(57)【要約】【課題】本発明の目的は銅合金などの非鉄金属の半連続鋳造における矩形鋳型のオシレーションの適正化を図り、鋳片割れの少ないインゴットを提供することである【解決手段】矩形鋳型四隅のオシレーションの振幅の最大値がそのオシレーションの振幅設定値以上、最小値が振幅設定値以下であり、四隅のオシレーションの振幅の最大値と最小値の差ΔＤｓがオシレーションの振幅設定値の２０％以内になることを特徴とする銅合金用半連続鋳造鋳型オシレーション。【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形鋳型四隅のオシレーションの振幅の最大値がそのオシレーションの振幅設定値以上、最小値が振幅設定値以下であり、四隅のオシレーションの振幅の最大値と最小値の差ΔＤｓがオシレーションの振幅設定値の２０％以内になることを特徴とする銅合金用半連続鋳造鋳型オシレーション。
【請求項２】
矩形鋳型長辺両端の振幅の差ΔＤａｄ、ΔＤｂｃを長辺の長さｗで割った値、および鋳型短辺両端の振幅の差ΔＤａｂ、ΔＤｃｄを短辺の長さｔで割った値すべてが１．０×１０−３以下を満たすことを特徴とする請求項１記載の銅合金用半連続鋳造鋳型オシレーション。
【請求項３】
矩形鋳型長辺の長さｗと短辺の長さｔの関係ｗ／ｔが２．２＜ｗ／ｔ＜３．２において、鋳型四隅における振幅の最大値と最小値の差ΔＤｓが０．５ｍｍ＞ΔＤｓを満たすことを特徴とする請求項２記載の銅合金用半連続鋳造鋳型オシレーション。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は銅合金などの非鉄金属の半連続鋳造において、溶融金属の鋳造に使用される矩形鋳型などのオシレーションに関する。
【０００２】
【従来技術】
半連続鋳造は高温で溶解した溶融金属を保持炉から所定形状の鋳型に連続的に供給し、鋳型の他端から溶解したチャージ毎に連続的にピンチロールなどで引出すことによりバッチ鋳造する方法である。鉄鋼などの連続鋳造に対して銅合金では半連続鋳造が多いので、本発明では「半連続鋳造」との用語を使用するが、本説明は連続鋳造への適用を排除するものではない。
鋳型オシレーションとは、銅合金などの金属の半連続鋳造を行う際に保持炉から鋳型ヘ流入注入される溶融金属と鋳型が接触して固着するのを抑制し、その際に起こるブレークアウトを防止すると共に、溶融金属を速やかに凝固させながら冷却水槽或いは冷却帯へ誘導する目的で使用する一種のバイブレーションである。銅合金などの金属を半連続鋳造する際には、従来から鋳型のオシレーションが行われている。
鋳型のオシレーションに関しては、鋼の連続鋳造方法において、鉛直方向の最大振幅と最小振幅の差が７〜１５ｍｍ、振動数が毎分２５０〜４００サイクル、最大加速度が１Ｇ以下の振動を鋳型に加えながら、３〜９ｍ／ｍｉｎの速度で引き抜くことが特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１９７８１１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半連続鋳造においては、安定性、水平性、鋳型と鋳片の間に働く摩擦力を最小にすることなどが重要であるにもかかわらず、四隅のオシレーションの関係や鋳型の形状（長辺と短辺）と両端のオシレーションの関係は記載されていない。
本発明の目的は銅合金などの非鉄金属の半連続鋳造における矩形鋳型のオシレーションの適正化を図り、鋳片割れの少ないインゴットを提供することである。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】
発明者らは、製造プロセスを鋭意研究した結果、鋳型四隅の振幅に差があると、各コーナー間に働く応力に差が生じ、インゴットの特定のコーナーに割れが発生することを見出し、本発明に至った。
【０００７】
即ち、本発明は
（１）矩形鋳型の四隅における振幅の最大値と最小値の差をΔＤｓとすると、それが振幅設定値を含み、その２０％以内になることを特徴とするオシレーション。
（２）矩形鋳型長辺両端の振幅の差ΔＤａｄ、ΔＤｂｃを長辺の長さｗで割った値、および鋳型短辺両端の振幅の差ΔＤａｂ、ΔＤｃｄを短辺の長さｔで割った値すべてが１．０×１０−３以下をみたすことを特徴とする上記（１）記載のオシレーション。
（３）矩形鋳型長辺の長さｗと短辺の長さｔの関係ｗ／ｔが２．２＜ｗ／ｔ＜３．２において、鋳型四隅における振幅の最大値と最小値の差ΔＤｓが０．５ｍｍ＞ΔＤｓを満たすことを特徴とする上記（２）記載のオシレーション。
【０００８】
なお、図１に示すように矩形鋳型四隅をａ、ｂ、ｃ、ｄとする。その各四隅のオシレーションの振幅をそれぞれ、Ｄａ（ｍｍ）、Ｄｂ（ｍｍ）、Ｄｃ（ｍｍ）、Ｄｄ（ｍｍ）とし、これら四隅のオシレーションの振幅の最大値と最小値の差をΔＤｓとする。また、鋳型の長辺の長さをｗ（ｍｍ）、短辺の長さをｔ（ｍｍ）とする。鋳型長辺両端の振幅の差をΔＤａｄ＝｜Ｄａ−Ｄｄ｜（ｍｍ）、ΔＤｂｃ＝｜Ｄｂ−ＤＣ｜（ｍｍ）、短辺両端の振幅の差をΔＤａｂ＝｜Ｄａ−Ｄｂ｜（ｍｍ）、ΔＤｃｄ＝｜Ｄｃ−Ｄｄ｜（ｍｍ）とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の限定理由について述べる。
矩形鋳型四隅におけるオシレーションの振幅の差について
鋳型オシレーションにより、保持炉から鋳型ヘ流入注入される溶融金属と鋳型が接触して固着するのを抑制する。矩形鋳型四隅におけるオシレーションの振幅が均等な場合には、鋳型と鋳片との接触による摩擦力は均一に働く。しかしながら、鋳型四隅の振幅の差が大きい場合には、鋳型に傾きを生じ、鋳型と鋳片との接触による摩擦力は不均一となり、特に矩形鋳型四隅におけるオシレーションの振幅の最大値と最小値の差が振幅設定値の２０％を超える場合には、特定のコーナーに発生する摩擦力が大きくなるため、インゴットのそのコーナーに割れを生ずることになる。従って矩形鋳型四隅におけるオシレーションの振幅を振幅設定値の２０％以内とした。
【００１０】
（２）矩形インゴットの形状（長辺と短辺）と長辺両端及び短辺両端のオシレーションの振幅の差の関係について
矩形であるインゴットの形状において、長辺両端のオシレーションの振幅の差（ΔＤａｄ、ΔＤｂｃ）或いは短辺両端のオシレーションの振幅の差（ΔＤａｂ、ΔＤａｂ）がある場合には鋳型が傾きを持ち、鋳造引き抜き方向の鉛直方向に対して鋳型の四隅の辺が平行とはならず、コーナーに摩擦力を発生する。差が大きくなりすぎる、摩擦力が大きくなりすぎると、インゴットのコーナーに割れを発生する。また、オシレーションの振幅の差が同じでも、辺の長さが短いほうが鋳型の傾きは大きくなるため、発生する摩擦力が大きくなり、インゴットのコーナーに割れを発生しやすくなる。したがって、本発明では、長辺両端のオシレーションの振幅の差（ΔＤａｄ、ΔＤｂｃ）を長辺の長さ（ｗ）で割った値或いは、短辺両端のオシレーションの振幅の差（ΔＤａｂ、ΔＤａｂ）を短辺の長さ（ｔ）で割った値で規定することとした。いずれも、１．０×１０−３以下であればコーナーに割れは少なく、１．０×１０−３を超えると多くなることがわかった。
【００１１】
（３）インゴットの形状（長辺と短辺の比：ｗ／ｔ）と矩形鋳型四隅におけるオシレーションの振幅の差（ΔＤｓ）について
本発明により製造される銅合金のインゴット鋳造後の工程は熱間圧延となる。熱間圧延では、生産性の面及び鋳造時にできた鋳造組織を熱間圧延で再結晶組織にするために大きな加工度がとられる。ｗ／ｔが２．２以下の場合には、ｗは設備によって制約されるため、ｔを大きくせざるを得ないが、ｔが大きすぎる場合には熱間圧延での加工ができなくなってしまう。また、たとえ、圧延できたとしても加工度が高過ぎるとコーナーの割れが促進され、製品化が困難となる。一方、ｗ／ｔが３．２以上の場合にはｗは設備によって制約されるためｔを小さくすると、必要な加工度が取れなくなる。十分な加工度が取れない場合、鋳造時にできた鋳造組織を熱間圧延で再結晶組織にすることができなくなってしまう。また、上記に述べたように短辺両端のオシレーションの振幅の差（ΔＤａｂ、ΔＤａｂ）を短辺の長さ（ｔ）で割った値においてｔが小さい場合には短辺両端のオシレーションの振幅の差（ΔＤａｂ、ΔＤａｂ）がさらに小さくせねばならず、管理が厳しくなってしまう。そこで、ｗ／ｔを２．２より大きく、が３．２より小さいと規定した。
さらに、２．２＜ｗ／ｔ＜３．２の矩形鋳型におけるオシレーションの設定振幅が１〜６ｍｍ程度の場合には、鋳型四隅のオシレーションの振幅の差（ΔＤｓ）が振幅設定値の２０％以下でも０．５ｍｍより大きいと、コーナーに割れの１つ１つの長さが長くなり、総距離も長い。このようなインゴットをさらに高い加工度で熱間圧延すると、割れが促進され、製品化が困難となる場合もある。従って、２．２＜ｗ／ｔ＜３．２の矩形鋳型における四隅のオシレーションの振幅の最大値と最小値の差ΔＤｓを０．５＞ΔＤｓと規定した。
【００１２】
【実施例】
長辺の長さｗ、短辺の長さｔの鋳型を用いて、Ｃｕ−３．０質量％Ｔｉの溶湯を温度１２００℃、速度１５０ｍｍ／ｍｉｎで半連続鋳造した。
各オシレーションの鋳型四隅における振幅は鋳型の各隅に変位センサーをつけて測定を行った。
コーナーの割れの総距離はインゴットのコーナーをカラーチェックした後、各コーナーのそれぞれの割れの長さを測定し、累計することで総距離とした。なお、３ｍｍ未満の割れは後工程において問題がないことが確認できたので、３ｍｍ未満の割れは除外した。
各オシレーションの鋳型四隅における振幅の最大値と最小値の差ΔＤｓ、鋳型長辺および短辺の振幅の差をそれぞれの辺の長さで割った値ΔＤａｄ／ｗ、ΔＤｂｃ／ｗ、ΔＤａｂ／ｔおよびΔＤｃｄ／ｔと、鋳造したインゴットにおけるコーナー１辺あたりの割れの総距離（鋳型四隅におけるコーナー割れの総距離の平均）を表１に示す。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
発明例のオシレーションの場合、鋳型四隅における振幅がほぼ等しく、安定性に優れ、鋳型と鋳片の間の摩擦力も小さいため、コーナー割れが大幅に減少する。また、鋳片の鋳型からの離型性に優れるため、ブレークアウトも大幅に抑制される。
ただし、ΔＤｓが請求の範囲でも、短辺両端のオシレーションの差と短辺の長さの比（ΔＤｃｄ／ｔ）が１．０×１０−３より大きい発明例Ｎｏ．３、５、６は長辺両端のオシレーションの差と長辺の長さの比、短辺両端のオシレーションの差と短辺の長さの比が１．０×１０−３以下である発明例Ｎｏ．１、Ｎｏ．２に比べて割れの発生が多かった。
特にＮｏ．３は２．２＜ｗ／ｔ＜３．２を満たす鋳型の四隅が０．５より大きいため、１つ１つの割れが大きく、総距離も長かった。
【００１５】
これに対して、比較例８〜１３は、鋳型四隅における振幅の最大値と最小値の差が大きいため、鋳造引き抜き方向に対して鋳型の四隅の辺が平行とはならず、コーナーに摩擦力を発生し、コーナーに多くの割れを発生した。
【００１６】
【発明の効果】
鋳型四隅における振幅の差、鋳型の水平度が特定範囲内にある本発明のオシレーションによれば、これらの規定条件が総合的に機能して鋳型と鋳片の間の摩擦力が軽減される。また、各コーナー間に働く応力に差が生じてインゴットの特定コーナーに割れを出現させることがなく、その後の圧延、熱処理等の加工工程を経た板条製品に線キズや穴等の欠陥という問題もおこらない。なおかつ、良好な鋳肌面を有し良品質な鋳造金属を長時間に亘って安定的に得ることを可能にする。したがって、本発明のオシレーションの方法は、銅合金などの金属の半連続鋳造のオシレーションとして工業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】矩形鋳型のオシレーションを示す図である。
【図１】
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