知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】
(24)【登録日】2024-06-17
(45)【発行日】2024-06-25
(54)【発明の名称】鋳塊の製造装置
(51)【国際特許分類】
B22D 11/124 20060101AFI20240618BHJP
B22D 11/04 20060101ALI20240618BHJP
【ＦＩ】
B22D11/124 S
B22D11/04 311F
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2020117371
(22)【出願日】2020-07-07
(65)【公開番号】P2022014813
(43)【公開日】2022-01-20
【審査請求日】2023-01-20
(73)【特許権者】
【識別番号】000004455
【氏名又は名称】株式会社レゾナック
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100163496
【弁理士】
【氏名又は名称】荒 則彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100137017
【弁理士】
【氏名又は名称】眞島 竜一郎
(72)【発明者】
【氏名】張 ▲ヨウ▼
(72)【発明者】
【氏名】木村 佳文
(72)【発明者】
【氏名】山根 冴羽
【審査官】有田 恭子
(56)【参考文献】
【文献】特開平０５－３１８０３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－０７７０１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００１－５２０１２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表平１０－５００６２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５９－０９２１４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０３５３１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５３－０１５２２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－０１０９２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１１５１６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－２６２４４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０３７６２２（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】
上下方向において開口した筒状の鋳型の上部側から溶湯を供給し、冷却水の供給により冷却されて凝固した鋳塊を前記鋳型の下部側から連続的に引き出す鋳塊の製造装置であって、前記鋳型の内周側の下端部から上方側に向かって、前記鋳塊の表面との間に全周に亘って隙間を形成する隙間形成部と、
前記隙間に向けて冷却水を供給する冷却水供給部とを備え、
前記冷却水供給部は、前記隙間形成部の上部と接続された第１の供給路と、前記隙間形成部の前記第１の供給路よりも下方側と接続された第２の供給路とを有し、
前記第１の供給路は、前記隙間形成部の上面に第１の流出口を有し、前記鋳型の外周側から内周側の前記第１の流出口に向かって斜め下方向に延在し、且つ、その間に亘って湾曲した流路を形成すると共に、前記第１の流出口に向かって、その流路断面積が漸次小さくなっており、
前記第２の供給路は、前記隙間形成部の側面に第２の流出口を有し、前記鋳型の外周側から内周側に向かって水平方向に延在し、且つ、その途中から内周側の前記第２の流出口に向かって斜め下方向に向かって延在する流路を形成すると共に、水平方向に延在する部分よりも斜め下方向に延在する部分の流路断面積が小さくなっており、
前記第１の供給路の前記第１の流出口における中心軸が前記鋳塊の表面に対して為す角度を０°～５°とし、
前記第２の供給路の前記第２の流出口における中心軸が前記鋳塊の表面に対して為す角度を２０°～４５°とし、
前記鋳型の内周側の下端部から上方側に向かって前記隙間の長さを１０ｍｍ以下とし、
前記鋳塊の表面との間の前記隙間の幅を１ｍｍ～５ｍｍの範囲とし、
前記第１の供給路の前記第１の流出口と前記鋳塊の表面との間の水平距離を０ｍｍ～５ｍｍとし、
前記鋳型の上端部から前記隙間の上端部までの垂直距離を２５ｍｍ～５０ｍｍとし、
前記第１の流出口から前記隙間に供給される冷却水を前記鋳塊の表面に沿って流下すると共に、前記第２の流出口から前記隙間に供給される冷却水を前記第１の流出口から前記隙間に供給された冷却水の流れに合流しながら前記鋳塊の表面に沿って流下することを特徴とする鋳塊の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鋳塊の製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、上下方向において開口した筒状の鋳型の上部側から溶湯を供給し、冷却水の供給により冷却されて凝固した鋳塊を鋳型の下部側から連続的に引き出す連続鋳造機がある（下記特許文献１を参照。）。
【0003】
具体的に、下記特許文献１には、「鋳型上部から溶湯を供給し、鋳型下方において冷却水を供給して、凝固した鋳塊を鋳型下部から引き出すアルミニウム鋳塊の連続鋳造において、鋳型下方における冷却水の供給は上下２段で行われ、上段で供給された冷却水のうち鋳塊表面で散乱した冷却水は全て下段で供給された冷却水により吸収されて鋳塊の冷却に再利用されることを特徴とするアルミニウム鋳塊の連続鋳造方法」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００３－２１１２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上述した従来の連続鋳造機では、鋳型の下部側に孔部やスリットを設けて、鋳型の下部側から引き出された鋳塊の表面に対して、孔部から流出した冷却水をジェット流の状態や、スリットから流出した冷却水を水膜流の状態で供給している。
【0006】
この場合、鋳塊の冷却強化を図るため、冷却水の水量を増加したり、孔部の径やスリットの幅を小さくして、冷却水の流速を増加させたりすると、鋳塊の表面に衝突した冷却水が跳ね返って、冷却水が飛散することになる。
【0007】
冷却水の飛散が生じると、鋳塊の冷却に寄与する冷却水の量が著しく減少するため、鋳塊の表面組織及び内部組織の粗大化による品質の劣化を招くおそれがある。また、場合によっては、鋳塊の再溶解による湯漏れのトラブルが発生してしまう。さらに、鋳塊の径を大きくした場合には、鋳塊の冷却不足により鋳造速度を十分に上げることができず、生産性の低下を招くことになる。
【0008】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、鋳塊を効率良く冷却することを可能とした鋳塊の製造装置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】
【0009】
本発明は以下の手段を提供する。
（１） 上下方向において開口した筒状の鋳型の上部側から溶湯を供給し、冷却水の供給により冷却されて凝固した鋳塊を前記鋳型の下部側から連続的に引き出す鋳塊の製造装置であって、
前記鋳型の内周側の下端部から上方側に向かって、前記鋳塊の表面との間に全周に亘って隙間を形成する隙間形成部と、
前記隙間に向けて冷却水を供給する冷却水供給部とを備え、
前記冷却水供給部は、前記隙間形成部の上部と接続された第１の供給路と、前記隙間形成部の前記第１の供給路よりも下方側と接続された第２の供給路とを有し、
前記第１の供給路は、前記隙間形成部の上面に第１の流出口を有し、前記鋳型の外周側から内周側の前記第１の流出口に向かって斜め下方向に延在し、且つ、その間に亘って湾曲した流路を形成すると共に、前記第１の流出口に向かって、その流路断面積が漸次小さくなっており、
前記第２の供給路は、前記隙間形成部の側面に第２の流出口を有し、前記鋳型の外周側から内周側に向かって水平方向に延在し、且つ、その途中から内周側の前記第２の流出口に向かって斜め下方向に向かって延在する流路を形成すると共に、水平方向に延在する部分よりも斜め下方向に延在する部分の流路断面積が小さくなっており、
前記第１の供給路の前記第１の流出口における中心軸が前記鋳塊の表面に対して為す角度を０°～５°とし、
前記第２の供給路の前記第２の流出口における中心軸が前記鋳塊の表面に対して為す角度を２０°～４５°とし、
前記鋳型の内周側の下端部から上方側に向かって前記隙間の長さを１０ｍｍ以下とし、
前記鋳塊の表面との間の前記隙間の幅を１ｍｍ～５ｍｍの範囲とし、
前記第１の供給路の前記第１の流出口と前記鋳塊の表面との間の水平距離を０ｍｍ～５ｍｍとし、
前記鋳型の上端部から前記隙間の上端部までの垂直距離を２５ｍｍ～５０ｍｍとし、
前記第１の流出口から前記隙間に供給される冷却水を前記鋳塊の表面に沿って流下すると共に、前記第２の流出口から前記隙間に供給される冷却水を前記第１の流出口から前記隙間に供給された冷却水の流れに合流しながら前記鋳塊の表面に沿って流下することを特徴とする鋳塊の製造装置。
（１） 上下方向において開口した筒状の鋳型の上部側から溶湯を供給し、冷却水の供給により冷却されて凝固した鋳塊を前記鋳型の下部側から連続的に引き出す鋳塊の製造装置であって、
前記鋳型の内周側の下端部から上方側に向かって、前記鋳塊の表面との間に全周に亘って隙間を形成する隙間形成部と、
前記隙間に向けて冷却水を供給する冷却水供給部とを備え、
前記冷却水供給部は、前記隙間形成部の上部と接続された第１の供給路と、前記隙間形成部の前記第１の供給路よりも下方側と接続された第２の供給路とを有し、
前記第１の供給路は、前記隙間形成部の上面に第１の流出口を有し、前記鋳型の外周側から内周側の前記第１の流出口に向かって斜め下方向に延在し、且つ、その間に亘って湾曲した流路を形成すると共に、前記第１の流出口に向かって、その流路断面積が漸次小さくなっており、
前記第２の供給路は、前記隙間形成部の側面に第２の流出口を有し、前記鋳型の外周側から内周側に向かって水平方向に延在し、且つ、その途中から内周側の前記第２の流出口に向かって斜め下方向に向かって延在する流路を形成すると共に、水平方向に延在する部分よりも斜め下方向に延在する部分の流路断面積が小さくなっており、
前記第１の供給路の前記第１の流出口における中心軸が前記鋳塊の表面に対して為す角度を０°～５°とし、
前記第２の供給路の前記第２の流出口における中心軸が前記鋳塊の表面に対して為す角度を２０°～４５°とし、
前記鋳型の内周側の下端部から上方側に向かって前記隙間の長さを１０ｍｍ以下とし、
前記鋳塊の表面との間の前記隙間の幅を１ｍｍ～５ｍｍの範囲とし、
前記第１の供給路の前記第１の流出口と前記鋳塊の表面との間の水平距離を０ｍｍ～５ｍｍとし、
前記鋳型の上端部から前記隙間の上端部までの垂直距離を２５ｍｍ～５０ｍｍとし、
前記第１の流出口から前記隙間に供給される冷却水を前記鋳塊の表面に沿って流下すると共に、前記第２の流出口から前記隙間に供給される冷却水を前記第１の流出口から前記隙間に供給された冷却水の流れに合流しながら前記鋳塊の表面に沿って流下することを特徴とする鋳塊の製造装置。
【発明の効果】
【0010】
以上のように、本発明によれば、鋳塊を効率良く冷却することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施形態に係る連続鋳造機が備える鋳型の要部を拡大した断面図である。
【図5】鋳型の変形例を示す断面図である。
【図6】実施例６～９で用いた鋳型の形状を示す断面図である。
【図7】実施例１０で用いた鋳型の形状を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明を適用した鋳塊の製造方法及び製造装置について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を模式的に示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を模式的に示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【0013】
【0014】
本実施形態の連続鋳造機１は、図１に示すように、上下方向において開口した筒状の鋳型２の上部側から溶湯Ｌを供給し、冷却水Ｈの供給により冷却されて凝固した鋳塊Ｓを鋳型２の下部側から連続的に引き出す縦型連続鋳造機である。
【0015】
連続鋳造機１は、例えば、アルミニウム合金のスラブ（矩形断面）やアルミニウムのビレット（円形断面）など、アルミニウム合金の鋳塊Ｓを連続鋳造する際に用いられる。なお、鋳塊Ｓの種類については、上述したアルミニウム合金に限らず、この連続鋳造機１を用いて連続鋳造が可能な金属であればよい。
【0016】
本実施形態の連続鋳造機１では、鋳造条件として、例えば鋳造速度を２００～４００ｍｍ／分とし、鋳型２に供給する溶湯Ｌの温度をアルミニウ合金の液相線以上とし、有効モールド長（以下、「ＥＭＬ」という。）を２５～５０ｍｍとし、鋳塊Ｓの径（以下、「鋳造径」という。）φを３０～６０ｍｍとしている。
【0017】
アルミニウム合金は、Ａｌ－Ｓｉ過共晶系合金とする。本実施形態では、連続鋳造機１を用いて、Ａｌ中に１２．８～２０質量％のＳｉを含有するアルミニウム合金の鋳造棒（ビレット）を製造する場合を例示している。
【0018】
鋳造速度が２００ｍｍ／分未満なると、アルミニウム合金の溶湯Ｌが鋳型２内で凝固し、鋳造の継続ができなくなる。一方、鋳造速度が４００ｍｍ／分を超えると、アルミニウム合金の溶湯Ｌが固まり切らずにブレークアウトする。
【0019】
連続鋳造機１では、溶湯Ｌと接する鋳型２との熱伝導により溶湯Ｌが一次冷却され、鋳塊Ｓの表面に凝固殻が形成される。ＥＭＬが２５ｍｍ未満になると、この凝固殻が十分に形成されず、鋳塊Ｓの下部で溶湯Ｌの抜けが頻々発生してしまう。一方、ＥＭＬが５０ｍｍを超えると、鋳型２との熱伝導が冷却水Ｈより低いため、粗大セル層が形成され、初晶Ｓｉサイズの増大が発生する。
【0020】
鋳造径φを３０ｍｍ以上且つ６０ｍｍ以下とした場合には、初晶Ｓｉサイズがモールドに影響を及ぼさない。なお、鋳型２の内径は、鋳造径φに合わせて３０～６０ｍｍである。
【0021】
本実施形態の連続鋳造機１は、鋳型２の内周側の下端部から上方側に向かって、鋳塊Ｓの表面との間に隙間Ｋを形成する隙間形成部３と、隙間Ｋに向けて冷却水Ｈを供給する冷却水供給部４とを備えている。
【0022】
隙間形成部３は、鋳型２の内周側を全周に亘って鋳型２の下端部から上方側に向かって切り欠くことによって、鋳塊Ｓの周囲に全周に亘って隙間Ｋを形成している。
【0023】
冷却水供給部４は、隙間形成部３の上部と接続された第１の供給路５と、隙間形成部３の第１の供給路５よりも下方側と接続された第２の供給路６とを有している。
【0024】
第１の供給路５は、隙間形成部３の上面に第１の流出口５ａを有している。第１の流出口５ａは、鋳塊Ｓの周方向に並ぶ複数の孔部又は鋳塊Ｓの周方向に連続したスリットにより構成されている。第１の供給路５は、鋳型２の外周側から内周側の第１の流出口５ａに向かって斜め下方向に延在し、且つ、その間に亘って湾曲した流路を形成している。また、第１の供給路５は、第１の流出口５ａに向かって、その流路断面積が漸次小さくなっている。
【0025】
第２の供給路６は、隙間形成部３の側面に第２の流出口６ａを有している。第２の流出口６ａは、鋳塊Ｓの周方向に並ぶ複数の孔部又は鋳塊Ｓの周方向に連続したスリットにより構成されている。第２の供給路６は、鋳型２の外周側から内周側に向かって水平方向に延在し、且つ、その途中から内周側の第２の流出口６ａに向かって斜め下方向に向かって延在する流路を形成している。また、第２の供給路６は、水平方向に延在する部分よりも斜め下方向に延在する部分の流路断面積が小さくなっている。
【0026】
以上のような構成を有する本実施形態の連続鋳造機１では、第１の供給路５から隙間Ｋの上部に冷却水Ｈが供給される。隙間Ｋの上部から供給された冷却水Ｈは、鋳塊Ｓの表面に沿って鋳塊Ｓの全周に亘ってカーテン状に流下する。これにより、冷却水Ｈの飛散を防ぎながら、この冷却水Ｈにより鋳塊Ｓを効率良く冷却することが可能である。また、隙間Ｋの上部は、第１の供給路５から供給された冷却水Ｈが鋳塊Ｓの表面に直接接して急冷される部分となるため、初晶Ｓｉサイズの微細化が可能となる。
【0027】
また、本実施形態の連続鋳造機１では、第１の供給路５から隙間Ｋに供給された冷却水Ｈの流れに沿って、第２の供給路６から隙間Ｋに冷却水Ｈが供給される。この冷却水Ｈは、鋳塊Ｓの表面に沿って流下する冷却水Ｈの流れに合流しながら、隙間Ｋの上部よりも下方側から鋳塊Ｓの表面に沿って鋳塊Ｓの全周に亘ってカーテン状に流下する。これにより、冷却水Ｈの飛散を防ぎながら、鋳塊Ｓを冷却する冷却水Ｈの水量を増加し、冷却速度を大きくすることが可能である。
【0028】
以上のように、本実施形態の連続鋳造機１では、鋳塊Ｓの表面に衝突した冷却水Ｈが跳ね返って飛散するといったことがなく、隙間Ｋから鋳塊Ｓの表面に沿って流下する冷却水Ｈによって、鋳塊Ｓを効率良く冷却することが可能である。
【0029】
（鋳塊の製造方法）
次に、本発明の一実施形態に係る鋳塊の製造方法について説明する。
本実施形態の鋳塊の製造方法は、上記連続鋳造機１を用いた連続鋳造方法として、鋳型２の内周側の下端部から上方側に向かって、鋳塊Ｓの表面との間に隙間Ｋを設けて、この隙間Ｋに向けて冷却水Ｈを供給しながら、隙間Ｋから鋳塊Ｓの表面に沿って冷却水Ｈを流下させることを特徴とする。
次に、本発明の一実施形態に係る鋳塊の製造方法について説明する。
本実施形態の鋳塊の製造方法は、上記連続鋳造機１を用いた連続鋳造方法として、鋳型２の内周側の下端部から上方側に向かって、鋳塊Ｓの表面との間に隙間Ｋを設けて、この隙間Ｋに向けて冷却水Ｈを供給しながら、隙間Ｋから鋳塊Ｓの表面に沿って冷却水Ｈを流下させることを特徴とする。
【0030】
本実施形態の鋳塊の製造方法では、鋳塊Ｓの表面に衝突した冷却水Ｈが跳ね返って飛散するといったことがなく、隙間Ｋから鋳塊Ｓの表面に沿って流下する冷却水Ｈによって、鋳塊Ｓを効率良く冷却することが可能である。
【0031】
これにより、鋳塊Ｓでは、Ａｌ－Ｓｉ過共晶系アルミニウム合金の組織内における初晶Ｓｉが粗大化することを抑制している。すなわち、この初晶Ｓｉの平均粒子径は、連続鋳造時におけるアルミニウム合金の溶湯Ｌの冷却速度に依存する。したがって、鋳塊Ｓの冷却速度を大きくすることで、初晶Ｓｉの平均粒子径を小さくすることが可能である。具体的に、本実施形態では、初晶Ｓｉの平均粒子径を１５μｍ以下とすることが可能である。
【0032】
一方、Ａｌ－Ｓｉ過共晶系アルミニウム合金は、組織内の初晶Ｓｉが粗大になると、切削加工時の刃具寿命の悪化や、鍛造時の型寿命が短くなるなどの不都合が生じる。これに対して、本実施形態の鋳塊の製造方法では、均一微細な初晶Ｓｉを有したＡｌ－Ｓｉ過共晶系アルミニウム合金の鋳造棒を製造することができ、この鋳造棒の加工性が向上する。
【0033】
また、本実施形態の鋳塊の製造方法では、図２に示すように、第１の供給路５の第１の流出口５ａにおける中心軸ＡＸが鋳塊Ｓの表面に対して為す角度αを０～５°とすることが好ましい。この角度αの範囲とすることで、隙間Ｋの上部から供給された冷却水Ｈを鋳塊Ｓの表面に沿って流下させることが可能である。
【0034】
また、隙間Ｋは、鋳型２の内周側の下端部から上方側に向かって長さＤを１０ｍｍ以下とし、鋳塊Ｓの表面との間の幅Ｗを１～５ｍｍの範囲とすることが好ましい。これにより、隙間Ｋに供給された冷却水Ｈを鋳塊Ｓの表面に沿って流下させることが可能である。
【0035】
なお、隙間Ｋの幅Ｗが１ｍｍ未満になると、隙間Ｋに供給される冷却水Ｈが鋳造方向に抜けきらず、逆流を起こして溶湯爆散を起こす可能性がある。このため、隙間Ｋの幅Ｗは、少なくとも１ｍｍ以上とすることが好ましい。一方、隙間Ｋの幅Ｗが５ｍｍを超えると、鋳塊Ｓの表面に冷却水Ｈをうまく沿わすことができず、冷却性能が低下することになる。その結果、上述した鋳塊Ｓの組織内における初晶Ｓｉが粗大化することになる。これを防ぐため、隙間Ｋの幅Ｗは、５ｍｍ以下とすることが好ましい。
【0036】
また、本実施形態の鋳塊の製造方法では、図３に示すように、第１の供給路５の第１の流出口５ａと鋳塊Ｓの表面との間の水平距離ｄｈを０～５ｍｍとすることが好ましい。この水平距離ｄの範囲とすることで、隙間Ｋの上部から供給された冷却水Ｈを鋳塊Ｓの表面に沿って流下させることが可能である。
【0037】
また、本実施形態の鋳塊の製造方法では、図４に示すように、鋳型２の上端部から隙間Ｋの上端部までの垂直距離ｄｖを２５～５０ｍｍとすることが好ましい。垂直距離ｄｖは、上記ＥＭＬに相当する。
【0038】
冷却水Ｈにより強制冷却されて凝固する鋳塊Ｓのうち、鋳型２と接触する部分は、隙間Ｋよりも上方に位置して、鋳型２との熱伝導により鋳塊Ｓの表層が間接的に冷却（徐冷）されて凝固する。したがって、この鋳型２と接触する部分は、比較的粗い結晶組織となり易い。
【0039】
このため、垂直距離ｄｖ（ＥＭＬ）が２５ｍｍ未満になると、この凝固殻が十分に形成されず、鋳塊Ｓの下部で溶湯Ｌの抜けが頻々発生してしまう。一方、垂直距離ｄｖ（ＥＭＬ）が５０ｍｍを超えると、鋳型２との熱伝導が冷却水Ｈより低いため、粗大セル層が形成され、初晶Ｓｉサイズの増大が発生する。
【0040】
すなわち、垂直距離ｄｖ（ＥＭＬ）が長くなり過ぎると、それに伴って鋳塊Ｓの表層部における粗い結晶組織の厚さが増大することになる。一方、垂直距離ｄｖ（ＥＭＬ）を短くするほど、溶湯Ｌが鋳型２に供給されてから水冷によって直接冷却されるまでの時間が短くなる。これにより、鋳塊Ｓの表層が間接的に冷却（徐冷）される時間が短くなるために、鋳塊Ｓの表面の逆偏析相が薄くなり、平滑な表面が得られる。
【0041】
また、本実施形態の鋳塊の製造方法では、図２に示すように、第２の供給路６の第２の流出口６ａにおける中心軸ＢＸが鋳塊Ｓの表面に対して為す角度βを２０～４５°とすることが好ましい。この角度βの範囲とすることで、第２の供給路６から供給される冷却水Ｈを隙間Ｋの上部から鋳塊Ｓの表面に沿って流下する冷却水Ｈの流れに合流させながら、鋳塊Ｓの表面に沿って流下させることが可能である。
【0042】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記連続鋳造機１では、冷却水供給部４として、第１の供給路５及び第２の供給路６を備えた構成となっているが、場合によっては、第１の供給路５のみの構成とすることも可能である。一方、隙間形成部３の第１の供給路５よりも下方側に複数の第２の供給路６を接続した構成とすることも可能である。
例えば、上記連続鋳造機１では、冷却水供給部４として、第１の供給路５及び第２の供給路６を備えた構成となっているが、場合によっては、第１の供給路５のみの構成とすることも可能である。一方、隙間形成部３の第１の供給路５よりも下方側に複数の第２の供給路６を接続した構成とすることも可能である。
【0043】
また、上記連続鋳造機１では、隙間Ｋが上端から下端まで一定の幅Ｗとなっているが、隙間Ｋの幅Ｗを変更することも可能である。例えば、隙間Ｋは、図５（Ａ）に示すように、第２の流出口６ａから下端に向かって、幅Ｗが漸次拡大した広口（テーパー）形状を有していてもよい。これにより、第２の供給路６から供給される冷却水Ｈの水量を増加した場合でも、冷却水Ｈの飛散を防ぎながら、鋳塊Ｓの表面に沿って流下する冷却水Ｈの流れに第２の流出口６ａから流出される冷却水Ｈを合流させることが可能である。
【0044】
さらに、隙間Ｋは、図５（Ｂ）に示すように、第１の流出口５ａから第２の流出口６ａとの合流位置に向かって、幅Ｗが漸次縮小した狭口（逆テーパー）形状を有していてもよい。また、第２の流出口６ａとの合流位置における幅Ｗは１ｍｍ以上とすることが好ましい。これにより、第１の流出口５ａから流出される冷却水Ｈが鋳塊Ｓの表面に沿い易くなり、冷却性能を高めることが可能である。
【実施例】
【0045】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【0046】
本実施例では、上記連続鋳造機１を用いて、Ａｌ－Ｓｉ過共晶系アルミニウム合金からなるビレット（鋳塊）を製造した。このアルミニウム合金の組成を下記表１に示す。
【0047】
【表1】
【0048】
また、ビレットの鋳造条件は以下のとおりである。
鋳造径φ：４０ｍｍ
鋳造速度：２８５ｍｍ／分
溶湯温度：７４０℃
冷却水量：２５Ｌ／分（１本）
鋳造本数：４本
鋳造径φ：４０ｍｍ
鋳造速度：２８５ｍｍ／分
溶湯温度：７４０℃
冷却水量：２５Ｌ／分（１本）
鋳造本数：４本
【0049】
（実施例１）
実施例１では、第１の供給路５の角度αを３°、第１の供給路５からの水流量を１５Ｌ／分（１本）とし、第２の供給路６の角度βを３０°、第２の供給路６からの水流量を１０Ｌ／分（１本）として、ビレットの製造を行った。また、鋳型２の水平距離ｄｈを２ｍｍ、鋳型２の垂直距離ｄｖを３５ｍｍ、隙間Ｋの長さＤを８ｍｍ、隙間Ｋの幅Ｗを１ｍｍとしている。
実施例１では、第１の供給路５の角度αを３°、第１の供給路５からの水流量を１５Ｌ／分（１本）とし、第２の供給路６の角度βを３０°、第２の供給路６からの水流量を１０Ｌ／分（１本）として、ビレットの製造を行った。また、鋳型２の水平距離ｄｈを２ｍｍ、鋳型２の垂直距離ｄｖを３５ｍｍ、隙間Ｋの長さＤを８ｍｍ、隙間Ｋの幅Ｗを１ｍｍとしている。
【0050】
（実施例２）
実施例１では、隙間Ｋの幅Ｗを６ｍｍとした以外は、実施例１と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
実施例１では、隙間Ｋの幅Ｗを６ｍｍとした以外は、実施例１と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
【0051】
（実施例３）
実施例３では、第２の供給路６からの冷却水Ｈの供給を停止し、第１の供給路５からの水流量を２５Ｌ／分（１本）とした以外は、実施例１と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
実施例３では、第２の供給路６からの冷却水Ｈの供給を停止し、第１の供給路５からの水流量を２５Ｌ／分（１本）とした以外は、実施例１と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
【0052】
（実施例４）
実施例４では、隙間Ｋの幅Ｗを５ｍｍとした以外は、実施例３と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
実施例４では、隙間Ｋの幅Ｗを５ｍｍとした以外は、実施例３と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
【0053】
（実施例５）
実施例４では、隙間Ｋの幅Ｗを６ｍｍとした以外は、実施例３と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
実施例４では、隙間Ｋの幅Ｗを６ｍｍとした以外は、実施例３と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
【0054】
（実施例６）
実施例６では、図６に示すように、第１の供給路５を省略し、上端から下端に向かって幅Ｗが漸次拡大した広口（テーパー）形状の隙間Ｋを有する鋳型２を用いて、隙間Ｋの幅Ｗ（テーパー下端の最大幅）を５ｍｍとし、第２の供給路６の角度αを３０°、第２の供給路６からの水流量を２５Ｌ／分（１本）とした以外は、実施例１と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
実施例６では、図６に示すように、第１の供給路５を省略し、上端から下端に向かって幅Ｗが漸次拡大した広口（テーパー）形状の隙間Ｋを有する鋳型２を用いて、隙間Ｋの幅Ｗ（テーパー下端の最大幅）を５ｍｍとし、第２の供給路６の角度αを３０°、第２の供給路６からの水流量を２５Ｌ／分（１本）とした以外は、実施例１と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
【0055】
（実施例７）
実施例７では、鋳造径φを５７ｍｍとした以外は、実施例６と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
実施例７では、鋳造径φを５７ｍｍとした以外は、実施例６と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
【0056】
（実施例８）
実施例８では、鋳造径φを５７ｍｍ、鋳造速度を２００ｍｍ／分とした以外は、実施例６と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
実施例８では、鋳造径φを５７ｍｍ、鋳造速度を２００ｍｍ／分とした以外は、実施例６と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
【0057】
（実施例９）
実施例９では、鋳造径φを５７ｍｍ、鋳造速度を３５０ｍｍ／分とした以外は、実施例６と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
実施例９では、鋳造径φを５７ｍｍ、鋳造速度を３５０ｍｍ／分とした以外は、実施例６と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
【0058】
（実施例１０）
実施例１０では、図７に示すように、第１の供給路５を省略し、上端から下端に向かって幅Ｗが漸次拡大した広口（テーパー）形状の隙間Ｋを有し、２つの第２の供給路６が上下方向に並んで設けられた鋳型２を用いて、鋳造径φを５７ｍｍ、鋳造速度を４００ｍｍ／分とした以外は、実施例６と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
実施例１０では、図７に示すように、第１の供給路５を省略し、上端から下端に向かって幅Ｗが漸次拡大した広口（テーパー）形状の隙間Ｋを有し、２つの第２の供給路６が上下方向に並んで設けられた鋳型２を用いて、鋳造径φを５７ｍｍ、鋳造速度を４００ｍｍ／分とした以外は、実施例６と同じ条件で、ビレットの製造を行った。
【0059】
実施例１～１０について、鋳造したビレットの初晶Ｓｉの平均粒子径を下記（ａ）～（ｃ）の条件で測定し、その評価を行った。
（ａ）試料のサンプリング箇所
サンプリング箇所は、溶湯温度が７１０℃とした。
（ｂ）測定方法・測定条件
画像解析方法を用いて、半径方向断面の初晶Ｓｉサイズを求めた。
ビレットの中心で倍率２００倍の５視野（１つ視野面積：２８６０００μｍ２）で測定した結果の平均値を算出した。
（ｃ）測り方
画像解析方法を用いて、初晶Ｓｉサイズの円相当径を求めた。
（ａ）試料のサンプリング箇所
サンプリング箇所は、溶湯温度が７１０℃とした。
（ｂ）測定方法・測定条件
画像解析方法を用いて、半径方向断面の初晶Ｓｉサイズを求めた。
ビレットの中心で倍率２００倍の５視野（１つ視野面積：２８６０００μｍ２）で測定した結果の平均値を算出した。
（ｃ）測り方
画像解析方法を用いて、初晶Ｓｉサイズの円相当径を求めた。
【0060】
判定基準は、初晶Ｓｉサイズが１５μｍ以下のものを合格として判断した。これらをまとめたものを下記表２に示す。
【0061】
【表2】
【0062】
表２に示すように、実施例１～１０では、何れもＡｌ－Ｓｉ過共晶系アルミニウム合金の組織内における初晶Ｓｉが粗大化することを抑制することができた。その中でも、実施例２，５では、初晶Ｓｉの平均粒子径を１６μｍ以下とし、実施例１，３，４では、初晶Ｓｉの平均粒子径を１５μｍ以下とすることができた。
【符号の説明】
【0063】
１…連続鋳造機 ２…鋳型 ３…隙間形成部 ４…冷却水供給部 ５…第１の供給路 ６…第２の供給路 Ｌ…溶湯 Ｓ…鋳塊 Ｈ…冷却水 Ｋ…隙間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】