(57)【要約】      （修正有）【課題】大掛かりな設備を必要とせず、かつ、段取りに多大な時間を要することもなく、重さの異なるインゴットを製造することができるインゴットの製造方法、インゴット及び鋳型を提供する【解決手段】連続鋳造機に、第１の深さｄ１を有する複数の凹部１２ａ及び第２の深さｄ２を有し隣接する凹部１２ａ間を連通する溝部１２ｂが設けられた鋳型１２を配置し、第１の重さのインゴットを鋳造する場合には、鋳型１２に凹部１２ａから溝部１２ｂに溢れない量の溶融アルミニウムを供給してインゴットを鋳造し、第２の重さのインゴットを鋳造する場合には、鋳型１２に凹部１２ａから溝部１２ｂに溢れる量の溶融アルミニウムを供給して隣接する凹部１２ａ間を溝部１２ｂで連結した空間に応じた形状のインゴットを鋳造する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造機に、第１の深さを有する複数の凹部及び前記第１の深さより浅い第２の深さを有し、少なくとも２つの隣接する前記凹部間を連通する溝部が設けられた鋳型を配置し、
第１の重さのインゴットを鋳造する場合には、前記連続鋳造機に配置された鋳型に前記凹部から前記溝部に溢れない量の溶融金属を供給してインゴットを鋳造し、前記第１の重さよりも重い第２の重さのインゴットを鋳造する場合には、前記連続鋳造機に配置された鋳型に前記凹部から前記溝部に溢れる量の溶融金属を供給して隣接する前記凹部間を前記溝部で連結した空間に応じた形状のインゴットを鋳造する
インゴットの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のインゴットの製造方法であって、
前記連続鋳造機に前記鋳型を連接して配置し、
前記連続鋳造機に溶融金属を供給するポイントの近くに、可搬性を有し、前記溶融金属を貯留する加圧式取鍋を搬送し、
前記加圧式取鍋に貯留された溶融金属の重さを算出し、
前記加圧式取鍋から前記連続鋳造機に溶融金属を供給するポイントに、前記第１の重さ又は第２の重さに応じた単位時間当り量の溶融金属を供給するように、前記算出された溶融金属の重さに基づき前記加圧式取鍋の内部を加圧する圧力を算出し、
前記算出された圧力で前記加圧式取鍋の内部を加圧することで、前記加圧式取鍋から前記ポイントに前記溶融金属を供給し、
流路を介して前記ポイントから前記連接する鋳型に溶融金属を連続的に供給する
インゴットの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のインゴットの製造方法により製造されるインゴットであって、
隣接する前記凹部間を前記溝部で連結した空間に応じた形状を有するインゴット。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のインゴットの製造方法に用いられる鋳型であって、
第１の深さを有する複数の凹部及び前記第１の深さより浅い第２の深さを有し、少なくとも２つの隣接する前記凹部間を連通する溝部が設けられた鋳型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造機を使って金属製のインゴットを鋳造するインゴットの製造方法、インゴット及び鋳型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からアルミニウムなどの金属材料はインゴットに鋳造して搬送されている。このようなインゴットは例えば連続鋳造機によって製造される。
【０００３】
連続鋳造機は無端状のコンベア上にインゴット用の鋳型を連接して配置し、コンベアにより移送される鋳型に溶融アルミニウムを所定の供給位置で連続的に供給している（特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、このようなアルミニウムのインゴットを用いて部品などを製造する工場では、従来から溶解炉に例えば５ｋｇ程度の重さのインゴットを必要に応じて投入していたが、最近ではこのような５ｋｇ程度の重さよりも細かな単位の重さ、例えば１ｋｇ程度の重さの単位でインゴットの投入を管理することが要求されている。その一方で、それ程細かな単位ではなく２．５ｋｇ程度の重さの単位でインゴットの投入を管理することが要求される場合もある。また、更に細かな単位、１００ｇ単位でインゴットの投入を管理することが要求される場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０８３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなインゴットを製造して供給する側では、例えば１ｋｇ程度の重さのインゴットと２．５ｋｇ程度の重さのインゴットとをそれぞれ別々のラインに分けて、それぞれのラインの連続鋳造機で重さの異なるインゴットを鋳造することが考えられるが、それぞれ別個の設備が必要となり、設備が大掛かりになってしまう。
【０００７】
また、インゴットを製造して供給する側で、例えば１ｋｇ程度の重さのインゴットを製造する場合や２．５ｋｇ程度の重さのインゴットを製造する場合に応じて連続鋳造機で用いる鋳型を交換して対応することが考えられるが、段取りに多大な時間を要する。通常、このような連続鋳造機には一台につきかなり多数の鋳型が配置されており、その鋳型の取り外しや別の鋳型の固定の作業量を考慮すると、鋳型の交換による対応は現実的ではない。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、大掛かりな設備を必要とせず、かつ、段取りに多大な時間を要することもなく、重さの異なるインゴットを製造することができるインゴットの製造方法、インゴット及び鋳型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るインゴットの製造方法は、連続鋳造機に、第１の深さを有する複数の凹部及び前記第１の深さより浅い第２の深さを有し、少なくとも２つの隣接する前記凹部間を連通する溝部が設けられた鋳型を配置し、第１の重さのインゴットを鋳造する場合には、前記連続鋳造機に配置された鋳型に前記凹部から前記溝部に溢れない量の溶融金属を供給してインゴットを鋳造し、前記第１の重さよりも重い第２の重さのインゴットを鋳造する場合には、前記連続鋳造機に配置された鋳型に前記凹部から前記溝部に溢れる量の溶融金属を供給して隣接する前記凹部間を前記溝部で連結した空間に応じた形状のインゴットを鋳造するものである。
【００１０】
本発明のインゴットの製造方法では、鋳型に供給する溶融金属の量を変えることで、例えば凹部１個で最大１ｋｇ程度の重さのインゴットを鋳造することができる鋳型をそのまま用いて凹部から溝部に溢れる量の溶融金属を供給して隣接する凹部間を溝部で連結した空間に応じた形状のインゴットを鋳造することで例えば２．５ｋｇ程度の重さのインゴットを製造することが可能となる。つまり、一つの設備で段取り替えをすることなく、２種類の重さの異なるインゴットを製造することが可能となる。これにより、大掛かりな設備を必要とせず、かつ、段取りに多大な時間を要することもなく、重さの異なるインゴットを製造することができる。
【００１１】
ここで、鋳型に供給する溶融金属の量を変えることは、連続鋳造機の鋳型を送るコンベアのスピードを遅くするか、鋳型に供給する溶融金属の流量を変えることで簡単に対応ができる。
【００１２】
本発明の一形態に係るインゴットは、この製造方法により製造されるインゴットであって、隣接する前記凹部間を前記溝部で連結した空間に応じた形状を有するものである。
【００１３】
このインゴットは通常のインゴットより表面積が大きくなり溶解炉で使用するときの溶解スピードが速くなるメリットがある。また、タワー型溶解炉では排気ガスとの熱交換の効率が上がるメリットもある。
【００１４】
本発明の一形態に係る鋳型は、この製造方法に用いられる鋳型であって、第１の深さを有する凹部及び前記第１の深さより浅い第２の深さを有し、少なくとも２つの隣接する前記凹部間を連通する溝部が設けられたものである。
これにより、大掛かりな設備を必要とせず、かつ、段取りに多大な時間を要することもなく、重さの異なるインゴットを製造することができる。
【００１５】
ここで、本発明の一形態に係るインゴットの製造方法では、前記連続鋳造機に前記鋳型を連接して配置し、前記連続鋳造機に溶融金属を供給するポイントの近くに、可搬性を有し、前記溶融金属を貯留する加圧式取鍋を搬送し、前記加圧式取鍋に貯留された溶融金属の重さを算出し、前記加圧式取鍋から前記連続鋳造機に溶融金属を供給するポイントに、前記第１の重さ又は第２の重さに応じた単位時間当り量の溶融金属を供給するように、前記算出された溶融金属の重さに基づき前記加圧式取鍋の内部を加圧する圧力を算出し、前記算出された圧力で前記加圧式取鍋の内部を加圧することで、前記加圧式取鍋から前記ポイントに前記溶融金属を供給し、流路を介して前記ポイントから前記連接する鋳型に溶融金属を連続的に供給する
【００１６】
本発明の一形態では、連続鋳造機に溶融金属を供給するポイントの近くに可搬性を有する加圧式取鍋を搬送し、この加圧式取鍋からそのまま直接連続鋳造機に溶融金属を供給しているので、保持炉（溶解炉）やこれと連続鋳造機とを結ぶ樋などの流路は不要となる。従って、設備が大掛かりにならない。また、レイアウトや運用の変更があっても樋などの流路の再構成は不要なので、レイアウトや運用の変更に対して簡単に対応できる。つまり、連続鋳造機への溶融金属の供給を加圧式取鍋で行うことで、保持炉や長く複雑な樋が不要になり連続鋳造機がフレキシブルに配置でき、保持炉と連続式鋳造機の組合せも自由になる。また、溶融金属の保持炉としての機能が実質的に加圧式取鍋になり、工場内に複数の連続鋳造機が配置された場合には、各連続鋳造機にそれぞれ加圧式取鍋を搬送して対応すればよいので、製造量の増減に対して調整しやすく効率的になる。しかも、加圧式取鍋はクレーンなどによって宙吊りにする必要もなく、安全性も極めて高い。傾動式取鍋の場合には、安定した量の溶融金属を連続的に供給することができないので、この種のシステムには不向きであり、傾動させるための設備が必要であるので、設備が大掛かりとなる。一方、加圧式取鍋は工場内のエアーを使って加圧によりポイントに溶融金属が供給できるので、設備が大掛かりとならない。
【００１７】
そして、この方法に係る連続鋳造機では第１の重さ又は第２の重さに応じた定量の溶融金属を連続的に供給されることが要求される。本発明の一形態では、加圧式取鍋に貯留された溶融金属の重さに基づき加圧式取鍋の内部を加圧して溶融金属を供給しているので、第１の重さ又は第２の重さに応じた定量の溶融金属を安定して連続的に供給することが可能となる。
【００１８】
本発明の一形態に係るインゴットの製造方法では、前記加圧式取鍋に貯留された溶融金属の重さを算出する工程は、前記ポイントの近くに配置された荷重計に前記加圧式取鍋を載置し、前記荷重計の計測結果に基づき前記加圧式取鍋に貯留された溶融金属の重さを算出するものであり、前記算出された圧力で前記加圧式取鍋の内部を加圧することで、前記加圧式取鍋から前記ポイントに前記溶融金属を供給する工程は、前記荷重計に前記加圧式取鍋を載置したまま行うものである。
本発明の一形態では、荷重計に加圧式取鍋を載置したまま定量の溶融金属を安定して連続的に供給することが可能となる。
【００１９】
本発明の一形態に係るインゴットの製造方法では、前記荷重計の計測結果に基づき前記加圧式取鍋から前記ポイントに供給される溶融金属の流量を算出し、前記加圧式取鍋から前記ポイントに単位時間当り所定の量の溶融金属を供給するように、前記算出された流量に基づき前記加圧式取鍋の内部を加圧する圧力を補正してもよい。
本発明の一形態では、より正確に定量の溶融金属を安定して連続的に供給することが可能となる。
【００２０】
本発明の一形態に係るインゴットの製造方法では、前記流路の溶融金属の湯面の高さを検出し、前記検出された湯面の高さに基づき前記加圧式取鍋の内部を加圧する圧力を制御してもよい。
【００２１】
本発明の一形態では、流路の下流で詰まりなどにより溶融金属の流れが悪くなる、或いは溶融金属が全く流れなくなったときに、流路から溶融金属が溢れ出るような事故を防止できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、大掛かりな設備を必要とせず、かつ、段取りに多大な時間を要することもなく、重さの異なるインゴットを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るインゴットを製造するシステムの正面図である。
【図２】図１に示したシステムの上面図である。
【図３】図１に示したシステムにおける樋、分配用ドラム及び鋳型を示す正面図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る鋳型の上面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。
【図７】第１の重さのインゴットの場合の鋳型への溶湯アルミニウムの供給状態を示す図である。
【図８】第２の重さのインゴットの場合の鋳型への溶湯アルミニウムの供給状態を示す図である。
【図９】第１の重さのインゴットの形態の一例である。
【図１０】第２の重さのインゴットの形態の一例である。
【図１１】図１に示したシステムに用いられる加圧制御系の構成を示す図である。
【図１２】図１１に示した制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態に係るインゴットの製造方法を説明するためのフローである。
【図１４】本発明の他の実施形態に係るインゴットを製造するシステムの正面図である。
【図１５】本発明の図１４に示した取鍋の側面図である。
【図１６】図１５の上面図である。
【図１７】図１５の正面図である。
【図１８】図１６のＡ−Ａ断面図である。
【図１９】第１の重さのインゴットの形態の他の例である。
【図２０】第２の重さのインゴットの形態の他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るインゴットを製造するシステムを示す図、図２はその上面図である。
図１及び図２に示すように、このシステム１は、連続鋳造機１０と、加圧式取鍋２０と、流路３０と、荷重計４０と、制御装置７０（図５参照）とを有する。
【００２５】
連続鋳造機１０は、無端状のコンベア１１と、このコンベア１１上に連接して配置されたインゴット用の鋳型１２と、分配用ドラム１３と、コンベア１１及び分配用ドラム１３を駆動する駆動部（図示せず）とを有する。
【００２６】
加圧式取鍋２０は、可搬性を有し、例えばフォークリフトにより搬送が可能であり、内部に溶融金属としての溶融アルミニウムを貯留する。加圧式取鍋２０は、工場内に配置された保持炉（溶解炉）から溶融アルミニウムを供給されてもよく、或いは別の工場内に配置された保持炉（溶解炉）から溶融アルミニウムを供給され、公道を介して搬送されてこの工場内に持ち込まれたものでもよい。加圧式取鍋２０は、例えば工場内から供給されるエアーが加圧ポート２１を介してその内部に供給されて内部が加圧され、配管２２を介して内部に貯留された溶融アルミニウムを配管２２の先端より吐出する。この加圧式取鍋２０では、加圧ポート２１より供給されるエアーの圧力を制御することで配管２２の先端より吐出される溶融アルミニウムの単位時間当りの量（流量）の制御が可能である。加圧式取鍋２０の構成に関しては、例えば特開２００２−２５４１５８号公報等に詳しく開示されている。
【００２７】
流路３０は、分配用ドラム１３を介して鋳型１２に加圧式取鍋２０から供給された溶融アルミニウムを供給するためのものである。流路３０は、第１の樋３１と、第２の樋３５とを有する。
【００２８】
第１の樋３１は、連続鋳造機１０より離れた側にある第１の位置（連続鋳造機に溶融金属を供給するポイント）で加圧式取鍋２０の配管２２の先端から吐出された溶融アルミニウムが供給され、連続鋳造機１０に近い側にある第２の位置まで溶融アルミニウムを流通させる。第１の樋３１の第２の位置の下面には、溶融アルミニウムを重力により下方に吐出させるための吐出口３２が設けられている。吐出口３２には、バルブ３３が設置されており、バルブ３３の開度で吐出口３２より吐出される溶融アルミニウムの流量調整が可能となっている。
【００２９】
この第１の樋３１は、溶融アルミニウムをバッフアーする機能を有し、加圧式取鍋２０の取替え時、第１の樋３１に貯湯している分で注湯を続けることが可能であり、インゴットの製造が途切れないようにしている。
第１の樋３１の所定の位置は、流通する溶融アルミニウムの湯面の高さを検出する湯面検出センサ３４が配置されている。
第２の樋３５は、第１の樋３１の吐出口３２の直下の第３の位置から分配用ドラム１３内の第４の位置まで溶融アルミニウムを流通させる。
図３及び図４に示すように、第２の樋３５の第４の位置には、鋳型１２の各凹部に対応して複数の吐出孔３６が設けられている。
【００３０】
第１の樋３１の吐出口３２から第２の樋３５の第３の位置に吐出された溶融アルミニウムは、第４の位置まで流通し、各吐出孔３６を介して鋳型１２に供給されるようになっている。
【００３１】
分配用ドラム１３は、図示を省略した駆動部によって鋳型１２が固定されているコンベア１１と同期して回転しており、鋳型１２の位置と分配用ドラム１３のスリット１４の位置が合うように設定されている。
【００３２】
分配用ドラム１３は、コンベア１１の一側に配置され、ここで溶融アルミニウムが供給された鋳型１２は、下流であるコンベア１１の他側に移送され、他側において溶融アルミニウムが固化したインゴットとして鋳型１２より取り出される。以上により、コンベア１１上で連接する鋳型１２に、溶融アルミニウムを連続的に供給してインゴットを鋳造することができる。
【００３３】
荷重計４０は、第１の樋３１の第１の位置の近くに配置され、載置された加圧式取鍋２０の重さを計測する。重さの計測は供給開始から完了まで行われ、その間後述するフィードバック制御が行われる。
図５は鋳型１２の上面図、図６は図５のＡ−Ａ断面図である。
【００３４】
図５及び図６に示すように、鋳型１２は、その表面に第１の深さｄ１を有する複数の凹部１２ａを有する。より具体的には、鋳型１２は、図中Ｘ方向に例えば１０個、Ｙ方向に例えば２個、合計２０個の凹部１２ａが設けられている。
また、鋳型１２は、その表面に第１の深さｄ１より浅い第２の深さｄ２を有し、Ｙ方向に隣接する２つの凹部１２ａ間を連通する溝部１２ｂが設けられている。
【００３５】
典型的には、この鋳型１２を使って第１の重さである１ｋｇ程度のインゴットを鋳造する場合には、図７に示すように、この鋳型１２に凹部１２ａから溝部１２ｂに溢れない量の溶融アルミニウムを供給してインゴットを鋳造する。
【００３６】
また、この鋳型１２を使ってこのインゴットよりも重い第２の重さである２．５ｋｇ程度のインゴットを鋳造する場合には、図８に示すように、鋳型１２に凹部１２ａから溝部１２ｂに溢れる量の溶融アルミニウムを供給して隣接する２つの凹部１２ａ間を溝部１２ｂで連結した空間に応じた形状のインゴットを鋳造する。
ここで、第１の重さである１ｋｇ程度のインゴットの形態の一例を図９に示し、第２の重さである２．５ｋｇ程度のインゴットの形態の一例を図１０に示す。
【００３７】
図９に示したインゴット９０は、円錐台の側面９１の相対する２箇所に切面（平面）９２を有する。これにより、表面積を大きくしつつ、転がりなどによる取り扱いの悪さを軽減している。
【００３８】
図１０に示したインゴット９５は、隣接する２つの凹部１２ａ間を溝部１２ｂで連結した空間に応じた形状となっている。つまり、このインゴット９５は、２つの円錐台９６を連結部９７で連結した形状となっている。これにより、インゴット９５は通常のインゴットより表面積が大きくなり溶解炉で使用するときの溶解スピードが速くなるメリットがある。また、タワー型溶解炉では排気ガスとの熱交換の効率が上がるメリットもある。
【００３９】
この連続鋳造機１０では、鋳型１２に供給する溶融アルミニウムの量を変えることで、凹部１２ａで１ｋｇ程度の重さのインゴット９０を鋳造することができる鋳型１２をそのまま用いて凹部１２ａから溝部１２ｂに溢れる量の溶融アルミニウムを供給して隣接する凹部１２ａ間を溝部１２ｂで連結した空間に応じた形状のインゴット９５を鋳造することで例えば２．５ｋｇ程度の重さのインゴット９５を製造することが可能となる。
【００４０】
この鋳型１２に供給する溶融アルミニウムの量を変えることは、連続鋳造機１０の鋳型１２を送るコンベア１１のスピードを遅くするか、鋳型１２に供給する溶融アルミニウムの流量を変えることで簡単に対応ができる。鋳型１２に供給する溶融アルミニウムの流量を変えることは、例えば後述する加圧制御系で対応することが可能である。
図１１はこのシステムに用いられる加圧制御系の構成を示す図である。
【００４１】
図１１に示すように、このシステムでは、工場側から供給される加圧用のエアーの供給源５１とエアー供給口５２との間が配管５３により接続されている。エアー供給口５２には、エアーホース５４が接続され、加圧式取鍋２０の加圧ポート２１にエアーホース５４が接続される。工場側から供給されるエアーが、配管５３及びエアーホース５４を介して加圧式取鍋２０の内部に供給され、加圧式取鍋２０の内部が加圧されるようになっている。
【００４２】
配管５３には、加圧バルブ５６、電空レギュレータ５７、ハイリリーフレギュレータ５８、リリーフバルブ５９、リークバルブ（電磁弁）６０、圧力センサ６１が設けられている。
【００４３】
制御装置７０は、荷重計４０から加圧式取鍋２０に貯留された溶融アルミニウムの重さを算出するためのデータを入力する重さ算出データ入力部７１と、第１の樋３１に配置された湯面検出センサ３４からのデータを入力する湯面高さデータ入力部７２と、様々設定や命令を入力するタッチパネル（図示せず）とを有する。また、制御装置７０は、圧力センサ６１により検出された圧力データを入力する。
制御装置７０は、入力したデータに基づき、電空レギュレータ５７、リークバルブ６０等を制御する。
次に、制御装置７０による圧力制御を図１２のフローチャートに基づき説明する。
出湯に先立ち、まず制御装置７０のタッチパネルにおいて以下のデータを入力し、また加圧式取鍋２０を荷重計４０に載せる。
取鍋風袋重さＷ０    （例えば１５００ｋｇ）
取鍋内の溶融アルミニウムの下限重さＷａｌ    （例えば１００ｋｇ）
溶融アルミニウムの単位重さ当りの圧力Ｐｓ    （例えば１５.０ｋＰａ／ｔｏｎ）
【００４４】
制御装置７０はタッチパネルより出湯開始の命令が入力されると（ステップ６０１）、重さ算出データ入力部７１より入力された荷重計４０による計測データに基づき取鍋下限重さを算出する（ステップ６０２）。取鍋下限重さＷｌｏは、例えば以下の式で算出する。
Ｗｌｏ＝Ｗ０＋Ｗａ１
【００４５】
次に、制御装置７０は重さ算出データ入力部７１より入力された荷重計４０による計測データに基づき加圧圧力を算出し、その加圧圧力で加圧式取鍋２０を加圧するように電空レギュレータ５７を制御する（ステップ６０３）。これにより出湯が開始され、その後出湯が完了するまで荷重計４０により計測される加圧式取鍋２０の重さに応じて加圧圧力Ｐｘを適宜制御する。典型的には、加圧式取鍋２０の重さが次第に減っていくと、加圧圧力Ｐｘは次第に大きくなっていく。すなわち、加圧式取鍋２０の特性上、加圧式取鍋２０内に貯留された溶融アルミニウムの湯面の高さと注湯に必要な圧力は反比例し、溶融アルミニウムを吐出し湯面が低くなるにつれ、加圧式取鍋２０の内部を加圧する圧力を高くする必要がある。これは湯面が低くなるほど揚程が高くなるからである。そこで、本システム１では、連続鋳造機１０に溶融アルミニウムを供給するポイントである第１の樋３１の第１の位置の近くに加圧式取鍋２０の重さを計測する荷重計４０を配置し、加圧式取鍋２０の重さを連続計測し、そのデータを制御装置７０に入力し演算によって取鍋内を加圧する圧力を算出し注湯量を制御している。
具体的には、加圧圧力Ｐｘは、例えば以下式で算出する。
Ｐｘ＝−Ｐｓ・（Ｗｘ−Ｗ０）＋ｂ
ここで、
Ｗｘ：取鍋総重さ（荷重計４０による計測データ）
ｂ：切片    （例えば３６．０）
【００４６】
ここで、Ｐｓは外部ボリュームで補正可能とし（例えば補正幅±３．０）、ｂも外部ボリュームで補正可能とし（例えば補正幅±３．０）ている。つまり、制御装置７０は重さ算出データ入力部７１に入力されたデータに基づき加圧式取鍋２０から供給される溶融アルミニウムの流量を算出し、加圧式取鍋２０から単位時間当り所望の量の溶融アルミニウムを供給するように、上記の算出された流量に基づき、制御する圧力を補正する。圧力は、Ｐｓ及びｂを補正することによって行っている。すなわち、使用する加圧式取鍋２０には個体差があり取鍋風袋重さや加圧式取鍋２０自体からのエアーのリーク量により注湯量が増減してしまう。そこで、本システム１では、荷重計４０のデータから溶湯流量を算出し、設定流量になるよう加圧する圧力を補正している。
【００４７】
出湯が行われているときに、制御装置７０は湯面高さデータ入力部７２より入力された湯面検出センサ３４からのデータに基づき第１の樋３１の溶融アルミニウムの湯面の高さが上限値になったとき（ステップ６０４）、リークバルブ６０を開いて大気開放し（ステップ６０５）、出湯を一時停止させる。
【００４８】
その後、制御装置７０は湯面高さデータ入力部７２より入力された湯面検出センサ３４からのデータに基づき第１の樋３１の溶融アルミニウムの湯面の高さが下限値になったとき（ステップ６０６）、リークバルブ６０を閉じて（ステップ６０７）出湯を再開させる。以上のステップ６０３〜６０７を繰り返すが、本システム１では常にステップ６０３において加圧圧力Ｐｘを算出し、その算出値に基づき加圧式取鍋２０を加圧している。
【００４９】
そして、制御装置７０は重さ算出データ入力部７１より入力された荷重計４０による計測データに基づき加圧式取鍋２０の重さが取鍋下限重さＷｌｏとなったとき（ステップ６０８）、リークバルブ６０を開く等をして（ステップ６０９）出湯を完了する。
次に、このように構成されたシステム１でのインゴットの製造方法を図１３に基づき説明する。
【００５０】
まず、連続鋳造機１０に溶融アルミニウムを供給するポイントである第１の樋３１の第１の位置の近くに配置された荷重計４０の上に、典型的にはフォークリフトを使って加圧式取鍋２０を搬送する（ステップ７０１）。
【００５１】
次に、制御装置７０の制御により、工場側から供給されるエアーを配管５３及びエアーホース５４を介して加圧式取鍋２０の内部に供給する。これによって、加圧式取鍋２０の内部を加圧し、加圧式取鍋２０から第１の樋３１の第１の位置に溶融アルミニウムを供給する（ステップ７０２）。加圧の制御は、図１２のフローチャートに示したとおりである。
【００５２】
その際に、加圧式取鍋２０から連続鋳造機１０に溶融アルミニウムを供給するポイントである第１の樋３１の第１の位置に、上記のインゴットの第１の重さ又は第２の重さに応じた単位時間当り量の溶融アルミニウムを供給するように、算出された溶融アルミニウムの重さに基づき加圧式取鍋２０の内部を加圧する圧力を算出する。そして、算出された圧力で加圧式取鍋２０の内部を加圧することで、加圧式取鍋２０から第１の樋３１の第１の位置に溶融アルミニウムを供給する。
【００５３】
第１の樋３１の第１の位置に供給された溶融アルミニウムは、第１の樋３１、第２の樋３５及び分配用ドラム１３を介してコンベア１１上を移送する連接する鋳型１２に連続的に供給される（ステップ７０３）が、第１の重さである１ｋｇ程度のインゴットを鋳造する場合には、この鋳型１２に凹部１２ａから溝部１２ｂに溢れない量の溶融アルミニウムが供給されてインゴットが鋳造される。一方、第２の重さである２．５ｋｇ程度のインゴットを鋳造する場合には、鋳型１２に凹部１２ａから溝部１２ｂに溢れる量の溶融アルミニウムが供給されて隣接する２つの凹部１２ａ間を溝部１２ｂで連結した空間に応じた形状のインゴットが鋳造される。
【００５４】
以上のように構成されたシステム１では、連続鋳造機１０に溶融アルミニウムを供給するポイントの近くに配置された荷重計４０に加圧式取鍋２０を搬送して載置し、この加圧式取鍋２０からそのまま直接連続鋳造機１０に溶融アルミニウムを供給しているので、設備が大掛かりにならず、またレイアウトや運用の変更に対して簡単に対応できる。
次に、本発明の他の実施形態を説明する。
図１４はこの実施形態に係るインゴットを製造するシステムの構成を示す図である。
【００５５】
図１４に示すように、このシステム１００では、上記実施形態における第１の樋３１に代えて加圧式取鍋１０１を用いている。そして、この加圧式取鍋１０１が荷重計４０に載置され、加圧式取鍋１０１に貯留された溶融アルミニウムの重さを算出し、加圧式取鍋１０１から連続鋳造機１０に溶融アルミニウムを供給するポイントである第２の樋３５に単位時間当り所定の量の溶融アルミニウムを供給するように、算出された溶融アルミニウムの重さに基づき加圧式取鍋１０１の内部を加圧する圧力を算出し、算出された圧力で加圧式取鍋１０１の内部を加圧することで、加圧式取鍋１０１から第２の樋３５に溶融アルミニウムを供給する。この場合に、取鍋１０１は、図１１及び図１２に示した加圧制御系によって加圧制御をすることができる。一方、取鍋１０１に溶融アルミニウムを供給する加圧式取鍋２０は、図１１及び図１２に示した加圧制御系によって加圧制御をしてもよいが、それよりも簡単な制御であってもよく、更に手動で操作してもよい。
【００５６】
ここで、図１５〜図１８は、この加圧式取鍋（以下、この実施形態ではこの「加圧式取鍋」を「取鍋」と呼ぶ。）１０１の構成を示す図であり、図１５は側面図、図１６は上面図、図１７は正面図、図１８は図１６のＡ−Ａ断面図である。
【００５７】
これらの図に示すように、取鍋１０１は、フォークリフト（図示を省略）により搬送可能な気密型の取鍋であり、取鍋本体１１０と、蓋１２０と、流路１３０としてのストーク１３１及び樋部１３２と、ハッチ１５０とを有する。
【００５８】
取鍋１０１は、底部の外面にほぼ平行に取り付けられた２本のチャンネル部材１０２を有する。２本のチャンネル部材１０２の間隔は、フォークリフトの２本のフォークの間隔に一致する。フォークリフトは、各チャンネル部材１０２にフォークリフトのフォークを挿入して取鍋１０１を工場内で搬送し、またトラックの荷台からの取鍋１０１の上げ下ろしを行う。また、取鍋１０１は、外周及び高さが例えば１．５ｍ前後であり、その内部に溶融金属である溶融アルミニウムを貯留するものであり、大きさ及び重さからして一般的なフォークリフトによって搬送可能なものである。
【００５９】
取鍋１０１は、一体的なものではなく、各種の部品によって構成されるものであるが、これらの部品は溶接やパッキンを介在させた固定等よって取鍋１０１の内部が気密構造とされている。
【００６０】
取鍋本体１１０は、有底で円筒形状であり、内部に溶融アルミニウムを貯留する。また、取鍋本体１１０は、外周に下部から上部に向かって突出長さが長くなる突出部１１１を有する。突出部１１１は、上面から見た形状がほぼ台形であり、上部から下部に向かって面積が徐々に少なくなる。そして、この突出部１１１は、取鍋本体１１０の高さの下から１／３程度の位置まで存在し、その傾斜角度は例えば垂直方向から２５°程度である。
【００６１】
取鍋本体１１０は、外周の鉄皮１１２と、その内側の断熱部材１１３と、その内側の耐火部材１１４と、断熱部材１１３と耐火部材１１４との間に介挿された介挿部材１１５とを有する。取鍋本体１１０の内側（耐火部材１１４の内側）は、取鍋本体１１０の外周形状とほぼ相似した内周形状となっており、突出部１１１に対応する位置にも空間１１１ａを有し、これらの内側空間に溶融アルミニウムを貯留する。
【００６２】
蓋１２０は、取鍋本体１１０の上部の突出部１１１も含めた第１の開口部１２０ａを塞ぐような形状を有している。蓋１２０は、上方に凸状の空間を有し、その外周は取鍋本体１１０の外周と一致しており、これらの外周同士で内部空間を塞いでいる。具体的には、取鍋本体１１０の外周のフランジ１１６の上にパッキン（図示せず）を介して蓋１２０の外周のフランジ１２１を重ね、これらのフランジ１１６，１２１をボルトとナットの固定具３により複数箇所固定している。
【００６３】
蓋１２０は、当該突出部１１１に対応する位置にストーク用の孔１２２が設けられ、この部分１２３が外周から遠ざかるに従い下方に所定角度、例えば水平方向から２５°程度傾斜している。
【００６４】
蓋１２０は、ほぼ中央に第２の開口部１２０ｂを有する。第２の開口部１２０ｂは、ハッチ１５０により開閉自在に塞がれる。この取鍋１０１に対する溶融アルミニウムの供給は、この第２の開口部１２０ｂを介して行われる。また、この取鍋１０１の内部のメンテンナンスや簡単な補修もこの第２の開口部１２０ｂを介して行われる。また、この第２の開口部１２０ｂを介して予熱時のガスバーナの挿入が行われるようになっている。なお、取鍋１０１に対する溶融アルミニウムの供給は、流路１３０を介し、取鍋１０１の内部を減圧することで行うことも可能である。
【００６５】
蓋１２０は、外周の鉄皮１２４と、その内側の断熱部材１２５と、その内側の耐火部材１２６とを有する。取鍋本体１１０とは、異なり断熱部材１２５と耐火部材１２６との間には介挿部材が挿されていない。取鍋本体１１０は、断熱部材及び耐火部材の張替えが必要であり、その際に介挿部材が必要であるが、蓋１２０は、取鍋本体１１０とは異なり溶融アルミニウムを保持する部分ではなく、そのような張替えの機会が少ないからである。また、蓋１２０は、取鍋本体１１０ほどの深さもなく、張替えは容易だからである。
【００６６】
流路１３０は、取鍋１０１の外部より内部が加圧されることで、取鍋１０１の内部に貯留された溶融アルミニウムを外部に流通させるものであり、取鍋１０１の内部を加圧することで、流路１３０を介して第２の樋３５に溶融アルミニウムが直接供給する。流路１３０は、ストーク１３１と、樋部１３２とを有する。
【００６７】
ストーク１３１は、例えばセラミック製で配管構造であり、取鍋本体１１０の内部の底部付近に流入口１３１ａ及び蓋１２０に設けられた孔１２２を介して傾斜部分１２３より外部に露出した吐出口１３１ｂを有する。ストーク１３１の内径が例えば６０ｍｍ程度であるのに対して流入口１３１ａはその３分の１程度の２０ｍｍ程度としている。これにより、ストーク１３１を介して外部に溶融アルミニウムを安定して吐出することができる。つまり、取鍋１０１の内部加圧に対する溶融アルミニウムの単位時間当りの吐出量を所望の量に近づけることができる。また、ストーク１３１は、突出部１１１の外部側の傾斜にほぼ平行になるように取鍋本体１１０の内部の突出部１１１に応じた位置（空間１１１ａ）に配置されている。具体的には、例えばストーク１３１は、その上部が突出部１１１側の方向に垂直方向からほぼ２５°程度傾いて配置されている。
【００６８】
樋部１３２は、吐出口１３１ｂから吐出された溶融アルミニウムを所定の位置に案内するためのものである。樋部１３２は、蓋１２０の傾斜部分１２３の傾斜とほぼ平行になるように傾斜している。つまり、樋部１３２は、水平方向から２５°程度傾斜し、ストーク１３１とは９０°程度の角度をなしている。
【００６９】
ハッチ１５０は、蓋１２０に設けられた第２の開口部１２０ｂを開閉自在に塞ぐ。ハッチ１５０は、鉄皮１５０ａの内側に耐火部材１５０ｂを配置して構成される。このハッチ１５０は、蓋１２０の上面よりも少し高い位置に設けられている。ハッチ１５０の外周の1ヶ所は、ヒンジ１５２を介して蓋１２０に取り付けられている。また、ハッチ１５０の外周の４箇所には、レバー式の固定具（図示せず）が取り付けられている。これにより、ハッチ１５０が蓋１２０の第２の開口部１２０ｂに対して開閉自在とされ、固定具により第２の開口部１２０ｂにハッチ１５０を固定し、かつ第２の開口部１２０ｂを気密に閉じることができる。
【００７０】
上記のヒンジ１５２に関しては、例えば取鍋１０１を上面から見て突出部１１１の設けられた方向を前方としたときに、ヒンジ１５２の取り付け位置は、取鍋１０１の後方にある。これにより、特にハッチ１５０を第２の開口部１２０ｂより開くときには通常取鍋１０１に溶融アルミニウムが貯留されていないときであるから取鍋１０１が軽くて倒れやすいが、ハッチ１５０を第２の開口部１２０ｂより開いたときに、突出部１１１とハッチ１５０とでバランスがとれ、取鍋１０１が倒れにくくなり、安全性を高めることができる。
ハッチ１５０は、加圧ポート１５３、ストーク１５４、熱電対１５５及び加熱用ヒータ１５６が取り付けられている。
【００７１】
加圧ポート１５３は、取鍋１０１の内部空間を加圧するための気体を供給するための気体流路である。例えば、加圧ポート１５３は、取鍋１０１の搬送時には、気体は通過するが溶融アルミニウムは通過しない金属タワシのような規制部材が内部に介挿されたキャップにより塞ぐ。また、ストーク１５４は、ハッチ１５０を介して取鍋１０１の内部に挿入され、取鍋１０１の底部近く吐出口を有する。ストーク１５４の上部の供給口は、上部に向けて径が大きくなるようにラッパ状に開いており、その高さは、樋部１３２の吐出口１３１ｂより高い位置となるようにされている。この取鍋１０１は内部が加圧されて第２の樋３５に溶融アルミニウムを供給するが、そのときにストーク１５４の上部の供給口を塞がなくても樋部１３２の吐出口３１ｂより第２の樋３５に溶融アルミニウムを供給することができる。また、この取鍋１０１はこのストーク１５４を介して加圧式取鍋２０より溶融アルミニウムが供給される。その供給の際も、上記の樋部１３２の吐出口１３１ｂより第２の樋３５に溶融アルミニウムを供給し続けることができる。すなわち、製造ラインを止めることなく、溶融アルミニウムの補給が可能である。
【００７２】
熱電対１５５は、ハッチ１５０を介して取鍋１０１の内部に挿入され、取鍋１０１の内部に貯留された溶融アルミニウムの温度を計測する部材として用いられる。熱電対１５５の先端は、取鍋１０１の内部の底部に近い位置まで伸びている。
【００７３】
熱電対１５５は、ストーク１５４とストーク１３１の流入口１３１ａとの間に位置する。これにより、取鍋１０１の内部からストーク１３１を介して外部に供給される溶融アルミニウムの温度をより正確に計測することができる。
加熱用ヒータ１５６は、例えば外部からの電力の供給により、内部の溶融アルミニウムを加熱する。例えば、図示を省略した制御装置は、熱電対１５５による温度の計測結果に基づき内部の溶融アルミニウムが所定の温度となるように加熱用ヒータ１５６に電力を供給する。これにより、取鍋１０１から連続鋳造機１０に供給される溶融アルミニウムの温度を極めて精密に制御することが可能となる。
本発明は、上記の実施形態に限定されず、様々に変形して実施が可能であり、その実施の範囲も本発明の技術的範囲に属するものである。
【００７４】
例えば、上記実施形態では、インゴットの主要形状を円錐台としたものであったが、これに限定されず、他の形態のインゴットであっても勿論構わない。例えば、図１９及び図２０に示すような形態であっても構わない。ここで図１９は第１の重さのインゴット、図２０は第２の重さのインゴットを例示している。更にこれの実施形態で示したインゴットの重さは例示に過ぎない。上記の実施形態では、インゴットの重さの最小単位が１ｋｇであり、結合したインゴットの重さが２．５ｋｇであったが、インゴットの重さの最小単位が２００ｇ程度、結合したインゴットの重さが５００ｇ程度であってもよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、１つの連続鋳造機を開示するのみであったが、本発明は実際には複数の連続鋳造機を有するシステムを前提としている。ただし、１つの連続鋳造機を有するシステムにも本発明を適用することが可能である。
また、上記の実施形態では、溶融金属として溶融アルミニウムを例にとり説明したが、他の金属であっても勿論かまわない。
更に、加圧系の構成は様々な態様に変形することが可能であり、制御装置はシーケンサによる構成、コンピュータを使った構成等を採用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  インゴットを製造するシステム
１０  連続鋳造機
１１  コンベア
１２  インゴット用の鋳型
１２ａ  凹部
１２ｂ  溝部
１３  分配用ドラム
２０  加圧式取鍋
３０  流路
３１  第１の樋
３４  湯面検出センサ
３５  第２の樋
４０  荷重計
７０  制御装置
７１  重さ算出データ入力部
７２  湯面高さデータ入力部
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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