(57)【要約】上向き方向に行われる金属の実質的に垂直な連続鋳造における、とくに非鉄金属のワイヤ、ロッド、もしくは管の連続鋳造における、鋳造用ノズルおよび１次冷却器の少なくとも一部を炉の内部の溶解物に挿入して、それらを通して金属を鋳造し、それによって鋳造される製品を先ず１次冷却として鋳造用ノズルの内部で冷却する、鋳造製品の冷却方法。１次冷却に加えて、鋳造される製品（３、３’）を炉（１）壁の外で、少なくとも１つの別の冷却段階において、鋳造製品の表面上へ向けられた冷却剤の噴射口（６）によって冷却して、冷却剤が炉内の溶解物へ進入することを妨げるようにしている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上向き方向に行われる金属の実質的に垂直な連続鋳造における、とくに非鉄金属のワイヤ、ロッド、もしくは管の連続鋳造における、鋳造用ノズルおよび１次冷却器の少なくとも一部を炉の内部の溶解物に挿入して、それらを通して前記金属を鋳造し、それによって鋳造される製品を先ず１次冷却として前記鋳造用ノズルの内部で冷却する、鋳造製品の冷却方法において、１次冷却に加えて、鋳造される製品（３、３’）を前記炉（１）壁の外で、少なくとも１つの別の冷却段階において、前記鋳造製品の表面上へ向けられた冷却剤の噴射口（６）によって冷却して、冷却剤が前記炉内の溶解物へ進入することを妨げるようにしていることを特徴とする冷却方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記冷却剤を回収して再利用することを特徴とする冷却方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、前記冷却剤噴射口（６）の接続部に配置した収集用プールなどの収集装置（７）により前記冷却剤を収集することを特徴とする冷却方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法において、曲げロールなどの前記鋳造製品（３、３’）の案内装置（５）の場所で、前記冷却剤噴射口（６）を該鋳造製品（３、３’）上へ向けることを特徴とする冷却方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の方法において、前記被鋳造製品（３、３’）を遮蔽用ガスによって、１次冷却と前記冷却剤噴射口との間の少なくとも一部において包囲することを特徴とする方法。
【請求項６】
上向き方向に行われる金属の実質的に垂直な連続鋳造における、とくに非鉄金属のワイヤ、ロッド、もしくは管の連続鋳造における、鋳造用ノズルおよび１次冷却器の少なくとも一部が炉の内部の溶解物に挿入されて、前記金属をそれらを介して鋳造し、それによって、鋳造される製品が１次冷却として前記鋳造用ノズルの内部で冷却される鋳造製品の冷却設備において、該設備は、前記被鋳造製品を冷却するための少なくとも１つの冷却剤噴霧噴射口（６）を含み、該冷却剤噴霧噴射口（６）は前記炉（１）の外に配設され、該噴射口から噴霧された冷却剤が該炉へ進入しないようにしていることを特徴とする冷却設備。
【請求項７】
請求項６に記載の設備において、収集用プールなどの収集装置（７）が前記冷却剤噴霧噴射口（６）の接続部へ配設されていることを特徴とする冷却設備。
【請求項８】
請求項６または７に記載の設備において、少なくとも１つの冷却剤噴霧噴射口（６）が前記鋳造製品（３、３’）の各々に対して設けられていることを特徴とする冷却設備。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれかに記載の設備において、前記冷却剤噴霧噴射口（６）からの噴霧は、曲げロールなどの前記鋳造製品（３、３’）の案内装置（５）の場所で該鋳造製品に当たるように向けられていることを特徴とする冷却設備。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれかに記載の設備において、該設備は１次冷却（２）と冷却剤噴出口（６）との間の少なくとも一部において、遮蔽ガス空間（８）を含み、それを通って前記被鋳造製品（３、３’）は送られることを特徴とする冷却設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に記載する方法に関するものである。本発明はさらに、請求項６の前段に記載する設備に関するものである。
【０００２】
連続鋳造が上方向に溶解物の自由面から行なわれる従来の垂直な上向き連続鋳造は、たとえばフィンランド特許第４６６９３号およびこれに対応する米国特許第３，７４６，０７７号により知られている。従来の連続鋳造設備は、鋳造ノズルに連結した１次冷却器ばかりでなく、２次冷却器もしくは再冷却器を有している。たとえば鋳銅ワイヤの最も一般的な直径である直径８ミリのワイヤを鋳造する場合、冷却器の全長は約２メートルになるだろう。金属の結晶化および１次冷却は１次冷却器において、とくに冷却器のノズル部分において行なわれ、ノズル部分の長さは冷却器の全長の約１〜５％である。２次冷却は、１次冷却器の上部および別個の２次冷却器において行なわれる。１次冷却器の上部および２次冷却器は外胴と、別個の冷却水配水管と、内管から成る。流水などの冷却剤は内管の外側にあり、鋳造されるワイヤ、ロッド、もしくは管は内管の内側にある。ビレットが妨害なしに移動できるように、内管と、鋳造されるワイヤとの間には透き間が必要である。内管と、鋳造されるワイヤとの間の透き間を越えて熱伝達が起こる。
【０００３】
生産ラインの投資コストが比較的低いことは従来の垂直鋳造工程においては、鋳造される製品の性質のために比較的限られた生産レベルに用いられる場合、重要な要因になる。しかし、生産ラインの投資コストは鋳造速度を速くすることによって相対的にさらに削減することができると考えられ、その場合、必要なコイラおよび冷却器の数は増えるであろう。しかし、２次冷却器の非効率性が鋳造速度増大の障害になっている。ビレットが冷却器から出てきたときに熱すぎると、その表面が酸化して黒化し、次の精製には受け入れられないものになると考えられる。たとえば直径８ミリの還元鋳造ワイヤの場合、最大鋳造速度は、その冷却器が清浄であり、冷却水が充分に冷たく、溶解物の質が受け入れられるものである場合は、毎分約５〜６メートルである。２次冷却の改善に対する障害のなかでも、ビレットを自由に動かすことができるようにする必要があるため、内管をきつくしすぎないようにすること、第二には、鋳造するワイヤの直径が比較的小さいため、冷却器を非常に長くすることは有利ではないということがある。長くて細いワイヤは鋳造機により作られる衝撃形状を容易に失い、それがワイヤの品質に重大な影響を及ぼす。
【０００４】
本発明は、従来の上向き連続鋳造における鋳造速度の増加を可能にする冷却方法を達成することを目的とする。本発明は、すでに使用中の従来のＵＰＣＡＳＴ（商標）設備の冷却効率および生産能力を増大可能にする冷却方法を達成することを他の目的とする。
【０００５】
本発明は、冷却剤が冷却器および／または溶解物の方へ戻ることができないように、冷却剤の噴流を、鋳造される製品へ直接向けるように鋳造機の上部を設けるという着想に基づいている。
【０００６】
本発明の主たる構成要件は上記の特許請求の範囲から明らかである。
【０００７】
本発明の方法の主たる構成要件は、１次冷却に加えて、鋳造される製品の表面に冷却剤の噴流を噴霧して、鋳造する製品を炉壁の外側で少なくとも１つの冷却段階において冷却し、冷却剤が炉内の溶解物に接触することを防ぐようにしていることである。冷却剤の直接噴出によって製品の温度を充分に下げて、有害な酸化が起こることを防ぐ。本発明によるこの直接２次冷却によって鋳造速度を速くすることができ、したがって、従来設備に比較して、冷却機およびコイリングマシンの量を少なくしたさらに効果的な鋳造設備を提供する。従来のＵＰＣＡＳＴ（商標）設備の冷却効率および生産能力を、本発明による冷却設備を加えることによって増大することもできる。
【０００８】
本発明による方法の一実施例は、冷却剤の回収および再利用を特徴としている。したがって、冷却循環は密閉されており、添加剤を冷却水に用いることができる。
【０００９】
本発明の方法の有利な一実施例によれば、冷却剤噴出口の接続部に配設した収集用プールなどの収集装置により冷却剤を回収する。冷却剤の非常に有効な再循環を収集用プールによって達成することができる。これにより液体が炉中に入ることも防止する。
【００１０】
本発明の方法の有利な一実施例によれば、曲げロールなどの鋳造製品の案内装置の場所において冷却剤噴出口を鋳造製品に向ける。したがって、高度に有効な冷却衝撃が達成される。他方、曲げロールの接続部に冷却剤噴出口を非常に適切な場所に取り付けることができる。
【００１１】
本発明の有利な他の実施例は、１次冷却器と冷却剤噴流との間の少なくとも一部で遮蔽用ガスにより、鋳造する製品を包囲することを特徴としている。これによって、鋳造される製品が冷却器と冷却剤噴流との間で酸化することを防ぎながら、鋳造速度を増大することができる。
【００１２】
次に、添付の図面を参照して、本発明を一実施例によって説明する。
【００１３】
図１は従来の垂直上向き鋳造設備を示し、本設備は、溶解鋳造炉１と、炉内に一部が差し込まれている実質的に垂直な１次冷却器２とを有し、鋳造用ノズルは、少なくとも一部が炉の溶解物内に差し込まれている。溶解物は鋳造ノズルおよび１次冷却器の内部で凝固し、ワイヤ、ロッドもしくは管などの成形された鋳造製品３および３’を引抜き加工装置４の引抜きロールによって案内装置５、たとえば曲げロール上へ引上げることができるようにしている。鋳造製品およびその経路を同図に鎖線で示す。矢印は鋳造製品の方向を示す。同図の設備は少なくとも１つの冷却剤噴出口６を有し、冷却剤噴出口６を炉壁の外側に配設して、噴出口から噴霧される冷却剤が炉内へ進入できないようにしている。同図に示す装置において、１次冷却器に加えて、鋳造される製品を炉１の壁の外側で、少なくとも別の１つの冷却段階において、鋳造される製品３および３’の表面に向けた冷却剤の噴出口６により冷却し、炉内の溶解物へ冷却剤が進入することを妨げるようにしている。図２は、上記の図の冷却設備の詳細を示し、冷却剤噴射口６は２つの別個の鋳造製品３および３’を冷却するように配設している。典型的には、図２に示す方向に複数の鋳造製品３および３’が次々に（並んで）置かれる。明瞭化のために、冷却剤噴射口６の取付部は同図から省略している。これらの噴射口は通常曲げロール５の支持構造物１４のクロスブラケットへ固定される。
【００１４】
本発明による装置における冷却剤は、典型的には、回収されて再利用される。冷却剤は、冷却剤噴出口６の接続部に配設した収集用プールなどの収集装置７によって回収される。
【００１５】
冷却剤噴霧噴出口６は、通常は鋳造製品３、３’当たり少なくとも１つになるように配設される。本発明の有利な一実施例によれば、その冷却剤噴霧を案内装置５、たとえば曲げロールの場所において鋳造製品３、３’上へ当てる。
【００１６】
図３は、遮蔽ガスによって１次冷却と冷却剤噴霧との間の少なくとも一部において、鋳造される製品を包囲することができることを示している。このような場合、ケーシング管などの遮蔽ガス空間８は設備内に配設される。典型的には、それぞれの鋳造製品３、３’にはそれ自身の遮蔽ガス空間が設けられ、遮蔽ガス空間に対して遮蔽ガスを供給装置９から送っている。遮蔽ガス、たとえば窒素は鋳造製品の酸化を冷却剤噴射前に防止する。
【００１７】
図４は冷却用設備のブロック図を示し、冷却用装置は冷却剤タンク１０を有し、冷却剤タンク１０からポンプ装置１１によって噴霧噴射口６へ冷却剤が再循環され、噴霧噴射口６はバルブ装置１２を有することが望ましい。冷却剤の一部は噴霧噴射口６から回収装置７、たとえば収集用プールへ流れ、そこから冷却剤は冷却剤タンク１０へ戻る。タンクには通常、熱交換器１３を設けて、タンク内の冷却剤の温度を調整するようにしている。冷却剤の循環が密閉されているので、添加物を、典型的には水である冷却剤中に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明の装置を採用している垂直鋳造設備を示す。
【図２】
図２は、本発明による設備の詳細を示す。
【図３】
図３は、本発明の他の実施例を示す。
【図４】
図４は、本発明による設備のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年11月1日(2002.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上向き方向に行われる金属の実質的に垂直な連続鋳造における、とくに非鉄金属のワイヤ、ロッド、もしくは管の連続鋳造における、鋳造用ノズルおよび１次冷却器の少なくとも一部を炉の内部の溶解物に挿入して、それらを通して前記金属を鋳造し、それによって鋳造される製品を先ず１次冷却として前記鋳造用ノズルの内部で冷却する、鋳造製品の冷却方法において、１次冷却に加えて、鋳造される製品（３、３’）を前記炉（１）壁の外で、少なくとも１つの別の冷却段階において、前記鋳造製品の表面上へ向けられた冷却剤の噴射口（６）によって冷却して、冷却剤が前記炉内の溶解物へ進入することを妨げるようにしており、前記冷却剤噴射口（６）の接続部に配置した収集用プールなどの収集装置（７）により前記冷却剤を回収し、該冷却剤を、冷却剤タンク（１０）を介して冷却段階に戻すことを特徴とする冷却方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記冷却剤に添加剤を使用することを特徴とする冷却方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、曲げロールなどの前記鋳造製品（３、３’）の案内装置（５）の場所で、前記冷却剤噴射口（６）を該鋳造製品（３、３’）上へ向けることを特徴とする冷却方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法において、前記被鋳造製品（３、３’）を遮蔽用ガスによって、１次冷却と前記冷却剤噴射口との間の少なくとも一部において包囲することを特徴とする方法。
【請求項５】
上向き方向に行われる金属の実質的に垂直な連続鋳造における、とくに非鉄金属のワイヤ、ロッド、もしくは管の連続鋳造における、鋳造用ノズルおよび１次冷却器の少なくとも一部が炉の内部の溶解物に挿入されて、前記金属をそれらを介して鋳造し、それによって、鋳造される製品が１次冷却として前記鋳造用ノズルの内部で冷却される鋳造製品の冷却設備において、該設備は、冷却タンク（１０）と、ポンプ装置（１１）と、前記被鋳造製品を冷却するための少なくとも１つの冷却剤噴霧噴射口（６）と、該冷却剤噴射口（６）の接続部に配置した収集用プールなどの収集装置（７）とを含み、該冷却剤噴霧噴射口（６）は前記炉（１）の外に配設され、該噴射口から噴霧された冷却剤が該炉へ進入しないようにしていることを特徴とする冷却設備。
【請求項６】
請求項５に記載の設備において、冷却装置は閉じられていることを特徴とする冷却設備。
【請求項７】
請求項５または６に記載の設備において、少なくとも１つの冷却剤噴霧噴射口（６）が前記鋳造製品（３、３’）の各々に対して設けられていることを特徴とする冷却設備。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれかに記載の設備において、前記冷却剤噴霧噴射口（６）からの噴霧は、曲げロールなどの前記鋳造製品（３、３’）の案内装置（５）の場所で該鋳造製品に当たるように向けられていることを特徴とする冷却設備。
【請求項９】
請求項５ないし８のいずれかに記載の設備において、該設備は１次冷却（２）と冷却剤噴出口（６）との間の少なくとも一部において、遮蔽ガス空間（８）を含み、それを通って前記被鋳造製品（３、３’）は送られることを特徴とする冷却設備。
【国際調査報告】
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