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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6265172
(24)【登録日】2018年1月5日
(45)【発行日】2018年1月24日
(54)【発明の名称】引上式連続鋳造装置
(51)【国際特許分類】
B22D 11/04 20060101AFI20180115BHJP
B22D 11/00 20060101ALI20180115BHJP
B22D 11/124 20060101ALI20180115BHJP
【ＦＩ】
B22D11/04 115
B22D11/00 H
B22D11/124 Z
【請求項の数】4
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2015-120515(P2015-120515)
(22)【出願日】2015年6月15日
(65)【公開番号】特開2017-1084(P2017-1084A)
(43)【公開日】2017年1月5日
【審査請求日】2016年11月2日
(73)【特許権者】
【識別番号】000003609
【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】杉浦 直晋
(72)【発明者】
【氏名】福田 時春
(72)【発明者】
【氏名】久野 真弘
(72)【発明者】
【氏名】八百川 盾
(72)【発明者】
【氏名】岩田 靖
(72)【発明者】
【氏名】杉山 義雄
【審査官】
藤長 千香子
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１４−１０４４６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１３−２４４５００（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１５−０９３３０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開昭６０−０５６４４８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ２２Ｄ １１／００−１１／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶湯を保持する保持炉と、
前記溶湯の湯面上に設置され、前記湯面から導出された前記溶湯が通過することにより、鋳造する中空鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
凝固界面近傍の前記中空鋳物の内周面に冷却ガスを吹き付けることにより、前記中空鋳物と当該凝固界面を介して連続する前記湯面から導出された前記溶湯、を冷却する冷却部と、を備えた引上式連続鋳造装置であって、
前記冷却部から吹き出された前記冷却ガスの流れる流路と前記形状規定部材の上面との間の空間において発生する負圧領域に対して送風する送風部をさらに備え、
前記送風部の送風口は、前記中空鋳物の内部において前記冷却部よりも上方に設けられ、下方の前記負圧領域に向けて送風する、引上式連続鋳造装置。
前記溶湯の湯面上に設置され、前記湯面から導出された前記溶湯が通過することにより、鋳造する中空鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
凝固界面近傍の前記中空鋳物の内周面に冷却ガスを吹き付けることにより、前記中空鋳物と当該凝固界面を介して連続する前記湯面から導出された前記溶湯、を冷却する冷却部と、を備えた引上式連続鋳造装置であって、
前記冷却部から吹き出された前記冷却ガスの流れる流路と前記形状規定部材の上面との間の空間において発生する負圧領域に対して送風する送風部をさらに備え、
前記送風部の送風口は、前記中空鋳物の内部において前記冷却部よりも上方に設けられ、下方の前記負圧領域に向けて送風する、引上式連続鋳造装置。
【請求項2】
溶湯を保持する保持炉と、
前記溶湯の湯面上に設置され、前記湯面から導出された前記溶湯が通過することにより、鋳造する中空鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
凝固界面近傍の前記中空鋳物の内周面に冷却ガスを吹き付けることにより、前記中空鋳物と当該凝固界面を介して連続する前記湯面から導出された前記溶湯、を冷却する冷却部と、を備えた引上式連続鋳造装置であって、
前記冷却部から吹き出された前記冷却ガスの流れる流路と前記形状規定部材の上面との間の空間において発生する負圧領域に対して送風する送風部と、
前記負圧領域の圧力を測定する圧力センサと、をさらに備え、
前記送風部は、前記圧力センサの測定結果に応じた流量で送風する、引上式連続鋳造装置。
前記溶湯の湯面上に設置され、前記湯面から導出された前記溶湯が通過することにより、鋳造する中空鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
凝固界面近傍の前記中空鋳物の内周面に冷却ガスを吹き付けることにより、前記中空鋳物と当該凝固界面を介して連続する前記湯面から導出された前記溶湯、を冷却する冷却部と、を備えた引上式連続鋳造装置であって、
前記冷却部から吹き出された前記冷却ガスの流れる流路と前記形状規定部材の上面との間の空間において発生する負圧領域に対して送風する送風部と、
前記負圧領域の圧力を測定する圧力センサと、をさらに備え、
前記送風部は、前記圧力センサの測定結果に応じた流量で送風する、引上式連続鋳造装置。
【請求項3】
前記送風部の送風口は、前記中空鋳物の内部において前記冷却部よりも上方に設けられ、下方の前記負圧領域に向けて送風する、請求項２に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項4】
前記送風部の送風口は、前記負圧領域に接する部材に配置され、当該負圧領域に向けて開口している、請求項２に記載の引上式連続鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は引上式連続鋳造装置及び引上式連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、鋳型を要しない引上式の連続鋳造方法が開示されている。特許文献１に示すように、溶融金属（溶湯）の表面（すなわち湯面）にスタータを浸漬させた後、当該スタータを引き上げると、溶湯の表面膜や表面張力によりスタータに追従して溶湯も導出される。ここで、湯面近傍に設置された形状規定部材を介して、溶湯を導出し、冷却することにより、所望の断面形状を有する鋳物を連続鋳造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平９−２４８６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
発明者は以下の課題を見出した。特許文献１に記載の連続鋳造方法において、中空形状の鋳物（中空鋳物）を鋳造する場合がある。この場合、凝固界面近傍の中空鋳物の外周面及び内周面に冷却ガスを吹き付けて、湯面から導出された溶湯を間接的に冷却することにより、湯面から導出された溶湯の凝固を促進させることができる。しかしながら、凝固界面近傍の中空鋳物の内周面に冷却ガスを吹き付けると、その気流の影響により、吹き出された冷却ガスの流れる流路と形状規定部材の上面との間の空間に負圧領域が発生し、湯面から導出された溶湯がその負圧に引っ張られて中空鋳物の内側に流れ込んでしまうという問題があった。
【0005】
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、湯面から導出された溶湯が中空鋳物の内側に流れ込むのを抑制することが可能な引上式連続鋳造装置及び引上式連続鋳造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る引上式連続鋳造装置は、溶湯を保持する保持炉と、前記溶湯の湯面上に設置され、前記湯面から導出された前記溶湯が通過することにより、鋳造する中空鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、凝固界面近傍の前記中空鋳物の内周面に冷却ガスを吹き付けることにより、前記中空鋳物と当該凝固界面を介して連続する、前記湯面から導出された前記溶湯、を冷却する冷却部と、を備えた引上式連続鋳造装置であって、前記冷却部から吹き出された前記冷却ガスの流れる流路と前記形状規定部材の上面との間の空間において発生する負圧領域に対して送風する送風部をさらに備えるものである。それにより、負圧領域の負圧状態が緩和されるため、湯面から導出された溶湯が中空鋳物の内側に流れ込むのを抑制することができる。
【0007】
前記送風部の送風口は、前記中空鋳物の内部において前記冷却部よりも上方に設けられ、下方の前記負圧領域に向けて送風することが好ましい。それにより、ノズルを保持炉内に設置する必要が無くなるため、送風部の設置が容易になる。
【0008】
前記送風部の送風口は、前記負圧領域に接する部材に配置され、当該負圧領域に向けて開口していることが好ましい。それにより、より正確に負圧領域に風を送り込むことが可能になるため、より確実に負圧領域の負圧状態が緩和される。
【0009】
前記負圧領域の圧力を測定する圧力センサをさらに備え、前記送風部は、前記圧力センサの測定結果に応じた流量で送風することが好ましい。それにより、負圧領域の負圧状態を緩和するのに適した流量の風を送り込むことが可能になるため、より正確に負圧領域の負圧状態が緩和される。
【0010】
本発明の一態様に係る引上式連続鋳造方法は、保持炉に保持された溶湯の湯面から前記溶湯を導出して、中空鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を通過させることにより、前記中空鋳物を鋳造する引上式連続鋳造方法であって、凝固界面近傍の前記中空鋳物の内周面に冷却ガスを吹き付けることにより、前記中空鋳物と当該凝固界面を介して連続する、前記湯面から導出された前記溶湯、を冷却するステップと、吹き出された前記冷却ガスの流れる流路と前記形状規定部材の上面との間の空間において発生する負圧領域に対して送風するステップと、を備えるものである。それにより、負圧領域の負圧状態が緩和されるため、湯面から導出された溶湯が中空鋳物の内側に流れ込むのを抑制することができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明により、湯面から導出された溶湯が中空鋳物の内側に流れ込むのを抑制することが可能な引上式連続鋳造装置及び引上式連続鋳造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施の形態１に係る自由鋳造装置を模式的に示す断面図である。
【図3】比較例に係る自由鋳造装置の課題を説明するための図である。
【図4】比較例に係る自由鋳造装置の課題を説明するための図である。
【図6】実施の形態１に係る自由鋳造方法を示すフローチャートである。
【図7】冷却ガスの流量と、負圧領域の圧力と大気圧との差圧と、の関係を示す図である。
【図8】実施の形態２に係る自由鋳造装置を模式的に示す断面図である。
【図9】実施の形態３に係る自由鋳造装置の一部を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【0014】
＜実施の形態１＞まず、図１を参照して、実施の形態１に係る自由鋳造装置（引上式連続鋳造装置）について説明する。図１は、実施の形態１に係る自由鋳造装置を模式的に示す断面図である。図１に示すように、実施の形態１に係る自由鋳造装置は、溶湯保持炉（保持炉）１０１、形状規定部材１０２、支持ロッド１０６，１０７、アクチュエータ１０８、冷却部１０９、送風部１１６、及び、引上機１１５を備えている。なお、図１には、構成要素の位置関係を説明するために便宜的に右手系ｘｙｚ座標が示されている。図１におけるｘｙ平面は水平面を構成し、ｚ軸方向が鉛直方向である。より具体的には、ｚ軸のプラス方向が鉛直上向きとなる。
【0015】
溶湯保持炉１０１は、例えばアルミニウムやその合金などの溶湯Ｍ１を収容し、溶湯Ｍ１が流動性を有する所定の温度に保持する。図１の例では、鋳造中に溶湯保持炉１０１へ溶湯を補充しないため、鋳造の進行とともに溶湯Ｍ１の表面（つまり湯面）は低下する。他方、鋳造中に溶湯保持炉１０１へ溶湯を随時補充し、湯面を一定に保持するような構成としてもよい。ここで、溶湯保持炉１０１の設定温度を上げると凝固界面ＳＩＦの位置を上げることができ、溶湯保持炉１０１の設定温度を下げると凝固界面ＳＩＦの位置を下げることができる。なお、当然のことながら、溶湯Ｍ１はアルミニウム以外の金属やその合金であってもよい。
【0016】
形状規定部材１０２は、例えばセラミックスやステンレスなどからなり、湯面上に配置されている。形状規定部材１０２は、外部形状規定部材１０３と、内部形状規定部材１０４と、により構成されている。外部形状規定部材１０３は、鋳造する鋳物Ｍ３の外部の断面形状を規定し、内部形状規定部材１０４は、鋳造する鋳物Ｍ３の内部の断面形状を規定する。図１に示した鋳物Ｍ３は、水平方向の断面（以下、横断面と称す）の形状が管状の中空鋳物（つまりパイプ）である。
【0017】
図１の例では、外部形状規定部材１０３及び内部形状規定部材１０４は、それらの下側の主面（下面）が湯面に接触するように配置されている。それにより、溶湯Ｍ１の表面に形成される酸化膜や溶湯Ｍ１の表面に浮遊する異物の鋳物Ｍ３への混入が抑制される。一方、外部形状規定部材１０３及び内部形状規定部材１０４は、それらの下面が湯面に接触しないように設置されてもよい。具体的には、外部形状規定部材１０３及び内部形状規定部材１０４は、それらの下面が湯面から所定の距離（例えば０．５ｍｍ程度）だけ離間するように配置されてもよい。それにより、外部形状規定部材１０３及び内部形状規定部材１０４では、熱変形や溶損が抑制されるため、耐久性が向上する。
【0018】
図２は、図１に示す形状規定部材１０２の平面図である。ここで、図１の形状規定部材１０２の断面図は、図２のＩ−Ｉ断面図に相当する。図２の例では、外部形状規定部材１０３は、例えば矩形状の平面形状を有し、中央部に円形状の開口部を有している。内部形状規定部材１０４は、円形状の平面形状を有し、外部形状規定部材１０３の開口部の中央部に配置されている。外部形状規定部材１０３と内部形状規定部材１０４との間の間隙が、溶湯が通過する溶湯通過部１０５となる。なお、図２におけるｘｙｚ座標は、図１と一致している。
【0019】
ここで、図２には、冷却部１０９のノズル先端部１１４も示されている。ノズル先端部１１４は、内部形状規定部材１０４の中央部に配置されている。ノズル先端部１１４には、平面視して溶湯通過部１０５に向けて開口する複数の冷却ガス吹き出し口１１４ａが設けられている。
【0020】
引上機１１５は、スタータ（導出部材）ＳＴを把持し、スタータＳＴを溶湯Ｍ１に浸漬させたり、溶湯Ｍ１に浸漬されたスタータＳＴを引き上げたりする。
【0021】
図１に示すように、溶湯Ｍ１は、浸漬されたスタータＳＴと結合した後、その表面膜や表面張力により外形を維持したままスタータＳＴに追従して引き上げられ、形状規定部材１０２の溶湯通過部１０５を通過する。溶湯Ｍ１が形状規定部材１０２の溶湯通過部１０５を通過することにより、溶湯Ｍ１に対し形状規定部材１０２から外力が印加され、鋳物Ｍ３の断面形状が規定される。ここで、溶湯Ｍ１の表面膜や表面張力によってスタータＳＴ（又は、スタータＳＴに追従して引き上げられた溶湯Ｍ１が凝固して形成された鋳物Ｍ３）に追従して湯面から引き上げられた溶湯を保持溶湯Ｍ２と呼ぶ。また、鋳物Ｍ３と保持溶湯Ｍ２との境界が凝固界面ＳＩＦである。
【0022】
支持ロッド１０６は、外部形状規定部材１０３を支持し、支持ロッド１０７は、内部形状規定部材１０４を支持する。支持ロッド１０６，１０７は何れもアクチュエータ１０８に連結されている。
【0023】
アクチュエータ１０８は、支持ロッド１０６，１０７を介して、外部形状規定部材１０３及び内部形状規定部材１０４を上下方向（ｚ軸方向）に移動させることができる。それにより、鋳造の進行による湯面の低下とともに、形状規定部材１０２を下方向に移動させることができる。
【0024】
冷却部１０９は、冷却ガス（例えば空気、窒素、アルゴンなど）をスタータＳＴや鋳物Ｍ３に吹き付けることで、間接的に保持溶湯Ｍ２を冷却する部である。冷却ガスの流量を増やすと凝固界面ＳＩＦの位置を下げることができ、冷却ガスの流量を減らすと凝固界面ＳＩＦの位置を上げることができる。なお、冷却部１０９も、上下方向（鉛直方向；ｚ軸方向）及び水平方向（ｘ軸方向及びｙ軸方向）に移動可能となっている。そのため、例えば、鋳造の進行による湯面の低下とともに、形状規定部材１０２の下方向の移動に合わせて、冷却部１０９を下方向に移動することができる。あるいは、引上機１１５や形状規定部材１０２の水平方向の移動に合わせて、冷却部１０９を水平方向に移動することができる。
【0025】
より具体的には、冷却部１０９は、冷却ガス供給部１１０と、ノズル１１１，１１２と、ノズル先端部１１３，１１４と、により構成される。冷却部１０９は、冷却ガス供給部１１０により供給された冷却ガスを、それぞれノズル１１１，１１２を介してノズル先端部１１３，１１４から吹き出す。
【0026】
ノズル先端部１１３は、鋳物Ｍ３の外側に鋳物Ｍ３の外周面を囲むようにして設けられている。ノズル先端部１１３に設けられた複数の冷却ガス吹き出し口は、凝固界面ＳＩＦ近傍の鋳物Ｍ３の外周面に向けて開口している。ノズル先端部１１３は、複数の冷却ガス吹き出し口から吹き出された冷却ガスを、凝固界面ＳＩＦ近傍の鋳物Ｍ３の外周面に吹き付ける。
【0027】
ノズル先端部１１４は、鋳物Ｍ３の内側（本例では、内部形状規定部材１０４の中央部）に設けられている。ノズル先端部１１４に設けられた複数の冷却ガス吹き出し口１１４ａは、凝固界面近傍ＳＩＦの鋳物Ｍ３の内周面に向けて開口している。ノズル先端部１１４は、複数の冷却ガス吹き出し口１１４ａから吹き出された冷却ガスを、凝固界面ＳＩＦ近傍の鋳物Ｍ３の内周面に吹き付ける。
【0028】
スタータＳＴに連結された引上機１１５により鋳物Ｍ３を引き上げつつ、冷却ガスによりスタータＳＴや鋳物Ｍ３を冷却することにより、凝固界面ＳＩＦ近傍の保持溶湯Ｍ２が上側（ｚ軸方向プラス側）から下側（ｚ軸方向マイナス側）へ順次凝固し、鋳物Ｍ３が形成されていく。引上機１１５による引上速度を速くすると凝固界面ＳＩＦの位置を上げることができ、引上速度を遅くすると凝固界面ＳＩＦの位置を下げることができる。
【0029】
また、引上機１１５を水平方向（ｘ軸方向やｙ軸方向）に移動させながら引き上げることにより、保持溶湯Ｍ２を斜め方向に導出することができる。そのため、鋳物Ｍ３の長手方向の形状を自由に変化させることができる。なお、引上機１１５を水平方向に移動させる代わりに、形状規定部材１０２を水平方向に移動させることにより、鋳物Ｍ３の長手方向の形状を自由に変化させてもよい。
【0030】
送風部１１６は、凝固界面ＳＩＦ近傍の鋳物Ｍ３の内周面に冷却ガスを吹き付けることにより発生する負圧領域Ｘに対して送風する部である。負圧領域Ｘの詳細については後述する。
【0031】
より具体的には、送風部１１６は、風供給部１１７と、ノズル１１８と、ノズル先端部１１９と、により構成される。送風部１１６は、風供給部１１７により供給された風（空気、又は、冷却ガスと同じ種類のガス等）を、ノズル１１８を介してノズル先端部１１９から送風する。
【0032】
ノズル先端部１１９は、引上機１１５付近からノズル１１８によって中空形状の鋳物Ｍ３の内側（筒内）に吊るされるようにして配置されている。ノズル先端部１１９に設けられた複数の送風口１１９ａは、冷却部１０９のノズル先端部１１４の上方に位置し、下方の負圧領域Ｘに向けて開口しており、負圧領域Ｘに対して送風する。上述のような送風部１１６の配置の場合、ノズル１１８を溶湯保持炉１０１内に設置する必要が無いため、送風部１１６の設置が容易である。
【0034】
図３及び図４は、比較例に係る自由鋳造装置の課題を説明するための図である。図３及び図４に示す自由鋳造装置には、送風部１１６が設けられていない。図５は、図１に示す自由鋳造装置の一部を示す拡大断面図である。
【0035】
図３に示すように、ノズル先端部１１４に設けられた複数の冷却ガス吹き出し口１１４ａから吹き出された冷却ガスの流れる流路（図中の黒い矢印）と、内部形状規定部材１０４の上面と、の間の空間は、冷却ガスの気流の影響で、大気圧よりも低い圧力値を示す負圧状態となる。この負圧状態の空間を負圧領域Ｘと称している。
【0036】
図４に示すように、送風部１１６が設けられていない場合、負圧領域Ｘに接する保持溶湯Ｍ２が負圧に引っ張られて中空形状の鋳物Ｍ３の内側に流れ込んでしまう場合がある。これを回避するためには、冷却ガスの流量を少なくして負圧領域Ｘの発生を抑制せざるを得ない。しかしながら、冷却ガスの流量を少なくすると、保持溶湯Ｍ２の凝固に時間がかかってしまい、鋳物Ｍ３の生産性が低下してしまう。
【0037】
それに対し、図５に示すように、送風部１１６が設けられた場合、送風部１１６から負圧領域Ｘに対して送風されることで、負圧領域Ｘの負圧状態が緩和される。つまり、負圧領域Ｘの圧力と大気圧との差圧が小さくなる。そのため、冷却ガスの流量を減らさなくても、保持溶湯Ｍ２が中空形状の鋳物Ｍ３の内側に流れ込むのを抑制することができる。
【0039】
まず、引上機１１５によりスタータＳＴを降下させ、外部形状規定部材１０３と内部形状規定部材１０４との間の溶湯通過部１０５を通して、スタータＳＴの先端部（下端部）を溶湯Ｍ１に浸漬させる（ステップＳ１０１）。
【0040】
次に、所定の速度でスタータＳＴの引き上げを開始する。ここで、スタータＳＴが湯面から離間しても、溶湯Ｍ１は、表面膜や表面張力によってスタータＳＴに追従して湯面から引き上げられ（導出され）保持溶湯Ｍ２を形成する。図１に示すように、保持溶湯Ｍ２は、形状規定部材１０２の溶湯通過部１０５に形成される。つまり、形状規定部材１０２により、保持溶湯Ｍ２に形状が付与される（ステップＳ１０２）。
【0041】
次に、スタータＳＴや鋳物Ｍ３は、冷却部１０９から吹き出される冷却ガスによって冷却される（ステップＳ１０３）。それにより、保持溶湯Ｍ２が間接的に冷却されて上側から下側に向かって順に凝固し、鋳物Ｍ３が成長していく（ステップＳ１０４）。このようにして、鋳物Ｍ３を連続鋳造することができる。
【0042】
ここで、ノズル先端部１１４に設けられた複数の冷却ガス吹き出し口１１４ａから吹き出された冷却ガスの流れる流路と、内部形状規定部材１０４の上面と、の間の空間には、冷却ガスの気流の影響により負圧領域Ｘが発生する。そこで、送風部１１６から負圧領域Ｘに対して送風する（ステップＳ１０３）。それにより、負圧領域Ｘの負圧状態が緩和される。つまり、負圧領域Ｘの圧力と大気圧との差圧が小さくなる。それにより、保持溶湯Ｍ２が中空形状の鋳物Ｍ３の内側に流れ込むのを抑制することができる。
【0043】
図７は、冷却ガスの流量と、負圧領域Ｘの圧力と大気圧との差圧と、の関係を示す図である。図７を参照すると、冷却ガスの流量がゼロの場合、負圧領域Ｘは発生しない（差圧はゼロである）が、冷却ガスの流量が増加するほど、負圧領域Ｘの負圧は大きくなる（負圧領域Ｘの圧力と大気圧との差圧は大きくなる）。また、冷却ガスの流量が一定である場合、冷却ガス吹き出し口１１４ａの面積が小さいほど、冷却ガスの流速が速くなるため、負圧領域Ｘの負圧は大きくなる。ここで、送風部１１６は、例えば図７に示す情報に基づいて負圧領域Ｘの圧力を推定し、風量を調整してもよい。
【0044】
このように、本実施の形態にかかる自由鋳造装置は、中空形状の鋳物Ｍ３の内周面に吹き付けられる冷却ガスの影響で発生する負圧領域Ｘに対して送風する送風部１１６を備える。それにより、本実施の形態にかかる自由鋳造装置は、負圧領域Ｘの負圧状態を緩和することができるため、保持溶湯Ｍ２が中空形状の鋳物Ｍ３の内側に流れ込むのを抑制することができる。
【0045】
＜実施の形態２＞図８は、実施の形態２に係る自由鋳造装置を模式的に示す断面図である。図８に示す自由鋳造装置では、図１に示す自由鋳造装置と比較して、送風部１１６が負圧領域Ｘの圧力に応じた風量で送風するフィードバック機能をさらに有する。なお、図８におけるｘｙｚ座標は、図１と一致している。
【0046】
具体的には、図８に示す自由鋳造装置は、負圧領域Ｘ内に設けられた圧力センサ１２０をさらに備える。圧力センサ１２０は、負圧領域Ｘの圧力を測定する。そして、送風部１１６は、圧力センサ１２０の測定結果に応じた風量で負圧領域Ｘに対して送風する。例えば、送風部１１６は、負圧領域Ｘの圧力と大気圧との差圧が小さい場合に風量を少なくし、負圧領域Ｘの圧力と大気圧との差圧が大きい場合に風量を多くする。
【0047】
それにより、本実施の形態にかかる自由鋳造装置は、負圧領域Ｘの負圧状態を緩和するのに適した流量の風を負圧領域Ｘに送り込むことが可能になるため、より正確に負圧領域Ｘの負圧状態を緩和することができる。
【0048】
＜実施の形態３＞図９は、実施の形態３に係る自由鋳造装置の一部を示す拡大断面図である。図１０は、図９に示す形状規定部材１０２周辺を示す平面図である。なお、図９及び図１０におけるｘｙｚ座標は、図１と一致している。
【0050】
図９に示す自由鋳造装置は、送風部１１６として、風供給部１１７、ノズル１２１及び複数のノズル先端部１２２を備える。ノズル１２１の一部は、溶湯Ｍ１内に設置されている。溶湯Ｍ１内に設置されたノズル１２１は、内部形状規定部材１０４の下面からその内部を通過して上面まで延在し、複数のノズル先端部１２２に接続される。図１０を参照すると、複数のノズル先端部１２２は、負圧領域Ｘに接する部材の一つである内部形状規定部材１０４の上面に、冷却部１０９のノズル先端部１１４を囲むように設けられている。そして、複数のノズル先端部１２２のそれぞれに設けられた複数の送風口１２２ａは、負圧領域Ｘに向けて開口している。
【0052】
それにより、本実施の形態にかかる自由鋳造装置は、より正確に負圧領域Ｘに風を送り込むことが可能になるため、より確実に負圧領域Ｘの負圧状態を緩和することができる。
【0053】
（図９に示す自由鋳造装置の変形例）図１１は、図９に示す自由鋳造装置の変形例の一部を示す拡大断面図である。図１２は、図１１に示す形状規定部材１０２周辺を示す平面図である。なお、図１１及び図１２におけるｘｙｚ座標は、図１と一致している。
【0055】
図１１に示す自由鋳造装置は、送風部１１６として、風供給部１１７、ノズル１２３及びノズル先端部１２４を備える。ノズル１２３の一部は、溶湯Ｍ１内に設置されている。溶湯Ｍ１内に設置されたノズル１２３は、内部形状規定部材１０４の下面からその内部を通過して上面まで延在し、ノズル先端部１２４に接続される。ここで、送風部１１６のノズル先端部１２４は、冷却部１０９のノズル先端部１１４を形成する円柱状の部材を共用している。図１１及び図１２を参照すると、複数の送風口１２４ａは、負圧領域Ｘに接する部材の一つであるノズル先端部１１４，１２４を形成する円柱状の部材、の側面に設けられ、負圧領域Ｘに向けて開口している。
【0057】
それにより、本実施の形態にかかる自由鋳造装置は、より正確に負圧領域Ｘに風を送り込むことが可能になるため、より確実に負圧領域Ｘの負圧状態を緩和することができる。
【0058】
以上のように、上記実施の形態１乃至３にかかる自由鋳造装置は、中空形状の鋳物Ｍ３の内周面に吹き付けられる冷却ガスの影響で発生する負圧領域Ｘに対して送風する送風部１１６を備える。それにより、上記実施の形態１乃至３にかかる自由鋳造装置は、負圧領域Ｘの負圧状態を緩和することができるため、保持溶湯Ｍ２が中空形状の鋳物Ｍ３の内側に流れ込むのを抑制することができる。
【0059】
上記実施の形態では、円筒形状の鋳物を鋳造する場合を例に説明したが、これに限られない。角筒形状等のその他の中空形状の鋳物を鋳造する場合にも、本発明を適用可能である。
【0060】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【0061】
１０１ 溶湯保持炉１０２ 形状規定部材
１０３ 外部形状規定部材
１０４ 内部形状規定部材
１０５ 溶湯通過部
１０６ 支持ロッド
１０７ 支持ロッド
１０８ アクチュエータ
１０９ 冷却部
１１０ 冷却ガス供給部
１１１ ノズル
１１２ ノズル
１１３ ノズル先端部
１１４ ノズル先端部
１１４ａ 冷却ガス吹き出し口
１１５ 引上機
１１６ 送風部
１１７ 風供給部
１１８ ノズル
１１９ ノズル先端部
１１９ａ 送風口
１２０ 圧力センサ
１２１ ノズル
１２２ ノズル先端部
１２２ａ 送風口
１２３ ノズル
１２４ ノズル先端部
１２４ａ 送風口
Ｍ１ 溶湯
Ｍ２ 保持溶湯
Ｍ３ 鋳物
ＳＩＦ 凝固界面
ＳＴ スタータ