(57)【要約】【課題】連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができる連続鋳造用鋳型および連続鋳造方法を提供する。【解決手段】（１）　鋳型上部と鋳型下部の一方の鋳型内壁面に鋳造方向に延びた溝が存在し、この鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いたときに、鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面とが接する個所と離れた個所とが交互に存在し、この離れた個所においては鋳型上部の鋳型内壁面が鋳型下部の鋳型内壁面よりも鋳型中心軸に近い側にあると共に、前記溝の深さ：０．５　〜３ｍｍ、ピッチ：１〜３０ｍｍ、切れ込み迎角：０度超であることを特徴とする連続鋳造用鋳型、（２）　鋳型上部と下部に溝があり、前記鋳型と実質等価な鋳型、（３）　前記鋳型を用いる連続鋳造方法。【選択図】　　　　図１
2004017069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属の連続鋳造または半連続鋳造に用いる鋳型であり、鋳型上部とその残部である鋳型下部の一方の鋳型内壁面に鋳造方向に延びた溝が存在する鋳型であって、
この鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いたときに、鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面とが接する個所と離れた個所とが交互に存在し、この離れた個所においては鋳型上部の鋳型内壁面が鋳型下部の鋳型内壁面よりも鋳型中心軸に近い側である内側にあると共に、前記溝の深さが０．５〜３ｍｍ、前記溝のピッチが１〜３０ｍｍ、前記溝の切れ込み迎角が０度超１８０度未満であることを特徴とする連続鋳造用鋳型。
【請求項２】
金属の連続鋳造または半連続鋳造に用いる鋳型であり、鋳型上部とその残部である鋳型下部の両方の鋳型内壁面に鋳造方向に延びた溝が存在する鋳型であって、
この鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いたときに、鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面とが接する個所と離れた個所とが交互に存在し、この離れた個所においては鋳型上部の鋳型内壁面が鋳型下部の鋳型内壁面よりも鋳型中心軸に近い側である内側にあると共に、この離れた個所における鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面との離間距離の最大値が０．５ｍｍ以上であり、かつ、前記溝の深さが３ｍｍ以下、前記溝のピッチが１〜３０ｍｍ、前記溝の切れ込み迎角が０度超１８０度未満であることを特徴とする連続鋳造用鋳型。
【請求項３】
請求項１または２記載の鋳型を用いる金属の連続鋳造方式または半連続鋳造方式の連続鋳造方法であって、金属溶湯の湯面の位置を前記鋳型上部と鋳型下部との境界の５〜３０ｍｍ上方にすることを特徴とする連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造用鋳型および連続鋳造方法に関する技術分野に属し、詳細には、金属の連続鋳造または半連続鋳造に用いる鋳型およびその鋳型を用いる金属の連続鋳造方法に関する技術分野に属し、特には、アルミニウムやアルミニウム合金等のような低融点金属の連続鋳造または半連続鋳造に用いて好適な連続鋳造用鋳型に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウムの連続鋳造法としては、ＤＣ鋳造といわれる半連続鋳造（以下、連続鋳造ともいう）が広く使われている。この鋳造方法は内部品質や生産性が優れている。
【０００３】
しかしながら、このようなアルミニウムの連続鋳造の際に、最表面から進展する鋳造割れが発生し、鋳塊の上部にまで割れが進展して、不良材が発生することがある。
【０００４】
即ち、アルミニウムの連続鋳造においては、アルミニウムが鋳型と接触する上部部分と凝固に伴う収縮によってギャップが発生する下部の部分とがある。このギャップが発生する下部では、鋳型による冷却が効き難くなり、このため復熱して凝固殻中の低融点メタル成分が再溶解し、溶湯のしみ出しが起こる。これにより、ギャップ部に発汗層といわれる偏析層が生じ、鋳型と再接触する。しかし、この再接触は全周にわたり均一ではなく、鋳型と接触する部分と接触しない部分が生じ、この差が凝固時の収縮量のばらつきとなり、局所的に応力が発生して、最も弱い部位で割れが生じることとなる。そうすると、最表面から進展する鋳造割れが発生し、鋳塊の上部にまで割れが進展して、不良材となる。
【０００５】
従来、このような連続鋳造の際の鋳造割れ（以下、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れともいう）の発生を防止することができる手段は、まだ開発されておらず、提案もされていない現状にある。このような鋳造割れの発生の問題は、アルミニウムやアルミニウム合金の連続鋳造において起こるだけでなく、亜鉛合金等のような低融点金属の連続鋳造においても起こり得ると考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情に着目してなされたものであって、その目的は、前記のような連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができる連続鋳造用鋳型および連続鋳造方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る連続鋳造用鋳型および連続鋳造方法は、請求項１〜２記載の連続鋳造用鋳型、請求項３記載の連続鋳造方法としており、それは次のような構成としたものである。
【０００８】
即ち、請求項１記載の連続鋳造用鋳型は、金属の連続鋳造または半連続鋳造に用いる鋳型であり、鋳型上部とその残部である鋳型下部の一方の鋳型内壁面に鋳造方向に延びた溝が存在する鋳型であって、この鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いたときに、鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面とが接する個所と離れた個所とが交互に存在し、この離れた個所においては鋳型上部の鋳型内壁面が鋳型下部の鋳型内壁面よりも鋳型中心軸に近い側である内側にあると共に、前記溝の深さが０．５〜３ｍｍ、前記溝のピッチが１〜３０ｍｍ、前記溝の切れ込み迎角が０度超１８０度未満であることを特徴とする連続鋳造用鋳型である（第１発明）。
【０００９】
請求項２記載の連続鋳造用鋳型は、金属の連続鋳造または半連続鋳造に用いる鋳型であり、鋳型上部とその残部である鋳型下部の両方の鋳型内壁面に鋳造方向に延びた溝が存在する鋳型であって、
この鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いたときに、鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面とが接する個所と離れた個所とが交互に存在し、この離れた個所においては鋳型上部の鋳型内壁面が鋳型下部の鋳型内壁面よりも鋳型中心軸に近い側である内側にあると共に、この離れた個所における鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面との離間距離の最大値が０．５ｍｍ以上であり、かつ、前記溝の深さが３ｍｍ以下、前記溝のピッチが１〜３０ｍｍ、前記溝の切れ込み迎角が０度超１８０度未満であることを特徴とする連続鋳造用鋳型である（第２発明）。
【００１０】
請求項３記載の連続鋳造方法は、請求項１または２記載の鋳型を用いる金属の連続鋳造方式または半連続鋳造方式の連続鋳造方法であって、金属溶湯の湯面の位置を前記鋳型上部と鋳型下部との境界の５〜３０ｍｍ上方にすることを特徴とする連続鋳造方法である（第３発明）。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は例えば次のような形態で実施する。
金属の連続鋳造または半連続鋳造に用いる鋳型であって、鋳型の鋳型上部とその残部（鋳型下部）の一方の鋳型内壁面に鋳造方向に延びた溝を設けた鋳型を製作する。なお、鋳造方向とは、鋳造金属の入側から鋳造金属の出側への方向のことである。
【００１２】
このとき、鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いたときに、鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面とが接する個所と離れた個所とが交互に存在し、この離れた個所においては鋳型上部の鋳型内壁面が鋳型下部の鋳型内壁面よりも鋳型中心軸に近い側（内側）にあるようにすると共に、溝の深さが０．５〜３ｍｍ、溝のピッチが１〜３０ｍｍ、溝の切れ込み迎角が０度超１８０度未満となるようにする。そうすると、本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型が得られる。
【００１３】
一方、金属の連続鋳造または半連続鋳造に用いる鋳型であって、鋳型の鋳型上部とその残部（鋳型下部）の両方の鋳型内壁面に鋳造方向に延びた溝を設けた鋳型を製作する。
【００１４】
このとき、鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いたときに、鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面とが接する個所と離れた個所とが交互に存在し、この離れた個所においては鋳型上部の鋳型内壁面が鋳型下部の鋳型内壁面よりも鋳型中心軸に近い側（内側）にあるようにすると共に、この離れた個所における鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面との離間距離の最大値が０．５ｍｍ以上となるようにし、かつ、溝の深さが３ｍｍ以下、溝のピッチが１〜３０ｍｍ、溝の切れ込み迎角が０度超１８０度未満となるようにする。そうすると、本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型が得られる。そうすると、本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型が得られる。
【００１５】
このような鋳型の一例を図１に示す。この図１は、鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いた図である。ただし、この図１においては、鋳型内壁面のみ図示し、鋳型外壁面等は図示を省略している。付番の１は鋳型上部の鋳型内壁面、２は鋳型下部の鋳型内壁面を示すものである。この鋳型内壁面の一部、即ち、鋳型の中３から内壁面を水平方向（図１に示すＸ方向）に見たときの外観図（側面図）を、図２に示す。なお、この例の鋳型は、本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型の一例である。
【００１６】
この例の鋳型は、図１及び／又は図２からわかるように、鋳型上部１０１　の鋳型内壁面１は溝がなくて平滑であり、鋳型下部１０２　の鋳型内壁面２に鋳造方向に延びた溝２Ｍが設けられている。図１に示される如く、鋳型上部１０１　の鋳型内壁面１と鋳型下部１０２　の鋳型内壁面２とが接する個所Ａと離れた個所Ｂとが交互に存在し、この離れた個所Ｂにおいては鋳型上部１０１　の鋳型内壁面１が鋳型下部１０２　の鋳型内壁面２よりも鋳型中心軸に近い側（内側）にある。即ち、鋳型下部１０２　の鋳型内壁面２の溝部２Ｍすなわち凹部は鋳型中心軸から遠い側（外側）となるように設けられている。溝２Ｍは、深さ：０．５〜３ｍｍ、ピッチ：１〜３０ｍｍ、切れ込み迎角：０度超１８０度未満を満たす溝に形成されている。なお、図１〜２において、２Ｔは溝２Ｍ（即ち凹部）とその隣の溝２Ｍ（即ち凹部）との間の凸部の頂点、２Ｂは溝２Ｍ（即ち凹部）の底部を示すものである。
【００１７】
鋳型として上記鋳型を用いて金属の連続鋳造を行う。このとき、金属溶湯の湯面の位置を上記鋳型の鋳型上部と鋳型下部との境界の５〜３０ｍｍ上方になるようにする。図１〜２に例示した鋳型を用いる場合には、金属溶湯の湯面の位置を上記鋳型の鋳型上部１０１　と鋳型下部１０２　との境界Ｃの５〜３０ｍｍ上方になるようにする。そうすると、本発明に係る連続鋳造方法が実施される。
【００１８】
このような形態で本発明が実施される。以下、本発明について主にその作用効果を説明する。
【００１９】
前述のように、アルミニウムの連続鋳造においては、アルミニウムが鋳型と接触する上部部分と凝固に伴う収縮によってギャップが発生する下部の部分とがある。このギャップが発生する下部では、鋳型による冷却が効き難くなり、このため復熱して凝固殻中の低融点メタル成分が再溶解し、溶湯のしみ出しが起こる。これにより、ギャップ部に発汗層といわれる偏析層が生じ、鋳型と再接触する。しかし、この再接触は全周にわたり均一ではなく、図１０（模式図）に示すように、大きな偏りがあって、発汗層が鋳型と接触する部分と接触しない部分が生じ、この差が凝固時の収縮量のばらつきとなり、局所的に応力が発生して、最も弱い部位で割れが生じることとなる。なお、図１０において、付番の８００　は鋳型（鋳型下部）、８０１　は鋳型上部で形成された鋳造金属、８０２　は発汗（発汗層）、８０３　は発汗が鋳型と再接触している個所、８０４　は発汗が鋳型と接触していない個所を示すものである。
【００２０】
鋳型内壁面が平滑な場合、ギャップが発生した後、どの個所も熱的には同じ条件で同じ復熱を起こすことになるが、発汗は最初に凝固殻の再溶解が生じ、そこから最初に溶湯がしみ出してきた個所が選択的に発汗サイトとなるため、発汗は全体として均一ではなく、図１０（模式図）に示すように、発汗はアトランダムに（偏りをもって）鋳型と再接触することとなる。そして、最も遅く接触する個所において、冷却が効かなくなり、応力が集中して割れを生じる。そうすると、最表面から進展する鋳造割れが発生し、鋳塊の上部にまで割れが進展する。即ち、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れが発生することとなる。
【００２１】
これに対し、本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型の一例として図１〜２に例示した連続鋳造用鋳型の場合は、鋳型下部１０２　の鋳型内壁面２に鋳造方向に延びた溝２Ｍが設けられている。この溝２Ｍは単に設けられているのではなく、前述のような位置関係および形状を満足させるように設けられている。即ち、鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いたときに、鋳型上部１０１　の鋳型内壁面１（平滑）と鋳型下部１０２　の鋳型内壁面２とが接する個所Ａと離れた個所Ｂとが交互に存在し、この離れた個所Ｂにおいては鋳型上部１０１　の鋳型内壁面１が鋳型下部１０２　の鋳型内壁面２よりも鋳型中心軸に近い側（内側）にあるという位置関係を満たすように、且つ、溝２Ｍの深さ：０．５〜３ｍｍ、ピッチ：１〜３０ｍｍ、切れ込み迎角：０度超１８０度未満を満たすように、溝２Ｍが鋳型下部１０２　の鋳型内壁面２に設けられている。
【００２２】
このように溝２Ｍが設けられていると、鋳型下部において発汗が先ず再接触する点を全周にわたってきめ細かく分布させることができ、このため、発汗の鋳型との再接触の状況はマクロ的には全周でほぼ等しくなり、割れを引き起こす応力発生を抑制することができる。即ち、鋳型下部１０２　において、発汗は先ず溝２Ｍ（凹部）間の凸部の頂点２Ｔ及びその近傍（即ち凸部）で再接触するので、図１１（模式図）に示す如く、発汗の鋳型との再接触の状況はマクロ的には全周でほぼ等しくなり、このため、マクロ的には全周で凝固殻の形成が均一になり、ひいては、局所的な応力の発生がない。
【００２３】
従って、本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型の一例として図１〜２に例示した連続鋳造用鋳型によれば、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができる。なお、図１１において、付番の８１０　は鋳型（鋳型下部）、８１１　は鋳型上部で形成された鋳造金属、８１２　は発汗（発汗層）、８１３　は発汗が鋳型と再接触している部分、８１４　は発汗が鋳型と接触していない部分を示すものである。
【００２４】
本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型に関し、上記例とは別の例を図３に示す。この図３は、図１の場合と同様、鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いた図である。ただし、一部（左端部および右端部）は図示を省略している。この図３においては、付番の１１は鋳型上部の鋳型内壁面、１２は鋳型下部の鋳型内壁面を示すものである。この鋳型内壁面の一部、即ち、鋳型の中１３から内壁面を水平方向（図３に図示のＸ方向）に見たときの外観図（側面図）を、図４に示す。ただし、一部（左端部および右端部）は図示を省略している。
【００２５】
この例の鋳型は、図３及び／又は図４からわかるように、鋳型下部２０２　の鋳型内壁面１２は溝がなくて平滑であり、鋳型上部２０１　の鋳型内壁面１１に鋳造方向に延びた溝１１Ｍが設けられている。図３に示されるように、鋳型上部２０１　の鋳型内壁面１１と鋳型下部２０２　の鋳型内壁面１２とが接する個所Ａと離れた個所Ｂとが交互に存在し、この離れた個所Ｂにおいては鋳型上部２０１　の鋳型内壁面１１が鋳型下部２０２　の鋳型内壁面１２よりも鋳型中心軸に近い側（内側）にある。溝１１Ｍは、深さ：０．５〜３ｍｍ、ピッチ：１〜３０ｍｍ、切れ込み迎角：０度超１８０度未満を満たす溝に形成されている。なお、図４において、Ｃは鋳型の鋳型上部２０１　と鋳型下部２０２　との境界を示すものである。
【００２６】
この図３〜４に例示した連続鋳造用鋳型は、鋳型上部で形成された鋳造金属（凝固殻が形成された状態のもの）の形状と鋳型下部の鋳型内壁面の形状との関係の点において、図１〜２に例示した連続鋳造用鋳型と実質的に等価である。このため、この図３〜４に例示した連続鋳造用鋳型は、図１〜２に例示した連続鋳造用鋳型の場合と同様の作用効果を奏する。
【００２７】
即ち、鋳型上部では鋳造方向に延びた溝を有する鋳造金属が形成され、鋳型下部２０２　において発汗は先ず上記鋳造金属の溝の凹部と凹部との間の凸部の個所のものが鋳型内壁面（平滑）で再接触するので、発汗の鋳型との再接触の状況はマクロ的には全周でほぼ等しくなり、このため、マクロ的には全周で凝固殻の形成が均一になり、ひいては、局所的な応力の発生がない。従って、本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型の一例として図３〜４に例示した連続鋳造用鋳型によれば、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができる。
【００２８】
本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型の一例を図５に示す。この図５は、図１の場合と同様、鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いた図である。ただし、一部（左端部および右端部）は図示を省略している。この図５においては付番の２１は鋳型上部の鋳型内壁面、２２は鋳型下部の鋳型内壁面を示すものである。この鋳型内壁面の一部、即ち、鋳型の中２３から内壁面を水平方向（図５に図示のＸ方向）に見たときの外観図（側面図）を、図６に示す。ただし、一部（左端部および右端部）は図示を省略している。
【００２９】
この例の鋳型は、図５及び／又は図６からわかるように、鋳型上部３０１　の鋳型内壁面２１に鋳造方向に延びた溝２１Ｍが設けられており、また、鋳型下部３０２　の鋳型内壁面２２に鋳造方向に延びた溝２２Ｍが設けられている。図５に示される如く、鋳型上部３０１　の鋳型内壁面２１と鋳型下部３０２　の鋳型内壁面２２とが接する個所Ａと離れた個所Ｂとが交互に存在し、この離れた個所Ｂにおいては鋳型上部３０１　の鋳型内壁面２１が鋳型下部３０２　の鋳型内壁面２２よりも鋳型中心軸に近い側（内側）にある。溝２１Ｍは、深さ：３ｍｍ以下、ピッチ：１〜３０ｍｍ、切れ込み迎角：０度超１８０度未満を満たす溝に形成され、一方、溝２２Ｍは、深さ：３ｍｍ以下、ピッチ：１〜３０ｍｍ、切れ込み迎角：０度超１８０度未満を満たす溝に形成されている。同時に、前記離れた個所Ｂにおいて最も離れた個所の離間距離（前記離れた個所Ｂにおける鋳型上部３０１　の鋳型内壁面２１と鋳型下部３０２　の鋳型内壁面２２との離間距離の最大値）が０．５ｍｍ以上となるように、溝２１Ｍおよび溝２２Ｍは形成されている。即ち、溝２１Ｍの凸部高さ（＝溝２１Ｍの深さ）と溝２２Ｍの深さの合計が０．５ｍｍ以上となるように形成されている。なお、図６において、Ｃは鋳型の鋳型上部３０１　と鋳型下部３０２　との境界を示すものである。
【００３０】
この図５〜６に例示した連続鋳造用鋳型は、鋳型上部で形成された鋳造金属（凝固殻が形成された状態のもの）の形状と鋳型下部の鋳型内壁面の形状との関係の点において、図１〜２に例示した連続鋳造用鋳型と実質的に等価である。このため、この図５〜６に例示した連続鋳造用鋳型は、図１〜２に例示した連続鋳造用鋳型の場合と同様の作用効果を奏する。
【００３１】
即ち、鋳型上部では鋳造方向に延びた溝を有する鋳造金属が形成され、鋳型下部３０２　において発汗は先ず溝２２Ｍ（凹部）間の凸部（凸部の頂点２２Ｔ及びその近傍）で再接触するので、発汗の鋳型との再接触の状況はマクロ的には全周でほぼ等しくなり、このため、マクロ的には全周で凝固殻の形成が均一になり、ひいては、局所的な応力の発生がない。従って、本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型の一例として図５〜６に例示した連続鋳造用鋳型によれば、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができる。
【００３２】
本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型についての他の例を図７に示す。この図７は、図１の場合と同様、鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いた図である。ただし、一部（左端部および右端部）は図示を省略している。この図７においては付番の３１は鋳型上部の鋳型内壁面、３２は鋳型下部の鋳型内壁面を示すものである。この鋳型内壁面の一部、即ち、鋳型の中３３から内壁面を水平方向（図７に図示のＸ方向）に見たときの外観図（側面図）を、図８に示す。ただし、一部（左端部および右端部）は図示を省略している。
【００３３】
この例の鋳型は、図７及び／又は図８からわかるように、鋳型上部４０１　の鋳型内壁面３１に鋳造方向に延びた溝３１Ｍが設けられており、また、鋳型下部４０２　の鋳型内壁面３２に鋳造方向に延びた溝３２Ｍが設けられている。図７に示される如く、鋳型上部４０１　の鋳型内壁面３１と鋳型下部４０２　の鋳型内壁面３２とが接する個所Ａと離れた個所Ｂとが交互に存在し、この離れた個所Ｂにおいては鋳型上部４０１　の鋳型内壁面３１が鋳型下部４０２　の鋳型内壁面３２よりも鋳型中心軸に近い側（内側）にある。溝３１Ｍは、深さ：３ｍｍ以下、ピッチ：１〜３０ｍｍ、切れ込み迎角：０度超１８０度未満を満たす溝に形成され、一方、溝３２Ｍは、深さ：３ｍｍ以下、ピッチ：１〜３０ｍｍ、切れ込み迎角：０度超１８０度未満を満たす溝に形成されている。同時に、前記離れた個所Ｂにおいて最も離れた個所の離間距離（前記離れた個所Ｂにおける鋳型上部４０１　の鋳型内壁面３１と鋳型下部４０２　の鋳型内壁面３２との離間距離の最大値）が０．５ｍｍ以上となるように、溝３１Ｍおよび溝３２Ｍは形成されている。この最も離れた個所の離間距離は、図７の場合、図７に示すＤｍａｘ　に相当する。なお、図８において、Ｃは鋳型の鋳型上部４０１　と鋳型下部４０２　との境界を示すものである。
【００３４】
上記の点については、図５〜６に例示した連続鋳造用鋳型と類似しているが、鋳型上部の鋳型内壁面の溝と鋳型下部の鋳型内壁面の溝との位置関係の点において図５〜６に例示のものとは相違する。即ち、図５〜６に例示のものでは、鋳型上部３０１　の鋳型内壁面２１の溝２１Ｍ（凹部）の底部２１Ｂと鋳型下部３０２　の鋳型内壁面２２の溝２２Ｍの凸部の頂点２２Ｔとが接する位置関係にあるが、図７〜８に例示のものでは、鋳型上部４０１　の鋳型内壁面３１の溝３１Ｍ（凹部）の傾斜部と鋳型下部４０２　の鋳型内壁面３２の溝３２Ｍの凸部の頂点３２Ｔとが接する位置関係にある。
【００３５】
この図７〜８に例示した連続鋳造用鋳型は、鋳型上部で形成された鋳造金属（凝固殻が形成された状態のもの）の形状と鋳型下部の鋳型内壁面の形状との関係の点において、図１〜２に例示した連続鋳造用鋳型と実質的に等価である。このため、この図７〜８に例示した連続鋳造用鋳型は、図１〜２に例示した連続鋳造用鋳型の場合と同様の作用効果を奏する。
【００３６】
即ち、鋳型上部では鋳造方向に延びた溝を有する鋳造金属が形成され、鋳型下部４０２　において発汗は先ず溝３２Ｍ（凹部）間の凸部の頂点３２Ｔ及びその近傍（即ち凸部）で再接触するので、発汗の鋳型との再接触の状況はマクロ的には全周でほぼ等しくなり、このため、マクロ的には全周で凝固殻の形成が均一になり、ひいては、局所的な応力の発生がない。従って、本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型の一例として図７〜８に例示した連続鋳造用鋳型によれば、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができる。
【００３７】
以上の４種類の例（図１〜２、図３〜４、図５〜６、図７〜８に例示の連続鋳造用鋳型）は、いずれも、本発明に係る連続鋳造用鋳型の要件を満たすものである。この中、前半の２種類の例（図１〜２、図３〜４に例示の連続鋳造用鋳型）は、いずれも、本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型の要件を満たすものであり、特に、その特徴的要件であるところの「鋳型上部とその残部（鋳型下部）の一方の鋳型内壁面に鋳造方向に延びた溝が存在する鋳型であって、この鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いたときに、鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面とが接する個所と離れた個所とが交互に存在し、この離れた個所においては鋳型上部の鋳型内壁面が鋳型下部の鋳型内壁面よりも鋳型中心軸に近い側である内側にあると共に、前記溝の深さが０．５〜３ｍｍ、前記溝のピッチが１〜３０ｍｍ、前記溝の切れ込み迎角が０度超１８０度未満であることを特徴とする」という点を具備するものである。そして、前述のような作用効果を奏する。
【００３８】
後半の２種類の例（図５〜６、図７〜８に例示の連続鋳造用鋳型）は、いずれも、本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型の要件を満たすものであり、特に、その特徴的要件であるところの「鋳型上部とその残部（鋳型下部）の両方の鋳型内壁面に鋳造方向に延びた溝が存在する鋳型であって、この鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いたときに、鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面とが接する個所と離れた個所とが交互に存在し、この離れた個所においては鋳型上部の鋳型内壁面が鋳型下部の鋳型内壁面よりも鋳型中心軸に近い側である内側にあると共に、この離れた個所における鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面との離間距離の最大値が０．５ｍｍ以上であり、かつ、前記溝の深さが３ｍｍ以下、前記溝のピッチが１〜３０ｍｍ、前記溝の切れ込み迎角が０度超１８０度未満であることを特徴とする」という点を具備するものである。そして、前述のような作用効果を奏する。
【００３９】
以上のことからわかるように、本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型によれば、特に上記のような特徴的要件を具備することに起因して、その鋳型下部において発汗が先ず再接触する点を全周にわたってきめ細かく分布させることができるので、発汗の鋳型との再接触の状況はマクロ的には全周でほぼ等しくなり、このため、マクロ的には全周で凝固殻の形成が均一になり、ひいては、局所的な応力の発生がない。従って、本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型によれば、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができる。
【００４０】
また、本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型によれば、特に上記のような特徴的要件を具備することに起因して、上記第１発明に係る連続鋳造用鋳型の場合と同様の作用効果を奏し、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができる。
【００４１】
従って、本発明に係る連続鋳造用鋳型によれば、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができる。
【００４２】
本発明に係る連続鋳造用鋳型においては、鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いたときに鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面とが接する個所と離れた個所とが交互に存在する。この接することは、完全に接することに限定されず、完全には接していなくても、近接していて本発明の作用効果からみて接しているに等しい場合も含むものである。即ち、鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面とが両者間の距離：０．１ｍｍ以内で近接している場合も両者は接していることとする。
【００４３】
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、溝の深さとは、鋳型の鋳造方向に直角方向の断面における溝（凹部）間の凸部の頂点同士（凸部の頂点とその隣の凸部の頂点）を結ぶ線分と溝（凹部）の底（最も深い所）との間の距離をいう。ただし、頂点付近が平坦な場合は、その中央を頂点とする。図１に例示の鋳型の場合には、溝の深さは、凸部の頂点２Ｔ同士を結ぶ線分と凹部の底２Ｂとの間の距離のことである。この距離は、図１の上部の溝の場合には鋳型内壁面１と底２Ｂとの間のＸ方向での距離に等しい。
【００４４】
溝のピッチとは、鋳型の鋳造方向に直角方向の断面における溝（凹部）間の凸部の頂点間（凸部の頂点とその隣の凸部の頂点との間）の距離、あるいは、溝（凹部）の底間の距離をいう。図１に例示の鋳型の場合には、溝のピッチは、凸部の頂点２Ｔ間の距離、あるいは、凹部の底２Ｂ間の距離のことである。
【００４５】
溝の切れ込み迎角とは、溝内の両側壁面（同一溝内の片方の側壁面とそれに対向する他方の側壁面）のなす角度、あるいは、溝（凹部）間の凸部の両壁面のなす角度をいう。ただし、溝内の両側壁面（あるいは凸部の両壁面）が曲面の場合は、鋳型断面の隣接する変曲点での接線のなす角度とする。変曲点がない場合には、鋳型断面で最も切り込み迎角が小さくなる接線同士のなす角度とする。図１に例示の鋳型の場合には、溝２Ｍの片方の側壁面と他方の側壁面のなす角度のことであり、約９０度となっている。
【００４６】
本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型において、溝の深さを０．５〜３ｍｍとしているのは、次のような理由による。即ち、溝が鋳型下部の鋳型内壁面に存在する場合、溝の深さを０．５ｍｍ未満とすると、溝が浅くなりすぎ、発汗するメタル成分を溝の中に封じ込めなくなり、溝が無い場合と同じこととなり、ひいては連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができなくなり、一方、溝の深さを３ｍｍ超にすると、接触面積が増えるため、摩擦力が大きくなり、引き裂け、引き抜き不可能等の不具合が生じ、鋳造自体が難しくなるからである。溝が鋳型上部の鋳型内壁面に存在する場合、溝の深さを０．５ｍｍ未満とすると、鋳型上部で形成される鋳造金属の溝が浅くなりすぎ、鋳型下部において発汗するメタル成分を前記溝（鋳造金属と鋳型下部の鋳型内壁面との間の離れた個所）の中に封じ込めなくなり、溝が無い場合と同じこととなり、ひいては連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができなくなり、一方、溝の深さを３ｍｍ超にすると、接触面積が増えるため、摩擦力が大きくなり、引き裂け、引き抜き不可能等の不具合が生じ、鋳造自体が難しくなるからである。
【００４７】
溝のピッチを１〜３０ｍｍとしているのは、１ｍｍ未満とすると、溝に発汗部が巻き込み、引っかかって鋳造自体ができなくなり、一方、３０ｍｍ超にすると、このピッチ内で大きな応力集中部が発生し、鋳造割れが生じる可能性があり、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができなくなるからである。
【００４８】
溝の切れ込み迎角を０度超１８０度未満としているのは、０度以下とすると、溝に発汗部が巻き込み、引っかかり、鋳造自体ができなくなり、１８０度超では溝が形成できず、成立しないからである。
【００４９】
本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型において、鋳型上部の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部のそれとを同一平面上に重ねて描いたときに存在する鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面とが離れた個所での両内壁面（鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面）の離間距離の最大値を０．５ｍｍ以上としているのは、０．５ｍｍ未満とすると、鋳型上部で形成された鋳造金属と鋳型下部の鋳型内壁面との間の離れた個所が狭くなりすぎ、鋳型下部において発汗するメタル成分を前記離れた個所の中に封じ込めなくなり、溝が無い場合と同じこととなり、ひいては連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができなくなるからである。
【００５０】
なお、前記離れた個所における鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面との離間距離とは、溝（凹部）の底同士あるいは凸部の頂点同士を結ぶ線に対して直角方向での鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面との間の距離（離間距離）のことである。この離間距離の最大値とは、この離間距離が最も大きい個所での離間距離のこと、即ち、前記方向で最も離れた個所での鋳型内壁面間の距離（離間距離）のことである。図５に例示の鋳型の場合には、この離間距離の最大値は、鋳型上部３０１　の鋳型内壁面２１の溝２１Ｍの凸部の頂点２１Ｔと鋳型下部３０２　の鋳型内壁面２２の溝２２Ｍ（凹部）の底２２Ｂとの間の距離のことである。
【００５１】
本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型において、溝の深さを３ｍｍ以下としているのは、これを３ｍｍ超にすると、接触面積が増えるため、摩擦力が大きくなり、引き裂け、引き抜き不可能等の不具合が生じ、鋳造自体が難しくなるからである。
【００５２】
溝のピッチを１〜３０ｍｍとしているのは、１ｍｍ未満とすると、溝に発汗部が巻き込み、引っかかって鋳造自体ができなくなり、一方、３０ｍｍ超にすると、このピッチ内で大きな応力集中部が発生し、鋳造割れが生じる可能性があり、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができなくなるからである。
【００５３】
溝の切れ込み迎角を０度超１８０度未満としているのは、０度以下とすると、溝に発汗部が巻き込み、引っかかり、鋳造自体ができなくなり、１８０度超では溝が形成できず、成立しないからである。
【００５４】
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、溝の形状については、溝の深さ、ピッチ、切れ込み迎角等の本発明に係る要件を満たす限りにおいては特には限定されず、種々の溝形状を採用することができ、例えば、後述の実施例において用いた溝形状を採用することができる。
【００５５】
鋳型上部とその残部（鋳型下部）との境界の位置については、特には限定されず、連続鋳造条件等によって適宜選定すればよい。特には、金属溶湯湯面位置の５〜３０ｍｍ下方になるように設備的な構造によって定める。また、鋳型上部および鋳型下部の鋳造方向の長さについては、特には限定されず、連続鋳造条件等によって適宜選定すればよい。特には、鋳型下部は湯漏れが発生しない程度の長さで、上部は湯面以上あればよく、設備的な制約によって定めればよい。なお、鋳造方向とは、鋳造金属の入側から鋳造金属の出側への方向のことである。
【００５６】
本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型において、溝の深さは０．７ｍｍ以上とすることが望ましい。そうすると、より確実に発汗するメタル成分を溝の中だけに封じ込むことができるようになるからである。このような発汗するメタル成分を鋳型全周にわたりより安定して確実に溝の中だけに封じ込むようにするという点から、更に０．８ｍｍ以上とすることが望ましく、更には０．９ｍｍ以上とすることが望ましい。発汗するメタル成分を、合金種が変更されたとしても、全周にわたりより安定して確実に溝の中だけに封じ込むようにするという点からすると、更に１．０ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００５７】
また、本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型において、溝の深さは２．５ｍｍ以下とすることが望ましい。そうすると、より確実に、接触面積が減少するため、摩擦力が小さくなり、引き裂け、引き抜き不可能などの不具合が生じ難くなり、鋳造しやすくなるからである。このような摩擦力を鋳型全周にわたりより安定して確実に小さくし、鋳造しやすくするという点から、更に２．０ｍｍ以下とすることが望ましく、更には１．５ｍｍ以下とすることが望ましい。合金種が変更されたとしても全周にわたりより安定して確実に摩擦力を小さくし鋳造しやすくするという点からすると、更に１．２ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００５８】
これらの点、即ち、発汗するメタル成分を合金種が変更されたとしても全周にわたりより安定して確実に溝の中だけに封じ込むようにするという点、及び、合金種が変更されたとしても全周にわたりより安定して確実に摩擦力を小さくし鋳造しやすくするという点から、総合的には溝の深さ：１ｍｍあるいはその付近の深さとすることが最も望ましい。
【００５９】
本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型において、前記鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面との離間距離の最大値については、これを０．７ｍｍ以上とすることが望ましい。そうすると、より確実に、鋳型上部で形成された鋳造金属と鋳型下部の鋳型内壁面との間に充分に離れた箇所ができ、発汗するメタル成分を前記離れた箇所の中だけに封じ込むことができるようになるからである。このような充分に離れた箇所が鋳型全周にわたりより安定して確実にできるようにし、発汗するメタル成分を前記離れた箇所の中だけに封じ込むようにするという点から、更に０．８ｍｍ以上とすることが望ましく、更には０．９ｍｍ以上とすることが望ましい。合金種が変更されたとしても全周にわたりより安定して確実に、このような充分に離れた箇所が鋳型全周にわたりより安定して確実にできるようにし、発汗するメタル成分を前記離れた箇所の中だけに封じ込むようにするという点からすると、更に１．０ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００６０】
また、本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型において、溝の深さは２．５ｍｍ以下とすることが望ましい。そうすると、より確実に、接触面積が減少するため、摩擦力が小さくなり、引き裂け、引き抜き不可能などの不具合が生じ難くなり、鋳造しやすくなるからである。このような摩擦力を鋳型全周にわたりより安定して確実に小さくし、鋳造しやすくするという点から、更に２．０ｍｍ以下とすることが望ましく、更には１．５ｍｍ以下とすることが望ましい。合金種が変更されたとしても全周にわたりより安定して確実に摩擦力を小さくし鋳造しやすくするという点からすると、更に１．２ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００６１】
これらの点、即ち、充分に離れた箇所が合金種が変更されたとしても鋳型全周にわたりより安定して確実にできるようにし、発汗するメタル成分を前記離れた箇所の中だけに封じ込むようにするという点、及び、合金種が変更されたとしても全周にわたりより安定して確実に摩擦力を小さくし鋳造しやすくするという点から、総合的には溝の深さ：１ｍｍあるいはその付近の深さとすることが最も望ましい。
【００６２】
本発明に係る連続鋳造用鋳型において、溝のピッチは、２ｍｍ以上とすることが望ましい。そうすると、より確実に、溝への発汗部の巻き込み、引っかかりを防止でき、連続鋳造ができるようになるからである。このような溝への発汗部の巻き込み、引っかかりを防止でき、鋳型全周にわたり安定して連続鋳造ができるようにするという点から、更に４ｍｍ以上とすることが望ましく、更には７ｍｍ以上とすることが望ましい。合金種が変更されたとしても、溝への発汗部の巻き込み、引っかかりを防止でき、鋳型全周にわたり安定して連続鋳造ができるようにするという点からすると、更に９ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００６３】
また、溝のピッチは、２５ｍｍ以下とすることが望ましい。そうすると、より確実に、ピッチ内で大きな応力集中部が発生し難く、鋳造割れが生じることがなくなるからである。鋳型全周にわたりより安定して確実に、このようなピッチ内で大きな応力集中部を発生させず、鋳造割れを生じなくさせるという点から、更に２０ｍｍ以下とすることが望ましく、更には１５ｍｍ以下とすることが望ましい。合金種が変更されたとしても、鋳型全周にわたりより安定して確実に、ピッチ内で大きな応力集中部を発生させず、鋳造割れを生じなくさせるという点からすると、更に１２ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００６４】
これらの点、即ち、合金種が変更されたとしても溝への発汗部の巻き込み、引っかかりを防止でき、鋳型全周にわたり安定して連続鋳造ができるようにするという点、及び、合金種が変更されたとしても鋳型全周にわたりより安定して確実に、ピッチ内で大きな応力集中部を発生させず、鋳造割れを生じなくさせるという点から、総合的には溝のピッチ：１０ｍｍあるいはその付近のピッチとすることが最も望ましい。
【００６５】
溝の切れ込み迎角については、３０°（３０度）以上とすることが望ましい。そうすると、より確実に、溝への発汗部の巻き込み、引っかかりを防止でき、連続鋳造ができるようになるからである。溝全長にわたり安定して、このような溝への発汗部の巻き込み、引っかかりを防止でき、連続鋳造ができるようにするという点から、更に４５°以上とすることが望ましく、更には６０°以上とすることが望ましい。合金種が変更されたとしても、溝全長にわたり安定して、溝への発汗部の巻き込み、引っかかりを防止でき、連続鋳造ができるようにするという点からすると、更に９０°以上とすることが望ましい。
【００６６】
また、溝の切れ込み迎角は１７５°以下とすることが望ましい。そうすると、より確実に、発汗するメタル成分を封じ込むだけの溝が形成できるようになるからである。全周にわたりより安定して、このような発汗するメタル成分を封じ込むだけの溝が形成できるようにするという点から、更に１７０°以下とすることが望ましく、更には１６５°以下とすることが望ましい。合金種が変更されたとしても、全周にわたりより安定して、発汗するメタル成分を封じ込むだけの溝が形成できるようにするという点から、更に１６０°以下とすることが望ましい。
【００６７】
これらの点、即ち、合金種が変更されたとしても溝全長にわたり安定して溝への発汗部の巻き込み、引っかかりを防止でき、連続鋳造ができるようにするという点、及び、合金種が変更されたとしても鋳型全周にわたりより安定して発汗するメタル成分を封じ込むだけの溝が形成できるようにするという点から、総合的には溝の切れ込み迎角：９０〜１６０度の角度とすることが最も望ましい。
【００６８】
本発明に係る連続鋳造方法は、本発明に係る連続鋳造用鋳型を用いる金属の連続鋳造方式または半連続鋳造方式の連続鋳造方法であって、金属溶湯の湯面の位置を前記鋳型上部と鋳型下部との境界の５〜３０ｍｍ上方にすることを特徴とする連続鋳造方法であることとしている。即ち、本発明に係る連続鋳造用鋳型を用いて金属の連続鋳造方式または半連続鋳造方式の連続鋳造を行うに際し、金属溶湯の湯面の位置が前記鋳型上部と鋳型下部との境界の５〜３０ｍｍ上方になるようにしている。
【００６９】
この連続鋳造方法によれば、本発明に係る連続鋳造用鋳型の機能を確実に発揮することができ、前述したような作用効果を確実に得ることができる。即ち、鋳型下部において発汗が先ず再接触する点を全周にわたってきめ細かく分布させることができるので、発汗の鋳型との再接触の状況はマクロ的には全周でほぼ等しくなり、このため、マクロ的には全周で凝固殻の形成が均一になり、ひいては、局所的な応力の発生がなく、従って、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができる。
【００７０】
ここで、金属溶湯の湯面の位置を本発明に係る連続鋳造用鋳型の鋳型上部と鋳型下部との境界の５〜３０ｍｍ上方としているのは、この湯面位置を境界の上方５ｍｍ未満にすると、発汗が起こる前の凝固殻が鋳型下部の鋳型内壁面と接触することとなり、発汗サイトを選択的に出すことが出来なくなり、ひいては鋳造割れが生じる可能性があり、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができなくなり、一方、この湯面位置を境界の上方３０ｍｍ超にすると、発汗が上面だけで終了し、鋳型上部だけで発汗サイトがランダムに発生し、本発明に係る連続鋳造用鋳型の機能を発揮することができなくなり、その効果が得られなくなり、ひいては、鋳造割れが生じる可能性があり、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができなくなるからである。
【００７１】
本発明に係る連続鋳造方法において、金属溶湯の湯面の位置については、これを鋳型上部と鋳型下部との境界の７ｍｍ以上上方（境界の上方７ｍｍ以上）とすることが望ましい。そうすると、より確実に、鋳型下部で発汗が起こり、鋳型下部で発汗サイトを選択的に出すことができるようになるからである。鋳型全周にわたり安定して鋳型下部で発汗が起こり、鋳型下部で発汗サイトを選択的に出すことができるようにするという点から、更に１０ｍｍ以上上方とすることが望ましく、更には１３ｍｍ以上上方とすることが望ましい。合金種が変更されたとしても、鋳型全周にわたりより安定して鋳型下部で発汗が起こり、鋳型下部で発汗サイトを選択的に出すことができるようにするという点からすると、更に１４ｍｍ以上上方とすることが望ましい。
【００７２】
また、金属溶湯の湯面の位置は、これを鋳型上部と鋳型下部との境界の２５ｍｍ以下上方（境界の上方２５ｍｍ以下）とすることが望ましい。そうすると、より確実に、鋳型上方での発汗が起こらず、鋳型下部で発汗サイトを選択的に出すことができるようになるからである。鋳型全周にわたり安定して鋳型上方での発汗が起こらず、鋳型下部で発汗サイトを選択的に出すことができるようにするという点から、更に２０ｍｍ以下上方とすることが望ましく、更には１８ｍｍ以下上方とすることが望ましい。合金種が変更されたとしても、鋳型全周にわたりより安定して、鋳型上方での発汗が起こらず、鋳型下部で発汗サイトを選択的に出すことができるようにするという点からすると、更に１６ｍｍ以下上方とすることが望ましい。
【００７３】
これらの点、即ち、合金種が変更されたとしても鋳型全周にわたりより安定して、鋳型上方での発汗が起こらず、鋳型下部で発汗が起こり、鋳型下部で発汗サイトを選択的に出すことができるようにするという点から、総合的には金属溶湯の湯面の位置を鋳型上部と鋳型下部との境界の１５ｍｍ上方あるいはその付近の位置とすることが最も望ましい。
【００７４】
本発明において、連続鋳造（半連続鋳造を含む）する金属としては、その種類は特には限定されず、種々の金属を用いることができ、本発明は種々の金属の連続鋳造に適用できるが、特には従来法では連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生の可能性がある低融点金属、中でもアルミニウムやアルミニウム合金等のような低融点金属の連続鋳造に用いて好適であり、特に効果的に適用できる。
【００７５】
鋳型の形状については、本発明に係る要件を満たす限りにおいては特には限定されず、種々の形状のものを採用することができ、例えば、鋳造方向に直角方向の断面形状が長方形である角筒状のものや鋳造方向に直角方向の断面形状が円形である円筒状のものを採用することができる。
【００７６】
鋳型の材質については、特には限定されず、従来のもの等を用いることができる。また、鋳型の製造方法についても、特には限定されず、本発明に係る要件を満たす鋳型を得ることができる方法であれば、いずれの方法も用いることができる。
【００７７】
本発明において、連続鋳造には連続鋳造だけでなく、半連続鋳造も含まれる。
【００７８】
なお、特開平４−５２０５１号公報には、連続鋳造用鋳型として鋳型内壁面に鋳造方向に延びた溝が存在する鋳型が記載されている。この溝は、本公報記載の如く、鋳型の内面全周に設けられている。本公報記載の鋳型によれば、本公報記載のように、鋳造組織の均一化、微細化がはかれるかもしれない。
【００７９】
しかしながら、本公報記載の鋳型は鋳造方向に延びた溝が鋳型の内面全周に設けられているので、本発明に係る鋳型の要件を満たすことはできず、従って、本公報記載の鋳型では本発明に係る鋳型の場合のような作用効果を奏することはできず、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することはできない。
【００８０】
鋳型の内面に単に溝を設けるのでは、本発明に係る鋳型の場合のような作用効果を奏することはできず、このような作用効果を奏させ、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止するには、本発明に係る鋳型の要件を満たすように溝を設ける必要がある。
【００８１】
【実施例】
本発明の実施例及び比較例を以下説明する。尚、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００８２】
〔実施例１、比較例１〕
アルミニウム合金の縦型連続鋳造を行い、その際の鋳造割れの発生の有無や程度等を調べた。
【００８３】
このとき、連続鋳造用鋳型として図１〜２に例示した連続鋳造用鋳型と同様の鋳型、即ち、鋳型下部１０２　の鋳型内壁面２に鋳造方向に延びた溝２Ｍが設けられており、鋳型上部１０１　の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部１０２　の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いたときに、鋳型上部１０１　の鋳型内壁面１（平滑）と鋳型下部１０２　の鋳型内壁面２とが接する個所Ａと離れた個所Ｂとが交互に存在し、この離れた個所Ｂにおいては鋳型上部１０１　の鋳型内壁面１が鋳型下部１０２　の鋳型内壁面２よりも鋳型中心軸に近い側（内側）にあるという位置関係を満たす鋳型を用いた。ただし、鋳型下部１０２　の鋳型内壁面２の溝２Ｍに関し、その形状を図９に示す４種類の溝形状（断面形状Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）とし、それぞれについて溝２Ｍの深さ、ピッチ、切れ込み迎角を表１〜２に示す如くパラメータとして変化させた。なお、表において、溝の深さの単位は［ｍｍ］、ピッチの単位は［ｍｍ］、切れ込み迎角の単位は［度］である（以下、同様）。
【００８４】
鋳型長さ（縦方向長さ）は、１２０ｍｍである。鋳型サイズは、５００ｍｍ×２０００ｍｍ、即ち、鋳型内壁面１の短辺の長さ：５００ｍｍ、長辺の長さ：２０００ｍｍである。鋳型材質は、Ａ５０５２である。
【００８５】
アルミニウム合金としては、合金種Ａ３００４のものを用いた。鋳造温度は、７００℃とした。鋳造速度は、７０ｍｍ／ｍｉｎとした。鋳型内冷却水および鋳塊に直接かける冷却水の量は、１ｍ３　／ｍｉｎとした。
【００８６】
アルミ溶湯の湯面の位置を鋳型上部１０１　と鋳型下部１０２　との境界Ｃの１５ｍｍ上方になるようにした。即ち、境界Ｃから上へ１５ｍｍの位置にした。
【００８７】
このようにして連続鋳造を行い、その際の鋳造割れの発生の有無や程度等を調べた結果を、表１〜２（割れの程度の欄）に示す。なお、表の割れの程度の欄において、１〜５は５段階評価によるものであり、１：割れの発生が無い、２：伝播していない小さな表面割れは有る、３：鋳塊中心まで進展した割れが有る（連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生がある）、４：３の割れが複数入った割れが有る、５：鋳造不可能（鋳造自体ができない）であることを示すものである（以下、同様）。なお、段階１〜２のものは合格であり、段階３〜４は不合格（不良材の発生）である。
【００８８】
表１〜２からわかるように、溝形状（断面形状）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれの場合においても、本発明に係る要件を満足する場合には、割れの程度は段階１あるいは２であり、合格である。これに対し、溝の切れ込み迎角は本発明の範囲にあっても溝の深さ及び／又はピッチの点において本発明の範囲にないものは、割れの程度は段階３あるいは４であり、不合格であるか、もしくは、段階５であり、鋳造不可能である。溝の深さおよびピッチは本発明の範囲にあっても溝の切れ込み迎角が０度（本発明の範囲外）であるものは、段階５であり、鋳造不可能である。
【００８９】
〔実施例２、比較例２〕
連続鋳造用鋳型として、実施例１、比較例１での連続鋳造用鋳型に代えて、図３〜４に例示した連続鋳造用鋳型と同様の鋳型同様の鋳型を用いた。即ち、鋳型上部２０１　の鋳型内壁面１１に鋳造方向に延びた溝１１Ｍが設けられており、鋳型上部２０１　の鋳造方向に直角方向の断面と鋳型下部２０２　の鋳造方向に直角方向の断面とを同一平面上に重ねて描いたときに、鋳型上部２０１　の鋳型内壁面１１と鋳型下部２０２　の鋳型内壁面１２（平滑）とが接する個所Ａと離れた個所Ｂとが交互に存在し、この離れた個所Ｂにおいては鋳型上部２０１　の鋳型内壁面１１が鋳型下部２０２　の鋳型内壁面１２よりも鋳型中心軸に近い側（内側）にあるという位置関係を満たす鋳型を用いた。ただし、鋳型上部２０１　の鋳型内壁面１１の溝１１Ｍに関し、その形状を図９に示す溝形状（断面形状）Ａとし、それについて溝１１Ｍの深さ、ピッチ、切れ込み迎角を表３に示す如くパラメータとして変化させた。
【００９０】
上記の点を除き実施例１の場合と同様の大きさ、材質の鋳型を用い、同様の鋳造条件（鋳造温度、鋳造速度等）にて、アルミ溶湯の湯面の位置を鋳型上部２０１　と鋳型下部２０２　との境界Ｃの１５ｍｍ上方になるように維持しつつ、アルミニウム合金（合金種Ａ３００４）の連続鋳造を行い、その際の鋳造割れの発生の有無や程度等を調べた。
【００９１】
この結果を表３の割れの程度の欄に示す。表３からわかるように、本発明に係る要件を満たす場合には、割れの程度は段階１あるいは２であり、合格である。これに対し、溝の切れ込み迎角は本発明の範囲にあっても溝の深さ及び／又はピッチの点において本発明の範囲にないものは、割れの程度は段階３であり、不合格であるか、もしくは、段階５であり、鋳造不可能である。
【００９２】
〔実施例３、比較例３〕
連続鋳造用鋳型として、実施例２での鋳型の中から１種類の鋳型を選定して用いた。即ち、溝１１Ｍの深さ：１ｍｍ、ピッチ：１０ｍｍ、切れ込み迎角：１５７度の鋳型を用いた。アルミ溶湯の湯面の位置を表４に示す如くパラメータとして変化させた。
【００９３】
上記の点を除き実施例２の場合と同様の大きさ、材質の鋳型を用い、同様の鋳造条件（鋳造温度、鋳造速度等）にて、アルミニウム合金（合金種Ａ３００４）の連続鋳造を行い、その際の鋳造割れの発生の有無や程度等を調べた。
【００９４】
この結果を表４の割れの程度の欄に示す。表４からわかるように、アルミ溶湯の湯面の位置を本発明に係る連続鋳造方法での湯面の位置（鋳型上部と鋳型下部との境界の５〜３０ｍｍ上方）とした場合には、割れの程度は段階１あるいは２であり、合格である。これに対し、アルミ溶湯の湯面の位置を本発明に係る連続鋳造方法での湯面の位置としなかった場合には、割れの程度は段階３であり、不合格であった。
【００９５】
なお、以上の実施例、比較例（実施例１〜３、比較例１〜３）においては、連続鋳造用鋳型として、鋳型上部とその残部（鋳型下部）の一方の鋳型内壁面に鋳造方向に延びた溝が存在する鋳型を用いたが、これに代えて鋳型上部と鋳型下部の両方の鋳型内壁面に鋳造方向に延びた溝が存在する鋳型を用いた場合も、以上の実施例１〜３、比較例１〜３の場合と同様の傾向の結果が得られる。即ち、本発明に係る要件を満足する場合には、割れの程度は段階１あるいは２（合格）であり、これに対し、本発明に係る要件を満足しない場合には、割れの程度は段階３あるいは４（不合格）であったり、段階５（鋳造不可能）となる。
【００９６】
また、以上の実施例１〜３、比較例１〜３の場合には、アルミニウム合金として合金種Ａ３００４のものを用いたが、これに代えて他の合金種のアルミニウム合金を用いた場合も、以上の実施例１〜３、比較例１〜３の場合と同様の傾向の結果が得られる。亜鉛合金等のような低融点金属を用いた場合も、以上の実施例１〜３、比較例１〜３の場合と同様の傾向の結果が得られる。
【００９７】
【表１】
2004017069.tif 000003
【００９８】
【表２】
2004017069.tif 000004
【００９９】
【表３】
2004017069.tif 000005
【０１００】
【表４】
2004017069.tif 000006
【０１０１】
【発明の効果】
本発明に係る連続鋳造用鋳型によれば、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止することができるようになる。本発明に係る連続鋳造方法によれば、本発明に係る連続鋳造用鋳型の機能を確実に発揮することができ、連続鋳造の際の局所的応力発生による鋳造割れの発生を防止した状態で、良好な鋳造材を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型の一例を説明する模式図であって、鋳造方向に直角方向の断面での鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面とを同一平面上に重ねて描いた図である。
【図２】本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型の一例を説明する模式図であって、鋳型内壁面の一部の側面図である。
【図３】本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型の他の一例を説明する模式図であって、鋳型上部の鋳型内壁面の一部と鋳型下部の鋳型内壁面の一部とを同一平面上に重ねて描いた図である。
【図４】本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型の他の一例を説明する模式図であって、鋳型内壁面の一部の側面図である。
【図５】本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型の一例を説明する模式図であって、鋳造方向に直角方向の断面での鋳型上部の鋳型内壁面の一部と鋳型下部の鋳型内壁面の一部とを同一平面上に重ねて描いた図である。
【図６】本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型の一例を説明する模式図であって、鋳型内壁面の一部の側面図である。
【図７】本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型の他の一例を説明する模式図であって、鋳造方向に直角方向の断面での鋳型上部の鋳型内壁面の一部と鋳型下部の鋳型内壁面の一部とを同一平面上に重ねて描いた図である。
【図８】本発明の第２発明に係る連続鋳造用鋳型の他の一例を説明する模式図であって、鋳型内壁面の一部の側面図である。
【図９】実施例および比較例に係る連続鋳造用鋳型の鋳型内壁面に設けた溝の形状を示す模式図であって、４種類の溝形状（断面形状Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を示す図である。
【図１０】鋳型内壁面が平滑な連続鋳造用鋳型での発汗の鋳型との再接触の状況を示す模式図である。
【図１１】本発明の第１発明に係る連続鋳造用鋳型の一例での発汗の鋳型との再接触の状況を示す模式図である。
【符号の説明】
１−−鋳型上部の鋳型内壁面、２−−鋳型下部の鋳型内壁面、
２Ｍ−−鋳型下部の鋳型内壁面の溝、２Ｔ−−凸部の頂点、２Ｂ−−溝（凹部）の底、３−−鋳型の中、１０１−−　鋳型上部、１０２−−　鋳型下部、
Ａ−−鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面とが接する個所、
Ｂ−−鋳型上部の鋳型内壁面と鋳型下部の鋳型内壁面とが離れた個所、
Ｃ−−鋳型上部と鋳型下部との境界、
１１−−鋳型上部の鋳型内壁面、１２−−鋳型下部の鋳型内壁面、１１Ｍ−−鋳型上部の鋳型内壁面の溝、　１１Ｔ−−凸部の頂点、１１Ｂ−−溝（凹部）の底、　１３−−鋳型の中、
２０１−−　鋳型上部、２０２−−　鋳型下部、
２１−−鋳型上部の鋳型内壁面、２２−−鋳型下部の鋳型内壁面、２１Ｍ−−鋳型上部の鋳型内壁面の溝、２２Ｍ−−鋳型下部の鋳型内壁面の溝、　２１Ｔ−−凸部の頂点、２１Ｂ−−溝（凹部）の底、２２Ｔ−−凸部の頂点、２２Ｂ−−溝（凹部）の底、２３−−鋳型の中、
３０１−−　鋳型上部、３０２−−　鋳型下部、
３１−−鋳型上部の鋳型内壁面、３２−−鋳型下部の鋳型内壁面、３１Ｍ−−鋳型上部の鋳型内壁面の溝、３２Ｍ−−鋳型下部の鋳型内壁面の溝、　３１Ｔ−−凸部の頂点、３１Ｂ−−溝（凹部）の底、３２Ｔ−−凸部の頂点、３２Ｂ−−溝（凹部）の底、３３−−鋳型の中、
４０１−−　鋳型上部、４０２−−　鋳型下部、
８００−−　鋳型、８０１−−　鋳型上部で形成された鋳造金属、８０２−−　発汗、８０３−−　発汗が鋳型と再接触している個所、８０４−−　発汗が鋳型と接触していない個所、
８１０−−　鋳型、８１１−−　鋳型上部で形成された鋳造金属、８１２−−　発汗、８１３−−　発汗が鋳型と再接触している部分、８１４−−　発汗が鋳型と接触していない部分。
【図１】
2004017069.tif 000007
【図２】
2004017069.tif 000008
【図３】
2004017069.tif 000009
【図４】
2004017069.tif 000010
【図５】
2004017069.tif 000011
【図６】
2004017069.tif 000012
【図７】
2004017069.tif 000013
【図８】
2004017069.tif 000014
【図９】
2004017069.tif 000015
【図１０】
2004017069.tif 000016
【図１１】
2004017069.tif 000017