(57)【要約】【課題】異種の液状物の混合の度合いを確認することのできる鋳造シミュレーション装置及び鋳造シミュレーション方法を提供する。【解決手段】  本発明の鋳造シミュレーション装置は、識別可能な第１の液状物と第２の液状物との混合具合が確認可能な鋳造シミュレーション装置であって、第１及び第２の液状物が収容可能な容器と、容器の内部に第１の液状物を吐き出す第１の吐出口が設けられた第１のノズルと、第１の吐出口の下側に位置するように設けられて、容器の内部に第２の液状物を吐き出す第２の吐出口が設けられた第２のノズルと、第１のノズルと第２のノズルの並び方向に延設されて、第１の吐出口と第２の吐出口との間に位置するように容器の内部に配設され、第１の吐出口から吐き出された第１の液状物が下側に通過可能な開口が設けられた流動抵抗部と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
識別可能な第１の液状物と第２の液状物との混合具合が確認可能な鋳造シミュレーション装置であって、
前記第１及び第２の液状物が収容可能な容器と、
前記容器の内部に第１の液状物を吐き出す第１の吐出口が設けられた第１のノズルと、
前記第１の吐出口の下側に位置するように設けられて、前記容器の内部に第２の液状物を吐き出す第２の吐出口が設けられた第２のノズルと、
前記第１のノズルと第２のノズルの並び方向に延設されて、前記第１の吐出口と第２の吐出口との間に位置するように前記容器の内部に配設され、前記第１の吐出口から吐き出された第１の液状物が下側に通過可能な開口が設けられた流動抵抗部と、
を備えることを特徴とする鋳造シミュレーション装置。
【請求項２】
それぞれが前記流動抵抗部と交差するように延設され、前記第１のノズルと第２のノズルの並び方向に互いに隔設された一対の隔膜部を備え、
前記流動抵抗部が前記一対の隔膜部同士を繋ぎ合わせるように配設されたことを特徴とする請求項１に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項３】
前記流動抵抗部は、複数配備されて、前記一対の隔膜部の間において多段状に隔置され、
複数の前記流動抵抗部のうち、最上端の流動抵抗部は、前記第１の吐出口と第２の吐出口との間に位置し、最下端の流動抵抗部は、前記第２のノズルの下側に位置することを特徴とする請求項２に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項４】
前記第１のノズルの長さが前記第２のノズルの長さに比べて短く、
前記第１のノズルの上端の高さと前記第２のノズルの上端の高さとが等しいように配設されたことを特徴とする請求項２に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項５】
前記容器は、
前記第１及び第２の液状物が収容可能な内部空間を有し、上側及び下側が開口されたボディと、
前記ボディの下側の開口を閉じるように配設され、前記ボディ内の第１及び第２の液状物を外部に排出し、前記第１及び第２の液状物の排出流量が調節可能な排出部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項６】
前記容器は、前記ボディの上側の開口の少なくとも一部を閉じるように配設され、前記第１のノズルと第２のノズルの並び方向に延設されて、
前記第１のノズル及び第２のノズルが上下方向に貫通可能な据置き開口が設けられた据置き台を備えることを特徴とする請求項５に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項７】
前記一対の隔膜部のそれぞれは、その延設方向の両端が前記ボディの内壁面と接し、
前記一対の隔膜部のそれぞれは、その延設方向において向かい合う前記ボディの内壁面と離間するように配設されたことを特徴とする請求項２に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項８】
前記一対の隔膜部のそれぞれの両端と向かい合う前記ボディの内壁面には、前記一対の隔膜部のそれぞれの両端が嵌入係合される係合溝が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項９】
前記係合溝は、複数設けられて、前記一対の隔膜部の並び方向に並置されたことを特徴とする請求項８に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１０】
前記一対の隔膜部のそれぞれの両端には、内側に凹んだ係合溝が設けられ、
前記一対の隔膜部のそれぞれの両端と向かい合う前記ボディの内壁面には、前記一対の隔膜部のそれぞれの両端に設けられた係合溝に嵌入可能な突出部材が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１１】
前記突出部材は、複数設けられて、前記一対の隔膜部の並び方向に並置されたことを特徴とする請求項１０に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１２】
前記一対の隔膜部のそれぞれ及びこれらと離隔して向かい合う前記容器の内壁面を連結するように配設される第１の支持部材を備えることを特徴とする請求項７に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１３】
前記第１の支持部材は、前記隔膜部の延設方向の中心に位置するか、あるいは、前記隔膜部の延設方向の両周縁部に位置することを特徴とする請求項１２に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１４】
前記一対の隔膜部のそれぞれから内側に延設され、その上部に前記流動抵抗部が載置される第２の支持部材を備えることを特徴とする請求項７に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１５】
前記第２の支持部材は、前記隔膜部の延設方向の中心に位置するか、あるいは、前記隔膜部の延設方向の両周縁部に位置することを特徴とする請求項１４に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１６】
前記第１及び第２のノズルのそれぞれに第１及び第２の液状物を供給し、前記第１及び第２の液状物の供給流量が調節可能な液状物供給部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１７】
互いに異なる組成の第１の溶鋼と第２の溶鋼を凝固させて、複層構造の鋳片を鋳造する鋳造操業において、第１の溶鋼と第２の溶鋼との混合具合が予測可能な鋳造シミュレーション方法であって、
第１の液状物を容器の内部に位置した流動抵抗部の上側の位置から吐き出して供給する第１の液状物供給過程と、
前記第１の液状物と識別される第２の液状物を前記流動抵抗部の下側から吐き出して供給する第２の液状物供給過程と、
前記第１の液状物と第２の液状物との境界領域の厚さ及び高さのうちの少なくとも一方を把握して、前記第１の溶鋼と第２の溶鋼との混合具合を予測する過程と、
を含むことを特徴とする鋳造シミュレーション方法。
【請求項１８】
前記流動抵抗部の上側に吐き出された第１の液状物の一部は、前記流動抵抗部に設けられた開口を介して前記流動抵抗部の下側に移動し、残りは、前記流動抵抗部の延設方向に流れて前記流動抵抗部の外側に移動することを特徴とする請求項１７に記載の鋳造シミュレーション方法。
【請求項１９】
前記第１の液状物が前記流動抵抗部の外側に移動するに当たって、
それぞれが前記流動抵抗部と交差するように上下方向に延設され、
前記流動抵抗部の両側に位置するように隔置された一対の隔膜部の外側に移動することを特徴とする請求項１８に記載の鋳造シミュレーション方法。
【請求項２０】
前記容器の下側に前記第１の液状物及び第２の液状物を排出する過程を含むことを特徴とする請求項１７に記載の鋳造シミュレーション方法。
【請求項２１】
前記第１の液状物を供給するに当たって、第１の吐出口付き第１のノズルを用いて前記第１の液状物を吐き出し、
前記第２の液状物を供給するに当たって、第２の吐出口付き第２のノズルを用いて前記第２の液状物を吐き出し、
前記第１の液状物と第２の液状物との境界領域の厚さ及び高さのうちの少なくとも一方を把握するに当たって、
前記第１及び第２のノズルを介した第１及び第２の液状物の吐出流量、第１及び第２のノズルの長さ、第１及び第２の吐出口の高さ、第１及び第２の吐出口の形状、前記容器の下側に排出される第１及び第２の液状物の排出流量、前記流動抵抗部の高さ、上下方向への前記流動抵抗部の配設数のうちの少なくとも一つに応じた前記第１の液状物と第２の液状物との境界領域の厚さ及び高さのうちの少なくとも一方を把握することを特徴とする請求項２０に記載の鋳造シミュレーション方法。
【請求項２２】
前記第１の液状物と第２の液状物は、彩度、明暗及び温度のうちの少なくともいずれか一つが異なることを特徴とする請求項１７乃至請求項２０のいずれか一項に記載の鋳造シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造シミュレーション装置及び鋳造シミュレーション方法に係り、さらに詳しくは、異種の液状物の混合の度合いを確認することのできる鋳造シミュレーション装置及び鋳造シミュレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表層部と中心部の組成が異なる複層鋳片を製造する鋳造装置は、溶鋼を受け渡されて溶鋼を一定の形状に初期凝固させる鋳型と、それぞれ異なる組成の溶鋼を鋳型に供給する第１及び第２のノズル、及び鋳型内に直流磁場を生じさせる磁場発生部を備える。
【０００３】
第１及び第２のノズルは、鋳型に互いに異なる成分の溶鋼を供給する手段であって、水平方向に並べられて互いに隔置される。例えば、鋳型の一対の短辺部の並び方向に並べられて互いに隔置される。
【０００４】
ここで、第１のノズルと第２のノズルは、その延長長さが互いに異なるように設けられるが、第１の溶鋼を吐き出す第１のノズルの長さが第２の溶鋼を吐き出す第２のノズルに比べて短い。したがって、鋳型の内部において第１の溶鋼が第２の溶鋼の上側の位置から吐き出される。
【０００５】
以下、上述した鋳造装置を用いた複合鋳片の製造方法について簡略に説明する。
【０００６】
まず、第１のノズルを介して鋳型に第１の溶鋼を供給すると、第１の溶鋼が凝固されることにより、鋳型の内壁面に沿って第１の凝固シェルが形成される。また、第１の凝固シェルにより取り囲まれた空間に第２のノズルを介して第２の溶鋼を供給する。このため、第２のノズルから供給された第２の溶鋼が凝固され、第１の凝固シェルの内壁面に沿って第２の凝固シェルが形成され始める。このような第１の溶鋼及び第２の溶鋼の供給及び凝固により、表層部と中心部の組成が互いに異なる複層構造の鋳片が鋳造される。
【０００７】
また、鋳型の内部において第２の凝固シェルにより仕切られた空間には、第１の溶鋼と第２の溶鋼との境界領域が存在し、境界領域を基準として第１の溶鋼プールと第２の溶鋼プールとに分断される。
【０００８】
一方、第２のノズルを介して吐き出された第２の溶鋼の少なくとも一部は、第１の溶鋼の凝固により形成された第１の凝固シェルにぶつかり、これにより、下降流及び上昇流のうちの少なくとも一方が形成される。これらのうち、上昇流が形成されれば、第２の溶鋼プールの溶鋼が第１の溶鋼プールに移動するか、あるいは、第１の溶鋼プールの溶鋼が第２の溶鋼プールに移動して、第１の溶鋼と第２の溶鋼との混合が生じる。このような溶鋼の混合は、複層鋳片の品質を低下させる要因となる。
【０００９】
上述したように、第１の溶鋼と第２の溶鋼との混合有無、混合量などは、鋳造速度、第１及び第２のノズルを介した第１の溶鋼及び第２の溶鋼のそれぞれの注入量、第１及び第２のノズルのそれぞれにおける吐出口の高さ、第１及び第２のノズルからの溶鋼の吐出方向など様々な工程変数に応じて異なってくる。
【００１０】
このため、複層鋳片を鋳造するに先立って、第１の溶鋼と第２の溶鋼との混合を極力抑えられる鋳造条件を導き出す必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平７−３１４０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、異種の液状物の混合の度合いを確認することのできる鋳造シミュレーション装置及び鋳造シミュレーション方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による鋳造シミュレーション装置は、識別可能な第１の液状物と第２の液状物との混合具合が確認可能な鋳造シミュレーション装置であって、前記第１及び第２の液状物が収容可能な容器と、前記容器の内部に第１の液状物を吐き出す第１の吐出口が設けられた第１のノズルと、前記第１の吐出口の下側に位置するように設けられて、前記容器の内部に第２の液状物を吐き出す第２の吐出口が設けられた第２のノズルと、前記第１のノズルと第２のノズルの並び方向に延設されて、前記第１の吐出口と第２の吐出口との間に位置するように前記容器の内部に配設され、前記第１の吐出口から吐き出された第１の液状物が下側に通過可能な開口が設けられた流動抵抗部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
前記鋳造シミュレーション装置は、それぞれが前記流動抵抗部と交差するように延設され、前記第１のノズルと第２のノズルの並び方向に互いに隔設された一対の隔膜部を備え、前記流動抵抗部が前記一対の隔膜部同士を繋ぎ合わせるように配設されることを特徴とする。
【００１５】
前記流動抵抗部は、複数配備されて、前記一対の隔膜部の間において多段状に隔置され、複数の前記流動抵抗部のうち、最上端の流動抵抗部は、前記第１の吐出口と第２の吐出口との間に位置し、最下端の流動抵抗部は、前記第２のノズルの下側に位置することを特徴とする。
【００１６】
前記第１のノズルの長さが前記第２のノズルの長さに比べて短く、前記第１のノズルの上端の高さと前記第２のノズルの上端の高さとが等しいように配設されることを特徴とする。
【００１７】
前記容器は、前記第１及び第２の液状物が収容可能な内部空間を有し、上側及び下側が開口されたボディと、前記ボディの下側の開口を閉じるように配設され、前記ボディ内の第１及び第２の液状物を外部に排出し、前記第１及び第２の液状物の排出流量が調節可能な排出部と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
前記容器は、前記ボディの上側の開口の少なくとも一部を閉じるように配設され、前記第１のノズルと第２のノズルの並び方向に延設されて、前記第１のノズル及び第２のノズルが上下方向に貫通可能な据置き開口が設けられた据置き台を備えることを特徴とする。
【００１９】
前記一対の隔膜部のそれぞれは、その延設方向の両端が前記ボディの内壁面と接し、前記一対の隔膜部のそれぞれは、その延設方向において向かい合う前記ボディの内壁面と離間されるように配設されることを特徴とする。
【００２０】
前記一対の隔膜部のそれぞれの両端と向かい合う前記ボディの内壁面には、前記一対の隔膜部のそれぞれの両端が嵌入係合される係合溝が設けられることを特徴とする。
【００２１】
前記係合溝は、複数設けられて、前記一対の隔膜部の並び方向に並置されることを特徴とする。
【００２２】
前記一対の隔膜部のそれぞれの両端には、内側に凹んだ係合溝が設けられ、前記一対の隔膜部のそれぞれの両端と向かい合う前記ボディの内壁面には、前記一対の隔膜部のそれぞれの両端に設けられた係合溝に嵌入可能な突出部材が設けられることを特徴とする。
【００２３】
前記突出部材は、複数設けられて、前記一対の隔膜部の並び方向に並置されることを特徴とする。
【００２４】
前記鋳造シミュレーション装置は、前記一対の隔膜部のそれぞれ及びこれらと離隔して向かい合う前記容器の内壁面を連結するように配設される第１の支持部材を備えることを特徴とする。
【００２５】
前記第１の支持部材は、前記隔膜部の延設方向の中心に位置するか、あるいは、前記隔膜部の延設方向の両周縁部に位置することを特徴とする。
【００２６】
前記鋳造シミュレーション装置は、前記一対の隔膜部のそれぞれから内側に延設され、その上部に前記流動抵抗部が載置される第２の支持部材を備えることを特徴とする。
【００２７】
前記第２の支持部材は、前記隔膜部の延設方向の中心に位置するか、あるいは、前記隔膜部の延設方向の両周縁部に位置することを特徴とする。
【００２８】
前記鋳造シミュレーション装置は、前記第１及び第２のノズルのそれぞれに第１及び第２の液状物を供給し、前記第１及び第２の液状物の供給流量が調節可能な液状物供給部を備えることを特徴とする。
【００２９】
本発明による鋳造シミュレーション方法は、互いに異なる組成の第１の溶鋼と第２の溶鋼を凝固させて、複層構造の鋳片を鋳造する鋳造操業において、第１の溶鋼と第２の溶鋼との混合具合が予測可能な鋳造シミュレーション方法であって、第１の液状物を容器の内部に位置した流動抵抗部の上側の位置から吐き出して供給する第１の液状物供給過程と、前記第１の液状物と識別される第２の液状物を前記流動抵抗部の下側から吐き出して供給する第２の液状物供給過程と、前記第１の液状物と第２の液状物との境界領域の厚さ及び高さのうちの少なくとも一方を把握して、前記第１の溶鋼と第２の溶鋼との混合具合を予測する過程と、を含むことを特徴とする。
【００３０】
前記流動抵抗部の上側に吐き出された第１の液状物の一部は、前記流動抵抗部に設けられた開口を介して前記流動抵抗部の下側に移動し、残りは、前記流動抵抗部の延設方向に流れて前記流動抵抗部の外側に移動することを特徴とする。
【００３１】
前記第１の液状物が前記流動抵抗部の外側に移動するに当たって、それぞれが前記流動抵抗部と交差するように上下方向に延設され、前記流動抵抗部の両側に位置するように隔置された一対の隔膜部の外側に移動することを特徴とする。
【００３２】
前記鋳造シミュレーション方法は、前記容器の下側に前記第１の液状物及び第２の液状物を排出する過程を含むことを特徴とする。
【００３３】
前記第１の液状物を供給するに当たって、第１の吐出口付き第１のノズルを用いて前記第１の液状物を吐き出し、前記第２の液状物を供給するに当たって、第２の吐出口付き第２のノズルを用いて前記第２の液状物を吐き出し、前記第１の液状物と第２の液状物との境界領域の厚さ及び高さのうちの少なくとも一方を把握するに当たって、前記第１及び第２のノズルを介した第１及び第２の液状物の吐出流量、第１及び第２のノズルの長さ、第１及び第２の吐出口の高さ、第１及び第２の吐出口の形状、前記容器の下側に排出される第１及び第２の液状物の排出流量、前記流動抵抗部の高さ、上下方向への前記流動抵抗部の配設数のうちの少なくとも一つに応じた前記第１の液状物と第２の液状物との境界領域の厚さ及び高さのうちの少なくとも一方を把握することを特徴とする。
【００３４】
前記第１の液状物と第２の液状物は、彩度、明暗及び温度のうちの少なくともいずれか一つが異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の実施形態に係る鋳造シミュレーション装置及び鋳造シミュレーション方法によれば、互いに異なる組成の第１の溶鋼と第２の溶鋼を用いて複層鋳片を鋳造するに当たって、第１の液状物と第２の液状物との混合具合を把握して、第１の溶鋼と第２の溶鋼との混合具合を予測することができる。
【００３６】
また、第１の液状物と第２の液状物との境界領域の厚さを最小化させ、境界領域の適度な高さが現れる鋳造シミュレーション装置の最適な条件を導き出し、これを複層鋳片を鋳造する鋳造装置及び鋳造操業に適用することにより、第１の溶鋼と第２の溶鋼との混合を極力抑え、品質が向上した複層鋳片を鋳造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】複層構造の鋳片を鋳造する通常の鋳造装置の要部を示す図。
【図２】複層構造の鋳片を鋳造するための通常の鋳型を上側から見下ろした上面図。
【図３】通常の複層構造の鋳片の上面図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る鋳造シミュレーション装置を示す立体図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る鋳造シミュレーション装置を示す正面図。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る鋳造シミュレーション装置を容器の上側から見下ろした上面図。
【図７】第１の実施形態の第１の変形例に係る鋳造シミュレーション装置を上側から見下ろした上面図。
【図８】第１の実施形態の第２の変形例に係る鋳造シミュレーション装置を上側から見下ろした上面図。
【図９】第１の実施形態の第３の変形例に係る鋳造シミュレーション装置を上側から見下ろした上面図。
【図１０】第１の実施形態の第４の変形例に係る鋳造シミュレーション装置を上側から見下ろした上面図。
【図１１】第１の実施形態の第５の変形例に係る鋳造シミュレーション装置を上側から見下ろした上面図。
【図１２】第１の実施形態の第６の変形例に係る鋳造シミュレーション装置を上側から見下ろした上面図。
【図１３】第１の実施形態の第７の変形例に係る鋳造シミュレーション装置を上側から見下ろした上面図。
【図１４】第２の実施形態に係る鋳造シミュレーション装置を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下に開示される実施形態に限定されるものではない。異なる様々な形態としても実現される。これらの実施形態は、本発明の開示を完全なものにするために提供される。
【００３９】
図１は、複層構造の鋳片を鋳造する通常の鋳造装置の要部を示す図である。図２は、複層構造の鋳片を鋳造するための通常の鋳型を上側から見下ろした上面図である。図３は、通常の複層構造の鋳片の上面図である。
【００４０】
図１及び図２を参照すると、鋳造装置は、溶鋼を受け渡されて溶鋼を一定の形状に初期凝固させる鋳型１０と、それぞれ異なる組成の溶鋼を鋳型に供給する第１及び第２のノズル２０ａ、２０ｂと、鋳型１０内に直流磁場を生じさせる磁場発生部３０と、を備える。
【００４１】
また、図示はしないが、鋳型１０の上側に位置して第１及び第２のノズル２０ａ、２０ｂのそれぞれに供給するための溶鋼を一時的に貯留するタンディッシュと、鋳型１０の下部に配備されて鋳型１０から引き抜かれた未凝固の鋳片を冷却させながら、一連の成形作業を行うように複数のセグメント（ｓｅｇｍｅｎｔ）が連続して配列される冷却帯と、を備える。
【００４２】
鋳型１０は、タンディッシュから溶鋼を受け渡され、溶鋼を一定の形状に初期凝固させる。鋳型１０は、例えば、その横断面の形状が長方形であってもよい。すなわち、鋳型１０は、それぞれが一方向に延設され、延設方向と交差もしくは直交する方向に隔設された一対の長辺部１１及びそれぞれが長辺部１１と交差もしくは直交する方向に延設され、その延設方向と交差もしくは直交する方向に隔設された一対の短辺部１２を備える。なお、鋳型１０の短辺部１２及び長辺部１１のそれぞれの内部には、溶鋼を冷却させるための冷却水が流れる流路が設けられている。
【００４３】
以下、鋳型１０の長辺部１１の延設方向をＸ軸方向と定義し、短辺部１２の延設方向をＹ軸方向と定義する。このため、一対の長辺部１１の並び方向はＹ軸方向であり、一対の短辺部１２の並び方向はＸ軸方向となる。
【００４４】
第１及び第２のノズル２０ａ、２０ｂは、鋳型１０に互いに異なる成分の溶鋼を供給する手段であって、水平方向に並べられて互いに隔置される。例えば、鋳型の一対の短辺部１２の並び方向、または長辺部１１の延設方向、またはＹ軸方向に並べられて互いに隔置される。
【００４５】
さらに、第１のノズル２０ａと第２のノズル２０ｂは、溶鋼が吐き出される吐出口の高さが互いに異なる。すなわち、第１のノズル２０ａの吐出口（以下、第１の吐出口２１ａ）の高さが第２のノズル２０ｂの吐出口（以下、第２の吐出口２１ｂ）の高さに比べて高い。換言すれば、第２のノズル２０ｂの第２の吐出口２１ｂの高さが第１のノズル２０ａの第１の吐出口２１ａの高さに比べて低い。
【００４６】
このために、第１のノズル２０ａと第２のノズル２０ｂは、互いに異なる長さに形成されてもよいが、第１のノズル２０ａの延長長さが第２のノズル２０ｂの延長長さに比べて短くてもよく、第１のノズル２０ａ及び第２のノズル２０ｂのそれぞれの下部に吐出口が設けられてもよい。なお、第１のノズル２０ａ及び第２のノズル２０ｂのそれぞれの上端は、鋳型１０の上側に位置したタンディッシュに連結されるが、その上端の高さが等しいように連結される。このため、第１の吐出口２１ａの高さが第２の吐出口２１ｂの高さに比べて高い位置になる。
【００４７】
以下では、第１のノズル２０ａに供給される溶鋼を第１の溶鋼Ｍ１と称し、第２のノズル２０ｂに供給される溶鋼を第２の溶鋼Ｍ２と称する。
【００４８】
タンディッシュは、上述したように、鋳型に第１及び第２の溶鋼Ｍ１、Ｍ２を供給する手段である。このとき、第１及び第２のノズル２０ａ、２０ｂに互いに異なる鋼種の溶鋼を供給しなければならないため、第１のノズル２０ａと第２のノズル２０ｂの並び方向にタンディッシュの内部空間を分割するように隔壁が設けられても良い。なお、タンディッシュの内部において、隔壁の一方の空間に第１のノズル２０ａが連通可能なように連結され、隔壁の他方の空間に第２のノズル２０ｂが連通可能なように連結されてもよい。
【００４９】
以下、上述した鋳造装置による複層構造の鋳片の鋳造方法について説明する。
【００５０】
まず、第１のノズル２０ａを介して鋳型１０に第１の溶鋼Ｍ１を供給すると、第１の溶鋼Ｍ１が凝固されることにより、凝固シェル（以下、第１の凝固シェルＣ１）が形成される。このとき、鋳型１０の内壁に冷媒が流れる流路が埋め込まれているため、鋳型１０の内壁の温度が最も低い。したがって、第１の溶鋼Ｍ１が供給されれば、鋳型１０の内壁面に沿って第１の凝固シェルＣ１が形成される。また、第１の凝固シェルＣ１が鋳型の内壁面に沿って形成されるため、第１の凝固シェルＣ１により取り囲まれた空間が形成されるが、この空間に第２のノズル２０ｂを介して第２の溶鋼Ｍ２を供給する。換言すれば、第２のノズル２０ｂから吐き出される第２の溶鋼Ｍ２は、第１の凝固シェルＣ１により仕切られた空間を埋め込むように供給される。なお、第２のノズル２０ｂから供給された第２の溶鋼Ｍ２が凝固されて凝固シェル（以下、第２の凝固シェルＣ２）が形成されるに当たって、第２の溶鋼Ｍ２の供給される初期には第１の凝固シェルＣ１の内壁面に沿って形成される。
【００５１】
また、鋳型１０の内部において、相対的に上側に供給される第１の溶鋼Ｍ１と相対的に下側に排出される第２の溶鋼Ｍ２との間に境界面または境界領域ＩＦが形成されており、境界領域ＩＦを基準として第１の溶鋼プールと第２の溶鋼プールとに分断される。
【００５２】
ここで、第１の溶鋼Ｍ１と第２の溶鋼Ｍ２との境界領域ＩＦが形成される理由は、第１の溶鋼Ｍ１が移動する流路と第２の溶鋼Ｍ２が移動する流路とが一部異なり、その流路の体積が異なり、第１の溶鋼Ｍ１供給量と第２の溶鋼Ｍ２供給量とが異なるためである。
【００５３】
第１のノズル２０ａから吐き出された第１の溶鋼Ｍ１の一部は、磁場発生部３０の下側に移動するが、残りの一部は、前記磁場発生部３０の磁場によりその移動がブロックされて磁場発生部３０の延設方向の外側に移動する。すなわち、第１の溶鋼Ｍ１は、磁場発生部３０の下側と磁場発生部３０の外側方向に分岐されて移動する。
【００５４】
さらに、第２のノズル２０ｂから吐き出された第２の溶鋼Ｍ２は、磁場発生部３０の下側に吐き出され、第１の溶鋼Ｍ１の吐出量に比べて第２の溶鋼Ｍ２の吐出量が２倍以上である。
【００５５】
このように、第１の溶鋼Ｍ１は、少なくとも一部が磁場発生部３０の外側領域に移動し、第２の溶鋼Ｍ２は磁場発生部３０の下側にすべて移動するため、その流路が一部異なる。
【００５６】
さらにまた、第１の溶鋼Ｍ１が磁場発生部３０の外側方向に移動して、周りの内壁面に第１の凝固シェルＣ１が形成され、第１の凝固シェルＣ１により仕切られた空間のうち、磁場発生部３０の下側に第１の溶鋼Ｍ１と第２の溶鋼Ｍ２が全て供給されるため、磁場発生部３０の下側空間には、第１の溶鋼Ｍ１の量に比べて第２の溶鋼Ｍ２の量の方が多い。
【００５７】
したがって、磁場発生部３０の近くまたは前記磁場発生部３０と対応する位置に第１の溶鋼Ｍ１と第２の溶鋼Ｍ２との界面または境界領域ＩＦが形成される。
【００５８】
このような第１の溶鋼Ｍ１及び第２の溶鋼Ｍ２の供給及び凝固により表層部ＳＦと中心部ＳＣの組成が互いに異なる複層構造の鋳片が鋳造される。すなわち、第１の溶鋼Ｍ１の凝固により形成され、外殻をなす表層部ＳＦと、表層部ＳＦの内側に位置し、第２の溶鋼Ｍ２の凝固により形成された中心部ＳＣと、を有する鋳片Ｓが製造される。
【００５９】
一方、第２のノズル２０ｂを介して吐き出された第２の溶鋼Ｍ２の少なくとも一部は、第１の溶鋼Ｍ１の凝固により形成された第１の凝固シェルＣ１にぶつかり、これにより、下降流及び上昇流のうちの少なくとも一方が形成される。これらのうち、上昇流が形成されれば、第２の溶鋼プールの第２の溶鋼Ｍ２が第１の溶鋼プールに移動するか、あるいは、第１の溶鋼プールの第１の溶鋼Ｍ１が第２の溶鋼プールに移動して、第１の溶鋼Ｍ１と第２の溶鋼Ｍ２との混合が生じる。このような溶鋼の混合は、複層鋳片Ｓの品質を低下させる要因となる。
【００６０】
上述したような第１の溶鋼と第２の溶鋼との混合を低減するために、鋳型の外側において第１のノズルと第２のノズルとの間に位置するように磁場発生部を配設する。磁場発生部は、鋳型の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って均一な磁束密度分布を有する直流磁場を鋳型の幅方向（Ｙ軸方向）に印加するように配設される。磁場発生部により印加される磁場により鋳型の内部に溶鋼上昇流の逆方向に力が生じ、これにより、溶鋼上昇流に制動がかかる。したがって、第２のノズル２０ｂから吐き出された第２の溶鋼Ｍ２の上昇流による第１の溶鋼Ｍ１と第２の溶鋼Ｍ２との混合を低減することができる。
【００６１】
上述したような第１の溶鋼Ｍ１と第２の溶鋼Ｍ２との混合有無、混合量などは、鋳造速度、第１及び第２のノズル２０ａ、２０ｂを介した第１の溶鋼Ｍ１及び第２の溶鋼Ｍ２のそれぞれの注入量、第１及び第２のノズル２０ａ、２０ｂのそれぞれの吐出口２１ａ、２１ｂの高さ、第１及び第２のノズル２０ａ、２０ｂからの溶鋼の吐出方向など様々な工程変数に応じて異なってくる。なお、第１及び第２のノズル２０ａ、２０ｂからの溶鋼の吐出方向は、第１及び第２のノズル２０ａ、２０ｂのそれぞれに形成される吐出口２１ａ、２１ｂの形状及び位置に応じて可変となる。
【００６２】
したがって、本発明においては、複層鋳片Ｓを鋳造する鋳造装置において変数として働く鋳造条件を適用して、鋳造シミュレーションまたは模写を行うことのできる鋳造シミュレーション装置を提供する。すなわち、鋳造条件に応じた第１の液状物と第２の液状物との混合有無及び混合具合が確認可能な鋳造シミュレーション装置を提供する。
【００６３】
以下、図４から図６に基づいて、本発明の第１の実施形態に係る鋳造シミュレーション装置について説明する。
【００６４】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る鋳造シミュレーション装置を示す立体図である。図５は、本発明の第１の実施形態に係る鋳造シミュレーション装置を示す正面図である。図６は、本発明の第１の実施形態に係る鋳造シミュレーション装置を容器の上側から見下ろした上面図である。
【００６５】
図４から図６を参照すると、本発明の第１の実施形態に係る鋳造シミュレーション装置は、液状物が収容可能な内部空間を有する容器１０００と、それぞれが容器１０００の上部を貫通するように嵌入され、容器１０００の水平方向に並べられるように互いに隔設されて、容器１０００の内部に互いに異なる液状物を供給する第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂと、それぞれが容器１０００の上下方向及び一水平方向に延設され、延設方向と交差もしくは直交する方向に並べられて互いに隔置された一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂと、隔膜部３０００ａ、３０００ｂと交差もしくは直交する方向に延設されて一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂ同士を繋ぎ合わせるように配設され、第１のノズル２０００ａの吐出口（以下、第１の吐出口２２１０ａ）と第２のノズル２０００ｂの吐出口（以下、第２の吐出口２２１０ｂ）との間に位置する少なくとも一つの流動抵抗部４０００と、を備える。
【００６６】
ここで、第１の液状物と第２の液状物は、互いに異なる色を有する液状物であってもよい。例えば、第１の液状物Ａ１は、赤色（ｒｅｄ）であり、第２の液状物Ａ２は、青色（ｂｌｕｅ）であってもよい。
【００６７】
第１の液状物と第２の液状物は、互いに異なる色を有する液状物に何ら限定されず、識別可能な様々な液状物が適用可能である。例えば、色（彩度）の他に、明暗、温度のうちの少なくともいずれか一つが異なる液状物が適用可能である。
【００６８】
鋳造シミュレーション装置は、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂのそれぞれに第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２を供給する液状物供給部５０００と、容器１０００の下側に位置して前記容器１０００から排出された液状物Ａ１、Ａ２を一時的に収容する集水槽６０００と、を備える。
【００６９】
容器１０００は、液状物が収容可能な内部空間を有し、上側及び下側のそれぞれに開口が設けられたボディ１１００と、ボディ１１００の上部に配設され、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂのそれぞれが据置き可能なように前記第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂが貫通可能な開口が設けられた据置き台と、容器１０００の下部に連結されて第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２の排出及び排出流量が制御可能な排出部１３００と、を備える。
【００７０】
ボディ１１００は、鋳造装置の鋳型１０と対応する形状であることが好ましく、例えば、その横断面の形状が長方形であってもよい。すなわち、ボディ１１００は、それぞれが一方向に延設され、延設方向と交差もしくは直交する方向に隔設された一対の第１の壁体１１１０と、それぞれが第１の壁体１１１０と交差もしくは直交する方向に延設され、その延設方向と交差もしくは直交する方向に隔設された一対の第２の壁体１１２０と、を備える。このとき、第１の壁体１１１０の延設長さが第２の壁体１１２０の延設長さに比べて長くても良い。
【００７１】
以下、第１の壁体１１１０の延設方向をＸ軸方向またはボディ１１００の長手方向と定義し、第２の壁体１１２０の延設方向をＹ軸方向またはボディ１１００の幅方向と定義する。このため、一対の第１の壁体１１１０の並び方向、離間方向はＹ軸方向であり、一対の第２の壁体１１２０の並び方向、離間方向はＸ軸方向となる。
【００７２】
ここで、第１の壁体１１１０は、鋳型１０の長辺部１１と対応し、第２の壁体１１２０は、鋳型１０の短辺部１２と対応する構成要素であってもよい。
【００７３】
ボディ１１００の上側は、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂが貫通可能なように開口されている。いうまでもなく、ボディ１１００は、その上部の全体が開口されておらず、一部が開口されていてもよいが、第１のノズル２０００ａと第２のノズル２０００ｂの並び方向に延設された形状であればよい。
【００７４】
また、ボディ１１００は、外部から内部の状態が把握可能なように透光性材質を有していてもよい。
【００７５】
据置き台１２００は、ボディ１１００の上側の開口を覆うように配設され、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂが貫通可能なように開口（以下、据置き開口１２１０）が設けられている。すなわち、据置き台１２００の据置き開口１２１０は、ボディ１１００の上側の開口と連通されるように形成される。
【００７６】
さらに、据置き開口１２１０は、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂの貫通及び据置きだけではなく、必要に応じて、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂのそれぞれの位置が変更可能なように形成される。すなわち、据置き開口１２１０は、第１のノズル２０００ａと第２のノズル２０００ｂの並び方向に延設されたスリット状であってもよい。
【００７７】
排出部１３００は、ボディ１１００の内部に供給された第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２を排出する手段である。このような排出部１３００は、ボディ１１００の下側の開口を閉じるように配設され、液状物が通過可能な複数の排出孔１３１１が設けられた排出部材１３１０と、液状物が収容可能な内部空間を有し、排出部材１３１０が位置した上側が開口された形状である収容部材１３２０と、収容部材１３２０の下部に連結されて液状物を外部に排出する排出ポート１３３０と、を備える。なお、図示はしないが、排出ポート１３３０の延長経路の上に配設されて収容部材１３２０と排出ラインとの連通及び液状物の排出流量が調節可能な弁及び排出ラインの延長経路の上に配設された流量計をさらに備えていてもよい。
【００７８】
排出部材１３１０は、ボディ１１００の下側の開口と対応する形状及び面積を有するように形成されてもよい。なお、それぞれが排出部材１３１０を厚さ（または、高さ）方向に貫通するように複数の排出孔１３１１が設けられ、複数の排出孔１３１１は、排出部材１３１０の延在方向に互いに離間するように設けられる。
【００７９】
集水槽６０００は、液状物が収容可能な内部空間を有する形状を呈し、排出部１３００の下側に対応して位置し、排出部材１３１０が位置した方向の上側が開口されている。
【００８０】
第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂのそれぞれは、容器１０００の内部に第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２のそれぞれを供給する手段である。また、第１のノズル２０００ａと第２のノズル２０００ｂは、容器１０００の一水平方向に並べられて互いに隔置される。例えば、相対的に長い長さを有する第１の壁体１１１０の延設方向、または一対の第２の壁体１１２０の並び方向、または容器の長手方向、またはＸ軸方向に並置されてもよい。
【００８１】
したがって、据置き開口１２１０は、第１の壁体１１１０の延設方向、または一対の第２の壁体１１２０の並び方向、または容器１０００の長手方向、またはＸ軸方向に延設されてもよい。
【００８２】
第１のノズル２０００ａに設けられ、第１の溶鋼Ｍ１が吐き出される第１の吐出口２２１０ａの高さは、第２のノズル２０００ｂに設けられ、第２の溶鋼Ｍ２が吐き出される第２の吐出口２２１０ｂに比べて高く位置する。換言すれば、第１の吐出口２２１０ａの方が第２の吐出口２２１０ｂに比べて据置き台１２００にさらに近づいて位置するように設けられる。
【００８３】
このために、第１のノズル２０００ａと第２のノズル２０００ｂは、互いに異なる長さに形成されてもよいが、第１のノズル２０００ａの延長長さが第２のノズル２０００ｂの延長長さに比べて短く、第１のノズル２０００ａと第２のノズル２０００ｂの上端の高さは互いに等しいように取り付けられてもよい。このため、第１のノズル２０００ａの下端の高さが第２のノズル２０００ｂの下端に比べて高く位置する。なお、第１及び第２の吐出口２２１０ａ、２２１０ｂのそれぞれは、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂの下部領域の側壁及び底面のうちの少なくともどちらか一方の位置に設けられてもよいが、第１の吐出口２２１０ａの高さが第２の吐出口２２１０ｂに比べて高いように設けられる。したがって、第１の液状物Ａ１は、第２の液状物Ａ２の上側に吐き出される。
【００８４】
第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂのそれぞれは、据置き開口１２１０を上下方向に貫通しながら据置き台１２００の上部面に据置き可能な構造である。
【００８５】
より具体的に説明すると、第１のノズル２０００ａは、据置き開口１２１０の上側において据置き台の上部面に据置き可能な第１のヘッド２１００ａ及び第１のヘッド２１００ａから下側方向に延設され、下部に溶鋼が吐き出される第１の吐出口２２１０ａが設けられた第１の注入部材２２００ａを備える。また、第１のヘッド２１００ａ及び第１の注入部材２２００ａのそれぞれの内部には、第１の液状物Ａ２が流れるように互いに連通され、上下方向に延びた空間、すなわち、通路が設けられている。なお、第１の注入部材２２００ａの下部領域の側壁及び底面のうちの少なくともどちらか一方の位置に第１の吐出口２２１０ａが設けられる。
【００８６】
ここで、第１のヘッド２１００ａの直径は、据置き開口１２１０の幅方向の長さに比べて大きいように設けられ、第１の注入部材２２００ａの直径は、据置き開口１２１０の幅方向の長さに比べて小さいように設けられる。したがって、第１のノズル２０００ａの第１の注入部材２２００ａは、据置き開口１２１０を貫通して据置き台１２００の下側に位置してもよく、第１のヘッド２１００ａは、据置き開口１２１０を貫通することができず、据置き台１２００の上部に支持されてもよい。このような構造により、第１のノズル２０００ａが据置き台１２００に据置きされる。
【００８７】
第２のノズル２０００ｂは、上述した第１のノズル２０００ａと類似または同一の構造及び構成を有する。すなわち、第２のノズル２０００ｂは、据置き開口１２１０の上側において据置き台の上部面に据置き可能な第２のヘッド２１００ｂ及び第２のヘッド２１００ｂから下側方向に延設され、下部に溶鋼が吐き出される第２の吐出口２２１０ｂが設けられた第２の注入部材２２００ｂを備える。また、第２のヘッド２１００ｂ及び第２の注入部材２２００ｂのそれぞれの内部には、第２の液状物Ａ２が流れるように互いに連通され、上下方向に延びた空間、すなわち、通路が設けられている。なお、第２の注入部材２２００ｂの下部領域の側壁及び底面のうちの少なくともどちらか一方の位置に第２の吐出口２２１０ｂが設けられる。
【００８８】
ここで、第２のヘッド２１００ｂの直径は、据置き開口１２１０の幅方向の長さに比べて大きいように設けられ、第２の注入部材２２００ｂの直径は、据置き開口１２１０の幅方向の長さに比べて小さいように設けられる。したがって、第２のノズル２０００ｂの第２の注入部材２２００ｂは、据置き開口１２１０を貫通して据置き台１２００の下側に位置してもよく、第２のヘッド２１００ｂは、据置き開口１２１０を貫通することができず、据置き台１２００の上部に支持されてもよい。このような構造により、第２のノズル２０００ｂが据置き台に据置きされる。
【００８９】
液状物供給部５０００は、容器１０００の下側において一方向に並置され、それぞれに第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２が一時的に収容可能な第１及び第２の下部水槽５１００ａ、５１００ｂと、容器１０００の上側に位置して一方向に並置され、第１及び第２の下部水槽５１００ａ、５１００ｂからの第１及び第２の液状物Ａ２が一時的に収容可能な第１及び第２の上部水槽５２００ａ、５２００ｂと、第１及び第２の下部水槽５１００ａ、５１００ｂにそれぞれ連結されて液状物を排出する第１及び第２の排出ライン５３００ａ、５３００ｂと、一方の端が第１の排出ライン５３００ａと連結され、他方の端が第１の上部水槽５２００ａを向くように延設された第１の送りライン５４００ａ、一方の端が第２の排出ライン５３００ｂと連結され、他方の端が第２の上部水槽５２００ｂを向くように延設された第２の送りライン５４００ｂと、第１の上部水槽５２００ａと第１のノズル２０００ａとを連結して第１のノズル２０００ａに第１の液状物Ａ１を供給する第１の供給ライン５５００ａと、第２の上部水槽５２００ｂと第２のノズル２０００ｂとを連結して第２のノズル２０００ｂに第２の液状物Ａ２を供給する第２の供給ライン５５００ｂと、を備える。
【００９０】
また、液状物供給部５０００は、第１の上部水槽５２００ａと第１の下部水槽５１００ａとを連結して第１の上部水槽５２００ａ内の第１の液状物Ａ１を第１の下部水槽５１００ａに回収する第１の回収ライン５６００ａと、第２の上部水槽５２００ｂと第２の下部水槽５１００ｂとを連結して第２の上部水槽５２００ｂ内の第２の液状物Ａ２を第２の下部水槽５１００ｂに回収する第２の回収ライン５６００ｂと、を備えていてもよい。
【００９１】
さらに、液状物供給部５０００は、第１及び第２の排出ライン５３００ａ、５３００ｂ、第１及び第２の送りライン５４００ａ、５４００ｂ、第１及び第２の供給ライン５５００ａ、５５００ｂ、第１及び第２の回収ライン５６００ａ、５６００ｂのそれぞれの延長経路の上に配設された弁を備えていてもよい。
【００９２】
第１及び第２の下部水槽５１００ａ、５１００ｂのそれぞれは、上側が開かれた形状を呈していてもよい。なお、第１及び第２の下部水槽５１００ａ、５１００ｂのそれぞれの下部には、第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２のそれぞれが排出可能であり、第１及び第２の排出ライン５３００ａ、５３００ｂとそれぞれ連結された孔、すなわち、排出口が設けられている。
【００９３】
第１及び第２の上部水槽５２００ａ、５２００ｂのそれぞれは、上側が開かれた形状を呈していてもよい。なお、第１及び第２の上部水槽５２００ａ、５２００ｂのそれぞれの下部には、第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２のそれぞれが排出可能であり、第１及び第２の供給ライン５５００ａ、５５００ｂとそれぞれ連結された孔、すなわち、供給口が設けられている。
【００９４】
さらにまた、第１及び第２の上部水槽５２００ａ、５２００ｂのそれぞれの側壁の上部には、液状物が排出可能な回収孔が設けられる。すなわち、回収孔は、液状物が外部に溢れ出ることを防ぐために設けられたものであって、液状物が回収孔の高さまで満たされれば、液状物が前記回収孔を介して排出され、回収ライン５６００ａ、５６００ｂを介して下部水槽に回収される。
【００９５】
一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂのそれぞれは、ボディ１１００の上下方向及び一水平方向に延設される。ここで、一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂのそれぞれが一水平方向に延びる方向は、第１のノズル２０００ａと第２のノズル２０００ｂが並べられてた方向と交差もしくは直交する方向、容器の幅方向またはＹ軸方向である。
【００９６】
上述したように、第１のノズル２０００ａと第２のノズル２０００ｂは、容器１０００の長手方向または第１の壁体１１１０の延設方向または一対の第２の壁体１１２０の離間方向に並置される。このため、一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂのそれぞれは、容器１０００の幅方向または第２の壁体１１２０の延設方向または一対の第１の壁体１１１０の離間方向に延設される。なお、一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂは、その延設方向と交差する方向に並べられて互いに隔置される。
【００９７】
隔膜部３０００ａ、３０００ｂの下端は、ボディ１１００の下端まで延びるように形成されるが、換言すれば、隔膜部３０００ａ、３０００ｂの下端は、容器１０００の排出部材１３１０と接するように延設される。なお、隔膜部３０００ａ、３０００ｂの上端は、ボディ１１００の上端に比べてその高さが低いように延設される。
【００９８】
上述したような一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂのそれぞれは、容器１０００の内部に配設されるが、水平延設方向の両端は、容器１０００の内壁面と連結されるように配設される。すなわち、一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂの両端は、一対の第１の壁体１１１０の内壁面と連結されるように配設される。
【００９９】
隔膜部３０００ａ、３０００ｂは、その延設方向と交差もしくは直交する方向における両側面において、容器１０００の内側面と向かい合う一方の側面が容器１０００の内側面と離間するように配設される。すなわち、隔膜部３０００ａ、３０００ｂの両側面のそれぞれが対向する面である第２の壁体１１２０の内側面と離間するように配設される。このとき、隔膜部３０００ａ、３０００ｂと第２の壁体１１２０の内側面との離間距離が一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂ間の離間距離に比べて狭いように配設する。なお、一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂ間の離間距離は、第１のノズル２０００ａと第２のノズル２０００ｂとの離間距離に比べて広い。換言すれば、一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂの間に第１のノズル２０００ａと第２のノズル２０００ｂとが位置するようにする。
【０１００】
ここで、隔膜部３０００ａ、３０００ｂと第２の壁体１１２０の内壁面との間の空間は、上側に位置した第１のノズル２０００ａから吐き出された第１の液状物Ａ１が流れる流路となる。なお、一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂの間の空間は、上側に位置した第１のノズル２０００ａから吐き出された第１の液状物Ａ１と下側に位置した第２のノズル２０００ｂから吐き出された第２の液状物Ａ２が流動または収容される空間となる。
【０１０１】
ここで、隔膜部３０００ａ、３０００ｂと第２の壁体１１２０の内壁面との間の空間は、鋳造装置の鋳型１０の内部において第１の溶鋼Ｍ１が凝固される領域または第１の凝固シェルＣ１が形成される領域に対応する。また、一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂの間における第２のノズル２０００ｂの下側空間は、鋳造装置の鋳型１０の内部において第２の溶鋼Ｍ２が凝固される領域または第２の凝固シェルＣ２が形成される領域に対応する。
【０１０２】
第１の実施形態に係る一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂのそれぞれは、一体形に設けられる。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、複数設けられて多段状に積層されるように配設されてもよい。
【０１０３】
流動抵抗部４０００は、第１の液状物Ａ１の移動を妨害または阻止する手段であるか、あるいは、第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との混合を低減するための手段である。
【０１０４】
このような流動抵抗部４０００は、第１のノズル２０００ａと第２のノズル２０００ｂの並び方向に延設されて、一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂ同士を繋ぎ合わせるように配設される。また、流動抵抗部４０００は、一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂの間の空間を上下方向に分割するように、第１のノズル２０００ａの第１の吐出口２２１０ａと第２のノズル２０００ｂの第２の吐出口２２１０ｂとの間に位置するように配設される。より好ましくは、第１のノズル２０００ａの下端と第２のノズル２０００ｂの下端との間に位置するように配設される。
【０１０５】
上述したように、流動抵抗部４０００が第１の吐出口２２１０ａと第２の吐出口２２１０ｂとの間に位置しなければならないため、第２のノズル２０００ｂの下部は、流動抵抗部４０００を貫通するように配設される。このために、流動抵抗部４０００には、第２のノズル２０００ｂ、より具体的には、第２の注入部材２２００ｂが貫通可能な貫通口が設けられる。
【０１０６】
また、流動抵抗部４０００には、その上側に吐き出された第１の液状物Ａ１が下側に移動できるように複数の開口４１００が設けられる。すなわち、複数の開口４１００のそれぞれは、流動抵抗部４０００の厚さ方向に貫通するように形成され、流動抵抗部４０００の延設方向に並べられて互いに隔置される。
【０１０７】
ここで、流動抵抗部４０００の開口４１００は、その下側から第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との混合有無、第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との境界領域ＩＦの位置、混合の度合いを確認するために、第１の液状物Ａ１が通過可能なように設けられたものである。
【０１０８】
上述したような流動抵抗部４０００は、第１のノズル２０００ａから吐き出された第１の液状物Ａ１の少なくとも一部を下側に通過させながら、一部はその移動をブロックして隔膜部３０００ａ、３０００ｂが位置した外側に流れるように抵抗体として働く。
【０１０９】
すなわち、第１のノズル２０００ａから吐き出された第１の液状物Ａ１の一部は、流動抵抗部４０００に設けられた開口４１００を通過して前記流動抵抗部４０００の下側に移動し、他の一部は、流動抵抗部４０００の上部面によりその移動がブロックされる。なお、流動抵抗部４０００によりその移動がブロックされた第１の液状物Ａ１は、前記流動抵抗部４０００の外側方向に流れ、次いで、隔膜部３０００ａ、３０００ｂと第２の壁体１１２０の内側壁との間の空間に移動する。
【０１１０】
このように、流動抵抗部４０００が、第１の液状物Ａ１の少なくとも一部が一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂの間の空間に供給されることを妨害またはブロックするため、流動抵抗部４０００は、換言すれば、第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との混合を低減する構成要素として働く。
【０１１１】
一方、複層鋳片Ｓを鋳造する鋳造装置においては、鋳型１０の外側に配設された磁場発生部３０が、第１の液状物と第２の液状物との混合を低減する構成要素である。したがって、第１の実施形態に係る鋳造シミュレーション装置において、流動抵抗部４０００は、鋳造装置の磁場発生部３０と対応する構成要素である。
【０１１２】
さらに、上述したように、流動抵抗部４０００の上側に位置した第１のノズル２０００ａから吐き出された第１の液状物Ａ１は、前記流動抵抗部４０００に設けられた開口４１００を介して下側に移動し、第２のノズル２０００ｂの第２の吐出口２２１０ｂは、流動抵抗部４０００の下側に位置するため、前記流動抵抗部４０００の下側に直ちに吐き出される。このように、流動抵抗部４０００の下側に第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２とが両方とも供給されるため、一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂの間において、流動抵抗部４０００の下側空間には第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２とが両方とも収容される。
【０１１３】
したがって、流動抵抗部４０００の下側空間において、上下方向に第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との境界領域ＩＦが形成される。
【０１１４】
ここで、第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２は、互いに異なる色を有するため、第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２、並びに境界領域ＩＦが識別可能である。
【０１１５】
いうまでもなく、第１の液状物と第２の液状物は、色の他に、明暗及び温度のうちの少なくともどちらか一方が異なるように設けられてもよい。このとき、第１の液状物、第２の液状物の明暗が互いに異なる場合、第１の液状物、第２の液状物及び境界領域は、明暗を用いて識別可能である。
【０１１６】
さらにまた、第１の液状物、第２の液状物の温度が互いに異なる場合、第１の液状物、第２の液状物及び境界領域は、温度を用いて識別可能であるが、例えば、熱画像カメラにより撮像された画像または映像を用いて識別可能である。
【０１１７】
ここで、第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との境界領域ＩＦが形成される理由は、第１の液状物Ａ１が移動する流路と第２の液状物Ａ２が移動する流路とが一部異なり、その流路の体積が異なり、第１の液状物Ａ１の供給量と第２の液状物Ａ２の供給量とが異なるためである。
【０１１８】
第１のノズル２０００ａから吐き出された第１の液状物Ａ１の一部は、流動抵抗部４０００の下側に移動するが、残りの一部は、前記流動抵抗部４０００によりその移動がブロックされて流動抵抗部４０００の延設方向の外側に移動する。すなわち、第１の液状物Ａ１は、流動抵抗部４０００の下側と流動抵抗部４０００の外側方向に分岐されて移動する。
【０１１９】
第２のノズル２０００ｂから吐き出された第２の液状物Ａ２は、流動抵抗部４０００の下側に吐き出され、第１の液状物Ａ１の吐出量に比べて第２の液状物Ａ２の吐出量が２倍以上である。
【０１２０】
このように、第１の液状物Ａ１は、少なくとも一部が流動抵抗部４０００の外側領域に移動し、第２の液状物Ａ２は、流動抵抗部４０００の下側に全て移動するため、その流路が一部異なる。
【０１２１】
これらに加えて、流動抵抗部４０００の下側に第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２がすべて供給されるため、流動抵抗部４０００の下側空間には、第１の液状物Ａ１の量に比べて第２の液状物Ａ２の量が多い。
【０１２２】
したがって、流動抵抗部４０００の下側には、第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との界面または境界領域ＩＦが形成される。
【０１２３】
境界領域ＩＦは、第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との混合量が小さくなればなるほどその厚さが薄くなり、逆に、第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との混合量が多くなればなるほどその厚さが厚くなる。
【０１２４】
境界領域の厚さ及びその位置は、流動抵抗部４０００の高さに応じて異なってくることがある。このため、鋳造シミュレーション装置の流動抵抗部４０００の高さに応じた第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との境界領域ＩＦの厚さ、境界領域ＩＦの位置（または、高さ）を把握または分析することにより、鋳造装置の磁場発生部３０の高さに応じた第１の溶鋼Ｍ１と第２の溶鋼Ｍ２との境界領域ＩＦの厚さ、境界領域ＩＦの上下方向における位置の変化を予測することができる。
【０１２５】
また、境界領域ＩＦの厚さ、境界領域ＩＦの上下方向における位置は、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂを介した第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２のそれぞれの吐出流量、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂの長さ、第１及び第２の吐出口２２１０ａ、２２１０ｂの高さ、第１の吐出口２２１０ａ及び第２の吐出口２２１０ｂの形状及び容器１０００下側に排出される第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２の排出流量、流動抵抗部４０００の高さのうちの少なくともいずれか一つに応じて異なってくる。
【０１２６】
ここで、鋳造シミュレーション装置の第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂは、複層構造の鋳片を鋳造する鋳造装置の第１及び第２のノズル２０ａ、２０ｂと対応する構成要素である。
【０１２７】
このため、鋳造シミュレーション装置の第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂからの第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２の吐出流量、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂの長さ、第１及び第２の吐出口２２１０ａ、２２１０ｂの高さ、第１及び第２の吐出口２２１０ａ、２２１０ｂの形状に応じた第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との境界領域ＩＦの厚さ、境界領域ＩＦの位置（または、高さ）を把握または分析することにより、鋳造装置の第１及び第２のノズル２０ａ、２０ｂからの第１及び第２の溶鋼Ｍ１、Ｍ２の吐出流量、第１及び第２のノズル２０ａ、２０ｂの長さ、第１及び第２の吐出口２１ａ、２１ｂの高さ、第１及び第２の吐出口２１ａ、２１ｂの形状に応じた第１の溶鋼Ｍ１と第２の溶鋼Ｍ２との境界領域ＩＦの厚さ、境界領域ＩＦの上下方向における位置の変化を予測することができる。
【０１２８】
さらに、鋳造シミュレーション装置の排出部１３００を介して容器１０００の外部に排出される第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２の排出流量は、鋳造装置を用いた複層構造の鋳片Ｓの鋳造に際して鋳型１０の下側に鋳片が引き抜かれる速度と対応する条件である。
【０１２９】
このため、鋳造シミュレーション装置の容器１０００の下側に排出される第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２の排出流量に応じた第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との境界領域ＩＦの厚さ、境界領域ＩＦの上下方向における位置を把握または分析することにより、鋳造装置の鋳型１０から鋳片Ｓの引抜き速度に応じた第１の溶鋼Ｍ１と第２の溶鋼Ｍ２との境界領域ＩＦの厚さ、境界領域ＩＦの上下方向における位置の変化を予測することができる。
【０１３０】
したがって、上述したような鋳造シミュレーション装置を用いた複数回のシミュレーションを通じて、第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との混合を極力抑えられる条件を導き出すことができる。すなわち、第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との混合を極力抑えられる第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂからの第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２の吐出流量、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂの長さ、第１及び第２の吐出口２２１０ａ、２２１０ｂの高さ、第１及び第２の吐出口２２１０ａ、２２１０ｂの形状、磁場発生部３０の高さのうちの少なくとも一つの条件を導き出すことができる。
【０１３１】
さらにまた、これを複層構造の鋳片Ｓを鋳造する鋳造装置を構成または鋳造する上で適用することにより、第１の溶鋼Ｍ１と第２の溶鋼Ｍ２との混合を極力抑えることができる。
【０１３２】
図７は、第１の実施形態の第１の変形例に係る鋳造シミュレーション装置を上側から見下ろした上面図である。図８は、第１の実施形態の第２の変形例に係る鋳造シミュレーション装置を上側から見下ろした上面図である。図９は、第１の実施形態の第３の変形例に係る鋳造シミュレーション装置を上側から見下ろした上面図である。図１０は、第１の実施形態の第４の変形例に係る鋳造シミュレーション装置を上側から見下ろした上面図である。図１１は、第１の実施形態の第５の変形例に係る鋳造シミュレーション装置を上側から見下ろした上面図である。図１２は、第１の実施形態の第６の変形例に係る鋳造シミュレーション装置を上側から見下ろした上面図である。図１３は、第１の実施形態の第７の変形例に係る鋳造シミュレーション装置を上側から見下ろした上面図である。
【０１３３】
上述した第１の実施形態に係る隔膜部３０００ａ、３０００ｂは、図６に示すように、その延設方向の両端がボディ１１００の内側面、より具体例を挙げると、第１の壁体１１１０の内側面に連結されるように配設される。
【０１３４】
しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、図７に示す第１の実施形態の第１の変形例のように、隔膜部３０００ａ、３０００ｂの両端のそれぞれがボディ１１００の内側面に嵌入係合される構造に配設されてもよい。このために、ボディ１１００の内側面、より具体例を挙げると、一対の第１の壁体１１１０のそれぞれの内側面には、その内側方向に凹んだ溝（以下、係合溝１１１１）が設けられてもよい。なお、隔膜部３０００ａ、３０００ｂの両端が係合溝１１１１に嵌入されるように配設されてもよい。
【０１３５】
係合溝１１１１は、第１のノズル２０００ａと第２のノズル２０００ｂの並び方向に並べられるように複数設けられてもよい。また、隔膜部３０００ａ、３０００ｂは、ボディ１１００との分離、解除及び係合が可能であり、複数の係合溝１１１１のうちのいずれか一つに隔膜部３０００ａ、３０００ｂを係合することにより、隔膜部３０００ａ、３０００ｂの位置を調節してもよい。
【０１３６】
第１の変形例とは反対の構造に隔膜部とボディ１１００とが互いに係合されてもよい。すなわち、図８に示す第１の実施形態の第２の変形例のように、ボディ１１００の内側面、より具体例を挙げると、一対の第１の壁体１１１０のそれぞれの内側面から前記ボディ１１００の内部空間に向かって延びるように突出部材１１１２が形成され、隔膜部３０００ａ、３０００ｂの両端のそれぞれに突出部材１１１２が嵌入可能な溝（以下、係合溝３１００ａ、３１００ｂ）が設けられてもよい。
【０１３７】
突出部材１１１２は、第１のノズル２０００ａと第２のノズル２０００ｂの並び方向に並べられるように複数設けられても良い。このため、ボディ１１００の内部において、一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂのそれぞれの位置を調節することができる。
【０１３８】
上述した第１の実施形態、第１及び第２の変形例に係る隔膜部３０００ａ、３０００ｂは、その延設方向の両端がこれらと対向して位置した第１の壁体１１１０の内側面と連結されて支持される構造である。
【０１３９】
しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、図９に示す第１の実施形態の第３の変形例のように、隔膜部３０００ａ、３０００ｂの延設方向と交差もしくは直交する方向の両側面である一方の側面及び他方の側面のうち、容器１０００の内側面と対向する一方の側面とこれと対向する第２の壁体１１２０との間に隔膜部３０００ａ、３０００ｂを支持する支持部材（以下、第１の支持部材３２００ａ、３２００ｂ）が配設されてもよい。
【０１４０】
より具体的に、第１の支持部材３２００ａ、３２００ｂは、隔膜部３０００ａ、３０００ｂの延設方向の中心に位置して、隔膜部３０００ａ、３０００ｂの一方の側面と第２の壁体１１２０の内側面とを連結するように配設されてもよい。このため、隔膜部３０００ａ、３０００ｂがさらに強固にボディ１１００に支持され、これにより、第１の実施形態に比べて液状物の供給に伴う抵抗性が増加する。
【０１４１】
第３の変形例においては、第１の支持部材３２００ａ、３２００ｂが隔膜部３０００ａ、３０００ｂの延設方向の中心に位置することについて説明したが、本発明はこれに何ら限定されず、図１０に示す第４の変形例及び図１３に示す第７の変形例のように、隔膜部３０００ａ、３０００ｂの延設方向の両周縁に位置するように設けられてもよい。
【０１４２】
上述した第１の実施形態及び第１乃至第４の変形例においては、流動抵抗部４０００は、隔膜部３０００ａ、３０００ｂの上端に支持されるか、あるいは、隔膜部３０００ａ、３０００ｂの他方の側面と連結されるように配設される。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されず、隔膜部３０００ａ、３０００ｂに流動抵抗部４０００を支持するための別途の支持部材（第２の支持部材３３００ａ、３３００ｂ）が取り付けられてもよい。
【０１４３】
例えば、図１１に示す第５の変形例のように、隔膜部３０００ａ、３０００ｂの他方の側面に第２の支持部材３３００ａ、３３００ｂが取り付けられてもよく、この第２の支持部材３３００ａ、３３００ｂの上部に流動抵抗部４０００が載置または取付けられる。ここで、第２の支持部材３３００ａ、３３００ｂは、第１の支持部材３２００ａ、３２００ｂと向かい合うように配設されることが効果的である。
【０１４４】
第５の変形例においては、第２の支持部材３３００ａ、３３００ｂが隔膜部３０００ａ、３０００ｂの延設方向の中心に位置することについて説明したが、本発明はこれに何ら限定されず、図１２及び図１３に示す第６の及び第７の変形例のように、隔膜部３０００ａ、３０００ｂの延設方向の両周縁に位置するように設けられてもよい。
【０１４５】
図１４は、本発明の第２の実施形態に係る鋳造シミュレーション装置を示す正面図である。
【０１４６】
上述した第１の実施形態においては、一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂの間に単一の流動抵抗部４０００が配備される。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されず、図１４に示す第２の実施形態のように、上下方向に離間するように二つ以上の流動抵抗部が設けられてもよい。
【０１４７】
以下では、相対的に上側に位置した流動抵抗部を第１の流動抵抗部４０００ａと称し、相対的に下側に位置した流動抵抗部を第２の流動抵抗部４０００ｂと称する。
【０１４８】
第１の流動抵抗部４０００ａは、第１の実施形態のように、第１のノズル２０００ａの第１の吐出口２２１０ａと第２のノズル２０００ｂの第２の吐出口２２１０ｂとの間に位置する。また、第２の流動抵抗部４０００ｂは、第２のノズル２０００ｂの下側に位置する。このため、一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂの間の空間に第１の流動抵抗部４０００ａと第２の流動抵抗部４０００ｂとの間の空間が設けられる。
【０１４９】
このような変形例によれば、第１の流動抵抗部４０００ａの下側に移動した第１の液状物Ａ１及び第２の液状物Ａ２の少なくとも一部は、第２の流動抵抗部４０００ｂによりその移動がブロックされる。
【０１５０】
このため、第１の実施形態に比べて、第１の流動抵抗部４０００ａ（第１の実施形態の流動抵抗部に対応）の下側において第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との境界領域ＩＦがなお一層明確に区別可能である。したがって、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に比べて、第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との境界領域の位置及び厚さの確認がさらに行いやすいというメリットがある。
【０１５１】
上述した第１の実施形態、第１乃至第７の変形例及び第２の実施形態は、多種多様な組み合わせに変形可能である。
【０１５２】
以下、図４から図６に基づいて、本発明の第１の実施形態に係る鋳造シミュレーション装置を用いて、第１の液状物と第２の液状物との混合及び混合の度合いを把握する過程について説明する。
【０１５３】
まず、互いに異なる色を有する第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２を用意する。このとき、第１の液状物Ａ１は赤色（ｒｅｄ）であり、第２の液状物Ａ２は青色（ｂｌｕｅ）であってもよい。
【０１５４】
容器１０００の内部に第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２のそれぞれを供給する。
【０１５５】
より具体的に説明すると、まず、第１の下部水槽５１００ａ内の第１の液状物Ａ１を第１の排出ライン５３００ａ介して外部に排出した後、第１の送りライン５４００ａを介して第１の上部水槽５２００ａに供給する。第１の上部水槽５２００ａ内に供給された第１の液状物Ａ１は、第１の供給ライン５５００ａを介して第１のノズル２０００ａに送られた後、前記第１のノズル２０００ａを介して容器１０００の内部に吐き出される。
【０１５６】
また、第２の下部水槽５１００ｂ内の第２の液状物Ａ２を第２の排出ライン５３００ｂを介して外部に排出すると、第２の液状物Ａ２が第２の送りライン５４００ｂを介して第２の上部水槽５２００ｂに供給される。第２の上部水槽５２００ｂ内に供給された第２の液状物Ａ２は、第２の供給ライン５５００ｂを介して第２のノズル２０００ｂに送られた後、前記第２のノズル２０００ｂを介して容器１０００の内部に吐き出される。
【０１５７】
第１のノズル２０００ａの第１の吐出口２２１０ａから吐き出された第１の液状物Ａ１の一部は、流動抵抗部４０００に設けられた複数の開口４１００を介して下側に移動し、残りは、流動抵抗部４０００の上部面によりその移動がブロックされる。このため、第１の液状物Ａ１の一部は、流動抵抗部４０００の外側方向に流れて隔膜部３０００ａ、３０００ｂと第２の壁体１１２０との間の離間空間に移動する。
【０１５８】
さらに、第２のノズル２０００ｂの第２の吐出口２２１０ｂは、流動抵抗部４０００の下側に位置しているため、第２の液状物Ａ２は全て流動抵抗部４０００の下側に供給される。
【０１５９】
このため、一対の隔膜部３０００ａ、３０００ｂの間の空間において、流動抵抗部４０００の下側空間には第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２がすべて収容されることになる。なお、流動抵抗部４０００の下側において、第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との境界領域が形成される。
【０１６０】
このとき、容器１０００は、透光性であり、第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２は、互いに異なる色を有しているため、作業員（オペレーター）が容器１０００の外側から内部の状態を目視確認することができる。作業員は、第１の液状物Ａ１と第２の液状物Ａ２との境界領域の位置及び境界領域の厚さを確認する。
【０１６１】
このとき、境界領域ＩＦの位置及び境界領域ＩＦの厚さは、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂを介した第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２の吐出流量、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂの長さ、第１の吐出口２２１０ａ及び第２の吐出口２２１０ｂの高さ、第１の吐出口２２１０ａ及び第２の吐出口２２１０ｂの形状、容器１０００の下側に排出される第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２の排出流量、流動抵抗部４０００の高さ、流動抵抗部４０００の数に応じて異なってくる。
【０１６２】
したがって、作業員は、鋳造シミュレーション装置を用いた実験に際して、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂを介した第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２の吐出流量、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂの長さ、第１及び第２の吐出口２２１０ａ、２２１０ｂの高さ、第１及び第２の吐出口２２１０ａ、２２１０ｂの形状、容器１０００の下側に排出される第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２の排出流量、流動抵抗部４０００の高さ、流動抵抗部４０００の数のうちの少なくともいずれか一つの条件を変更し、その変更された条件のそれぞれに応じた境界領域ＩＦの位置及び境界領域ＩＦの厚さを確認する。
【０１６３】
境界領域ＩＦの位置が適切であり、境界領域ＩＦの厚さを最小化させ得る条件を導き出す。すなわち、境界領域ＩＦの位置が適切であり、境界領域ＩＦの厚さを最小化させ得る第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂを介した第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２の吐出流量、第１及び第２のノズル２０００ａ、２０００ｂの長さ、第１及び第２の吐出口２２１０ａ、２２１０ｂの高さ、第１及び第２の吐出口２２１０ａ、２２１０ｂの形状、容器１０００の下側に排出される第１及び第２の液状物Ａ１、Ａ２の排出流量、流動抵抗部４０００の高さ、流動抵抗部４０００の数に関する最適な条件を導き出す。
【０１６４】
次いで、これらの最適な条件は、複層鋳片Ｓを鋳造する鋳造装置を用いた鋳造操業に際して適用可能である。
【０１６５】
より具体的に、鋳造シミュレーション装置の最適な条件を鋳造装置の第１及び第２のノズル２０ａ、２０ｂを介した第１及び第２の溶鋼Ｍ１、Ｍ２の吐出流量、第１及び第２のノズル２０ａ、２０ｂの長さ、第１及び第２の吐出口２１ａ、２１ｂの高さ、第１及び第２の吐出口２１ａ、２１ｂの形状、鋳片Ｓの引抜き速度、磁場発生部３０の高さ、磁場発生部３０高さのうちの少なくともいずれか一つに適用する。
【０１６６】
したがって、第１の溶鋼Ｍ１と第２の溶鋼Ｍ２との混合が極力抑えられるように鋳造を行うことができ、このため、第１の溶鋼Ｍ１と第２の溶鋼Ｍ２との混合に伴う不良が低減または極力抑止された複層鋳片を鋳造することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
本発明の実施形態に係る鋳造シミュレーション装置及び鋳造シミュレーション方法によれば、互いに異なる組成の第１の溶鋼と第２の溶鋼を用いて複層鋳片を鋳造するに当たって、第１の液状物と第２の液状物との混合具合を把握して、第１の溶鋼と第２の溶鋼との混合具合を予測することができる。
【符号の説明】
【０１６８】
Ａ１    第１の液状物
Ａ２    第２の液状物
Ｃ１    第１の凝固シェル
Ｃ２    第２の凝固シェル
ＳＣ    中心部
ＳＦ    表層部
Ｓ    鋳片  ＩＦ    境界領域
Ｍ１    第１の溶鋼
Ｍ２    第２の溶鋼
１０    鋳型
１２    短辺部
２０ａ    第１のノズル
２０ｂ    第２のノズル
２１ａ、２１ｂ    吐出口
３０    磁場発生部
１０００    容器
１１００    ボディ
１１１０    壁体
１１１１    係合溝
１１１２    突出部材
１１２０    第２の壁体
１２００    据置き台
１３００    排出部
１３１０    排出部材
１３１１    排出孔
１３２０    収容部材
１３３０    排出ポート
２０００ａ    第１のノズル
２１００ａ    第１のヘッド
２２００ａ    第１の注入部材
２２１０ａ    第１の吐出口
２０００ｂ    第２のノズル
２１００ｂ    第２のヘッド
２２００ｂ    第２の注入部材
２２１０ｂ    第２の吐出口
３０００ａ    隔膜部
３０００ｂ    隔膜部
３１００ａ、３１００ｂ    係合溝
３２００ａ、３２００ｂ    第１の支持部材
３３００ａ、３３００ｂ    第２の支持部材
４０００    流動抵抗部
４０００ａ    第１の流動抵抗部
４０００ｂ    第２の流動抵抗部
４１００    開口
５０００    液状物供給部
５１００ａ    第１の下部水槽
５１００ｂ    第２の下部水槽
５２００ａ    第１の上部水槽
５２００ｂ    第２の上部水槽
５３００ａ    第１の排出ライン
５３００ｂ    第２の排出ライン
５４００ａ    第１の送りライン
５４００ｂ    第２の送りライン
５５００ａ    第１の供給ライン
５５００ｂ    第２の供給ライン
５６００ａ、５６００ｂ    回収ライン
６０００    集水槽
【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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【手続補正書】
【提出日】令和3年3月30日(2021.3.30)
【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】
識別可能な第１の液状物と第２の液状物との混合具合が確認可能な鋳造シミュレーション装置であって、
前記第１及び第２の液状物が収容可能な容器と、
前記容器の内部に第１の液状物を吐き出す第１の吐出口が設けられた第１のノズルと、
前記第１の吐出口の下側に位置するように設けられて、前記容器の内部に第２の液状物を吐き出す第２の吐出口が設けられた第２のノズルと、
前記第１のノズルと第２のノズルの並び方向に延設されて、前記第１の吐出口と第２の吐出口との間に位置するように前記容器の内部に配設され、前記第１の吐出口から吐き出された第１の液状物が下側に通過可能な開口が設けられた流動抵抗部と、
を備えることを特徴とする鋳造シミュレーション装置。
【請求項２】
それぞれが前記流動抵抗部と交差するように延設され、前記第１のノズルと第２のノズルの並び方向に互いに隔設された一対の隔膜部を備え、
前記流動抵抗部が前記一対の隔膜部同士を繋ぎ合わせるように配設されたことを特徴とする請求項１に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項３】
前記流動抵抗部は、複数配備されて、前記一対の隔膜部の間において多段状に隔置され、
複数の前記流動抵抗部のうち、最上端の流動抵抗部は、前記第１の吐出口と第２の吐出口との間に位置し、最下端の流動抵抗部は、前記第２のノズルの下側に位置することを特徴とする請求項２に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項４】
前記第１のノズルの長さが前記第２のノズルの長さに比べて短く、
前記第１のノズルの上端の高さと前記第２のノズルの上端の高さとが等しいように配設されたことを特徴とする請求項２に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項５】
前記容器は、
前記第１及び第２の液状物が収容可能な内部空間を有し、上側及び下側が開口されたボディと、
前記ボディの下側の開口を閉じるように配設され、前記ボディ内の第１及び第２の液状物を外部に排出し、前記第１及び第２の液状物の排出流量が調節可能な排出部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項６】
前記容器は、前記ボディの上側の開口の少なくとも一部を閉じるように配設され、前記第１のノズルと第２のノズルの並び方向に延設されて、
前記第１のノズル及び第２のノズルが上下方向に貫通可能な据置き開口が設けられた据置き台を備えることを特徴とする請求項５に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項７】
前記一対の隔膜部のそれぞれは、その延設方向の両端が前記ボディの内壁面と接し、
前記一対の隔膜部のそれぞれは、その延設方向において向かい合う前記ボディの内壁面と離間するように配設されたことを特徴とする請求項５に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項８】
前記一対の隔膜部のそれぞれの両端と向かい合う前記ボディの内壁面には、前記一対の隔膜部のそれぞれの両端が嵌入係合される係合溝が設けられたことを特徴とする請求項５に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項９】
前記係合溝は、複数設けられて、前記一対の隔膜部の並び方向に並置されたことを特徴とする請求項８に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１０】
前記一対の隔膜部のそれぞれの両端には、内側に凹んだ係合溝が設けられ、
前記一対の隔膜部のそれぞれの両端と向かい合う前記ボディの内壁面には、前記一対の隔膜部のそれぞれの両端に設けられた係合溝に嵌入可能な突出部材が設けられたことを特徴とする請求項５に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１１】
前記突出部材は、複数設けられて、前記一対の隔膜部の並び方向に並置されたことを特徴とする請求項１０に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１２】
前記一対の隔膜部のそれぞれ及びこれらと離隔して向かい合う前記容器の内壁面を連結するように配設される第１の支持部材を備えることを特徴とする請求項７に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１３】
前記第１の支持部材は、前記隔膜部の延設方向の中心に位置するか、あるいは、前記隔膜部の延設方向の両周縁部に位置することを特徴とする請求項１２に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１４】
前記一対の隔膜部のそれぞれから内側に延設され、その上部に前記流動抵抗部が載置される第２の支持部材を備えることを特徴とする請求項７に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１５】
前記第２の支持部材は、前記隔膜部の延設方向の中心に位置するか、あるいは、前記隔膜部の延設方向の両周縁部に位置することを特徴とする請求項１４に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１６】
前記第１及び第２のノズルのそれぞれに第１及び第２の液状物を供給し、前記第１及び第２の液状物の供給流量が調節可能な液状物供給部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の鋳造シミュレーション装置。
【請求項１７】
互いに異なる組成の第１の溶鋼と第２の溶鋼を凝固させて、複層構造の鋳片を鋳造する鋳造操業において、第１の溶鋼と第２の溶鋼との混合具合が予測可能な鋳造シミュレーション方法であって、
第１の液状物を容器の内部に位置した流動抵抗部の上側の位置から吐き出して供給する第１の液状物供給過程と、
前記第１の液状物と識別される第２の液状物を前記流動抵抗部の下側から吐き出して供給する第２の液状物供給過程と、
前記第１の液状物と第２の液状物との境界領域の厚さ及び高さのうちの少なくとも一方を把握して、前記第１の溶鋼と第２の溶鋼との混合具合を予測する過程と、
を含むことを特徴とする鋳造シミュレーション方法。
【請求項１８】
前記流動抵抗部の上側に吐き出された第１の液状物の一部は、前記流動抵抗部に設けられた開口を介して前記流動抵抗部の下側に移動し、残りは、前記流動抵抗部の延設方向に流れて前記流動抵抗部の外側に移動することを特徴とする請求項１７に記載の鋳造シミュレーション方法。
【請求項１９】
前記第１の液状物が前記流動抵抗部の外側に移動するに当たって、
それぞれが前記流動抵抗部と交差するように上下方向に延設され、
前記流動抵抗部の両側に位置するように隔置された一対の隔膜部の外側に移動することを特徴とする請求項１８に記載の鋳造シミュレーション方法。
【請求項２０】
前記容器の下側に前記第１の液状物及び第２の液状物を排出する過程を含むことを特徴とする請求項１７に記載の鋳造シミュレーション方法。
【請求項２１】
前記第１の液状物を供給するに当たって、第１の吐出口付き第１のノズルを用いて前記第１の液状物を吐き出し、
前記第２の液状物を供給するに当たって、第２の吐出口付き第２のノズルを用いて前記第２の液状物を吐き出し、
前記第１の液状物と第２の液状物との境界領域の厚さ及び高さのうちの少なくとも一方を把握するに当たって、
前記第１及び第２のノズルを介した第１及び第２の液状物の吐出流量、第１及び第２のノズルの長さ、第１及び第２の吐出口の高さ、第１及び第２の吐出口の形状、前記容器の下側に排出される第１及び第２の液状物の排出流量、前記流動抵抗部の高さ、上下方向への前記流動抵抗部の配設数のうちの少なくとも一つに応じた前記第１の液状物と第２の液状物との境界領域の厚さ及び高さのうちの少なくとも一方を把握することを特徴とする請求項２０に記載の鋳造シミュレーション方法。
【請求項２２】
前記第１の液状物と第２の液状物は、彩度、明暗及び温度のうちの少なくともいずれか一つが異なることを特徴とする請求項１７乃至請求項２０のいずれか一項に記載の鋳造シミュレーション方法。
【国際調査報告】
2022502262.tif 000017
2022502262.tif 000018
2022502262.tif 000019
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