JP4157616B2 - Casting equipment - Google Patents

Casting equipment Download PDF

Info

Publication number
JP4157616B2
JP4157616B2 JP09243998A JP9243998A JP4157616B2 JP 4157616 B2 JP4157616 B2 JP 4157616B2 JP 09243998 A JP09243998 A JP 09243998A JP 9243998 A JP9243998 A JP 9243998A JP 4157616 B2 JP4157616 B2 JP 4157616B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling
casting apparatus
cooling roll
roll
rotating shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP09243998A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11267793A (en
Inventor
一郎 向江
聡 内藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Ulvac Inc
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Ulvac Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd, Ulvac Inc filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP09243998A priority Critical patent/JP4157616B2/en
Publication of JPH11267793A publication Critical patent/JPH11267793A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4157616B2 publication Critical patent/JP4157616B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は合金の鋳造装置に関するものであり、更に詳しくは合金の溶湯を冷却ロールと回転円板状の冷却鋳型とによって二段階に冷却する鋳造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、サマリウム・コバルト合金や鉄・ネオジウム・硼素合金に代表される希土類金属を含有する合金は、高性能な磁石、水素吸蔵合金、二次電池用負極の材料として注目を浴びているが、高性能の合金を得るには希土類金属が微細に分散した均質な結晶組織を必要とすることから、溶湯を効果的に冷却、固化させる必要がある。従って、その製造方法、製造装置について種々の提案がなされているが、特開昭63−317643号公報には、結晶粒の粗大化、偏析、α−Feの残留を防止するために、100〜1000℃/秒の冷却速度で冷却するべく、その実施例1においては、互いに内側へ向かい逆方向に回転する直径300mmφの銅製の双ロールによって鉄・ネオジウム・硼素合金の溶湯を冷却して厚さ1.1mmの鋳片を得る方法が開示されている。
【0003】
また、特開平5−222488号公報、特開平6−84624号公報、特開平8−229641号公報には、同じく鉄・ネオジウム・硼素合金の溶湯をストリップキャスト法、すなわち、前方へ回転する単ロールへタンディッシュから注湯して急冷鋳片を製造する方法が提案されている。例えば、特開平8−229641号公報には、タンディッシュの先端部と冷却ロールとの間に介在させていたアルミナ等によるクッション材を取り除いて空隙をあけ、かつ冷却ロールに対するタンディッシュのノズルの角度位置を特定範囲内とする製造方法が開示されており、その実施例1においては、タンディッシュの先端部のノズルと冷却ロールとの間の空隙を0.3mmとし、鉄・ネオジウム・硼素合金の溶湯をタンディッシュから回転数130rpmで回転する直径300mmφの水冷銅ロールに注湯して、板厚0.2〜0.35mmの鋳片を得ている。
【0004】
そのほか、上記とは全く異なる冷却方法の鋳造装置が、本願出願人の出願による特開平5−237635号公報において開示されている。すなわち、水平面内で回転する円板状の鋳型へ注湯して冷却、固化させる鋳造装置40であり、図4はその鋳造装置40の構成を示す概略側面図である。真空室41内において、誘導加熱式の溶解炉44が支柱42に軸支され、油圧シリンダ43によって傾転自在に支持されている。この溶解炉44を加熱するための誘導加熱コイル46は電力ケーブル45によって給電される。そして、形成される溶湯は傾けた溶解炉44から樋47を経由して下方の回転する水冷円板53に固定された円板状の鋳型55へ注湯して冷却、固化させるようになっている。
【0005】
水冷円板53は真空室41の底壁に設けた真空シール52を介して下方の外部へ延びる上下方向の回転軸51によって水平面内で回転される。回転軸51にはスプロケット56が取り付けられており、その下端は架台67に載せた軸受59で支持されている。そして、回転軸51は駆動モータ62、減速機63、減速機63のスプロケット66と回転軸51のスプロケット56とに巻装されたチェイン64からなる駆動機構61によって回転される。水冷円板53には冷却水通路が設けられており、その冷却水通路を塞ぐように円板状の鋳型55を載せてボルトで固定されており、鋳型55の周縁部には環状の鋳型枠57が取り外し可能に固定されている。
【0006】
そして、この鋳造装置40によって鋳造する場合には、合金材料を溶解炉44へ投入し、真空中で誘導加熱コイル46に高周波の交流を通電することによって合金材料は溶解され、溶湯が形成されると油圧シリンダ43によって溶解炉44を傾け水冷され回転されている鋳型55上へ注湯される。溶湯は鋳型55の回転によってその全面に展開されて冷却固化される。鋳型55内で固化した鋳造品は鋳型枠57と共に鋳型55から取り外される。従って鋳型の分解を必要とせず作業が簡便であり、鋳造品のハンドリングやメンテナンスも容易化されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記の双ロールまたは単ロールで冷却する方法はいずれも溶湯を冷却ロールで冷却、固化させて鋳片とする方法である。また、実際の装置においては、冷却ロールが回転時に振動し、ロール同志の接触ないしはタンディッシュとロールとの接触によってロールに疵が付く怖れがあるので、例えばタンディッシュとロールとの間隔は0.3mm程度とするのが限度である。従って得られる鋳片の厚さも0.3mm前後となり、片面冷却であるために厚さ方向に冷却速度が異なり、結晶粒径の一定しないものとなることを避け得ない。
【0008】
また、図4に示した鋳造装置40は溶湯を回転円板状の鋳型55内で冷却する方式であることから溶湯が冷却され固化するまでに時間を要し、鋳造サイクルの短時間化の要請に対応し得ないという問題がある。そのほか、樋47を経由させて鋳型55へ供給しているので、鋳型55上において高温度の溶湯の供給される部分が限られ、その部分が損傷を受け易いという問題もある。
【0009】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、溶湯の冷却が効果的にかつ均等に行われ、鋳造品の取り出しが容易な鋳造装置を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る鋳造装置は、真空または不活性ガス雰囲気とした密閉系内で希土類金属を含有する合金材料を溶解し鋳造する鋳造装置であって、前記合金材料を加熱し溶解する溶解炉と、所定速度で回転され、前記合金材料の溶湯を箔状に引き延ばし半固化状態に冷却する冷却ロールと、前記溶解炉と前記冷却ロールの間に設置され、前記冷却ロールへ前記溶湯を所定の厚さで定量的に供給するタンディッシュと、前記冷却ロールで冷却された半固化状態の合金材料を固化させる回転円板状の冷却鋳型と、を具備する。
【0011】
このような構成によって、溶湯は冷却ロールで急冷され、回転円板状の冷却鋳型で更に冷却されるので、冷却速度を制御でき、局部冷却を生じることなく、極めて短時間に冷却、固化されて箔状の鋳片となり、その内部には微細な結晶が均一に生成する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による鋳造装置について、図面を参照して、具体的に説明する。
【0013】
図1は実施の形態による鋳造装置10の構成を示す概略側面図である。すなわち、真空室1内において、溶解炉4で希土類金属を含有する合金を構成する例えば鉄・ネオジウム・硼素を溶解し、得られる溶湯を溶解炉4からタンディッシュ7を経由し冷却ロール13へ供給し一段冷却して半固化状態とし、更に水平面内で回転する円板状の冷却鋳型25上へ供給し二段冷却して固化させるようになっている。
【0014】
真空室1は真空排気され、必要に応じて窒素ガスやアルゴン・ガス等の不活性ガスが流入される。溶解炉4は支柱2に軸支され、油圧シリンダ3によって傾転されるようになっている。溶解炉4には鉄・ネオジウム・硼素が所定の割合で投入されて誘導加熱される。溶解炉4を加熱するための誘導加熱コイル6には電力ケーブル5によって給電される。溶解炉4の温度を1400〜1600℃として合金材料を溶解する。そして、支柱2に軸支されている溶解炉4は油圧シリンダ3によって実線で示す位置から回動され最終的には一点鎖線で示す位置まで傾転されて、溶湯をタンディッシュ7へ出湯する。
【0015】
タンディッシュ7の全体はセラミック製の保温されたボックス形状とされ、その内部には下流側となる前方から手前側へ向かって下向き傾斜受板8が設けられており、溶湯は傾斜受板8を流下して底面9に達し、底面9のほぼ全長を流れて、その下流端部から冷却ロール13へ定量的に供給されるようになっている。タンディッシュ7の形状は特に限定されないが、常に一定量の溶湯を溜め得るボックス形状として底面の下流端部に出湯口を設けるか、または下向き傾斜のノズルや注湯板が設けられる。そして、溶湯が可及的に整流化されて冷却ロール13へ定量的に供給されるものであることが好ましい。
【0016】
冷却ロール13は水冷された金属面を有しており、通常的には直径300〜400mmφとし、インバーター制御して、例えば100〜1000rpmの回転速度で下流側である前方へ回転される。冷却ロール13の冷却面には一般的には銅が使用されるが、鉄としてもよい。冷却ロール13は真空室1の側壁に設けた第1の真空シールを介して側方の外部へ延びる回転軸によって回転される。図2は冷却ロール13の断面図であり回転軸11は図示せずとも真空室1の外部において軸支された第1の駆動機構によって回転される。そして、回転軸11の一部は内管11aと外管11bとからなる二重管とされており、図示しない給水継手を介して導入される冷却水が第1の冷却水供給手段により内管11aから冷却ロール13内へ供給され、冷却ロール13内の整流板14に導かれて内周面に沿い軸心方向にスパイラル状に流れ外管11bから排出される。冷却ロール13の回転数及び水冷温度は鋳造する合金の種類ないしは鋳片内部の得んとする結晶状態によって異なり一概に規定することはできない。
【0017】
そして、一段冷却して半固化状態となった合金は続いて下方の回転する円板状の冷却鋳型25へ落下させて二段冷却を行い固化させて鋳造する。なお、冷却ロール13の水冷温度を低くして溶湯を固化させることもできるが、本発明においては回転数及び水冷温度を調節して、冷却ロール13では半固化状態となるように一段冷却する。この時の冷却ロール13の回転数及び水冷温度によっては溶湯を過冷却状態とすることもできる。
【0018】
図3に示すように、冷却鋳型25は水冷円板23に設けられている冷却水通路24を塞ぐように載置してボルト25bで固定され水冷されている。そして、冷却鋳型25の周縁部には環状の鋳型枠27が設けられ、枠押え28で固定されている。水冷円板23は真空室1の底壁に設けた第2の真空シール22を介して下方の外部へ延びる上下方向の回転軸21によって水平面内で回転される。回転軸21にはスプロケット26が取り付けられており、その下端は架台37の一部に載せた軸受29で支持されている。そして、回転軸21は駆動モータ32、減速器33、減速器33のスプロケット36と回転軸21のスプロケット26とに巻装されたチェイン34からなる第2の駆動機構31によりインバーター制御されて、例えば0.25〜2.5rpmの回転速度で回転される。回転軸21の一部は内管21aと外管21bとからなる二重管とされており、回転軸21の周囲に嵌め込んだ給水継手20を介して冷却水が導入されており、冷却水は第2の冷却水供給手段により内管21aから回転円板23の冷却水通路24を流れて外管21bへ戻り冷却鋳型25を冷却するようになっている。
【0019】
本発明の実施の形態の鋳造装置10は以上のように構成されるが、次にその作用を説明する。すなわち、この鋳造装置10によって希土類金属を含有する合金を鋳造する場合には、例えば鉄・ネオジウム・硼素を所定の組成比で溶解炉4に投入し、真空室1を真空排気した後、誘導加熱コイル6に高周波の交流を通電することにより各材料は加熱されて溶解する。溶湯が形成されると油圧シリンダ3によって溶解炉4を傾けてタンディッシュ7へ出湯させる。
【0020】
溶湯は保温されたタンディッシュ7内において、傾斜受板8を流下し底面9に沿って流れて、その先端部から冷却ロール13へ供給される。冷却ロール13は所定速度で前方へ回転されているので、タンディッシュ7から所定の厚さで供給される溶湯は冷却ロール13に接した時点で引き延ばされ厚さ方向に均等に冷却される。この時、水冷温度を調節することにより、溶湯を固化させることなく半固化状態となるよう一段冷却し、そのまま下方の回転する円板状の冷却鋳型25へ落下させる。この時の冷却ロール13の回転数及び水冷温度によっては溶湯を過冷却状態として落下させることもできる。
【0021】
冷却ロール13で一段冷却され半固化状態となった合金は回転する円板状の冷却鋳型25上へ落下し二段冷却されて固化する。この半固化状合金は先に落下し既に固化している鉄・ネオジウム・硼素合金の上へ落下し冷却されるので、一体化することなく箔状に固化される。また、得られる鉄・ネオジウム・硼素合金の鋳片内の結晶の状態は主として一段冷却の状態を調節することによって変化させることができる。
【0022】
本発明の実施の形態の鋳造装置10は以上のように構成され作用するが、勿論、本発明はこれに限られることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【0023】
例えば本実施の形態においては、溶解炉4での希土類含有合金の材料の溶解に誘導加熱を採用したが、誘導加熱以外の加熱、例えば電子ビームやレーザビームを照射する加熱や、アーク放電による加熱も採用し得る。
【0024】
また本実施の形態においては、冷却ロール13および冷却鋳型55の冷却の冷媒として水を採用したが、冷媒には水のほかに、グリコール類や油類も使用し得る。
【0025】
また本実施の形態においては、冷却ロール13の金属面に銅を採用したが、銅以外の熱伝導係数の大きい銅・ベリリウム合金やテルルを使用してもよくまた、溶湯の冷却速度を調節するために、熱伝導係数の小さいステンレス鋼を使用してもよい。
【0026】
また本実施の形態においては特に設けなかったが、回転する冷却鋳型25面へ冷却用不活性ガスを吹き付けるようにしてもよい。
【0027】
また本実施の形態においては、鋳造装置10において合金を鋳造する場合を示したが、鋳造装置10が単一の金属にも適用されることは言うまでもない。
【0028】
【発明の効果】
本発明は以上に説明したような形態で実施され、次に記載するような効果を奏する。
【0029】
本発明の鋳造装置は溶湯に対して、一旦、前方へ回転する冷却ロールで冷却する一段目の冷却を行い、続いて水平面内で回転する円板状の冷却鋳型で二段目の冷却を行うので、溶湯の冷却速度を任意に調整することができる。また、冷却ロールの回転速度を調整することにより、冷却ロール上での溶湯の厚さを小とすることが可能で、冷却を溶湯の厚さ方向に均等に行うことができる。また、冷却後は箔状の鋳片として得られるのでハンドリングは極めて容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態の鋳造装置の概略的側面図である。
【図2】冷却ロールの断面図である。
【図3】冷却鋳型の断面図である。
【図4】従来例の鋳造装置の概略的側面図である。
【符号の説明】
1 真空室
4 溶解炉
7 タンディッシュ
10 鋳造装置
13 冷却ロール
25 冷却鋳型
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an alloy casting apparatus, and more particularly to a casting apparatus that cools a molten alloy in two stages with a cooling roll and a rotating disk-shaped cooling mold.
[0002]
[Prior art]
For example, alloys containing rare earth metals such as samarium-cobalt alloys and iron-neodymium-boron alloys are attracting attention as materials for high-performance magnets, hydrogen storage alloys, and negative electrodes for secondary batteries. In order to obtain a high performance alloy, it is necessary to cool and solidify the molten metal effectively because it requires a homogeneous crystal structure in which rare earth metals are finely dispersed. Accordingly, various proposals have been made regarding the production method and production apparatus. However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-317643 discloses a method for preventing coarsening of crystal grains, segregation, and α-Fe residue. In order to cool at a cooling rate of 1000 ° C./second, in Example 1, the thickness of the molten iron / neodymium / boron alloy was cooled by twin copper rolls having a diameter of 300 mmφ rotating inward toward each other in the opposite direction. A method for obtaining a 1.1 mm slab is disclosed.
[0003]
Also, JP-A-5-222488, JP-A-6-84624, and JP-A-8-229641 similarly disclose that a molten iron / neodymium / boron alloy is strip cast, that is, a single roll that rotates forward. A method for producing a quenched slab by pouring hot water from a dish is proposed. For example, JP-A-8-229641 discloses a cushioning material made of alumina or the like that is interposed between the tip of a tundish and a cooling roll to open a gap, and the angle of the tundish nozzle with respect to the cooling roll. A manufacturing method in which the position is within a specific range is disclosed. In Example 1, the gap between the nozzle at the tip of the tundish and the cooling roll is 0.3 mm, and an iron / neodymium / boron alloy is used. The molten metal is poured from a tundish into a water-cooled copper roll having a diameter of 300 mm that rotates at a rotational speed of 130 rpm, and a slab having a thickness of 0.2 to 0.35 mm is obtained.
[0004]
In addition, a casting apparatus of a cooling method completely different from the above is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-237635 filed by the present applicant. 4 is a schematic side view showing the configuration of the casting apparatus 40. FIG. 4 is a schematic side view showing the structure of the casting apparatus 40. As shown in FIG. In the vacuum chamber 41, an induction heating type melting furnace 44 is pivotally supported by a support column 42 and supported by a hydraulic cylinder 43 so as to be tiltable. The induction heating coil 46 for heating the melting furnace 44 is fed by a power cable 45. Then, the molten metal to be formed is poured from a tilted melting furnace 44 via a rod 47 to a disk-shaped mold 55 fixed to a rotating water-cooled disk 53 and cooled and solidified. Yes.
[0005]
The water-cooled disc 53 is rotated in a horizontal plane by a vertical rotation shaft 51 extending outwardly through a vacuum seal 52 provided on the bottom wall of the vacuum chamber 41. A sprocket 56 is attached to the rotating shaft 51, and a lower end thereof is supported by a bearing 59 placed on a mount 67. The rotary shaft 51 is rotated by a drive mechanism 61 including a chain 64 wound around a drive motor 62, a speed reducer 63, a sprocket 66 of the speed reducer 63, and a sprocket 56 of the rotary shaft 51. The water-cooled disc 53 is provided with a cooling water passage, and a disc-shaped mold 55 is placed and fixed with bolts so as to close the cooling water passage. 57 is fixed removably.
[0006]
When casting with the casting apparatus 40, the alloy material is charged into the melting furnace 44, and the induction heating coil 46 is energized with a high-frequency alternating current in a vacuum to melt the alloy material and form a molten metal. Then, the melting furnace 44 is tilted by the hydraulic cylinder 43 and poured onto the rotating mold 55 by water cooling. The molten metal is developed on the entire surface by the rotation of the mold 55 and is cooled and solidified. The cast product solidified in the mold 55 is removed from the mold 55 together with the mold frame 57. Therefore, the work is simple without requiring the disassembly of the mold, and the handling and maintenance of the cast product are facilitated.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Any of the above-described methods of cooling with a twin roll or a single roll is a method in which a molten metal is cooled with a cooling roll and solidified to form a cast piece. In an actual apparatus, the cooling roll vibrates when rotating, and there is a fear that the roll may become wrinkled due to contact between rolls or contact between the tundish and roll. For example, the interval between the tundish and roll is 0. The limit is about 3 mm. Therefore, the thickness of the obtained slab is about 0.3 mm, and since it is single-sided cooling, the cooling rate is different in the thickness direction, and it cannot be avoided that the crystal grain size is not constant.
[0008]
Further, since the casting apparatus 40 shown in FIG. 4 is a method of cooling the molten metal in the rotating disk-shaped mold 55, it takes time until the molten metal is cooled and solidified, and a request for shortening the casting cycle is required. There is a problem that it cannot respond to. In addition, since it is supplied to the mold 55 via the gutter 47, there is a problem that the portion of the mold 55 to which the high-temperature molten metal is supplied is limited and the portion is easily damaged.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a casting apparatus in which the molten metal is effectively and evenly cooled and the cast product can be easily taken out.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A casting apparatus according to the present invention is a casting apparatus for melting and casting an alloy material containing a rare earth metal in a closed system in a vacuum or an inert gas atmosphere, and a melting furnace for heating and melting the alloy material; A cooling roll that is rotated at a predetermined speed and extends in a foil shape to cool the alloy material into a semi-solid state, and is installed between the melting furnace and the cooling roll, and the molten metal is supplied to the cooling roll to a predetermined thickness. And a rotating disk-shaped cooling mold for solidifying the semi-solid alloy material cooled by the cooling roll.
[0011]
With such a configuration, the molten metal is rapidly cooled by a cooling roll and further cooled by a rotating disk-shaped cooling mold, so that the cooling rate can be controlled, and it is cooled and solidified in a very short time without causing local cooling. A foil-shaped slab is formed, and fine crystals are uniformly formed therein.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a casting apparatus according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a schematic side view showing a configuration of a casting apparatus 10 according to an embodiment. That is, in the vacuum chamber 1, for example, iron, neodymium, or boron constituting an alloy containing rare earth metal is melted in the melting furnace 4, and the resulting molten metal is supplied from the melting furnace 4 to the cooling roll 13 via the tundish 7. Then, it is cooled in one stage to be in a semi-solidified state, and further supplied onto a disk-shaped cooling mold 25 that rotates in a horizontal plane and cooled in two stages to be solidified.
[0014]
The vacuum chamber 1 is evacuated and an inert gas such as nitrogen gas or argon gas is introduced as necessary. The melting furnace 4 is pivotally supported by the support 2 and is tilted by the hydraulic cylinder 3. Iron, neodymium, and boron are charged into the melting furnace 4 at a predetermined rate and are induction-heated. The induction heating coil 6 for heating the melting furnace 4 is fed by a power cable 5. The temperature of the melting furnace 4 is set to 1400 to 1600 ° C. to melt the alloy material. The melting furnace 4 pivotally supported by the support column 2 is rotated from the position indicated by the solid line by the hydraulic cylinder 3 and finally tilted to the position indicated by the alternate long and short dash line, and the molten metal is discharged to the tundish 7.
[0015]
The entire tundish 7 has a heat-insulated box shape made of ceramic. Inside the tundish 7, a downward inclined receiving plate 8 is provided from the front, which is the downstream side, toward the front side. It flows down and reaches the bottom surface 9, flows almost the entire length of the bottom surface 9, and is quantitatively supplied from the downstream end portion to the cooling roll 13. The shape of the tundish 7 is not particularly limited, but as a box shape capable of always storing a certain amount of molten metal, a hot water outlet is provided at the downstream end of the bottom surface, or a downwardly inclined nozzle or a pouring plate is provided. The molten metal is preferably rectified as much as possible and quantitatively supplied to the cooling roll 13.
[0016]
The cooling roll 13 has a water-cooled metal surface, and usually has a diameter of 300 to 400 mmφ, and is rotated forward by being controlled by an inverter, for example, at a rotational speed of 100 to 1000 rpm. Copper is generally used for the cooling surface of the cooling roll 13, but iron may be used. The cooling roll 13 is rotated by a rotating shaft extending to the outside of the side through a first vacuum seal provided on the side wall of the vacuum chamber 1. FIG. 2 is a cross-sectional view of the cooling roll 13, and the rotating shaft 11 is rotated by a first drive mechanism that is pivotally supported outside the vacuum chamber 1 even though not shown. A part of the rotating shaft 11 is a double pipe composed of an inner pipe 11a and an outer pipe 11b, and the cooling water introduced through a water supply joint (not shown) is supplied to the inner pipe by the first cooling water supply means . 11a is supplied into the cooling roll 13, guided to the rectifying plate 14 in the cooling roll 13, flows spirally in the axial direction along the inner peripheral surface, and is discharged from the outer tube 11b. The number of rotations and the water cooling temperature of the cooling roll 13 vary depending on the type of alloy to be cast or the crystal state to be obtained inside the slab, and cannot be specified unconditionally.
[0017]
Then, the alloy that has been cooled in one stage and brought into a semi-solid state is subsequently dropped into a rotating disc-shaped cooling mold 25 that rotates downward, and then cooled in two stages to be solidified and cast. Although the water cooling temperature of the cooling roll 13 can be lowered to solidify the molten metal, in the present invention, the number of rotations and the water cooling temperature are adjusted, and the cooling roll 13 performs one-stage cooling so as to be in a semi-solid state. Depending on the number of rotations of the cooling roll 13 and the water cooling temperature at this time, the molten metal can be brought into a supercooled state.
[0018]
As shown in FIG. 3, the cooling mold 25 is placed so as to close the cooling water passage 24 provided in the water-cooled disc 23 and is fixed by bolts 25 b and water-cooled. An annular mold frame 27 is provided on the peripheral edge of the cooling mold 25 and is fixed by a frame presser 28. The water-cooled disc 23 is rotated in a horizontal plane by a vertical rotating shaft 21 extending outwardly through a second vacuum seal 22 provided on the bottom wall of the vacuum chamber 1. A sprocket 26 is attached to the rotary shaft 21, and a lower end thereof is supported by a bearing 29 mounted on a part of the gantry 37. The rotating shaft 21 is inverter-controlled by a second driving mechanism 31 including a drive motor 32, a speed reducer 33, a sprocket 36 of the speed reducer 33, and a chain 34 wound around the sprocket 26 of the rotating shaft 21, for example, It is rotated at a rotational speed of 0.25 to 2.5 rpm. A part of the rotating shaft 21 is a double tube composed of an inner tube 21a and an outer tube 21b, and cooling water is introduced through a water supply joint 20 fitted around the rotating shaft 21. The second cooling water supply means flows from the inner pipe 21a through the cooling water passage 24 of the rotary disk 23 and returns to the outer pipe 21b to cool the cooling mold 25.
[0019]
The casting apparatus 10 according to the embodiment of the present invention is configured as described above. Next, the operation thereof will be described. That is, when casting an alloy containing a rare earth metal by the casting apparatus 10, for example, iron, neodymium, boron is introduced into the melting furnace 4 at a predetermined composition ratio, the vacuum chamber 1 is evacuated, and then induction heating is performed. By energizing the coil 6 with high-frequency alternating current, each material is heated and melted. When the molten metal is formed, the hydraulic furnace 3 tilts the melting furnace 4 and discharges it to the tundish 7.
[0020]
In the tundish 7 that has been kept warm, the molten metal flows down along the inclined receiving plate 8 and flows along the bottom surface 9, and is supplied to the cooling roll 13 from the tip. Since the cooling roll 13 is rotated forward at a predetermined speed, the molten metal supplied at a predetermined thickness from the tundish 7 is stretched when it contacts the cooling roll 13 and is uniformly cooled in the thickness direction. . At this time, by adjusting the water cooling temperature, the molten metal is cooled one step so as to be in a semi-solidified state without being solidified, and is dropped as it is onto the rotating disc-shaped cooling mold 25 that rotates downward. Depending on the number of rotations of the cooling roll 13 and the water cooling temperature at this time, the molten metal can be dropped in a supercooled state.
[0021]
The alloy that has been cooled in one stage by the cooling roll 13 and in a semi-solid state falls onto the rotating disk-shaped cooling mold 25 and is cooled in two stages and solidified. This semi-solid alloy falls onto the iron / neodymium / boron alloy that has fallen previously and has been solidified, and is cooled, so it is solidified into a foil without being integrated. Further, the state of crystals in the slab of the obtained iron / neodymium / boron alloy can be changed mainly by adjusting the state of single-stage cooling.
[0022]
The casting apparatus 10 according to the embodiment of the present invention is configured and operates as described above. Of course, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
[0023]
For example, in the present embodiment, induction heating is employed for melting the material of the rare earth-containing alloy in the melting furnace 4, but heating other than induction heating, for example, heating by irradiation with an electron beam or a laser beam, heating by arc discharge, or the like. Can also be adopted.
[0024]
In the present embodiment, water is used as a coolant for cooling the cooling roll 13 and the cooling mold 55, but glycols and oils can be used as the coolant in addition to water.
[0025]
Moreover, in this Embodiment, although copper was employ | adopted for the metal surface of the cooling roll 13, you may use copper and a beryllium alloy with large thermal conductivity other than copper, and tellurium, and adjust the cooling rate of a molten metal. Therefore, stainless steel having a small thermal conductivity coefficient may be used.
[0026]
Further, although not particularly provided in the present embodiment, a cooling inert gas may be sprayed onto the surface of the rotating cooling mold 25.
[0027]
Moreover, in this Embodiment, although the case where the alloy was cast in the casting apparatus 10 was shown, it cannot be overemphasized that the casting apparatus 10 is applied also to a single metal.
[0028]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form as described above, and has the following effects.
[0029]
The casting apparatus of the present invention once cools the molten metal with a cooling roll that rotates forward, and then cools the second stage with a disk-shaped cooling mold that rotates in a horizontal plane. Therefore, the cooling rate of the molten metal can be adjusted arbitrarily. Further, by adjusting the rotation speed of the cooling roll, the thickness of the molten metal on the cooling roll can be reduced, and cooling can be performed uniformly in the thickness direction of the molten metal. Moreover, since it is obtained as a foil-shaped slab after cooling, handling is extremely easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view of a casting apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a cooling roll.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a cooling mold.
FIG. 4 is a schematic side view of a conventional casting apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum chamber 4 Melting furnace 7 Tundish 10 Casting apparatus 13 Cooling roll 25 Cooling mold

Claims (4)

真空または不活性ガス雰囲気とした密閉系内で希土類金属を含有する合金材料を溶解し鋳造する鋳造装置であって、
前記合金材料を加熱し溶解する溶解炉と、
所定速度で回転され、前記合金材料の溶湯を箔状に引き延ばし半固化状態に冷却する冷却ロールと、
前記溶解炉と前記冷却ロールの間に設置され、前記冷却ロールへ前記溶湯を所定の厚さで定量的に供給するタンディッシュと、
前記冷却ロールで冷却された半固化状態の合金材料を固化させる回転円板状の冷却鋳型と、を具備する鋳造装置。
A casting apparatus for melting and casting an alloy material containing a rare earth metal in a closed system in a vacuum or an inert gas atmosphere,
A melting furnace for heating and melting the alloy material;
A chill roll that is rotated at a predetermined speed, extends the foil of the alloy material into a foil shape, and cools it to a semi-solidified state ;
A tundish that is installed between the melting furnace and the cooling roll, and quantitatively supplies the molten metal to the cooling roll at a predetermined thickness;
A casting apparatus comprising: a rotating disk-shaped cooling mold for solidifying the semi-solidified alloy material cooled by the cooling roll.
請求項1に記載の鋳造装置であって、
前記密閉系の外部に設けられ前記冷却ロールの回転軸を回転させる第1の駆動機構と、
前記密閉系と前記回転軸の間に設けられた第1の真空シールと、
前記回転軸の内部を介して前記冷却ロールの内部へ冷却水を供給する第1の冷却水供給手段と、をさらに具備する鋳造装置。
The casting apparatus according to claim 1,
A first drive mechanism that is provided outside the closed system and rotates a rotating shaft of the cooling roll;
A first vacuum seal provided between the sealing system and the rotating shaft;
A casting apparatus further comprising first cooling water supply means for supplying cooling water to the inside of the cooling roll through the inside of the rotating shaft.
請求項2に記載の鋳造装置であって、
前記冷却ロールは、前記冷却水を前記冷却ロールの内周面に沿って軸心方向にスパイラル状に流す整流板を有する鋳造装置。
The casting apparatus according to claim 2,
The said cooling roll is a casting apparatus which has the baffle plate which flows the said cooling water spirally in an axial direction along the internal peripheral surface of the said cooling roll.
請求項1に記載の鋳造装置であって、
前記密閉系の外部に設けられ前記冷却鋳型の回転軸を回転させる第2の駆動機構と、
前記密閉系と前記回転軸の間に設けられた第2の真空シールと、
前記回転軸の周囲を介して前記冷却鋳型の内部へ冷却水を供給する第2の冷却水供給手段と、をさらに具備する鋳造装置。
The casting apparatus according to claim 1,
A second drive mechanism that is provided outside the closed system and rotates a rotating shaft of the cooling mold;
A second vacuum seal provided between the sealing system and the rotating shaft;
A casting apparatus further comprising second cooling water supply means for supplying cooling water to the inside of the cooling mold through the periphery of the rotating shaft.
JP09243998A 1998-03-20 1998-03-20 Casting equipment Expired - Lifetime JP4157616B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09243998A JP4157616B2 (en) 1998-03-20 1998-03-20 Casting equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09243998A JP4157616B2 (en) 1998-03-20 1998-03-20 Casting equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11267793A JPH11267793A (en) 1999-10-05
JP4157616B2 true JP4157616B2 (en) 2008-10-01

Family

ID=14054466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP09243998A Expired - Lifetime JP4157616B2 (en) 1998-03-20 1998-03-20 Casting equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4157616B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4491120B2 (en) * 2000-08-02 2010-06-30 株式会社アルバック Cooling roll for strip casting
JP4603426B2 (en) * 2005-06-10 2010-12-22 株式会社アルバック Cooling promotion mechanism of vacuum melting casting equipment
JP5264852B2 (en) * 2010-09-29 2013-08-14 東芝テリー株式会社 Cooling pipe joint structure
CN104096826B (en) * 2014-08-04 2015-12-30 成都新同高复合器材有限公司 A kind of in V method Foundry Production in the method for teeming line upper mold movement
CN112157252A (en) * 2020-09-24 2021-01-01 巢湖云海镁业有限公司 Magnesium alloy cast rod horizontal casting device
CN115383097B (en) * 2022-10-08 2023-04-28 南通华东油压科技有限公司 Cooling device for casting main control valve body of excavator

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11267793A (en) 1999-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6211943B2 (en)
CA2976215C (en) Ultrasonic grain refining
EP0471798B1 (en) Induction skull melt spinning of reactive metal alloys
JP4099062B2 (en) Treatment of molten metal by moving electrical discharge
JP4157616B2 (en) Casting equipment
JP4224453B2 (en) Rare earth metal-containing alloy production system
JP2889192B2 (en) Apparatus for producing powdered magnet material
JP3981788B2 (en) Rare earth element-containing alloy casting apparatus and manufacturing method
JP4426471B2 (en) Rare earth metal-containing alloy casting equipment
JPH11199216A (en) Device for unidirectional solidification of silicon
JP6255481B2 (en) Vacuum melting casting equipment
JPS62130755A (en) Continuous casting method by electron beam melting method
KR100325696B1 (en) casting machine of turntable type and casting method of the same
JPH11242098A (en) Device and method for melting and ingot-making
JP2811383B2 (en) Water-cooled rotary disk mold apparatus in induction heating type vacuum melting furnace
JPH0531571A (en) Method and apparatus for manufacturing casting
JP5767042B2 (en) Metal or alloy production equipment
JP3000371B2 (en) Continuous casting method
JP4726385B2 (en) Rapid casting equipment
JP5701720B2 (en) Mold for continuous casting of ingot made of titanium or titanium alloy and continuous casting apparatus provided with the same
JP2002045951A (en) Cooling roll for casting strip
CN117655289A (en) Vacuum casting device and vacuum casting method of cast ingot
JP2007136543A (en) Cooling apparatus, strip casting apparatus and method for cooling alloy cast sheet for niobium-based sintered magnet
Calvert et al. Centrifugal casting of tungsten in a specifically designed skull-casting furnace
JPH05306425A (en) Production and apparatus of magnetostriction material

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040914

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071218

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20080108

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20080109

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080218

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080318

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080514

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20080523

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080617

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080714

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110718

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130718

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term