(57)【要約】【課題】溶湯をスラリー化して溶湯の凝固収縮量を低減することにより、精度の高い鋳物を鋳造することが可能な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Ｍ０をスラリー化するスラリー形成装置と、スラリー状態の溶湯Ｍ１を保持する溶湯保持容器１０１と、スラリー状態の溶湯Ｍ１の湯面近傍に設置され、湯面から導出されたスラリー状態の溶湯Ｍ１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１０２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯をスラリー化するスラリー形成装置と、
スラリー状態の前記溶湯を保持する保持容器と、
スラリー状態の前記溶湯の湯面近傍に設置され、前記湯面から導出されたスラリー状態の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、を備えた、引上式連続鋳造装置。
【請求項２】
前記スラリー形成装置は、
前記保持容器に保持された前記溶湯の温度を冷却する冷却部と、
前記溶湯に振動を与える加振部と、を有する、請求項１に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項３】
前記保持容器に保持された前記溶湯を加圧することにより、スラリー状態の前記溶湯を前記形状規定部材に通す加圧装置をさらに備えた、請求項１又は２に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項４】
前記加圧装置は、前記形状規定部材を前記保持容器に保持された前記溶湯内に移動させることにより、前記保持容器に保持された前記溶湯を加圧する、請求項３に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項５】
スラリー状態の前記溶湯を前記形状規定部材を通して前記湯面から導出する導出部をさらに備えた、請求項１〜４の何れか一項に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項６】
前記溶湯を保持する保持炉をさらに備え、
前記保持容器は、前記保持炉に保持された前記溶湯を汲み上げて保持するラドルである、請求項１〜５の何れか一項に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項７】
保持容器に保持された溶湯をスラリー化するステップと、
鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を、スラリー状態の前記溶湯の湯面近傍に設置するステップと、
スラリー状態の前記溶湯を前記湯面から導出して前記形状規定部材を通過させるステップと、を備えた、引上式連続鋳造方法。
【請求項８】
前記保持容器に保持された前記溶湯をスラリー化するステップは、
前記保持容器に保持された前記溶湯の温度を冷却するステップと、
前記溶湯に振動を与えるステップと、を有する、請求項７に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項９】
前記保持容器に保持された前記溶湯を加圧することにより、スラリー状態の前記溶湯を前記形状規定部材に通すステップをさらに備えた、請求項７又は８に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１０】
前記形状規定部材を前記保持容器に保持された前記溶湯内に移動させることにより、前記保持容器に保持された前記溶湯を加圧する、請求項９に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１１】
スラリー状態の前記溶湯を前記形状規定部材を通して前記湯面から導出する導出部をさらに設ける、請求項７〜１０の何れか一項に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項１２】
前記溶湯を保持する保持炉をさらに設け、
前記保持容器は、前記保持炉に保持された前記溶湯を汲み上げて保持するラドルである、請求項７〜１１の何れか一項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、形状規定部材を通過した溶湯の凝固収縮量が大きいため、精度の高い鋳物を鋳造することができない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、溶湯をスラリー化して当該溶湯の凝固収縮量を低減することにより、精度の高い鋳物を鋳造することが可能な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、溶湯をスラリー化するスラリー形成装置と、スラリー状態の前記溶湯を保持する保持容器と、スラリー状態の前記溶湯の湯面近傍に設置され、前記湯面から導出されたスラリー状態の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、を備えるものである。それにより、溶湯の凝固収縮量が低減されるため、精度の高い鋳物を鋳造することができる。
【０００８】
前記スラリー形成装置は、前記保持容器に保持された前記溶湯の温度を冷却する冷却部と、前記溶湯に振動を与える加振部と、を有することが好ましい。
【０００９】
前記保持容器に保持された前記溶湯を加圧することにより、スラリー状態の前記溶湯を前記形状規定部材に通す加圧装置をさらに備えることが好ましい。
【００１０】
前記加圧装置は、前記形状規定部材を前記保持容器に保持された前記溶湯内に移動させることにより、前記保持容器に保持された前記溶湯を加圧することが好ましい。
【００１１】
スラリー状態の前記溶湯を前記形状規定部材を通して前記湯面から導出する導出部をさらに備えることが好ましい。
【００１２】
前記溶湯を保持する保持炉をさらに備え、前記保持容器は、前記保持炉に保持された前記溶湯を汲み上げて保持するラドルであることが好ましい。
【００１３】
本発明の一態様に係る引上式連続鋳造方法は、保持容器に保持された溶湯をスラリー化するステップと、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を、スラリー状態の前記溶湯の湯面近傍に設置するステップと、スラリー状態の前記溶湯を前記湯面から導出して前記形状規定部材を通過させるステップと、を備えるものである。それにより、溶湯の凝固収縮量が低減されるため、精度の高い鋳物を鋳造することができる。
【００１４】
前記保持容器に保持された前記溶湯をスラリー化するステップは、前記保持容器に保持された前記溶湯の温度を冷却するステップと、前記溶湯に振動を与えるステップと、を有することが好ましい。
【００１５】
前記保持容器に保持された前記溶湯を加圧することにより、スラリー状態の前記溶湯を前記形状規定部材に通すステップをさらに備えることが好ましい。
【００１６】
前記形状規定部材を前記保持容器に保持された前記溶湯内に移動させることにより、前記保持容器に保持された前記溶湯を加圧することが好ましい。
【００１７】
スラリー状態の前記溶湯を前記形状規定部材を通して前記湯面から導出する導出部をさらに設けることが好ましい。
【００１８】
前記溶湯を保持する保持炉をさらに設け、前記保持容器は、前記保持炉に保持された前記溶湯を汲み上げて保持するラドルであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、溶湯をスラリー化して当該溶湯の凝固収縮量を低減することにより、精度の高い鋳物を鋳造することが可能な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】
【００２０】
【図１】実施の形態１に係る自由鋳造装置の構成例を示す断面図である。
【図２】図１に示す自由鋳造装置に設けられた形状規定部材１０２の平面図である。
【図３】実施の形態１に係る自由鋳造装置の第１の具体的構成例を示す断面図である。
【図４】実施の形態１に係る自由鋳造装置の第２の具体的構成例を示す断面図である。
【図５】実施の形態２に係る自由鋳造装置の構成例を示す断面図である。
【図６】実施の形態３に係る自由鋳造装置の構成例を示す断面図である。
【図７】実施の形態４に係る自由鋳造装置の構成例を示す断面図である。
【図８】実施の形態４に係る自由鋳造装置の具体的構成例を示す断面図である。
【図９】図１に示す自由鋳造装置のその他の構成例を示す断面図である。
【図１０】図９に示す自由鋳造装置に設けられた形状規定部材１０２の平面図である。
【図１１】図５に示す自由鋳造装置のその他の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
＜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構成例を示す断面図である。図１に示すように、実施の形態１に係る自由鋳造装置は、溶湯保持容器（保持容器）１０１、外部形状規定部材１０２ａ、支持ロッド１０３、アクチュエータ１０４、冷却ノズル１０５、導出部１０６、冷却部１０７、及び、加振部１０８を備えている。なお、冷却部１０７及び加振部１０８によりスラリー形成装置が構成されている。
【００２３】
溶湯保持容器１０１は、例えばアルミニウムやその合金等の溶湯を収容し、所定の温度に保持する。図１の例では、鋳造中に溶湯保持容器１０１へ溶湯を補充しないため、鋳造の進行とともに溶湯の表面（つまり湯面）は低下する。他方、鋳造中に溶湯保持容器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、溶湯はアルミニウム以外の他の金属や合金であってもよい。
【００２４】
冷却部１０７は、溶湯保持容器１０１に保持された溶湯を冷却するためのものである。例えば、冷却部１０７は、溶湯保持容器１０１に保持された溶湯を凝固点付近にまで冷却する。加振部１０８は、冷却部１０７によって冷却された溶湯に振動を与えるためのものである。例えば、加振部１０８は、冷却部１０７によって冷却された溶湯を撹拌することにより振動を与える。あるいは、加振部１０８は、冷却部１０７によって冷却された溶湯に超音波振動又は電磁振動を与える。なお、アルミナ、シリカ等の複合粒子を溶湯に混ぜたうえで、当該溶湯に振動を与えてもよい。
【００２５】
それにより、溶湯は、液体と固体粒子とが混ざり合ったスラリー状態となる。スラリー状態の溶湯は、ビンガム流体であるため、付与された形状を維持しやすく、その凝固収縮量も小さい。例えば、スラリー状態の溶湯は、表面張力等の影響を受けにくく丸みを帯びにくい。以下、スラリー化される前の溶湯を溶湯Ｍ０と称し、スラリー化された後の溶湯を溶湯Ｍ１と称す。
【００２６】
外部形状規定部材１０２ａ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、外部形状規定部材１０２ａが湯面に接触するように配置されている。しかしながら、外部形状規定部材１０２ａ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、外部形状規定部材１０２ａ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。
【００２７】
外部形状規定部材１０２ａ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）の形状が円形状の円柱鋳物である。即ち、より具体的には、外部形状規定部材１０２ａは、鋳物Ｍ３の横断面の外径を規定する。
【００２８】
図２は、外部形状規定部材１０２ａの平面図である。ここで、図１の外部形状規定部材１０２ａ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１０２ａ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。この開口部が、溶湯が通過する溶湯通過部１０２ｂとなる。このように、外部形状規定部材１０２ａ及び溶湯通過部１０２ｂによって形状規定部材１０２が構成されている。
【００２９】
導出部１０６は、溶湯Ｍ１に浸漬されるスタータ（導出部材）ＳＴと、スタータＳＴを例えば鉛直方向に駆動する引上機ＰＬと、を有する。
【００３０】
図１に示すように、溶湯Ｍ１は、浸漬されたスタータＳＴと結合した後、その表面膜や表面張力により外形を維持したままスタータＳＴに追従して引き上げられ、溶湯通過部１０２ｂを通過する。ここで、溶湯Ｍ１の表面膜や表面張力によってスタータＳＴ（又は、スタータＳＴによって導出された溶湯Ｍ１が凝固して形成された鋳物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。
【００３１】
スタータＳＴは、例えば、溶湯Ｍ１の融点以上の高融点の材料により形成されている。具体的には、スタータＳＴは、アルミニウム、ステンレス、鉄、それらの合金等により形成されている。あるいは、スタータＳＴは、セラミックにより形成されていてもよい。それにより、スタータＳＴの溶損がある程度抑制される。
【００３２】
なお、スタータＳＴの表面は塩結晶等の保護被膜（不図示）で覆われていてもよい。それにより、スタータＳＴと溶湯Ｍ１との溶融結合が抑制されるため、スタータＳＴと鋳物Ｍ３との剥離性を向上させることができる。その結果、スタータＳＴの再利用が可能となる。さらに、スタータＳＴの表面は凹凸形状を有していてもよい。それにより、スタータＳＴの表面に保護被膜を付着（析出）させやすくなるため、スタータＳＴと鋳物Ｍ３との剥離性をさらに向上させることができる。同時に、溶湯導出時のスタータＳＴと溶湯Ｍ１との引上げ方向の結合力を向上させることができる。
【００３３】
支持ロッド１０３は、外部形状規定部材１０２ａを支持する。なお、支持ロッド１０３は、アクチュエータ１０４に連結されている。
【００３４】
アクチュエータ１０４は、支持ロッド１０３を介して、外部形状規定部材１０２ａを上下方向（鉛直方向）及び水平方向に移動させる機能を有する。それにより、鋳造の進行による湯面の低下とともに、外部形状規定部材１０２ａを下方向に移動させることができる。また、外部形状規定部材１０２ａ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。
【００３５】
冷却ノズル（冷却部）１０５は、スタータＳＴや鋳物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ＰＬにより鋳物Ｍ３を引き上げつつ、冷却ガスによりスタータＳＴや鋳物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、連続的に鋳物Ｍ３が形成されていく。
【００３６】
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかる自由鋳造方法について説明する。
【００３７】
まず、溶湯保持容器１０１内に溶湯Ｍ０をセットする。
【００３８】
次に、溶湯保持容器１０１内の溶湯Ｍ０を冷却し振動させることにより、当該溶湯Ｍ０をスラリー化して溶湯Ｍ１にする。
【００３９】
次に、スラリー状態の溶湯Ｍ１の湯面近傍に外部形状規定部材１０２ａを設置する。
【００４０】
次に、スタータＳＴを降下させ、溶湯通過部１０２ｂを通して、スタータＳＴを溶湯Ｍ１に浸漬させる。
【００４１】
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、溶湯Ｍ１は、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（導出され）保持溶湯Ｍ２を形成する。図１に示すように、保持溶湯Ｍ２は、溶湯通過部１０２ｂに形成される。換言すると、外部形状規定部材１０２ａにより、保持溶湯Ｍ２に形状が付与される。
【００４２】
次に、スタータＳＴ及び鋳物Ｍ３は、冷却ノズル１０５から吹き出される冷却ガスにより冷却される。それにより、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。
【００４３】
ここで、スラリー状態の保持溶湯Ｍ２は、ビンガム流体であるため、外部形状規定部材１０２ａにより付与された形状を維持しやすく、その凝固収縮量も小さい。それにより、精度の高い鋳物Ｍ３を鋳造することができる。
【００４４】
このように、本実施の形態に係る自由鋳造装置は、溶湯をスラリー化することにより、保持溶湯Ｍ２の凝固収縮量を低減することができるとともに、形状規定部材１０２によって保持溶湯Ｍ２に付与された形状を維持することができる。それにより、本実施の形態に係る自由鋳造装置は、精度の高い鋳物Ｍ３を鋳造することができる。
【００４５】
また、本実施の形態に係る自由鋳造装置は、溶湯をスラリー化することにより、保持溶湯Ｍ２の凝固速度を速めることができるため、鋳物Ｍ３の生産性を向上させることができる。さらに、本実施の形態に係る自由鋳造装置は、溶湯をスラリー化することにより、鋳物Ｍ３の材料強度を向上させることができる。
【００４６】
続いて、図３及び図４を参照して、本実施の形態に係る自由鋳造装置の具体的構成例について説明する。
【００４７】
（実施の形態１に係る自由鋳造装置の第１の具体的構成例）
図３は、図１に示す自由鋳造装置の第１の具体的構成例を示す断面図である。図３に示す自由鋳造装置は、図１に示す自由鋳造装置と比較して、スラリー化前の溶湯Ｍ０を保持する溶湯保持炉（保持炉）１００をさらに備えるとともに、ラドルを溶湯保持容器１０１として用いている。ラドルは、溶湯保持炉１００に保持された溶湯Ｍ０を汲み上げて保持する。冷却部１０７及び加振部１０８は、ラドル内の溶湯Ｍ０を冷却し振動させることにより、ラドル内の溶湯Ｍ０をスラリー化して溶湯Ｍ１にする。図３に示す自由鋳造装置のその他の構成については、図１に示す自由鋳造装置の場合と同様であるため、その説明を省略する。
【００４８】
ここでは、溶湯Ｍ０がラドル内でスラリー化される場合を例に説明したが、溶湯Ｍ０は、ラドル外でスラリー化されてもよい。
【００４９】
（実施の形態１に係る自由鋳造装置の第２の具体的構成例）
図４は、図１に示す自由鋳造装置の第２の具体的構成例を示す断面図である。図４に示す自由鋳造装置は、溶湯保持炉１００を溶湯保持容器１０１として用いている。この溶湯保持炉１００には、囲い部１０９が保持溶湯Ｍ２近傍の溶湯Ｍ０を囲うようにして配置されている。図４の例では、円筒形状の囲い部１０９が、円筒軸を鉛直方向に向けて保持溶湯Ｍ２近傍に配置されている。冷却部１０７及び加振部１０８は、囲い部１０９に囲まれた溶湯Ｍ０を冷却し振動させることにより、囲い部１０９に囲まれた溶湯Ｍ０をスラリー化して溶湯Ｍ１にする。図４に示す自由鋳造装置のその他の構成については、図１に示す自由鋳造装置の場合と同様であるため、その説明を省略する。
【００５０】
なお、円筒形状の囲い部１０９の下端付近にヒーターがさらに設けられてもよい。それにより、囲い部１０９に囲まれた溶湯Ｍ１の影響で囲い部１０９に囲まれた領域外の溶湯Ｍ０の温度が低下してしまうのを防ぐことができる。
【００５１】
＜実施の形態２＞
図５は、実施の形態２に係る自由鋳造装置の構成例を示す断面図である。図５に示す自由鋳造装置は、図１に示す自由鋳造装置と比較して、溶湯Ｍ１を加圧する加圧装置をさらに備える。それにより、溶湯Ｍ１が溶湯通過部１０２ｂを介して保持溶湯Ｍ２として湯面から押し上げられるため、溶湯Ｍ１の導出性を向上させることができる。以下、具体的に説明する。
【００５２】
図５の例では、アクチュエータ１０４は、溶湯Ｍ１を加圧する加圧装置としての機能を有する。具体的には、アクチュエータ１０４は、外部形状規定部材１０２ａを溶湯Ｍ１内（下方向）に移動させることにより、溶湯Ｍ１を加圧する。そして、外部形状規定部材１０２ａが溶湯Ｍ１の湯面より低い位置まで移動すると、溶湯Ｍ１は、溶湯通過部１０２ｂを介して保持溶湯Ｍ２として湯面から押し上げられる（溶湯Ｍ１は、保持溶湯Ｍ２として溶湯通過部１０２ｂを通過する）。
【００５３】
それにより、図５に示す自由鋳造装置は、導出時に溶湯Ｍ１（又は保持溶湯Ｍ２）が外部形状規定部材１０２ａから受ける抵抗を小さくすることができるため、粘性の高いスラリー状態の溶湯Ｍ１であっても千切れさせることなく導出することができる。つまり、図５に示す自由鋳造装置は、溶湯Ｍ１の導出性を向上させることができる。
【００５４】
なお、図５の例では、外部形状規定部材１０２ａが溶湯Ｍ１内に移動したときに外部形状規定部材１０２ａの外縁から上側の主面に溶湯Ｍ１が流れ込まないように、外部形状規定部材１０２ａの外縁から鉛直上向きに延びる側壁Ｗが形成されている。
【００５５】
＜実施の形態３＞
図６は、実施の形態３に係る自由鋳造装置の構成例を示す断面図である。図６に示す自由鋳造装置は、図５に示す自由鋳造装置と比較して、異なる構成の加圧装置を備える。
【００５６】
具体的には、図６に示す自由鋳造装置は、図５に示す自由鋳造装置と比較して、溶湯Ｍ１を密閉するための蓋１１０と、密閉された領域内に流体を流し込む流体供給部（加圧部）１１１と、をさらに備える。また、図６の例では、外部形状規定部材１０２ａの内縁（即ち、溶湯通過部１０２ｂ）から溶湯Ｍ１の湯面まで延びる筒状のストークＳが設けられている。なお、図６の例では、外部形状規定部材１０２ａの外縁から上側の主面に溶湯Ｍ１が流れ込まないため、外部形状規定部材１０２ａの外縁から鉛直上向きに延びる側壁Ｗは設けられていなくてもよい。図６に示す自由鋳造装置のその他の構成については、図５に示す自由鋳造装置の場合と同様であるため、その説明を省略する。
【００５７】
蓋１１０は、溶湯保持容器１０１の開口部分を塞ぐ。つまり、溶湯保持容器１０１と蓋１１０とにより溶湯Ｍ１を密閉する密閉容器が構成されている。ただし、蓋１１０には、ストークＳを通すことができる程度の開口部が設けられている。ストークＳは、外部形状規定部材１０２ａの内縁（即ち、溶湯通過部１０２ｂ）から蓋１１０の開口部を介して溶湯Ｍ１の湯面にかけて設けられている。
【００５８】
流体供給部１１１は、空気等の流体を密閉容器内に流体（空気等）を流し込むことにより、溶湯Ｍ１を加圧する。それにより、溶湯Ｍ１がストークＳを介して溶湯通過部１０２ｂを通過する。それにより、図６に示す自由鋳造装置は、図５に示す自由鋳造装置と同等の効果を奏することができる。
【００５９】
＜実施の形態４＞
図７は、実施の形態４に係る自由鋳造装置の構成例を示す断面図である。図７に示す自由鋳造装置は、図５に示す自由鋳造装置と比較して、異なる構成の加圧装置を備える。
【００６０】
具体的には、図７に示す自由鋳造装置は、図５に示す自由鋳造装置と比較して、物体１１２と、物体１１２を上下方向（鉛直方向）に駆動する駆動部１１３と、をさらに備える。図７に示す自由鋳造装置のその他の構成については、図５に示す自由鋳造装置の場合と同様であるため、その説明を省略する。
【００６１】
物体１１２は、溶湯Ｍ１の融点よりも高い融点の材料により形成された固体である。駆動部１１３は、物体１１２を溶湯Ｍ１外から溶湯Ｍ１内に移動させることにより、溶湯Ｍ１を加圧する。それにより、図７に示す自由鋳造装置は、図５に示す自由鋳造装置の場合と同等の効果を奏することができる。
【００６２】
図８は、図７に示す自由鋳造装置の具体的構成例を示す断面図である。図８に示す自由鋳造装置は、所謂スクイズキャストの出射機構を利用して鋳物Ｍ３を鋳造している。図８の例では、溶湯保持容器１０１であるシリンダー内に、物体１１２である押し出し機構１１４を移動させることで、シリンダー内の溶湯Ｍ１を加圧している。
【００６３】
以上のように、上記実施の形態１〜４に係る自由鋳造装置は、溶湯をスラリー化することにより、保持溶湯Ｍ２の凝固収縮量を低減することができるとともに、形状規定部材によって保持溶湯Ｍ２に付与された形状を維持することができる。それにより、本実施の形態に係る自由鋳造装置は、精度の高い鋳物Ｍ３を鋳造することができる。
【００６４】
上記実施の形態１〜４では、円柱形状の鋳物（円柱鋳物）を鋳造する場合を例に説明したがこれに限られない。円筒形状、角柱形状、角筒形状等のその他の形状の鋳物を鋳造する場合にも、本発明を適用可能である。以下、図９、図１０及び図１１を参照して、円筒形状の鋳物を鋳造する場合について簡単に説明する。
【００６５】
図９は、図１に示す自由鋳造装置のその他の構成例を示す断面図である。図９に示す自由鋳造装置は、外部形状規定部材１０２ａに加えて内部形状規定部材１０２ｃをさらに備える。
【００６６】
内部形状規定部材１０２ｃ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１０２ａは、鋳造する鋳物Ｍ３の外部形状を規定する。図９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。即ち、より具体的には、内部形状規定部材１０２ｃは、鋳物Ｍ３の横断面の内径を規定し、外部形状規定部材１０２ａは、鋳物Ｍ３の横断面の外径を規定する。
【００６７】
図１０は、内部形状規定部材１０２ｃ及び外部形状規定部材１０２ａの平面図である。ここで、図９の内部形状規定部材１０２ｃ及び外部形状規定部材１０２ａの断面図は、図１０のII−II断面図に相当する。図１０に示すように、外部形状規定部材１０２ａ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１０２ｃは、円形状の平面形状を有し、外部形状規定部材１０２ａの開口部の中央部に配置されている。内部形状規定部材１０２ｃと外部形状規定部材１０２ａとの間の間隙が、溶湯が通過する溶湯通過部１０２ｂとなる。このように、内部形状規定部材１０２ｃ、外部形状規定部材１０２ａ、溶湯通過部１０２ｂによって形状規定部材１０２が構成されている。このような構成により、円筒形状の鋳物が鋳造される。
【００６８】
図１１は、図５に示す自由鋳造装置のその他の構成例を示す断面図である。図１１に示す自由鋳造装置は、外部形状規定部材１０２ａに加えて内部形状規定部材１０２ｃをさらに備える。内部形状規定部材１０２ｃ及び外部形状規定部材１０２ａにより構成される形状規定部材１０２の詳細については、前述の通りであるためその説明を省略する。
【００６９】
なお、本発明は上記実施の形態１〜４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。例えば、上記した構成例は組み合わせて用いられても良い。
【符号の説明】
【００７０】
１００  溶湯保持炉
１０１  溶湯保持容器
１０２  形状規定部材
１０２ａ  外部形状規定部材
１０２ｂ  溶湯通過部
１０２ｃ  内部形状規定部材
１０３  支持ロッド
１０４  アクチュエータ
１０５  冷却ノズル
１０６  導出部
１０７  冷却部
１０８  加振部
１０９  囲い部
１１０  蓋
１１１  流体供給部
１１２  物体
１１３  駆動部
１１４  押出し機構
Ｍ０  溶湯
Ｍ１  溶湯
Ｍ２  保持溶湯
Ｍ３  鋳物
ＰＬ  引上機
Ｓ  ストーク
ＳＴ  スタータ
Ｗ  側壁
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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