JP6156222B2 - 引上式連続鋳造方法及び引上式連続鋳造装置 - Google Patents

Description

本発明は引上式連続鋳造方法及び引上式連続鋳造装置に関する。

特許文献１には、鋳型を要しない画期的な引上式連続鋳造方法として、自由鋳造方法が提案されている。特許文献１に示したように、溶融金属（溶湯）の表面（すなわち湯面）にスタータを浸漬させた後、当該スタータを引き上げると、溶湯の表面膜や表面張力によりスタータに追従して溶湯も導出される。ここで、湯面近傍に設置された形状規定部材を通過させながら、溶湯を導出し、冷却することにより、所望の断面形状を有する鋳物を連続鋳造することができる。

通常の連続鋳造方法では、鋳型によって断面形状とともに長手方向の形状も規定される。とりわけ、連続鋳造方法では、鋳型内を凝固した金属（すなわち鋳物）が通り抜ける必要があるため、鋳造された鋳物は長手方向に直線状に延びた形状となる。
これに対し、自由鋳造方法における形状規定部材は、鋳物の断面形状のみを規定し、長手方向の形状は規定しない。そのため、スタータ（もしくは形状規定部材）を水平方向に移動させながらスタータを引き上げることにより、長手方向の形状が様々な鋳物が得られる。例えば、特許文献１には、長手方向に直線状でなく、ジグザグ状あるいは螺旋状に形成された中空鋳物（すなわちパイプ）が開示されている。

特開２０１２−６１５１８号公報

発明者は以下の課題を見出した。
特許文献１に記載の引上式連続鋳造方法では、上述の通り、形状規定部材を通過させながら溶湯を導出するため、形状規定部材の上面よりも上側に凝固界面が位置している。ここで、生産性の観点からは、鋳造速度（引上速度）を速くすることが好ましいが、鋳造速度を速くすると、凝固界面が上昇する。凝固界面が上昇すると、形状規定部材を介して引き上げられた溶湯の表面積が増大し、表面張力が増大する。そのため、例えば角パイプなどのように、形状規定部材によって規定される断面形状に角Ｒ部を有する鋳物を鋳造する場合、鋳造速度を速くすると、鋳造された鋳物における角Ｒ部の曲率半径が、形状規定部材が規定する所望の曲率半径よりも大きくなってしまう。

すなわち、従来の引上式連続鋳造方法では、形状規定部材によって規定される断面形状に角Ｒ部を有する鋳物を鋳造する場合、鋳造速度を速くすることができず、生産性に劣るという問題があった。

本発明は、上記を鑑みなされたものであって、形状規定部材によって規定される断面形状に角Ｒ部を有する鋳物の生産性に優れた引上式連続鋳造方法及び引上式連続鋳造装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る引上式連続鋳造方法は、
保持炉に保持された溶湯を、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を通過させながら引き上げる引上式連続鋳造方法であって、
前記形状規定部材によって規定される前記断面形状が角Ｒ部を含み、
前記形状規定部材が規定する前記角Ｒ部の曲率半径の値を、前記鋳物における前記角Ｒ部の曲率半径の設計値よりも小さくするものである。
このような構成により、鋳造速度を速くした上で、鋳物における角Ｒ部の曲率半径を所望の値にすることができるため、形状規定部材によって規定される断面形状に角Ｒ部を有する鋳物の生産性が向上する。

前記形状規定部材が規定する前記曲率半径の値を決定する際、前記形状規定部材が規定する前記曲率半径よりも前記鋳物の前記曲率半径が大きくなる鋳造速度において、コンピュータによる鋳造シミュレーションを実行し、当該鋳造シミュレーションにより得られた前記鋳物の前記曲率半径に基づいて、前記形状規定部材が規定する前記曲率半径の値を決定することが好ましい。また、前記鋳造シミュレーションにより得られた前記鋳物の前記曲率半径が、前記設計値に近づくように、前記形状規定部材が規定する前記曲率半径を変更し、前記鋳造速度における前記鋳造シミュレーションを繰り返し実行することが好ましい。このような構成により、形状規定部材における角Ｒ部の曲率半径をより高速での鋳造に適したものにすることができる。

前記形状規定部材が規定する前記曲率半径の値を決定する前に、前記鋳造速度を決定するための予備鋳造シミュレーションを実行し、当該予備鋳造シミュレーションにより得られた凝固界面位置に基づいて、前記鋳造速度を決定することが好ましい。さらに、前記予備鋳造シミュレーションにより得られた前記凝固界面位置が、基準範囲内に収まるように、前記鋳造速度を変更し、前記予備鋳造シミュレーションを繰り返し実行することが好ましい。このような構成により、形状規定部材における角Ｒ部の曲率半径をさらに高速での鋳造に適したものにすることができる。

本発明の一態様に係る引上式連続鋳造装置は、
溶湯を保持する保持炉と、
前記保持炉に保持された前記溶湯の湯面上に設置され、かつ、前記溶湯が通過することにより鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、を備えた引上式連続鋳造装置であって、
前記形状規定部材によって規定される前記断面形状が角Ｒ部を含み、
前記形状規定部材が規定する前記角Ｒ部の曲率半径の値が、前記鋳物における前記角Ｒ部の曲率半径の設計値よりも小さいものである。
このような構成により、鋳造速度を速くした上で、鋳物における角Ｒ部の曲率半径を所望の値にすることができるため、形状規定部材によって規定される断面形状に角Ｒ部を有する鋳物の生産性が向上する

本発明により、形状規定部材によって規定される断面形状に角Ｒ部を有する鋳物の生産性に優れた引上式連続鋳造方法及び引上式連続鋳造装置を提供することができる。

第１の実施の形態に係る自由鋳造装置の模式的断面図である。 第１の実施の形態に係る形状規定部材１０２の平面図である。 形状規定部材１０２の溶湯通過部１０２ｃと鋳物Ｍ３とを示した平面図である。 形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆの決定方法を説明するためのフローチャートである。 鋳造シミュレーション結果の一例を示す斜視図である。 鋳造シミュレーションによって得られた鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃ（横軸）と形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆ（縦軸）との関係を示すグラフである。 実機における鋳造条件の決定方法を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（第１の実施の形態）
まず、図１を参照して、第１の実施の形態に係る自由鋳造装置（引上式連続鋳造装置）について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る自由鋳造装置の模式的断面図である。図１に示すように、第１の実施の形態に係る自由鋳造装置は、溶湯保持炉１０１、形状規定部材１０２（内部形状規定部材１０２ａ、外部形状規定部材１０２ｂ）、内部冷却ガスノズル１０３、支持ロッド１０４、アクチュエータ１０５、外部冷却ガスノズル１０６、引上機１０８を備えている。

なお、当然のことながら、図１に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。図１におけるｘｙ平面は水平面を構成し、ｚ軸方向が鉛直方向である。より具体的には、ｚ軸のプラス方向が鉛直上向きとなる。他の図面に示した右手系ｘｙｚ座標についても同様である。

溶湯保持炉１０１は、例えばアルミニウムやその合金などの溶湯Ｍ１を収容し、溶湯Ｍ１が流動性を有する所定の温度に保持する。図１の例では、鋳造中に溶湯保持炉１０１へ溶湯を補充しないため、鋳造の進行とともに溶湯Ｍ１の表面（つまり湯面ＭＭＳ）は低下する。他方、鋳造中に溶湯保持炉１０１へ溶湯を随時補充し、湯面ＭＭＳを一定に保持するような構成としてもよい。ここで、溶湯保持炉１０１の設定温度を上げると凝固界面ＳＩＦの位置を上げることができ、溶湯保持炉１０１の設定温度を下げると凝固界面ＳＩＦの位置を下げることができる。なお、当然のことながら、溶湯Ｍ１はアルミニウム以外の金属やその合金であってもよい。

形状規定部材１０２は内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂから構成されている。図２は、形状規定部材１０２の平面図である。ここで、図１の内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂの断面図は、図２のＩ−Ｉ断面図に相当する。形状規定部材１０２は、例えばセラミックスやステンレスなどからなり、湯面ＭＭＳ上に配置されている。形状規定部材１０２は、鋳造する鋳物Ｍ３の断面形状を規定する。内部形状規定部材１０２ａは、パイプ状の鋳物Ｍ３の内部形状を規定し、外部形状規定部材１０２ｂは、鋳物Ｍ３の外部形状を規定する。

図１の例では、形状規定部材１０２（内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂ）の下側の主面（下面）が湯面ＭＭＳに接触するように配置されている。そのため、湯面ＭＭＳに形成される酸化膜や湯面ＭＭＳに浮遊する異物の鋳物Ｍ３への混入を防止することができる。
一方、形状規定部材１０２の下面を湯面ＭＭＳから所定の距離（例えば０．５ｍｍ程度）だけ離間して配置してもよい。形状規定部材１０２を湯面ＭＭＳから離間して配置した場合、形状規定部材１０２の熱変形や溶損が抑制され、形状規定部材１０２の耐久性が向上する。

図２に示すように、外部形状規定部材１０２ｂは、例えば矩形状の平面形状を有し、４つ角Ｒ部を有する矩形状の開口部を中央部に有している。内部形状規定部材１０２ａは、４つの角Ｒ部を有する矩形状の平面形状を有し、外部形状規定部材１０２ｂの開口部の中央部に配置されている。内部形状規定部材１０２ａと外部形状規定部材１０２ｂとの間の間隙が、溶湯が通過する溶湯通過部１０２ｃとなる。そのため、図１に示した鋳物Ｍ３は、水平面での断面形状が矩形状であって４つの角Ｒ部を有する中空鋳物（すなわち角パイプ）となる。溶湯通過部１０２ｃは幅ｔ１で環状に形成されている。内部形状規定部材１０２ａの中央部には、内部冷却ガスノズル１０３が配置されている。

図１に示すように、溶湯Ｍ１は、その表面膜や表面張力により鋳物Ｍ３に追従して引き上げられ、形状規定部材１０２の溶湯通過部１０２ｃを通過する。すなわち、溶湯Ｍ１が形状規定部材１０２の溶湯通過部１０２ｃを通過することにより、溶湯Ｍ１に対し形状規定部材１０２から外力が付与され、鋳物Ｍ３の断面形状が規定される。ここで、溶湯の表面膜や表面張力によって、鋳物Ｍ３に追従して湯面ＭＭＳから引き上げられた溶湯を保持溶湯Ｍ２と呼ぶ。また、鋳物Ｍ３と保持溶湯Ｍ２との境界が凝固界面ＳＩＦである。

なお、図２には、形状規定部材１０２よりも上側（ｚ軸方向プラス側）に配置された４つの外部冷却ガスノズル１０６も併せて図示されている。外部冷却ガスノズル１０６の詳細については後述する。また、鋳物Ｍ３の断面形状（溶湯通過部１０２ｃの平面形状）は角Ｒ部を有するものであれば特に限定されない。鋳物Ｍ３は、角Ｒ部を有する多角柱などの中実鋳物でもよい。

内部冷却ガスノズル１０３は、保持溶湯Ｍ２を冷却するための冷却手段である。図１において黒矢印で示すように、内部冷却ガスノズル１０３から冷却ガス（例えば空気、窒素、アルゴンなど）を鋳物Ｍ３に吹き付けることにより、間接的に保持溶湯Ｍ２を冷却する。また、内部冷却ガスノズル１０３は、内部形状規定部材１０２ａの中央部に接続され、内部形状規定部材１０２ａを支持している。図１及び図２に示すように、内部冷却ガスノズル１０３は、内部形状規定部材１０２ａから突出した端部に複数の吹出孔１０３ａを備えている。吹出孔１０３ａから鋳物Ｍ３の内周面に向かって冷却ガス（空気、窒素、アルゴンなど）を吹き付けることにより、鋳物Ｍ３を内側から冷却している。なお、図２の例では、８個の吹出孔１０３ａが設けられているが、吹出孔１０３ａの個数は特に限定されず、適宜決定すればよい。

支持ロッド１０４は、外部形状規定部材１０２ｂを支持する。内部冷却ガスノズル１０３、支持ロッド１０４により、内部形状規定部材１０２ａと外部形状規定部材１０２ｂとの位置関係を維持することができる。
アクチュエータ１０５には、内部冷却ガスノズル１０３及び支持ロッド１０４が連結されている。そのため、アクチュエータ１０５により内部形状規定部材１０２ａ及び外部形状規定部材１０２ｂを、その位置関係を維持したまま上下方向（鉛直方向つまりｚ軸方向）に移動させることができる。このような構成により、鋳造の進行による湯面ＭＭＳの低下とともに、形状規定部材１０２を下方向に移動させることができる。

外部冷却ガスノズル１０６も、保持溶湯Ｍ２を冷却するための冷却手段である。図１において黒矢印で示すように、外部冷却ガスノズル１０６から冷却ガス（例えば空気、窒素、アルゴンなど）を鋳物Ｍ３に吹き付けることにより、間接的に保持溶湯Ｍ２を冷却する。冷却ガスの流量を増やすと凝固界面ＳＩＦの位置を下げることができ、冷却ガスの流量を減らすと凝固界面ＳＩＦの位置を上げることができる。なお、外部冷却ガスノズル１０６も、形状規定部材１０２とともに上下方向（鉛直方向つまりｚ軸方向）に移動可能となっている。

図２に示すように、４つの外部冷却ガスノズル１０６は、平面視矩形状の溶湯通過部１０２ｃの各辺に沿ってそれぞれ延設されている。図２において左側に位置する外部冷却ガスノズル１０６については、下半分（ｙ軸方向マイナス側）が断面図で示されている。図１及び図２に示すように、外部冷却ガスノズル１０６は、導入管１０６ａ、本体部１０６ｂ、スリット１０６ｃを備えている。本体部１０６ｂは、溶湯通過部１０２ｃの各辺に沿って延設され、両端が閉じられたパイプ状の部材である。本体部１０６ｂにおいて鋳物Ｍ３と対向する側に、本体部１０６ｂの長手方向に延設されたスリット１０６ｃが設けられている。導入管１０６ａを介して導入された冷却ガスが、本体部１０６ｂに設けられたスリット１０６ｃから鋳物Ｍ３の外周面に向かって吹き付けられる。

引上機１０８にはスタータＳＴが固定される。スタータＳＴを介して引上機１０８により鋳物Ｍ３を引き上げつつ、冷却ガスにより鋳物Ｍ３を冷却する。これにより、凝固界面ＳＩＦ近傍の保持溶湯Ｍ２が上側（ｚ軸方向プラス側）から下側（ｚ軸方向マイナス側）へ順次凝固し、鋳物Ｍ３が形成されていく。引上機１０８による引上速度を速くすると凝固界面ＳＩＦの位置を上げることができ、引上速度を遅くすると凝固界面ＳＩＦの位置を下げることができる。

また、引上機１０８を水平方向（ｘ軸方向やｙ軸方向）に移動させながら引き上げることにより、保持溶湯Ｍ２を斜め方向に導出することができる。そのため、鋳物Ｍ３の長手方向の形状を自由に変化させることができる。なお、引上機１０８を水平方向に移動させる代わりに、形状規定部材１０２を水平方向に移動させることにより、鋳物Ｍ３の長手方向の形状を自由に変化させてもよい。

次に、図３を参照して、本実施の形態に係る形状規定部材１０２についてさらに説明する。図３は、形状規定部材１０２の溶湯通過部１０２ｃと鋳物Ｍ３とを示した平面図である。鋳物Ｍ３が実線で、溶湯通過部１０２ｃが破線で示されている。図３に示すように、本実施の形態に係る形状規定部材１０２では、溶湯通過部１０２ｃにおける角Ｒ部の中心線の曲率半径Ｒｆが、鋳物Ｍ３における角Ｒ部の中心線の目標曲率半径（鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径の設計値）Ｒｔよりも小さくなっている。そのため、鋳造速度を速くし、凝固界面ＳＩＦが上がった場合に、目標曲率半径Ｒｔを有する鋳物Ｍ３を得ることができる。従って、本実施の形態に係る形状規定部材１０２を用いることにより、従来よりも鋳造速度を速くすることができ、生産性を向上させることができる。なお、図３に示すように、鋳物Ｍ３の肉厚ｔ２は溶湯通過部１０２ｃの幅ｔ１よりも小さくなる。

一方、従来の形状規定部材１０２では、溶湯通過部１０２ｃにおける角Ｒ部の中心線の曲率半径Ｒｆが鋳物Ｍ３における角Ｒ部の中心線の目標曲率半径Ｒｔに一致していた。そのため、鋳造速度を速くし、凝固界面ＳＩＦが上がった場合に、鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃが目標曲率半径Ｒｔよりも大きくなってしまう。従って、従来の形状規定部材１０２を用いた場合には、鋳造速度を速くすることができなかった。なお、鋳造される鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃと目標曲率半径Ｒｔとの差は、凝固界面ＳＩＦが高くなるほど（鋳造速度が速くなるほど）大きくなる。

次に、図４を参照して、第１の実施の形態に係る自由鋳造方法（引上式連続鋳造方法）において、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆを決定する方法について説明する。図４は、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆの決定方法を説明するためのフローチャートである。図４に示すように、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆの決定に際し、コンピュータによる鋳造シミュレーションを用いることが好ましい。形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆをより高速での鋳造に適したものにすることができる。

まず、鋳造シミュレーションの前に予備鋳造シミュレーションを行う。予備鋳造シミュレーションの初期設定では、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆを鋳物Ｍ３における角Ｒ部の目標曲率半径Ｒｔに一致させる（ステップＳＴ１）。なお、図４では、「形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆ」を「形状規定部材１０２の角Ｒｆ」などと簡潔に記載している。

次に、溶湯温度、冷却条件、及び鋳造速度を適宜設定し、予備鋳造シミュレーションを実行する（ステップＳＴ２）。ステップＳＴ２における予備鋳造シミュレーションは、鋳造速度を決定するための予備的なものである。ここで、例えば溶湯温度は実際の鋳造装置（実機）における溶湯温度と同程度に設定すればよい。また、冷却条件（冷却ガス流量）は、鋳造速度を速くしたいため、例えば実機において実現可能な比較的大きな値に設定すればよい。

次に、予備鋳造シミュレーションによって得られた凝固界面ＳＩＦの位置（凝固界面高さ）が基準範囲内にあるか否か判定する（ステップＳＴ３）。ここで、鋳造速度が速くなり、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆよりも鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃが大きくなるにつれて、直線部の凝固界面ＳＩＦに比べ、角Ｒ部の凝固界面ＳＩＦが高くなってくる。そのため、凝固界面ＳＩＦの位置は鋳物Ｍ３の直線部で判断することが好ましい。

凝固界面ＳＩＦの位置については、高いほど鋳造速度も速いため、生産性の観点からは好ましい。一方、凝固界面ＳＩＦの位置が高過ぎると、保持溶湯Ｍ２が千切れてしまい、鋳造することができなくなる。このような観点から、凝固界面ＳＩＦの位置の基準範囲を決定することができる。なお、予備鋳造シミュレーションにより、保持溶湯Ｍ２の千切れも模擬できる。

凝固界面ＳＩＦの位置が基準範囲内にない場合（ステップＳＴ３ＮＯ）、鋳造速度を変更する（ステップＳＴ４）。具体的には、凝固界面ＳＩＦの位置（高さ）が基準範囲を超えていた場合、鋳造速度を遅くする。一方、凝固界面ＳＩＦの位置（高さ）が基準範囲を下回った場合、鋳造速度を速くする。その後、ステップＳＴ２に戻り、再度予備鋳造シミュレーションを実行する。

凝固界面ＳＩＦの位置が基準範囲内にある場合（ステップＳＴ３ＹＥＳ）、鋳造速度をその値に決定する（ステップＳＴ５）。当然のことながら、この決定された鋳造速度では、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆ（つまり鋳物Ｍ３における角Ｒ部の目標曲率半径Ｒｔ）よりも鋳造シミュレーションによって得られた鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃが大きくなる。

次に、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆを変更し、鋳造シミュレーションを実行する（ステップＳＴ６）。最初は、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆを鋳物Ｍ３における角Ｒ部の目標曲率半径Ｒｔよりも小さくする。
次に、鋳造シミュレーションによって得られた鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃが基準範囲内にあるか否か判定する（ステップＳＴ７）。ここで、鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径の基準範囲は、鋳物Ｍ３における角Ｒ部の目標曲率半径Ｒｔから適宜決定すればよい。

鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃが基準範囲内にない場合（ステップＳＴ７ＮＯ）、ステップＳＴ６に戻り、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆを変更して再度鋳造シミュレーションを実行する。具体的には、鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃが基準範囲を超えていた場合、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆをさらに小さくする。一方、鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃが基準範囲を下回った場合、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆを大きくする。
鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃが基準範囲内にある場合（ステップＳＴ７ＹＥＳ）、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆをその値に決定する（ステップＳＴ８）。
以上のステップにより、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆを決定することができる。

図５は、鋳造シミュレーション結果の一例を示す斜視図である。対称性を考慮して図３における右上１／４のみについて鋳造シミュレーションを行った。図５に示すように、鋳造シミュレーションから凝固界面ＳＩＦの位置や鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃを知ることができる。

図６は、鋳造シミュレーションによって得られた鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃ（横軸）と形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆ（縦軸）との関係を示すグラフである。図３に示すような鋳物Ｍ３の肉厚ｔ２を３ｍｍ、冷却ガス流量を２０Ｌ／ｍｉｎとした場合の結果である。図６の例では、鋳造速度Ｖ≦０．２ｍｍ／ｓであれば、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆは、鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃに一致している。一方、鋳造速度Ｖが０．２ｍｍ／ｓを超えると、鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃは形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆよりも大きくなる。すなわち、鋳造速度Ｖが０．２ｍｍ／ｓを超えると、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆを鋳物Ｍ３における角Ｒ部の目標曲率半径Ｒｔよりも小さくする必要がある。また、鋳造速度が大きくなるほど、形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆと鋳物Ｍ３における角Ｒ部の目標曲率半径Ｒｔとの差も大きくする必要がある。

次に、図７を参照して、実機における鋳造条件の決定方法について説明する。図７は、実機における鋳造条件の決定方法を説明するためのフローチャートである。この実機における鋳造条件の決定方法フローチャートは、図４に示した形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径Ｒｆの決定方法のフローチャートの後に続くものである。
まず、図４に示した方法で決定された角Ｒ部の曲率半径Ｒｆを有する形状規定部材１０２を作成する（ステップＳＴ１１）。
次に、図４に示した鋳造シミュレーションでの鋳造条件を用いて実機により鋳造する（ステップＳＴ１２）。
次に、実機により鋳造された鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃが基準範囲内にあるか否か判定する（ステップＳＴ１３）。

鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃが基準範囲内にない場合（ステップＳＴ１３ＮＯ）、鋳造条件を変更する（ステップＳＴ１４）。具体的には、鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃが基準範囲を超えていた場合、凝固界面ＳＩＦの位置を低くする必要がある。そのため、溶湯温度を下げるか、鋳造速度を遅くするか、冷却ガス流量を増やす。一方、鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃが基準範囲を下回った場合、凝固界面ＳＩＦの位置を高くする必要がある。そのため、溶湯温度を上げるか、鋳造速度を速くするか、冷却ガス流量を減らす。
その後、ステップＳＴ１３に戻り、再度実機により鋳造する。

鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径Ｒｃが基準範囲内にある場合（ステップＳＴ１３ＹＥＳ）、鋳造条件をその条件に決定する（ステップＳＴ１５）。
以上のステップにより、実機における鋳造条件を決定することができる。
ステップＳＴ１２において説明したように、鋳造シミュレーションにおいて用いた鋳造条件を出発点とすることができ、鋳造条件を決定するための実機鋳造の回数を削減することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０１ 溶湯保持炉
１０２ 形状規定部材
１０２ａ 内部形状規定部材
１０２ｂ 外部形状規定部材
１０２ｃ 溶湯通過部
１０３ 内部冷却ガスノズル
１０３ａ 吹出孔
１０４ 支持ロッド
１０５ アクチュエータ
１０６ 外部冷却ガスノズル
１０６ａ 導入管
１０６ｂ 本体部
１０６ｃ スリット
１０８ 引上機
Ｍ１ 溶湯
Ｍ２ 保持溶湯
Ｍ３ 鋳物
ＭＭＳ 湯面
Ｒｃ 鋳物Ｍ３における角Ｒ部の曲率半径
Ｒｆ 形状規定部材１０２が規定する角Ｒ部の曲率半径
Ｒｔ 鋳物Ｍ３における角Ｒ部の目標曲率半径
ＳＩＦ 凝固界面
ＳＴ スタータ

Claims (5)

1. 保持炉に保持された溶湯を、鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材を通過させながら引き上げる引上式連続鋳造方法であって、
   前記形状規定部材によって規定される前記断面形状が角Ｒ部を含み、
   前記形状規定部材が規定する前記角Ｒ部の曲率半径の値を、前記鋳物における前記角Ｒ部の曲率半径の設計値よりも小さくするステップを有し、
   前記形状規定部材が規定する前記曲率半径の値を決定する際、
   前記形状規定部材が規定する前記曲率半径よりも前記鋳物の前記曲率半径が大きくなる鋳造速度において、コンピュータによる鋳造シミュレーションを実行し、
   当該鋳造シミュレーションにより得られた前記鋳物の前記曲率半径に基づいて、前記形状規定部材が規定する前記曲率半径の値を決定する、
   引上式連続鋳造方法。
2. 前記鋳造シミュレーションにより得られた前記鋳物の前記曲率半径が、前記設計値に近づくように、前記形状規定部材が規定する前記曲率半径を変更し、
   前記鋳造速度における前記鋳造シミュレーションを繰り返し実行する、
   請求項１に記載の引上式連続鋳造方法。
3. 前記形状規定部材が規定する前記曲率半径の値を決定する前に、前記鋳造速度を決定するための予備鋳造シミュレーションを実行し、
   当該予備鋳造シミュレーションにより得られた凝固界面位置に基づいて、前記鋳造速度を決定する、
   請求項１又は２に記載の引上式連続鋳造方法。
4. 前記予備鋳造シミュレーションにより得られた前記凝固界面位置が、基準範囲内に収まるように、前記鋳造速度を変更し、
   前記予備鋳造シミュレーションを繰り返し実行する、
   請求項３に記載の引上式連続鋳造方法。
5. 溶湯を保持する保持炉と、
   前記保持炉に保持された前記溶湯の湯面上に設置され、かつ、前記溶湯が通過することにより鋳造する鋳物の断面形状を規定する形状規定部材と、を備えた引上式連続鋳造装置であって、
   前記形状規定部材によって規定される前記断面形状が角Ｒ部を含み、
   前記引上式連続鋳造装置は、
   前記形状規定部材が規定する前記角Ｒ部の曲率半径よりも前記鋳物の前記角Ｒ部の曲率半径が大きくなる鋳造速度において、コンピュータによる鋳造シミュレーションを実行するシミュレーション部をさらに備え、
   前記形状規定部材が規定する前記角Ｒ部の曲率半径の値は、前記シミュレーション部の実行結果に基づいて、前記鋳物における前記角Ｒ部の曲率半径の設計値よりも小さく設定されている、
   引上式連続鋳造装置。