(57)【要約】【課題】鋳造初期における間接冷却から直接冷却への移行の際の冷却能力差を緩和する能力が高く、実施が容易で汎用性のあるアルミニウム鋳塊またはアルミニウム合金鋳塊の製造方法を提供する。【解決手段】アルミニウム鋳塊またはアルミニウム合金鋳塊の製造方法は、鋳型１の下端開口に底台２を配置する底台配置工程と、鋳型１内にアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯１０を注入する溶湯注入工程と、冷却水を用いて鋳型１内で凝固した鋳塊１４を冷却しながら底台２を下降させて連続的に鋳塊１４を引き出す鋳塊引き出し工程とを有する。鋳塊１４の鋳造初期に、冷却水として温度が４０〜７０℃の冷却水を用いる。【選択図】図３
2009226470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型の下端開口に底台を配置する底台配置工程と、
前記鋳型内にアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯を注入する溶湯注入工程と、
冷却水を用いて前記鋳型内で凝固した鋳塊を冷却しながら前記底台を下降させて連続的に当該鋳塊を引き出す鋳塊引き出し工程と、を有するアルミニウム鋳塊またはアルミニウム合金鋳塊の製造方法であって、
前記鋳塊の鋳造初期に、前記冷却水として温度が４０〜７０℃の冷却水を用いることを特徴とするアルミニウム鋳塊またはアルミニウム合金鋳塊の製造方法。
【請求項２】
前記溶湯注入工程の前に、前記鋳型の内壁面に伝熱抑制材を配置する伝熱抑制材配置工程をさらに有し、
前記伝熱抑制材は、前記鋳塊引き出し工程において前記鋳塊に密着して当該鋳塊と共に引き出されることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム鋳塊またはアルミニウム合金鋳塊の製造方法。
【請求項３】
前記伝熱抑制材は通水性を有しており、
前記鋳塊は、前記冷却水が前記伝熱抑制材を通して前記鋳塊に達することにより当該鋳塊が冷却されることを特徴とする請求項２に記載のアルミニウム鋳塊またはアルミニウム合金鋳塊の製造方法。
【請求項４】
前記鋳塊の鋳造初期から定常鋳造状態にかけて前記冷却水の温度が徐々に低下するように、前記冷却水の温度を制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアルミニウム鋳塊またはアルミニウム合金鋳塊の製造方法。
【請求項５】
前記定常鋳造状態において、前記冷却水として２０〜３５℃の冷却水を用いることを特徴とする請求項４に記載のアルミニウム鋳塊またはアルミニウム合金鋳塊の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半連続鋳造法によるアルミニウム鋳塊またはアルミニウム合金鋳塊の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる鋳塊を、半連続鋳造法により製造する際には、鋳型として、下面開口を備えた枠状の形状を有するものが用いられ、その下面開口に底台が下降自在に配置される。鋳型は中空構造を有しており、その内部に供給された冷却水によって水冷されている。鋳型の内壁下端には、底台及び鋳型内で形成される鋳塊に向けて、鋳型を冷却している冷却水を噴出する噴射口が設けられている。
【０００３】
鋳型の下面開口を底台によって塞いだ状態で、鋳型と底台とで囲まれた容積域へのアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯の供給が開始されると、この溶湯は、鋳型と底台に接触して冷却されて凝固し、凝固殻が形成される。このとき、鋳型に設けられた噴射口から噴射される冷却水によって底台は冷却されており、これによって凝固殻が成長する。凝固殻が十分な厚さとなった後に底台を所定の速度で下降させると、鋳塊が下方に引き出されながら、鋳型内の溶湯が冷却されて凝固することにより、鋳塊が連続的に鋳造される。
【０００４】
このような半連続鋳造法においては、底台が鋳型から完全に抜けきった時点で、鋳塊は、鋳型及び底台からの間接冷却に替わって、鋳型から噴射される冷却水による直接冷却により、急激に冷却される。このときの冷却能力差があまりにも大き過ぎるために、鋳塊に急激な熱応力が発生する。この鋳造初期における熱応力の発生は、鋳塊底部（底台側）に変形や割れ（亀裂）を生じさせ、また、鋳型からの溶湯漏れの原因となる。
【０００５】
そこで、このような鋳造初期の急激な冷却を緩和する方法として、冷却水に気体を混入することによって冷却速度を下げる方法や、冷却水を間欠的に供給する方法が知られており、また、鋳型の内壁面にセパレータとしての伝熱抑制材（断熱材）を配置する方法が開示されている（例えば、特許文献１〜３参照）。より具体的に、特許文献３には、鋳型の内壁に伝熱抑制材を設け、この伝熱抑制材を鋳型の下面から引き出される鋳塊と共に引き出し、伝熱抑制材を介して冷却水を鋳塊に供給することにより鋳塊を冷却する方法が開示されている。この伝熱抑制材を介した冷却過程が、鋳塊の間接冷却から直接冷却へと移行する際の冷却能力差を緩和させる。
【特許文献１】特開昭６０−２２７９４７号公報（第２頁、左上欄）
【特許文献２】特開平１１−７７２６１号公報（段落［００１４］等）
【特許文献３】特開２００２−２６３８０９号公報（段落［００２１］〜［００２５］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、冷却水に気体を混入する方法や冷却水を間欠的に供給する方法は、設備投資が必要であり、冷却水の清浄度の管理も必要となる。また、鋳型内壁面に伝熱抑制材を配置する方法は、簡便に実施することができる方法ではあるが、その効果は限定的である。そのため、鋳塊の間接冷却から直接冷却へと移行する際の冷却能力差をさらに緩和させる汎用性のある製造方法が求められている。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、鋳造初期における間接冷却から直接冷却への移行の際の冷却能力差を緩和する能力が高く、実施が容易で汎用性のあるアルミニウム鋳塊またはアルミニウム合金鋳塊の製造方法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】
【０００８】
本発明に係るアルミニウム鋳塊またはアルミニウム合金鋳塊の製造方法は、鋳型の下端開口に底台を配置する底台配置工程と、前記鋳型内にアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯を注入する溶湯注入工程と、冷却水を用いて前記鋳型内で凝固した鋳塊を冷却しながら前記底台を下降させて連続的に当該鋳塊を引き出す鋳塊引き出し工程と、を有するアルミニウム鋳塊またはアルミニウム合金鋳塊の製造方法であって、前記鋳塊の鋳造初期に、前記冷却水として温度が４０〜７０℃の冷却水を用いる。
【０００９】
このように鋳造初期の冷却水の温度を制御することによって、鋳造初期において間接冷却から直接冷却への冷却形態の移行の際の冷却能力差が緩和され、鋳塊に発生する熱応力が小さく抑えられる。これにより、鋳塊底部の変形や割れの発生を抑制することができ、また、湯漏れの発生を防止することができる。このような製造方法は、既存の製造設備に容易に適用することができる。
【００１０】
なお、鋳造初期の急冷を緩和し、鋳塊底部の急激な変形や割れを抑制する方法としては、原理的には、鋳造速度を下げる方法や冷却水量を減らす方法も考えられる。しかしながら、鋳造速度を下げ過ぎると、鋳型内壁面での冷却によって形成される凝固層が厚くなって表面欠陥が発生し易くなり、極端な場合は鋳型内で溶湯全体が凝固して鋳造不能になるという問題がある。また、冷却水量を減らしすぎると、鋳型周方向の冷却水量分布が不均一となりやすく、また、冷却水の吐出流速が遅くなり、冷却水の鋳塊への衝突位置が下方となり、湯漏れなどが発生し易くなるという問題がある。本発明には、このような問題を回避することができるという利点がある。
【００１１】
本発明に係る製造方法は、また、前記溶湯注入工程の前に、前記鋳型の内壁面に伝熱抑制材を配置する伝熱抑制材配置工程をさらに有することを特徴とする。
このような製造方法によれば、間接冷却から直接冷却への冷却形態の移行の際の冷却能力差が伝熱抑制材によってさらに緩和されるため、鋳塊底部に発生する熱応力をさらに小さくすることができる。
【００１２】
本発明に係る製造方法は、さらに、前記伝熱抑制材は通水性を有しており、前記鋳塊は、前記冷却水が前記伝熱抑制材を通して前記鋳塊に達することにより当該鋳塊が冷却されることを特徴とする。
このような製造方法によれば、間接冷却から直接冷却への冷却形態の移行の際の冷却能力差をさらに緩和することができるため、鋳塊底部に発生する熱応力をさらに小さくすることができる。
【００１３】
本発明に係る製造方法は、さらに、前記鋳塊の鋳造初期から定常鋳造状態にかけて前記冷却水の温度が徐々に低下するように、前記冷却水の温度を制御することを特徴とする。
このような製造方法によれば、鋳造初期から定常鋳造状態への移行途中において、鋳塊に発生する熱応力を徐々に（傾斜的に）小さくすることができ、しかも、鋳塊を十分に冷却して、湯漏れや鋳塊の表面不良等の発生を防止することができる。
【００１４】
本発明に係る製造方法は、前記定常鋳造状態において、前記冷却水として２０〜３５℃の冷却水を用いることを特徴とする。
このような製造方法によれば、定常鋳造状態において鋳塊を十分に冷却することができるために、湯漏れや鋳塊の表面不良等の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、鋳造初期における冷却水の温度を制御することによって、鋳塊底部の変形や割れを抑制することができ、また、湯漏れの発生を防止することができる。また、伝熱抑制材を併用することにより、鋳塊底部の変形等をより効果的に抑制し、湯漏れの発生を防止することができ、伝熱抑制材として通水性のあるものを用いることにより、この効果をさらに高めることができる。
【００１６】
鋳造初期から定常鋳造状態にかけて冷却水温度を徐々に下げることにより、鋳造初期から定常鋳造状態にかけて鋳塊に発生する熱応力を徐々に小さくしながら、鋳塊を十分に冷却して、湯漏れの発生を防止することができる。定常鋳造状態においては十分に低い温度の冷却水を用いて鋳塊を冷却することにより、湯漏れや鋳塊の表面不良の発生を防止することができる。本発明は既存の設備に容易に適用することができ、汎用性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１（ａ）にアルミニウム鋳塊またはアルミニウム合金鋳塊（以下「鋳塊」という）の製造に用いられる鋳型の一例を表した斜視図を示し、図１（ｂ）に鋳型の垂直断面（Ａ−Ａ断面）図を示す。
【００１８】
［鋳型］
鋳型１は、図１（ａ），（ｂ）に示されるように、上面と下面がそれぞれ開口した，平面外形が長方形の中空状の枠体である。鋳型１の下面開口の下側に、この下面開口に嵌合する底台２が昇降自在に配置される。底台２が鋳型１の下面開口を閉塞することによって鋳型１の内周面と底台２の上面とによって形成される容積域に、鋳塊を製造するためのアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯（以下「溶湯」という）１０（図３参照）が、例えば、上面開口中央から供給される。
【００１９】
鋳型１の中空部３へは、冷却水供給機構５から２０〜７０℃の所定の温度に調節された冷却水が供給される。冷却水供給機構５における冷却水の温度調整方法は、特に限定されるものではない。冷却水供給機構５の構成例としては、４０〜７０℃の冷却水を貯留する水槽（高温水槽）と、２０〜４０℃の冷却水を貯留する水槽（低温水槽）とを備えており、鋳塊の製造工程の進行に合わせて、高温水槽と低温水槽のいずれかから選択的に冷却水が鋳型１に供給される構成のものが挙げられる。また、冷却水供給機構５の別の構成例としては、高温水槽（例えば、温度：４０〜７０℃）の冷却水を通常の冷却水（例えば、温度：２５℃）に混入させて、所望の温度の冷却水を調製する構成が挙げられる。冷却水供給機構５のさらに別の構成例としては、通常の冷却水（例えば、温度：２５℃）を鋳型１へ供給するための配管の途中に加熱装置（ヒータ）を設け、また、鋳型１に流入する冷却水の温度を測定するセンサを設けて、鋳型１に供給される冷却水の温度を調節するように、冷却水流量と加熱装置とをフィードバック制御する構成が挙げられる。
【００２０】
鋳型１の内周壁と下面壁とが交わる部分には、鋳型１の下面開口の内側下方に向けて中空部３に供給された冷却水を噴射する噴射口４が設けられている。なお、鋳型１の内側短辺長さをＴ、内側長辺長さをＷ、深さをＨとして、図１（ａ）に付記しているが、これは、後述する実施例において用いた鋳型の実際の大きさを表すパラメータである。
【００２１】
［鋳塊の概略製造工程］
図２に鋳塊の製造工程を表したフローチャートを示し、図３に鋳塊の製造工程を模式的に表した図を示す。これら図２，３を参照しながら、鋳型１を用いた鋳塊の製造方法について説明する。
＜底台配置工程（Ｓ１）＞
最初に、鋳型１の下面開口を閉塞するように、底台２が配置される。また、鋳型１の中空部３には冷却水供給機構５から冷却水が供給され、噴射口４から噴射される冷却水が底台２を冷却し、鋳型１と底台２とがほぼ同じ温度に保持される。
【００２２】
図２に示されるように、この底台配置工程Ｓ１後に伝熱抑制材配置工程Ｓ１ａ（鋳型１の内壁面に伝熱抑制効果を有する伝熱抑制材を配置する工程）を行うことが好ましいが、ここでは、伝熱抑制材配置工程Ｓ１ａを行わずに、底台配置工程（Ｓ１）後に溶湯注入工程（Ｓ２）へ移行するものとする。なお、伝熱抑制材配置工程Ｓ１ａについては後に詳細に説明する。
【００２３】
＜溶湯注入工程（Ｓ２）＞
鋳造を開始するために、鋳型１と底台２とによって形成される容積域に溶湯１０が供給される。すると、溶湯１０は鋳型１の内壁と底台２の上面とに接した部分から凝固し、凝固殻１３が形成される（図３（ａ））。凝固殻１３を介して溶湯１０が冷却されることにより、凝固殻１３の厚さは厚くなる。
【００２４】
＜鋳塊引き出し工程（Ｓ３）＞
凝固殻１３の厚さが十分に厚くなった後に、底台２を一定速度で下降させる。これにより凝固殻１３がさらに成長して鋳塊１４（凝固殻１３は鋳塊１４の一部である）が形成される。底台２が下降するに従って、鋳型１に設けられた噴射口４から噴射される冷却水の吹き付け位置は、底台２の外周面から鋳塊１４の外周面へとシフトする（図３（ｂ））。こうして鋳塊１４の冷却は、底台２を介した間接冷却から鋳塊１４の直接冷却へと移行し、その際に冷却能力差が発生する。
【００２５】
さらに底台２を下降させて鋳造を続けると、直接冷却の状態が継続されるために、鋳造条件は、定常状態（定常鋳造状態）へと移行する（図３（ｃ））。なお、「定常鋳造状態」とは、鋳塊１４に発生する熱応力が一定となる状態をいうが、鋳塊１４のサイズ等によって定常鋳造状態に至るまでの時間や鋳造長さが異なるため、「定常鋳造状態」を直接冷却への移行時からの時間や鋳塊１４の長さ等によって一義的に定義することは困難である。したがって、定常鋳造状態は鋳塊１４の実際の製造において経験的に見いだされる。鋳塊１４が所望する長さとなるまで底台２の下降と溶湯１０の供給が続けられる。
【００２６】
＜鋳塊の製造工程における冷却水の制御＞
このような鋳塊１４の製造方法において、鋳造初期には、温度が４０〜７０℃の冷却水を用いる。「鋳造初期」とは、鋳塊１４のサイズ等によって異なるものであるため、時間や鋳造長さによって一義的に定義することは困難であるが、強いて定義するならば、鋳造開始から定常鋳造状態に至るまでの期間と定めることができる。定常鋳造状態は、前記の通り経験的に見いだされるものであるが、鋳塊１４が現実的な大きさ（例えば、鋳型１の開口面積が６５０ｍｍ×２５００ｍｍ以下）のものであれば、鋳塊１４の鋳造長さが１００〜８００ｍｍの範囲の所定の長さとなったときを定常鋳造状態と定義することができる。したがって、鋳造開始から鋳造長さが１００〜８００ｍｍの範囲の所定の長さとなるまでの間を鋳造初期とし、その間に４０〜７０℃の冷却水を用いることによって、底台２を介した間接冷却から鋳塊１４の直接冷却へと移行する際の冷却能力差を緩和することができる。
【００２７】
しかし、例えば、鋳造開始から鋳造長さが約１００ｍｍ未満の所定長さとなるまでの間を鋳造初期として、その所定長さに達した後に冷却水の温度を４０℃未満とすると、鋳塊１４の変形が完了していない場合があり、４０〜７０℃の冷却水を用いることによる効果が不十分となる可能性が高い。
【００２８】
このように、鋳造初期において冷却水の温度を４０〜７０℃とすることにより、鋳造初期の急冷が緩和され、鋳造初期に形成される鋳塊１４底部の急激な変形や割れを抑制することができる。また、十分に溶湯１０を凝固させることができるために、溶湯１０の湯漏れを防止することができる。冷却水の温度が４０℃未満では、急冷緩和の効果が不十分であり、７０℃を超えると冷却能力が小さくなり過ぎて、湯漏れ発生の危険性が高くなる。なお、「鋳造初期の急冷」には、溶湯１０が鋳型１と底台２によって冷却されることにより凝固殻１３が形成される冷却と、噴射口４から噴射される冷却水による鋳塊１４の直接冷却とを含む。
【００２９】
なお、鋳塊１４を冷却する能力は、冷却水の温度のみならず、鋳塊の１４の大きさ、噴射口４から噴射される冷却水の流量、溶湯１０の温度、底台２の下降速度（鋳造速度）等の影響を受ける。例えば、前記したように、鋳型１の開口面積が６５０ｍｍ×２５００ｍｍ以下であり、溶湯１０の温度が６７０〜７５０℃の場合において、鋳造初期に用いられる冷却水の温度を４０〜７０℃とする場合、冷却水流量が０．５〜５．０Ｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ）（「Ｌ」はリットル、［Ｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ）］は鋳塊断面の周長（＝２Ｗ＋２Ｔ）における単位長さあたりの冷却水量）、底台２の下降速度が３０〜１００ｍｍ／ｍｉｎとなるように、各パラメータを調整すればよい。溶湯１０の供給流量は、底台２の下降速度に合わせて、適宜、設定される。
【００３０】
鋳造初期において４０〜７０℃の冷却水を用いることによって得られる効果をより顕著に得るためには、鋳造初期に、徐々に冷却水の温度を下げていくことにより、鋳塊１４の冷却能力を上げていくことが好ましい。例えば、鋳造を開始してから鋳塊１４の鋳造長さ（引き出し長さ）が７００ｍｍとなるまでの間に、冷却水の温度を６０℃から３０℃へ徐々に低下させる。これにより、鋳塊１４底部の変形をさらに小さく抑えることができる。
【００３１】
鋳造初期が終了した時点、すなわち定常鋳造状態となった時点において、冷却水の温度が高い場合には、湯漏れや鋳塊１４の表面不良が発生するおそれがある。そのため、鋳造初期における鋳塊１４の変形が終了した時点、例えば、前記したように、一般的に鋳塊１４の鋳造長さが１００〜８００ｍｍの範囲の所定長さとなった時点で、速やかに冷却水の温度を４０℃未満の温度とすることが好ましく、一般には２０〜３５℃へと低温化させる。これにより、湯漏れの発生を防止し、鋳塊１４の表面不良の発生を防止することができる。
【００３２】
なお、鋳造初期において冷却水の温度を徐々に低下させる方法を用いた場合には、定常鋳造状態となった時点で、冷却水の温度を急激に低温下させる必要がないため、鋳塊１４に発生する熱応力が小さく抑えられ、鋳塊１４の変形等をさらに抑制することができる。
【００３３】
＜伝熱抑制材配置工程（Ｓ１ａ）＞
図２に示されるように、底台配置工程Ｓ１後に鋳型１の内壁面に伝熱抑制効果を有する伝熱抑制効果を有する伝熱抑制材を配置する伝熱抑制材配置工程Ｓ１ａを行うことが好ましい。
図４に鋳型（図１に示した鋳型と同じ）に伝熱抑制材を配置した一実施形態を表した断面図を示す。また、図５に伝熱抑制材を用いた場合の鋳造初期における鋳塊の形態を模式的に示す。なお、図４は図１（ｂ）と同様の形態で描かれており、図５は図３（ｂ）と同様の形態で描かれている。鋳型１に伝熱抑制材６を配置することにより、鋳造初期に４０〜７０℃の冷却水を用いることによって得られる前記効果を、より安定的に、かつ、顕著に得ることができる。
【００３４】
伝熱抑制材６は、図４，５に示されるように、グリース等の潤滑油を用いて鋳型１の内周壁面に貼付される。伝熱抑制材６は、熱伝達を抑制する機能を有し、溶湯１０に溶解してコンタミネーション成分とならないものであればよい。伝熱抑制材６としては、例えば、アルミニウム箔やガラスクロス繊維，セラミック繊維（例えば、アルミナ繊維，アルミナ・シリカ繊維，ロックウール，ジルコニア繊維，チタン酸カリウム繊維等）を用いることができる。
【００３５】
伝熱抑制材６を用いる場合であっても、鋳塊の製造方法は、図３を参照しながら前記した製造方法に準ずる。鋳型１の内周壁面に伝熱抑制材６が貼付されている場合には、図５に示されるように、伝熱抑制材６は、鋳型１の内周壁面から剥離して鋳塊１４に固着し、鋳塊１４と共に鋳型１から引き出される。そのため、鋳型１の噴射口４から噴射される冷却水は、鋳造開始時は底台２の外周面に吹き付けられるが、底台２が下降するにしたがって、伝熱抑制材６に吹き付けられるようになり、その後、鋳塊１４の外周面に噴射されて、鋳塊１４を直接冷却することとなる。
【００３６】
このように伝熱抑制材６を用いることにより、鋳塊１４はその製造過程で、底台２を介した間接冷却を受けた後に伝熱抑制材６を介した間接冷却（但し、伝熱抑制材６が多孔質である場合には、間接冷却と直接冷却による複合的な冷却となる場合がある）を受け、その後に直接冷却を受けることとなる。前記した鋳造初期での冷却水の温度制御に、伝熱抑制材６を用いた段階的な冷却作用の強化を組み合わせることによって、鋳塊１４において鋳造初期に形成された部分に発生する熱応力を極めて小さく抑えることができるため、変形や割れの発生を抑制する効果をさらに安定かつ顕著に得ることができる。
【００３７】
なお、伝熱抑制材６が、通気性（ここでは、水蒸気を通す性質）と通水性とを有する多孔質材である場合には、伝熱抑制材６に供給される冷却水は、伝熱抑制材６が有する熱によって水蒸気となり、発生した水蒸気層が伝熱抑制材６の通気孔である開口穴の内部を満たす。そして、鋳塊１４は、この水蒸気層によって間接冷却されると共に、水蒸気層の一部を破壊して鋳塊１４表面に達する冷却水により直接冷却されるという複合的な冷却を受ける。
【実施例】
【００３８】
次に、本発明を実施例により詳細に説明する。本発明は下記の実施例に限定されるものでないことはいうまでもない。
【００３９】
［鋳塊試料の製造］
図１（ａ）に示す内側短辺長さＴが４００ｍｍ、内側長辺長さＷが１２００ｍｍ、深さＨが１５０ｍｍの鋳型１を用いて、ＪＩＳ３００４合金よりなる鋳造長さが１０００ｍｍの鋳塊試料を、鋳造初期の鋳造条件を種々に変更して製造した。表１に、鋳造条件のうち、製造した鋳塊試料ごとに変更したパラメータを示す。共通の鋳造条件として、鋳造速度（底台の下降速度）を６０ｍｍ／ｍｉｎ、鋳造温度（溶湯温度）を約７００℃、冷却水量を０．４ｍ３／ｍｉｎ（＝１．２５［Ｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ）］）、定常鋳造状態における冷却水の温度を２５℃とした。
【００４０】
【表１】
2009226470.tif 000003
【００４１】
例えば、番号１の鋳塊試料の製造では、表１に示される「冷却水−温度」の５０℃にて「温度を変更した鋳造長さ」である４００ｍｍまで鋳造が行われ、４００ｍｍから１０００ｍｍまでの鋳造には２５℃の冷却水が使用されている。番号２〜８，１０，１１の鋳塊試料はそれぞれ、表１に記された条件に従って、番号１の鋳塊と同様にして製造されている。番号９の鋳塊試料の製造では、冷却水の温度を鋳造開始時には６０℃とし、「温度を変更した鋳造長さ」である４００ｍｍの時点で冷却水の温度が４０℃となるように冷却水の温度は鋳造時間に対して一次関数的に下げられ、鋳造長さが４００ｍｍとなった時点で２５℃の冷却水に切り替えられている。製造された鋳塊試料における「温度を変更した鋳造長さ」までの部分が、初期鋳造に係る部分となる。
【００４２】
番号６〜８，１０の鋳塊試料の製造では、開口面積が約３０％のガラス繊維布からなり、通気性と通水性とを有する伝熱抑制材６を鋳型１の内壁面に貼付して鋳造を行った（適宜、図４，５参照）。鋳型１の下端から２０ｍｍの高さに底台２の上面（ここでは、図１（ｂ）に示す底台２の外周凸部ではなく、上面の殆どの面積を専有する平坦面を指す）が位置するように底台２が鋳型１に嵌入された状態において、底台２の上端部から高さ８０ｍｍの範囲に伝熱抑制材６を貼付した。
【００４３】
［鋳塊の評価］
図６に番号１０に係る鋳塊試料の概略形状を示す。図６（ａ）は鋳塊試料の全体斜視図であり、図６（ｂ）は鋳塊試料を図６（ａ）に示す矢印Ａ方向からの正面図である。鋳塊試料における底部の反り量（バットカール）と、短辺部のくびれ量とを測定し、目視により亀裂の発生の有無を確認し、底部の反り量が２０ｍｍ以下、かつ、短辺部のくびれ量が５ｍｍ以下であり、また亀裂の発生が認められないものを本発明に属する実施例とし、これらの条件のうち１つでも満たさないものは本発明に属さない比較例と判断した。
【００４４】
［試験結果］
表１に鋳塊試料の評価結果を併記する。番号１〜９の鋳塊では、底部の反り量が１０〜１８ｍｍであり、短辺部のくびれ量が２〜４ｍｍであり、また亀裂の発生も認められない実施例と判断された。これに対して、番号１０の鋳塊では、底部の反り量が２６ｍｍと大きく、これに由来すると思われる亀裂の発生が確認された。また、短辺部のくびれ量も６ｍｍと大きかった。番号１１の鋳塊では、湯漏れの発生により、評価することができる鋳塊を得ることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】（ａ）はアルミニウム鋳塊またはアルミニウム合金鋳塊の製造に用いられる鋳型の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は鋳型の垂直断面図である。
【図２】鋳塊の製造工程を示すフローチャートである。
【図３】鋳塊の製造工程を模式的に示す図である。
【図４】鋳型に伝熱抑制材を配置した一実施形態を示す断面図である。
【図５】伝熱抑制材を用いた場合の鋳造初期における鋳塊の形態を模式的に示す図である。
【図６】（ａ）は鋳塊試料（比較例）の概略形状を示す全体斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す矢印Ａ方向からの鋳塊試料の正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１      鋳型
２      底台
３      中空部
４      噴射口
５      冷却水供給機構
６      伝熱抑制材
１０    溶湯
１３    凝固殻
１４    鋳塊
【図１】
2009226470.tif 000004
【図２】
2009226470.tif 000005
【図３】
2009226470.tif 000006
【図４】
2009226470.tif 000007
【図５】
2009226470.tif 000008
【図６】
2009226470.tif 000009