專利名稱：鑄模、鑄造裝置及鑄造棒的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄模、鑄造裝置及鑄造棒的制造方法。
背景技術(shù)：
鑄造是在鋼鐵及非鐵金屬的領(lǐng)域所使用的技術(shù)。作為鑄造技術(shù)之一，已知連續(xù)鑄造。所謂連續(xù)鑄造是包括將由鑄模成形的鑄造棒沿垂直方向或水平方向拉拔的工序的方法。在坩堝中熔化原料，通過設(shè)在坩堝的下部的澆注口使熔融金屬流入管狀的鑄模，在鑄模內(nèi)使原料依次凝固，對(duì)得到的鑄造片連續(xù)進(jìn)行拉拔由此得到鑄造棒。在水平連續(xù)鑄造的情況下，還能夠?qū)⑷廴诮饘購嫩釄寤蛑虚g罐(tundish)向鑄模滴下。出于減輕拉拔時(shí)施加在鑄造棒上的摩擦阻力、防止拉拔不良及鑄造棒破損的目的，在鑄模上設(shè)定有錐度。通常，將鋼鐵等材料凝固時(shí)的體積收縮計(jì)算在內(nèi)，設(shè)定錐度，使得在熔融金屬的供給側(cè)鑄模的寬度變寬，隨著向拉拔方向前進(jìn)寬度變窄(參照專利文獻(xiàn)I和2)。有時(shí)也用鑄造法對(duì)鋼鐵以外的材料進(jìn)行成形。例如，硅除了被添加到鋼鐵等金屬材料中以外，還被用在半導(dǎo)體、太陽能電池等中。特別是，作為太陽能電池用硅的制造方法，近年來嘗試基于鑄造法的硅的成形(參照專利文獻(xiàn)3和4)。另外，本發(fā)明者們提出了通過利用用鑄造法成形的硅棒向坩堝供給硅，由此高效率且低成本地得到硅蒸鍍膜的方法(參照專利文獻(xiàn)5)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :特開平4 - 266456號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :特許4057831號(hào)說明書專利文獻(xiàn)3 :特開平7 - 256624號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 :特開平5 - 213691號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 :特許第4331791號(hào)說明書

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題鋼鐵等眾多材料具有從熔融金屬凝固時(shí)密度增加、體積收縮的性質(zhì)。但是，硅與水同樣具有凝固時(shí)膨脹的性質(zhì)。因此，若使用以往在鋼鐵業(yè)界一直使用的帶有越往前越細(xì)的錐度的鑄模，則由于娃在鑄模內(nèi)的膨脹，鑄造棒被擠壓到鑄模上而無法拉拔。另外，在娃在鑄模內(nèi)開始不均勻地凝固的情況下，在鑄模內(nèi)引起軸振擺或旋轉(zhuǎn)的應(yīng)力作用在鑄造棒上，由此,有可能發(fā)生拉拔時(shí)的摩擦阻力增加、拉漏(breakout)等不良情況。鑒于上述情況，本發(fā)明以提供與體積會(huì)伴隨凝固而增加的材料的鑄造相適的鑄模為目的。本發(fā)明進(jìn)一步以提供使用該鑄模的鑄造裝置及鑄造棒的制造方法為目的。用于解決課題的技術(shù)方案
即，本發(fā)明提供一種鑄模，用于通過供給原料的熔融金屬，一邊使供給的所述原料凝固一邊拉拔所述原料的 凝固物，來制造所述原料的鑄造棒，具有用于接收所述熔融金屬的凹部，所述凹部由用于與所述熔融金屬接觸而使所述熔融金屬向所述凝固物變化的內(nèi) 壁面構(gòu)成，并且朝向所述凝固物的拉拔方向開口，在用與所述拉拔方向平行的基準(zhǔn)平面切斷所述凹部時(shí)觀察到的截面中，所述內(nèi)壁 面示出了分別沿所述拉拔方向延伸的第1輪廓線及第2輪廓線，所述第1輪廓線及所述第2輪廓線分別由曲線構(gòu)成，在所述截面上，在(i)將與所述拉拔方向垂直的方向定義為寬度方向，(ii)將所述 拉拔方向上的所述第1輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第1結(jié)束點(diǎn)，(iii)將所述拉拔方 向上的所述第2輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第2結(jié)束點(diǎn)，(iv)將所述拉拔方向上的所 述第1輪廓線的最上游側(cè)的位置定義為第1開始點(diǎn)，(v)將所述拉拔方向上的所述第2輪 廓線的最上游側(cè)的位置定義為第2開始點(diǎn)時(shí)，所述第1輪廓線在所述拉拔方向上的所述凹部的最上游側(cè)的位置連接于所述第2 輪廓線，以使在所述截面中所述第1開始點(diǎn)與所述第2開始點(diǎn)一致，所述第1輪廓線和所述第2輪廓線的曲線在所述第1開始點(diǎn)及所述第2開始點(diǎn)的 位置具有尖點(diǎn)，所述寬度方向上的從所述第1輪廓線到所述第2輪廓線的距離，隨著從所述拉拔 方向的上游側(cè)向下游側(cè)前進(jìn)而連續(xù)地增加，確定所述凹部處的所述內(nèi)壁面的形狀，以使所述鑄造棒能夠以垂直于所述截面且 通過所述第1結(jié)束點(diǎn)或所述第2結(jié)束點(diǎn)的軸為中心，沿順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)移位。發(fā)明的效果根據(jù)上述的鑄模，確定凹部處的內(nèi)壁面的形狀，以使凝固物(鑄造棒的前端部)能 夠以垂直于一截面且通過第1結(jié)束點(diǎn)或第2結(jié)束點(diǎn)的軸為中心旋轉(zhuǎn)移位，該截面是在用與 拉拔方向平行的基準(zhǔn)平面切斷凹部時(shí)觀察到的截面。也就是說，能夠?qū)殡S原料的體積變 化而產(chǎn)生的應(yīng)力作為鑄造棒的轉(zhuǎn)矩釋放。因此，能夠降低應(yīng)力及伴隨應(yīng)力的產(chǎn)生的摩擦阻 力，進(jìn)而防止鑄造棒的拉拔不良及拉漏。


圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的鑄造裝置的概略圖。圖2A是第1實(shí)施方式涉及的鑄模的作用說明圖。圖2B是現(xiàn)有鑄模的作用說明圖。圖3是本實(shí)施方式涉及的鑄模的三視圖。圖4是沿本實(shí)施方式涉及的鑄模的IV-IV線的橫截面圖。圖5是與圖4同樣的橫截面圖。圖6是與圖4同樣的橫截面圖。圖7是變形例1涉及的鑄模的橫截面圖。圖8是變形例2涉及的鑄模的三視圖。
9是本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的鑄造裝置的概略圖。
IOA是沿第2實(shí)施方式涉及的鑄模的XA-XA線的橫截面圖。IOB是第2實(shí)施方式涉及的鑄模的主視圖。
IOC是沿第2實(shí)施方式涉及的鑄模的XC-XC線的縱截面圖。IlA是沿變形例3涉及的鑄模的XIA-XIA線的橫截面圖。IlB是變形例3涉及的鑄模的主視圖。
IlC是變形例3涉及的鑄模的側(cè)視圖。
12A是本發(fā)明的第3實(shí)施方式涉及的鑄模的橫截面圖。
12B是變形例13A是比較例13B是實(shí)施例13C是實(shí)施例13D是實(shí)施例13E是比較例13F是實(shí)施例13G是實(shí)施例13H是實(shí)施例131是實(shí)施例
4涉及的鑄模的主視圖。I的鑄模的俯視圖。
I的鑄模的俯視圖。
2的鑄模的俯視圖。
3的鑄模的俯視圖。
2的鑄模的俯視圖。
4的鑄模的俯視圖。
5的鑄模的俯視圖。
6的鑄模的俯視圖。
7的鑄模的俯視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及的第I方式提供一種鑄模，用于通過供給原料的熔融金屬，一邊使供給的所述原料凝固一邊拉拔所述原料的凝固物，來制造所述原料的鑄造棒，具備用于接受所述熔融金屬的凹部，所述凹部由用于與所述熔融金屬接觸而使所述熔融金屬向所述凝固物變化的內(nèi)壁面構(gòu)成，并且朝向所述凝固物的拉拔方向開口，在用與所述拉拔方向平行的基準(zhǔn)平面切斷所述凹部切斷時(shí)觀察到的截面中，所述內(nèi)壁面示出了分別沿所述拉拔方向延伸的第I輪廓線及第2輪廓線，所述第I輪廓線及所述第2輪廓線分別由曲線構(gòu)成，在所述截面上，在(i)將與所述拉拔方向垂直的方向定義為寬度方向，(ii)將所述拉拔方向上的所述第I輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第I結(jié)束點(diǎn)，(iii)將所述拉拔方向上的所述第2輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第2結(jié)束點(diǎn)，(iv)將所述拉拔方向上的所述第I輪廓線的最上游側(cè)的位置定義為第I開始點(diǎn)，(V)將所述拉拔方向上的所述第2輪廓線的最上游側(cè)的位置定義為第2開始點(diǎn)時(shí)，所述第I輪廓線在所述拉拔方向上的所述凹部的最上游側(cè)的位置連接于所述第2輪廓線，以使在所述截面中所述第I開始點(diǎn)與所述第2開始點(diǎn)一致，所述第I輪廓線和所述第2輪廓線的曲線在所述第I開始點(diǎn)及所述第2開始點(diǎn)的位置具有尖點(diǎn)，所述寬度方向上的從所述第I輪廓線到所述第2輪廓線的距離，隨著從所述拉拔方向的上游側(cè)向下游側(cè)前進(jìn)而連續(xù)地增加，確定所述凹部處的所述內(nèi)壁面的形狀，以使所述鑄造棒能夠以垂直于所述截面且通過所述第I結(jié)束點(diǎn)或所述第2結(jié)束點(diǎn)的軸為中心，沿順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)移位。本發(fā)明涉及的第2方式提供一種鑄模，用于通過供給原料的熔融金屬，一邊使供給的所述原料凝固一邊拉拔所述原料的凝固物，來制造所述原料的鑄造棒，具有用于接受所述熔融金屬的凹部， 所述凹部由用于與所述熔融金屬接觸而使所述熔融金屬向所述凝固物變化的內(nèi)壁面構(gòu)成，并且朝向所述凝固物的拉拔方向開口，在用與所述拉拔方向平行的基準(zhǔn)平面切斷所述凹部時(shí)觀察到的截面中，所述內(nèi)壁面示出了分別沿所述拉拔方向延伸的第I輪廓線及第2輪廓線，所述第I輪廓線及所述第2輪廓線分別由曲線構(gòu)成，在所述截面上，在(i)將與所述拉拔方向垂直的方向定義為寬度方向，(ii)將所述拉拔方向上的所述第I輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第I結(jié)束點(diǎn)，(iii)將所述拉拔方向上的所述第2輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第2結(jié)束點(diǎn)，(iv)將所述拉拔方向上的所述第I輪廓線的最上游側(cè)的位置定義為第I開始點(diǎn)，(V)將所述拉拔方向上的所述第2輪廓線的最上游側(cè)的位置定義為第2開始點(diǎn)時(shí)，所述第I輪廓線在所述拉拔方向上的所述凹部的最上游側(cè)的位置連接于所述第2輪廓線，以使在所述截面中所述第I開始點(diǎn)與所述第2開始點(diǎn)一致，所述第I輪廓線和所述第2輪廓線的曲線在所述第I開始點(diǎn)及所述第2開始點(diǎn)的位置具有尖點(diǎn)，所述寬度方向上的從所述第I輪廓線到所述第2輪廓線的距離，隨著從所述拉拔方向的上游側(cè)向下游側(cè)前進(jìn)而連續(xù)地增加，在所述截面上描繪出以所述第I結(jié)束點(diǎn)或所述第2結(jié)束點(diǎn)為中心、通過所述第I輪廓線或所述第2輪廓線上的任意I點(diǎn)的假想圓時(shí)，所述假想圓僅在所述任意I點(diǎn)與所述第I輪廓線或所述第2輪廓線交叉，或者與所述第I輪廓線或所述第2輪廓線重疊。根據(jù)第2方式，鑄造棒能夠以第I結(jié)束點(diǎn)或第2結(jié)束點(diǎn)為中心，與鑄模不干涉地旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果，能夠順暢地從鑄模拉拔鑄造棒。第3方式，在第I方式的基礎(chǔ)上提供一種鑄模，所述截面上描繪出以所述第I結(jié)束點(diǎn)或所述第2結(jié)束點(diǎn)為中心、通過所述第I輪廓線或所述第2輪廓線上的任意I點(diǎn)的假想圓時(shí)，所述假想圓可以僅在所述任意I點(diǎn)與所述第I輪廓線或所述第2輪廓線交叉，或者也可以與所述第I輪廓線或所述第2輪廓線重疊。根據(jù)第3方式，由于與第2方式相同的理由，能夠順暢地拉拔鑄造棒。第4方式，在第I 第3方式的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上提供一種鑄模，所述第I輪廓線及所述第2輪廓線可以分別由橢圓的一部分或圓弧構(gòu)成。根據(jù)第4方式，第I內(nèi)壁面及第2內(nèi)壁面能夠由圓柱或橢圓柱的外周面的一部分構(gòu)成。該情況下，鑄模的設(shè)計(jì)容易。第5方式，在第I 第4方式的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上提供一種鑄模，可以存在將由所述凹部占有的空間左右對(duì)稱地等分的對(duì)稱面。所述基準(zhǔn)平面可以是相對(duì)于所述對(duì)稱面垂直且與所述拉拔方向平行的平面。所述第I輪廓線及所述第2輪廓線可以分別由相對(duì)于所述對(duì)稱面左右對(duì)稱的圓弧構(gòu)成。在所述基準(zhǔn)平面上，在(a)將所述第I輪廓線和所述對(duì)稱面的交點(diǎn)定義為第I交點(diǎn)，(b)將連結(jié)構(gòu)成所述第I輪廓線的所述圓弧的中心和所述第I交點(diǎn)的直線定義為開始基準(zhǔn)線，(C)將所述對(duì)稱面和所述開始基準(zhǔn)線所成的角度定義為開始角度Θ 2時(shí)，所述開始角度Θ 2可以處于比O度大且30度以下的范圍。若開始角度Θ2處于合適的范圍，則能夠更順暢地從鑄模拉拔鑄造棒。第6方式，在第5方式的基礎(chǔ)上提供一種鑄模，所述開始角度Θ2可以處于3度以上且30度以下的范圍。若開始角度Θ 2處于合適的范圍，則能夠更順暢地從鑄模中拉拔鑄造棒。第7方式，在第I 第6方式的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上提供一種水平連續(xù)鑄造用的鑄模。所述拉拔方向及所述基準(zhǔn)平面可以分別與水平方向平行。本發(fā)明涉及的鑄模適于水平連續(xù)鑄造。第8方式，在第I 第7方式的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上提供一種鑄模，所述凹部的上部可以開口，以能夠通過滴下所述熔融金屬而向所述凹部供給所述熔融金屬。所述內(nèi)壁面可以由成為所述第I輪廓線的起源的第I內(nèi)壁面、成為所述第2輪廓線的起源的第2內(nèi)壁面、和與所述第I內(nèi)壁面及所述第2內(nèi)壁面的雙方鄰接的底面構(gòu)成。若凹部的上部開口，則能夠有效地緩和在鑄造棒上產(chǎn)生的應(yīng)力。本發(fā)明公開的第9方式提供一種鑄模，用于通過供給原料的熔融金屬，一邊使供給的所述原料凝固一邊拉拔所述原料的凝固物，來制造所述原料的鑄造棒，具有用于接受所述熔融金屬的凹部；和澆注口孔，所述澆注口孔作為向所述凹部供給所述熔融金屬的供給口，連通所述凝固物的拉拔方向上的所述凹部的最上游側(cè)的部分和該鑄模的外部，所述凹部由用于與所述熔融金屬接觸而使所述熔融金屬向所述凝固物變化的內(nèi)壁面構(gòu)成，并且朝向所述拉拔方向開口，在用與所述拉拔方向平行的基準(zhǔn)平面切斷所述凹部時(shí)觀察到的截面中，所述內(nèi)壁面示出了從所述澆注口孔的端部分別沿所述拉拔方向延伸的第I輪廓線及第2輪廓線，存在將由所述凹部占有的空間左右對(duì)稱地等分的對(duì)稱面，所述第I輪廓線及所述第2輪廓線分別由橢圓的一部分或圓弧構(gòu)成，且相對(duì)于所述對(duì)稱面對(duì)稱，所述截面上，在(i)將與所述拉拔方向垂直的方向定義為寬度方向、(ii)將所述拉拔方向上的所述第I輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第I結(jié)束點(diǎn)、(iii)將所述拉拔方向上的所述第2輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第2結(jié)束點(diǎn)、(iv)將通過沿所述橢圓或所述圓弧向所述拉拔方向的上游側(cè)分別假想地延長所述第I輪廓線及所述第2輪廓線而得到的兩條假想線與所述對(duì)稱面的交點(diǎn)定義為假想開始點(diǎn)時(shí)，在所述假想開始點(diǎn)，所述兩條假想線的曲線具有尖點(diǎn)，所述寬度方向上的從所述第I輪廓線到所述第2輪廓線的距離，隨著從所述拉拔方向的上游側(cè)向下游側(cè)前進(jìn)而連續(xù)地增加，確定所述凹部處的所述內(nèi)壁面的形狀，以使所述鑄造棒能夠以垂直于所述截面且通過所述第I結(jié)束點(diǎn)或所述第2結(jié)束點(diǎn)的軸為中心，沿順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)移位。
根據(jù)第9方式，由于與第I方式相同的理由，能夠順暢地從鑄模中拉拔鑄造棒。本發(fā)明公開的第10方式提供一種鑄模，
用于通過供給原料的熔融金屬，一邊使供給的所述原料凝固一邊拉拔所述原料的凝固物，來制造所述原料的鑄造棒，具有用于接受所述熔融金屬的凹部， 所述凹部由用于與所述熔融金屬接觸而使所述熔融金屬向所述凝固物變化的內(nèi)壁面構(gòu)成，并且向所述凝固物的拉拔方向開口，在用與所述拉拔方向平行的基準(zhǔn)平面切斷所述凹部時(shí)觀察到的截面中，所述內(nèi)壁面示出了分別沿所述拉拔方向延伸的第I輪廓線及第2輪廓線，所述第I輪廓線及所述第2輪廓線分別由多條線段構(gòu)成，所述截面上，在(i)將與所述拉拔方向垂直的方向定義為寬度方向，(ii)將所述拉拔方向上的所述第I輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第I結(jié)束點(diǎn)，(iii)將所述拉拔方向上的所述第2輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第2結(jié)束點(diǎn)時(shí)，所述寬度方向上的從所述第I輪廓線到所述第2輪廓線的距離，隨著從所述拉拔方向的上游側(cè)向下游側(cè)前進(jìn)而連續(xù)地增加，確定所述凹部處的所述內(nèi)壁面的形狀，以使所述鑄造棒能夠以垂直于所述截面且通過所述第I結(jié)束點(diǎn)或所述第2結(jié)束點(diǎn)的軸為中心，沿順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)移位。根據(jù)第10方式，由于與第I方式相同的理由，能夠順暢地從鑄模中拉拔鑄造棒。本發(fā)明涉及的第11方式提供一種鑄造裝置，具有用于保持原料的熔融金屬的坩堝；用于從所述坩堝接受所述熔融金屬、使所述原料凝固的第f第10方式的任一項(xiàng)所述的鑄模；和用于從所述鑄模拉拔所述原料的凝固物以制造所述原料的鑄造棒的運(yùn)送裝置。第12方式，在第11方式的基礎(chǔ)上提供一種鑄造裝置，還可以具有用于向所述坩堝供給所述原料的原料供給裝置；和用于調(diào)節(jié)所述鑄模內(nèi)的所述原料的凝固速度的加熱裝置。第13方式，在第11或第12方式的基礎(chǔ)上提供一種水平連續(xù)鑄造用的鑄模。所述鑄模的所述凹部的上部可以開口，以能夠通過滴下所述熔融金屬而從所述坩堝向所述凹部供給所述熔融金屬。本發(fā)明涉及的第14方式提供一種鑄造裝置，具有用于保持原料的熔融金屬的坩堝；用于從所述坩堝接受所述熔融金屬、使所述原料凝固的第9方式所述的鑄模；和用于從所述鑄模拉拔所述原料的凝固物以制造所述原料的鑄造棒的運(yùn)送裝置，所述坩堝和所述鑄模的所述澆注口孔連接，以能夠從所述坩堝向所述鑄模的所述凹部供給所述熔融金屬。本發(fā)明涉及的第15方式，提供一種鑄造棒的制造方法，包括向第f第10方式的任一項(xiàng)所述的鑄模供給原料的熔融金屬的工序；和一邊在所述鑄模內(nèi)使所述原料凝固一邊拉拔所述原料的凝固物、以制造所述原料的鑄造棒的工序。
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第16方式，在第15方式的基礎(chǔ)上提供一種鑄造棒的制造方法，所述鑄?？梢允撬竭B續(xù)鑄造用的鑄模。所述鑄模的所述凹部的上部可以開口。在所述供給工序中，可以通過滴下所述熔融金屬而從所述坩堝向所述凹部供給所述熔融金屬。本發(fā)明涉及的第17方式提供一種鑄造棒的制造方法，包括向第9方式的鑄模供給原料的熔融金屬的工序；和一邊在所述鑄模內(nèi)使所述原料凝固一邊拉拔所述原料的凝固物、以制造所述原料的鑄造棒的拉拔工序，在所述供給工序中，通過所述澆注口孔從所述坩堝向所述鑄模的所述凹部供給所述熔融金屬。根據(jù)第11 第17方式,能夠高效地制造鑄造棒。第18方式,在第15 第17方式的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上提供一種鑄造棒的制造方法,所述原料可以是在從液相向固相變化時(shí)伴隨體積的增加的材料。本發(fā)明所提供的鑄模適用于這些材料的鑄造。第19方式，在第18方式的基礎(chǔ)上提供一種鑄造棒的制造方法，所述原料可以是硅或硅化合物。本發(fā)明所提供的鑄模適用于這些材料的鑄造。以下，一邊參照附圖一邊說明本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，本發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式。本說明書中，雖然有例示特定的數(shù)值及特定的材料的情況，但本發(fā)明絲毫不由這些例示限定性地解釋。(第I實(shí)施方式)如圖I所示，本實(shí)施方式涉及的鑄造裝置100具有原料供給裝置11、坩堝12、鑄模13、運(yùn)送裝置14、加熱裝置15及腔室16。各構(gòu)成要素都配置在腔室16的內(nèi)部。這些構(gòu)成要素的一部分也可以位于腔室16外部。圖I表示制造鑄造棒3時(shí)的狀態(tài)。向鑄模13供給原料I的熔融金屬2。一邊使被供給的原料I在鑄模13內(nèi)凝固一邊對(duì)原料I的凝固物(鑄造棒3的前端部)進(jìn)行拉拔。由此，鑄造棒3被連續(xù)地制造。作為原料1，能夠使用從液相向固相變化時(shí)伴隨體積的增加的材料。具體來說，能夠使用硅或硅化合物作為原料I。鑄造裝置100作為所謂的水平連續(xù)鑄造裝置而構(gòu)成。因此，鑄模13為水平連續(xù)鑄造用的鑄模，鑄造棒3沿水平方向被拉拔。在腔室16連接有真空泵18及氣體導(dǎo)入管19。為了防止原料I在熔化中氧化，能夠使用真空泵18及氣體導(dǎo)入管19。只要使真空泵18工作，就能夠?qū)⑶皇?6內(nèi)部的壓力保持為比大氣壓低的壓力(真空狀態(tài))。只要將任意的氣體通過氣體導(dǎo)入管19向腔室16的內(nèi)部供給，就能夠用該氣體置換腔室16內(nèi)部的空氣。例如，能夠使用氬氣等惰性氣體、氫氣等還原性氣體、它們的混合氣體。當(dāng)然，制造鑄造棒3時(shí)的壓力及氣氛沒有特別限定。根據(jù)情況，也可以在大氣下制造鑄造棒3。原料供給裝置11由原料貯存部Ila及滑道Ilb構(gòu)成，承擔(dān)向坩堝12供給原料I的作用。原料I以固體的狀態(tài)貯存在原料貯存部Ila中。向坩堝12供給前的原料I的形狀，典型地為粒狀或塊狀。原料I從原料貯存部Ila被送至滑道11b，通過滑道Ilb到達(dá)坩堝12。原料I向坩堝12的供給方法沒有特別限定。即，能夠使用采用送料器(parts feeder)方式、提籃(basket)方式、推桿方式、傾斜滑動(dòng)方式、傳送帶傳送方式等方法的供給裝置。在難以在腔室16的內(nèi)部保持原料I的情況下，也可以將原料供給裝置11的一部分、例如原料貯存部Ila配置在腔室16外部，從腔室16外部向坩堝12供給原料I。原料I既可以從原料供給裝置11向坩堝12連續(xù)地供給，也可以間歇地供給。原料I的供給速度，例如處于O. Ig /秒 20g /秒的范圍。通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)供給速度,能夠得到以下的益處。即，原料I在熔化中難以氣化，能夠?qū)崿F(xiàn)高的材料利用率。另外，因?yàn)槟軌虮苊獍殡S原料I的熔化及鑄造而發(fā)生大的能量移動(dòng)，所以能夠避免鑄造裝置100的大型化、進(jìn)而避免生產(chǎn)成本的高企。當(dāng)然，原料I的供給速度根據(jù)鑄造棒3的尺寸等而定，所以沒有特別限定。原料供給裝置11也可以具有用于實(shí)施原料I的預(yù)處理的預(yù)處理部。作為預(yù)處理部，可列舉用于使原料I干燥的干燥機(jī)、用于將原料I破碎成適當(dāng)尺寸的破碎機(jī)等。坩堝12承擔(dān)生成以及保持原料I的熔融金屬2的作用。原料I從原料供給裝置11供給到坩堝12，在坩堝12被加熱、熔化。用于在坩堝12內(nèi)熔化原料I的加熱方法沒有特別限定，能夠采用電阻加熱、感應(yīng)加熱、基于電弧放電的加熱、基于電子束照射的加熱等加熱方法。坩堝12的材料也沒有特別限定。坩堝12典型地由石墨制成。只要不產(chǎn)生原料I氧化的問題，作為坩堝12的材料用耐火材料即可。坩堝12中設(shè)有用于向鑄模13供給熔融金屬2的澆注口 12a。通過澆注口 12a，熔融金屬2向鑄模13滴下。既可以通過設(shè)在坩堝12的外壁上的槽向鑄模13滴下熔融金屬2，也可以通過設(shè)在坩堝12的底部的孔向鑄模13滴下熔融金屬2。坩堝12具有能夠保持適當(dāng)量的熔融金屬2的容量。例如，在從原料供給裝置11向坩堝12連續(xù)地供給原料I的情況下，坩堝12，例如具有能夠進(jìn)行10 600秒的連續(xù)供給的容量。在以Ig /秒向坩堝12供給原料I的情況下，坩堝12具有能夠保持10 600g的原料I的容量。若坩堝12具有適當(dāng)?shù)娜萘浚瑒t可得到以下的益處。即，能夠降低未熔化的原料I向鑄模13流出的可能性。因?yàn)槟軌驅(qū)⒃螴中所含的氣體成分及低沸點(diǎn)雜質(zhì)在坩堝12內(nèi)充分地去除，所以，氣泡難以混入鑄造棒3中。熔化中原料I難以氣化，能夠?qū)崿F(xiàn)高的材料利用率。還能夠節(jié)約因熔化而消耗的電力。為了實(shí)現(xiàn)防止未熔化的原料I流出、進(jìn)行原料I的脫氣、使熔融金屬2向鑄模13的供給速度穩(wěn)定化等附加目的，還可以并行或串行設(shè)置多個(gè)坩堝12。此外，本說明書中“坩堝”的用語廣義地包含鑄造領(lǐng)域中使用的“中間罐”的意思。鑄模13承擔(dān)從坩堝12接受熔融金屬2并使原料I凝固以便得到鑄造棒3的作用。鑄模13典型地由金屬材料或石墨制造制成。作為金屬材料，能夠使用銅、鋁、鐵、鎢、鑰等的金屬。出于減輕摩擦阻力的目的，鑄模13也可以具有由無定形碳等的低摩擦材料涂層了的表面。鑄造裝置100還可以具有用于冷卻鑄模13的冷卻系統(tǒng)。例如，在鑄模13內(nèi)部設(shè)有流路時(shí)，通過在該流路中流動(dòng)冷卻介質(zhì)，能夠有效地冷卻鑄模13。作為液體的冷卻介質(zhì)，可列舉水、油等。作為氣體的冷卻介質(zhì)，可列舉空氣等。用于流動(dòng)冷卻介質(zhì)的流路可以沿鑄模13的外周面設(shè)置。而且，通過向鑄模13吹送冷卻氣體，也能夠冷卻鑄模13。鑄模13的出口的尺寸，即應(yīng)該用鑄模13制造的鑄造棒3的尺寸(寬度及高度)處于例如30 150mm的范圍。鑄造棒3的長度能夠按從鑄模13拉拔鑄造棒3的距離任意設(shè)定。這樣的尺寸的鑄造棒3，由于以下的理由，而能夠用鑄模13比較容易地制造。S卩，在從坩堝12向鑄模13滴下熔融金屬2時(shí)，不要求高的位置精度。另外，滴下后的熔融金屬2容易均勻地填充到鑄模13中。在鑄模13的下游側(cè)設(shè)有支撐體17。支撐體17承擔(dān)支撐從鑄模13拉拔出的鑄造棒3、并且沿預(yù)定拉拔方向引導(dǎo)鑄造棒3的作用。支撐體17既可以構(gòu)成為與鑄造棒3的下表面一同支撐側(cè)面，也可以構(gòu)成為代替鑄造棒3的下表面而支撐側(cè)面。加熱裝置15設(shè)在鑄模13的上方，承擔(dān)調(diào)節(jié)鑄模13內(nèi)的原料I的凝固速度的作用。通過加熱裝置15，直接或通過鑄模13間接地加熱熔融金屬2，調(diào)節(jié)凝固速度及凝固位置。作為加熱裝置15，能夠使用采用電阻加熱、感應(yīng)加熱、基于電弧放電的加熱、基于電子束照射的加熱等加熱方法的加熱裝置。運(yùn)送裝置14承擔(dān)從鑄模13拉拔原料I的凝固物以連續(xù)地制造原料I的鑄造棒3的作用。本實(shí)施方式中，運(yùn)送裝置14由能夠支承鑄造棒3的多個(gè)輥14a構(gòu)成。通過用輥14a夾著鑄造棒3使輥14a旋轉(zhuǎn)，從而能夠運(yùn)送鑄造棒3。當(dāng)然，運(yùn)送裝置14的結(jié)構(gòu)沒有特別限定。運(yùn)送裝置14也可以構(gòu)成為，具有固定鑄造棒3的保持件，通過使保持件沿拉拔方向移動(dòng)而運(yùn)送鑄造棒3。運(yùn)送裝置14的一部分也可以延伸到腔室16的外部。該情況下，能夠容易地將鑄造棒3送出到腔室16的外部。另外，運(yùn)送裝置14也可以具有將鑄造棒3按任意的長度切斷的切割器。鑄造棒3的切斷既可以在腔室16內(nèi)部進(jìn)行，也可以在外部進(jìn)行。而且，只要在需要鑄造棒3的其他的裝置，例如專利文獻(xiàn)5 (特許第4331791號(hào)說明書)記載的成膜裝置上連接鑄造裝置100，就能夠連續(xù)地向該成膜裝置供給鑄造棒3。接著，詳細(xì)說明鑄模13的結(jié)構(gòu)。在原料I具有在凝固時(shí)膨脹的性質(zhì)的情況下，伴隨凝固在鑄模13的內(nèi)部原料I的體積增加。于是，如圖2A所示，在鑄造棒3與鑄模13的邊界附近的區(qū)域41產(chǎn)生壓縮應(yīng)力(粗箭頭)。本實(shí)施方式的鑄模13被構(gòu)成為，通過容許鑄造棒3的旋轉(zhuǎn)移位從而緩和該壓縮應(yīng)力。另外，即使因振動(dòng)導(dǎo)致鑄造棒3的拉拔方向從設(shè)計(jì)上的方向偏移而在鑄造棒3上產(chǎn)生應(yīng)力，也能夠通過鑄造棒3的旋轉(zhuǎn)來緩和應(yīng)力。另外，根據(jù)圖2B所示的鑄模130，即使要使鑄造棒3旋轉(zhuǎn)，鑄造棒3也會(huì)與鑄模130干涉。因此，不容許鑄造棒3的旋轉(zhuǎn)移位，就不能夠緩和壓縮應(yīng)力(粗箭頭)。該情況下，鑄造棒3被擠壓于鑄模130而不拉拔，并且/或者壓縮應(yīng)力作用在鑄造棒3上而發(fā)生拉漏。圖3是鑄模13的三視圖。鑄模13具有用于接受熔融金屬2的凹部21。凹部21由內(nèi)壁面29構(gòu)成，并且朝向鑄造棒3的拉拔方向Dl開口。凹部21的上部開口，以能夠通過滴下熔融金屬2而向凹部21供給熔融金屬2。內(nèi)壁面29是用于與熔融金屬2相接而使熔融金屬2向凝固物變化的面，包括右內(nèi)壁面23 (第I內(nèi)壁面)、左內(nèi)壁面25 (第2內(nèi)壁面)及底面27。在右內(nèi)壁面23與底面27的邊界存在棱線。在左內(nèi)壁面25與底面27的邊界也存在棱線。在右內(nèi)壁面23與左內(nèi)壁面25的邊界也存在棱線。本實(shí)施方式中，鑄模13俯視具有矩形的形狀，但鑄模13的整體形狀沒有特別限定。本實(shí)施方式的鑄I旲13中，存在將由凹部21占有的空間左右對(duì)稱地等分的對(duì)稱面36。因此,右內(nèi)壁面23及左內(nèi)壁面25相對(duì)于對(duì)稱面36實(shí)質(zhì)上鏡像對(duì)稱。由右內(nèi)壁面23和左內(nèi)壁面25形成的棱線，存在于對(duì)稱面36上。鑄造棒3的中心軸存在于對(duì)稱面36上。若凹部21具有左右對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，則熔融金屬2能夠容易地向鑄模13均勻地充填，能夠使原料I均勻地凝固。此外，在鑄造棒3具有棱柱形狀的情況下，其中心軸通過鑄造棒3的矩形截面的對(duì)角線的交點(diǎn)。在鑄造棒3具有圓柱形狀的情況下，其中心軸通過圓柱的中心。熔融金屬2向由右內(nèi)壁面23和左內(nèi)壁面25圍成的斜線區(qū)域31滴下，向鑄模13散熱。原料I基本上在到達(dá)凹部21的開口端前凝固。不過，為了提高鑄造棒3的形狀及尺寸的精度，也可以在鑄模13的下游側(cè)設(shè)置輔助鑄模，追加地對(duì)鑄造棒3的表面進(jìn)行成形。在該情況下，原料I的凝固無需在鑄模13中完成。圖4表示沿著IV-IV線的鑄模13的截面，即，在用與拉拔方向Dl平行的基準(zhǔn)平面切斷凹部21時(shí)觀察到的鑄模13的截面?；鶞?zhǔn)平面是相對(duì)于對(duì)稱面36垂直且與拉拔方向Dl平行的平面。另外，基準(zhǔn)平面是與水平方向平行的平面，圖4所示的截面為鑄模13的水平截面。而且，鑄造棒3的中心軸與基準(zhǔn)平面和對(duì)稱面36的交線一致。在圖4所示的截面中，內(nèi)壁面29示出右輪廓線23p (第I輪廓線)及左輪廓線25p(第2輪廓線)。右輪廓線23p及左輪廓線25p分別沿拉拔方向Dl延伸。在該截面上，將與拉拔方向Dl垂直的方向定義為寬度方向D2、將拉拔方向Dl上的右輪廓線23p的最下游側(cè)的位置定義為右結(jié)束點(diǎn)33 (第I結(jié)束點(diǎn))、將拉拔方向Dl上的左輪廓線25p的最下游側(cè)的位置定義為左結(jié)束點(diǎn)35 (第2結(jié)束點(diǎn))。另外，將拉拔方向Dl上的右輪廓線23p的最上游側(cè)的位置定義為右開始點(diǎn)43 (第I開始點(diǎn))、將拉拔方向Dl上的左輪廓線25p的最上游側(cè)的位置定義為左開始點(diǎn)45 (第2開始點(diǎn))。本實(shí)施方式中，右輪廓線23p及左輪廓線25p分別由曲線構(gòu)成。詳細(xì)地說，右輪廓線23p及左輪廓線25p分別由圓弧構(gòu)成。換言之，成為右輪廓線23p的起源的右內(nèi)壁面23由圓柱的外周面的一部分構(gòu)成。成為左輪廓線25p的起源的左內(nèi)壁面25也由圓柱的外周面的一部分構(gòu)成。形成為右內(nèi)壁面23的圓柱具有與形成為左內(nèi)壁面25的圓柱的外徑相等的外徑。右輪廓線23p及左輪廓線25p由相對(duì)于對(duì)稱面36對(duì)稱的圓弧構(gòu)成。在圖4所示的截面中，在拉拔方向Dl上的凹部21的最上游側(cè)的位置右輪廓線23p與左輪廓線25p連接，以使右開始點(diǎn)43與左開始點(diǎn)45 —致。右輪廓線23p和左輪廓線25p的曲線，在右開始點(diǎn)43及左開始點(diǎn)45的位置具有尖點(diǎn)。也就是說，右輪廓線23p和左輪廓線25p的連續(xù)曲線，在右開始點(diǎn)43及左開始點(diǎn)45上不能進(jìn)行微分。開始點(diǎn)43及45存在于對(duì)稱面36上。即，尖點(diǎn)來自于由右內(nèi)壁面23和左內(nèi)壁面25形成的棱線。寬度方向D2上的從右輪廓線23p到左輪廓線25p的距離，隨著從拉拔方向Dl的上游側(cè)向下游側(cè)前進(jìn)而連續(xù)地(且單調(diào)地)增加。確定凹部21中的內(nèi)壁面29的形狀，以使凝固物(鑄造棒3)能夠以垂直于圖4的截面且通過右結(jié)束點(diǎn)33或左結(jié)束點(diǎn)35的軸為中心，沿順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)移位，直到凹部21直到右結(jié)束點(diǎn)33及左結(jié)束點(diǎn)35的各位置都被凝固物占據(jù)時(shí)。詳細(xì)地說，在滿足以下的條件時(shí)，容許鑄造棒3的旋轉(zhuǎn)移位。如圖4所示，在圖4所示的截面上描繪出以右結(jié)束點(diǎn)33或左結(jié)束點(diǎn)35為中心，通過右輪廓線23p或左輪廓線25p上的任意I點(diǎn)的假想圓時(shí)，假想圓僅在任意I點(diǎn)與右輪廓線23p或左輪廓線25p交叉，或者與右輪廓線23p或左輪廓線25p重疊。即，假想圓與右輪廓線23p及左輪廓線25p不在2點(diǎn)以上交叉。圖4中示出了三個(gè)假想圓51、53及55。這些假想圓51、53及55是以左結(jié)束點(diǎn)35為中心描繪的。假想圓51與左輪廓線25p僅在I點(diǎn)交叉。假想圓53與左輪廓線25p僅在I點(diǎn)交叉。假想圓55與右輪廓線23p僅在I點(diǎn)交叉。在鑄造棒3以左結(jié)束點(diǎn)35為中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，鑄造棒3的外周面上的點(diǎn)沿這些假想圓51、53及55移動(dòng)。也就是說，鑄造棒3能夠不與鑄模13干涉地旋轉(zhuǎn)。在由于原料I的膨脹而在鑄造棒3與鑄模13之間產(chǎn)生應(yīng)力時(shí)，應(yīng)力垂直地施加在右內(nèi)壁面23或左內(nèi)壁面25上。于是，鑄造棒3能夠在應(yīng)力的反作用下以結(jié)束點(diǎn)33或35為中心旋轉(zhuǎn)，能夠緩和應(yīng)力(參照?qǐng)D2A)。其結(jié)果，能夠防止拉拔不良、拉漏等不良情況。另外，即使在以右結(jié)束點(diǎn)33或左結(jié)束點(diǎn)35為中心的假想圓與右輪廓線23p或左輪廓線25p重疊的情況下，也容許鑄造棒3的旋轉(zhuǎn)移位。因此，在該情況下，也能夠得到基于緩和應(yīng)力的效果。不過，因?yàn)槌蔀殍T造棒3的外周面在鑄模13的右內(nèi)壁面23或左內(nèi)壁面25上滑動(dòng)的形態(tài)，所以，與假想圓和右輪廓線23p或左輪廓線25p僅在I點(diǎn)交叉的情況相比，效果也許被限定。此外，所謂“鑄造棒3能夠旋轉(zhuǎn)移位”并不是指容許360度的旋轉(zhuǎn)。僅通過容許例如O. I O. 5度的微小角度的旋轉(zhuǎn)，就能夠得到上述的效果。鑄造棒3的動(dòng)作基本上被運(yùn)送裝置14、支撐體17等限制。本實(shí)施方式中，右輪廓線23p及左輪廓線25p分別由圓弧構(gòu)成。但是，即使因加工及操作上的理由將這些輪廓線稍微從圓弧變形，也能夠得到上述的效果。接著，說明鑄模13的更優(yōu)選的形狀。應(yīng)當(dāng)注意到以下的說明即使將“右”和“左”相互交替也能夠成立。如圖5所示，在基準(zhǔn)平面上，將連結(jié)左結(jié)束點(diǎn)35和右開始點(diǎn)43的直線定義為第I基準(zhǔn)線47、將第I基準(zhǔn)線47和對(duì)稱面36所成的角度定義為第I角度Θ I、將連結(jié)構(gòu)成右輪廓線23p的圓弧的中心37和右開始點(diǎn)43的直線定義為第2基準(zhǔn)線49 (開始基準(zhǔn)線)、將對(duì)稱面36和第2基準(zhǔn)線49所成的角度定義為第2角度Θ 2 (開始角度)、將連結(jié)構(gòu)成右輪廓線23p的圓弧的中心37和右結(jié)束點(diǎn)33的直線定義為第3基準(zhǔn)線48 (結(jié)束基準(zhǔn)線)、將第3基準(zhǔn)線48和對(duì)稱面36所成的角度定義為第3角度0 3(結(jié)束角度)。角度Θ1 Θ3是將拉拔方向Dl作為O度的軸、將與拉拔方向Dl相反的方向作為180度的軸時(shí)的值。右開始點(diǎn)43還是右輪廓線23p和對(duì)稱面36的交點(diǎn)(第I交點(diǎn))。不過，如后述那樣，在鑄模13上設(shè)有澆注口孔的情況下，右輪廓線23p不與對(duì)稱面36交叉。該情況下，將通過沿著形成為右輪廓線23p的圓弧向拉拔方向Dl的上游側(cè)假想地延長右輪廓線23p而得到的兩條假想線和對(duì)稱面36的交點(diǎn)定義為假想開始點(diǎn)，將連結(jié)該假想開始點(diǎn)和圓弧的中心37的直線作為第2基準(zhǔn)線49處理。在左輪廓線25p和對(duì)稱面36的交點(diǎn)實(shí)際上不存在的情況下也同樣。在第3角度Θ 3比90度大時(shí)，從右結(jié)束點(diǎn)33到左結(jié)束點(diǎn)35的距離比由鑄模13成形出的鑄造棒3的寬度小。該情況下，明顯不能拉拔鑄造棒3。因此，第3角度Θ3為90度以下。第3角度Θ 3的下限沒有特別限定，例如比O度大。在第3角度Θ 3為90度以下時(shí)，圓弧的中心37存在于連結(jié)右結(jié)束點(diǎn)33和左結(jié)束點(diǎn)35的直線上，或者存在于與其相比靠拉拔方向Dl的下游側(cè)處。如圖6所示，假設(shè)與右輪廓線23p重疊的假想圓54、和與假想圓54內(nèi)切的假想圓52。假想圓52的中心與左結(jié)束點(diǎn)35 一致。假想圓52和假想圓54的切點(diǎn)57存在于連結(jié)假想圓54的中心37和左結(jié)束點(diǎn)35的直線L上。隨著沿周向從直線L遠(yuǎn)離，假想圓52和假想圓54的距離擴(kuò)大。而且，本實(shí)施方式中，確定凹部21的形狀以使第I角度Θ I變?yōu)榈?角度Θ2以上。
如本實(shí)施方式這樣，在第I角度Θ I為第2角度Θ 2以上時(shí)，圖6所示的切點(diǎn)57位于凹部21之外。離切點(diǎn)57越遠(yuǎn)，假想圓54和假想圓52之間的距離越大。如參照?qǐng)D4說明的那樣，在鑄造棒3以左結(jié)束點(diǎn)35為中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，鑄造棒3的外周面上的特定的點(diǎn)沿以左結(jié)束點(diǎn)35為中心的假想圓(圖4中為假想圓51、53及55，圖6中為假想圓52)移動(dòng)。鑄造棒3的旋轉(zhuǎn)角度越大，該特定的點(diǎn)離右內(nèi)壁面23或左內(nèi)壁面25越遠(yuǎn)。因此，容許鑄造棒3旋轉(zhuǎn)，能夠通過旋轉(zhuǎn)來緩和應(yīng)力。與此相對(duì)，考慮第I角度Θ I比第2角度Θ 2小的情況。該情況下，若要使鑄造棒3旋轉(zhuǎn)，則鑄造棒3被按壓到鑄模13的右內(nèi)壁面23或左內(nèi)壁面25。S卩，如參照?qǐng)D2B說明的那樣，不容許鑄造棒3旋轉(zhuǎn)，就不能通過旋轉(zhuǎn)來緩和應(yīng)力。另外，第I角度Θ I處于例如30 60度的范圍，第2角度Θ 2處于例如大于O度且小于等于30度的范圍。在第I角度Θ I比30度小的情況下，參照?qǐng)D4說明了的假想圓在2點(diǎn)以上與右輪廓線23p或左輪廓線25p交叉。該情況下，不容許鑄造棒3的旋轉(zhuǎn)移位，也無法得到緩和應(yīng)力的效果。換言之，從連結(jié)右結(jié)束點(diǎn)33和左結(jié)束點(diǎn)35的線段到開始點(diǎn)43 (或45)的距離為，例如連結(jié)右結(jié)束點(diǎn)33和左結(jié)束點(diǎn)35的線段的長度的(3 / 4) 1/2以下。此外，即使第I角度Θ I超過60度，也能夠拉拔鑄造棒3。但是，在第I角度Θ1比60度大的情況下，因?yàn)槔畏较駾l上的凹部21的長度極端地變短，所以，難以在凹部21充分地凝固原料I。如圖2A所示，在鑄造棒3發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，在鑄模13與鑄造棒3的界面上，拉伸應(yīng)力作用于與界面垂直的方向，剪切應(yīng)力作用于與界面平行的方向。由此，鑄造棒3被從鑄模13剝離。鑄造棒3的旋轉(zhuǎn)方向與內(nèi)壁面29的切線方向越接近平行，剪切應(yīng)力的作用就越大，越接近垂直，拉伸應(yīng)力的作用就越大。如圖2A所示，在產(chǎn)生使鑄造棒3順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的應(yīng)力時(shí)，在左內(nèi)壁面25上的點(diǎn)上拉伸應(yīng)力的作用變大，在右內(nèi)壁面23的上的點(diǎn)上剪切應(yīng)力的作用變大。不過，內(nèi)壁面29上的點(diǎn)中，開始點(diǎn)43及45是右內(nèi)壁面23及左內(nèi)壁面25的交點(diǎn)，是特異點(diǎn)。因此，在開始點(diǎn)43及45應(yīng)力容易集中，能夠成為鑄造棒3從鑄模13剝離時(shí)的起點(diǎn)。另一方面，第2角度Θ 2越接近O度，S卩，右內(nèi)壁面23和左內(nèi)壁面25越接近連續(xù)的曲面，就越?jīng)]有鑄造棒3從鑄模13剝離時(shí)的起點(diǎn)。該情況下，因此鑄造棒3在凹部21中一邊滑動(dòng)一邊旋轉(zhuǎn)，所以，若要使鑄造棒3旋轉(zhuǎn)就會(huì)在鑄造棒3與鑄模13的整個(gè)界面上產(chǎn)生大的剪切應(yīng)力。即，鑄造棒3的旋轉(zhuǎn)需要大的力，從鑄模13剝離鑄造棒3逐漸變得困難。因此，不優(yōu)選第2角度Θ2過小。優(yōu)選，第2角度Θ 2為例如3度 30度。(變形例I)如圖7所示，變形例I涉及的鑄模63的凹部21具有由橢圓柱的外周面的一部分構(gòu)成的內(nèi)壁面。即，在鑄模63的截面(水平截面)中，右輪廓線23p及左輪廓線25p分別由橢圓的一部分構(gòu)成。在該鑄模63中，在產(chǎn)生使鑄造棒3旋轉(zhuǎn)的應(yīng)力時(shí)，鑄造棒3的外周面上的點(diǎn)沿著以結(jié)束點(diǎn)33或35為中心的假想圓移動(dòng)。這種情況，如參照?qǐng)D4等說明了的那樣，與由圓柱的外周面的一部分構(gòu)成內(nèi)壁面的情況相同。不過，在凹部21的內(nèi)壁面由橢圓柱的外周面的一部分構(gòu)成的情況下，與鑄造棒3的旋轉(zhuǎn)一并，鑄造棒3的外周面上的點(diǎn)從凹部21的內(nèi)壁面遠(yuǎn)離的速度，比凹部21的內(nèi)壁面由圓柱的外周面的一部分構(gòu)成的情況下的速度快。橢圓的情況下的速度相對(duì)于圓的情況下的速度的比率與從圓向橢圓變形時(shí)的擴(kuò)大率成比例。此外，只要容許鑄造棒3旋轉(zhuǎn)，還可以由圓及橢圓以外的曲線，例如正弦曲線等曲線的一部分來構(gòu)成輪廓線。而且，內(nèi)壁面還可以由球面的一部分構(gòu)成。(變形例2)圖8是變形例2涉及的鑄模73的三視圖。在鑄模73的內(nèi)壁面29設(shè)定有錐度。即，在與拉拔方向Dl及寬度方向D2垂直的高度方向D3上，隨著從底面27遠(yuǎn)離，寬度方向D2上的從右內(nèi)壁面23到左內(nèi)壁面25的距離擴(kuò)大(優(yōu)選連續(xù)且單調(diào)地?cái)U(kuò)大)。因此凹部21的上部開口，所以，若在內(nèi)壁面29設(shè)定有錐度，則能夠在高度方向D3上有效地緩和在鑄造棒3上產(chǎn)生的應(yīng)力。(第2實(shí)施方式)接著，對(duì)第2實(shí)施方式涉及的鑄造裝置進(jìn)行說明。對(duì)于第2實(shí)施方式和第I實(shí)施方式中共同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略對(duì)其的說明。如圖9所示，本實(shí)施方式的鑄造裝置200具有鑄模83及澆注口 71。鑄模83經(jīng)由澆注口 71與坩堝12連接。如圖IOA 圖IOC所示，鑄模83具有用于接受熔融金屬2的凹部81 ;和作為向凹部81供給熔融金屬2的供給口的澆注口孔83h。能夠通過澆注口孔83h從坩堝12向鑄模83的凹部81供給熔融金屬2。凹部81僅朝向拉拔方向Dl開口，其上部封閉。澆注口孔83h連通拉拔方向Dl上的凹部81的最上游側(cè)的部分和鑄模83的外部。坩堝12通過澆注口 71與鑄模83的澆注口孔83h連接，以在鑄模83組裝入鑄造裝置200中時(shí)，能夠從坩堝12向鑄模83的凹部81供給熔融金屬2。在澆注口 71的外部設(shè)有加熱裝置75，以在保持原料I的熔化狀態(tài)的情況下向鑄模83供給熔融金屬2。澆注口 71典型地由石墨制成，還可以由包含氧化鋁、二氧化硅、它們的混合物作為主成分(以質(zhì)量比計(jì)所含最多的成分)的耐火物等制成。作為加熱裝置75，能夠使用采用了電阻加熱、感應(yīng)加熱、基于電弧放電的加熱、基于電子束照射的加熱等加熱方法的加熱裝置。通過由電阻加熱裝置構(gòu)成的加熱裝置75對(duì)澆注口 71進(jìn)行加熱是比較容易的。在加熱能力不足的情況下，作為加熱裝置75使用感應(yīng)加熱裝置，還可以直接加熱澆注口 71之中的熔融金屬2。加熱裝置75還承擔(dān)調(diào)節(jié)鑄模83內(nèi)的原料I的凝固速度及凝固位置的作用。如圖IOB所示，鑄模83的凹部81由右內(nèi)壁面23、左內(nèi)壁面25、下內(nèi)壁面24及上內(nèi)壁面26構(gòu)成。內(nèi)壁面23 26分別由圓柱的外周面的一部分構(gòu)成。右內(nèi)壁面23和左內(nèi)壁面25相對(duì)于對(duì)稱面36對(duì)稱。下內(nèi)壁面24和上內(nèi)壁面26也相對(duì)于未圖示的對(duì)稱面對(duì)稱。本實(shí)施方式的鑄模83基本上滿足與由第I實(shí)施方式所說明的鑄模13所滿足的要件相同的要件。即，確定凹部81的形狀，以使在圖IOA所示的水平截面中，鑄造棒3能夠以通過右結(jié)束點(diǎn)33或左結(jié)束點(diǎn)35且與該水平截面垂直的軸為中心，沿順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)移位。用于容許鑄造棒3旋轉(zhuǎn)的要件，如第I實(shí)施方式所說明的那樣。而且，本實(shí)施方式的鑄模83，不僅在水平截面中，而且在包括對(duì)稱面36的垂直截面中，也滿足用于容許鑄造棒3旋轉(zhuǎn)的要件。此外，本實(shí)施方式的鑄模83中，左內(nèi)壁面23及右內(nèi)壁面25示出了從澆注口孔83h的端部分別沿拉拔方向Dl延伸的右輪廓線23p及左輪廓線25p。右開始點(diǎn)43及左開始點(diǎn)45分別位于澆注口孔83h的終端。右輪廓線23p及左輪廓線25p分別由橢圓的一部分或圓弧構(gòu)成，且相對(duì)于對(duì)稱面36對(duì)稱。如圖IOA所示，將通過沿橢圓或圓弧向拉拔方向Dl的上游側(cè)分別假想地延長右輪廓線23p及左輪廓線25p而得到的兩條假想線23k及25k與對(duì)稱面36的交點(diǎn)，定義為假想開始點(diǎn)44。在該假想開始點(diǎn)44中，兩條假想線23k及25k的曲線具有尖點(diǎn)。在第I實(shí)施方式中說明的第I角度ΘI及第2角度Θ 2能分別用假想開始點(diǎn)44來定義。 如圖IOB及圖IOC所示，在本實(shí)施方式涉及的鑄模83中，下內(nèi)壁面24及上內(nèi)壁面26示出了從澆注口孔83h的端部分別沿拉拔方向Dl延伸的下輪廓線24p及上輪廓線26p。下開始點(diǎn)84及上開始點(diǎn)86分別位于澆注口孔83h的終端。下輪廓線24p及上輪廓線26p分別由橢圓的一部分或圓弧構(gòu)成，且相對(duì)于第2對(duì)稱面88對(duì)稱。第2對(duì)稱面88是將由凹部81占有的空間上下對(duì)稱地進(jìn)行等分的假想的面。將通過沿橢圓或圓弧向拉拔方向Dl的上游側(cè)分別假想地延長下輪廓線24p及上輪廓線26p而得到的兩條假想線24k及26k與第2對(duì)稱面88的交點(diǎn)，定義為第2假想開始點(diǎn)46。在該第2假想開始點(diǎn)46中，兩條假想線24k及26k的曲線具有尖點(diǎn)。在第I實(shí)施方式中說明的第I角度Θ I及第2角度Θ 2能夠分別用第2假想開始點(diǎn)46來定義。此外，圖IOA所示的假想開始點(diǎn)44與圖IOC所示的假想開始點(diǎn)46 —致。這樣，本實(shí)施方式的鑄模83還可以構(gòu)成為容許水平面的鑄造棒3的旋轉(zhuǎn)和垂直面的鑄造棒3的旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施方式中，澆注口 71及澆注口孔83h的中心與鑄造棒3的中心軸一致。澆注口 71插入到澆注口孔83h中，澆注口 71的前端71t位于凹部81與澆注口孔83h的邊界。即，在通過澆注口 71向凹部81供給熔融金屬2時(shí)，澆注口孔83h的內(nèi)周面不與熔融金屬2接觸。不過，在鑄模83由石墨構(gòu)成，且通過加熱鑄模83能夠維持澆注口孔83h中的原料I的溶融狀態(tài)的情況下，澆注口孔83h的內(nèi)周面也可以與熔融金屬2接觸。本實(shí)施方式中，澆注口 71的內(nèi)徑被設(shè)定為與開始點(diǎn)43及45處的凹部81的寬度、即從右開始點(diǎn)43到左開始點(diǎn)45的距離相同的尺寸。這樣，在鑄造棒3旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠可靠地避免鑄造棒3與澆注口 71干涉。另一方面，在澆注口 71的內(nèi)徑比從右開始點(diǎn)43到左開始點(diǎn)45的距離小的情況下，雖然也取決于在凹部81內(nèi)的熔融金屬2的凝固位置等，但鑄造棒3有可能與澆注口 71相干涉。如果將澆注口 71的溫度設(shè)定得較高以使在鑄造棒3與澆注口 71的前端接觸時(shí)鑄造棒3的接觸部分再次熔化，則能夠防止該干涉。不過，該方法在能量效率方面也許不利。同樣的問題在澆注口 71的內(nèi)徑比從右開始點(diǎn)43到左開始點(diǎn)45的距離大的情況下也存在。與右開始點(diǎn)43及左開始點(diǎn)45的情況同樣地，澆注口 71的內(nèi)徑還可以被設(shè)定為與開始點(diǎn)84及86的凹部81的寬度、即從下開始點(diǎn)84到上開始點(diǎn)86的距離相同的尺寸。如果使用本實(shí)施方式的鑄模83,則不僅能夠制造棱柱狀的鑄造棒,還能夠制造圓柱狀的鑄造棒。另外，如果使用本實(shí)施方式的鑄模83，則拉拔方向Dl不限于水平方向。SP，能夠?qū)㈣T模83保持為垂直以使凹部81朝上開口，從下供給熔融金屬2，將鑄造棒3向上拉拔。這樣，在本發(fā)明中拉拔方向沒有特別限定。也能夠?qū)⒈景l(fā)明適用于垂直連續(xù)鑄造。(變形例3)圖IlA 圖IlC所示的鑄模93具有接受熔融金屬2的凹部21、和作為向凹部21供給熔融金屬2的供給口的澆注口孔93h。凹部21由右內(nèi)壁面23、左內(nèi)壁面25及底面27
19構(gòu)成。右內(nèi)壁面23及左內(nèi)壁面25分別由圓柱的外周面的一部分構(gòu)成。底面27為平坦的面。即，鑄模93在其上部開口這點(diǎn)上與參照?qǐng)DIOA 圖IOC說明的鑄模83不同。另外，在設(shè)有澆注口孔93h這點(diǎn)上與參照?qǐng)D3等說明的鑄模13不同。除了設(shè)有澆注口孔93h這點(diǎn)以外，鑄模93的結(jié)構(gòu)與第I實(shí)施方式的鑄模13的結(jié)構(gòu)相同。(第3實(shí)施方式)如圖12A所示，在本實(shí)施方式的鑄模103中，凹部21具有右內(nèi)壁面23及左內(nèi)壁面25。在用與拉拔方向Dl平行的基準(zhǔn)平面切斷凹部21時(shí)觀察到的截面(凹部21的水平截面)中，右內(nèi)壁面23示出了沿拉拔方向Dl延伸的右輪廓線23p。同樣地，左內(nèi)壁面25示出了沿拉拔方向Dl延伸的左輪廓線25p。右輪廓線23p及左輪廓線25p分別由多條線段構(gòu)成。即，右內(nèi)壁面23及左內(nèi)壁面25由平面的組合構(gòu)成。鑄模103的其他結(jié)構(gòu)與第I實(shí)施方式中說明的鑄模13的結(jié)構(gòu)相同。本實(shí)施方式的鑄模103基本上滿足與由第I實(shí)施方式中說明的鑄模13所滿足的要件相同的要件。即，確定凹部21的形狀，以使在圖12A所示的水平截面中，鑄造棒3能夠以通過右結(jié)束點(diǎn)33或左結(jié)束點(diǎn)35且與該水平截面垂直的軸為中心，沿順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)移位。用于容許鑄造棒3旋轉(zhuǎn)的要件，如第I實(shí)施方式中說明的那樣。S卩，在圖12A所示的水平截面上描繪出以第I結(jié)束點(diǎn)33 (或第2結(jié)束點(diǎn)35)為中心、通過右輪廓線23p(或第2輪廓線25p)上的任意I點(diǎn)的假想圓時(shí)，假想圓僅在任意I點(diǎn)與右輪廓線23p或左輪廓線25p交叉，或者與右輪廓線23p或第2輪廓線25p重疊。如本實(shí)施方式這樣，右輪廓線23p及左輪廓線25p不是必須為曲線。而且，右輪廓線23p及左輪廓線25p可以分別由多條線段構(gòu)成，也可以由至少一條線段和至少一條曲線構(gòu)成。只要容許鑄造棒3旋轉(zhuǎn)，就能夠從鑄模103中順暢地拉拔鑄造棒3。(變形例4)如圖12B所示，鑄模113具有用于接受熔融金屬2的凹部21、和作為向凹部21供給熔融金屬2的供給口的澆注口孔93h。在凹部21的水平截面中，右輪廓線23p及左輪廓線25p分別由多條線段構(gòu)成，除了這點(diǎn)以外，鑄模113具有與第2實(shí)施方式中說明的鑄模83或93的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。在圖12A所示的水平截面上描繪出以第I結(jié)束點(diǎn)33 (或第2結(jié)束點(diǎn)35)為中心、通過右輪廓線23p (或第2輪廓線25p)上的任意I點(diǎn)的假想圓時(shí)，假想圓僅在任意I點(diǎn)與右輪廓線23p或左輪廓線25p交叉，或者與右輪廓線23p或第2輪廓線25p重疊。由此，容許鑄造棒3旋轉(zhuǎn)。與第3實(shí)施方式同樣地，右輪廓線23p及左輪廓線25p可以分別由多條線段構(gòu)成，也可以由至少一條線段和至少一條曲線構(gòu)成。凹部21的上部，可以如參照?qǐng)DIOA 圖IOC說明的那樣封閉，也可以如參照?qǐng)DIlA 圖IlC說明的那樣開口。(其他)本發(fā)明提供能夠適用于連續(xù)鑄造的技術(shù)。不過，“連續(xù)”這一用語并不是指原料向坩堝的供給、原料在坩堝的熔化、熔融金屬向鑄模的供給及鑄造棒的拉拔的各工序必須同時(shí)進(jìn)行。另外，也沒有必要總是實(shí)施這些工序。即，可以間歇地向坩堝供給原料。還可以從坩堝間歇地向鑄模供給熔融金屬。還可以從鑄模間歇地拉拔鑄造棒。例如，能夠以數(shù)秒一次的程度實(shí)施上述各工序。實(shí)施例
采用參照?qǐng)D3等說明的鑄模作為基本結(jié)構(gòu)，作為實(shí)施例及比較例的鑄模，制作了第2角度Θ2 (開始角度)和/或第3角度Θ3 (結(jié)束角度)互不相同的多個(gè)鑄模。即，這些鑄模的內(nèi)壁面由圓柱的外周面的一部分構(gòu)成。將比較例I、實(shí)施例I 3、比較例2及實(shí)施例4 7的鑄模的俯視圖表示在圖13A 圖131中。利用這些鑄模，在以下的條件下進(jìn)行鑄造，測(cè)定鑄造棒的拉拔所需要的張力。必要的張力采用以下的方法測(cè)定。即，在鑄造棒的后端部安裝測(cè)壓單元(load cell)，經(jīng)由測(cè)壓單元將從鑄模中拉拔出鑄造棒時(shí)的最大載荷作為必要張力進(jìn)行記錄。將結(jié)果表示在表I中。原料娃 原料的供給速度20g /分熔化溫度1800°C鑄模的材料銅(水冷)鑄造棒的形狀棱柱鑄造棒的寬度(從右結(jié)束點(diǎn)到左結(jié)束點(diǎn)的距離)55mm鑄造棒的高度40_表I

實(shí)施例I 3、比較例I及比較例2的鑄模都具有87度的第3角度Θ 3，在O 40度的范圍具有第2角度Θ 2。比較例I及2的鑄模分別具有O度及40度的第2角度Θ 2。即，比較例I的鑄模在開始點(diǎn)的位置不具有尖角。因此，在比較例I中，不發(fā)生鑄造棒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即使施加100N的載荷也無法拉拔鑄造棒。比較例2的鑄模，在設(shè)計(jì)上不容許鑄造棒旋轉(zhuǎn)移位。因此，即使施加100N的載荷也無法拉拔鑄造棒。實(shí)施例I 3的鑄模具有3度以上且30度以下的第2角度Θ 2。在使用實(shí)施例I 3的鑄模時(shí)，能夠拉拔鑄造棒。特別是在使用實(shí)施例3的鑄模時(shí)，必要張力為O. 57N。即，拉拔鑄造棒基本上不需要力。實(shí)施例4 7的鑄模都具有30度的第2角度Θ 2，在60 90度的范圍具有第3角度Θ 3。在使用實(shí)施例4 7的鑄模時(shí)，能夠不發(fā)生拉拔不良地、極順暢地拉拔鑄造棒。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明可以良好地適用于硅等凝固時(shí)發(fā)生膨脹的材料的鑄造。用本發(fā)明涉及的方法制造出的鑄造棒能夠用于電子設(shè)備、蓄電設(shè)備、記錄介質(zhì)等的制造。用本發(fā)明涉及的方法制造出的鑄造棒還能夠作為FZ法(區(qū)熔法)、CZ法(直拉法)等硅精制法中的原料棒或(晶)種棒使用。
權(quán)利要求
1.一種鑄模，是用于通過供給原料的熔融金屬，一邊使供給的所述原料凝固一邊拉拔對(duì)所述原料的凝固物進(jìn)行拉拔，來制造所述原料的鑄造棒的鑄模，具備用于接受所述熔融金屬的凹部，所述凹部由用于與所述熔融金屬接觸以使所述熔融金屬向所述凝固物變化的內(nèi)壁面構(gòu)成，并且朝向所述凝固物的拉拔方向開口，在用與所述拉拔方向平行的基準(zhǔn)平面切斷所述凹部時(shí)觀察到的截面中，所述內(nèi)壁面示出了分別沿所述拉拔方向延伸的第I輪廓線及第2輪廓線，所述第I輪廓線及所述第2輪廓線分別由曲線構(gòu)成，在所述截面上，在(i)將與所述拉拔方向垂直的方向定義為寬度方向，(ii)將所述拉拔方向上的所述第I輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第I結(jié)束點(diǎn)，(iii)將所述拉拔方向上的所述第2輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第2結(jié)束點(diǎn)，(iv)將所述拉拔方向上的所述第I輪廓線的最上游側(cè)的位置定義為第I開始點(diǎn)，(V)將所述拉拔方向上的所述第2輪廓線的最上游側(cè)的位置定義為第2開始點(diǎn)時(shí)，所述第I輪廓線在所述拉拔方向上的所述凹部的最上游側(cè)的位置連接于所述第2輪廓線，以使在所述截面中所述第I開始點(diǎn)與所述第2開始點(diǎn)一致，所述第I輪廓線和所述第2輪廓線的曲線在所述第I開始點(diǎn)及所述第2開始點(diǎn)的位置具有尖點(diǎn)，所述寬度方向上的從所述第I輪廓線到所述第2輪廓線的距離，隨著從所述拉拔方向的上游側(cè)向下游側(cè)前進(jìn)而連續(xù)地增加，確定所述凹部處的所述內(nèi)壁面的形狀，以使所述鑄造棒能夠以垂直于所述截面且通過所述第I結(jié)束點(diǎn)或所述第2結(jié)束點(diǎn)的軸為中心，沿順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)移位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄模，在所述截面上描繪出以所述第I結(jié)束點(diǎn)或所述第2結(jié)束點(diǎn)為中心、通過所述第I輪廓線或所述第2輪廓線上的任意I點(diǎn)的假想圓時(shí)，所述假想圓僅在所述任意I點(diǎn)與所述第I輪廓線或所述第2輪廓線交叉，或者與所述第I輪廓線或所述第2輪廓線重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄模，所述第I輪廓線及所述第2輪廓線分別由橢圓的一部分或圓弧構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄模，存在將由所述凹部占有的空間左右對(duì)稱地等分的對(duì)稱面，所述基準(zhǔn)平面為相對(duì)于所述對(duì)稱面垂直且與所述拉拔方向平行的平面，所述第I輪廓線及所述第2輪廓線分別由相對(duì)于所述對(duì)稱面左右對(duì)稱的圓弧構(gòu)成，在所述基準(zhǔn)平面上，在(a)將所述第I輪廓線與所述對(duì)稱面的交點(diǎn)定義為第I交點(diǎn)，(b)將連結(jié)構(gòu)成所述第I輪廓線的所述圓弧的中心和所述第I交點(diǎn)的直線定義為開始基準(zhǔn)線，(c)將所述對(duì)稱面和所述開始基準(zhǔn)線所成的角度定義為開始角度Θ 2時(shí)，所述開始角度Θ 2處于大于O度且小于等于30度的范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鑄模，所述開始角度Θ 2處于3度以上且30以下的范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄模，所述鑄模為水平連續(xù)鑄造用的鑄模，所述拉拔方向及所述基準(zhǔn)平面分別與水平方向平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄模，所述凹部的上部開口，以能夠通過滴下所述熔融金屬而向所述凹部供給所述熔融金屬，所述內(nèi)壁面由成為所述第I輪廓線的起源的第I內(nèi)壁面、成為所述第2輪廓線的起源的第2內(nèi)壁面、和與所述第I內(nèi)壁面及所述第2內(nèi)壁面的雙方鄰接的底面構(gòu)成。
8.一種鑄模，用于通過供給原料的熔融金屬，一邊使供給的所述原料凝固一邊拉拔所述原料的凝固物，來制造所述原料的鑄造棒，具有用于接受所述熔融金屬的凹部；和澆注口孔，所述澆注口孔作為向所述凹部供給所述熔融金屬的供給口，連通所述凝固物的拉拔方向上的所述凹部的最上游側(cè)的部分和該鑄模的外部，所述凹部由用于與所述熔融金屬接觸以使所述熔融金屬向所述凝固物變化的內(nèi)壁面構(gòu)成，并且朝向所述拉拔方向開口，在用與所述拉拔方向平行的基準(zhǔn)平面切斷所述凹部時(shí)觀察到的截面中，所述內(nèi)壁面示出了從所述澆注口孔的端部分別沿所述拉拔方向延伸的第I輪廓線及第2輪廓線，存在將由所述凹部占有的空間左右對(duì)稱地等分的對(duì)稱面，所述第I輪廓線及所述第2輪廓線分別由橢圓的一部分或圓弧構(gòu)成，且相對(duì)于所述對(duì)稱面對(duì)稱，所述截面上，在(i)將與所述拉拔方向垂直的方向定義為寬度方向、(ii)將所述拉拔方向上的所述第I輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第I結(jié)束點(diǎn)、(iii)將所述拉拔方向上的所述第2輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第2結(jié)束點(diǎn)、(iv)將通過沿所述橢圓或所述圓弧向所述拉拔方向的上游側(cè)分別假想地延長所述第I輪廓線及所述第2輪廓線而得到的兩條假想線與所述對(duì)稱面的交點(diǎn)定義為假想開始點(diǎn)時(shí)，在所述假想開始點(diǎn)，所述兩條假想線的曲線具有尖點(diǎn)，所述寬度方向上的從所述第I輪廓線到所述第2輪廓線的距離，隨著從所述拉拔方向的上游側(cè)向下游側(cè)前進(jìn)而連續(xù)地增加，確定所述凹部處的所述內(nèi)壁面的形狀，以使所述鑄造棒能夠以垂直于所述截面且通過所述第I結(jié)束點(diǎn)或所述第2結(jié)束點(diǎn)的軸為中心，沿順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)移位。
9.一種鑄模，用于通過供給原料的熔融金屬，一邊使供給的所述原料凝固一邊拉拔所述原料的凝固物，來制造所述原料的鑄造棒，具有用于接受所述熔融金屬的凹部，所述凹部由用于與所述熔融金屬接觸以使所述熔融金屬向所述凝固物變化的內(nèi)壁面構(gòu)成，并且朝向所述凝固物的拉拔方向開口，在用與所述拉拔方向平行的基準(zhǔn)平面切斷所述凹部時(shí)觀察到的截面中，所述內(nèi)壁面示出了分別沿所述拉拔方向延伸的第I輪廓線及第2輪廓線，所述第I輪廓線及所述第2輪廓線分別由多條線段構(gòu)成，所述截面上，在(i)將與所述拉拔方向垂直的方向定義為寬度方向，(ii)將所述拉拔方向上的所述第I輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第I結(jié)束點(diǎn)，(iii)將所述拉拔方向上的所述第2輪廓線的最下游側(cè)的位置定義為第2結(jié)束點(diǎn)時(shí)，所述寬度方向上的從所述第I輪廓線到所述第2輪廓線的距離，隨著從所述拉拔方向的上游側(cè)向下游側(cè)前進(jìn)而連續(xù)地增加，確定所述凹部處的所述內(nèi)壁面的形狀，以使所述鑄造棒能夠以垂直于所述截面且通過所述第I結(jié)束點(diǎn)或所述第2結(jié)束點(diǎn)的軸為中心，沿順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)移位。
10.一種鑄造裝置，具有用于保持原料的熔融金屬的坩堝；用于從所述坩堝接受所述熔融金屬、使所述原料凝固的權(quán)利要求I所述的鑄模；和用于從所述鑄模拉拔所述原料的凝固物以制造所述原料的鑄造棒的運(yùn)送裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鑄造裝置，還具有用于向所述坩堝供給所述原料的原料供給裝置；和用于調(diào)節(jié)在所述鑄模內(nèi)的所述原料的凝固速度的加熱裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鑄造裝置，所述鑄模為水平連續(xù)鑄造用的鑄模，所述鑄模的所述凹部的上部開口，以能夠通過滴下所述熔融金屬而從所述坩堝向所述凹部供給所述熔融金屬。
13.—種鑄造裝置，具有用于保持原料的熔融金屬的坩堝；用于從所述坩堝接受所述熔融金屬、使所述原料凝固的權(quán)利要求8所述的鑄模；和用于從所述鑄模拉拔所述原料的凝固物以制造所述原料的鑄造棒的運(yùn)送裝置，所述坩堝與所述鑄模的所述澆注口孔連接，以能夠從所述坩堝向所述鑄模的所述凹部供給所述熔融金屬。
14.一種鑄造棒的制造方法,包括向權(quán)利要求I所述的鑄模供給原料的熔融金屬的工序；和一邊在所述鑄模內(nèi)使所述原料凝固一邊拉拔所述原料的凝固物、以制造所述原料的鑄造棒的工序。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的鑄造棒的制造方法，所述鑄模為水平連續(xù)鑄造用的鑄模，所述鑄模的所述凹部的上部開口，在所述供給工序中，通過滴下所述熔融金屬而從所述坩堝向所述凹部供給所述熔融金屬。
16.—種鑄造棒的制造方法,包括向權(quán)利要求8所述的鑄模供給原料的熔融金屬的工序；和一邊在所述鑄模內(nèi)使所述原料凝固一邊拉拔所述原料的凝固物、以制造所述原料的鑄造棒的工序，在所述供給工序中，通過所述澆注口孔從所述坩堝向所述鑄模的所述凹部供給所述熔融金屬。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的鑄造棒的制造方法，所述原料是在從液相向固相變化時(shí)伴隨體積的增加的材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的鑄造棒的制造方法，所述原料為硅或硅化合物。
全文摘要
鑄模(13)具有用于接受熔融金屬(2)的凹部(21)。凹部(21)由用于與熔融金屬(2)接觸而使熔融金屬(2)向凝固物變化的內(nèi)壁面(29)構(gòu)成，并且朝向凝固物的拉拔方向(D1)開口。第1輪廓線(23p)和第2輪廓線(25p)的曲線在開始點(diǎn)(43)及(45)的位置具有尖點(diǎn)。寬度方向(D2)上的從第1輪廓線(23p)到第2輪廓線(25p)的距離，隨著從拉拔方向(D1)的上游側(cè)向下游側(cè)前進(jìn)而連續(xù)地增加。確定凹部(21)處的內(nèi)壁面(29)的形狀，以使鑄造棒(3)能夠以通過第1結(jié)束點(diǎn)(33)或第2結(jié)束點(diǎn)(35)并與鑄模(13)的截面垂直的軸為中心，沿順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)移位。
文檔編號(hào)C01B33/02GK102933333SQ20128000156
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者神山游馬, 本田和義, 末次大輔 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社