(57)【要約】【課題】アルミニウム合金の鋳造に際し、鋳肌の荒れ、表面組織の粗大化が生じることのない、優れた表面状態を有するスラブを鋳造できる連続鋳造用鋳型、または、作業効率に優れた連続鋳造方法を提供する。【解決手段】鋳型１は、長辺８００ｍｍ以上のスラブの連続鋳造に用いられ、開口部３を備える金型本体部２と、開口部３の内周面４に固定されるグラファイトからなるライナー部１０とを備え、金型本体部２は内周面４を屈曲させる本体屈曲部ＫＡ１、ＫＡ２を２箇所以上備え、ライナー部１０は２箇所以上に分割される分割部１１を備え、分割部１１は、固定面１３Ａ、１４Ａを屈曲させるライナー屈曲部ＫＢを１箇所備える屈曲分割部１３、１４、および、平坦な固定面を備える平坦分割部の少なくとも一方から構成され、分割部の境となる位置またはライナー屈曲部ＫＢを本体屈曲部ＫＡ１、ＫＡ２に対応させて、分割部１１を内周面４に固定した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長辺８００ｍｍ以上の矩形断面を有するスラブの連続鋳造に用いられ、両端に開口する矩形断面を有する開口部を備える筒状の金型本体部と、前記開口部の内周面に固定されるグラファイトからなる筒状のライナー部とを備える連続鋳造用鋳型であって、
前記金型本体部は、前記開口部の長辺方向の前記内周面を屈曲させる本体屈曲部を２箇所以上備え、
前記ライナー部は、前記開口部の長辺方向に２箇所以上に分割される分割部を備え、
前記分割部は、前記内周面に固定される固定面を屈曲させるライナー屈曲部を１箇所備える屈曲分割部、および、前記内周面に固定される平坦な固定面を備える平坦分割部の少なくとも一方から構成され、
前記ライナー部の前記分割部の境となる位置または前記ライナー屈曲部を、前記金型本体部の前記本体屈曲部に対応させて、前記分割部を前記金型本体部の前記内周面に固定したことを特徴とする連続鋳造用鋳型。
【請求項２】
前記分割部は、前記開口部の長辺方向の長さ（Ｌ）が１５０〜１０００ｍｍ、および、前記開口部の高さ方向の長さ（Ｈ）が２０〜８０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項３】
前記分割部は、前記金型本体部の前記内周面に個別に固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項４】
前記開口部の内周面と前記ライナー部との間にグラファイトシートをさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の連続鋳造用鋳型。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の連続鋳造用鋳型を使用して鋳造を行うことを特徴とする連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造、特にアルミニウム合金の連続鋳造に使用される連続鋳造用鋳型または連続鋳造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、アルミニウム合金板の製造においては、まず、連続鋳造により矩形断面を有するアルミニウム塊、所謂、スラブを鋳造する。スラブの寸法は例えば厚さ（短辺）３００〜６５０ｍｍ、幅（長辺）８００〜２０００ｍｍ、長さ４０００〜１００００ｍｍである。続いて、スラブ表面の不良部を取り除くための面削が行なわれ、その後、均熱、熱間圧延、冷間圧延、熱処理等を経てアルミニウム合金板となる。
【０００３】
そして、連続鋳造においては、図９、図１０に示すように、両端に開口する矩形断面を有する開口部５３を備える金型本体部５１と、開口部５３の内周面５４に固定されるライナー部５２とを備える連続鋳造用鋳型５０が用いられている。また、ライナー部５２は、鋳造速度の高速化、潤滑油使用量の削減等のために、自己潤滑性に優れたグラファイトから構成されている。このような、グラファイト製のライナー部５２を備えた連続鋳造用鋳型５０の例として、特許文献１、２には、以下のような構成のものが記載されている。
【０００４】
特許文献１では、金型本体部（特許文献１では外筒）とライナー部（特許文献１では内筒）との間の一部に隙間を形成した連続鋳造用鋳型が記載されている。そして、隙間の形成によって、スラブの中心部に微細な空孔および割れが発生するのを防止している。また、特許文献２では、金型本体部（特許文献２ではモールド）は熱伝導率が異なる２以上の分割ブロックを有し、分割ブロックが金型本体部の深さ方向、すなわち、溶湯の注湯口からスラブの製出口に向けて層状に配置された連続鋳造用鋳型が記載されている。そして、分割ブロックによって、スラブの引き出し方向におけるライナー部（特許文献では黒鉛筒体）から金型本体部への熱通過率を鋳型の設計段階で調整できる。
【特許文献１】特開平１０−２８６６５１号公報（請求項１、図１）
【特許文献２】特開２００７−１５００９号公報（請求項１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、長辺８００ｍｍ以上の矩形断面を有するスラブを鋳造するためには、図９に示すように、開口部５３の短辺：３００〜６５０ｍｍ、長辺：８００〜２０００ｍｍ、高さ（図示せず）：５０〜１５０ｍｍである鋳型５０が用いられている。そして、金型本体部５１は、開口部５３の長辺方向の内周面５４を屈曲させる本体屈曲部ＫＡ１、ＫＡ２を２箇所以上備え、開口部５３の短辺が長辺中央で若干広くなるように設計されている（短辺Ｄ１＞短辺Ｄ２）。これは、開口部５３の長辺をストレートとすると（短辺Ｄ１＝短辺Ｄ２）、鋳造されるスラブが凝固収縮により中凹みとなり、その後のスラブ面削において、面削量が増加し、作業効率が低下するためである。
【０００６】
また、開口部５３の内周面５４に固定されるライナー部５２においても、ライナー部５２の長辺方向の長さが長いため、鋳造の際の熱膨張によって、内周面５４に固定される固定面５２Ａを屈曲させるライナー屈曲部ＫＢ１、ＫＢ２が、固定面５２Ａに２箇所以上形成される。熱膨張に関しては、例えば、アルミニウム合金板を製造する際には、７００℃程度のアルミニウム溶湯と接触するため、避けられない現象である。さらに、ライナー部５２はグラファイトから構成されているため、加工時に力を掛けると弾性変形してしまうため、大きい寸法になると緻密な形状を正確に加工することが難しい。そのため、ライナー部５２の加工の際にも、長辺方向にライナー屈曲部ＫＢが形成される。
【０００７】
そして、金型本体部５１およびライナー部５２の製造（加工）時の寸法形状誤差、および、前記した金型本体部５１の内周面５４に設けられた本体屈曲部ＫＡ１、ＫＡ２と、ライナー部５２の固定面５２Ａに形成されるライナー屈曲部ＫＢ１、ＫＢ２とによって、部分的に金型本体部５１とライナー部５２との間に隙間５５が生じる。具体的には、図９に示すように、ライナー屈曲部間（ＫＢ１〜ＫＢ２）の長さが、本体屈曲部間（ＫＡ１〜ＫＡ２）の長さより大きいと、ライナー屈曲部間（本体屈曲部間）に隙間５５が生じる。また、図１０に示すように、ライナー屈曲部間（ＫＢ１〜ＫＢ２）の長さが、本体屈曲部間（ＫＡ１〜ＫＡ２）の長さより小さいと、ライナー屈曲部間（本体屈曲部間）の近傍に隙間５５が生じる。また、図示しないが、本体屈曲部ＫＡ１、ＫＡ２とライナー屈曲部ＫＢとの屈曲角度の浅深の誤差によっても隙間５５が生じる。
【０００８】
前記のような隙間５５が生じると、金型本体部５１の冷却ジャケット（図示せず）によるライナー部５２の冷却が妨げられ、同部の冷却不足によって、溶湯が固まり難くなり、スラブの鋳肌の荒れ、表面組織の粗大化が生じるという問題がある。また、このようなスラブ表面の不良部は、鋳造後の面削において取り除かれることとなる。したがって、不良部の面削を考慮して、スラブの長さを長くする必要があり、鋳造時間が長くなり、作業効率が低下するという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、このような問題を解決すべく創案されたもので、その目的は、アルミニウム合金の鋳造に際し、鋳肌の荒れ、表面組織の粗大化が生じることのない、優れた表面状態を有するスラブを鋳造できる連続鋳造用鋳型、または、作業効率に優れた連続鋳造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、請求項１に係る連続鋳造用鋳型は、長辺８００ｍｍ以上の矩形断面を有するスラブの連続鋳造に用いられ、両端に開口する矩形断面を有する開口部を備える筒状の金型本体部と、前記開口部の内周面に固定されるグラファイトからなる筒状のライナー部とを備える連続鋳造用鋳型であって、前記金型本体部は、前記開口部の長辺方向の前記内周面を屈曲させる本体屈曲部を２箇所以上備え、前記ライナー部は、前記開口部の長辺方向に２箇所以上に分割される分割部を備え、前記分割部は、前記内周面に固定される固定面を屈曲させるライナー屈曲部を１箇所備える屈曲分割部、および、前記内周面に固定される平坦な固定面を備える平坦分割部の少なくとも一方から構成され、前記ライナー部の前記分割部の境となる位置または前記ライナー屈曲部を、前記金型本体部の前記本体屈曲部に対応させて、前記分割部を前記金型本体部の前記内周面に固定したことを特徴とする。
【００１１】
前記構成によれば、ライナー部が、長辺方向に２箇所以上に分割される分割部を備え、分割部が屈曲分割部および平坦分割部の少なくとも一方から構成され、分割部の境となる位置または屈曲分割部のライナー屈曲部を本体屈曲部に対応させて、分割部を内周面に固定したことによって、金型本体部（内周面）とライナー部（固定面）との間に生じる隙間が吸収され（小さくなり）、両者の密着性が向上する。また、鋳造時に熱が加わっても、熱膨張によって両者の間に隙間が生じることがない。その結果、ライナー部での溶湯の冷却不足が抑制される。
【００１２】
請求項２に係る連続鋳造用鋳型は、前記分割部は、前記開口部の長辺方向の長さ（Ｌ）が１５０〜１０００ｍｍ、および、前記開口部の高さ方向の長さ（Ｈ）が２０〜８０ｍｍであることを特徴とする。
【００１３】
前記構成によれば、分割部の長辺方向の長さ（Ｌ）、および、高さ方向の長さ（Ｈ）が所定範囲であることによって、分割部の長辺方向および高さ方向において、加工時の弾性変形、および、鋳造時の熱膨張が小さくなり、固定面での屈曲等が小さく、または、固定面が平坦になる。それによって、金型本体部（内周面）とライナー部（固定面）との間に生じる隙間がより一層吸収され（小さくなり）、両者の密着性がより一層向上する。また、鋳造時に熱が加わっても、熱膨張によって両者の間に隙間が生じることがない。その結果、ライナー部での溶湯の冷却不足がより一層抑制される。
【００１４】
請求項３に係る連続鋳造用鋳型は、前記分割部は、前記金型本体部の前記内周面に個別に固定されていることを特徴とする。
前記構成によれば、分割部が個別に固定されていることによって、各分割部間の寸法（高さ方向の長さ（Ｈ）、厚さ）の誤差が吸収され、各分割部が内周面にしっかりと固定される。
【００１５】
請求項４に係る連続鋳造用鋳型は、前記開口部の内周面と前記ライナー部との間にグラファイトシートをさらに備えることを特徴とする。
前記構成によれば、グラファイトシートをさらに備えることによって、金型本体部（内周面）とライナー部（固定面）との間の隙間がより一層小さくなると共に均一化する。その結果、同部での溶湯の冷却不足がより一層抑制される。
【００１６】
請求項５に係る連続鋳造方法は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の連続鋳造用鋳型を使用して鋳造を行うことを特徴とする。
前記構成によれば、前記の連続鋳造用鋳型を使用することによって、溶湯の冷却不足が抑制され、スラブの表面状態が向上する、具体的には、スラブ表面に不良部（鋳肌の荒れ、表面組織の粗大化）が生じない。その結果、鋳造後の不良部の面削を考慮する必要がない（スラブの長さを必要以上に長く鋳造する必要がない）ため、鋳造時間が短縮される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る連続鋳造用鋳型によれば、ライナー部が２箇所以上に分割される分割部を備え、分割部が屈曲分割部および平坦分割部の少なくとも一方から構成され、分割部を本体屈曲部に対応させて内周面に固定したことによって、金型本体部とライナー部との密着性が向上し、鋳造時に熱が加わっても熱膨張によって両者の間に隙間が生じることがない。そのため、溶湯の冷却不足が抑制され、鋳肌の荒れ、表面組織の粗大化が生じることがない、優れた表面状態を有するスラブを鋳造できる。また、本発明に係る連続鋳造用鋳型によれば、分割部の長辺方向の長さ（Ｌ）および高さ方向の長さ（Ｈ）が所定範囲であることによって、分割部が個別に固定されていることによって、グラファイトシートをさらに備えることによって、より一層優れた表面状態を有するスラブを鋳造できる。
【００１８】
本発明に係る連続鋳造方法によれば、前記連続鋳造用鋳型を使用することによって、優れた表面状態を有するスラブを鋳造できるため、鋳造時の作業効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る連続鋳造用鋳型または連続鋳造方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜連続鋳造用鋳型＞
連続鋳造用鋳型（以下、鋳型称する）の実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１は鋳型の構成を示す分解斜視図、図２は鋳型の構成を示し、屈曲部を誇張して記載した一部破断平面図、図３は図２のＸ−Ｘ線断面図、図４はライナー部（分割部）の他の実施形態を示す斜視図、図５は図４のライナー部（分割部）を使用した鋳型の構成を示し、屈曲部を誇張して記載した一部破断平面図、図６はライナー部（分割部）の他の実施形態を示す斜視図、図７は図６のライナー部（分割部）を使用した鋳型の構成を示し、屈曲部を誇張して記載した一部破断平面図である。
【００２０】
図１に示すように、連続鋳造用鋳型１（以下、鋳型と称す）は、長辺８００ｍｍ以上の矩形断面を有するスラブの連続鋳造に用いられる。なお、鋳型１は、アルミニウム合金（例えば、Ａｌ−Ｍｇ系合金）からなるスラブの連続鋳造に好適に用いられるため、以下では、スラブはアルミニウム合金からなるものとして説明する。
【００２１】
ここで、スラブの長辺を８００ｍｍ以上と規定したのは、以下の理由による。
長辺８００ｍｍ未満のスラブの鋳造では、用いられる鋳型の開口部（長辺）が８００ｍｍ未満と小さいため、鋳造されるスラブに中凹みが生じにくくなる。そのため、開口部の内周面（長辺方向）をストレートに設計することが可能となる。また、開口部（長辺）が小さいため、内周面（長辺方向）に固定されるライナー部の長さ（長辺方向）も小さくなり、加工時の弾性変形、鋳造時の熱膨張も小さくなる。したがって、このような鋳型では、金型本体部とライナー部との密着性低下が生じにくくなる。その結果、このような鋳型を用いた鋳造ではスラブの冷却不足が生じにくくなり、本発明の課題である、スラブ表面の不良（鋳肌の荒れ、表面組織の粗大化）が生じない。
【００２２】
本発明に係る鋳型は、金型本体部と、ライナー部とを備える。また、ライナー部は２箇所以上に分割された分割部を備え、分割部は、屈曲分割部および平坦分割部の少なくとも一方から構成されている。
（第1の形態）
図１、図２に示すように、ライナー部１０が屈曲分割部１３、１４のみから構成された鋳型１について説明する。
【００２３】
（金型本体部）
金型本体部２は、両端に開口する矩形断面を有する開口部３を設けた筒状体から構成され、鋳造の際に上面となる開口部３の一端側がアルミニウム合金の溶湯を注入する注入口となり、下面（底面）となる開口部３の他端側がスラブ(鋳塊)を取り出す取出口となる。また、金型本体部２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銅または銅合金等の熱伝導性材料からなり、その開口部３は、連続鋳造される鋳塊によって適宜設定されるが、例えば、短辺：３００〜６５０ｍｍ、長辺：８００〜２０００ｍｍ、高さ：５０〜１５０ｍｍのものが使用される。
【００２４】
図３に示すように、金型本体部２は、例えば、アルミニウム合金の溶湯を冷却するための冷却ジャケット５と、その冷却ジャケット５の上端部に固定される押え板７と、冷却ジャケット５の下端部に固定される下蓋部６とを備えたものである。そして、冷却ジャケット５の内部には、冷却水が貯蔵される水室８と、水室８内の冷却水を溶湯が凝固したスラブに向けて噴射して冷却するための冷却水流路８Ａが備えられている。なお、金型本体部２は、溶湯を冷却できれば、図２の構成に限定されず、適宜変更可能である。
【００２５】
図１、図２に示すように、金型本体部２は、開口部３の長辺方向の内周面４（ライナー部１０が固定される周面、図２参照）を屈曲させる本体屈曲部ＫＡ１、ＫＡ２を２箇所以上備える。内周面４の２箇所以上に本体屈曲部ＫＡ１、ＫＡ２を備えることによって、開口部３の短辺が長辺中央で広くなり（短辺Ｄ１＞短辺Ｄ２）、鋳造されるスラブの凝固収縮による中凹みを防止することが可能となる。
【００２６】
（ライナー部）
図１、図２に示すように、ライナー部１０は、開口部３の内周面４に固定されるグラファイトからなる筒状体から構成され、開口部３の長辺方向に２箇所以上（図１では２箇所）に分割された分割部１１を備えている。また、分割部１１は、内周面４に固定される固定面１３Ａ、１４Ａを屈曲させるライナー屈曲部ＫＢを１箇所備える屈曲分割部１３、１４のみから構成されている。そして、分割部１１は、屈曲分割部１３、１４のライナー屈曲部ＫＢを、金型本体部２の本体屈曲部ＫＡ１、ＫＡ２に対応させて、金型本体部２の内周面４に固定されている。
【００２７】
また、ライナー部１０は、開口部３の短辺方向に平板状の短辺部１２を備え、短辺部１２は分割部１１（屈曲分割部１３、１４）の端部に接合されている。なお、図１において、分割部１１（屈曲分割部１３、１４）と、短辺部１２とは分割されて記載されているが、コ字状の一体物であってもよい。
【００２８】
ここで、ライナー部１０（分割部１１）の内周面４への固定方法は、図３に示すように、ライナー部１０（分割部１１）の上下に凸型テーパを、金型本体部２の押え板７および冷却ジャケット５に外側（内周面４側）に偏心した凹型テーパを設け、両者をテーパ嵌合することによって行われる。また、屈曲分割部１３、屈曲分割部１４は、分割された押え板７、７によって、個別に内周面４に固定されていることが好ましい。さらに、図示しないが、短辺部１２の内周面４への固定も前記方法で行われる。なお、固定方法は、図３に示した前記方法に限定されるわけではなく、接着等の従来公知の方法で行ってもよい。
【００２９】
前記のように、分割部１１（屈曲分割部１３、１４）は、ライナー屈曲部ＫＢを１箇所備えることによって、開口部３の短辺が長辺中央で広くなっている（短辺Ｄ１＞短辺Ｄ２）。なお、屈曲分割部１３と屈曲分割部１４との間には、隙間があっても、その隙間が１ｍｍ程度あれば、この隙間に溶湯が注入してスラブが引っ掛ったり、スラブの鋳肌または表面組織に異常が生じることはない。
【００３０】
また、分割部１１が、ライナー屈曲部ＫＢを１箇所備える屈曲分割部１３、および、屈曲分割部１４のみから構成されていることによって、金型本体部２（冷却ジャケット５の内周面４）の本体屈曲部ＫＡ１、ＫＡ２に対応して、具体的には、ライナー屈曲部ＫＢを基点に分割部１１（屈曲分割部１３、１４）を金型本体部２（冷却ジャケット５の内周面４）に固定、すなわち、ライナー屈曲部ＫＢを本体屈曲部ＫＡ１、ＫＡ２と接するように位置合わせすることができるため、金型本体部２（冷却ジャケット５の内周面４）と分割部１１（屈曲分割部１３、１４）の固定面１３Ａ、１４Ａとの間に生じる隙間が吸収され（小さくなり）、両者の密着性が向上する。また、鋳造時に熱が加わっても、熱膨張によって両者の間に隙間が生じることがない。その結果、分割部１１（ライナー部１０）での溶湯の冷却不足が抑制される。
【００３１】
さらに、弾性変形しやすいグラファイトからなるライナー部１０の長辺方向を、分割された、すなわち、従来の鋳型のライナー部よりも小さい長辺を有する分割部１１（屈曲分割部１３、１４）で構成することによって、ライナー部１０（分割部１１）の寸法精度が上がり、ライナー部１０の製造が容易となりコストダウンが可能となる。
【００３２】
（第２の形態）
図４、図５に示すように、ライナー部２０が平坦分割部２２、２３、２４のみから構成された鋳型１について説明する。金型本体部２は、前記第１の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３３】
ライナー部２０は、開口部３の内周面４に固定されるグラファイトからなる筒状体で構成され、開口部３の長辺方向に２箇所以上（図４、５では３箇所）に分割された分割部２１を備えている。また、分割部２１は、内周面４に固定される平坦な固定面２２Ａ、２３Ａ、２４Ａを備える平坦分割部２２、２３、２４のみから構成されている。そして、分割部２１は、平坦分割部２２、２３、２４の境となる位置を、金型本体部２の本体屈曲部ＫＡ１、ＫＡ２に対応させて、金型本体部２の内周面４に固定されている。
【００３４】
また、ライナー部２０は、開口部３の短辺方向に平板状の短辺部１２が備えられ、短辺部１２は分割部２１の端部に接合されている。そして、図４において、分割部２１と、短辺部１２とは分割されて記載されているが、コ字状の一体物であってもよい。なお、ライナー部２０（分割部２１）の内周面４への固定方法は、前記ライナー部１０（分割部１１、図１参照）と同様に、テーパ嵌合等で行う。また、平坦分割部２２、平坦分割部２３、平坦分割部２４は、個別に内周面４に固定されていることが好ましい。
【００３５】
前記のように、分割部２１が、平坦な固定面２２Ａ、２３Ａ、２４Ａを備える平坦分割部２２、平坦分割部２３および平坦分割部２４から構成されていることによって、金型本体部２（冷却ジャケット５の内周面４）の本体屈曲部ＫＡ１、ＫＡ２に対応して、具体的には、本体屈曲部ＫＡ１、ＫＡ２の両側に、分割部２１（平坦分割部２２、２３、２４）を固定できるため、金型本体部２（冷却ジャケット５の内周面４）と分割部２１（固定面２２Ａ、２３Ａ、２４Ａ）との間に生じる隙間が吸収され（小さくなり）、両者の密着性が向上する。また、鋳造時に熱が加わっても、熱膨張によって両者の間に隙間が生じることがない。その結果、分割部２１（ライナー部２０）での溶湯の冷却不足が抑制される。また、平坦分割部２２、２３、２４には、固定面を屈曲させるライナー屈曲部が形成されていないため、分割部２１（ライナー部２０）の加工時の寸法精度が上がり、分割部２１（ライナー部２０）の製造が容易となりコストダウンが可能となる。
【００３６】
（第３の形態）
図６、図７に示すように、ライナー部３０が屈曲分割部１３、１４および平坦分割部２２、２３から構成された鋳型１について説明する。金型本体部２は、前記第１の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３７】
ライナー部３０は、開口部３の内周面４に固定されるグラファイトからなる筒状体で構成され、開口部３の長辺方向に２箇所以上（図６、図７では４箇所）に分割された分割部３１を備えている。また、分割部３１は、前記した屈曲分割部１３、１４と、平坦分割部２２、２３との組み合わせから構成されている。そして、分割部３１は、平坦分割部２２、屈曲分割部１３、屈曲分割部１４、平坦分割部２３の境となる位置を、金型本体部２の本体屈曲部ＫＡ１、ＫＡ２に対応させて、金型本体部２の内周面４に固定されている。
【００３８】
また、ライナー部３０は、開口部３の短辺方向に短辺部１２が備えられ、短辺部１２は分割部３１の端部に接合されている。そして、図６において、分割部３１と、短辺部１２とは分割されて記載されているが、コ字状の一体物であってもよい。なお、ライナー部３０（分割部３１）の内周面４への固定方法は、前記ライナー部１０（分割部１１）と同様に、テーパ嵌合等で行う。また、平坦分割部２２、屈曲分割部１３、屈曲分割部１４、平坦分割部２３は、個別に内周面４に固定されていることが好ましい。
【００３９】
前記のように、分割部３１が、屈曲分割部１３、１４と、平坦分割部２２、２３との組み合わせから構成されていることによって、金型本体部２（冷却ジャケット５の内周面４）と分割部３１（屈曲分割部１３、１４の固定面１３Ａ、１４Ａ、平坦分割部２２、２３の固定面２２Ａ、２３Ａ）との間に生じる隙間が吸収され（小さくなり）、両者の密着性が向上する。また、鋳造時に熱が加わっても、熱膨張によって両者の間に隙間が生じることがない。その結果、分割部３１（ライナー部３０）での溶湯の冷却不足が抑制される。
【００４０】
図７に示すように、分割部３１における、屈曲分割部１３、１４および平坦分割部２２、２３の組み合わせ形態（配置形態）は、屈曲分割部１３、１４（ライナー屈曲部ＫＢ）を本体屈曲部ＫＡ１、ＫＡ２に対応した位置に配置し、屈曲分割部１３、１４の端部に平坦分割部２２、２３を配置している。しかしながら、配置形態は図７に記載した配置に限定されず、鋳造されるスラブの長辺長さ、金型本体部２の本体屈曲部の箇所数、本体屈曲部の位置等によって適宜設定する。例えば、図示しないが、配置形態として、屈曲分割部１３、１４の間に平坦分割部２２、２３を配置した形態、一方の本体屈曲部ＫＡ１に応じた位置に屈曲分割部１３を、他方の本体屈曲部ＫＡ２の両側に平坦分割部２２、２３を配置した形態であってもよい。
【００４１】
前記した分割部１１、２１、３１の各々（屈曲分割部１３、１４、および、平坦分割部２２、２３、２４）の大きさは、開口部３の長辺方向の長さＬが１５０〜１０００ｍｍ、開口部３の高さ方向の長さＨが２０〜８０ｍｍであることが好ましい。なお、分割部１１、２１、３１の各々の長さＬを１５０〜１０００ｍｍにすることによって、屈曲分割部１３、１４（固定面１３Ａ、１４Ａ）に形成されるライナー屈曲部ＫＢを１箇所にすること、または、平坦分割部２２、２３、２４（固定面２２Ａ、２３Ａ、２４Ａ）を平坦にすることができる。また、長さＨが２０〜８０ｍｍであることによって、湯面変動への対応がしやすくなる。
【００４２】
分割部１１、２１、３１の各々の長さＬが１５０ｍｍ未満であると、分割部１１、２１、３１に傷が入った場合の交換が容易になるが、ライナー部１０、２０、３０の分割の箇所数（分割部１１、２１、３１の個数）が多くなるため、鋳型の製造の際に、内周面４への固定に手間がかかり、コストアップにつながる。また、分割部１１、２１、３１の各々の長さＬが１０００ｍｍを超えると、加工時の弾性変形、および、鋳造の際の熱膨張に伴う歪みによって、分割部１１、２１、３１にライナー屈曲部ＫＢが２箇所以上形成されやすくなり、開口部３の長辺方向において、金型本体部２とライナー部１０、２０、３０との間に生じる隙間が大きくなり、両者の密着状態の均一化を図りにくくなる。特に、高濃度のＭｇを含有するアルミニウム合金等の鋳造には好ましくない。
【００４３】
分割部１１、２１、３１の各々の長さＨが２０ｍｍ未満であると、湯面の変動への対応が難しくなる。屈曲分割部の長さＨが８０ｍｍを超えると、加工時の弾性変形、または、鋳造の際の熱膨張に伴う歪によって、開口部３の高さ方向において、金型本体部２とライナー部１０、２０、３０との間に形成される隙間が大きくなりやすい。
【００４４】
なお、前記のようなライナー部１０、２０、３０（分割部１１、２１、３１）を備えた鋳型１を使用する場合、スラブ表面に不良部（部分的な鋳肌の荒れ、または、表面組織の粗大化）が発生するのを防止するため、通常湯面をライナー部１０、２０、３０の下側端部近傍とする。しかしながら、アルミニウム合金の鋳造においては、水蒸気爆発の原因となる湯漏れの防止のみならず粗大結晶粒や浮遊晶の抑制等のスラブ品質確保を目的として、湯面高さ等の鋳造条件がアルミニウム合金品種およびスラブ寸法毎に厳密に決められている。そのため、湯面をライナー部１０、２０、３０（分割部１１、２１、３１）の下端部近傍に限定してしまうと、アルミニウム合金品およびスラブの寸法毎に多数の鋳型を準備する必要が生じ、コストおよび管理において問題である。したがって、アルミニウム合金品種およびスラブ寸法毎に湯面を変動できる鋳型が好ましい。
【００４５】
図２、図５、図７に示すように、前記した第１〜第３の実施形態の鋳型１は、金型本体部２（冷却ジャケット５）の開口部３の内周面４とライナー部１０、２０、３０（分割部１１、２１、３１）との間に、グラファイトシート１５をさらに備えることが好ましい。
【００４６】
グラファイトシート１５は、耐熱性ガスケットまたはパッキン等として用いられている厚さ：０．１〜２ｍｍ程度のものが好ましい。グラファイトシート１５は、柔軟性および圧縮復元性が高く、かつ、厚さ方向の熱伝導率が高いため、金型本体部２（冷却ジャケット５の内周面４）とライナー部１０、２０、３０（分割部１１、２１、３１の固定面１３Ａ、１４Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａ）との間の隙間がより一層小さくなると共に均一化し、かつ、金型本体部２（冷却ジャケット５）への熱伝導性も向上する。その結果、溶湯の冷却不足がより一層抑制され、鋳造されるスラブ表面に不良部（鋳肌の荒れ、表面組織の粗大化）が生じることをより一層抑制できる。
【００４７】
＜連続鋳造方法＞
次に、本発明に係る連続鋳造方法について説明する。
本発明に係る連続鋳造方法は、前記した連続鋳造用鋳型を使用することを特徴とする。以下に、連続鋳造方法の1つであるＤＣ鋳造法を例にとって説明する。なお、図８は、ＤＣ鋳造法の概略を示す説明図である。
【００４８】
図８に示すように、ＤＣ鋳造法は、前記した鋳型１に、上方より、例えば、アルミニウム合金の溶湯Ｍを注入し、底部よりスラブＳを連続的に取り出し、所定の長さのスラブＳを得るものである。
【００４９】
このとき、溶湯Ｍは、樋１００からノズル１０１、フロート１０２およびグラススクリーン（耐熱スクリーン）１０３を介して鋳型１内に供給される。このフロート１０２は湯面制御と分配機能を有する浮子であり、このフロート１０２により、鋳型１内の湯面高さが調整されると共に、このフロート１０２に設けられた間隙によりノズル１０１から供給された溶湯Ｍは鋳型１内に分配される。なお、図８のフロート１０２の状態は、鋳型１内の湯面が所定の高さになり、ノズル１０１を塞いだ状態を示すものである。そして、グラススクリーン１０３は鋳型１内に供給された溶湯Ｍ中の介在物を除去するためのものである。
【００５０】
鋳型１内に供給された溶湯Ｍは、金型本体部２の内周面に固定されたライナー部１０に接する。溶湯Ｍは、金型本体部２の内部に備えられた水室８の冷却水Ｗによって、金型本体部２およびライナー部１０を介して、冷却されて凝固し、スラブＳを生成する。生成されたスラブＳは、金型本体部２の底部に開口した冷却水流路８Ａからの冷却水Ｗの噴射によって、さらに冷却される。そして、生成、冷却されたスラブＳの先端部を、図示しない引出装置で引き出すことによって、スラブＳが連続的に製造される。
【００５１】
ここで、前記した鋳型１を使用することによって、鋳造時に熱が加わっても、金型本体部２とライナー部１０との間に隙間が生じることがないので、溶湯の冷却不足が抑制され、生成、冷却されたスラブＳ表面に不良部（鋳肌の荒れ、表面組織の粗大化）が生じない。その結果、鋳造後の不良部の面削を考慮する必要がない（スラブＳの長さを必要以上に長く鋳造する必要がない）ため、鋳造時間が短縮される。
【実施例】
【００５２】
本発明の実施例について説明する。
アルミニウム合金製の筒状の金型本体部の内周面に表１に示すライナー部が固定され、短辺５００ｍｍ、長辺１６００ｍｍ、高さ１５０ｍｍの開口部を有する連続鋳造用鋳型を準備した（実施例１〜８、比較例１〜６）。また、金型本体部の内周面とライナー部との間に表１に示すグラファイトシート（東洋炭素製ＰＥＲＭＡ−ＦＯＩＬ）を備えた連続鋳造用鋳型も準備した（実施例９〜１０）。
【００５３】
なお、金型本体部（開口部）の長辺方向の内周面には、長辺端部から各５００ｍｍ、の位置に本体屈曲部（屈曲角度１°）を２箇所形成した。また、ライナー部は、厚さ１１ｍｍのグラファイトライナー（東洋炭素製ＩＧ−４３）を用い、長辺方向にライナー屈曲部（屈曲角度１°）を形成する際には、前記本体屈曲部の位置を考慮して形成した。さらに、実施例では、ライナー部の固定時に本体屈曲部とライナー屈曲部の位置合わせを行った。比較例では、本体屈曲部とライナー屈曲部の位置合わせは行わなかった。
【００５４】
次に、準備した連続鋳造用鋳型（実施例１〜１０、比較例１〜６）を用いて、鋳造試験を行った。なお、鋳造試験において、溶湯としてのアルミニウム合金には、純Ａｌ、Ａｌ−２％Ｍｇ合金、Ａｌ−４％Ｍｇ合金の３種を用い、溶湯量は１０トンとした。鋳造試験後、スラブ表面の鋳肌および表面組織について、以下の評価基準で評価した。その評価結果を表１に示す。
【００５５】
（鋳肌および表面組織の評価基準）
３０ｍｍ以上の幅で鋳肌が荒れたもしくは２０ｍｍ以上の深さで表面組織が粗大だったものを（×）で不良、３０ｍｍ未満の幅で鋳肌が荒れたもしくは１０ｍｍ以上２０ｍｍ未満の深さで表面組織が粗大だったものを（△）でやや良好、鋳肌の荒れが無くかつ１０ｍｍ未満の深さで表面組織が粗大だったものを（○）で良好とした。
【００５６】
【表１】
2009241104.tif 000003
【００５７】
表１の結果から、本発明の特許請求範囲を満足する実施例１〜１０では、鋳造されたスラブは、不良部（鋳肌の荒れ、表面組織の粗大化）の少ない、表面状態が良好なものとなった。これに対し、比較例１〜６では、ライナー部が分割部を備えていない、または、ライナー屈曲部の組数が多いため、鋳造されたスラブは、不良部の多いものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る連続鋳造用鋳型の構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係る連続鋳造用鋳型の構成を示し、屈曲部を誇張して記載した一部破断平面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】本発明に係るライナー部（分割部）の他の実施形態を示す斜視図である。
【図５】図４のライナー部（分割部）を使用した連続鋳造用鋳型の構成を示し、屈曲部を誇張して記載した一部破断平面図である。
【図６】本発明に係るライナー部（分割部）の他の実施形態を示す斜視図である。
【図７】図６のライナー部（分割部）を使用した連続鋳造用鋳型の構成を示し、屈曲部を誇張して記載した一部破断平面図である。
【図８】本発明に係るＤＣ鋳造方法の概略を示す説明図である。
【図９】従来の連続鋳造用鋳型の構成を示し、屈曲部を誇張して記載した一部破断平面図である。
【図１０】従来の連続鋳造用鋳型の構成を示し、屈曲部を誇張して記載した一部破断平面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１      連続鋳造用鋳型（鋳型）
２      金型本体部
３      開口部
４      内周面
１０、２０、３０  ライナー部
１１、２１、３１  分割部
１３、１４  屈曲分割部
１３Ａ、１４Ａ  固定面
１５    グラファイトシート
２２、２３、２４  平坦分割部
２２Ａ、２３Ａ、２４Ａ  固定面
ＫＡ１、ＫＡ２  本体屈曲部
ＫＢ、ＫＢ１、ＫＢ２  ライナー屈曲部
【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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