(57)【要約】【課題】鋳肌の状態が良好な鋳塊を鋳造することができるようにする。【解決手段】鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａの温度ＴＳ、および、接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａから鋳型２への通過熱流束ｑの少なくとも一方を制御することで、溶湯１２が凝固した凝固シェル１３の接触領域１６における厚みＤを所定の範囲内に収める。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタンまたはチタン合金を溶解させた溶湯を無底の鋳型内に注入して凝固させながら下方に引抜くことで、チタンまたはチタン合金からなる鋳塊を連続的に鋳造する連続鋳造方法であって、
前記鋳型と前記鋳塊との接触領域における前記鋳塊の表面部の温度、および、前記接触領域における前記鋳塊の表面部から前記鋳型への通過熱流束の少なくとも一方を制御することで、前記溶湯が凝固した凝固シェルの前記接触領域における厚みを所定の範囲内に収めることを特徴とするチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法。
【請求項２】
前記接触領域における前記鋳塊の表面部の温度ＴＳの平均値を８００℃＜ＴＳ＜１２５０℃の範囲に制御することを特徴とする請求項１に記載のチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法。
【請求項３】
前記接触領域における前記鋳塊の表面部から前記鋳型への通過熱流束ｑの平均値を５ＭＷ／ｍ２＜ｑ＜７．５ＭＷ／ｍ２の範囲に制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法。
【請求項４】
前記接触領域における前記凝固シェルの厚みＤを０．４ｍｍ＜Ｄ＜４ｍｍの範囲内に収めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法。
【請求項５】
前記チタンまたは前記チタン合金をコールドハース溶解させてなる前記溶湯を前記鋳型内に注入することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法。
【請求項６】
前記コールドハース溶解がプラズマアーク溶解であることを特徴とする請求項５に記載のチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チタンまたはチタン合金からなる鋳塊を連続的に鋳造する、チタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空アーク溶解や電子ビーム溶解によって溶融させた金属を無底の鋳型内に注入して凝固させながら下方に引抜くことで、鋳塊を連続的に鋳造することが行われている。
【０００３】
特許文献１には、チタンまたはチタン合金を不活性ガス雰囲気中でプラズマアーク溶解して鋳型内に注入して凝固させる、自動制御プラズマ溶解鋳造方法が開示されている。不活性ガス雰囲気中で行われるプラズマアーク溶解においては、真空中で行われる電子ビーム溶解とは異なり、純チタンだけでなく、チタン合金も鋳造することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３０７７３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、鋳造された鋳塊の鋳肌に凹凸や傷があると、圧延前に表面を切削する等の前処理が必要となり、歩留り低減や作業工数の増加の原因となる。そこで、鋳肌に凹凸や傷が無い鋳塊を鋳造することが求められる。
【０００６】
ここで、チタンからなる鋳塊の連続鋳造では、プラズマアークや電子ビームにより加熱される溶湯の湯面近傍（湯面から湯面下１０〜２０ｍｍ程度までの領域）においてのみ鋳型と鋳塊の表面とが接触しており、これより深い領域では鋳塊が熱収縮することで、鋳型との間にエアギャップが発生する。したがって、溶湯の湯面近傍における初期凝固部（溶湯が鋳型に触れて最初に凝固する部分）への入抜熱状況が鋳肌の性状に大きな影響を与えると推定され、溶湯の湯面近傍の入抜熱状態を適切に制御することで良好な鋳肌の鋳塊が得られると考えられる。
【０００７】
本発明の目的は、鋳肌の状態が良好な鋳塊を鋳造することが可能なチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明におけるチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法は、チタンまたはチタン合金を溶解させた溶湯を無底の鋳型内に注入して凝固させながら下方に引抜くことで、チタンまたはチタン合金からなる鋳塊を連続的に鋳造する連続鋳造方法であって、前記鋳型と前記鋳塊との接触領域における前記鋳塊の表面部の温度、および、前記接触領域における前記鋳塊の表面部から前記鋳型への通過熱流束の少なくとも一方を制御することで、前記溶湯が凝固した凝固シェルの前記接触領域における厚みを所定の範囲内に収めることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、鋳型と鋳塊との接触領域における鋳塊の表面部の温度、および、接触領域における鋳塊の表面部から鋳型への通過熱流束の少なくとも一方の値により、接触領域における凝固シェルの厚みが決定される。よって、接触領域における鋳塊の表面部の温度、および、接触領域における鋳塊の表面部から鋳型への通過熱流束の少なくとも一方を制御することで、接触領域における凝固シェルの厚みを、鋳塊の表面に欠陥が生じない所定の範囲内に収める。これにより、鋳塊の表面に欠陥が生じるのを抑制することができるから、鋳肌の状態が良好な鋳塊を鋳造することができる。
【００１０】
また、本発明におけるチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法においては、前記接触領域における前記鋳塊の表面部の温度ＴＳの平均値を８００℃＜ＴＳ＜１２５０℃の範囲に制御してよい。上記の構成によれば、鋳型と鋳塊との接触領域における鋳塊の表面部の温度ＴＳの平均値を８００℃＜ＴＳ＜１２５０℃の範囲に制御することで、鋳塊の表面に欠陥が生じるのを抑制することができる。
【００１１】
また、本発明におけるチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法においては、前記接触領域における前記鋳塊の表面部から前記鋳型への通過熱流束ｑの平均値を５ＭＷ／ｍ２＜ｑ＜７．５ＭＷ／ｍ２の範囲に制御してよい。上記の構成によれば、鋳型と鋳塊との接触領域における鋳塊の表面部から鋳型への通過熱流束ｑの平均値を５ＭＷ／ｍ２＜ｑ＜７．５ＭＷ／ｍ２の範囲に制御することで、鋳塊の表面に欠陥が生じるのを抑制することができる。
【００１２】
また、本発明におけるチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法においては、前記接触領域における前記凝固シェルの厚みＤを０．４ｍｍ＜Ｄ＜４ｍｍの範囲内に収めてよい。上記の構成によれば、鋳型と鋳塊との接触領域における凝固シェルの厚みＤを０．４ｍｍ＜Ｄ＜４ｍｍの範囲内に収めることで、凝固シェルが薄すぎるために強度不足により凝固シェルの表面が引きちぎられる「ちぎれ欠陥」の発生、および、成長した（厚くなった）凝固シェル上に溶湯が被る「湯被り欠陥」の発生を抑制することができる。
【００１３】
また、本発明におけるチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法においては、前記チタンまたは前記チタン合金をコールドハース溶解させてなる前記溶湯を前記鋳型内に注入してよい。また、前記コールドハース溶解がプラズマアーク溶解であってよい。上記の構成によれば、チタンまたはチタン合金をプラズマアーク溶解させることで、純チタンだけでなく、チタン合金も鋳造することができる。ここで、コールドハース溶解とは、プラズマアーク溶解や電子ビーム溶解を一例とする、これら溶解法の上位概念の溶解法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法によると、接触領域における凝固シェルの厚みを、鋳塊の表面に欠陥が生じない所定の範囲内に収めることで、鋳塊の表面に欠陥が生じるのを抑制することができるから、鋳肌の状態が良好な鋳塊を鋳造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】連続鋳造装置を示す斜視図である。
【図２】連続鋳造装置を示す断面図である。
【図３】連続鋳造装置を示す斜視図である。
【図４】表面欠陥の発生メカニズムを表す説明図である。
【図５】接触領域における温度と通過熱流束とを示すモデル図である。
【図６】鋳型を上方から見たモデル図である。
【図７】鋳型を上方から見たモデル図である。
【図８】連続鋳造試験で得られた鋳型測温結果と鋳型温度のシミュレーション結果との比較を示す図である。
【図９】通過熱流束と鋳塊表面温度との関係を示す図である。
【図１０】鋳塊表面温度と凝固シェルの厚みとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明においては、チタンまたはチタン合金をプラズマアーク溶解させる場合について説明する。
【００１７】
（連続鋳造装置の構成）
本実施形態によるチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法は、プラズマアーク溶解させたチタンまたはチタン合金の溶湯を無底の鋳型内に注入して凝固させながら下方に引抜くことで、チタンまたはチタン合金からなる鋳塊を連続的に鋳造する連続鋳造方法である。この連続鋳造方法を実施するチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造装置（連続鋳造装置）１は、斜視図である図１、および、断面図である図２に示すように、鋳型２と、コールドハース３と、原料投入装置４と、プラズマトーチ５と、スターティングブロック６と、プラズマトーチ７と、を有している。連続鋳造装置１のまわりは、アルゴンガスやヘリウムガス等からなる不活性ガス雰囲気にされている。
【００１８】
原料投入装置４は、コールドハース３内にスポンジチタンやスクラップ等のチタンまたはチタン合金の原料を投入する。プラズマトーチ５は、コールドハース３の上方に設けられており、プラズマアークを発生させてコールドハース３内の原料を溶融させる。コールドハース３は、原料が溶融した溶湯１２を注湯部３ａから鋳型２内に注入する。鋳型２は、銅製であって、無底で断面形状が円形に形成されており、円筒状の壁部の少なくとも一部の内部を循環する水によって冷却されるようになっている。スターティングブロック６は、図示しない駆動部によって上下動され、鋳型２の下側開口部を塞ぐことが可能である。プラズマトーチ７は、鋳型２内の溶湯１２の上方に設けられており、鋳型２内に注入された溶湯１２の湯面をプラズマアークで加熱する。
【００１９】
以上の構成において、鋳型２内に注入された溶湯１２は、水冷式の鋳型２との接触面から凝固していく。そして、鋳型２の下側開口部を塞いでいたスターティングブロック６を所定の速度で下方に引き下ろしていくことで、溶湯１２が凝固した円柱状の鋳塊１１が下方に引抜かれながら連続的に鋳造される。
【００２０】
ここで、真空雰囲気での電子ビーム溶解では微少成分が蒸発するために、チタン合金の鋳造は困難であるが、不活性ガス雰囲気でのプラズマアーク溶解では、純チタンだけでなく、チタン合金も鋳造することが可能である。
【００２１】
なお、連続鋳造装置１は、鋳型２内の溶湯１２の湯面に固相あるいは液相のフラックスを投入するフラックス投入装置を有していてもよい。ここで、真空雰囲気での電子ビーム溶解では、フラックスが飛散するのでフラックスを鋳型２内の溶湯１２に投入するのが困難である。これに対して、不活性ガス雰囲気でのプラズマアーク溶解では、フラックスを鋳型２内の溶湯１２に投入することができるという利点を有する。
【００２２】
また、本実施形態の連続鋳造方法を実施する連続鋳造装置２０１は、図３に示すように、断面矩形の鋳型２０２を用いてスラブ２１１を連続鋳造するものであってもよい。以下、断面円形の鋳型２と断面矩形の鋳型２０２とをまとめて鋳型２として説明し、鋳塊１１とスラブ２１１とをまとめて鋳塊１１として説明する。
【００２３】
（操業条件）
ところで、チタンまたはチタン合金からなる鋳塊１１を連続鋳造した際に、鋳塊１１の表面（鋳肌）に凹凸や傷があると、次工程である圧延過程で表面欠陥となる。そのため、圧延する前に鋳塊１１表面の凹凸や傷を切削等で取り除く必要があり、歩留まりの低下や作業工程の増加など、コストアップの要因となる。そのため、表面に凹凸や傷が無い鋳塊１１を鋳造することが求められる。
【００２４】
ここで、図４に示すように、チタンからなる鋳塊１１の連続鋳造においては、プラズマアークや電子ビームにより加熱される溶湯１２の湯面近傍（湯面から湯面下１０〜２０ｍｍ程度までの領域）においてのみ鋳型２と鋳塊１１（凝固シェル１３）の表面とが接触しており、これより深い領域では鋳塊１１が熱収縮することで、鋳型２との間にエアギャップ１４が発生する。そして、図４（ａ）に示すように、初期凝固部１５（溶湯１２が鋳型２に触れて最初に凝固する部分）への入熱が過多の場合、溶湯１２が凝固した凝固シェル１３が薄すぎるために強度不足により凝固シェル１３の表面が引きちぎられる「ちぎれ欠陥」が発生する。一方、図４（ｂ）に示すように、初期凝固部１５への入熱が不足すると、成長した（厚くなった）凝固シェル１３上に溶湯１２が被ることで「湯被り欠陥」が発生する。したがって、溶湯１２の湯面近傍における初期凝固部１５への入抜熱状況が鋳肌の性状に大きな影響を与えると推定され、溶湯１２の湯面近傍の入抜熱状態を適切に制御することで良好な鋳肌の鋳塊１１が得られると考えられる。
【００２５】
そこで、図５に示すように、純チタンの融点（１６８０℃）をＴＭ、鋳塊１１の表面部１１ａの温度をＴＳ、鋳型２の表面温度をＴｍ、鋳型２内を循環する冷却水の温度をＴＷ、凝固シェル１３の厚みをＤ、鋳型２の厚みをＬｍ、矢印で示す鋳塊１１の表面部１１ａから鋳型２への通過熱流束をｑとし、凝固シェル１３の熱伝導率をλＳ、接触領域１６における鋳型２と鋳塊１１との間の熱伝達率をｈ、鋳型２の熱伝導率をλｍとすると、通過熱流束ｑは以下のように表わせる。なお、接触領域１６とは、湯面から湯面下１０〜２０ｍｍ程度までのハッチングで図示された、鋳型２と鋳塊１１とが接触している領域である。
【００２６】
ｑ＝λＳ（ＴＭ−ＴＳ）／Ｄ＝ｈ（ＴＳ−Ｔｍ）＝λｍ（Ｔｍ−ＴＷ）／Ｌｍ  ・・・（式１）
【００２７】
上記の式１を整理すると、凝固シェル１３の厚みＤと鋳塊１１の表面部１１ａの温度ＴＳとの関係、および、凝固シェル１３の厚みＤと通過熱流束ｑとの関係が得られる。
【００２８】
Ｄ＝λＳ（ＴＭ−ＴＳ）（１／ｈ＋Ｌｍ／λｍ）／（ＴＳ−ＴＷ）  ・・・（式２）
Ｄ＝λＳ（ＴＭ−ＴＷ）／ｑ−λＳ（１／ｈ＋Ｌｍ／λｍ）  ・・・（式３）
【００２９】
これらの式から、鋳塊１１の表面部１１ａの温度ＴＳと通過熱流束ｑとの関係は以下のようになる。
【００３０】
ＴＳ＝（１／ｈ＋Ｌｍ／λｍ）ｑ＋ＴＷ  ・・・（式４）
【００３１】
上記の式２および式３から、凝固シェル１３の厚みＤは、溶湯１２の湯面近傍（鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６）における鋳塊１１の表面部１１ａの温度ＴＳまたは通過熱流束ｑの値により決定される。よって、制御すべきパラメータは、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａの温度ＴＳ、または、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａから鋳型２への通過熱流束ｑである。
【００３２】
そこで、本実施形態では、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａの温度ＴＳの平均値を８００℃＜ＴＳ＜１２５０℃の範囲に制御している。また、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａから鋳型２への通過熱流束ｑの平均値を５ＭＷ／ｍ２＜ｑ＜７．５ＭＷ／ｍ２の範囲に制御している。これにより、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における凝固シェル１３の厚みＤは０．４ｍｍ＜Ｄ＜４ｍｍの範囲内に収まる。
【００３３】
このように、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａの温度ＴＳの平均値、および、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａから鋳型２への通過熱流束ｑの平均値を上記の範囲にそれぞれ制御することで、後述するように、「ちぎれ欠陥」や「湯被り欠陥」の発生が抑制される。よって、鋳肌の状態が良好な鋳塊１１を鋳造することができる。
【００３４】
なお、本実施形態においては、接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａの温度ＴＳの平均値、および、接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａから鋳型２への通過熱流束ｑの平均値を制御すべきパラメータとしているが、どちらか一方のみでもよい。
【００３５】
また、本実施形態においては、純チタンからなる鋳塊１１の連続鋳造において制御すべきパラメータを設定しているが、この設定は、チタン合金からなる鋳塊１１の連続鋳造においても適用可能である。
【００３６】
また、図３に示す断面矩形の鋳型２０２においては、鋳型２０２の内周のすべての接触領域１６において、鋳塊１１の表面部１１ａの温度ＴＳの平均値および通過熱流束ｑの平均値が上記の範囲に設定されていることが好ましいが、鋳型２０２の長辺側の接触領域１６のみにおいて、鋳塊１１の表面部１１ａの温度ＴＳの平均値および通過熱流束ｑの平均値が上記の範囲に設定されていてもよい。即ち、鋳塊１１の短辺側は切削の可能性があるため、鋳型２０２の短辺側の接触領域１６においては、鋳塊１１の表面部１１ａの温度ＴＳの平均値および通過熱流束ｑの平均値が上記の範囲に設定されていなくてもよい。切削の可能性がある鋳塊１１の下端部（鋳造初期部）や上端部（鋳造最終部）についても同様である。
【００３７】
（鋳肌評価）
次に、鋳型形状、プラズマトーチ７の出力、プラズマトーチ７の中心位置、および、スターティングブロック６の引抜速度をパラメータとして、実験操業条件を１１種類に異ならせて、純チタンの連続鋳造試験を実施し、鋳肌の状態を評価した。この試験においては、鋳型２，２０２の上面図である図６に示すように、複数の熱電対３１を埋め込んだ鋳型２，２０２を用いた。ここで、熱電対３１はすべて溶湯１２の湯面から５ｍｍ下の位置に埋め込んだ。１１種類の実験操業条件を表１に示す。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
ここで、鋳型形状が丸型とは、図１に示す断面円形の鋳型２を指す。また、鋳型形状が矩形とは、図３に示す断面矩形の鋳型２０２を指す。また、「東１０ｍｍ片寄せ」の「東」とは、鋳型２，２０２の上面図である図７に示すように、「西」、「南」、「北」とともに断面丸型の鋳型２および断面矩形の鋳型２０２にそれぞれ設定された互いに直交する４つの方向の１つを指す。断面矩形の鋳型２０２において、東西方向は長手方向であり、南北方向は長手方向に直交する短手方向である。また、「鋳型中心」とは、鋳型２，２０２の中心にプラズマトーチ７の中心が位置していることを意味する。また、「東１０ｍｍ片寄せ」とは、図７に示すように、鋳型２，２０２の中心から東の方向に１０ｍｍずれた位置にプラズマトーチ７の中心が位置していることを意味する。
【００４０】
次に、連続鋳造試験で得られた鋳型測温データをもとに、流動凝固シミュレーションモデルを作成した。連続鋳造試験で得られた鋳型測温結果と鋳型温度のシミュレーション結果との比較を図８に示す。そして、シミュレーションにより、鋳塊１１の温度分布、鋳型２と鋳塊１１との間の通過熱流束、凝固シェル１３の形状などの熱指標の値を評価した。評価結果を表２に示す。
【００４１】
【表２】
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【００４２】
なお、「南」については東西断面に対して「北」と対称であると仮定しているため、データの抽出を行っていない。また、ｃａｓｅ１，５〜９については、２次元軸対称シミュレーションを行っているため、「東」でのデータのみを抽出している。
【００４３】
通過熱流束と鋳塊表面温度（鋳塊の表面部の温度）との関係を図９に示す。鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における鋳塊表面温度ＴＳの平均値が８００℃以下では、初期凝固部１５への入熱が不足し、成長した凝固シェル１３上に溶湯１２が被る「湯被り欠陥」が発生している。一方、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における鋳塊表面温度ＴＳの平均値が１２５０℃以上では、初期凝固部１５への入熱が過多となり、凝固シェル１３の薄い表面が引きちぎられる「ちぎれ欠陥」が発生している。そこで、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における鋳塊表面温度ＴＳの平均値を８００℃＜ＴＳ＜１２５０℃の範囲に制御することが好ましいことがわかる。
【００４４】
また、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａから鋳型２への通過熱流束ｑの平均値が５ＭＷ／ｍ２以下では、初期凝固部１５への入熱が不足し、成長した凝固シェル１３上に溶湯１２が被る「湯被り欠陥」が発生している。一方、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における通過熱流束ｑの平均値が７．５ＭＷ／ｍ２以上では、初期凝固部１５への入熱が過多となり、凝固シェル１３の薄い表面が引きちぎられる「ちぎれ欠陥」が発生している。そこで、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における通過熱流束ｑの平均値を５ＭＷ／ｍ２＜ｑ＜７．５ＭＷ／ｍ２の範囲に制御することが好ましいことがわかる。
【００４５】
また、鋳塊１１の表面部１１ａの温度と凝固シェル１３の厚みとの関係を図１０に示す。鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における凝固シェル１３の厚みＤが０．４ｍｍ以下では、凝固シェル１３が薄すぎるために強度不足により凝固シェル１３の表面が引きちぎられる「ちぎれ欠陥」が発生している。一方、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における凝固シェル１３の厚みＤが４ｍｍ以上では、成長した（厚くなった）凝固シェル１３上に溶湯１２が被ることで「湯被り欠陥」が発生している。そこで、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における凝固シェル１３の厚みＤを０．４ｍｍ＜Ｄ＜４ｍｍの範囲内に収めることが好ましいことがわかる。
【００４６】
（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係るチタンまたはチタン合金からなる鋳塊の連続鋳造方法によると、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａの温度、および、接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａから鋳型２への通過熱流束の少なくとも一方の値により、接触領域１６における凝固シェル１３の厚みが決定される。よって、接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａの温度、および、接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａから鋳型２への通過熱流束の少なくとも一方を制御することで、接触領域１６における凝固シェル１３の厚みを、鋳塊１１の表面に欠陥が生じない所定の範囲内に収める。これにより、鋳塊１１の表面に欠陥が生じるのを抑制することができるから、鋳肌の状態が良好な鋳塊１１を鋳造することができる。
【００４７】
また、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａの温度ＴＳの平均値を８００℃＜ＴＳ＜１２５０℃の範囲に制御することで、鋳塊１１の表面に欠陥が生じるのを抑制することができる。
【００４８】
また、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における鋳塊１１の表面部１１ａから鋳型２への通過熱流束ｑの平均値を５ＭＷ／ｍ２＜ｑ＜７．５ＭＷ／ｍ２の範囲に制御することで、鋳塊１１の表面に欠陥が生じるのを抑制することができる。
【００４９】
また、鋳型２と鋳塊１１との接触領域１６における凝固シェル１３の厚みＤを０．４ｍｍ＜Ｄ＜４ｍｍの範囲内に収めることで、凝固シェル１３が薄すぎるために強度不足により凝固シェル１３の表面が引きちぎられる「ちぎれ欠陥」の発生、および、成長した（厚くなった）凝固シェル１３上に溶湯１２が被る「湯被り欠陥」の発生を抑制することができる。
【００５０】
また、チタンまたはチタン合金をプラズマアーク溶解させることで、純チタンだけでなく、チタン合金も鋳造することができる。
【００５１】
（本実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【００５２】
例えば、本実施形態においては、チタンまたはチタン合金をプラズマアーク溶解する場合について説明したが、プラズマアーク溶解以外のコールドハース溶解、具体的には、電子ビーム加熱や誘導加熱、レーザ加熱等によりチタンまたはチタン合金を溶解させる場合にも本発明を適用可能である。
【００５３】
また、鋳型２と鋳塊１１との間にフラックス層を介在させる場合にも本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１，２０１  連続鋳造装置
２，２０２  鋳型
３  コールドハース
３ａ  注湯部
４  原料投入装置
５  プラズマトーチ
６  スターティングブロック
７  プラズマトーチ
９  フラックス
１１  鋳塊
１１ａ  表面部
１２  溶湯
１３  凝固シェル
１４  エアギャップ
１５  初期凝固部
１６  接触領域
３１  熱電対
２１１  スラブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
2014133257.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図４】
2014133257.tif 000012
【図５】
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【図６】
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