JPH1171196A - 単結晶構造物の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】筒状の単結晶構造物を容易に製造する。 【解決手段】二重円筒部１４及び二重逆円錐部１７を有
する鋳型１３は、二重円筒部２及び二重逆円錐部５を有
する加熱炉１内に配置される。溶融金属が、加熱炉１で
内側及び外側の側壁が加熱される鋳型１３内に注入され
る。注入された金属は、二重逆円錐部５の加熱量の減少
により、二重逆円錐部１７の下端部から上方に向かって
放射状に単結晶化される。その後、加熱炉１の二重円筒
部２及び内側逆円錐壁７を上方に移動させて二重円筒部
１４を徐々に外気に接触させ、二重円筒部１４内の注入
金属を冷却させながら単結晶化する。 【効果】鋳型１３の内外の側壁を二重円筒部２及び二重
逆円錐部５で加熱できるので、その内外側壁間での注入
金属の温度勾配を抑制でき、注入金属を筒状に容易に単
結晶化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶構造物の製
造方法及びその製造装置に係り、特に沸騰水型原子炉に
用いる筒状の単結晶の炉心シュラウドを製造するのに好
適な単結晶構造物の製造方法及びその製造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】オーステナイト系ステンレス鋼等の金属
材料は、高温水と接触する場合に、その溶接部またはそ
の近傍の熱影響部に粒界応力腐食割れ（以下、ＩＧＳＣ
Ｃという）を生じる。ＩＧＳＣＣは、材料，応力及び環
境の３因子が重畳したときに発生しやすい。材料因子
は、Ｃｒ炭化物が結晶粒界に析出してその周囲に耐食性
の劣るＣｒ欠乏層が形成されることによる鋭敏化であ
る。応力因子は、溶接または加工によって材料内部に残
留する引っ張り残留応力である。環境因子は、高温水中
の溶存酸素量である。ＩＧＳＣＣは、重畳した３因子の
うち１つを取り除くことによって発生を防止できる。

【０００３】従来の原子炉の構造物は、多結晶構造のオ
ーステナイト系ステンレス鋼、例えば、SUS304，SUS304
L，SUS316及びSUS316L等を用いる。原子炉容器内に設置
される構造物は、高温水に接触しており、ＩＧＳＣＣが
生じる可能性がある。

【０００４】単結晶のオーステナイ系トステンレス鋼に
よる構造物は、中性子の照射による粒界型応力腐食割れ
に強いことが知られている。

【０００５】オーステナイト系ステンレス鋼の単結晶製
造方法は、日本金属学会誌の1979年４３巻７７０頁にSU
S304の応力腐食割れの実験に関連して述べられている。
これは、ブリッジマン法によるオーステナイト系ステン
レス鋼の単結晶製造方法について説明する。製造例とし
て、直径３mm長さ１６０mmの単結晶の丸棒が記載されて
いる。ブリッジマン法は、小型の試験片程度の構造物の
製造に適している。しかし、凝固速度が３mm／hrと非常
に遅く大型の構造物への適用は困難である。

【０００６】特開平3−264651 号公報は、凝固速度が１
〜５００mm／hrの範囲で一方向凝縮法による単結晶構造
物の製造について記載する。一例として、ボルトの製造
を説明する。加熱炉内にボルトの鋳型を配置し、鋳型を
加熱した状態で鋳型内に溶融金属を注入し、鋳型を加熱
炉から非着ぬきながら溶融金属を冷却して一方向に多結
晶を成長させている。また、特開平8−49042号公報は、
Ｎｉが１５〜３０％，Ｃｒが１０〜１７％，Ｆｅが４５
％以上の多結晶構造のオーステナイト系ステンレス鋼を
特開平3−264651 号公報と同様に製造することを記載す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開平3−264651 号公
報及び特開平8−49042号公報に記載した一方向凝縮法に
より、原子炉内の円筒構造物である炉心シュラウドの単
結晶体を製造するとき、ボルト等の比較的小型構造物で
は問題にならない、鋳型内の溶融金属の温度勾配が新た
に問題になることが、発明者等の検討によって明らかに
なった。すなわち、炉心シュラウドは内径５ｍ，高さ６
ｍ及び肉厚６０mmであり、特開平3− 264651号公報
及び特開平8−49042号公報記載の加熱炉では、鋳型内の
溶融金属の内側部分と外側部分とで温度勾配が生じ、単
結晶にならない。

【０００８】本発明の目的は、応力腐食割れが生じない
筒状の単結晶構造物を容易に製造できる単結晶構造物の
製造方法及びその製造装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する第１
の発明の特徴は、第１二重筒状壁を有してこれらの間に
環状空間を有する鋳型を、加熱炉の第２二重筒状壁の間
に挿入し、前記加熱炉によって前記鋳型を加熱し、前記
鋳型を加熱しながら前記鋳型の前記環状空間内に溶融し
た金属を注入し、その後、前記鋳型及び前記加熱炉のい
ずれかを一方向に移動させることによって前記鋳型を外
気と接触させて前記鋳型内の前記溶融金属を冷却させな
がら前記溶融金属を単結晶化することにある。

【００１０】加熱炉の第２二重筒状壁の間に、間隙が間
に形成される第１二重筒状壁を有する鋳型を挿入して、
加熱炉により鋳型を加熱するので、環状空間に注入され
た金属の温度勾配が鋳型の内側の筒状壁とその外側の筒
状壁との間で抑制される。このため、鋳型及び加熱炉の
一方を移動させて鋳型を加熱炉外に取り出して冷却する
ことによって、鋳型内に注入された金属を筒状に容易に
単結晶化させることができる。

【００１１】上記目的を達成する第２の発明の特徴は、
上方に向かって放射状に広がる第１間隙を間に形成する
二重円錐状壁、及びこの二重円錐壁の上端に下端がつな
がり、かつ前記第１間隙に連絡されて上方に向かって伸
びる環状の第２間隙を間に形成する二重筒壁を有する前
記第１二重筒状壁を備えた前記鋳型を用い、前記第１間
隙の下端部から上方に向かって前記溶融金属を単結晶化
することにある。

【００１２】放射状に上方に伸びる第１間隙の下端部か
ら単結晶化するので、単結晶構造体として使用される環
状の第２間隙内に注入された金属の単結晶化を、第２間
隙の下端から上方に向かって第２間隙の全周で進行させ
ることができる。このため、筒状部の単結晶化を円滑に
行うことができる。

【００１３】上記目的を達成する第３の発明の特徴は、
Ｃｒ_eq＝Ｃｒ＋１.３７Ｍｏ＋１.５Ｓｉ＋２Ｎｂ＋３Ｔ
ｉ＋２.４８Ａｌ及びＮｉ_eq＝Ｎｉ＋０.３１Ｍｎ＋２２
Ｃ＋１４.２Ｎ＋Ｃｕであるとき、前記溶融金属はＣｒ
_eq／Ｎｉ_eqが１.８５以上であることにある。

【００１４】Ｃｒ_eq／Ｎｉ_eqが１.８５ 以上である溶融
金属を用いることにより、単結晶の筒状構造物を鋳造に
て容易に製造できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の好適な一実施例である単
結晶構造物の製造方法を、図１及び図２を用いて以下に
説明する。本実施例では、沸騰水型原子炉に設置される
円筒の単結晶構造である炉心シュラウドを製造する。

【００１６】本実施例に用いられる単結晶構造物の製造
装置を図１により具体的に述べる。本製造装置は、加熱
炉１，鋳型１３，セレクタ２４，スタータ２５，水冷チ
ル２６，加熱炉移動装置２９及び温度制御装置３７を備
える。

【００１７】加熱炉１は、環状の間隙８を間に形成する
ように同心円状に配置された外側円筒壁３及び内側円筒
壁４を有する二重円筒部２、及び環状の間隙９を間に形
成するように同心円状に配置された外側逆円錐壁６及び
内側逆円錐壁７を有する二重逆円錐部５を備える。

【００１８】外側逆円錐壁６は、支柱２７及び台座２８
によって支持される。外側逆円錐壁６の上端部は、外側
円筒壁３内に挿入されている。外側円筒壁３の下端は、
後述する加熱炉移動装置２９の構成要素である油圧シリ
ンダ３０のピストンに連結される台座２８に取り付けら
れる。外側円筒壁３は上下方向に移動可能である。外側
円筒壁３の上端は、環状板１１に取り付けられる。内側
円筒壁４の上端も、環状板１１に取り付けられる。内側
円筒壁４の下端は、内側逆円錐壁７の上端に取り付けら
れる。外側逆円錐壁６と内側逆円錐壁７との間に位置す
る間隙９は、上方に向かって放射状に拡がり環状の間隙
８に連絡される。電気ヒーター１０Ａは外側円筒壁３に
設置される。電気ヒーター１０Ｂは内側円筒壁４に設置
される。外側逆円錐壁６には電気ヒーター１０Ｃが設置
される。内側逆円錐壁７には電気ヒーター１０Ｄが設置
される。電気ヒーター１０Ｃ及び１０Ｄは、水平に一巻
ずつ外側逆円錐壁６及び内側逆円錐壁７にそれぞれ設置
される。複数の鋳込口３が環状板１１に設けられる。

【００１９】鋳型１３は、環状の間隙２０を間に形成す
るように同心円状に配置された外側円筒壁１５及び内側
円筒壁１６を有する二重円筒部１４、及び環状の間隙２
１を間に形成するように同心円状に配置された外側逆円
錐壁１８及び内側逆円錐壁１９を有する二重逆円錐部１
７を備える。鋳型１３は、内部に金属の溶湯を注入する
ときには加熱炉１の間隙８及び９内に配置される。外側
逆円錐壁１８の下端部に取り付けられるセレクタ２４
は、スタータ２５に接合される。スタータ２５は水冷チ
ル２６の上に設置される。

【００２０】外側逆円錐壁１８及び内側逆円錐壁１９
は、間隙９内に配置される。外側逆円錐壁１８は外側逆
円錐壁６を貫通する支柱２７上に置かれる。外側円筒壁
１５及び内側円筒壁１６は、間隙８内に配置される。外
側円筒壁１５の下端は、外側逆円錐壁１８の上端に設置
される。内側円筒壁１６の下端は、内側逆円錐壁１９の
上端に設置される。外側逆円錐壁１８と内側逆円錐壁１
９との間に形成される間隙２１は、上方に向かって放射
状に拡がり環状の間隙２０に連絡される。外側円筒壁１
５，内側円筒壁１６，外側逆円錐壁１８及び内側逆円錐
壁１９はアルミナ製である。二重円筒部１４の上端部に
上方に向かって拡がる鋳込部２３が設けられる。熱電対
等の温度計２２が外側円筒壁１５，内側円筒壁１６，外
側逆円錐壁１８及び内側逆円錐壁１９に一定間隔で取り
付けられる。

【００２１】加熱炉移動装置２９は、油圧シリンダ３
０，油圧制御装置３２，モータ３３及び油圧ポンプ３４
を備える。油圧配管３１は、油圧制御装置３２と各油圧
シリンダ３０とを連絡する。油圧ポンプ３４はモータ３
３に連結される。

【００２２】炭素含有量が０.０３重量％以下（好まし
くは０.０２重量％以下）の種々のオーステナイト系ス
テンレス鋼を用いて図１の製造装置により円筒状の大型
単結晶構造物を製造した。発明者らはその結果をＣｒ_eq
及びＮｉ_eqに基づいて整理した。図３はＣｒ_eq及びＮｉ
_eqに基づいて整理した結果を示す。Ｃｒ_eq＝Ｃｒ＋１.
３７Ｍｏ＋１.５Ｓｉ＋２Ｎｂ＋３Ｔｉ＋２.４８Ａｌ及
びＮｉ_eq＝Ｎｉ＋０.３１Ｍｎ＋２２Ｃ＋１４.２Ｎ＋Ｃ
ｕであるとき、Ｃｒ_eq／Ｎｉ_eqが１.８５未満では単結
晶オーステナイト系ステンレス鋼の大型構造物が得られ
ず、Ｃｒ_eq／Ｎｉ_eqが１.８５ 以上のとき安定した単結
晶が得られその大型構造物の製造が可能になった。オー
ステナイト系ステンレス鋼の炭素含有量は多結晶での応
力腐食割れを防止するために０.０３ 重量％以下にする
ことが知られている。このため、単結晶の構造物におい
ても、溶接部に対応するために０.０３ 重量％以下（好
ましくは０.０２ 重量％以下）にする。

【００２３】図１に示す単結晶構造物の製造装置を用い
た単結晶の炉心シュラウドの製造を図２の製造工程に沿
って説明する。単結晶の炉心シュラウドの製造に用いら
れる鋳型１３は、外側円筒壁１５と内側円筒壁１６との
間の間隔が５０mm，外側円筒壁１５の間隙２０側の表面
の直径が５ｍ強、及び環状の間隙２０の高さが６ｍであ
る。

【００２４】Ｃｒ_eq／Ｎｉ_eqが１.８５以上で炭素含有
量が０.０３重量％以下の、溶融したオーステナイト系
ステンレス鋼３９は、とりべ３８内に充填される。この
溶融したオーステナイト系ステンレス鋼３９の温度は、
１５００〜１６５０℃である。加熱炉１内も各ヒーター
により１５００〜１６５０℃に加熱されている。鋳型１
３は加熱炉１の間隙８及び９内に置かれている。

【００２５】とりべ３８を鋳込口３の真上に移動する。
とりべ３８を傾けてその中の溶融したオーステナイト系
ステンレス鋼３９を鋳込口３及び鋳込部２３を介して鋳
型１３内に注入する（ステップ５１）。オーステナイト
系ステンレス鋼３９の溶湯は、鋳型１３の間隙２０及び
２１内を流下してセレクタ２４及びスタータ２５内まで
達する。その後、溶湯の液面は、間隙２１内を上昇す
る。溶湯の液面が間隙２０の上端に達する直前で、溶融
したオーステナイト系ステンレス鋼３９の注入を停止す
る。

【００２６】オーステナイト系ステンレス鋼３９の注入
前に、加熱炉１及び鋳型１３内の雰囲気は、不活性ガス
であるアルゴンガスによって置換されている。アルゴン
ガスは、加熱炉１に接続されたアルゴンガス注入管（図
１において図示せず）を用いて加熱炉１及び鋳型１３内
に注入される。加熱炉１及び鋳型１３内をアルゴンガス
の雰囲気にするのは、不純物（特に空気中の酸素）の混
入が少ない単結晶を得るためである。オーステナイト系
ステンレス鋼３９の注入時にも、アルゴンガスが連続し
て加熱炉１内に供給され、鋳込口３を介しての空気の入
り込みを阻止する。加熱炉１内を７×１０^-4〜３×１０
^-3Torrの真空雰囲気にすることにより更に不純物の少な
い単結晶を得ることができる。少なくともオーステナイ
ト系ステンレス鋼３９の注入までの間、温度制御装置３
７は、各温度計２２の測定値を入力して加熱炉１内の温
度を１５００〜１６５０℃に保持するよう各電気ヒータ
ーへの通電量を制御する。電源３６がケーブル４１によ
って温度制御装置３７に接続されている。鋳型１３は電
気ヒーターの間に挿入されている。外側円筒壁１５は電
気ヒーター１０Ａによって、内側円筒壁１６は電気ヒー
ター１０Ｂによって、外側逆円錐壁１８は電気ヒーター
１０Ｃによって、及び内側逆円錐壁１９は電気ヒーター
１０Ｄによって、主に加熱される。

【００２７】次のステップ５２では単結晶のシーズを生
成する。単結晶シーズ生成にあたって、水冷チル２６に
よりスタータ２５内のオーステナイト系ステンレス鋼３
９を冷却する。水冷チル２６の温度制御が水冷チル２６
内に供給する冷却水流量を調節することにより行われ
る。スタータ２５内のオーステナイト系ステンレス鋼３
９は凝固し多結晶化される。セレクタ２４は、スタータ
２５内で生成された多結晶から単結晶を選択する。この
ようにして単結晶のシーズが生成される。

【００２８】この単結晶のシーズを起点に、上方に向か
って放射状に拡がる間隙２１内の溶融したオーステナイ
ト系ステンレス鋼３９を単結晶化する（ステップ５
３）。間隙２１内の単結晶化は、電気ヒーター１０Ｃ及
び１０Ｄへの通電量を減少させて二重逆円錐部５による
加熱量を減少させることにより行われる。間隙２１内の
オーステナイト系ステンレス鋼３９は、冷却する。特
に、ステップ５２で生成された単結晶のシーズから間隙
２１の上方に向かって徐々に間隙２１内のオーステナイ
ト系ステンレス鋼３９を冷却するように、電気ヒーター
１０Ｃ及び１０Ｄへの通電量が一巻ずつ上方に向かって
徐々に減少される。このような温度制御は、外側逆円錐
壁６及び内側逆円錐壁７に設置した温度計２２の測定値
を用いて温度制御装置３９により行われる。上方への冷
却が進行するに伴って、間隙２１内のオーステナイト系
ステンレス鋼３９は、下方から上方に向かって徐々に単
結晶化される。二重逆円錐部５による加熱は、間隙２１
内のオーステナイト系ステンレス鋼３９が単結晶化され
て凝固した後に停止される。

【００２９】間隙２１の上端まで単結晶化が進行する
と、二重円筒部１４内のオーステナイト系ステンレス鋼
３９の単結晶化が行われる（ステップ５４）。外側円筒
壁１５と内側円筒壁１６との間に形成される間隙２０内
のオーステナイト系ステンレス鋼３９の単結晶化は、台
座２８を上方に上昇させ、加熱炉１の二重円筒部２及び
内側逆円錐壁７を上方に徐々に移動させることによって
行われる。台座２８の上昇速度は、１〜５０cm／hr、好
ましくは１５cm／hrである。台座２８の移動は、加熱炉
移動装置２９によって行われる。すなわち、モータ３３
の駆動によって油圧ポンプ３４が回転する。油圧ポンプ
３４から油が油圧制御装置３２内に供給される。油圧制
御装置３２は、油圧シリンダ３０のピストンの上昇速度
が１５cm／hrになるように、油圧配管３１を介して油圧
シリンダ３０に供給する油の量を調節する。

【００３０】二重円筒部２及び内側逆円錐壁７が上方に
徐々に移動することによって鋳型１３の二重円筒部１４
が、下端から徐々に露出して外気との接触により冷却さ
れる。このため、二重円筒部１４の間隙２０内のオース
テナイト系ステンレス鋼３９は、下端部から上方に向か
って一方向に冷却されて単結晶化されながら凝固され
る。二重円筒部１４の上端が加熱炉１の外にでたとき、
二重円筒部１４の上端までオーステナイト系ステンレス
鋼３９の単結晶化が進行する。その後、加熱炉移動装置
２９を停止して台座２８の上昇を止める。間隙２０内の
オーステナイト系ステンレス鋼３９の単結晶化は、ステ
ップ５３で行われる間隙２１内のその単結晶化に連続し
て行われる。

【００３１】なお、二重円筒部２及び内側逆円錐壁７を
移動させる替りに、外側逆円錐壁６及び鋳型１３を下方
に移動させても、間隙２０内のオーステナイト系ステン
レス鋼３９を単結晶化することができる。

【００３２】ステップ５３及び５４の処理にて鋳型１３
内のオーステナイト系ステンレス鋼３９の単結晶化が完
了する。オーステナイト系ステンレス鋼３９の温度が室
温まで低下した後、鋳型１３を取り外す（ステップ５
５）。鋳型１３の外側円筒壁１５，内側円筒壁１６，外
側逆円錐壁１８及び内側逆円錐壁１９を取り外し、内部
の凝固したオーステナイト系ステンレス鋼３９を取り出
す。取り出されたオーステナイト系ステンレス鋼３９の
凝固体は、炉心シュラウドの素材となるもので、上部が
円筒、下部が逆円錐をしたじょうご状の形状をしてい
る。

【００３３】ステップ５６では、上記炉心シュラウド素
材の粗成形加工を行う。すなわち、オーステナイト系ス
テンレス鋼３９の凝固体を円筒部と逆円錐部との境界で
切断する。この円筒部の内外面及び上下端に対して粗成
形加工である一次切削を施す。その後、仕上げ加工を施
し（ステップ５７）、直径５ｍ，高さ５ｍ及び肉厚４０
mmの炉心シュラウドに仕上げる。このようにして、単結
晶の炉心シュラウドが得られる。

【００３４】本実施例の単結晶炉心シュラウドの製造に
おいては、鋳型１３を加熱炉１の外側円筒壁３と内側円
筒壁４との間に挿入して筒状の鋳型１３の内側及び外側
を電気ヒーター１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ及び１０Ｄによ
ってそれぞれ加熱しているので、鋳型１３の外側円筒壁
１５と内側円筒壁１６との間で、間隙２１内のオーステ
ナイト系ステンレス鋼３９に形成される温度勾配が抑制
される。このため、加熱炉１を移動させて鋳型１３を外
気と接触させて冷却することによって、鋳型内に注入さ
れたオーステナイト系ステンレス鋼３９を筒状に容易に
単結晶化することができる。本実施例では、特に、炉心
シュラウドのような大型の筒状構造物であっても単結晶
化できる。

【００３５】また、逆円錐状の間隙２１のセレクタ２４
の位置から上方に向かって放射状に、順次、オーステナ
イト系ステンレス鋼３９を単結晶化しているので、炉心
シュラウドの素材となる間隙２０内のオーステナイト系
ステンレス鋼３９を、間隙２０の全周にわたり間隙２０
の下端で実質的に同時に単結晶化できる。このため、筒
状の間隙２０でのオーステナイト系ステンレス鋼３９の
単結晶化を上方に向かって実質的に同時に進行させるこ
とができ、間隙２０内での単結晶化を円滑に行うことが
できる。更に、Ｃｒ_eq／Ｎｉ_eqが１.８５ 以上である溶
融金属を用いることにより、単結晶の大型の筒状構造物
を鋳造にて容易に製造できる。

【００３６】沸騰水型原子炉は、図４に示す構造を有す
る。原子炉圧力容器６０の内部に、乾燥器６１，気水分
離器６２，炉心シュラウド６３及び制御棒案内管６４が
設置される。炉心シュラウド６３は、本実施例により製
造された単結晶の構造物であり、多数の燃料集合体が配
置される炉心を取り囲んでいる。炉心シュラウド６３
は、単結晶構造であり、原子炉圧力容器６０内に設置さ
れてもＩＧＳＣＣを生じない。加圧水型原子炉に用いら
れる円筒状の炉心槽の製造に、本実施例を適用すること
ができる。このため、単結晶化された炉心槽を得ること
ができる。

【００３７】

【発明の効果】第１の発明によれば、鋳型の内側の筒状
壁とその外側の筒状壁との間でここに存在する金属の温
度勾配が抑制されるので、鋳型内に注入した金属を筒状
に容易に単結晶化することができる。

【００３８】第２の発明によれば、単結晶構造体として
使用される筒状の第２間隙内に注入した金属の単結晶化
を、第２間隙の下端から上方に向かって第２間隙の全周
で進行させることができ、筒状部の単結晶化を円滑に行
うことができる。

【００３９】第３の発明によれば、Ｃｒ_eq／Ｎｉ_eqが
１.８５ 以上である溶融金属を用いることにより、単結
晶の筒状構造物を鋳造にて容易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２の製造方法に用いられる単結晶構造物製造
装置の構成図である。

【図２】本発明の好適な一実施例である単結晶構造物の
製造方法の製造工程を示す説明図である。

【図３】単結晶化される材料におけるクロム当量とニッ
ケル当量との関係で円筒状構造物の単結晶化の可否を示
す説明図である。

【図４】図２の製造方法で製造された単結晶炉心シュラ
ウドを用いた沸騰水型原子炉の構造図である。

【符号の説明】

１…加熱炉、２，１４…二重円筒部、３，１５…外側円
筒壁、４，１６…内側円筒壁、５，１７…二重逆円錐
部、６，１８…外側逆円錐壁、７，１９…内側逆円錐
壁、８，９，２０，２１…間隙、１０Ａ，１０Ｂ，１０
Ｃ，１０Ｄ…電気ヒーター、１３…鋳型、２４…セレク
タ、２５…スタータ、２６…水冷チル、２９…加熱炉移
動装置、３０…油圧シリンダ、３２…油圧制御装置、３
４…油圧ポンプ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１二重筒状壁を有してこれらの間に環状
   空間を有する鋳型を、加熱炉の第２二重筒状壁の間に挿
   入し、前記加熱炉によって前記鋳型を加熱し、前記鋳型
   を加熱しながら前記鋳型の前記環状空間内に溶融した金
   属を注入し、その後、前記鋳型及び前記加熱炉のいずれ
   かを一方向に移動させることによって前記鋳型を外気と
   接触させて前記鋳型内の前記溶融金属を冷却させながら
   前記溶融金属を単結晶化する単結晶構造物の製造方法。
2. 【請求項２】上方に向かって放射状に広がる第１間隙を
   間に形成する二重円錐状壁、及びこの二重円錐壁の上端
   に下端がつながり、かつ前記第１間隙に連絡されて上方
   に向かって伸びる環状の第２間隙を間に形成する二重筒
   壁を有する前記第１二重筒状壁を備えた前記鋳型を用
   い、前記第１間隙の下端部から上方に向かって前記溶融
   金属を単結晶化する請求項１の単結晶構造物の製造方
   法。
3. 【請求項３】前記溶融金属は炭素含有量が０.０３％ 以
   下のオーステナイト系ステンレス鋼である請求項１また
   は請求項２の単結晶構造物の製造方法。
4. 【請求項４】Ｃｒ_eq＝Ｃｒ＋１.３７Ｍｏ＋１.５Ｓｉ＋
   ２Ｎｂ＋３Ｔｉ＋２.４８Ａｌ 及びＮｉ_eq＝Ｎｉ＋０.
   ３１Ｍｎ＋２２Ｃ＋１４.２Ｎ＋Ｃｕであるとき、前記
   溶融金属はＣｒ_eq／Ｎｉ_eqが１.８５ 以上である請求項
   ３の単結晶構造物の製造方法。
5. 【請求項５】溶融金属が注入される鋳型と、前記鋳型に
   取り付けられた単結晶シード発生器と、内部に挿入され
   た前記鋳型を加熱する加熱炉と、前記鋳型及び前記加熱
   炉の一方を移動させる手段とを備えた単結晶構造物製造
   装置において、前記鋳型は環状空間を間に形成する第１
   二重筒状壁を有し、前記加熱炉は前記鋳型が挿入される
   空間が間に形成される第２二重筒状壁を有し、前記第２
   二重筒状壁にそれぞれ加熱手段を設置していることを特
   徴とする単結晶構造物製造装置。
6. 【請求項６】前記第１二重筒状壁は、上方に向かって放
   射状に広がる第１間隙を間に形成する第１二重円錐状壁
   と、この第１二重円錐壁の上端に下端がつながり、かつ
   前記第１間隙に連絡されて上方に向かって伸びる第２間
   隙を間に形成する第１二重筒壁とを備え、前記第２二重
   筒状壁は、前記第１二重円錐状壁に対向して設けられ上
   方に向かって放射状に広がる第２二重円錐状壁と、この
   第２二重円錐壁の上端に下端がつながり上方に向かって
   伸びる第２二重筒壁とを備えた請求項５の単結晶構造物
   製造装置。