JPH079090A

JPH079090A - 造塊用鋳型

Info

Publication number: JPH079090A
Application number: JP15245593A
Authority: JP
Inventors: Yukiyoshi Watanabe; 幸良渡辺; Takesuke Fukui; 雄亮福井
Original assignee: MEIWA KAGAKU KOGYO KK; Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: MEIWA KAGAKU KOGYO KK; Proterial Ltd
Priority date: 1993-06-23
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 1995-01-13
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JP3089136B2

Abstract

(57)【要約】【構成】造塊用金型部３の上に押湯枠部５が設けられ
ている。溶湯供給開口部５ａの開口面積は、押湯枠部５
の内部空間の最大横断面積よりも小さく形成され、押湯
枠部５の内周面における下端部から溶湯供給開口部５ａ
までの間には、互いに勾配の異なる複数の勾配面が形成
され、これら上下方向に隣接する勾配面の境界となる勾
配変化位置の少なくとも一つは、押湯用型部の内部空間
方向へ凸状となった凸状勾配変化位置Ｐであり、この凸
状勾配変化位置Ｐが押湯枠部５における内周面の対向位
置に設定されている。【効果】金属塊製品の歩留りを向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属の造塊時に使用す
る造塊用鋳型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属の造塊には、図６に示す造塊
用鋳型５１が使用されている。この造塊用鋳型５１は、
最下部の鋳型定盤部５２、この鋳型定盤部５２の上に設
けられた造塊用金型部５３、この造塊用金型部５３の上
に設けられた押湯型部５４、およびこの押湯型部５４の
内周面に設けられた押湯枠部５５を備えている。この押
湯枠部５５は、大気中において金属の造塊を行う際に、
得られる金属塊の歩留りを向上させるためのものであ
る。即ち、押湯枠部５５は、発熱材料あるいは断熱材料
にて形成され、押湯部分の凝固を遅らせることにより押
湯部分の体積を小さくさせている。

【０００３】また、一般に、大気中での金属の造塊の際
には、上記の押湯枠部５５に加え、この押湯枠部５５と
同様の目的で、さらに、粉末状もしくは顆粒状の発熱保
温材あるいは断熱保温材等の保温材５６が、造塊用鋳型
５１内に鋳込まれた溶湯上に配される。これにより、大
気中での金属塊の造塊では、歩留りが良好となってい
る。

【０００４】一方、近年では、金属塊中でのガス量や不
純物量の比率が低い高品位の金属塊の需要が多くなって
いる。このような金属塊は真空槽内で造塊されている。
この場合、上記の押湯枠部５５としては、溶湯と接触し
た際のガス発生量が少ない例えば断熱材料からなるもの
が使用されている。また、保温材５６としても、上記押
湯枠部５５と同様の性状を有するものを使用するのが好
ましい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、真空槽内で
の造塊において、造塊用鋳型５１内の押湯上に配される
上記の保温材５６は、粉末状もしくは顆粒状であるた
め、溶湯の熱によって分解され易く、この際に発生する
ガスが溶湯内に侵入したり、あるいは保温材５６自体が
溶湯の対流により不純物として溶湯中に取り込まれ易
い。このため、ガス量や不純物量が厳しく制限されるよ
うな高品位の金属塊の製造には、上記の保温材５６を使
用することができない。従って、真空中での金属塊の造
塊の場合には、製品歩留りが低いものとなっている。

【０００６】即ち、前記のように、大気中での金属塊の
造塊の場合には、押湯枠部５５による押湯側面からの熱
の損失防止と、保温材５６による押湯上面からの熱の損
失の防止とが行われることにより、図６に示すように、
押湯における引けの底面形状５７は、平らに近いものと
なる。従って、押湯の体積を小さくすることができ、製
品の歩留りを向上することができる。

【０００７】これに対し、真空中での金属塊の造塊の場
合には、前記のように、保温材５６を使用することがで
きず、押湯上面からの熱の損失を防止することができな
いので、押湯上面に生成される金属皮膜の下に、図７に
示すように、大きな空隙５８が生じ、その底面形状５９
は深い擦り鉢状となる。従って、大気中での造塊による
金属塊製品と同重量のものを得るためには、より大きい
体積の押湯が必要となり、必然的に製品の歩留りが低下
するという問題点を有している。

【０００８】従って、本発明の造塊用鋳型は、押湯の上
面に保温材５６を使用することなく押湯上面側からの熱
の損失を抑制して、押湯における引けの底面形状をほぼ
平らにすることができ、良好な金属塊を得るために必要
な押湯体積を少なくすることができる、即ち製品歩留り
を向上することができる造塊用鋳型の提供を目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明の造塊用鋳型は、造塊用型部の上
に、内部空間が造塊用型部の内部空間と連通する押湯用
型部が設けられ、この押湯用型部の上部に溶湯供給開口
部が形成されている造塊用鋳型において、上記溶湯供給
開口部の開口面積は、押湯用型部の内部空間の最大横断
面積よりも小さく形成され、上記押湯用型部の内周面に
おける下端部から溶湯供給開口部までの間には、互いに
勾配の異なる複数の勾配面が形成され、これら上下方向
に隣接する勾配面の境界となる勾配変化位置の少なくと
も一つは、押湯用型部の内部空間方向へ凸状となった凸
状勾配変化位置であり、この凸状勾配変化位置が押湯用
型部における内周面の対向位置に設定されていることを
特徴としている。

【００１０】また、請求項２の発明の造塊用鋳型は、請
求項１の発明の造塊用鋳型において、溶湯供給開口部の
開口面積が、押湯用型部における内部空間の最大横断面
積の４０％以下に設定されるとともに、押湯用型部内周
面の最上部に位置する上記凸状勾配変化位置と溶湯供給
開口部との間の押湯用型部内容積が、押湯用型部内総容
積の２０〜６０％に設定されていることを特徴としてい
る。

【００１１】

【作用】請求項１の構成によれば、金属塊製品の歩留り
を向上することができる。即ち、押湯上面に保温材を使
用することなく、製品歩留りを向上させるには、引けの
底面形状を平らに近くして押湯体積を小さくすればよ
い。このためには、押湯上面からの熱の損失を減少させ
ることが必要である。そこで、鋳込んだ金属の凝固の際
に凝固収縮により生じる空隙の断熱性に着目し、これを
有効に利用するために、この空隙が多層にわたって押湯
内に形成されるように、上記のように、凸状勾配変化位
置を設定している。

【００１２】上記造塊用鋳型内への溶湯の鋳込みが行わ
れると、溶湯の温度低下と、造塊用型部内における溶湯
の凝固開始とによって、押湯用型部内の溶湯、即ち押湯
の上面位置が徐々に下降する。また、押湯上面からの熱
の輻射によって押湯上部の溶湯の熱が失われ、この部位
に金属皮膜が生成される。その後、さらに造塊用型部の
溶湯の凝固が進行すると、金属の体積が収縮し、押湯上
面の金属皮膜下に空隙が生じ、溶湯上面位置はさらに下
降する。この場合、押湯用型部の内部空間の最大横断面
積に対して溶湯供給開口部の開口面積が小さくなってい
ること、押湯用型部の内周面に凸状勾配変化位置が設定
され、この部位が溶湯の熱により加熱されて高温に保持
されていることにより、押湯の金属は長く溶融状態を維
持している。従って、時間の経過とともに下降した湯面
に再び金属皮膜が生成され、同様の経過が繰り返され
て、凸状勾配変化位置の周囲に多数の空隙が層状に形成
される。これら層状をなす空隙は、断熱機能が高く、押
湯上面からの熱量の損失が大幅に抑制される。これによ
り、押湯の金属が溶融状態を維持している時間が長くな
り、上記の凸状勾配変化位置を有していない構造と比較
して、最終的な引けの底部形状は平らに近い状態とな
る。従って、押湯において必要な体積、即ち押湯の体積
を小さくすることができ、この結果、金属塊製品の歩留
りを向上することができる。

【００１３】請求項２の構成によれば、さらに確実に金
属塊製品の歩留りを向上することができる。即ち、試行
を重ねた結果、溶湯供給開口部の開口面積が、押湯用型
部における内部空間の最大横断面積の４０％以下に設定
されると、押湯上面からの熱量損失の抑制により、底面
形状が平らな層状の空隙を良好に形成し得ることが判明
した。また、押湯用型部内周面の最上部に位置する凸状
勾配変化位置と溶湯供給開口部との間の押湯用型部内容
積が、押湯用型部内総容積の２０〜６０％に設定される
と、底面形状が平らな層状の空隙を良好に形成すること
ができ、かつこれら空隙が造塊用型部内の溶湯、即ち金
属塊の製品部に達しないことが判明した。

【００１４】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の一実施例を図１および図２に基づ
いて以下に説明する。図１に示すように、本実施例の造
塊用鋳型１は、最下部の鋳型定盤部２、この鋳型定盤部
２の上に設けられた造塊用型部としての造塊用金型部
３、この造塊用金型部３の上に設けられた押湯型部４、
およびこの押湯型部４の内周面に設けられ、押湯型部４
と共に押湯用型部を構成する押湯枠部５を備えている。

【００１５】上記の造塊用金型部３は、本実施例におい
て、内部に四角柱の鋳造空間を有する筒状をなしてい
る。押湯型部４は、外周面が造塊用金型部３の外周面と
連続するように設けられ、造塊用金型部３の形状に対応
して、上端部および下端部が開放された四角錐台の筒状
をなしている。押湯枠部５は、内周面が造塊用金型部３
の内周面と連続するように、押湯型部４の内周面に設け
られている。

【００１６】上記の押湯枠部５は、上端部に溶湯供給開
口部５ａを有し、この溶湯供給開口部５ａの開口面積
が、造塊用金型部３と接続されている下端部の内部空間
の横断面積よりも小さくなっている。そして、押湯枠部
５の内周面における上記の下端部から溶湯供給開口部５
ａまでの間では、凸状勾配変化位置Ｐにおいて、内周面
の勾配が変化している。この勾配の変化は、垂直方向に
対する内周面の傾斜角が、凸状勾配変化位置Ｐの下側で
は大きく、凸状勾配変化位置Ｐの上側では小さくなるも
のである。従って、凸状勾配変化位置Ｐでは、押湯枠部
５が押湯枠部５内の空間方向へ凸となっている。

【００１７】押湯枠部５は、溶湯と接触した際のガス発
生量が少ない発熱材料あるいは断熱材料にて形成されて
いる。その材料としては、得ようとする金属塊の溶融温
度での耐火度を有するアルミナもしくはシリカ等の耐火
物、あるいはこれらが主成分の鉱産物を骨材とし、耐熱
性を得るためにムライト等の耐熱無機繊維を配合して、
コロイダルシリカ、コロイダルアルミナもしくはエチル
シリケート等の耐熱バインダを加えたものを使用するこ
とができる。

【００１８】また、押湯枠部５の製造は、例えば、前記
の材料を適量混合したスラリーを金型上の金網を通して
吸引濾過し、得られた塑造物を乾燥させて、所定形状の
断熱材を得る一般的な方法により行うことができる。

【００１９】上記の構成において、本造塊用鋳型１によ
り金属塊を真空製造する際には、造塊用鋳型１を真空槽
内に配する。そして、金属塊として形成する金属の溶湯
を、溶湯供給開口部５ａから造塊用鋳型１の内部へ、溶
湯供給開口部５ａに達するまで流し込む。

【００２０】上記のように溶湯の鋳込みが行われると、
溶湯の温度低下と、造塊用鋳型１内溶湯、即ち金属塊製
品部の溶湯の凝固の開始とによって、押湯枠部５内の溶
湯、即ち押湯の上面位置が徐々に下降する。また、押湯
上面からの熱の輻射によって押湯上部の溶湯の熱が失わ
れ、この部位に金属皮膜が生成される。その後、さらに
金属塊製品部の凝固が進行すると、金属の体積が収縮
し、押湯上面の金属皮膜下に空隙が生じ、溶湯上面位置
はさらに下降する。この場合、押湯枠部５の内部空間の
最大横断面積、即ち押湯枠部５下端部の内部空間の横断
面積に対して溶湯供給開口部５ａの開口面積が小さくな
っていること、押湯枠部５が例えば断熱材にて形成され
ていること、押湯枠部５に凸状勾配変化位置Ｐが形成さ
れ、この部位が溶湯の熱により加熱されて高温に保持さ
れていること等により、押湯の金属は長く溶融状態を維
持している。従って、時間の経過とともに下降した湯面
に再び金属皮膜が生成され、同様の経過が繰り返される
ことにより、図２に示すように、凸状勾配変化位置Ｐの
周囲に多数の空隙６…が層状に形成される。これら層状
をなす空隙６…は、断熱機能が大きい。このようなこと
から、押湯上面からの熱量の損失が大幅に抑制され、押
湯の金属が溶融状態を維持している時間が長くなり、上
記の凸状勾配変化位置Ｐを有していない構造と比較し
て、最終的な引けの底部形状は平らに近い状態となる。
これにより、押湯において必要な体積、即ち押湯の体積
を小さくすることができ、この結果、金属塊製品の歩留
りを向上することができる。

【００２１】ここで、さらに製品の歩留りを向上するた
めに、上記溶湯供給開口部５ａの開口面積の大きさと、
上記凸状勾配変化位置Ｐの形成位置とについて試行を重
ねた。その結果を、それぞれ、表１および表２に示す。
これらの試験においては、公称１０００ｋｇ塊を得るた
めの造塊を行った。また、表１に示した試験では、溶湯
供給開口部５ａの開口面積の変化による影響のみを調べ
るため、図７に示した従来の造塊用鋳型５１を使用し
た。また、表２に示した試験では、前記の造塊用鋳型１
を使用した。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】表１の結果より、溶湯供給開口部５ａの開
口面積を押湯枠部５内空間の最大横断面積の４０％以下
にすると、引け、即ち空隙６…の最下部位置が製品最上
面から１５ｍｍ以上上方の位置となり、製品に対する引
けの影響を確実に排除し得ることが分かった。即ち、例
えば溶湯供給開口部５ａの開口面積を押湯枠部５内空間
の最大横断面積の８０％以下にした場合であっても、引
けの最下部位置は製品最上面から１０ｍｍ以上上方の位
置となり、一般的には製品を得ることが可能であるもの
の、引けの影響を確実に排除しようとすれば、上記のよ
うに、溶湯供給開口部５ａの開口面積を押湯枠部５内空
間の最大横断面積の４０％以下にすることが望ましい。

【００２５】また、表２の結果より、凸状勾配変化位置
Ｐは、凸状勾配変化位置Ｐから溶湯供給開口部５ａまで
の、仮に凸状勾配変化位置Ｐが複数存在する場合には最
も上部の凸状勾配変化位置Ｐから溶湯供給開口部５ａま
での押湯枠部５内の押湯容積が、押湯枠部５内の押湯総
容積の１８〜６４％の範囲内となる位置に形成されてい
れば、引けの最下部位置が製品最上面から１５ｍｍ以上
上方の位置となり、製品に対する引けの影響を排除し得
ることが分かった。そして、この場合、さらに確実なと
ころを考えれば、製品に対する引けの影響を確実に排除
し得る上記範囲は、２０〜６０％に設定することが望ま
しい。

【００２６】上記の結果より、溶湯供給開口部５ａの開
口面積を押湯枠部５内空間の最大横断面積の４０％以下
にし、かつ最上部の凸状勾配変化位置Ｐから溶湯供給開
口部５ａまでの押湯枠部５内の押湯容積を、押湯枠部５
内の押湯総容積の２０〜６０％の範囲内に設定すれば、
底面形状が平らな上記層状の空隙６…が良好に形成さ
れ、かつ空隙６…が造塊用金型部３内の溶湯に達するこ
とがなく、製品に対する引けの影響を確実に排除し得る
ことが分かった。

【００２７】次に、上述した溶湯供給開口部５ａの面積
および凸状勾配変化位置Ｐの設定に基づいて、実際に金
属塊の造塊を行った例について説明する。

【００２８】ここでは製品の形状が概略四角柱であるＮ
ｉ基合金塊を造塊した。使用した造塊用鋳型１は、押湯
枠部５内空間の横断面形状がほぼ長方形で、溶湯供給開
口部５ａの開口面積を押湯枠部５内空間の最大横断面積
の１６％とした。凸状勾配変化位置Ｐは、押湯枠部５の
内周面のうち、押湯枠部５内空間の横断面形状における
長方形の対向する長辺側の２辺にのみ形成した。また、
凸状勾配変化位置Ｐは、この凸状勾配変化位置Ｐから溶
湯供給開口部５ａまでの押湯容積が押湯総容積の３２％
となる位置に設定した。押湯枠部５は、重量比でＡｌ₂
Ｏ₃３０％、ムライト繊維１５％、および残部５０％濃
度のコロイダルシリカよりなるスラリーから、金網を貼
付した金型を通して吸引、吸着して得られた塑造物を乾
燥する手法により一体物として製造した。そして、上記
の押湯枠部５を押湯型部４内に装着し、上注ぎ法による
真空造塊にて上記金属塊を製造した。

【００２９】この造塊の結果、図２に示すように、押湯
内に多層の空隙６…が形成され、引けの底面形状７が、
ほぼ平らとなっていることを確認した。また、従来の押
湯枠を使用した場合、３６．６リットルの体積の製品を
得るためには１２リットルの押湯が必要であったが、上
記の押湯枠部５を使用した場合、必要な押湯量を８．３
リットルまでに減少させることができ、かつ要求品質を
満足する健全な金属塊製品を得ることができた。即ち、
製品歩留りを７５．３％から８１．５％に向上させるこ
とができた。

【００３０】〔実施例２〕本発明の他の実施例を図３お
よび図４に基づいて以下に説明する。尚、説明の便宜
上、前記の実施例に示した部材と同一の機能を有する部
材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。

【００３１】図３に示すように、本実施例の造塊用鋳型
１１は、鋳型定盤部２、造塊用金型部３、この造塊用金
型部３の上に設けられた押湯型部１２、およびこの押湯
型部１２の内周面に設けられ、押湯型部１２と共に押湯
用型部を構成する押湯枠部１３を備えている。

【００３２】上記の押湯枠部１３は、上端部に溶湯供給
開口部１３ａを有し、この溶湯供給開口部１３ａの開口
面積が、造塊用金型部３と接続されている下端部の内部
空間の横断面積よりも小さくなっている。そして、押湯
枠部１３の内周面における上記の下端部から溶湯供給開
口部１３ａまでの間では、凹状勾配変化位置Ｑと凸状勾
配変化位置Ｐとにおいて、内周面の勾配が変化してい
る。凸状勾配変化位置Ｐにおける勾配の変化は、垂直方
向に対する内周面の傾斜角が、凸状勾配変化位置Ｐの下
側では大きく、凸状勾配変化位置Ｐの上側では小さくな
っている。従って、凸状勾配変化位置Ｐでは、押湯枠部
１３が押湯枠部１３内の空間方向へ凸となっている。一
方、凹状勾配変化位置Ｑにおける勾配の変化は、垂直方
向に対する内周面の傾斜角が、凹状勾配変化位置Ｑの下
側では小さく、凹状勾配変化位置Ｑの上側では大きくな
っている。従って、凹状勾配変化位置Ｑでは、押湯枠部
１３が押湯枠部１３内の空間方向に対して凹となってい
る。

【００３３】押湯枠部１３は、上記凸状勾配変化位置Ｐ
の上側部位であり、ほぼ円錐台形状をなす押湯上枠部１
３ａと、凸状勾配変化位置Ｐの下側部位であり、ほぼ角
錐台形状をなす押湯下枠部１３ｂとの組み合わせ構造と
なっており、前記押湯枠部５と同様の材料および方法に
て形成されている。

【００３４】上記のように、本造塊用鋳型１１において
も、押湯枠部１３に内部の空間方向へ凸となる凸状勾配
変化位置Ｐが形成されているので、前記の造塊用鋳型１
と同様、造塊用鋳型１１での造塊時において、図４に示
すように、凸状勾配変化位置Ｐの周囲に多数の空隙６…
が層状に形成され、最終的な引けの底部形状１４が平ら
に近い状態となる。これにより、押湯において必要な体
積、即ち押湯の体積を小さくすることができ、この結
果、金属塊製品の歩留りを向上することができる。

【００３５】尚、溶湯供給開口部１３ａの開口面積を押
湯枠部１３内空間の最大横断面積に対して４０％以下に
すると、上記層状の空隙６…を良好に形成し得ること、
および凸状勾配変化位置Ｐを、凸状勾配変化位置Ｐから
溶湯供給開口部１３ａまでの押湯枠部１３内の押湯容積
の合計が押湯枠部１３内の押湯総容積の２０〜６０％の
範囲内となるように設定すると、上記層状の空隙６…を
良好に形成することができ、かつ空隙６…が造塊用金型
部３内の溶湯に達しないことについては、前記の造塊用
鋳型１と同様である。

【００３６】次に、上述した溶湯供給開口部１３ａの面
積および凸状勾配変化位置Ｐの設定に基づいて、実際に
金属塊の造塊を行った例について説明する。

【００３７】ここでは製品の形状が概略正四角柱である
Ｎｉ−Ｆｅ合金塊を造塊した。使用した造塊用鋳型１
は、溶湯供給開口部１３ａの開口面積を押湯枠部１３内
空間の最大横断面積、即ち押湯枠部１３における下端部
空間の横断面積の１５％とした。また、押湯上枠部１３
ａ内の円錐台空間下面の面積を上記最大横断面積の２１
％とし、押湯下枠部１３ｂ内の角錐台空間上面の面積を
上記最大横断面積の５２％とした。凸状勾配変化位置Ｐ
は、押湯枠部１３の内周面の全周にわたって形成し、こ
の凸状勾配変化位置Ｐから溶湯供給開口部１３ａまでの
押湯容積が押湯総容積の２６％となる位置に設定した。
押湯枠部１３は、前述した実施例１の造塊例で示したス
ラリーを使用し、同様の方法で製造した。

【００３８】この造塊の結果、図４に示すように、押湯
内に多層の空隙６…が形成され、引けの底面形状が、ほ
ぼ平らとなっていることを確認した。また、従来の押湯
枠を使用した場合、２４０リットルの体積の製品を得る
ためには６２リットルの押湯が必要であったが、上記の
押湯枠部１３を使用した場合、必要な押湯量を５０リッ
トルまでに減少させることができ、かつ要求品質を満足
する健全な金属塊製品を得ることができた。即ち、製品
歩留りを７９．５％から８３．０％に向上させることが
できた。

【００３９】〔実施例3 〕本発明のさらに他の実施例を
図５に基づいて以下に説明する。尚、説明の便宜上、前
記の実施例に示した部材と同一の機能を有する部材には
同一の符号を付記し、その説明を省略する。

【００４０】図５に示すように、本実施例の造塊用鋳型
２１は、前記実施例１の図２に示した造塊用鋳型１の押
湯枠部５に代えて押湯枠部２２を備えたものとなってい
る。この押湯枠部２２は同図に示す押湯型部４と共に押
湯用型部を構成している。他の構成は造塊用鋳型１と同
一である。

【００４１】押湯枠部２２は、上端部に溶湯供給開口部
２２ａを有し、この溶湯供給開口部２２ａの開口面積
が、造塊用金型部３と接続されている下端部の内部空間
の横断面積よりも小さくなっている。そして、押湯枠部
２２の内周面における上記の下端部から溶湯供給開口部
２２ａまでの間では、２個所の凸状勾配変化位置Ｐにお
いて、内周面の勾配が変化している。各凸状勾配変化位
置Ｐにおける勾配の変化は、垂直方向に対する内周面の
傾斜角が、凸状勾配変化位置Ｐの下側では大きく、凸状
勾配変化位置Ｐの上側では小さくなっている。従って、
各凸状勾配変化位置Ｐでは、押湯枠部２２が押湯枠部２
２内の空間方向へ凸となっている。押湯枠部２２は、ほ
ぼ角錐台形状をなし、前記押湯枠部５と同様の材料およ
び方法にて形成されている。

【００４２】上記のように、本造塊用鋳型２１において
も、押湯枠部２２に凸状勾配変化位置Ｐが形成されてい
るので、前記の造塊用鋳型１と同様、造塊用鋳型２１で
の造塊時において、図５に示すように、凸状勾配変化位
置Ｐの周囲に多数の空隙６…が層状に形成され、最終的
な引けの底部形状２３が平らに近い状態となる。これに
より、押湯において必要な体積、即ち押湯の体積を小さ
くすることができ、この結果、金属塊製品の歩留りを向
上することができる。

【００４３】尚、溶湯供給開口部２２ａの開口面積を押
湯枠部２２内空間の最大横断面積に対して４０％以下に
すると、上記層状の空隙６…を良好に形成し得ること、
および最上部の凸状勾配変化位置Ｐを、凸状勾配変化位
置Ｐから溶湯供給開口部２２ａまでの押湯枠部２２内の
押湯容積の合計が押湯枠部２２内の押湯総容積の２０〜
６０％の範囲内となるように設定すると、上記層状の空
隙６…を良好に形成することができ、かつ空隙６…が造
塊用金型部３内の溶湯に達しないことについては、前記
の造塊用鋳型１と同様である。

【００４４】また、以上の実施例において、造塊用金型
部３の上端部の内周面形状と、この部位に接続される押
湯枠部５・１３・２２の下端部の内周面形状とは、造塊
時において造塊用金型部３と押湯枠部５・１３・２２と
の間での湯漏れを防止できれば、特に一致させる必要は
ない。従って、造塊用金型部３の内部空間の立体形状
は、例えば、円柱、多角柱、円錐台、角錐台、球体もし
くはこれらを組み合わせた形状であってもよい。

【００４５】また、押湯枠部５・１３・２２における凸
状勾配変化位置Ｐは、押湯枠部５・１３・２２内周面の
全周にわたって形成されていても、押湯枠部５・１３・
２２の内面における所定の対向位置に形成されていても
よい。例えば、上記凸状勾配変化位置Ｐは、押湯枠部５
・１３・２２の形状が多角柱や角錐台状の場合、対向す
る２面に形成されていればよく、押湯枠部５・１３・２
２の形状が円柱、円錐台もしくは半球状の場合、内周面
の一部の対向位置に形成されていればよい。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明の造塊用
鋳型は、造塊用型部の上に、内部空間が造塊用型部の内
部空間と連通する押湯用型部が設けられ、この押湯用型
部の上部に溶湯供給開口部が形成されている造塊用鋳型
において、上記溶湯供給開口部の開口面積は、押湯用型
部の内部空間の最大横断面積よりも小さく形成され、上
記押湯用型部の内周面における下端部から溶湯供給開口
部までの間には、互いに勾配の異なる複数の勾配面が形
成され、これら上下方向に隣接する勾配面の境界となる
勾配変化位置の少なくとも一つは、押湯用型部の内部空
間方向へ凸状となった凸状勾配変化位置であり、この凸
状勾配変化位置が押湯用型部における内周面の対向位置
に設定されている構成である。

【００４７】従って、金属塊の造塊時において、押湯の
金属が長く溶融状態を維持し、押湯に多数の空隙が層状
に形成され、最終的な引けの底部形状が平らに近い状態
となる。これにより、押湯において必要な体積、即ち押
湯の体積を小さくすることができ、この結果、金属塊製
品の歩留りを向上することができるという効果を奏す
る。

【００４８】また、請求項２の発明の造塊用鋳型は、請
求項１の発明の造塊用鋳型において、溶湯供給開口部の
開口面積が、押湯用型部における内部空間の最大横断面
積の４０％以下に設定されるとともに、押湯用型部内周
面の最上部に位置する上記凸状勾配変化位置と溶湯供給
開口部との間の押湯用型部内容積が、押湯用型部内総容
積の２０〜６０％に設定されている構成である。

【００４９】これにより、金属塊製品の歩留りをさらに
確実に向上することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の造塊用鋳型の構造を縦断面
で示す斜視図である。

【図２】上記造塊用鋳型による金属塊の造塊状態を示す
要部の縦断面図である。

【図３】本発明の他の実施例の造塊用鋳型の構造を縦断
面で示す斜視図である。

【図４】上記造塊用鋳型による金属塊の造塊状態を示す
要部の縦断面図である。

【図５】本発明のさらに他の実施例の造塊用鋳型による
金属塊の造塊状態を示す要部の縦断面図である。

【図６】従来の造塊用鋳型による大気中での金属塊の造
塊状態を示す縦断面図である。

【図７】従来の造塊用鋳型による真空中での金属塊の造
塊状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１造塊用鋳型２鋳型定盤部３造塊用金型部（造塊用型部）４押湯型部（押湯用型部）５押湯枠部（押湯用型部）５ａ溶湯供給開口部６空隙７底部形状１１造塊用鋳型１２押湯型部（押湯用型部）１３押湯枠部（押湯用型部）１３ａ押湯上枠部１３ｂ押湯下枠部１３ｃ溶湯供給開口部１４底部形状２１造塊用鋳型２２押湯枠部（押湯用型部）２２ａ溶湯供給開口部Ｐ凸状勾配変化位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】造塊用型部の上に、内部空間が造塊用型部
の内部空間と連通する押湯用型部が設けられ、この押湯
用型部の上部に溶湯供給開口部が形成されている造塊用
鋳型において、上記溶湯供給開口部の開口面積は、押湯用型部の内部空
間の最大横断面積よりも小さく形成され、上記押湯用型
部の内周面における下端部から溶湯供給開口部までの間
には、互いに勾配の異なる複数の勾配面が形成され、こ
れら上下方向に隣接する勾配面の境界となる勾配変化位
置の少なくとも一つは、押湯用型部の内部空間方向へ凸
状となった凸状勾配変化位置であり、この凸状勾配変化
位置が押湯用型部における内周面の対向位置に設定され
ていることを特徴とする造塊用鋳型。
【請求項２】上記溶湯供給開口部の開口面積は、押湯用
型部における内部空間の最大横断面積の４０％以下に設
定されるとともに、押湯用型部内周面の最上部に位置す
る上記凸状勾配変化位置と溶湯供給開口部との間の押湯
用型部内容積は、押湯用型部内総容積の２０〜６０％に
設定されていることを特徴とする請求項１に記載の造塊
用鋳型。