铸棒形成用铸模、铸造装置和铸棒的制造方法

摘要

本发明提供可以反复使用和在凝固时膨胀的铸棒的制造效率和成品率提高的铸棒形成用铸模、使用该铸模的铸造装置以及用于高效率地制造上述铸棒的铸棒制造方法。作为铸棒形成用的铸模(10)，使用下述铸模，该铸模具备模块组件(12)和紧固单元(18～21)，该模块组件(12)并列排列有多个模块(14)，具有多个沿纵向(16)延伸的型腔(26)，该紧固单元(18～21)在与纵向(16)正交的方向紧固模块组件(12)。在该铸模10中，多个模块(14)分别具有1处以上的形成型腔(26)的周面的一部分的型腔形成部(28)，型腔(26)通过2个以上的模块(14)的组合来形成，多个模块(14)中的至少一个模块具有2处以上的型腔形成部(28)。

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造铸棒的铸模和铸造装置以及铸棒的制造方法。

背景技术

近年来，在各种器件的制造中，广泛采纳了薄膜形成技术。例如，在太阳能电池和锂离子电池中，尝试使用硅薄膜。这样的薄膜的使用不仅从器件的高性能化和小型化的角度来考虑是重要的，而且从资源保护、降低电力消耗这样的保持地球环境的角度来考虑也是重要的。因此，要求薄膜形成的生产率和稳定性提高和低成本化。

薄膜的生产率的提高需要长时间连续成膜技术，就真空蒸镀而言，要求向蒸发源连续供给薄膜形成材料。但是，薄膜形成材料的连续供给有可能招致蒸镀源的温度和蒸发速度的变动而使薄膜形成的稳定性降低。

另一方面，为了抑制与薄膜形成材料的连续供给相伴的蒸镀源的温度变动，已知有如下方法：预先使薄膜形成材料熔融，以液滴的状态供给到蒸镀源。在这样的供给方法中，为了容易熔融材料，使用截面积小且长度相对于直径或宽度的比值大的材料是有利的。具体来说，薄膜形成材料，优选是其宽度(或直径)为30～100mm左右且长度H相对于宽度(或直径)D的比值(H/D)为10～30左右的棒状件。

作为将硅等的薄膜形成材料制造成为棒状件的方法，铸造法是有效的。

但是，例如，硅由于在室温下的固相的密度比在凝固点附近的液相的密度小，因此因凝固而膨胀。因此，具有：铸造出的硅变得不能从铸模拔出这样的不良情况、和由于凝固时的应力而使铸模破损这样的不良情况。另外，铸件为棒状件(铸棒)，与其纵向正交的方向(径向)的强度不大，因此即使避免了铸模的破损，也会有硅铸棒在铸模中破损这样的不良情况。

另一方面，在专利文献1中，提出了如下铸模：为多晶硅锭铸造用的一体型铸模，在侧壁设置了规定的上方扩大锥度。另外，在专利文献2、3和4中记载有硅铸造用的组装型铸模。

另外，在专利文献5中公开了包括可动铸模的连铸用模，所述可动铸模包括可移动的单元和固定在支架上的固定单元，可移动的单元的分割端面被形成为与它们的移动方向平行。

另外，在专利文献6中，公开了可以通过沿铸造截面的径向配置的流体压力缸进行内径的调整的可调整的铸模。

但是，专利文献1中记载的一体型铸模，其特征是，增加铸锭的底面积，减小高度。因此，不适于铸棒的制造。另外，一体型的铸模，通常，在铸件取出时，必须破坏铸模。因此，不能进行铸模的再利用，难以降低铸件的制造成本。

另一方面，专利文献2～4中记载的组装型铸模，在铸件取出时可以不用破坏铸模。但是，由于铸模反复受到与凝固时的膨胀相伴的应力，因此固定铸模的构件等容易产生破损，重复再利用较困难。而且，专利文献2～4中记载的组装型铸模，都不是考虑铸棒的制造的铸模，在使用如硅那样在凝固时膨胀的材料制造铸棒的情况下，有可能铸棒在铸模中破损而使成品率降低。

在专利文献5和6中记载的铸模都是连铸用的。另外，这些连铸用铸模，为了保证一边冷却熔液一边让熔液连续通过的铸模和伴随着冷却而收缩的铸坯的接触，只不过是在铸模中设置了用于使其直径变化的机构。这样的连铸用铸模不适用于如上述那样的相对于宽度(直径)而言长度大的铸棒的制造。

专利文献1：日本特开平10-190025号公报

专利文献2：日本特开昭62-108515号公报

专利文献3：日本特开平10-182285号公报

专利文献4：国际公开第2005/073129号公开小册子

专利文献5：日本特开平1-218741号公报

专利文献6：日本特开平4-200845号公报

发明内容

本发明的目的是解决上述课题，提供一种在制造由凝固时膨胀的材料形成的铸棒时能够反复使用，并且可以提高铸棒的制造效率和成品率的铸棒形成用铸模和使用该铸模的铸造装置。

另外，本发明的另一目的是提供一种铸棒的铸造方法，其用于高效率地制造由凝固时膨胀的材料形成的铸棒。

本发明的铸棒形成用铸模，其特征在于，具备模块组件(segment assembly)和紧固单元，该模块组件并列排列有多个柱状的模块(segment)，具有多个沿上述模块的纵向延伸的型腔，该紧固单元在与上述模块的纵向正交的方向紧固上述模块组件，上述多个模块分别具有1处以上的形成上述型腔的周面的一部分的型腔形成部，上述型腔通过2个以上的上述模块的组合来形成，上述多个模块中的至少一个模块具有2处以上的上述型腔形成部。

该铸棒形成用铸模具备多个型腔。因此，可以一次铸造多个铸棒，可以提高制造效率。

另外，在上述铸棒形成用铸模中，用于形成铸棒的型腔，通过并列排列的多个柱状的模块中的2个以上的模块的组合，形成为沿模块的纵向延伸。即，作为使熔液凝固而形成铸棒的空间的型腔，通过组合2个以上的模块来形成，并且，通过使该模块的组合分离，沿模块的纵向被被分割成2处以上。

因此，即使熔液由于凝固而膨胀，也可以使模块的组合分离来扩大型腔的内侧的尺寸。另外，由此，可以减小伴随着熔液的膨胀而施加在模块上的应力，可以抑制铸棒形成用铸模和铸棒的损伤。

因此，根据本发明的铸棒形成用铸模，在制造由凝固时膨胀的材料形成的铸棒时，可以实现反复使用和铸棒的制造效率和成品率的提高，可以降低铸棒的制造成本。

本发明的铸造装置，其特征在于，具备：调制由铸棒的形成材料形成的熔液的熔化炉、用于铸造铸棒的本发明的铸棒形成用铸模、和将上述熔液从上述熔化炉注入到上述铸棒形成用铸模的各上述型腔中的注液单元。

根据该铸造装置，使用本发明的铸棒形成用铸模作为用于铸造铸棒的铸模，因此，在制造由凝固时膨胀的材料形成的铸棒时，可以实现反复使用和铸棒的制造效率和成品率的提高，可以降低铸棒的制造成本。

本发明的铸棒的制造方法，其特征在于，将在室温下的固相的密度比在凝固点附近的液态的密度小的金属或合金的熔液注入到本发明的铸棒形成用铸模的上述型腔中，使其凝固。

根据该铸棒的制造方法，使用本发明的铸棒形成用铸模作为用于铸造由凝固时膨胀的材料形成的铸棒的铸模，因此，可以实现铸棒形成用铸模的反复使用和铸棒的制造效率和成品率的提高，可以降低铸棒的制造成本。

根据本发明，在铸造由凝固时膨胀的材料形成的铸棒时，通过一次铸造多个铸棒，可以提高其制造效率。另外，可以抑制铸棒形成用铸模和铸棒因凝固时的膨胀而受到损伤。由此，可以实现铸模的反复使用和铸棒的成品率的提高。

因此，根据本发明，可以降低由凝固时膨胀的材料形成的铸棒的制造成本。

附图说明

图1是表示本发明的铸棒用铸模的一实施方式的立体图。

图2A是图1的铸棒用铸模的俯视图。

图2B是图1的铸棒用铸模的主视图。

图2C是图1的铸棒用铸模的右侧视图。

图2D是图1的铸棒用铸模的仰视图。

图3A是图2A的IIIa-IIIa箭头方向视图。

图3B是图3A的局部放大图。

图4是表示注入到图1的铸棒形成用型腔内的熔液凝固了的状态的俯视图。

图5是表示本发明的铸棒用铸模的另一实施方式的俯视图。

图6A是图5所示的熔液接触构件的俯视图。

图6B是图5所示的熔液接触构件的主视图。

图7是放大表示图5的一部分的分解图。

图8是表示模块组件的另一实施方式的俯视图。

图9是表示模块组件的又一实施方式的俯视图。

图10是表示本发明的铸造装置的一例子的主视图。

图11是图10的截面图。

具体实施方式

图1是表示本发明的铸棒用铸模的一实施方式的立体图。图2A是图1的俯视图，图2B是图1的主视图，图2C是图1的右侧视图，图2D是图1的仰视图。图3A是图2A和图2C的IIIa-IIIa箭头方向视图，图3B是图3A的局部放大图。另外，图4是表示构成图1所示的模块组件的各模块在与纵向正交的方向相互分离开的状态的俯视图。

另外，关于以下的铸棒用铸模和铸造装置的记载，在提及方向的情况下，分别以沿水平方向载置时的方向为基准，具体来说，以各图中所示的方向箭头为基准。

参照图1和图2A～图2D，该铸棒形成用铸模10具备模块组件12和紧固单元18～21，该模块组件12并列排列有多个柱状的模块14，该紧固单元18～21在与模块14的纵向16正交的方向紧固该模块组件12。铸棒形成用铸模10被安装在后述的铸造装置90(参照图10)来使用。

模块组件12具备合计为25个的模块14。这25个模块14在前后方向22和左右方向24分别以5列来并列地配置。

另外，模块组件12具有合计为16个的沿模块14的纵向16延伸的圆柱状的型腔26。各型腔26在俯视中排列成格子状(参照图2A)，从正面侧、背面侧和侧面侧观察时，并列地排列。

另外，各型腔26，通过组合4个模块14来形成。另一方面，各模块14具有形成型腔26的周面的一部分的型腔形成部28。

就形成1个型腔26的4个模块14而言，各自的型腔形成部28a、28b、28c、28d，在与纵向16正交的截面上，都相当于将型腔26的周面四等分后的部分(参照图2A)。

这样，由4个模块14形成1个型腔26，并且，各模块14的型腔形成部28以将型腔26四等分的方式形成的情况下，在形成模块组件12时，可以高效率地配置模块14。

另外，在上述的情况下，在随着熔液的膨胀而产生使型腔26向与纵向16正交的方向扩张的应力时，可以使模块14顺利地移动(参照图4)。因此，可以使上述应力与由上述紧固单元18～21产生的对模块组件12的紧固力快速地对抗，可以防止模块14和铸棒承受过大的应力。

另外，图4表示各模块14在与纵向正交的方向相互分离开的状态。在各模块14之间，形成有在俯视中呈格子状的间隙部30。

形成于模块组件12的右侧里头的角落的第1型腔26a由配置在模块组件12的右侧里头的角落的第1模块14a、配置在第1模块14a的前侧的第2模块14b、配置在第1模块14a的左侧的第3模块14c、和配置在第1模块14a的左前方的第4模块14d形成(参照图2A)。

另外，将形成在第1型腔26a的前方的型腔设为第2型腔26b，将形成在第1型腔26a的左侧的型腔设为第3型腔26c，将形成在第1型腔26a的左前方的型腔设为第4型腔26d。

第1型腔14a具备形成第1型腔26a的周面的四分之一的型腔形成部。该第1模块14a在模块内仅具有1处的型腔形成部28。

另一方面，第2模块14b具备形成第1型腔26a的周面的四分之一的型腔形成部和形成第2型腔26b的周面的四分之一的型腔形成部。另外，第3模块14c具备形成第1型腔26a的周面的四分之一的型腔形成部和形成第3型腔26c的周面的四分之一的型腔形成部。即，第2模块14b和第3模块14c分别在模块内具有2处的型腔形成部28。

另外，第4模块14d具备形成第1型腔26a的周面的四分之一的型腔形成部、形成第2型腔26b的周面的四分之一的型腔形成部、形成第3型腔26c的周面的四分之一的型腔形成部、和形成第4型腔26d的周面的四分之一的型腔形成部。即，第4模块14d在模块内具有4处的型腔形成部28。

这样，在构成模块组件12的模块14中，含有如第2模块14b、第3模块14c和第4模块14d那样形成2处以上的型腔形成部28的模块。即，在这种情况下，1个模块牵涉到2个以上的型腔的形成。

即使是这样的情况，也可以在伴随着熔液的膨胀而产生使型腔26向与纵向16正交的方向扩张的应力时，使构成模块组件12的各模块14分别在前后方向22和左右方向24顺利移动(参照图4)。因此，在上述的情况下，也可以使上述应力和由紧固单元18～21产生的对模块组件12的紧固力快速地对抗，可以防止模块14和铸棒承受过大的应力。

为了在熔液因凝固而膨胀了时扩大型腔的内部尺寸，型腔通过2个以上的模块的组合来形成。

其中，为了顺利地进行与熔液的膨胀相伴的模块14的移动，优选：型腔通过3个以上的模块的组合来形成，并且，在与模块的纵向正交的截面上，各模块的型腔形成部形成不到型腔周面的二分之一的部分。

各模块的型腔形成部，优选在与模块的纵向正交的截面上等分型腔的周面。由此，在形成模块组件时，可以高效率地配置模块。

另外，从高效率地配置模块的角度来考虑，1个型腔优选由3个、4个或者6个模块形成，更优选由4个模块形成。

另外，对于型腔通过3个模块的组合来形成的情况和通过6个模块的组合来形成的情况，作为其他实施方式在后面说明(参照图8和图9)。

型腔26的形状，可以与作为目标的铸棒的形状相匹配地适当设定。作为圆柱以外的形状，例如，可以举出：椭圆柱、棱柱、圆锥台、椭圆锥台、棱锥台等。

型腔26的内径优选是5～500mm，更优选是30～300mm。内径低于上述范围的情况下，型腔26的内径变得极小。因此，注入到型腔26内的熔液会被急剧冷却，铸棒有可能变得容易开裂。另外，在这种情况下，铸棒的外径也变得极小，因此，铸棒的机械强度降低，铸棒有可能开裂。另外，可以通过对形成型腔26的模块14进行预热来减少铸棒的开裂。另一方面，若内径大于上述范围，则伴随着熔液的凝固的体积膨胀的绝对量变大。因此，型腔26内的压力随着膨胀而增加，变得容易产生铸棒的变形和/或破损。

在铸棒形成用铸模10为形成用于向真空蒸镀的蒸镀源连续供给的铸棒的铸模的情况下，优选将型腔26的内径设定为30～100mm。在这种情况下，难以损坏铸棒，并且可以容易熔化。

在铸棒为圆柱以外的形状的情况下，只要设定型腔的形状使得在与纵向16正交的截面的面积为与圆柱状的型腔26的截面积相同的程度即可。

型腔26的长度优选为50～2000mm。若长度大于上述范围，则由于注入到型腔26内的熔液的重力，变得容易产生模块14的变形和/或铸棒的破损。

另外，若长度相对于型腔26的内径变得过大，则铸棒变得易折断。因此，型腔26的长度，例如，优选为内径的30倍以下，更优选为20倍以下。

模块14的形成材料，从耐注液时的热负载的角度来考虑，可使用在铸棒的铸造条件下热稳定且保持充分的机械强度的材质。例如，可以举出从包括钨、钼、铁和镍的群中选择的至少1种金属或者含有从上述群中选择的金属的合金。

构成模块组件12的各模块14，优选在相互相邻的部分，由分解点为500℃以下的粘合剂粘结。

在这种情况下，在向型腔26注液之前，可以通过粘结来保持各模块14的排列，可以提高模块组件12的操作性。而且，上述粘合剂，分解点为500℃以下，可以通过熔液的热量容易地分解，因此，可以通过向型腔26的注液容易地解除模块14之间的粘结。

作为分解点为500℃以下的粘合剂，例如，可以举出环氧系粘合剂、合成橡胶系粘合剂等的有机系粘合剂等。

铸棒形成用铸模10，作为紧固单元，具备包括第1板簧对18、第2板簧对19、第3板簧对20和第4板簧对21的合计4个板簧对。

构成第1板簧对18的2条板簧30、32将模块组件12从其正面侧和背面侧夹着而在前后方向22进行紧固。构成第2板簧对19的2条板簧30、32，也与构成第1板簧对18的2条板簧30、32同样。另外，第1板簧对18和第2板簧对19分别在纵向16相互隔着间隔而配置。

另一方面，构成第3板簧对20的2条板簧30、32和构成第4板簧对21的2条板簧30、32，分别将模块组件12从其两侧的侧面夹着而在左右方向24进行紧固。另外，第3板簧对20和第4板簧对21分别在纵向16相互隔着间隔而配置。

这4个板簧对18～21都在与纵向16正交的方向紧固模块组件12。另外，在随着熔液的膨胀而产生了要将型腔26向与纵向16正交的方向扩张的应力时，容许使各模块14在与纵向16正交的方向相互离间的移动，以使得该应力和对模块组件12的紧固力相对抗。

铸棒形成用铸模10的紧固单元为板簧对18～21等的成对的弹簧。因此，可以适当调整：在向型腔26注液之前的向与纵向16正交的方向的模块组件12的紧固、和随着熔液的膨胀而产生了要将型腔26向与纵向16正交的方向扩张的应力时的模块的14的移动。

因此，在产生了上述应力的情况下，使型腔26的内部尺寸扩大，可以减轻施加于模块14和型腔26内的铸棒的应力。另一方面，可以在向型腔26注液时，防止在形成型腔26的模块14之间产生间隙，抑制来自型腔26的没有预期的熔液的漏出。

在构成第1板簧对18的2条板簧30、32之间，在左右方向24的两端部分别跨接有引导杆36。另外，在引导杆36的两端安装有防止引导杆36脱落的固定具38。

2条板簧30、32通过引导杆36和固定具38在前后方向22被紧固，以各板簧30、32的表面与模块组件12的外周面接触的状态被固定。

对于构成第2板簧对19的2条板簧30、32来说，也与第1板簧对18的情况同样，在左右方向24的两端部分别跨接有引导杆36，在引导杆36的两端安装有固定具38。

另外，构成第3板簧对20或第4板簧对21的2条板簧30、32，除了跨接引导杆36的方向和紧固模块组件12的方向为左右方向24之外，与第1板簧对18和第2板簧对19的情况同样地，以与模块组件12的外周面接触的状态被固定。

通过4个板簧对18～21来紧固模块组件12的紧固力的程度，与熔液凝固了时的膨胀的程度相匹配，具体来说，与根据形成熔液的金属或合金的膨胀率、型腔26的内径和长度而变动的膨胀的绝对量等相匹配来适当设定。

板簧对的数量、板簧的材质、尺寸等可以根据铸造时所要求的上述紧固力的程度来适当设定。

作为紧固单元，除了板簧对之外，例如，可以举出使用压缩螺旋弹簧等的压缩弹簧或空气弹簧等的流体弹簧的成对的弹簧。

另外，紧固单元，例如，也可以是包围模块组件12的外周面且在与纵向16正交的方向进行紧固的带状的部件。

在使用压缩弹簧或流体弹簧作为紧固单元的情况下，例如，可以对模块组件12的外周面均匀施加由紧固单元产生的紧固力，或者也可以对并列配置的模块14分别施加紧固力。

为了均匀施加紧固力，例如，只要使板材与模块组件12的外周面抵接之后，使弹簧与该板材的表面抵接，以使得在前后方向22和左右方向24横跨并列配置的模块14即可。

在模块组件12的外周面，使弹簧分别与并列配置的多个模块14抵接的情况下，例如，可减弱对在前后方向22或者左右方向24配置在各自的中央的模块14的紧固力，增强对配置在两端的模块14的紧固力等，可根据模块14的配置位置改变紧固力的程度。

此外，各板簧对18～21装有在模块14的表面固定板簧的固定用螺栓40，使得在纵向16的与模块组件12的相对位置不会偏移。

在模块14的表面固定板簧的部位设定为尽可能少。例如，将每一条板簧的对模块14的固定部位各设为1处时，没有被板簧固定的模块14能够一边与板簧接触一边进行滑动移动。因此，在由于熔液的凝固而膨胀时，可以使模块14顺利地移动。

另外，形成模块组件12的模块14的相对的位置，通过贯穿模块14的内部的导销42被保持在一定的范围内。该导销42限制模块14的移动，防止模块14无意地偏移或者从模块组件12脱落。

在导销42的两端分别安装有止脱具44。作为该止脱具44，例如，可以举出螺母等。

形成模块组件12的模块14相互分离开以使得在注入到型腔中的熔液因凝固而膨胀了时扩大型腔的内部尺寸。因此，在止脱具44和模块组件12的外周面之间，在向型腔注液之前的状态下，设置有游隙43。

游隙43，如图3B所示，可以通过在止脱具44和模块组件12的外周面之间介有压缩螺旋弹簧45等的弹簧来形成。压缩螺旋弹簧45等的弹簧的种类、材质、尺寸等，可以根据与注液相伴的模块14的膨胀的程度来适当设定，以使得游隙43的量适当。

图3A表示在主视中配置在模块组件12的最后列的5个模块14。另外，在这5个模块14中包括上述的第1模块14a和第3模块14c。

参照图3A，在5个模块14的正面之中型腔形成部以外的面显现出用于收容导销42的导衬46。

导衬46的内径被加工成相对于导销42多少有些余裕的大小。例如，在导销42的直径为10mm的情况下，导衬46的内径优选为10.2～12mm。

模块14，在形成型腔26的底48的部分的中心部分，具有切口部。该切口部通过组合4个模块14，在模块组件12的底面侧形成将型腔26和外部连通的脱气孔50。

脱气孔50，在通过注液由熔液置换型腔内时，成为空气的排出通道。通过从该脱气孔50排出空气，可以防止向铸棒内卷入气泡。

脱气孔50的直径没有特别限定，但可设定为：大到在注液时使残留在型腔26内的空气容易排出的程度，并且小到注入到型腔26内的熔液不会大量流出的程度。另外，由于熔液流入到脱气孔50中，因此在铸棒的尖端形成起因于脱气孔50的突起部。该突起，可以在铸造后通过切断、分割等的方法适当除去。

注入到型腔内的熔液在凝固前从脱气孔50大量流出的情况下，例如，可以用铸造用砂等堵塞脱气孔50。

在型腔26中可以形成从模块组件12的底面侧到注液口52侧内部尺寸变大的拔模坡度。在设置有该拔模坡度的情况下，在铸造后，从模块组件12取出铸棒变得容易。

在模块14的型腔形成部28的表面，可以附着脱模剂，通过该脱模剂的附着，从模块14取下铸棒变得容易，作业效率和成品率提高。

作为脱模剂，可以举出例如含有氧化铝、二氧化硅、碳、氮化硼等的各种脱模剂。

图5是表示本发明的铸棒形成用铸模的另一实施方式的俯视图。图6A是图5所示的熔液接触构件的俯视图。图6B是图5所示的熔液接触构件的主视图。另外，图7是放大表示图5的一部分的分解图。

参照图5，该铸棒形成用铸模60具备模块组件12和紧固单元18～21，该模块组件12并列排列有多个柱状的模块14，该紧固单元18～21在与模块14的纵向16正交的方向紧固该模块组件12。铸棒形成用铸模60被安装在后述的铸造装置90(参照图10)来使用。

另外，对与图1所示的实施方式相同的部分标注相同的标记，省略其说明。对后述的其他实施方式也是同样。

模块组件12具有合计16个的沿模块14的纵向16延伸的圆柱状的型腔26。

另外，各型腔26在型腔形成部的表面具备筒状的熔液接触构件62。该熔液接触构件62为圆筒状，配置成其外周面沿模块14的型腔形成部28的内周面。

该铸棒形成用铸模60，熔液与熔液接触构件62的内侧表面64(参照图6)接触，不与模块14的型腔形成部28的内周面接触。因此，可以显著降低熔液对模块14的热负载，由此，可以提高铸棒形成用铸模60的耐久性。

参照图6A和图6B，熔液接触构件62，由与纵向16平行的切割面分割成3部分而成的分割片66a、66b、66c构成。

由此，在注液材料在凝固时膨胀了的情况下，在形成熔液接触构件62的3个分割片66a、66b、66c之间形成间隙。另外，由此，可以降低施加在熔液接触构件62和铸棒的应力。

另外，在这种情况下，在铸造后可以进一步提高铸棒和熔液接触构件的分离性。另外，在由于熔液的凝固而膨胀了时可以使分割片彼此分离开，可以扩大铸棒形成用型腔的内部尺寸。

熔液接触构件，除了图6所示的熔液接触构件之外，例如，也可以为沿模块14的纵向16分割成2个或4个以上的熔液接触构件。

参照图5和图7，形成熔液接触构件62的分割片之间的分割面和形成型腔的模块14之间的分界面，优选是错开配置，以使得相互不会出现在同一面上。由此，即使在铸造中熔液从分割片之间的分割面漏出了的情况下，也可以降低导致熔液从铸模整体的漏出的可能性。

参照图6B，熔液接触构件62由与纵向16垂直的切割面分割成多个。熔液接触构件62是与型腔的形状相匹配地形成的，是整体为细长筒状的构件。因此，通过由与纵向16垂直的切割面分割成多个，变得容易操作。

作为熔液接触构件62的形成材料，从提高注液时的耐热性和与铸棒的分离性的观点和降低熔液接触构件所耗费的成本的观点来考虑，优选是碳材料、含有二氧化硅、氧化铝或者氧化锆的陶瓷材料、或者水泥(cement)等的砂状材料等。

熔液接触构件62，可使用可耐注液时的热负载的材质。作为这样的材料，可以举出：例如碳材料、例如含有二氧化硅、氧化铝或者氧化锆的陶瓷、例如水泥等。

在这种情况下，可以减轻在注液时铸棒形成用铸模受到的热负载。

在熔液接触构件62和高熔点金属层的内侧表面可以附着脱模剂。通过脱模剂的附着，从模块14取下铸棒变得容易，作业效率和成品率提高。作为脱模剂，可以举出与上述的脱模剂相同的脱模剂。

熔液接触构件62，在与注液接触的内侧表面，优选具备由例如钼、钽等的高熔点金属形成的层。由此，可以减轻对模块14和熔液接触构件62的热负载，提高铸棒形成用铸模60的耐久性和熔液接触构件62与铸棒的分离性。

高熔点金属层的厚度，从熔液接触构件62的弯曲性和耐久性的角度来考虑，优选为例如0.1～0.5mm左右。

从稳定铸造的方面考虑，优选熔液接触构件62的比热容为形成铸棒的熔液的比热容的0.1～0.5倍。

在熔液接触构件62的比热容小于形成铸棒的熔液的比热容的0.1倍时，有可能由于注液而熔液接触构件产生急剧的温度变化而破损。另一方面，若由接触熔液材料构成的部分的热容量超过铸棒的热容量的0.5倍，则熔液的热量被由接触熔液材料构成的部分大量吸收，铸棒容易变脆。

构成熔液接触构件62的各分割片66a、66b、66c，优选在相互相邻的部分由分解点为500℃以下的粘合剂粘结。

在这种情况下，在向型腔26注液之前，可以通过粘结来保持各分割片66a、66b、66c的配置排列，可以提高熔液接触构件62的操作性。而且，上述粘合剂，分解点为500℃以下，由于熔液的热量而容易被分解，因此，可以通过向型腔26注液来容易地解除各分割片66a、66b、66c之间的粘结。

作为分解点为500℃以下的粘合剂，例如，可以举出环氧系粘合剂、合成橡胶系粘合剂等的有机系粘合剂等。

在图1中所示的铸棒形成用铸模10和图5中所示的铸棒形成用铸模60中，在模块14的内部，例如，可以组装入加热器和温度传感器。可以通过使用加热器和温度传感器控制各模块14的温度，基于根据铸棒的铸造条件最优化了的温度廓线图，进行注液。另外，通过将加热器组装入模块14，可以容易地进行注液后的冷却过程中的温度控制。

在图5所示的铸棒形成用铸模中，可以在模块14的型腔形成部28的表面和熔液接触构件62的外侧表面的间隙设置由铸造用砂形成的缓冲层。在这种情况下，即使熔液从相邻的模块14的分界面漏出，也可以由缓冲层吸收熔液。因此，可以防止溶液从模块组件12的脱气孔50以外的部位没有预期地漏出的情况。

图8和图9是表示本发明的铸棒形成用铸模中的模块组件的另一实施方式的俯视图。

参照图8，就该模块组件70而言，并列排列有多个柱状的模块72。另外，该模块组件70具有沿模块72的纵向延伸的圆柱状的型腔26。

各型腔26通过组合3个模块72来形成。另一方面，各模块72具有形成型腔26的周面的三分之一的型腔形成部74。另外，各型腔形成部74，在与模块72的纵向正交的截面时，都相当于将型腔26的周面三等分之后的部分。

参照图9，就该模块组件76而言，并列排列有多个柱状的模块78。另外，该模块组件76具有沿模块78的纵向延伸的圆柱状的型腔26。

各型腔26通过组合6个模块78来形成。另一方面，各模块78具有形成型腔26的周面的六分之一的型腔形成部80。另外，各型腔形成部80，在与模块78的纵向正交的截面上，都相当于将型腔26的周面六等分之后的部分。

图8和图9所示的模块组件70、76，在俯视中为大致六棱柱状。因此，在用紧固单元向与模块的纵向正交的方向紧固各模块组件70、76的情况下，该紧固只要从3个方向进行即可。

具体来说，作为模块组件70、76的紧固方向，可以举出：在俯视中，相当于夹着模块组件70、76的正面和背面的方向的第1方向82、相当于夹着左前方的面和右里侧的面的方向的第2方向83、和相当于夹着右前方的面和左里侧的面的方向的第3方向84这3个方向。

即使是像这样在3个方向82～84紧固各模块组件70、76的情况，在随着熔液的膨胀而产生了使型腔26向与纵向正交的方向扩张的应力时，也可以使模块72、78顺利移动。

因此，可以使上述应力与由紧固单元产生的对模块组件70、76的紧固力快速对抗，可以防止对模块72、78和铸棒施加过大的应力。

图10是表示本发明的铸造装置的一实施方式的主视图，图11是图10的截面图。

参照图10和图11，铸造装置90具备熔化炉92、注液单元94和铸棒形成用铸模10。

熔化炉92具备加热源96，收容由铸棒的形成材料形成的溶液。熔化炉92内的熔液98，通过打开设置在出液口100的闸门阀102，被注入到注液单元94的托盘104。其后，熔液98通过分液口106，被注入到铸棒形成用铸模10的型腔内。

熔化炉92的内壁，例如，由氧化铝等的高熔点氧化物、碳材料等的耐火材料形成。熔化炉92中的熔液的加热熔化方法可以使用加热器加热、燃烧器加热、电弧熔化等的各种方法。另外，也可以通过在出液口100附近对熔液注入高温氧气，进行残留碳的除去精制。

就托盘104而言，为了防止熔液的温度的过度降低，优选使用热源108对其进行加热。

铸棒形成用铸模10，通常，被配置成模块14的纵向16沿铅垂方向。另外，为了使在型腔内的熔液流动顺畅，也可将型腔的纵向相对于铅垂方向倾斜少许。

在使用本发明的铸造装置90的铸棒的制造中，注入到铸棒形成用铸模10的型腔中的熔液到达模块组件12的脱气孔50(参照图2D和图3A)。但是，脱气孔50的直径比型腔整体的直径小，因此，在脱气孔50内，熔液早期地冷却而凝固。因此，虽然熔液98会与型腔内的气体一起从脱气孔50被少量排出，但可以防止其大量流出。

关闭出液口100的闸门阀102，完成注液之后，注入到型腔内的熔液98从温度降低了的部分依次凝固，形成与型腔的形状相应的铸棒。由于铸棒伴随着凝固而膨胀，因此形成型腔26的模块14相互离间以使得型腔26的内部尺寸扩大，在模块之间产生间隙部30(参照图4)。

在使用该铸棒形成用铸模10形成因凝固而膨胀的材料的铸棒的情况下，可缓和与凝固时的膨胀相伴的应力，防止模块14、熔液接触构件62(参照图5)、铸棒的破损。因此，可以反复使用模块14、熔液接触构件62。

在上述的铸造装置90中，作为铸棒形成用铸模，不限于图1所示的铸棒形成用铸模，可以使用本发明的铸棒形成用铸模。

产业上的利用可能性

根据本发明的铸棒形成用铸模、铸造装置和铸棒的制造方法，可以高效率且低成本地制造由凝固时膨胀的材料形成的铸棒。因此可在由例如硅等形成的铸棒的制造中很好地使用。