铸模、铸造装置及铸造棒的制造方法制造方法及图纸

铸模（13）具有用于接受熔融金属（2）的凹部（21）。凹部（21）由用于与熔融金属（2）接触而使熔融金属（2）向凝固物变化的内壁面（29）构成，并且朝向凝固物的拉拔方向（D1）开口。第1轮廓线（23p）和第2轮廓线（25p）的曲线在开始点（43）及（45）的位置具有尖点。宽度方向（D2）上的从第1轮廓线（23p）到第2轮廓线（25p）的距离，随着从拉拔方向（D1）的上游侧向下游侧前进而连续地增加。确定凹部（21）处的内壁面（29）的形状，以使铸造棒（3）能够以通过第1结束点（33）或第2结束点（35）并与铸模（13）的截面垂直的轴为中心，沿顺时针方向或逆时针方向旋转移位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
铸造是在钢铁及非铁金属的领域所使用的技术。作为铸造技术之一，已知连续铸造。所谓连续铸造是包括将由铸模成形的铸造棒沿垂直方向或水平方向拉拔的工序的方法。在坩埚中熔化原料，通过设在坩埚的下部的浇注口使熔融金属流入管状的铸模，在铸模内使原料依次凝固，对得到的铸造片连续进行拉拔由此得到铸造棒。在水平连续铸造的情况下，还能够将熔融金属从坩埚或中间罐(tundish)向铸模滴下。出于减轻拉拔时施加在铸造棒上的摩擦阻力、防止拉拔不良及铸造棒破损的目的，在铸模上设定有锥度。通常，将钢铁等材料凝固时的体积收缩计算在内，设定锥度，使得在熔融金属的供给侧铸模的宽度变宽，随着向拉拔方向前进宽度变窄(参照专利文献I和2)。有时也用铸造法对钢铁以外的材料进行成形。例如，硅除了被添加到钢铁等金属材料中以外，还被用在半导体、太阳能电池等中。特别是，作为太阳能电池用硅的制造方法，近年来尝试基于铸造法的硅的成形(参照专利文献3和4)。另外，本专利技术者们提出了通过利用用铸造法成形的硅棒向坩埚供给硅，由此高效率且低成本地得到硅蒸镀膜的方法(参照专利文献5)。现有技术文献专利文献专利文献I :特开平4 - 266456号公报专利文献2 :特许4057831号说明书专利文献3 :特开平7 - 256624号公报专利文献4 :特开平5 - 213691号公报专利文献5 :特许第4331791号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的课题钢铁等众多材料具有从熔融金属凝固时密度增加、体积收缩的性质。但是，硅与水同样具有凝固时膨胀的性质。因此，若使用以往在钢铁业界一直使用的带有越往前越细的锥度的铸模，则由于娃在铸模内的膨胀，铸造棒被挤压到铸模上而无法拉拔。另外，在娃在铸模内开始不均匀地凝固的情况下，在铸模内引起轴振摆或旋转的应力作用在铸造棒上，由此,有可能发生拉拔时的摩擦阻力增加、拉漏(breakout)等不良情况。鉴于上述情况，本专利技术以提供与体积会伴随凝固而增加的材料的铸造相适的铸模为目的。本专利技术进一步以提供使用该铸模的铸造装置及铸造棒的制造方法为目的。用于解决课题的技术方案即，本专利技术提供一种铸模，用于通过供给原料的熔融金属，一边使供给的所述原料凝固一边拉拔所述原料的 凝固物，来制造所述原料的铸造棒，具有用于接收所述熔融金属的凹部，所述凹部由用于与所述熔融金属接触而使所述熔融金属向所述凝固物变化的内 壁面构成，并且朝向所述凝固物的拉拔方向开口，在用与所述拉拔方向平行的基准平面切断所述凹部时观察到的截面中，所述内壁 面示出了分别沿所述拉拔方向延伸的第1轮廓线及第2轮廓线，所述第1轮廓线及所述第2轮廓线分别由曲线构成，在所述截面上，在(i)将与所述拉拔方向垂直的方向定义为宽度方向，(ii)将所述 拉拔方向上的所述第1轮廓线的最下游侧的位置定义为第1结束点，(iii)将所述拉拔方 向上的所述第2轮廓线的最下游侧的位置定义为第2结束点，(iv)将所述拉拔方向上的所 述第1轮廓线的最上游侧的位置定义为第1开始点，(v)将所述拉拔方向上的所述第2轮 廓线的最上游侧的位置定义为第2开始点时，所述第1轮廓线在所述拉拔方向上的所述凹部的最上游侧的位置连接于所述第2 轮廓线，以使在所述截面中所述第1开始点与所述第2开始点一致，所述第1轮廓线和所述第2轮廓线的曲线在所述第1开始点及所述第2开始点的 位置具有尖点，所述宽度方向上的从所述第1轮廓线到所述第2轮廓线的距离，随着从所述拉拔 方向的上游侧向下游侧前进而连续地增加，确定所述凹部处的所述内壁面的形状，以使所述铸造棒能够以垂直于所述截面且 通过所述第1结束点或所述第2结束点的轴为中心，沿顺时针方向或逆时针方向旋转移位。专利技术的效果根据上述的铸模，确定凹部处的内壁面的形状，以使凝固物(铸造棒的前端部)能 够以垂直于一截面且通过第1结束点或第2结束点的轴为中心旋转移位，该截面是在用与 拉拔方向平行的基准平面切断凹部时观察到的截面。也就是说，能够将伴随原料的体积变 化而产生的应力作为铸造棒的转矩释放。因此，能够降低应力及伴随应力的产生的摩擦阻 力，进而防止铸造棒的拉拔不良及拉漏。附图说明图1是本专利技术的第1实施方式涉及的铸造装置的概略图。图2A是第1实施方式涉及的铸模的作用说明图。图2B是现有铸模的作用说明图。图3是本实施方式涉及的铸模的三视图。图4是沿本实施方式涉及的铸模的IV-IV线的横截面图。图5是与图4同样的横截面图。图6是与图4同样的横截面图。图7是变形例1涉及的铸模的横截面图。图8是变形例2涉及的铸模的三视图。9是本专利技术的第2实施方式涉及的铸造装置的概略图。IOA是沿第2实施方式涉及的铸模的XA-XA线的横截面图。IOB是第2实施方式涉及的铸模的主视图。IOC是沿第2实施方式涉及的铸模的XC-XC线的纵截面图。IlA是沿变形例3涉及的铸模的XIA-XIA线的横截面图。IlB是变形例3涉及的铸模的主视图。IlC是变形例3涉及的铸模的侧视图。12A是本专利技术的第3实施方式涉及的铸模的横截面图。12B是变形例13A是比较例13B是实施例13C是实施例13D是实施例13E是比较例13F是实施例13G是实施例13H是实施例131是实施例4涉及的铸模的主视图。I的铸模的俯视图。I的铸模的俯视图。2的铸模的俯视图。3的铸模的俯视图。2的铸模的俯视图。4的铸模的俯视图。5的铸模的俯视图。6的铸模的俯视图。7的铸模的俯视图。具体实施例方式本专利技术涉及的第I方式提供一种铸模，用于通过供给原料的熔融金属，一边使供给的所述原料凝固一边拉拔所述原料的凝固物，来制造所述原料的铸造棒，具备用于接受所述熔融金属的凹部，所述凹部由用于与所述熔融金属接触而使所述熔融金属向所述凝固物变化的内壁面构成，并且朝向所述凝固物的拉拔方向开口，在用与所述拉拔方向平行的基准平面切断所述凹部切断时观察到的截面中，所述内壁面示出了分别沿所述拉拔方向延伸的第I轮廓线及第2轮廓线，所述第I轮廓线及所述第2轮廓线分别由曲线构成，在所述截面上，在(i)将与所述拉拔方向垂直的方向定义为宽度方向，(ii)将所述拉拔方向上的所述第I轮廓线的最下游侧的位置定义为第I结束点，(iii)将所述拉拔方向上的所述第2轮廓线的最下游侧的位置定义为第2结束点，(iv)将所述拉拔方向上的所述第I轮廓线的最上游侧的位置定义为第I开始点，(V)将所述拉拔方向上的所述第2轮廓线的最上游侧的位置定义为第2开始点时，所述第I轮廓线在所述拉拔方向上的所述凹部的最上游侧的位置连接于所述第2轮廓线，以使在所述截面中所述第I开始点与所述第2开始点一致，所述第I轮廓线和所述第2轮廓线的曲线在所述第I开始点及所述第2开始点的位置具有尖点，所述宽度方向上的从所述第I轮廓线到所述第2轮廓线的距离，随着从所述拉拔方向的上游侧向下游侧前进而连续地增加，确定所述凹部处的所述内壁面的形状，以使所述铸造棒能够以垂直于所述截面且通过所述第I结束点或所述第2结束点的轴为中心，沿顺时针方向或逆时针方向旋转移位。本专利技术涉及的第2方式提供一种铸模，用于通过供给原料的熔融金属，一边使供给的所述原料凝固一边拉拔所述原料的凝固物，来制造所述原料的铸造棒，具有用于接受所述熔融金属的凹部， 所述凹部由用于与所述熔融金属接触而使所述熔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.17 JP 110304/20111.一种铸模，是用于通过供给原料的熔融金属，一边使供给的所述原料凝固一边拉拔对所述原料的凝固物进行拉拔，来制造所述原料的铸造棒的铸模，具备用于接受所述熔融金属的凹部，所述凹部由用于与所述熔融金属接触以使所述熔融金属向所述凝固物变化的内壁面构成，并且朝向所述凝固物的拉拔方向开口，在用与所述拉拔方向平行的基准平面切断所述凹部时观察到的截面中，所述内壁面示出了分别沿所述拉拔方向延伸的第I轮廓线及第2轮廓线，所述第I轮廓线及所述第2轮廓线分别由曲线构成，在所述截面上，在(i)将与所述拉拔方向垂直的方向定义为宽度方向，(ii)将所述拉拔方向上的所述第I轮廓线的最下游侧的位置定义为第I结束点，(iii)将所述拉拔方向上的所述第2轮廓线的最下游侧的位置定义为第2结束点，(iv)将所述拉拔方向上的所述第I轮廓线的最上游侧的位置定义为第I开始点，(V)将所述拉拔方向上的所述第2轮廓线的最上游侧的位置定义为第2开始点时，所述第I轮廓线在所述拉拔方向上的所述凹部的最上游侧的位置连接于所述第2轮廓线，以使在所述截面中所述第I开始点与所述第2开始点一致，所述第I轮廓线和所述第2轮廓线的曲线在所述第I开始点及所述第2开始点的位置具有尖点，所述宽度方向上的从所述第I轮廓线到所述第2轮廓线的距离，随着从所述拉拔方向的上游侧向下游侧前进而连续地增加，确定所述凹部处的所述内壁面的形状，以使所述铸造棒能够以垂直于所述截面且通过所述第I结束点或所述第2结束点的轴为中心，沿顺时针方向或逆时针方向旋转移位。2.根据权利要求I所述的铸模，在所述截面上描绘出以所述第I结束点或所述第2结束点为中心、通过所述第I轮廓线或所述第2轮廓线上的任意I点的假想圆时，所述假想圆仅在所述任意I点与所述第I轮廓线或所述第2轮廓线交叉，或者与所述第I轮廓线或所述第2轮廓线重叠。3.根据权利要求I所述的铸模，所述第I轮廓线及所述第2轮廓线分别由椭圆的一部分或圆弧构成。4.根据权利要求I所述的铸模，存在将由所述凹部占有的空间左右对称地等分的对称面，所述基准平面为相对于所述对称面垂直且与所述拉拔方向平行的平面，所述第I轮廓线及所述第2轮廓线分别由相对于所述对称面左右对称的圆弧构成，在所述基准平面上，在(a)将所述第I轮廓线与所述对称面的交点定义为第I交点，(b)将连结构成所述第I轮廓线的所述圆弧的中心和所述第I交点的直线定义为开始基准线，(c)将所述对称面和所述开始基准线所成的角度定义为开始角度Θ 2时，所述开始角度Θ 2处于大于O度且小于等于30度的范围。5.根据权利要求4所述的铸模，所述开始角度Θ 2处于3度以上且30以下的范围。6.根据权利要求I所述的铸模，所述铸模为水平连续铸造用的铸模，所述拉拔方向及所述基准平面分别与水平方向平行。7.根据权利要求I所述的铸模，所述凹部的上部开口，以能够通过滴下所述熔融金属而向所述凹部供给所述熔融金属，所述内壁面由成为所述第I轮廓线的起源的第I内壁面、成为所述第2轮廓线的起源的第2内壁面、和与所述第I内壁面及所述第2内壁面的双方邻接的底面构成。8.一种铸模，用于通过供给原料的熔融金属，一边使供给的所述原料凝固一边拉拔所述原料的凝固物，来制造所述原料的铸造棒，具有用于接受所述熔融金属的凹部；和浇注口孔，所述浇注口孔作为向所述凹部供给所述熔融金属的供给口，连通所述凝固物的拉拔方向上的所述凹部的最上游侧的部分和该铸模的外部，所述凹部由用于与所述熔融金属接触以使所述熔融金属向所述凝固物变化的内壁面构成，并且朝向所述拉拔方向开口，在用与所述拉拔方向平行的基准平面切断所述凹部时观察到的截面中，所述内壁面示出了从所述浇注口孔的端部分别沿所述拉拔方向延伸的第I轮廓线及第2轮廓线，存在将由所述凹部占有的空间左右对称地等分的...

【专利技术属性】
技术研发人员：神山游马，本田和义，末次大辅，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：