連続鋳造用ノズル、連続鋳造方法、および鋳造材
【課題】ノズルと可動鋳型との間にできる隙間に溶湯が流れ込み難く、表面品質に優れる鋳造材を得るのに最適な連続鋳造用ノズルを提供することにある
【解決手段】純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯１０を連続鋳造用の可動鋳型２０に供給する連続鋳造用ノズル１である。この連続鋳造用ノズル１は、ノズル本体２と、可動鋳型２０側におけるノズル本体２の先端面から外周面に亘る先端領域に設けられる被覆層３とを備える。被覆層３は、窒化物、炭化物、および炭素から選択される少なくとも１種を主成分として含有する。そうすることで、溶湯１０に対する被覆層３の濡れ性は、溶湯１０に対するノズル本体２の濡れ性よりも低くなる。溶湯１０に対して濡れ性が低い被覆層３を形成することによって、ノズル１と可動鋳型２０との間にできる隙間において、局所的に湯流れが乱れることがなく、溶湯１０が凝固することを防ぐことができる。
【解決手段】純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯１０を連続鋳造用の可動鋳型２０に供給する連続鋳造用ノズル１である。この連続鋳造用ノズル１は、ノズル本体２と、可動鋳型２０側におけるノズル本体２の先端面から外周面に亘る先端領域に設けられる被覆層３とを備える。被覆層３は、窒化物、炭化物、および炭素から選択される少なくとも１種を主成分として含有する。そうすることで、溶湯１０に対する被覆層３の濡れ性は、溶湯１０に対するノズル本体２の濡れ性よりも低くなる。溶湯１０に対して濡れ性が低い被覆層３を形成することによって、ノズル１と可動鋳型２０との間にできる隙間において、局所的に湯流れが乱れることがなく、溶湯１０が凝固することを防ぐことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動鋳型を用いて連続鋳造する際に用いるのに適した連続鋳造用ノズル、この連続鋳造用ノズルを用いた鋳造材の製造方法、及びこの鋳造方法により得られる鋳造材に関するものである。特に、純マグネシウム又はマグネシウム合金の鋳造材を製造するのに適した連続鋳造用ノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロールやベルトなどからなる可動鋳型に金属溶湯を供給し、この溶湯を可動鋳型に接触させることで冷却して凝固させ、鋳造材を連続的に製造する連続鋳造が知られている。金属溶湯は、ノズルを介して可動鋳型に供給される。この鋳造用ノズルとして、例えば、特許文献１や２に記載されるものがある。特許文献１には、鋳造時、素材の幅方向における溶湯の温度のばらつきを小さくするために、ノズルの先端が良熱伝導層、低熱伝導層、高強度弾性層の３層構造でできたノズルが開示されている。また、特許文献２には、純マグネシウム又はマグネシウム合金を連続鋳造する際に用いるのに適したノズルが開示されている。マグネシウムは活性な金属であるため、マグネシウムの溶湯とノズルの形成材料との反応を防止するために、ノズルの本体を酸化物材料で形成した場合、溶湯と接触する面に低酸素材料からなる被覆層を設けたノズルが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６‐０１５３６１号公報
【特許文献２】特開２００６‐２６３７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、金属溶湯がノズルから可動鋳型に供給される際、この供給箇所において、ノズルと可動鋳型との間に隙間ができる。この隙間は、ノズル先端の内周縁からノズルの軸方向に延びる延長線と、可動鋳型とで囲まれる領域にできる。隙間にわずかに流れ込んだ溶湯は、可動鋳型によって冷却され、その隙間で凝固することにより局所的に湯流れを乱し、鋳造材の表面性状の低下を招く原因となる。また、凝固物となった溶湯は、可動鋳型（例えばロール）に付着し、鋳造材の表面欠陥を発生させる原因とも考えられる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、ノズルと可動鋳型との間にできる隙間に溶湯が流れ込み難く、表面品質に優れる鋳造材を得るのに最適な連続鋳造用ノズルを提供することにある。また、本発明の別の目的は、この連続鋳造用ノズルを用いた鋳造材の鋳造方法、及びこの鋳造方法により得られた鋳造材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、鋳造用ノズルと可動鋳型との間にできる隙間に溶湯が流れ込み難いように、鋳造用ノズルの可動鋳型側の先端部分に、溶湯に対して濡れ性が低い材料からなる層を設けることで上記目的を達成する。
【０００７】
本発明は、純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯を連続鋳造用の可動鋳型に供給する連続鋳造用ノズルに関するものである。本発明のノズルは、ノズル本体と、ノズル本体の表面のうち、少なくとも可動鋳型側の先端面から外周面に亘る先端領域に設けられる被覆層と、を備え、上記被覆層が、窒化物、炭化物、および炭素から選択される少なくとも１種を主成分として含有することを特徴とする。ここで、被覆層の主成分とは、被覆層のうち、６０質量％以上を占める成分のことである。
【０００８】
上記本発明の構成によれば、純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯がノズルを介して可動鋳型に供給される際、ノズルの先端領域において溶湯は弾かれるので、ノズルと可動鋳型との間にできる隙間に溶湯が流れ込み難くできる。その結果、ノズルと可動鋳型との間にできる隙間において、局所的に湯流れが乱れることがなく、溶湯が凝固することを防ぐことができ、表面品質に優れる鋳造材を得ることができる。
【０００９】
ここで、窒化物、炭化物、および炭素のうち、特に窒化物は、溶湯に濡れたり反応したりせずに溶湯を弾き易く、化学的安定性に優れている。また窒化物は、実質的に酸素を含んでいない低酸素材料であるため、純マグネシウムやマグネシウム合金の溶湯との反応により浸食され難い。更に窒化物は、高熱伝導性と低熱膨張性を有するので、溶湯からの熱伝導による伸縮が小さく、被覆層がノズル本体から剥離し難く、破損し難い。
【００１０】
本発明連続鋳造用ノズルの一形態として、被覆層は、主成分以外の成分としてアルミナを含有することが好ましい。
【００１１】
溶湯に対する被覆層の濡れ性を決定する要素として、被覆層の緻密さも重要な要素として挙げることができる。また、緻密さが低すぎると層の耐久性が低下し剥離したり破損したりする。アルミナは、この被覆層の緻密さを向上させる効果を有する。
【００１２】
本発明連続鋳造用ノズルの一形態として、上記被覆層の相対密度は、３０％以上９５％以下であることが好ましく、さらには４０％以上８５％以下が好ましい。
【００１３】
被覆層が緻密である程、より溶湯を弾くことができるので、ノズルと可動鋳型との間にできる隙間に溶湯が流れ込むのを防ぐことができ、また被覆層の耐久性が良い。また、被覆層の密度が上記上限以下の場合、被覆層の熱伝導率を下げることができ、ノズル部材から鋳造ロールへの抜熱を下げることができ、安定した鋳造のために好適である。ここで、上記相対密度は、（被覆層の密度）／（主成分の理論密度×成分比率＋副成分の理論密度×成分比率）×１００（％）で求められる値をいう。この被覆層の密度は、例えばかさ密度測定やアルキメデス法により測定される値である。
【００１４】
本発明連続鋳造用ノズルの一形態として、上記被覆層の厚さは、２００μｍ以上であることが挙げられる。
【００１５】
ノズル本体の先端領域に設けられる被覆層の厚さは薄すぎると、溶湯の進行によって剥離や破壊の恐れがあるため、２００μｍ以上であることが好ましい。より好ましくは３００μｍ以上である。しかし被覆層の厚さが厚すぎると、被覆層とノズル本体との密着性が薄れ、被覆層がノズル本体から剥離する恐れがあるため、１０００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましい。
【００１６】
本発明連続鋳造用ノズルの一形態として、被覆層は、前記ノズル本体の先端領域の表面に熱処理によって粉体を固着させることで形成された層であることが挙げられる。
【００１７】
被覆層の形成方法としては、例えば、被覆層の原料となる粉体（つまり、主成分の粉体）に所定量の溶剤やバインダーを混合してスラリーを作製し、ノズル本体の先端領域の表面にそのスラリーを塗布して熱処理を施す方法が挙げられる。塗布は、刷毛で行ってもよいし、エアスプレーで噴射して行ってもよい。また、塗布したスラリーに熱処理を施すことによって、粉体同士を焼成あるいは焼結させ、ノズル本体の先端領域の表面に密着した高強度・高硬度の被覆層が形成される。粉体は、熱処理後の被覆層の表面粗さＲａが１０μｍ以下となるような平均粒径のものを用いることが好ましい。粉体を固着させる方法によれば、強固で且つ濡れ性の低い被覆層が得られるほか、前述した密度の調整が容易になるため好ましい。このような材料はノズル本体に使用するには強度が不足していたとしても、被覆層としては好適に用いられる。また、粉体固着は生産性にも優れている。
【００１８】
その他、被覆層の形成方法として、他に、ＣＶＤ法やＰＶＤ法によって形成する方法も挙げられる。但し、有機溶媒などで例えば２０％以下に希釈され、有機バインダーなどを用いた市販の離型剤（スプレー）は、密度が低く密着強度も弱いため耐久性に乏しく、また本願の狙いとする効果を十分有しないので好ましくない。
【００１９】
一方、本発明連続鋳造方法は、本発明連続鋳造用ノズルと、双ロール式の可動鋳型と、を用いて双ロール鋳造を行なうことを特徴とする。
【００２０】
双ロール法によって連続鋳造を行うと、鋳型面（溶湯と接触する鋳型の表面）の位置を一定に保持し易い。また、ロールの回転に伴って溶湯に接触する面が連続的に現れる構成であるため、鋳造に用いられた面が再度溶湯と接触するまでの間に離型剤の塗布や付着物の除去などを効率よく行い、これら塗布や除去などの作業を行う設備を簡略化できる。なお、言うまでもないが、本発明連続鋳造用ノズルは、双ロール鋳造以外の連続鋳造に利用することもできる。
【００２１】
本発明連続鋳造方法の一形態として、連続鋳造用ノズルと双ロール式の可動鋳型との隙間に形成される溶湯のメニスカス部の厚さをＤ１、ロール間の距離をＤ２としたとき、Ｄ１＜１．４×Ｄ２となるように、連続鋳造用ノズルを双ロール式の可動鋳型に臨ませて双ロール鋳造を行なうことが好ましい。
【００２２】
連続鋳造用ノズルは、出来るだけ可動鋳型の近くに臨ませておくことが好ましい。連続鋳造用ノズルと可動鋳型との隙間が大きくなると、当該隙間に溶湯が漏れ出てしまい、その漏れて凝固物となった溶湯が可動鋳型に付着すると、鋳造材の表面欠陥を発生させる原因となるからである。かといって、連続鋳造用ノズルと可動鋳型とが接触すると、連続鋳造用ノズルが冷却されることで当該ノズル内の溶湯も冷却され、溶湯が可動鋳型に接触する前に凝固してしまう恐れもある。これに対して、Ｄ１＜１．４×Ｄ２となるように連続鋳造用ノズルを可動鋳型に臨ませておけば、上記問題が生じることを効果的に抑制することができるとともに、他の品質上においても良好な鋳造状態を得ることができる。本願の構成はこのような条件下において最も効果的に用いることができる。
【００２３】
また、本発明鋳造材は、上記本発明連続鋳造方法により得られたことを特徴とする。
【００２４】
本発明連続鋳造方法により得られた鋳造材は、その表面形状が均一なものである。
【００２５】
なお、本発明において、純マグネシウムとは、意図的に他の元素を添加することなく、質量でＭｇ成分が９９．０質量％以上含まれるものとし、マグネシウム合金とは、添加元素と残部がＭｇ及び不純物からなるものとする。添加元素としては、例えば、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｙ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｎｉ、Ａｕ、希土類元素（Ｙ、Ｃｅを除く）などの元素群のうち、少なくとも１種の元素が挙げられる。このような添加元素は、マグネシウム合金中に７．３質量％以上含有されていることが好ましい。添加元素を含むマグネシウム合金として、例えば、ＡＳＴＭ記号におけるＡＺ系、ＡＳ系、ＡＭ系、ＺＫ系などを挙げることができる。特に、Ａｌを７．３〜１２質量％含有するマグネシウム合金、更に、Ｙ、Ｃｅ、Ｃａ、希土類元素の少なくとも１種を合計で０．１質量％含有するマグネシウム合金は、高強度で耐食性に優れるため、好ましい。その他、本発明の連続鋳造用ノズルは、マグネシウム合金と炭化物とからなる複合材料、マグネシウム合金と酸化物とからなる複合材料の連続鋳造にも利用することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の連続鋳造用ノズルは、ノズル本体の先端部分に溶湯に対して濡れ性が低い材料からなる被覆層を設けることで、ノズルと可動鋳型との間にできる隙間に溶湯が流れ込み難くできる。また、この連続鋳造用ノズルを用いて鋳造を行うことで、表面品質に優れる鋳造材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態１の連続鋳造用ノズルを用いて双ロール法による連続鋳造を行っている様子を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明についての実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
＜実施形態１＞
［全体構成］
本発明に係るノズル（連続鋳造用ノズル）１について、図１に基づいて説明する。このノズル１は、溶解炉（図示せず）にて溶解された純マグネシウムの溶湯やマグネシウム合金の溶湯１０を、湯だめ３０などを介して可動鋳型２０に供給する溶湯の輸送路として利用される部材である。このノズル１は、特に、一対のロール２１からなる可動鋳型２０を用いた連続鋳造（双ロール法）に用いられるものである。
【００３０】
ノズル１は、筒状のノズル本体２を備え、その内周側が溶湯１０の輸送路となる。ノズル１において、開口部を有する一端側が、溶湯１０を可動鋳型２０に供給する注湯口４として利用される。注湯口４は、鋳造材１００の横断面に合わせて、注湯口４の長径（鋳造材１００の幅）≫注湯口４の短径（鋳造材１００の厚さ）となるような矩形状である。注湯口４の長径や短径は、所望の鋳造材１００の幅や厚さに対応させて適宜変更する。他に、例えば、注湯口４の両側に堰を配置させることで、鋳造材１００の幅を変更することもできる。ノズル１の他端側は、溶解炉（図示せず）からの溶湯１０を一時的に貯留する湯だめ３０に固定される。湯だめ３０には、移送樋３１が接続され、溶解炉からの溶湯１０は移送樋３１を介して湯だめ３０に供給される。そして、溶湯１０は、湯だめ３０からノズル１に輸送され、ノズル１からロール２１間に供給される。各ロール２１は、円筒状体であり、所定の間隔をあけて対向配置され、図１の矢印で示すように互いに反対方向に回転する。ロール２１間の間隔は、所望の鋳造材１００の厚さに応じて適宜選択されるが、ノズル１の注湯口４の短径と同じかもしくは若干狭い方が好ましい。ロール２１の内部には、水路２２が設けられて随時水が流通され、ロール２１の表面はこの水によって冷却される。即ち、ロール２１は水冷構造を備えるものである。
【００３１】
上記ノズル１は、図示するように、ノズル１とロール２１との隙間に形成されるメニスカス部の厚さ（最大厚さ）をＤ１、ロール２１間の距離Ｄ２としたとき、Ｄ１＜１．４×Ｄ２となるように、ノズル１をロール２１に臨ませると良い。そうすることで、ノズル１とロール２１のサイズによらず、ノズル１とロール２１との距離ｄを適正な値にすることができる。これらＤ１，Ｄ２は、鋳造を一旦中断することで確認できる。
【００３２】
上記ノズル１及びロール２１を利用して鋳造することで、鋳造材１００を得ることができる。溶湯１０は、ノズル１内を輸送され、ノズル１の先端の注湯口４からロール２１間に供給される。供給された溶湯１０は、回転するロール２１に接触することで急激に冷却されて凝固し、鋳造材１００としてロール２１間から排出される。このように溶湯１０をロール２１間に連続的に供給することで、長尺な鋳造材１００が得られる。本例では、板状の鋳造材１００が製造される。
【００３３】
［ノズル］
ノズル１を構成するノズル本体２は、例えば、炭素系材料やモリブデン、タングステン、タンタル、ＳＵＳなど低酸素材料にて形成することができる。炭素系材料は、熱伝導性に優れるので、ノズル１の横断幅方向において、溶湯１０の温度のばらつきを小さく抑えることができる。また、アルミナやシリカなどの酸化物材料と比較して低酸素性であるため、純マグネシウムやマグネシウム合金を連続鋳造する場合、マグネシウムが酸素と結合して、表面品質を低下させることを低減させることができるので好ましい。
【００３４】
このノズル１の特徴とするところは、ノズル本体２の先端領域に、ノズル本体２よりも溶湯１０に対して濡れ性が低い材料を主成分とする被覆層３を設ける点にある。溶湯１０に対して濡れ性が低い材料としては、ＡｌＮ，ＢＮ，ＳｉＮなどの窒化物、ＳｉＣ，ＴａＣなどの炭化物、あるいはＣを用いることができる。ここで、主成分とは、被覆層３における含有量が２０質量％以上の成分のことである。
【００３５】
また、被覆層３は、主成分以外の成分としてアルミナを含有していても良い。被覆層３にアルミナを含有させることによって、被覆層３を緻密にすることができる。被覆層３におけるアルミナの含有量は、被覆層３の主成分に対して２〜１０質量％であること（つまり、質量％で主成分を１００としたとき、アルミナが２〜１０）が好ましい。
【００３６】
この被覆層３は、被覆層３の原料となる粉体をノズル本体２の先端領域の表面に熱処理によって固着させることで形成される。例えば、主成分としてBNを含むと共に、主成分以外の成分としてアルミナを含む被覆層３を形成する場合、まずＢＮ粉体とアルミナ粉体を含有するスラリーを作製する。次いで、そのスラリーをノズル本体２の先端領域の表面に塗布して、熱処理を行なう。ＢＮ粉末の平均粒径は ５μｍ以下、アルミナ粉体の平均粒径は１μｍ以下とすることが好ましい。そうすることで、被覆層３の表面を滑らかにできる。
【００３７】
一方、被覆層３を設けるノズル本体２の先端領域とは、ノズル本体２の可動鋳型２０側において、ノズル本体２の内周縁と外周縁との間の先端面及びこの先端面から連続してノズル本体２の外周面に亘る領域であり、ノズル内の溶湯接触面以外を指す。ここでは、ノズル本体２の内周面には被覆層３は設けていない。
【００３８】
［効果］
溶湯１０に対して濡れ性が低い被覆層３をノズル本体２の先端領域に設けることによって、溶湯１０がその被覆層３によって弾かれるので、ノズル１と可動鋳型２０との間にできる隙間に溶湯１０が流れ込み難くできる。また被覆層３は、低酸素性を有するので、純マグネシウムやマグネシウム合金の溶湯１０との反応により浸食され難い。よって、純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯１０が、ノズル１を介して可動鋳型２０に供給される際、局所的な湯流れの乱れを防ぎ、溶湯１０がロール２１間に注入される前に凝固することを防ぐことができ、表面品質に優れる鋳造材１００を得ることができる。
【００３９】
＜試験例１＞
本試験例では、作製されるマグネシウム合金からなる鋳造材に及ぼす被覆層の有無、および被覆層の厚さの影響を調べた。
【００４０】
［試料１］
まず、カーボンを加工したノズル本体２を用意した。ノズル本体２の先端厚さは１ｍｍ、幅は３００ｍｍであった。
【００４１】
次に、ノズル本体２の可動鋳型２０側の先端領域に被覆層３を形成し、ノズル１を完成させた。被覆層３は、窒化アルミ粉体に対して１０質量％で平均粒径０．３μｍのアルミナ粉体を窒化アルミ粉体に含有してスラリーを作製し、ノズル本体２の先端領域にそのスラリーをスプレーにて塗布した後、８００℃の温度で熱処理を施すことで形成した。熱処理後の被覆層３の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）は５μｍであり、被覆層３の厚さは３００μｍであり、窒化アルミの相対密度は６５％であった。表面粗さＲａの測定方法は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定の方法に準じて測定した。具体的には、測定長さ３ｍｍにて５点測定した値の平均値である。
【００４２】
上記被覆層３を有したノズル１を、可動鋳型２０側に配置されるノズル１の先端と可動鋳型２０との間の距離ｄを５０μｍとなるように配置させた。そして、ＡＺ９１相当のマグネシウム合金の溶湯１０をノズル１から可動鋳型２０に供給し、厚さ５ｍｍ×幅３００ｍｍの板状の鋳造材１００を製造した。このとき、メニスカス部の厚さＤ１は、ロール２１間の距離Ｄ２の１．２倍であった。上記鋳造材１００を製造するに当たり、０．５ｔ／ロットの上記マグネシウム合金の溶湯１０を用いたときの不良率を出す。不良率とは、ノズル１とロール２１との間に溶湯が漏れたことに起因して、製造された鋳造材１００の表面性状が悪くなった箇所（凹みや割れ等のある箇所）を目視により確認し、溶湯全量を鋳造したときの鋳造材の長さに対して、不良と判断した鋳造材の長さの割合を算出したものである。不良率およびノズル１の構成は、表１に示す。
【００４３】
［試料２，３］
被覆層３の厚みを変えて測定した試料２，３は、被覆層３の厚みだけが試料１と異なり、その他、カーボンから形成されているノズル本体２の寸法、被覆層３の厚み以外の寸法、鋳造方法、不良率の算出方法は、試料１と同様である。
【００４４】
［試料４］
試料４は、被覆層３がＡｌＮのみからなり、被覆層３の厚みが５μｍ、相対密度が２９％である点が試料１と異なる。これらの点以外は試料１と同様である。
【００４５】
［試料５］
試料５は、ノズル本体２の先端領域に被覆層３を備えていない点が試料１と異なり、それ以外は試料１と同様である。
【００４６】
［結果］
【表１】
【００４７】
被覆層３を備えるノズル１を用いた試料１〜４と、被覆層３を備えないノズルを用いた試料５を比較することで、被覆層３を備えることにより不良率を低下できることがわかる。これは、ノズル１の先端領域に、溶湯１０に対して濡れ性が低い被覆層３を設けることによって、溶湯１０がその被覆層３によって弾かれるので、ノズル１と可動鋳型２０との間にできる隙間に溶湯１０が流れ込み難くなっていると考えられる。よって、ノズル１と可動鋳型２０との間にできる隙間において、局所的に湯流れが乱れることがなく、溶湯１０が凝固することを防ぐことができ、表面品質に優れる鋳造材１００を得ることができる。
【００４８】
また、試料１〜４を比較することで、被覆層３の厚さを２００〜１０００μｍの範囲とすることで、不良率を劇的に低減できることができることが明らかになった。
【００４９】
＜試験例２＞
ノズル１とロール２１との位置関係を示すＤ１の相違が、鋳造材に及ぼす影響を調べた。
【００５０】
［試料６］
試料６は、被覆層３の主成分がＳｉＣ、被覆層３の厚さが２００μｍ、相対密度が７０％である点が試料２と異なり、それ以外は試料２と同様である。
【００５１】
［試料７］
試料７は、被覆層３の主成分がＢＮ、相対密度が９５％である点が試料６と異なり、それ以外は試料６と同様である。
【００５２】
［試料８］
試料８は、モリブデンからなるノズル本体２を用いた点、Ｄ１＝１．３×Ｄ２である点が試料６と異なり、それ以外は試料６と同様である。
【００５３】
［試料９］
試料９は、アルミナからなるノズル本体２を用いた点、被覆層３の主成分がＢＮ、被覆層３の相対密度が８０％である点、Ｄ１＝１．５×Ｄ２である点が、試料６と異なる。それ以外は試料６と同様である。
【００５４】
［試料１０］
試料１０は、Ｄ１＝１．５×Ｄ２である点が、試料６と異なる。それ以外は試料６と同様である。
【００５５】
［結果］
【表２】
【００５６】
試料６〜１０を比較することで、Ｄ１＜１．４×Ｄ２とすることで、鋳造材の不良率を低減できることがわかった。これは、ノズル１とロール２１との距離が離れすぎると、両者の隙間に溶湯が漏れ、その漏れた溶湯が凝固してノズル１に付着することと、良好な冷却条件が得られないことが原因であると推察される。
【００５７】
上述した実施形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、本発明の範囲は上述した構成に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の連続鋳造用ノズルは、純マグネシウム又はマグネシウム合金の連続鋳造を行う際、溶解炉などから可動鋳型に溶湯を供給する溶湯輸送部材として好適に利用できる。また、本発明の連続鋳造方法は、表面性状に優れる鋳造材を得るのに最適である。更に、この連続鋳造方法により得られた鋳造材は、圧延などの二次加工材として利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ ノズル（連続鋳造用ノズル）
２ ノズル本体
３ 被覆層
４ 注湯口
１０ 溶湯 １００ 鋳造材
２０ 可動鋳型 ２１ ロール ２２ 水路
３０ 湯だめ ３１ 移送樋
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動鋳型を用いて連続鋳造する際に用いるのに適した連続鋳造用ノズル、この連続鋳造用ノズルを用いた鋳造材の製造方法、及びこの鋳造方法により得られる鋳造材に関するものである。特に、純マグネシウム又はマグネシウム合金の鋳造材を製造するのに適した連続鋳造用ノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロールやベルトなどからなる可動鋳型に金属溶湯を供給し、この溶湯を可動鋳型に接触させることで冷却して凝固させ、鋳造材を連続的に製造する連続鋳造が知られている。金属溶湯は、ノズルを介して可動鋳型に供給される。この鋳造用ノズルとして、例えば、特許文献１や２に記載されるものがある。特許文献１には、鋳造時、素材の幅方向における溶湯の温度のばらつきを小さくするために、ノズルの先端が良熱伝導層、低熱伝導層、高強度弾性層の３層構造でできたノズルが開示されている。また、特許文献２には、純マグネシウム又はマグネシウム合金を連続鋳造する際に用いるのに適したノズルが開示されている。マグネシウムは活性な金属であるため、マグネシウムの溶湯とノズルの形成材料との反応を防止するために、ノズルの本体を酸化物材料で形成した場合、溶湯と接触する面に低酸素材料からなる被覆層を設けたノズルが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６‐０１５３６１号公報
【特許文献２】特開２００６‐２６３７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、金属溶湯がノズルから可動鋳型に供給される際、この供給箇所において、ノズルと可動鋳型との間に隙間ができる。この隙間は、ノズル先端の内周縁からノズルの軸方向に延びる延長線と、可動鋳型とで囲まれる領域にできる。隙間にわずかに流れ込んだ溶湯は、可動鋳型によって冷却され、その隙間で凝固することにより局所的に湯流れを乱し、鋳造材の表面性状の低下を招く原因となる。また、凝固物となった溶湯は、可動鋳型（例えばロール）に付着し、鋳造材の表面欠陥を発生させる原因とも考えられる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、ノズルと可動鋳型との間にできる隙間に溶湯が流れ込み難く、表面品質に優れる鋳造材を得るのに最適な連続鋳造用ノズルを提供することにある。また、本発明の別の目的は、この連続鋳造用ノズルを用いた鋳造材の鋳造方法、及びこの鋳造方法により得られた鋳造材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、鋳造用ノズルと可動鋳型との間にできる隙間に溶湯が流れ込み難いように、鋳造用ノズルの可動鋳型側の先端部分に、溶湯に対して濡れ性が低い材料からなる層を設けることで上記目的を達成する。
【０００７】
本発明は、純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯を連続鋳造用の可動鋳型に供給する連続鋳造用ノズルに関するものである。本発明のノズルは、ノズル本体と、ノズル本体の表面のうち、少なくとも可動鋳型側の先端面から外周面に亘る先端領域に設けられる被覆層と、を備え、上記被覆層が、窒化物、炭化物、および炭素から選択される少なくとも１種を主成分として含有することを特徴とする。ここで、被覆層の主成分とは、被覆層のうち、６０質量％以上を占める成分のことである。
【０００８】
上記本発明の構成によれば、純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯がノズルを介して可動鋳型に供給される際、ノズルの先端領域において溶湯は弾かれるので、ノズルと可動鋳型との間にできる隙間に溶湯が流れ込み難くできる。その結果、ノズルと可動鋳型との間にできる隙間において、局所的に湯流れが乱れることがなく、溶湯が凝固することを防ぐことができ、表面品質に優れる鋳造材を得ることができる。
【０００９】
ここで、窒化物、炭化物、および炭素のうち、特に窒化物は、溶湯に濡れたり反応したりせずに溶湯を弾き易く、化学的安定性に優れている。また窒化物は、実質的に酸素を含んでいない低酸素材料であるため、純マグネシウムやマグネシウム合金の溶湯との反応により浸食され難い。更に窒化物は、高熱伝導性と低熱膨張性を有するので、溶湯からの熱伝導による伸縮が小さく、被覆層がノズル本体から剥離し難く、破損し難い。
【００１０】
本発明連続鋳造用ノズルの一形態として、被覆層は、主成分以外の成分としてアルミナを含有することが好ましい。
【００１１】
溶湯に対する被覆層の濡れ性を決定する要素として、被覆層の緻密さも重要な要素として挙げることができる。また、緻密さが低すぎると層の耐久性が低下し剥離したり破損したりする。アルミナは、この被覆層の緻密さを向上させる効果を有する。
【００１２】
本発明連続鋳造用ノズルの一形態として、上記被覆層の相対密度は、３０％以上９５％以下であることが好ましく、さらには４０％以上８５％以下が好ましい。
【００１３】
被覆層が緻密である程、より溶湯を弾くことができるので、ノズルと可動鋳型との間にできる隙間に溶湯が流れ込むのを防ぐことができ、また被覆層の耐久性が良い。また、被覆層の密度が上記上限以下の場合、被覆層の熱伝導率を下げることができ、ノズル部材から鋳造ロールへの抜熱を下げることができ、安定した鋳造のために好適である。ここで、上記相対密度は、（被覆層の密度）／（主成分の理論密度×成分比率＋副成分の理論密度×成分比率）×１００（％）で求められる値をいう。この被覆層の密度は、例えばかさ密度測定やアルキメデス法により測定される値である。
【００１４】
本発明連続鋳造用ノズルの一形態として、上記被覆層の厚さは、２００μｍ以上であることが挙げられる。
【００１５】
ノズル本体の先端領域に設けられる被覆層の厚さは薄すぎると、溶湯の進行によって剥離や破壊の恐れがあるため、２００μｍ以上であることが好ましい。より好ましくは３００μｍ以上である。しかし被覆層の厚さが厚すぎると、被覆層とノズル本体との密着性が薄れ、被覆層がノズル本体から剥離する恐れがあるため、１０００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましい。
【００１６】
本発明連続鋳造用ノズルの一形態として、被覆層は、前記ノズル本体の先端領域の表面に熱処理によって粉体を固着させることで形成された層であることが挙げられる。
【００１７】
被覆層の形成方法としては、例えば、被覆層の原料となる粉体（つまり、主成分の粉体）に所定量の溶剤やバインダーを混合してスラリーを作製し、ノズル本体の先端領域の表面にそのスラリーを塗布して熱処理を施す方法が挙げられる。塗布は、刷毛で行ってもよいし、エアスプレーで噴射して行ってもよい。また、塗布したスラリーに熱処理を施すことによって、粉体同士を焼成あるいは焼結させ、ノズル本体の先端領域の表面に密着した高強度・高硬度の被覆層が形成される。粉体は、熱処理後の被覆層の表面粗さＲａが１０μｍ以下となるような平均粒径のものを用いることが好ましい。粉体を固着させる方法によれば、強固で且つ濡れ性の低い被覆層が得られるほか、前述した密度の調整が容易になるため好ましい。このような材料はノズル本体に使用するには強度が不足していたとしても、被覆層としては好適に用いられる。また、粉体固着は生産性にも優れている。
【００１８】
その他、被覆層の形成方法として、他に、ＣＶＤ法やＰＶＤ法によって形成する方法も挙げられる。但し、有機溶媒などで例えば２０％以下に希釈され、有機バインダーなどを用いた市販の離型剤（スプレー）は、密度が低く密着強度も弱いため耐久性に乏しく、また本願の狙いとする効果を十分有しないので好ましくない。
【００１９】
一方、本発明連続鋳造方法は、本発明連続鋳造用ノズルと、双ロール式の可動鋳型と、を用いて双ロール鋳造を行なうことを特徴とする。
【００２０】
双ロール法によって連続鋳造を行うと、鋳型面（溶湯と接触する鋳型の表面）の位置を一定に保持し易い。また、ロールの回転に伴って溶湯に接触する面が連続的に現れる構成であるため、鋳造に用いられた面が再度溶湯と接触するまでの間に離型剤の塗布や付着物の除去などを効率よく行い、これら塗布や除去などの作業を行う設備を簡略化できる。なお、言うまでもないが、本発明連続鋳造用ノズルは、双ロール鋳造以外の連続鋳造に利用することもできる。
【００２１】
本発明連続鋳造方法の一形態として、連続鋳造用ノズルと双ロール式の可動鋳型との隙間に形成される溶湯のメニスカス部の厚さをＤ１、ロール間の距離をＤ２としたとき、Ｄ１＜１．４×Ｄ２となるように、連続鋳造用ノズルを双ロール式の可動鋳型に臨ませて双ロール鋳造を行なうことが好ましい。
【００２２】
連続鋳造用ノズルは、出来るだけ可動鋳型の近くに臨ませておくことが好ましい。連続鋳造用ノズルと可動鋳型との隙間が大きくなると、当該隙間に溶湯が漏れ出てしまい、その漏れて凝固物となった溶湯が可動鋳型に付着すると、鋳造材の表面欠陥を発生させる原因となるからである。かといって、連続鋳造用ノズルと可動鋳型とが接触すると、連続鋳造用ノズルが冷却されることで当該ノズル内の溶湯も冷却され、溶湯が可動鋳型に接触する前に凝固してしまう恐れもある。これに対して、Ｄ１＜１．４×Ｄ２となるように連続鋳造用ノズルを可動鋳型に臨ませておけば、上記問題が生じることを効果的に抑制することができるとともに、他の品質上においても良好な鋳造状態を得ることができる。本願の構成はこのような条件下において最も効果的に用いることができる。
【００２３】
また、本発明鋳造材は、上記本発明連続鋳造方法により得られたことを特徴とする。
【００２４】
本発明連続鋳造方法により得られた鋳造材は、その表面形状が均一なものである。
【００２５】
なお、本発明において、純マグネシウムとは、意図的に他の元素を添加することなく、質量でＭｇ成分が９９．０質量％以上含まれるものとし、マグネシウム合金とは、添加元素と残部がＭｇ及び不純物からなるものとする。添加元素としては、例えば、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｙ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｎｉ、Ａｕ、希土類元素（Ｙ、Ｃｅを除く）などの元素群のうち、少なくとも１種の元素が挙げられる。このような添加元素は、マグネシウム合金中に７．３質量％以上含有されていることが好ましい。添加元素を含むマグネシウム合金として、例えば、ＡＳＴＭ記号におけるＡＺ系、ＡＳ系、ＡＭ系、ＺＫ系などを挙げることができる。特に、Ａｌを７．３〜１２質量％含有するマグネシウム合金、更に、Ｙ、Ｃｅ、Ｃａ、希土類元素の少なくとも１種を合計で０．１質量％含有するマグネシウム合金は、高強度で耐食性に優れるため、好ましい。その他、本発明の連続鋳造用ノズルは、マグネシウム合金と炭化物とからなる複合材料、マグネシウム合金と酸化物とからなる複合材料の連続鋳造にも利用することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の連続鋳造用ノズルは、ノズル本体の先端部分に溶湯に対して濡れ性が低い材料からなる被覆層を設けることで、ノズルと可動鋳型との間にできる隙間に溶湯が流れ込み難くできる。また、この連続鋳造用ノズルを用いて鋳造を行うことで、表面品質に優れる鋳造材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態１の連続鋳造用ノズルを用いて双ロール法による連続鋳造を行っている様子を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明についての実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
＜実施形態１＞
［全体構成］
本発明に係るノズル（連続鋳造用ノズル）１について、図１に基づいて説明する。このノズル１は、溶解炉（図示せず）にて溶解された純マグネシウムの溶湯やマグネシウム合金の溶湯１０を、湯だめ３０などを介して可動鋳型２０に供給する溶湯の輸送路として利用される部材である。このノズル１は、特に、一対のロール２１からなる可動鋳型２０を用いた連続鋳造（双ロール法）に用いられるものである。
【００３０】
ノズル１は、筒状のノズル本体２を備え、その内周側が溶湯１０の輸送路となる。ノズル１において、開口部を有する一端側が、溶湯１０を可動鋳型２０に供給する注湯口４として利用される。注湯口４は、鋳造材１００の横断面に合わせて、注湯口４の長径（鋳造材１００の幅）≫注湯口４の短径（鋳造材１００の厚さ）となるような矩形状である。注湯口４の長径や短径は、所望の鋳造材１００の幅や厚さに対応させて適宜変更する。他に、例えば、注湯口４の両側に堰を配置させることで、鋳造材１００の幅を変更することもできる。ノズル１の他端側は、溶解炉（図示せず）からの溶湯１０を一時的に貯留する湯だめ３０に固定される。湯だめ３０には、移送樋３１が接続され、溶解炉からの溶湯１０は移送樋３１を介して湯だめ３０に供給される。そして、溶湯１０は、湯だめ３０からノズル１に輸送され、ノズル１からロール２１間に供給される。各ロール２１は、円筒状体であり、所定の間隔をあけて対向配置され、図１の矢印で示すように互いに反対方向に回転する。ロール２１間の間隔は、所望の鋳造材１００の厚さに応じて適宜選択されるが、ノズル１の注湯口４の短径と同じかもしくは若干狭い方が好ましい。ロール２１の内部には、水路２２が設けられて随時水が流通され、ロール２１の表面はこの水によって冷却される。即ち、ロール２１は水冷構造を備えるものである。
【００３１】
上記ノズル１は、図示するように、ノズル１とロール２１との隙間に形成されるメニスカス部の厚さ（最大厚さ）をＤ１、ロール２１間の距離Ｄ２としたとき、Ｄ１＜１．４×Ｄ２となるように、ノズル１をロール２１に臨ませると良い。そうすることで、ノズル１とロール２１のサイズによらず、ノズル１とロール２１との距離ｄを適正な値にすることができる。これらＤ１，Ｄ２は、鋳造を一旦中断することで確認できる。
【００３２】
上記ノズル１及びロール２１を利用して鋳造することで、鋳造材１００を得ることができる。溶湯１０は、ノズル１内を輸送され、ノズル１の先端の注湯口４からロール２１間に供給される。供給された溶湯１０は、回転するロール２１に接触することで急激に冷却されて凝固し、鋳造材１００としてロール２１間から排出される。このように溶湯１０をロール２１間に連続的に供給することで、長尺な鋳造材１００が得られる。本例では、板状の鋳造材１００が製造される。
【００３３】
［ノズル］
ノズル１を構成するノズル本体２は、例えば、炭素系材料やモリブデン、タングステン、タンタル、ＳＵＳなど低酸素材料にて形成することができる。炭素系材料は、熱伝導性に優れるので、ノズル１の横断幅方向において、溶湯１０の温度のばらつきを小さく抑えることができる。また、アルミナやシリカなどの酸化物材料と比較して低酸素性であるため、純マグネシウムやマグネシウム合金を連続鋳造する場合、マグネシウムが酸素と結合して、表面品質を低下させることを低減させることができるので好ましい。
【００３４】
このノズル１の特徴とするところは、ノズル本体２の先端領域に、ノズル本体２よりも溶湯１０に対して濡れ性が低い材料を主成分とする被覆層３を設ける点にある。溶湯１０に対して濡れ性が低い材料としては、ＡｌＮ，ＢＮ，ＳｉＮなどの窒化物、ＳｉＣ，ＴａＣなどの炭化物、あるいはＣを用いることができる。ここで、主成分とは、被覆層３における含有量が２０質量％以上の成分のことである。
【００３５】
また、被覆層３は、主成分以外の成分としてアルミナを含有していても良い。被覆層３にアルミナを含有させることによって、被覆層３を緻密にすることができる。被覆層３におけるアルミナの含有量は、被覆層３の主成分に対して２〜１０質量％であること（つまり、質量％で主成分を１００としたとき、アルミナが２〜１０）が好ましい。
【００３６】
この被覆層３は、被覆層３の原料となる粉体をノズル本体２の先端領域の表面に熱処理によって固着させることで形成される。例えば、主成分としてBNを含むと共に、主成分以外の成分としてアルミナを含む被覆層３を形成する場合、まずＢＮ粉体とアルミナ粉体を含有するスラリーを作製する。次いで、そのスラリーをノズル本体２の先端領域の表面に塗布して、熱処理を行なう。ＢＮ粉末の平均粒径は ５μｍ以下、アルミナ粉体の平均粒径は１μｍ以下とすることが好ましい。そうすることで、被覆層３の表面を滑らかにできる。
【００３７】
一方、被覆層３を設けるノズル本体２の先端領域とは、ノズル本体２の可動鋳型２０側において、ノズル本体２の内周縁と外周縁との間の先端面及びこの先端面から連続してノズル本体２の外周面に亘る領域であり、ノズル内の溶湯接触面以外を指す。ここでは、ノズル本体２の内周面には被覆層３は設けていない。
【００３８】
［効果］
溶湯１０に対して濡れ性が低い被覆層３をノズル本体２の先端領域に設けることによって、溶湯１０がその被覆層３によって弾かれるので、ノズル１と可動鋳型２０との間にできる隙間に溶湯１０が流れ込み難くできる。また被覆層３は、低酸素性を有するので、純マグネシウムやマグネシウム合金の溶湯１０との反応により浸食され難い。よって、純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯１０が、ノズル１を介して可動鋳型２０に供給される際、局所的な湯流れの乱れを防ぎ、溶湯１０がロール２１間に注入される前に凝固することを防ぐことができ、表面品質に優れる鋳造材１００を得ることができる。
【００３９】
＜試験例１＞
本試験例では、作製されるマグネシウム合金からなる鋳造材に及ぼす被覆層の有無、および被覆層の厚さの影響を調べた。
【００４０】
［試料１］
まず、カーボンを加工したノズル本体２を用意した。ノズル本体２の先端厚さは１ｍｍ、幅は３００ｍｍであった。
【００４１】
次に、ノズル本体２の可動鋳型２０側の先端領域に被覆層３を形成し、ノズル１を完成させた。被覆層３は、窒化アルミ粉体に対して１０質量％で平均粒径０．３μｍのアルミナ粉体を窒化アルミ粉体に含有してスラリーを作製し、ノズル本体２の先端領域にそのスラリーをスプレーにて塗布した後、８００℃の温度で熱処理を施すことで形成した。熱処理後の被覆層３の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）は５μｍであり、被覆層３の厚さは３００μｍであり、窒化アルミの相対密度は６５％であった。表面粗さＲａの測定方法は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定の方法に準じて測定した。具体的には、測定長さ３ｍｍにて５点測定した値の平均値である。
【００４２】
上記被覆層３を有したノズル１を、可動鋳型２０側に配置されるノズル１の先端と可動鋳型２０との間の距離ｄを５０μｍとなるように配置させた。そして、ＡＺ９１相当のマグネシウム合金の溶湯１０をノズル１から可動鋳型２０に供給し、厚さ５ｍｍ×幅３００ｍｍの板状の鋳造材１００を製造した。このとき、メニスカス部の厚さＤ１は、ロール２１間の距離Ｄ２の１．２倍であった。上記鋳造材１００を製造するに当たり、０．５ｔ／ロットの上記マグネシウム合金の溶湯１０を用いたときの不良率を出す。不良率とは、ノズル１とロール２１との間に溶湯が漏れたことに起因して、製造された鋳造材１００の表面性状が悪くなった箇所（凹みや割れ等のある箇所）を目視により確認し、溶湯全量を鋳造したときの鋳造材の長さに対して、不良と判断した鋳造材の長さの割合を算出したものである。不良率およびノズル１の構成は、表１に示す。
【００４３】
［試料２，３］
被覆層３の厚みを変えて測定した試料２，３は、被覆層３の厚みだけが試料１と異なり、その他、カーボンから形成されているノズル本体２の寸法、被覆層３の厚み以外の寸法、鋳造方法、不良率の算出方法は、試料１と同様である。
【００４４】
［試料４］
試料４は、被覆層３がＡｌＮのみからなり、被覆層３の厚みが５μｍ、相対密度が２９％である点が試料１と異なる。これらの点以外は試料１と同様である。
【００４５】
［試料５］
試料５は、ノズル本体２の先端領域に被覆層３を備えていない点が試料１と異なり、それ以外は試料１と同様である。
【００４６】
［結果］
【表１】
【００４７】
被覆層３を備えるノズル１を用いた試料１〜４と、被覆層３を備えないノズルを用いた試料５を比較することで、被覆層３を備えることにより不良率を低下できることがわかる。これは、ノズル１の先端領域に、溶湯１０に対して濡れ性が低い被覆層３を設けることによって、溶湯１０がその被覆層３によって弾かれるので、ノズル１と可動鋳型２０との間にできる隙間に溶湯１０が流れ込み難くなっていると考えられる。よって、ノズル１と可動鋳型２０との間にできる隙間において、局所的に湯流れが乱れることがなく、溶湯１０が凝固することを防ぐことができ、表面品質に優れる鋳造材１００を得ることができる。
【００４８】
また、試料１〜４を比較することで、被覆層３の厚さを２００〜１０００μｍの範囲とすることで、不良率を劇的に低減できることができることが明らかになった。
【００４９】
＜試験例２＞
ノズル１とロール２１との位置関係を示すＤ１の相違が、鋳造材に及ぼす影響を調べた。
【００５０】
［試料６］
試料６は、被覆層３の主成分がＳｉＣ、被覆層３の厚さが２００μｍ、相対密度が７０％である点が試料２と異なり、それ以外は試料２と同様である。
【００５１】
［試料７］
試料７は、被覆層３の主成分がＢＮ、相対密度が９５％である点が試料６と異なり、それ以外は試料６と同様である。
【００５２】
［試料８］
試料８は、モリブデンからなるノズル本体２を用いた点、Ｄ１＝１．３×Ｄ２である点が試料６と異なり、それ以外は試料６と同様である。
【００５３】
［試料９］
試料９は、アルミナからなるノズル本体２を用いた点、被覆層３の主成分がＢＮ、被覆層３の相対密度が８０％である点、Ｄ１＝１．５×Ｄ２である点が、試料６と異なる。それ以外は試料６と同様である。
【００５４】
［試料１０］
試料１０は、Ｄ１＝１．５×Ｄ２である点が、試料６と異なる。それ以外は試料６と同様である。
【００５５】
［結果］
【表２】
【００５６】
試料６〜１０を比較することで、Ｄ１＜１．４×Ｄ２とすることで、鋳造材の不良率を低減できることがわかった。これは、ノズル１とロール２１との距離が離れすぎると、両者の隙間に溶湯が漏れ、その漏れた溶湯が凝固してノズル１に付着することと、良好な冷却条件が得られないことが原因であると推察される。
【００５７】
上述した実施形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、本発明の範囲は上述した構成に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の連続鋳造用ノズルは、純マグネシウム又はマグネシウム合金の連続鋳造を行う際、溶解炉などから可動鋳型に溶湯を供給する溶湯輸送部材として好適に利用できる。また、本発明の連続鋳造方法は、表面性状に優れる鋳造材を得るのに最適である。更に、この連続鋳造方法により得られた鋳造材は、圧延などの二次加工材として利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ ノズル（連続鋳造用ノズル）
２ ノズル本体
３ 被覆層
４ 注湯口
１０ 溶湯 １００ 鋳造材
２０ 可動鋳型 ２１ ロール ２２ 水路
３０ 湯だめ ３１ 移送樋
【特許請求の範囲】
【請求項１】
純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯を連続鋳造用の可動鋳型に供給する連続鋳造用ノズルであって、
ノズル本体と、
前記ノズル本体の表面のうち、少なくとも前記可動鋳型側の先端面から外周面に亘る先端領域に設けられる被覆層とを備え、
前記被覆層が、窒化物、炭化物、および炭素から選択される少なくとも１種を主成分として含有することを特徴とする連続鋳造用ノズル。
【請求項２】
前記被覆層は、主成分以外の成分としてアルミナを含有することを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用ノズル。
【請求項３】
前記被覆層の相対密度は、３０％以上９５％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の連続鋳造用ノズル。
【請求項４】
前記被覆層の厚さは、２００μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の連続鋳造用ノズル。
【請求項５】
前記被覆層は、前記ノズル本体の先端領域の表面に熱処理によって粉体を固着させることで形成された層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の連続鋳造用ノズル。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の連続鋳造用ノズルと、双ロール式の可動鋳型と、を用いて双ロール鋳造を行なうことを特徴とする連続鋳造方法。
【請求項７】
前記連続鋳造用ノズルと双ロール式の可動鋳型との隙間に形成される溶湯のメニスカス部の厚さをＤ１、前記ロール間の距離をＤ２としたとき、
Ｄ１＜１．４×Ｄ２となるように、前記連続鋳造用ノズルを双ロール式の可動鋳型に臨ませて双ロール鋳造を行なうことを特徴とする請求項６に記載の連続鋳造方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載の連続鋳造方法により得られたことを特徴とする鋳造材。
【請求項１】
純マグネシウム又はマグネシウム合金の溶湯を連続鋳造用の可動鋳型に供給する連続鋳造用ノズルであって、
ノズル本体と、
前記ノズル本体の表面のうち、少なくとも前記可動鋳型側の先端面から外周面に亘る先端領域に設けられる被覆層とを備え、
前記被覆層が、窒化物、炭化物、および炭素から選択される少なくとも１種を主成分として含有することを特徴とする連続鋳造用ノズル。
【請求項２】
前記被覆層は、主成分以外の成分としてアルミナを含有することを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用ノズル。
【請求項３】
前記被覆層の相対密度は、３０％以上９５％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の連続鋳造用ノズル。
【請求項４】
前記被覆層の厚さは、２００μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の連続鋳造用ノズル。
【請求項５】
前記被覆層は、前記ノズル本体の先端領域の表面に熱処理によって粉体を固着させることで形成された層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の連続鋳造用ノズル。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の連続鋳造用ノズルと、双ロール式の可動鋳型と、を用いて双ロール鋳造を行なうことを特徴とする連続鋳造方法。
【請求項７】
前記連続鋳造用ノズルと双ロール式の可動鋳型との隙間に形成される溶湯のメニスカス部の厚さをＤ１、前記ロール間の距離をＤ２としたとき、
Ｄ１＜１．４×Ｄ２となるように、前記連続鋳造用ノズルを双ロール式の可動鋳型に臨ませて双ロール鋳造を行なうことを特徴とする請求項６に記載の連続鋳造方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載の連続鋳造方法により得られたことを特徴とする鋳造材。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１１４６４（Ｐ２０１２−１１４６４Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２５０６４（Ｐ２０１１−１２５０６４）
【出願日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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