(57)【要約】【課題】ホットトップ鋳造法ほどはコストをかけることなく、鋳塊の表面性状を良好にする。【解決手段】鋳型１０と、下型２０と、鋳型１０の内面の鋳造面と所定間隔をあけて配置されるヘッダキャップ筒部３１を有するヘッダキャップ３０と、フロート４０と、鋳造面とヘッダキャップ筒部３１との隙間Ｓに向かって気体を吹き込む気体加圧装置５０と、を有している。ヘッダキャップ３０は、断熱部材にて構成されている。気体加圧装置５０は、鋳型１０とヘッダキャップ３０との間に配置されたリング状の気体加圧プレート５１を備えている。気体加圧プレート５１は、隙間Ｓに気体Ａを供給するための供給流路５６を備えている。ヘッダキャップ筒部３１の下端は、鋳型１０の下端よりも上方に位置し、隙間Ｓは、鋳型１０と気体加圧プレート５１とヘッダキャップ筒部３１とで区画されて下向きに開口している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に開口部を有する筒状の鋳型と、前記鋳型の下側で昇降可能に設けられる下型と、前記鋳型の内面の鋳造面と所定間隔をあけて配置されるヘッダキャップ筒部を有するヘッダキャップと、前記ヘッダキャップ筒部の内側に配置されるフロートと、前記鋳造面と前記ヘッダキャップ筒部との隙間に向かって気体を吹き込む気体加圧装置と、を有し、
前記ヘッダキャップは、断熱部材にて構成されており、
前記気体加圧装置は、前記鋳型と前記ヘッダキャップとの間に配置されたリング状の気体加圧プレートを備え、
前記気体加圧プレートは、前記隙間に気体を供給するための供給流路を備えており、
前記ヘッダキャップ筒部の下端は、前記鋳型の下端よりも上方に位置し、
前記隙間は、前記鋳型と前記気体加圧プレートと前記ヘッダキャップ筒部とで区画された空間であり下向きに開口している
ことを特徴とする竪型連続鋳造装置。
【請求項２】
前記隙間の上端部は、前記フロートの上端よりも高い位置にあり、
前記隙間に気体を供給する気体導入口は、前記フロートの上端よりも高い位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の竪型連続鋳造装置。
【請求項３】
前記気体加圧プレートは、前記鋳型の上面に固定され、
前記ヘッダキャップの前記ヘッダキャップ筒部の上端には鍔部が形成されており、前記鍔部は前記気体加圧プレートの上面に着脱可能に固定されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の竪型連続鋳造装置。
【請求項４】
前記気体加圧プレートは、前記鋳型の上面に固定され、
前記気体加圧プレートの内周面に、前記ヘッダキャップが固定されており、
前記ヘッダキャップには、前記気体加圧プレートへの取付位置が上下に複数設けられている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の竪型連続鋳造装置。
【請求項５】
上下に開口部を有する筒状の鋳型と、前記鋳型の下側で昇降可能に設けられる下型と、前記鋳型の内面の鋳造面と所定間隔をあけて配置されるヘッダキャップ筒部を有するヘッダキャップと、前記ヘッダキャップ筒部の内側に配置されるフロートと、記鋳造面と前記ヘッダキャップ筒部との隙間に向かって気体を吹き込む気体加圧装置と、を有する竪型連続鋳造装置を用いて行う竪型連続鋳造方法であって、
前記下型の上に注湯した溶湯を前記鋳型で冷却凝固させながら前記下型を降下させる際に、前記隙間の上部から気体を供給して前記隙間の下端部に流れ込んだ前記溶湯に対して気体加圧を行う
ことを特徴とする竪型連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竪型連続鋳造装置および連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムまたはアルミニウム合金を連続鋳造する方法として、竪型連続鋳造法が知られている。竪型連続鋳造法は、上下に貫通孔を有する筒型の鋳型と、貫通孔の下側に設置された下型とを備えた鋳造装置を用いて行う鋳造法である。竪型連続鋳造法は、鋳造スタート時に下型の上に注湯したアルミニウム溶湯を、水冷している鋳型で凝固させながら下型を降下させることにより、連続鋳造する方法である。アルミニウム溶湯は、まず鋳型に接触した部分が冷却（一次冷却）され外周が凝固した後、鋳型の下部において、冷却水で直接冷却（二次冷却）されることにより中心部まで凝固する。
【０００３】
竪型連続鋳造法の代表例としてフロート鋳造法がある。フロート鋳造法は、溶湯を注湯する部分に存在するフロートが、溶湯流入量および溶湯レベルを調整する働きを持っている。フロート鋳造法に用いる鋳型装置は、簡易な構造であるため装置の費用や整備の点では有利である。しかしながら、一次冷却により外周が凝固したアルミニウム鋳塊は凝固収縮するため、鋳型とアルミニウム鋳塊との間に、僅かながら隙間が生じる。そのため、一次冷却と二次冷却との間で、一時的に徐冷が起こってしまう。一次冷却と二次冷却との間では、アルミニウム鋳塊の中心部は、まだ凝固していない高温状態であるため、その熱により、一次冷却で凝固したアルミニウム鋳塊の外周部が変形し、鋳肌の表面性状が悪くなる場合があった。
【０００４】
その対応策として、ホットトップ鋳造法が存在する。ホットトップ鋳造法は、一次冷却と二次冷却の間隔を狭くして、徐冷期間を短くし、鋳肌の表面性状を良くすることが可能な方法である。ホットトップ鋳造法では、鋳型をＣｕなどの伝熱性の良い材質で製造することで一次冷却において急冷することにより、鋳型の上下方向長さを小さくして一次冷却と二次冷却の間隔を短くする。このようにすることにより、鋳肌の改善に加え、冷却速度が向上することで結晶粒が微細化され、それに伴う特性の向上も望むことができる。
【０００５】
さらに、鋳型と溶湯の間に不活性ガス等を流し、鋳型と溶湯の摩擦を小さくし、鋳肌の表面性状をさらに向上させることが可能な気体加圧式ホットトップ鋳造法もある。しかしながら、気体加圧式ホットトップ鋳造法では、高い冷却速度を念頭に置いて鋳型が設計されているため、鋳型が複雑な構造となっている。そのため、装置の製造費用が高額であり、装置の整備にコストがかかる問題があった。また、気体加圧式ホットトップ鋳造法では、鋳造条件（溶湯温度、冷却水量、鋳型表面の粗さ、潤滑油量、気体圧力等）も厳しく管理する必要がある。それらの条件がうまく揃わなければ、鋳肌の状態が悪化する虞があり、場合によっては、徐冷部でアルミニウム外周部が中心部の熱で再溶融し、溶湯が漏れる虞がある。また、逆に早く凝固することもあり、この場合には、鋳型上部におけるアルミニウムの凝固や固着が発生する等の問題が発生し、鋳造中止となる場合がある。また、アルミニウム以外の元素を多く含有する、鋳造割れのしやすい高強度アルミニウム合金など徐冷が必要となるものは鋳造が難しかった。
【０００６】
この問題点を解決するために本願出願人は、特許文献１に示す連続鋳造用鋳型を提案している。かかる鋳型は、フロート鋳造法に用いる鋳型の上部を、着脱が容易で断熱性の高い耐火物でシールドすることにより、溶湯流入面と凝固面の距離を維持したまま、実質的な徐冷部を短くできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３５２５７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年においては、コスト削減等の観点からアルミニウムの鋳塊の表面を切除せずに、そのまま塑性加工することが多くなってきており、それに伴い鋳塊の表面性状への要求が厳しくなってきている。そこで、本発明では、ホットトップ鋳造法ほどはコストをかけることなく、鋳塊の表面性状を良好にすることのできる竪型連続鋳造装置および連続鋳造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するための第一の発明は、上下に開口部を有する筒状の鋳型と、前記鋳型の下側で昇降可能に設けられる下型と、前記鋳型の内面の鋳造面と所定間隔をあけて配置されるヘッダキャップ筒部を有するヘッダキャップと、前記ヘッダキャップ筒部の内側に配置されるフロートと、前記鋳造面と前記ヘッダキャップ筒部との隙間に向かって気体を吹き込む気体加圧装置と、を有している。前記ヘッダキャップは、断熱部材にて構成されている。前記気体加圧装置は、前記鋳型と前記ヘッダキャップとの間に配置されたリング状の気体加圧プレートを備え、前記気体加圧プレートは、前記隙間に気体を供給するための供給流路を備えている。前記ヘッダキャップ筒部の下端は、前記鋳型の下端よりも上方に位置している。前記隙間は、前記鋳型と前記気体加圧プレートと前記ヘッダキャップ筒部とで区画された空間であり、下向きに開口している。
【００１０】
本発明において、リング状とは、平面視で円形枠形状と多角形枠形状の両方を含む。かかる竪型連続鋳造装置によれば、鋳型、ヘッダキャップおよび気体加圧装置が、それぞれ別体で構成されているので、従来のホットトップ鋳造装置よりも、構造が簡単で装置費用が安くなるとともに、メンテナンスも容易になる。特に、鋳型は汎用品を利用できる。ヘッダキャップは断熱部材で構成されているので、鋳型の鉛直方法の長さによらない形で徐冷部の長さを調整することができる。これによって、実質的に徐冷部を短くできるので、鋳塊の表面性状を良好にすることができる。さらに、隙間に気体を吹き込んで気体加圧を行っているので、隙間に入り込んだ溶湯が押し下げられる。これによって、ショートモールド化されることに加え、鋳造面にエアスリップが生じることになるので、鋳肌改善効果を得ることができる。
【００１１】
前記隙間の上端部は、前記フロートの上端よりも高い位置にあることが好ましく、前記隙間に気体を供給する気体導入口は、前記フロートの上端よりも高い位置に配置されているものが好ましい。気体導入口をフロートの上端よりも高い位置に配置すると、気体導入口への溶湯の挿し込みを防止できる。これによって、メンテナンスの手間を低減することができる。
【００１２】
前記気体加圧プレートは、前記鋳型の上面に固定されていることが好ましい。また、前記ヘッダキャップの前記ヘッダキャップ筒部の上端には鍔部が形成されており、前記鍔部は前記気体加圧プレートの上面に着脱可能に固定されているものが好ましい。このような構成を採用し、気体加圧プレートと鍔部との間にスペーサを介設すれば、ヘッダキャップの高さ位置を調整することが可能となる。これによって、実質的なモールド長を変化させることが可能となる。
【００１３】
前記気体加圧プレートは、前記鋳型の上面に固定されていることが好ましい。また、前記気体加圧プレートの内周面に、前記ヘッダキャップが固定されており、前記ヘッダキャップには、前記気体加圧プレートへの取付位置が上下に複数設けられているものが好ましい。このような構成を採用し、ヘッダキャップの取付位置を適宜選択して、ヘッダキャップを気体加圧プレートへ固定するようにすれば、ヘッダキャップの高さ位置を調整することが可能となる。これによって、実質的なモールド長を変化させることが可能となる。
【００１４】
前記課題を解決するための第二の発明は、上下に開口部を有する筒状の鋳型と、前記鋳型の下側で昇降可能に設けられる下型と、前記鋳型の内面の鋳造面と所定間隔をあけて配置されるヘッダキャップ筒部を有するヘッダキャップと、前記ヘッダキャップ筒部の内側に配置されるフロートと、記鋳造面と前記ヘッダキャップ筒部との隙間に向かって気体を吹き込む気体加圧装置と、を有する竪型連続鋳造装置を用いて行う竪型連続鋳造方法である。かかる竪型連続鋳造方法は、前記下型の上に注湯した溶湯を前記鋳型で冷却凝固させながら前記下型を降下させる際に、前記隙間の上部から気体を供給して前記隙間の下端部に流れ込んだ前記溶湯に対して気体加圧を行うことを特徴とする。
【００１５】
かかる竪型連続鋳造方法によれば、隙間に入り込んだ溶湯が気体によって押し下げられる。これによって、ショートモールド化されることに加え、鋳造面にエアスリップが生じるので、鋳肌改善効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る竪型連続鋳造装置および竪型連続鋳造方法によれば、低コストで鋳塊の表面性状を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る竪型連続鋳造装置を示した断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係る竪型連続鋳造装置のヘッダキャップを示した平面図、（ｂ）は断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係る竪型連続鋳造装置の気体加圧装置の気体加圧プレートを示した平面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態に係る竪型連続鋳造装置での気体加圧の状態を示した断面図、（ｂ）は従来のホットトップ鋳造装置での気体加圧の状態を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態に係る竪型連続鋳造装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、円柱状の鋳造製品を製造する竪型連続鋳造装置を例に挙げて説明する。図１に示すように、かかる竪型連続鋳造装置１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等を連続鋳造するための装置である。竪型連続鋳造装置１は、筒状の鋳型１０と、下型２０と、ヘッダキャップ３０と、フロート４０と、気体加圧装置５０と、を有している。
【００１９】
鋳型１０は、たとえば銅、アルミニウム、あるいはグラファイトにて構成されており、上下に開口部を有する筒状に形成されている。鋳型１０は、既存の鋳型であり、鋳型円筒部１１と鋳型鍔部１２と水平部１３とを備えている。鋳型円筒部１１の内面１４は、鋳造面となる。内面１４は、上端から下端に向かうに連れて内径が順次大きくなるように僅かに傾斜している。鋳型円筒部１１の内側は、鋳込み空間１５となる。内面１４の上部は、鋳込み空間１５に注湯された溶湯２が接する面であって、溶湯２の一次冷却面となる。冷却された溶湯２は、凝固して固形部３となる
【００２０】
鋳型鍔部１２は、鋳型円筒部１１の上端に連続しており、水平方向に沿って外側に広がっている。水平部１３は、鋳型円筒部１１の下端から外側に広がって形成されている。水平部１３と鋳型円筒部１１との出隅角部には、スリット状の吐出口１６が形成されている。吐出口１６は、冷却水Ｗの噴射口である。冷却水Ｗは、吐出口１６から固形部３に向かって、斜め下向きに噴射される。
【００２１】
下型２０は、鋳型１０の下側で昇降可能に設けられている。下型２０は、鋳型円筒部１１の内径と略同等の外径を備えており、鋳造スタート時に鋳型円筒部１１の内部に挿入されている。下型２０の上に注湯したアルミニウム合金製の溶湯２を、水冷している鋳型１０で凝固させながら下型２０を降下させることにより、長尺の鋳造製品が連続鋳造される。
【００２２】
ヘッダキャップ３０は、鋳型１０の上端部に挿入されるものであって、断熱部材にて構成されている。図２にも示すように、ヘッダキャップ３０は、ヘッダキャップ筒部３１と鍔部３２とを備えている。ヘッダキャップ筒部３１は、鋳型円筒部１１と同軸上に配置されている。ヘッダキャップ筒部３１は、小径筒部３３と大径筒部３４と傾斜筒部３５とを備えている。小径筒部３３は、ヘッダキャップ筒部３１の下側部分に形成されており、鋳型円筒部１１の内径よりも小径の外径を備えた円筒形状を呈している。小径筒部３３は、鋳型１０の鋳型円筒部１１の上端部に挿入される部分であって、鋳型１０の内面１４（鋳造面）と所定間隔をあけて配置されている。小径筒部３３の下端面は、水平面となっており、小径筒部３３の内周面と直交するとともに、外周面とも直交している。つまり、ヘッダキャップ筒部３１の小径筒部３３の下端部は、断面矩形形状になっている。
【００２３】
大径筒部３４は、ヘッダキャップ筒部３１の上側部分に形成されており、鋳型円筒部１１の内径と同等の外径を備えた円筒形状を呈している。大径筒部３４は、鋳型１０の鋳型円筒部１１よりも上方に位置する部分であって、鋳型１０の上端より上方に突出している。傾斜筒部３５は、小径筒部３３の上端と大径筒部３４の下端とを連結する部分であって、下方から上方に向かうにつれて順次拡径するように傾斜している。
【００２４】
鍔部３２は、大径筒部３４の外周面から外側に向かって水平に広がっている。鍔部３２には、複数のボルト貫通孔３６が、周方向に所定の間隔で形成されている。鍔部３２の上面には、ヘッダ押え板３７（図１参照）が載置されている。ヘッダ押え板３７には、複数のボルト貫通孔３８が形成されている。ボルト貫通孔３８は、鍔部３２のボルト貫通孔３６と同軸の位置に形成されている。ボルト貫通孔３６，３８には、ヘッダキャップ３０を後記する気体加圧プレート５１に取り付けるためのボルトが挿通される。ヘッダ押え板３７は、ボルトの頭部に押さえられて、鍔部３２を面で押さえる。
【００２５】
図１に示すように、フロート４０は、鋳型１０内の湯面レベルを一定に保持するものである。フロート４０は、注湯ノズル４１を通じて鋳型１０内に注湯された溶湯２上に浮かべられており、湯面レベルの上下動に伴って、上下動する。このとき、注湯ノズル４１の下端面と、その下方に位置するフロート４０部分との間の隙間の大きさを変化させることにより、鋳型内への注湯量を制御して、湯面レベルを一定に保つことができる。
【００２６】
気体加圧装置５０は、気体加圧プレート５１と加圧気体を供給するためのポンプ（図示せず）とを備えている。気体加圧プレート５１は、平面視で円形枠形状のリング状に形成されており、鋳型１０とヘッダキャップ３０との間に配置されている。気体加圧プレート５１は、鋳型１０の鋳型鍔部１２の上面（鋳型１０の上面）に載置された状態で着脱可能にボルト止めされている。気体加圧プレート５１の上には、ヘッダキャップ３０の鍔部３２が載置されており、ヘッダキャップ３０は、気体加圧プレート５１に着脱可能にボルト止めされている。
【００２７】
図３および図４にも示すように、気体加圧プレート５１は、中央に開口部５２を備えている。開口部５２には、ヘッダキャップ３０のヘッダキャップ筒部３１が挿通される。開口部５２の下部は、下方に向かうに連れて拡径しており、開口部５２の周壁内表面が斜め下を向くように傾斜している。
【００２８】
気体加圧プレート５１の内周縁寄り（開口部５２寄り）には、凹溝５３が周方向に延在して形成されている。凹溝５３は、供給流路５６（図１参照）を形成するためのものである。凹溝５３は、縦長長方形の断面形状を呈し、環状に形成されている。凹溝５３の内周側と外周側には、小型の凹溝５４がそれぞれ形成されている。凹溝５４は、Ｏリング５５（図１参照）を設置するための溝であって、ともに環状に形成されている。この凹溝５４にＯリング５５を敷設して、気体加圧プレート５１上にヘッダキャップ３０の鍔部３２を設置することで、凹溝５３と鍔部３２の下面とで区画された断面矩形の供給流路５６が気密状態で形成される。
【００２９】
凹溝５３の外側壁面５７には、気体を供給する気体流路５８が開口している。気体流路５８は、気体加圧プレート５１の外周壁面５９から径方向に沿って水平方向に穿設されて、凹溝５３の外側壁面５７に通じている。気体流路５８は、周方向に１８０°間隔で２ヶ所に形成されている。２つの気体流路５８，５８は、同一軸線状に配置されている。気体流路５８の外周壁面５９側の端部には、ポンプから延びる高圧配管（図示せず）が接続される。
【００３０】
凹溝５３の内側壁面６０の下部には、気体の吐出流路６１が形成されている。吐出流路６１は、開口部５２の下部の傾斜した内表面から斜め上方に向かって穿設されて、凹溝５３の内側壁面６０に貫通している。この吐出流路６１の開口部５２側開口部が、後記する隙間Ｓへの気体導入口となる。吐出流路６１は、平面視で気体加圧プレート５１の径方向に沿って放射状に形成されている。本実施形態では、吐出流路６１は、周方向に７．５°間隔で４８ヶ所に形成されている。なお、吐出流路６１の個数および配置ピッチは一例であって、溶湯２の材質や鋳造品の大きさ、形状等に応じて適宜設定すればよい。
【００３１】
気体加圧プレート５１の外周縁部には、座グリ孔６５が形成されている。座グリ孔６５には、気体加圧プレート５１を鋳型鍔部１２に固定するためのボルトが頭部まで挿通される。座グリ孔６５は、周方向に所定角度間隔で複数形成されている。座グリ孔６５と凹溝５３，５４との間には、タップ穴６６と他の座グリ孔６７が設けられている。タップ穴６６は、メネジ部を備えており、ヘッダキャップ３０を気体加圧プレート５１に固定するためのボルトの軸部が螺合する。座グリ孔６７は、気体加圧プレート５１を鋳型鍔部１２に固定するためのボルトが頭部まで挿通される。座グリ孔６７は、外側の座グリ孔６５よりも小径である。座グリ孔６５，６７は、固定される鋳型１０のタップ穴の位置および形状に応じて、適宜選択される。
【００３２】
以上の構成の鋳型１０とヘッダキャップ３０と気体加圧プレート５１とを組み付けると、鋳型１０の内面１４（鋳造面）とヘッダキャップ３０のヘッダキャップ筒部３１との間に隙間Ｓが形成される。隙間Ｓは、鋳型１０の内面１４の上部と、ヘッダキャップ筒部３１の小径筒部３３と傾斜筒部３５の外周面と、気体加圧プレート５１の開口部５２の下部の傾斜部とで区画されている。隙間Ｓは下端が開口されており、ヘッダキャップ筒部３１に沿った円筒状になっている。
【００３３】
次に、前記竪型連続鋳造装置を用いて行う竪型連続鋳造方法について説明する。かかる竪型連続鋳造方法は、準備工程と注湯工程と連続鋳造工程とを備える。
【００３４】
準備工程は、下型２０を鋳型１０の下側に設置する工程である。このとき、下型２０を鋳型１０の内部に挿入して、下型２０と鋳型１０の鋳型円筒部１１の内周面とで区画された鋳込み空間１５から溶湯２が流出しないようにしておく。
【００３５】
注湯工程は、鋳込み空間１５に溶湯２を注湯する工程である。鋳込み空間１５に注湯された溶湯２は、鋳型１０の内周面と下型２０によって冷却され周縁部から凝固していく。溶湯２の周縁部がある程度凝固して固形部３となったなら、連続鋳造工程を行う。
【００３６】
連続鋳造工程は、下型２０を降下させながら連続鋳造を行う工程である。図５の（ａ）に示すように、連続鋳造工程では、注湯された溶湯２の周縁部は、ヘッダキャップ３０のヘッダキャップ筒部３１に沿って流れ、溶湯２は、ヘッダキャップ３０のヘッダキャップ筒部３１の下側を回り込んで、隙間Ｓに入り混む。このときヘッダキャップ３０は断熱部材で構成されているので、溶湯２はヘッダキャップ３０と接触しても冷却されず、鋳型１０に接触したときに冷却される。これにより、実質的な徐冷部を短くすることができるので、良好な鋳肌（鋳塊の表面性状）を得ることができる。
【００３７】
また、隙間Ｓでは、気体加圧プレート５１の吐出流路６１から気体が噴射され気体加圧が行われるため、溶湯２の表面が押し下げられることとなる。これによってショートモールド化されることに加え、鋳造面にエアスリップが生じるので、鋳肌改善効果を得ることができる。
【００３８】
さらに、隙間Ｓに入り込んだ溶湯２の上方には、ホットトップ鋳造法におけるメニスカス様の空間が広がるが、この空間を十分に確保することができる。これは以下の理由による。つまり、隙間Ｓの上端部は、フロート４０の上端よりも高い位置にあり、隙間Ｓに気体を供給する気体導入口（吐出流路６１）がフロート４０の上端よりも高い位置に配置されているので、溶湯２が気体導入口の近くまで上昇することはないからである。
【００３９】
これに対して従来のホットトップ鋳造法では、図５の（ｂ）に示すように、鋳型１０１の上端部付近に気体Ａの導入口が形成されており、鋳型１０１上に配置された断熱材１０２の下側に、メニスカスによる隙間Ｓ２が形成される。しかし、溶湯２は隙間Ｓ２の上方まで充填されており、ヘッド圧が作用するため、隙間Ｓ２が小さくなってしまう。そのため、溶湯２が気体導入口に差し込んでしまう場合があり、メンテナンスが困難であった。
【００４０】
しかし、図５の（ａ）に示す竪型連続鋳造装置１では、前記したように、溶湯２が隙間Ｓの上部の気体導入口の近くまで上昇することはないので、溶湯２が気体導入口を構成する吐出流路６１に差し込むことはない。バブリングに対しては、ヘッダキャップ筒部３１の小径筒部３３の外周面が下端部まで鉛直になっているので、気体Ａが内側に抜けにくい構成となっている。
【００４１】
かかる竪型連続鋳造装置１によれば、鋳型１０、ヘッダキャップ３０および気体加圧装置５０の気体加圧プレート５１が、それぞれ別体で構成されているので、従来のホットトップ鋳造装置よりも、構造が簡単で装置費用が安くなる。さらに、メンテナンスも容易になる。特に、鋳型１０は汎用品を利用できるので、製造コストを低減できる。
【００４２】
つまり、本発明によれば、ホットトップ鋳造装置よりも低いコストで、ホットトップ鋳造法と同等の鋳肌を得ることができる。さらに、ホットトップ鋳造法においては、メニスカスを維持するために下型の降下速度を上げる必要がある。しかし、本発明の竪型連続鋳造装置１および竪型連続鋳造方法によれば、下型２０の降下速度を下げることができる。これによって鋳造割れしやすい合金にも適用することが可能となる。つまり、本発明によれば、合金の適用範囲を広くすることができる。
【００４３】
ところで、難鋳造合金を鋳造する際には、徐冷部の長さを適切に設定する必要がある。かかる竪型連続鋳造装置１では、ヘッダキャップ３０を気体加圧プレート５１から一旦取り外し、気体加圧プレート５１上に、高さ調整用のスペーサプレートを設置して、ヘッダキャップ３０を取り付けるようにすれば、ヘッダキャップ３０の高さを調整できる。これによって、徐冷部の長さを変更することができる。
【００４４】
なお、ヘッダキャップの高さ調整可能な構成としては、気体加圧プレートの貫通孔の内周面に、ヘッダキャップのヘッダキャップ筒部をボルト止めする構成としてもよい。この場合、ヘッダキャップのヘッダキャップ筒部の上下方向の複数の高さ位置に、気体加圧プレートへの取付位置となるボルト孔が形成されている。ヘッダキャップの取付位置を適宜選択して、ヘッダキャップを気体加圧プレートへ固定するようにすれば、ヘッダキャップの高さ位置を調整することが可能となる。
【００４５】
このように、ヘッダキャップの高さ位置を変化させることで、実質的なモールド長も変化させることができる。これにより、鋳造における徐冷部分を長くする必要がある難鋳造アルミニウム合金においても、ヘッダキャップが鋳型とオーバーラップする長さを、難鋳造アルミニウム合金の鋳造に適した長さに調整できる。よって、最適な鋳造速度においても可能な限りのショートモールド化を実現した上で、フロート部分にアルミニウム合金を固着させることなく鋳造可能となる。本手法によると、ヘッダキャップを徐冷部の長さの調節用に複数用意したり、ヘッダキャップに手を加えたりする必要がないため、少ない設備投資でモールド長を変化させることが可能となる。
【００４６】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、ヘッダキャップ３０の形状については特に制限があるものではない。たとえば、ヘッダキャップ３０の上部に、着脱時に把持する取っ手部分を設けてもよい。このような構成によれば、メンテナンスを容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００４７】
１      竪型連続鋳造装置
２      溶湯
１０    鋳型
２０    下型
３０    ヘッダキャップ
３１    ヘッダキャップ筒部
３２    鍔部
４０    フロート
５０    気体加圧装置
５６    供給流路
５１    気体加圧プレート
６１    吐出流路（気体導入口）
Ａ      気体
Ｓ      隙間
Ｗ      冷却水
【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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