(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記溶湯通過部を介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、
前記溶湯を引き上げるステップにおいて、前記保持炉の内部に導入された芯材とともに、前記溶湯通過部を介して前記溶湯を引き上げ、かつ、前記形状規定部材と同調させながら、前記芯材を水平方向へ移動させる、引上式連続鋳造方法。
【請求項２】
前記芯材として線材を用いる、
請求項１に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項３】
前記芯材として複数の線材を用いる、
請求項２に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項４】
前記溶湯通過部において、前記複数の線材を等間隔に配置する、
請求項３に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項５】
前記線材を金属線、カーボン繊維、セラミック繊維のいずれかで構成する、
請求項２〜４のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項６】
前記溶湯を冷却するステップにおいて、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、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項７】
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、
前記溶湯通過部を介して引き上げられた前記溶湯を冷却する冷却部と、
前記保持炉の内部に導入された芯材を前記溶湯通過部に導く位置決めガイドと、
前記形状規定部材と同調させながら、前記位置決めガイドを水平方向へ移動させる第１の駆動部と、を備えた引上式連続鋳造装置。
【請求項８】
前記位置決めガイドが、前記形状規定部材に固定されている、
請求項７に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項９】
前記芯材を前記保持炉の外部から内部に導く第１のガイドロールと、
前記保持炉の内部に導入された前記芯材を前記位置決めガイドに導く第２のガイドロールと、を更に備える、
請求項７又は８に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項１０】
前記形状規定部材と同調させながら、前記第２のガイドロールを水平方向へ移動させる第２の駆動部をさらに備える、
請求項９に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項１１】
前記冷却部は、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、
請求項７〜１０のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項１２】
前記芯材が線材である、
請求項７〜１１のいずれか一項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方法、引上式連続鋳造装置及び連続鋳造体に関する。
【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してしまう。そのため、冷却ガス流量の増加による生産性の向上には限界があった。
【０００６】
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、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方法は、
保持炉に保持された溶湯に外力を印加して湯面から引き上げながら冷却して溶湯を凝固させる引上式連続鋳造方法において、
溶湯を湯面から引き上げる際に、前記保持炉の内部に導入された芯材とともに溶湯を引き上げるものである。
このような構成により、生産性に優れる引上式連続鋳造方法を提供することができる。
【０００８】
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、
前記溶湯通過部を介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、
前記溶湯を引き上げるステップにおいて、前記保持炉の内部に導入された芯材とともに、前記溶湯通過部を介して前記溶湯を引き上げるものである。
このような構成により、生産性に優れる引上式連続鋳造方法を提供することができる。
【０００９】
前記溶湯を引き上げるステップにおいて、前記形状規定部材と同調させながら、前記芯材を水平方向へ移動させることが好ましい。
前記芯材として線材を用いることが好ましい。特に前記芯材として複数の線材を用いることが好ましい。この際、前記溶湯通過部において、前記複数の線材を等間隔に配置することが好ましい。さらに、前記溶湯をアルミニウム合金とし、前記線材を鉄系の金属線とすることが好ましい。
前記溶湯を冷却するステップにおいて、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ことが好ましい。
【００１０】
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、
前記溶湯通過部を介して引き上げられた前記溶湯を冷却する冷却部と、
前記保持炉の内部に導入された芯材を前記溶湯通過部に導く位置決めガイドと、を備えたものである。
このような構成により、生産性に優れる引上式連続鋳造装置を提供することができる。
【００１１】
前記形状規定部材と同調させながら、前記位置決めガイドを水平方向へ移動させる第１の駆動部をさらに備えることが好ましい。前記位置決めガイドが、前記形状規定部材に固定されていてもよい。
また、前記芯材を前記保持炉の外部から内部に導く第１のガイドロールと、前記保持炉の内部に導入された前記芯材を前記位置決めガイドに導く第２のガイドロールと、を更に備えることが好ましい。連続的に芯材を供給することができる。ここで、前記形状規定部材と同調させながら、前記第２のガイドロールを水平方向へ移動させる第２の駆動部をさらに備えることが好ましい。
さらに、前記冷却部は、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ことが好ましい。
また、前記芯材が線材であることが好ましい。
【００１２】
本発明の一態様に係る連続鋳造体は、長手方向に伸びた一方向凝固組織を有するマトリクスと、前記長手方向に伸びた複合相と、を備えたものである。長手方向に優れた強度を有している。
前記複合相が線材であることが好ましい。特に、前記マトリクスがアルミニウム合金を含み、前記線材が鉄系の金属線を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、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】
【００１４】
【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】比較例に係る凝固界面における表面張力と保持溶湯の重力との釣り合いを示す図である。
【図４】実施の形態１に係る凝固界面における表面張力と保持溶湯の重力との釣り合いを示す図である。
【図５】実施の形態１の変形例に係る形状規定部材１０２の平面図である。
【図６】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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（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、１１１、アクチュエータ１０５、１１２、冷却ガスノズル１０６、引上機１０８、ガイドロール１０９ａ、１０９ｂ、位置決めガイド１１０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。
【００１７】
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Ｍ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、保持炉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、保持炉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は他のアルミニウム以外の金属や合金であってもよい。
【００１８】
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。なお、当然のことながら、鋳物Ｍ３の断面形状は特に限定されない。鋳物Ｍ３は、丸パイプや角パイプなどの中空鋳物でもよい。
【００１９】
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。図２には、溶湯通過部１０３を通過する５本の芯材２００も点線で併せて図示されている。なお、図２におけるｘｙｚ座標は、図１と一致している。
【００２０】
図１に示すように、溶湯Ｍ１は、その表面膜、表面張力、芯材２００との濡れ性などにより鋳物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、表面張力、芯材２００との濡れ性などによって、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。
【００２１】
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（第１の駆動部）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。
【００２２】
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、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。
【００２３】
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ＳＩＦ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。
【００２４】
実施の形態１に係る自由鋳造装置では、溶湯Ｍ１中に芯材２００を供給し、この芯材２００を溶湯Ｍ１とともに形状規定部材１０２の溶湯通過部１０３を通過させる点に１つの特徴を有している。このように、芯材２００とともに溶湯Ｍ１を引き上げるため、引上速度を速くして生産性を向上させることができる。同時に、製造される鋳物Ｍ３を芯材２００により強化することができる。以下に詳細に説明する。
【００２５】
ガイドロール（第１のガイドロール）１０９ａは、自由鋳造装置の外部から供給される芯材２００を溶湯保持炉１０１の内部（すなわち溶湯Ｍ１中）に導入するためのガイドロールである。図１に示すように、ガイドロール１０９ａは、溶湯保持炉１０１の近傍かつ上側に設けることが好ましい。
【００２６】
ガイドロール（第２のガイドロール）１０９ｂは、ガイドロール１０９ａを介して溶湯Ｍ１中に導入された芯材２００を形状規定部材１０２の溶湯通過部１０３に誘導するためのガイドロールである。図１に示すように、ガイドロール１０９ｂは、溶湯保持炉１０１の底面近傍かつ形状規定部材１０２の直下に設けることが好ましい。
なお、ガイドロール１０９ａ、１０９ｂについては、短尺の鋳物Ｍ３を製造する場合には必要ない。また、ガイドロール１０９ａ、１０９ｂの間に他のガイドロールを設けてもよい。
【００２７】
位置決めガイド１１０は、形状規定部材１０２に対する芯材２００の位置を決定するためのガイドである。位置決めガイド１１０の位置決め穴１１０ａを通過した芯材２００は、形状規定部材１０２の溶湯通過部１０３内において所定の位置に配置される。そのため、位置決めガイド１１０は、溶湯通過部１０３の近傍かつ直下に設けられ、形状規定部材１０２と同調して移動する。図１の例では、位置決めガイド１１０は、形状規定部材１０２に固定されている。なお、位置決めガイド１１０は、形状規定部材１０２と同調して移動可能であれば、形状規定部材１０２に固定されなくてもよい。すなわち、形状規定部材１０２を駆動するアクチュエータ１０５とは異なる駆動機構により、位置決めガイド１１０を移動可能としてもよい。
【００２８】
支持ロッド１１１は、溶湯保持炉１０１の内部に設けられたガイドロール１０９ｂを支持する。
アクチュエータ（第２の駆動部）１１２には、支持ロッド１１１が連結されている。アクチュエータ１１２によって、ガイドロール１０９ｂを形状規定部材１０２と同調させて水平方向に移動させることができる。すなわち、ガイドロール１０９ｂと形状規定部材１０２との水平方向の位置関係（鉛直方向から見た位置関係）を維持することができる。
なお、図１の例では、ガイドロール１０９ｂは、上下方向（鉛直方向）には移動しない。そのため、鋳造の進行による湯面の低下とともに、ガイドロール１０９ｂと形状規定部材１０２とが接近する。もちろん、アクチュエータ１１２により、ガイドロール１０９ｂを上下方向にも移動可能としてもよい。
【００２９】
芯材２００としては、溶湯Ｍ１の温度よりも融点が高い金属線（金属繊維）、表面処理を施したセラミックファイバ、カーボンファイバなどを用いることができる。溶湯Ｍ１がアルミニウム合金である場合、鉄系の金属線が特に好ましい。
また、芯材２００は、溶湯Ｍ１と反応し難い方が好ましく、一方、溶湯Ｍ１との濡れ性は良い方が好ましい。濡れ性を向上させるために、芯材２００に表面処理を施してもよい。具体的には、溶湯Ｍ１がアルミニウム合金である場合、芯材２００にＮｉめっきを施してもよい。
【００３０】
芯材２００の形状は特に限定されず、断面円形状の通常の線材に限らず、例えば平角線、金属箔なども用いることができる。さらに、金属線（金属繊維）、セラミックファイバ、カーボンファイバなどを編んだ布状の部材を用いてもよい。
なお、本実施の形態では、図２に示すように、芯材２００として５本の線材が用いられているが、芯材２００の本数は特に限定されない。芯材２００の形状、本数、間隔などは製造する鋳物Ｍ３の断面形状や引上速度などに基づいて適宜決定される。しかしながら、図１に示すように、複数の芯材２００が溶湯通過部１０３内において等間隔に配置されていることが好ましい。また、幅方向（ｙ軸方向）だけでなく、厚さ方向（ｙ軸方向）に芯材２００を複数配置してもよい。
【００３１】
次に、芯材２００を用いることにより、引上速度を速くすることができる原理について説明する。
まず、芯材２００を用いない比較例について説明する。図３は、比較例に係る凝固界面における表面張力と保持溶湯の重力との釣り合いを示す図である。図３に示すように、凝固界面ＳＩＦにおける鋳物Ｍ３の厚さｔ、幅ｗ、単位長さ当たりの表面張力γを用いて、保持溶湯Ｍ２を保持するための表面張力は、２γ（ｗ＋ｔ）と表すことができる。
【００３２】
他方、溶湯の密度ρ、凝固界面ＳＩＦの溶湯表面（湯面）からの臨界高さｈ、重力加速度ｇを用いて、保持溶湯Ｍ２に掛かる重力はρｗｔｈｇと近似することができる。ここで、保持溶湯Ｍ２を保持するための表面張力が保持溶湯Ｍ２に掛かる重力よりも大きい必要があるため、２γ（ｗ＋ｔ）＞ρｗｔｈｇが成立する。そのため、凝固界面ＳＩＦの臨界高さｈ＜２γ（ｗ＋ｔ）／（ρｗｔｇ）となる。
なお、図３に示すように、保持溶湯Ｍ２は、末広がりな形状となるため、鋳物Ｍ３の厚さｔ、幅ｗは、溶湯通過部１０３の厚さｔ１、幅ｗ１よりもそれぞれ小さい値となる。また、図３におけるｘｙｚ座標は、図１と一致している。
【００３３】
次に、芯材２００を用いた本実施の形態について説明する。図４は、実施の形態１に係る凝固界面における表面張力と保持溶湯の重力との釣り合いを示す図である。図４に示すように、表面張力としては、上記の２γ（ｗ＋ｔ）の他に、芯材２００による表面張力が加わる。芯材２００の本数ｎ、芯材２００の１本当たりの円周の長さｃ、芯材２００による単位長さ当たりの表面張力γ’とすると、芯材２００による表面張力は、ｎγ’ｃとなる。従って、保持溶湯Ｍ２を保持するための表面張力は、２γ（ｗ＋ｔ）＋ｎγ’ｃと表すことができる。
【００３４】
他方、溶湯の密度ρ、凝固界面ＳＩＦの溶湯表面（湯面）からの臨界高さｈ’、重力加速度ｇを用いて、保持溶湯Ｍ２に掛かる重力はρｗｔｈ’ｇと近似することができる。ここで、保持溶湯Ｍ２を保持するための表面張力が保持溶湯Ｍ２に掛かる重力よりも大きい必要があるため、２γ（ｗ＋ｔ）＋ｎγ’ｃ＞ρｗｔｈ’ｇが成立する。そのため、凝固界面ＳＩＦの臨界高さｈ’＜｛２γ（ｗ＋ｔ）＋ｎγ’ｃ｝／（ρｗｔｇ）となる。
【００３５】
ここで、明らかに臨界高さｈ＜臨界高さｈ’である。すなわち、芯材２００を用いることにより、凝固界面ＳＩＦの臨界高さがより高くなり、引上速度を速くすることができる。凝固界面ＳＩＦの高さを高くできれば、冷却される保持溶湯Ｍ２の表面積が増える。そのため、凝固界面ＳＩＦにおける凝固速度が向上し、結果的に凝固界面ＳＩＦを一定に維持するための引上速度が速くなるものと考えられる。
【００３６】
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に芯材２００の先端を固定する。固定方法は特に限定されない。図１の例では、２枚のスタータＳＴに芯材２００が挟持されている。芯材２００を挟持したスタータ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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
以上に説明した通り、実施の形態１に係る自由鋳造装置では、芯材２００とともに溶湯Ｍ１を引き上げるため、引上速度を速くして生産性を向上させることができる。同時に、製造される鋳物Ｍ３を芯材２００により強化することができる。
鋳物Ｍ３は、マトリクスが長手方向に伸びた一方向凝固組織を有している上、複合相として長手方向に伸びた芯材２００を備えている。そのため、長手方向の強度に極めて優れている。このような組織を有する連続鋳造体は、過去に例がない。このような連続鋳造体は、自動車用のクラッシュボックス、バンパー、サイドメンバーなどに特に好適である。
【００４０】
（実施の形態１の変形例）
次に、図５、６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５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６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５、６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５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５に示すように、形状規定板１０２ａ、１０２ｂは、ｙ軸方向に並んで対向配置されている。また、図６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ｙ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５、６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５に示すように、形状規定板１０２ｃ、１０２ｄは、ｘ軸方向に並んで対向配置されている。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ｘ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５、６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５、６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５、６では省略されている。
【００４５】
図５、６に示すように、形状規定板１０２ａは、ｙ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、ｙ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ｙ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、ｙ軸方向にスライドすることができる。
【００４６】
また、図５、６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】
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】
【００４８】
１０１  溶湯保持炉
１０２  形状規定部材
１０２ａ〜１０２ｄ  形状規定板
１０３  溶湯通過部
１０４、１１１  支持ロッド
１０５、１１２  アクチュエータ
１０６  冷却ガスノズル
１０８  引上機
１０９ａ、１０９ｂ  ガイドロール
１１０  位置決めガイド
１１０ａ  位置決め穴
２００  芯材
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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