(57)【要約】【課題】  潤滑材を低減しても高速鋳造を安定して円滑に行うことができ、ブレークアウトや潤滑材反応生成物の発生も抑制して、鋳塊不良を大幅に減らすことができるようにする。【解決手段】  この発明は、タンディッシュ２５０内の合金溶湯２５５を水平状に配置した鋳型２０１の一端から鋳型２０１内に供給してアルミニウム合金鋳造棒を製造する水平連続鋳造装置において、鋳型２０１の一端寄りの鋳型内周壁に設けられている潤滑材供給口２２４を鋳型２０１の他端寄りまで拡張した、ことを特徴としている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンディッシュ内の合金溶湯を水平状に配置した鋳型の一端から鋳型内に供給してアルミニウム合金鋳造棒を製造する水平連続鋳造装置において、
上記鋳型の一端寄りの鋳型内周壁に設けられている潤滑材供給口を鋳型の他端寄りまで拡張した、
ことを特徴とする水平連続鋳造装置。
【請求項２】
タンディッシュ内の合金溶湯を水平状に配置した鋳型の一端から鋳型内に供給してアルミニウム合金鋳造棒を製造する水平連続鋳造装置において、
上記鋳型の一端寄りの鋳型内周壁に設けられている潤滑材供給口を分岐して鋳型の他端寄りにも設けた、
ことを特徴とする水平連続鋳造装置。
【請求項３】
上記タンディッシュと鋳型の一端との間に配置され、タンディッシュと鋳型とを連通する注湯用通路を有する断熱部材と、
上記断熱部材に略垂直方向に設けられ、注湯用通路と一体の通孔を有する仕切り層と、を備える、請求項１または２に記載の水平連続鋳造装置。
【請求項４】
上記鋳型の一端と仕切り層との間に断熱部材を介在させる、請求項３に記載の水平連続鋳造装置。
【請求項５】
上記仕切り層は、通孔側周部が水平に曲折して鋳型の一端に臨んでいる、請求項４に記載の水平連続鋳造装置。
【請求項６】
上記鋳型の一端と仕切り層との間に介在する断熱部材のうち、鋳型の中空部に臨む断熱部材の面積を、鋳型の中空部の縦断面積に対して面積比で４０〜８５％とする、請求項４または５に記載の水平連続鋳造装置。
【請求項７】
上記仕切り層は、潤滑材および気化した潤滑材を通さない材料で構成される、請求項３から６の何れかに記載の水平連続鋳造装置。
【請求項８】
上記タンディッシュと鋳型の一端との間に配置された断熱部材に形成されタンディッシュと鋳型とを連通する注湯用通路と、鋳型との位置関係を、注湯用通路内径下部位置が、鋳型内径下部位置に対して鋳型内径の８％以上上方となるようにした、請求項１または２に記載の水平連続鋳造装置。
【請求項９】
上記アルミニウム合金の合金溶湯は、マグネシウムの含有量が０．５質量％以上である、請求項１から８の何れかに記載の水平連続鋳造装置。
【請求項１０】
上記アルミニウム合金の合金溶湯の成分を、Ｓｉ（含有率０．０５〜１．３質量％）、Ｆｅ（含有率０．１〜０．７質量％）、Ｃｕ（含有率０．１〜２．５質量％）、Ｍｎ（含有率０．０５〜１．１質量％）、Ｍｇ（含有率０．５〜３．５質量％）、Ｃｒ（含有率０．０４〜０．４質量％）、およびＺｎ（含有率０．０５〜８質量％以下）を含むものとする、請求項１から８の何れかに記載の水平連続鋳造装置。
【請求項１１】
タンディッシュ内の合金溶湯を水平状に配置した鋳型の一端から鋳型内に供給してアルミニウム合金鋳造棒を製造する水平連続鋳造方法において、
上記鋳型の一端寄りの鋳型内周壁に設けられている潤滑材供給口を鋳型の他端寄りまで拡張し、水平連続鋳造時に鋳型の他端寄りにも潤滑材を供給する、
ことを特徴とする水平連続鋳造方法。
【請求項１２】
タンディッシュ内の合金溶湯を水平状に配置した鋳型の一端から鋳型内に供給してアルミニウム合金鋳造棒を製造する水平連続鋳造方法において、
上記鋳型の一端寄りの鋳型内周壁に設けられている潤滑材供給口を分岐して鋳型の他端寄りにも潤滑材供給口を設け、水平連続鋳造時に鋳型の他端寄りにも潤滑材を供給する、
ことを特徴とする水平連続鋳造方法。
【請求項１３】
上記タンディッシュと鋳型の一端との間に配置され、タンディッシュと鋳型とを連通する注湯用通路を有する断熱部材に、その注湯用通路と一体の通孔を有する仕切り層が設けられ、鋳造時に鋳型に供給されて断熱部材に滲みだした潤滑材を仕切り層で遮りつつ水平連続鋳造を行う、請求項１１または１２に記載の水平連続鋳造方法。
【請求項１４】
上記タンディッシュと鋳型の一端との間に配置された断熱部材に形成されタンディッシュと鋳型とを連通する注湯用通路と、鋳型との位置関係は、注湯用通路内径下部位置が、鋳型内径下部位置に対して鋳型内径の８％以上上方であり、鋳型内で鋳塊の下部から凝固殻が形成されるようになっている、請求項１１または１２に記載の水平連続鋳造方法。
【請求項１５】
請求項１１から１４の何れかに記載の水平連続鋳造方法を用いて製造した、ことを特徴とするアルミニウム合金鋳造棒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンディッシュ内の合金溶湯を水平状に配置した鋳型の一端から鋳型内に供給してアルミニウム合金鋳造棒を製造する水平連続鋳造装置、水平連続鋳造方法およびアルミニウム合金鋳造棒に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の輸送機器においては、その軽量化の要求から、アルミニウム合金部品の採用が多くなっている。このようなアルミニウム合金部品は、アルミニウム合金棒材を所定の長さに切断して鍛造用素材とし、その鍛造用素材を鍛造によって部品に成形することで得られる。そして、アルミニウム合金棒材は、例えば水平連続鋳造によって作製された素材に塑性加工や熱処理を施すことによって製造されている。
【０００３】
この水平連続鋳造では一般に、次のような過程を経て金属溶湯から円柱状、角柱状あるいは中空柱状の長尺鋳塊を製造する。すなわち、金属溶湯を溜めるタンディッシュに入った溶湯は、耐火物製通路を通った後、ほぼ水平に設置された筒状鋳型内に入り、ここで強制冷却されて溶湯本体の外表面に凝固殻が形成される。さらに鋳型から引き出された鋳塊に水などの冷却剤が直接放射され、鋳塊内部まで金属の凝固が進行しつつ鋳塊が連続的に引き出される。
【０００４】
この水平連続鋳造では、潤滑油を鋳型の入口側の内周壁から注入し金属溶湯の鋳型壁への焼き付きを防止している。この鋳型においては、鋳塊の上面と下面にかかる重力の差により下部壁面から上部壁面へと潤滑油は押し上げられる。また潤滑油の加熱により発生した分解ガスも上部壁面へと上昇する。このような要因により、鋳型内周壁と、溶湯や鋳塊外周面の凝固殻との間の潤滑状態は、鋳型の上下で不均一となっている。
【０００５】
例えば鋳型の下方では、鋳型内周壁と、溶湯や凝固殻との間に潤滑油が流入せず、溶湯が鋳型内周壁に焼き付くため凝固殻が破れて未凝固状態の溶湯が流出し、大きい鋳造欠陥となるか、またはさらに進むと鋳塊がちぎれて鋳造作業が不可能になる。一方、鋳型の上方では潤滑油が過多の状態となり、また溶湯と鋳型内周壁との接触が密接でないために、鋳型による溶湯の冷却が不十分となって未凝固状態の溶湯が鋳塊上部から吹き出すこととなる。
【０００６】
金属の水平連続鋳造におけるこのような本質的な問題の克服のため従来から、例えば下記の特許文献１，２，３のような、種々の解決策が提案されている。
【特許文献１】特公平８−３２３５６号公報
【特許文献２】特開平１１−１７０００９号公報
【特許文献３】特開平１１−１７００１４号公報
【０００７】
上記の特許文献１，２，３のうち、特許文献１，２は、潤滑材供給に関するものであり、特許文献３は、鋳型内の溶湯温度分布の均一化に関するものである。
【０００８】
特許文献１には、従来の金属の水平連続鋳造における問題点、すなわち鋳型内における溶湯の冷却のアンバランス及び鋳型内壁の潤滑界面の不均一性を解消し、鋳塊組織の均質化、鋳肌欠陥やブレークアウトを排除して良品質の鋳塊を安定して鋳造しうる金属の水平連続鋳造方法および装置を提供することを目的として、ほぼ水平状に保持され、強制冷却された筒状鋳型に潤滑流体を供給し、該筒状鋳型の一端に金属溶湯を供給して柱状金属溶湯本体を形成し、該柱状金属溶湯本体が凝固して形成された柱状鋳塊を該筒状鋳型の他端から引き抜く金属の水平連続鋳造方法において、上記筒状鋳型の内壁面に形成された浸透性多孔質鋳型部の多孔質空隙に潤滑流体を浸透させ、未凝固もしくは凝固中の金属溶湯に臨む上記筒状鋳型の内壁面に潤滑流体を連続的に浸出させるとともに、該筒状鋳型の内壁面に形成された溝を経由して前記潤滑流体及び／又は前記潤滑流体の分解ガスを主成分とする気体を鋳型の鋳塊引出し端部へ放出し、上記浸透性多孔質鋳型部上部への潤滑流体の浸出量を該浸透性多孔質鋳型部下部に対する浸出量より少なく調整して行うことが開示されている。
【０００９】
また特許文献２には、アルミニウム又はアルミニウム合金の横型連続鋳造方法において、適量の潤滑油を鋳型の内周方向に均一に分布させることにより、鋳塊の表面性状を改善し、かつ逆偏析層の厚みを低減して、皮剥き量を減らし歩留りを向上させることを目的とするために、鋳型の上半部内面に複数個の潤滑油供給穴を設け、その潤滑油供給量を、鋳塊の外周単位長さ当り毎分０．００１〜０．０１２ｃｃ／ｍｉｎ・ｍｍとし、冷却される金型の内面に自己潤滑性を有するカーボンスリーブを焼きばめ等により嵌合したものを使用することが開示されている。
【００１０】
また特許文献３には、鋳型内部の溶湯の温度分布を均一にし、それによって鋳塊下部の湯境を小さく、かつ鋳塊表面に形成される逆偏析層の厚みを減らし、鋳塊の皮剥き量を低減させて歩留まりを向上させ、同時にブレークアウトの発生を抑えることを目的として、炉から鋳型へ溶湯を供給する湯口断熱材の溶湯供給口を、鋳型の断面の中心位置から下の範囲内に設置し、その断面積を鋳型の全断面の１０〜２５％とする横型連続鋳造装置が開示されている。
【００１１】
ところで近年、水平連続鋳造で安定した製造運転を行うために、多量の潤滑材を投入して潤滑処理しなければならない状況が発生している。例えば、アルミニウム合金部品への需要が高まる中、その素材であるアルミニウム合金棒材の生産性を上げることが望まれており、そのためには鋳造速度を速くすることが要求されているが、鋳造速度を上げるためには、潤滑材の供給量を従来より増やし焼き付き防止する必要がある。
【００１２】
しかし、上記のように、多量の潤滑材を投入した場合、過剰の気化したガスによりブレークアウトしたり、過剰の潤滑材と溶湯が接触し潤滑材反応生成物を生じたりする不具合が発生し、鋳塊が不良となるという問題点を有していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
この発明は上記に鑑み提案されたもので、潤滑材を低減しても高速鋳造を安定して円滑に行うことができ、ブレークアウトや潤滑材反応生成物の発生も抑制して、鋳塊不良を大幅に減らすことができる水平連続鋳造装置、水平連続鋳造方法、およびアルミニウム合金鋳造棒を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】
【００１４】
１）上記目的を達成するために、第１の発明は、タンディッシュ内の合金溶湯を水平状に配置した鋳型の一端から鋳型内に供給してアルミニウム合金鋳造棒を製造する水平連続鋳造装置において、上記鋳型の一端寄りの鋳型内周壁に設けられている潤滑材供給口を鋳型の他端寄りまで拡張した、ことを特徴としている。
【００１５】
２）第２の発明は、タンディッシュ内の合金溶湯を水平状に配置した鋳型の一端から鋳型内に供給してアルミニウム合金鋳造棒を製造する水平連続鋳造装置において、上記鋳型の一端寄りの鋳型内周壁に設けられている潤滑材供給口を分岐して鋳型の他端寄りにも設けた、ことを特徴としている。
【００１６】
３）第３の発明は、上記した１）項または２）項に記載の発明の構成に加えて、上記タンディッシュと鋳型の一端との間に配置され、タンディッシュと鋳型とを連通する注湯用通路を有する断熱部材と、上記断熱部材に略垂直方向に設けられ、注湯用通路と一体の通孔を有する仕切り層と、を備える、ことを特徴としている。
【００１７】
４）第４の発明は、上記した３）項に記載の発明の構成に加えて、上記鋳型の一端と仕切り層との間に断熱部材を介在させる、ことを特徴としている。
【００１８】
５）第５の発明は、上記した４）項に記載の発明の構成に加えて、上記仕切り層は、通孔側周部が水平に曲折して鋳型の一端に臨んでいる、ことを特徴としている。
【００１９】
６）第６の発明は、上記した４）項または５）項に記載の発明の構成に加えて、上記鋳型の一端と仕切り層との間に介在する断熱部材のうち、鋳型の中空部に臨む断熱部材の面積を、鋳型の中空部の縦断面積に対して面積比で４０〜８５％とする、ことを特徴としている。
【００２０】
７）第７の発明は、上記した３）項から６）項の何れかに記載の発明の構成に加えて、上記仕切り層は、潤滑材および気化した潤滑材を通さない材料で構成される、ことを特徴としている。
【００２１】
８）第８の発明は、上記した１）項または２）項に記載の発明の構成に加えて、上記タンディッシュと鋳型の一端との間に配置された断熱部材に形成されタンディッシュと鋳型とを連通する注湯用通路と、鋳型との位置関係を、注湯用通路内径下部位置が、鋳型内径下部位置に対して鋳型内径の８％以上上方となるようにした、ことを特徴としている。
【００２２】
９）第９の発明は、上記した１）項から８）項の何れかに記載の発明の構成に加えて、上記アルミニウム合金の合金溶湯は、マグネシウムの含有量が０．５質量％以上である、ことを特徴としている。
【００２３】
１０）第１０の発明は、上記した１）項から８）項の何れかに記載の発明の構成に加えて、上記アルミニウム合金の合金溶湯の成分を、Ｓｉ（含有率０．０５〜１．３質量％）、Ｆｅ（含有率０．１〜０．７質量％）、Ｃｕ（含有率０．１〜２．５質量％）、Ｍｎ（含有率０．０５〜１．１質量％）、Ｍｇ（含有率０．５〜３．５質量％）、Ｃｒ（含有率０．０４〜０．４質量％）、およびＺｎ（含有率０．０５〜８質量％以下）を含むものとする、ことを特徴としている。
【００２４】
１１）第１１の発明は、タンディッシュ内の合金溶湯を水平状に配置した鋳型の一端から鋳型内に供給してアルミニウム合金鋳造棒を製造する水平連続鋳造方法において、上記鋳型の一端寄りの鋳型内周壁に設けられている潤滑材供給口を鋳型の他端寄りまで拡張し、水平連続鋳造時に鋳型の他端寄りにも潤滑材を供給する、ことを特徴としている。
【００２５】
１２）第１２の発明は、タンディッシュ内の合金溶湯を水平状に配置した鋳型の一端から鋳型内に供給してアルミニウム合金鋳造棒を製造する水平連続鋳造方法において、上記鋳型の一端寄りの鋳型内周壁に設けられている潤滑材供給口を分岐して鋳型の他端寄りにも潤滑材供給口を設け、水平連続鋳造時に鋳型の他端寄りにも潤滑材を供給する、ことを特徴としている。
【００２６】
１３）第１３の発明は、上記した１１）項または１２）項に記載の発明の構成に加えて、上記タンディッシュと鋳型の一端との間に配置され、タンディッシュと鋳型とを連通する注湯用通路を有する断熱部材に、その注湯用通路と一体の通孔を有する仕切り層が設けられ、鋳造時に鋳型に供給されて断熱部材に滲みだした潤滑材を仕切り層で遮りつつ水平連続鋳造を行う、ことを特徴としている。
【００２７】
１４）第１４の発明は、上記した１１）項または１２）項に記載の発明の構成に加えて、上記タンディッシュと鋳型の一端との間に配置された断熱部材に形成されタンディッシュと鋳型とを連通する注湯用通路と、鋳型との位置関係は、注湯用通路内径下部位置が、鋳型内径下部位置に対して鋳型内径の８％以上上方であり、鋳型内で鋳塊の下部から凝固殻が形成されるようになっている、ことを特徴としている。
【００２８】
１５）第１５の発明は、アルミニウム合金鋳造棒であって、上記した１１）項から１４）項の何れかに記載の水平連続鋳造方法を用いて製造した、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２９】
第１および第１１の発明では、鋳型の一端寄りの鋳型内周壁に設けられている潤滑材供給口を鋳型の他端寄りまで拡張したので、鋳型の他端寄りからも潤滑材を供給することができる。高速鋳造の場合、鋳塊の凝固位置が鋳型の他端側に移動する傾向があり、その他端側まで潤滑材を供給するために従来は鋳型の一端寄りで必要以上に多量の潤滑材を供給していたが、潤滑材供給口の拡張により、他端寄りの位置で的確に潤滑材を供給することができる。すなわち、潤滑材が必要な箇所に適量供給されるので、不必要な潤滑材を供給することがなくなり、高速鋳造を、潤滑材を低減しても安定して円滑に行うことができる。
【００３０】
第２および第１２の発明では、鋳型の一端寄りの鋳型内周壁に設けられている潤滑材供給口を分岐して鋳型の他端寄りにも設けたので、鋳型の他端寄りからも潤滑材を供給することができる。高速鋳造等の場合、鋳塊の凝固位置が鋳型の他端側に移動する傾向があり、その他端側まで潤滑材を供給するために従来は鋳型の一端寄りで必要以上に多量の潤滑材を供給していたが、潤滑材供給口の分岐により、他端寄りの位置で的確に潤滑材を供給することができる。すなわち、潤滑材が必要な箇所に適量供給されるので、不必要な潤滑材を供給することがなくなり、高速鋳造を、潤滑材を低減しても安定して円滑に行うことができる。
【００３１】
第３および第１３の発明では、断熱部材に仕切り層を設け、鋳型に供給されて断熱部材へ滲みだした潤滑材を仕切り層で遮るので、潤滑材が合金溶湯と反応したり、タンディッシュ側に回り込むのを仕切り層で防止することができ、潤滑材の無駄な消費を抑制して潤滑材を低減することができる。したがって、高速鋳造を潤滑材を低減しても安定して円滑に行うことができる。また、断熱部材の周壁やその近傍で発生していた潤滑材反応生成物も発生せず、鋳塊不良を大幅に減らすことができる。
【００３２】
なお、鋳型に供給されて断熱部材に滲みだした潤滑材を仕切り層で遮るとは、鋳型側から仕切り層に到達した潤滑材が、合金溶湯と反応したり、タンディッシュ側に回り込むのを完全に防止できる場合や、完全に防止しないまでも、合金溶湯との反応やタンディッシュ側への回り込みによって無駄に消費されるのを低減する程度も含んでいる。
【００３３】
第４の発明では、鋳型の一端と仕切り層との間に断熱部材を介在させるようにしたので、熱を伝えやすい仕切り層を設けた場合でも、熱を保持したままで合金溶湯を鋳型に供給することができる。したがって、鋳型内での合金溶湯の凝固位置は適正に維持され、安定した鋳造を行うことができる。
【００３４】
第５の発明では、仕切り層の通孔側周部を水平に曲折して鋳型の一端に臨むように構成したので、鋳型の一端と仕切り層との間の断熱部材は、注湯用通路の部分でも合金溶湯と接触しない。したがって、潤滑材の断熱部材を介しての合金溶湯との反応やタンディッシュ側への回り込みを、より一層確実に防止することができる。
【００３５】
第６の発明では、鋳型の一端と仕切り層との間に介在する断熱部材のうち、鋳型の中空部に臨む断熱部材の面積を、鋳型の中空部の縦断面積に対して面積比で４０〜８５％としたので、断熱に必要な面積を有する断熱部材が鋳型の中空部に確実に臨むこととなる。このため、合金溶湯が鋳型に供給されても、合金溶湯の熱が鋳型の一端側から逃げて放出され冷えるのを抑制することができる。したがって、鋳型内での合金溶湯の凝固位置は適正に維持され、安定した鋳造を行うことができる。
【００３６】
第８および第１４の発明では、断熱部材に形成された注湯用通路と、鋳型との位置関係を、注湯用通路内径下部位置が、鋳型内径下部位置に対して鋳型内径の８％以上上方となるようにしたので、従来鋳塊の温度バランスを均一化するために鋳型内径下部に注湯用通路が位置するようにしていた場合に比べて、鋳型の一端側下部に供給される合金溶湯の温度が低くなって鋳塊下部での凝固殻形成が速やかに行われるようになり、潤滑材の供給量を低減しても安定した鋳造を行うことができる。したがって、高速鋳造を、潤滑材を低減しても安定して円滑に行うことができる。また、鋳型の一端側下部に供給される合金溶湯の温度が低くなるので、潤滑材のガス化を抑えることができ、ガス化した潤滑材の鋳塊への巻き込みによる鋳塊不良の発生を防止することができる。
【００３７】
第９の発明では、マグネシウムの含有量が０．５質量％以上のアルミニウム合金の鋳造に、上記した第１から第８の発明を適用したので、従来潤滑材を増量しないと安定した鋳造が困難であったマグネシウム含有アルミニウム合金の鋳造であっても、潤滑材の低減、潤滑材反応生成物発生の抑制、安定した円滑な鋳造、鋳塊不良発生の防止等の、高速鋳造の場合に発揮するのと同様の効果を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下にこの発明の実施の形態の例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３９】
先ずアルミニウム合金鋳造棒について説明する。本発明に係るアルミニウム合金鋳造棒は、中心軸がほぼ水平（ほぼ水平とは、横方向のことである。）となるよう保持され、強制冷却手段を備えた筒状鋳型を用いる水平連続鋳造法で製造され、直径を１０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲とすることができる。この直径範囲以外でも対応は可能であるが、工業的に後工程の塑性加工、例えば、鍛造、ロールフォージング、引抜き加工、転動加工、インパクト加工等の設備を小規模、かつ、安価とするため、直径を１０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲にするのが好ましい。直径を変更して鋳造する場合は、直径に対応する内径を有する着脱可能な筒状鋳型に交換し、それに合わせて溶湯温度、鋳造速度を変更することで対応可能である。冷却水量、潤滑油量の設定も必要に応じて変更する。
【００４０】
このアルミニウム合金鋳造棒は、後工程の塑性加工、例えば、鍛造、ロールフォージング、引抜き加工、転動加工、インパクト加工等の素材として用いられる。あるいは、バーマシニングやドリリング加工などの機械加工等の素材として用いられる。
【００４１】
次に本発明の第１の実施形態の例を図１〜図４を用いて説明する。
【００４２】
図１は本発明の水平連続鋳造装置の鋳型付近の一例を示す図である。図において、タンディッシュ２５０中に貯留された合金溶湯２５５が耐火物製板状体２１０を経て筒状鋳型（以下、単に「鋳型」という。）２０１に供給されるように、タンディッシュ２５０、耐火物製板状体２１０、鋳型２０１が配置されている。なお、詳細は後述するように、耐火物製板状体２１０は、第１断熱部材２ａ、第２断熱部材２ｂおよび仕切り層２ｃから構成されている。鋳型２０１は鋳型中心軸２２０がほぼ水平になるように保持されている。合金溶湯２５５が凝固鋳塊２１６となるように、鋳型２０１の内部には、鋳型２０１の強制冷却手段、鋳型２０１の出口には凝固鋳塊２１６の強制冷却手段が配設されている。図１では、凝固鋳塊２１６を強制冷却する手段の例として、冷却水シャワー装置２０５が設けられている。鋳型２０１の出口の近くには、強制冷却された凝固鋳塊２１６が一定速度で引き出されて連続的に鋳造されるように引出駆動装置（図示せず。）が設置されている。さらに、連続して引き出されたアルミニウム合金鋳造棒を所定の長さに切断する同調切断機（図示せず。）が配設されている。
【００４３】
図１に示すように、鋳型２０１は、鋳型冷却水キャビティ２０４内に冷却水２０２を通して鋳型壁面を冷却することによって、鋳型２０１内に充満した柱状金属溶湯２１５の熱を鋳型２０１に接触する面から奪ってその表面に凝固殻を形成する鋳型の強制冷却手段と、鋳型出口側端末において凝固鋳塊２１６に直接冷却水を当てるように冷却水シャワー装置２０５から冷却水を放出して鋳型内の柱状金属溶湯２１５を凝固させる強制冷却手段を有した鋳型である。さらに、鋳型２０１は、その冷却水シャワー装置２０５の噴出口と反対側の一端は耐火物製板状体２１０を介してタンディッシュ２５０に接続されている。図１では、鋳型２０１を強制冷却するための冷却水と、凝固鋳塊２１６を強制冷却するための冷却水とを、共通の冷却水供給管２０３を介して供給しているが、それぞれ別々に冷却水を供することもできる。
【００４４】
鋳型２０１の強制冷却手段、および冷却水シャワー装置２０５は、制御信号によってそれぞれ動作を制御できることが好ましい。
【００４５】
冷却水シャワー装置２０５の噴出口の中心軸の延長線が鋳造された凝固鋳塊２１６表面に当たる位置から、鋳型２０１と耐火物製板状体２１０との接触面までの長さを有効モールド長（図２の符号Ｌ参照。）と言い、この有効モールド長Ｌは１５ｍｍ〜７０ｍｍであるのが好ましい。この有効モールド長Ｌが、１５ｍｍ未満では、良好な皮膜が形成されない等から鋳造不可となり、７０ｍｍを超えると、強制冷却の効果が無く、鋳型壁による凝固が支配的になって、鋳型２０１と合金溶湯２５５もしくは凝固殻との接触抵抗が大きくなって、鋳肌に割れが生じたり、鋳型内部で千切れたりする等、鋳造が不安定になるので好ましくない。
【００４６】
鋳型２０１の材質はアルミニウム、銅、もしくはそれらの合金から選ばれる１種または２種以上の組み合わせであるのが好ましい。熱伝導性、耐熱性、機械強度の点から材質の組み合わせを選ぶことができる。
【００４７】
さらに、鋳型２０１の合金溶湯２５５と接触する面にリング状に、自己潤滑性を保有した浸透性多孔質材２２２を装填した鋳型であるのが好ましい。リング状とは、鋳型２０１の内壁面２２１の円周方向の全体に装着した状態である。浸透性多孔質材２２２の通気度が０．００５〔Ｌ／（ｃｍ2×ｍｉｎ）〕〜０．０３〔Ｌ／（ｃｍ2×ｍｉｎ）〕[より好ましくは０．００７〔Ｌ／（ｃｍ2×ｍｉｎ）〕〜０．０２〔Ｌ／（ｃｍ2×ｍｉｎ）〕。]であるのが好ましい。装着する浸透性多孔質材２２２の厚さは特に限定されないが、２ｍｍ〜１０ｍｍ（より好ましくは３ｍｍ〜８ｍｍ。）であることが好ましい。浸透性多孔質材２２２として、例えば、通気度が０．００８〔Ｌ／（ｃｍ2×ｍｉｎ）〕〜０．０１２〔Ｌ／（ｃｍ2×ｍｉｎ）〕の黒鉛を用いることができる。ここで、通気度とは、５ｍｍの厚さの試験片に対して圧力２（ｋｇ／ｃｍ2）の空気の毎分の通気量を測定したものである。
【００４８】
有効モールド長Ｌのうち５ｍｍ〜１５ｍｍに浸透性多孔質材２２２が装着されている鋳型２０１を用いることが好ましい。耐火物製板状体２１０、鋳型２０１、浸透性多孔質材２２２の合わせ面にはＯリング２１３を介して配設するのが好ましい。
【００４９】
鋳型２０１の半径方向断面の内壁の形状（鋳型２０１の中空部２００を他端側から見たときの内壁形状）は、円状以外に、三角形や矩形断面形状、多角形、半円、楕円もしくは対称軸や対称面を持たない異形断面形状を有した形状でも良い。あるいは、中空鋳塊を成形する場合は、鋳型内部に中子を保持したものでも良い。そして、鋳型２０１は、両端が開放した筒状鋳型であって、耐火物製板状体２１０に穿設された注湯用通路２１１を介して一端から筒状内部へ合金溶湯２５５が進入し、他端から凝固鋳塊２１６が押し出され、または引き出される。
【００５０】
また、注湯用通路２１１の縦断面形状は、円状以外に半円、洋ナシ形状、馬蹄形状であってもよい。
【００５１】
鋳型内壁面は凝固鋳塊２１６の引出し方向に向けて鋳型中心軸２２０と０度〜３度（より好ましくは０度〜１度。）の仰角で形成されている。すなわち、鋳型内壁面は引き出し方向に向かってコーン状に開いたテーパー状に構成されている。そしてそのテーパーのなす角度が仰角である。仰角０度未満では凝固鋳塊２１６が鋳型２０１から引き出される際に鋳型出口で抵抗を受けるために鋳造が不可能となり、一方、３度を越えると、鋳型内壁面の柱状金属溶湯２１５への接触が不充分になり、合金溶湯２５５や凝固殻から鋳型２０１への抜熱効果が低下することによって凝固が不十分となる。その結果、鋳塊表面に再溶融肌が生じ、または、鋳型端部から未凝固の合金溶湯２５５が噴出するなどの鋳造トラブルにつながる可能性が高くなるので好ましくない。
【００５２】
タンディッシュ２５０は、外部の溶解炉等によって規定の合金成分に調整されたアルミニウム合金溶湯を受ける溶湯流入部２５１、溶湯保持部２５２、鋳型２０１への流出部２５３から構成されている。タンディッシュ２５０は、合金溶湯２５５の液面レベル２５４を鋳型２０１上面よりも高い位置に維持し、かつ、多連鋳造の場合には、各筒型鋳型２０１に合金溶湯２５５を安定的に分配するものである。タンディッシュ２５０内の溶湯保持部２５２に保持された合金溶湯２５５は耐火物製板状体２１０に設けられた注湯用通路２１１から鋳型２０１に注湯されている。
【００５３】
符号２０８は流体を供給する流体供給管である。流体としては潤滑流体を挙げることができる。流体は、気体、液体潤滑材から選ばれるいずれか１種または２種以上の流体とすることができる。気体、液体潤滑材の供給管は別々に設けることが好ましい。流体供給管２０８から加圧供給された流体は環状の潤滑材供給口２２４を通って鋳型２０１と耐火物製板状体２１０との間の隙間に供給される。鋳型２０１が耐火物製板状体２１０に面する部位に２００μｍ以下の隙間が形成されているのが好ましい。この隙間は、合金溶湯２５５が差し込まない程度で、流体が、鋳型２０１の内壁面２２１へ流出できる程度の大きさである。図１に示した形態では、潤滑材供給口２２４は鋳型２０１に装着された浸透性多孔質材２２２の外周面側に対峙して穿設され、流体はかけられた圧力によって浸透性多孔質材２２２の内部に浸透して合金溶湯２５５と接触する浸透性多孔質材２２２の全面に送られ、鋳型２０１の内壁面２２１に供給される。液体潤滑材は加熱されて分解気体となって、鋳型２０１の内壁面２２１に供給される場合もある。
【００５４】
供給された気体、液体潤滑材、液体潤滑材の分解した気体から選ばれるいずれか１種または２種以上により、隅部空間２３０が形成される。
【００５５】
次に耐火物製板状体２１０について説明する。図３は本発明に係る耐火物製板状体の説明図である。耐火物製板状体２１０は、タンディッシュ２５０と鋳型２０１の一端との間に配置され、耐火断熱性を備えた材質で形成されている。この耐火物製板状体２１０は、図３に示すように、タンディッシュ２５０と鋳型２０１とを連通する注湯用通路２１１を有する断熱部材２（２ａ，２ｃ）と、断熱部材２（２ａ，２ｂ）に沿って注湯用通路軸方向に対して略垂直方向や斜め方向に設けられ注湯用通路２１１と一体の通孔を有する仕切り層２ｃと、を備えている。なお、注湯用通路２１１は耐火物製板状体２１０が鋳型２０１の中空部２００に臨む部分に１個または１個以上形成することができる。
【００５６】
耐火物製板状体２１０は、仕切り層２ｃの形状および配置によって種々構成することができ、例えば図１と同じ構成となる図３（ａ）では、タンディッシュ２５０側の第１断熱部材２ａと鋳型２０１側の第２断熱部材２ｂとの間に仕切り層２ｃを備えている。また、図３（ｂ）では図３（ａ）の仕切り層２ｃの通孔側周部２０ｃが注湯用通路２１１と水平に曲折しＬ字状となって鋳型２０１の一端に臨んでいる。そして、図３（ｃ）では、鋳型２０１側の第２断熱部材２ｂと、タンディッシュ２５０側の仕切り層２ｃとで構成され、第１断熱部材２ａは有していない。
【００５７】
断熱部材２（２ａ、２ｂ）は、多孔質で熱伝導率が低い材料で形成され、例えば、（株）ニチアス製ルミボード、フォセコ（株）製インシュラル、イビデン（株）製ファイバーブランケットボードである。これらの材料の熱伝導率は、０．０００３３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃程度である。一方、仕切り層２ｃは、窒化珪素、炭化珪素、グラファイト、金属等の、潤滑材および気化した潤滑材を通さない材料で構成されていれば良い。金属としては、たとえば鉄、アルミ、ニッケルを挙げることができる。またその熱伝導率は０．０４〜０．６ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃程度であるのが好ましい。
【００５８】
上記構成の耐火物製板状体２１０において、断熱部材２（２ａ、２ｂ）に仕切り層２ｃを設けたので、浸透性多孔質材２２２から鋳型２０１に供給されて第２断熱部材２ｂへ滲みだした潤滑材が、合金溶湯２５５と反応したり、タンディッシュ２５０側に回り込むのを仕切り層２ｃで防止することができ、潤滑材の無駄な消費を抑制して潤滑材を低減することができる。したがって、高速鋳造を潤滑材を低減しても安定して円滑に行うことができる。また、断熱部材２（２ａ、２ｂ）の周壁やその近傍で発生していた潤滑材反応生成物も発生せず、鋳塊不良を大幅に減らすことができる。
【００５９】
また、鋳型２０１の一端と仕切り層２ｃとの間に必ず第２断熱部材２ｂを介在させるようにしたので、熱を伝えやすい仕切り層２ｃを設けた場合でも、熱を保持したままで合金溶湯２５５を鋳型２０１に供給することができる。したがって、鋳型２０１内での合金溶湯２５５（柱状金属溶湯２１５）の凝固位置は適正に維持され、安定した鋳造を行うことができる。
【００６０】
さらに、仕切り層２ｃの通孔側周部２０ｃを水平に曲折してＬ字状とし鋳型２０１の一端に臨むように構成したので、鋳型２０１の一端と仕切り層２ｃとの間の第２断熱部材２ｂは、注湯用通路２１１の部分でも合金溶湯２５５と接触しない。したがって、潤滑材の断熱部材２（２ａ、２ｂ）を介しての合金溶湯２５５との反応やタンディッシュ２５０側への回り込みを、より一層確実に防止することができる。
【００６１】
仕切層２ｃの構造は潤滑油の滲み出しを抑える方向に広がっていれば良く、例えば層状、膜状、箔状、板状とすることができる。
【００６２】
仕切層２ｃは、層状、膜状、箔状、板状の材料を用意し第１断熱部材２ａや第２断熱部材２ｂに接触させる、または挟み込むことによって設けることができる。
【００６３】
または仕切層２ｃは、材料を第１断熱部材２ａ等に蒸着、溶射によって設けることができる。
【００６４】
仕切層２ｃと第１断熱部材２ａ等の間に密着性向上のために中間層を設けることも出来る。
【００６５】
また、上記の図３（ａ）（ｂ）（ｃ）の構成を２以上組み合わせて仕切り層を形成するようにしてもよく、それによってより一層確実に油滲みを抑制できるようになる。
【００６６】
図４は第２断熱部材の面積の説明図である。この図は鋳型２０１の他端側から一端側を見たときの第２断熱部材２ｂおよび注湯用通路２１１を描いたものである。図中、「断熱部材内径」「鋳型内径」と記載されているのは、鋳型２０１の他端側から一端側を見たときの断熱部材および鋳型の各形状の径を意味している。
【００６７】
上記のように、第２断熱部材２ｂは、鋳型２０１の一端側に構成されているが、この第１の実施形態では、図４（ａ）（ｂ）に示すように、第２断熱部材２ｂのうち、鋳型２０１の中空部２００に臨む第２断熱部材（鋳型２０１の他端側から一端側を見たときに見える第２断熱部材）２０ｂの面積Ｓｂを、鋳型２０１の中空部２００の縦断面積Ｓ０に対して面積比で４０〜８５％としている。なお、図４（ａ）は、図３（ａ）（ｃ）に対応し、図４（ｂ）は、図３（ｂ）に対応している。
【００６８】
このように、第１の実施形態では、鋳型２０１の一端と仕切り層２ｃとの間に介在する第２断熱部材２ｂのうち、鋳型２０１の中空部２００に臨む断熱部材２０ｂの面積Ｓｂを、鋳型２０１の中空部２００の縦断面積Ｓ０に対して面積比で４０〜８５％としたので、断熱に必要な面積を有する第２断熱部材２ｂが鋳型２０１の中空部２００に確実に臨むこととなる。このため、合金溶湯２５５が鋳型２０１に供給されても、合金溶湯２５５の熱が鋳型２０１の一端側から逃げて放出され冷えるのを抑制することができる。したがって、鋳型２０１内での合金溶湯２５５（柱状金属溶湯２１５）の凝固位置は適正に維持され、安定した鋳造を行うことができる。
【００６９】
本発明の水平連続鋳造方法について説明する。
【００７０】
図１において、タンディッシュ２５０中の合金溶湯２５５は耐火物製板状体２１０を経て、鋳型中心軸２２０がほぼ水平になるように保持された鋳型２０１に供給され、鋳型２０１の出口で強制冷却されて凝固鋳塊２１６となる。凝固鋳塊２１６は鋳型２０１の出口近くに設置された引出駆動装置によって一定速度で引き出されるため、連続的に鋳造されてアルミニウム合金鋳造棒になる。引き出されたアルミニウム合金鋳造棒は同調切断機によって所定の長さに切断される。
【００７１】
タンディッシュ２５０内に貯留するアルミニウム合金の合金溶湯２５５の組成は、例えばＳｉ（含有率０．０５〜１．３質量％）、Ｆｅ（含有率０．１０〜０．７０質量％）、Ｃｕ（含有率０．１〜２．５質量％）、Ｍｎ（含有率０．０５〜１．１質量％）、Ｍｇ（含有率０．５〜３．５質量％）、Ｃｒ（含有率０．０４〜０．４質量％）、およびＺｎ（含有率０．０５〜８．０質量％以下）を含むものとする。Ｍｇの含有率は好ましくは０．８〜３．５質量％である。
【００７２】
また、例えばＳｉ（含有率０．０５〜１．３質量％）、Ｆｅ（含有率０．１〜０．７質量％）、Ｃｕ（含有率０．１〜２．５質量％）、Ｍｎ（含有率０．０５〜１．１質量％）、Ｍｇ（含有率０．５〜３．５質量％）、Ｃｒ（含有率０．０４〜０．４質量％）、およびＺｎ（含有率０．０５〜８質量％以下）を含むものとする。Ｍｇの含有率は好ましくは０．８〜３．５質量％である。
【００７３】
鋳塊の合金成分の組成比は、例えば、ＪＩＳ  Ｈ  １３０５に記載されているような光電測光式発光分光分析装置（装置例：日本島津製作所製ＰＤＡ−５５００）による方法で確認できる。
【００７４】
タンディッシュ２５０内に貯留された合金溶湯２５５の液面レベル２５４の高さと、鋳型２０１の上側の内壁面２２１との高さの差を０ｍｍ〜２５０ｍｍ（より好ましくは５０ｍｍ〜１７０ｍｍ。）とするのが好ましい。それは、鋳型２０１内に供給される合金溶湯２５５の圧力と潤滑油および潤滑油が気化したガスとが好適にバランスするために鋳造性が安定する。
【００７５】
液体潤滑材は、潤滑油である植物油を用いることができる。例えば、菜種油、ひまし油、サラダ油を挙げることができる。これらは環境への悪影響が小さいので好ましい。
【００７６】
潤滑油供給量は０．０５ｍＬ／分〜５ｍＬ／分（より好ましくは０．１ｍＬ／分〜１ｍＬ／分。）であるのが好ましい。供給量が過少だと、潤滑不足によって凝固鋳塊２１６のブレークアウトが発生し、供給量が過多だと、余剰分が凝固鋳塊２１６中に混入して内部欠陥となるためである。
【００７７】
鋳型２０１から凝固鋳塊２１６を引抜く速度である鋳造速度は２００ｍｍ／分〜１５００ｍｍ／分（より好ましくは４００ｍｍ／分〜１０００ｍｍ／分。）であるのが好ましい。それは、この範囲の鋳造速度であれば、鋳造で形成される晶出物のネットワーク組織が均一微細となり、高温下でのアルミニウム生地の変形に対する抵抗が増し、高温機械的強度が向上するためである。
【００７８】
冷却水シャワー装置２０５から放出される冷却水量は鋳型当り１０Ｌ／分〜５０Ｌ／分（より好ましくは２５Ｌ／分〜４０Ｌ／分。）であるのが好ましい。冷却水量が過少だとブレークアウトが生じたり、凝固鋳塊２１６表面が再溶融して不均一な組織が形成され、内部欠陥として残存する恐れがある。一方、冷却水量が過多だと、鋳型２０１の抜熱が大き過ぎて鋳造不可になるためである。
【００７９】
タンディッシュ２５０内から鋳型２０１へ流入する合金溶湯２５５の平均温度は、６００℃〜７５０℃（より好ましくは６５０℃〜７００℃。）であるのが好ましい。合金溶湯２５５の温度が低すぎると、鋳型２０１およびそれ以前で粗大な晶出物を形成して凝固鋳塊２１６内部に内部欠陥として取り込まれる。一方、合金溶湯２５５の温度が高すぎると、合金溶湯２５５中に大量の水素ガスが取り込まれ、凝固鋳塊２１６中にポロシティーとして取り込まれ、内部欠陥となるからである。
【００８０】
次に本発明の第２の実施形態の例を図５、図６、図７を用いて説明する。
【００８１】
図５は第２の実施形態における水平連続鋳造装置の鋳型付近の一例を示す図、図６及び図７は第２の実施形態における潤滑材供給部分の構成を示す図である。この第２の実施形態は、上記の第１の実施形態に対して、潤滑材供給部分の構成が相違している。また、耐火物製板状体２１０は仕切り層を備えず、ルミボード等からなる断熱部材だけで構成されている。
【００８２】
この第２の実施形態では、図５、図６（ａ）に示すように、鋳型２０１の一端寄りの鋳型内周壁に設けられている潤滑材供給口２２４ａを鋳型２０１の他端寄りまで拡張し、その長さを水平方向で例えば２〜１３ｍｍ（好ましくは２〜７ｍｍ）としている。
【００８３】
このように、潤滑材供給口２２４ａを鋳型２０１の他端寄りまで拡張したので、鋳型２０１の他端寄りからも潤滑材を供給することができるようになる。高速鋳造の場合、柱状金属溶湯２１５の凝固位置が鋳型の他端側に移動する傾向があり、その他端側まで潤滑材を供給するために従来は鋳型２０１の一端寄りで必要以上に多量の潤滑材を供給していたが（図１の潤滑材供給口２２４ａ参照）、拡張した潤滑材供給口２２４ａにより、他端寄りの位置で的確に潤滑材を供給することができる。すなわち、潤滑材が必要な箇所に適量供給されるので、不必要な潤滑材を供給することがなくなり、高速鋳造を、潤滑材を低減しても安定して円滑に行うことができる。
【００８４】
また、図６（ｂ）に示すように、潤滑材供給口２２４ｂを分岐して鋳型の他端寄りに設けるようにしてもよい。潤滑材供給口２２４ｂの分岐幅（潤滑材供給口２２４ｂの長さ方向一端から他端までの距離）は、上記の拡張した場合と同様に、水平方向で例えば２〜１３ｍｍ（好ましくは２〜７ｍｍ）としている。このように、分岐した潤滑材供給口２２４ｂにより、上記の拡張した潤滑材供給口２２４ａの場合と同様に、鋳型２０１の他端寄りからも潤滑材を供給することができるようになる。すなわち、高速鋳造の場合でも、潤滑材が必要な箇所に適量供給されるので、不必要な潤滑材を供給することがなくなり、高速鋳造を、潤滑材を低減しても安定して円滑に行うことができる。
【００８５】
図７（ｃ）では、潤滑材供給口を分離独立させ、鋳型一端寄りの潤滑材供給口２２４ｃ１と、鋳型他端寄りの潤滑材供給口２２４ｃ２の２系統設け、それぞれ独立して潤滑材供給量を調整できるようにしている。このように、２系統に分離独立させることで、鋳型一端寄りと鋳型他端寄りとで潤滑材の供給量を変えることができ、位置に応じて適正な量の潤滑材を供給できるようになる。すなわち、潤滑材が必要な箇所に適量供給されるので、不必要な潤滑材を供給することがなくなり、高速鋳造を、潤滑材を低減しても安定して円滑に行うことができる。
【００８６】
さらに図７（ｄ）では、潤滑材供給口２２４ｄを鋳型他端寄りまで拡張するとともに、その拡張幅（潤滑材供給口２２４ｄの長さ方向一端から他端までの距離）を鋳型内周壁の位置に応じて変化させ、例えば上部では長く、下部では短くしている。このように、拡張幅を変化させることで、先に柱状金属溶湯２１５が凝固する鋳型の出口側（他端側）下部に対しては潤滑材の供給量を少なくし、上部では供給量を多くして、位置に応じて適正な量の潤滑材を供給できるようになる。すなわち、潤滑材が必要な箇所に適量供給されるので、不必要な潤滑材を供給することがなくなり、高速鋳造を、潤滑材を低減しても安定して円滑に行うことができる。
【００８７】
また、上記の図６（ａ）（ｂ）、図７（ｃ）（ｄ）の構成を２以上組み合わせて潤滑材供給口２２４を形成するようにしてもよく、それによって潤滑材供給をより一層適正に行えるようになる。
【００８８】
ところで、近年水平連続鋳造で安定した製造運転を行うために、多量の潤滑材を投入して潤滑処理しなければならない状況が発生している。これに対し、一方では運転コスト低減、廃油処理の環境への影響、潤滑材の柱状金属溶湯への巻き込みによる品質低下防止の観点から、潤滑材の供給量を低減することが求められている。
【００８９】
しかし、単に潤滑材供給量を低減すると鋳塊表面に引きつり傷が発生しついにはブレークアウトが発生して安定した運転が出来ない。
【００９０】
本発明者らは、表面に引きつり傷の発生、ブレークアウトの発生を抑えるためには、凝固が開始した状態、シャーベット状態に適切な量の潤滑油を供給することができれば良いことを突き止めた。特に高速で鋳造した場合、鋳型の上側の凝固が開始した状態、シャーベット状態が鋳型の出口側に広がるため、その全体に潤滑油を均一に分布させることにより、高速運転を安定して表面品質が良好な鋳造棒を製造できることを突き止め、本発明を完成させた。
【００９１】
すなわち、潤滑材供給口を改善することで、適切な箇所に適量を供給し、それによって潤滑材供給量を低減するとともに、引きつり傷の発生、ブレークアウトの発生を抑えることができ、潤滑油量を低減しても安定した高速運転ができるようにした。
【００９２】
一方、鋳造棒の径を変えると潤滑材供給量も再調整する必要があり、運転開始時の条件出しが必要となり生産性が悪くなるし、また潤滑油の量を変化させると潤滑油の気化したガス圧とヘッド圧とのバランスを再調整する必要があるために、運転が不安定となるが、これらの問題点も、本発明に係る潤滑材供給口の改良により、適切な箇所に適量の潤滑材を供給することで、解決させることができた。すなわち、本発明の潤滑材供給口の構成により、次のような効果を達成することができた。
【００９３】
(a)トータル的に潤滑材供給量を減らすことができ、その結果、鋳塊への油滲みの発生を低減でき、高速運転が可能となる。
【００９４】
(b)鋳造棒の径を変えても、潤滑材供給量を再調整する必要がなく、その結果、高速運転の場合も安定運転を容易に行うことができる。
【００９５】
本発明では、潤滑材供給口の位置、長さは「鋳型の他端寄り」としているが、「他端寄り」とは、例えば次のように決めることができる。
【００９６】
鋳型の各位置の温度をモニターして、その温度が鋳型出口と比べて急激に上昇する箇所をみつける。その急激に温度が上昇した箇所を「他端寄り」の位置とし、鋳型入口からその箇所までの範囲をシャーベット状態と推定し、その範囲をカバーするように、「他端寄り」の位置にまで供給口を広げて設ける。
【００９７】
水平連続鋳造の場合は鋳型の出口側の下側は先に凝固しているので、そこには潤滑材供給口を設けないのがより好ましい。すなわち、上側の潤滑材供給口の幅を下側の幅より大きくするのが好ましい。例えば、鋳型の上側から下側に向かって連続的に小さくした潤滑材供給口を用いる、または、上半分のみの潤滑材供給口を鋳型出口側に設ける。
【００９８】
次に本発明の第３の実施形態の例を図８を用いて説明する。
【００９９】
図８は第３の実施形態における注湯用通路の位置を示す説明図である。この第３の実施形態では、上記の第１の実施形態に対して、注湯用通路２１１の位置を規定している点で相違している。また、耐火物製板状体２１０は仕切り層を備えず、ルミボード等からなる断熱部材だけで構成されている。
【０１００】
図８に示すように、この第３の実施形態では、注湯用通路２１１と、鋳型２０１との位置関係を、注湯用通路内径下部位置Ｐ１が、鋳型内径下部位置Ｐ０に対して鋳型内径ｄの８％以上上方の高さｈとなるようにしている。
【０１０１】
このように、注湯用通路２１１の高さｈを規定することにより、従来鋳塊の温度バランスを均一化するために鋳型内径下部に注湯用通路２１１が位置するようにしていた場合に比べて、鋳型２０１の一端側下部に供給される合金溶湯の温度が低くなって鋳塊下部での凝固殻形成が速やかに行われるようになり、潤滑材の供給量を低減しても安定した鋳造を行うことができるようになる。したがって、高速鋳造を、潤滑材を低減しても安定して円滑に行うことができる。また、鋳型の一端側下部に供給される合金溶湯の温度が低くなるので、潤滑材のガス化を抑えることができ、ガス化した潤滑材の鋳塊への巻き込みによる鋳塊不良の発生を防止することができる。
【０１０２】
以上述べたように、本発明の第１、第２、第３の実施形態によると、何れの場合も潤滑材の供給量を低減しても安定した水平連続鋳造を行うことができるようになり、潤滑材を低減しても高速鋳造が可能となる。ところで、マグネシウムを含有するアルミニウム合金の鋳造の場合にも、その活性度の大きなマグネシウムの存在によると思われるるが、潤滑材を増量しなければ安定した鋳造が困難であった。本発明は、このようなマグネシウムを多量に、例えば０．５質量％以上（好ましくは０．８質量％以上）含有するアルミニウム合金の鋳造であっても、潤滑材の低減、潤滑材反応生成物発生の抑制、安定した円滑な鋳造、鋳塊不良発生の防止等の、高速鋳造の場合に発揮するのと同様の効果を発揮することができる。
【０１０３】
上記の説明では、第１、第２、第３の実施形態をそれぞれ独立的に実施するようにしたが、実施形態の全体構成や実施形態内の要部構成を任意に組み合わせるようにしてもよい。任意の組み合わせ、例えば第２の実施形態を中心にしてその第２の実施形態と第１の実施形態とを組み合わせたり、第２の実施形態と第３の実施形態を組み合わせたりする。このような組み合わせにより、潤滑材の低減等の諸効果をより一層顕著に発揮させることができるようになる。
【実施例】
【０１０４】
（実施例１０１〜１１６）  潤滑材供給口拡張の効果を確認するために実施例１０１〜１１６および比較例を実施した。ここでは鋳造棒径、潤滑油供給口の種類と長さ、仕切り層を変え、引きつり傷が発生するようになる最小の潤滑油量、およびその最小の潤滑油量の下でさらに鋳造速度を上げてブレークアウトする限界速度を評価した。
【０１０５】
アルミ合金に６０６１合金を用い、その合金組成をＳｉ：０．６％、Ｆｅ：０．２％、Ｃｕ：０．３％、Ｍｎ：０．０５％、Ｃｒ：０．０５％、Ｔｉ：０．１％、Ｍｇ：１．０％として溶湯を成分調整した。鋳造棒径は、３０ｍｍ及び６０ｍｍの２つとした。
【０１０６】
仕切り層は図３（ｂ）を用い、材質としては窒化珪素を用い、厚みを１ｍｍとした。モールド（鋳型）に接した第２断熱部材の厚みは１ｍｍとした。
【０１０７】
鋳型の一端と仕切り層との間に介在する第２断熱部材のうち、鋳型の中空部に臨む第２断熱部材の面積Ｓｂを、鋳型の中空部の縦断面積Ｓ０に対して面積比で７５％とした。
【０１０８】
鋳造速度は４００ｍｍ／ｍｉｎ〜１５００ｍｍ／ｍｉｎとし、鋳造溶湯温度（ダンディシュの溶湯温度）は７００℃とした。注湯用通路（溶湯供給口）の中心は鋳型縦断面の中心位置にした。
【０１０９】
そして、潤滑材供給口は、図６（ａ）（ｂ）、図７（ｄ）に示す拡張された潤滑材供給口を用い、その拡張された水平方向の長さを２ｍｍ〜１３ｍｍとした。
【０１１０】
上記の各種条件の下で行った実施例１０１〜１１６、および比較例の結果を下記の表１に示す。
【表１】
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【０１１１】
実施例１０６及び１１４の潤滑油供給口は図６（ｂ）に示す分岐型であり、一端側（入口側）供給口の長さ２ｍｍ、他端側（出口側）供給口の長さ２ｍｍ、一端側と他端側の供給口の間隔を２ｍｍとした。
【０１１２】
実施例１０７及び１１５の潤滑油供給口は図７（ｄ）に示す上側と下側で異なる長さの型であり、上側の長さ４ｍｍ、下側の長さ２ｍｍとした。
【０１１３】
実施例１０８及び１１６の潤滑油供給口も、実施例１０７及び１１５と同様に、図７（ｄ）に示す上側と下側で異なる長さの型であり、上側の長さ６ｍｍ、下側の長さ３ｍｍとした。
【０１１４】
実施例１０１〜１０５において、潤滑油供給口の長さを増加させるとブレークアウトする鋳造限界速度は増加する。比較例の潤滑油供給口の長さ１ｍｍは引きつり傷発生潤滑油量が多い。また、実施例１０４、１０５の潤滑油供給口の長さは１０ｍｍ、１３ｍｍであるが、鋳造速度を上げる点では効果がなく、潤滑油供給口の最適幅は２〜７ｍｍであることが分かった。
【０１１５】
実施例１０６〜１０８において、潤滑材供給口のバリエーションも同様に効果が認められた。
【０１１６】
鋳造棒径φ３０とφ６０の比較ではφ６０の限界鋳造速度は熱容量のため相対的に低下するが、傾向はφ３０と同様であった。
【０１１７】
鋳型に面した側からの断熱部材への油滲みこみを抑えるためにはトータル的に潤滑油の供給量を減らす必要がある。しかしながら、高速で鋳造する場合は、多量の潤滑油を投入しないと、表面に引きつり傷が発生したり、最悪の場合はブレークアウトが発生する。特にＭｇ量を０．８％以上含む場合は顕著に現れる。鋳塊表面の引きつり傷の発生、ブレークアウトをの発生を抑えるためには、鋳塊表面の凝固殻の生成を促進し、潤滑油による潤滑能を確保すればよいことがわかった。すなわち、モールド内で鋳塊表面が薄く凝固しシャーベット状態にモールドを介して冷却された潤滑油を投入することにより、冷却を促進し潤滑能が確保できることがわかった。特に高速で鋳造する場合、鋳型の上側のシャーベット状態が鋳型出口に広がることがわかった。潤滑油を均一に分布させることにより安定した高速運転と良好な鋳塊表面品質を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の水平連続鋳造装置の鋳型付近の一例を示す要部概略断面図である。
【図２】図１の鋳型の有効モールド長の説明図である。
【図３】本発明に係る耐火物製板状体の説明図である。
【図４】第２断熱部材の面積の説明図である。
【図５】第２の実施形態における水平連続鋳造装置の鋳型付近の一例を示す図である。
【図６】第２の実施形態における潤滑材供給部分の構成を示す図である。
【図７】第２の実施形態における潤滑材供給部分の構成を示す図である。
【図８】第３の実施形態における注湯用通路の位置を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１９】
２    断熱部材
２ａ  断熱部材
２ｂ  断熱部材
２ｃ  仕切り層
２０ｂ  断熱部材
２０ｃ  仕切り層の通孔側周部
２００    鋳型の中空部
２０１    筒型鋳型（鋳型）
２０２    冷却水
２０３    冷却水供給管
２０４    鋳型冷却水キャビティ
２０５    冷却水シャワー装置
２０８    流体供給管
２１０    耐火物製板状体
２１１    注湯用通路
２１３    Ｏリング
２１５    柱状金属溶湯
２１６    凝固鋳塊
２２０    鋳型中心軸
２２１    鋳型の内壁面
２２２    浸透性多孔質材
２２４    潤滑材供給口
２２４ａ  潤滑材供給口
２２４ｂ  潤滑材供給口
２２４ｃ１，２２４ｃ２  潤滑材供給口
２２４ｄ  潤滑材供給口
２３０    隅部空間
２５０    タンディッシュ
２５１    溶湯流入部
２５２    溶湯保持部
２５３    流出部
２５４    液面レベル
２５５    合金溶湯
Ｌ    有効モールド長
Ｐ０    鋳型内径下部位置
Ｐ１    注湯用通路内径下部位置
Ｓ０    鋳型の縦断面積
Ｓｂ    第２断熱部材の面積
ｄ    鋳型内径
ｈ    注湯用通路内径下部位置の鋳型内径下部位置に対する高さ
【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８】
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