4′に、T3 時には
(c)のφ3 の電磁コイル4′に順次移動して電力を供
給することによって発生させる。
T1 時には(a)のφ1 の電磁コイル4′に、つぎのT
2 時には(b)のφ2 の電磁コイル4′に、T3 時には
(c)のφ3 の電磁コイル4′に順次移動して電力を供
給することによって発生させる。
【0032】つぎに、上記図1及び図2に示した装置を
用いて半凝固金属スラリーを製造した結果について述べ
る。
用いて半凝固金属スラリーを製造した結果について述べ
る。
【0033】なお、上記において、冷却・攪拌槽には、
内径:220mmφのSUS304製円筒に厚さ:10
mmのアルミナ・グラファイトの耐火物製スリーブを内
装した冷却円筒2とSUS304製水冷ジャケット3を
用い、中子6には外径:100mmφのアルミナ・グラ
ファイト製のものを用いた。
内径:220mmφのSUS304製円筒に厚さ:10
mmのアルミナ・グラファイトの耐火物製スリーブを内
装した冷却円筒2とSUS304製水冷ジャケット3を
用い、中子6には外径:100mmφのアルミナ・グラ
ファイト製のものを用いた。
【0034】適正温度に加熱溶解したAl−10mas
s%Cu合金の溶湯15を、タンディッシュ1を介して
冷却・攪拌槽に供給し、水冷ジャケット3を介する冷却
下に回転磁界発生装置4により回転磁界を加えて攪拌し
て半凝固金属スラリーとし、中子6の昇降により排出量
を20l/分として排出ノズル5から連続的に半凝固金
属スラリー16を排出した。なお、冷却・攪拌槽冷却円
筒内壁面における磁束密度は約1000ガウスであっ
た。
s%Cu合金の溶湯15を、タンディッシュ1を介して
冷却・攪拌槽に供給し、水冷ジャケット3を介する冷却
下に回転磁界発生装置4により回転磁界を加えて攪拌し
て半凝固金属スラリーとし、中子6の昇降により排出量
を20l/分として排出ノズル5から連続的に半凝固金
属スラリー16を排出した。なお、冷却・攪拌槽冷却円
筒内壁面における磁束密度は約1000ガウスであっ
た。
【0035】この結果、固相率:0.25の半凝固金属
スラリーを連続的に安定して製造できた。
スラリーを連続的に安定して製造できた。
【0036】さらに、中子6を退避させた以外は上記と
同様の条件で半凝固金属スラリー16の排出を行った。
この結果、冷却・攪拌槽における溶湯の自由表面の中央
部の凹は大きくなったが、排出量:25l/分で固相
率:0.20の半凝固金属スラリーを連続的に安定して
製造できた。なお、この実施例で示した装置スケールに
おいて、2極3相方式の従来法では700KVAの電源
容量が必要であったのに対し、この発明によれば500
KVAで同等の攪拌ができ同様の半凝固金属スラリーが
製造できることを確認した。
同様の条件で半凝固金属スラリー16の排出を行った。
この結果、冷却・攪拌槽における溶湯の自由表面の中央
部の凹は大きくなったが、排出量:25l/分で固相
率:0.20の半凝固金属スラリーを連続的に安定して
製造できた。なお、この実施例で示した装置スケールに
おいて、2極3相方式の従来法では700KVAの電源
容量が必要であったのに対し、この発明によれば500
KVAで同等の攪拌ができ同様の半凝固金属スラリーが
製造できることを確認した。
【0037】
【発明の効果】この発明は、電磁攪拌による半凝固金属
材料の製造において、電磁攪拌を電磁コイルのN極又は
S極のいずれか一方が冷却・攪拌槽の外周に沿って移動
する回転磁界により行うものであり、この発明によれ
ば、低電力量で効率よく攪拌することができ、かつ生産
規模の拡大すなわち装置の大型化にも好適に対応してそ
の効果はより顕著となり、半凝固金属材料のコスト低減
に大きく貢献する。
材料の製造において、電磁攪拌を電磁コイルのN極又は
S極のいずれか一方が冷却・攪拌槽の外周に沿って移動
する回転磁界により行うものであり、この発明によれ
ば、低電力量で効率よく攪拌することができ、かつ生産
規模の拡大すなわち装置の大型化にも好適に対応してそ
の効果はより顕著となり、半凝固金属材料のコスト低減
に大きく貢献する。
【図1】電磁攪拌法による半凝固金属スラリーの説明図
である。
である。
【図2】この発明に適合する回転磁界発生装置の電磁コ
イルの配置と回転磁界発生機構の説明図である。
イルの配置と回転磁界発生機構の説明図である。
1 タンディッシュ 1′ 耐火材 2 冷却円筒 3 水冷ジャケット 4 回転磁界発生装置 4′ 電磁コイル 5 排出ノズル 6 中子 7 軸受 8 支持アーム 9 連結軸 10 トルク計 11 支持台 12 油圧シリンダー 13 冷却水(給水) 13′ 冷却水(排水) 14 電源 15 溶湯 15′ 半凝固金属スラリー 16 排出された半凝固金属スラリー
フロントページの続き (72)発明者 新出 司 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 広中 一聡 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 (11)
- 【請求項1】 筒状の冷却・攪拌槽の上方から供給した
金属溶湯を、冷却下に電磁力による攪拌を加えて粒状の
初晶が懸濁した固液混相の半凝固金属スラリーとする過
程を経る半凝固金属材料の製造方法において、 電磁力による攪拌を、電磁コイルのN極又はS極のいず
れか一方が、冷却・攪拌槽の外周に沿って移動する回転
磁界により行うことを特徴とする半凝固金属材料の製造
方法。 - 【請求項2】 電磁力による攪拌が、冷却・攪拌槽と、
該冷却・攪拌槽内に配置した中子との間での旋回流動で
ある請求項1に記載の半凝固金属材料の製造方法。 - 【請求項3】 筒状の冷却・攪拌槽の上方から供給した
金属溶湯を、冷却下に電磁力による攪拌を加えて粒状の
初晶が懸濁した固液混相の半凝固金属スラリーとする過
程を経る半凝固金属材料の製造装置において、 冷却・攪拌槽の外周に放射状に配置した複数の電磁コイ
ルのN極又はS極のいずれか一方が、該冷却・攪拌槽の
外周に沿って順次に移動する回転磁界発生装置を設置し
てなる半凝固金属材料の製造装置。 - 【請求項4】 冷却・攪拌槽内に、中子を配置してなる
請求項3に記載の半凝固金属材料の製造装置。 - 【請求項5】 上下方向に移動でき、かつ該冷却・攪拌
槽に対して挿入・退避可能な中子を配してなる請求項3
に記載の半凝固金属材料の製造装置。 - 【請求項6】 中子が、非磁性材料からなる請求項4又
は5に記載の半凝固金属材料の製造装置。 - 【請求項7】 冷却・攪拌槽が、非磁性で熱伝導率の小
さい金属からなる請求項3,4,5又は6に記載の半凝
固金属材料の製造装置。 - 【請求項8】 冷却・攪拌槽が、耐火物製スリーブを内
装した非磁性金属からなる請求項3,4,5又は6に記
載の半凝固金属材料の製造装置。 - 【請求項9】 冷却・攪拌槽が、オーステナイト系ステ
ンレス鋼からなる請求項3,4,5又は6に記載の半凝
固金属材料の製造装置。 - 【請求項10】 冷却・攪拌槽が、アルミナ製スリーブ
を内装したオーステナイト系ステンレス鋼からなる請求
項3,4,5又は6に記載の半凝固金属材料の製造装
置。 - 【請求項11】 冷却・攪拌槽が、アルミナ・グラファ
イト製スリーブを内装したオーステナイト系ステンレス
鋼からなる請求項3,4,5又は6に記載の半凝固金属
材料の製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13421694A JPH081281A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 半凝固金属材料の製造方法及びその製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13421694A JPH081281A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 半凝固金属材料の製造方法及びその製造装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH081281A true JPH081281A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=15123148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13421694A Pending JPH081281A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 半凝固金属材料の製造方法及びその製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH081281A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100700360B1 (ko) * | 2004-11-18 | 2007-03-27 | 주식회사동서기전 | 전자교반을 이용한 반응고 모재 공급 장치 |
JP2009148771A (ja) * | 2007-12-18 | 2009-07-09 | Ritera:Kk | 金属スラリー製造方法及び装置,金属加工方法 |
WO2011158477A1 (ja) * | 2010-06-14 | 2011-12-22 | 日本軽金属株式会社 | アルミニウム合金鋳造棒の製造方法および連続鋳造装置ならびに連続鋳造装置用電磁攪拌コイル |
KR101470490B1 (ko) * | 2013-04-19 | 2014-12-08 | 세일정기 (주) | 연속주조장치 |
WO2020242024A1 (ko) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | 한주금속(주) | 반응고 고압 주조설비의 전자기 진동 교반장치 |
-
1994
- 1994-06-16 JP JP13421694A patent/JPH081281A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100700360B1 (ko) * | 2004-11-18 | 2007-03-27 | 주식회사동서기전 | 전자교반을 이용한 반응고 모재 공급 장치 |
JP2009148771A (ja) * | 2007-12-18 | 2009-07-09 | Ritera:Kk | 金属スラリー製造方法及び装置,金属加工方法 |
WO2011158477A1 (ja) * | 2010-06-14 | 2011-12-22 | 日本軽金属株式会社 | アルミニウム合金鋳造棒の製造方法および連続鋳造装置ならびに連続鋳造装置用電磁攪拌コイル |
JPWO2011158477A1 (ja) * | 2010-06-14 | 2013-08-19 | 日本軽金属株式会社 | アルミニウム合金鋳造棒の製造方法および連続鋳造装置ならびに連続鋳造装置用電磁攪拌コイル |
KR101470490B1 (ko) * | 2013-04-19 | 2014-12-08 | 세일정기 (주) | 연속주조장치 |
WO2020242024A1 (ko) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | 한주금속(주) | 반응고 고압 주조설비의 전자기 진동 교반장치 |
EP3978163A4 (en) * | 2019-05-31 | 2022-04-27 | Hanjoometal Co.,Ltd | ELECTROMAGNETIC VIBRATION STIRRER OF SEMI-RIGID HIGH PRESSURE CASTING PLANTS |
US20220241853A1 (en) * | 2019-05-31 | 2022-08-04 | Hanjoometal Co., Ltd | Electromagnetic vibration stirring device of semi-solid high pressure casting equipment |
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