(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溶湯通過部により、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
前記溶湯通過部を通過した前記溶湯が凝固することにより形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるノズルと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記溶湯通過部の出口側の前記溶湯を冷却する冷却手段と、
前記溶湯通過部の入口側の前記溶湯を保温する保温手段と、を備え、
前記溶湯通過部の端面形状が、前記湯面から引き上げられた前記溶湯の表面形状に沿って湾曲している、引上式連続鋳造装置。
【請求項２】
前記保温手段が、前記形状規定部材の下面に形成された断熱皮膜を含む、
請求項１に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項３】
前記保温手段が、前記溶湯通過部の前記入口側に形成されたヒーターを含む、
請求項１に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項４】
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が凝固することにより形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるノズルと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記保持炉に保持された前記溶湯と接触する下部形状規定部材と、
前記下部形状規定部材よりも上側に設けられ、通過する前記溶湯を冷却する冷却手段を有する上部形状規定部材と、を備え、
前記下部形状規定部材は、前記上部形状規定部材から分割され、断熱されている、引上式連続鋳造装置。
【請求項５】
前記冷却手段が、冷媒を流す流路である、
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】
前記冷媒がガスである、
請求項５に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項７】
前記冷媒と前記冷却ガスとが同じガスである、
請求項６に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項８】
保持炉に保持された溶湯を、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材の溶湯通過部を通過させ、引き上げるステップと、
前記溶湯通過部を通過した前記溶湯から形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるステップと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記溶湯通過部の出口側の前記溶湯を冷却する冷却手段と、
前記溶湯通過部の入口側の前記溶湯を保温する保温手段と、を備え、
前記溶湯通過部の端面形状が、前記湯面から引き上げられた前記溶湯の表面形状に沿って湾曲している、引上式連続鋳造方法。
【請求項９】
前記保温手段として、前記形状規定部材の下面に形成された断熱皮膜を用いる、
請求項８に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１０】
前記保温手段として、前記溶湯通過部の前記入口側に形成されたヒーターを用いる、
請求項８に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１１】
保持炉に保持された溶湯を、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、引き上げるステップと、
前記形状規定部材を通過した前記溶湯から形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるステップと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記保持炉に保持された前記溶湯と接触する下部形状規定部材と、
前記下部形状規定部材よりも上側に設けられた上部形状規定部材と、を備え、
前記上部形状規定部材は、通過する前記溶湯を冷却する冷却手段を備え、
前記下部形状規定部材は、前記上部形状規定部材から分割され、断熱されている、引上式連続鋳造方法。
【請求項１２】
前記冷却手段として、冷媒を流す流路を用いる、
請求項８〜１１のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１３】
前記冷媒をガスとする、
請求項１２に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１４】
前記冷媒と前記冷却ガスとを同じガスとする、
請求項１３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、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によって冷却している。具体的には、凝固した直後の鋳物に冷却ガスを吹き付け、間接的に溶湯を冷却している。ここで、冷却ガス流量を増やす程、鋳造速度を高め、生産性を向上させることができる。しかしながら、冷却ガス流量を増やすと、形状規定部材から導出された溶湯が冷却ガスによって搖動し、鋳物の寸法精度や表面品質が劣化する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、鋳物の寸法精度や表面品質に優れるとともに生産性にも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溶湯通過部により、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
前記溶湯通過部を通過した前記溶湯が凝固することにより形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるノズルと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記溶湯通過部の出口側の前記溶湯を冷却する冷却手段と、
前記溶湯通過部の入口側の前記溶湯を保温する保温手段と、を備え、
前記溶湯通過部の端面形状が、前記湯面から引き上げられた前記溶湯の表面形状に沿って湾曲しているものである。
このような構成により、鋳物の寸法精度や表面品質に優れるとともに生産性にも優れる引上式連続鋳造装置を提供することができる。【０００８】
前記保温手段は、前記形状規定部材の下面に形成された断熱皮膜や前記溶湯通過部の前記入口側に形成されたヒーターを含むことが好ましい。【０００９】
本発明の他の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が凝固することにより形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるノズルと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記保持炉に保持された前記溶湯と接触する下部形状規定部材と、
前記下部形状記憶部材よりも上側に設けられ、通過する前記溶湯を冷却する冷却手段を有する上部形状規定部材と、を備えるものである。
このような構成により、鋳物の寸法精度や表面品質に優れるとともに生産性にも優れる引上式連続鋳造装置を提供することができる。【００１０】
前記冷却手段が、冷媒を流す流路であることが好ましい。
また、前記冷媒がガスであることが、安全上好ましい。
さらに、前記冷媒と前記冷却ガスとが同じガスであることが、設備を簡素化する上で好ましい。【００１１】
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を、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材の溶湯通過部を通過させ、引き上げるステップと、
前記溶湯通過部を通過した前記溶湯から形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるステップと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記溶湯通過部の出口側の前記溶湯を冷却する冷却手段と、
前記溶湯通過部の入口側の前記溶湯を保温する保温手段と、を備え、
前記溶湯通過部の端面形状が、前記湯面から引き上げられた前記溶湯の表面形状に沿って湾曲しているものである。
このような構成により、鋳物の寸法精度や表面品質に優れるとともに生産性にも優れる引上式連続鋳造方法を提供することができる。【００１２】
前記保温手段として、前記形状規定部材の下面に形成された断熱皮膜や前記溶湯通過部の前記入口側に形成されたヒーターを用いることが好ましい。【００１３】
本発明の他の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を、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、引き上げるステップと、
前記形状規定部材を通過した前記溶湯から形成された前記鋳物に対し、冷却ガスを吹き付けるステップと、を備え、
前記形状規定部材は、
前記保持炉に保持された前記溶湯と接触する下部形状規定部材と、
前記下部形状記憶部材よりも上側に設けられた上部形状規定部材と、を備え、
前記上部形状規定部材は、通過する前記溶湯を冷却する冷却手段を備えているものである。
このような構成により、鋳物の寸法精度や表面品質に優れるとともに生産性にも優れる引上式連続鋳造方法を提供することができる。【００１４】
前記冷却手段として、冷媒を流す流路を用いることが好ましい。
また、前記冷媒をガスとすることが、安全上好ましい。
さらに、前記冷媒と前記冷却ガスとを同じガスとすることが、設備を簡素化する上で好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、鋳物の寸法精度や表面品質に優れるとともに生産性にも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提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１に係る自由鋳造装置の模式的断面図である。
【図２】実施の形態１に係る形状規定部材１０２の平面図である。
【図３】実施の形態１の比較例に係る自由鋳造装置の模式的断面図である。
【図４】実施の形態１の変形例に係る形状規定部材１０２の平面図である。
【図５】実施の形態１の変形例に係る形状規定部材１０２の側面図である。
【図６】実施の形態２に係る自由鋳造装置の模式的断面図である。
【図７】実施の形態３に係る自由鋳造装置の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
（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模式的断面図である。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、形状規定部材１０２、支持ロッド１０４、アクチュエータ１０５、冷却ガスノズル１０６、引上機１０８を備えている。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。
【００１９】
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。ここで、保持炉の設定温度を上げると凝固界面の位置を上げることができ、保持炉の設定温度を下げると凝固界面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は他のアルミニウム以外の金属や合金であってもよい。
【００２０】
形状規定部材１０２は、例えば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、形状規定部材１０２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。形状規定部材１０２は、鋳造する鋳物Ｍ３の断面形状を規定するとともに、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への混入を防止する。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）の形状が板状の中実鋳物である。
【００２１】
図２は、実施の形態１に係る形状規定部材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に示すように、形状規定部材１０２は、例えば矩形状の平面形状を有し、中央部に溶湯が通過するための厚さｔ１×幅ｗ１の矩形状の開口部（溶湯通過部１０３）を有している。なお、図２におけるｘｙｚ座標は、図１と一致している。
【００２２】
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、形状規定部材１０２の溶湯通過部１０３を通過する。すなわち、溶湯Ｍ１が形状規定部材１０２の溶湯通過部１０３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との境界が凝固界面ＳＩＦである。
【００２３】
ここで、図３は、実施の形態１の比較例に係る自由鋳造装置の模式的断面図である。図１と図３との比較から、実施の形態１に係る形状規定部材１０２は、比較例に係る形状規定部材２よりも厚く、保持溶湯Ｍ２の表面の略全体を覆っている。そのため、冷却ガスノズル１０６から鋳物Ｍ３に吹き付けられる冷却ガスによる保持溶湯Ｍ２の表面の搖動を抑制することができる。その結果、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。
【００２４】
また、従来よりも冷却ガスの流量を増やすことにより、鋳造速度を高め、生産性を向上させることができる。ここで、凝固界面ＳＩＦの位置が形状規定部材１０２に近い程、これらの効果も大きくなる。他方、鋳物Ｍ３の長手方向の形状の自由度は小さくなり、直線上に延びた鋳物Ｍ３になる。
【００２５】
また、比較例に係る形状規定部材２では、溶湯通過部３の下側の開口（入口）と上側の開口（出口）とが同じ大きさであり、溶湯通過部３の端面が主面に対して垂直かつ平坦である。これに対し、実施の形態１に係る形状規定部材１０２では、溶湯通過部１０３の入口が出口よりも一回り大きく、溶湯通過部１０３の端面が主面に対して斜めになっている。さらに、溶湯通過部１０３の端面は、湯面から引き上げられた保持溶湯Ｍ２の表面形状に沿って凸状に湾曲している。
なお、比較例に係る自由鋳造装置における形状規定部材２以外の構成要素は、実施の形態１に係る自由鋳造装置と同様であるため、説明を省略する。
【００２６】
形状規定部材１０２は、内部の上側に冷却手段を備えている。具体的には、形状規定部材１０２は、溶湯通過部１０３の上側（出口側）の近傍に冷却手段として冷媒流路２ａを備えている。そのため、形状規定部材１０２を通過している溶湯通過部１０３の出口近傍の保持溶湯Ｍ２を効果的に冷却し、凝固界面ＳＩＦの位置を形状規定部材１０２の近くに維持することができる。
【００２７】
冷媒流路２ａは、例えば、溶湯通過部１０３を取り囲むように環状に形成される。冷媒流路２ａを流れる冷媒としては、冷却ガスノズル１０６から鋳物Ｍ３に吹き付ける冷却ガスと同様の冷却ガスを用いることが安全上好ましい。また、冷却ガスノズル１０６と冷媒流路２ａとに流す冷却ガスを同一のガスにすれば、設備を簡素化することができ、好ましい。
【００２８】
他方、形状規定部材１０２は、形状規定部材１０２による溶湯Ｍ１の温度低下を抑制するため、下側に保温手段を備えている。形状規定部材１０２を通過する前の溶湯Ｍ１が低下すると、溶湯Ｍ１に好ましくない凝固片が発生し、鋳物の寸法精度や表面品質に悪影響を及ぼす。そこで、形状規定部材１０２は、下面に塗布された断熱性を有する塗型剤からなる断熱皮膜２ｂを保温手段として備えている。
【００２９】
塗型剤としては、例えば、バーミキュライト塗型材を用いることができる。バーミキュライト塗型材は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等の耐火物微粒子を水に懸濁させた塗型材である。
【００３０】
断熱皮膜２ｂにより、これから形状規定部材１０２を通過する溶湯通過部１０３の入口近傍の溶湯Ｍ１を保温することができる。そのため、この溶湯Ｍ１の温度低下を抑制し、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。
【００３１】
支持ロッド１０４は、形状規定部材１０２を支持する。
アクチュエータ１０５には、支持ロッド１０４が連結されている。アクチュエータ１０５によって、支持ロッド１０４を介して形状規定部材１０２が上下方向（鉛直方向）及び水平方向に移動可能となっている。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、形状規定部材１０２を下方向に移動させることができる。また、形状規定部材１０２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変化させることができる。
【００３２】
冷却ガスノズル（冷却部）１０６は、冷却ガス供給部（不図示）から供給される冷却ガス（空気、窒素、アルゴンなど）を鋳物Ｍ３に吹き付け、冷却する冷却手段である。冷却ガスの流量を増やすと凝固界面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の位置を上げることができる。なお、図示されていないが、冷却ガスノズル（冷却部）１０６も形状規定部材１０２の移動に合わせて、水平方向や上下方向に移動することができる。
【００３３】
スタータＳＴに連結された引上機１０８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。引上機１０８による引上速度を速くすると凝固界面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の位置を下げることができる。
【００３４】
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、形状規定部材１０２の溶湯通過部１０３を通して、スタータＳＴの先端部を溶湯Ｍ１に浸漬させる。
【００３５】
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、形状規定部材１０２の溶湯通過部１０３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。
【００３６】
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。
【００３７】
上述の通り、実施の形態１に係る自由鋳造装置では、形状規定部材１０２が保持溶湯Ｍ２の表面の略全体を覆っているため、冷却ガスによる保持溶湯Ｍ２の表面の搖動を抑制することができる。その結果、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。他方、従来よりも冷却ガスの流量を増やすことにより、鋳造速度を高め、生産性を向上させることができる。
【００３８】
また、形状規定部材１０２は、形状規定部材１０２を通過している溶湯通過部１０３の出口近傍の溶湯を冷却する冷却手段として冷媒流路２ａを備えている。そのため、形状規定部材１０２を通過した保持溶湯Ｍ２を効果的に冷却し、凝固界面ＳＩＦの位置を形状規定部材１０２の近くに維持することができる。
【００３９】
さらに、形状規定部材１０２は、これから形状規定部材１０２を通過する溶湯通過部１０３の入口近傍の溶湯Ｍ１を保温する保温手段として断熱皮膜２ｂを備えている。そのため、形状規定部材１０２による溶湯Ｍ１の温度低下を抑制し、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。
【００４０】
（実施の形態１の変形例）
次に、図４、５を参照して、実施の形態１の変形例に係る自由鋳造装置について説明する。図４は、実施の形態１の変形例に係る形状規定部材１０２の平面図である。図５は、実施の形態１の変形例に係る形状規定部材１０２の側面図である。なお、図４、５におけるｘｙｚ座標も、図１と一致している。
【００４１】
図２に示された実施の形態１に係る形状規定部材１０２は、１枚の板から構成されていたため、溶湯通過部１０３の厚さｔ１、幅ｗ１は固定されていた。これに対し、実施の形態１の変形例に係る形状規定部材１０２は、図４に示すように、４枚の矩形状の形状規定板１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄを備えている。すなわち、実施の形態１の変形例に係る形状規定部材１０２は、複数に分割されている。このような構成により、溶湯通過部１０３の厚さｔ１、幅ｗ１を変化させることができる。また、４枚の矩形状の形状規定板１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、同調してｚ軸方向に移動することができる。
【００４２】
図４に示すように、形状規定板１０２ａ、１０２ｂは、ｘ軸方向に並んで対抗配置されている。また、図５に示すように、形状規定板１０２ａ、１０２ｂは、ｚ軸方向には同じ高さで配置されている。形状規定板１０２ａ、１０２ｂの間隔が、溶湯通過部１０３の幅ｗ１を規定している。そして、形状規定板１０２ａ、１０２ｂが、独立してｘ軸方向に移動可能であるため、幅ｗ１を変化させることができる。なお、溶湯通過部１０３の幅ｗ１を測定するために、図４、５に示すように、形状規定板１０２ａ上にレーザ変位計Ｓ１、形状規定板１０２ｂ上にレーザ反射板Ｓ２が設けてもよい。
【００４３】
また、図４に示すように、形状規定板１０２ｃ、１０２ｄは、ｙ軸方向に並んで対抗配置されている。また、形状規定板１０２ｃ、１０２ｃは、ｚ軸方向には同じ高さで配置されている。形状規定板１０２ｃ、１０２ｄの間隔が、溶湯通過部１０３の厚さｔ１を規定している。そして、形状規定板１０２ｃ、１０２ｄが、独立してｙ軸方向に移動可能であるため、厚さｔ１を変化させることができる。
形状規定板１０２ａ、１０２ｂは、形状規定板１０２ｃ、１０２ｄの上側に接触するように配置されている。
【００４４】
次に、図４、５を参照して、形状規定板１０２ａの駆動機構について説明する。図４、５に示すように、形状規定板１０２ａの駆動機構は、スライドテーブルＴ１、Ｔ２、リニアガイドＧ１１、Ｇ１２、Ｇ２１、Ｇ２２、アクチュエータＡ１、Ａ２、ロッドＲ１、Ｒ２を備えている。なお、形状規定板１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄも形状規定板１０２ａと同様に駆動機構を備えているが、図４、５では省略されている。
【００４５】
図４、５に示すように、形状規定板１０２ａは、ｘ軸方向にスライド可能なスライドテーブルＴ１に載置、固定されている。スライドテーブルＴ１は、ｘ軸方向に平行して延設された１対のリニアガイドＧ１１、Ｇ１２上に、摺動自在に載置されている。また、スライドテーブルＴ１は、アクチュエータＡ１からｘ軸方向に延設されたロッドＲ１に連結されている。以上のような構成により、形状規定板１０２ａは、ｘ軸方向にスライドすることができる。
【００４６】
また、図４、５に示すように、リニアガイドＧ１１、Ｇ１２、及びアクチュエータＡ１は、ｚ軸方向にスライド可能なスライドテーブルＴ２上に載置、固定されている。スライドテーブルＴ２は、ｚ軸方向に平行して延設された１対のリニアガイドＧ２１、Ｇ２２上に、摺動自在に載置されている。また、スライドテーブルＴ２は、アクチュエータＡ２からｚ軸方向に延設されたロッドＲ２に連結されている。リニアガイドＧ２１、Ｇ２２、及びアクチュエータＡ２は、水平な床面や台座（不図示）などに固定されている。以上のような構成により、形状規定板１０２ａは、ｚ軸方向にスライドすることができる。なお、アクチュエータＡ１、Ａ２として、油圧シリンダ、エアシリンダ、モータなどを挙げることができる。
【００４７】
（実施の形態２）
次に、図６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６は、実施の形態２に係る自由鋳造装置の模式的断面図である。なお、図６におけるｘｙｚ座標も、図１と一致している。実施の形態１に係る自由鋳造装置では、形状規定部材１０２が、その下側に保温手段として断熱皮膜２ｂを備えていた。これに対し、実施の形態２に係る自由鋳造装置では、形状規定部材２０２が、その下側に保温手段としてヒーター２２ｂを備えている。
【００４８】
具体的には、形状規定部材２０２は、溶湯通過部１０３の入口近傍の溶湯Ｍ１を保温する保温手段としてヒーター２２ｂを備えている。そのため、形状規定部材２０２による溶湯Ｍ１の温度低下を抑制し、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。ヒーター２２ｂは、例えば、溶湯通過部１０３を取り囲むように環状に形成される。
【００４９】
また、実施の形態２に係る形状規定部材１０２も、実施の形態１に係る形状規定部材１０２と同様に、保持溶湯Ｍ２の表面の略全体を覆っている。そのため、冷却ガスによる保持溶湯Ｍ２の表面の搖動を抑制することができる。その結果、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。他方、従来よりも冷却ガスの流量を増やすことにより、鋳造速度を高め、生産性を向上させることができる。
【００５０】
さらに、実施の形態２に係る形状規定部材２０２も、実施の形態１に係る形状規定部材１０２と同様に、溶湯通過部１０３の上側（出口側）の近傍に冷却手段として冷媒流路２ａを備えている。そのため、形状規定部材２０２を通過した保持溶湯Ｍ２を効果的に冷却し、凝固界面ＳＩＦの位置を形状規定部材２０２の近くに維持することができる。
その他の構成も実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５１】
（実施の形態３）
次に、図７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７は、実施の形態３に係る自由鋳造装置の模式的断面図である。なお、図７におけるｘｙｚ座標も、図１と一致している。実施の形態３に係る自由鋳造装置では、形状規定部材３０２が、上側に配置された上部形状規定部材２１と下側に配置された下部形状規定部材２２とから構成されている。換言すると、形状規定部材３０２が、上下方向において、上部形状規定部材２１と下部形状規定部材２２とに分割されている。
【００５２】
実施の形態１に係る形状規定部材１０２は、その下側に保温手段として断熱皮膜２ｂを備えていた。実施の形態３に係る形状規定部材３０２では、溶湯Ｍ１と接触している下部形状規定部材２２が上部形状規定部材２１から分割され、断熱されている。そのため、下部形状規定部材２２が保温手段を備えていなくても、溶湯Ｍ１の温度低下を抑制し、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。なお、下部形状規定部材２２が、実施の形態１に係る断熱皮膜２ｂや実施の形態２に係るヒーター２２ｂなどの保温手段を備えていてもよいことは言うまでもない。
【００５３】
上部形状規定部材２１は、保持溶湯Ｍ２の表面の略全体を覆っているため、冷却ガスによる保持溶湯Ｍ２の表面の搖動を抑制することができる。その結果、鋳物の寸法精度や表面品質を向上させることができる。他方、従来よりも冷却ガスの流量を増やすことにより、鋳造速度を高め、生産性を向上させることができる。
【００５４】
また、上部形状規定部材２１も、実施の形態１に係る形状規定部材１０２と同様に、溶湯通過部１０３の近傍に冷却手段として冷媒流路２ａを備えている。そのため、形状規定部材３０２を通過した保持溶湯Ｍ２を効果的に冷却し、凝固界面ＳＩＦの位置を形状規定部材３０２の近くに維持することができる。
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。
【００５５】
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】
【００５６】
２ａ  冷媒流路
２ｂ  断熱皮膜
２１  上部形状規定部材
２２  下部形状規定部材
２２ｂ  ヒーター
１０１  溶湯保持炉
１０２、２０２、３０２  形状規定部材
１０２ａ〜１０２ｄ  形状規定板
１０３  溶湯通過部
１０４  支持ロッド
１０５  アクチュエータ
１０６  冷却ガスノズル
１０８  引上機
Ａ１、Ａ２  アクチュエータ
Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ２１、Ｇ２２  リニアガイド
Ｍ１  溶湯
Ｍ２  保持溶湯
Ｍ３  鋳物
Ｒ１、Ｒ２  ロッド
Ｓ１  レーザ変位計
Ｓ２  レーザ反射板
ＳＩＦ  凝固界面
ＳＴ  スタータ
Ｔ１、Ｔ２  スライドテーブル
【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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