(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビレット状鋳造部品を鋳造するための連続鋳造溶融金属供給システムであって、
溶融金属を受入れる溝状のトラフインレットと、
前記トラフインレットが外周に接続され、前記トラフインレットから流入してきた溶融金属を内側に閉じ込める、上面が開口した略リング状の外側トラフ閉じ込め壁と、
前記外側トラフ閉じ込め壁の内側に同心状に配置されることで、前記外側トラフ閉じ込め壁との間に内部トラフを形成すると共に、壁面に前記溶融金属の供給ゲートが所定間隔で複数形成された内側トラフ壁と、
該内側トラフ壁の内側に配置され、前記供給ゲートから流入した前記溶融金属を集めるとともに、外部に供給するトラフアパーチャと、
からなる溶融金属配分トラフ本体を備えていることを特徴とするビレット状鋳造部品を鋳造するための連続鋳造溶融金属供給システム。
【請求項２】
付勢型セルフセンタリング転移プレートシステムを備える連続鋳造溶融金属鋳型アセンブリであって、
鋳造リングの中心に向かって内側に角度が付けられた上方の角度の付いた面を有する鋳造リングと、
径方向外側に角度が付けられた下方の角度の付いた面を有し前記鋳造リングの上方の角度の付いた面と相互に作用するように構成された転移プレートと、
前記転移プレートに対して、下方に伝達される付勢力を与える保持リングと、
からなる付勢型セルフセンタリング転移プレートシステムを備える連続鋳造溶融金属鋳型アセンブリ。
【請求項３】
前記転移プレートは、非固定方式で前記鋳造リングと相互に作用することを特徴とする、請求項２に記載の付勢型セルフセンタリング転移プレートシステムを備える連続鋳造溶融金属鋳型アセンブリ。
【請求項４】
前記転移プレートに対して、下方に伝達される付勢力が、前記保持リングを介して提供されることを特徴とする、請求項２に記載の付勢型セルフセンタリング転移プレートシステムを備える連続鋳造溶融金属鋳型アセンブリ。
【請求項５】
前記転移プレートに対して、下方に付勢力を与えるために、前記保持リングと前記転移プレートとの間に、Ｏリング又はばねの何れかを設けたことを特徴とする、請求項４に記載の付勢型セルフセンタリング転移プレートシステムを備える連続鋳造溶融金属鋳型アセンブリ。
【請求項６】
ビレット状鋳造部品を鋳造するために、前記転移プレートに対して付勢力が、下方に前記保持リングを介して提供されることを特徴とする、請求項４に記載の連続鋳造溶融金属鋳型アセンブリ。
【請求項７】
前記保持リングと前記転移プレートとの間に、Ｏリング又はばねの何れかを設けることにより、前記転移プレートに対する付勢力が下方に作用することを特徴とする、請求項６に記載の連続鋳造溶融金属鋳型アセンブリ。
【請求項８】
ビレット状鋳造部品を鋳造するための連続鋳造溶融金属システムであって、
溶融金属を受入れる溝状のトラフインレットと、
前記トラフインレットが外周に接続され、前記トラフインレットから流入してきた溶融金属を内側に閉じ込める、上面が開口した略リング状の外側トラフ閉じ込め壁と、
前記外側トラフ閉じ込め壁の内側に同心状に配置されることで、前記外側トラフ閉じ込め壁との間に内部トラフを形成すると共に、壁面に前記溶融金属の供給ゲートが所定間隔で複数形成された内側トラフ壁と、
該内側トラフ壁の内側に配置され、前記供給ゲートから流入した前記溶融金属を集めるとともに、外部に供給するトラフアパーチャと、
からなる溶融金属配分トラフ本体を備えており、
前記溶融金属配分トラフ本体の溶融金属供給アパーチャから溶融金属を受入れるように配置された鋳型キャビティを有する鋳造リングであって、前記鋳造リングが、前記鋳造リングの中心に向かって内側に角度が付けられた上方の角度の付いた面を含む鋳造リングと、
径方向外側に角度が付けられた下方の角度の付いた面を有し、前記鋳造リングの上方の角度の付いた面と相互に作用するように構成された転移プレートと、
前記転移プレートに対して下方に伝達される付勢力を与える保持リングと、
前記鋳型キャビティに対して冷却剤の衝突をもたらすように構成された水流リングとを備え、
前記転移プレートと前記水流リングとの間の距離が鋳型穴長を定義し、
さらに、前記転移プレートと前記水流リングとの間に、少なくとも１つのスペーサプレートが設けられ、
前記少なくとも１つのスペーサプレートは、前記鋳型の穴長を変更することを特徴とするビレット状鋳造部品を鋳造するための連続鋳造溶融金属システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱分布もしくは温度の管理システムまたはビレット鋳型を含む連続鋳造溶融
金属鋳型および鋳造システム、連続鋳造鋳型用膨張システムおよび調節可能な鋳型穴長シ
ステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
金属インゴット、ビレットおよび他の鋳造部品は、金属鋳造設備の床面の下の大きな鋳
込ピットの上に位置する垂直方向に配置された鋳型を用いる鋳造プロセスによって形成す
ることができるが、本発明は、水平鋳型でも用いることができる。垂直鋳造鋳型の下方の
構成要素は、スターティングブロックである。鋳造プロセスが始まると、該スターティン
グブロックは、最も上方にあり、かつ鋳型内にある。溶融金属が、鋳型穴またはキャビテ
ィに注入されて（典型的には水によって）冷却されると、該スターティングブロックは、
油圧シリンダまたは他の装置により、所定の速度でゆっくり下がる。該スターティングブ
ロックが下がると、固化金属またはアルミニウムが鋳型の底部から出てきて、本願明細書
において鋳造部品と呼ぶこともできる様々な形状のインゴット、ラウンドおよびビレット
が形成される。
【０００３】
本発明は、一般に、限定するものではないが、アルミニウム、真ちゅう、鉛、亜鉛、マ
グネシウム、銅、鋼鉄等を含む金属の鋳造に適用するが、示されている例および開示され
ている好適な実施形態は、アルミニウムに注力することができ、そのため、本発明が、よ
り一般的に金属に適用するにしても、アルミニウムまたは溶融金属という用語を、一貫性
を持たせるために全体にわたって用いることができる。
【０００４】
垂直鋳造構成を実現および構成するのに多くの方法があるが、図１は、一つの例を示す
。図１において、アルミニウムの垂直鋳造は、一般に鋳込ピット内の工場床の上昇レベル
下で行われる。鋳込ピット床１０１ａの真下はケーソン１０３であり、その中には、油圧
シリンダ用の油圧シリンダバレル１０２が配置されている。
【０００５】
図１に示すように、鋳込ピット１０１およびケーソン１０３内に図示されている典型的
な垂直アルミニウム鋳造装置の下方部の構成要素は、油圧シリンダバレル１０２、ラム１
０６、取付けベースハウジング１０５、プラテン１０７および（スターティングヘッドま
たはスターティングブロックベースとも言う）底部ブロック１０８であり、これらの全て
は、鋳造設備床１０４の下の高さ方向に図示されている。
【０００６】
取付けベースハウジング１０５は、下にケーソン１０３がある、鋳込ピット１０１の床
１０１ａに取付けられている。ケーソン１０３は、その側壁１０３ｂおよびその床１０３
ａによって画成されている。
【０００７】
典型的な鋳型テーブルアセンブリ１１０も図１に示されており、このアセンブリは、図
１に示すように、鋳型テーブル傾斜アーム１１０ａがポイント１１２を中心に旋回し、そ
れによって、主要鋳造フレームアセンブリを上昇させて回転させるようにその鋳型テーブ
ル傾斜アーム１１０ａを押す油圧シリンダ１１１によって、図に示すように傾斜させるこ
とができる。また、該鋳型テーブルアセンブリ１１０を、該鋳込ピット１０１の上の鋳造位置へ、および該鋳造位置から移動できるようにする鋳型テーブルキャリッジ（不図示）もある。
【０００８】
図１は、（部分的に形成されるインゴットまたはビレットとすることができる）鋳造部
品１１３と共に、鋳込ピット１０１内に部分的に降下しているプラテン１０７およびスタ
ーティングブロックベース１０８をさらに示す。鋳造部品１１３は、スターティングヘッ
ドまたは底部ブロックを含むことができるスターティングブロックベース１０８の上にあ
り、この鋳造部品は、（常にではないが）通常、スターティングブロックベース１０８の
上に位置し、これら全ては当分野で公知であるため、これ以上詳細に図示しかつ説明する
必要はない。スターティングブロックという用語をアイテム１０８に対して用いているが
、当業界においては、アイテム１０８を指すのに、底部ブロックおよびスターティングヘ
ッドという用語も用いられており、底部ブロックは、典型的には、インゴットが鋳造され
る場合に用いられ、スターティングヘッドは、ビレットが鋳造される場合に用いられるこ
とに留意すべきである。
【０００９】
図１のスターティングブロックベース１０８は、１つのスターティングブロックベース１０８およびペデスタルのみを示しているが、典型的には、それぞれが、各スターティングブロックベース上にいくつか載置されており、それらは、そのスターティングブロックが、鋳造プロセス中に降下した際に、ビレット、特別なテーパもしくは形状またはインゴットを同時に鋳造する。
【００１０】
油圧油が十分な圧力で油圧シリンダ内に注入されると、ラム１０６およびその結果とし
てスターティングブロックベース１０８が、鋳造プロセスのための所望の高さのスタートレベルまで上昇し、これは、該スターティングブロックベース１０８が鋳型テーブルアセンブリ１１０内にある場合である。
【００１１】
スターティングブロックベース１０８の降下は、該シリンダからの油圧油を所定の速度で計量することによって実現され、それにより、ラム１０６およびその結果としてスターティングブロックベース１０８が、所定の速度および制御された速度で低下する。該鋳型は、典型的には、水冷手段を用いて、出てくるインゴットまたはビレットの固化を補助するように、該プロセス中に制御可能に冷却される。本願明細書においては、油圧シリンダの利用について言及しているが、当業者には、該プラテンを降下させるのに用いることのできる他のメカニズムおよび方法があることは理解されるであろう。
【００１２】
鋳型テーブルに適合する多くの鋳型および鋳造技術があるが、それらは当業者には公知
であるため、特に本発明の様々な実施形態を特に実施する必要はない。
【００１３】
典型的な鋳型テーブルの上側は、金属分布システムに操作可能に接続し、または、該シ
ステムと相互に作用する。また、該典型的な鋳型テーブルは、該テーブルが収容する鋳型
にも操作可能に接続する。
【００１４】
連続鋳造垂直鋳型を用いて金属を鋳造する場合、溶融金属は、該鋳型内で冷却されて、
該スターティングブロックベース１０８が降下するにつれて、該鋳型の下端部から連続的に出てくる。出てくるビレット、インゴットまたは他の形態は、その所望のプロファイル、テーパまたは他の所望の形状を維持するように、十分に固化されることが意図されている。いくつかの鋳造技術においては、出てくる固化金属と、透過性リング壁との間に空隙があってもよいが、他の技術においては、直接的な接触であってもよい。その下では、出てくる固化金属と、該鋳型および関連する装置の下方部との間に鋳型空気腔がある場合がある。
【００１５】
一旦、鋳造が完了すると、この例における鋳造部品、ビレットは、該底部ブロックから
取除かれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
このプロセスにおいては、溶融金属分布システムから該鋳型へ供給される該溶融金属のより均一な温度分布を求めることが概して望ましい。本発明のいくつかの実施形態の目的は、溶融金属分布システムから鋳型キャビティへ溶融金属を供給するための改良されたメカニズム、方法および／または手段を提供することである。
【００１７】
また、転移リングを中心に置く改良された方法を実現することが、溶融金属鋳造プロセ
スにおいても望ましく、また、本発明のいくつかの実施形態、例えば、大口径のビレット
鋳型における目的である。さらに、鋳造プロセスの結果として生じるかなりの熱の導入お
よび除去によって行われる膨張および収縮の間、中心に置かれたままである転移リングの
このようなセンタリング方法を提供することが、望ましく、また、本発明の目的である。
【００１８】
さらに、鋳型アセンブリの「穴長」と呼ばれていることの最適化に近づくことが、溶融
金属鋳造においては望ましく、鋳型の穴長の比較的簡単な変更を可能にする、鋳型アセン
ブリ用の穴長可変システムを提供することが、本発明のいくつかの実施形態の追加的な目
的である。
【００１９】
本発明の他の目的、特徴および効果は、本発明の一部を構成する明細書、クレームおよ
び添付図面から明らかであろう。本発明の目的を実行する際には、その本質的な特徴は、
必要に応じて、添付図面に図示されている唯一つの実際的かつ好適な実施形態に対して、
デザインおよび構造配置を変更しやすいことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態を、次の添付図面を参照して説明する。
【図１】従来の垂直鋳込ピット、ケーソンおよび金属鋳造装置の立面図である。
【図２】本発明の実施形態に利用することのできるトラフアセンブリの一例の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に利用することのできる鋳型アセンブリの一例の分解斜視立面図である。
【図４】組立てられた状態の図３に示す例示的な鋳型構成の立面断面図である。
【図５】図４の細部５である。
【図６】図５に示すような図４の同じ細部５であり、ただし、スペーサプレートの厚さが、図５に示すのとは異なり、それにより、異なる穴長を有する同じ鋳型を示している。
【図７】図５に示すような図４の同じ細部５であり、ただし、同じ厚さの２つのスペーサプレートがあり、それにより、異なる穴長を有する同じ鋳型を示している。
【図８】図５の細部８である。
【図９】図５の細部８であり、ただし、鋳造リングの角度の付いた面に円弧部が図示されている。
【図１０】図５の細部８であり、ただし、転移プレートの角度の付いた面に円弧部が図示されている。
【図１１】図５の細部８であり、ただし、鋳造リングの角度の付いた面と転移プレートの角度の付いた面の両方に円弧部が図示されている。
【図１２】本発明の実施形態に利用することのできる鋳型アセンブリを垂直方向に重なるトラフアセンブリの一例の立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
固定、接続、製造および他の手段の多くや、本発明に利用されている構成要素は周知であり、また、記載されている本発明の分野で用いられており、当業者には、それらの正確な性質および種類は、本発明の理解および使用に対しては必須ではなく、そのため詳細に議論はしない。さらに、本発明のいずれかの具体的な適用のための、本願明細書に示されかつ記載されている様々な構成要素は、本発明によって予測されるように、変形および変更することができ、いずれかの要素の具体的な適用または実施形態の実施は、当技術分野において、または当業者には周知であり、あるいは既に用いられている可能性があり、そのため、それぞれについて詳細に議論することはない。
【００２２】
「１つの」および「該」という用語は、本願明細書のクレームにおいて用いる場合、長
年のクレームドラフティングプラクティスに一致して、非限定的に用いられている。本願
明細書において具体的に明記されていない限り、「１つの」および「該」という用語は、
そのような構成要素のうちの１つに限定されるのではなく、その代わりに「少なくとも１
つ」を意味する。
【００２３】
図２は、本発明の実施形態に利用することのできるトラフアセンブリの一例の斜視図で
ある。図２は、溶融金属トラフシステム１５０と、溶融金属エントランス部１５１ａを有
する溶融金属配分トラフ本体１５１と、主本体部１５１ｂと、溶融金属が、そこを通って鋳型アセンブリ、溶融金属内部トラフ１５３および内側トラフ壁１５４における溶融金属アパーチャまたはゲート１５５および１５６に流入し、および溶融金属が、溶融金属内部トラフ１５３からゲート１５５、１５６およびその他を通り、トラフアパーチャ１６０を通って該鋳型アセンブリへ流れるトラフアパーチャ１６０とを示す。外側トラフ壁１４９（または、外側トラフ閉じ込め壁）は、内側トラフ壁１５４と共に、外側の溶融金属の閉じ込めをもたらし、あるいは、バリアが、該内側トラフの内側に、閉じ込めおよび流れ制御形状構成をもたらす。ゲート１５５および１５６を通る金属の流れは、それぞれ矢印１７０および１７１で表されている。２つの溶融金属ゲート（またはアパーチャ）１５５および１５６のみが数字で特定されているが、その他のゲートまたはアパーチャも図示されており、いずれかの具体的なトラフアセンブリシステムに用いられているゲートまたはアパーチャの具体的な数は、本発明を実施するのに、ある特定の数のゲートもしくはアパーチャ、またはゲートのサイズおよび構成は必要ではないが、その適用に基づいて調節することができる。また、ゲート領域の縁または下方端部は、所望の溶融金属フロー特性に対して変えることもでき、または、所与の適用における溶融金属フローに影響を及ぼすように、ゲート縁高さの変形例があってもよく、これら全ては、本発明の意図の範囲内にある。
【００２４】
溶融金属は、トラフインレット１５２を通ってトラフアセンブリである溶融金属トラフシステム１５０内に案内され、その後、溶融金属内部トラフ１５３の周りを流れて、最終的に該ゲートまたはアパーチャ（例えば、アイテム１５５および１５６）を通ってトラフアパーチャ１６０に流入する。これは、始動中のプロセスを表す。始動中、溶融金属は、まず、鋳型キャビティ内に配置された底部ブロックへ供給されて、溶融金属レベルが上昇し、最終的に定常状態条件に達することになる。定常状態フロー条件の間、溶融金属レベルは、一般に、該溶融金属ゲートの底部の上に維持され、金属レベルが、該ゲートへ向かう経路の一部である状態で、トラフインレット１５２から溶融金属内部トラフ１５３に流入して該ゲートを通る金属の連続流がある。一例において、溶融金属レベルは、該ゲートまたはアパーチャの略中間部に維持することができる。
【００２５】
図２はさらに、溶融金属内部トラフ１５３のための内部バリアを形成し、また、それぞれの溶融金属ゲート１５５、１５６またはトラフアパーチャ１６０を画成する内側トラフ壁１５４である内壁部１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ、１５４ｄ、１５４ｅおよび１５４ｆを示す。
【００２６】
本発明が、トラフアセンブリ１５０の内側トラフ壁１５４（内壁部１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ、１５４ｄ、１５４ｅおよび１５４ｆの組合せ）内に、溶融金属ゲートの異なる構成、サイズおよび配置を含むであろうことは、当業者には、正しく認識されるであろう。本発明のいくつかの実施形態においては、該ゲート１５５、１５６を、溶融金属内部トラフ１５３に対して異なる高さに形成することが望ましい場合がある。また、本発明のいくつかの実施形態においては、フロー特性を調整するために、また、溶融金属が該トラフアパーチャ１６０を通って鋳型に供給される際の溶融金属の所望の温度分布を調節するために、ゲート幅または他のパラメータを変更することが望ましい場合がある。いくつかの実施形態においては、全て本発明の意図の範囲内にあるが、例えば、該トラフの一方の側または領域に、他方よりも多くのゲート（例えば、トラフインレット１５２の反対側のトラフの側により多くのゲート領域）がある、または、それらのゲートを、より高くまたはより低く、もしくは、寸法（縁の高さ、幅または他のゲート領域関連パラメータ）を変えることにより、ゲート当たりの流量をより多く与えるように配置できるという点で、該ゲートを非対称に構成することが望ましいであろう。
【００２７】
本発明のいくつかの適用または実施形態においては、内部トラフ１５３を該ゲートに対して適切なサイズに形成して、該ゲートを通るより均一なフローを実現することが望ましいであろう。本発明のいくつかの実施形態においては、該トラフシステムの周囲のより均一なフローを実現することによって、溶融金属が供給される鋳型領域における良好な温度分布および熱管理が実現しやすくなるであろう。本発明のいくつかの実施形態においては、
該ゲート１５５、１５６を通る溶融金属の高速のフローを実現することは、望ましく、また、鋳型アセンブリ領域に供給される際の溶融金属のより最適な熱または温度分布を実現することができ、これら全ては本発明の態様の意図の範囲内にある。鋳造においては、一般に、溶融金属が鋳型に供給されて固化する際に、該溶融金属の熱および温度のより均一な分布を実現することが望ましく、このことが、高品質のまたはより好適な鋳造部品をもたらす。
【００２８】
このトラフアセンブリおよび構成の実施形態は、特に、ビレット鋳型等の大口径の鋳造
部品鋳型における適用に適している。円形および直径という用語は、本願明細書において
は、全て本発明の意図の範囲内にあるが、鋳造部品および該鋳型アセンブリのアパーチャ
を指すのに用いられ、また、当業者には本発明が、円形断面の鋳型または円形断面の鋳造
部品の製造に限定されず、楕円形または他の形状の構成の鋳造部品にも適用されることは
、正しく認識されるであろう。
【００２９】
図３は、本発明の実施形態で用いることのできる鋳型アセンブリの一例の分解斜視図で
ある。図３および例としてのそれ以降の図は、鋳型膨張管理メカニズムを実現できるセル
フセンタリング転移プレート構造を示す。図３は、保持リング２０１、転移プレート２０
２、鋳造リング２０４、該鋳型本体を他の構成要素に固定するための鋳型本体アダプタ２
０５ａを有する鋳型本体２０５、鋳型本体ダム２０６、スペーサプレート２０７および水
流リング２０８を含む溶融金属鋳型システム２００を示す。
【００３０】
溶融金属は、図２に示すトラフシステム等の溶融金属分配装置から鋳型アパーチャ２１
０を通って受入れられて、冷却プロセス中に、図３に示す鋳型アセンブリの底部または下
方部を通って出てくる際に固化されることになる。始動中、スターティングブロックまた
はヘッドは、鋳造部品がその上で固化する底面を形成するために、鋳型キャビティ内に配
置される。溶融金属が、鋳型キャビティを充填して固化するにつれて、該スターティング
ブロックが下がって、固化したまたは部分的に固化した鋳造部品が、鋳型キャビティの底
部から出てくる。このプロセスは、所望の鋳造部品長に達するまで続けられる。
【００３１】
本発明の態様または実施形態は、転移プレート２０２のセルフセンタリング機能を維持
するために、該鋳型アセンブリのいくつかの構成要素に付勢力を供給または与える。この
実施形態のこの例においては、鋳造リング２０４に抗して転移プレート２０２に付勢力ま
たはセンタリング力を与えるために、転移プレート２０２と保持リング２０１との間に、
（図５のアイテム２３３等の）Ｏリングが用いられている。溶融金属が、構成要素を他よ
りもかなり速く摩耗または劣化させる可能性がある何らかの突起または非円滑領域を回避
するために、鋳造リング２０４に対する転移プレート２０２の位置決めまたはセンタリン
グを維持することが望ましい。転移プレート２０２に対する（図５におけるアイテム２３
７によって示されている）付勢力は、セルフセンタリング作用または機能をもたらし、熱
の付加および除去から生じる膨張および収縮の間に、浮遊または非固定転移プレート２０
２をもたらす可能性がある。
【００３２】
図３に示す実施形態の例は、具体的な組合せおよびアセンブリ方法およびいくつかの締
め具およびコネクタを示すが、説明したように構成要素を一緒に組立てるまたは固定する
多数の異なる方法のうちのいずれか１つを、本発明を実施する際に利用できることは、当
業者には正しく理解されるであろう。
【００３３】
図４は、図３にも示されている例示的な鋳型構造または鋳型アセンブリ２５０の構成の
立面断面図である。図４は、図３の分解図に示されているものの組立てバージョンである
鋳型アセンブリ２５０を示す。図４は、保持リング２０１、鋳造リング２０４、鋳型本体
２０５、転移プレート２０２、スペーサプレート２０７および水流リング２０８を示す、
本発明の実施形態に利用することのできる鋳型アセンブリ２５０の例を示す。細部５に示
されている構成要素は、以下、図５により完全に図示および記載されている。
【００３４】
図５は、図４の細部５である。図５は、図４の断面細部であり、保持リング２０１、鋳
造リング２０４、転移プレート２０２、鋳型キャビティ２１９、鋳型本体２０５、スペー
サプレート２０７、水流リング２０８、水ダム２１４を有する水路２１３、鋳型内を移動
する鋳造部品に対する水冷を実現するために、水流リング２０８から出てくる衝突水流２
１６を示す。
【００３５】
図５はさらに、Ｏリング２３３が、加圧下で、保持リング２０１と転移プレート２０２
との間にどのように配置されているかを示し、このことは、転移プレート２０２の角度の
付いた面２０２ａからの下方圧力を、これら２つの間の角度によって示されているように
、鋳造リング２０４上の角度の付いた面２０４ａに与える。該鋳造リング２０４の角度の付いた面２０４ａは角度が付いているが、該転移プレート２０２の角度の付いた面２０２ａと相互に作用する良好なセンタリング面を実現するために、ある範囲を利用してもよい。保持リング２０１が締め付けられて、該鋳型が組立てられると、転移プレート２０２の角度の付いた面２０２ａと、鋳造リング２０４の角度の付いた面２０４ａとの間に圧力が加わる。
【００３６】
本発明の実施形態において、特に大口径のビレット鋳型上での鋳造リング２０４に対す
る転移プレート２０２の組付けは、必要なはめ合いを実現するために、比較的精密でなけ
ればならない。しかし、この精密さは、熱い溶融金属の導入およびその後の該金属の除去
によって生じる熱膨張および熱収縮の影響を受ける。この膨張システムもまた、転移プレ
ート２０２が取付けられる際に、正しく配置するために、鋳造リング２０４の角度の付い
た面２０４ａと組み合わせられた転移プレート２０２の角度の付いた面２０２ａの相互作
用により、該転移プレートが自身をセルフセンタリングするというセルフセンタリング機
能を有する。そして、保持リング２０１が、該リングと転移プレート２０２との間のＯリ
ング２３３に固定されると、鋳造リング２０４に対する転移プレート２０２の比較的精密
でセンタリングされた組付けが生じ、およびＯリング２３３を使用することによって、こ
れに圧力をかけるか、または、熱膨張および熱収縮中を含む、鋳造リング２０４に対する
転移プレート２０２の継続的な望ましい配置を可能にする関係に予め付勢力を与える。
【００３７】
当業者には、該実施形態のこの例においては、Ｏリング２３３が用いられているが、本
発明を実施するのに特に必要ないが、板バネ等の鋳造リングに対して転移プレート２０２
を下方へ付勢するのに、他のメカニズムを用いることができることは正しく理解されるで
あろう。
【００３８】
また、図５には、当業界において、与えられた鋳型の穴長２１７と呼ばれるものが示さ
れている。該穴長は、一般に、金属が、この種の適用における鋳造リング２０４に遭遇する箇所から、該穴長を表すブラケット２１７の下方のポイントに示すような水の衝突が生
じる箇所への転移から定義され、および識別される。水流リング２０８から出てくる冷却
剤または水２１６は、穴長２１７を測定するための第２の参照ポイント、すなわち、水の
衝突が起きる箇所を形成する。
【００３９】
異なる鋳造速度においては、特定の鋳造に対して、異なる穴長を有することが望ましい
。多くの場合、異なる穴長を利用するのに、異なる鋳型を使用しなければならず、異なる
鋳型は、（現存する構成要素では調節することのできない）予め構成され、予め定義され
た穴長をもたらすであろう。しかし、本発明の態様は、使用されるスペーサプレート２０
７を、所与の所望の用途に対して、鋳型全体を変更することなく、より厚いスペーサプレ
ートに置換えて、それによって穴長に影響を及ぼすことができるようなそれぞれが異なる
厚さの複数のスペーサプレート２０７を提供する。これは、穴長調節システムである。図
６は、以下に説明するように、同じ鋳型アセンブリに挿入した場合の（図５に示すような
）スペーサプレート２０７とは異なる厚さのスペーサプレート２３５を示す。異なるサイ
ズのスペーサプレートは、それにより、図５に示すような穴長２１７とは異なるかまたは
違った穴長２１８をもたらす。図６における他の全ての符号は、図５と同様の符号である
ため、ここでは繰り返さない。
【００４０】
また、図５は、転移プレート２０２から鋳造リング２０４にわたる金属流を表し、鋳造
プロセス中に、油がそこを通って該鋳造リングへ分配され、かつ該鋳造リングを通って鋳
型キャビティ２１９へ供給される導管を形成する矢印２３６を示す。矢印２３６は、鋳造
リング２０４へ向かう溶融金属の流れを示す。鋳型アセンブリ構成要素をまとめて固定す
る水流リングボルト２３８およびスペーサプレートボルト２３９が図示されている。
【００４１】
図６は、図４の細部５の別例の縦断面図である。図６は、図４の詳細な断面図であり、保持リング２０１、鋳造リング２０４、転移プレート２０２、鋳型キャビティ２１９、鋳型本体２０５、ス
ペーサプレート２３５、水流リング２０８、水ダム２１４を有する水路２１３、該鋳型内
を移動する鋳造部品に対する水冷を実行するための水流リング２０８から出てくる衝突水
流２１６を示す。
【００４２】
図６はさらに、Ｏリング２３３が加圧下で、保持リング２０１と転移プレート２０２と
の間にどのように配置されているか、およびそれによって、これら２つの間の角度によっ
て示されているように、転移プレート２０２が、該Ｏリングから鋳造リング２０４へどの
ように付勢力を伝達するかを示す。保持リング２０１が締め付けられて、該鋳型が組立て
られると、転移プレート２０２の角度の付いた面２０２ａと、鋳造リング２０４の角度の
付いた面２０４ａとの間に圧力が加わる。
【００４３】
本発明の実施形態において、特に大口径のビレット鋳型上での鋳造リング２０４に対す
る転移プレート２０２の組付けは、必要なはめ合いを実現するために、比較的精密でなけ
ればならない。しかし、この精密さは、熱い溶融金属の導入およびその後の該金属の除去
によって生じる熱膨張および熱収縮の影響を受ける。この膨張システムもまた、転移プレ
ート２０２が取付けられる際に、正しく配置するために、鋳造リング２０４の角度の付い
た面２０４ａと組み合わせられた転移プレート２０２の角度の付いた面２０２ａの相互作
用により、該転移プレートが自身をセルフセンタリングするというセルフセンタリング機
能を有する。そして、保持リング２０１が、該リングと転移プレート２０２との間のＯリ
ング２３３に固定されると、鋳造リング２０４に対する転移プレート２０２の比較的精密
でセンタリングされた組付けが生じる。Ｏリング２３３を使用することによって、これに
圧力をかけるか、または、熱膨張および熱収縮が生じている間中、鋳造リング２０４に対
する転移プレート２０２の継続的な望ましい配置を可能にする関係に予め付勢力が与えら
れる。
【００４４】
該実施形態のこの例においては、Ｏリング２３３が用いられているが、本発明を実施す
るのに特に必要なく、板バネ等の油配分リングに対して該転移プレートを下方へ付勢する
のに、他のメカニズムを用いることができることは当業者には正しく理解されるであろう
。
【００４５】
また、図６には、当業界において、所与の鋳型の穴長２１８と呼ばれるものが示されて
いる。該穴長は、一般に、金属が、この種の適用における鋳造リング２０４に遭遇する箇
所から、（該穴長を表す）ブラケット２１８の下方端部における箇所に示すような水の衝
突が生じる箇所への転移である。水流リング２０８から出てくる水２１６は、第２の参照
ポイントを形成する。
【００４６】
異なる鋳造速度においては、特定の鋳造に対して、異なる穴長を有することが望ましい
。多くの場合、一般には調節することのできない予め構成され、かつ予め定義された穴長
を有する異なる鋳型を用いなければならない。しかし、本発明の態様は、スペーサプレー
ト２０７等の１つのスペーサプレートを、所与の所望の用途に対して、鋳型全体を変更す
ることなく、スペーサプレート２３５等のより厚いスペーサプレートに置換えて、それに
よって穴長を変更することができるようなそれぞれが異なる厚さの複数の使用される（ア
イテム２０７および２３５等の）スペーサプレートを提供する。以下に説明するように図
６は、同じ鋳型に挿入した場合のスペーサプレート２０７とは異なる厚さのスペーサプレ
ート２３５を示し、それにより、図５に示すような穴長２１７とは異なるかまたは違った
穴長２１８をもたらす。図６における他の全ての符号は、図５と同様の符号であるため、
ここでは繰り返さない。
【００４７】
本発明の所与の実施形態における穴長の変更は、全て本発明の異なる実施形態の意図の
範囲内にあるが、鋳型アセンブリにスペーサプレートを設けずに、１つ以上のスペーサプ
レートを付加して、該鋳型の穴長を変更すること、または、（スペーサプレートなしでス
タートして、１つ以上のスペーサプレートを付加することにより、あるいは、１つ以上の
スペーサプレートでスタートした後、必要に応じて、スペーサプレートを付加または除去
することにより）同じ鋳型に対して、異なる穴長を実現するのに用いることのできる等し
い厚さの複数のスペーサプレートを設けることを含む多数の異なる方法のうちの１つ以上
で遂行することもできる。
【００４８】
また、図６は、転移プレート２０２から鋳造リング２０４にわたる溶融金属の流れを表
し、および鋳造プロセス中に、油がそこを通って該鋳造リングへ分配され、かつ該鋳造リ
ングを通って鋳型キャビティ２１９へ供給される導管を形成する矢印２３６を示す。矢印
２３６は、鋳造リング２０４へ向かう溶融金属の流れを示す。
【００４９】
図７は、図４の細部５の別例の縦断面図である。ただし、同じ厚さの２つのスペーサプレートがあり、それにより、異なる穴長を有する同じ鋳型を示している。図７の符号は、図６の同様の符号と同じであり、ただし、同じ厚さで図示されているが、異なる厚さであってもよい第１のスペーサプレート２３６と、第２のスペーサプレート２３７とが付加されている。
【００５０】
図８は、図５中の細部８（二点鎖線部分）の拡大図であり、転移プレート２０２から鋳造リング２０４へ進む金属流２３６および鋳型キャビティ２１９を示す。油が鋳造リング２０４を通って浸透し、下方へ流れる溶融金属流２３６に接触する、鋳造リング２０４の内面に潤滑をもたらすことは、当業者には正しく理解されるであろう。
【００５１】
図８は、転移プレート２０２の角度の付いた面２０２ａと、鋳造リング２０４の角度の
付いた面２０４ａとを介した、転移プレート２０２と鋳造リング２０４との境界を示し、
それらは両方共、一実施形態のこの例において、ほぼまたは比較的平坦に図示されている
。
【００５２】
図９も図５中の細部８（二点鎖線部分）の別例の拡大図である。ただし、鋳造リング２０４の角度の付いた面２０４ａに、円弧部１９９が図示されている。鋳造リング２０４の角度の付いた面２０４ａおよび転移プレート２０２の角度の付いた面２０２ａは共に（図１１に示すように）円弧部を含むことができ、もしくは共に、（図８に示すような）平坦な角度の付いた面であってもよいこと、または、転移プレート２０２の角度の付いた面２０２ａは、輪郭がほぼ平坦である鋳造リング２０４の角度の付いた面２０４ａと結合する円弧部１９８として図示されている円弧部等の（図１０に示されている）円弧部を含むことができることも、当業者には、正しく理解されるであろう。図９の円弧部１９９および図１０の円弧部１９８は、本発明を実施するのに特に必要ではないが、適用または実施形態により、多数の異なる値のうちのいずれか１つとすることができることを理解すべきである。図示されている円弧の半径は、例示目的のために誇張されており、いずれかの特定の適用のために、（鋳型の直径、鋳造リングの構造および転移プレートの構造等の）いくつかの要因に基づいて、所望の円弧部に変えられる。他の全ての同様の符号は、図８の場合と同じであり、ここでは繰り返さない。
【００５３】
図１０も図５の細部８であり、ただし、転移プレート２０２の角度の付いた面２０２ａ
に、円弧部１９８が図示されている。他の全ての同様の符号は、図８の場合と同じであり
、ここでは繰り返さない。
【００５４】
図１１も図５中の細部８（二点鎖線部分）の拡大図である。ただし、鋳造リング２０４の角度の付いた面には円弧部１９９が図示されており、また、転移プレート２０２の角度の付いた面２０２ａには円弧
部１９８が図示されている。他の全ての同様の符号は、図８の場合と同じであり、ここで
は繰り返さない。
【００５５】
図１２は、本発明の実施形態に利用することのできる鋳型アセンブリに垂直方向に重な
るトラフアセンブリの一例の立面図である。図１２は、溶融金属トラフシステム１５０と
鋳型アセンブリ２５０との間の矢印１６３によって表されている溶融金属の流れと共に、
上記した図４のはじめで詳しく説明した鋳型アセンブリ２５０の垂直方向上の、図２に示
しかつ詳しく説明した溶融金属トラフシステム１５０を示す。鋳型アセンブリ２５０から
出てくる鋳造部品２７１が見えており、矢印２７２は、該鋳型に供給された溶融金属が固
化するにつれて、該鋳造部品が徐々に降下してきて、それによって、ビレットとも呼ばれ
る鋳造部品２７１を鋳造することを示している。
【００５６】
図１２は、トラフ本体インレット部１５１ａとトラフ主本体部１５１ｂとを有する溶融金属配分トラフ本体１５１を示す。トラフゲート（またはアパーチャ）１５７、１５８および１５９が図１２に示されており、それぞれゲート１５７、１５８および１５９を通る溶融金属の流れは
、それぞれ矢印１７５、１７６および１７７によって示されている。トラフ本体１５１ｂ
内には、溶融金属内部トラフ１５３が図示されており、また、溶融金属内部トラフ１５３と、溶融金属トラ
フシステム１５０のトラフアパーチャ１６０（図２に示す）との間には、内側トラフ壁１５４が図示されている。トラフ本体インレット部１５１ａ内には、トラフインレット１５２が図示されている。
【００５７】
当業者には、所与の鋳型に対して変更を遂行するための、置換え可能なスペーサプレー
トのシステムにおける容易に変更可能な穴長を有するという便益または潜在的な効果が正
しく認識されるであろう。このことは、例えば、鋳造棟内に多数の鋳型を要しないという
便益をもたらす可能性があり、あるいは、穴長を最適化することにより、結果として生じ
る鋳造部品の品質が、より容易かつ経済的に改良されることになる。
【００５８】
当業界においては、穴長をどのように定義するかに関しては相違があるかもしれないが
、穴長は、一般に、溶融金属が鋳造面に接触する箇所と、鋳造部品への水の衝突がある下
方縁部との間の距離として定義される。この距離は、一般に、成形プロセスにおいて異な
る影響と、結果として生じる鋳造部品とを有し、いくつかの実施形態において、水の衝突
距離は、溶融金属の固化が、該鋳造リングまでどのくらい上方で生じるかを決める。通常
、鋳造プロセスの目的は、所与の鋳造速度および鋳型アセンブリに対して、その穴長を最
適化することである。このことは、多数のスペーサプレートを有する１つの鋳型アセンブ
リシステムの販売が、顧客に対して、適応性および最適化機能を与えることを可能にする
。
【００５９】
鋳型膨張システムの実施形態においては、該転移プレート、または当業界において、時
にこのように呼ばれることがある「Ｔプレート」は、１つの位置に固定されないという点
で浮遊しており、これは、該転移プレートが、該鋳造リングの対向する角度の付いた面と
相互に作用する角度の付いた面を有し、（本開示に示した実施形態においては、Ｏリング
である）Ｔプレートの上のばねによって、下方に引っ張られているかまたは予め付勢され
ているためである。該転移プレートが、概して円形であり、該鋳造リングが、概して円形
である円形鋳造部品構造においては、下方への付勢と、対向する角度の付いた面との組合
せが、セルフセンタリングという特徴または効果をもたらす。うまくセンタリングされて
いる転移プレートを有していないと、良好にセンタリングされている場合よりも早く劣化
する可能性のある該転移プレートの露出部分を残し、または残す可能性があり、また、劣
化する転移プレートは、結果として生じる鋳造部品またはビレットの表面品質に影響を及
ぼすであろう。この膨張システムは、良好なセルフセンタリングメカニズムを実現できる
だけではなく、該転移プレートが、該Ｏリングからの一定の付勢または力の下にあるため
、一般に、溶融金属によってもたらされる熱による鋳型アセンブリの膨張および収縮中に
維持することのできるこのようなセンタリングももたらす。本発明の態様は、従来のシス
テムで起きる可能性のある劣化を低減または回避するのを補助することができる。ここで
もまた、本発明を実施するのに特に必要ではないが、ばねまたは板バネ等の付勢力を与え
るための他のメカニズムを、Ｏリングの代わりに利用することができることは、当業者に
は正しく理解されるであろう。
【００６０】
本発明の態様および実施形態は、大口径の鋳型において良好に適用するが、本発明また
は本発明の異なる態様は、そのように限定されない。大口径の鋳型という用語を用いる場
合、一般には、２０または２１インチ以上の直径の鋳型を指す。
【００６１】
当業者には正しく理解されるように、本発明に関する多くの実施形態、および利用する
ことのできる要素および構成要素の変形例があり、それら全てが、本発明の範囲に含まれ
る。
【００６２】
例えば、一実施形態における、ビレット状鋳造部品を鋳造するための連続鋳造溶融金属
供給システムであって、外側トラフ閉じ込め壁、および該外側トラフ閉じ込め壁の内側同
心円状の内側トラフ壁であって、該内側トラフ壁が、ビレット状溶融金属供給トラフアパーチャを囲みかつ画成し、および該内側トラフ壁の周りに複数の溶融金属ゲートを含み、および該内側トラフから該供給アパーチャへの流路を形成するように構成されている、外側トラフ閉じ込め壁および内側トラフ壁と、該内側トラフに操作可能に接続され、溶融金属を受入れて、それをトラフ本体内の該内側トラフへ供給するように配置されたトラフインレットとで構成された溶融金属配分トラフ本体を備える、連続鋳造溶融金属供給システムである。
【００６３】
本発明の別の実施形態においては、付勢型セルフセンタリング転移プレートシステムを
含む連続鋳造溶融金属鋳型アセンブリが提供され、該アセンブリは、鋳造リングの中心に
向かって内側に角度が付けられた上方の角度の付いた面を有する鋳造リングと、径方向外
側に角度が付けられた下方の角度の付いた面を有し、該鋳造リングの上方の角度の付いた
面と相互に作用するように構成された転移プレートと、該転移プレートに対して下方に伝
達される付勢力とを備え、該鋳造リングの上方の角度の付いた面と、該転移プレートの下
方の角度の付いた面との相互作用が、該付勢力と相まって、該鋳造リングに対するセルフ
センタリング転移プレートをもたらす。この実施形態において、該転移プレートは、非固
定方式で、または、該鋳造リングに対して浮遊する方式で、該鋳造リングと相互に作用す
るように設けることができる。
【００６４】
本発明の別の実施形態において、所与の穴長を有する連続鋳造溶融金属鋳型システムが
提供され、該システムは、穴長を有する鋳型アセンブリであって、前記鋳型アセンブリが
、少なくとも１つのスペーサプレートを含み、該少なくとも１つのスペーサプレートのう
ちの１つ以上が、転移点と、衝突の領域との間に設けられ、それによって、該鋳型の穴長
を変更する鋳型アセンブリを備える。このことは、可変穴長鋳型システムをもたらす。
【００６５】
本発明のまた別の実施形態においては、ビレット状鋳造部品を鋳造するための連続鋳造
溶融金属システムが提供され、該システムは、外側トラフ閉じ込め壁、および該外側トラ
フ閉じ込め壁の内側同心円状の内側トラフ壁であって、該内側トラフ壁が、ビレット状溶
融金属供給アパーチャを囲みかつ画成し、および該内側トラフ壁の周りに複数の溶融金属
ゲートを含み、および該内側トラフから該供給アパーチャへの流路を形成するように構成
されている、外側トラフ閉じ込め壁および内側トラフ壁と、該内側トラフに操作可能に接
続され、溶融金属を受入れて、それをトラフ本体内の該内側トラフへ供給するように配置
されたトラフインレットとで構成された溶融金属配分トラフ本体と、該溶融金属配分トラ
フ本体の溶融金属供給アパーチャから溶融金属を受入れるように配置された鋳型キャビテ
ィを有する鋳造リングであって、該鋳造リングが、該鋳造リングの中心に向かって内側に
角度が付けられた上方の角度の付いた面を含む鋳造リングと、径方向外側に角度が付けら
れた下方の角度の付いた面を有し、該鋳造リングの上方の角度の付いた面と相互に作用す
るように構成された転移プレートと、該転移プレートに対して下方に伝達される付勢力と
を備え、該鋳造リングの上方の角度の付いた面と、該転移プレートの下方の角度の付いた
面との相互作用が、該付勢力と相まって、該鋳造リングに対するセルフセンタリング転移
プレートをもたらし、該鋳型キャビティに対して冷却剤の衝突をもたらすように構成され
た水流リングをさらに備え、および該転移プレートと該水流リングとの間の距離が鋳型穴
長を定義し、さらに、該転移プレートと該水流リングとの間に、少なくとも１つのスペー
サプレートが設けられ、それによって、該少なくとも１つのスペーサプレートは、該鋳型
の穴長を変更する、連続鋳造溶融金属システムである。
【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】
0005357969.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005357969.tif 000011
【図１１】
0005357969.tif 000012
【図１２】
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