(57)【要約】【課題】凝固均一度と摩擦拘束力の双方の制約を満足させつつ、連続鋳造の操業条件の変更に対応すること。【解決手段】本発明の連続鋳造方法は、鋳造方向に相異なる２以上のテーパを有する一対の多段テーパ短辺鋳型板２と、前記多段テーパ短辺鋳型板２を幅方向両側から挟む一対の長辺鋳型板３とからなる鋳型１を用いた連続鋳造方法において、鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板２を鋳造方向に移動させることにより、前記多段テーパ短辺鋳型板２のテーパ変化点の位置を前記鋳型１内における溶融金属のメニスカス位置１１に対して鋳造方向に相対移動させることを特徴とする。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造方向に相異なる２以上のテーパを有する一対の多段テーパ短辺鋳型板と、前記多段テーパ短辺鋳型板を幅方向両側から挟む一対の長辺鋳型板とからなる鋳型を用いた連続鋳造方法において、
鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させることにより、前記多段テーパ短辺鋳型板のテーパ変化点の位置を前記鋳型内における溶融金属のメニスカス位置に対して鋳造方向に相対移動させることを特徴とする、連続鋳造方法。
【請求項２】
連続鋳造の操業条件に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させることを特徴とする、請求項１に記載の連続鋳造方法。
【請求項３】
前記連続鋳造の操業条件は、前記溶融金属が凝固した凝固シェルの凝固均一度、及び、前記凝固シェルと前記多段テーパ短辺鋳型板との間の摩擦拘束力の双方に影響を及ぼす操業条件であることを特徴とする、請求項２に記載の連続鋳造方法。
【請求項４】
前記連続鋳造の操業条件は、鋳造速度を含み、
前記鋳造速度に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させることを特徴とする、請求項２又は３に記載の連続鋳造方法。
【請求項５】
前記鋳造速度の増加に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向上方に移動させ、前記鋳造速度の減少に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向下方に移動させることを特徴とする、請求項４に記載の連続鋳造方法。
【請求項６】
前記メニスカス位置から前記多段テーパ短辺鋳型板のテーパ変化点までの距離をｘ（ｍｍ）とし、前記鋳造速度をＶ（ｍ／ｍｉｎ）としたときに、
鋳造速度Ｖ０、変化点位置ｘ０で連続鋳造している状態から、前記鋳造速度をＶ０からＶに減少させる場合は下記（１）式を満たし、前記鋳造速度をＶ０からＶに増加させる場合は下記（２）式を満たすように、鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させることを特徴とする、請求項４又は５に記載の連続鋳造方法。
ｘ０＜ｘ≦−２００（Ｖ−Ｖ０）＋ｘ０  ：Ｖ＜Ｖ０  （１）
ｘ０＞ｘ≧−２００（Ｖ−Ｖ０）＋ｘ０  ：Ｖ＞Ｖ０  （２）
【請求項７】
前記連続鋳造の操業条件は、前記溶融金属の炭素濃度を含み、
前記溶融金属の炭素濃度に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させることを特徴とする、請求項２〜６のいずれか一項に記載の連続鋳造方法。
【請求項８】
前記溶融金属の炭素濃度Ｃ（質量％）が０．０５＜Ｃ＜０．２であるときは、Ｃ≦０．０５又はＣ≧０．２であるときよりも、鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向下方に移動させることを特徴とする、請求項７に記載の連続鋳造方法。
【請求項９】
前記連続鋳造の操業条件は、前記多段テーパ短辺鋳型板の面平均抜熱流束を含み、
前記面平均抜熱流束に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させることを特徴とする、請求項２〜８のいずれか一項に記載の連続鋳造方法。
【請求項１０】
前記面平均抜熱流束の増加に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向上方に移動させ、前記面平均抜熱流束の減少に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向下方に移動させることを特徴とする、請求項９に記載の連続鋳造方法。
【請求項１１】
鋳造方向に相異なる２以上のテーパを有する一対の多段テーパ短辺鋳型板と、前記多段テーパ短辺鋳型板を幅方向両側から挟む一対の長辺鋳型板とからなる鋳型と、
鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させることにより、前記多段テーパ短辺鋳型板のテーパ変化点の位置を前記鋳型内における溶融金属のメニスカス位置に対して鋳造方向に相対移動させる短辺駆動機構と、
を備えることを特徴とする、連続鋳造装置。
【請求項１２】
前記短辺駆動機構は、連続鋳造の操業条件に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させることを特徴とする、請求項１１に記載の連続鋳造装置。
【請求項１３】
前記連続鋳造の操業条件は、前記溶融金属が凝固した凝固セルの凝固均一度、及び、前記凝固シェルと前記多段テーパ短辺鋳型板との間の摩擦拘束力の双方に影響を及ぼす操業条件であることを特徴とする、請求項１２に記載の連続鋳造装置。
【請求項１４】
前記連続鋳造の操業条件は、鋳造速度を含み、
前記短辺駆動機構は、前記鋳造速度に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の連続鋳造装置。
【請求項１５】
前記短辺駆動機構は、前記鋳造速度の増加に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向上方に移動させ、前記鋳造速度の減少に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向下方に移動させることを特徴とする、請求項１４に記載の連続鋳造装置。
【請求項１６】
前記メニスカス位置から前記多段テーパ短辺鋳型板のテーパ変化点までの距離をｘ（ｍｍ）とし、前記鋳造速度をＶ（ｍ／ｍｉｎ）としたときに、
鋳造速度Ｖ０、変化点位置ｘ０で連続鋳造している状態から、前記鋳造速度をＶ０からＶに減少させる場合は下記（１）式を満たし、前記鋳造速度をＶ０からＶに増加させる場合は下記（２）式を満たすように、鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の連続鋳造装置。
ｘ０＜ｘ≦−２００（Ｖ−Ｖ０）＋ｘ０  ：Ｖ＜Ｖ０  （１）
ｘ０＞ｘ≧−２００（Ｖ−Ｖ０）＋ｘ０  ：Ｖ＞Ｖ０  （２）
【請求項１７】
前記連続鋳造の操業条件は、前記溶融金属の炭素濃度を含み、
前記短辺駆動機構は、前記溶融金属の炭素濃度に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させることを特徴とする、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の連続鋳造装置。
【請求項１８】
前記短辺駆動機構は、前記溶融金属の炭素濃度Ｃ（質量％）が０．０５＜Ｃ＜０．２であるときは、Ｃ≦０．０５又はＣ≧０．２であるときよりも、鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向下方に移動させることを特徴とする、請求項１７に記載の連続鋳造装置。
【請求項１９】
前記連続鋳造の操業条件は、前記多段テーパ短辺鋳型板の面平均抜熱流束を含み、
前記短辺駆動機構は、前記面平均抜熱流束に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させることを特徴とする、請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の連続鋳造装置。
【請求項２０】
前記短辺駆動機構は、前記面平均抜熱流束の増加に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向上方に移動させ、前記面平均抜熱流束の減少に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向下方に移動させることを特徴とする、請求項１９に記載の連続鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操業条件に依存することなく、高品質の鋳片を安定的に鋳造するための連続鋳造方法及び連続鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼をはじめとする溶融金属の連続鋳造において、鋳型内に溶融金属を注入すると、鋳型に接する溶融金属の外周部分が凝固して凝固シェルを形成し、鋳型の下方に引き抜かれ、鋳型下方の二次冷却帯で凝固が進行して最終的に連続鋳造鋳片が形成される。鋳型は、溶融金属に接する側が水冷銅板で形成される。スラブを鋳造する連続鋳造装置は、一対の長辺鋳型板で一対の短辺鋳型板を幅方向両側から挟むように組み立てた連続鋳造鋳型を備える。この連続鋳造鋳型では、短辺鋳型板はその幅が鋳造する鋳片の厚さにほぼ等しい。
【０００３】
該鋳型内で凝固シェルの凝固が進行しつつ、その凝固シェルを下方に移動する過程において、凝固シェルは凝固が進行するとともに凝固収縮する。従って、鋳型内溶融金属のメニスカス位置（湯面位置）で凝固を開始した凝固シェルは、鋳型の下端に到達したときには収縮しており、凝固中に鋳片の幅や厚さがメニスカス位置にあるときと比較して小さくなっていく。スラブ連続鋳造においては鋳片の厚さに比較して幅が広いので、鋳片幅方向の凝固収縮量が大きい。凝固シェルの凝固収縮に伴って鋳型の下方において鋳型と凝固シェルとの間に空隙が生じると、凝固シェルから鋳型への抜熱が阻害され、十分な鋳型冷却ができなくなるとともに、鋳型による支持を失った凝固シェルが外方に膨れるバルジングを起こすこととなる。
【０００４】
そこで、少なくとも鋳型短辺にテーパを設けることが行われている。テーパを設けるとは、対向する両短辺間の間隔について、鋳型上方のメニスカス位置における間隔に対し、鋳型下端の間隔を狭めることを意味する。
【０００５】
図１（ｃ）に示すように、鋳造方向任意の位置に上方位置と下方位置を定め、両短辺間の距離を、上方位置においてＷ１、下方位置においてＷ２とし、上方位置から下方位置までの距離をΔＬとおいたとき、テーパ量（％）、テーパ率（％／ｍ）を
テーパ量（％）＝｛（Ｗ１−Ｗ２）／ΔＬ｝×１００    （３）
テーパ率（％／ｍ）＝｛（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ０／ΔＬ｝×１００    （４）
と定義し、このように呼ぶこととする。ここでＷ０は、ある幅に応じて、決まった長さなら、どこでも良く、例えば、鋳型上端幅、鋳型下端幅等とすることができる。ここではＷ０（ｍ）をメニスカス幅（ＷＭ）とするものとする。
【０００６】
短辺テーパ量が小さすぎる場合には、凝固シェルと短辺鋳型板との接触が不均一になり、冷却のアンバランスが発生し、凝固シェル成長の不均一、溶融金属静圧による鋳片表面の割れが発生する。特に、短辺テーパ量が適正量よりも小さい場合、鋳型下端付近における凝固シェルの厚み分布において、図２に示すように、凝固シェル１０の長辺側のコーナー近傍に凝固厚みが特に薄い部位１２が発生しやすくなり、この部位１２に対応する鋳片表面に縦割れが発生しやすい。また短辺テーパ量が大きすぎる場合には、凝固シェル１０と短辺鋳型板との接触が強くなり、凝固シェルに過大な応力（摩擦拘束力）が加わり、凝固シェル１０の破断、およびシェル破断に伴うブレークアウトが発生する。あるいは凝固シェル１０と鋳型の摩擦拘束力の増大に伴う鋳型寿命の低下を引き起こす場合もある。
【０００７】
適正な短辺テーパについて、例えば特許文献１においては、短辺テーパ率βｎを０．７〜１．３％／ｍとして操業することが開示されている。
【０００８】
図１（ｃ）に示すように、従来の短辺鋳型板２’の凝固シェル１０に対面する面（以下「テーパ面６」ともいう。）は、上部から下部まで全体が単一平面となるように加工されている。しかし、凝固シェル１０の凝固収縮速度は、鋳型内の鋳造方向の各位置において一定ではなく、メニスカス近傍では凝固収縮速度が速く、鋳型下端に近づくにつれ凝固収縮速度が遅くなる。従って、短辺鋳型板２’と接する凝固シェル１０の面は、平面ではなく、鋳型の下方に行くに従って凝固シェル１０のテーパ量が小さくなる曲面を形成していると考えられる。
【０００９】
特許文献２においては、鋳型短辺のテーパを湾曲面として制御するテーパ制御方法が開示されている。短辺鋳型を背面の少なくとも３地点で支持し、変形を加える。３点のうち少なくとも１箇所、例えば中央部に加圧装置を取り付け、短辺銅板表面と自由収縮プロフィールとを予めおよび操業中も一致させることにより、一層均一な抜熱が可能になるとしている。中心荷重点に２〜５トンの力を加えることにより、最大タワミ量は０．３３〜０．８３ｍｍにまでなり、これは溶鋼の凝固収縮量から考えれば十分な量であるとしている。
【００１０】
特許文献３においては、最適な短辺テーパを理論解析により求めており、最適短辺テーパはメニスカスからの鋳込み方向に沿う距離Ｚ及び鋳造速度Ｖに依存し、各距離Ｚにおける最適テーパ率（％／ｍ）がＺ−１／２に比例するとともに、（４−Ｖ）（ｍ／ｍｉｎ）に比例するとしている。同文献の実施例１及び第２図によると、断面寸法２０．８ｃｍ×１０５ｃｍの鋳型の短辺を３段階のテーパを有する形状とし、テーパ率が上から２％／ｍ、０．７％／ｍ、０．４％／ｍとなっている。また実施例２及び第３図によると、断面寸法２２ｃｍ×１２４ｃｍの鋳型の短辺を３段階のテーパを有する形状とし、テーパ率が上から４％／ｍ、１．３％／ｍ、０．８％／ｍとなっている。このように、鋳造方向に２段階、あるいは３段階以上のテーパを有する鋳型を「多段テーパ鋳型」と呼び、このようなテーパを有する短辺鋳型板を「多段テーパ短辺鋳型板」と呼ぶことにする（図１（ａ）及び図１（ｂ）参照。）。例えば、図１（ａ）に示す２段テーパ短辺鋳型板２では、テーパ変化点Ｐにてテーパ面６Ｕと６Ｌのテーパ率が変化している。
【００１１】
ところで、連続鋳造においては、鋳造速度が速いほど、鋳片の生産性を向上することができる。スラブの連続鋳造においても、鋳造速度が２．０ｍ／ｍｉｎ前後から、最近は３．０ｍ／ｍｉｎ程度まで鋳造速度が上昇している。多段テーパ短辺鋳型板２を用いた連続鋳造において、鋳造速度が速くなるに従って多段テーパ短辺鋳型板２の最適形状が変化し、また多段テーパ短辺鋳型板２を用いた鋳造方法も変化する。特許文献４には、鋳造速度が速くなると、多段テーパ短辺鋳型板の湾曲の程度を緩めるとともに全体の傾斜を小さくすることが開示されている。
【００１２】
スラブの連続鋳造においては、鋳造する鋳片が向け先ごとに種々の幅を有するので、連続鋳造を続けながら鋳造する鋳片幅を変更することが行われる。例えば図３に示すように、連続鋳造鋳型１において、多段テーパ短辺鋳型板２（以下、「短辺鋳型板２」ともいう。）を長辺方向に水平移動するための短辺駆動機構４を設け、短辺鋳型板２を長辺鋳型板３で挟み込んだままで短辺鋳型板２の位置を変更することにより、鋳造中に鋳片幅を変更することができる。即ち、長辺鋳型板３と短辺鋳型板２をいずれも交換することなく、種々の幅を有する鋳片を同一の連続鋳造鋳型１を用いて鋳造することが可能である。
【００１３】
また、特許文献５、６には、鋳型内での鋳片の凝固挙動を計算により推定する方法が記載されている。鋳型の鋳造方向の傾き、あるいは鋳造速度を任意の値に設定した際に、鋳型四周各部位における凝固シェルの厚さが算出される。この結果に基づき、鋳型下端における凝固シェル厚の最大値と最小値の比、凝固シェルと鋳型間の拘束力、ギャップ量を求めることができる。さらに、特許文献７には、鋳型の短辺鋳型面を、鋳片の短辺コーナー部の凝固収縮量プロフィールに沿った曲面勾配又は多段勾配状に形成することが記載されている。
【００１４】
また、特許文献８には、溶鋼のメニスカス位置を上下に変位させることにより、初期凝固シェルの収縮外形と近似的に等しい内周長の鋳型部分を常に使用し、鋳型と凝固シェルとの接触状態を最適に保つようにすることが開示されている。さらに、当該特許文献８には、鋳型銅板と凝固シェルの接触状態を示す物理量として、鋳型内引き抜き抵抗値、銅板温度、鋳型冷却水の給水側と排水側の温度差の組み合わせを用い、当該物理量に基づきメニスカス位置を上下に変位させることが開示されている。
【００１５】
さらには、特許文献９には、パウダー流入促進を目的として、鋳型の長辺側テーパを２段テーパとし、そのテーパ変化点をメニスカス位置から８０〜３００ｍｍとした鋳型が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００５−２１１９３６号公報
【特許文献２】特開平２−２４７０５９号公報
【特許文献３】特開昭５６−５３８４９号公報
【特許文献４】特開平３−２１０９５３号公報
【特許文献５】特開２００６−３４６７３５号公報
【特許文献６】特開２００６−３４６７３６号公報
【特許文献７】特開昭５７−７９０４７号公報
【特許文献８】特開平６−２９７１０１号公報
【特許文献９】特開２００３−３０５５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、多段テーパ鋳型を用いて連続鋳造を行う際に、表面割れ及び内部割れのない高品質の鋳片を安定して鋳造するためには、多段テーパ鋳型内における凝固シェルの凝固均一度を極力高くし、かつ、凝固シェルと多段テーパ短辺鋳型板との摩擦拘束力を極力低くすることが求められる。
【００１８】
一方、連続鋳造の操業においては上述した鋳片幅以外にも、生産性向上等の観点から鋳造速度などの他の操業条件を変更したい場合も多々存在する。かかる操業条件の中には、凝固シェルの凝固均一度と摩擦拘束力の双方に影響を及ぼすものがある。例えば、鋳造速度を上昇させると、凝固均一度は増加するので望ましいが、摩擦拘束力も増加してしまうので望ましくない。一方、鋳造速度を低下させると、摩擦拘束力は低下するので望ましいが、凝固均一度も低下してしまうので望ましくない。このように鋳造速度などの操業条件を変更すると、凝固均一度と摩擦拘束力とが、高品質の鋳片を鋳造する上で相反する関係になるため、操業中に操業条件を安易に変更することはできない。
【００１９】
また、上記のように鋳造速度等の操業条件によって多段テーパ短辺鋳型板の最適形状が変化するが、操業条件の変更に対応するために、各々の操業条件ごとに複数種類の鋳型を用意して交換使用することは、コスト面及び生産効率の観点から現実的ではない。
【００２０】
さらには、上記特許文献７のように、鋳型の短辺鋳型面を、鋳片の短辺コーナー部の凝固収縮量プロフィールに沿った形状に形成しようとしても、多段テーパの変化点位置の具体的値を適切に設定することは非常に困難である。
【００２１】
また、特許文献８のように鋳型内におけるメニスカス位置を変更する手法では、その変更作業の作業性が悪く、また、メニスカス位置を上昇させると、鋳型から溶融金属が溢れ出すなどといった操業トラブルが起こる可能性が増大する。このため、連続鋳造の操業中は、鋳型内におけるメニスカス位置を一定に保つことが好ましいので、特許文献８にお手法は採用しにくい。
【００２２】
また、特許文献９の技術は、長辺テーパの変化点位置をパウダー流入との関係で規定したものであり、上記鋳造速度等の操業条件に対する、短辺鋳型板テーパの変化点位置の依存性については何ら開示されていない。
【００２３】
以上述べたように、従来では、多段テーパ鋳型を用いた連続鋳造において、複数種類の鋳型を交換使用することなく、上記相反関係にある凝固均一度と摩擦拘束力の双方の制約を満足させつつ、鋳造速度等の操業条件の変更に対応可能な技術が存在しなかった。従って、かかる技術が強く希求されていた。
【００２４】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、相反関係にある凝固均一度と摩擦拘束力の双方の制約を満足させつつ、連続鋳造の操業条件の変更に対応することが可能な、新規かつ改良された連続鋳造方法及び連続鋳造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、鋳造方向に相異なる２以上のテーパを有する一対の多段テーパ短辺鋳型板と、前記多段テーパ短辺鋳型板を幅方向両側から挟む一対の長辺鋳型板とからなる鋳型を用いた連続鋳造方法において、鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させることにより、前記多段テーパ短辺鋳型板のテーパ変化点の位置を前記鋳型内における溶融金属のメニスカス位置に対して鋳造方向に相対移動させることを特徴とする、連続鋳造方法が提供される。
【００２６】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、鋳造方向に相異なる２以上のテーパを有する一対の多段テーパ短辺鋳型板と、前記多段テーパ短辺鋳型板を幅方向両側から挟む一対の長辺鋳型板とからなる鋳型と、鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させることにより、前記多段テーパ短辺鋳型板のテーパ変化点の位置を前記鋳型内における溶融金属のメニスカス位置に対して鋳造方向に相対移動させる短辺駆動機構と、を備えることを特徴とする、連続鋳造装置が提供される。
【００２７】
また、連続鋳造の操業条件に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させるようにしてもよい。
【００２８】
さらに、前記連続鋳造の操業条件は、前記溶融金属が凝固した凝固シェルの凝固均一度、及び、前記凝固シェルと前記多段テーパ短辺鋳型板との間の摩擦拘束力の双方に影響を及ぼす操業条件であるようにしてもよい。
【００２９】
また、前記連続鋳造の操業条件は、鋳造速度を含み、前記鋳造速度に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させるようにしてもよい。
【００３０】
さらに、前記鋳造速度の増加に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向上方に移動させ、前記鋳造速度の減少に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向下方に移動させるようにしてもよい。
【００３１】
さらに、前記メニスカス位置から前記多段テーパ短辺鋳型板のテーパ変化点までの距離をｘ（ｍｍ）とし、前記鋳造速度をＶ（ｍ／ｍｉｎ）としたときに、鋳造速度Ｖ０、変化点位置ｘ０で連続鋳造している状態から、前記鋳造速度をＶ０からＶに減少させる場合は下記（１）式を満たし、前記鋳造速度をＶ０からＶに増加させる場合は下記（２）式を満たすように、鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させるようにしてもよい。
ｘ０＜ｘ≦−２００（Ｖ−Ｖ０）＋ｘ０  ：Ｖ＜Ｖ０  （１）
ｘ０＞ｘ≧−２００（Ｖ−Ｖ０）＋ｘ０  ：Ｖ＞Ｖ０  （２）
【００３２】
また、前記連続鋳造の操業条件は、前記溶融金属の炭素濃度を含み、
前記溶融金属の炭素濃度に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させるようにしてもよい。
【００３３】
また、前記溶融金属の炭素濃度Ｃ（質量％）が０．０５＜Ｃ＜０．２であるときは、Ｃ≦０．０５又はＣ≧０．２であるときよりも、鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向下方に移動させるようにしてもよい。
【００３４】
また、前記連続鋳造の操業条件は、前記多段テーパ短辺鋳型板の面平均抜熱流束を含み、前記面平均抜熱流束に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させるようにしてもよい。
【００３５】
さらに、前記面平均抜熱流束の増加に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向上方に移動させ、前記面平均抜熱流束の減少に応じて鋳造中に前記多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向下方に移動させるようにしてもよい。
【００３６】
上記構成において、鋳造中に多段テーパ短辺鋳型板を鋳造方向に移動させることにより、多段テーパ短辺鋳型板のテーパ変化点の位置を、鋳型内における溶融金属のメニスカス位置に対して相対移動させる。これにより、鋳型内のメニスカス位置を固定位置としたままで、多段テーパ短辺鋳型板のテーパ変化点の位置を上下方向に移動させて、メニスカス位置に近づけたり遠ざけたりできる。従って、鋳造速度等の操業条件の変更に応じて、鋳造中に多段テーパ短辺鋳型板のテーパ変化点の位置を調整することで、該操業条件の変更前後で、相反関係にある凝固均一度及び摩擦拘束力の双方がほぼ一定値となるように制御できる。よって、相反関係にある凝固均一度と摩擦拘束力の双方の制約を満足させつつ、鋳造速度等の操業条件の変更に対応することができる。
【発明の効果】
【００３７】
以上説明したように本発明によれば、相反関係にある凝固均一度と摩擦拘束力の双方の制約を満足させつつ、連続鋳造の操業条件の変更に対応することができる。よって、鋳造速度等の操業条件が変更されても、表面割れ及び内部割れのない高品質の鋳片を安定して鋳造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】一般的な多段テーパ短辺鋳型板のテーパ面を説明する図であり、（ａ）は２段テーパ短辺鋳型板、（ｂ）は３段テーパ短辺鋳型板、（ｃ）は１段テーパ短辺鋳型板を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る計算手法により求めた鋳型下端における凝固シェルの形状を示す横断面図である。
【図３】同実施形態に係る連続鋳造鋳型の基本構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部断面正面図である。
【図４】鋳片幅１１００ｍｍにおいて、上下テーパ比率と鋳造速度を変更したときの凝固均一度、摩擦拘束力の変化を示す図である。
【図５】鋳片幅２２００ｍｍにおいて、上下テーパ比率と鋳造速度を変更したときの凝固均一度、摩擦拘束力の変化を示す図である。
【図６】鋳片幅１１００ｍｍにおいて、変化点位置ｘと鋳造速度を変更したときの凝固均一度、摩擦拘束力の変化を示す図である。
【図７】鋳片幅２２００ｍｍにおいて、変化点位置ｘと鋳造速度を変更したときの凝固均一度、摩擦拘束力の変化を示す図である。
【図８】トータルテーパ率を変更したときの凝固均一度、摩擦拘束力の変化を示す図である。
【図９】鋳片幅１１００ｍｍ、上下テーパ比率４．０、トータルテーパ率１．６％／ｍにおいて、変化点位置ｘと鋳造速度Ｖを変更したときの凝固均一度、摩擦拘束力の変化を示す図である。
【図１０】同実施形態に係る連続鋳造方法において、鋳造速度Ｖを１．５ｍ／ｍｉｎから変化させたときの変化点位置ｘの好適な範囲を示す図である。
【図１１】鋳片幅１１００ｍｍ、上下テーパ比率４．０、トータルテーパ率１．６％／ｍにおいて、変化点位置ｘと、溶融金属の炭素濃度Ｃを変更したときの凝固均一度、摩擦拘束力の変化を示す図である。
【図１２】変化点位置ｘを２００ｍｍとしたときの凝固均一度と炭素濃度Ｃの関係を示す図である。
【図１３】鋳片幅１１００ｍｍ、上下テーパ比率４．０、トータルテーパ率１．６％／ｍ、鋳造速度Ｖ＝１．５ｍ／ｍｉｎにおいて、変化点位置ｘと面平均抜熱流束ｑを変更したときの凝固均一度、摩擦拘束力の変化を示す図である。
【図１４】同実施形態に係る連続鋳造装置の構成を示す図である。
【図１５】同実施形態に係る連続鋳造装置の制御装置の構成を示す図である。
【図１６】同実施形態の変更例に係る連続鋳造装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４０】
以下に、本発明の一実施形態に係る連続鋳造方法及び連続鋳造装置について詳細に説明する。なお、説明は以下の順で行うものとする。
１．用語の定義
２．連続鋳造方法の概要
３．鋳造速度と変化点位置との関係
４．鋳造速度に応じた連続鋳造方法
５．溶融金属の炭素濃度に応じた連続鋳造方法
６．連続鋳造装置の構成
７．効果
【００４１】
［１．用語の定義］
まず、本明細書で使用する用語を定義する。
【００４２】
メニスカス位置とは、鋳型内における溶融金属（例えば溶鋼）のメニスカス（湯面）の高さ位置である。
鋳造方向とは、鋳型から鋳片を引き抜く方向であり、例えば鉛直方向（上下方向）である。
多段テーパ短辺鋳型板とは、鋳造方向に相異なる２以上のテーパを有する短辺鋳型板である。２段テーパ短辺鋳型板とは、鋳造方向に相異なる２つのテーパを有する短辺鋳型板であり（図１（ａ）参照）、３段テーパ短辺鋳型板とは、鋳造方向に相異なる３つのテーパを有する短辺鋳型板である（図１（ａ）参照）。
テーパ変化点Ｐとは、多段テーパ短辺鋳型板においてテーパが変化する箇所である。図１（ａ）に示す２段テーパ短辺鋳型板２であれば、テーパ変化点Ｐは１点であり、図１（ｂ）に示す３段以上のテーパ短辺鋳型板であれば、テーパ変化点ＰＵ、ＰＬは２点以上である。
変化点位置ｘ（ｍｍ）とは、メニスカス位置から、多段テーパ短辺鋳型板の最初のテーパ変化点Ｐまでの距離（即ち、メニスカス位置とテーパ変化点の相対高さ）である。図１（ａ）に示す２段テーパ短辺鋳型板では、変化点位置ｘはメニスカス位置１１からテーパ変化点Ｐまでの距離であり、図１（ｂ）に示す３段テーパ短辺鋳型板では、変化点位置ｘはメニスカス位置１１から上部テーパ変化点ＰＵまでの距離である。また、連続鋳造における最高鋳造速度をＶＭ（ｍ／ｍｉｎ）とし、鋳造速度をＶ（ｍ／ｍｉｎ）とする。
【００４３】
凝固均一度とは、鋳型１内で溶融金属が凝固して形成される凝固シェルの凝固状態の均一度を表すパラメータである。例えば、図２に示すように、凝固シェル１０の長辺側における厚さの最大値Ａと最小値Ｂの比Ｂ／Ａを、凝固均一度（無次元量）とすることができる。
摩擦拘束力とは、連続鋳造時に鋳型と凝固シェルとの間の摩擦により生じる拘束力の大きさを表すパラメータである。例えば、後述する計算により求めた鋳型の各幅における摩擦拘束力を、各幅での基準値（１段テーパでテーパ率１．０％／ｍの場合の摩擦拘束力）で正規化した値を、摩擦拘束力（無次元量）として使用できる。
溶鋼金属の炭素濃度は、溶融金属（例えば溶鋼）中に占める炭素の濃度（質量％）である。
「鋳造中」とは、連続鋳造装置において鋳型が設置されて、溶融金属を当該鋳型に注入可能となっている状態を意味する。例えば、一対の短辺鋳型板と一対の長辺鋳型板を組み立てることによって鋳型が設置された時点から、当該短辺鋳型板と長辺鋳型板を分解する時点までの期間は、「鋳造中」に含まれる。従って、「鋳造中」は、鋳型内に溶融金属が注入されて鋳片が鋳造されている実際の鋳造期間のみならず、当該実際の鋳造期間前に鋳型内に溶融金属を注入していない期間や、当該実際の鋳造期間後に鋳型内に溶融金属を注入していない期間も含む。一方、連続鋳造装置において鋳型を分解した後、短辺鋳型板と長辺鋳型板を再度組み立てて鋳型を再設置するまでの期間は、鋳型内に溶融金属を注入できないので、「鋳造中」に含まれない。
【００４４】
また、トータルテーパ率ＴＴ、上テーパ率ＴＵ、下テーパ率ＴＬ、上下テーパ比率を以下のように定義する。
【００４５】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、両短辺間の距離を、メニスカス位置においてＷＭ（ｍ）、鋳型下端においてＷＢ（ｍ）、メニスカス位置から鋳型下端までの距離をＬ（ｍ）とおいたとき、トータルテーパ率ＴＴ（％／ｍ）を
ＴＴ（％／ｍ）＝｛（ＷＭ−ＷＢ）／ＷＭ／Ｌ｝×１００    （５）
と定義する。
【００４６】
多段テーパ短辺鋳型板２の鋳造方向最上部の上テーパ面６Ｕにおいて、上方位置と下方位置を任意に定め、両短辺間の距離を、上方位置においてＷ１（ｍ）、下方位置においてＷ２（ｍ）、上方位置から下方位置までの距離をΔＬ（ｍ）とおいたとき（図１（ａ）（ｂ））、上テーパ率ＴＵ（％／ｍ）を
ＴＵ（％／ｍ）＝｛（Ｗ１−Ｗ２）／ＷＭ／ΔＬ｝×１００    （６）
と定義する。
【００４７】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、多段テーパ短辺鋳型板２の鋳造方向最下部の下テーパ面６Ｌにおいて、上方位置と下方位置を任意に定め、両短辺間の距離を、上方位置においてＷ３（ｍ）、下方位置においてＷ４（ｍ）、上方位置から下方位置までの距離をΔＬ（ｍ）とおいたとき、下テーパ率ＴＬ（％／ｍ）を
ＴＬ（％／ｍ）＝｛（Ｗ３−Ｗ４）／ＷＭ／ΔＬ｝×１００    （７）
と定義する。
【００４８】
上下テーパ比率は、
上下テーパ比率＝上テーパ率／下テーパ率＝ＴＵ／ＴＬ      （８）
と定義する。
【００４９】
［２．連続鋳造方法の概要］
本実施形態に係る連続鋳造方法は、図３と同様に、鋳造方向に相異なる２以上のテーパを有する一対の多段テーパ短辺鋳型板２と、多段テーパ短辺鋳型板２を幅方向両側から挟む一対の長辺鋳型板３とからなる連続鋳造鋳型１を用いた連続鋳造方法である。そして、本実施形態に係る連続鋳造方法では、連続鋳造の操業条件に応じて鋳造中に多段テーパ短辺鋳型板２を鋳造方向に上下動させることにより、鋳型１内における溶融金属のメニスカス位置１１に対して、多段テーパ短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐの位置（変化点位置ｘ）を鋳造方向に相対移動させることを特徴としている。
【００５０】
この操業条件は、鋳型１内で溶融金属が凝固して形成された凝固シェルの凝固均一度、及び、凝固シェルと短辺鋳型板２との間の摩擦拘束力の双方に影響を及ぼす操業条件であり、例えば、鋳造速度や、溶融金属の種類（例えば鋼種）、短辺鋳型板２の面平均抜熱流束などである。溶融金属の種類は、例えば、溶融金属の炭素濃度Ｃなどである。
【００５１】
かかる操業条件に応じて、鋳造中に多段テーパ短辺鋳型板２を鋳造方向に上下動させることにより、メニスカス位置１１に対して多段テーパ短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐを鋳造方向に相対移動させて、変化点位置ｘを操業条件に適した位置に調整することができる。例えば、鋳造速度の増加に応じて鋳造中に、短辺鋳型板２を鋳造方向上方に移動させることで、テーパ変化点Ｐをメニスカス位置１１に近づけて、変化点位置ｘを小さくする。一方、鋳造速度の減少に応じて、鋳造中に短辺鋳型板２を鋳造方向下方に移動させることで、テーパ変化点Ｐをメニスカス位置１１から遠ざけて、変化点位置ｘを大きくする。
【００５２】
これにより、多段テーパ短辺鋳型板２の変化点位置ｘを、操業条件に応じて鋳造中に適切な位置に制御できるので、操業条件の変更前後で、相反関係にある凝固均一度と摩擦拘束力をほぼ一定値に維持することができる。従って、凝固均一度と摩擦拘束力の双方の制約を満足させつつ、連続鋳造の操業条件の変更に対応することができる。よって、鋳造速度等の操業条件が変更されても、表面割れ及び内部割れのない高品質の鋳片を安定して鋳造することができるようになる。
【００５３】
このように本実施形態に係る連続鋳造方法では、操業条件に応じて鋳造中に多段テーパ短辺鋳型板２を鋳造方向に上下動させて、メニスカス位置１１に対して変化点位置ｘを変化させることを特徴としている。
【００５４】
［３．鋳造速度と変化点位置との関係］
ここでは、本実施形態に係る連続鋳造方法の詳細説明に先立ち、まず、該連続鋳造方法の基礎となる鋳造速度と変化点位置ｘとの関係について詳述する。
【００５５】
特許文献５、６には、鋳型内での鋳片の凝固挙動を計算により推定する方法が記載されている。鋳型の鋳造方向の傾き、あるいは鋳造速度を任意の値に設定した際に、鋳型四周各部位における凝固シェル１０の厚さが図２のように算出される。この結果に基づき、鋳型下端における凝固シェル厚の最大値Ａと最小値Ｂの比Ｂ／Ａ、凝固シェルと鋳型間の摩擦拘束力、ギャップ量を求めることができる。
【００５６】
上記特許文献５、６に記載の計算方法を用い、多段テーパ短辺鋳型板を使用する連続鋳造について、鋳型下端における凝固シェル１０の形状、凝固シェル１０と鋳型間の摩擦拘束力を求めた。鋳型下端における凝固シェル１０の形状は、計算によって図２のように導出される。鋳片コーナー近傍における凝固シェル１０の長辺側に、凝固シェル厚が薄い部位が形成されることがあり、この部位の凝固シェル厚をシェル厚の最小値Ｂとする。そして、本実施形態では、凝固シェル厚の最大値Ａと最小値Ｂの比Ｂ／Ａを、「凝固均一度」と称する。凝固均一度が良好な鋳造を行った場合には、コーナー近傍の長辺側におけるシェル厚の薄い部位のシェル厚みＢが、その他の厚い部位のシェル厚Ａに近づくこととなる。
【００５７】
実際に溶鋼の連続鋳造を行い、鋳造中に鋳型内溶鋼にＳを添加し、凝固後鋳片のサルファープリントによって鋳型下端位置での凝固シェルの厚み分布を評価したところ、上記計算で求めた凝固均一度と、サルファープリントから求めた鋳型下端凝固シェル厚みの最大と最小の比とが、よく一致することがわかった。従って、計算で求めた凝固均一度を指標として、好適な連続鋳造方法を見出すことが可能である。
【００５８】
計算で求めた凝固均一度（Ｂ／Ａ）の値が０．７以上であれば、実鋳造においても良好な凝固均一度を確保することができる。凝固均一度（Ｂ／Ａ）の値が０．７未満となると、凝固シェルが破断してブレークアウトする恐れがある。また、計算で求めた摩擦拘束力（各幅での基準値（１段テーパでテーパ率１．０％／ｍの場合の摩擦拘束力で正規化した値））が２．０以下であれば、実鋳造においても拘束の少ない良好な鋳造を行うことができる。また、凝固均一度（Ｂ／Ａ）及び摩擦拘束力を上記好ましい範囲とすることにより、連続鋳造を行ったときにブレークアウトが起こらないことを、実際の連続鋳造の結果によって確認している。
【００５９】
以下、上述の特許文献５、６に基づく計算方法（以下「本実施形態に係る計算方法」ともいう。）により、凝固均一度と摩擦拘束力を計算し、多段テーパ短辺鋳型板の最適な形状を検討することとする。
【００６０】
従来の多段テーパ短辺鋳型板、特に２段テーパ短辺鋳型板において、メニスカス位置から鋳型下端までの距離Ｌは概ね９００ｍｍ程度であり、変化点位置ｘは３００ｍｍ程度であった。そして、最高鋳造速度ＶＭが２．５ｍ／ｍｉｎ程度までの鋳造速度を採用する場合、上下テーパ比率として４．０程度のテーパを採用し、凝固均一度及び摩擦拘束力の両方とも良好な鋳造を実現することができた。この点については、上記本実施形態に係る計算方法によって確認することができる。
【００６１】
鋳片幅Ｗを１１００ｍｍ（狭幅）、トータルテーパ率を１．６％／ｍ、２段テーパ短辺鋳型板の変化点位置ｘを３００ｍｍ一定とし、鋳造速度を１．０〜３．０ｍ／ｍｉｎで変化させ、２段テーパ短辺鋳型板の上下テーパ比率を変化させることによって短辺鋳型板の湾曲状況を変化させ、本実施形態に係る計算方法によって凝固均一度と摩擦拘束力を計算した。
【００６２】
図４に示すように、同じ上下テーパ比率であれば鋳造速度が速くなるに従って凝固均一度が改善するものの摩擦拘束力も増大する。凝固均一度と摩擦拘束力をともに良好範囲に保つためには、鋳造速度が速くなるに従って、上下テーパ比率を低くすることが好ましいことがわかる。凝固均一度と摩擦拘束力をともに良好に保持できる上下テーパ比率範囲を鋳造速度ごとに調べてみると、鋳造速度が２．０ｍ／ｍｉｎでは上下テーパ比率の好適範囲が５．０以下、鋳造速度が２．５ｍ／ｍｉｎでは上下テーパ比率の好適範囲が４．０以下、鋳造速度が３．０ｍ／ｍｉｎでは上下テーパ比率の好適範囲が３．０以下という結果となった。
【００６３】
次に、鋳片幅Ｗ＝１１００ｍｍで凝固均一度と摩擦拘束力が良好であった短辺鋳型板形状（鋳造速度が３．０ｍ／ｍｉｎの範囲までで最適化した上下テーパ比率３．０の鋳型形状）を用い、鋳片幅Ｗを２２００ｍｍと広幅にした。鋳片幅Ｗを変更するに際し、トータルテーパ率を１．６％／ｍのまま保持したところ、鋳片幅Ｗ＝２２００ｍｍで上下テーパ比率は１．７となった。
【００６４】
図５に示すように、鋳片幅Ｗ＝２２００ｍｍ（広幅）について本実施形態に係る計算方法によって凝固均一度と摩擦拘束力を計算したところ、トータルテーパ率を一定で保持したまま、鋳片幅Ｗを広げた場合は、鋳造速度が３．０ｍ／ｍｉｎでは上下テーパ比率の好適範囲が低下して、１．７未満となり、凝固均一度も低下することがわかった。即ち、鋳片幅Ｗ＝１１００ｍｍにおいて鋳造速度３．０ｍ／ｍｉｎまでの高速鋳造について最適化した鋳型において、鋳片幅Ｗを２２００ｍｍの広幅とすると、最適範囲から外れることがわかった。
【００６５】
そこで、鋳片幅Ｗが１１００ｍｍにおいて鋳造速度ごとに多段テーパの最適化を図るに際し、変化点位置ｘを固定して上下テーパ比率を変化させるのではなく、上下テーパ比率を４．０一定に保持した上で変化点位置ｘを変更してみた。トータルテーパ率を１．６％／ｍとし、変化点位置ｘを変化させて本実施形態に係る計算方法で凝固均一度と摩擦拘束力を計算した。その結果を図６に示す。摩擦拘束力の上限閾値２．０を基準とすると、鋳造速度が２．５ｍ／ｍｉｎ以下では変化点位置ｘの好適範囲が３００ｍｍ以下、鋳造速度が３．０ｍ／ｍｉｎでは変化点位置ｘの好適範囲が２００ｍｍ以下となった。
【００６６】
次に、鋳片幅Ｗ＝１１００ｍｍで好適であった変化点位置ｘを有する短辺鋳型板（鋳造速度が３．０ｍ／ｍｉｎの範囲までで最適化した変化点位置が２００ｍｍの鋳型形状）を用い、鋳片幅Ｗ＝２２００ｍｍの鋳造での計算を行った。トータルテーパ率は１．６％／ｍで保持し、トータルテーパ率一定で鋳片幅Ｗを広げた場合、鋳片幅Ｗ＝２２００ｍｍにおいて上下テーパ比率は２．５になった。そこで、鋳片幅Ｗ＝２２００ｍｍにおいて、トータルテーパ率を１．６％／ｍとし、前記と同様に上下テーパ比率を２．５一定に保持した上で、変化点位置ｘを変化させて本実施形態に係る計算方法で凝固均一度と摩擦拘束力を計算した結果を図７に示す。図７から明らかなように、変化点位置ｘが２００ｍｍ以下であれば、鋳片幅Ｗ＝２２００ｍｍであっても、鋳造速度３．０ｍ／ｍｉｎ以下において良好範囲を確保できることがわかった。従って、最高鋳造速度が３．０ｍ／ｍｉｎの鋳造を行うとき、変位点位置が２００ｍｍ以下であれば、良好に連続鋳造を行うことができる。
【００６７】
同様に、鋳造速度３．７５ｍ／ｍｉｎにおいては、変化点位置ｘが５０ｍｍ以下であれば、鋳片幅Ｗが１２００ｍｍ（図６）、２２００ｍｍ（図７）のいずれにおいても、良好な鋳造を行うことができる。従って、最高鋳造速度が３．７５ｍ／ｍｉｎの鋳造を行うとき、変位点位置が５０ｍｍ以下であれば、良好に連続鋳造を行うことができる。
【００６８】
以上の通り、狭幅時の上下テーパ比率を鋳造速度ごとに変化させて最適化した鋳型を用いて広幅時に適用した場合の好適な上限テーパ比率と比較すると、変化点位置ｘを変化させて最適化した鋳型を用いて広幅時に適用した場合の方が、好適な上下テーパ比率を上げることができ、また変化点位置ｘを変化させると、狭幅時よりも広幅時の方が好適な上下テーパ比率が低下するものの、凝固均一度は逆に上昇することがわかった。
【００６９】
即ち、鋳造速度が高速になったときに多段テーパ短辺鋳型板の最適テーパ形状を決定するに際し、図６および図７に示すように、鋳造速度が速くなるほど変化点位置ｘを上方に上げることにより、上下テーパ比率を変化させる場合よりも、鋳片幅Ｗが広幅のときにも良好な凝固均一度と摩擦拘束力を維持することが可能であることがわかった。
【００７０】
ちなみに、図６および図７の関係は、工業的な観点で想定される鋳片幅Ｗである６００ｍｍ〜２５００ｍｍの範囲で、同様の関係を示すことも、計算および実機試験により、確認している。
【００７１】
図６および図７の関係から、前記の凝固均一度が０．７以上、摩擦拘束力が２．０以下とする好適範囲になる条件を最高鋳造速度ＶＭの変数として式に表すと、下記（９）及び（１０）式のように導出される。
５０≦ｘ≦３００  ：ＶＭ≦２．５    （９）
５０≦ｘ≦３００−２００（ＶＭ−２．５）  ：２．５＜ＶＭ≦３．７５    （１０）
【００７２】
ｘの下限を５０ｍｍとしているのは、これ以上変化点位置ｘが鋳型の上方にあると、多段テーパの効果が十分得られず、通常の１段テーパとほとんどかわらなくなるからである。上記（１０）式から、ＶＭが３．７５ｍ／ｍｉｎを超えると解がなくなる。即ち、本実施形態においてＶＭの上限は３．７５ｍ／ｍｉｎである。また、ｘの上限を３００ｍｍとしているのは、上下テーパ比率をある一定値以上確保しようとした場合に、上部強テーパ領域が長くなると下部テーパ部のテーパ率が小さくなり、トータルテーパ率一定で鋳片幅Ｗを変更して狭幅鋳造した場合に、下テーパ率が極端に小さくなり逆テーパ（テーパが下にいくほど広がる）になりやすく、鋳型下部で鋳片がバルジングするトラブルが発生しやすくなるためである。
【００７３】
上記のような本実施形態に係る変化点位置ｘの制御は、最高鋳造速度ＶＭが高くなるほどその効果が顕著である。最高鋳造速度ＶＭが２．５ｍ／ｍｉｎ超の高速鋳造において特に顕著な効果を発揮することができる。
【００７４】
次に、上記と同じ２段テーパ短辺鋳型板（変化点位置が２００ｍｍの鋳型）を用い、鋳造速度を１．５ｍ／ｍｉｎ、鋳片幅Ｗを１１００ｍｍで固定し、トータルテーパ率を変化させて凝固均一度と摩擦拘束力を計算で求めた。鋳片厚みは２４０ｍｍとした。結果を図８に示す。図８から明らかなように、トータルテーパ率を０．５％／ｍ以上とすれば、凝固均一度を良好な値（０．７以上）に保持することができる。またトータルテーパ率を２．０％／ｍ以下とすれば、摩擦拘束力が小さく（２．０以下）、良好に保持することができる。
【００７５】
本実施形態に係る多段テーパ短辺鋳型板としては、３段以上のテーパを有する鋳型板を用いてもよいが、変化点位置ｘを上方に設定した結果として、２段テーパ短辺鋳型板で十分にその効果を発揮することができる。
【００７６】
本実施形態において、鋳造する鋳片厚みは、好ましくは２２０ｍｍ〜３００ｍｍ、より好ましくは２４０ｍｍ〜３００ｍｍである。鋳片厚みが３００ｍｍを超える場合は、鋳造中に鋳片幅Ｗを変更する連続鋳造鋳型としては過大な設備を必要とし、実質的に実現困難である。また、鋳造厚みが２４０ｍｍ未満であると、タンディッシュから溶融金属を注入するための浸漬ノズルの直径を小さくしなければならなくなるので、均一な溶融金属の注入が困難になる。鋳造厚みが２２０ｍｍ未満になるとより均一な注入が一層困難になる。
【００７７】
以上の説明によれば、鋳造速度に応じて短辺鋳型板２の最適なテーパ形状が変化するために、鋳造速度等の操業条件の変更に対応するためには、操業条件に応じて、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐの位置（変化点位置ｘ）を鋳造方向の最適な高さ位置に位置づければよいことが分かる。ところが、従来では、短辺鋳型板２を上下動させることにより、メニスカス位置１１に対して変化点位置ｘを鋳造方向に移動させる短辺駆動機構を備えた連続鋳造装置は知られていない。
【００７８】
そこで、以下に詳述するように、本実施形態に係る連続鋳造方法は、新規な短辺駆動機構を用いて、操業条件の変動に応じて鋳造中に短辺鋳型板２を鋳造方向に上下動させることにより、メニスカス位置１１に対して短辺鋳型板２の変化点位置ｘを、変更後の操業条件に適した最適な高さ位置に位置づけて、高品質の鋳片を安定的に鋳造しようとするものである。
【００７９】
［４．鋳造速度に応じた連続鋳造方法］
次に、図９を参照して、本実施形態に係る鋳造速度に応じて鋳造中に短辺鋳型板２を上下動させる連続鋳造方法について詳細に説明する。図９は、鋳片幅Ｗ＝１１００ｍｍ、上下テーパ比率４．０、トータルテーパ率１．６％／ｍにおいて、変化点位置ｘと鋳造速度Ｖを変更したときの凝固均一度、摩擦拘束力の変化を示す図である。なお、この図９のデータは、上記図６のデータに対応している。
【００８０】
図９に示すように、鋳造速度Ｖに応じて、摩擦拘束力及び凝固均一度は変化する。従って、鋳造速度Ｖは、連続鋳造における凝固シェル１０（図２参照。）の摩擦拘束力及び凝固均一度の双方に影響を及ぼす操業条件であることが分かる。しかも、この鋳造速度Ｖは、高品質の鋳片を安定鋳造する観点からは、摩擦拘束力と凝固均一度とに相反する影響を及ぼす操業条件である。
【００８１】
即ち、例えば、図９の波線楕円で示すように、変化点位置ｘを例えば２００ｍｍに固定した鋳型で操業したときに、鋳造速度Ｖを増加させると、凝固均一度は増加するが、摩擦拘束力も増加してしまうので、高品質の鋳片を安定鋳造する観点からは、望ましくない。一方、同様な条件で、鋳造速度Ｖを低下させると、摩擦拘束力は低下するが、凝固均一度も低下してしまうので、高品質の鋳片を安定鋳造する観点からは、望ましくない。このように鋳造速度Ｖを変更すると、凝固均一度と摩擦拘束力とが、高品質の鋳片を安定鋳造する上で相反する関係になるため、操業中に鋳造速度Ｖを安易に変更することはできない。
【００８２】
そこで、本件発明者が鋭意研究したところ、上記鋳造速度Ｖの増減にかかわらず、上記相反する関係にある摩擦拘束力及び凝固均一度を、極力一定になるように制御することができれば、過度に優れた摩擦拘束力又は凝固均一度は得られないものの、摩擦拘束力及び凝固均一度のいずれもが悪い値にならないため、凝固シェル１０の割れやブレークアウト等を防止でき、高品質の鋳片を安定鋳造できることを見出した。そのためには、鋳造速度Ｖに応じて鋳造中に、短辺鋳型板２を鋳造方向に昇降させることで、メニスカス位置１１に対してテーパ変化点Ｐを上下させて、変化点位置ｘを適切な位置に位置づければ、十分に高品質の鋳片を鋳造できることが判明した。
【００８３】
例えば、図９に示すように、変化点位置ｘ０＝２００（ｍｍ）、鋳造速度Ｖ０＝１．５（ｍ／ｍｉｎ）の条件で連続鋳造を操業しているときは、摩擦拘束力は１．７、凝固均一度は０．９０２５である。かかる操業中に、鋳造速度Ｖを１．５から２．０（ｍ／ｍｉｎ）に増加させたときには、図９の実線楕円で示すように、変化点位置ｘを２００から１００（ｍｍ）に変更すれば、摩擦拘束力は１．７のままで低レベルを維持できるとともに、凝固均一度は、０．９０２５から０．９０５に微増して高レベルを維持できる。また、これとは逆に、上記条件での操業中に、鋳造速度Ｖを１．５から１．０（ｍ／ｍｉｎ）に減少させたときには、図９の実線楕円で示すように、変化点位置ｘを２００から３００ｍｍに変更すれば、摩擦拘束力は１．７のままで低レベルを維持できるとともに、凝固均一度は、０．９０２５から０．９０に微減する程度であり、依然として高レベルを維持できる。
【００８４】
このように、鋳造速度Ｖを変更した場合であっても、その鋳造速度Ｖに応じて鋳造中に変化点位置ｘを増減させることで、摩擦拘束力及び凝固均一度をほぼ一定に維持できることが分かる。そこで、本実施形態に係る連続鋳造方法では、鋳造速度Ｖが増加したときには、鋳造中に短辺鋳型板２を鋳造方向上方に移動させて、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐの位置を上昇させて、メニスカス位置１１に近づける（つまり、変化点位置ｘを小さくする）。これによって、摩擦拘束力の増加を抑えつつ、凝固均一度を上げるか或いは同程度に維持することができる。一方、鋳造速度Ｖが減少したときには、鋳造中に短辺鋳型板２を鋳造方向下方に移動させて、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐの位置を下降させて、メニスカス位置１１から遠ざける（つまり、変化点位置ｘを大きくする）。これによって、摩擦拘束力を下げるか或いは同程度に維持しつつ、凝固均一度の低下を抑えることができる。
【００８５】
ここで、鋳造速度Ｖの変動に応じて鋳造中に、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐの位置を好適な高さ位置に制御するときのｘの制御量について説明する。図９の結果から分かるように、鋳造速度Ｖが０．５（ｍ／ｍｉｎ）増減に対して、変化点位置を最大で１００ｍｍ減増させればよく、このときの鋳造速度Ｖの単位変化当たりの変化点位置ｘの変化量は、ｘ／Ｖ＝１００／０．５＝２００（ｍｍ・ｍｉｎ／ｍ）以下となる。つまり、鋳造速度Ｖ０、変化点位置ｘ０で連続鋳造している状態から、鋳造速度Ｖを減少させる場合は下記（１）式を満たし、鋳造速度Ｖを増加させる場合は下記（２）式を満たすように、短辺鋳型板２を鋳造中に鋳造方向に上下動させればよい。
【００８６】
ｘ０＜ｘ≦−２００（Ｖ−Ｖ０）＋ｘ０  ：Ｖ＜Ｖ０  （１）
ｘ０＞ｘ≧−２００（Ｖ−Ｖ０）＋ｘ０  ：Ｖ＞Ｖ０  （２）
【００８７】
さらに、設備面を考慮した短辺鋳型板２の現実的な上下移動量としては、例えば、鋳造速度Ｖの０．５（ｍ／ｍｉｎ）増減に対して、移動量±２０ｍｍが妥当である。このときの鋳造速度Ｖの単位変化当たりの変化点位置ｘの変化量は、ｘ／Ｖ＝２０／０．５＝４０（ｍｍ・ｍｉｎ／ｍ）となる。従って、鋳造速度Ｖ０、変化点位置ｘ０で連続鋳造している状態から、鋳造速度Ｖを増加又は減少させる場合は、下記（１１）式を満たすように短辺鋳型板２を鋳造中に鋳造方向に上下動させればよい。
ｘ＝−４０（Ｖ−Ｖ０）＋ｘ０  （１１）
【００８８】
例えば、図９に示したように、変化点位置ｘ０＝２００（ｍｍ）、鋳造速度Ｖ０＝１．５（ｍ／ｍｉｎ）で連続鋳造している状態から、鋳造速度をＶ０からＶに増加又は減少させる場合は、上記（１）及び（２）式にｘ０＝２００、Ｖ０＝１．５を代入すると、それぞれ以下の（１２）及び（１３）式が得られる。ただし、上述した理由から、以下の（１４）式のように、変化点位置ｘの最大値は３００ｍｍ、最小値５０ｍｍとすることが好ましい。
【００８９】
２００＜ｘ≦５００−２００Ｖ  ：Ｖ＜１．５    （１２）
２００＞ｘ≧５００−２００Ｖ  ：Ｖ＞１．５    （１３）
５０≦ｘ≦３００    （１４）
【００９０】
図１０は、上記（１２）、（１３）及び（１４）式に従った変化点位置ｘと鋳造速度Ｖの関係を示す図である。図１０に示すように、変化点位置ｘ０＝２００（ｍｍ）、鋳造速度Ｖ０＝１．５（ｍ／ｍｉｎ）で連続鋳造している状態から、鋳造速度Ｖを増加又は減少させる場合には、図１０の斜線範囲内に含まれるように変化点位置ｘを減少又は増加させる。これにより、変化点位置ｘを変化させない場合よりも、摩擦拘束力、凝固均一度の変動幅を抑えることができる。特に、変更後の鋳造速度Ｖに応じて鋳造中に、変化点位置ｘを、図１０の直線（ｘ＝５００−２００Ｖ）上若しくはその近傍の値に変更することで、鋳造速度Ｖ変更前と比べてほぼ一定の摩擦拘束力、凝固均一度を得ることが可能になる。なお、図１０においても、変化点位置ｘの最大値及び最小値に関し、上述した理由から、（１４）式に従い、Ｖ＜１．０の範囲では、変化点位置ｘの最大値を３００ｍｍとし、Ｖ＞２．２５の範囲では変化点位置ｘの最小値を５０ｍｍとしている。
【００９１】
また、図１０には、上記（１１）式にｘ０＝２００、Ｖ０＝１．５を代入して得られた下記（１５）式の直線も示してある。この（１５）式の表す直線に従って、鋳造速度Ｖに応じて鋳造中に変化点位置ｘを上下させることで、設備的にも無理することなく、鋳造速度Ｖ変更の前後で摩擦拘束力及び凝固均一度を好適な範囲内に維持できる。
ｘ＝２６０−４０Ｖ    （１５）
【００９２】
また、上記のように鋳造速度Ｖに応じて短辺鋳型板２を鋳造方向に移動（即ち、上下移動）させるタイミングは、次の通りである。本実施形態では、鋳造速度Ｖに応じた短辺鋳型板２の上下移動は、鋳型１内への溶鋼の注入中断中でも、再注入後に鋳造速度Ｖが定常速度になったときでも実行可能である。
【００９３】
例えば、まず、短辺鋳型板２と長辺鋳型板３を組み立てて鋳型１を設置した後、当該鋳型１内に溶鋼を注入開始する前に、該当チャージで予定されている平均鋳造速度に適した最適位置に短辺鋳型板２を上下移動させる。次いで、鋳型１内への溶鋼の注入開始後に、鋳型１を用いて実際に鋳片を鋳造する鋳造期間において、鋳型１を用いた実際の鋳造速度Ｖに応じて、短辺鋳型板２を上下移動させて、テーパ変化点Ｐの高さ位置（変化点位置ｘ）を微調整する。これにより、鋳造速度Ｖが定常速度になってから、鋳造速度Ｖの変動に追従して、変化点位置ｘをリアルタイムで適正値に変更できる。従って、鋳造速度Ｖの変動に柔軟に対応できるので、実際の鋳造期間において、意図した或いは不測の鋳造速度Ｖの変動が生じても、変化点位置ｘを最適化して、高品質の鋳片を鋳造できる。
【００９４】
以上のように、鋳造速度Ｖを変更した場合であっても、その鋳造速度Ｖに応じて鋳造中に変化点位置ｘを増減させることで、摩擦拘束力及び凝固均一度をほぼ一定に維持することができる。従って、鋳造速度Ｖの変動にかかわらず、摩擦拘束力及び凝固均一度の双方を適正範囲内に維持することができるので、鋳造中に凝固シェル１００の割れやブレークアウトを発生させることなく、高品質の鋳片を安定して鋳造できる。
【００９５】
なお、上記図９及び図１０を用いた説明では、鋳片幅Ｗ１１００ｍｍ、上下テーパ比率４．０、トータルテーパ率１．６％／ｍの例を挙げて説明したが、変化点位置ｘと摩擦拘束力や凝固均一度との関係は、他の条件（例えば、鋳片幅２２００ｍｍ、上下テーパ比率２．５で例示可能）でもほぼ同一である。
【００９６】
［５．溶融金属の炭素濃度に応じた連続鋳造方法］
次に、図１１を参照して、本実施形態に係る溶融金属の炭素濃度に応じて鋳造中に短辺鋳型板２を上下動させる連続鋳造方法について詳細に説明する。図１１は、鋳片幅Ｗ１１００ｍｍ、上下テーパ比率４．０、トータルテーパ率１．６％／ｍにおいて、変化点位置ｘと、溶融金属の炭素濃度Ｃを変更したときの凝固均一度、摩擦拘束力の変化を示す図である。
【００９７】
図１１に示すように、鋳造される溶鋼の種別、例えば、溶鋼中の炭素濃度Ｃに応じて、摩擦拘束力及び凝固均一度は変化する。従って、炭素濃度Ｃは、連続鋳造における凝固シェル１０（図２参照）の摩擦拘束力及び凝固均一度の双方に影響を及ぼす操業条件であることが分かる。しかも、上記鋳造速度Ｖと同様に、この炭素濃度Ｃは、高品質の鋳片を安定鋳造する観点からは、摩擦拘束力と凝固均一度に相反する影響を及ぼす操業条件である。
【００９８】
即ち、例えば、図１１の波線楕円で示すように、変化点位置ｘを例えば２００ｍｍに固定した鋳型で操業したときに、炭素濃度Ｃが０．１２（質量％）であるときには、摩擦拘束力及び凝固均一度は最低値となり、炭素濃度Ｃが０．０５及び０．２で摩擦拘束力及び凝固均一度が最大値となる。
【００９９】
図１２に、変化点位置ｘを２００ｍｍとしたときの凝固均一度と炭素濃度Ｃの関係を示す。図１２に示すように、炭素濃度Ｃが０．１２（質量％）近傍で、凝固均一度が最小値（例えば０．８９２５）となる。これは、炭素濃度Ｃが０．１２のときに、溶鋼のδ→γ変態による収縮量が最も多いからと考えられる。また、炭素濃度Ｃが０．１２から離れるにつれて凝固均一度は徐々に増加し、炭素濃度Ｃが０．０５以下又は０．２以上となると、摩擦拘束力及び凝固均一度が最大値（例えば０．９０２５）でほぼ一定となる。
【０１００】
以上のように、溶鋼中の炭素濃度Ｃに応じて、摩擦拘束力及び凝固均一度はともに増減する。このため炭素濃度Ｃを変更すると、凝固均一度と摩擦拘束力とが、高品質の鋳片を安定鋳造する上で相反する関係になるため、操業中に炭素濃度Ｃを安易に変更することはできない。
【０１０１】
そこで、本実施形態では、上記鋳造速度Ｖと同様に、鋳造される溶鋼の炭素濃度Ｃに応じて鋳造中に、短辺鋳型板２を鋳造方向に上下動させることで、メニスカス位置１１に対してテーパ変化点Ｐを上下させて、変化点位置ｘを適切な位置に位置づける。これにより、上記相反する関係にある摩擦拘束力及び凝固均一度の双方を、極力一定になるように制御することができるので、十分に高品質の鋳片を鋳造できることが判明した。
【０１０２】
例えば、図１１に示すように、変化点位置ｘ０＝２００（ｍｍ）で、炭素濃度Ｃ０＝０．０５（質量％）の溶鋼を連続鋳造中に、供給される溶鋼の炭素濃度Ｃが０．０５から０．１２に増加する場合、図１１の実線楕円で示すように、変化点位置ｘを２００から３００（ｍｍ）に変更すれば、変更前後で摩擦拘束力及び凝固均一度をほぼ同一レベルに維持することができる。また、これとは逆に、変化点位置ｘ０＝３００（ｍｍ）で、炭素濃度Ｃ０＝０．１２（質量％）の溶鋼を連続鋳造中に、供給される溶鋼の炭素濃度Ｃが０．１２から０．０５に減少する場合、又は、Ｃが０．１２から０．２に増加する場合、図１１の実線楕円で示すように、変化点位置ｘを３００から２００（ｍｍ）に変更すれば、変更前後で摩擦拘束力及び凝固均一度をほぼ同一レベルに維持することができる。
【０１０３】
このように、炭素濃度Ｃを変更した場合であっても、その炭素濃度Ｃに応じて鋳造中に変化点位置ｘを増減させることで、摩擦拘束力及び凝固均一度をほぼ一定に維持することができる。このために、本実施形態に係る連続鋳造方法では、炭素濃度Ｃの増減に応じて鋳造中に、短辺鋳型板２を鋳造方向に上下動させることで、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐを上昇又は下降させて、メニスカス位置１１に近づける又は遠ざける（つまり、変化点位置ｘを小さく又は大きくする）。
【０１０４】
具体的には、例えば、炭素濃度Ｃが０．０５質量％超〜０．２質量％未満の範囲内であるときに、Ｃ＝０．１２をピークとして、鋳造中に短辺鋳型板２を鋳造方向下方に移動させることで、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐを下方に移動させて、変化点位置ｘを低い位置に位置づける。このとき、炭素濃度Ｃが０．１２質量％の時に、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐを最大で１００ｍｍ下方に移動させる（ｘ＝３００ｍｍ）。また、炭素濃度Ｃが０．０９、０．１５質量％の時に、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐを例えば５０ｍｍ程度下方に移動させる（ｘ＝２５０ｍｍ）。一方、炭素濃度Ｃが０．０５質量％以下、又は、０．２質量％以上であるときには、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐを下方に移動させず、高い位置に維持する（ｘ＝２００ｍｍ）。
【０１０５】
また、上記のように鋼種（例えば溶鋼の炭素濃度Ｃ）に応じて短辺鋳型板２を鋳造方向に移動（即ち、上下移動）させるタイミングは、次の通りである。一般に、鋳型１内へ溶鋼を注入しながら当該鋳型１を用いて実際に鋳片を鋳造する鋳造期間に、注入される鋼種が突然変更されることはない。そこで本実施形態では、鋼種に応じた短辺鋳型板２の上下移動は、鋳型１内への溶鋼の注入開始前、又は、注入中断中に実行される。
【０１０６】
例えば、まず、短辺鋳型板２と長辺鋳型板３を組み立てて鋳型１を設置した後、当該鋳型１内に溶鋼を注入開始する前に、該当チャージの鋼種に適した最適位置に短辺鋳型板２を上下移動させる。次いで、短辺鋳型板２を当該最適位置に固定した状態で、該当チャージを連続鋳造する。その後、次のチャージを連続鋳造するに際し、当該次のチャージの鋼種が前回の鋼種から変更される場合、一旦、鋳型１内への溶鋼の注入を中断し、成分の異なる溶鋼が混合しないようにするための処置を実施する。この注入中断時に、次のチャージの鋼種に適した最適位置に短辺鋳型板２を上下移動させる。その後、変更後の鋼種の溶鋼を鋳型１に再注入開始して、当該次のチャージを連続鋳造する。
【０１０７】
このように鋼種に応じた短辺鋳型板２の上下移動は、上記「鋳造中」のうち溶鋼を鋳型１内に注入しない期間（即ち、実際の鋳造期間以外の期間）に実行される。なお、以上のように溶鋼の鋼種を変更する場合、溶鋼の注入中断中であっても、再注入後に鋳造速度Ｖが定常速度になった後でも、上述した鋳造速度Ｖに応じた短辺鋳型板２の上下移動を実行することは可能である。
【０１０８】
以上のように、溶鋼の炭素濃度Ｃが変化する場合であっても、その炭素濃度Ｃに応じて鋳造中に、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐを上下動、即ち、変化点位置ｘを増減させることで、摩擦拘束力及び凝固均一度をほぼ一定に維持することができる。従って、炭素濃度Ｃの変動にかかわらず、摩擦拘束力及び凝固均一度の双方を適正範囲内に維持することができるので、鋳造中に凝固シェル１００の割れやブレークアウトを発生させることなく、高品質の鋳片を安定して鋳造できる。
【０１０９】
［６．短辺鋳型板の面平均抜熱流束に応じた連続鋳造方法］
次に、図１３を参照して、本実施形態に係る短辺鋳型板２の面平均抜熱流束に応じて鋳造中に短辺鋳型板２を上下動させる連続鋳造方法について詳細に説明する。図１３は、鋳片幅Ｗ＝１１００ｍｍ、上下テーパ比率４．０、トータルテーパ率１．６％／ｍ、鋳造速度Ｖ＝１．５ｍ／ｍｉｎにおいて、変化点位置ｘと面平均抜熱流束ｑを変更したときの凝固均一度、摩擦拘束力の変化を示す図である。
【０１１０】
なお、短辺鋳型板２の面平均抜熱流束ｑは、連続鋳造中に鋳型１内の溶融金属及び凝固シェル１０から、短辺鋳型板２を通じて、鋳型１を冷却する冷却水に抜熱される熱量を、短辺鋳型板２のメニスカス位置から鋳型１下端までの面積Ａで除した値を意味する。当該面平均抜熱流束ｑは、冷却水が鋳型１に入る時の温度Ｔｉｎと出る時の温度Ｔｏｕｔの差と、該冷却水の流量Ｑｗから、下記の式（１６）で計算することができる。
ｑ＝ρ×（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）×Ｑｗ×Ｃｐ／Ａ    （１６）
ｑ：短辺鋳型板の面平均抜熱流束（Ｗ／ｍ２）
ρ：冷却水の密度（ｋｇ／ｍ３）
Ｔｉｎ：冷却水の入側温度（Ｋ）
Ｔｏｕｔ：冷却水の出側温度（Ｋ）
Ｑｗ：冷却水流量（鋳型短辺）（ｍ３／ｓ）
Ｃｐ：冷却水の比熱（Ｊ／ｋｇ／Ｋ）
Ａ：短辺鋳型板のメニスカス位置から鋳型下端までの面積（ｍ２）
Ａ＝鋳片厚みＤ（ｍ）×メニスカス位置から鋳型下端までの距離Ｌ（ｍ）
なお、鋳片厚みＤは短辺鋳型板２の幅に相当する。
【０１１１】
図１３に示すように、短辺鋳型板２の面平均抜熱流束ｑに応じて、摩擦拘束力及び凝固均一度は変化する。従って、面平均抜熱流束ｑは、連続鋳造における凝固シェル１０（図２参照。）の摩擦拘束力及び凝固均一度の双方に影響を及ぼす操業条件であることが分かる。しかも、この面平均抜熱流束ｑは、高品質の鋳片を安定鋳造する観点からは、摩擦拘束力と凝固均一度とに相反する影響を及ぼす操業条件である。
【０１１２】
即ち、例えば、図１３の波線楕円で示すように、変化点位置ｘを例えば２００ｍｍに固定した鋳型で操業したときに、面平均抜熱流束ｑが増加すると、凝固均一度は増加するが、摩擦拘束力も増加してしまうので、高品質の鋳片を安定鋳造する観点からは、望ましくない。一方、同様な条件で、面平均抜熱流束ｑが低下すると、摩擦拘束力は低下するが、凝固均一度も低下してしまうので、高品質の鋳片を安定鋳造する観点からは、望ましくない。このように面平均抜熱流束ｑが変化すると、凝固均一度と摩擦拘束力とが、高品質の鋳片を安定鋳造する上で相反する関係になるため、操業中に面平均抜熱流束ｑの変化に応じて対策を講じることが好ましい。
【０１１３】
そこで、本件発明者が鋭意研究したところ、上記面平均抜熱流束ｑの増減にかかわらず、上記相反する関係にある摩擦拘束力及び凝固均一度を、極力一定になるように制御することができれば、過度に優れた摩擦拘束力又は凝固均一度は得られないものの、摩擦拘束力及び凝固均一度のいずれもが悪い値にならないため、凝固シェル１０の割れやブレークアウト等を防止でき、高品質の鋳片を安定鋳造できることを見出した。そのためには、面平均抜熱流束ｑに応じて鋳造中に、短辺鋳型板２を鋳造方向に昇降させることで、メニスカス位置１１に対してテーパ変化点Ｐを上下させて、変化点位置ｘを適切な位置に位置づければ、十分に高品質の鋳片を鋳造できることが判明した。
【０１１４】
例えば、図１３に示すように、変化点位置ｘ０＝２００（ｍｍ）、面平均抜熱流束ｑが基準値ｑ０（例えば、ｑ０＝１．２×１０６（Ｗ／ｍ２））の条件で連続鋳造を操業しているときは、摩擦拘束力は１．７、凝固均一度は０．９０２５である。ここで、メニスカス位置から鋳型１下端までの距離Ｌ＝０．８ｍ、鋳造速度Ｖ＝１．５ｍ／ｍｉｎのときは、面平均抜熱流束ｑの基準値ｑ０は、下記（１７）式により、概略次の値になる。
ｑ０＝１．０×１０６×（０．８／１．５）−０．３４４＝１．２×１０６（Ｗ／ｍ２）
【０１１５】
かかる操業中に、面平均抜熱流束ｑがｑ０からｑ１に増加したときには（例えば、ｑ１＝１．３×１０６（Ｗ／ｍ２）、ｑ１／ｑ０＝１．１）、図１３の実線楕円で示すように、変化点位置ｘを２００から１００（ｍｍ）に変更すれば、摩擦拘束力は１．７のままで低レベルを維持できるとともに、凝固均一度は、０．９０２５から０．９０５に微増して高レベルを維持できる。また、これとは逆に、上記条件での操業中に、面平均抜熱流束ｑがｑ０からｑ２に減少したときには（例えば、ｑ２＝１．０×１０６（Ｗ／ｍ２）、ｑ２／ｑ０＝０．８７）、図１３の実線楕円で示すように、変化点位置ｘを２００から３００ｍｍに変更すれば、摩擦拘束力は１．７のままで低レベルを維持できるとともに、凝固均一度は、０．９０２５から０．９０に微減する程度であり、依然として高レベルを維持できる。
【０１１６】
このように、短辺鋳型板２の面平均抜熱流束ｑが変化した場合であっても、その面平均抜熱流束ｑに応じて鋳造中に変化点位置ｘを増減させることで、摩擦拘束力及び凝固均一度をほぼ一定に維持できることが分かる。そこで、本実施形態に係る連続鋳造方法では、面平均抜熱流束ｑが増加したときには、鋳造中に短辺鋳型板２を鋳造方向上方に移動させて、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐの位置を上昇させ、メニスカス位置１１に近づける（つまり、変化点位置ｘを小さくする）。これによって、摩擦拘束力の増加を抑えつつ、凝固均一度を上げるか或いは同程度に維持することができる。一方、面平均抜熱流束ｑが減少したときには、鋳造中に短辺鋳型板２を鋳造方向下方に移動させて、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐの位置を下降させ、メニスカス位置１１から遠ざける（つまり、変化点位置ｘを大きくする）。これによって、摩擦拘束力を下げるか或いは同程度に維持しつつ、凝固均一度の低下を抑えることができる。
【０１１７】
ここで、短辺鋳型板２の面平均抜熱流束ｑの変動に応じて、鋳造中に短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐの位置を好適な高さ位置に制御するときのｘの制御量について説明する。図１３の結果から分かるように、例えば、面平均抜熱流束ｑが基準値ｑ０に対して１０％増減に対して、変化点位置を最大で１００ｍｍ減増させればよい。ただし、上述した理由から、変化点位置ｘの最大値は３００ｍｍ、最小値５０ｍｍとすることが好ましい。
【０１１８】
また、短辺鋳型板２を通じた面平均抜熱流束ｑ（Ｗ／ｍ２）は、短辺鋳型板２を冷却するための冷却水の入側と出側の温度差、又は、短辺鋳型板２に設けられた温度差センサ（例えば熱電対）の検出値から計算することができる。また、面平均抜熱流束ｑ（Ｗ／ｍ２）は、鋼種や鋳造条件によっても異なるが、例えば、鋳造速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）と、メニスカス位置から鋳型下端までの距離Ｌ（ｍ）をパラメータとして以下の式（１７）で求められる。
ｑ＝１．０＊１０６＊（Ｌ／Ｖ）−０．３４４    （１７）
【０１１９】
さらに、面平均抜熱流束ｑは鋳造速度Ｖに応じて増減し、例えば、鋳造速度Ｖが減少すれば、面平均抜熱流束ｑは減少する。しかし、鋳造速度Ｖが一定である定常状態においても、面平均抜熱流束ｑが変化するときがある。例えば、鋳型１と凝固シェル１０（鋳片）との間の潤滑のために投入されるパウダーの流入状態が変わると、パウダーの厚みによって面平均抜熱流束ｑが変動する。また、鋳型１の短辺鋳型板２と凝固シェル１０（鋳片）との間の接触状態によっても、面平均抜熱流束ｑが変動する。このように、非定常的な要因によって、鋳造速度Ｖが一定であっても、面平均抜熱流束ｑが変動することがある。かかる場合に、上述したように面平均抜熱流束ｑの増減に応じて鋳造中に変化点位置ｘを制御すれば、摩擦拘束力を増加させることなく、凝固均一度を維持できる。
【０１２０】
また、上記のように面平均抜熱流束ｑに応じて短辺鋳型板２を鋳造方向に移動（即ち、上下移動）させるタイミングは、次の通りである。本実施形態では、面平均抜熱流束ｑに応じた変化点位置ｘの変更は、鋳型１内への溶鋼の注入中断中でも、再注入後に面平均抜熱流束ｑが定常状態になったときでも実行可能である。
【０１２１】
まず、連続鋳造装置において、それぞれの鋼種、鋳造条件ごとに、鋳造中の冷却水の温度差、熱電対の検出値等を測定して、短辺鋳型板２の面平均抜熱流束ｑの基準値ｑ０を予め設定しておく。次いで、短辺鋳型板２と長辺鋳型板３を組み立てて鋳型１を設置した後、当該鋳型１内に溶鋼を注入開始する前に、該当チャージで予定されている鋼種や鋳造条件に応じて、最適な面平均抜熱流束ｑを求め、当該面平均抜熱流束ｑに適した高さとなるように短辺鋳型板２を配置する。次いで、鋳型１内への溶鋼の注入開始後、鋳型１を用いて実際に鋳片を鋳造する鋳造期間において、実際に短辺鋳型板２の面平均抜熱流束ｑを測定しながら、該測定された面平均抜熱流束ｑに応じて、短辺鋳型板２を上下移動させて、テーパ変化点Ｐの高さ位置（変化点位置ｘ）を微調整する。これにより、鋳造速度Ｖが定常速度になってから、面平均抜熱流束ｑの変動に追従して、変化点位置ｘをリアルタイムで適正値に変更できる。従って、面平均抜熱流束ｑの変動に柔軟に対応できるので、実際の鋳造期間において、上記非定常要因による面平均抜熱流束ｑの変動が生じても、変化点位置ｘを最適化して、高品質の鋳片を鋳造できる。
【０１２２】
以上のように、面平均抜熱流束ｑが変動した場合であっても、その面平均抜熱流束ｑに応じて鋳造中に変化点位置ｘを増減させることで、摩擦拘束力及び凝固均一度をほぼ一定に維持することができる。従って、面平均抜熱流束ｑの変動にかかわらず、摩擦拘束力及び凝固均一度の双方を適正範囲内に維持することができるので、鋳造中に凝固シェル１００の割れやブレークアウトを発生させることなく、高品質の鋳片を安定して鋳造できる。
【０１２３】
なお、上記図１３を用いた説明では、鋳片幅Ｗ１１００ｍｍ、上下テーパ比率４．０、トータルテーパ率１．６％／ｍ、鋳造速度Ｖ＝１．５ｍ／ｍｉｎの例を挙げて説明したが、変化点位置ｘと摩擦拘束力や凝固均一度との関係は、他の条件（例えば、鋳片幅２２００ｍｍ、上下テーパ比率２．５で例示可能）でもほぼ同一である。
【０１２４】
［７．連続鋳造装置の構成］
次に、上述した本実施形態に係る連続鋳造方法を実行する連続鋳造装置について説明する。図１４は、本実施形態に係る連続鋳造装置の構成を示す図である。なお、図１４では、説明の便宜上、連続鋳造装置の一側の短辺鋳型板２周辺の構成のみを示しているが、他側にも対称な構成を具備しているものとする。
【０１２５】
図１４に示すように、本実施形態に係る連続鋳造装置は、連続鋳造鋳型１（以下「鋳型１」ともいう。）と、短辺駆動機構４とを備える。鋳型１は、鋳造方向に相異なる２以上の短辺テーパ率（単位：％／ｍ）を有する一対の多段テーパ短辺鋳型板２と、当該一対の短辺鋳型板２をその幅方向両側から挟み込む一対の長辺鋳型板３（図１４では図示せず。図３参照。）とからなる。長辺鋳型板３及び短辺鋳型板２は、それぞれ２枚で１組を構成し、凝固シェル１０に面する側が水冷銅板２ａ、その反対面を鋼製のバックフレーム２ｂとすると良い。短辺鋳型板２の幅が鋳造する鋳片の厚みにほぼ等しく、一対の短辺鋳型板２の下端部の間隔が鋳造する鋳片の幅（鋳片幅）にほぼ等しい。短辺鋳型板２のテーパ面６は、テーパ率が大きい上テーパ面６Ｕと、テーパ率が小さい下テーパ面６Ｌとからなり（上テーパ率ＴＵ＞下テーパ率ＴＬ）、上テーパ面６Ｕと下テーパ面６Ｌの境界がテーパ変化点Ｐとなる。かかる一対の短辺鋳型板２を対向配置して一対の長辺鋳型板３で挟み込むことにより、矩形の鋳造空間を有する鋳型１が形成される。
【０１２６】
短辺駆動機構４は、例えば、短辺鋳型板２を水平移動又は傾動させるための２つのアクチュエータ７、８と、短辺鋳型板２を鋳造方向に移動（即ち、上下方向に昇降）させるための１つのアクチュエータ９と、これらアクチュエータ７、８、９を制御する制御装置５と、を備える。アクチュエータ７、８、９は、例えば図示のように、電動シリンダ、油圧シリンダなどを用いることができるが、かかる例に限定されず、短辺駆動機構は電動モータ等の任意の駆動装置を用いてもよい。
【０１２７】
水平移動及び傾動用の２つのアクチュエータ７、８はそれぞれ、可動基台２０の上面、下面にほぼ水平姿勢で設置される。該アクチュエータ７、８の先端はそれぞれ、短辺鋳型板２のバックフレーム２ｂの上部側、下部側に対して、ヒンジ部２１、２２により回動可能に連結される。かかる上下二段のアクチュエータ７、８は、短辺鋳型板２をバックフレーム２ｂ側から支持する。可動基台２０は、これらのアクチュエータ７、８を支持し、該可動基台２０の後端には連結部材２３が固定されている。連結部材２３は、水平部２３ａと垂直部２３ｂとからなり、Ｌ字形の断面形状を有する。
【０１２８】
アクチュエータ９は、この連結部材２３と固定基台２４との間に、ほぼ垂直姿勢で配設される。アクチュエータ９の上端は連結部材２３の水平部２３ａ下面側に対して、ヒンジ部２５により回動可能に連結され、アクチュエータ９の下端は固定基台２４の上面に対して、ヒンジ部２６により回動可能に連結される。このアクチュエータ９の上端と下端のヒンジ連結は、機構学的には必要条件ではなく、例えば、連結部材２３やガイド板２７、昇降ガイド部２８に十分な剛性があれば、図示のようなヒンジ連結を用いずに、アクチュエータ９の上端、下端を連結部材２３、固定基台２４に固定連結してもよい。
【０１２９】
また、固定基台２４の前面側には、ガイド板２７が起立配置されている。ガイド板２７は、上記連結部材２３の垂直部２３ｂの垂直方向の移動をガイドする機能を有する。かかるガイド板２７と、連結部材２３は、短辺鋳型板２の昇降をガイドするための昇降ガイド部２８として機能する。
【０１３０】
制御装置５は、図１５に示すように、入力部３１と、最適値演算部３２と、駆動制御部３３とを備える。入力部３１は、オペレータが操作するコンピュータ装置などで構成され、オペレータや各種のセンサから、連続鋳造に関する各種の操業条件の設定値が入力される。入力部３１は、上記入力された操業条件の設定値を最適値演算部３２に送る。最適値演算部３２は、入力部３１からの操業条件の設定値に基づいて、上記操業条件に応じた短辺鋳型板２の配置に関する最適値（例えば、２つの短辺鋳型板２間の幅、短辺鋳型板２の高さ位置、傾斜量など）を計算する。最適値演算部３２は、計算した最適値を駆動制御部３３に送る。駆動制御部３３は、最適値演算部３２からの最適値に基づいて、アクチュエータ７、８、９を駆動させるための制御量を計算し、その制御量をアクチュエータ７、８、９に出力する。アクチュエータ７、８、９は、制御装置５からの制御量に基づいて駆動する。
【０１３１】
次に、上記構成の短辺駆動機構４の動作について説明する。短辺駆動機構４の制御装置５は、上記入力された操業条件に基づいて短辺鋳型板２が適切な配置（短辺間の幅、高さ、傾き）となるように、アクチュエータ７、８、９を駆動させる。
【０１３２】
例えば、制御装置５は、アクチュエータ７、８を適切な量だけ駆動させることで、短辺鋳型板２を水平方向に移動させて、２つの短辺鋳型板２間の幅を制御したり、短辺鋳型板２を傾動させて、短辺鋳型板２の傾き（トータルテーパ率）を制御したりできる。上下２段のアクチュエータ７、８それぞれの運動によって短辺鋳型板２の位置を定めることにより、設定された鋳片幅Ｗ毎に、短辺鋳型板２のトータルテーパ率を所定の値に定めることができる。本実施形態では、現実的な操業形態の観点からは、鋳造中いずれの鋳片幅Ｗにおいても同一のトータルテーパ率とし、いずれの鋳片幅Ｗにおいても上下テーパ比率は、４以下となるように、短辺鋳型板２の水平位置及び傾きを制御することが好ましい。
【０１３３】
また、本実施形態に係る短辺駆動機構４は、上記のように短辺鋳型板２の水平駆動機構、傾斜駆動機構のみならず、短辺鋳型板２の昇降機構を備えていることを特徴としいている。即ち、短辺駆動機構４の制御装置５は、アクチュエータ９を操業条件に応じた適切な量だけ駆動させることで、短辺鋳型板２を鋳造方向に移動（つまり、上下方向に昇降）させて、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐの高さ、即ち、変化点位置ｘを制御することができる。
【０１３４】
詳細には、短辺駆動機構４の制御装置５は、上述した鋳造速度Ｖや溶鋼の種類（例えば炭素濃度Ｃ）、短辺鋳型板２の面平均抜熱流束ｑ等の操業条件に応じて、メニスカス位置に対する変化点位置ｘの適正値を計算し、変化点位置ｘが当該適正値となるような短辺鋳型板２の高さ位置を求め、さらに、短辺鋳型板２が当該高さ位置となるように、アクチュエータ９を駆動制御する。この結果、アクチュエータ９の駆動により、可動基台２３がガイド板２７によりガイドされながら上下動し、該可動基台２３にアクチュエータ７、８を介して連結された短辺鋳型板２が昇降して、上記高さ位置に位置づけられる。
【０１３５】
このようにして、短辺駆動機構４は、鋳造速度Ｖや溶鋼の種類、短辺鋳型板２の面平均抜熱流束ｑなどといった連続鋳造の操業条件に応じて鋳造中に短辺鋳型板２を鋳造方向の好適な位置に移動させることができる。よって、上述した本実施形態に係る連続鋳造方法を好適に実現できる。
【０１３６】
次に、図１６を参照して、上記連続鋳造装置の変更例について説明する。図１６は、本実施形態の変更例に係る連続鋳造装置の構成を示す図である。なお、図１６では、説明の便宜上、連続鋳造装置の一側の短辺鋳型板２周辺の構成のみを示しているが、他側にも対称な構成を具備しているものとする。
【０１３７】
図１６に示すように、本実施形態の変更例に係る連続鋳造装置も、図１４と同様に、一対の短辺鋳型板２と一対の長辺鋳型板３とからなる鋳型１と、短辺駆動機構４０とを具備する。短辺駆動機構４０は、例えば、短辺鋳型板２を水平移動又は傾動させるための２つのアクチュエータ４７、４８と、短辺鋳型板２を鋳造方向に移動（即ち、上下方向に昇降）させるための１つのアクチュエータ４９と、これらアクチュエータ４７、４８、４９を制御する制御装置５と、を備える。アクチュエータ４７、４８、４９は、例えば図示のように、電動シリンダ、油圧シリンダなどを用いることができるが、かかる例に限定されず、短辺駆動機構は電動モータ等の任意の駆動装置を用いてもよい。また、制御装置５の構成は図１５に示したものと同様である。
【０１３８】
水平移動及び傾動用の２つのアクチュエータ４７、４８はそれぞれ、固定基台５０上に支持フレーム５１により支持される。可動基台５２は、背面部５２ａと底部５２ｂと前面部５２ｃからなり、略コの字形の断面形状を有する。上記アクチュエータ４７、４８の先端はそれぞれ、可動基台５２の背面部５２ａの上部側、下部側に対して、ヒンジ部５３、５４により回動可能に連結される。一方、短辺鋳型板２の背面側には、連結部５５が取り付けられている。連結部材５５は、水平部５５ａと垂直部５５ｂとからなり、Ｌ字形の断面形状を有する。
【０１３９】
アクチュエータ４９は、連結部材５５と可動基台５２との間に、ほぼ垂直姿勢で配設される。アクチュエータ４９の上端は連結部材５５の水平部５５ａ下面側に対して、ヒンジ部５６により回動可能に連結され、アクチュエータ４９の下端は可動基台５２の底面部５２ｂの上面に対して、ヒンジ部５７により回動可能に連結される。なお、このアクチュエータ４９の上端及び下端のヒンジ連結についても、上述した図１４のアクチュエータ９と同様に、固定連結することも可能である。また、可動基台５２の前面側に起立配置された前面部５２ｃは、上記連結部材５５の垂直部５５ｂの垂直方向の移動をガイドするガイド板として機能する。かかる可動基台５２と、連結部材２３は、短辺鋳型板２の昇降をガイドするための昇降ガイド部５８として機能する。
【０１４０】
次に、上記構成の短辺駆動機構４０の動作について説明する。短辺駆動機構４０の制御装置５は、上記入力された操業条件に基づいて短辺鋳型板２が適切な配置（短辺間の幅、高さ、傾き）となるように、アクチュエータ４７、４８、４９を駆動させる。
【０１４１】
例えば、制御装置５は、アクチュエータ４７、４８を適切な量だけ駆動させることで、短辺鋳型板２を水平方向に移動させて、２つの短辺鋳型板２間の幅を制御したり、短辺鋳型板２を傾動させて、短辺鋳型板２の傾き（トータルテーパ率）を制御したりできる。また、図１６に示す短辺駆動機構４０も、図１４に示した短辺駆動機構４と同様、上記短辺鋳型板２の水平駆動機構、傾斜駆動機構のみならず、短辺鋳型板２の昇降機構を備えていることを特徴としいている。即ち、短辺駆動機構４０の制御装置５は、アクチュエータ４９を適切な量だけ駆動させることで、短辺鋳型板２を鋳造方向に移動（つまり、上下方向に昇降）させて、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐの高さ、即ち、変化点位置ｘを制御することができる。
【０１４２】
詳細には、短辺駆動機構４０の制御装置５は、上述した鋳造速度Ｖや溶鋼の種類（例えば炭素濃度Ｃ）、短辺鋳型板２の面平均抜熱流束ｑ等の操業条件に応じて、メニスカス位置に対する変化点位置ｘの適正値を計算し、変化点位置ｘが当該適正値となるような短辺鋳型板２の高さ位置を求め、さらに、短辺鋳型板２が当該高さ位置となるように、アクチュエータ４９を駆動制御する。この結果、アクチュエータ４９の駆動により、連結部材５５が固定基台５２の前面部５２ｂによりガイドされながら上下動し、該連結部材５５に連結された短辺鋳型板２が昇降して、上記高さ位置に位置づけられる。
【０１４３】
以上のようにして、図１６に示す短辺駆動機構４０も、図１４に示した短辺駆動機構４０と同様に、鋳造速度Ｖや溶鋼の種類、短辺鋳型板２の面平均抜熱流束ｑなどといった連続鋳造の操業条件に応じて鋳造中に短辺鋳型板２を鋳造方向の好適な位置に移動させることができる。よって、上述した本実施形態に係る連続鋳造方法を好適に実現できる。
【０１４４】
なお、連続鋳造中に鋳片幅Ｗを変更するに際しては、正常な鋳造を行いつつ鋳片幅Ｗを連続的に変更することが要請される。このような幅変更を実施している最中には、トータルテーパ率を変更して円滑な幅変更を実施することが必要となり、トータルテーパ率を一定に保持することはできない。
【０１４５】
上記本実施形態に係る連続鋳造装置は、鋳造可能最小鋳片幅が１１００ｍｍ以下から、鋳造可能最大鋳片幅が２２００ｍｍ以上まで、広範囲の幅を有する鋳片を鋳造することができる。例えば、鋳造可能最小鋳片幅が８００ｍｍあるいはそれ以下であると好ましく、例えば６００ｍｍが現実的である。鋳造可能最大鋳片幅は例えば２５００ｍｍが現実的である。
【０１４６】
［８．効果］
以上、本実施形態に係る連続鋳造方法とそれを実現する連続鋳造装置について説明した。本実施形態によれば、鋳造速度Ｖ又は溶融金属の種類（例えば炭素濃度Ｃ）、短辺鋳型板２の面平均抜熱流束ｑ等の操業条件に応じて、鋳造中に短辺鋳型板２を鋳造方向に移動（上下方向に昇降）させることにより、メニスカス位置１１に対して短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐの位置を上下動させ、変化点位置ｘを増減させる。これにより、鋳型１内のメニスカス位置１１を固定位置としたままで、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐの位置を上下動させて、鋳造速度Ｖ等の操業条件の変動に対応した適切な変化点位置ｘに位置づけることができる。
【０１４７】
従って、当該操業条件の変更前後で、相反関係にある凝固均一度及び摩擦拘束力の双方がほぼ一定値となるように制御できるので、上述した相反関係にある凝固均一度と摩擦拘束力の双方の制約を満足させつつ、鋳造速度等の操業条件の変更に対応することができる。よって、鋳造速度Ｖ等の鋳造条件にかかわらず、鋳片の凝固不均一を解消して、凝固シェル厚をブレークアウトの限界厚み以上に確保しつつ、表面割れ、内部割れのない高品質の鋳片を安定して鋳造することができる。
【０１４８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１４９】
例えば、上記実施形態では、多段テーパ短辺鋳型板として、２段テーパ短辺鋳型板の例を挙げて説明したが、３段テーパ以上の短辺鋳型板にも適用できる。
【０１５０】
また、上記実施形態では、凝固シェル１０の凝固均一度及び摩擦拘束力の双方に影響を及ぼす操業条件として、鋳造速度Ｖと溶鋼金属の炭素濃度Ｃ、短辺鋳型板２の面平均抜熱流束ｑの例を挙げ、鋳造速度Ｖ、炭素濃度Ｃ又は面平均抜熱流束ｑに応じて鋳造中に、短辺鋳型板２のテーパ変化点Ｐを上下させる例について説明したが、本発明は、かかる例に限定されない。例えば、当該操業条件として、スーパーヒート（溶鋼の加熱温度）、鋳片幅Ｗなどに応じて鋳造中に、短辺鋳型板のテーパ変化点を上下させてもよい。スーパーヒートが高いと、連続鋳造時の凝固シェルのシェル厚が薄くなる。そこで、スーパーヒートに応じて鋳造中に短辺鋳型板のテーパ変化点を上下させることで、鋳造限界の溶融金属の温度を上昇させることも可能となる。
【符号の説明】
【０１５１】
１  連続鋳造鋳型
２  多段テーパ短辺鋳型板
３  長辺鋳型板
４、４０  短辺駆動機構
５  制御装置
６  テーパ面
６Ｕ  上テーパ面
６Ｌ  下テーパ面
７、８、９、４７、４８、４９  アクチュエータ
１０  凝固シェル
１１  メニスカス位置
Ｐ  テーパ変化点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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