(57)【要約】【課題】鋳型の昇温・冷却に伴う熱応力に起因した変形が生じるおそれなしに、鋳造中の温度サイクルの中で、鋳型の冷却効率を効果的に向上させることによって、凝固金属の鋳型からの剥離を容易ならしめる。【解決手段】鋳造機鋳型の背面に、鋳型の長手方向に沿って波打つ表面凹凸を設けると共に、該鋳型の側面から延在させて側堰を設け、これら表面凹凸および側堰により冷却水の貯水用窪みを形成する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型を無限軌道状に連結し、この無限軌道を回転させる間に、溶融金属の受容から冷却、剥離を連続的に行う鋳造機に使用される鋳型であって、溶融金属を受容する鋳込み面の背面に、鋳型の長手方向に沿って波打つ表面凹凸を設けると共に、該鋳型の側面から延在させて側堰を設け、これら表面凹凸および側堰により冷却水の貯水用窪みを形成することを特徴とする鋳造機鋳型。
【請求項２】
表面凹凸の高低差が１０〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の鋳造機鋳型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳型を無限軌道状に連結し、溶融金属の受容から冷却、剥離を連続的に行う鋳造機に使用される鋳造機鋳型に関し、特に該鋳型の冷却効率の有利な向上を図ったものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶融金属を所定の形状に鋳込む場合、鋳型を無限軌道状に配置し、これを連続的に回転させながら溶融金属を注湯し、水冷等の冷却を行ったのち、凝固した金属を鋳型から剥離、排出する形式の鋳造機が使用される。かような鋳造機の代表的なものに、溶銑を凝固させて型銑とする鋳銑機がある。
【０００３】
このような鋳造機の基本的構造を図１に示す。
この種の鋳造機では、鋳型１を無限軌道状に配置し、これを連続的に回転させ、溶融金属２は、その容器３を傾動させることにより、樋４を介して、鋳造機の鋳型１内に鋳込まれる仕組みになっている。鋳型１は、無限軌道の回転により運ばれる間に冷却され、鋳型内の溶融金属２は凝固していく。通常、移送の途中で鋳型１の上方から水冷ノズル５により冷却水６を散布し、冷却を強化して金属の凝固を促進させる。そして、無限軌道の端部において、鋳型１が無限軌道の下面へ廻る際に、鋳型内の凝固金属２′は鋳型から剥離し、下方に配置されたバッグ７等へ収納される。
その後、鋳型１は、無限軌道の下面を逆方向に移動し、乾燥バーナ８等によって乾燥されたのち、無限軌道の上面に廻り込んで、再度、溶融金属２の注湯を受ける。
【０００４】
このような構造の鋳造機では、鋳型内へ鋳込まれた溶融金属は、鋳型への伝導伝熱による冷却と雰囲気中への放射、対流伝熱および散布冷却水の蒸発による抜熱などによって冷却され、凝固する。中でも、鋳型への伝導伝熱は、熱伝達係数が大きいので、重要な冷却手段である。
【０００５】
ところで、かかる鋳造機では、１バッチの溶融金属を鋳造し終わるまでの間、鋳型には複数回にわたって溶融金属が注湯されるため、鋳型は注湯による昇温と冷却が繰り返されることになるが、そのサイクルの中で鋳型温度は徐々に高くなっていく。鋳型の温度が高くなると、溶融金属の冷却が遅くなるという問題があるが、それにもまして凝固金属が鋳型から剥離するときの鋳型温度が高くなると、剥離が難しくなるという問題が生じる。
【０００６】
従って、鋳造中の鋳型の温度サイクルの中で、鋳型の冷却を強化することが望まれる。
例えば、鋳型の冷却を強化する目的で、鋳型の底部外面一帯に格子状の突起を配設した特殊な鋳型が提案されている（例えば特許文献１参照）。
この鋳型では、その底部外面に、複数の縦突起および横突起を格子状に配列し、特にその突起の肉厚をｔ、鋳型底部外面からの突出高さをｈとした時、ｔ／ｈ＝０．３　〜０．６　とし、また鋳型の肉厚Ｔと突起の肉厚ｔとの関係をＴ／ｔ＝　１．０〜２．５　とすることで、鋳型の重量、材料費ならびに熱歪および冷却効果に配慮している。
【０００７】
しかしながら、この技術は、鋳型を軽量化して、突起の設置による表面積の増加とリブとしての効果を利用して溶融金属受容中における鋳型の冷却を促進し、かつ機械的な強度向上を図るものであり、突起の高さｈが鋳型の底面の厚みＴに対して　０．７〜３．３　倍という非常に高いものになるのが特徴である。
このため、鋳型の昇温・冷却に伴い突起部にかかる熱応力が大きく、また突起自体が格子状となっていることから格子の交差部にかかる熱応力も大きいため、突起部が変形する等の問題が生じるおそれが大きく、そのためこの技術は一般的には普及していない。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５２−５３７２５　号公報（特許請求の範囲、図１〜３）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、鋳型の昇温・冷却に伴う熱応力に起因した変形が生じるおそれなしに、鋳造中の温度サイクルの中で、鋳型の冷却効率を効果的に向上させることにより、凝固金属の鋳型からの剥離を容易ならしめた鋳造機鋳型を提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、鋳型を無限軌道状に連結し、この無限軌道を回転させる間に、溶融金属の受容から冷却、剥離を連続的に行う鋳造機に使用される鋳型であって、溶融金属を受容する鋳込み面の背面に、鋳型の長手方向に沿って波打つ表面凹凸を設けると共に、該鋳型の側面から延在させて側堰を設け、これら表面凹凸および側堰により冷却水の貯水用窪みを形成することを特徴とする鋳造機鋳型である。
【００１１】
本発明において、上記した表面凹凸の高低差は１０〜５０ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の態様】
以下、本発明を図面に従い具体的に説明する。
図２に、本発明に従う鋳造機鋳型の好適例を模式で示す。同図（ａ）　は、鋳型の長手方向に沿う断面、また同図（ｂ）　は鋳型の幅方向に沿う断面を示したものであり、図中番号９が、鋳型の長手方向に沿って波状に形成された表面凹凸、そして１０が鋳型の側面から延在させた側堰である。
【００１３】
図示したとおり、本発明の鋳型では、鋳型の鋳込み面の背面に波状の表面凹凸を設けると共に、側堰を設けている。従って、鋳型から凝固金属が剥離した後に鋳銑機の無限軌道の下面に鋳型が移行した場合には、鋳型は反転した状態で、波状の表面凹凸および側堰が形成された裏面が上向きになった状態で移送されることになる。
【００１４】
この時、鋳銑機上方に水冷ノズルが存在する区域を移送される間は、上方の鋳型の隙間を流下する冷却水がこの反転状態の鋳型の裏面上に流れ落ちるので、上記した波状の表面凹凸と側堰とで形成される窪みに冷却水が溜まることになる。鋳型の表面は、溶融金属を受容して冷却する間に溶融金属の顕熱を吸収して　４００〜６００　℃程度まで温度が上昇しているので、この窪みに貯留された冷却水は沸騰しながら蒸発する。
【００１５】
従来の背面が平らな鋳型では、上記した上方からの冷却水が流下する位置では冷却水の流下による鋳型背面の冷却が生じて鋳型の冷却に寄与していたが、鋳型が冷却水の流下区域から外れると鋳型背面の冷却水による抜熱は即座に停止していた。
これに対し、本発明では、鋳型の背面に波状の表面凹凸と側堰とで形成した窪みを設けてあるので、鋳型から凝固金属を剥離させた後に、上方からの冷却水が流下する区域を移動する間に、上記の窪みに冷却水が貯留され、上記の冷却水流下区域を過ぎた後もこの貯留された冷却水が蒸発することによって、鋳型の冷却を促進させることができる。
【００１６】
この時、窪みに貯留される冷却水があまりに多いと、鋳型がさらに移送されて再度溶融金属を注湯する位置の下方まで移動した際に、鋳型から下方へ溶融金属が漏れて流下したような場合には、水蒸気爆発を起す危険性があるが、この点については、表面凹凸の高低差を１０〜５０ｍｍ程度としておくことで、鋳型の背面に貯留する水量を適量に制御することができるので、かような危険を回避することができる。
【００１７】
上述したとおり、本発明では、波状の表面凹凸を鋳型の背面全体に設け、これと鋳型側面から延在させた側堰とで窪みを形成しているので、鋳型背面全体を均等に冷却することができる。
また、鋳型背面に格子状の突起を設けた従来鋳型では、鋳型が反転状態で移送される時に冷却水が流下してきた場合、鋳型の中央部のみに冷却水が貯留され、その周囲には冷却水が存在せず、またかかる突起の肉厚も比較的薄いため、鋳型背面に熱歪が生じ易かったが、本発明ではこのような鋳型背面での熱歪は生じにくく、鋳型全体として鋳型背面から鋳型表面への一方向の伝熱により鋳型の冷却ができるため、熱歪による変形を受け難い。
【００１８】
【実施例】
図３に示す形状になる本発明に従う鋳型（波状の表面凹凸の高低差：４０ｍｍ）および鋳型背面が平らな従来タイプの鋳型を用いて、溶銑鍋からの溶銑の受銑を行った。鋳銑機は全長２５ｍで冷却水散水区域は１２ｍであった。
上記の条件で鋳銑を行い、鋳型が３サイクル回転した後に、溶銑を注湯する直前の鋳型の鋳込み面の表面温度を赤外線温度計で測定した。
【００１９】
その結果、従来の鋳型背面が平らな鋳型では、表面温度が８７℃であったのに対し、本発明に従う背面構造になる鋳型では３７℃と格段に低かった。
このため、従来の鋳型を用いた場合には、鋳銑機の剥離エリアで完全に剥離できず、鋳型が反転して戻る区間で鋳型から型銑が落下する量が　８００ｋｇ程度あったのに対し、本発明の鋳型ではかような剥離不良の発生は皆無であった。
【００２０】
【発明の効果】
かくして、本発明によれば、鋳造機鋳型の温度上昇を効果的に抑制して、凝固金属の剥離時における鋳型温度を低く抑えることができ、これによって凝固金属の鋳型からの剥離が容易となる。
また、本発明によれば、鋳型背面全体にわたって均等に冷却できるので、鋳型内の熱伝導が一方向となり、鋳型内部の熱歪が緩和される結果、鋳型の寿命を向上させることができる。
さらに、本発明によれば、鋳型背面の窪みの深さを適切に調整することによって、鋳型の冷却を好適に行うと共に、鋳型背面に冷却水が残存して水蒸気爆発が発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋳造機の基本的構造を示す模式図である。
【図２】本発明に従う鋳造機鋳型の好適例を示す模式図である。
【図３】実施例に用いた本発明に従う鋳造機鋳型の形状を示す図である。
【符号の説明】
１　鋳型
２　溶融金属
３　容器
４　樋
５　水冷ノズル
６　冷却水
７　バッグ
８　乾燥バーナ
９　波状の表面凹凸
１０　側堰
【図１】
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【図２】
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【図３】
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