JP2005088040A

JP2005088040A - マグネシウム帯状板の製造方法および装置

Info

Publication number: JP2005088040A
Application number: JP2003323856A
Authority: JP
Inventors: Sukenori Nakaura; 祐典中浦; Norikazu Otani; 法和大谷; Koichi Ohori; 紘一大堀
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: JP4257646B2

Abstract

【課題】連続的に安定した高品質のマグネシウム帯状板の製造を可能とする製造方法とその装置を提供する。
【解決手段】溶解炉１で得るマグネシウム合金溶湯Ｍをタンディッシュ２に供給し、タンディッシュ２から供給されるマグネシウム合金溶湯Ｍを圧延ロール６で連続鋳造圧延してマグネシウム帯状板１６を製造する方法において、溶解炉１からタンディッシュ２に供給するマグネシウム合金溶湯量をタンディッシュ２から圧延ロール６に供給する湯量より過多とし、タンディッシュ２で余剰となる溶湯を溶解炉１に戻して、圧延ロール６でマグネシウム帯状板１６を製造しつつ溶解炉１とタンディッシュ２間で溶湯Ｍを循環させる。タンディッシュ内のマグネシウム合金溶湯の湯面レベルを一定に保持することで、圧延ロールへの溶湯の供給圧を一定にでき、連続的に安定した高品質のマグネシウム帯状板を製造できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、マグネシウム合金の連続鋳造圧延に関し、特に、高品質のマグネシウム帯状板を連続的に安定して製造するための製造方法とその製造装置に関するものである。

マグネシウム帯状板を連続的に製造する方法として、溶解炉で得られるマグネシウム合金溶湯を圧延ロールで連続鋳造圧延する方法が知られている。この連続鋳造圧延で連続的に安定したマグネシウム合金板を製造するためには、溶解炉からマグネシウム合金溶湯を一旦収容して圧延ロールに供給するタンディッシュ内の湯面レベルを制御し、この湯面レベルを常に一定に近い範囲で保つ必要がある。従来、その要求に対しては、タンディッシュ内の湯面レベルをセンサ等で計測し、該センサからの電気信号により、溶解炉の傾動角度を制御して溶解炉からタンディッシュに供給される湯量を調整することでタンディッシュの湯面レベルを制御する製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−４７８９２号公報（第２頁、第１図）

しかし、前者の従来技術では、傾動した溶解炉からタンディッシュ内に溶湯を供給する際に、タンディッシュ内の湯面が変動し、その湯面レベルを計測するセンサからの信号がばらつき、正確に湯面レベルを計測することが困難であった。また、溶解炉の傾動角度を制御する手段では、供給する湯量の微量な制御が困難であった。その結果、湯面レベルを一定に近い範囲で制御することが困難であり、圧延ロールへの溶湯の供給圧が変動し、連続的に安定した高品質の帯状板を製造することが困難であった。

本発明は、上記のような従来の問題点を解決すべく成されたものであって、タンディッシュ内の溶湯の湯面レベルを容易な手段で設定レベルに保持し、圧延ロールへの溶湯の供給圧を一定にすることで、連続的に安定した高品質のマグネシウム帯状板の製造を可能とする製造方法とその製造装置を提供することにある。

第１の発明のマグネシウム帯状板の製造方法は、溶解炉で得られるマグネシウム合金溶湯をタンディッシュに供給し、該タンディッシュから供給されるマグネシウム合金溶湯を圧延ロールで連続鋳造圧延してマグネシウム帯状板を製造するマグネシウム帯状板の製造方法において、前記溶解炉からタンディッシュに供給するマグネシウム合金溶湯量を前記タンディッシュから圧延ロールに供給するマグネシウム合金溶湯量よりも過多とし、前記タンディッシュで余剰となる溶湯を前記溶解炉に戻すことによって、前記圧延ロールでマグネシウム帯状板を製造しつつ、前記溶解炉とタンディッシュ間でマグネシウム合金溶湯を循環させることを特徴とする。

また、第２の発明のマグネシウム帯状板の製造方法は、第１の発明において、前記溶解炉内と前記タンディッシュ内にあるマグネシウム合金溶湯と、前記溶解炉およびタンディッシュ間で循環するマグネシウム合金溶湯とを不活性ガス雰囲気下におくことを特徴とする。

さらに、第３の発明のマグネシウム帯状板の製造方法は、第１または第２の発明において、製造されたマグネシウム帯状板の質量に基づいて、それと同等量のマグネシウム合金地金を溶解炉に供給することを特徴とする。

さらに、第４の発明のマグネシウム帯状板の製造装置は、マグネシウム合金を溶解する溶解炉と、該溶解炉で得られるマグネシウム合金溶湯を連続鋳造圧延してマグネシウム帯状板を製造する圧延ロールとを備えるマグネシウム帯状板の製造装置において、前記溶解炉で得られるマグネシウム合金溶湯を収容して前記圧延ロールに供給する供給部と該供給部から圧延ロールへの溶湯の供給とともに一部のマグネシウム合金溶湯を排出する溶湯排出部を有するタンディッシュと、前記溶解炉から前記タンディッシュにマグネシウム合金溶湯を供給する供給路と、前記タンディッシュから排出されるマグネシウム合金溶湯を前記溶解炉に返送する返送路とを備え、前記供給路には、前記圧延ロールでマグネシウム合金帯状板を製造するのに必要なマグネシウム合金溶湯量より過多のマグネシウム合金溶湯を前記溶解炉から前記タンディッシュに供給可能な溶湯移湯装置が設けられていることを特徴とする。なお、上記溶湯移湯装置としては、溶湯ポンプや従来からの傾動炉等が挙げられる。

さらに、第５の発明のマグネシウム帯状板の製造装置は、第４の発明において、前記溶解炉とタンディッシュとそれらを繋ぐ供給路および返送路を含む系統を密閉構造とし、該系統内のマグネシウム合金溶湯を不活性ガス雰囲気下におくための不活性ガス供給手段を設けたことを特徴とする。

さらに、第６の発明のマグネシウム帯状板の製造装置は、第４または第５の発明において、前記供給路および返送路を移動する溶湯の凝固を防止するヒータ部を備えることを特徴とする。

さらに、第７の発明のマグネシウム帯状板の製造装置は、第４〜６のいずれかの発明において、製造されたマグネシウム帯状板の質量に基づいて、それと同等量のマグネシウム合金地金を溶解炉に供給するインゴット供給装置と、前記溶解炉に、マグネシウム合金地金を供給できるインゴット挿入口を設けたことを特徴とする。

さらに、第８の発明のマグネシウム帯状板の製造装置は、第４〜７のいずれかの発明において、前記タンディッシュに、高さ方向に移動可能な溶湯排出部を設けたことを特徴とする。

さらに、第９の発明のマグネシウム帯状板の製造装置は、第４〜８のいずれかの発明において、前記溶湯排出部に、高さ方向に移動可能な可動堰を設けたことを特徴とする。

さらに、第１０の発明のマグネシウム帯状板の製造装置は、第４〜７のいずれかの発明において、前記溶湯排出部がオーバフロー排出口からなることを特徴とする。

本発明によれば、溶解炉に供給されたマグネシウム合金地金は、溶解炉において溶解し、該マグネシウム合金溶湯は、溶湯移湯装置によりマグネシウム帯状板の製造に必要な溶湯量より過多の量が供給路からタンディッシュに供給され、必要量は供給部より圧延ロールに送られて連続鋳造圧延され、マグネシウム帯状板が製造される。
一方、タンディッシュ内の余剰となった溶湯は、溶湯排出部より返送路を通って溶解炉へ戻される。このように余剰となったマグネシウム合金溶湯は、溶解炉、溶湯移湯装置、供給路、タンディッシュ、返送路、溶解炉と常に循環している。これにより、タンディッシュ内のマグネシウム合金溶湯の湯面レベルは、溶湯排出部の高さで一定に保持され、圧延ロールへのマグネシウム合金溶湯の供給圧が一定となり、連続的に安定した高品質のマグネシウム帯状板が製造される。

また、溶湯排出部を高さ方向に移動可能とすることにより、タンディッシュ内の溶湯の湯面レベルを可変にでき、圧延ロールへの溶湯の供給圧を調整することができる。
さらに、溶湯排出部に高さ方向に移動可能な可動堰を設けることによっても、タンディッシュ内の溶湯の湯面レベルを可変でき、圧延ロールへの溶湯の供給圧を調整することができる。該可動堰は、固定された溶湯排出部に設けてもよいが、前記可動可能な溶湯排出部に設けてもよく、この場合、粗い湯面レベル設定を可動可能な溶湯排出部で行い、細かい湯面レベル設定を可動堰で行うこともできる。

さらに、溶湯排出部をオーバフロー排出口とし、余剰となる溶湯をオーバフローさせることにより、タンディッシュ内の溶湯の湯面レベルを一定に保持することもできる。

以上のように、本発明によれば、タンディッシュ内の溶湯の湯面レベルを特殊な溶湯移湯手段を用いることなく、設定レベルに安定して保持することができるため、圧延ロールへの溶湯の供給圧を一定にでき、連続的に安定した高品質のマグネシウム帯状板を製造できる。

以下、本発明の一実施形態を添付図により説明する。
図１は、本発明のマグネシウム帯状板製造装置の一実施形態を示し、図２は本発明の一実施形態である溶湯排出部に設置された可動堰の構造を示している。

本発明のマグネシウム帯状板の製造装置は、マグネシウム合金溶湯Ｍを連続鋳造圧延してマグネシウム帯状板１６を製造する対の圧延ロール６と、マグネシウム合金を溶解して前記で用いるマグネシウム合金溶湯Ｍを得る溶解炉１と、該溶解炉１で得られたマグネシウム合金溶湯Ｍを一時収容して前記圧延ロール６に供給するタンディッシュ２とを備えている。
前記溶解炉１は、一部を除いて蓋１ａで封止されており、蓋１ａには、原料となるマグネシウム合金インゴット１１を供給するインゴット挿入口１０が形成されている。この挿入口１０によって、溶解炉１を開放することなくマグネシウム合金地金１１を溶解炉１内へ供給することが可能となる。なお、マグネシウム合金インゴット１１は、インゴット供給手段２０に取り付けられており、該インゴット供給手段２０の動作によって所望の速度、量で溶解炉１内にインゴットを供給できるように構成されている。
さらに溶解炉１には、炉内でインゴットが溶解することにより得られるマグネシウム合金溶湯Ｍを移送する溶湯移湯装置３が備えられている。溶湯移湯装置３は、適宜のポンプなどにより構成することができる。

前記溶湯移湯装置３と前記タンディッシュ２との間には、本発明の供給路である供給管４が連設されている。またタンディッシュ２には、溶湯を前記圧延ロール６に供給する供給部５と、タンディッシュ２内の溶湯をオーバフロー排出させる排出口７（溶湯排出部）とが設けられており、該排出口７と前記溶解炉１との間には本発明の返送路である返送管８が連設されている。前記供給管４および返送管８の周囲には、管内を移動するマグネシウム合金溶湯の凝固を防ぐヒータ部１２が適宜位置に配置されている。該ヒータ部１２は、温度制御可能とするのが望ましい。
また、前記排出口７には、図２に示すように上下に移動可能とした可動堰９が配置されており、排出口７の下限高さを調整できるように構成されている。図２に示す例では排出口７の開口部が円形で、可動堰９の開口部が矩形となっているが、これは形状を特定するものではなく何れも他の形状であっても構わない。

さらに、溶解炉１とタンディッシュ２とそれらを繋ぐ供給管４および返送管８を含む系統内を不活性ガス雰囲気とするために、これらの系統を密閉構造とし、溶解炉１とタンディッシュ２に不活性ガス供給部１３を設ける。該不活性ガス供給部１３には不活性ガス供給管１４および図示しない不活性ガス供給装置を連結する。上記不活性ガス供給部１３、不活性ガス供給管１４および図示しない不活性ガス供給装置とによって本発明の不活性ガス供給手段が構成されている。不活性ガス供給装置から供給される不活性ガスを不活性ガス供給管１４、不活性ガス供給部１３を通して密閉空間内に封入することで上記系統内にあるマグネシウム合金溶湯が大気にされされて酸化するのを防止する。

次に、本発明のマグネシウム帯状板の製造装置を用いた製造方法について説明する。
溶解炉１に設けられたインゴット挿入口１０から供給されたマグネシウム合金インゴット１１は、溶解炉１において溶解されてマグネシウム合金溶湯Ｍとなり、溶湯移湯装置３により供給管４からタンディッシュ２へと供給される。この際には、圧延ロール６でマグネシウム帯状板１６の製造に必要な溶湯量より過多の量が溶湯移湯装置３から供給される。タンディッシュ２では、必要量が供給部５から圧延ロール６に供給されて連続鋳造圧延され、マグネシウム帯状板１６が製造される。一方、タンディッシュ２内の余剰となったマグネシウム合金溶湯Ｍは、排出口７からオーバーフローして返送管８を通って溶解炉１へ戻される。このように余剰となったマグネシウム合金溶湯Ｍは、溶解炉１、溶湯移湯装置３、供給管４、タンディッシュ２、返送管８、溶解炉１と常に循環している。

タンディッシュ２内のマグネシウム合金溶湯Ｍの湯面レベルは、排出口７の高さによって設定されるが、さらに可動堰９を備えるものでは、可動堰９の調整高さにより設定され、一定に保持される。これにより圧延ロール６へのマグネシウム合金溶湯Ｍの供給圧が一定となり、連続的に安定した高品質のマグネシウム帯状板１６が製造される。なお、溶湯移湯装置３では、予め圧延ロールで必要とされる湯量と返送したい湯量とを定めておき、これらを合算した量を移湯量として動作させることができる。

また、圧延ロール６で製造されるマグネシウム帯状板１６の製造量を帯状板製造量センサ２１などで検知し、その検知量によって得られるインゴット必要量からインゴット供給手段２０で供給されるインゴット量を設定して、製造量と供給量とが同等となるように制御することもできる。上記帯状板製造量センサ２１では、例えばマグネシウム帯状板１６の厚さは把握されているので、製造長さから製造量を算出してインゴット供給量を定めるようにしてもよい。

本発明の製造装置の一実施形態の説明図である。同じく溶湯排出口に設置された可動堰の説明図である。

符号の説明

１溶解炉
２タンディッシュ
３溶湯移湯装置
４供給路
６圧延ロール
７溶湯排出部
８返送路
９可動堰
１０インゴット挿入口
１２ヒータ部
１３不活性ガス供給部
１６マグネシウム帯状板
２０インゴット供給手段
２１帯状板製造量センサ
Ｍマグネシウム合金溶湯

Claims

溶解炉で得られるマグネシウム合金溶湯をタンディッシュに供給し、該タンディッシュから供給されるマグネシウム合金溶湯を圧延ロールで連続鋳造圧延してマグネシウム帯状板を製造するマグネシウム帯状板の製造方法において、前記溶解炉から前記タンディッシュに供給するマグネシウム合金溶湯量を前記タンディッシュから前記圧延ロールに供給するマグネシウム合金溶湯量よりも過多とし、前記タンディッシュで余剰となる溶湯を前記溶解炉に戻すことによって、前記圧延ロールでマグネシウム帯状板を製造しつつ、前記溶解炉とタンディッシュ間でマグネシウム合金溶湯を循環させることを特徴とするマグネシウム帯状板の製造方法。
前記溶解炉内と前記タンディッシュ内にあるマグネシウム合金溶湯と、前記溶解炉およびタンディッシュ間で循環するマグネシウム合金溶湯とを不活性ガス雰囲気下におくことを特徴とする請求項１記載のマグネシウム帯状板の製造方法。
製造されたマグネシウム帯状板の質量に基づいて、それと同等量のマグネシウム合金地金を溶解炉に供給することを特徴とする請求項１または２記載のマグネシウム帯状板の製造方法。
マグネシウム合金を溶解する溶解炉と、該溶解炉で得られるマグネシウム合金溶湯を連続鋳造圧延してマグネシウム帯状体を製造する圧延ロールとを備えるマグネシウム帯状板の製造装置において、前記溶解炉で得られるマグネシウム合金溶湯を収容して前記圧延ロールに供給する供給部と該供給部から圧延ロールへの溶湯の供給とともに一部のマグネシウム合金溶湯を排出する溶湯排出部を有するタンディッシュと、前記溶解炉から前記タンディッシュにマグネシウム合金溶湯を供給する供給路と、前記タンディッシュから排出されるマグネシウム合金溶湯を前記溶解炉に返送する返送路とを備え、前記供給路には、前記圧延ロールでマグネシウム合金帯状板を製造するのに必要なマグネシウム合金溶湯量より過多のマグネシウム合金溶湯を前記溶解炉から前記タンディッシュに供給可能な溶湯移湯装置が設けられていることを特徴とするマグネシウム帯状板の製造装置。
前記溶解炉と前記タンディッシュとそれらを繋ぐ供給路および返送路を含む系統を密閉構造とし、該系統内のマグネシウム合金溶湯を不活性ガス雰囲気下におくための不活性ガス供給手段を設けたことを特徴とする請求項４記載のマグネシウム帯状板の製造装置。
前記供給路および返送路を移動する溶湯の凝固を防止するヒータ部を備えることを特徴とする請求項４または５記載のマグネシウム帯状板の製造装置。
生成されたマグネシウム帯状板の質量に基づいて、それと同等量のマグネシウム合金地金を溶解炉に供給するインゴット供給装置と、前記溶解炉にマグネシウム合金地金を供給できるインゴット挿入口を設けたことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のマグネシウム帯状板の製造装置。
前記タンディッシュに、高さ方向に移動可能な溶湯排出部を設けたことを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載のマグネシウム帯状板の製造装置。
前記溶湯排出部に、高さ方向に移動可能な可動堰を設けたことを特徴とする請求項４〜８のいずれかに記載のマグネシウム帯状板の製造装置。
前記溶湯排出部がオーバフロー排出口からなることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載のマグネシウム帯状板の製造装置。