(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
横長の無限軌道上を移動する多数の鋳型に一端側で溶融亜鉛を順次注湯し、移動中の鋳型内の亜鉛が凝固した後その上方から冷却水を散布して冷却し、凝固した亜鉛スラブを無限軌道の他端側で鋳型から分離回収する蒸留亜鉛スラブの製造方法において、無限軌道の他端側で鋳型から分離回収する前の蒸留亜鉛スラブの表面温度が２５０℃以下となるように、溶融亜鉛の注湯から蒸留亜鉛スラブの分離回収までの間の無限軌道の少なくとも１個所で、鋳型の外面に下方から冷却水を散布して鋳型を冷却することを特徴とする蒸留亜鉛スラブの鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不純物を含む蒸留亜鉛スラブの鋳造方法に関し、詳しくは鋳造直後の高温の蒸留亜鉛スラブを数段積層し、上下方向から押圧して結束する荷造り作業時でのスラブの割れ防止に有効な蒸留亜鉛スラブの鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
亜鉛地金には、ＪＩＳ Ｈ ２１０７に規定されているように、最純亜鉛、蒸留亜鉛等がある。蒸留亜鉛は、その化学成分が上記ＪＩＳ規格に規定されているように、１重量％前後の鉛を初めとして最純亜鉛より多くの不純物を含有しており、主に一般溶融亜鉛めっきに用いられている。
【０００３】
一般溶融亜鉛めっきにおいては、めっき槽中に亜鉛を溶融し、その中に鋼材等の被めっき物を浸漬して、被めっき物の表面に亜鉛を被覆する。この際、めっき槽に装入される蒸留亜鉛の形状は、取り扱いのしやすさ等の点からスラブ状、即ち厚めの平板状のものが好まれている。そのため、亜鉛製錬所等で製造される蒸留亜鉛鋳塊の形状は、スラブ状のものが一般的である。
【０００４】
通常、蒸留亜鉛スラブはエンドレス式鋳造機で鋳造される。エンドレス鋳造機は、図１に示すように、側面から見て横長の無限軌道１の上にスラブ鋳造用の多数の鋳型（図示せず）が配置されており、回転している無限軌道１の一端側で鋳型に溶融亜鉛の溶湯が注湯される。鋳型内の亜鉛が凝固した後、上方に配置した冷却水ノズル２から、凝固した亜鉛上に冷却水を散布して更に冷却する。鋳型が無限軌道１の他端側に達して無限軌道１の下側に廻ったとき、凝固した亜鉛（即ち、蒸留亜鉛スラブ）が鋳型から分離して落下する。
【０００５】
尚、鋳型内の亜鉛が凝固した後に、凝固した亜鉛上に冷却水を散布して冷却するのは、内部より先に表面を冷却して凝固させると、スラブ内部に空洞が発生し易いためである。スラブ内部に空洞があると、めっき槽に溶融する際に空洞内の水分によって爆発が誘発される恐れがある。従って、冷却水ノズルは注湯場所から他端側に離して配置し、鋳型内で亜鉛が内部まで凝固した後にスラブの上方から冷却水を散布するようになっている。
【０００６】
鋳造された蒸留亜鉛スラブは数段に積層され、スラブが大気温度まで冷却される前にスラブ積層体を上下方向から押圧し、続いて結束帯にてスラブ積層体を上下方向に結束する。この蒸留亜鉛スラブの荷造り作業において、最下段のスラブは運搬にフォークリフトの爪が入るように四隅に足の付いた足付スラブとし、その上に平型スラブが積層される。そのため、鋳造時には足付スラブの鋳造から開始して、次に平型スラブを鋳造し、無限軌道の１鋳造サイクルでスラブ積層体４個分の鋳造が終了するようになっている。
【０００７】
鋳型から分離回収された蒸留亜鉛スラブは、大気温度まで冷却される前に荷造りされる。その荷造り工程の一例を、図２に基づいて説明する。このスラブ積層体１０では、図２（ａ）に示すように、スラブ１１、１２が１０段積み重ねて荷造りされるが、最下段は四隅に下駄の歯状の足１１ａが付いた足付スラブ１１であり、足付スラブ１１の上には全て足無しの平型スラブ１２が積層される。尚、平型スラブ１２の上面には、製品に関する各種情報が鋳出しされている。
【０００８】
更に具体的には、最下段の４個の足付スラブ１１は、図２（ｂ）に示すように並べられ、この並べ方をスラブとスラブが接する４個の辺の形状から仮に十型と呼ぶ。その直上に積層される平型スラブ１２の並べ方は図２（ｃ）に示すとおりであり、これを仮にＨ型と呼ぶ。そして、その上に十型、Ｈ型、十型、Ｈ型と交互に並べ方を変えて積層し、最後の２段は十型、十型とする。最後に、図２（ａ）に示すように、鋼帯製の結束帯１３が足付スラブ１１の足１１ａと足１１ａの間を通るように、上下方向に４箇所結束して荷造が完了する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記した蒸留亜鉛スラブの荷造り作業において、積層されるスラブは鋳塊であるため、凝固収縮時に反りが発生することがある。この反りが荷造り後のスラブ積層体のハンドリング時に解消されると、スラブ積層体の上下方向の厚みが僅かに減少して結束帯が緩み、荷崩れを起こして事故になる危険がある。
【００１０】
そこで、結束帯に緩みが生じないように、複数の蒸留亜鉛スラブを積層した後、結束前にスラブ積層体の上下から押圧して予め反りを矯正することが行われている。この押圧は、蒸留亜鉛スラブが変形し易いように、大気温度まで冷却される前に行われている。
【００１１】
しかし、スラブ積層体の上下から押圧することによって、特に最下段の足付スラブの足と足の間に応力が集中し、割れが発生しやすいるという問題であった。この割れは最純亜鉛では発生せず、蒸留亜鉛のみに発生していた。
【００１２】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、蒸留亜鉛スラブの鋳造方法を改善することによって、荷造り作業中に予め反りを矯正するためスラブ積層体を上下から押圧したとき、最下段の足付スラブを初めとしてスラブの割れを防止することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明が提供する蒸留亜鉛スラブの鋳造方法は、横長の無限軌道上を移動する多数の鋳型に一端側で溶融亜鉛を順時注湯し、移動中の鋳型内の亜鉛が凝固した後その上方から冷却水を散布して冷却し、凝固した亜鉛スラブを無限軌道の他端側で鋳型から分離回収する蒸留亜鉛スラブの鋳造方法において、溶融亜鉛の注湯から蒸留亜鉛スラブの分離回収までの間の無限軌道の少なくとも１個所で、鋳型の外面に下方から冷却水を散布して鋳型を冷却することを特徴とする。
【００１４】
上記本発明の蒸留亜鉛スラブの鋳造方法においては、無限軌道の他端側で鋳型から分離回収する前の蒸留亜鉛スラブの表面温度が２５０℃以下となるように、鋳型の外面に下方から冷却水を散布することが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
荷造り作業時における蒸留亜鉛スラブの割れについて検討した結果、鋳造初期のスラブには割れが全く発生せず、連続して鋳造する時間が長くなるとスラブに割れが発生しやすことが分った。鋳造サイクル毎に無限軌道の他端側でスラブの表面温度を測定したところ、表面温度が約２５０℃を超えて高くなると、そのスラブは荷造り作業時に割れの発生頻度が急激に高くなることが判明した。
【００１６】
通常、蒸留亜鉛スラブを鋳造するエンドレス式鋳造機においては、図１に示すように、亜鉛が凝固した後に、スラブの上方の冷却水ノズル２から冷却水を散布してスラブを冷却する。しかしながら、この上方からの冷却水の散布ではスラブは冷却されるものの、鋳型の冷却効果は低いため、鋳型に次第に熱が蓄積されて鋳型温度が上昇し、鋳造を繰り返すたびにスラブ温度も次第に上昇することが避けられない。
【００１７】
そこで、本発明方法においては、図３及び図４に示すように、無限軌道１における溶融亜鉛の注湯から蒸留亜鉛スラブの分離回収までの間の少なくとも１個所に鋳型冷却水ノズル３を設置して、内面上にスラブ５を保持している鋳型４の外面に下方から冷却水を散布する。このように鋳型４の外面に直接冷却水を散布して鋳型４を直接冷却することで、鋳型４の温度上昇を防止することができる。その結果、通常の上方からの冷却水の散布と相俟って、連続鋳造においてもブラブ５の表面温度の上昇を防ぐことができ、荷造り作業中にスラブ積層体を上下から押圧してもスラブが割れることを防止できる。
【００１８】
鋳型の外面に下方から冷却水を散布する場所は、無限軌道の溶融亜鉛の注湯から蒸留亜鉛スラブの分離回収までの間であれば特に限定されない。例えば、注湯された亜鉛が凝固された後で行ってもよいが、亜鉛が凝固する前から行うのが好ましい。鋳型の外面から冷却することで亜鉛の凝固が鋳型側からの一方向凝固となり、引け巣などの鋳造欠陥を防止できるからである。また、鋳型の外面に下方から冷却水を散布する鋳型冷却水ノズルの数、及び冷却水の散布量などは、鋳型の表面温度に応じて適宜定めれば良い。
【００１９】
【実施例】
蒸留亜鉛スラブ用のエンドレス式鋳造機に、図３及び図４に示すように、無限軌道１における溶融亜鉛の注湯後で、上方に設けた冷却水ノズル２のより前に、鋳型４の外面に下方から冷却水を散布する鋳型冷却水ノズル３を設置した。
【００２０】
このエンドレス式鋳造機を用い、連続的に蒸留亜鉛スラブの鋳造を実施した。スラブ積層体1個分の鋳造を１サイクルとした鋳造サイクル数と、１サイクル毎に表面温度計で測定した足付スラブの表円温度との関係を図５に示す。尚、スラブの表面温度の測定は、スラブの上方の冷却水ノズル２から散布した冷却水が蒸発してなくなった後で、且つスラブの載った鋳型が無限軌道１の他端部に到達する前の時点において行った。
【００２１】
下方の鋳型冷却水ノズル３から鋳型４の外面に冷却水を散布せずに鋳造を繰り返したところ、図５に示すように、鋳造サイクルを重ねるに従ってスラブの表面温度が次第に上昇していった。このスラブの表面温度の上昇は、鋳造サイクルを重ねるに従い鋳型温度が上昇したためである。そして、スラブの表面温度が約２５０℃以上になると、その鋳造サイクルのスラブを荷造りする際に足付スラブに割れが発生（図５に●で示す）した。
【００２２】
そこで、足付スラブの割れ発生後、下方の鋳型冷却水ノズル３から鋳型４の外面への冷却水の散布を開始した。この鋳型冷却水ノズル３からの冷却水の散布により、鋳型４の外面を直接冷却すると、図５から分るように、スラブの表面温度が直ちに２５０℃以下に低下した。この鋳型４の外面の直接冷却を開始した後、スラブの表面温度を２５０℃以下に保つことができ、その鋳造サイクルのスラブを荷造りする際には足付スラブに割れが発生することはなかった。
【００２３】
上記実施例では、無限軌道の他端側で鋳型から分離回収する前の蒸留亜鉛スラブの表面温度を測定し、その表面温度が２５０℃以下となるように、鋳型の外面に下方から冷却水を散布したが、スラブの表面温度を測定する時点については、スラブ積層体の押圧前であればどの時点であってもよい。測定時点でのスラブの表面温度と割れの関係を予め求めておき、その表面温度に達する前に鋳型の外面に下方から冷却水を散布することで、荷造り時でのスラブの割れを防止することが可能である。
【００２４】
また、上記実施例では足付スラブの表面温度を測定しているが、平型スラブの表面温度もほとんど差がないので、どちらを測定してもよい。更に、鋳型を外面から直接冷却するための下方からの冷却水の散布は、上記実施例のようにスラブの表面温度が予め求めた所定温度に達した時から行ってもいし、鋳造開始時から行ってもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、蒸留亜鉛スラブの鋳造方法を改善することにより、荷造り作業時にスラブ積層体を上下から押圧したときに、最下段の足付スラブを初めとしてスラブの割れを防止することができ、蒸留亜鉛スラブの荷造り作業における生産性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の蒸留亜鉛スラブ用のエンドレス鋳造機を示す概略の側面図である。
【図２】スラブ積層体の荷造りを示す図であり、（ａ）はスラブ積層体の側面図、（ｂ）は最下段の足付スラブの配置及び（ｃ）はその上の平型スラブの配置を示す平面図である。
【図３】本発明方法に用いる蒸留亜鉛スラブ用のエンドレス鋳造機を示す概略の側面図である。
【図４】図３のエンドレス鋳造機における鋳型冷却水ノズルを含む要部の概略の断面図である。
【図５】スラブの表面温度と鋳造サイクルとの関係を示したグラフある。
【符号の説明】
１      無限軌道
２      冷却水ノズル
３      鋳型冷却水ノズル
４      鋳型
５      スラブ
【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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