以下の図面を参照しながら、本発明の鉄� ��合金の半凝固スラリーの製造方法及び製造� ��置についての実施形態を更に説明する。

 図1を参照して、本発明の実施形態に係る 半凝固スラリーの製造装置は、図示しない溶 解炉から溶湯を受け取って運んでくる取鍋10� ��中継ぎ緩衝容器20、半凝固スラリー生成容� �30を少なくとも有する。また半凝固スラリー 生成容器30へ落下注湯される溶湯を、その途� ��で冷却する送風ファン40を備えることがで� �る。

 前記取鍋10と中継ぎ緩衝容器20は、半凝固ス ラリー生成容器30に溶湯を注湯する溶湯注湯� ��段Pを構成する。
 前記溶湯注湯手段Pは、半凝固スラリー生成 容器30に対して、予め定めた所定量の溶湯を� ��その溶湯の晶出開始温度以上で且つ晶出開� ��温度よりも50℃高い温度以下という注湯温� �条件で、注湯する役割を果たす。前記注湯� �度条件は、例えば注湯する溶湯の晶出開始� �度(液相線温度)が1300℃である場合に、半凝� �スラリー生成容器に入った際の温度が1300℃� ��上で且つ1350℃以下の温度であるという意味 である。
 前記取鍋10は溶解炉の位置で溶湯を受け取� �、半凝固スラリー生成容器30の上方の位置ま で移動する。取鍋10の容量は半凝固スラリー� ��成容器30で1回に生成する半凝固スラリーの� ��よりもかなり大きく、従って半凝固スラリ� ��生成容器30に対して複数回注湯し、或いは� �数の半凝固スラリー生成容器30に対して注湯 することが可能である。
 取鍋10には、保温手段11を設けることができ る。この保温手段11により溶解炉から受け取� ��た溶湯を適当な温度に保持しながら、注湯� ��業を行うことができる。
 また取鍋10には溶湯の温度を測定する測温� �段12を設けることができる。測温手段12は、� ��えば浸漬温度計を用い、取鍋10内の溶湯温� �を測定することができる。温度測定は、例� �ば取鍋10からの溶湯の出湯に先駆けて行う。 測定された溶湯温度が予め定めた所定の温度 範囲にあれば、出湯を行う。
 前記測温手段12と前記保温手段11とによって 、取鍋10から前記中継ぎ緩衝容器20へ流下さ� �る溶湯の温度を適当な温度に調整すること� �できる。

 前記中継ぎ緩衝容器20は、前記半凝固スラ� �ー生成容器30の上方に配置され、取鍋10から� ��溶湯を取り受けて中継ぎし、溶湯の落下の� ��いを適当に緩衝して半凝固生成容器30に注� �する。該中継ぎ緩衝容器20の容量は少なくと も1回の注湯量を容器内に収容できる容量と� �るが、取鍋10の容量に比較してかなり小さく 構成されている。
 中継ぎ緩衝容器20は、例えば黒鉛ルツボを� �いることができる。
 中継ぎ緩衝容器20の底部に流出孔21を設けて いる。流出孔21は、例えば底部の中央部に設� ��ることができる。
 流出孔21の径は実験により決定するが、少� �くとも取鍋10から中継ぎ緩衝容器20に注がれ� ��溶湯の流量よりも中継ぎ緩衝容器20から半� �固スラリー生成容器30に注がれる溶湯の流量 の方が少なくなるように構成する。流出孔21� ��径は、実際には中継ぎ緩衝容器20の容積、� �面積、取鍋10から流下してくる溶湯の流量、 1回に注湯する溶湯量を考慮して、取鍋10から 流下してきた溶湯が中継ぎ緩衝容器20内で適� ��に溜まって保持されながら、適当に冷却さ� ��、また取鍋10から流下する溶湯によって適� �に混合、均質化され、また底部の流出孔21か ら、整流となって連続的に半凝固スラリー生 成容器30に流下されるように、予め実験によ� ��て最適な径が定められる。
 上記のような流出孔21付きの中継ぎ緩衝容� �20を用いることで、該中継ぎ緩衝容器20が漏� ��のような役割を果たして、取鍋10からの溶� �を半凝固スラリー生成容器30に確実、容易に 且つ荒れることなく円滑に導き入れることが できる。また取鍋10から半凝固スラリー生成� ��器30に至る間における溶湯の温度低下を適� �に促進、調節しながら、且つ半凝固スラリ� �生成容器30へ落下する溶湯の落下エネルギー が過大になるのを防止することができる。
 なお前記流出孔21には開閉蓋或いは開閉シ� �ッターのごとき開閉手段を設け、取鍋10から の溶湯の取り受けと流出孔21からの溶湯の流� ��を一定のタイミングで行うようにする構成� ��してもよい。これにより中継ぎ緩衝容器20� �での溶湯の均質化や温度降下の程度をより� �め細かく調節することが可能となる。
 中継ぎ緩衝容器20には、容器予熱手段22を設 けることができる。この容器予熱手段22は、� ��鍋10から最初に中継ぎ緩衝容器20に流下され る溶湯が、急激に温度低下されて凝固を開始 してしまうことがないようにするために設け られ、また中継ぎ緩衝容器20から半凝固スラ� ��ー生成容器30に流下する溶湯の温度を、晶� �開始温度よりも適当に高い一定の温度領域� �安定させるために設けられる。
 中継ぎ緩衝容器20には、測温手段23を設ける ことができる。この測温手段23は、例えば熱� ��対からなる測温手段とし、中継ぎ緩衝容器2 0の外壁面に接触した配置することで、中継� �緩衝容器20の温度を測温する構成とすること ができる。これにより容器20の予熱温度を所� ��の温度に調節する。

 前記半凝固スラリー生成容器30は、保温容� �31内に出し入れ自在に配置することができる 。そして本実施形態では、保温容器31に予熱� ��段32が設けられ、半凝固スラリー生成容器30 を予熱することができるようになされている 。半凝固スラリー生成容器30は、耐熱温度が� ��なくとも溶湯の晶出温度を超え、且つ高周� ��誘導加熱が可能な材料として、例えば導電� ��セラミックスを用いることができる。具体� ��には、カーボンと炭化珪素、炭化ホウ素等� ��セラミックスとの複合材を用いることがで� ��る。
 この予熱手段32は、本実施形態では高周波� �導加熱手段で構成されている。この高周波� �導加熱手段からなる予熱手段32は、半凝固ス ラリー生成容器30そのものを加熱する。
 33は測温手段である。この側温手段33は、例 えば放射測温計を用いて半凝固スラリー生成 容器30の温度を測温する構成とすることがで� ��る。しかし半凝固スラリー生成容器30内の� �ラリーの溶湯温度を直接的に測温できるも� �であってもよく、その方がより正確にスラ� �ーの温度を所定の温度に維持することが可� �ではある。
 半凝固スラリー生成容器30内のスラリー温� �の低下は、その溶湯の組成における液相線� �固相線との中間の温度までとし、その中間� �度に維持するように半凝固スラリー生成容� �30の温度が調節される。

 前記送風ファン40は、中継ぎ緩衝容器20か ら落下する溶湯に対して風を送って、これを 冷却するものである。

 前記取鍋10と中継ぎ緩衝容器20を有する溶湯 注湯手段Pは、半凝固スラリー生成容器30に、 溶湯を晶出開始温度以上で且つ晶出開始温度 よりも50℃高い温度以下という注湯温度条件� ��注湯するための注湯温度調節手段TCを備え� �いる。
 前記注湯温度調節手段TCは、具体的には、� �鍋10の保温手段11と測温手段12、中継ぎ緩衝� �器20、その流出孔21、容器予熱手段22、送風� �ァン40、取鍋10と中継ぎ緩衝容器20と半凝固� �ラリー生成容器30との高さ関係、の各要素の 組み合わせからなる。
 そして前記注湯温度調節手段TCのうち、前� �取鍋10の保温手段11と測温手段12とが、第1の� ��度調節手段TC1を構成する。この第1の温度調 節手段TC1である取鍋10の保温手段11と測温手� �12とで、取鍋10に保持される溶湯温度を調節� ��る。
 また前記注湯温度調節手段TCのうち、中継� �緩衝容器20の材質、形状、厚み、容量、流出 孔21の大きさ、位置、容器予熱手段22による� �熱とで、第2の温度調節TC2を構成する。この� ��2の温度調節TC2によって、中継ぎ緩衝容器20� ��経る溶湯の温度低下量を調節し、流出孔21� �ら流出する溶湯の温度を調節する。
 更に前記注湯温度調節TCのうち、前記送風� �ァン40によって、第3の温度調節手段を構成� �る。この第3の温度調節手段TC3によって、中� ��ぎ緩衝容器20から落下する溶湯の温度低下� �を調節する。

 前記半凝固スラリー生成容器30は、半凝固� �ラリー生成容器30に受け入れた溶湯を毎分20� ��以下の冷却速度で冷却するための冷却速度� ��節手段SCを備えている。
 前記冷却速度調節手段SCは、具体的には、� �凝固スラリー生成容器30そのものの材質、形 状、厚み、容量、保温容器31、予熱手段32と� �構成される。即ち、半凝固スラリー生成容� �30の材質、形状、厚み、容量で溶湯の冷却速 度の調節がなり、また保温容器31の材質、形� ��、厚み、容量によっても冷却速度が調節さ� ��る。特に予熱手段32によって、半凝固スラ� �ー生成容器30をどのくらいの温度に予熱して おくかによって、溶湯の冷却速度をかなり自 在に変更調節することができる。よって、こ の冷却速度調節手段SCによって、半凝固スラ� ��ー生成容器30内での溶湯の冷却速度を毎分20 ℃以下に調節することができる。
 なお、半凝固スラリー生成容器30内での溶� �の温度は、固相と液相との割合が予め定め� �所定の割合になるように、その溶湯の液相� �と固相線との間の所定温度まで低下させて� �保持されることになる。
 そして半凝固スラリー生成容器30からの半� �固スラリーの取り出しの際には、高周波誘� �加熱手段からなる予熱手段32を用いて、半凝 固スラリー生成容器30を素早く加熱し、半凝� ��スラリーの生成容器30との接触部分のみを� �温することで、取り出しを容易に行うと共� �、半凝固スラリーに温度ムラが発生するの� �防止して、所望の固相率での取り出しを確� �する。

 次に上記した製造装置を用いてなる鉄系合� ��の半凝固スラリーの製造方法についての実� ��態様を説明する。
 半凝固スラリーの製造原料は亜共晶鋳鉄組� ��の材料を用いる。原料を溶解炉にて溶解し� ��所定の亜共晶鋳鉄組成となる溶湯を得る。
 溶解炉で溶解された溶湯は、適当な量ずつ� ��鍋10に受け取られ、中継ぎ緩衝容器20の上方 位置まで移動される。
 取鍋10では、溶湯を所定の温度範囲に保持� �ながら、予め定めた所定量(1回に生成させる 半凝固スラリーの量)ずつを中継ぎ緩衝容器20 に流下させる。
 前記取鍋10から流下した溶湯は中継ぎ緩衝� �器20に一旦入り、更に底部の流出孔21から下� ��に落下して半凝固スラリー生成容器30に注� �される。半凝固スラリー生成容器30に注湯さ れた溶湯は、そこで冷却され、初晶固相と残 留液相とからなる半凝固スラリーが生成され る。半凝固スラリーは、その状態のまま半凝 固スラリー生成容器30から取り出され、レオ� ��ャスト等の成形加工に供される。

 前記半凝固スラリー生成容器30に注湯され� �亜共晶鋳鉄溶湯の温度は、その成分組成に� �ける晶出開始温度以上で且つ晶出開始温度� �りも50℃高い温度以下の温度範囲にある温度 に調節される。
 この注湯温度の制御は、取鍋10から出湯さ� �る溶湯の温度を調節(第1の温度調節手段TC1に よる調節)し、また中継ぎ緩衝容器20の形状、 厚み、容量、流出孔21の径、予熱の有無や温� ��による温度降下量を調節(第2の温度調節手� �TC2による調節)し、また中継ぎ緩衝容器20か� �落下する溶湯の送風ファン40(第3の温度調節� ��段TC3による調節)による温度降下量を調節す ることで行うことができる。
 勿論、取鍋20から半凝固スラリー生成容器30 に至るまでの溶湯温度降下量は、取鍋10と中� ��ぎ緩衝容器20と半凝固スラリー生成容器30と の高さ関係、より単純に言えば、溶湯が取鍋 10から半凝固スラリー生成容器30に落下する� �に空気中に曝される時間(落差)を調節するこ とによっても調節することができる。注湯温 度調節手段CTには、このような落差の調節も� ��まれるものとする。
 以上のようにして、注湯温度の調節制御は� ��取鍋10を出た溶湯が半凝固スラリー生成容� �30に到達するまでにどれだけの温度降下がな されるか、或いは取鍋10を出た溶湯を半凝固� ��ラリー生成容器30に至るまでに如何ほどの� �度降下をなさしめるか、を予め実験により� �らかにしておくことで、後は取鍋10から出湯 する溶湯温度を所定の温度は範囲に制御する だけで、半凝固スラリー生成容器30への注湯� ��度を所定の温度(晶出開始温度以上で且つ晶 出開始温度よりも50℃高い温度以下)に調節制 御することができる。

 前記において、取鍋10から半凝固スラリー� �成容器30までの落差を大きくすることで温度 降下量を大きくすることができるので、取鍋 10での溶湯保温温度をその分だけ高温にする� ��とができ、都合がよい。しかしその一方で� ��落下エネルギーが過剰となって注湯が乱れ� ��問題が生じる。そこで本発明では、途中に� ��継ぎ緩衝容器20を設けることで、落差を大� �くすることによる溶湯の落下エネルギーを� �当に緩衝して、半凝固スラリー生成容30への 的の外れることのない注湯と、落下エネルギ ーが強すぎない(過剰攪拌や溶湯の跳ね飛び� �ない)注湯を可能としたのである。
 前記中継ぎ緩衝容器20の半凝固スラリー生� �容器30に対する高さ(落差)を調節することで� ��スムーズで跳ね飛びのない注湯を確保しつ� ��、且つ溶湯の適当な落下エネルギーによる� ��当な攪拌効果により、半凝固スラリー生成� ��器30内での溶湯の均温化を図ることができ� �。即ち、半凝固スラリー生成容器30に対する 中継ぎ緩衝容器20の高さが低い場合は、溶湯� ��下による攪拌効果が得られないので、半凝� ��スラリー生成容器30に注湯された溶湯の均� �化があまり図れない。そして中継ぎ緩衝容� �20の半凝固スラリー生成容器に対する高さを 高くするにつれて、前記攪拌効果による均質 化が図れるようになる。しかし高くなりすぎ ると、半凝固スラリー生成容器30への注湯の� ��に溶湯の跳ね飛びがある等、過剰攪拌状態� ��なる。よって中継ぎ緩衝容器20の好ましい� �さは、該中継ぎ緩衝容器20の流出孔21の大き� ��や、半凝固スラリー生成容器30の形状や容� �等を考慮して予め実験により定めることに� �る。

 前記中継ぎ緩衝容器20の役割は、取鍋10から の溶湯を一旦取り受けて、容器20に入れるこ� ��で、溶湯の均質化を図り、また容器20内で� �冷却を行うことである。
 また中継ぎ緩衝容器20の他の役割は、溶湯� �底部の流出孔21から連続的に半凝固スラリー 生成容器30に落下させることで、スムーズで� ��定した注湯を確保することである。

 前記半凝固スラリー生成容器30に注湯され� �溶湯は、毎分20℃以下の冷却速度で冷却され るようにする。この冷却速度の制御は、主と して半凝固スラリー生成容器30を予熱するこ� ��で行う。勿論、半凝固スラリー生成容器30� �のものの形状、厚み、容量等による固有の� �却特性によっても冷却速度が変更されるの� �、予め実験により、注湯される溶湯の温度� �対してどの程度の予熱を半凝固スラリー生� �容器30にしておけば所定の冷却速度範囲内で の良好な粒状初晶と残留液相からなる半凝固 スラリーが得られるかを明らかにしておくこ とになる。
 前記半凝固スラリー生成容器30の予熱は、� �周波誘導加熱により、電気ヒータを用いる� �合に比較して容器30を必要に応じて素早く予 熱することができ、温度調節をきめ細かくで きるので、確実に冷却速度を制御して、樹脂 状晶を晶出させることなく良好な半凝固スラ リーを得ることができる。

 また前記高周波誘導加熱により半凝固ス� ��リー生成容器30を素早く、きめ細かく加熱� �ることで、半凝固スラリーを容器30から取り 出す際には、容器30に接する半凝固スラリー� ��分のみを素早く加熱することができる。よ� ��て容器30を反転させるだけで半凝固スラリ� �を容器から取り出せる等、半凝固スラリー� �容易に容器30から取り出すことが可能となる と共に、半凝固スラリーの固液割合を変更す ることなく且つ半凝固スラリーに温度ムラを 生じさせることなく容器30から取り出すこと� ��できる。