(57)【要約】  【課題】低コストで形状の異なる鋳物片を製造することのできる加熱鋳型式の連続鋳造装置を提供する。  【解決手段】加熱鋳型２０を有する加熱鋳型式の連続鋳造装置１は、加熱鋳型２０の鋳型出口２０ａの下流側に設置され、鋳型出口２０ａから引き出された半凝固状態の溶湯６を冷却するための冷却装置４０と、鋳型出口２０ａと冷却装置４０との間において、鋳型出口２０ａに近接して設置され、半凝固状態の溶湯６を塑性変形加工する加工位置と、加工位置から退避した退避位置との間で移動可能なスライド金型３１を有するスライド式金型部３０と、を備え、スライド金型３１により塑性変形加工された連続鋳物片７を製造する。【選択図】図１
2016040042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱鋳型を有する加熱鋳型式の連続鋳造装置において、
前記加熱鋳型の鋳型出口の下流側に設置され、前記鋳型出口から引き出された半凝固状態の溶湯を冷却するための冷却装置と、
前記鋳型出口と前記冷却装置との間において、前記鋳型出口に近接して設置され、前記半凝固状態の溶湯を塑性変形加工する加工位置と、前記加工位置から退避した退避位置との間で移動可能なスライド金型を有するスライド式金型部と、
を備え、前記スライド金型により塑性変形加工された連続鋳物片を製造することを特徴とする連続鋳造装置。
【請求項２】
前記スライド式金型部は、前記スライド金型を加熱するための加熱装置を備えることを特徴とする請求項１記載の連続鋳造装置。
【請求項３】
前記スライド金型は、分割された複数の分割スライド金型から構成され、
前記スライド式金型部は、前記分割スライド金型を前記加工位置と前記退避位置との間で移動させるためのスライド駆動装置を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の連続鋳造装置。
【請求項４】
前記スライド式金型部は、前記スライド金型を複数備え、
複数の前記スライド金型は、前記半凝固状態の溶湯の引き出し方向において同じ位置に設置され、スライド時に互いに衝突しないように異なるスライド方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載の連続鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱鋳型式の連続鋳造法に用いられる加熱鋳型式の連続鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、加熱鋳型式の連続鋳造法が提案されており、例えば、下記特許文献１〜３に開示されている。加熱鋳型式の連続鋳造法では、鋳型の出口の内壁面の温度を鋳物金属材料の凝固温度以上となるように鋳型を加熱することによって、鋳型内部において側壁に沿って凝固殻が形成されるのを防止している。
【０００３】
加熱鋳型内の金属溶湯は、鋳型出口を出ると同時に、冷却されて凝固し始めるため、加熱鋳型式の連続鋳造法によれば、表面欠陥の少ない、一方向に揃った結晶組織を有する連続鋳物片を得ることができるとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭５５−４６２６５号公報
【特許文献２】特公平１−２２０６１号公報
【特許文献３】特開平７−２５６３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、近年、少量多品種の鋳物製品の要望が高まっているが、種々の鋳物形状に対応するためには、連続鋳物片の形状を変える必要があり、従来の連続鋳造方法では、加熱鋳型そのものの形状を変更しなければならない。しかし、加熱鋳型の形状を変更するには、非常に手間とコストがかかる。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、低コストで形状の異なる鋳物片を製造することのできる加熱鋳型式の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】
上記課題を解決するために、本発明に係る連続鋳造装置は、加熱鋳型を有する加熱鋳型式の連続鋳造装置において、前記加熱鋳型の鋳型出口の下流側に設置され、前記鋳型出口から引き出された半凝固状態の溶湯を冷却するための冷却装置と、前記鋳型出口と前記冷却装置との間において、前記鋳型出口に近接して設置され、前記半凝固状態の溶湯を塑性変形加工する加工位置と、前記加工位置から退避した退避位置との間で移動可能なスライド金型を有するスライド式金型部と、を備え、前記スライド金型により塑性変形加工された連続鋳物片を製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る連続鋳造装置によれば、スライド金型の形状を変えるだけで、容易に異なる形状の鋳物片を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る連続鋳造装置の構成を概略的に示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るスライド式金型部の構成を概略的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る加熱鋳型式の連続鋳造装置について説明する。図１は、本実施形態に係る連続鋳造装置の構成を概略的に示す模式図であり、一部を断面図で示している。図２は、本実施形態に係るスライド式金型部の構成を概略的に示す模式図であり、溶湯の引き出し方向の下流側から見た図である。
【００１１】
連続鋳造装置１は、電気炉のるつぼ１０と、加熱鋳型２０と、加熱鋳型２０の鋳型出口２０ａ下流側に隣接して設置されたスライド式金型部３０と、冷却装置４０と、ピンチロール４５と、連続鋳造装置１の動作を制御する制御装置５０とを備えている。
【００１２】
本実施形態では、連続鋳造装置１で使用する鋳物金属材料として、日本工業規格（JIS）で定められた、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系のアルミニウム合金であるＡＤＣ１２を用いた。もちろん、金属材料は、ＡＤＣ１２に限らず、例えば、他のアルミニウム合金、他の金属を主成分とする合金等、種々の金属を使用することができる。さらに、金属材料に限らず、プラスチックやセラミックス等、全ての工業材料に適用できる。
【００１３】
るつぼ１０内には、加熱溶融された金属材料である溶湯５が入っている。るつぼ１０内の溶湯５は、その融点よりも約20℃高い温度となるように加熱されている。るつぼ１０は、湯面調節ブロック１５を備えており、制御装置５０により、湯面調節ブロック１５が適宜湯面調節のために上昇又は下降するよう駆動制御される。
【００１４】
加熱鋳型２０は、ヒーター２２を備え、鋳型の内壁温度を金属材料（ＡＤＣ１２）の融点以上に加熱している。本実施形態では、制御装置５０は、加熱鋳型２０の内壁温度がＡＤＣ１２の融点よりも約10℃高い温度となるように加熱制御している。
【００１５】
加熱鋳型２０の鋳型出口２０ａの形状は円形であり、るつぼ１０内の溶湯５は、鋳型出口２０ａから円柱形状に引き出され、るつぼ１０の外に出た後は急速に凝固し始め、半凝固状態の溶湯６となる。
【００１６】
スライド式金型部３０は、加熱鋳型２０の鋳型出口２０ａの下流側に隣接して設置されている。スライド式金型部３０は、二分割された分割スライド金型３１と、分割スライド金型３１を加熱するための加熱装置であるヒーター３３と、分割スライド金型３１をスライド駆動するためのスライド駆動装置３５とを備えている。
【００１７】
スライド式金型部３０は、鋳型出口２０ａから円柱形状で出てくる半凝固状態の溶湯６を正角柱上に塑性変形加工するための装置であり、分割スライド金型３１は、半凝固状態の溶湯６に接する先端がＹ字形の形状となっている。二つの分割スライド金型３１が半凝固状態の溶湯６の搬送経路上で合体した状態では、二つの分割スライド金型３１によって正方形の金型が形成され、円柱形状の半凝固状態の溶湯６（図２（ａ））が正角柱形状に加工（図２（ｂ））される。
【００１８】
ヒーター３３は、各分割スライド金型３１に設置されており、分割スライド金型３１をＡＤＣ１２の融点よりも約10℃高い温度に加熱するように、制御装置５０により制御される。
【００１９】
スライド駆動装置３５は、制御装置５０の駆動により、分割スライド金型３１を、溶湯搬送経路上に位置して半凝固状態の溶湯６を変形加工させる加工位置と、溶湯搬送経路上から退避した退避位置との間で、溶湯５，６の引き出し方向（搬送方向）と直交する方向にスライド駆動させる。スライド駆動装置３５としては、例えば、エアシリンダ、油圧シリンダ、モーター等を用いることができる。
【００２０】
ここで、分割スライド金型３１は、冷却装置４０の上流側において、鋳型出口２０ａに近接して設置されており、その上流側端面が鋳型出口２０ａの外側端面にぎりぎり接触しないでスライドするように設置されている。
【００２１】
加熱鋳型２０の鋳型出口２０ａから引き出された溶湯５は、急速に凝固を始めて半凝固状態の溶湯６となり、引き続き、冷却装置４０により冷却されて完全に凝固した鋳物となる。よって、半凝固状体の鋳塊６を塑性変形加工するためには、スライド式金型部３０は、冷却装置４０の上流側であって、鋳型出口２０ａの下流側に近接した位置に設置する必要がある。
【００２２】
スライド式金型部３０が鋳型出口２０ａよりも離れた場所に位置してしまうと、スライド式金型部３０の位置までに溶湯５が半凝固状態よりもさらに凝固してしまって、塑性変形させることができなくなってしまう。
【００２３】
冷却装置４０は、鋳型出口２０ａから引き出されて半凝固状態の溶湯６を水冷により完全に凝固させるための装置である。冷却装置４０は、例えば、上方からのみ冷却水を半凝固状態の溶湯６に対して垂らす構成でも良いし、柱状体の軸周りの複数の方向（例えば、四方向）から柱状体に対して冷却水を噴射する構成でも良い。
【００２４】
ピンチロール４５は、冷却装置４０により冷却されて凝固した角柱形状の連続鋳物片７（溶湯５，６）を引き出しながら下流側へ搬送するための駆動装置である。制御装置５０は、るつぼ１０、加熱鋳型２０、スライド式金型部３０、冷却装置４０、ピンチロール４５と接続されており、これらの部材の動作を制御する。
【００２５】
以上、本発明の実施形態に係る連続鋳造装置１によれば、加熱鋳型２０の鋳型出口２０ａから、鋳型出口２０ａの出口形状に成形されながら引き出された直後の半凝固状態の溶湯６を、スライド式金型部３０によりさらに所望の形状に塑性変形加工することができる。
【００２６】
分割スライド金型３１の形状は、簡単に低コストで変更することができるので、本実施形態によれば、低コストで異なる形状の鋳物片を製造することができる。
【００２７】
なお、本発明の実施の形態は、上述した形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、二つの分割スライド金型から構成されるスライド金型を正方形の金型としたが、製造したい所望の鋳物片の形状に合わせて、丸形、楕円形、星形等、適宜スライド金型の形状を変更可能である。
【００２８】
また、上記実施形態では、スライド式金型部のスライド金型を、二分割の分割スライド金型としたが、三分割、四分割以上の分割スライド金型としても良いし、分割しないで一体型のスライド金型としても良い。
【００２９】
なお、分割スライド金型であれば、連続鋳造中に加工位置と退避位置との間でスライド進退させることができるが、一体型のスライド金型の場合には、連続鋳造中にスライド進退させることはできない。
【００３０】
また、複数のスライド金型を設置しておき、選択的に所望のスライド金型を使用するようにしても良い。例えば、上下方向にスライドする丸形の第一分割スライド金型と、水平にスライドする正方形の第二分割スライド金型とを設置しておき、選択的に使用するように構成すれば良い。
【００３１】
なお、複数のスライド金型を設置する場合、スライド金型の設置場所が加熱鋳型出口から離れてしまうと、溶湯の凝固が進んで塑性変形加工できなくなるので、全てのスライド金型を加熱鋳型出口の下流側に近接して設置するのが望ましい。
【００３２】
すなわち、溶湯の引き出し方向において、加熱鋳型出口の下流側に隣接した同じ位置に複数のスライド金型を設置するのが望ましい。この場合には、上述したように、複数のスライド金型間のスライド方向を異ならせ、スライド時に衝突しないようにする必要がある。
【符号の説明】
【００３３】
１      連続鋳造装置
１０    るつぼ
１５    湯面調節ブロック
２０    加熱鋳型
２０ａ  鋳型出口
２２    ヒーター
３０    スライド式金型部
３１    分割スライド金型
３３    ヒーター
３５    スライド駆動装置
４０    冷却装置
４５    ピンチロール
５０    制御装置
５      溶湯
６      半凝固状態の溶湯
７      連続鋳物片
【図１】
2016040042.tif 000003
【図２】
2016040042.tif 000004