JP2016026876A - Ingot casting device and ingot casting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、酸化物の巻き込みが少なく、しかも形状が均一な複数のインゴットを低コストで、且つ、安定的に製造することが可能なインゴット鋳造装置及び鋳造方法置に関する。 The present invention relates to an ingot casting apparatus and a casting method apparatus that are capable of stably producing a plurality of ingots having a uniform oxide shape and a small shape at a low cost.
ビスマステルル、インジウムアンチモン等の化合物半導体を量産レベルで大量に合成する場合、投入する金属原料を秤量する時間を短縮するために一定の形状に形成したインゴットを予め多数個作製しておくことが要求される。この一定形状のインゴットを作製するには鋳造等のプロセスを設ける必要があるが、かかるインゴットの作製工程において酸化物の巻き込みや形状のバラつき等が発生する場合がある。このようなインゴットの場合には秤量時間の短縮化を十分に達成することができなくなる。 When compound semiconductors such as bismuth tellurium and indium antimony are synthesized in large quantities at the mass production level, it is necessary to prepare a large number of ingots formed in a certain shape in advance in order to shorten the time for weighing the metal raw material to be input. Is done. In order to manufacture the ingot having a fixed shape, it is necessary to provide a process such as casting. However, in some steps of manufacturing the ingot, the oxide may be involved or the shape may vary. In the case of such an ingot, shortening of the weighing time cannot be sufficiently achieved.
また、金属原料を溶解鋳造した複数個のインゴットを鋳型から取り出す際、以下のような問題が生じることがある。
(1)金属原料に付着した酸化物がインゴットに巻き込まれるために、インゴット中の酸素濃度が低くならない。一部に酸素濃化部が有る場合、後工程で除去する必要があるために時間と手間が必要になる。
(2)インゴットを鋳型から取り出す時にインゴットの一部が鋳型表面に固着し、脆い金属の場合にはインゴットが破損することがある。
(3)複数鋳造後のインゴットの形状にバラつきがでる。
Further, when taking out a plurality of ingots obtained by melting and casting metal raw materials from the mold, the following problems may occur.
(1) Since the oxide adhering to the metal raw material is caught in the ingot, the oxygen concentration in the ingot does not decrease. If there is an oxygen concentrating part in part, time and labor are required because it is necessary to remove it in a later process.
(2) When the ingot is taken out from the mold, a part of the ingot is fixed to the mold surface, and in the case of a brittle metal, the ingot may be damaged.
(3) The shape of the ingot after multiple castings varies.
不純物の低減については、例えば特許文献1に示される精製方法及び精製装置があるが、この発明では金属を鋳型中で真空加熱することにより不純物の低減を図ることとしている。
Regarding the reduction of impurities, for example, there is a purification method and a purification apparatus disclosed in
しかし、従来の精製方法や特許文献1の精製装置によると、不純物の低減は解消されるものの、上記したような形状のバラつきや破損等のその他の諸問題は解決されないという問題がある。また、形状のばらつきを低減するためにインゴットの表面を研磨することで整形すると、発生した研磨粉を作業員が吸引してしまう虞があり、金属材料によっては有害な物質を体内に吸収してしまい、安全上の問題もある。
However, according to the conventional purification method and the purification apparatus of
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、酸化物の巻き込みが少なく、且つ形状が均一で破損の少ない複数のインゴットを低コスト及び安定に作製可能なインゴット鋳造装置及び鋳造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of such problems, and an ingot casting apparatus and a casting method capable of stably producing a plurality of ingots with less oxide entanglement, uniform shape and less damage at low cost. The purpose is to provide.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の本発明は、金属原料を溶融して複数のインゴットを鋳造するためのインゴット鋳造装置であって、インゴットに鋳造するための金属原料を収容する原料リザーバと、複数のインゴットを形成するための凹状のインゴット形成部を備えた鋳型本体と、インゴット形成部を複数の区画部に区分する着脱自在の仕切板とを備え、原料リザーバの底部には、金属原料を加熱溶融させた溶湯をインゴット形成部に注湯するための1又は複数の注湯口が設けられ、鋳型本体の上部には、原料リザーバから注湯された溶湯を所定の高さでオーバーフローさせる排出部が形成され、仕切板には、当該仕切板によって区分された各区画部に注湯される溶湯の湯面レベルを均一に保持するための貫通孔が設けられたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention according to
上記目的を達成するため、請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載のインゴット鋳造装置において、仕切板は、上方に向かって次第に幅が広くなるテーパ状とされ、仕切板と平行なインゴット形成部の両側の内壁が仕切板に設けられたテーパと同様なテーパ状とされていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, in the ingot casting apparatus according to the first aspect, the partition plate is tapered so that the width gradually increases upward, and is parallel to the partition plate. The inner walls on both sides of the ingot forming part are tapered like the taper provided on the partition plate.
上記目的を達成するため、請求項3に記載の本発明は、請求項1又は2に記載のインゴット鋳造装置において、注湯口は、仕切板によって区分された各区画部に対して溶湯をそれぞれ注湯可能に配置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, there is provided the ingot casting apparatus according to the first or second aspect, wherein the pouring port is configured to pour molten metal into each of the compartments divided by the partition plate. It is arranged so that hot water is possible.
上記目的を達成するため、請求項4に記載の本発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載のインゴット鋳造装置において、仕切板によって区分された各区画部はそれぞれ同一形状とされると共に、各区画部は冷却時における溶湯内の温度差を小さくすることにより溶湯の固化が均一に進行するように各区画部の深さを浅く形成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a fourth aspect of the present invention, in the ingot casting apparatus according to any one of the first to third aspects, each partition section divided by the partition plate has the same shape. In addition, each partition portion is characterized in that the depth of each partition portion is formed shallow so that the solidification of the molten metal proceeds uniformly by reducing the temperature difference in the melt during cooling.
上記目的を達成するため、請求項5に記載の本発明は、請求項4に記載のインゴット鋳造装置において、仕切板によって区切られることによって形成された各区画部であるインゴット鋳造室の最も長い辺の長さが深さに対して4.0〜10.0倍であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention according to claim 5 is the ingot casting apparatus according to claim 4, wherein the longest side of the ingot casting chamber which is each partition formed by partitioning with a partition plate. The length of is 4.0 to 10.0 times the depth.
上記目的を達成するため、請求項6に記載の本発明は、金属原料を溶融して複数のインゴットを鋳造するためのインゴット鋳造方法であって、金属原料を原料リザーバへ収容し、還元雰囲気又は不活性雰囲気中で加熱溶融するステップと、鋳型本体に設けられた凹状のインゴット形成部に着脱自在に配置した仕切板によって区分された各区画部に原料リザーバの底部に設けられた1又は複数の注湯口を介して加熱溶融した溶湯を注湯するステップと、仕切板に形成された貫通孔を介して各区画部に流入される溶湯の湯面レベルを均一にするステップと、インゴット形成部に注湯された溶湯を鋳型本体の上部に設けられた排出部を介して所定の高さでオーバーフローさせるステップと、各区画部に均一に注湯された溶湯を冷却して固化するステップとを含み構成されたことを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention according to claim 6 is an ingot casting method for casting a plurality of ingots by melting a metal raw material, the metal raw material being stored in a raw material reservoir, and a reducing atmosphere or One or a plurality of steps provided at the bottom of the raw material reservoir in each partition section separated by a step of heating and melting in an inert atmosphere and a partition plate detachably disposed in a concave ingot forming section provided in the mold body A step of pouring molten metal heated and melted through the pouring port, a step of uniformizing the molten metal level flowing into each partitioning portion through the through holes formed in the partition plate, and an ingot forming portion A step of overflowing the poured molten metal at a predetermined height through a discharge part provided at the upper part of the mold body, and a step of cooling and solidifying the molten metal uniformly poured into each partition part. Characterized in that it is constituted and a flop.
上記目的を達成するため、請求項7に記載の本発明は、請求項6に記載のインゴット鋳造方法において、仕切板を上方に向かって次第に幅が広くなるテーパ状とすると共に、仕切板と平行なインゴット形成部の両側の内壁を仕切板に設けられたテーパと同様なテーパ状とし、冷却固化した金属を仕切板ごと鋳型本体から取り出し、その後各区画部の金属をそれぞれ分離することにより複数のインゴットを得ることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a seventh aspect of the present invention, in the ingot casting method according to the sixth aspect, the partition plate is tapered so as to gradually increase in width upward, and parallel to the partition plate. The inner walls on both sides of the ingot forming part are tapered similar to the taper provided on the partition plate, and the cooled and solidified metal is taken out from the mold body together with the partition plate, and then a plurality of metal parts in each partition part are separated from each other. It is characterized by obtaining an ingot.
本発明に係るインゴット鋳造装置及び鋳造方法によれば、インゴットに鋳造するための金属原料を加熱溶融した溶湯を複数の仕切り板によってインゴット鋳造室へ流入させると共に、インゴット鋳造室に流入した溶湯を各仕切板の所定高さ位置に設けられた貫通孔でインゴット鋳造室の相互間に移動させ、且つ所定の高さでオーバーフローさせることとしたので、溶湯中に含まれている酸化物は溶湯の上部に浮上して貯留室及びオーバーフローによってインゴット鋳造室から排除されるため、酸化物の巻き込みが少ないインゴットを製造することができる。そして、インゴット鋳造室の形状が一定であることから、形状が均一な多数のインゴットを低コスト且つ安定に製造することができるという効果がある。さらに、製造されたインゴットを用いて合金を合成する際の秤量時間を短縮することができるという効果がある。 According to the ingot casting apparatus and the casting method according to the present invention, the molten metal obtained by heating and melting the metal raw material for casting into the ingot is caused to flow into the ingot casting chamber by the plurality of partition plates, and the molten metal flowing into the ingot casting chamber is Since the through hole provided at the predetermined height position of the partition plate is moved between the ingot casting chambers and overflowed at the predetermined height, the oxide contained in the molten metal is the upper part of the molten metal. The ingot can be manufactured with less oxide entrainment because it is removed from the ingot casting chamber by the storage chamber and overflow. And since the shape of an ingot casting chamber is constant, there exists an effect that many ingots with a uniform shape can be manufactured stably at low cost. Furthermore, there is an effect that it is possible to shorten the weighing time when the alloy is synthesized using the manufactured ingot.
さらに、インゴット鋳造室を上部側に向かって拡開したテーパ状に形成したので形成されたインゴットが脆い金属の場合であっても破損することなく容易に取り出すことができるという効果がある。また、インゴット鋳造室を浅くしたことにより、製造されたインゴットの冷却を均一にすることができるという効果がある。 Furthermore, since the ingot casting chamber is formed in a taper shape that expands toward the upper side, even if the formed ingot is a brittle metal, it can be easily taken out without being damaged. In addition, since the ingot casting chamber is made shallow, there is an effect that cooling of the manufactured ingot can be made uniform.
以下、本発明に係るインゴット鋳造装置及び鋳造方法について、好ましい一実施形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係るインゴット鋳造装置の一実施形態を示す断面図である。 Hereinafter, an ingot casting apparatus and a casting method according to the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an ingot casting apparatus according to the present invention.
[インゴット鋳造装置の構成]
図1に示すように、インゴット鋳造装置1は金属を還元雰囲気もしくは不活性雰囲気中で溶解鋳造するものであり、概略として、予め金属原料50が収容される原料リザーバ10と、原料リザーバ10の下方に配置されて原料リザーバ10内で金属原料50を溶融させた溶湯40が注湯されて複数のインゴット60を形成するための鋳型本体20とを備え、鋳型本体20にはインゴット60を所定の形状に鋳込むための複数の区画部であるインゴット鋳造室24,24を形成する複数の仕切板30,30が着脱自在に配置されて構成されている。原料リザーバ10、鋳型本体20及び仕切板30,30は、インゴット60への汚染を防止するために高純度カーボンによって形成されている。尚、図1では原料リザーバ10と鋳型本体20とを所定の間隔をもって上下に配置した構成が示されているが、両者が更に接近し或いは両者が当接した状態で着脱自在に一体化されるような構造としてもよい。
[Configuration of ingot casting machine]
As shown in FIG. 1, the
原料リザーバ10は、金属原料50を収容する凹部11が形成された略箱型形状を有し、その底部には金属原料50を加熱溶融させた溶湯40を鋳型本体20へ注湯するための複数の注湯口12,12が設けられている。本実施形態では注湯口12,12は、後述する仕切板30,30によって区画される各区画部であるインゴット鋳造室24,24に対応するようにして設けられている(図1では6個)。尚、仕切板30,30には後述する貫通孔31が設けられているので少なくとも1つの注湯口12を備えていれば溶湯40を各インゴット鋳造室24,24に均一に注湯することができる。もちろん、注湯口12をインゴット鋳造室24,24の数以上に設けることも可能である。ここで、溶湯40を冷却して固化させたものがインゴット60となるので図1においては加熱溶融して各区画部内に注湯された金属原料50に対して「溶湯40」と「インゴット60」の両方の符号を付している。
The
鋳型本体20は、凹状のインゴット形成部21を備えており、原料リザーバ10と同様に、略箱型形状を有している。インゴット形成部21の上部壁面にはインゴット形成部21からオーバーフローさせた溶湯40を外部に排出させるための貫通孔又は樋等からなる複数の排出部22,22が設けられている。この排出部22,22はそれぞれのインゴット鋳造室24,24の上部に設けられている。そして、排出部22,22を介してオーバーフローさせた溶湯40は鋳型本体20の周囲に形成されている排液部25内に貯えられるようになっている。
The
鋳型本体20のインゴット形成部21の底面には、図1に示すように、仕切板30,30を位置決めしつつ立設するための複数の嵌入溝23,23がそれぞれ一定間隔で設けられており、嵌入溝23,23はインゴット形成部21の内側面にもそれぞれ対向するようにして設けられている。尚、嵌入溝23,23は、図2に示すように、鋳型本体20の底部には設けることなく、対向する両側面のみに設けるようにすることもできる。また、インゴット形成部21は、その深さが比較的浅く設定されている。このような形状とすることにより、インゴット鋳造室24,24の開口面積が広くなるので各インゴット鋳造室24,24で鋳造されたそれぞれのインゴット60を冷却する際の温度差が小さくなって固化を均一に進行させ、インゴット60の形状を歪みのない安定化させたものとすることができる。例えば、仕切板30,30によって区切られることによって形成された各区画部であるインゴット鋳造室24,24の最も長い辺の長さが深さに対して4.0〜10.0倍となるようになっている。尚、インゴット形成部21は、その深さを深く設定した場合には、固化方向(深さ方向)に対して、温度差が大きくなり、インゴット60の固化部では凝固による固体収縮が起こり、ボイド(空隙又は引巣)が発生し、形状異常や重量ばらつきの原因となる。
As shown in FIG. 1, a plurality of
仕切板30,30は、図3に示すように、鋳型本体20のインゴット形成部21の内側面及び底面に形成された嵌入溝23,23に一定間隔で着脱自在に嵌入することによりインゴット形成部21内をそれぞれの区画部に仕切ってインゴット鋳造室24,24を形成する。仕切板30,30は、図1に示すように、上方に向かって幅(=厚み)が次第に狭くなるようなテーパ状とされている。そして、仕切板30,30と平行するインゴット形成部21の内側面も仕切板30,30のテーパとほぼ同じ傾斜が設けられている。これにより、いずれのインゴット鋳造室24,24で鋳造されたインゴット60も同じ形状で形成されることになる。テーパを設けることで鋳型本体20からのインゴット60の取り出しを容易にすることができる。
As shown in FIG. 3, the
また、図4に示すように、各仕切板30,30には所定の箇所に水平方向に貫通する貫通孔31が穿設されている。この貫通孔31を介して各インゴット鋳造室24,24に溶湯40を均等に注湯することができる。貫通孔31の大きさは、鋳造されたインゴット60,60を取り出し、インゴット60,60同士を区分けする際に、インゴット60の外形形状を損なうことなく且つ容易に切り離すことでき、さらに、鋳造中にはインゴット鋳造室24,24の相互間で溶湯40を移動させることができる程度の大きさ及び形状であることが必要とされる。貫通孔31のサイズとしては、例えば、縦方向の長さが0.3〜1.0mm、横方法の長さが1.0〜3.0mm程度、好ましい組み合わせとして、縦0.5mm、横2.0mm程度の四角形或いは楕円形とした場合にインゴット60,60の取り出しや分離が容易となり作業効率の向上を図ることができる。尚、貫通孔31,31の断面形状は四角形や楕円形の他、円形、三角形、多角形或いはV字形状等、容易に折り取ることができるような断面形状であればよい。
As shown in FIG. 4, each
[インゴットの鋳造方法]
次に、上述したインゴット鋳造装置1の作用と共に本発明に係るインゴットの鋳造方法について説明する。図5はインゴット鋳造方法の各工程を示すフローチャートである。
[Ingot casting method]
Next, the ingot casting method according to the present invention will be described together with the operation of the
初めに、図1に示すように、原料リザーバ10の上方に鋳型本体20を配置し、凹部11内に所定量の金属原料50を収容する。そして、金属原料50を収納したインゴット鋳造装置1を図示しない加熱炉(例えば抵抗加熱炉)内に収容する。そして、加熱炉内の雰囲気を還元雰囲気もしくは不活性雰囲気とした後、金属原料50の融点以上の温度になるまで加熱して金属原料50を溶融させる。溶融した金属原料50は溶湯40となって注湯口12,12を介して鋳型本体20のインゴット形成部21内に注湯される。(ステップS1)。
First, as shown in FIG. 1, the
金属原料50が溶融した際に生じる酸化物は原料リザーバ10内において溶湯40の上部に浮上するので酸化物の少ない清浄な下側の溶湯40が各注湯口12,12を通して鋳型本体20に落下し、インゴット形成部21内を仕切板30,30で仕切った各インゴット鋳造室24,24内に徐々に貯留されていく(ステップS2)。
Since the oxide generated when the metal
インゴット形成部21では、注湯された溶湯40は仕切板30,30で仕切られた各区画部であるインゴット鋳造室24,24内に貯えられるが、仕切板30,30には貫通孔31が設けられているので、溶湯40は貫通孔31を介して、溶湯40レベルの高いインゴット鋳造室24から溶湯40レベルの低い隣接するインゴット鋳造室24へと流入する。この結果、各インゴット鋳造室24,24における溶湯40の湯面レベルは各インゴット鋳造室24,24において均一化することができる(ステップS3)。
In the
さらに溶湯40の注湯を行うと湯面レベルが排出部22,22に達するので排出部22,22を介して溶湯40の上層を排液部25へオーバーフローさせ、各インゴット鋳造室24,24の液面レベルを所定の高さで均一化する。また、溶湯40の上層側に浮遊する酸化物はオーバーフローによって排液部25へ排出されるので形成されるインゴット60への酸化膜の付着防止を図ることができる(ステップS4)。
Further, when the
その後、全体を冷却して各インゴット鋳造室24,24内の溶湯40を固化する(ステップS5)。そして、原料リザーバ10と鋳型本体20を分離した後、専用の装置または人手によって鋳型本体20のインゴット鋳造室24,24内に形成された各インゴット60,60を取り出す(ステップS6)。インゴット60の取り出しは、仕切板30,30には上方に向かって狭くなるようにテーパが設けられると共にインゴット形成部21の所定の内側面にも同様のテーパが設けられているので仕切板30,30の貫通孔31,31の中で溶湯40が固化して形成された各インゴット60,60が連結された状態であっても、仕切板30,30と共に固化した金属50全体をインゴット形成部21からインゴット60を破損することなく容易に取り出すことが可能となる。そして、貫通孔31,31の中で固化したインゴット60を折り取りながら仕切板30,30を取り外すことにより各インゴット60,60を破損させることなく容易に取り出すことができる。以上によりインゴット60の鋳造が終了する。取り出したインゴット60は所定の保管場所等で保管する。
Thereafter, the whole is cooled to solidify the
次に、上述したインゴット鋳造装置1を用いてインゴット60を鋳造した実施例について説明する。本発明者らは図1及び図2に示すインゴット鋳造装置1を用い、50×45×35mm形状の4N−Te金属原料から17(底面幅)×17(高さ)×110(長さ)mmのテーパ形状のTeインゴットの溶解鋳造を行った。
Next, the Example which cast the
まず、1個あたり約500gの4N−Teブロックを原料リザーバ10に投入し、加熱炉(ここでは熱抵抗炉)の内部にセットした。炉内を真空排気した後、5Nの水素ガスを15分間流して、炉内雰囲気を水素に十分置換した後、650℃まで10℃/分の昇温速度で温度を上げる。約60分間、650℃で保持して、Teブロックが溶解し、溶湯40が注湯口12,12を通り、鋳型本体20のインゴット形成部21へ注湯し、溶湯40を各インゴット鋳造室24,24へ均等に貯留させる。そして、溶湯40の一部を排出部22,22から排液部25へオーバーフローさせた後、熱抵抗炉のヒーター電源をOFFにして炉伶を行い、炉内温度が100℃以下まで下がったところで、炉内雰囲気を水素ガスからArガスに切り替えて、鋳型を大気中に取り出した。
First, about 500 g of 4N-Te block was put into the
そして、インゴット形成部21内で固化したインゴット60を仕切板30,30と一緒に鋳型本体20から取り外し、各インゴット鋳造室24,24内で形成されたインゴット60を取り出した。これにより、インゴット60を破損させることなく6本のインゴット60を容易に取出すことができた。6本のインゴット60の重量のバラツキは標準偏差で0.4mm内であり、バラツキの非常に少ない値が得られている。また、酸素濃度については、インゴット60の上部から5mm角の試料を切り出してLECO法でガス分析したところ、全て20ppm以内であった。
And the
以上のように、本発明に係るインゴット鋳造装置及び鋳造方法によれば、原料リザーバ10から各インゴット鋳造室24,24へ溶湯40を流し込み、仕切板30,30に設けた貫通孔31,31によって各インゴット鋳造室24,24内の溶湯40の液面レベルを均一にすると共に、排出部22,22を介して溶湯40の上層部をオーバーフローさせることで、酸化物の巻き込みを防止しつつ各インゴット鋳造室24,24内の溶湯40の高さを均一化することができる。また、仕切板30,30を鋳型本体20から取り出し可能にしたことによりインゴット形成部21内で固化したインゴット60全体を一旦取り出した後で個々のインゴット60,60に容易に分離することができるので、貫通孔31の中で固化した溶湯40によってインゴット60が連結されていても各インゴット60,60を破損することなく容易に折り取ることが可能になる。これにより、酸化物の巻き込みが少なく、且つ形状が均一なインゴット60の多数を低コストに安定して作製することが可能となる。
As described above, according to the ingot casting apparatus and the casting method according to the present invention, the
さらに、インゴット鋳造室24,24の深さを浅くしたので、インゴット鋳造室24,24内における溶湯40をムラなく均等に冷却することができ安定した形状のインゴット60を形成することができるという効果がある。
Furthermore, since the depth of the
以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。 As described above, the preferred embodiment of the present invention has been described in detail. However, the present invention is not limited to the specific embodiment, and within the scope of the gist of the present invention described in the claims, Needless to say, various modifications and changes are possible.
1 インゴット鋳造装置
10 原料リザーバ
11 凹部
12 注湯口
20 鋳型本体
21 インゴット形成部
22 排出部
23 嵌入溝
24 インゴット鋳造室
25 排液部
30 仕切板
31 貫通孔
40 溶湯
50 原料
60 インゴット
DESCRIPTION OF
Claims (7)
インゴットに鋳造するための金属原料を収容する原料リザーバと、
複数のインゴットを形成するための凹状のインゴット形成部を備えた鋳型本体と、
前記インゴット形成部を複数の区画部に区分する着脱自在の仕切板と、
を備え、
前記原料リザーバの底部には、前記金属原料を加熱溶融させた溶湯を前記インゴット形成部に注湯するための1又は複数の注湯口が設けられ、
前記鋳型本体の上部には、前記原料リザーバから注湯された溶湯を所定の高さでオーバーフローさせる排出部が形成され、
前記仕切板には、当該仕切板によって区分された各区画部に注湯される前記溶湯の湯面レベルを均一に保持するための貫通孔が設けられた、
ことを特徴とするインゴット鋳造装置。 An ingot casting device for casting a plurality of ingots by melting a metal raw material,
A raw material reservoir for storing a metal raw material for casting into an ingot;
A mold body provided with a concave ingot forming portion for forming a plurality of ingots;
A removable partition plate that divides the ingot forming part into a plurality of partition parts,
With
At the bottom of the raw material reservoir, one or a plurality of pouring holes for pouring molten metal obtained by heating and melting the metal raw material into the ingot forming part is provided,
In the upper part of the mold body, a discharge part is formed for overflowing the molten metal poured from the raw material reservoir at a predetermined height,
The partition plate is provided with a through-hole for uniformly holding the molten metal surface level of the molten metal poured into each partition section partitioned by the partition plate.
An ingot casting apparatus.
前記仕切板は、上方に向かって次第に幅が広くなるテーパ状とされ、
前記仕切板と平行な前記インゴット形成部の両側の内壁が前記仕切板に設けられたテーパと同様なテーパ状とされている、
ことを特徴とするインゴット鋳造装置。 In the ingot casting apparatus according to claim 1,
The partition plate has a tapered shape that gradually increases in width upward.
The inner walls on both sides of the ingot forming part parallel to the partition plate are tapered similar to the taper provided on the partition plate,
An ingot casting apparatus.
前記注湯口は、前記仕切板によって区分された各区画部に対して前記溶湯をそれぞれ注湯可能に配置されていることを特徴とするインゴット鋳造装置。 In the ingot casting apparatus according to claim 1 or 2,
The ingot casting apparatus, wherein the pouring port is arranged so as to be able to pour the molten metal into each partition section divided by the partition plate.
前記仕切板によって区分された各区画部はそれぞれ同一形状とされると共に、各区画部は冷却時における前記溶湯内の温度差を小さくすることにより前記溶湯の固化が均一に進行するように前記各区画部の深さを浅く形成したことを特徴とするインゴット鋳造装置。 In the ingot casting apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Each partition section divided by the partition plate has the same shape, and each partition section reduces the temperature difference in the melt during cooling so that solidification of the melt progresses uniformly. An ingot casting apparatus characterized in that the partition portion is formed with a shallow depth.
仕切板によって区切られることによって形成された各区画部であるインゴット鋳造室の最も長い辺の長さが深さに対して4.0〜10.0倍であることを特徴とするインゴット鋳造装置。 In the ingot casting apparatus according to claim 4,
An ingot casting apparatus characterized in that the length of the longest side of the ingot casting chamber, which is each section formed by partitioning with a partition plate, is 4.0 to 10.0 times the depth.
金属原料を原料リザーバへ収容し、還元雰囲気又は不活性雰囲気中で加熱溶融するステップと、
鋳型本体に設けられた凹状のインゴット形成部に着脱自在に配置した仕切板によって区分された各区画部に前記原料リザーバの底部に設けられた1又は複数の注湯口を介して加熱溶融した溶湯を注湯するステップと、
前記仕切板に形成された貫通孔を介して各区画部に流入される溶湯の湯面レベルを均一にするステップと、
前記インゴット形成部に注湯された前記溶湯を前記鋳型本体の上部に設けられた排出部を介して所定の高さでオーバーフローさせるステップと、
各区画部に均一に注湯された溶湯を冷却して固化するステップと、
を含み構成されたことを特徴とするインゴット鋳造方法。 An ingot casting method for casting a plurality of ingots by melting a metal raw material,
Storing a metal raw material in a raw material reservoir and heating and melting in a reducing atmosphere or an inert atmosphere;
A molten metal heated and melted via one or a plurality of pouring holes provided at the bottom of the raw material reservoir is divided into partition sections detachably arranged in a concave ingot forming section provided in the mold body. A step of pouring,
Uniformizing the surface level of the molten metal flowing into each partition through the through holes formed in the partition plate;
Overflowing the molten metal poured into the ingot forming part at a predetermined height through a discharge part provided at the upper part of the mold body;
A step of cooling and solidifying the molten metal uniformly poured into each compartment; and
An ingot casting method comprising:
前記仕切板を上方に向かって次第に幅が広くなるテーパ状とすると共に、前記仕切板と平行な前記インゴット形成部の両側の内壁を前記仕切板に設けられたテーパと同様なテーパ状とし、冷却固化した金属を前記仕切板ごと鋳型本体から取り出し、その後各区画部の金属をそれぞれ分離することにより複数のインゴットを得ることを特徴とするインゴット鋳造方法。 In the ingot casting method according to claim 6,
The partition plate is tapered so as to gradually increase in width upward, and the inner walls on both sides of the ingot forming portion parallel to the partition plate are tapered similar to the taper provided on the partition plate. An ingot casting method, wherein a plurality of ingots are obtained by taking out the solidified metal together with the partition plate from the mold body, and then separating the metal in each partition part.
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