JPS5856663B2 - 溶融物、特に溶融金属から直接棒鋼、管、型材等を製造する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、直接溶融物、特に金属溶融物から棒、管、
型材等を製造する方法及びこの方法を実施するための装
置に関する。

既に数十午前に、溶融物を押出機の収容部に注入し、次
いでそこにできたブルームを成形工具と母型を用いてな
お同じ熱の中で押し出してストランドにする金属の押し
出し法が知られている。

この方法はこのとき以来普及しなかった。

伺となれば、ブルーム横断面に亘る一様な組織と、そし
て一様な熱の状態、また就中ブルーム全体に対する正し
いプレス熱にすることが不可能であると実証されたから
である。

この発明によって此の欠点は除かれる。

同時に労働力の節約が行なわれ、結局連続的な作業、よ
り良く云えば殆んど連続的な作業によって無制限の容量
のプレスストランドを造り出す可能性が生じることにな
る。

従来通常のストランド押出法の場合には、造るべき棒鋼
、管、型材等の体積或いは長さは収容部の収容能力によ
って、つまり結局はプレスの大きさによって定まってい
た。

今日では次第に大きい寸法のものが要求されるようにな
ってきているので、それに対応して必要スペースも大き
く、設計費用も高いプレスが必要になっている。

この発明によって任意の容積のストランドをプレスの大
きさに無関係に造ることができるということによって、
設備費も大きく軽減できることになる。

初めに記載した方法から出発するこの発明による方法は
次のようなものである。

即ち収容部に層状の溶融物を入れて、冷却し乍ら熱可塑
性状態になる迄ブルームの層状構造にし、このブルーム
を、その都度入れる層の量に対応して装入するために、
収容部に可逆的に侵入する母型によって交互に段階的に
押し出してストランドにするというものである。

この発明によれば、更に、その場合のプレス圧を、最後
に入れた溶融物の層の移行中に既にそれが液状から熱可
塑性の状態になるようにするのである。

全横断面に亘る新しい搬入溶融層の一様な拡がり、既に
硬化したブルームとの良好な溶接及び最良の組織形成が
こうして達成可能になる。

好都合なのは、冷却し乍ら収容部で形成されるブルーム
を、少くとも形を与える工具の引込領域でプレス温度に
なるようにのみ冷却することである。

どんな状況の下でも、この目的のためにブルームを収容
部で再度加熱することが必要なことも実証可能である。

その都度装入された層をより速く冷却するために、横断
冷却面を収容部の形状付与によってたとえば円錐面、双
曲面或いはそれに類似の形状にし、必要な場合には横断
冷却面につながるプルーム円筒表面を冷却しないでおく
か或いは加熱することさえある。

スペースの都合上、ストランドの段階的押出しを逆のス
トラング押圧法として実施するのが望ましい。

実施例を示した図について更に詳しく説明する。

第１図及び第２図の原理スケッチは、冷却ジャケットを
そなえた収容部１と注入漏斗２の縦断面を示す。

両者は貫通口１２によって連絡している。この貫通口に
続く収容部内部空間が円錐形の冷却面１３によって制限
されている。

中空母型１４が収容部１の中に入っている。

この中空母型はブレスプルーム２８を支える保持部材１
７と、そして中心の縦穴の入口に成形工具１９を有する
。

中空母型１４は収容部１に対して上下動可能で、母型の
行程は、その都度出入れする溶融物の量によって定めら
れる。

貫通口１２を閉鎖するために栓２３がある。

この栓は熱をさえぎり、火に耐えるジャケット２５を有
し、また内部に管２６から冷却水が供給される。

収容部１の下部円筒部分は加熱コイル１１に囲まれてい
る。

工程の開始時に、栓２３が上って注入漏斗２から収容部
１の内部空間に溶融物が満され、続いて栓２３が降りて
貫通口１２が塞がれる。

それに０続いて、供給された溶融物が熱可塑性の状態に
硬化している場合には、収容部１の中の中空母型１４が
予定の行程だけ上昇して、成形工具１９から対応するス
トランド部分が押し出される。

その場合、必要であれば加熱コイル１１による加熱を行
なって、成形工具１９の引入れ領域にあるブルーム２８
の下部４分の、押出しに適する熱状態が維持されるよう
図る。

この第一のプレス行程の終了後、母型１４は出発位置に
もどり、保持部材１７でブルーム２８を連行して、この
ブルームと円錐形の冷却面１３との間に自由な空間を生
じる。

栓２３の上昇によって新しい溶融物が、第１図に示した
その空間に流れ込む。

この新しい溶融物は収容部内に残っているブルーム２８
に溶着して、冷却面１３の冷却によって熱可塑性状態に
硬化する。

ブルーム２８と冷却面１３との間に生じる中空の空間を
完全に満たし、硬化して行く層の組織の一様性を確実に
するために、栓２３による貫通口１２の閉鎖後、此の新
しい層が流動状態から熱可塑性状態に移行している最中
に既に母型１４を収容部の中に侵入させて、ストランド
Ｓの次の部分の押出しが新らたに持込まれた溶融物の対
応する分布及び圧縮と同時に行なわれる。

次の段階として母型１４が再び出発位置にもどり、栓２
３が上昇する。

このような方法が、必要な長さのストランドＳの生成す
る迄繰返し継続される。

第３図及び第４図に示される第一実施例に従って、収容
部１の上に注入漏斗２がプレスの主軸線と同軸に設けら
れて、全体が柱３に案内されている。

そのために柱３はプレス支承台４の上に立ってこの支承
台に結合している。

重量均衡のために注入漏斗２と収容部１がプレス支承台
４に対して皿ばね５によって支承されている。

収容部１は収容部ジャケット６と収容部ブシュ７とから
構成される。

このブシュはジャケット６にねじ込んである。

ブシュ７はその周縁部の上部の円錐形部分に冷却溝８を
もっており、冷却水の供給と排出のために収容部ジャケ
ット６に冷却水管路９及び１０を設けである。

円錐形部分に続く、ブシュ７の円筒部分の周りに加熱コ
イル１１を巻いである。

収容部ブシュ７の内部空間は貫通口１２によって注入漏
斗２に連絡している。

それに続いて内部空間は円錐形の冷却面１３によって制
限されている。

収容部１或いはそのブシュ７の中には中空母型１４が突
出しているが、この母型は保持リング１５によってその
突出部１４′で支承体１６の上に且つねじ１５′によっ
て前記支持体と共にプレス支承体４の上に固定されてい
る。

中空母型１４はブルーム２８のための保持部材としてふ
くらみ部１７をもっており、収容部１が上昇する場合に
は、ブルームをしつかり押さえて、ブルームの上に新し
い溶融物のための空間を作る。

操作を中断したときに残りのブルームを除去できるよう
に、前記のふくらみ部１７はこれをたとえばねじ山とす
ることができる。

中空母型１４の内面１８は円錐形に形成されており、プ
レス特に材料の流れを軽くするために、成形工具１９に
通じている。

成形工具１９は支持体１６の中に挿入されている。

収容部１はそのジャケット６に突起２０を有し、この突
起の下にプレスの圧力板２１にねじ込まれた加圧片２２
がその爪部２２′をかげている。

注入漏斗２と収容部内部空間との間の貫通口１２を塞ぐ
ために円錐形の面取りを有する栓２３がある。

この栓２３は皿ばね２４を介在して加圧片２２の中に保
持されている。

栓は耐熱、耐火のジャケット２５をそなえており、この
ジャケット側から、管２６によって供給される水で冷却
される。

収容部１と加圧片２２との間には、栓２３の閉鎖行程を
僅かに超える空道２７がある。

収容部１或いは加圧片２２の下降行程はそのストッパー
によって柱３の端面３′に当って制限されている。

第３図には加圧片２２と収容部１の上昇した位置を示し
である。

この位置では栓２３も上昇している。

そして溶融物は注入漏斗２かも、円錐形の冷却面１３と
、先行のプレス工程によって縮小されたブルーム２Ｂと
の間の中間空間に注入されている。

溶融物はそこで一つの層を形成していて、この層がプレ
スブルームに溶着しており、同時に冷却面１３の冷却に
よって一様に硬化する。

さて加圧片２２は降下して、これによって栓２３が下方
へ連行される。

栓はその面取りで貫通口１２の密閉面に当り、貫通口１
２を塞ぐ。

加圧片２２が更に降下運動する場合、皿ばね２４が緊張
して、何ミリメートルもない進行の後加圧片２２が収容
部１に当る迄密閉が行なわれる。

加圧片は、柱３の端面３′に接触する迄収容部を連行す
る。

その途中で母型１４によって収容部内部空間が縮小され
、たった今入った溶融物に対応する、層状に構成されて
且つ適当なプレス温度に保たれたブルーム２８の部分が
成形工具１９によって押出されてストランドＳになる。

プレス行程の終局は第４図に示しである。

加圧片２２が続いて下降行程をとるとき、栓２３が貫通
口１２をその間に再び解放していた空道が先づ元にもど
った後、爪２２′によって収容部１がもち上げられる。

このようにして次の溶融物が収容部７の冷却面１３とプ
レスブルーム２８との間に、プレスブルーム２８が中空
母型１４のふくらみ部１７によって連行上昇を妨げられ
たことによって生じた自由になっていく空間の中に流入
する。

溶融物は、プレスブルーム２８に溶着し、冷却面１３の
冷却によって硬化した新しい層を形成する。

加圧片２２のくり返しの下降によって作業間隙が新らた
に始まる。

このようにして段階的に任意の長さのプレスストランド
Ｓが製造される。

例となれば本来の注入過程及びプレス過程の最中に継続
して或いはバッチ式に溶融物が注入漏斗２に供給される
ことができるからである。

此の態様の変形例に従って、第５図及び第６図に示すよ
うに、円錐形の冷却面１３の冷却を改善するために、栓
２３′を特別の駆動手段、たとえば圧縮シリンダー２９
によって次のように移動可能にすることができる。

即ち栓が出発位置において新しい溶融層の流入のための
注入漏斗２０所で貫通口１２を解放する（第５図）が、
しかしプレス行程後の上昇行程時にはなお塞いでおく。

このようにして従来通り外側から冷却された冷却面１３
と抑制された加熱プレスブルーム２８との間に遮熱作用
の中間空間が生じ（第６図）、こうして収容部ブシュ７
の厚い壁の中に冷却容量が成る程度ちく積されることに
なる。

第７図と第８図に示す、更に別の変形例は、注入漏斗と
収容部の間の閉鎖栓の長さと大きい行程とによって先行
変形例と異なっている。

この例では栓３９が、注入漏斗２と収容部ブシュ７との
間の円筒形の貫通口１２に嵌挿可能になっている。

該栓のジャケット４０には円錐形の面取りがあって、こ
の面取りが貫通口１２の対応密封面と共に作用する。

このようにして新しく入った溶融物は、栓が貫通口１２
に入るとき栓３９によって、ブル−ム２８の上方にある
自由な空間の完全な充填迄押しやれる。

そして更に、貫通口の所の密封面上にジャケット４００
円錐形の面取りが載置されることによる栓の閉鎖に加え
て、プレス圧密封閉鎖が確実に行なわれる。

また、栓３９がその端面は別にして常にジャケット４０
の内側に止まり、従って溶融物の破かい作用から守られ
るように、ジャケット４０を栓３９とは無関係に移動可
能にすることも考えられよう。

第９図に示す変形例の場合は閉鎖栓４１の先が尖ってい
て、閉鎖位置で深く収容部ブシュ７の中に入る。

これは無論それに対応する長い栓行程を前提とする。

この栓も管２６によって供給される冷却水によって内側
から冷却される。

このようにして、ブルーム或いは溶融物が冷却面１３に
よる冷却に加えて内側からも冷却される。

このことは、熱可塑性の状態にするための急速な冷却を
行なうために対応する大きさの直径の収容部の場合に特
に有利である。

第１０図に示す第２の実施例は、収容部ブシュ７の代り
に収容部内部４分として、銅或いは他の熱電導性材料で
できた薄壁の中空円錐体３０が設けられていることによ
って第一の実施例と異なっている。

この中空円錐体は注入漏斗２に続いており、全体が円形
に配設された一連の控え３３によって一つの構成部分に
まとめられて、補強される。

収容部案内部分３２は僅かな縦間隙をもって前記の構成
部分を囲み、第一の実施例の場合の収容部ジャケットの
ように、プレス支承台４の上に竪穴に固定されている柱
３の上に案内されている。

該部分は同様に突通２７へ連行するために加圧片２２に
連結されている。

第１０図に示した出発位置では収容部案内部分３２と薄
壁の中空円錐体３０との間に間隙３０′があり、この間
隙に、収容部案内部分の中に延長している管路３１から
冷却水が供給される。

こうして新しい溶融物層を注入している間にこの位置に
特別に強力な冷却が行なわれ、この冷却によって断層が
急速に硬化して、中空円錐体３０の薄壁の、冷却面１３
を形成する内側面への溶着が回避される。

加圧片２２がそれに続いて降下するときに、栓２３によ
る貫通口１２の閉鎖のために定められた突通２７の後か
ら収容部案内部分３２が下方へ連行される。

該部分は円錐体３０の薄壁に当接し、冷却溝３４はその
接触面において冷却水その先の貫流を可能にする。

その先の降下道では中空円錐体３０の薄壁が収容部案内
部分３２によって支持され、こうして該薄壁はプレスブ
ルーム２８に圧力を伝達することができて、このプレス
ブルーム２８の一部分が再びストランドＳの延長のため
に押し出される。

その他、構造上の構成及び作動態様は第一の実施例の場
合と同様である。

以上に記載した実施例は無論この発明を制限するもので
はなく、逆に、この発明の方法を実施するために適して
いる他の態様や構造をも考えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は原理を示すスケッチ、第３図はプレ
ス行程開始時のこの発明による方法を実施するための装
置の第一実施例を示す図、第４図はプレス行程終局時の
、第３図と同じ断面を示す図、第５図及び第６図は、夫
々第一の実施例の変形例の垂直部分断面図、第７図及び
第８図は第一の実施例の更に異なる変形例の垂直部分断
面図、第９図は別の変形例の垂直部分断面図、第１０図
は第２の実施例の装置のプレス行程開始時の垂直断面図
である。 図中符号、１，７．３０・・・収容部、２・・・注入漏
斗、４，１４．２２・・・プレス構造、１２・・・貫通
口、１３．４１・・・冷却手段、１４・・・プレス母型
、１７・・・ブルーム固定手段、１９・・・成形工具、
２３．２３’。 ３９．４１・・・１２Ｂ・・・ブルーム、Ｓ・・・スト
ランド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 成形工具及び母型を用いるストランドプレスによっ
   て溶融物、特に金属溶融物から直接棒鋼。 管、型材等を製造するための方法において、収容部に層
   状の溶融物を搬入し、冷却してブルームの層状構造がで
   きる迄熱可塑性状態にもっていき、該ブルームを、その
   都度搬入された層の量に応じて装入するために交互に、
   収容部に可逆的に侵入する母型によって段階的に押し出
   してストランドにすることを特徴とする方法。 ２ 前記特許請求範囲１に記載の方法を実施するための
   装置において注入漏斗２、内部空間が貫通口１２によっ
   て、注入漏斗に連結されている収容部１，７，３０、貫
   通口の開閉をする栓２３．２３’。 ３９．４１．貫通口の閉鎖後、侵入するプレス母型１４
   による収容部の空間容積の減少によってストランドＳを
   押し出し、母型の後退による空間容積の拡大と貫通口の
   開口の後に溶融層を新らたに搬入するためのプレス構造
   ４，１４，２２、新らたに搬入された溶融層を冷却する
   ための手段１３゜４１、押出されるストランドを形成す
   るための工具１９、押出しによって縮小されたブルーム
   ２８をプレス母型に固定するための手段１７とを特徴と
   する装置。