(57)【要約】  【課題】マグネシウムの燃焼を防止できるとともに、良好な表面品質の鋳片を得ることができるマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法を提供する。  【解決手段】マグネシウム合金溶湯を鋳造するに際し、常温で液体状態であり、引火点が２５０℃以上の潤滑油を鋳型内壁に配置した孔から補給し、前記溶湯が鋳型内壁と接して凝固した凝固殻表面と鋳型内壁との隙間に前記潤滑油を供給することを特徴とするマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法である。前記潤滑油の供給量をマグネシウム合金溶湯が鋳型内で鋳型内壁と接して凝固した凝固殻の単位表面積（ｃｍ2）当たり、０．００５ミリリットル／分〜０．０５ミリリットル／分にするのが望ましい。  【選択図】図１
2005034897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウム合金溶湯を鋳造するに際し、常温で液体状態であり、引火点が２５０℃以上の潤滑油を鋳型内壁に配置した孔から補給し、前記溶湯が鋳型内壁と接して凝固した凝固殻表面と鋳型内壁との隙間に前記潤滑油を供給することを特徴とするマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法。
【請求項２】
マグネシウム合金溶湯が鋳型内で鋳型内壁と接して凝固した凝固殻の単位表面積（ｃｍ2）当たり、前記潤滑油を０．００５ミリリットル／分〜０．０５ミリリットル／分の供給量で供給することを特徴とする請求項１に記載のマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法。
【請求項３】
上下端が開口した筒状の遮蔽板を鋳型上部に設け、この遮蔽板内面および鋳型内壁並びに鋳型内のマグネシウム合金溶湯の表面とで閉鎖された空間部を形成し、この空間部に不活性ガスを供給することを特徴とするマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法。
【請求項４】
前記マグネシウム合金溶湯を鋳造するに際し、常温で液体状態であり、引火点が２５０℃以上の潤滑油を鋳型内壁に配置した孔から補給し、前記溶湯が鋳型内壁と接して凝固した凝固殻表面と鋳型内壁との隙間に前記潤滑油を供給することを特徴とする請求項３に記載のマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法。
【請求項５】
マグネシウム合金溶湯が鋳型内で鋳型内壁と接して凝固した凝固殻の単位表面積（ｃｍ2）当たり、前記潤滑油を０．００５ミリリットル／分〜０．０５ミリリットル／分の供給量で供給することを特徴とする請求項４に記載のマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法に関し、更に詳しくは、マグネシウム合金溶湯を鋳造するに際し、マグネシウムの燃焼を防止できるとともに、鋳型と鋳片の焼き付きによる拘束および鋳片表面と鋳型内壁との摩擦を低減し、良好な表面品質の鋳片を得ることができるマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウム合金は、高温で溶融状態になると、反応性が著しく高くなり、酸化し易く、水素を吸収し易くなる。このため、溶解、連続鋳造時にマグネシウム合金の溶湯が大気雰囲気に晒されると、酸化が促進され酸化物が生成したり、溶解したマグネシウム合金中に酸素や水素が吸収され、マグネシウム合金の酸素濃度や水素濃度が上昇する。
【０００３】
その結果、酸化物が巻き込まれて鋳片品質が悪化し、また、マグネシウム合金中の酸素や水素の濃度が上昇すると、連続鋳造された鋳片に気孔が生成したり、材料としての機械的性質が低下する。さらに、マグネシウム合金の溶湯表面から多量のマグネシウム蒸気が発生し、連続鋳造の作業環境は悪化し、安全性が損なわれるおそれもある。
【０００４】
マグネシウム合金の製品化に際しては、従来、インゴット製造を経て製品化する方法、ダイカスト法により精密鋳造製品とする方法、または連続鋳造によって半製品を製造した後、熱間圧延などを経て最終製品まで成型し、さらにそれを機械加工により仕上げる方法、などが採用されてきた。しかしながら、これら従来の方法で製造された製品は、多数の工程を経て製造されるため、製造コストが高く、マグネシウム合金製の製品を普及させる障害となっており、抜本的な対策が望まれている。
【０００５】
近年においては、製造コストの削減、鋳片品質の改善等を目指して、マグネシウム合金の連続鋳造による新たなプロセスが試みられている。例えば、マグネシウム合金溶湯を連続鋳造して得られる鋳片（以下、単に「連鋳鋳片」という）の表面性状を向上させるために、潤滑剤を用いて鋳片表面と鋳型との摩擦を低減するとともに、連鋳鋳片に発生する焼き付きを防止するプロセス開発が検討されている。
【０００６】
従来の鋼における連続鋳造では、菜種油や蛍石等を含むフラックスが潤滑剤として用いられている。また、アルミニウム合金の連続鋳造では、菜種油やひまし油が潤滑剤として使用されることがある。しかし、マグネシウム合金の連続鋳造においては、これまでの鋳造実績が少なく、さらに高温・溶融状態での反応性が顕著なことから、潤滑剤を使用することの可能性や、使用できるとしても最適な潤滑剤に関する技術的な知見が全くないのが現状である。
【０００７】
通常、連続鋳造時に用いられる潤滑剤は、鋳造中は連続的に溶湯面に供給され、溶融金属の鋳型内への注湯温度では液体状態であること、溶融金属中に侵入しないこと、および溶融金属と反応しないことが必要である。
【０００８】
マグネシウム合金の融点は、合金成分により異なるが約６５０℃であり、鋳型内における過熱度は１００℃程度であるから、使用する潤滑剤は約７５０℃で液体状態であることが要求される。この溶融点に関する要求特性に対応できるものとしては、大豆油等の油の他に、塩化物系フラックスやフツ化物系フラックスが挙げられる。
【０００９】
しかしながら、後者で挙げられた塩化物系またはフッ化物系のフラックスは、マグネシウム合金溶湯と反応して塩化物またはフッ化物を生成し、マグネシウム合金溶湯中に混入するため、製品品質を劣化させることになる。さらに、生成された塩化物またはフッ化物の反応生成物の密度は、マグネシウム合金溶湯の密度より大きいため、溶融マグネシウム中に沈降する。
【００１０】
このため、上記の塩化物系フラックスやフッ化物系フラックスは、潤滑剤として使用することができず、マグネシウム合金の連続鋳造時の潤滑剤として、各種の油の中から選択せざるを得ない。
【００１１】
ところで、マグネシウム合金が高温で溶融状態になると、その表面から蒸気が激しく発生し、大気中の酸素と反応して閃光を発しながら燃焼する。したがって、マグネシウム合金溶湯の連続鋳造時に潤滑油を使用する場合に、潤滑剤が燃焼すると、マグネシウム合金溶湯の燃焼を加速することになり、連続鋳造が困難になる。
【００１２】
マグネシウム合金溶湯の表面から蒸気を抑え、燃焼を防止するために、（Ａｒ＋ＳＦ6）系の混合ガスや（ＣＯ2＋ＳＦ6）系の混合ガスからなる防燃ガスを用いて溶湯表面を覆うことが行われる。六フッ化硫黄（ＳＦ6）ガスは質量の大きいガスで、「４Ｍｇ＋ＳＦ6→３ＭｇＦ2＋ＭｇＳ」の反応によりＭｇＦ2を生じるとともに、他にも、マグネシウムと反応してＭｇＣＯ3、ＭｇＳＯ4を形成して、溶融したマグネシウム合金の表面に安定した反応生成物（保護皮膜）を形成する。これにより、マグネシウム合金溶湯の酸化、燃焼を抑制し、マグネシウム蒸気の発生を抑え、安定した製造が可能になる。
【００１３】
しかしながら、形成された反応生成物は、いずれも融点がマグネシウム合金の融点よりも３００℃程度高いため、鋳造中は再溶解せず鋳片表面に巻き込まれるので、鋳片品質（主に、鋳片の表面品質）が悪化する。また、ＳＦ6ガスは、地球温暖化の作用が極めて高いため、環境対策上使用すべきでなく、さらに、ＳＦ6ガスは腐食性が強いことから、設備および建屋の防食対策も必要となるとともに、作業者の健康を害するという問題もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前述の通り、マグネシウム合金の連鋳鋳片の表面性状を向上させるために、潤滑剤を用いて鋳片表面と鋳型との摩擦を低減するとともに、連鋳鋳片に発生する焼き付きを防止するプロセス開発が検討されている。しかし、マグネシウム合金が溶融状態になると、その表面から蒸気が激しく発生し、大気中の酸素と反応して燃焼する。使用される潤滑油が燃焼すると、マグネシウム合金の燃焼を加速することになり、連続鋳造が不可能になる。
【００１５】
一方、マグネシウム合金の燃焼を抑制するために、ＳＦ6ガスを含む混合ガスを用いることができるが、ＳＦ6ガスは鋳片品質を悪化させるとともに、地球温暖化の要因になる。
【００１６】
本発明は、上述したマグネシウム合金溶湯の連続鋳造が包含する問題点に鑑みてなされたものであり、連続鋳造に際し、マグネシウム合金溶湯の燃焼を抑制すると同時に、潤滑剤を供給し、連鋳鋳片と鋳型間の潤滑を可能とし、連鋳鋳片の表面品質を向上させることができるマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、上述の課題を解決するため、マグネシウム合金溶湯の連続鋳造を行い、種々の鋳造条件について検討を実施した。その結果、鋳造する際に凝固殻と鋳型との間に潤滑油を供給することによって、鋳片と鋳型との摩擦を低減できるとともに、鋳片と鋳型との焼き付きの防止および操業の安定が可能であることを見出した。
【００１８】
さらに、マグネシウム合金溶湯の燃焼防止に関し、防燃ガスとしてＳＦ6ガスを使用しない場合であっても、上下端が開口した筒状の遮蔽板を鋳型上部に設けて、この遮蔽板内面および鋳型内壁並びに鋳型内のマグネシウム合金溶湯の表面によって空間部を形成し、この空間部に不活性ガスを充填して、不活性ガス雰囲気を保持することによって、マグネシウム合金溶湯の燃焼をより効果的に防ぐことが可能であることを明らかにした。
【００１９】
本発明は、上記の検討結果に基づいて完成されたものであり、下記（１）および（２）のマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法を要旨としている。
（１）マグネシウム合金溶湯を鋳造するに際し、常温で液体状態であり、引火点が２５０℃以上の潤滑油を鋳型内壁に配置した孔から補給し、前記溶湯が鋳型内壁と接して凝固した凝固殻表面と鋳型内壁との隙間に前記潤滑油を供給することを特徴とするマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法である。
【００２０】
上記（１）のマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法では、前記潤滑油の供給量をマグネシウム合金溶湯が鋳型内で鋳型内壁と接して凝固した凝固殻の単位表面積（ｃｍ２）当たり、０．００５ミリリットル／分〜０．０５ミリリットル／分にするのが望ましい。
（２）上下端が開口した筒状の遮蔽板を鋳型上部に設け、この遮蔽板内面および鋳型内壁並びに鋳型内のマグネシウム合金溶湯の表面とで閉鎖された空間部を形成し、この空間部に不活性ガスを供給することを特徴とするマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法である。
【００２１】
上記（２）のマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法では、前記マグネシウム合金溶湯を鋳造するに際し、上記（１）で規定する潤滑油、およびその供給量を採用するのが望ましい。
【００２２】
本発明において、「マグネシウム合金」とは、マグネシウムの純金属、およびマグネシウムに合金元素が添加されたマグネシウム合金のいずれをも含むことをいう。
【００２３】
上記（１）で潤滑剤を「常温で液体状態であり」とするのは、潤滑剤を溶湯面に連続的に供給するために、鋳型内壁に配置した供給孔から補給する際に液体状態であって流動性を有することを示す。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法によれば、防燃ガスとしてＳＦ6ガスを使用しなくても、マグネシウム合金溶湯の燃焼を抑制することができ、さらに、潤滑剤を供給して、鋳片と鋳型との焼き付きによる拘束および鋳片と鋳型間の摩擦を低減し、連鋳鋳片の表面品質を達成できる。しかも、操業の安定が図れるとともに、作業環境の改善が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明のマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法では、前述の通り、マグネシウムの燃焼を防止するとともに、良好な表面品質の鋳片を得ることを特徴としている。これは、潤滑剤を用いて鋳片と鋳型との焼き付きによる拘束および鋳片と鋳型間の摩擦を低減すること、並びに防燃ガスとしてＳＦ6ガスを使用せずに合金溶湯の燃焼を抑制することによる。以下では、これらを達成するための技術的手段の具体的な条件について、項を分けて説明する。
１．潤滑剤の使用について
マグネシウム合金溶湯を連続鋳造する場合に、鋳型と鋳片の焼き付きによる拘束および鋳片と鋳型との間の摩擦により、鋳型内で厚みの薄い凝固殻（シェル）が破断し鋳造が困難になる。また、生産性の向上を図るために鋳造速度を増大させると、上記の鋳型と鋳片の焼き付きによる拘束および摩擦の増加が顕著となり、マグネシウム合金の連続鋳造が一層困難になる。さらに、この鋳型と鋳片の焼き付きによる拘束および摩擦が増大すると、得られる鋳片の表面性状も悪化し、最終的な製品品質も大きく低下する。
【００２６】
そこで、本発明の連続鋳造方法では、一つの技術的手段として、潤滑剤を使用し凝固殻表面と鋳型内壁との隙間に潤滑油を供給することによって、鋳型と鋳片の焼き付きを抑制するとともに、鋳片と鋳型との摩擦を低減することにしている。
【００２７】
本発明者らの試験によれば、潤滑油を用いないで行ったマグネシウム合金溶湯の連続鋳造では、鋳片と鋳型が拘束する前に得られた鋳型内熱電対温度の測定結果から、鋳型内の表面温度は高々２５０℃であることが認識される。
【００２８】
鋳造時に、潤滑剤を鋳型の内壁面を伝って垂らすように少量ずつ供給する場合、凝固殻表面と鋳型内壁との隙間に供給する潤滑油の引火点が２５０℃より高ければ、凝固殻側の温度はこの引火点を超えるが、鋳型側の温度は引火点以下であるので、潤滑油内の抜熱作用により燃焼は抑制できる。
【００２９】
このため、例えば、鋼を鋳造する際の潤滑油として多く用いられていた菜種油は、引火点は約１６０℃であり、菜種油をマグネシウム合金溶湯の連続鋳造に使用した場合に、燃焼を防ぐことができなかった。このことは、後述する実施例でも説明する。
【００３０】
潤滑剤の供給は、鋳型内壁に供給孔を配置して溶湯表面に補給し、溶湯が鋳型内壁と接して凝固した凝固殻表面と鋳型内壁との隙間に至るようにするのが有効である。したがって、本発明の潤滑剤は、常温時には液体状態であって、流動性を有する必要がある。
【００３１】
同時に、本発明の潤滑剤は、引火点が２５０℃以上であることが必要である。潤滑油の引火点は高いほど燃焼を抑制できるので、引火点は高いほど望ましい。さらに、マグネシウム合金溶湯の連続鋳造では、潤滑剤の燃焼が抑制できれば、マグネシウム溶湯から発生する蒸気の発火が抑制できるので、引火点が２５０℃以上で、なるべく高い引火点である潤滑剤を使用するのが望ましい。
【００３２】
本発明では、潤滑剤を鋳型内壁を伝って垂らすように少量ずつ溶湯表面に補給し、溶湯が鋳型内壁と接して凝固した凝固殻表面と鋳型内壁との隙間に供給する。このとき、潤滑剤の供給量が、凝固した凝固殻の単位表面積（ｃｍ２）当たり０．００５ミリリットル／分未満であると、鋳型幅方向の内壁全体に潤滑油が回らず潤滑不良が生じることがある。
【００３３】
また、供給量が凝固した凝固殻の単位表面積（ｃｍ２）当たり０．０５ミリリットル／分を超える場合には、溶湯の表面全体を潤滑油が覆うことになり、潤滑油が燃焼するおそれがある。したがって、潤滑剤の供給量は、凝固した凝固殻の単位表面積（ｃｍ２）当たり０．００５ミリリットル／分〜０．０５ミリリットル／分とするのが望ましい。
２．マグネシウム合金溶湯の燃焼防止について
前述の通り、マグネシウム合金溶湯の燃焼を防止するために、鋳造の際に（Ａｒ＋ＳＦ6）系の混合ガスや（ＣＯ2＋ＳＦ6）系の混合ガスからなる防燃ガスを用いると、溶湯表面に形成された反応生成物が溶湯に巻き込まれ、連鋳鋳片の品質を低下させる。
【００３４】
さらに、本発明者らの検討によれば、形成された反応生成物の融点は、いずれもマグネシウム合金の融点よりも約３００℃高いため、連続鋳造時に再溶解することなく、鋳片の表面に付着する。この反応生成物が鋳片の表面に不均一に付着すると、鋳型と鋳片間の摩擦状態が鋳片の幅方向で異なり、これにともない接触熱抵抗も鋳片の幅方向で異なるので、鋳片の冷却も不均一になる。このため、凝固殻（シェル）の応力状態が不均一になって、これに起因して鋳片の表面性状が低下することになる。同時に、鋳造速度を増大することもできず、生産性を向上することができない。
【００３５】
ＳＦ6ガスを用いることなく、マグネシウム合金溶湯が燃焼するのを防止するには、鋳型内のマグネシウム溶揚表面を不活性ガス雰囲気で保持するのが有効である。これを達成するには、鋳型上部に上下端が開口した筒状の遮蔽板を設け、この遮蔽板内面および鋳型内壁並びに鋳型内のマグネシウム合金溶湯の表面とで閉鎖された空間部を形成し、この空間部に不活性ガスとして、例えば、Ａｒガスを供給するのが有効である。
【００３６】
通常、Ａｒガス等の不活性ガスは空気より質量が大きいので、閉鎖された空間部が形成できれば、その空間部の下方に溜まり、マグネシウム合金の溶湯面を燃焼から効果的に防ぐことができる。
【００３７】
前項で説明したように、マグネシウム合金溶湯を連続鋳造する際に、表面性状の良好な鋳片を製造するため潤滑油を用いる場合には、上記遮蔽板の構成を採用すれば、凝固殻（シェル）表面と鋳型内壁との隙間に供給される潤滑油の燃焼も防止できるので、望ましい。
【００３８】
本発明者らの検討結果によれば、Ａｒガスの供給量は、鋳型サイズを１５〜５００ｍｍ厚さ×５０〜１５００ｍｍ幅を前提にすると、３Ｎリットル／分以上であれば、マグネシウム合金溶湯の燃焼防止の効果が発揮され、供給量を増加させることによって効果が顕著になるが、供給量が１０Ｎリットル／分を超えると効果が飽和する。このため、Ａｒガスの供給量は、３〜１０Ｎリットル／分にするのが望ましい。
【００３９】
ここで用いる遮蔽板は、上下端が開口した筒状で構成する。上下に開口端を有する遮蔽板を採用することによって、閉鎖された空間部が形成でき、燃焼を防ぐことができれば、マグネシウム合金の溶湯から蒸気が発生しても、鋳型内の湯面位置を目視で確認することができ、連続鋳造を安定して実施することができる。また、潤滑油を用いる場合に、上方の端部が開放されていることで、未燃焼の潤滑油の煙を鋳型外に排出することができる。
３．本発明を実施するための装置例
図１は、本発明に係る連続鋳造方法を実施するための装置の構成例を模式的に示す図である。本発明の連続鋳造方法は、上述した「潤滑剤の使用」、および「マグネシウム合金溶湯の燃焼防止」の技術的手段をそれぞれ単独に実施できるが、同図に示す装置構成は、これらを組み合わせた連続鋳造方法を実施することができる構成例を示している。
【００４０】
図１に示すように、タンディッシュ１内のマグネシウム合金溶湯は、ストッパー１０の開閉操作にともなって、給湯ノズル２を経由して連続鋳造鋳型３内に供給される。この鋳型３の内壁には潤滑油の供給孔６が配置されており、潤滑油供給装置７から供給された潤滑油は、この供給孔６を通って鋳型内面を垂れ、マグネシウム合金の溶湯面に連続的に供給されて、凝固した凝固殻４表面と鋳型３内壁との隙間に供給される。
【００４１】
鋳型３上部には上下端が開口した筒状の遮蔽板９が設けられ、この遮蔽板９内面および鋳型３内壁並びに鋳型内のマグネシウム合金溶湯の表面とによって閉鎖された空間部を形成する構造になっている。そして、この閉鎖された空間部に不活性ガスとしてＡｒガスが、Ａｒガス供給パイプ８を通して供給され、合金溶湯面上の閉鎖された空間部空間はＡｒガス雰囲気で構成される。
【００４２】
このＡｒガス雰囲気中で鋳型３内のマグネシウム合金の溶湯は、鋳型３内壁近傍から凝固して凝固殻４を形成し、下方に引き抜かれて鋳片５を形成する。
【００４３】
図２は、遮蔽板内面および鋳型内壁並びに鋳型内の溶湯表面とで形成される閉鎖された空間部の構成例を示す図であり、（ａ）は遮蔽板の開口寸法が鋳型幅より大きい場合、（ｂ）は遮蔽板の開口寸法が鋳型幅と同じ寸法である場合、（ｃ）は遮蔽板の開口寸法が鋳型幅より小さい場合を示している。いずれの場合も、遮蔽板９の内面および鋳型３の内壁並びに鋳型内の溶湯表面とで閉鎖された空間部Ｓの構成している。
【００４４】
遮蔽板の開口寸法は、鋳型上部の開口寸法との関係で図２（ａ）〜（ｃ）に示すいずれでもよいが、図２（ｃ）に示す遮蔽板９の開口寸法が鋳型３幅より小さい構成では、閉鎖された空間部Ｓを形成するために、遮蔽板９の底部にガイド板９ａを設けている。図２に示す空間部Ｓを形成するには、遮蔽板の開口形状は鋳型上部の開口形状に近似させるのが望ましく、遮蔽板の開口形状は鋳型形状に応じて調整するのがよい。
【００４５】
さらに、マグネシウム合金溶湯の燃焼防止に有効な遮蔽性を確保するには、遮蔽板の開口形状を鋳型上部の開口形状に近似させるとともに、遮蔽板の高さを高めるのが有効である。このため、遮蔽板の高さ、すなわち、鋳型上端部から遮蔽板の上端までの距離が、遮蔽性に及ぼす影響を確認した。
【００４６】
上記図２（ｂ）に示すように、遮蔽板の開口寸法を鋳型幅（鋳片サイズ）と同じ寸法として、遮蔽板の高さを０〜２００ｍｍで変化させて鋳造を行い、マグネシウム合金溶湯の燃焼状況を確認した。このときの鋳造条件は次のａ〜ｊとし、その結果を表１に示す。
ａ．マグネシウム合金：ＡＺ３１（Ｍｇ−３．０ｗｔ％Ａｌ−１．０ｗｔ％Ｚｎ）
ｂ．鋳造量：１００ｋｇ
ｃ．鋳片サイズ：５０ｍｍ厚さ×５００ｍｍ幅
ｄ．鋳造速度：０．３ｍ／分
ｅ．鋳型振動：無
ｆ．潤滑油：後述する潤滑油Ｃ（鉱油８５質量％、残部は合成エステル）
ｇ．潤滑油補給：湯面より５０ｍｍ上方の鋳型内壁に、幅方向に約２０ｍｍ間隔で長辺、    短辺とも供給孔を設けて補給した。
ｈ．潤滑油供給：供給量は凝固殻の単位表面積（ｃｍ２）当たり０．０５ミリリットル／分    とした。
ｉ．注湯温度：６５０℃
ｊ．鋳型湯面の雰囲気：Ａｒガス（５Ｎリットル／分）
【００４７】
【表１】
2005034897.tif 000003
【００４８】
前述の通り、遮蔽板の高さは鋳型上端部からの距離で示し、鋳型内の湯面の位置は鋳型上端部から５０ｍｍ下に位置するようにした。表１の結果に示すように、遮蔽板を設けることによってマグネシウム合金の溶湯面の燃焼を防止することができる。しかし、遮蔽板の高さが２０ｍｍの場合には、鋳型内の湯面位置が変動すると、その影響を受け不安定になることがあった。
【００４９】
したがって、上記の結果から、本発明の連続鋳造方法では、遮蔽板を設けて鋳型湯面の雰囲気をＡｒガス雰囲気とし、マグネシウム合金溶湯の燃焼を防止するには、遮蔽板の高さを５０ｍｍ以上にするのが望ましいことが分かる。
【００５０】
また、上記図１中では、給湯ノズル２をオープン給湯ノズルで示しているが、これに替えてノズルの先端部を鋳型内の溶湯中に浸漬させて供給する浸漬ノズルを使用することができる。浸漬ノズルを用いることによって、溶湯の飛散などによる溶湯表面を乱すことなく給湯できるので、鋳片の表面品質がより安定する。このため、本発明の連続鋳造方法では、給湯ノズルとして浸漬ノズルを用いるのが望ましい。
【００５１】
本発明の連続鋳造方法によれば、上述した「潤滑剤の使用」、および「マグネシウム合金溶湯の燃焼防止」の技術的手段をそれぞれ単独に採用することができるが、これらを組み合わせることによって、マグネシウム蒸気の燃焼を防止でき、表面性状の良好な鋳片の製造が可能になる。さらに、生産性を向上させるには、スラブ厚さや圧下量に関して留意するのが望ましい。
【００５２】
具体的には、スラブ厚みが１５ｍｍ未満の薄い場合は、鋳型内の幅方向に溶湯を均等に注入することが困難であり、５００ｍｍを超えて厚い場合は、鋳造後の圧延回数が増え製品のコストが上昇する。
【００５３】
スラブ幅が５０ｍｍ未満の狭い場合は、最終製品で必要とされる幅を確保することができず、幅が１５００ｍｍを超えて広い場合は、連続鋳造が困難である。これはマグネシウム合金の凝固過程における高温強度が小さく、鋳型内の凝固シェルの強度が小さいためである。
【００５４】
また、マグネシウム合金の結晶横造は六方最密格子であり、金属間化合物が析出するため、圧下量を大きく設定できないことにも留意するのが望ましい。
【実施例１】
【００５５】
本発明のマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法の効果を確認するため、各種の潤滑剤を用いて鋳造を実施し、潤滑剤の燃焼有無を確認した。このときの鋳造条件は次のａ〜ｋとし、その結果を表２に示す。なお、表３には、鉱油を主成分とした潤滑油Ａ〜Ｄの組成を示す。
ａ．マグネシウム合金：ＡＺ３１（Ｍｇ−３．０ｗｔ％Ａｌ−１．０ｗｔ％Ｚｎ）
ｂ．鋳造量：１００ｋｇ
ｃ．鋳片サイズ：４０ｍｍ厚さ×５００ｍｍ幅
ｄ．鋳造速度：０．５ｍ／分
ｅ．鋳型振動：無または有（振動数：１５０ｃｐｍ、ストローク：３ｍｍ）
ｆ．潤滑油：後述する表２および表３に示す。
ｇ．潤滑油補給：湯面より５０ｍｍ上方の鋳型内壁に、幅方向に約２０ｍｍ間隔で長辺、    短辺とも供給孔を設けて補給した。
ｈ．潤滑油供給：供給量は凝固殻の単位表面積（ｃｍ２）当たり０．０２ミリリットル／分    とした。
ｉ．注湯温度：６５０℃
ｊ．鋳型湯面の雰囲気：Ａｒガス（５Ｎリットル／分）
ｋ．遮蔽板：高さ５０ｍｍ、（湯面位置は鋳型上端−５０ｍｍ）
【００５６】
【表２】
2005034897.tif 000004
【００５７】
【表３】
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【００５８】
表２に潤滑油の燃焼状況を観察した結果を示すが、引火点２５０℃以上の潤滑油を用いれば、潤滑剤が燃焼することなく、安定して連続鋳造が可能であることが分かる。
【実施例２】
【００５９】
マグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法において、本発明で規定する潤滑剤の使用の有無が鋳造速度、連続鋳造状況および鋳片の表面状況に及ぼす影響を確認した。連続鋳造状況は、鋳片と鋳型の焼き付き、拘束のない場合（○で示す）、時々有る場合（△で示す）および常に有る場合（×で示す）で評価した。鋳片の表面状況は、鋳片表面に長さ２ｍｍ以上の割れが存在するか、否かで観察した。このときの鋳造条件は次のａ〜ｋとし、その結果を表４に示す。
ａ．マグネシウム合金：ＡＺ３１（Ｍｇ−３．０ｗｔ％Ａｌ−１．０ｗｔ％Ｚｎ）
ｂ．鋳造量：１００ｋｇ
ｃ．鋳片サイズ：４０ｍｍ厚さ×５００ｍｍ幅
ｄ．鋳造速度：０．０５〜２．０ｍ／分
ｅ．鋳型振動：無または有（振動数：１００ｃｐｍ、ストローク：５ｍｍ）
ｆ．潤滑油：未使用の場合、使用する場合（大豆油または潤滑油Ｃ）
ｇ．潤滑油補給：湯面より５０ｍｍ上方の鋳型内壁に、幅方向に約２０ｍｍ間隔で長辺、    短辺とも供給孔を設けて補給した。
ｈ．潤滑油供給：供給量は凝固殻の単位表面積（ｃｍ２）当たり０．０１ミリリットル／分    とした。
ｉ．注湯温度：６５０℃
ｊ．鋳型湯面の雰囲気：Ａｒガス（５Ｎリットル／分）
ｋ．遮蔽板：高さ５０ｍｍ、（湯面位置は鋳型上端−５０ｍｍ）
【００６０】
【表４】
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【００６１】
本発明で規定した潤滑油（大豆油または潤滑油Ｃ）を使用した本発明例では、鋳造速度を０．１〜２．０ｍ／分と変化させても、連続鋳造状況は鋳片と鋳型の焼き付き、拘束が無く良好であり、さらに鋳片の表面割れはいずれも観察されなかった。
【００６２】
一方、潤滑油を使用しなかった比較例は、鋳造速度が１．０ｍ／分では、鋳片と鋳型の焼き付き、拘束が常時発生して、連続鋳造が困難であった。このため、鋳片の表面は観察しなかった。また、比較例のうち、鋳造速度が０．０５〜０．５ｍ／分と低速になると、鋳型と鋳片の拘束が発生する場合もあるが、ほぼ連続鋳造状況は良好になった。しかし、鋳片の表面割れが観察された。鋳型と鋳片の焼き付きが若干発生しているためである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明のマグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法は、マグネシウムの燃焼を防止できるとともに、安定して良好な表面品質の鋳片を製造することができるので、マグネシウム合金の製品化に好適であり、マグネシウム製品を普及させる抜本的な対策となり得る。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る連続鋳造方法を実施するための装置の構成例を模式的に示す図である。
【図２】遮蔽板内面および鋳型内壁並びに鋳型内の溶湯表面とで形成される閉鎖された空間部の構成例を示す図であり、（ａ）は遮蔽板の開口寸法が鋳型幅より大きい場合、（ｂ）は遮蔽板の開口寸法が鋳型幅と同じ寸法である場合、（ｃ）は遮蔽板の開口寸法が鋳型幅より小さい場合を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１：タンディッシュ、  ２：給湯ノズル
３：鋳型、  ４：凝固殻
５：鋳片、  ６：潤滑油の供給孔
７：潤滑油供給装置、  ８：Ａｒガス供給パイプ
９：遮蔽板、  ９ａ：ガイド板
１０：ストッパー
【図１】
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【図２】
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