(57)【要約】【課題】スタータとの境界近傍における鋳物の表面欠陥が抑制された引上式連続鋳造方法及び引上式連続鋳造装置を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係る引上式連続鋳造方法は、保持炉１０１に保持された溶湯Ｍ１の湯面上に、鋳造する鋳物Ｍ３の断面形状を規定する形状規定部材１０２を設置するステップと、形状規定部材１０２を通過させながら溶湯Ｍ１にスタータＳＴを浸漬させるステップと、形状規定部材１０２が所定の基準温度に到達した後、スタータＳＴを介して形状規定部材１０２を通過させながら溶湯Ｍ１を引き上げるステップと、を備える。基準温度を溶湯Ｍ１の凝固終了温度以上とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持炉に保持された溶湯の湯面上に、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を設置するステップと、
前記形状規定部材を通過させながら前記溶湯にスタータを浸漬させるステップと、
前記形状規定部材が所定の基準温度に到達した後、前記スタータを介して前記形状規定部材を通過させながら前記溶湯を引き上げるステップと、を備え、
前記基準温度を前記溶湯の凝固終了温度以上とする、引上式連続鋳造方法。
【請求項２】
前記基準温度を前記溶湯の凝固開始温度以上とする、
請求項１に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項３】
前記形状規定部材を設置するステップにおいて、
前記形状規定部材の下側の主面を前記湯面と接触させる、
請求項１又は２に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項４】
前記形状規定部材が自身を加熱する加熱部を備えており、
前記溶湯を引き上げるステップにおいて、
前記形状規定部材が前記基準温度に到達するまで、前記加熱部により前記形状規定部材を加熱する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造方法。
【請求項５】
溶湯を保持する保持炉と、
前記溶湯の湯面上に設置され、かつ、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
前記形状規定部材の温度を測定する温度センサと、
スタータを介して前記形状規定部材を通過させながら前記溶湯を引き上げる引上機と、
前記温度センサにより測定された前記形状規定部材の温度が、所定の基準温度に到達した後、前記引上機による引き上げを開始する鋳造制御部と、を備え、
前記基準温度が前記溶湯の凝固終了温度以上である、引上式連続鋳造装置。
【請求項６】
前記基準温度が前記溶湯の凝固開始温度以上である、
請求項５に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項７】
前記温度センサが、前記形状規定部材の上側の主面に固定された接触式の温度センサである、
請求項５又は６に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項８】
前記形状規定部材は、下側の主面が前記湯面と接触するように設置されている、
請求項５〜７のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項９】
前記形状規定部材は、自身を加熱する加熱部を備えている、
請求項５〜８のいずれか一項に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項１０】
前記加熱部は、前記形状規定部材において前記溶湯が通過する溶湯通過部の周囲に設けられている、
請求項９に記載の引上式連続鋳造装置。
【請求項１１】
前記鋳造制御部は、
前記温度センサにより測定された前記形状規定部材の温度が、前記基準温度に到達するまで、前記加熱部により前記形状規定部材を加熱する、
請求項９又は１０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及び引上式連続鋳造装置に関する。
【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。そのため、スタータ（もしくは形状規定部材）を水平方向に移動させながらスタータを引き上げることにより、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、特に鋳造開始時などのように形状規定部材が充分に温まっていないと、スタータが形状規定部材を通過する際、スタータの下端に追従した溶湯が形状規定部材と接触することにより凝固してしまうことがあった。このような場合、その凝固片が形状規定部材に引っ掛かり、スタータとの境界近傍において鋳物に剥がれや捲れなどの表面欠陥が発生する。
【０００６】
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、スタータとの境界近傍における鋳物の表面欠陥が抑制された引上式連続鋳造方法及び引上式連続鋳造装置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の湯面上に、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を設置するステップと、
前記形状規定部材を通過させながら前記溶湯にスタータを浸漬させるステップと、
前記形状規定部材が所定の基準温度に到達した後、前記スタータを介して前記形状規定部材を通過させながら前記溶湯を引き上げるステップと、を備え、
前記基準温度を前記溶湯の凝固終了温度以上とするものである。
本発明の一態様に係る引上式連続鋳造方法では、形状規定部材が所定の基準温度に到達した後、スタータを介して形状規定部材を通過させながら溶湯を引き上げる。ここで、基準温度を溶湯の凝固終了温度以上とする。そのため、スタータの下端に追従した溶湯の形状規定部材との接触による凝固が抑制され、スタータとの境界近傍における鋳物の表面欠陥を抑制することができる。
【０００８】
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、
前記溶湯の湯面上に設置され、かつ、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、
前記形状規定部材の温度を測定する温度センサと、
スタータを介して前記形状規定部材を通過させながら前記溶湯を引き上げる引上機と、
前記温度センサにより測定された前記形状規定部材の温度が、所定の基準温度に到達した後、前記引上機による引き上げを開始する鋳造制御部と、を備え、
前記基準温度が前記溶湯の凝固終了温度以上であるものである。
本発明の一態様に係る引上式連続鋳造装置は、温度センサにより測定された形状規定部材の温度が、所定の基準温度に到達した後、引上機による引き上げを開始する鋳造制御部を備えている。ここで、基準温度は溶湯の凝固終了温度以上である。そのため、スタータの下端に追従した溶湯の形状規定部材との接触による凝固が抑制され、スタータとの境界近傍における鋳物の表面欠陥を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、スタータとの境界近傍における鋳物の表面欠陥が抑制された引上式連続鋳造方法及び引上式連続鋳造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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に係る自由鋳造装置が備える鋳造制御システムのブロック図である。
【図４】形状規定部材１０２の温度が基準温度に到達した後に、スタータＳＴが形状規定部材１０２を通過する様子を模式的に示す拡大断面図である。
【図５】形状規定部材１０２の温度が基準温度に到達する前に、スタータＳＴが形状規定部材１０２を通過する様子を模式的に示す拡大断面図である。
【図６】形状規定部材１０２の温度が基準温度よりも高い６５０℃の場合に、形状規定部材１０２を介してスタータＳＴを引き上げた様子を示すマクロ写真である。
【図７】形状規定部材１０２の温度が基準温度よりも低い２００℃の場合に、形状規定部材１０２を介してスタータＳＴを引き上げた様子を示すマクロ写真である。
【図８】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９】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１０】実施の形態２に係る自由鋳造装置の形状規定部材２０２を模式的に示す拡大断面図である。
【図１１】実施の形態２に係る自由鋳造装置が備える鋳造制御システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
（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、冷却ガス供給部１０７、引上機１０８、温度センサ１１０を備えている。
なお、当然のことながら、図１に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。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。
【００１３】
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Ｍ１が流動性を有する所定の温度（例えば７２０℃程度）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、溶湯保持炉１０１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、溶湯保持炉１０１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はアルミニウム以外の金属やその合金であってもよい。
【００１４】
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、溶湯Ｍ１上に配置されている。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。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）の形状が矩形状の中実鋳物（板材）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。
【００１５】
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。そのため、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ことができる。また、形状規定部材１０２が溶湯Ｍ１により温まり易く好ましい。
一方、形状規定部材１０２の下面を湯面から所定の距離（例えば０．５ｍｍ程度）だけ離間して配置してもよい。形状規定部材１０２を湯面から離間して配置した場合、形状規定部材１０２の熱変形や溶損が抑制され、形状規定部材１０２の耐久性が向上する。
【００１６】
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。
ここで、図２には、形状規定部材１０２の上側の主面（上面）に固定された温度センサ１１０も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。
【００１７】
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。
【００１８】
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（鉛直方向つまりｚ軸方向）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。
【００１９】
冷却ガスノズル（冷却部）１０６は、冷却ガス供給部１０７から供給される冷却ガス（例えば空気、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、冷却ガスノズル１０６も、上下方向（鉛直方向つまりｚ軸方向）及び水平方向（ｘ軸方向及びｙ軸方向）に移動可能となっている。そのため、例えば、鋳造の進行による湯面の低下とともに、形状規定部材１０２の移動に合わせて、下方向に移動することができる。あるいは、引上機１０８の水平方向への移動に合わせて、水平方向に移動することができる。
【００２０】
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が上側（ｚ軸方向プラス側）から下側（ｚ軸方向マイナス側）へ順次凝固し、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。また、引上機１０８を水平方向（ｘ軸方向やｙ軸方向）に移動させながら引き上げることにより、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。なお、引上機１０８を水平方向に移動させる代わりに、形状規定部材１０２を水平方向に移動させることにより、鋳物Ｍ３の長手方向の形状を自由に変化させてもよい。
【００２１】
ここで、寸法精度や表面品質に優れる鋳物Ｍ３を得るため、凝固界面ＳＩＦが適切な位置（高さ）に保持される。つまり、凝固界面ＳＩＦにおける凝固速度と引上速度とがほぼ釣り合った状態で、鋳造される。生産性の観点からは引上速度が大きい程好ましいが、凝固速度一定のまま引上速度のみを大きくしても、凝固界面ＳＩＦが上昇し、保持溶湯Ｍ２が千切れてしまう。凝固速度を上げる（凝固界面ＳＩＦを下げる）には、上述の通り、冷却ガス量を増やしたり、溶湯温度を下げたりすればよい。
【００２２】
温度センサ１１０は、形状規定部材１０２の温度を測定する。図１の例では、温度センサ１１０は熱電対である。図１に示すように、温度センサ１１０は、形状規定部材１０２の上面において溶湯通過部１０３の近傍に固定されていることが好ましい。なお、温度センサ１１０は熱電対に限定されるものではなく、他の接触式の温度センサでもよい。さらには、非接触式の温度センサでもよい。接触式の温度センサの方が正確な温度を測定することができる。
【００２３】
実施の形態１に係る自由鋳造装置は、温度センサ１１０により形状規定部材１０２の温度を測定することができる。そのため、鋳造開始時に、形状規定部材１０２の温度が少なくとも溶湯Ｍ１の凝固終了温度（固相線温度）に到達した後、スタータＳＴの引き上げを開始することができる。従って、スタータＳＴに追従した保持溶湯Ｍ２の形状規定部材１０２との接触による凝固が抑制され、スタータＳＴとの境界近傍に発生する鋳物Ｍ３の表面欠陥を抑制することができる。ここで、形状規定部材１０２の温度が溶湯Ｍ１の凝固開始温度（液相線温度）に到達した後、形状規定部材１０２を介したスタータＳＴの引き上げを開始するのがさらに好ましい。なお、純金属の場合、凝固終了温度及び凝固開始温度は、融点であって、一致している。
【００２４】
次に、図３を参照して、実施の形態１に係る自由鋳造装置が備える鋳造制御システムについて説明する。図３は、実施の形態１に係る自由鋳造装置が備える鋳造制御システムのブロック図である。図３に示すように、この鋳造制御システムは、形状規定部材１０２、引上機１０８、温度センサ１１０、及び鋳造制御部１１１を備えている。ここで、形状規定部材１０２、引上機１０８、及び温度センサ１１０については、図１を参照して説明したため、詳細な説明については省略する。
【００２５】
鋳造制御部１１１は、スタータＳＴの溶湯Ｍ１からの引き上げを開始する際の形状規定部材１０２の基準温度を記憶する記憶部（不図示）を備えている。そして、温度センサ１１０が測定した形状規定部材１０２の温度が基準温度に満たない場合、鋳造制御部１１１は、引上機１０８によるスタータＳＴの引き上げを開始しない。一方、温度センサ１１０が測定した形状規定部材１０２の温度が基準温度に到達した場合、鋳造制御部１１１は、引上機１０８によるスタータＳＴの引き上げを開始する。
【００２６】
ここで、基準温度は溶湯Ｍ１の凝固終了温度以上である。基準温度が溶湯Ｍ１の凝固終了温度未満では、スタータＳＴの下端に追従した保持溶湯Ｍ２が形状規定部材１０２と接触することにより凝固し、鋳物Ｍ３に剥がれや捲れなどの表面欠陥が発生し易い。一方、基準温度が溶湯Ｍ１の凝固終了温度以上であれば、形状規定部材１０２と接触しても保持溶湯Ｍ２は凝固し難くなる。さらに、基準温度が凝固開始温度以上であれば、形状規定部材１０２と接触しても保持溶湯Ｍ２は理論上凝固しないことになり、好ましい。
【００２７】
図４は、形状規定部材１０２の温度が基準温度に到達した後に、スタータＳＴが形状規定部材１０２を通過する様子を模式的に示す拡大断面図である。つまり、図４は実施の形態１に係る実施例を示している。図４に示すように、形状規定部材１０２の温度が基準温度よりも高い場合、スタータＳＴに追従した保持溶湯Ｍ２の形状規定部材１０２との接触による凝固が抑制されている。
【００２８】
一方、図５は、形状規定部材１０２の温度が基準温度に到達する前に、スタータＳＴが形状規定部材１０２を通過する様子を模式的に示す拡大断面図である。つまり、図５は実施の形態１に係る比較例を示している。図５に示すように、形状規定部材１０２の温度が基準温度よりも低い場合、スタータＳＴに追従した保持溶湯Ｍ２が低温の形状規定部材１０２と接触することにより、スタータＳＴとの境界部に凝固片Ｍ２１が発生している。
なお、図４、５におけるｘｙｚ座標は、図１と一致している。
【００２９】
図６は、形状規定部材１０２の温度が基準温度よりも高い６５０℃である場合に、形状規定部材１０２を介してスタータＳＴを引き上げた様子を示すマクロ写真である。つまり、図６は実施の形態１に係る実施例を示している。図６に示すように、形状規定部材１０２の温度が基準温度よりも高い場合、スタータＳＴとの境界近傍における鋳物Ｍ３の表面欠陥が抑制されている。
【００３０】
一方、図７は、形状規定部材１０２の温度が基準温度よりも低い２００℃である場合に、形状規定部材１０２を介してスタータＳＴを引き上げた様子を示すマクロ写真である。つまり、図７は実施の形態１に係る比較例を示している。図７に示すように、形状規定部材１０２の温度が基準温度よりも低い場合、スタータＳＴとの境界近傍における鋳物Ｍ３に剥がれや捲れなどの表面欠陥が発生している。
【００３１】
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、引上機１０８によりスタータＳＴを降下させ、形状規定部材１０２の溶湯通過部１０３を通過させながら、スタータＳＴの先端部（下端部）を溶湯Ｍ１に浸漬させる。
【００３２】
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。
【００３３】
上述の通り、実施の形態１に係る自由鋳造方法では、形状規定部材１０２の温度が少なくとも溶湯Ｍ１の凝固終了温度に到達した後、スタータＳＴの引き上げを開始する。従って、スタータＳＴに追従した保持溶湯Ｍ２の形状規定部材１０２との接触による凝固が抑制され、スタータＳＴとの境界近傍に発生する鋳物Ｍ３の表面欠陥を抑制することができる。
【００３４】
次に、スタータＳＴあるいは鋳物Ｍ３が冷却ガスにより冷却されているため、保持溶湯Ｍ２が間接的に冷却され、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。
【００３５】
（実施の形態１の変形例）
次に、図８、９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８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９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８、９におけるｘｙｚ座標も、図１と一致している。
【００３６】
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８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。
【００３７】
図８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９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。
ここで、温度センサ１１０は、形状規定板１０２ｂの上面において溶湯通過部１０３の近傍に固定されている。
なお、溶湯通過部１０３の幅ｗ１を測定するために、図８、９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を設けてもよい。
【００３８】
また、図８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、１０２ｄ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。
【００３９】
次に、図８、９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８、９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８、９では省略されている。
【００４０】
図８、９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。
【００４１】
また、図８、９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。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、図１０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１０は、実施の形態２に係る自由鋳造装置の形状規定部材２０２を模式的に示す拡大断面図である。実施の形態２に係る自由鋳造装置では、形状規定部材２０２の内部に加熱部（ヒータ）２０が設けられている。その他の構成は実施の形態１に係る自由鋳造装置と同様である。なお、図１０におけるｘｙｚ座標も、図１と一致している。
【００４３】
加熱部２０は、溶湯通過部１０３を取り囲むように形状規定部材２０２の内部に設けられている。そのため、保持溶湯Ｍ２と接触する溶湯通過部１０３の周囲を効率的に加熱することができる。従って、実施の形態２に係る自由鋳造装置は、実施の形態１に係る自由鋳造装置に比べ、形状規定部材２０２をより速く基準温度に到達させることができる。すなわち、実施の形態２に係る自由鋳造装置は、実施の形態１に係る自由鋳造装置よりも生産性に優れている。なお、加熱部２０は、形状規定部材２０２の内部ではなく、形状規定部材２０２の上面に設けられていてもよい。
【００４４】
次に、図１１を参照して、実施の形態２に係る自由鋳造装置が備える鋳造制御システムについて説明する。図１１は、実施の形態２に係る自由鋳造装置が備える鋳造制御システムのブロック図である。図１１に示すように、この鋳造制御システムは、形状規定部材２０２、引上機１０８、温度センサ１１０、及び鋳造制御部１１１を備えている。ここで、形状規定部材２０２は、加熱部２０を備えている。形状規定部材２０２の詳細は図１０を参照して説明した通りである。また、引上機１０８及び温度センサ１１０については、実施の形態１と同様であるため、詳細な説明については省略する。
【００４５】
鋳造制御部１１１は、スタータＳＴの溶湯Ｍ１からの引き上げを開始する前に、形状規加熱部２０による形状規定部材２０２の加熱を開始する。そして、温度センサ１１０により測定された形状規定部材２０２の温度が基準温度に満たない場合、鋳造制御部１１１は、引上機１０８によるスタータＳＴの引き上げを開始せずに、加熱部２０による形状規定部材２０２の加熱を継続する。一方、温度センサ１１０により測定された形状規定部材２０２の温度が基準温度に到達した場合、鋳造制御部１１１は、引上機１０８によるスタータＳＴの引き上げを開始する。この際、鋳造制御部１１１は、加熱部２０による加熱を停止する。なお、スタータＳＴの引き上げを開始する際、加熱部２０による加熱を継続してもよいが、加熱を停止することにより消費電力を低減することができる。
【００４６】
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】
【００４７】
２０  加熱部
１０１  溶湯保持炉
１０２、２０２  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
１０７  冷却ガス供給部
１０８  引上機
１１０  温度センサ
１１１  鋳造制御部
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
Ｍ２１  凝固片
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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図６】
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【図７】
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