(57)【要約】【課題】合金元素などの偏析をなくし且つ従来の半連続鋳造法による場合よりも実質的に長く連続鋳造できる生産性の高いアルミニウム用竪型連続鋳造装置を提供する。【解決手段】上方からアルミニウムの溶湯ｍが注下される水冷鋳型４および下型１２０と、係る鋳型４の下方に位置し且つ当該鋳型４から下降するアルミニウムの鋳造材Ｍと同期して降下する切断手段９０と、係る切断手段９０および上記鋳造材Ｍを挟持するグリップ７０を取り付けた昇降可能なベース６６と、上記鋳造材Ｍの底面に接触し係る鋳造材Ｍとほぼ同じ断面で且つ同期して降下する棒状の下型１２０と、を含む、アルミニウム用竪型連続鋳造装置１。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方からアルミニウムの溶湯が注下される鋳型および下型と、
上記鋳型の下方に位置し且つ当該鋳型から下降するアルミニウムの鋳造材と同期して降下する切断手段と、を含む、
ことを特徴とするアルミニウム用竪型連続鋳造装置。
【請求項２】
前記切断手段は、前記鋳造材を挟持するグリップを取り付けた昇降可能なベースに取り付けられている、
請求項１に記載のアルミニウム用竪型連続鋳造装置。
【請求項３】
前記下型は、前記鋳造材の底面に接触し係る鋳造材とほぼ同じ断面で且つ同期して降下する棒状体である、
請求項１または２に記載のアルミニウム用竪型連続鋳造装置。
【請求項４】
前記鋳型と前記切断手段との間に、係る鋳型に対する前記下型の芯出手段が配置されている、
請求項１乃至３の何れか一項に記載のアルミニウム用竪型連続鋳造装置。
【請求項５】
前記芯出手段は、少なくとも周面が弾性を有する２個以上のローラを前記鋳造材に押し付けるものである、
請求項４に記載のアルミニウム用竪型連続鋳造装置。
【請求項６】
前記鋳型と前記切断手段との間に、前記鋳造材を切断する際の振動を抑制する振動抑制手段が配置されている、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のアルミニウム用竪型連続鋳造装置。
【請求項７】
前記鋳型と前記切断手段との間に、前記鋳造材を鋳造する際に用いた冷却水などを除去する水切り手段が配置されている、
請求項１乃至６の何れか一項に記載のアルミニウム用竪型連続鋳造装置。
【請求項８】
前記鋳型と前記切断手段との間に、前記鋳造材を下方に送る送給手段が配置されている、
請求項１乃至７の何れか一項に記載のアルミニウム用竪型連続鋳造装置。
【請求項９】
前記鋳型は、注下された前記溶湯を攪拌する電磁攪拌装置を備えている、
請求項１乃至８の何れか一項に記載のアルミニウム用竪型連続鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム用竪型連続鋳造装置に関する。尚、本明細書中における「アルミニウム」は、アルミニウムと共にアルミニウム合金も含んでいる。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムの素材に対し、押出加工や鍛造や半溶融成形などの塑性加工を施すに際し、多くの場合、円柱形の鋳造材(ビレット)を用いている。係る鋳造材は、主に竪型連続鋳造法(ＤＣ鋳造法)により製造されているが、一部では水平方向に沿って連続鋳造する横引き連続鋳造法も行われている。
ところで、アルミニウムの鋳造材は、鋼や銅のように垂直方向に沿って連続鋳造しつつ途中から水平方向に曲げることができない。このため、アルミニウムの竪型連続鋳造法は、大体６ｍ位の長さまでしか連続鋳造できないことにより、一般に半連続鋳造法と呼ばれていた。従って、上記加工に用いる製品単位の鋳造材を数多く必要とする場合、生産性が低くコスト高を招く、という問題があった。
また、上記横引き連続鋳造法による場合、得られる鋳造材の金属組織において合金元素が偏析することがあり、品質がバラツキ易い、という問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上述した背景技術における問題点を解決し、合金元素などの偏析をなくし且つ従来の半連続鋳造法による場合よりも実質的に長く連続鋳造できる生産性の高いアルミニウム用竪型連続鋳造装置を提供する、ことを課題とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するため、発明者らの鋭意研究および試作の結果、鋳造材を垂直方向に沿って連続鋳造ししつその先端部を所望の長さずつ切断する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明のアルミニウム用竪型連続鋳造装置(請求項１)は、上方からアルミニウムの溶湯が注下される鋳型および下型と、係る鋳型の下方に位置し且つ当該鋳型から下降するアルミニウムの鋳造材と同期して降下する切断手段と、を含む、ことを特徴とする。
【０００５】
これによれば、鋳型の内側に注湯され且つ周囲から徐々に凝固するアルミニウムの鋳造材は、上記鋳型の下方に下型と共に降下し、係るアルミニウムの鋳造材と同期して降下する切断手段により、その先端から所要の長さで順次切断される。このため、垂直方向に沿って順次鋳造され且つ降下する上記鋳造材は、アルミニウムの溶湯を上記鋳型に注湯することにより、係る注湯量のほぼ全量を当該鋳造材として連続鋳造することができる。従って、従来に比べて実質的に長く連続鋳造でき且つ鋳造回数を減らすことができるため、アルミニウムの連続鋳造材の生産性を高めることが可能となる。
尚、上記鋳型は、例えば全体がほぼ円筒形で内部に冷却水用の中空部を有し、内側の注湯される垂直孔の下隅にリング形の冷却水の噴射孔またはスリットを有するものが用いられる。また、下型は、上記鋳型の下方に位置し、その上端が鋳型の鋳込み孔内に上昇可能であり且つ得られた鋳造材と共に下降するように昇降可能とされている。更に、上記切断手段には、例えば丸鋸が用いられる。
【０００６】
また、本発明には、前記切断手段は、前記鋳造材を挟持するグリップを取り付けた昇降可能なベースに取り付けられている、アルミニウム用竪型連続鋳造装置(請求項２)も含まれる。これによれば、前記鋳型の下方に降下するアルミニウムの鋳造材と同期して降下するベースに取り付けた切断手段により、係る鋳造材の先端から所要の長さで順次切断でき、且つ切断時の振動を抑制することができる。このため、垂直方向に沿って順次鋳造され且つ降下する上記鋳造材は、アルミニウムの溶湯を上記鋳型に注湯することで、係る注湯量のほぼ全量を当該鋳造材として連続鋳造することができる。
尚、上記ベースは、垂直に配置されたレールにガイドされ且つ例えば油圧シリンダにより昇降可能とされており、降下時は上記鋳造材の降下速度と同じ速度になるよう予め設定または制御されている。また、上記グリップには、例えば左右一対のグリッパを接離可能とした形態が用いれる。係るグリッパのうち、ビレットなどの鋳造材に接触する部分には、当該の鋳造材を切断する際の振動を抑制するため、粘弾性材料を設けることが望ましい。
【０００７】
更に、本発明には、前記下型は、前記鋳造材の底面に接触し係る鋳造材とほぼ同じ断面で且つ同期して降下する棒状体である、アルミニウム用竪型連続鋳造装置(請求項３)も含まれる。これによれば、上記下型は、その上端部が前記鋳型の下部の内側に進入した後、係る鋳型に注湯され且つ周囲から徐々に凝固するアルミニウムの鋳造材を支えつつ、後述する振動抑制手段、水切り手段、および送給手段を通過しながら、順次下降する。しかも、係る下型は、鋳造材の先端寄りの部分を切断した後では、新たに降下する鋳造材が当接しない位置まで降下する。このため、鋳造スタート時に、振動抑制手段、水切り手段、および送給手段を回避させる必要がなく、設備を比較的小さくできる。更に、振動抑制手段および送給手段により下型を把持することで、下型自体のセットも容易になる。従って、アルミニウムの鋳造材を従来に比べて実質的に長く連続鋳造することができる。
尚、下型は、上記鋳造材とほぼ同じ断面形状で且つ前記鋳型および送給手段の間に相当する長さを有すると共に、降下した際には、前記切断手段などの下方に形成されたピット内に昇降可能に進入する。また、係る下型は、アルミニウムの溶湯を凝固させる上端の下型部分とその下方の棒状部とからなり、これらは一体物や２つの部材を接合した組立体でも良く、且つ棒状部は内部が中空でも良い。
【０００８】
また、本発明には、前記鋳型と前記切断手段との間に、係る鋳型に対する前記下型の芯出手段が配置されている、(請求項４)も含まれる。これによれば、下型の鋳型の下部へのセットを芯出しつつ容易に行うことができる。
更に、本発明には、前記芯出手段は、少なくとも周面が弾性を有する２個以上のローラを前記鋳造材に押し付けるものである、アルミニウム用竪型連続鋳造装置(請求項５)も含まれる。これによれば、鋳型に対する下型のセット時に、係る下型の棒状部を上記ローラで挟持して固定すると、下型と鋳型との芯出しとセットとが容易になる。しかも、連続鋳造を開始した後においては、前記切断手段の切断に伴う振動の影響を確実に低減することができる。
尚、上記ローラは、少なくともその周面が合成ゴムなどの弾性材からなるため、上記振動を吸収し且つ鋳造材の側周面に確実に押し付けられる。上記弾性材は、粘弾性を有することが望ましい。また、上記ローラは、３個以上としても良く、且つ少なくとも１つのローラは上記鋳造材の径方向に沿ってスライド可能とすることが望ましい。更に、異なる直径の鋳造材に対応するには、全てのローラをスライド可能とすることが望ましい。
【０００９】
また、本発明には、前記鋳型と前記切断手段との間に、前記鋳造材を切断する際の振動を抑制する振動抑制手段が配置されている、アルミニウム用竪型連続鋳造装置(請求項６)も含まれる。これによれば、前記切断手段により降下しつつある上記鋳造材の振動をなくすか低減できる。このため、前記鋳型でのアルミニウムの溶湯の凝固などに対し、切断に伴う振動の影響を少なくすることが可能となる。尚、この振動抑制手段は、前記複数のローラを含む芯出手段で兼用して芯出機能を併有するものとしたり、後述する送給手段で兼用しても良い。
【００１０】
更に、本発明には、前記鋳型と前記切断手段との間に、前記鋳造材を鋳造する際に用いた冷却水などを除去する水切り手段が配置されている、アルミニウム用竪型連続鋳造装置(請求項７)も含まれる。これによれば、アルミニウムの鋳造材は基より、前記切断手段、これを取り付けた前記ベース、および次述する送給手段などに、冷却水が不用意に付着する事態を確実に防ぐことができる。
尚、上記水切り手段には、前記鋳型の下方に位置し且つ前記鋳造材を包囲する防水シールのほか、凝固した直後で十分に冷えていない上記鋳造材を急冷する冷却水槽の底面の貫通孔の付近に配置した防水シールも含まれる。また、係る防水シールの下方には、冷却されて降下する上記鋳造材を包囲し且つ高圧エアを吹き付けるエアパージリングを配置しても良い。更に、上記冷却水槽の内側に前記芯出手段のローラを配置することも可能である。
【００１１】
更に、本発明には、前記鋳型と前記切断手段との間に、前記鋳造材を下方に送る送給手段が配置されている、アルミニウム用竪型連続鋳造装置(請求項８)も含まれる。これによれば、上記鋳型の内側に注湯され且つ徐々に凝固するアルミニウムの鋳造材を上記鋳型の下方に降下させることができる。また、鋳造材の切断時における振動を抑制することにも寄与し得る。しかも、係る鋳造材と同期して降下する前記ベースに取り付けた切断手段により、当該鋳造材の先端から所要の長さで順次切断できる。
尚、上記送給手段には、上記鋳造材を左右から挟みつつ下向きにスライドする一対の合成ゴムなどからなるクローラ(無限軌道)などが含まれる。
【００１２】
加えて、本発明には、前記鋳型は、注下された前記溶湯を攪拌する電磁攪拌装置を備えている、アルミニウム用竪型連続鋳造装置(請求項９)も含まれる。
これによれば、電磁攪拌装置のコイルに通電した際に形成される磁界が上記鋳型の軸方向にほぼ沿って形成されるため、係る鋳型の内側に注湯されたアルミニウムの溶湯を上記磁界に伴う攪拌力により攪拌することができる。このため、アルミニウムの合金元素などの偏析をなくし、金属組織が均一な鋳造材を容易に得ることができる。更に、鍛造や半溶湯成形に適したほぼ球形状の結晶を多く有する金属組織を持つアルミニウムの鋳造材を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下において、本発明の実施に最良の形態を図面と共に説明する。
図１，２は、本発明のアルミニウム用竪型連続鋳造装置１の概略を示す側面図および正面図である。係る連続鋳造装置１は、図示のように、水冷鋳型(鋳型)４を含む鋳型部２、芯出手段２４を含む冷却水槽１０、送給手段４２、および、グリップ７０と切断手段９０とを含む昇降可能なベース６６を備えている。尚、この実施形態では、上記芯出手段２４は振動抑制手段を兼ねている。
鋳型部２は、図１〜３および図４に示すように、金属製で断面が長方形でこれと相似形の中空部を有する平面視がリング形の水冷鋳型(鋳型)４と、その上に配置される円筒形の断熱材６と、これらの外側を包囲する電磁撹拌装置８と、を備えている。水冷鋳型４は、内側の鋳込孔４ａの下隅に沿って斜め下向きで且つリング形のスリット５を有し、その中空部に充填した冷却水Ｗを斜め下向きにほぼ円錐形状にして噴射可能としている。尚、上記スリット５に替えて、多数の細孔を形成しても良い。
【００１４】
また、断熱材６の注湯孔６ａはやや大径の上記鋳込孔４ａと連続し、図１〜３と図４上方の一点鎖線の矢印で示すように、図示しない溶解炉、保持炉、または取鍋などから注下されるアルミニウムの溶湯ｍを水冷鋳型４内に案内する。
更に、電磁撹拌装置８は、水冷鋳型４および断熱材６を包囲するように平面視が円形の多数のコイルを全体ほぼ円筒形に巻き付けたものであり、係るコイルに通電した際に生じる磁界に伴って誘導される力により、上記鋳込孔４ａ内に注下されたアルミニウムの溶湯ｍを攪拌する。この結果、凝固組織が分断されてほぼ球形状の結晶を多く有し、半溶湯成形などに適した鋳造材Ｍにすることができる。また、上記溶湯ｍは、合金元素などの成分の偏析のない鋳造材Ｍとなる。
尚、水冷鋳型４などは、鋳込孔４ａに連通するテーパ孔７ａを有する耐熱リング７および支持材９を介して、図示しない建家のフロアＦに支持されている。
【００１５】
そして、水冷鋳型４の鋳込孔４ａには、その下側から後述するように、長尺な円柱形の下型１２０の上端の下型部分が挿入され、係る状態で上記断熱材６の注湯孔６ａを介して水冷鋳型４の鋳込み孔４ａにアルミニウムの溶湯ｍが注湯される。係る溶湯ｍは、電磁撹拌装置８による磁界に伴う力により攪拌されつつ係る鋳込み孔４ａの内周面に接する外周部から徐々に凝固し、係る凝固部分は収縮して上記鋳型４の内周面から離れる。同時に、下型１２０の上端の下型部分に接する先端面も凝固し、且つ係る下型１２０の降下に伴って徐々に降下する。
係る降下の際に、水冷鋳型４のスリット５から噴射される冷却水Ｗにより更に冷却され、図１，２に示すように、上記溶湯ｍは、鋳込み孔４ａに倣った断面円形で全体が円柱形を呈するアルミニウムの鋳造材Ｍとなり、下型１２０の降下と同期して降下する。尚、係る鋳造材Ｍを下側から支えて降下する下型１２０は、鋳造の当初では後述する送給手段４２によって案内され、且つこの連続鋳造装置１を通過した後は、後述するピットＰ内に位置する油圧シリンダなどの昇降手段に支持されることにより、係るピットＰ内に降下する。
【００１６】
図１〜３に示すように、鋳型部２から降下した鋳造材Ｍは、冷却水槽１０を貫通し、送給手段４２により挟持されつつ降下した後、グリップ７０および切断手段９０を含む昇降可能なベース６６に送られる。
冷却水槽１０は、図３に示すように、水槽本体１１内に前記水冷鋳型４から噴射された冷却水Ｗを受け入れ、係る冷却水Ｗを含む所定量の冷却水Ｗを常時貯留している。また、係る冷却水槽１０は、一次水切り手段(水切り手段)３０、二次水切り手段(水切り手段)２０、および、振動抑制手段を兼ねる芯出手段２４を備えている。
【００１７】
一次水切り手段３０は、図３に示すように、水槽本体１１の側壁に斜めに取り付けたエアシリンダ３２、そのピストンロッド３３、係るロッド３３の先端に金具３４，３５を介してスライド可能に取り付けられた防水シール３６を備えている。係るシール３６は、例えばクロロプレンゴムやニトリルゴムなどの合成ゴムなどからなり、内側に鋳造材Ｍ用の貫通孔３６ａを有するリング材で、その周囲を斜め板３７に包囲されている。係る斜め板３７は、鋳造材Ｍにならなかった前記アルミニウム溶湯ｍの凝固小片が水槽本体１１内に降下しないように、当該冷却水槽１０の隅または外側に案内する。
尚、斜め板３７の上方には、図３中における斜め下向きの矢印で示すように、給水パイプ３８の細孔３９から高圧水が係る斜め板３７の表面とほぼ平行にして噴射され、上記凝固小片を冷却水槽１０の外側などに圧送する。
【００１８】
また、二次水切り手段２０は、図３に示すように、水槽本体１１の底壁１１ａと斜め底壁１１ｂとの間に位置する断面逆Ｌ字形で且つ円筒形の外側リング１２の内側に配置した上下３層の防水シール１６を含む。係るシール１６も上記同様の合成ゴムなどからなり、内側に鋳造材Ｍ用の貫通孔１６ａを有するリング材である。
図３に示すように、３層の防水シール１６の外周部は、外側リング１２上端のフランジ１３とフランジ１５を下端に有する円筒形の内側リング１４の上端面との間に上下から挟持される。尚、上記外側リング１２と内側リング１４との間には、シール材１８が配置されている。
【００１９】
更に、芯出手段２４は、図３および図５に示すように、冷却水槽１０の冷却水Ｗ中で垂直に降下する鋳造材Ｍを、３方向から対称に押し付ける３個のローラＲ１，Ｒ２，Ｒ３を備えている。係るローラＲ１，Ｒ２，Ｒ３は、少なくとも周面が前記同様の合成ゴムなどの弾性を有する素材からなり、ローラＲ２，Ｒ３は、軸受２５ｂ，２５ｃに枢支されている。一方、ローラＲ１は、軸受２５ａに枢支され、係る軸受２５ａは、水槽本体１１の側壁の外側にカラー２７を介して水平に取り付けたエアシリンダ２８のピストンロッド２６の先端に固定されている。ローラＲ１は、上記シリンダ２８により水槽本体１１の側壁を貫通してスライドする上記ピストンロッド２６によって、下型１２０または鋳造材Ｍの周面をローラＲ２，Ｒ３と共に、押し付けつつ挟み込む。
【００２０】
即ち、鋳造開始前では、水冷鋳型４の鋳込み孔４ａへの下型１２０の芯出が容易となり、鋳造後では、下型１２０が降下しつつ通過した後に、連続鋳造されつつある鋳造材Ｍの周面にローラＲ１〜Ｒ３が押し付けられる。このため、係る芯出手段２４によれば、後述する切断手段９０により鋳造材Ｍが下側から振動を受けても、係る振動を確実に抑制することもできる。
従って、芯出手段２４によって、鋳造スタート前に下型１２０を前記鋳型４にセットする際の芯出しも容易となる。また、前記鋳型４内でアルミニウムの溶湯ｍの凝固などに振動による影響をなくすことができる。尚、図５中の斜めの一点鎖線で示すように、ローラＲ２，Ｒ３も前記ロッド２６の先端でスライド可能とすることにより、直径の異なる鋳造材Ｍにも容易に対応することができる。
【００２１】
図１，２に示すように、冷却水槽１０内の一次水切り手段３０、振動抑制手段２４、および二次水切り手段２０を通過し、常温付近の温度に冷却された鋳造材Ｍは、リング形のパイプからなるエアパージリング４０の内側を貫通して降下し、係る際に高圧エアを吹き付けられ、その周面に付着した水滴を除去される。係る高圧エアにより吹き飛ばされた水滴は、中心部に鋳造材Ｍ用の貫通孔４１ａを有するトレイ４１上に落下する。係るトレイ４１は、建家の梁Ｈ２に支持されている。尚、この間において、鋳造材Ｍの先端(下端)面は、下型１２０の上端の下型部分に当接しつ且つこれと共に同期して降下してゆく。
【００２２】
図１，２に示すように、上記エアパージリング４０およびトレイ４１の貫通孔４１ａを通過しつつ降下した鋳造材Ｍは、送給手段４２に送られる。
係る送給手段４２は、図６に示すように、降下する鋳造材Ｍを左右から挟持しつつ回転する一対のクローラ(無限軌道)４４ａ，４４ｂを備えている。係るクローラ４４ａ，４４ｂは、前記同様の合成ゴムからなり、断面が偏平な板状で且つ外側面の中央に断面へ字形の浅溝(図示せず)が全周に沿って形成されている。
図６に示すように、クローラ４４ａ，４４ｂは、それぞれ上下一対の車輪４６にスプロケット(図示せず)を介して個別に回転可能に支持され、４つの車輪４６は、枢支軸４７ごとに枢支されている。
【００２３】
図６に示すように、右側の押え板６４ｂは、取手５７付きのハンドル５８を回し、ギアボックス６０内のギア列を介して回転軸６２を回転させ、これに設けた雄ネジにネジ結合することにより、クローラ４４ｂの内側部分に接離する。
また、図６に示すように、左側の押え板６４ａは、エアシリンダＳのピストンロッド５２を進退させることで、クローラ４４ａの内側部分に接離する。押え板６４ａ，６４ｂを互いに接近させることで、両者の間を降下する鋳造材Ｍを挟持することができる。係る状態で、図６に示すように、モータＭ１を回転し、その回転軸５４、継手５５、および回転軸５６を介して回転する上方の各車輪４６によってクローラ４４ａ，４４ｂを回転することにより、下型１２０およびこれに連続する鋳造材Ｍをその振動を抑制しつつ下向きに送給することができる。
【００２４】
図１，２に示すように、送給手段４２を通過しつつ降下した鋳造材Ｍは、ベース６６に取り付けたグリップ７０に送られる。係るベース６６は、床面ＧＬから立設する柱Ｈ１，Ｈ１に固定したレール１１０との間で図示しないボールスプラインを回動させる複数の軸受１１２を介して、上下に移動可能とされ、且つ一対の油圧シリンダ１１６により昇降可能とされている。即ち、各レール１１０の下端にブラケット１１４および回転軸１１５により支持された油圧シリンダ１１６は、そのピストンロッド１１８を進退することで、ベース６６を昇降させる。
係るベース６６を降下する際は、後述する下型１２０および鋳造材Ｍの降下速度と同期するように、油圧シリンダ１１６の油圧回路(図示せず)が制御される。
【００２５】
図１，２に示すように、ベース６６には、降下する鋳造材Ｍを挟持するグリップ７０が取り付けられる。係るグリップ７０は、図７および図８に示すように、左右一対のグリッパ７２、係るグリッパ７２を水平方向に移動可能に支持する上下一対の支持棒７６、上記グリッパ７２の先端部を接離可能に回転させる一対のアーム８０、および係るアーム８０の他端の間に連結されたエアシリンダ８６を含む組を、上下２組にして有する。グリッパ７２は、鋳造材Ｍに接する先端寄りの内側面に断面へ形の溝７３を有し、且つ後端寄りに上下一対の貫通孔７５を有し、係る貫通孔７５に支持棒７６が個別に貫通している。係る支持棒７６は、両端のブラケット７７を介して前記ベース６６上の側壁６７に支持されている。
【００２６】
また、図７および図８に示すように、一対のグリッパ７２の後端に開口する開口部７１内には、係止軸７４が立設され、係る係止軸７４はアーム８０先端の凹溝８２内に挿入される。アーム８０は、平面視でほぼＺ形を呈し、凹溝８２を含む先端部は、側壁６７の開口部６７ａを通過して上記開口部７１内に進入し、且つ中間のピン８１およびブラケット６７ｂを介して、側壁６７に回転可能に支持されている。左右のアーム８０の後端部は、ピン８３，８４を介してエアシリンダ８６の両端に個別に連結される。
従って、図７に示すように、鋳造材Ｍが一対のグリッパ７２間を所定長さ通過した際に、エアシリンダ８６のピストンロッド８５およびその先端のブラケット８７を伸長すると、当該エアシリンダ８６自体も図７で上方に移動する。
【００２７】
この結果、図９に示すように、一対のアーム８０は、回転軸８１を回転中心として、ピン８３，８４寄りの後端部は互いに離間し、且つ凹溝８２を有する先端部は互い接近する。係るアーム８０の回転により、それらの凹溝８２に挿入された各グリッパ７２の係止軸７４が互い接近するため、左右のグリッパ７２も接近し合って鋳造材Ｍを左右から挟み込む。これにより、降下する鋳造材Ｍと上下２組で且つ左右一対のグリッパ７２を有するグリップ７０とは、互いに連結される。この際、ベース６６の前記油圧シリンダ１１６を駆動し、鋳造材Ｍの降下速度とベース６６の降下速度とが一致するように同期させる。
【００２８】
図１，２および図９に示すように、グリップ７０に降下しつつある鋳造材Ｍが挟持されると、係るグリップ７０における上下２組のグリッパ７２，７２間において、当該鋳造材Ｍの先端(下端)部分が切断手段９０により切断される。
係る切断手段９０は、図１，２および図１０に示すように、ベース６６上を水平に走行する台車１００、係る台車１００上で水平方向に回転する丸鋸９８、および係る丸鋸９８を駆動するモータＭ２を含んでいる。
台車１００は、ベース６６上の一対のレール１０４上を転動する図１に示す車輪１０２により、図１０中の直線の矢印で示すように、鋳造材Ｍおよびグリップ７０の右方から左方に走行可能である。
尚、図１０に示すように、ベース６６は、軸受１１２を介して柱Ｈ１，Ｈ１に固定された垂直のレール１１０，１１０に昇降自在にガイドされている。
【００２９】
また、図１，２と図１０に示すように、上記モータＭ２は、台車１００上の側壁１０６に固定され且つその回転軸にプーリ９２が固定され、丸鋸９８は、台車１００上のデッキ１０８の図示しない軸受に回転可能に支持されている。
係る丸鋸９８の回転軸は、デッキ１０８を貫通し且つその先端にプーリ９６が固定されている。係るプーリ９６とモータＭ２側のプーリ９２との間には、３本のベルト９４が掛け渡されている。尚、丸鋸９８の周囲には、鋳造材Ｍ寄りの位置を除き、図示しないカバーで覆われ且つ係るカバーには、切断時に生じるアルミニウム粉を吸引して排出するサンクションホースが接続されている。
【００３０】
そして、モータＭ２を駆動し、プーリ９２、ベルト９４、およびプーリ９６を介して丸鋸９８を回転させた状態で、台車１００をベース６６上で図１０中の直線の矢印で示すように、鋳造材Ｍおよびグリップ７０寄りに前進させる。この間において、鋳造材Ｍの下端部は、ベース６６の図示しない貫通孔に進入しつつ図１，２中の実線の矢印で示すように、下向きに降下している。
この結果、図１１に示すように、台車１００の移動(前進)により、高速で回転する丸鋸９８は、グリップ７０における上下２組のグリッパ７２，７２間に位置する鋳造材Ｍを切断する。切断された所要長さの鋳造材Ｍは、図１，２に示すように、ビレットＢＭとして、図示しない治具により９０回転され、傾斜したストック台１２２上に順次載置される。
【００３１】
尚、図１１中の一点鎖線の矢印で示すように、台車１００は切断後に元の位置に移動(後退)する。また、係る切断後において、前記グリップ７０の各グリッパ７２は離間し、先端に切断面を有する鋳造材Ｍの降下を許容する。更に、前記油圧シリンダ１１６のピストンロッド１１８を伸長させて、ベース６６を送給手段４２寄りに上昇させる。加えて、鋳造材Ｍの下側に連続していた下型１２０は、図１，２中の破線の矢印で示すように、床面ＧＬに穿設されたピットＰ内に一部が進入し、且つベース６６の昇降などに支障のない所定の位置で待機している。
【００３２】
ここで、以上のアルミニウム用竪型連続鋳造装置１の使用方法について説明する。
図１２に示すように、鋳型部２の水冷鋳型４の下部と送給手段４２のクローラ４４下方との間の長さを有し且つ鋳造材Ｍと同じ断面の下型１２０を予め用意する。係る鋳造前の初期状態では、下型１２０は、冷却水槽１０およびエアパージリング４０を貫通し、且つ送給手段４２のクローラ４４，４４間に挟持されている。尚、下型１２０は、鋳造すべきアルミニウムよりも高融点の金属からなる棒状体であり、その上端の下型部分の中央には、アルミニウムの溶湯ｍを受け入れる凹部１２１が開口している。
下型１２０の上端を水冷鋳型４の鋳込み孔４ａの下部に挿入した状態にして、図１２上方の一点鎖線の矢印で示すように、図示しない溶解炉または保持炉などから注下されるアルミニウムの溶湯ｍを水冷鋳型４の鋳込み孔４ａに注湯する。
また、図１２に示すように、床面ＧＬに穿設されたピットＰには、油圧シリンダ１２４が配置され、そのピストンロッド１２６の先端(上端)には、上向きに開口部する円柱形の凹部を有する受け部１２８が固定される。上記ロッド１２６および受け部１２８は、鋳造開始後に、一点鎖線の矢印のように上昇する。
【００３３】
鋳込み孔４ａに注湯されたアルミニウムの溶湯ｍは、電磁攪拌装置８による攪拌を受けつつ、水冷鋳型４およびその中空部から前記スリット５を介して噴射される冷却水Ｗにより冷却され、周囲から徐々に凝固したアルミニウムの鋳造材Ｍとなり、図１３中の実線の矢印で示すように、下向きに伸長しつつ降下する。
この間において、鋳造材Ｍは、冷却水槽１０内の冷却水Ｗで冷却され且つ振動抑制手段を兼ねる前記芯出手段２４のローラＲ１〜Ｒ３の押し付けを受ける共に、二次水切り手段２０の防水シール１６およびエアパージリング４０によって水切りされる。同時に、図１３に示すように、下型１２０も送給手段４２によって、鋳造材Ｍと同期して降下する。係る下型１２０の下端には、前記油圧シリンダ１２４から上昇した受け部１２８が接近する。
【００３４】
そして、図１４に示すように、下向きに伸長しつつ降下した鋳造材Ｍは、その先端(下端)が切断手段９０の丸鋸９８よりも所定長さ下方の位置に達する直前でグリップ７０のグリッパ７２，７２間に挟持される。尚、上記「所定長さ」とは、前記ビレットＢＭの長さにほぼ相当する。この結果、グリップ７０および切断手段９０を有する前記ベース６６が鋳造材Ｍと同期して降下する。
この際、ベース６６を支持する前記油圧シリンダ１１６は、鋳造材Ｍの降下速度に同期してピストンロッド１１８を退行するか、あるいはフリーにされる。
また、同時期において、図１４に示すように、下型１２０は、その下端が油圧シリンダ１２４から上昇した前記ピストンロッド１２６先端の受け部１２８の凹部に進入した後、係るロッド１２６が後退するため、当該受け部１２８と共に降下してピットＰ内に降下する。係る降下速度も鋳造材Ｍの降下速度と同じである。
【００３５】
係る状態で、図１５に示すように、前記台車１００を前進走行させて、切断手段９０の丸鋸９８により、グリップ７０の上下２組のグリッパ７２間に位置する鋳造材Ｍを切断する。この間において、下型１２０は、ピットＰ内に更に降下した後、油圧シリンダ１２４の受け部１２８により所定高さで支持される。
切断された鋳造材Ｍは、図１６に示すように、所定長さのビレットＢＭとなり、水平姿勢に変換された後、前記ストック台１２２上に載置される。ほぼ同時に丸鋸９８を有する台車１００が後退走行し、且つグリップ７０の各グリッパ７２は、互いに離間して鋳造材Ｍを開放する。
【００３６】
更に、図１７に示すように、グリップ７０および切断手段９０を有する前記ベース６６を所定の高さ上昇させた後、引き続き降下する鋳造材Ｍを上述したようにグリップ７０で挟持し且つ切断手段９０の丸鋸９８で切断して新たなビレットＢＭを得る。図１４〜１７に示したように、グリップ７０による鋳造材Ｍの挟持、丸鋸９８による切断、この間のベース６６の降下、ビレットＢＭの排出、グリップ７０による鋳造材Ｍの開放、この間のベース６６の上昇を順次繰り返す。
この結果、１回のチャージで注湯されたアルミニウムの溶湯ｍの全量を、長尺な鋳造材Ｍとして連続鋳造できると共に、その先端部から所定の長さで順次切断した多数のビレットＢＭを得ることができる。尚、上記溶湯ｍを殆んど鋳造した後は、図１６の状態に戻して、新たな溶湯を鋳型４内に注湯する。
従って、以上の連続鋳造装置１を用いると、従来に比べて実質的に長く連続鋳造できるため、アルミニウムの連続鋳造材の生産性を高めることができる。
【００３７】
尚、本発明は、以上において説明した形態に限定されるものではない。
例えば、送給手段は、前記一対のクローラ４４を用いる形態に限られない。
また、切断手段には、前記丸鋸９８を用いる形態に限らず、所要長さの鋸やチェーンソーを用いても良い。
更に、振動抑制手段を兼ねる前記芯出手段２４は、水冷鋳型４の下方に配置しても良く、且つこれに用いるローラは、４個以上を対称に配置しても良い。
また、振動抑制手段は、複数のローラを含む前記芯出手段２４と別個とし、水冷鋳型４と切断手段９０との間における任意の位置に複数のローラを配置したり、あるいは前記一対のクローラ４４を含む送給手段４２で兼用させても良い。
更に、鋳造材Ｍを切断して得られたビレットＢＭは、その下部を保持するホルダと係るホルダを回転させる回転手段とを有する治具により、水平姿勢にして前記ストック台１２２上に載置するようにしても良い。
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々に変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のアルミニウム用竪型連続鋳造装置の概略を示す側面図。
【図２】上記連続鋳造装置の概略を示す正面図。
【図３】上記連続鋳造装置の鋳型付近を示す拡大正面図。
【図４】上記連続鋳造装置の鋳型付近の斜視図。
【図５】上記連続鋳造装置の振動抑制手段を示す平面図。
【図６】上記連続鋳造装置の送給手段を示す概略正面図。
【図７】上記連続鋳造装置のグリップを示す水平断面図。
【図８】上記グリップを示す垂直断面図。
【図９】上記グリップが鋳造材を挟持した状態を示す水平断面図。
【図１０】上記連続鋳造装置の切断装置付近を示す概略平面図。
【図１１】上記切断装置付近の異なる状態を示す概略平面図。
【図１２】上記連続鋳造装置の使用方法を示す概略図。
【図１３】図１２続く使用方法を示す概略図。
【図１４】図１３続く使用方法を示す概略図。
【図１５】図１４続く使用方法を示す概略図。
【図１６】図１５続く使用方法を示す概略図。
【図１７】図１６続く使用方法を示す概略図。
【符号の説明】
【００３９】
１……………アルミニウム用連続鋳造装置
４……………水冷鋳型(鋳型)
８……………電磁攪拌装置
２０…………二次水切り手段(水切り手段)
２４…………芯出手段
３０…………一次水切り手段(水切り手段)
４２…………送給手段
６６…………ベース
７０…………グリップ
９０…………切断手段
１２０………下型
Ｍ……………鋳造材
ｍ……………溶湯
Ｒ１〜Ｒ３…ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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