JP6237300B2 - リブ付き銅管の製造方法及び連続鋳造用鋳型 - Google Patents

Description

本発明は、管本体の内周面から突出する板状のリブを備えたリブ付き銅管を、連続鋳造装置を用いて製造するリブ付き銅管の製造方法、及び、このリブ付き銅管の製造方法に用いられる連続鋳造用鋳型に関するものである。

銅又は銅合金からなる銅管は、強度が高く加工性に優れていることから、各種部品の素材として広く使用されている。また、銅管は、特に熱伝導性に優れていることから、熱交換器等の伝熱管として利用されている。ここで、熱交換器等の伝熱管に使用される銅管としては、熱伝達効率をさらに向上させるために、例えば特許文献１に示すように管の内面にフィンを形成した銅管や、特許文献２に示すように管の内側にリブ層を設けて多穴構造とした銅管が提案されている。

ここで、銅又は銅合金からなる銅管を製造する方法として、例えば特許文献２に開示されているように、連続鋳造用鋳型を用いた連続鋳造法が適用される。
銅管を鋳造する連続鋳造用鋳型は、筒状をなすモールドと、モールドの一端側開口部からモールド内に挿入されるマンドレルと、を有している。マンドレルは、モールドの一端側開口部に嵌め込まれるフランジ部と、モールド内に挿入されるマンドレル本体と、を備えており、マンドレル本体がモールドの内周面から離間した位置に配置されることにより、モールド内には管状の鋳造空間が画成されている。

このような連続鋳造用鋳型においては、マンドレルのフランジ部に形成された溶湯供給部からモールド内の鋳造空間に向けて銅溶湯が供給され、モールド内で銅溶湯が凝固し、モールドの他端から管状の鋳塊が製出される。そして、製出された鋳塊を連続的に引き出しながらモールド内に銅溶湯を供給することにより、銅管が連続的に製造されることになる。

特開平０４−３２７７９２号公報 特開２００９−０６６６４９号公報

ところで、上述のように、管状の鋳塊（銅管）を連続的に鋳造する場合には、鋳塊を一定の速度で連続的に引き出すことなく、引き出し動作と停止動作とを繰り返し行う間欠引き出しを行うのが一般的である。ここで、モールド内から鋳塊を引き出したとき、モールド内の鋳造空間に銅溶湯が円滑に供給されないと、銅管の破断といったトラブルやクラック等の鋳造欠陥が発生することになる。

ここで、管本体の内周面から突出する板状のリブを備えたリブ付き銅管を連続鋳造する場合、鋳造空間においてリブを形成する空間は狭くなるため、十分に銅溶湯が供給されないおそれがあった。このため、リブの近傍においてクラック等の鋳造欠陥が発生し易いといった問題があった。なお、特許文献２においては、リブ層に膨出部を設け、この膨出部を形成する空間に銅溶湯を供給するように構成しているが、板状のリブ層の部分にはやはり銅溶湯が供給され難くなっており、クラック等の欠陥や破断等のトラブルが発生しやすい状況にあった。

また、最近では、銅管の生産効率を向上させて製造コストを低減することが求められている。銅管を連続鋳造する場合において、生産効率を向上させるためには、間欠引き出しのパターンを変更して鋳塊の平均引き出し速度を速くすることになる。この場合、モールド内への溶湯供給が不十分となりやすく、上述したクラック等の欠陥や破断等のトラブルが発生しやすくなる。特に、板状のリブを備えたリブ付き銅管においては、溶湯の供給が難しく上述の欠陥やトラブルがさらに発生しやすくなるため、生産効率を向上できないといった問題があった。

本発明は、以上のような事情を背景としてなされたものであって、管本体の内周面から突出する板状のリブを備えたリブ付き銅管を連続鋳造装置によって製造する場合であっても、モールド内への溶湯供給を促進することができ、破断等のトラブルやクラック等の欠陥の発生を抑制することが可能なリブ付き銅管の製造方法、及び、このリブ付き銅管の製造方法において使用される連続鋳造用鋳型を提供することを目的としている。

この課題を解決するために、本発明に係るリブ付き銅管の製造方法は、管本体の内周面から突出する板状のリブを備えたリブ付き銅管を、連続鋳造装置を用いて製造するリブ付き銅管の製造方法であって、前記連続鋳造装置は、鋳造炉と、連続鋳造用鋳型と、を備え、前記連続鋳造用鋳型は、筒状をなすモールドと、このモールド内に挿入されるマンドレルと、を有し、前記マンドレルは、前記モールドのうち前記鋳造炉側の開口部を閉止するように配置されるフランジ部と、前記モールド内に配置されて管本体形成用空間及びリブ形成用空間からなる鋳造空間を画成するマンドレル本体と、を備え、前記フランジ部には、前記管本体形成用空間に向けて開口された溶湯供給部と、前記リブ形成用空間に向けて開口されたリブ用溶湯供給溝と、が形成されており、前記リブの厚みが０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲内とされ、前記リブ用溶湯供給溝の幅が０．１ｍｍ以上とされており、前記鋳造炉から前記モールド内の前記鋳造空間に銅溶湯を供給し、前記リブ用溶湯供給溝から前記リブ形成用空間に向けて前記銅溶湯を直接供給するとともに、前記連続鋳造用鋳型から製出される鋳塊を引き出すことによって、前記リブ付き銅管を連続鋳造することを特徴としている。

上述の構成のリブ付き銅管の製造方法においては、連続鋳造用鋳型を用いてリブ付き銅管を連続鋳造する構成とされているので、管本体の内周面から突出する板状のリブを備えたリブ付き銅管を生産効率良く製造することができる。
そして、上述の連続鋳造用鋳型が、筒状をなすモールドと、このモールド内に挿入されるマンドレルと、を有し、前記マンドレルのうち前記モールドの鋳造炉側の開口部を閉止するように配置されるフランジ部に、前記管本体形成用空間に向けて開口された溶湯供給部と、リブ形成用空間に開口されたリブ用溶湯供給溝と、が形成されているので、リブ用溶湯供給溝を介してリブ形成用空間に対して直接銅溶湯が供給されることになり、リブ形成用空間に対する銅溶湯の供給が促進され、リブの近傍にクラック等の欠陥が発生することを抑制できる。
また、本発明のリブ付き銅管の製造方法においては、前記リブの厚みが０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲内とされ、前記リブ用溶湯供給溝の幅が０．１ｍｍ以上とされているので、モールド内に画成されるリブ形成用空間も同等の大きさとなり比較的狭くなるが、上述のリブ用溶湯供給部の溝が０．１ｍｍ以上とされているので、リブ形成用空間に確実に銅溶湯を供給することができる。

ここで、本発明のリブ付き銅管の製造方法においては、前記リブの厚みと前記リブ用溶湯供給溝の幅が同一であることが好ましい。
また、本発明のリブ付き銅管の製造方法においては、前記リブの厚みｔ _Ｒ が、前記管本体の肉厚ｔ _Ｐ に対して、０．０２×ｔ _Ｐ ≦ｔ _Ｒ ≦２０×ｔ _Ｐ の範囲内とされていることが好ましい。

さらに、本発明のリブ付き銅管の製造方法においては、前記鋳塊の平均引き出し速度が５０ｍｍ／ｍｉｎ以上であることが好ましい。
この構成のリブ付き銅管の製造方法においては、鋳塊の平均引き出し速度が５０ｍｍ／ｍｉｎとされているので、リブ付き銅管の生産効率が向上し、製造コストを低減することが可能となる。また、リブ用溶湯供給部が形成されているので、鋳塊の平均引き出し速度が５０ｍｍ／ｍｉｎ以上と比較的速く設定しても、リブ形成用空間へ銅溶湯を確実に供給することができ、クラック等の欠陥の少ない高品質なリブ付き銅管を製造することが可能となる。

本発明に係る連続鋳造用鋳型は、管本体の内周面から突出する板状のリブを備えたリブ付き銅管を製造する際に用いられる連続鋳造用鋳型であって、筒状をなすモールドと、このモールド内に挿入されるマンドレルと、を有し、前記マンドレルは、前記モールドのうち前記鋳造炉側の開口部を閉止するように配置されるフランジ部と、前記モールド内に配置されて管本体形成用空間及びリブ形成用空間からなる鋳造空間を画成するマンドレル本体と、を備え、前記フランジ部には、前記管本体形成用空間に向けて開口された溶湯供給部と、前記リブ形成用空間に向けて開口されたリブ用溶湯供給溝と、が形成されており、前記リブの厚みが０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲内とされ、前記リブ用溶湯供給溝の幅が０．１ｍｍ以上とされている。

この構成の連続鋳造用鋳型においては、マンドレルがフランジ部とマンドレル本体とを有し、モールド内にマンドレル本体を挿入することで管本体形成用空間及びリブ形成用空間からなる鋳造空間が画成され、フランジ部に、前記管本体形成用空間に向けて開口された溶湯供給部と、リブ形成用空間に開口されたリブ用溶湯供給溝と、が形成されているので、リブ用溶湯供給溝を介してリブ形成用空間に対して直接銅溶湯が供給されることになり、リブ形成用空間に対する銅溶湯の供給が促進され、リブの近傍にクラック等の欠陥が発生することを抑制できる。

本発明によれば、管本体の内周面から突出する板状のリブを備えたリブ付き銅管を連続鋳造装置によって製造する場合であっても、モールド内への溶湯供給を促進することができ、破断等のトラブルやクラック等の欠陥の発生を抑制することが可能なリブ付き銅管の製造方法、及び、このリブ付き銅管の製造方法において使用される連続鋳造用鋳型を提供することができる。

本発明の一実施形態であるリブ付き銅管の製造方法によって製造されるリブ付き銅管の一例を示す断面説明図である。 本発明の一実施形態であるリブ付き銅管の製造方法において用いられる連続鋳造装置の一例を示す説明図である。 図２に示す連続鋳造装置において使用される連続鋳造用鋳型のモールドを示す説明図である。 図２に示す連続鋳造装置において使用される連続鋳造用鋳型のマンドレルを示す説明図である。 モールド内に画成された鋳造空間を示す説明図である。 図４に示すマンドレルのＸ−Ｘ断面説明図である。 本発明の実施形態であるリブ付き銅管の製造方法において用いられる他の連続鋳造装置の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態であるリブ付き銅管の製造方法において用いられる他の連続鋳造装置の一例を示す説明図である。 本発明の他の実施形態であるリブ付き銅管の製造方法において製造されるリブ付き銅管の断面形状と、マンドレルのフランジ部断面形状を示す説明図である。 本発明の他の実施形態であるリブ付き銅管の製造方法において製造されるリブ付き銅管の断面形状と、マンドレルのフランジ部断面形状を示す説明図である。 本発明の他の実施形態であるリブ付き銅管の製造方法において製造されるリブ付き銅管の断面形状と、マンドレルのフランジ部断面形状を示す説明図である。 本発明の他の実施形態であるリブ付き銅管の製造方法において製造されるリブ付き銅管の断面形状と、マンドレルのフランジ部断面形状を示す説明図である。 本発明の他の実施形態であるリブ付き銅管の製造方法において製造されるリブ付き銅管の断面形状と、マンドレルのフランジ部断面形状を示す説明図である。 本発明の他の実施形態であるリブ付き銅管の製造方法において製造されるリブ付き銅管の断面形状と、マンドレルのフランジ部断面形状を示す説明図である。

以下に、本発明の一実施形態であるリブ付き銅管の製造方法、及び、連続鋳造用鋳型について説明する。
本実施形態であるリブ付き銅管の製造方法は、例えば図１に示すように、管本体２の内周面から突出する板状のリブ３を備えたリブ付き銅管１を、連続鋳造法によって製造するものである。

ここで、上述のリブ付き銅管１は、銅又は銅合金で構成されており、具体的には、Ｃ１０２０（無酸素銅）、Ｃ１１００（タフピッチ銅）、Ｃ１２０１（リン脱酸銅１Ａ種）、Ｃ１２２０（リン脱酸銅１Ｂ種）、Ｃ１２２１（リン脱酸銅２種）、Ｃ２１００（丹銅１種）、Ｃ２２００（丹銅２種）、Ｃ２３００（丹銅３種）、Ｃ２４００（丹銅４種）、Ｃ２６００（黄銅１種）、Ｃ２６８０（黄銅２Ａ種）、Ｃ２７２０（黄銅２Ｂ種）、Ｃ２８０１（黄銅３種）、Ｃ４２５０（錫入り黄銅）、Ｃ４４３０（アドミラルティ黄銅）、Ｃ２０５１（雷管用銅）等で構成されている。なお、本実施形態のリブ付き銅管１は、Ｃ１２２０（リン脱酸銅１Ｂ種）で構成されたものとされている。

このリブ付き銅管１は、図１に示すように、断面円形をなす管本体２の内周面から突出する板状のリブ３を備えている。本実施形態では、管本体２の中心軸にまで延在する一つのリブ３が設けられている。
ここで、このリブ３の厚みｔ_Ｒは、０．１ｍｍ≦ｔ_Ｒ≦５．０ｍｍの範囲内とされている。また、本実施形態では、管本体２の肉厚ｔ_Ｐ（管本体２の外半径と内半径との差）に対して、０．０２×ｔ_Ｐ≦ｔ_Ｒ≦２０×ｔ_Ｐの範囲内とされている。

次に、本実施形態であるリブ付き銅管１の製造方法に用いられる連続鋳造装置１０について図２を参照して説明する。
この連続鋳造装置１０は、鋳造炉１１と、鋳造炉１１に連結された連続鋳造用鋳型２０と、連続鋳造用鋳型２０から製出された鋳塊（リブ付き銅管１）を引き出すピンチロール１８と、を備えている。

鋳造炉１１は、溶解原料を加熱溶解して所定の組成の銅溶湯を製出して保持するものであり、溶解原料及び銅溶湯が保持される坩堝１２と、この坩堝１２を加熱する加熱手段（図示なし）と、を備えている。
ピンチロール１８は、連続鋳造用鋳型２０から製出される鋳塊（リブ付き銅管１）を挟み込み、引き出し方向Ｆへ引き出すものである。本実施形態では、鋳塊（リブ付き銅管１）を間欠的に引き出す構成とされている。

連続鋳造用鋳型２０は、供給された銅溶湯が注入される筒状のモールド２１と、このモールド２１内に挿入されるマンドレル３０と、モールド２１を冷却する冷却部２８と、を備えている。ここで、本実施形態では、図２に示すように、連続鋳造用鋳型２０の一方側（図２において左側）に鋳造炉１１が配置されている。
冷却部２８は、図２に示すように、モールド２１の外周側に配設された水冷ジャケットとされており、冷却水を循環させることでモールド２１を冷却する構成とされている。

モールド２１は、概略筒状をなしており、本実施形態では、図２及び図３に示すように、一方側（図２及び図３において左側）が大径部２２とされ、他方側（図２及び図３において右側）が小径部２３とされた２段筒状をなしている。なお、小径部２３は、他方側に向かうにしたがい漸次径が小さくなるようにテーパ形状とされている。本実施形態では、図２に示すように、モールド２１の小径部２３の外周側に、上述の冷却部２８が配設されている。
また、モールド２１には、一方側から他方側に向けて貫通する貫通孔２４が設けられており、この貫通孔２４の一方側端部（大径部２２の一方側端部）には、ザグリ部２５が設けられている。

マンドレル３０は、図２及び図４に示すように、一方側（図２及び図４において左側）端部に形成されたフランジ部３１と、このフランジ部３１から他方側（図２及び図４において右側）に向けて延在する円柱状のマンドレル本体３６と、を備えている。
フランジ部３１は、モールド２１のザグリ部２５に嵌合される構成とされており、モールド２１の貫通孔２４の一端側開口部を閉止するように配置される。
また、マンドレル本体３６の外径は、モールド２１の貫通孔２４の内径よりも一段小径とされている。

モールド２１の貫通孔２４の一端側からマンドレル３０を挿入し、フランジ部３１をザグリ部２５に嵌合することにより、図５に示すように、マンドレル本体３６は、モールド２１の貫通孔２４の内壁から間隔をあけて配置されることになり、モールド２１内には、管本体形成用空間５２が画成されることになる。ここで、マンドレル本体３６には、一方側から他方側に向けて延在する溝部３７が形成されており、この溝部３７によってリブ形成用空間５３が画成されている。すなわち、モールド２１の貫通孔２４にマンドレル本体３６が挿入されることにより、モールド内２１には、管本体形成用空間５２及びリブ形成用空間５３からなる鋳造空間５１が画成されるのである。なお、リブ形成用空間５３の幅（マンドレル本体３６に形成された溝部３７の幅）は、形成されるリブ３の厚みｔ_Ｒと同等のサイズとされている。

そして、フランジ部３１には、図４及び図６に示すように、マンドレル本体３６の外周面に沿って配置された溶湯供給孔３２が形成されている。すなわち、この溶湯供給孔３２は、モールド２１の貫通孔２４とマンドレル本体３６の外周面との間に画成された管本体形成用空間５２に向けて開口するように形成されているのである。
さらに、フランジ部３１には、図６に示すように、マンドレル本体３６の溝部３７によって画成されたリブ形成用空間５３に向けて開口されたリブ用溶湯供給溝３３が形成されている。すなわち、このリブ用溶湯供給溝３３は、マンドレル本体３６に形成された溝部３７に連通するように形成されているのである。ここで、リブ用溶湯供給溝３３の溝幅Ｗは、０．１ｍｍ以上とされている。また、本実施形態では、リブ用溶湯供給溝３３は、フランジ部３１の外周面に開口するように形成されている。

次に、上述した連続鋳造装置１０を用いた本実施形態であるリブ付き銅管１の製造方法について説明する。
まず、鋳造炉１１の坩堝１２内に溶解原料を投入する。原料としては、電気銅等の銅原料、添加元素を含む母合金等を用いることができる。また、リサイクル材およびスクラップ材を用いることもできる。

次に、加熱手段によって坩堝１２内に装入された溶解原料を加熱して溶解し、所定の組成に調製された銅溶湯を製出する。
この銅溶湯は、坩堝１２内において所定の温度にまで加熱されて保持される。そして、この銅溶湯が、連続鋳造用鋳型２０へと供給される。

銅溶湯は、フランジ部３１の溶湯供給孔３２を介して管本体形成用空間５２に向けて供給されるとともに、リブ用溶湯供給溝３３を介してリブ形成用空間５３に向けて供給される。
モールド２１内に供給された銅溶湯は、モールド２１内で冷却されて凝固して鋳塊（リブ付き銅管１）となる。この鋳塊（リブ付き銅管１）を、ピンチロール１８で間欠的に引き出すことによって、モールド２１内に銅溶湯が順次供給され、鋳塊（リブ付き銅管１）が連続的に製造される。

ここで、本実施形態では、ピンチロール１８による鋳塊（リブ付き銅管１）の平均引き出し速度を５０ｍｍ／ｍｉｎ以上となるように設定している。なお、ピンチロール１８による鋳塊（リブ付き銅管１）の引き出しは、鋳塊（リブ付き銅管１）を引き出し方向Ｆに移動させる引き出し動作と、停止動作と、からなる間欠引き出しサイクルを繰り返すことによって実施されている。なお、停止動作には、鋳塊（リブ付き銅管１）を引き出し方向Ｆとは反対側（鋳造炉側）に向けて後退させる動作も含む。上述の平均引き出し速度は、これらの間欠引き出しサイクルを所定回数繰り返した際に引き出された鋳塊（リブ付き銅管１）の長さと所要時間によって算出される。

以上のような構成とされた本実施形態であるリブ付き銅管１の製造方法及び連続鋳造用鋳型２０によれば、連続鋳造用鋳型２０が、貫通孔２４を有するモールド２１と、このモールド２１内に挿入されるマンドレル３０と、を有し、モールド２１の貫通孔２４の鋳造炉１１側の開口部を閉止するように配置されたフランジ部３１に、管本体形成用空間５２に開口された溶湯供給孔３２のほかに、リブ形成用空間５３に開口されたリブ用溶湯供給溝３３が形成されているので、リブ用溶湯供給溝３３を介して鋳造炉１１からリブ形成用空間５３に対して直接銅溶湯を供給することができ、板状のリブ３を確実に成形することが可能となる。また、リブ３の近傍にクラック等の欠陥が発生することや破断等のトラブルが発生することを抑制できる。
また、連続鋳造用鋳型２０を用いてリブ付き銅管１を連続鋳造する構成とされているので、管本体２の内周面から突出する板状のリブ３を備えたリブ付き銅管１を効率良く製造することができる。

また、本実施形態では、リブ３の厚みｔ_Ｒが０．１ｍｍ≦ｔ_Ｒ≦５．０ｍｍの範囲内の範囲内とされており、モールド２１内に画成されるリブ形成用空間５３も同等の大きさとなり比較的狭くなっているが、リブ用溶湯供給溝３３の幅Ｗが０．１ｍｍ以上とされているので、リブ形成用空間５３に確実に銅溶湯を供給することができる。よって、リブ３の近傍にクラック等の欠陥が発生することや破断等のトラブルが発生することを確実に抑制できる。

さらに、本実施形態では、鋳塊（リブ付き銅管１）の平均引き出し速度が５０ｍｍ／ｍｉｎ以上とされているので、リブ付き銅管１の生産効率が向上し、製造コストを低減することが可能となる。
また、フランジ部３１にリブ用溶湯供給溝３３が形成されているので、鋳塊（リブ付き銅管１）の平均引き出し速度が５０ｍｍ／ｍｉｎ以上と比較的速く設定しても、リブ形成用空間５３へ銅溶湯を確実に供給することができ、クラック等の欠陥の発生が抑制された高品質なリブ付き銅管１を効率良く製造することが可能となる。

また、本実施形態では、連続鋳造用鋳型２０の冷却部２８が水冷ジャケットとされ、モールド２１における冷却能力が高くなっているので、モールド２１内の銅溶湯を急冷することができ、鋳塊（リブ付き銅管１）の平均引き出し速度を５０ｍｍ／ｍｉｎ以上としても、リブ付き銅管１を安定して製造することができる。
さらに、本実施形態では、リブ３の厚みｔ_Ｒが、管本体２の肉厚ｔ_Ｐ（管本体２の外半径と内半径との差）に対して、０．０２×ｔ_Ｐ≦ｔ_Ｒ≦２０×ｔ_Ｐの範囲内とされているので、リブ用溶湯供給溝３３からリブ形成用空間５３に向けて確実に銅溶湯を供給することが可能となる。

以上、本発明の実施形態であるリブ付き銅管の製造方法、及び、連続鋳造用鋳型について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、Ｃ１２２０（リン脱酸銅１Ｂ種）で構成されたリブ付き銅管を例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、他の銅又は銅合金で構成されたリブ付き銅管を対象としてもよい。

また、本実施形態では、鋳塊を略水平方向に引き出す構成として説明したが、これに限定されることはなく、例えば図７に示す連続鋳造装置１１０のように、連続鋳造用鋳型２０を鋳造炉１１１の底面に配置して鋳塊（リブ付き銅管１）を下方に引き出す構成としてもよい。
さらに、例えば図８に示す連続鋳造装置２１０のように、連続鋳造用鋳型２０を鋳造炉２１１内の銅溶湯上に断熱材２１５を介して配置して鋳塊（リブ付き銅管１）を上方へ引き出す構成としてもよい。

また、本実施形態では、一つの板状のリブを形成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、リブの形状に限定はない。
例えば、図９（ａ）又は図１０（ａ）に示すように、管本体１０２、２０２の内周孔を２分割するようにリブ１０３、２０３を形成したリブ付き銅管１０１、２０１であってもよい。この場合、図９（ｂ）に示すように、フランジ部１３１の外周面に開口するように延在した２つのリブ用溶湯供給溝１３３を形成したマンドレル１３０を用いることができる。あるいは、図１０（ｂ）に示すように、フランジ部２３１の中心部にリブ用溶湯供給溝２３３を直接形成してもよい。この場合、図１０（ｂ）に示すように、フランジ部２３１を第１構成部材２３１ａと第２構成部材２３１ｂの２分割構造とすることにより、リブ用溶湯供給溝２３３の加工が容易となる。

また、図１１（ａ）に示すように、管本体３０２に６つのリブ３０３が６０°間隔で配置されたリブ付き銅管３０１であってもよい。この場合、図１１（ｂ）に示すように、フランジ部３３１に６つのリブ用溶湯供給溝３３３が形成されたマンドレル３３０を用いることができる。

さらに、図１２（ａ）に示すように、管本体４０２に４つのリブ４０３が９０°間隔で配置されたリブ付き銅管４０１であってもよい。この場合、図１２（ｂ）に示すように、フランジ部４３１に４つのリブ用溶湯供給溝４３３が形成されたマンドレル４３０を用いることができる。

また、図１３（ａ）に示すように、管本体５０２の内周孔を４分割するようにリブ５０３を形成したリブ付き銅管５０１であってもよい。この場合、図１３（ｂ）に示すように、フランジ部５３１の中心部にリブ用溶湯供給溝５３３を形成したマンドレル５３０を用いることができる。この場合、図１３（ｂ）に示すように、フランジ部５３１を第１構成部材５３１ａと第２構成部材５３１ｂの２分割構造とすることにより、リブ用溶湯供給溝５３３の加工が容易となる。

さらに、図１４（ａ）に示すように、管本体６０２の内周孔を２分割するようにリブ６０３ａを形成するとともに、このリブ６０３ａから直交する方向に突出した板状のリブ６０３ｂを有するリブ付き銅管６０１であってもよい。この場合、図１４（ｂ）に示すように、フランジ部６３１の中心部にリブ用溶湯供給溝６３３を形成したマンドレル６３０を用いることができる。この場合、図１４（ｂ）に示すように、フランジ部６３１を第１構成部材６３１ａと第２構成部材６３１ｂの２分割構造とすることにより、リブ用溶湯供給溝６３３の加工が容易となる。

また、リブ用溶湯供給部としてフランジ部に溝（リブ用溶湯供給溝）を形成したものを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、モールド内に画成されたリブ形成用空間に向けて開口して鋳造炉から直接溶湯を供給できる構成とされていれば、リブ用溶湯供給部の形状に制限はない。例えば、リブ形成用空間に向けて開口した複数の孔等によってリブ用溶湯供給部を構成してもよい。

また、断面円形のリブ付き銅管を製造するものとして説明したが、これに限定されることはなく、断面多角形のリブ付き銅管を製造するものであってもよい。また、銅管の内周孔の形状も断面円形に限定されるものではなく、断面多角形の内周孔を形成したものであってもよい。

さらに、本実施形態では、冷却部として冷却ジャケットを備えた鋳型を使用するものとして説明したが、鋳型の構造に限定はなく、例えば冷却部を二重管からなる水冷プローブを挿入して構成したものであってもよい。

以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。
表１に示す材質となるように溶解原料を秤量し、図２に示す鋳造炉の坩堝内に装入して溶解した。
そして、図１に示す形状のリブ付き銅管の連続鋳造を実施した。なお、リブの厚み、管本体の内径、外径は、表１に示すものとした。
さらに、平均引き出し速度を表１に示す条件で連続鋳造を実施した。
なお、比較例として、リブ用溶湯供給部を形成しなかったマンドレルを用いて連続鋳造を実施した。

得られた鋳塊（リブ付き銅管）から長さ２ｍのサンプルを採取し、外観目視観察を行い、クラックの有無を判定した。具体的には、長さ２ｍのサンプルの両端および中間の３地点にて長さ５×ｔ_Ｐ以上のサンプルを採取し、リブの根元の縦断面を光学顕微鏡により観察して管本体の厚さ（ｔ_Ｐ）に対して１０％以上の深さのクラックの有無を判定した。
評価結果を表１及び表２に示す。

フランジ部にリブ用溶湯供給部を形成しなかったマンドレルを用いた比較例では、リブの近傍にクラックが観察された。リブ形成用空間に十分に銅溶湯が供給されなかったためと推測される。
これに対して、フランジ部にリブ用溶湯供給部を形成したマンドレルを用いた本発明例では、比較例に比べて平均引き出し速度を速くした場合であってもクラックが観察されなかった。リブ用溶湯供給部を介して、リブ形成用空間に十分に銅溶湯が供給されたためと推測される。
以上、本発明によれば、管本体の内周面から突出する板状のリブを備えたリブ付き銅管を、安定して連続鋳造できることが確認された。

１ リブ付き銅管
２ 管本体
３ リブ
１０ 連続鋳造装置
１１ 鋳造炉
２０ 連続鋳造用鋳型
２１ モールド
２４ 貫通孔
３０ マンドレル
３１ フランジ部
３２ 溶湯供給孔（溶湯供給部）
３３ リブ用溶湯供給溝（リブ用溶湯供給部）
３６ マンドレル本体
５１ 鋳造空間
５２ 管本体形成用空間
５３ リブ形成用空間

Claims (5)

1. 管本体の内周面から突出する板状のリブを備えたリブ付き銅管を、連続鋳造装置を用いて製造するリブ付き銅管の製造方法であって、
   前記連続鋳造装置は、鋳造炉と、連続鋳造用鋳型と、を備え、
   前記連続鋳造用鋳型は、筒状をなすモールドと、このモールド内に挿入されるマンドレルと、を有し、
   前記マンドレルは、前記モールドのうち前記鋳造炉側の開口部を閉止するように配置されるフランジ部と、前記モールド内に配置されて管本体形成用空間及びリブ形成用空間からなる鋳造空間を画成するマンドレル本体と、を備え、
   前記フランジ部には、前記管本体形成用空間に向けて開口された溶湯供給部と、前記リブ形成用空間に向けて開口されたリブ用溶湯供給溝と、が形成されており、
   前記リブの厚みが０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲内とされ、前記リブ用溶湯供給溝の幅が０．１ｍｍ以上とされており、
   前記鋳造炉から前記モールド内の前記鋳造空間に銅溶湯を供給し、前記リブ用溶湯供給溝から前記リブ形成用空間に向けて前記銅溶湯を直接供給するとともに、前記連続鋳造用鋳型から製出される鋳塊を引き出すことによって、前記リブ付き銅管を連続鋳造することを特徴とするリブ付き銅管の製造方法。
2. 前記リブの厚みと前記リブ用溶湯供給溝の幅が同一であることを特徴とする請求項１に記載のリブ付き銅管の製造方法。
3. 前記リブの厚みｔ _Ｒ が、前記管本体の肉厚ｔ _Ｐ に対して、０．０２×ｔ _Ｐ ≦ｔ _Ｒ ≦２０×ｔ _Ｐ の範囲内とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリブ付き銅管の製造方法。
4. 前記鋳塊の平均引き出し速度が５０ｍｍ／ｍｉｎ以上であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリブ付き銅管の製造方法。
5. 管本体の内周面から突出する板状のリブを備えたリブ付き銅管を製造する際に用いられる連続鋳造用鋳型であって、
   筒状をなすモールドと、このモールド内に挿入されるマンドレルと、を有し、
   前記マンドレルは、前記モールドのうち前記鋳造炉側の開口部を閉止するように配置されるフランジ部と、前記モールド内に配置されて管本体形成用空間及びリブ形成用空間からなる鋳造空間を画成するマンドレル本体と、を備え、
   前記フランジ部には、前記管本体形成用空間に向けて開口された溶湯供給部と、前記リブ形成用空間に向けて開口されたリブ用溶湯供給溝と、が形成されており、
   前記リブの厚みが０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲内とされ、前記リブ用溶湯供給溝の幅が０．１ｍｍ以上とされていることを特徴とする連続鋳造用鋳型。

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