(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造部品の冷却を制御するための、連続鋳造型の冷却液ワイパー制御方法であって、当該方法は、
鋳造部品を鋳造すべく形成された型キャビティを有する連続鋳造型を提供すること、
前記鋳造部品の外表面の周りに形状が一致するように形成された鋳造部品ワイパーを提供し、これにより、冷却液の流れを前記鋳造部品の外表面から離れるように向かわせること、
鋳造のスタートアップ（開始）時に冷却液が開始ブロック領域に進入するのを回避するために、鋳造部品開始ブロックよりも十分下方にある初期スタートアップ位置に前記鋳造部品ワイパーを配置すること、
鋳造を開始すると共に、前記鋳造型に冷却液を提供すること、
鋳造の過渡的なヒートアップ段階において、前記初期スタートアップ位置から、前記型キャビティの位置又はその近傍であって鋳造部品のコアが固化する位置よりも上に、前記鋳造部品ワイパーを移動させること、及び、
鋳造の第２の過渡的段階において、所定の鋳造部品凝固効果をもたらすように定められた速度で前記鋳造型から離れるように、鋳造部品のコアが固化する位置よりも下に前記鋳造部品ワイパーを動かすこと、
を備えてなる、連続鋳造型の冷却液ワイパー制御方法。
【請求項２】
前記鋳造の第２の過渡的段階において、前記鋳造部品ワイパーは、前記鋳造部品の移動速度に等しい速度で前記鋳造型から離れるように動かされる、ことを特徴とする請求項１に記載の鋳造部品の冷却を制御するための、連続鋳造型の冷却液ワイパー制御方法。
【請求項３】
前記鋳造の第２の過渡的段階において、前記鋳造部品ワイパーは、前記鋳造部品の移動速度よりも小さな速度で前記鋳造型から離れるように動かされる、ことを特徴とする請求項１に記載の鋳造部品の冷却を制御するための、連続鋳造型の冷却液ワイパー制御方法。
【請求項４】
前記鋳造の第２の過渡的段階において、前記鋳造部品ワイパーは、前記鋳造部品の移動速度よりも大きな速度で前記鋳造型から離れるように動かされる、ことを特徴とする請求項１に記載の鋳造部品の冷却を制御するための、連続鋳造型の冷却液ワイパー制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造（用）溶融金属型で使用するための冷却液制御及びワイパーシステムに関し、それは、ワイパー位置管理、及び、より良いシステム制御のための格納可能な特徴を含むものである。
【背景技術】
【０００２】
金属のインゴット、鋼片（ビレット）(billet)およびその他の鋳造部品は、金属鋳造設備の床面直下の大きな鋳造ピット（穴）の上方に定められた垂直配向された型を用いた鋳造プロセスによって形成され得る（但し、本発明は水平型で使用することもできる）。垂直鋳造型の低位コンポーネントは開始ブロック(starting block)である。鋳造プロセスが始まるとき、開始ブロックはその最上方位置に且つ型内にある。溶融金属が金型の開口ないしキャビティに注がれて（典型的には水で）冷やされるにつれ、開始ブロックは、油圧シリンダ又は他の装置により予め定められた速度でゆっくりと下動される。開始ブロックが下動されるにつれて、凝固した金属またはアルミニウムが金型の底から出現し、インゴット、丸いもの、あるいは様々な幾何形状の鋼片が形成される。それらは、ここでは「鋳造部品」(castpart)として参照（言及）される。
【０００３】
アルミニウム、黄銅(brass)、鉛、亜鉛、マグネシウム、銅、鋼鉄(steel)等を含むがこれらに限定されない一般的な金属の鋳造に本発明を適用しつつも、与えられた事例および開示された好ましい実施形態はアルミニウムに向けられているかもしれず、それ故に、本発明がより一般的な金属（全般）に適用されたとしても、アルミニウムないし溶融金属という用語が一貫して使用されている。
【０００４】
垂直鋳造の配置を達成し構成（設定）する膨大な手法が存在する中で、図１は１つの事例を示す。図１において、アルミニウムの垂直鋳造は一般に、鋳造ピットにて、工場フロアーの高さレベルより下で起きる。鋳造ピットの床１０１ａの直下にはケーソン（caisson、潜函）１０３があり、そこには、油圧シリンダ用の油圧シリンダ胴１０２が配置されている。
【０００５】
図１に示すように、鋳造ピット１０１及びケーソン１０３内に示されるところの典型的な垂直アルミニウム鋳造装置の低部のコンポーネント（部品群）は、油圧シリンダ胴１０２、ラム（シリンダ内のピストン）１０６、取付けベースハウジング１０５、プラテン１０７、及び、底部ブロック１０８（これはまた「開始ヘッド」又は「開始ブロックベース」として参照される）であり、これらは全て、鋳造設備の床１０４の下の高さ（位置）に示されている。
【０００６】
取付けベースハウジング１０５は、鋳造ピット１０１（その下にはケーソン１０３がある）の床１０１ａに取付けられている。ケーソン１０３は、その床１０３ａ及び側壁１０３ｂによって区画形成されている。
【０００７】
図１には典型的な型テーブル組み立て体１１０も示されており、その組み立て体１１０は、型テーブルチルトアーム１１０ａをそれが支点１１２の周りで旋回するように押圧する油圧シリンダ１１１によって図示のように傾くことができ、これにより図１に示すように、主鋳造フレーム組み立て体を上昇させ且つ回転させる。型テーブルキャリッジも存在しており、当該キャリッジは、型テーブル組み立て体が鋳造ピット上方の鋳造位置へ移動したりそこから離れたりすることを可能にする。
【０００８】
図１は更に、鋳造部品１１３（インゴットないし鋼片でもよい）が部分的に形成された状態で鋳造ピット１０１の中に部分的に降下したプラテン１０７及び開始ブロックベース１０８を示す。鋳造部品１１３は開始ブロックベース１０８上にあり、ベース１０８は開始ヘッド又は底部ブロックを含んでも良く、それは通常（但し常にではないが）開始ブロックベース１０８の上に着座し、それらの全てが当該技術（分野）では知られており、故により詳細に図示したり説明したりする必要がないものである。「開始ブロック」という用語はアイテム（部材）１０８に対して使用され、底部ブロック及び開始ヘッドという用語はまた、アイテム１０８を参照するのに当該工業において使用されており、一般的には、インゴットが鋳造されるときには「底部ブロック」が用いられ、鋼片が鋳造されるときには「開始ヘッド」が用いられる。
【０００９】
図１の開始ブロックベース１０８は一つの開始ブロック１０８及び台座を示しているに過ぎず、鋳造プロセス中に開始ブロックが低下するにつれて、鋼片、特別に細長いものや形状、又はインゴットを同時に鋳造するところの、各開始ブロックベースに取付けられた数個のもの（ブロック及び台座）が一般には存在する。
【００１０】
圧力流体が油圧シリンダに十分な圧力で導入されると、ラム１０６、そして結果的には開始ブロック１０８が鋳造プロセスのための所望の開始高さまで上昇され、その高さは開始ブロックが型テーブル組み立て体１１０内にあるときのものである。
【００１１】
開始ブロック１０８の低下は、所定の速度（割合）でシリンダから圧力流体をメーターで計ることによって達成され、これによりラム１０６、そして結果的には開始ブロックを所定の且つ制御された速度（割合）で低下させる。出現するインゴット又は鋼片の固化（凝固）を助長すべく、プロセス中、型は典型的には水冷手段を使って冷却される。ここでは油圧シリンダの使用が言及されているけれども、プラテンを低下させるのに使用可能な他のメカニズムや手法が存在することは、当業者によって理解されよう。
【００１２】
型テーブルにフィットする鋳型及び鋳造技術は多くあり、本発明の様々な実施例を実施するために特に一つが要求されるものではない、というのも、そのことは当業者によって知られているから。
【００１３】
典型的な型テーブルの上側は、金属分配システムに作動的に連結し、又はそのシステムと相互作用する。典型的な型テーブルはまた、それが収容している型と作動的に連結する。
【００１４】
連続鋳造垂直型を用いて金属が鋳造されるとき、溶融金属は型内で冷やされると共に、開始ブロックベースが下がるにつれて、型の低位端部（下端部）から出現する。出現する鋼片、インゴッドまたは他の構造物は、それが所望の外形、テーパな形状あるいはその他の所望形状を維持するように十分に固化されるよう意図されている。ある種の鋳造技術では、出現する固化された金属と透過性リング壁との間にエアーギャップがあってもよく、他方、別の鋳造技術では、直接接触があってもよい。それ以下に（それ以外に）、出現する固化された金属と、型および関連する設備の低位部分との間に、型のエアーキャビティもある。
【００１５】
鋳造が完了すると、鋳造部品（この例では鋼片）は底部ブロックから取り除かれる。
【００１６】
鋳造プロセスは、溶融金属の型キャビティへの導入によって開始され、水のような冷却流体の適用によって、型キャビティを通じての溶融金属の固化（凝固）が起きる。冷却流体は型キャビティの周囲に適用され、プロセス中、型キャビティの壁を冷やす。型キャビティ壁が冷えるにつれて、その壁に隣接した溶融金属は概ね固化し、鋳造製品の固化表面の周りで収縮が起きる。鋳造製品の収縮は、固化しつつある鋳造製品が冷えた型壁から離れるように縮むことを生じさせ、その結果、鋳造製品の固化表面での幾分かの再溶融と、型壁に向けての拡張という結果をもたらす。この凝固プロセスが起きて、その結果の鋳造部品が、固化した外面又は表皮をもって型キャビティの外に出現するが、鋳造部品の内部のコア（核部）はまだ溶融状態にある。冷却流体が、型キャビティから出現する固化中の鋳造部品の周囲に連続供給される。
【００１７】
出現する鋳造部品に供給される冷却流体の量（ボリューム）は多く、放っておくと制御され得ず、それは、鋳造部品の外表面の側に流れ落ち、鋳造部品のコアの更なる冷却及び凝固をもたらす。鋳造部品の初期の直接冷却後も、鋳造部品の外表面を滴る又は流れる冷却流体に晒しておくことは、鋳造部品の冷却特性を変え、結果的に得られる鋳造部品の冶金学的特性を変える。連続鋳造のプロセスは一般に、鋳造部品（特にインゴットのような大きな鋳造部品について）の外部の相対的に早い凝固をもたらすが、その内部は依然として、溶融と固化の間の状態のままである。このことは、鋳造部品の様々な内部位置間において内部応力がかかるという結果をもたらすと共に、好ましくない不完全性や欠陥をもたらすことがある。
【００１８】
鋳造部品の初期の直接冷却後に冷却流体の流れ及び冷却効果を制御することが望ましい。鋳造部品の外表面又は表皮を固化する冷却流体の直接冷却は、金属構造に内部応力を生じさせる。しかしながら、固化中の鋳造部品のコアの温度が初期直接冷却後の一定期間、高いままであることを許されるならば、収縮応力を緩和しつつ鋳造部品内でアニーリング(annealing)が起きる。このことは特に、例えば航空宇宙産業で使用されるような、より望ましい合金材料のいくらか（例えば、2XXXシリーズ及び／又は7XXXシリーズの合金）において、真実である（正にその通りである）。
【００１９】
過剰な冷却流体が十分にコントロールされず、冷却中の鋳造部品の側部（サイド）を流れ落ちるならば、それは、鋳造部品コアの欲しくもない追加的冷却をもたらし、鋳造部品における所望のアニーリングプロセスを妨げる。
【００２０】
冷却中の鋳造部品の表面での過剰な冷却流体の流れを制御するために、当該工業分野ではワイパー型システムが長らく使用されてきた。これら先行するワイパーシステムは、凝固中の鋳造部品の低位部位から離れる冷却液を制御し及び／又は迂回させるように開発されてきた。ワイパーは概ね、鋳造部品の外表面に（形状が）一致しており、当該外表面に接触している。ワイパーは、幾つかの点で、窓に使用されるスキージー(Squeegee)（訳注：ゴム製ブレードの付いたワイパー器具）に似ていると共に、冷却液が鋳造部品の表面からはがれるように鋳造部品に対して設置される。
【００２１】
望ましくない過剰の冷却流体の拭き取り又は掃きだし(diversion)を達成するために、シリコーン製のワイパー、空気注入式のラバータイプのワイパー、あるいは「エアーナイフ」(air knives)と一般に呼ばれているもの使用することは、当該工業において一般的である。ワイパーは概して、特定の鋳造部品の周りで環状に構成され、鋳造部品の外表面と接触するように設計されている。ワイパーは概ね、鋳造部品の外表面から冷却流体を排除し、それは望ましくない冷却効果を回避すべく鋳造部品の表面から離れて鋳造ピットの中に下降する。
【００２２】
ワイパーシステムの従来的な使用（方法）は、固定状態または第２の過渡的なステージでの過加熱を防止すべく型の下方の十分離れた位置に、且つ、鋳造部品にアニーリング効果を生じさせるべく鋳造部品が十分な熱を保持できるように型に十分に近い位置に、ワイパーの固定的又は静的な配置を定めることにあった。これら従来のシステムのスタートアップ（開始）に際し、凝固中の鋳造部品はワイパーを通過するであろうが、ワイパー、開始ブロック又はヘッドと、鋳造部品との間に余分の水が捕捉される時が、一定時間（通常、数分）存在する。スターアップにおけるこの追加の水は、鋳造部品の好ましくない増大した冷却をもたらす結果となり、冷却流体が開始ブロック領域に進入するのを許容して、凝固中又は凝固後に鋳造部品の端部（残片部分）近傍にクラック（割れ）が形成される可能性を増大させる。本発明のいくつかの実施形態では、スタートアップ段階において、開始ブロックその他の場所に冷却液が誤って向けられることを回避するために、ワイパーは、鋳造型および鋳造部品開始ブロックの十分下方にまで移動されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】（特になし）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明の幾つかの実施形態の目的は、冷却液制御システム又はワイパーを型の長さに対してより良く位置決めするための新規なワイパーアクチュエータおよび新規なプロセスを提供することにある。この目的は、型に対するクーラント（冷却液）又はワイパー制御システムのタイミング及び位置を最適化して、開始ブロック又は開始ヘッドでの望ましくない冷却液の捕捉ないし捕縛を最小化しつつ鋳造部品のよりよいアニーリングを結果的にもたらすことにある。
【００２５】
固化された鋳造部品のボトム又はベースは「しり(butt)」として参照されることがあり、鋳造部品のしりは、クラック（割れ）及びその他の望ましくない鋳造欠陥が高い発生率で起きる領域である。鋳造部品のしり部でクラックが発生すると、その鋳造部品は概ねスクラップにされ、鋳造された金属は、また最初から再溶融及び精製されなければならない。インゴット又は鋳造部品のしり部におけるクラックのために、鋳造品全体をスクラップしなければならないことは、費用がかさむ。
【００２６】
本発明は、固化される鋳造部品のよりよく制御された冷却を提供するために、鋳造プロセスの各ステージにおいてワイパーをより効果的に使用し、配置し、動かす、冷却流体又はワイパーの制御システムを提供する。全体鋳造時において鋳造部品に対しある位置にワイパー配置する従来技術は、本発明に比べて、鋳造部品の冷却を効果的に最適化するものではない。スタートアップ、過渡的なヒートアップ（加熱）段階および安定状態時に、鋳造部品の冷却が制御され且つ最適化されることが重要である。
【００２７】
それ故、本発明の幾つかの実施形態の目的は、鋳造の全３つのステージ（段階）、つまり、スタートアップ（開始時）、過渡的なヒートアップ（加熱）段階(transient heat-up stage)および第２の過渡的段階(second transitory stage)において、ワイパーの位置および動きをより効果的に制御する冷却流体及びワイパー制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明の幾つかの実施形態では、この目的は、スタートアップ時に固化中の金属及び冷却流体から離れてワイパーをスタートさせること、過渡的なヒートアップ（加熱）段階においてワイパーを固化中の鋳造部品に向けて素早く動かすこと、そして、鋳造の第２の過渡的段階において型（金型）から離れる方向にワイパーの動き及び配置を制御すること、によって達成される。
【００２９】
本発明の他の目的、特徴および利点については、明細書、特許請求の範囲、および、それらの一部を構成する添付の図面から明らかとなろう。本発明の目的を実施する際には、その本質的な特徴は、唯一つの実際的で好ましい実施形態が添付の図面に例示されているものの、求められるような設計および構造配置の変更を受け入れる余地がある、ということは理解されるべきである。
【００３０】
本発明の好ましい実施形態が以下に、次の図面を参照して説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、先行技術の垂直鋳造ピット、ケーソンおよび金属鋳造装置の立面図である。
【図２】図２は、典型的な底部ブロック形状の立面断面図である。
【図３】図３は、型キャビティの底に底部ブロックが位置決めされると共に冷却液制御システムが底部ブロックの下方の低位置にある状態での、鋳造のスタート位置又はその近傍にある連続鋳造型の立面図である。
【図４】図４は、連続鋳造型のフレームワーク（枠体）に対して取り付けられた本発明の一実施形態の斜視図であり、その図では、冷却液制御システムがワイパーを備えると共に、底部ブロックの下方にあるスタートアップ位置に示されている。
【図５】図５は、連続鋳造型のフレームワーク（枠体）に対して取り付けられた本発明の一実施形態の斜視図であり、その図では、冷却液制御又はワイパーシステムが、スタートアップ直後であってそれが型キャビティに向けて後退された（引っ込められた）後の位置に示されている。
【図６】図６は、本発明の実施形態を実施するのに使用されてもよい鋳造形態(casting configuration)の一例の立面断面図であり、その図は、鋳造部品における溶融金属の低位レベルよりも上方の位置にある冷却液制御又はワイパーシステムを示す。
【図７】図７は、本発明の実施形態を実施するのに使用されてもよい鋳造形態(casting configuration)の一例の立面断面図であり、その図は、鋳造部品における溶融金属の低位レベルよりも下方の位置にある冷却液制御又はワイパーシステムを示す。
【図８】図８は、本発明の実施形態を実施するのに使用されてもよい鋳造形態(casting configuration)の一例の立面断面図であり、その図は、鋳造部品における溶融金属の低位レベルよりも更にずっと下方の位置にある冷却液制御又はワイパーシステムを示す。
【図９】図９は、ワイパーの動き対液だめ深さ(sump depth)の典型的な位置を示す表である。
【図１０】図１０は、本発明の幾つかの実施形態についての、ワイパー位置対液だめ深さの典型的な位置を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
［好ましい実施形態の詳細な説明］
本発明で利用されるところの締結、連結、製造およびその他の手段およびコンポーネントの多くは、当該発明の分野では広く知られ且つ使用されているものであり、それらの正確な性質ないしタイプは、当業者による本発明の理解及び使用のために必要なものではなく、従ってそれらについてはあまり詳細には説明しない。更に、本発明の具体的な適用のためにここに示されあるいは説明された各種のコンポーネント（部品類）は、この発明によって予期されるように変更ないし改変されることが可能であり、全ての要素の具体的な応用ないし形態の実施は、当該分野においてあるいは当業者によって、既に広く知られ又は使用されているものであり、それ故、逐一詳細には説明しない。
【００３３】
特許請求の範囲において使用されているような用語、“ａ”，“ａｎ”，“ｔｈｅ”は、長年にわたるクレームドラフティングの実務に一致して使用されており、制限的なものではない。ここで具体的に述べずとも、“ａ”，“ａｎ”，“ｔｈｅ”という用語は、要素が１つであることに限定されるものではなく、その代わりに「少なくとも一つ」を意味するものである。
【００３４】
本発明が様々なタイプの金属注入技術との関係で利用可能であることは、理解されるべきである。また、本発明が水平又は垂直鋳造装置に使用されても良いことは、理解されるべきである。
【００３５】
故に、本発明の実施形態で使用されても良い型ないし型のフレームワーク（枠体）は、溶融金属の源がどんなに特別なタイプであったとしても、その金属源から、溶融金属を受け取ることができなければならない。それ故、（成形）型における型キャビティは、溶融金属の源に対して、流体又は鋳造金属受け入れ位置に配向されなければならない。
【００３６】
この冷却液制御システムおよびワイパーシステムが本発明の範囲内で、既存のシステムと結合され、及び／又は、既存の作動鋳造システム(operating casting system)に対し組み込まれてもよいこともまた、当業者によって理解されるであろう。
【００３７】
本発明の幾つかの実施形態では、そのプロセスあるいは制御システムは、３つのステージにおいて鋳造プロセスのための機会を提示する。（１）：鋳造のスタートアップ（開始時）における鋳造部品のしりの下側における過剰な又は好ましからざる冷却流体（通常は水）の捕縛(trapping)を防止するために、スタートアップ（開始時）においてワイパーは、開始ヘッド及び鋳造部品の直下に配置される。これは、スタートアップ(startup)又は非干渉(non-interference)ステージ（段階）又はフェーズ（相）として参照される。（２）：鋳造の次のステージ、即ち過渡的なヒートアップ段階において、水がワイパー、鋳造部品のしり部および開始ヘッド又は底部ブロックの間に捕縛されないような迅速なやり方で、冷却液制御又はワイパーシステムが、鋳造部品のしり部を通過して型キャビティの方へ動かされる。この型キャビティへ向けた迅速な動きは「上方へ(upward)」として参照されるが、このシステムが実質的な垂直システムに限定されないことは当業者によって理解されるであろう。本発明で想定される冷却液制御又はワイパーシステムは、液だめ(liquid sump)及びカールしたノッチ(curl notch)の上方に前進ないし動かされてもよく、このことは、プロセス初期に（システムが）鋳造部品の表面から水をきれいに拭い取ることを可能にする。
【００３８】
「安定状態又はアニーリングステージ」として参照されることもある第３のステージ（段階）では、目的および冷却液制御を達成するための機会がある。このステージでは、冷却液制御システム又はワイパーシステムは、固化された鋳造部品に沿って、且つ、型キャビティから離れる方向に（その方向は垂直連続鋳造構造においては垂直方向下向きであろう）ゆっくりと動かされる。冷却液制御システムは、鋳造（状況）に応じて所望の安定状態位置へ下げられてもよい。そのような動きの一例は、鋳造部品が安定状態動作にある間、鋳造部品の過加熱を防止すべくワイパーを液だめの下方に位置決めすることである。この種の制御は、鋳造部品の外表面から液体冷却液を拭き取り排除することの結果として、鋳造部品内応力の望ましいアニーリング（焼きなまし）を許容する。
【００３９】
図１は、背景技術欄で説明されており、よって繰り返し説明はしない。
【００４０】
図２は、典型的な底部ブロック形状１２０の立面断面図であり、底部ブロック側部１２１ａ，１２１ｂを具備した底部ブロック１２１を図示すると共に、鋳造部品のしり部の高さ１２２を示す。鋳造部品の底部におけるゾーン（領域）１２４は、特に2XXX及び7XXXのような航空宇宙用の合金において、冷却および冷却液の適用が十分に制御されないと、クラック発生およびその他の品質上の問題に対して脆弱（な領域）である。
【００４１】
図３は、型キャビティの底に底部ブロック２２３が位置決めされると共に冷却液制御システム２２０が底部ブロックの下方の延長位置にある状態での、本発明の一実施形態での鋳造のスタート（位置）の近くにある連続鋳造型２２２の立面図である。図３は、型のフレームワーク（枠体）２２１、並びに、溶融金属の導入前の底部ブロック２２３と型キャビティとの間のギャップ２２４を示す。図３はまた、ワイパーシステム支持構造２２７及び２２８、それらから延びるラム２３１及び２３２、並びに、それらが取り付け具２３３及び２３４を介して鋳造部品のワイパー２３５に作動的に取り付けられていることを示す。当該分野で知られているように、ワイパーの寸法および形状は、この実施形態での鋳造部品の（横）断面形状に一致するように設定されるであろう。
【００４２】
矢印２４０は、鋳造が一旦始まると底部ブロックが下向きに動く予定であることを示しており、プラテン２３０が底部ブロック２２３の下方にて底部ブロック２２３を支えるように示されている。図３はまた、好ましくない冷却液が底部ブロック２２３に提供されるのを回避すべく、最初のスタートアップにおいて邪魔にならない所にワイパー又はワイパーブレードを位置決めすることを示している。本発明の幾つかの実施形態では、過渡的ヒートアップ（加熱）(transition heat-up)において、鋳造部品ワイパーは、型の底部又はその近傍の位置まで上動されてもよく、その位置は幾つかの実施形態では、開始ヘッドリップ及びしりカールノッチの上方となろう。
【００４３】
図４は、連続鋳造型のフレームワーク（枠体）１８１に対して取り付けられた本発明の一実施形態の斜視図であり、その図では、冷却液制御システム１８０がスタートアップ時に望まれる一つの可能な形態で示されている。図４では、ワイパーが、開始ブロック又は底部ブロック（図４では図示略）の邪魔にならないように低い位置に示されており、これは、追加の冷却流体が開始ブロックに達するのを防止するために、スタートアップにおける好ましい配置である。もしワイパーが、スタートアップ時に開始ブロックおよび型キャビティの正にその位置又はその近傍に配置されるならば、そのことは開始ブロック領域における冷却流体を増大させ、凝固（固化）時又はその後に鋳造部品のしり部又はその近傍においてクラック形成の可能性を増大させるかもしれない。
【００４４】
矢印１９１は、ワイパー制御システム１８０を動かすべく、流体圧ラム１８９，１９０（その他は図示せず）がどのように伸ばされ引っ込められるかを示す。このやり方（型から離れるやり方）で流体圧ラム１８９，１９０に伸びさせることは、上述したようにより望ましいスタートアップ条件を提供する。図４は、ワイパーのフレームワーク（枠体）１８８、並びに、ワイパーフレームワークをラム１８９，１９０に取り付けているワイパー取り付け具１９２及び１９３を示す。
【００４５】
図４はまた、電気的な導線ないしワイヤ２００，２０１，２０２及び２０３を介してコントローラ１９９に電気接続されたアクチュエータ１９５，１９６，１９７及び１９８を用いての、本発明の制御態様を実行する方法を示す。図４はまた、型キャビティ壁１８２、型キャビティ１８３、ワイパー駆動フレームワーク１８４，１８５，１８６及び１８７（型フレームワーク１８１に作動的に取り付けられている）を示す。なお、本発明の全ての実施形態を実施するために特に要求されるものがない状態では、本発明の実施に際して多数のコントローラ及びアクチュエータのいずれか一つが使用されてもよい、ということは当業者によって理解されよう。
【００４６】
図５は、連続鋳造型のフレームワーク（枠体）に対して取り付けられた本発明の一実施形態の斜視図であり、その図では、冷却液制御又はワイパーシステム１８０が、スタートアップ直後であってそれが型１８１に向けて後退移動された後の位置に示されている。図４と同様に番号付けされたアイテム（部材）は、繰り返し説明しない。鋳造におけるこのフェーズ（相）は「過渡的なヒートアップ段階(transient heat-up stage)」として参照される。スタートアップ時、底部ブロックから離れるようにスタートされた後、鋳造部品ワイパーフレームワーク１８８を型キャビティ１８３の出口位置又はその近傍に素早く移動させることは、幾つかの実施形態では好ましい。このことは、過渡的なヒートアップ段階において鋳造部品の好ましからざる冷却を低減する。
【００４７】
図６は、本発明の実施形態を実施するのに使用されてもよい鋳造形態の一例の立面断面図であり、冷却液制御又はワイパーシステム１４０を示す。そこでは、鋳造部品ワイパー（１５８，１５９）は、凝固しつつある鋳造部品１５１の中央にてまだ溶融状態の金属１６５の低位レベルよりも上方であって鋳造の過渡的なヒートアップ部(transient heat-up portion)の後の位置に配置されている。図６は、型キャビティ内への溶融金属１４２の流れを描いた矢印１４１、導水路１４３を具備した型フレームワーク１４５、凝固中の鋳造部品１５１に適用される冷却液１４４、流体圧ラムアクチュエータ１５２及び１５３、並びに、ワイパー１５９が取り付けられたワイパーフレームワーク１５８を駆動するための流体圧ラム１５４及び１５５、を示す。矢印１５６及び１５７は、鋳造部品に対するワイパーフレームワーク１５８の可能な動きを示し、開始ブロック１２１は鋳造部品１５１の下に示されている。鋳造の第２の過渡的段階(second transitory stage)で鋳造部品ワイパーが型キャビティから離間されるとき、インゴット強度を温度で最大化しながらも凝固応力を緩和するに十分なインゴット温度をもたらすべく定められた速度（割合）でワイパーが型キャビティから離されてもよい。一般にワイパーは、安定状態を通じてこのバランスを維持するところの型の下の最終位置で停止する。
【００４８】
図７は、本発明の実施形態を実施するのに使用されてもよい鋳造形態の一例の立面断面図であり、鋳造部品１５１における溶融金属コア１６５の下方の位置にある冷却液制御又はワイパーシステム１４０を示す。図６と同様に番号付けされたアイテム（部材）は、繰り返し説明しない。図７は、ワイパーフレームワーク１５８およびワイパー１５９が溶融金属コア１６５のレベルの下に配置されていることを示す。ワイパーフレームワーク１５８は、適用および所望の冷却効果に応じて、動かないように制御され、あるいは、鋳造時に底部ブロック１２１が下げられる同じ速度又はそれ以下で、及び／又は、底部ブロック１２１が下げられる速度より大きい速度で下動されるように制御されてもよい。
【００４９】
図８は、本発明の実施形態を実施するのに使用されてもよい鋳造形態の一例の立面断面図であり、図７に示す場合よりも、鋳造部品１５１における溶融金属コア１６５の更に下方の位置にある冷却液制御又はワイパーシステムを示す。図６及び図７と同様に番号付けされたアイテム（部材）は、繰り返し説明しない。図８は、ワイパーフレームワーク１５８およびワイパー１５９が、液だめの下、溶融金属コア１６５のレベルの更にずっと下に配置されていることを示す。
【００５０】
図９は、本発明の幾つかの実施形態についての、ワイパーの動き対液だめ深さ(sump depth)の典型的な位置を示す表である。
【００５１】
図１０は、本発明の幾つかの実施形態についての、ワイパー位置対液だめ深さの典型的な位置を示すグラフである。
【００５２】
当業者によって理解されるように、本発明の範囲内において、本発明には膨大な実施形態があり、使用可能な要素およびコンポーネントのバリエーションも様々である。
【００５３】
一実施形態では例えば、連続鋳造型の冷却液ワイパー制御システムが提供される。そのシステムは、
鋳造部品を製造すべく形成された型キャビティを有する連続鋳造型と、
前記型キャビティに対して設けられた鋳造部品ワイパー支持構造と、
前記鋳造部品の外表面から離れるように冷却液の流れを制御すべく、前記鋳造部品の外表面の周りに形状が一致するように形成された鋳造部品ワイパーと、を備えており、
前記鋳造部品ワイパーは、前記型キャビティに関連した複数の位置間での移動のために前記ワイパー支持構造に対して移動可能に取り付けられており、その取り付け方は、
スタートアップ位置が、鋳造のスタートアップ（開始）時に冷却液が誤って向けられるのを避けるために、前記鋳造型および鋳造部品開始ブロックよりも十分下方に設けられ、
過渡的なヒートアップ位置が、前記型キャビティの位置又はその直下に設けられ、
移動性の第２の過渡段階位置が、所定の鋳造部品凝固効果をもたらすように定められた速度で前記ワイパーが前記鋳造型から離間していくように、設けられている、
というものである。
【００５４】
前の段落で説明された発明の更なる実施形態、即ち、前の段落に述べられたような連続鋳造型の冷却液システムでは、３つの異なる形態が提供される。即ち、
第１には、前記移動性の第２の過渡段階位置は、前記鋳造部品の移動速度にほぼ等しい速度で前記型キャビティから離れる、
第２には、前記移動性の第２の過渡段階位置は、前記鋳造部品の移動速度よりも小さな速度で前記型キャビティから離れる、
第３には、前記移動性の第２の過渡段階位置は、前記鋳造部品の移動速度よりも大きな速度で前記型キャビティから離れる。
【００５５】
本発明の方法（プロセス）の実施形態が存在することは理解されよう。例えば、連続鋳造型の冷却液ワイパー制御プロセスは、次のような工程を備える。即ち、
鋳造部品を鋳造すべく形成された型キャビティを有する連続鋳造型を提供すること、
前記鋳造部品の外表面の周りに形状が一致するように形成された鋳造部品ワイパーを提供し、これにより、冷却液の流れを前記鋳造部品の外表面から離れるように向かわせること、
鋳造のスタートアップ（開始）時に冷却液が誤って向けられるのを避けるために、前記鋳造型および鋳造部品開始ブロックよりも十分下方に前記鋳造部品ワイパーを配置すること、
鋳造を開始すると共に、前記鋳造型に冷却液を提供すること、
鋳造の過渡的なヒートアップ段階において、前記型キャビティの位置又はその直下の位置に前記鋳造部品ワイパーを素早く移動させること、及び、
鋳造の第２の過渡的段階において、所定の鋳造部品凝固効果をもたらすように定められた速度で前記鋳造型から離れるように前記鋳造部品ワイパーを動かすこと。
【００５６】
前の段落で説明された発明の更なる実施形態、即ち、前の段落に述べられたような連続鋳造型の冷却液ワイパー制御プロセスでは、３つの異なる形態が提供される。即ち、
第１には、前記鋳造の第２の過渡的段階において、前記鋳造部品ワイパーは、前記鋳造部品の移動速度にほぼ等しい速度で前記鋳造型から離れるように動かされること、
第２には、前記鋳造の第２の過渡的段階において、前記鋳造部品ワイパーは、前記鋳造部品の移動速度よりも小さな速度で前記鋳造型から離れるように動かされること、
第３には、前記鋳造の第２の過渡的段階において、前記鋳造部品ワイパーは、前記鋳造部品の移動速度よりも大きな速度で前記鋳造型から離れるように動かされること。
【符号の説明】
【００５７】
１２１  底部ブロック／開始ブロック
１４２  溶融金属
１４４  冷却液
１４５  型フレームワーク（連続鋳造型の枠体）
１５１  鋳造部品
１５８  ワイパーフレームワーク（ワイパー枠体）
１５９  鋳造部品ワイパー
１８１  連続鋳造型のフレームワーク（枠体）
１８３  型キャビティ
【図１】
0005829285.tif 000002
【図２】
0005829285.tif 000003
【図３】
0005829285.tif 000004
【図４】
0005829285.tif 000005
【図５】
0005829285.tif 000006
【図６】
0005829285.tif 000007
【図７】
0005829285.tif 000008
【図８】
0005829285.tif 000009
【図９】
0005829285.tif 000010
【図１０】
0005829285.tif 000011