(57)【要約】【課題】より鋳造速度が速く生産性に優れる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、溶湯を保持する保持炉１０１と、保持炉１０１に保持された溶湯Ｍ１の湯面近傍に設置され、溶湯Ｍ２が通過することにより、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材１０２ｂと、形状規定部材１０２ｂを通過した溶湯Ｍ２を冷却し、凝固させる冷却部１０６と、保持炉１０１の内部に保持された溶湯Ｍ１の温度を下げる溶湯冷却部１０７と、を備えている。【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近傍に設置され、前記溶湯が通過することにより、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し、凝固させる冷却部と、
前記保持炉の内部に保持された前記溶湯の温度を下げる溶湯冷却部と、を備えている、引上式連続鋳造装置。
【請求項２】
前記溶湯冷却部は、前記形状規定部材の直下に設けられている、請求項１に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項３】
前記溶湯冷却部を前記保持炉の内部において上下方向に移動させるアクチュエータをさらに備えている、請求項１又は２に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項４】
前記溶湯冷却部の内部を冷却ガスが通過する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項５】
前記溶湯冷却部がセラミックスからなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項６】
前記溶湯を囲む仕切壁と、
前記仕切壁に囲まれた雰囲気の温度を調整する雰囲気温度調整部と、をさらに備えている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項７】
鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を、保持炉に保持された溶湯の湯面近傍に設置するステップと、
前記保持炉に設けられた溶湯冷却部により、前記保持炉に保持された前記溶湯の温度を下げるステップと、
温度が下げられた前記溶湯を、前記形状規定部材を通過させ、引き上げるステップと、
前記形状規定部材を通過して引き上げられた前記溶湯を冷却するステップと、を備えている、引上式連続鋳造方法。
【請求項８】
前記溶湯冷却部を、前記形状規定部材の直下に設ける、請求項７に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項９】
前記溶湯冷却部を前記保持炉の内部において上下方向に移動させる、請求項７又は８に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１０】
前記溶湯冷却部の内部に冷却ガスを導入する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１１】
前記溶湯冷却部をセラミックスから構成する、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１２】
前記溶湯を仕切壁により囲み、前記仕切壁に囲まれた雰囲気の温度を調整する、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１３】
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近傍に設置され、前記溶湯が通過することにより、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
スタータにより前記形状規定部材を通過させた前記溶湯を冷却し、凝固させる冷却部と、を備え、
前記スタータが、前記スタータと一体化された冷却機構を備えている、引上式連続鋳造装置。
【請求項１４】
前記冷却機構は、前記スタータに取り付けられ、かつ、内部に冷媒が導入されるパイプを備えている、請求項１３に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項１５】
前記冷却機構は、内部に冷媒が導入されるパイプからなる前記スタータ自体である、請求項１３に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項１６】
鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を、保持炉に保持された溶湯の湯面近傍に設置するステップと、
スタータにより前記形状規定部材を通過させ、前記溶湯を引き上げるステップと、
前記形状規定部材を通過して引き上げられた前記溶湯を冷却し、凝固させるステップと、を備え、
前記スタータと一体化された冷却機構により、前記スタータを冷却する、引上式連続鋳造方法。
【請求項１７】
前記スタータにパイプを取り付け、前記パイプ内に冷媒を導入することによって前記冷却機構を構成する、請求項１６に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１８】
パイプからなる前記スタータ自体の内部に冷媒を導入することによって前記冷却機構を構成する、請求項１６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引上式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。
【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、形状規定部材を介して導出された溶湯を冷却ガスのみによって冷却しているため、鋳造速度が遅く、生産性の点で問題があった。
【０００６】
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、より鋳造速度が速く生産性に優れる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近傍に設置され、前記溶湯が通過することにより、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し、凝固させる冷却部と、
前記保持炉の内部に保持された前記溶湯の温度を下げる溶湯冷却部と、を備えているものである。このような構成により、鋳造速度を速め、生産性を向上させることができる。
【０００８】
前記溶湯冷却部は、前記形状規定部材の直下に設けられていることが好ましい。これにより、前記形状規定部材の直下に位置する溶湯の温度を短時間で下げることができ、鋳造速度を速めることができる。
また、前記溶湯冷却部を前記保持炉の内部において上下方向に移動させるアクチュエータをさらに備えていることが好ましい。
さらに、前記溶湯冷却部の内部を冷却ガスが通過することが好ましい。また、前記溶湯冷却部がセラミックスからなることが好ましい。
【０００９】
他方、前記溶湯を囲む仕切壁と、前記仕切壁に囲まれた雰囲気の温度を調整する雰囲気温度調整部と、をさらに備えていることが好ましい。これにより、鋳物の品質を安定させることができる。
【００１０】
本発明の一態様に係る引上式連続鋳造方法は、
鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を、保持炉に保持された溶湯の湯面近傍に設置するステップと、
前記保持炉に設けられた溶湯冷却部により、前記保持炉に保持された前記溶湯の温度を下げるステップと、
温度が下げられた前記溶湯を、前記形状規定部材を通過させ、引き上げるステップと、
前記形状規定部材を通過して引き上げられ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。このような構成により、鋳造速度を速め、生産性を向上させることができる。
【００１１】
前記溶湯冷却部を、前記形状規定部材の直下に設けることが好ましい。これにより、前記形状規定部材の直下に位置する溶湯の温度を短時間で下げることができ、鋳造速度を速めることができる。
また、前記溶湯冷却部を前記保持炉の内部において上下方向に移動させることが好ましい。
さらに、前記溶湯冷却部の内部に冷却ガスを導入することが好ましい。また、前記溶湯冷却部をセラミックスから構成することが好ましい。
【００１２】
他方、前記溶湯を仕切壁により囲み、前記仕切壁に囲まれた雰囲気の温度を調整することが好ましい。これにより、鋳物の品質を安定させることができる。
【００１３】
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近傍に設置され、前記溶湯が通過することにより、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
スタータにより前記形状規定部材を通過させた前記溶湯を冷却し、凝固させる冷却部と、を備え、
前記スタータが、前記スタータと一体化された冷却機構を備えているものである。このような構成により、鋳造速度を速め、生産性を向上させることができる。
【００１４】
前記冷却機構は、前記スタータに取り付けられ、かつ、内部に冷媒が導入されるパイプを備えていることが好ましい。あるいは、前記冷却機構は、内部に冷媒が導入されるパイプからなる前記スタータ自体であることが好ましい。
【００１５】
本発明の一態様に係る引上式連続鋳造方法は、
鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を、保持炉に保持された溶湯の湯面近傍に設置するステップと、
スタータにより前記形状規定部材を通過させ、前記溶湯を引き上げるステップと、
前記形状規定部材を通過して引き上げられた前記溶湯を冷却し、凝固させるステップと、を備え、
前記スタータと一体化された冷却機構により、前記スタータを冷却するものである。このような構成により、鋳造速度を速め、生産性を向上させることができる。
【００１６】
前記スタータにパイプを取り付け、前記パイプ内に冷媒を導入することによって前記冷却機構を構成することが好ましい。あるいは、パイプからなる前記スタータ自体の内部に冷媒を導入することによって前記冷却機構を構成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、より鋳造速度が速く生産性に優れる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】
【００１８】
【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】溶湯クーラ１０７の具体的な構成例を示す平面図である。
【図４】溶湯クーラ１０７の他の具体的な構成例を示す平面図である。
【図５】実施の形態２に係る自由鋳造装置の断面図である。
【図６】実施の形態３に係る自由鋳造装置の断面図である。
【図７】実施の形態４に係る自由鋳造装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
（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、溶湯クーラ１０７、冷媒配管１０８、アクチュエータ１０９を備えている。
【００２１】
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は他のアルミニウム以外の金属や合金であってもよい。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
図１に示すように、溶湯Ｍ１は、その表面膜や表面張力により鋳物Ｍ３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、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
冷却ガスノズル（冷却部）１０６は、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、鋳物Ｍ３が形成されていく。ここで、鋳物Ｍ３からの抜熱を高め、鋳造速度を速めるためには、冷却ガスの温度をできる限り低くすることが好ましい。例えば、液化ガス（例えば液体窒素や液体アルゴン）を気化させた冷却ガスや液化ガスにより冷却された冷却ガスなどの極低温ガスを用いることができる。
【００２９】
溶湯クーラ（溶湯冷却部）１０７は、内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂの直下に位置する溶湯Ｍ１の温度を下げるためのものである。溶湯Ｍ１の温度を下げたい場合にのみ、内部に冷媒を循環させる。溶湯クーラ１０７を備えている点が、本実施の形態に係る自由鋳造装置の１つの特徴である。
【００３０】
冷媒配管１０８は、溶湯クーラ１０７に冷媒を導入するとともに、溶湯クーラ１０７内を循環して溶湯Ｍ１の熱を奪った冷媒を導出する。また、冷媒配管１０８は、溶湯クーラ１０７を支持している。冷媒は特には限定されないが、安全上の観点から、冷却ガス（空気、窒素、アルゴンなど）が好ましい。また、冷媒の循環方法としては、安全上の観点から加圧式よりも吸圧式が好ましい。
【００３１】
溶湯クーラ１０７及び冷媒配管１０８の材質も、特には限定されないが、例えばセラミックス又はステンレスとすることができる。また、ステンレス製の場合、溶湯Ｍ１と接触する部分には耐熱テープなどを巻き付けるなどの溶損対策を施すことが好ましい。
【００３２】
図３は、溶湯クーラ１０７の具体的な構成例を示す平面図である。図３には、平面的な位置関係が分かるように、内部形状規定部材１０２ａ及び支持ロッド１０３も点線で示されている。図３に示す溶湯クーラ１０７は、渦巻き状に形成された１本のパイプから構成されている。つまり、溶湯クーラ１０７と冷媒配管１０８とが、一体に形成されている。図３に示すように、溶湯クーラ１０７の中央部には、円形の開口部が設けられており、支持ロッド１０３が開口部を通り抜けられるようになっている。このような構成により、支持ロッド１０３と溶湯クーラ１０７との干渉を防止している。
【００３３】
図４は、溶湯クーラ１０７の他の具体的な構成例を示す平面図である。図４にも、平面的な位置関係が分かるように、内部形状規定部材１０２ａ及び支持ロッド１０３も点線で示されている。図４に示す溶湯クーラ１０７は、直線部１０７ａとＵ字部１０７ｂとが交互に繰り返えされ、全体として蛇行した１本のパイプから構成されている。つまり、溶湯クーラ１０７と冷媒配管１０８とが、一体に形成されている。図４に示すように、溶湯クーラ１０７の中央部では、隣接する２本の直線部１０７ａの間隔が大きくなっており、ここを支持ロッド１０３が通り抜けられるようになっている。このような構成により、支持ロッド１０３と溶湯クーラ１０７との干渉を防止している。
なお、図３、４に示した溶湯クーラ１０７の構成は、あくまでも一例であって、他にも種々の構成例が考えられる。
【００３４】
アクチュエータ１０９には、冷媒配管１０８が連結されている。図１に示すように、アクチュエータ１０９によって、溶湯クーラ１０７は、溶湯Ｍ１の内部において上下に移動可能である。また、内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂと同調して水平方向に移動させることができる。
【００３５】
内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂの直下に位置する溶湯Ｍ１の温度を下げる場合には、溶湯クーラ１０７内に冷媒を循環させ、溶湯クーラ１０７を上昇させ、内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂに近付ければよい。一方、それ以外の場合には、溶湯クーラ１０７内の冷媒の循環を停止し、溶湯クーラ１０７を降下させ、内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂから遠ざけておけばよい。
【００３６】
溶湯クーラ１０７による効果について、より詳細に説明する。
溶湯Ｍ１の温度は、常時、溶湯保持炉１０１によって所定の適切な温度に保持されている。ここで、適切な温度とは、凝固界面を適切な高さに保持するための温度である。凝固界面の高さは、鋳物Ｍ３からの抜熱と引上げ速度とのバランスによって保持される。例えば、鋳物Ｍ３の肉厚を鋳造中に厚くした場合、保持溶湯Ｍ２の熱容量が大きくなるため、上記のバランスが崩れ、凝固界面の位置が上がり、所望の形状が得られ難くなる。つまり、成形性が悪化する。
【００３７】
このとき、凝固界面の位置を元の適切な高さに戻すには、鋳物Ｍ３からの抜熱を高められなければ、鋳造速度を遅くするか、溶湯Ｍ１の温度を下げる必要がある。溶湯Ｍ１の温度を下げるには、溶湯保持炉１０１の設定温度を下げればよいが、溶湯Ｍ１全体が実際にその設定温度まで下がるには、時間が掛かる。これまでの自由鋳造装置では、溶湯Ｍ１全体の温度が設定温度に下がるまでの間、鋳造速度を遅くする必要があった。
【００３８】
これに対し、本実施の形態に係る自由鋳造装置は、溶湯クーラ１０７を備えているため、溶湯Ｍ１の温度を短時間で下げることができる。特に、溶湯クーラ１０７が内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂの直下に位置するため、内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂ近傍の（より具体的には、内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂ直下の）溶湯Ｍ１のみの温度を短時間で下げることができる。従って、鋳造速度を遅くする必要がなく、これまでの自由鋳造装置に比べ、鋳造速度を速くすることができる。この結果、鋳造時間が短縮され、生産性が向上する。
【００３９】
次に、図１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。
まず、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、スタータＳＴの先端部を溶湯Ｍ１に浸漬させる。
【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、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た保持溶湯Ｍ２が形成される。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。
【００４１】
次に、スタータＳＴ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ているため、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。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、図５を参照して、実施の形態２に係る自由鋳造装置について説明する。図５は、実施の形態２に係る自由鋳造装置の断面図である。図５に示すように、実施の形態２に係る自由鋳造装置は、溶湯保持炉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、溶湯クーラ１０７、冷媒配管１０８、アクチュエータ１０９、仕切壁１１０、雰囲気温度調整部１１１を備えている。すなわち、図１に示した実施の形態１に係る自由鋳造装置に加えて、仕切壁１１０、雰囲気温度調整部１１１を備えている。
その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００４３】
図５に示すように、実施の形態２に係る自由鋳造装置では、溶湯Ｍ１及び鋳造される鋳物Ｍ３が仕切壁１１０によって仕切られた空間に収納されている。そして、雰囲気温度調整部１１１が仕切壁１１０の天井部に設けられている。
【００４４】
このような構成により、仕切壁１１０によって仕切られた空間内の温度が、雰囲気温度調整部１１１により、所定の温度（例えば２５℃など）に保持される。溶湯Ｍ１及び鋳造される鋳物Ｍ３の雰囲気の温度が一定に保持されるため、実施の形態１に係る自動鋳造装置よりも鋳物Ｍ３の品質を安定させることができる。また、雰囲気の温度を例えば２５℃に保持すれば、雰囲気の温度を制御しない場合よりも雰囲気の温度が下がるため、実施の形態１に係る自動鋳造装置よりも鋳造速度を速くすることができる。なお、雰囲気温度調整部１１１の設置場所は、特に限定されない。また、図５に示すように、仕切壁１１０の上部に通気口１１０ａを設け、仕切られた空間内にこもった熱気を逃がすようにしてもよい。
【００４５】
（実施の形態３）
次に、図６を参照して、実施の形態３に係る自由鋳造装置について説明する。図６は、実施の形態３に係る自由鋳造装置の断面図である。図６に示すように、実施の形態３に係る自由鋳造装置は、溶湯保持炉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、冷媒配管１１２を備えている。すなわち、図１に示した実施の形態１に係る自由鋳造装置における溶湯クーラ１０７、冷媒配管１０８、アクチュエータ１０９を備えていない代わりに、冷媒配管１１２を備えている。
その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００４６】
図６に示すように、実施の形態３に係る自由鋳造装置は、スタータＳＴに螺旋状に巻き付けられた冷媒配管（冷却機構）１１２を備えている。すなわち、スタータＳＴと一体化された冷却機構を備えている。このような構成により、スタータＳＴが冷却されている。冷媒は特には限定されないが、例えば冷却ガス（空気、窒素、アルゴンなど）や冷却水を用いることができる。スタータＳＴを冷却することにより、鋳物Ｍ３からの抜熱が高まり、成形性を良好に保ったまま鋳造速度を速くすることができる。
【００４７】
なお、当然のことながら、実施の形態１と実施の形態３あるいは実施の形態２と実施の形態３とを組み合わせることにより、鋳造速度をより速くすることができる。
い。
【００４８】
（実施の形態４）
次に、図７を参照して、実施の形態４に係る自由鋳造装置について説明する。図７は、実施の形態４に係る自由鋳造装置の断面図である。図７に示すように、実施の形態４に係る自由鋳造装置は、溶湯保持炉１０１、外部形状規定部材１０２ｂ、支持ロッド１０４、アクチュエータ１０５、冷却ガスノズル１０６を備えている。すなわち、図６に示した実施の形態３に係る自由鋳造装置における内部形状規定部材１０２ａ、支持ロッド１０４、冷媒配管１１２を備えていない。他方、スタータＳＴ自体が冷媒配管（冷却機構）となっている。すなわち、実施の形態４に係る自由鋳造装置も、スタータＳＴと一体化された冷却機構を備えている。
その他の構成は、実施の形態３と同様であるため、説明を省略する。
【００４９】
図７に示すように、実施の形態４に係る自由鋳造装置によって鋳造される鋳物Ｍ３は、中空構造（パイプ）ではなく中実構造（ロッド）である。そのため、内部形状規定部材１０２ａを使用せずに、上記実施の形態に係る外部形状規定部材１０２ｂのみを使用している。この場合、外部形状規定部材１０２ｂに設けられた開口部が、そのまま溶湯通過部１０２ｃとなる。
【００５０】
実施の形態４に係る自由鋳造装置では、スタータＳＴ自体が冷媒配管であるため、スタータＳＴが冷却されている。冷媒は特には限定されないが、例えば、冷却ガス（空気、窒素、アルゴンなど）を使用することができる。また、鋳造開始時と鋳造中とで冷媒の流量を制御してもよい。具体的には、鋳造開始時には鋳造中よりも冷媒の流量を少なくする。さらに、鋳造中（鋳造がある程度進行した後）は、冷却水を使用することもできる。また、鋳造開始時には冷却ガスを使用し、鋳造中には冷却水を使用するようにしてもよい。
【００５１】
実施の形態４に係る自由鋳造装置では、スタータＳＴを冷却することにより、実施の形態３と同様に、鋳物Ｍ３からの抜熱が高まり、鋳造速度を速くすることができる。
また、スタータＳＴを冷却しているため、溶湯温度よりも融点の低い材質であってもスタータＳＴとして使用することができる。
さらに、入口側の冷媒温度と出口側の冷媒温度をモニターし、鋳造の制御にフィードバックすることもできる。
鋳造後には、冷媒に代えて熱処理油をスタータＳＴ内に循環させることにより、組織制御用の熱処理を行うことができる。
【００５２】
また、通常のスタータＳＴが鋳造後に切除されるのに対し、実施の形態４に係るスタータＳＴは、そのまま製品として使用することができる。例えば、通常のスタータＳＴとして、熱交換器用のパイプを用いることができる。さらに、より複雑な冷却回路をスタータＳＴとして使用することもできる。また、スタータＳＴを溶湯内部まで浸すことにより、内部にパイプを備えた鋳物を形成することもできる。
【００５３】
なお、当然のことながら、実施の形態１と実施の形態４あるいは実施の形態２と実施の形態４とを組み合わせることにより、鋳造速度をより速くすることができる。
い。
【００５４】
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】
【００５５】
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、１０９  アクチュエータ
１０６  冷却ガスノズル
１０７  溶湯クーラ
１０７ａ  直線部
１０７ｂ  Ｕ字部
１０８、１１２  冷媒配管
１１０  仕切壁
１１０ａ  通気口
１１１  雰囲気温度調整部
Ｍ１  溶湯
Ｍ２  保持溶湯
Ｍ３  鋳物
ＳＴ  スタータ
【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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