(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造方向に異なった２つの短辺テーパ率（単位：％／ｍ）を有する２段テーパ短辺鋳型板を用い、複数の鋳片幅の鋳片を鋳造する連続鋳造方法であって、
鋳造する最小鋳片幅が５００ｍｍあるいはそれ以下であり、鋳造する最大鋳片幅が２５００ｍｍあるいはそれ以上であり、
鋳造方向上位の短辺テーパ率を上テーパ率、下位の短辺テーパ率を下テーパ率、短辺表面のメニスカス部と鋳型下端部を直線で結んだ短辺テーパ率をトータルテーパ率（ＴT）とし、上テーパ率を下テーパ率で除した値を上下テーパ比（Ｒ）と定義し、
鋳造中いずれの鋳片幅（Ｗ）においても、トータルテーパ率（ＴT）が１．３５％／ｍ以上で、かつ、上下テーパ比Ｒが下記式（１）で計算される値（ＲM）以下とすることを特徴とする連続鋳造方法。
ＲM＝−３．１×ｌｎ（Ｗ×ＴT２）＋２９    （１）
（ＲM (−)、ＴT (%/m)、Ｗ(mm)）  
【請求項２】
前記の請求項１に記載された連続鋳造方法に用いられる連続鋳造鋳型であって、
長辺鋳型板と、鋳造方向に異なった２つの短辺テーパ率（単位：％／ｍ）を有する２段テーパ短辺鋳型板と、鋳造する鋳片幅及び短辺の傾きを変更することのできる短辺駆動装置と、短辺駆動装置の制御装置とを有し、
鋳造する最小鋳片幅が５００ｍｍあるいはそれ以下であり、鋳造する最大鋳片幅が２５００ｍｍあるいはそれ以上であり、
鋳造方向上位の短辺テーパ率を上テーパ率、下位の短辺テーパ率を下テーパ率、短辺表面のメニスカス部と鋳型下端部を直線で結んだ短辺テーパ率をトータルテーパ率（ＴT）とし、上テーパ率を下テーパ率で除した値を上下テーパ比（Ｒ）と定義し、
前記短辺駆動装置の制御装置は、幅変更中を除き、鋳造中いずれの鋳片幅（Ｗ）においても、トータルテーパ率（ＴT）が１．３５％／ｍ以上で、かつ、上下テーパ比Ｒが下記式（１）で計算される値（ＲM）以下とすることを特徴とする連続鋳造鋳型。
ＲM＝−３．１×ｌｎ（Ｗ×ＴT２）＋２９    （１）
（ＲM (−)、ＴT (%/m)、Ｗ(mm)）  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属を連続鋳造するための連続鋳造方法及び連続鋳造鋳型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼をはじめとする溶融金属の連続鋳造において、鋳型内に溶融金属を注入すると、鋳型に接する溶融金属部分が凝固して凝固シェルを形成し、鋳型の下方に引き抜かれ、鋳型下方の二次冷却帯で凝固が進行して最終的に連続鋳造鋳片が形成される。鋳型は、溶融金属に接する側が水冷銅板で形成される。スラブを鋳造する連続鋳造装置においては、２枚の長辺鋳型板と、２枚の短辺鋳型板を有し、短辺鋳型板はその幅が鋳造する鋳片の厚さにほぼ等しく、２枚の長辺鋳型板で２枚の短辺鋳型板を挟むように組み立て、連続鋳造鋳型が形成される。
【０００３】
鋳型内で凝固シェルの凝固が進行しつつ、その凝固シェルを下方に移動する過程において、凝固シェルは凝固が進行するとともに凝固収縮する。従って、鋳型内溶融金属のメニスカス位置で凝固を開始した凝固シェルは、鋳型の下端に到達したときには収縮しており、凝固中鋳片の幅や厚さがメニスカス位置に比較して小さくなっている。スラブ連続鋳造においては鋳片の厚さに比較して幅が広いので、鋳片幅方向の凝固収縮量が大きい。凝固シェルの凝固収縮に伴って鋳型と凝固シェルとの間に空隙が生じると、凝固シェルから鋳型への抜熱が阻害され、十分な鋳型冷却ができなくなるとともに、鋳型による支持を失った凝固シェルが外方に膨れるバルジングを起こすこととなる。
【０００４】
そこで、少なくとも鋳型短辺にテーパを設けることが行われている。テーパを設けるとは、対向する両短辺間の間隔について、鋳型上方のメニスカス位置における間隔に対し、鋳型下端の間隔を狭めることを意味する。
【０００５】
本発明において、図１（ｃ）に示すように、鋳造方向任意の位置に上方位置と下方位置を定め、両短辺間の距離を、上方位置においてＷ1（ｍ）、下方位置においてＷ2（ｍ）、上方位置から下方位置までの距離をΔＬ（ｍ）とおいたとき、テーパ率（％／ｍ）を
テーパ率（％／ｍ）＝｛（Ｗ1−Ｗ2）／Ｗ0／ΔＬ｝×１００    （２）
（ここではＷ0（ｍ）はメニスカス幅（ＷM）とした。Ｗ0は、ある幅に応じて、決まった長さなら、どこでも良い。鋳型上端幅、鋳型下端幅等。）
と定義し、このように呼ぶこととする。
【０００６】
短辺テーパ率が小さすぎる場合には、凝固シェルと短辺鋳型板との接触が不均一になり、冷却のアンバランスが発生し、凝固シェル成長の不均一、溶融金属静圧による鋳片の割れが発生する。特に、短辺テーパ率が適正量よりも小さい場合、鋳型下端付近における凝固シェルの厚み分布において、図７に示すように、長辺側凝固シェルのコーナー近傍に凝固厚みが特に薄い部位が発生しやすくなり、この部位で凝固シェルが破断しやすく、ブレークアウトが発生する可能性がある。また短辺テーパ率が大きすぎる場合には、凝固シェルと短辺鋳型板との接触が強くなり、凝固シェルに過大な応力が加わり、凝固シェルの破断、およびシェル破断に伴うブレークアウトが発生する。あるいは凝固シェルと鋳型の摩擦力増大に伴う鋳型寿命低下を引き起こす場合がある。
【０００７】
適正な短辺テーパについて、例えば特許文献１においては、短辺テーパ率βｎを０．７〜１．３％／ｍとして操業することが行われているとしている。
【０００８】
従来の短辺鋳型板２の凝固シェルに面する面（以下「テーパ面６」ともいう。）は、図１（ｃ）に示すように、上部から下部へ向かって平面で加工されている。しかし、凝固シェルの凝固収縮速度は、鋳型内の鋳造方向の各位置において一定ではなく、メニスカス近傍では凝固収縮速度が速く、鋳型下端に近づくにつれ凝固収縮速度が遅くなる。従って、短辺鋳型板と接する凝固シェルの面は平面ではなく、鋳型の下方に行くに従ってテーパ率が小さくなる曲面を形成していると考えられる。
【０００９】
特許文献２においては、鋳型短辺のテーパを湾曲面として制御するテーパ制御方法が開示されている。短辺鋳型を背面の少なくとも３地点で支持し、変形を加える。３点のうち少なくとも１箇所、例えば中央部に加圧装置を取り付け、短辺銅板表面と自由収縮プロフィールとを予めおよび操業中も一致させることにより一層均一な抜熱が可能になるとしている。中心荷重点に２〜５トンの力を加えることにより、最大タワミ量は０．３３〜０．８３ｍｍにまでなり、これは溶鋼の凝固収縮量から考えれば十分な量であるとしている。
【００１０】
特許文献３においては、最適な短辺テーパを理論解析により求めており、最適短辺テーパはメニスカスからの鋳込み方向に沿う距離Ｚに依存し、各距離Ｚにおける最適テーパ率（％／ｍ）がＺ-1/2に比例するとしている。同文献の実施例１及び第２図によると、断面寸法２０．８ｃｍ×１０５ｃｍの鋳型の短辺を３段階のテーパを有する形状とし、テーパ率が上から２％／ｍ、０．７％／ｍ、０．４％／ｍとなっている。また実施例２及び第３図によると、断面寸法２２ｃｍ×１２４ｃｍの鋳型の短辺を３段階のテーパを有する形状とし、テーパ率が上から４％／ｍ、１．３％／ｍ、０．８％／ｍとなっている。このように、鋳造方向に２段階、あるいは３段階以上のテーパを有する鋳型を多段テーパ鋳型と呼び、このようなテーパを有する短辺鋳型板を多段テーパ短辺鋳型板と呼ぶことにする。
【００１１】
スラブの連続鋳造においては、鋳造する鋳片が向け先ごとに種々の幅を有するので、連続鋳造を続けながら鋳造する鋳片幅を変更することが行われる。図６に示すように、短辺鋳型板２を長辺方向に移動するための短辺駆動装置４を有し、短辺鋳型板２を長辺鋳型板３で挟み込んだままで短辺鋳型板２の位置を変更することにより、鋳造中に鋳片幅を変更することができる。即ち、長辺鋳型板３と短辺鋳型板２をいずれも交換することなく、種々の幅を有する鋳片を同一の連続鋳造鋳型１を用いて鋳造することが可能である。
【００１２】
特許文献４、５には、鋳型内での鋳片の凝固挙動を計算により推定する方法が記載されている。鋳型の鋳造方向の傾き、あるいは鋳造速度を任意の値に設定した際に、鋳型四周各部位における凝固シェルの厚さが算出される。この結果に基づき、鋳型下端における凝固シェル厚の最大値と最小値の比、凝固シェルと鋳型間の拘束力、ギャップ量を求めることができる。
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−２１１９３６号公報
【特許文献２】特開平２−２４７０５９号公報
【特許文献３】特開昭５６−５３８４９号公報
【特許文献４】特開２００６−３４６７３５号公報
【特許文献５】特開２００６−３４６７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
多段テーパ短辺鋳型板を用いて、種々の鋳片幅の鋳片を鋳造するスラブ連続鋳造を行うに際し、いずれの鋳造幅においても凝固均一度を良好に保持しつつ鋳型からの拘束力を低減することのできる連続鋳造を行う方法は従来知られていなかった。
【００１５】
本発明は、多段テーパ短辺鋳型板を用い、複数の鋳片幅の鋳片を鋳造する連続鋳造において、鋳造幅を変更する際の最適な短辺鋳型の制御方法を提供するとともに、狭幅の鋳造時も広幅の鋳造時も凝固均一度が良好でかつ鋳型拘束力が増大することのない連続鋳造方法及び連続鋳造鋳型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
種々の鋳片幅の鋳片を鋳造するスラブ連続鋳造を行うに際し、幅を変更するに際して短辺テーパをどのように決定すべきかが不明であった。短辺テーパ率（％／ｍ）を一定にしつつ幅変更を行ったところ、狭幅の鋳造において凝固シェルの凝固均一度が悪化することが判明した。凝固均一度を向上するためには多段テーパ短辺鋳型板を用いることが有用であると考え、種々の鋳片幅の鋳片を鋳造するスラブ連続鋳造を行うに際し、多段テーパ短辺鋳型板を導入することとした。
【００１７】
多段テーパ短辺鋳型板を用いる例として、図１（ａ）に示す２段テーパ短辺鋳型板を想定する。短辺テーパ率のうち、メニスカス側の上テーパ面６Uにおけるテーパ率を上テーパ率ＴU（％／ｍ）、鋳型下端側の下テーパ面６Lにおけるテーパ率を下テーパ率ＴL（％／ｍ）と名付ける。鋳造を行う上で最適なＴUとＴLが定まったとして、鋳造するいずれの幅においても同じＴUとＴLを採用できるか考える。
【００１８】
鋳片幅をＷ（ｍ）、テーパ率をＴ（％／ｍ）と置くと、短辺鋳型板の凝固シェルと面する面が垂直面となす角度θ（ラジアン）は（θは小さいので）
θ＝ＴＷ／１００／２    （３）
と書くことができる。上テーパ率ＴUに対応する角度をθU、下テーパ率ＴLに対応する角度をθLとし、上テーパ面と下テーパ面とがなす角度をΔθと置くと、
Δθ＝θU−θL＝（ＴU−ＴL）Ｗ／１００／２    （４）
となる。上テーパ率ＴUと下テーパ率ＴLを一定、即ちＴU−ＴLを一定に保持したままで鋳造幅Ｗを変化させようとすると、Δθが変動してしまうことになる。
【００１９】
一組の２段テーパ短辺鋳型板を製作し、鋳型に組み込んで使用する場合、Δθは各２段テーパ短辺鋳型板に固有であり、鋳造中にΔθを変更することはできない。従って、鋳造幅の変動に対応する連続鋳造鋳型においては、短辺鋳型板を交換しない限り、各鋳造幅におけるＴUとＴLをともに一定に保持することは原理的に不可能なのである。
【００２０】
即ち、多段テーパ短辺鋳型板を適用した連続鋳造鋳型を用いて種々の鋳片幅を有する鋳片のスラブ連続鋳造を行う場合、鋳造幅を変更する際に、どのような条件で短辺鋳型のテーパを制御すべきか、好適な制御方法が不明であった。
【００２１】
本発明者らは、多段テーパ短辺鋳型板を用いる場合において、図１（ａ）（ｂ）に示すように、両短辺間の距離を、メニスカス位置においてＷM（ｍ）、鋳型下端においてＷB（ｍ）、メニスカス位置から鋳型下端までの距離をＬ（ｍ）とおいたとき、トータルテーパ率（％／ｍ）を
トータルテーパ率（％／ｍ）＝｛（ＷM−ＷB）／Ｗ0／Ｌ｝×１００    （５）
と定義する。Ｗ0（ｍ）は、ある幅に応じて、決まった長さなら、どこでも良い。メニスカス幅（ＷM（ｍ））、鋳型上端幅、鋳型下端幅等。
【００２２】
多段テーパ短辺鋳型板を適用した連続鋳造鋳型を用いて種々の鋳片幅を有する鋳片のスラブ連続鋳造を行う場合、多段テーパ短辺鋳型板として、どのようなテーパ形状を選択すべきか、という点が問題となる。
【００２３】
本発明者らは、鋳造方向最上位の短辺テーパ率を上テーパ率ＴU、最下位の短辺テーパ率を下テーパ率ＴLとし、上テーパ率ＴUを下テーパ率ＴLで除した値を上下テーパ比と定義すると、多段テーパ短辺鋳型板の最適形状は、この上下テーパ比の範囲として表せることを明らかにした。
【００２４】
即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）鋳造方向に異なった２つの短辺テーパ率（単位：％／ｍ）を有する２段テーパ短辺鋳型板を用い、複数の鋳片幅の鋳片を鋳造する連続鋳造方法であって、
鋳造する最小鋳片幅が５００ｍｍあるいはそれ以下であり、鋳造する最大鋳片幅が２５００ｍｍあるいはそれ以上であり、鋳造方向上位の短辺テーパ率を上テーパ率、下位の短辺テーパ率を下テーパ率、短辺表面のメニスカス部と鋳型下端部を直線で結んだ短辺テーパ率をトータルテーパ率（ＴT）とし、上テーパ率を下テーパ率で除した値を上下テーパ比（Ｒ）と定義し、鋳造中いずれの鋳片幅（Ｗ）においても、トータルテーパ率（ＴT）が１．３５％／ｍ以上で、かつ、上下テーパ比Ｒが下記式（１）で計算される値（ＲM）以下とすることを特徴とする連続鋳造方法。
ＲM＝−３．１×ｌｎ（Ｗ×ＴT2）＋２９    （１）
（ＲM (−)、ＴT (%/m)、Ｗ(mm)）  
（２）前記の（１）に記載された連続鋳造方法に用いられる連続鋳造鋳型であって、長辺鋳型板と、鋳造方向に異なった２つの短辺テーパ率（単位：％／ｍ）を有する２段テーパ短辺鋳型板と、鋳造する鋳片幅及び短辺の傾きを変更することのできる短辺駆動装置と、短辺駆動装置の制御装置とを有し、鋳造する最小鋳片幅が５００ｍｍあるいはそれ以下であり、鋳造する最大鋳片幅が２５００ｍｍあるいはそれ以上であり、鋳造方向上位の短辺テーパ率を上テーパ率、下位の短辺テーパ率を下テーパ率、短辺表面のメニスカス部と鋳型下端部を直線で結んだ短辺テーパ率をトータルテーパ率（ＴT）とし、上テーパ率を下テーパ率で除した値を上下テーパ比（Ｒ）と定義し、前記短辺駆動装置の制御装置は、幅変更中を除き、鋳造中いずれの鋳片幅（Ｗ）においても、トータルテーパ率（ＴT）が１．３５％／ｍ以上で、かつ、上下テーパ比Ｒが下記式（１）で計算される値（ＲM）以下とすることを特徴とする連続鋳造鋳型。
ＲM＝−３．１×ｌｎ（Ｗ×ＴT２）＋２９    （１）
（ＲM (−)、ＴT (%/m)、Ｗ(mm)）
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、多段テーパ短辺鋳型板を用い、複数の鋳片幅の鋳片を鋳造する連続鋳造方法において、いずれの鋳片幅においても上下テーパ比を一定の範囲とすることにより、いずれの鋳造幅においても、鋳型内における凝固シェルの凝固均一度を良好に保持し、かつ鋳型による凝固シェルの拘束を低減しつつ、良好な鋳造が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明において、トータルテーパ率ＴT、上テーパ率ＴU、下テーパ率ＴL、上下テーパ比Ｒを以下のように定義する。
【００２７】
両短辺間の距離を、メニスカス位置においてＷM（ｍ）、鋳型下端においてＷB（ｍ）、メニスカス位置から鋳型下端までの距離をＬ（ｍ）とおいたとき（図１（ａ）（ｂ））、トータルテーパ率ＴT（％／ｍ）を
ＴT（％／ｍ）＝｛（ＷM−ＷB）／Ｗ0／Ｌ｝×１００    （５）
と定義する。Ｗ0は、ある幅に応じて、決まった長さなら、どこでも良い。メニスカス幅（ＷM）、鋳型上端幅、鋳型下端幅等。
【００２８】
多段テーパ短辺鋳型板の鋳造方向最上部の上テーパ面６Uにおいて、上方位置と下方位置を任意に定め、両短辺間の距離を、上方位置においてＷ1（ｍ）、下方位置においてＷ2（ｍ）、上方位置から下方位置までの距離をΔＬ（ｍ）とおいたとき（図１（ａ）（ｂ））、上テーパ率ＴU（％／ｍ）を
ＴU（％／ｍ）＝｛（Ｗ1−Ｗ2）／Ｗ0／ΔＬ｝×１００    （６）
と定義する。
【００２９】
多段テーパ短辺鋳型板の鋳造方向最下部の下テーパ面６Lにおいて、上方位置と下方位置を任意に定め、両短辺間の距離を、上方位置においてＷ3（ｍ）、下方位置においてＷ4（ｍ）、上方位置から下方位置までの距離をΔＬ（ｍ）とおいたとき（図１（ａ）（ｂ））、下テーパ率ＴL（％／ｍ）を
ＴL（％／ｍ）＝｛（Ｗ3−Ｗ4）／Ｗ0／ΔＬ｝×１００    （７）
と定義する。
【００３０】
上下テーパ比Ｒは、
上下テーパ比Ｒ＝上テーパ率／下テーパ率＝ＴU／ＴL      （８）
と定義する。
【００３１】
特許文献４、５には、鋳型内での鋳片の凝固挙動を計算により推定する方法が記載されている。鋳型の鋳造方向の傾き、あるいは鋳造速度を任意の値に設定した際に、鋳型四周各部位における凝固シェルの厚さが図７のように算出される。この結果に基づき、鋳型下端における凝固シェル厚の最大値Ａと最小値Ｂの比Ｂ／Ａ、凝固シェルと鋳型間の拘束力、ギャップ量を求めることができる。
【００３２】
上記特許文献４、５に記載の計算方法を用い、多段テーパ短辺鋳型板を使用する連続鋳造について、鋳型下端における凝固シェルの形状、凝固シェルと鋳型間の拘束力を求めた。鋳型下端における凝固シェルの形状は、計算によって図７のように導出される。鋳片コーナー近傍における凝固シェルの長辺側に、凝固シェル厚が薄い部位が形成されることがあり、この部位の凝固シェル厚をシェル厚の最小値Ｂと置くことができる。そして、凝固シェル厚の最大値Ａと最小値Ｂの比Ｂ／Ａを、ここでは「凝固均一度」と呼ぶ。凝固均一度が良好な鋳造を行った場合には、コーナー近傍の長辺側におけるシェル厚の薄い部位のシェル厚みが、その他の厚い部位のシェル厚に近づくこととなる。
【００３３】
実際に溶鋼の連続鋳造を行い、鋳造中に鋳型内溶鋼にＳを添加し、凝固後鋳片のサルファープリントによって鋳型下端位置での凝固シェルの厚み分布を評価したところ、上記計算で求めた凝固均一度と、サルファープリントから求めた鋳型下端凝固シェル厚みの最大と最小の比とが、よく一致することがわかった。従って、計算で求めた凝固均一度を指標として、好適な連続鋳造方法を見出すことが可能である。
【００３４】
計算で求めた凝固均一度（Ｂ／Ａ）の値が０．７以上であれば、実鋳造においても良好な凝固均一度を確保することができる。計算で求めた拘束力が２．０以下（各幅での基準値で正規化した値）であれば、実鋳造においても拘束の少ない良好な鋳造を行うことができる。
【００３５】
図１に示すように、２段テーパ短辺鋳型板２の形状について検討する。短辺鋳型板２の凝固シェルに面するテーパ面６について、２段の変更点位置の鋳型上端からの距離をY、下段のテーパを鋳型上端まで延長した線と、上部テーパの鋳型上端での差をXとおくと、X,Yの値を定めれば、２段テーパ短辺鋳型板の表面形状を定めることができる。
【００３６】
２段テーパ短辺鋳型板２を想定し、前記図１のＸの値を数種類変更し、トータルテーパ率を１．０〜２．０％／ｍの範囲、鋳造幅を８００〜２２００ｍｍの範囲で幅を変更して、特許文献４、５に記載の計算手法によって凝固均一度と拘束力を計算した。鋳片厚みは２４０ｍｍとした。図２には、鋳造幅（ａ）８００ｍｍ、（ｂ）１１００ｍｍ、（ｃ）１５００ｍｍ、（ｄ）２２００ｍｍのそれぞれについて、トータルテーパ率をそれぞれ１．０％／ｍ（◆）、１．６％／ｍ（●）の２種類とし、上下テーパ比を変化させたときの摩擦拘束力の計算結果を示している。摩擦拘束力は、計算された拘束力を各幅での基準値（１段テーパでテーパ率１．０％／ｍの場合の拘束力）で正規化した値としている。本発明者の別途調査により知見している摩擦拘束力の限界値は２．０である。図２より、各鋳造幅において、摩擦拘束力が限界の２．０となる上下テーパ比とトータルテーパ率との関係を求めることができる。そこで、摩擦拘束力の限界値が２．０になり、かつ、上下テーパ比が一定となる線を、横軸−幅、縦軸−トータルテーパ率のグラフにプロットしたのが、図３である。例えば図３において、幅が１０００ｍｍ、トータルテーパ率が１．３％／ｍの場合を例にとると、上下テーパ比が約６．０以下であれば拘束力が２．０以下であるが、上下テーパ比が６．０を超えると、拘束力が２．０を超える結果となる。同じ幅１０００ｍｍでトータルテーパ率が１．５２％／ｍになると、上下テーパ比が約５．０を超えると、拘束力が２．０を超える結果となる。
【００３７】
図３のグラフから、限界の上下テーパ比（ＲM）を幅Ｗとトータルテーパ率ＴTで定式化したのが次式（１）である。
ＲM＝−3.1×ｌｎ（Ｗ×ＴT2）＋２９    （１）
（ＲM(−)、ＴT(%/m)、Ｗ(mm)）  
【００３８】
前記計算結果より下記の２点の相関関係を新たに見出した。
【００３９】
第１に、トータルテーパ率一定とした場合は、幅が大きくなるほど限界の上下テーパ比が小さくなる。即ち、テーパ量を下記のように定義すると、トータルテーパ率一定にすると、幅が大きい時のほうが幅が狭い場合よりもテーパ量が大きくなり、凝固シェルとの接触量の絶対値が大きくなり、上部の強テーパ化（上下テーパ比大）で拘束しやすくなるからだと考えられる。
【００４０】
第２に、幅一定の場合、トータルテーパ率が大きくなるほど、限界の上下テーパ比が小さくなる。即ち、トータルテーパ率が大きくなるほど、テーパ量が増加し、凝固シェルとの接触量の絶対値が大きくなるため、上記第１と同様の理由で拘束しやすくなるためと考えられる。
【００４１】
ちなみに、テーパ量は、
テーパ量（ｍ）＝ＴT（％／ｍ）×Ｗ0（ｍ）×Ｌ（ｍ）
と定義する。
【００４２】
図４に、一定のテーパ形状を有する２段テーパ短辺鋳型版を用い、例えばトータルテーパ率を１．２％／ｍ一定として幅を変更した場合の上下テーパ比、摩擦拘束力、凝固均一度の状況を示す。図４に示すように、トータルテーパ率を一定にして幅を変更した場合、上下テーパ比は鋳造幅とともに変化し、鋳造幅が狭くなるほど上下テーパ比が大きくなる。そして、凝固均一度及び拘束力は、鋳造幅８００〜２２００ｍｍの範囲内でいずれも良好な値で推移することがわかった。即ち、多段テーパ短辺鋳型板を用いて鋳造幅を変更しつつ連続鋳造を行うに際し、トータルテーパ率を一定に保持しつつ幅を変更する方法でも、前述の上下テーパ比を限界値以下にしておけば、凝固均一度と拘束力をともに良好に保持できることがわかった。
【００４３】
ちなみに、トータルテーパ率０．５〜２．０％／ｍでも、図４と同様の傾向を示すことも確認している。
【００４４】
次に、幅１５００ｍｍ、トータルテーパ率２．０％／ｍで上下テーパ比が２．０となる２段テーパ短辺鋳型板を用い、鋳造幅を１５００ｍｍで固定し、トータルテーパ率を変化させて凝固均一度と拘束力を計算で求めた。鋳片厚みは２４０ｍｍとした。結果を図５に示す。図から明らかなように、トータルテーパ率を０．５以上とすれば凝固均一度を良好に保持することができる。またトータルテーパ率を２．０％／ｍ以下とすれば拘束力が小さく、良好に保持することができる。
【００４５】
なお、トータルテーパ率の下限値は大きいほど、凝固均一度を良好にできるため、１．０％／ｍ以上が好ましく、１．３％／ｍ超がより好ましい。さらに好ましくは１．３５％／ｍ以上である。
【００４６】
トータルテーパ率は、幅に応じて変更することも有効である。同一のトータルテーパ率では、幅が狭い時のほうが摩擦拘束力が小さい。また、凝固の均一度は同一トータルテーパ率なら、幅が狭い時のほうが小さいので、幅が狭い時ほどトータルテーパ率を大きくすることも有効である。
【００４７】
本発明において、鋳造する鋳片厚みは、好ましくは２２０ｍｍ以上３５０ｍｍ以下である。また、より好ましくは２３０ｍｍ超３５０ｍｍ以下、さらにより好ましくは２４０ｍｍ以上３５０ｍｍ以下である。鋳片厚みが３５０ｍｍを超える場合は、鋳造中に幅を変更する連続鋳造鋳型としては過大な設備を必要とし、実質的に実現困難である。また、鋳造厚みが２２０ｍｍ未満であると、タンディッシュから溶融金属を注入するための浸漬ノズルの直径を小さくしなければならなくなるか、大きなノズルを使う場合は鋳型との隙間が小さくなり、均一な溶融金属の注入がやや困難になる。鋳造厚みが２３０ｍｍ超になると均一な注入が行い易くなり、２４０ｍｍ以上になると均一な注入がより一層行い易くなる。
【００４８】
図６に基づいて、本発明の鋳造方法を実現するための連続鋳造鋳型について説明する。
【００４９】
本発明の連続鋳造鋳型１は、長辺鋳型板３と、鋳造方向に異なった２以上の短辺テーパ率（単位：％／ｍ）を有する多段テーパ短辺鋳型板２と、鋳造する鋳片幅及び短辺の傾きを変更することのできる短辺駆動装置４と、短辺駆動装置の制御装置５とを有する。鋳造方向最上位の短辺テーパ率を上テーパ率、最下位の短辺テーパ率を下テーパ率、短辺表面のメニスカス部と鋳型下端部を直線で結んだ短辺テーパ率をトータルテーパ率とし、上テーパ率を下テーパ率で除した値を上下テーパ比と定義する点は、上記本発明の連続鋳造方法と同様である。
【００５０】
短辺駆動装置の制御装置５は、鋳造中いずれの鋳片幅においても上下テーパ比を所定値以下とするように短辺鋳型板を駆動制御することができる。これにより、いずれの鋳片幅においても上下テーパ比を所定値以下とする本発明の連続鋳造方法を実施することが可能となる。
【００５１】
長辺鋳型板３及び短辺鋳型板２は、それぞれ２枚で１組を構成し、凝固シェルに面する側が水冷銅板、その反対面を鋼製のバックフレームとすると良い。短辺鋳型板２の幅が鋳造する鋳片の厚みにほぼ等しい。短辺鋳型板２を２枚の長辺鋳型板３で挟み込むことにより、矩形の鋳造空間を有する鋳型が形成される。
【００５２】
短辺駆動装置４は、例えば上下２段の駆動アクチュエータ９を有し、短辺鋳型板２をバックフレーム側からアクチュエータ９によって保持する。上下のアクチュエータ９それぞれの運動によって短辺鋳型板の位置を定めることにより、各鋳造幅毎に、短辺鋳型板２のトータルテーパ率を所定の値に定めることができる。アクチュエータ９としては、電動シリンダ、油圧シリンダなどを用いることができる。あるいは、短辺駆動装置として短辺鋳型板の往復運動と首振り運動を行う駆動手段を有する装置としても良い。
【００５３】
なお、連続鋳造中に鋳造幅を変更するに際しては、正常な鋳造を行いつつ鋳造幅を連続的に変更することが要請される。このような幅変更を実施している最中には、トータルテーパ率を変更して円滑な幅変更を実施することが必要となり、上下テーパ比を所定値以下に保持することはできない。
【００５４】
上記本発明の連続鋳造鋳型は、鋳造可能最小鋳片幅が５００ｍｍあるいはそれ以下、鋳造可能最大鋳片幅が２５００ｍｍあるいはそれ以上であれば、広範囲の幅を有する鋳片を鋳造することができるので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】短辺鋳型板のテーパ面を説明する図であり、（ａ）は２段テーパ短辺鋳型板、（ｂ）は３段テーパ短辺鋳型板、（ｃ）は１段テーパ短辺鋳型板を示す図である。
【図２−１】トータルテーパ率と上下テーパ率を変化させたときの摩擦拘束力についてのグラフであり、鋳造幅が（ａ）は８００ｍｍ、（ｂ）は１１００ｍｍである。
【図２−２】トータルテーパ率と上下テーパ率を変化させたときの摩擦拘束力についてのグラフであり、鋳造幅が（ｃ）は１５００ｍｍ、（ｄ）は２２００ｍｍである。
【図３】幅、トータルテーパ率と限界上下テーパ比の関係を示す図である。
【図４】トータルテーパ率を一定とした時の幅ごとの上下テーパ比、凝固均一度、拘束力の変化を示す図である。
【図５】トータルテーパ率と凝固均一度、拘束力の関係を示す図である。
【図６】本発明の連続鋳造鋳型を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面正面図である。
【図７】計算で求めた鋳型下端における凝固シェル形状を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  連続鋳造鋳型
２  短辺鋳型板
３  長辺鋳型板
４  短辺駆動装置
５  制御装置
６  テーパ面
９  アクチュエータ
１０  凝固シェル
１１  メニスカス位置
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
0005047714.tif 000004
【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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