(57)【要約】  鋳型内壁面に鋳型銅板とは異なる熱伝導率を有する金属または非金属を充填した複数個の異種物質充填層を有する連続鋳造用鋳型の使用回数を延長する。  本発明の連続鋳造用鋳型は、少なくともメニスカスからメニスカスの下方２０ｍｍの位置までの領域の水冷式銅鋳型の内壁面の一部分または全体に設けられた凹部の内部に、水冷式銅鋳型を構成する鋳型銅板の熱伝導率とは異なる熱伝導率の金属または非金属が充填されて形成された複数個の異種物質充填層を有する連続鋳造用鋳型であって、凹部の鋳型銅板表面での形状は、当該凹部の任意の位置において、全ての方向に対して曲率を有する曲面である。
2018074406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水冷式銅鋳型により形成される連続鋳造用鋳型であって、
前記水冷式銅鋳型の内壁面において、少なくともメニスカスからメニスカスの下方２０ｍｍの位置までの領域の一部分または全体に設けられた凹部と、
前記凹部の内部に前記水冷式銅鋳型を構成する鋳型銅板の熱伝導率とは異なる熱伝導率の金属または非金属が充填されて形成された、複数個の異種物質充填層と、を有し、
前記凹部の鋳型銅板表面での形状は、全ての方向に対して曲率を有する曲面と、平面とからなる、連続鋳造用鋳型。
【請求項２】
水冷式銅鋳型により形成される連続鋳造用鋳型であって、
前記水冷式銅鋳型の内壁面において、少なくともメニスカスからメニスカスの下方２０ｍｍの位置までの領域の一部分または全体に設けられた凹部と、
前記凹部の内部に前記水冷式銅鋳型を構成する鋳型銅板の熱伝導率とは異なる熱伝導率の金属または非金属が充填されて形成された、複数個の異種物質充填層と、を有し、
前記凹部の鋳型銅板表面での形状は、前記凹部の任意の位置において、全ての方向に対して曲率を有する曲面である、連続鋳造用鋳型。
【請求項３】
前記凹部は、下記の（１）式を満足する曲率半径の曲面で形成される、請求項１または請求項２に記載の連続鋳造用鋳型。
ｄ／２＜Ｒ≦ｄ・・・（１）
但し、（１）式において、ｄは、鋳型銅板内壁面における凹部の最小開口幅（ｍｍ）、Ｒは、凹部の平均曲率半径（ｍｍ）である。
【請求項４】
前記曲率半径が一定の値である、請求項３に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項５】
前記凹部の鋳型銅板内壁面における開口形状が楕円形であり、且つ、相隣り合う全部の凹部が当接または連接していない、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項６】
前記凹部の鋳型銅板内壁面における開口形状が楕円形であり、且つ、相隣り合う全部の凹部または一部の凹部が当接または連接している、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項７】
前記凹部の鋳型銅板内壁面における開口形状が円形であり、且つ、相隣り合う全部の凹部が当接または連接していない、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項８】
前記凹部の鋳型銅板内壁面における開口形状が円形であり、且つ、相隣り合う全部の凹部または一部の凹部が当接または連接している、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の連続鋳造用鋳型を用い、タンディッシュ内の溶鋼を前記連続鋳造用鋳型に注入して溶鋼を連続鋳造する、鋼の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型内壁面のメニスカスを含む範囲に、鋳型銅板とは異なる熱伝導率を有する金属または非金属が充填された異種物質充填層を複数個有し、鋳型内での凝固シェルの不均一冷却に起因する鋳片表面割れを抑制して溶鋼を連続鋳造することのできる連続鋳造用鋳型、及び、この連続鋳造用鋳型を使用した鋼の連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造では、以下のように所定長さの鋳片が製造されている。鋳型内に注入された溶鋼が水冷式鋳型によって冷却され、鋳型との接触面で溶鋼が凝固して凝固層（以後、「凝固シェル」という）を生成する。この凝固シェルが、鋳型下流側に設置された水スプレーや気水スプレーによって冷却されながら内部の未凝固層とともに鋳型下方に連続的に引き抜かれる。この引き抜き過程で、水スプレーや気水スプレーによる冷却によって中心部まで凝固し、その後、ガス切断機などによって切断されて、所定長さの鋳片が製造されている。【０００３】
鋳型内における冷却が不均一になると、凝固シェルの厚みが鋳造方向及び鋳片幅方向で不均一となる。凝固シェルには、凝固シェルの収縮や変形に起因する応力が作用し、凝固初期においては、この応力が凝固シェルの薄肉部に集中し、この応力によって凝固シェルの表面に割れが発生する。この割れは、その後の熱応力や連続鋳造機のロールによる曲げ応力及び矯正応力などの外力によって拡大し、大きな表面割れとなる。凝固シェル厚みの不均一度が大きい場合には、鋳型内での縦割れとなり、この縦割れから溶鋼が流出するブレークアウトが発生する場合もある。鋳片表面に存在する割れは、次工程の圧延工程で鋼製品の表面欠陥となることから、鋳片の段階において、鋳片の表面を手入れして表面割れを除去することが必要となる。【０００４】
鋳型内の不均一凝固は、特に、炭素含有量が０．０８〜０．１７質量％の範囲内である、包晶反応を伴う鋼（中炭素鋼という）において発生しやすい。これは、包晶反応によるδ鉄（フェライト）からγ鉄（オーステナイト）への変態時の体積収縮による変態応力に起因する歪みによって凝固シェルが変形し、この変形により凝固シェルが鋳型内壁面から離れ、鋳型内壁面から離れた部位（以後、この鋳型内壁面から離れた部位を「デプレッション」という）の凝固シェル厚みが薄くなり、この部分に上記応力が集中することによって表面割れが発生すると考えられている。【０００５】
特に、鋳片引き抜き速度を増加した場合には、凝固シェルから鋳型冷却水への平均熱流束が増加、すなわち、凝固シェルが急速冷却され、熱流束の分布が不規則で且つ不均一になることから、鋳片表面割れの発生が増加傾向となる。具体的に、鋳片厚みが２００ｍｍ以上のスラブ連続鋳造機においては、鋳片引き抜き速度が１．５ｍ／ｍｉｎ以上になると表面割れが発生しやすくなる。【０００６】
従来、上記の包晶反応を伴う中炭素鋼の表面割れを抑制するために、特許文献１に提案されているように、結晶化しやすい組成のモールドパウダーを使用し、モールドパウダー層の熱抵抗を増大させて凝固シェルを緩冷却することが試みられている。これは、緩冷却により凝固シェルに作用する応力を低下させて表面割れを抑制することをねらった技術である。しかし、モールドパウダーによる緩冷却効果のみでは、十分な不均一凝固の改善は得られず、変態量の大きい鋼種では、表面割れの発生を防止することはできない。【０００７】
そこで、連続鋳造用鋳型自体を緩冷却化する手段が多数提案されている。【０００８】
特許文献２には、メニスカス近傍の鋳型内壁面に、深さ０．５〜１．０ｍｍ、幅０．５〜１．０ｍｍの格子状の溝を設置し、この溝によって凝固シェルと鋳型との間に強制的にエアギャップを形成させ、これにより、凝固シェルの緩冷却を図り、表面歪みを分散させ、鋳片の縦割れを防止する技術が提案されている。しかし、この技術では、モールドパウダーが溝に侵入しないようにするために溝の幅及び深さを小さくする必要があり、一方、鋳型内壁面は鋳片との接触によって摩耗することから、鋳型内壁面に設けた溝が浅くなり、緩冷却効果が低減するという問題点、つまり、緩冷却効果が持続しないという問題点がある。【０００９】
特許文献３には、鋳型内壁面に縦溝と横溝とを設け、これらの縦溝及び横溝の内部にモールドパウダーを流入させて、鋳型を緩冷却化する技術が提案されている。しかし、この技術では、モールドパウダーの溝部への流入が不十分で溝部に溶鋼が侵入したり、溝部に充填されていたモールドパウダーが鋳造中に剥がれ、その部位に溶鋼が侵入したりすることにより、拘束性ブレークアウトが発生するおそれがあるという問題点がある。【００１０】
このように、鋳型内壁面に溝を形成し、溝によってエアギャップを形成する技術及び溝にモールドパウダーを流入させる技術では、安定した緩冷却効果が得られない。これに対して、鋳型内壁面に形成した凹部に、鋳型銅板とは異なる熱伝導率を有する金属または非金属を充填し、凝固シェルに規則的な熱伝達分布を与える手段が提案されている。凹部に金属または非金属を充填することで、溝部への溶鋼の侵入によって発生する拘束性ブレークアウトは未然に解消される。【００１１】
特許文献４及び特許文献５には、規則的な熱伝達分布を与えることによって不均一凝固量を減らす目的で、鋳型内壁面に溝加工（縦溝、格子溝）を施し、この溝に低熱伝導金属やセラミックスを充填する技術が提案されている。しかし、この技術では、縦溝または格子溝と銅（鋳型）との境界面、及び、格子部の直交部において、凹部に充填する物質と銅との熱歪差による応力が作用し、鋳型銅板表面に割れが発生するという問題点がある。【００１２】
特許文献６及び特許文献７には、特許文献４及び特許文献５における問題点を解決するために、鋳型内壁面に円形または擬似円形の凹部を形成し、この凹部に低熱伝導金属やセラミックスを充填する技術が提案されている。特許文献６及び特許文献７では、凹部の平面形状を円形または擬似円形とするので、凹部に充填する物質と鋳型銅板との境界面は曲面状となり、境界面で応力が集中しにくく、鋳型銅板表面に割れが発生しにくいという利点が得られる。【００１３】
更に、特許文献８には、特許文献４、５、６、７に開示されるような、鋳型内壁面に円形、疑似円形、縦溝、横溝または格子溝の凹部を形成し、この凹部に鋳型銅板とは異なる熱伝導率を有する物質を充填させた異種物質充填層を有する連続鋳造用鋳型において、前記異種物質充填層を形成する物質と鋳型銅板との間に隙間（空隙）が生じることを防止するために、凹部の底壁と凹部の側壁とが交差する部位に、円弧状の丸め部を設ける技術、及び、凹所の側壁に、底壁へ向けて先細り断面形状となるテーパーを設ける技術が提案されている。特許文献８によれば、鍍金処理によって異種物質充填層を形成する場合も、溶射処理によって異種物質充填層を形成する場合も、充填物質を凹部にまんべんなく付着・堆積させることができ、異種物質充填層の剥離が防止されるのみならず、鋳型内の抜熱を所望する範囲に制御できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００５−２９７００１号公報
【特許文献２】特開平１−２８９５４２号公報
【特許文献３】特開平９−２７６９９４号公報
【特許文献４】特開平２−６０３７号公報
【特許文献５】特開平７−２８４８９６号公報
【特許文献６】特開２０１５−６６９５号公報
【特許文献７】特開２０１５−５１４４２号公報
【特許文献８】特開２０１４−１８８５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記のように、特許文献６、７、８などによって、連続鋳造用鋳型の緩冷却化技術が進歩し、中炭素鋼鋳片の表面割れは軽減されている。【００１６】
しかしながら、特許文献８の技術を適用しても、鋳型内壁面に鋳型銅板とは異なる熱伝導率を有する金属または非金属を充填した異種物質充填層を有する連続鋳造用鋳型の寿命は、異種物質充填層を有していない連続鋳造用鋳型に比較して短い。連続鋳造用鋳型は高価であり、使用回数が短いことは、製造コストの上昇につながる。連続鋳造用鋳型の交換には数時間の作業時間を要し、使用回数が短いことは、連続鋳造操業の稼働率を低下させる要因にもなっている。【００１７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、鋳型内壁面に鋳型銅板とは異なる熱伝導率を有する金属または非金属を充填した複数個の異種物質充填層を有する連続鋳造用鋳型において、従来の使用回数に比較して使用回数を延長できる連続鋳造用鋳型を提供することであり、この連続鋳造用鋳型を使用した鋼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】
【００１８】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［１］水冷式銅鋳型により形成される連続鋳造用鋳型であって、前記水冷式銅鋳型の内壁面において、少なくともメニスカスからメニスカスの下方２０ｍｍの位置までの領域の一部分または全体に設けられた凹部と、前記凹部の内部に前記水冷式銅鋳型を構成する鋳型銅板の熱伝導率とは異なる熱伝導率の金属または非金属が充填されて形成された、複数個の異種物質充填層と、を有し、前記凹部の鋳型銅板表面での形状は、全ての方向に対して曲率を有する曲面と、平面とからなる、連続鋳造用鋳型。
［２］水冷式銅鋳型により形成される連続鋳造用鋳型であって、前記水冷式銅鋳型の内壁面において、少なくともメニスカスからメニスカスの下方２０ｍｍの位置までの領域の一部分または全体に設けられた凹部と、前記凹部の内部に前記水冷式銅鋳型を構成する鋳型銅板の熱伝導率とは異なる熱伝導率の金属または非金属が充填されて形成された、複数個の異種物質充填層と、を有し、前記凹部の鋳型銅板表面での形状は、前記凹部の任意の位置において、全ての方向に対して曲率を有する曲面である、連続鋳造用鋳型。
［３］前記凹部は、下記の（１）式を満足する曲率半径の曲面で形成される、［１］または［２］に記載の連続鋳造用鋳型。
ｄ／２＜Ｒ≦ｄ・・・（１）
但し、（１）式において、ｄは、鋳型銅板内壁面における凹部の最小開口幅（ｍｍ）、Ｒは、凹部の平均曲率半径（ｍｍ）である。
［４］前記曲率半径が一定の値である、［３］に記載の連続鋳造用鋳型
［５］前記凹部の鋳型銅板内壁面における開口形状が楕円形であり、且つ、相隣り合う全部の凹部が当接または連接していない、［１］から［４］の何れか１つに記載の連続鋳造用鋳型。
［６］前記凹部の鋳型銅板内壁面における開口形状が楕円形であり、且つ、相隣り合う全部の凹部または一部の凹部が当接または連接している、［１］から［４］の何れか１つに記載の連続鋳造用鋳型。
［７］前記凹部の鋳型銅板内壁面における開口形状が円形であり、且つ、相隣り合う全部の凹部が当接または連接していない、［１］から［４］の何れか１つに記載の連続鋳造用鋳型。
［８］前記凹部の鋳型銅板内壁面における開口形状が円形であり、且つ、相隣り合う全部の凹部または一部の凹部が当接または連接している、［１］から［４］の何れか１つに記載の連続鋳造用鋳型。
［９］［１］から［８］の何れか１つに記載の連続鋳造用鋳型を用い、タンディッシュ内の溶鋼を前記連続鋳造用鋳型に注入して溶鋼を連続鋳造する、鋼の連続鋳造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、水冷式銅鋳型の内壁面に複数個の異種物質充填層を有する連続鋳造用鋳型において、異種物質充填層を構成する凹部の鋳型銅板表面での形状が全ての方向に対して曲率を有する曲面と平面とからなる、または、任意の位置において全ての方向に対して曲率を有する曲面であるので、異種物質充填層と接触する鋳型銅板表面に応力が集中することを抑制できる。これによって、鋳型銅板での亀裂発生が抑制され、異種物質充填層を有する連続鋳造用鋳型の使用回数を延長できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本実施形態に係る連続鋳造用鋳型の一部を構成する鋳型長辺銅板であって、内壁面側に異種物質充填層が形成された鋳型長辺銅板を内壁面側から見た概略側面図である。
【図２】図２は、図１に示す鋳型長辺銅板のＸ−Ｘ’断面図である。
【図３】図３は、鋳型銅板よりも熱伝導率の低い物質が充填されて形成された異種物質充填層を有する鋳型長辺銅板の三箇所の位置における熱抵抗を、異種物質充填層の位置に対応して概念的に示す図である。
【図４】図４は、鋳型長辺銅板の内壁面に鋳型表面の保護のための鍍金層を設けた例を示す概略図である。
【図５】図５は、凹部の鋳型銅板表面での形状が全ての方向に対して曲率を有する曲面である凹部を備えた鋳型長辺銅板の概略図である。
【図６】図６は、凹部の鋳型銅板表面での形状がその一部に曲率のない形状である凹部を備えた鋳型長辺銅板の概略図である。
【図７】図７は、熱疲労試験の結果を示すグラフである。
【図８】図８は、銅板試験片に亀裂が発生したときの熱サイクル数に及ぼす凹部の平均曲率半径の影響を示すグラフである。
【図９】図９は、スラブ鋳片の表面割れ個数密度の調査結果を示すグラフである。
【図１０】図１０は、スラブ鋳片の表面割れ個数密度に及ぼす凹部の平均曲率半径の影響を示すグラフである。
【図１１】図１１は、異種物質充填層の配置例を示す概略図である。
【図１２】図１２は、本発明例１〜２０、比較例１〜５及び従来例におけるスラブ鋳片の表面割れ個数密度を示すグラフである。
【図１３】図１３は、本発明例１〜２０、比較例１〜５及び従来例における鋳型銅板表面の亀裂個数指数を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１は、本実施形態に係る連続鋳造用鋳型の一部を構成する鋳型長辺銅板であって、内壁面側に異種物質充填層が形成された鋳型長辺銅板を内壁面側から見た概略側面図である。図２は、図１に示す鋳型長辺銅板のＸ−Ｘ’断面図である。
【００２２】
図１に示す連続鋳造用鋳型は、スラブ鋳片を鋳造するための連続鋳造用鋳型の例である。スラブ鋳片用の連続鋳造用鋳型は、一対の鋳型長辺銅板（純銅製または銅合金製）と一対の鋳型短辺銅板（純銅製または銅合金製）とを組み合わせて構成される。図１は、そのうちの鋳型長辺銅板を示している。鋳型短辺銅板も鋳型長辺銅板と同様に、その内壁面側に異種物質充填層が形成されるとして、鋳型短辺銅板についての説明は省略する。鋳型短辺銅板と鋳型長辺銅板とを、単に鋳型銅板と総称することがある。スラブ鋳片においては、スラブ厚みに対してスラブ幅が極めて大きいという形状に起因して、鋳片長辺面側の凝固シェルで応力集中が起こりやすく、鋳片長辺面側で表面割れが発生しやすい。したがって、スラブ鋳片用の連続鋳造用鋳型の鋳型短辺銅板には、異種物質充填層を設置しなくてもよい。
【００２３】
図１に示すように、鋳型長辺銅板１における定常鋳込み時のメニスカスの位置よりも長さＱ（長さＱは、ゼロ以上の任意の値）離れた上方の位置から、メニスカスよりも長さＬ（長さＬは２０ｍｍ以上の任意の値）離れた下方の位置までの鋳型長辺銅板１の内壁面の範囲には、複数個の異種物質充填層３が形成されている。「定常鋳込み」とは、連続鋳造用鋳型への溶鋼注入が開始された後、一定の鋳造速度を維持した巡航状態となった状態をいう。定常鋳込み時では、スライディングノズルによりタンディッシュから鋳型への溶鋼の注入速度が自動制御され、メニスカス位置が一定になるように制御される。図１では、鋳型長辺銅板１の内壁面における開口形状が円形である異種物質充填層３の最小開口幅（直径）をｄとし、異種物質充填層同士の間隔をＰとして表示している。
【００２４】
この異種物質充填層３は、図２に示すように、鋳型長辺銅板１の内壁面側にそれぞれ加工された凹部２の内部に、鋳型長辺銅板１の熱伝導率とは異なる熱伝導率を有する金属または非金属が、鍍金処理、溶射処理、焼き嵌め処理などによって充填されて形成されたものである。図２における符号４は、鋳型冷却水の流路を構成する、鋳型長辺銅板１の背面側に設置されたスリットである。符号５は、鋳型長辺銅板１の背面と密着するバックプレートであり、バックプレート５で開口側を閉ざされたスリット４を通る鋳型冷却水によって、鋳型長辺銅板１は冷却される。
【００２５】
「メニスカス」とは「鋳型内溶鋼湯面」であり、非鋳造中にはその位置は明確でないが、通常の鋼の連続鋳造操業では、メニスカス位置を鋳型銅板の上端から５０ｍｍないし２００ｍｍ程度下方の位置としている。したがって、メニスカス位置が鋳型長辺銅板１の上端から５０ｍｍ下方の位置であっても、上端から２００ｍｍ下方の位置であっても、長さＱ及び長さＬが、以下に説明する本実施形態の条件を満足するように異種物質充填層３を配置する。
【００２６】
凝固シェルの初期凝固への影響を勘案すれば、異種物質充填層３の設置領域は、少なくとも、メニスカスからメニスカスの下方２０ｍｍの位置までの領域とする必要があり、したがって、長さＬは、２０ｍｍ以上とする必要がある。
【００２７】
連続鋳造用鋳型による抜熱量は、メニスカス位置近傍が他の部位に比べて高い。つまり、メニスカス位置近傍の熱流束は、他の部位の熱流束に比較して高い。本発明者らによる実験の結果、鋳型への冷却水の供給量や鋳片引き抜き速度にもよるが、メニスカスから３０ｍｍ下方の位置では、熱流束が１．５ＭＷ／ｍ２を下回るものの、メニスカスから２０ｍｍ下方の位置では、熱流束は、概ね１．５ＭＷ／ｍ２以上となる。
【００２８】
本実施形態では、鋳片に表面割れの発生しやすい高速鋳造時や中炭素鋼の鋳造時においても、鋳片表面割れの発生を防止するために、異種物質充填層３を設置して、メニスカス位置近傍の鋳型内壁面において、熱抵抗を変動させている。異種物質充填層３を設置することによって熱流束の周期的な変動を十分に確保し、これによって鋳片表面割れの発生を防止している。このような、初期凝固への影響を勘案すれば、少なくとも、熱流束の大きいメニスカスから２０ｍｍ下方の位置までは、異種物質充填層３を配置する必要がある。長さＬが２０ｍｍ未満の場合には、鋳片表面割れの防止効果が不十分になる。長さＬの上限はなく、鋳型下端まで異種物質充填層３を設置しても構わない。
【００２９】
一方、異種物質充填層３の上端部の位置は、メニスカスと同一位置またはメニスカス位置よりも上方である限り、どこの位置であってもよい。図１に示す長さＱは、ゼロ以上の任意の値で構わない。但し、メニスカスは、鋳造中に異種物質充填層３の設置領域に存在する必要があり、メニスカスは鋳造中に上下方向に変動する。このため、異種物質充填層３の上端部が常にメニスカスよりも上方位置となるように、設定されるメニスカス位置よりも１０ｍｍ程度上方位置まで、望ましくは２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度上方位置まで、異種物質充填層３を設置することが好ましい。
【００３０】
凹部２の内部に充填する金属または非金属の熱伝導率は、一般的には、鋳型長辺銅板１を構成する純銅または銅合金の熱伝導率よりも低いが、例えば、鋳型長辺銅板１を熱伝導率の低い銅合金で構成した場合には、充填される金属または非金属の熱伝導率の方が高くなることもある。充填する物質が金属の場合には、鍍金処理または溶射処理によって充填し、充填する物質が非金属の場合には、溶射処理、または、凹部２の形状に合わせて加工した非金属を凹部２に嵌め込む（焼き嵌め）などして充填する。
【００３１】
図３は、鋳型銅板よりも熱伝導率の低い物質が充填されて形成された異種物質充填層３を有する鋳型長辺銅板１の三箇所の位置における熱抵抗を、異種物質充填層３の位置に対応して概念的に示す図である。図３に示すように、異種物質充填層３の設置位置では熱抵抗が相対的に高くなる。
【００３２】
複数の異種物質充填層３を、メニスカス位置を含んでメニスカス近傍の連続鋳造用鋳型の幅方向及び鋳造方向に設置することにより、図３に示すように、メニスカス近傍の鋳型幅方向及び鋳造方向における連続鋳造用鋳型の熱抵抗が規則的且つ周期的に増減する。これによって、メニスカス近傍、つまり、凝固初期での凝固シェルから連続鋳造用鋳型への熱流束が規則的且つ周期的に増減する。鋳型銅板よりも熱伝導率の高い物質を充填して異種物質充填層３を形成した場合には、図３とは異なり、異種物質充填層３の設置位置で熱抵抗が相対的に低くなるが、この場合も同様に、メニスカス近傍の鋳型幅方向及び鋳造方向における連続鋳造用鋳型の熱抵抗が規則的且つ周期的に増減する。
【００３３】
この熱流束の規則的且つ周期的な増減により、δ鉄からγ鉄への変態によって発生する応力や熱応力が低減し、これらの応力によって生じる凝固シェルの変形が小さくなる。凝固シェルの変形が小さくなることで、デプレッションの発生が抑制され、凝固シェルの変形に起因する不均一な熱流束分布が均一化され、且つ、発生する応力が分散されて個々の歪量が小さくなる。その結果、凝固シェル表面における表面割れの発生が抑制される。
【００３４】
本発明では、鋳型銅板として純銅または銅合金を使用する。鋳型銅板として使用する銅合金としては、一般的に連続鋳造用鋳型銅板として使用される、クロム（Ｃｒ）やジルコニウム（Ｚｒ）などを微量添加した銅合金を用いる。純銅の熱伝導率は３９８Ｗ／(ｍ×Ｋ)であるのに対し、銅合金の熱伝導率は、一般的に、純銅よりも熱伝導率が低く、純銅の略１／２の熱伝導率を有する銅合金も連続鋳造用鋳型として使用されている。
【００３５】
凹部２に充填する物質としては、その熱伝導率が鋳型銅板の熱伝導率に対して８０％以下、または、１２５％以上である物質を使用することが好ましい。充填する物質の熱伝導率が、鋳型銅板の熱伝導率に対して８０％よりも大きい、または、１２５％よりも小さいと、異種物質充填層３による熱流束の周期的な変動の効果が不十分となり、鋳片表面割れの発生しやすい高速鋳造時や中炭素鋼の鋳造時において、鋳片表面割れの抑制効果が不十分になる。
【００３６】
本実施形態において、凹部２に充填する物質は、特にその種類を特定しなくてよい。但し、参考までに充填物質として使用可能な金属を挙げれば、ニッケル（Ｎｉ、熱伝導率；９０Ｗ／(ｍ×Ｋ)）、クロム（Ｃｒ、熱伝導率；６７Ｗ／(ｍ×Ｋ)）、コバルト（Ｃｏ、熱伝導率；７０Ｗ／(ｍ×Ｋ)）、及び、これら金属を含有する合金などが好適である。これらの金属や合金は、純銅及び銅合金よりも熱伝導率が低く、鍍金処理や溶射処理によって容易に凹部２に充填できる。凹部２への充填物質として使用可能な非金属としては、ＢＮ、ＡｌＮ、ＺｒＯ２などのセラミックスが好適である。これらは、低熱伝導率であるので、充填物質として好適である。
【００３７】
図４は、鋳型長辺銅板の内壁面に鋳型表面の保護のための鍍金層を設けた例を示す概略図である。本実施形態においては、図４に示すように、異種物質充填層３を形成させた鋳型銅板の内壁面に、凝固シェルによる磨耗や熱履歴による鋳型表面の割れを防止することを目的として、鍍金層６を設けることが好ましい。この鍍金層６は、一般的に用いられるニッケルまたはニッケルを含有する合金、例えば、ニッケル−コバルト合金（Ｎｉ−Ｃｏ合金）やニッケル−クロム合金（Ｎｉ−Ｃｒ合金）などを鍍金処理することで得られる。
【００３８】
このようして構成される、メニスカスを含む範囲に複数個の異種物質充填層３を有する連続鋳造用鋳型において、鋳型寿命を延長させることを検討した。主に、鋳型銅板と異種物質充填層３とが接触する界面の鋳型銅板側に亀裂が発生し、この亀裂が拡大する速度に鋳型寿命が影響されることから、鋳型銅板側の界面に、亀裂が生じないようにすることを検討した。
【００３９】
種々検討の結果、凹部２に角部が存在すると、この角部に応力が集中して鋳型銅板側に亀裂が発生し易くなると考え、凹部２の内面形状を滑らかな形状とすることを検討した。
【００４０】
具体的には、図５に示すように、凹部２の鋳型銅板表面での形状を、凹部２の任意の位置において、全ての方向に対して曲率を有する曲面とすることを検討した。この形状に対し、比較の形状としては、図６に示すように、凹部２の側面２ａがテーパーを有する直円錐体の一部で、且つ、底面２ｂが平坦である形状（特許文献８を参照）を比較の形状とした。つまり、凹部２の鋳型銅板表面での形状が、その一部に曲率を有していない形状を比較の形状とした。図５及び図６に示す凹部２は、鋳型銅板内壁面における凹部２の開口形状が円形である。
【００４１】
図５に示す形状の凹部２を有する銅板試験片（熱伝導率；３６０Ｗ／(ｍ×Ｋ)）、及び、図６に示す形状の凹部２を有する銅板試験片（熱伝導率；３６０Ｗ／(ｍ×Ｋ)）を作製し、熱疲労試験（ＪＩＳ（日本工業規格）２２７８、高温側：７００℃、低温側：２５℃）を実施し、銅板試験片の表面に亀裂が発生したときの熱サイクル数によって鋳型寿命を評価した。熱疲労試験においては、銅板試験片の表面に亀裂が発生したときの熱サイクル数が多いほど鋳型寿命は長くなる。試験では、凹部２に純ニッケル（熱伝導率；９０Ｗ／(ｍ×Ｋ)）を充填して異種物質充填層３を形成した銅板試験片と、異種物質充填層３を備えていない銅板試験片とを用いた。
【００４２】
図５は、凹部２の鋳型銅板表面での形状が全ての方向に対して曲率を有する曲面である凹部２を備えた鋳型長辺銅板１の概略図であり、図５（Ａ）は斜視図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す鋳型長辺銅板のＺ−Ｚ’断面図である。図６は、凹部２の鋳型銅板表面での形状がその一部に曲率のない形状である凹部２を備えた鋳型長辺銅板１の概略図であり、図６（Ａ）は斜視図で、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す鋳型長辺銅板のＺ−Ｚ’断面図である。図６に示す凹部２は、底面２ｂが平坦であるのみならず、側面２ａも凹部２の深さ方向では曲率を有していない。
【００４３】
図７は、熱疲労試験の結果を示すグラフである。図７に示すように、凹部２の鋳型銅板表面での形状が全ての方向に対して曲率を有する曲面である場合の亀裂が発生したときの熱サイクル数は、異種物質充填層３を備えていない銅板試験片と同等の熱サイクル数であり、異種物質充填層３を備えていない場合と同等の鋳型寿命であることが確認できた。これに対して、凹部２の鋳型銅板表面での形状がその一部に曲率を有していない場合の鋳型寿命は、異種物質充填層３を備えていない場合の約１／２であることがわかった。凹部２の鋳型銅板表面での形状が底面と側面の交点にＲを設けただけの場合には、垂直部分の形状が変わらないために寿命は５／８程度の改善に留まった。この結果から、異種物質充填層３と鋳型銅板との界面を、全ての方向に対して曲率を有する曲面とすることで、耐亀裂発生性に優れ、鋳型寿命が向上することがわかった。
【００４４】
更に、全ての方向に対して曲率を有する曲面で形成される凹部２の最小開口幅である異種物質充填層３の銅板壁面における直径を５ｍｍ及び６ｍｍの２水準とし、凹部２を形成する平均曲率半径が異なる凹部２を有する銅板試験片（熱伝導率；３６０Ｗ／（ｍ×Ｋ））を作製し、上記の熱疲労試験（ＪＩＳ２２７８、高温側：７００℃、低温側：２５℃）を実施し、銅板試験片の表面に亀裂が発生したときの熱サイクル数に及ぼす凹部２の平均曲率半径の影響を調査した。銅板壁面における凹部２の開口形状は全て円形とした。試験では、凹部２に純ニッケル（熱伝導率；９０Ｗ／（ｍ×Ｋ））を充填して異種物質充填層３を形成した。凹部２の曲面の曲率は、ＣＮＣ３次元測定機で測定してデジタルデータとして蓄積し、これをもとに各測定点での水平方向と垂直方向の曲率半径を求めた。平均曲率半径は、求めた曲率半径の総和を、求めた曲率半径の個数で除することで算出した。曲率半径が無限大となったデータは除外して平均曲率半径を算出した。
【００４５】
図８は、銅板試験片に亀裂が発生したときの熱サイクル数に及ぼす凹部の平均曲率半径の影響を示すグラフである。図８に示すように、凹部２を形成する平均曲率半径が凹部２の最小開口幅ｄの１／２よりも大きい場合に、銅板試験片の表面に亀裂が発生したときの熱サイクル数が大きく、鋳型寿命がより一層長くなることが確認できた。凹部２を形成する平均曲率半径が凹部２の最小開口幅ｄの１／２以下の場合は、異種物質充填層３と鋳型銅板との界面の応力が大きくなり、亀裂が発生し易くなると考えられる。
【００４６】
上記結果を踏まえ、更に、実機スラブ連続鋳造機で試験を実施した。この実機試験では、主に、スラブ鋳片の表面疵の発生状況を調査した。実機試験では、図５に示す凹部２を備えた鋳型長辺銅板１を有する連続鋳造用鋳型、図６に示す凹部２を備えた鋳型長辺銅板１を有する連続鋳造用鋳型、及び、異種物質充填層３を備えていない鋳型長辺銅板を有する連続鋳造用鋳型の３水準で試験した。試験では、鋳型長辺銅板１としては、熱伝導率が３６０Ｗ／(ｍ×Ｋ)の銅合金を使用し、凹部２に充填する物質としては、熱伝導率が９０Ｗ／(ｍ×Ｋ)の純ニッケルを使用し、長さＱは５０ｍｍ、長さＬは２００ｍｍとした。
【００４７】
図９は、スラブ鋳片の表面割れ個数密度の調査結果を示すグラフである。図９に示すように、凹部２の鋳型銅板表面での形状が、図５に示すような全ての方向に対して曲率を有する曲面であっても、図６に示すような凹部２の一部が曲率を有していない形状であっても、異種物質充填層３を備えた銅鋳型である限り、スラブ鋳片の表面割れ個数密度は、異種物質充填層３を備えていない銅鋳型を使用した場合と比較して大幅に低減することが確認できた。この結果から、異種物質充填層３を設置することで、スラブ鋳片の表面割れを効果的に軽減できることがわかった。
【００４８】
更に、銅板内壁面における凹部２の開口形状が円形で、凹部２の鋳型銅板表面での形状が全ての方向に対して曲率を有する曲面である凹部２を有する鋳型長辺銅板１において、凹部２の最小開口幅である異種物質充填層３の銅板内壁面における直径を５ｍｍ及び６ｍｍの２水準とし、凹部２を形成する平均曲率半径を変更し、スラブ鋳片の表面割れ個数密度に及ぼす凹部２の平均曲率半径の影響を調査した。試験では、鋳型長辺銅板１としては、熱伝導率が３６０Ｗ／(ｍ×Ｋ)の銅合金を使用し、凹部２に充填する物質としては、熱伝導率が９０Ｗ／(ｍ×Ｋ)の純ニッケルを使用し、長さＱは５０ｍｍ、長さＬは２００ｍｍとした。
【００４９】
図１０は、スラブ鋳片の表面割れ個数密度に及ぼす凹部の平均曲率半径の影響を示すグラフである。図１０に示すように、凹部２を形成する平均曲率半径が凹部２の最小開口幅ｄ以下の場合に、スラブ鋳片の表面割れ個数密度がより一層少なくなることが確認できた。凹部２を形成する平均曲率半径が凹部２の最小開口幅ｄよりも大きい場合は、凹部２の内部へ充填される異種物質充填層３の体積が小さくなり、スラブ鋳片の表面割れ抑制効果が小さくなると考えられる。
【００５０】
以上の試験結果に基づき、本実施形態では、凹部２の鋳型銅板表面での形状を、当該凹部２の任意の位置において、全ての方向に対して曲率を有する曲面とすることを必須とする。ここで、全ての方向に対して曲率を有する曲面とは、球面の一部である球冠状や楕円体の一部などのような曲面を指す。その場合に、凹部２を形成する平均曲率半径は、下記の（１）式を満足することが好ましい。
【００５１】
ｄ／２＜Ｒ≦ｄ・・・（１）
但し、（１）式において、ｄは、鋳型銅板内壁面における凹部の最小開口幅（ｍｍ）、Ｒは、凹部の平均曲率半径（ｍｍ）である。
【００５２】
これは、前述したように、凹部２を形成する平均曲率半径が凹部２の最小開口幅ｄの１／２以下の場合は、異種物質充填層３と鋳型銅板との界面の応力が大きくなり、亀裂が発生し易くなると考えられるからである。一方、凹部２を形成する平均曲率半径が凹部２の最小開口幅ｄよりも大きい場合は、異種物質充填層３の体積が小さくなり、スラブ鋳片の表面割れ抑制効果が小さくなると考えられるからである。
【００５３】
本実施形態において、凹部２を形成する曲率半径は、一定の曲率半径であれば、設計及び加工が容易になり好ましいが、全ての方向に対して曲率を有する曲面である限り、曲率半径は、一定でなくてもよい。
【００５４】
図１及び図２では、異種物質充填層３の鋳型長辺銅板１の内壁面における形状が円形である例を示したが、円形としなくてもよい。例えば、楕円形のような、所謂「角」を有していない、円形に近い形状である限り、どのような形状であってもよい。以下、円形に近いものを「擬似円形」と称す。擬似円形とは、例えば楕円形や、角部を円や楕円とする長方形など、角部を有していない形状である。
【００５５】
上記（１）式における最小開口幅ｄは、凹部２の鋳型長辺銅板１の内壁面における開口形状の中心を通る直線のうちで最も短い直線の長さで定義する。換言すれば、異種物質充填層３の鋳型長辺銅板１の内壁面における形状の中心を通る直線のうちで最も短い直線の長さで定義する。したがって、最小開口幅ｄは、凹部２の鋳型長辺銅板１の内壁面における開口形状が円形の場合は円の直径であり、楕円形の場合は楕円の短径である。凹部２の鋳型長辺銅板１の内壁面における開口形状が円形であり、凹部２を形成する平均曲率半径Ｒが上記（１）式を満足する場合には、凹部２の曲率半径を一定として凹部２を形成できる。
【００５６】
異種物質充填層３の直径（擬似円形の場合は円相当径）は、２〜２０ｍｍであることが好ましい。異種物質充填層３の直径を２ｍｍ以上とすることで、異種物質充填層３における熱流束の低下が十分となり、表面割れ抑制効果を得ることができる。異種物質充填層３の直径を２ｍｍ以上とすることで、金属を鍍金処理や溶射処理によって凹部２の内部に充填することが容易となる。一方、異種物質充填層３の直径（擬似円形の場合は円相当径）を２０ｍｍ以下とすることで、異種物質充填層３での凝固遅れが抑制されて、その位置での凝固シェルへの応力集中が防止され、凝固シェルでの表面割れの発生を抑制できる。円相当径とは、擬似円形を円と仮定して擬似円形の異種物質充填層３の面積から算出されるものである。
【００５７】
図１及び図２では、異種物質充填層３が間隔Ｐで離れて配置された例を示したが、異種物質充填層３を離して配置しなくてもよい。例えば、図１１に示すように、複数の異種物質充填層同士が当接または連接していてもよい。図１１は、異種物質充填層３の配置例を示す概略図であり、（Ａ）は、異種物質充填層同士が当接している例で、（Ｂ）は、異種物質充填層同士が連接している例である。
【００５８】
異種物質充填層３を図１１の（Ａ）または（Ｂ）の形状として、異種物質充填層同士が重なる範囲を持たせることにより、鋳型幅方向または鋳片引き抜き方向に熱流束の変化した状態を長く維持することができ、これによって、熱流束の変化周期を長周期と短周期との重畳型とすることが可能となる。すなわち、鋳型幅方向または鋳片引き抜き方向の熱流束分布（熱流速の最大値、最小値）を制御することが可能となり、δ→γ変態時などの応力分散効果を高められる。異種物質充填層３と鋳型銅板との界面が小さくなるので、使用時の異種物質充填層上の応力が小さくなり、鋳型寿命が向上する。
【００５９】
異種物質充填層３が配置された領域内の鋳型銅板内壁面の面積Ａ（ｍｍ２）に対する、全ての異種物質充填層３の面積の総和Ｂ（ｍｍ２）の比である面積率ε（ε＝(Ｂ／Ａ)×１００）は、１０％以上であることが好ましい。面積率εを１０％以上確保することで、熱流束の小さい異種物質充填層３の占める面積が確保され、異種物質充填層３と純銅部または銅合金部とで熱流束差が得られ、鋳片表面割れ抑制効果を安定して得ることができる。面積率εの上限値は特に規定しなくてよいが、５０％以上とすると周期的な熱流束差による鋳片表面割れ抑制効果は飽和することから、５０％とすれば十分である。
【００６０】
図５では、任意の位置において、全ての方向に対して曲率を有する曲面で形成された凹部２を示したが、凹部２の形状は、全ての方向に対して曲率を有する曲面と、平面とからなる形状であってもよい。
【００６１】
このように構成される連続鋳造用鋳型を用いて鋳片を連続鋳造するにあたり、特に、表面割れの感受性が高い炭素含有量が０．０８〜０．１７質量％の中炭素鋼のスラブ鋳片（厚み；２００ｍｍ以上）を連続鋳造する際に使用することが好ましい。従来、中炭素鋼のスラブ鋳片を連続鋳造する場合は、鋳片の表面割れを防止するために、鋳片引き抜き速度を低速化することが一般的であるが、本実施形態に係る連続鋳造用鋳型を用いることで鋳片表面割れが抑制できるので、１．５ｍ／ｍｉｎ以上の鋳片引き抜き速度であっても、表面割れのない、または表面割れの著しく少ない鋳片を連続鋳造することができる。
【００６２】
以上説明したように、水冷式銅鋳型の内壁面に複数個の異種物質充填層３を有する連続鋳造用鋳型において、異種物質充填層３を構成する凹部２の鋳型銅板表面での形状を、当該凹部の任意の位置において、全ての方向に対して曲率を有する曲面とするので、異種物質充填層３と接触する鋳型銅板表面に応力集中が発生せず、これによって鋳型銅板での亀裂発生が抑制され、異種物質充填層３を有する連続鋳造用鋳型の使用回数を大幅に延長できる。
【００６３】
上記説明はスラブ鋳片の連続鋳造に関して行ったが、本実施形態はスラブ鋳片の連続鋳造に限定されるものではなく、ブルーム鋳片やビレット鋳片の連続鋳造においても上記に沿って適用できる。
【実施例】
【００６４】
３００トンの中炭素鋼（化学成分、Ｃ：０．０８〜０．１７質量％、Ｓｉ：０．１０〜０．３０質量％、Ｍｎ：０．５０〜１．２０質量％、Ｐ：０．０１０〜０．０３０質量％、Ｓ：０．００５〜０．０１５質量％、Ａｌ：０．０２０〜０．０４０質量％）を、内壁面に種々の条件で異種物質充填層が設置された水冷式銅合金製鋳型を用いて連続鋳造し、鋳造後のスラブ鋳片の表面割れ個数及び鋳型銅板表面の亀裂発生個数を調査する試験を行った（本発明例及び比較例）。用いた水冷式銅合金製鋳型は、長辺長さが１．８ｍ、短辺長さが０．２２ｍの内面空間サイズを有する鋳型である。比較のために、異種物質充填層が設置されていない水冷式銅合金製鋳型における試験（従来例）も実施した。【００６５】
使用した水冷式銅合金製鋳型の上端から下端までの長さは９５０ｍｍであり、定常鋳造時のメニスカス（鋳型内溶鋼湯面）の位置を、鋳型上端から１００ｍｍ下方位置に設定し、鋳型上端から６０ｍｍ下方の位置から、鋳型上端から４００ｍｍ下方の位置までの領域に異種物質充填層を配置した。【００６６】
鋳型銅板としては、熱伝導率が３６０Ｗ／(ｍ×Ｋ)の銅合金を用い、異種物質充填層の充填金属としては、純ニッケル（熱伝導率；９０Ｗ／(ｍ×Ｋ)）を使用し、凹部の鋳型長辺銅板の内壁面における開口形状を円形または楕円形として、種々の平均曲率半径で形成した凹部に鍍金処理によって純ニッケルを充填し、異種物質充填層を形成した。表１に、凹部の最小開口幅ｄ、平均曲率半径Ｒ及び充填部の形状を示す。本発明例１９、２０の凹部は、開口形状が円形であって球帯状で底部に平面が設けられた形状を有している。【００６７】
【表１】
2018074406.tif 000003
【００６８】
連続鋳造終了後、鋳造したスラブ鋳片表面の２１ｍ２以上の面積を染色浸透探傷検査によって検査し、１．０ｍｍ以上の長さの表面割れの個数を測定し、その総和を鋳片測定面積で除算して得られる鋳片表面割れ個数密度を用いて、鋳片表面割れの発生状況を評価した。連続鋳造終了後、鋳型寿命の評価として鋳型銅板表面の亀裂個数を測定した。上記の表１に、スラブ鋳片の表面割れ個数密度及び鋳型銅板表面の亀裂個数指数の調査結果を併せて示す。鋳型銅板表面の亀裂個数指数は、測定された亀裂個数を従来例で測定された亀裂個数で除して算出した。【００６９】
図１２は、本発明例１〜２０、比較例１〜５及び従来例におけるスラブ鋳片の鋳片表面割れ個数密度を示すグラフである。図１２に示すように、本発明例では、比較例及び従来例に比較して鋳片表面割れ個数密度を軽減できることがわかった。凹部の平均曲率半径Ｒが凹部の最小開口幅ｄ以下の場合に、鋳片表面割れ個数が安定して低下することがわかった。本発明例１９、２０の結果から、球帯状で底部に平面が設けられていても比較例及び従来例に比較して鋳片表面割れ個数密度を軽減できることがわかった。【００７０】
図１３は、本発明例１〜２０、比較例１〜５及び従来例における鋳型銅板表面の亀裂個数指数を示すグラフである。図１３に示すように、本発明例では、比較例よりも鋳型銅板表面の亀裂個数指数が小さくなり、鋳型銅板表面の亀裂発生を軽減できることがわかった。本発明例１９、２０の結果から、球帯状で底部に平面が設けられていても比較例及び従来例に比較して亀裂個数指数は小さくなり、鋳型銅板表面の亀裂発生を軽減できることがわかった。【００７１】
一方、本発明例のうちで、凹部の平均曲率半径Ｒが凹部の最小開口幅ｄの１／２を超える場合と、凹部の平均曲率半径Ｒが凹部の最小開口幅ｄの1／２以下である場合とで、図８に示すように、凹部の平均曲率半径Ｒが凹部の最小開口幅ｄの１／２を超える場合に、凹部の平均曲率半径Ｒが凹部の最小開口幅ｄの１／２以下の場合よりも亀裂が発生したときの熱サイクル数が大幅に増加し、凹部の平均曲率半径Ｒが凹部の最小開口幅ｄの１／２を超えることで鋳型銅板表面での亀裂発生を抑制できる。【００７２】
表１においても若干のばらつきはあるものの、凹部の平均曲率半径Ｒと凹部の最小開口幅ｄの１／２との大小により鋳型銅板表面の亀裂個数指数に差が見られた。表１において、凹部の平均曲率半径Ｒが凹部の最小開口幅ｄの１／２以下である場合に従来例の亀裂個数指数以上になったものが３／４あったのに対し、凹部の平均曲率半径Ｒが凹部の最小開口幅ｄの１／２を超える場合に従来例の亀裂個数指数以上になったものが７／１４になっており、凹部の平均曲率半径Ｒが凹部の最小開口幅ｄの１／２を超えることで鋳型銅板表面の亀裂発生をより軽減できることがわかる。この結果と図１２の結果から、スラブ鋳片の表面割れを抑制し、且つ、鋳型寿命を延長させるためには、凹部を形成する平均曲率半径Ｒを上記（１）式の範囲にすることが有効であることがわかる。
【符号の説明】
【００７３】
１  鋳型長辺銅板
２  凹部
３  異種物質充填層
４  スリット
５  バックプレート
６  鍍金層
【図１】
2018074406.tif 000004
【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】
2018074406.tif 000011
【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】
2018074406.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月6日(2018.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水冷式銅鋳型により形成される連続鋳造用鋳型であって、
前記水冷式銅鋳型の内壁面において、少なくともメニスカスからメニスカスの下方２０ｍｍの位置までの領域の一部分または全体に設けられた凹部と、
前記凹部の内部に前記水冷式銅鋳型を構成する鋳型銅板の熱伝導率とは異なる熱伝導率の金属または非金属が充填されて形成された、複数個の異種物質充填層と、を有し、
前記凹部の鋳型銅板表面での形状は、全ての方向に対して曲率を有する曲面と、平面とからなり、前記凹部は、下記の（２）式を満足する曲率半径の曲面で形成される、連続鋳造用鋳型。
ｄ／２＜Ｒ１・・・（２）
但し、（２）式において、ｄは、鋳型銅板内壁面における凹部の最小開口幅（ｍｍ）、Ｒ１は、凹部の曲率半径（ｍｍ）である。
【請求項２】
水冷式銅鋳型により形成される連続鋳造用鋳型であって、
前記水冷式銅鋳型の内壁面において、少なくともメニスカスからメニスカスの下方２０ｍｍの位置までの領域の一部分または全体に設けられた凹部と、
前記凹部の内部に前記水冷式銅鋳型を構成する鋳型銅板の熱伝導率とは異なる熱伝導率の金属または非金属が充填されて形成された、複数個の異種物質充填層と、を有し、
前記凹部の鋳型銅板表面での形状は、前記凹部の任意の位置において、全ての方向に対して曲率を有し、下記の（２）式を満足する曲率半径の曲面である、連続鋳造用鋳型。
ｄ／２＜Ｒ１・・・（２）
但し、（２）式において、ｄは、鋳型銅板内壁面における凹部の最小開口幅（ｍｍ）、Ｒ１は、凹部の曲率半径（ｍｍ）である。
【請求項３】
前記凹部は、下記の（３）式を満足する曲率半径の曲面で形成される、請求項１または請求項２に記載の連続鋳造用鋳型。
Ｒ≦ｄ・・・（３）
但し、（３）式において、ｄは、鋳型銅板内壁面における凹部の最小開口幅（ｍｍ）、Ｒは、凹部の平均曲率半径（ｍｍ）である。
【請求項４】
前記曲率半径が一定の値である、請求項３に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項５】
前記凹部の鋳型銅板内壁面における開口形状が楕円形であり、且つ、相隣り合う全部の凹部が当接または連接していない、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項６】
前記凹部の鋳型銅板内壁面における開口形状が楕円形であり、且つ、相隣り合う全部の凹部または一部の凹部が当接または連接している、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項７】
前記凹部の鋳型銅板内壁面における開口形状が円形であり、且つ、相隣り合う全部の凹部が当接または連接していない、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項８】
前記凹部の鋳型銅板内壁面における開口形状が円形であり、且つ、相隣り合う全部の凹部または一部の凹部が当接または連接している、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の連続鋳造用鋳型を用い、タンディッシュ内の溶鋼を前記連続鋳造用鋳型に注入して溶鋼を連続鋳造する、鋼の連続鋳造方法。
【国際調査報告】
2018074406.tif 000017
2018074406.tif 000018