(57)【要約】【課題】スタータＳＴを再利用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。【解決手段】本発明の一態様に係る引上式連続鋳造装置は、溶湯Ｍ１を保持する溶湯保持炉１０１と、溶湯保持炉１０１に保持された溶湯Ｍ１の湯面から溶湯Ｍ１を導出する導出部と、湯面近傍に設置され、スタータＳＴによって導出される保持溶湯Ｍ２に外力を印加することにより、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材１０２と、形状規定部材１０２を通過した保持溶湯Ｍ２を冷却する冷却ガスノズル１０６と、を備え、導出部は、溶湯Ｍ１に浸漬されるスタータＳＴと、スタータＳＴの表面を覆う保護被膜Ｄ１と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯を保持する保持炉と、
前記保持炉に保持された前記溶湯の湯面から前記溶湯を導出する導出部と、
前記湯面近傍に設置され、前記導出部によって導出される前記溶湯に外力を印加することにより、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、を備え、
前記導出部は、
前記溶湯に浸漬される導出部材と、
前記導出部材の表面を覆う保護被膜と、を有する、引上式連続鋳造装置。
【請求項２】
前記導出部材の融点は前記溶湯の融点よりも高い、請求項１に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項３】
前記溶湯はアルミニウム又はその合金であって、
前記導出部材は鉄又はその合金によって構成される、請求項１又は２に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項４】
前記溶湯はアルミニウム又はその合金であって、
前記導出部材はステンレスによって構成される、請求項１〜３の何れか一項に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項５】
前記保護被膜は、前記導出部材の表面に析出された塩結晶である、請求項３又は４に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項６】
前記塩結晶は、前記導出部材を食塩水に浸漬し乾燥させることで当該導出部材の表面に析出される、請求項５に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項７】
前記塩結晶は、前記導出部材を加熱した状態で食塩水に浸漬し乾燥させることで当該導出部材の表面に析出される、請求項５に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項８】
前記導出部材の加熱温度は約１６３℃である、請求項７に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項９】
前記食塩水の濃度は、約１６．３質量％である、請求項６〜８の何れか一項に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項１０】
前記導出部材は凹凸形状の表面を有する、請求項１〜９の何れか一項に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項１１】
前記導出部材の凹凸形状は、当該導出部材の表面をＲａ２．０μｍでショットブラストすることにより形成される、請求項１０に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項１２】
前記導出部材は、複数の部材により分割可能に構成されている、請求項１〜１１の何れか一項に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項１３】
前記形状規定部材を通過した前記溶湯を冷却する冷却部をさらに備えた請求項１〜１２の何れか一項に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項１４】
導出部材の表面を保護被膜で覆うステップと、
保持炉に保持された溶湯に前記導出部材を浸漬するステップと、
前記導出部材により前記溶湯を導出して、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を通過させるステップと、を備えた、引上式連続鋳造方法。
【請求項１５】
前記導出部材の融点を前記溶湯の融点よりも高くする、請求項１４に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１６】
前記溶湯はアルミニウム又はその合金であって、
前記導出部材は鉄又はその合金によって構成される、請求項１４又は１５に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１７】
前記溶湯はアルミニウム又はその合金であって、
前記導出部材はステンレスによって構成される、請求項１４〜１６の何れか一項に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１８】
前記保護被膜は塩結晶である、請求項１６又は１７に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１９】
前記導出部材を食塩水に浸漬し乾燥させることで、当該導出部材の表面に前記塩結晶を析出させる、請求項１８に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項２０】
前記導出部材を加熱した状態で食塩水に浸漬し乾燥させることで、当該導出部材の表面に前記塩結晶を析出させる、請求項１８に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項２１】
前記導出部材を約１６３℃で加熱する、請求項２０に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項２２】
前記食塩水の濃度は、約１６．３質量％である、請求項１９〜２１の何れか一項に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項２３】
前記導出部材は凹凸形状の表面を有する、請求項１４〜２２の何れか一項に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項２４】
前記導出部材の表面をＲａ２．０μｍでショットブラストすることにより、前記導出部材の表面を凹凸形状にする、請求項２３に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項２５】
前記導出部材を、複数の部材により分割可能に構成する、請求項１４〜２４の何れか一項に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項２６】
前記形状規定部材を通過した前記溶湯を冷却するステップをさらに備えた請求項１４〜２５の何れか一項に記載の引上式連続鋳造方法。
【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、発明者らにより、鋳型を要しない画期的な連続鋳造方法として、自由鋳造方法が提案されている。特許文献１に示したように、溶融金属（溶湯）の表面（すなわち湯面）にスタータを接触させた後、当該スタータを引き上げると、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。
【０００３】
通常の連続鋳造方法では、鋳型によって断面形状とともに長手方向の形状も規定される。とりわけ、連続鋳造方法では、鋳型内を凝固した金属（すなわち鋳物）が通り抜ける必要があるため、鋳造された鋳物は長手方向に直線状に延びた形状となる。
これに対し、自由鋳造方法における形状規定部材は、鋳物の断面形状のみを規定し、長手方向の形状は規定しない。そして、形状規定部材は、湯面に平行な方向（すなわち水平方向）に移動可能であるから、長手方向の形状が様々な鋳物が得られる。例えば、特許文献１には、長手方向に直線状でなく、ジグザグ状あるいは螺旋状に形成された中空鋳物（すなわちパイプ）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−６１５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者は以下の課題を見出した。
特許文献１に記載の自由鋳造方法では、スタータ（導出部材）と溶湯とが溶融結合してしまうため、スタータを損傷させることなく鋳物から剥がすことができず、スタータを再利用することができない、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、導出部材を再利用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】
【０００７】
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、前記保持炉に保持された前記溶湯の湯面から前記溶湯を導出する導出部と、前記湯面近傍に設置され、前記導出部によって導出される前記溶湯に外力を印加することにより、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、前記形状規定部材を通過した前記溶湯を冷却する冷却部と、を備え、前記導出部は、前記溶湯に浸漬される導出部材と、前記導出部材の表面を覆う保護被膜と、を有するものである。それにより、導出部材と溶湯との溶融結合を抑制することができるため、導出部材を損傷させずに鋳物から剥がすことができる。その結果、導出部材の再利用が可能となる。
【０００８】
前記導出部材の融点は前記溶湯の融点よりも高いことが好ましい。それにより、導出部材の溶損を抑制ことができる。
【０００９】
前記溶湯はアルミニウム又はその合金であって、前記導出部材は鉄又はその合金によって構成されることが好ましい。
【００１０】
前記溶湯はアルミニウム又はその合金であって、前記導出部材はステンレスによって構成されることが好ましい。
【００１１】
前記保護被膜は、前記導出部材の表面に析出された塩結晶であることが好ましい。
【００１２】
前記塩結晶は、前記導出部材を食塩水に浸漬し乾燥させることで当該導出部材の表面に析出されることが好ましい。
【００１３】
前記塩結晶は、前記導出部材を加熱した状態で食塩水に浸漬し乾燥させることで当該導出部材の表面に析出されることが好ましい。
【００１４】
前記導出部材の加熱温度は約１６３℃であることが好ましい。
【００１５】
前記食塩水の濃度は、約１６．３質量％であることが好ましい。
【００１６】
前記導出部材は凹凸形状の表面を有することが好ましい。それにより、導出部材と溶湯との引上げ方向の結合力を向上させることができる。
【００１７】
前記導出部材の凹凸形状は、当該導出部材の表面をＲａ２．０μｍでショットブラストすることにより形成されることが好ましい。
【００１８】
前記導出部材は、複数の部材により分割可能に構成されていることが好ましい。それにより、導出部材を容易に鋳物から剥がすことができる。
【００１９】
本発明の一態様に係る引上式連続鋳造方法は、導出部材の表面を保護被膜で覆うステップと、保持炉に保持された溶湯に前記導出部材を浸漬するステップと、前記導出部材により前記溶湯を導出して、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を通過させるステップと、前記形状規定部材を通過した前記溶湯を冷却するステップと、を備えているものである。それにより、導出部材と溶湯との溶融結合を抑制することができるため、導出部材を損傷させることなく鋳物から剥がすことができる。その結果、導出部材の再利用が可能となる。
【００２０】
前記導出部材の融点を前記溶湯の融点よりも高くすることが好ましい。それにより、導出部材の溶損を抑制ことができる。
【００２１】
前記溶湯はアルミニウム又はその合金であって、前記導出部材は鉄又はその合金によって構成されることが好ましい。
【００２２】
前記溶湯はアルミニウム又はその合金であって、前記導出部材はステンレスによって構成されることが好ましい。
【００２３】
前記保護被膜は塩結晶であることが好ましい。
【００２４】
前記導出部材を食塩水に浸漬し乾燥させることで、当該導出部材の表面に前記塩結晶を析出させることが好ましい。
【００２５】
前記導出部材を加熱した状態で食塩水に浸漬し乾燥させることで、当該導出部材の表面に前記塩結晶を析出させることが好ましい。
【００２６】
前記導出部材を約１６３℃で加熱することが好ましい。
【００２７】
前記食塩水の濃度は、約１６．３質量％であることが好ましい。
【００２８】
前記導出部材は凹凸形状の表面を有することが好ましい。それにより、導出部材と溶湯との引上げ方向の結合力を向上させることができる。
【００２９】
前記導出部材の表面をＲａ２．０μｍでショットブラストすることにより、前記導出部材の表面を凹凸形状にすることが好ましい。
【００３０】
前記導出部材を、複数の部材により分割可能に構成することが好ましい。それにより、導出部材を容易に鋳物から剥がすことができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明により、導出部材を再利用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】
【００３２】
【図１】実施の形態１に係る自由鋳造装置の断面図である。
【図２】内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂの平面図である。
【図３】溶湯導出時におけるスタータＳＴ、保護被膜Ｄ１及び溶湯Ｍ１を示す断面模式図である。
【図４】溶湯導出時におけるスタータＳＴ、保護被膜Ｄ１及び溶湯Ｍ１を示す断面模式図である。
【図５】実施の形態１に係る自由鋳造装置の溶湯導出方法を示す図である。
【図６】実験方法を説明するための図である。
【図７】各テストピースＴＰの塩析出性、溶湯導出性及び剥離性等の実験結果を示す図である。
【図８】各テストピースＴＰの塩析出性、溶湯導出性及び剥離性の実験結果を示す平面写真である。
【図９】各テストピースＴＰの塩析出状態を示す平面顕微鏡写真である。
【図１０】溶湯導出後のテストピースＴＰ、保護被膜Ｄ１及び鋳物Ｍ３を示す断面写真である。
【図１１】テストピースＴＰの塩析出状態を示す平面写真である。
【図１２】スタータの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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。
【００３４】
＜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の断面図である。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、内部形状規定部材１０２ａ、外部形状規定部材１０２ｂ、支持ロッド１０３、１０４、アクチュエータ１０５、冷却ガスノズル１０６、及び、スタータ（導出部材）ＳＴを備えている。
【００３５】
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、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。なお、当然のことながら、溶湯Ｍ１はアルミニウム以外の他の金属や合金であってもよい。本実施の形態では、溶湯Ｍ１がアルミニウムである場合を例に説明する。
【００３６】
内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂは、例えばセラミックスやステンレスなどからなり、湯面近傍に配置されている。図１の例では、内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂが湯面に接触するように配置されている。しかしながら、内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂは、それらの下側（湯面側）の主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、内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂの下側の主面と湯面との間に所定の（例えば０．５ｍｍ程度の）ギャップを設けてもよい。
【００３７】
内部形状規定部材１０２ａは、鋳造する鋳物Ｍ３の内部形状を規定し、外部形状規定部材１０２ｂは、鋳造する鋳物Ｍ３の外部形状を規定する。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。すなわち、より具体的には、内部形状規定部材１０２ａは、鋳物Ｍ３の横断面の内径を規定し、外部形状規定部材１０２ｂは、鋳物Ｍ３の横断面の外径を規定する。
【００３８】
図２は、内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂの平面図である。ここで、図１の内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂの断面図は、図２のＩ−Ｉ断面図に相当する。図２に示すように、外部形状規定部材１０２ｂ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１０２ａは、円形状の平面形状を有し、外部形状規定部材１０２ｂの開口部の中央部に配置されている。内部形状規定部材１０２ａと外部形状規定部材１０２ｂとの間の間隙が、溶湯が通過する溶湯通過部１０２ｃとなる。このように、内部形状規定部材１０２ａ、外部形状規定部材１０２ｂ、溶湯通過部１０２ｃから形状規定部材１０２が構成されている。
【００３９】
図１に示すように、溶湯Ｍ１は、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、溶湯通過部１０２ｃを通過する。ここで、溶湯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によって導出された溶湯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との界面が凝固界面である。
【００４０】
支持ロッド１０３は、内部形状規定部材１０２ａを支持し、支持ロッド１０４は、外部形状規定部材１０２ｂを支持する。支持ロッド１０３、１０４により、内部形状規定部材１０２ａと外部形状規定部材１０２ｂとの位置関係を維持することができる。ここで、支持ロッド１０３をパイプ構造とし、これに冷却ガスを流し、さらに内部形状規定部材１０２ａに吹出孔を設ければ、内側からも鋳物Ｍ３を冷却することができる。
【００４１】
アクチュエータ１０５には、支持ロッド１０３、１０４がともに連結されている。アクチュエータ１０５によって、支持ロッド１０３、１０４は、内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂの位置関係を維持したまま、上下方向（鉛直方向）及び水平方向に移動可能である。このような構成により、鋳造の進行による湯面の低下とともに、内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂを下方向に移動させることができる。また、内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂを水平方向に移動させることができるため、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。
【００４２】
冷却ガスノズル（冷却部）１０６は、スタータＳＴや鋳物Ｍ３に冷却ガス（空気、窒素、アルゴンなど）を吹き付け、冷却するためのものである。スタータＳＴに連結された引上機（不図示）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、凝固界面近傍の保持溶湯Ｍ２が順次凝固し、連続的に鋳物Ｍ３が形成されていく。なお、スタータＳＴと引上機とにより導出部とも称す。
【００４３】
スタータＳＴは、例えば、溶湯Ｍ１の融点以上の高融点の材料で形成されている。それにより、スタータＳＴの溶損をある程度抑制することができる。本実施の形態では、溶湯Ｍ１がアルミニウムであるのに対し、スタータＳＴがアルミニウムよりも融点の高いステンレスによって形成されている場合を例に説明する。ステンレスは錆びにくいため保管性にも優れている。なお、スタータＳＴは、ステンレスに限られず、鉄、アルミニウム、鉄やアルミニウムの合金、セラミック等により形成されていてもよい。
【００４４】
さらに、スタータＳＴの表面は保護被膜Ｄ１で覆われている。保護被膜Ｄ１は、例えば、塩結晶である。この塩結晶は、スタータＳＴを食塩水に浸漬し乾燥させることで当該スタータＳＴの表面に析出される。このようにスタータＳＴの表面を保護被膜Ｄ１で覆うことにより、スタータＳＴと溶湯Ｍ１との溶融結合を抑制することができるため（図３参照）、スタータＳＴを損傷させずに鋳物Ｍ３から剥がすことができる。それにより、スタータＳＴの再利用が可能となる。なお、保護被膜Ｄ１は、塩結晶に限られず他の結晶や酸化膜等であってもよい。
【００４５】
さらに、スタータＳＴの表面は凹凸形状を有していることが好ましい。それにより、スタータＳＴの表面に保護被膜Ｄ１を付着（析出）させやすくなるため（図４参照）、スタータＳＴと鋳物Ｍ３との剥離性を向上させることができる。さらに、スタータＳＴと溶湯Ｍ１との濡れ性が高くなる等の理由により、溶湯導出時のスタータＳＴと溶湯Ｍ１との引上げ方向の結合力（溶湯導出性）を向上させることができる。
【００４６】
次に、図１、図２及び図５を参照して、実施の形態１に係る自由鋳造方法について説明する。図５は、実施の形態１に係る自由鋳造装置の溶湯導出方法を示す図である。
【００４７】
まず、溶湯保持炉１０１内に溶湯Ｍ１をセットする（図５のＳ１０１）。
【００４８】
次に、表面が保護被膜Ｄ１で覆われたスタータＳＴを降下させ、内部形状規定部材１０２ａと外部形状規定部材１０２ｂとの間の溶湯通過部１０２ｃを通して、当該スタータＳＴの先端部を溶湯Ｍ１の湯面に接触させる（図５のＳ１０２）。その後、スタータＳＴをさらに降下させ、スタータＳＴの先端部で溶湯Ｍ１の湯面の酸化膜を突き破って当該スタータＳＴを溶湯Ｍ１に浸漬させる（図５のＳ１０３）。
【００４９】
次に、所定の速度でスタータＳＴの引き上げを開始する（図５のＳ１０４）。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、内部形状規定部材１０２ａと外部形状規定部材１０２ｂとの間の溶湯通過部１０２ｃに形成される。つまり、内部形状規定部材１０２ａと外部形状規定部材１０２ｂとにより、保持溶湯Ｍ２に形状が付与される。
【００５０】
次に、スタータＳＴ（及び鋳物Ｍ３）は、冷却ガスノズル１０６から吹き出される冷却ガスにより冷却される。それにより、保持溶湯Ｍ２が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。このようにして、鋳物Ｍ３を連続鋳造することができる。
【００５１】
鋳物Ｍ３の鋳造後、スタータＳＴを鋳物Ｍ３から剥がす。ここで、上記したように、スタータＳＴの表面は保護被膜Ｄ１で覆われている。それにより、スタータＳＴと溶湯Ｍ１との溶融結合が抑制されるため、スタータＳＴを損傷させずに鋳物Ｍ３から剥がすことができる。その結果、スタータＳＴの再利用が可能となる。
【００５２】
このように、本実施の形態にかかる自由鋳造装置では、スタータＳＴの表面が保護被膜Ｄ１で覆われている。それにより、スタータＳＴと溶湯Ｍ１との溶融結合を抑制することができるため、スタータＳＴを損傷させずに鋳物Ｍ３から剥がすことができる。その結果、スタータＳＴの再利用が可能となる。
【００５３】
さらに、本実施の形態にかかる自由鋳造装置では、スタータＳＴの表面が凹凸形状を有する。それにより、スタータＳＴの表面に保護被膜Ｄ１を付着（析出）させやすくなるため、スタータＳＴと鋳物Ｍ３との剥離性を向上させることができる。さらに、スタータＳＴと溶湯Ｍ１との濡れ性が高くなる等の理由により、溶湯導出時のスタータＳＴと溶湯Ｍ１との引上げ方向の結合力（溶湯導出性）を向上させることができる。
【００５４】
（実験結果）
続いて、発明者らが、保護被膜Ｄ１の種類、スタータＳＴの表面形状、及び、スタータＳＴの予熱を様々に変更して、スタータＳＴと鋳物Ｍ３との剥離性、及び、スタータＳＴによる溶湯導出性を実験したので、その実験結果について説明する。
【００５５】
なお、実験では、スタータＳＴの代わりに４０ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍのステンレス製のテストピースＴＰが用いられている。また、溶湯Ｍ１には、上記したようにアルミニウムが用いられている。保護被膜Ｄ１は、塩結晶、なし、の２種類がある。スタータＳＴの表面形状は、鏡面（凹凸なし）、サンドペーパ（♯１８０）研磨による凹凸形状、ショットブラスト（Ｒａ２．０μｍ）による凹凸形状、の３種類がある。スタータＳＴの予熱温度は、２５℃、１６３℃、２５６〜２５８℃、の３種類がある。
【００５６】
図６は、実験方法を説明するための図である。
【００５７】
まず、テストピースＴＰの表面形状を鏡面、凹凸形状の何れかにした後、当該テストピースＴＰを２５℃、１６３℃、２５６〜２５８℃の何れかにまで加熱する（図６のＳ２０１）。
【００５８】
次に、テストピースＴＰを食塩水に０．５秒程度浸漬する（図６のＳ２０２）。以下では、食塩水の濃度が約１６．３質量％である場合を例に説明する。なお、保護被膜Ｄ１（塩結晶）無しの場合には、テストピースＴＰを食塩水に浸漬しない。
【００５９】
次に、テストピースＴＰを大気中で乾燥させて表面に塩結晶を析出させる（図６のＳ２０３）。なお、保護被膜Ｄ１（塩結晶）無しの場合には、テストピースＴＰを大気中で乾燥させる必要はない。
【００６０】
ここで、テストピースＴＰの予熱が高いほど、乾燥が早いため、テストピースＴＰの表面に析出される塩結晶のサイズは小さくなる。逆に、テストピースＴＰの予熱が低いほど、乾燥が遅いため、テストピースＴＰの表面に析出される塩結晶のサイズは大きくなる。
【００６１】
次に、上記工程を経たテストピースＴＰを用いて溶湯Ｍ１を導出する（溶湯導出性の確認を行う）。その後、テストピースＴＰを凝固後の溶湯Ｍ１（つまり鋳物Ｍ３）から剥がす（剥離性の確認を行う）（図６のＳ２０４）。
【００６２】
図７は、各テストピースＴＰの塩析出性、溶湯導出性及び剥離性等の実験結果を示す図である。図８は、各テストピースＴＰの塩析出性、溶湯導出性及び剥離性の実験結果を示す平面写真である。図９は、各テストピースＴＰの塩析出状態を示す平面顕微鏡写真である。
【００６３】
図７及び図８の実験結果を参照すると、保護被膜Ｄ１無し、かつ、表面形状が鏡面のテストピースＴＰの場合（図７のＮｏ．１）、テストピースＴＰと溶湯Ｍ１とが強固に溶融結合するため、導出性は高いが剥離性は低い。保護被膜Ｄ１無し、かつ、表面形状がショットブラストにより凹凸形状のテストピースＴＰの場合（図７のＮｏ．２）、テストピースＴＰと溶湯Ｍ１とが結合せず導出性が低い。一方、保護被膜Ｄ１が塩結晶のテストピースＴＰの場合、テストピースＴＰと溶湯Ｍ１との溶融結合が抑制されるため剥離性が比較的高い。さらに、テストピースＴＰと溶湯Ｍ１との濡れ性が高くなる等の理由により、溶湯導出性も比較的高い。
【００６４】
図７及び図８の実験結果のうち、溶湯導出性及び剥離性ともに高い実験結果を示すのは、保護被膜Ｄ１が塩結晶、表面形状がショットブラストにより凹凸形状、かつ、予熱温度が２５℃又は１６３℃のテストピースＴＰの場合（図７のＮｏ．５，６）である。ただし、予熱温度が１６３℃の場合の方が、予熱温度が２５℃の場合よりも、塩結晶の析出時間が短くて済む。
【００６５】
ここで、図９の実験結果を参照すると、溶湯導出性及び剥離性ともに高い実験結果を示すこれらテストピースＴＰの表面には、塩結晶が均一に析出されていることがわかる。具体的には、保護被膜Ｄ１が塩結晶、表面形状がショットブラストにより凹凸形状、かつ、予熱温度が２５℃又は１６３℃のテストピースＴＰの場合（図７のＮｏ．５，６）、凹部を埋め尽くすように塩結晶が析出されており、さらにその上に塩結晶が析出されている。一方、予熱温度が２５６℃のテストピースＴＰの場合（図７のＮｏ．１０）、食塩水が瞬時に蒸発して乾燥するため、塩結晶は不均一に析出されている。なお、塩結晶のサイズは、予熱温度２５℃では３５０×６７０μｍ、予熱温度１６３℃では１００〜２００μｍ、予熱温度２５６℃では１０〜５０μｍ程度である。
【００６６】
図１０は、保護被膜Ｄ１が塩結晶、表面形状がショットブラストにより凹凸形状、かつ、予熱温度が１６３℃のテストピースＴＰ（図７のＮｏ．６）の溶湯導出後の断面写真である。
【００６７】
図１０に示すように、紙面中央には、約２００μｍの鋳物Ｍ３（アルミニウム）の凸部が観察される。この鋳物Ｍ３の凸部とテストピースＴＰとの間には、塩結晶が一部観察される。
【００６８】
図１１は、保護被膜Ｄ１が塩結晶、表面形状がショットブラストにより凹凸形状、かつ、予熱温度が２５℃又は１６３℃のテストピースＴＰ（図７のＮｏ．５，６）の塩析出状態を示す平面写真である。
【００６９】
図１１に示すように、特に予熱温度２５℃で塩結晶を析出させた場合、鋳造後にもテストピースＴＰ表面に塩結晶が多く残存している。したがって、塩結晶の析出時間を考慮しなければ、予熱温度２５℃のテストピースＴＰの場合でも、溶湯導出性及び剥離性を向上させることができる。
【００７０】
上記実施の形態では、スタータＳＴの形状を特に限定せずに説明したが、例えば、スタータＳＴは複数の部材により分割可能に形成されていてもよい。
【００７１】
図１２は、角柱フレーム部材用の分割可能なスタータＳＴの一例を示す図である。図１２に示すスタータＳＴは、複数の板材を組み合わせ、それらの上部を複数のガイド及びクリップで固定することにより構成されている。このような構成により、スタータＳＴを構成する複数の板材を折り曲げて容易に鋳物Ｍ３から剥がすことができる。即ち、スタータＳＴと鋳物Ｍ３との剥離性を向上させることができる。
【００７２】
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】
【００７３】
１０１  溶湯保持炉
１０２  形状規定部材
１０２ａ  内部形状規定部材
１０２ｂ  外部形状規定部材
１０２ｃ  溶湯通過部
１０３、１０４  支持ロッド
１０５  アクチュエータ
１０６  冷却ガスノズル
Ｍ１  溶湯
Ｍ２  保持溶湯
Ｍ３  鋳物
Ｄ１  保護被膜
ＳＴ  スタータ
ＴＰ  テストピース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１２】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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