JP7406075B2

JP7406075B2 - チタン鋳塊の製造方法およびチタン鋳塊製造鋳型

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Publication number: JP7406075B2
Application number: JP2019207339A
Authority: JP
Inventors: 英夫水上; 将明和田; 宜大武田; 知之北浦; 繁梅田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2023-12-27
Anticipated expiration: 2039-11-15
Also published as: JP2021079397A

Description

本発明は、チタン鋳塊（インゴット）の製造方法およびチタン鋳塊製造鋳型に関する。

チタンは、その融点が約１６８０℃と高く、溶融温度では激しく空気酸化される反応性の高い金属である。このため、チタンを鉄鋼材料のように耐火物製るつぼを用いて大気雰囲気下で溶解することは難しい。そこで、チタン鋳塊の製造時では水冷構造をもつ鋳型を用いる。チタン鋳塊は、電子ビームまたはプラズマを用いて溶解した原料（溶湯）を鋳型に連続的に注入し、鋳型内で溶湯を凝固させながら鋳型から引き抜くことで、製造される。この引き抜く際に、チタン鋳塊表面には、湯皺、表面割れ、または鋳型との擦り傷などの欠陥が発生することがある。

特許文献１には、鋳肌の状態が良好な鋳塊を鋳造することができる鋳塊の連続鋳造方法が開示されている。特許文献１に記載の鋳造方法は、チタンまたはチタン合金を溶解させた溶湯を無底の鋳型内に注入して凝固させながら下方に引抜くことで、チタンまたはチタン合金からなる鋳塊を連続的に鋳造する。この際、鋳型と鋳塊との接触領域における鋳塊の表面部の温度、および、その接触領域における鋳塊の表面部から鋳型への通過熱流束の少なくとも一方を制御することで、溶湯が凝固した凝固シェルの接触領域における厚みを所定の範囲内に収めるようにしている。

特開２０１４－１３３２５７号公報

しかしながら、凝固シェルの形成は、鋳型との接触による冷却のみでは決まらず、溶湯の温度または流動の状況にも大きく依存する。このため、特許文献１に記載のように、鋳塊の表面部の温度、または、鋳塊の表面部から鋳型への通過熱流束を制御しても、凝固シェルの厚みを制御できないおそれがある。その結果、鋳塊の表面に湯皺などの欠陥が生じることを抑制できないおそれがある。

表面に欠陥が生じると、鋳塊を鋳型から引き抜く際に、その欠陥が破断し、鋳塊内部の溶湯が漏れ出るブレークアウトが発生することがある。このブレークアウトが発生すると、溶湯が鋳型周囲に飛び散るため、これを防ぐことが望まれる。

そこで、本発明の目的は、ブレークアウト発生時の溶湯の飛び散りを防止できるチタン鋳塊の製造方法およびチタン鋳塊製造鋳型を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のチタン鋳塊の製造方法は、チタンを含有する溶湯を鋳型に注入してチタン鋳塊を形成する鋳造工程を含み、前記鋳型は、底の無い筒状の胴体を備え、前記胴体の上端は、前記溶湯を受け入れるための開口部を含み、前記胴体の内周面は、前記開口部の位置よりも下方の位置に配置された先太りテーパ面を含み、前記先太りテーパ面は、下方に進むに従い前記胴体の中心軸線からの距離が長くされている。

また、本発明のチタン鋳塊製造鋳型は、底の無い筒状の胴体を備え、前記胴体の上端は、チタンを含有する溶湯を受け入れるための開口部を含み、前記胴体の内周面は、前記開口部の位置よりも下方の位置に配置された先太りテーパ面を含み、前記先太りテーパ面は、下方に進むに従い前記胴体の中心軸線からの距離が長くされている。

本発明によれば、先太りテーパ面により、ブレークアウト発生時の溶湯の飛び散りを防止できる。

図１は、チタン鋳塊の製造装置を示す図である。図２は、鋳型の断面図である。図３は、鋳型に溶湯を注入した状態の鋳型の断面図である。図４は、鋳型に溶湯を注入した状態の鋳型の断面図である。図５は、変形例１である鋳型の断面図である。図６は、変形例１の鋳型に溶湯を注入した状態の鋳型の断面図である。図７は、変形例２である鋳型の断面図である。

＜チタン鋳塊の製造装置＞
図１は、チタン鋳塊７２の製造装置１を示す図である。製造装置１は、原料供給部２と、照射部３１、３２、３３と、ハース４と、チタン鋳塊製造鋳型（以下、単に鋳型と言う）５と、支持台６とを備えている。

原料供給部２は、後段のハース４に、チタン合金原料（以下、単に原料と言う）７０を供給する。原料供給部２はハース４の上方に配置される。原料供給部２は、原料７０を載置する台２１と、台２１に載置された原料７０を押し出す押出器２２とを有している。押出器２２に押し出された原料７０は、原料供給部２の下方に位置するハース４へ落下する。

原料７０はチタンブリケット（チタン合金ブリケットを含む。以下同じ。）であることが望ましい。原料７０は、チタンブリケットに限らず、必要に応じて板、棒、管等のスクラップをチタン合金原料に混在させてもよい。以降の説明では、原料７０がチタンブリケットである場合を例にとる。なお、原料７０として、純チタンの原料、チタン合金製の原料、チタン製とアルミニウム製の混合原料、および、チタン製とチタン合金製の混合原料のいずれも用いることができる。

照射部３１は、原料供給部２からハース４へ供給される原料７０に電子ビームまたはプラズマを照射して、原料７０を溶解する。原料供給部２は、照射部３１による原料７０の溶解速度に応じた供給速度で、押出器２２で原料７０を供給することが好ましい。また、原料供給部２は原料７０を連続して供給し、照射部３１は原料７０を連続して溶解することが好ましい。

ハース４は、原料７０が照射部３１により溶解されてなる溶湯７１を収容する。ハース４は、一部の溶湯７１を冷却凝固し、底部にスカルを形成しながら、残部の溶湯７１を後段の鋳型５へ流す。

照射部３２は、ハース４上方に配置され、電子ビームまたはプラズマをハース４内の溶湯７１の表面に照射する。これにより、ハース４内の溶湯７１の温度調整が行われる。

鋳型５は底の無い筒状である。鋳型５にはハース４から溶湯７１が注入される。鋳型５は、注入された溶湯７１を冷却凝固する。鋳型５で溶湯７１が冷却凝固されると、例えば、円柱状のチタン鋳塊（インゴット）７２が下方に延びつつ成形される。なお、鋳型５に注入された溶湯７１は、鋳型５の上部における内周面との接触によりチタン鋳塊７２となる。このため、鋳型５の上部では、鋳型５の軸方向から視ると、チタン鋳塊７２の内側に溶湯７１が存在する状態となる。また、冷却凝固されたチタン鋳塊７２と溶湯７１との界面において、溶湯７１が冷却凝固され、チタン鋳塊７２が形成される。鋳型５の構造については後述する。

支持台６は、鋳型５の下方に配置されている。支持台６は、図示しない移動機構によって上下方向に移動するように構成されている。支持台６には、ダミーブロック（図示せず）が形成されている。そのダミーブロックに、チタン鋳塊７２の下端部が支持されている。支持台６は、チタン鋳塊７２を支えつつ下方に移動することで、チタン鋳塊７２を鋳型５から引き抜く。この引き抜きの際、チタン鋳塊７２に要求される品質が高い場合、鋳型５内では潤滑剤を用いることができない。また、チタン鋳塊７２の鋳造においては、支持台６をゆっくりと間欠的に移動させたり、支持台６を上方に押し上げたりすることを繰り返し、チタン鋳塊７２を鋳型５から引き抜く。

照射部３３は、鋳型５の上方に配置される。照射部３３は、鋳型５に収容された溶湯７１に電子ビームまたはプラズマを走査しながら照射して、溶湯７１の温度調整を行う。

なお、照射部３１、３２、３３は同じ構成であり、１または複数配置されている。照射部３１、３２、３３が電子ビームを照射する構成の場合、照射部３１、３２、３３は、電子ビームガン等の公知の電子ビーム発生装置を有する。この場合、製造装置１の各部２、４、５、６は、真空雰囲気下に置かれる。照射部３１、３２、３３がプラズマを照射する構成の場合、公知のプラズマ発生装置を有する。この場合、製造装置１の各部２、４、５、６は、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下に置かれる。

＜鋳型について＞
次に、鋳型５の構成について詳述する。図２は、鋳型５の断面図である。

鋳型５は、底の無い円筒状の胴体５０を有する。胴体５０は、その上端部に、ハース４から溶湯７１を受け入れるための開口５１Ａを形成する開口部５１を含む。また、開口部５１の下方における胴体５０の内周面は、中心軸線Ｐに平行な円筒状の直胴面５２を含む。さらに、直胴面５２の下方における胴体５０の内周面は、円錐台テーパ状の先太りテーパ面５３を含む。先太りテーパ面５３は、下方に進むに従い胴体５０の中心軸線Ｐからの距離が長くされている。先太りテーパ面５３は、下方に延びつつ成形される円柱状のチタン鋳塊７２との間に、隙間１０２（後述の図４参照）が形成される程度に、中心軸線Ｐに対して傾斜していることが好ましい。また、先太りテーパ面５３のテーパ率は、１～５０（％／ｍ）であることが好ましい。

＜ブレークアウトについて＞
鋳型５に先太りテーパ面５３を設けることにより、ブレークアウト発生時の溶湯７１の飛散を防止することができる。

図３および図４は、鋳型５に溶湯を注入した状態の鋳型の断面図である。

鋳型５に注入された溶湯７１は、鋳型５の開口部５１近傍の内周面である直胴面５２との接触によりチタン鋳塊７２が形成される。チタン鋳塊７２が形成される直前では、溶湯７１の湯面付近は表面張力により曲率を持っている。この状態で溶湯７１が鋳型５の直胴面５２と接触して冷却凝固すると、曲率を持ったチタン鋳塊７２が形成され、鋳型５とチタン鋳塊７２との間に隙間１０１が形成される。その後、新たに鋳型５に注入された溶湯７１が隙間１０１に部分的に供給されると、湯皺が形成される。

上記したように、チタン鋳塊７２の引き抜き速度は遅く、チタン鋳塊７２の凝固収縮が進行する。鋳型５の直胴面５２の長さが長いと、鋳型５の直胴面５２と、チタン鋳塊７２の表面との摩擦が大きく、高温状態で脆弱なチタン鋳塊７２が開口して破断することになる。この破断する深さが大きいと、チタン鋳塊７２の内部の溶湯７１が漏れ出るブレークアウトが発生する。また、引き抜く際に、支持台６を上方に押し上げる場合がある。この場合、チタン鋳塊７２の表面と鋳型５の直胴面５２との摩擦力が増大し、チタン鋳塊７２が破断してブレークアウトを引き起こすことにもなる。

ブレークアウトが発生すると、鋳型５の外部に溶湯７１が飛散する。そこで、直胴面５２の下方に、先太りテーパ面５３を設け、先太りテーパ面５３とチタン鋳塊７２との間に隙間１０２を設けることで、飛散した溶湯７１は、先太りテーパ面５３により受け止められる。このため、溶湯７１が鋳型５の外部に飛び散ることが抑制される。

以上のように、鋳型５に先太りテーパ面５３を設けることで、ブレークアウト発生時の溶湯の飛び散りを防止できる。

＜チタン鋳塊の製造方法＞
次に、図１を参照して、本実施形態に係るチタン鋳塊７２の製造方法について説明する。チタン鋳塊７２の製造方法は第１～４の工程を有する。

第１の工程は原料供給工程である。この第１の工程では、原料供給部２が原料７０をハース４へ落下させる。原料供給工程では、原料７０を、第２の工程での原料７０の溶解速度に応じた供給速度で、供給することが望ましい。

第２の工程は溶解工程である。この第２の工程では、ハース４へ供給される原料７０に照射部３１が電子ビームまたはプラズマを照射することにより原料７０を溶解する。なお、原料供給工程で原料７０を連続して供給し、溶解工程で原料７０を連続して溶解することが望ましい。

第３の工程は、ハース４において溶湯７１を精錬する精錬工程である。この第３の工程では、固形物のまま落下、または、照射部３１によって溶解されて流下する溶湯７１を精錬する。また、精錬工程では、ハース４を流れる溶湯７１に、照射部３２から電子ビームまたはプラズマを照射することにより、溶湯７１の温度を調整する。

第４の工程は鋳造工程である。この第４の工程では、ハース４で精錬された溶湯７１を鋳型５へ注入し、鋳型５で溶湯７１を冷却凝固することで、チタン鋳塊７２を形成する。この鋳造工程では、鋳型５への溶湯７１の流入に伴い支持台６が下方へ移動する。これにより、チタン鋳塊７２が円柱状に成形されていく。

この第４工程において、チタン鋳塊７２の表面に湯皺などが形成されて、ブレークアウトが発生しても、先太りテーパ面５３により、飛散した溶湯７１を受け止めることができる。

＜変形例＞
図５は、変形例１である鋳型５Ａの断面図である。

鋳型５Ａは、開口部５１の下方に位置する、円錐台テーパ状の先細りテーパ面５４を有する。先細りテーパ面５４は、下方に進むに従い、胴体５０の中心軸線Ｐからの距離が短くされている。また、鋳型５Ａの内周面は、先細りテーパ面５４の下方において、先太りテーパ面５３を含む。

この鋳型５Ａの内周面には、鋳型５に注入された溶湯７１を凝固させるための凝固領域が設定されている。凝固領域は、先細りテーパ面５４と、先太りテーパ面５３とにまたがって設定されている。つまり、鋳型５Ａに注入された溶湯７１が、先細りテーパ面５４と、先太りテーパ面５３との境界近傍に接触すると、チタン鋳塊７２が形成される。

図６は、変形例１の鋳型５Ａに溶湯７１を注入した状態の鋳型５Ａの断面図である。鋳型５Ａに注入される溶湯７１は、その湯面が先細りテーパ面５４に接するように、注入される。そして、溶湯７１は、先細りテーパ面５４と、先太りテーパ面５３との接触により、部分的に冷却凝固される。冷却凝固された部分は、溶湯７１が凝固することで形成された外周壁７１Ａと、この外周壁に取り囲まれた溶湯７１とを含む。この湯面近傍では、鋳型５Ａの内周面は、下方に向かうに従いチタン鋳塊７２側に進む。つまり、鋳型５の内周面と、チタン鋳塊７２との間に、溶湯７１が侵入する隙間を生じないようにしている。

これにより、図３で説明した場合と異なり、鋳型５Ａとチタン鋳塊７２との間の隙間が形成されることがない。この結果、湯皺発生の原因となる隙間の形成を抑制でき、湯皺形成を防止できる。また、湯皺が形成されて、ブレークアウトが発生した場合であっても、鋳型５Ａの先太りテーパ面５３により、ブレークアウト発生時の溶湯の飛び散りを防止できる。

なお、先細りテーパ面５４のテーパ率γは、湯皺形成を防止するために、０．５～３０（％／ｍ）に設定されていることが好ましい。ここで、図５に示すように、胴体５０の中心軸線Ｐと直交する方向における先細りテーパ面５４の高さ（ｍｍ）を、「ａ」で表す。詳しくは、「ａ」は、中心軸線Ｐを中心とする先細りテーパ面５４の上端の半径と、先細りテーパ面５４の下端の半径との差分の絶対値である。また、先細りテーパ面５４の最大内径（ｍｍ）を「Ｗ」で表す。中心軸線Ｐに沿った方向における先細りテーパ面５４の長さ（ｍｍ）を、「Ｌ」で表す。この場合において、テーパ率γは、以下の式で表される。
γ＝{（ａ／Ｗ）／（Ｌ／１０００）}×１００（％／ｍ）
γが０．５％未満であれば、湯皺を抑制する効果を十分に発揮できない。また、γが３０％を超える場合には、チタン鋳塊７２の径が小さくなり、生産性が低下する。

なお、「ａ」、「Ｗ」、「Ｌ」は、鋳型５に注入された溶湯７１の湯面を基準として、それぞれ「ａ_１」、「Ｗ_１」、「Ｌ_１」と定義してもよい。この場合のテーパ率をγ_１と定義する。溶湯７１は、中心軸線Ｐの方向において、その湯面が先細りテーパ面５４に接するように、注入される。この場合において、図６に示すように、「ａ_１」は、中心軸線Ｐを中心とする径方向における、溶湯７１が存在している領域での先細りテーパ面５４の高さである。換言すると、「ａ_１」は、中心軸線Ｐを中心とする、溶湯７１の湯面と一致する先細りテーパ面５４の上端の半径と、先細りテーパ面５４の下端の半径との差分の絶対値である。また、「Ｗ_１」は、溶湯７１が存在している領域での胴体５０の最大内径である。さらに、「Ｌ_１」は、中心軸線Ｐの方向における、溶湯７１が存在している領域での先細りテーパ面５４の長さである。換言すると、「Ｌ_１」は、中心軸線Ｐの方向における、溶湯７１の湯面から、先細りテーパ面５４の下端までの長さである

また、先太りテーパ面５３との境界点である先細りテーパ面５４の下端は、胴体５０の上端から１００ｍｍの位置、または、溶湯７１の湯面から５ｍｍ～１００ｍｍの位置に設定することが望ましい。先細りテーパ面５４の下端が上過ぎると、先細りテーパ面５４の長さが短すぎるため、先細りテーパ面５４を先細りテーパ形状にする効果が十分に発揮されず、下過ぎると、チタン鋳塊７２の引き抜き時に表面に疵が形成されるからである。ただし、溶湯７１の湯面は、胴体５０の上端から５～８０ｍｍの位置とすることが好ましい。

図７は、変形例２である鋳型５Ｂの断面図である。

鋳型５Ｂは、開口部５１の下方に位置する、円錐台テーパ状の先細りテーパ面５４を有する。また、鋳型５Ｂの内周面は、先細りテーパ面５４の下方において、中心軸線Ｐに平行な円筒状の直胴面５５と、先太りテーパ面５３とを含む。この鋳型５Ｂの内周面には、鋳型５に注入された溶湯７１を凝固させるための凝固領域が設定されている。凝固領域は、先細りテーパ面５４と直胴面５５とにまたがって設定されている。つまり、鋳型５Ｂに注入された溶湯７１が、先細りテーパ面５４と直胴面５５とで冷却されることで、チタン鋳塊７２が形成される。

この場合であっても、鋳型５Ａと同様に、先細りテーパ面５４の作用により、湯皺の発生を防ぐことができる。また、湯皺が形成されて、ブレークアウトが発生しても、先太りテーパ面５３により、飛散する溶湯７１を受け止めることができ、溶湯７１の飛び散りを防ぐことができる。

なお、上記の鋳型５、５Ａ、５Ｂは、円筒形としているが、四角柱などの多角柱形状であってもよい。

鋳型に先太りテーパ面５３を設けることで、ブレークアウト発生時の溶湯７１の飛び散りを防ぐことができる。この鋳型に先細りテーパ面５４を設けることで、ブレークアウトの発生を抑制できるため、さらに、チタン鋳塊７２を鋳型から引き抜く際の溶湯７１の飛び散りを防ぐことができる。以下に、先細りテーパ面５４を設けた場合における、チタン鋳塊の製造方法の効果を確認するために、以下に示す鋳造試験を実施して、その結果を評価した。
（１）溶解および鋳造条件
原料：スポンジ・チタン、合金成分を混合した直径１００ｍｍ×長２００ｍｍのブリケット
溶湯成分：チタン合金、純チタン
溶湯温度（ハース４内の溶湯温度）：１７００℃
鋳型の内径：６５０ｍｍ
鋳型長さ：５００ｍｍ
溶解量：８０００ｋｇ
溶解速度：８００ｋｇ／時間
チタン鋳塊の引き抜き・押し上げパターン
・間欠引抜後、直ちに間欠上昇させるパターンを繰り返す
・平均引抜速度：２～２０ｍｍ／ｓ
・引抜間隔：１～１０ｍｍ／回
・平均押上速度：２～２０ｍｍ／ｓ
・押上間隔：０．５～５ｍｍ／回
照射部３１、３２、３３の照射方法：電子ビームあるいはプラズマ
ハース４のサイズ：幅５００ｍｍ×長１５００ｍｍ×深１００ｍｍ
溶解原料の溶解方法：ブリケットを溶解速度に合わせて連続供給
照射部３１：２基
照射部３２：１基
照射部３３：１基
給湯口の突き出し長さ：５ｍｍ以上１００ｍｍ以下

また、実施した試験では、本発明例および比較例の鋳型として、図５で示す鋳型５Ａ、図７で示す鋳型５Ｂ、胴体の内周面が中心軸線に平行な鋳型、および、胴体の内周面全域が、中心軸線からの距離が上方から下方に向かって徐々に短くなる鋳型を用いた。

（２）チタン鋳塊の化学組成
以下では、化学組成に関する「％」は特に断りがない限り「質量％」を意味する。
チタン合金の場合、Ａｌ：４．１～７．５％、Ｆｅ：０．１～２．１％、Ｖ：２．８～５．０％、Ｏ：０．０３～０．５％、Ｎ：０．００５～０．２％、Ｃ：０．００５～０．２％、残部Ｔｉおよび不純物からなるものが例示される。

Ａｌは、α安定化元素であり、ヤング率を向上させ、密度を小さくする作用がある。しかし、その含有量が４．１％未満であると強度を確保することができず、密度を十分に小さくすることができず、軽量化することができない。また、その含有量が７．５％超える場合、Ｔｉ_３Ａｌが生成しやすくなり脆くなる。このため、Ａｌ含有量は、４．１～７．５％とした。

Ｆｅは、β安定化元素であり、添加量に従って強度が上昇し疲労強度が向上する。しかし、その含有量が０．１％未満であると強度の上昇は小さくその効果が認められない。また、その含有量が２．１％超える場合は凝固時の偏析が顕著になり、加工熱処理工程で偏析を解消することが困難になる。このため、Ｆｅ含有量は、０．１～２．１％とした。

Ｖは、β安定化元素であり、冷間加工性を向上させる。しかし、その含有量が２．８％未満であると冷間加工性の改善効果が小さい。また、その含有量が５．０％超える場合は、Ｖが比較的高価な元素であるためコストが上昇する。このため、Ｖ含有量は、２．８～５．０％とした。

Ｏ、Ｎ、Ｃは、α安定化元素であり、不純物として含有される量は、Ｏが０．０３～０．５％、Ｎが０．００５～０．２％、Ｃが０．００５～０．２％である。これらの元素の含有量を増大させることで強度を向上させる傾向があるが、上記の範囲を超えると製品の延性が低下してしまう。一方、上記の範囲未満になるように含有量を低下させても延性の改善に繋がらず、製造コストが上昇してしまう。そこで、Ｏは０．０３～０．５％、Ｎは０．００５～０．２％、Ｃは０．００５～０．２％とした。

純チタンの場合、Ｏ：０．１５％以下、Ｆｅ：０．２０％以下、Ｎ：０．０３％以下、Ｃ：０．０８％以下、Ｈ：０．０１３％以下であり、残部Ｔｉであるものが例示される。上記の範囲を超えると製品の延性が低下してしまう。そこで、各元素の成分は上述の範囲とした。

（３）評価
結果を表１にまとめて示す。

表１において、鋳型（Ｉ）は、図５に示す鋳型５Ａと同形の鋳型である。鋳型（ＩＩ）は、胴体の内周面が中心軸線に平行な鋳型である。鋳型（ＩＩＩ）は、胴体の内周面全域が、中心軸線からの距離が上方から下方に向かって徐々に短くなる鋳型である。

また、チタン鋳塊の表面に割れが発生した場合には、割れを含むチタン鋳塊の厚み方向に３０ｍｍ、鋳造方向に３０ｍｍの試料を採取し、観察面を鏡面研磨した。光学顕微鏡で割れを観察し、表層からの割れの深さを測定した。

また、チタン鋳塊の引き抜きの際、湯皺などの欠陥が破断して内部の溶湯が漏れ出るブレークアウトの有無を観察した。

表１に示すように、鋳型が先細りテーパ面５４を有することにより、チタン鋳塊の表面に派生する湯皺および割れを低減することができ、ブレークアウトを抑制することができることが分かる。その結果、先太りテーパ面５３によりブレークアウト発生時の溶湯の飛び散りを防止できる。さらに、先細りテーパ面５４によりブレークアウトの発生を抑制できるため、チタン鋳塊７２を鋳型から引き抜く際の溶湯７１の飛び散りをさらに防ぐことができる。

本発明によれば、ブレークアウト発生時の溶湯の飛び散りを防止できる。

１製造装置
２原料供給部
４ハース
５、５Ａ、５Ｂ鋳型
６支持台
３１、３２、３３照射部
５０胴体
５１開口部
５１Ａ開口
５２、５５直胴面
５３先太りテーパ面
５４先細りテーパ面
７０チタン合金原料
７１溶湯
７２チタン鋳塊

Claims

チタンを含有する溶湯を鋳型に注入してチタン鋳塊を形成する鋳造工程を含み、
前記鋳型は、底の無い筒状の胴体を備え、
前記胴体の上端は、前記溶湯を受け入れるための開口部を含み、
前記胴体の内周面は、前記開口部の位置よりも下方の位置に配置された先太りテーパ面と、前記開口部の下方で且つ前記先太りテーパ部の上方に配置された先細りテーパ面と、を含み、
前記先太りテーパ面は、下方に進むに従い前記胴体の中心軸線からの距離が長くされており、
前記先細りテーパ面は、下方に進むに従い前記胴体の中心軸線からの距離が短くされており、
前記鋳型内での前記溶湯の湯面が、前記先細りテーパ面に接している、チタン鋳塊の製造方法。
前記胴体の前記内周面には、前記溶湯を凝固させるための凝固領域が設定され、
前記凝固領域は、前記先細りテーパ面と前記先太りテーパ面とにまたがっている、請求項１に記載のチタン鋳塊の製造方法。
前記先太りテーパ面の少なくとも下端において、前記チタン鋳塊と前記先太りテーパ面との間に隙間が形成されている、請求項１または請求項２に記載のチタン鋳塊の製造方法。
底の無い筒状の胴体を備え、
前記胴体の上端は、チタンを含有する溶湯を受け入れるための開口部を含み、
前記胴体の内周面は、前記開口部の位置よりも下方の位置に配置された先太りテーパ面と、前記開口部の下方で且つ前記先太りテーパ部の上方に配置された先細りテーパ面と、を含み、
前記先太りテーパ面は、下方に進むに従い前記胴体の中心軸線からの距離が長くされており、
前記先細りテーパ面は、下方に進むに従い前記胴体の中心軸線からの距離が短くされており、
前記先細りテーパ面は、前記溶湯を受ける面である、チタン鋳塊製造鋳型。
前記先太りテーパ面と前記先細りテーパ面が直接つながっている、請求項４に記載のチタン鋳塊製造鋳型。