JPH08141715A - 連続鋳造装置及び連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】鋳型の壁の溶融金属に接する部分を複数の異な
る素材で構成した際に、寸法精度や鋳造中の摩耗形態の
違いにより素材間に生じる段差を小さくし、鋳片に不具
合が発生することを防止できる連続鋳造装置及びその方
法を提供する。 【構成】短辺上流鋳型２ａ，２ｂを耐火物で、短辺下流
鋳型４ａ，４ｂを銅等の金属で構成し、鋳型１の短辺鋳
型上部を鋳片の厚み方向に広くし下方に向かって次第に
狭くしていく絞り込み鋳造方式によって連続的に鋳造を
行う。そして、短辺上流鋳型２ａ，２ｂ及び短辺下流鋳
型４ａ，４ｂを溶融金属２の方向に適宜進退移動させ、
耐火物と金属との間に寸法精度の違いや鋳造作業中にお
ける摩耗形態の違いによる段差が生じた場合に、その段
差を小さくして所定の許容範囲内におさめるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、貫通した鋳型内で溶湯
を凝固させながら引き抜いて、一定の断面形状を有する
長尺の鋳片を連続的に鋳造する連続鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】貫通した鋳型に溶湯を供給し、凝固させ
ながら引き抜いて長尺の鋳片を連続的に製造する連続鋳
造方式は、既に数十年にわたり採用されてきており、特
に鉄鋼を生産する場合においては９０％以上がこの方式
によっている。

【０００３】連続鋳造方式のうちスラブと呼ばれる鋳片
を鋳造するスラブ連鋳方式においては、従来２００ｍｍ
前後の厚みの鋳片（以下、厚スラブという）を鋳造する
ことが主流であったが、最近、鋳造とその後の圧延とを
同一ライン化してコンパクトな設備とし、かつ省力化を
図った考え方が提案され採用されるようになってきた。
この場合には、厚みが２００ｍｍ程度のスラブではな
く、１００ｍｍ前後の厚みあるいは８０ｍｍ以下の厚み
の薄スラブが採用される。但し、１００ｍｍ前後の厚み
のものを中厚スラブということもある。

【０００４】このような薄スラブを鋳造する場合は、鋳
型の上流にある中間的取鍋（以下、タンディッシュとい
う）から鋳型へ溶融金属を注湯するノズルの形状や配置
をどのようにするか、あるいは生産量を従来並に確保す
るため鋳造速度を従来の厚スラブよりも如何にして高速
にするかが重要となる。

【０００５】これに対応する技術としては、特開平３−
８５４１号公報、特開昭５８−２１８３５３号公報、特
許協力条約に基づく国際出願ＷＯ ９４／０７６２８号
などが提案されている。これらは、いずれも短辺鋳型の
上部（上流側）を広く、即ちスラブの厚み方向に厚く
し、下方（下流側）に向かって次第に狭くしていく方式
（以下、絞り込み鋳造方式という）に関するものであ
る。

【０００６】特開平３−８５４１号公報に記載の技術
は、絞り込み鋳造方式における鋳型を従来のスラブ連鋳
と同様に振動させつつ鋳片を引き抜くものであり、上記
鋳型の長辺鋳型の下流側に双ベルト式鋳型を備えたもの
である（以下、第１の従来技術という）。

【０００７】特開昭５８−２１８３５３号公報に記載の
技術は、スラブの幅方向に対応する長辺鋳型に循環体を
用い、スラブの厚み方向に対応する短辺鋳型に固定側板
を用いた絞り込み鋳造方式に関するものである（以下、
第２の従来技術という）。

【０００８】特許協力条約に基づく国際出願ＷＯ ９４
／０７６２８号に記載の技術は、スラブの厚み方向に対
応する短辺鋳型の上流側を耐火物で構成し、下流側を金
属で構成したものである（以下、第３の従来技術とい
う）。

【０００９】また、上記３つの従来技術のような鋳型を
用いず、回転する１対の冷却ドラムとその冷却ドラムの
軸方向端面を押圧する一対のサイド堰とによって薄い鋳
片を鋳造する技術として、特開昭６０−１６２５５８号
公報や特開平４−３２２８４８号公報などが提案されて
いる。

【００１０】特開昭６０−１６２５５８号公報に記載の
技術は、サイド堰を上下２分割し、下部のサイド堰を耐
熱性かつ耐摩耗性でしかもシール性の良好な材質とし、
その下部のサイド堰を連続的に供給するものである。こ
の技術では、鋳片凝固時にサイド堰壁面で生成した凝固
物が圧延されて鋳片に幅広がりが生じた際に、上記のよ
うなサイド堰によってその幅広がりに対応させている
（以下、第４の従来技術という）。

【００１１】特開平４−３２２８４８号公報に記載の技
術は、サイド堰を３分割して、各々が鋳片を押圧する位
置より退避できるようにしたものであり、鋳片凝固時に
サイド堰壁面で生成した凝固物が圧延されて鋳片に幅広
がりが生じた際に、分割したサイド堰を適宜退避させて
その幅広がりに対応するものである（以下、第５の従来
技術という）。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記３つの従来技術の
絞り込み鋳造方式では、湯面を広くすることができ、薄
スラブを高速鋳造する場合でも湯面の乱れを少なくする
ことができる等の利点がある。また、短辺鋳型上部に耐
火物を用いたり絞り込み途中に短辺鋳型を加熱（保熱）
するなどの方法により、短辺側に凝固殻を形成させない
ようにして絞り込み過程における凝固殻の破断を防止
し、一方、絞り込み後は従来のスラブ連鋳の鋳型と同質
なＣｕなどの金属で溶鋼を積極的に冷却し短辺側にも凝
固殻を形成できるようにしている。

【００１３】しかし、上記のような絞り込み鋳造方式
で、短辺鋳型の上流側を耐火物とし、下流側を金属とす
る場合には、短辺鋳型が異なる物質で構成されることに
より次のような事態が生ずる。即ち、鋳造作業中の耐火
物と金属の摩耗形態が異なり、鋳造の進行により特に耐
火物が早く摩耗し易い場合が多いため、上流側の耐火物
と下流側の金属との間の段差が変化する。この段差があ
る許容範囲を超えると鋳片の短辺側の凝固殻に欠陥や破
れが生じ、時には鋳片破断（ブレークアウト）が発生す
ることもあり、鋳造を続けることができなくなる。

【００１４】ところで、従来のスラブ連鋳では、レ−ド
ルと呼ばれる取鍋よりその数杯から数十杯分の溶鋼を連
続してタンディッシュに供給し、長時間連続して鋳型に
溶鋼を注湯し鋳造を行うような、いわゆる連連鋳を行な
うことで生産性を向上させることがしばしばある。この
場合、レ−ドル一杯分で１時間前後の鋳造時間を必要と
することからきわめて長い時間連続して鋳型への注湯が
行われることとなる。第１から第３の従来技術のような
絞り込み鋳造方式において上記と同様の連連鋳を行なう
場合には、前述のように短辺鋳型を構成する耐火物と金
属との摩耗形態が異なることにより前述の段差がその許
容範囲を超えてしまうことは不可避であると考えられ、
短辺側の凝固殻に欠陥や破れが生じることが懸念され
る。

【００１５】さらに、短辺鋳型上流側の耐火物は硬質な
物質が結合されたものであるため、下流側の金属のよう
に数ミクロンから数十ミクロン単位で品質管理を行うこ
とが困難である。実用的な耐火物では、金属に比べて大
きな寸法公差、例えば２０ｍｍの厚みに対して少なくと
も０．５ｍｍ程度の寸法公差を許容しなければならず、
仮に上記金属並の高精度を耐火物に要求すればきわめて
高価な耐火物となり実用に供し得ないものとなってしま
う。このように耐火物が金属に比べて高精度な加工が困
難であることも前述の両者間の段差の増大の原因となっ
ている。上記第１から第３の従来技術ではこのような耐
火物の寸法精度に関する点について何らの配慮もされて
いない。

【００１６】尚、鋳型の上流側の素材が下流側の金属と
異なる限り、耐火物以外の素材であっても上記と同様の
ことがいえる。また、絞り込み鋳造方式でない場合でも
鋳型の材質を上流側と下流側とで異なるものとした際に
は上記と同様のことがいえる。

【００１７】また、第４の従来技術では、短辺鋳型に相
当するサイド堰を２分割して異なる材質としているが、
上下サイド堰の境目は鋳片の凝固が完了した位置に設け
られており、凝固が不完全な溶融金属に接する位置には
設けられていない。そのため、内部まで完全に凝固して
いない溶融金属に接する位置に段差が生じることがな
く、第１から第３の従来技術のように短辺側の凝固殻に
欠陥や破れが生じる不具合が発生することがない。従っ
て、当然ながら、そのような不具合の発生を回避する手
段も講じられていない。

【００１８】さらに、第５の従来技術では、短辺鋳型に
相当するサイド堰を３分割し各々を鋳片押圧位置より退
避可能としているが、この場合も各サイド堰の境目は鋳
片の凝固が完了した位置に設けられており、凝固が不完
全な溶融金属に接する位置には設けられていない。その
ため、内部まで完全に凝固していない溶融金属に接する
位置に段差が生じることがなく、やはり短辺側の凝固殻
に欠陥や破れが生じる不具合が発生することがない。従
って、当然その不具合の発生を回避する手段も講じられ
ていない。

【００１９】本発明の目的は、鋳型の壁の溶融金属に接
する部分を複数の異なる素材で構成した場合に、寸法精
度の違いや鋳造作業中の摩耗形態の違いによって素材間
に生じる段差を小さくして、鋳片に不具合が発生するこ
とを防止できる連続鋳造装置及び連続鋳造方法を提供す
ることである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、溶融金属を鋳込む貫通した鋳型を
４つの壁で構成すると共に、その鋳型の４つの壁のうち
内部まで完全に凝固していない溶融金属に接する少なく
とも１つの壁を複数の異なる素材で構成し、前記鋳型の
一方から溶融金属を注ぎその溶融金属を凝固させつつ前
記鋳型の他方から引き抜いて連続的に鋳片を鋳造する連
続鋳造装置において、前記複数の異なる素材で構成した
溶融金属に接する部分をそれぞれその溶融金属の方向へ
進退移動させる移動手段を有することを特徴とする連続
鋳造装置が提供される。

【００２１】上記連続鋳造装置において、好ましくは、
前記複数の異なる素材で構成した壁が溶融金属上流側の
上流鋳型部分と溶融金属下流側の下流鋳型部分とを有
し、前記移動手段は、鋳造作業中に前記上流鋳型部分の
溶融金属に接する面を前記下流鋳型部分の溶融金属に接
する面に対して相対的に進退移動させる。

【００２２】また、好ましくは、前記複数の異なる素材
で構成した壁が溶融金属上流側の上流鋳型部分と溶融金
属下流側の下流鋳型部分とを有し、前記移動手段は、前
記下流鋳型部分を鋳片の断面形状の基準として前記上流
鋳型部分の溶融金属に接する面の位置を変更する。

【００２３】上記の場合、好ましくは、前記複数の異な
る素材で構成した壁が溶融金属上流側の上流鋳型部分と
溶融金属下流側の下流鋳型部分とを有し、さらに、鋳造
作業中に前記上流鋳型部分の摩耗量を検出する検出手段
と、その検出手段における検出結果に基づいて前記移動
手段による前記上流鋳型部分の進退移動を制御する移動
制御手段とを有する。

【００２４】さらに好ましくは、前記上流鋳型部分が溶
融金属を保温して凝固殻形成を抑える部分であり、前記
下流鋳型部分が溶融金属を積極的に冷却して凝固殻を形
成させる部分である。

【００２５】また、上記において、前記上流鋳型部分の
素材が耐火物であることが好ましい。

【００２６】または、前記下流鋳型部分の素材が金属で
あることが好ましい。

【００２７】また、上記連続鋳造装置において、好まし
くは、１対の対向する壁が複数の異なる素材で構成さ
れ、前記１対の対向する壁の形状が上流側の幅が広く下
流側に向かって次第に狭くなる形状である。

【００２８】また、前述の目的を達成するため、本発明
によれば、４つの壁で構成された鋳型のうち内部まで完
全に凝固していない溶融金属に接する少なくとも１つの
壁を複数の異なる素材で構成し、前記鋳型の一方から溶
融金属を注ぎその溶融金属を凝固させつつ前記鋳型の他
方から引き抜いて連続的に鋳片を鋳造する連続鋳造方法
において、前記複数の異なる素材で構成した溶融金属に
接する部分をそれぞれその溶融金属の方向へ適宜進退移
動させることを特徴とする連続鋳造方法が提供される。

【００２９】上記連続鋳造方法において、好ましくは、
前記鋳型の溶融金属に接する部分のうち、溶融金属の上
流側をその溶融金属を保温して凝固殻形成を抑える上流
鋳型部分とし、溶融金属の下流側をその溶融金属を積極
的に冷却して凝固殻を形成させる下流鋳型部分とする。

【００３０】また、上記連続鋳造方法において、好まし
くは、鋳造作業中に前記上流鋳型部分の摩耗量を検出
し、その検出結果に基づいて前記上流鋳型部分の溶融金
属に接する面を前記下流鋳型部分の溶融金属に接する面
に対して相対的に進退移動させる。

【００３１】

【作用】上記のように構成した本発明においては、貫通
した鋳型を４つの壁で構成すると共にその鋳型の４つの
壁のうち少なくとも１つの壁の溶融金属に接する部分を
複数の異なる素材で構成し、それら複数の異なる素材で
構成した溶融金属に接する部分をそれぞれ溶融金属の方
向へ移動手段によって進退移動させることにより、摩耗
形態の違いによって鋳造作業中に上記複数の異なる素材
の間に段差が生じたとしても、その段差を小さくし許容
範囲内におさめることができる。これにより、鋳造作業
中のまだ内部が溶融状態でまだ完全に凝固していない金
属の表面に形成されつつある凝固殻に欠陥や破れが生じ
ることが避けられ、鋳片に不具合が発生することを防止
できる。また、上記複数の異なる素材間の寸法精度の違
いによって段差が生じた場合にもその段差を小さくする
ことができるため、同様に鋳片に不具合が発生すること
を防止できる。

【００３２】また、複数の異なる素材で構成した壁を上
流鋳型部分と下流鋳型部分とで構成し、鋳造作業中に上
流鋳型部分の溶融金属に接する面を下流鋳型部分の溶融
金属に接する面に対して相対的に進退移動させることに
より、前述のように両者間の段差を小さくすることがで
きる。その時、下流鋳型部分によって鋳片の最終形状が
決定することから、下流鋳型部分を鋳片の断面形状の基
準とする。上流鋳型部分の溶融金属に接する面の位置は
上記基準とした下流鋳型部分に対して変更される。

【００３３】また、鋳造作業中の上流鋳型部分の摩耗量
は検出手段で検出され、上記検出結果に基づき移動制御
手段において移動手段による上流鋳型部分の進退移動が
制御される。これにより、鋳造作業中の上流鋳型部分の
摩耗量に応じてその位置が変更され、常に上流鋳型部分
と下流鋳型部分の間の段差を小さくして鋳片に不具合が
生じないような許容範囲内におさめることが可能とな
る。

【００３４】また、上流鋳型部分を、溶融金属を保温し
て凝固殻形成を抑える部分とすることにより、鋳造初期
においてその上流鋳型部分に臨む面に凝固殻を形成させ
ないようにして凝固殻の破断等の不具合が防止される。
一方、下流鋳型部分を、その溶融金属を積極的に冷却し
て凝固殻を形成させる部分とすることにより、鋳造後期
においてその下流鋳型部分に臨む面から凝固殻が形成さ
れて鋳片が形成される。

【００３５】また、上流鋳型部分の素材を耐火物とする
ことにより、その耐火物によって溶融金属が保温されそ
れに臨む凝固殻形成が抑えられる。この場合、上流側の
耐火物と下流側の金属の寸法精度の違いによって段差が
生じた場合にもその段差を小さくして許容範囲内になる
ように調整し得るため、高精度な加工が困難な耐火物の
寸法公差を金属並に小さくする必要がなく実用的な値と
することができる。一方、下流鋳型部分の素材を金属と
することにより、その金属によって溶融金属が積極的か
つ効率的に冷却されそれに臨む面から凝固殻が形成され
る。

【００３６】さらに、本発明は、１対の対向する壁の形
状を上流側の幅が広く下流側に向かって次第に狭くなる
形状の鋳型を有する絞り込み鋳造方式の連続鋳造を実用
的に実施するのに好適である。この場合、前述の第１か
ら第３の従来技術と同様に、鋳造初期即ち絞り込み過程
において上流側の壁に臨む面に凝固殻を形成させないよ
うにして凝固殻の破断等の不具合が防止され、絞り込み
後の鋳造後期において下流側の壁に臨む面から凝固殻が
形成されて鋳片が形成される。

【００３７】

【実施例】本発明による連続鋳造装置及び連続鋳造方法
の一実施例について、図１から図１１を参照しながら説
明する。

【００３８】図１は本実施例の連続鋳造装置を上から見
た図であり、図２は図１のII−II方向の断面図である。
図１及び図２に示すように、鋳型１においては、長辺鋳
型１ａ及び１ｂ、短辺上流鋳型２ａ及び２ｂ、短辺下流
鋳型４ａ及び４ｂにより貫通する４つの壁が構成されて
いる。この４つの壁を構成する鋳型１にノズル９から溶
融金属１０が供給され、溶融金属１０が鋳型１内で通過
しつつ凝固殻が形成され、下側から鋳片が連続的に引き
抜かれる。

【００３９】短辺上流鋳型２ａ及び２ｂはそれぞれ短辺
上流鋳型支持部材３ａ及び３ｂにより支持されている。
短辺上流鋳型支持部材３ａは短辺上流鋳型移動装置５
ａ，６ａと、また短辺上流鋳型支持部材３ｂは短辺上流
鋳型移動装置５ｂ，６ｂとそれぞれ連結しており、短辺
上流鋳型移動装置５ａ，６ａによって短辺上流鋳型２ａ
を、また短辺上流鋳型移動装置５ｂ，６ｂによって短辺
上流鋳型２ｂを、それぞれノズル９のある溶融金属１０
の方向に出したり引き込んだり、即ち進退移動させるこ
とができる。

【００４０】短辺下流鋳型４ａは短辺下流鋳型移動装置
７ａ，８ａと、また短辺下流鋳型４ｂは短辺下流鋳型移
動装置７ｂ，８ｂとそれぞれ連結しており、この短辺下
流鋳型移動装置７ａ，８ａによって短辺下流鋳型４ａ
を、また短辺下流鋳型移動装置７ｂ，８ｂによって短辺
下流鋳型４ｂを、それぞれノズル９のある向きに出した
り引き込んだり、即ち進退移動させることができる。

【００４１】短辺上流鋳型２ａ及び２ｂと短辺下流鋳型
４ａ及び４ｂとはそれぞれ単独で進退移動（以下、単に
移動という）させることができる。その移動方法にはい
ろいろな方法が存在するが、ここでは短辺下流鋳型４ａ
及び４ｂを基準として短辺上流鋳型２ａ及び２ｂの位置
を調整するようにしてある。このような移動方法を採用
するのは、短辺下流鋳型４ａ及び４ｂによって鋳片の最
終形状（幅方向の寸法）が決定するためである。

【００４２】短辺上流鋳型２ａ及び２ｂは耐火物で構成
されており、そのために溶融金属１０の短辺上流鋳型２
ａ及び２ｂに臨む面は保温され凝固殻形成が抑えられ
る。また、短辺下流鋳型４ａ及び４ｂは銅等の金属で構
成されており、そのために溶融金属１０は短辺上流鋳型
２ａ及び２ｂと短辺下流鋳型４ａ及び４ｂとの境目のあ
たりから積極的に冷却されて鋳片全厚にわたり凝固を始
め、短辺凝固殻１５となる。一方、長辺凝固殻１６（図
３参照）は溶融金属１０の上面のあたりからすぐに凝固
を始める。つまり、短辺側の方が長辺側よりも後から凝
固することとなり、凝固開始時間に差が生じる。

【００４３】図３は図２のIII−III方向の断面図であ
る。本実施例では、鋳型１の上部を鋳片の厚み方向即ち
短辺方向に広くし下方に向かって次第に狭くしていく絞
り込み鋳造方式を採用する。即ち、短辺上流鋳型２ａと
短辺下流鋳型４ａとで構成される短辺鋳型、及び短辺上
流鋳型２ｂと短辺下流鋳型４ｂとで構成される短辺鋳型
を、上流側の幅が広く下流側に向かって次第に狭くなる
形状とし、長辺鋳型１ａ及び１ｂをその形状に沿ったも
のとする。また、ガイドロ−ラ１４ａ及び１４ｂは、鋳
型１を出たところで凝固殻に作用する溶融金属１０の静
圧を支えて長辺凝固殻１６の変形を抑えるために設置し
てある。

【００４４】本実施例では、短辺上流鋳型２ａ及び２ｂ
の素材である耐火物と短辺下流鋳型４ａ及び４ｂの素材
である金属の寸法精度の違いによって、両者の境目に段
差が生じた場合、短辺下流鋳型４ａ及び４ｂを基準とし
て短辺上流鋳型２ａ及び２ｂを短辺上流鋳型移動装置５
ａ，６ａ及び５ｂ，６ｂによってそれぞれ移動させその
位置を調整する。そして、例えば図２のIV部の拡大図で
ある図４に示すように、両者の段差を小さくし、所定の
許容範囲δ内におさまるように調整する。

【００４５】また、耐火物である短辺上流鋳型２ａ及び
２ｂは、金属である短辺下流鋳型４ａ及び４ｂと鋳造作
業中の摩耗形態が異なり、特に耐火物が早く摩耗し易い
場合が多いため、例えば図５のように短辺下流鋳型４ｂ
よりも短辺上流鋳型２ｂの壁面がβだけ後退してしまう
ことが多い。このように短辺上流鋳型２ｂの壁面が後退
すると、短辺下流鋳型４ｂの段差部コ−ナ−が長辺凝固
殻１６（図３参照）によって削られ、短辺下流鋳型４ｂ
の摩耗を早めることとなる。従って、この場合は図６の
ように、短辺下流鋳型４ｂを基準として短辺上流鋳型移
動装置５ｂ，６ｂによって短辺上流鋳型２ｂをγだけ溶
融金属１０の方へ移動させ、その段差を許容範囲δ内に
調整する。

【００４６】さらに、短辺上流鋳型２ａ，２ｂと短辺下
流鋳型４ａ，４ｂとの間に、上記のような寸法精度の違
いや摩耗形態の違いに起因する段差がある場合には、図
７に示すように鋳造後の鋳片１７ａの短辺側に膨れ部１
８が発生する場合がある。この膨れ部１８は上述の短辺
側と長辺側の凝固開始の時間差に起因するものであり、
これが生じるのは、薄皮のように形成された長辺凝固殻
１６に押されて内部の溶融金属１０が短辺上流鋳型２
ａ，２ｂの側に飛び出すためであることが理由の一つと
予想される。

【００４７】膨れ部１８の高さｈは図４に示した短辺上
流鋳型２ｂと短辺下流鋳型４ｂとの段差に関連しおり、
その段差が大きくなりすぎるとｈが過大となり、さらに
は図８のように鋳片１７ｂのコ−ナ−部分から長辺側に
回り込んだような状態となる。図８のような状態となる
と、鋳片１７ｂの短辺に欠陥を生ずると同時に、時には
鋳片破断によるいわゆるＢＯ（ブレ−クアウト）が発生
することもあり、鋳片１７ｂに不具合を生じて鋳造を続
けることができなくなる。

【００４８】これに対し、本実施例では、短辺上流鋳型
２ａ，２ｂと短辺下流鋳型４ａ，４ｂとの間に生じる段
差を所定の許容範囲δ内におさめることにより、鋳造作
業中の凝固殻に欠陥や破れが生じることが避けられ、鋳
片に不具合が発生することを防止できる。上記許容範囲
δは経験的に求めることができるが、概ね０．５ｍｍ〜
１．０ｍｍ程度である。

【００４９】ここで、上記のような短辺上流鋳型２ａ，
２ｂと短辺下流鋳型４ａ，４ｂとの間に生じる段差の調
整について説明する。

【００５０】図９は、上記のような段差を調整するため
の構成を示す図である。図９において、カメラ２１は鋳
片１７の短辺側を撮像し、画像処理部２２にその結果を
送る。画像処理部２２は画像処理を行い、鋳片１７の幅
Ｂまたは膨れ部１８の高さｈを測定する。その情報は制
御装置２０の比較判定部２３に送られ、所定の値との比
較及び短辺上流鋳型２ａ，２ｂを移動させるかどうかの
判定を行い、その判定に従って駆動制御部２４の制御の
もとに短辺上流鋳型移動装置５ａ，６ａまたは５ｂ，６
ｂを駆動する。即ち、本実施例ではカメラ２１で検出し
た結果をフィ−ドバックする方法を採用している。

【００５１】上記図９の構成における動作の流れを図１
０及び図１１にフローチャートで示す。図１０は、鋳片
１７の幅Ｂをもとに制御を行うフローチャートであり、
図１１は膨れ部１８の高さｈをもとに制御を行うフロー
チャートである。

【００５２】図１０においては、ステップＳ１１におい
てカメラ２１及び画像処理部２２により鋳片１７の幅Ｂ
を測定し、ステップＳ１２において比較測定部２３によ
りＢの値を所定の値Ｂ_crと比較する。このＢ_crは短辺上
流鋳型２ａ，２ｂと短辺下流鋳型４ａ，４ｂとの間に生
じる段差が前述のδの範囲にあってほぼ面一とみなして
もよい時の値であり、膨れ部１８がほとんど発生しない
時の値である。ここで、ＢがＢ_crよりも小さい場合には
ステップＳ１０に行き、タイマーによって一定の短い時
間だけ待機した後再びステップＳ１１に戻る。一方、Ｂ
がＢ_cr以上の場合にはステップＳ１３に行き、短辺上流
鋳型２ａ，２ｂを溶融金属１０の方向へ動かすと判定す
る。そして、ステップＳ１４において駆動制御部２４に
より短辺上流鋳型移動装置５ａ，６ａまたは５ｂ，６ｂ
を駆動し、ＢがＢ_crよりも小さくなるまで短辺上流鋳型
２ａ，２ｂを移動させ、ステップＳ１１に戻る。

【００５３】図１１においては、ステップＳ２１におい
てカメラ２１及び画像処理部２２により膨れ部１８の高
さｈを測定し、ステップＳ１２において比較測定部２３
によりｈの値を所定の値ｈ₀と比較する。このｈ₀は短辺
上流鋳型２ａ，２ｂと短辺下流鋳型４ａ，４ｂとの間に
生じる段差が前述のδの範囲にあってほぼ面一とみなし
てもよい時の値であり、極めて０に近い値である。ここ
で、ｈがｈ₀よりも大きい場合にはステップＳ２０に行
き、タイマーによって一定の短い時間だけ待機した後再
びステップＳ２１に戻る。一方、ｈがｈ₀以下の場合に
はステップＳ２３に行き、短辺上流鋳型２ａ，２ｂを溶
融金属１０の方向へ動かすと判定する。そして、ステッ
プＳ２４において駆動制御部２４により短辺上流鋳型移
動装置５ａ，６ａまたは５ｂ，６ｂを駆動し、ｈがｈ₀
よりも大きくなるまで短辺上流鋳型２ａ，２ｂを移動さ
せ、ステップＳ２１に戻る。

【００５４】本実施例では、鋳造作業中に短辺上流鋳型
２ａ，２ｂと短辺下流鋳型４ａ，４ｂとの間に生じる摩
耗量（段差）を直接測定することが難しいために、鋳造
後の鋳片１７の形状を観察し、それによって上記段差の
大きさを評価している。

【００５５】また、図９の構成における動作としては、
図１０及び図１１のうちいずれかを採用すれば十分であ
るが、両方を併用してもよい。但し、図１０及び図１１
の両方を採用する際には鋳片１７の幅Ｂと膨れ部１８の
高さｈの両方を測定しておくが、図１０のステップＳ１
２の条件と図１１のステップＳ２２の条件のうちいずれ
か一方に該当する時に短辺上流鋳型２ａ，２ｂを動かす
場合と、図１０のステップＳ１２の条件と図１１のステ
ップＳ２２の条件の両方に該当する時にのみ短辺上流鋳
型２ａ，２ｂを動かす場合の両方の制御が考えられる。

【００５６】尚、鋳片１７の幅Ｂまたは膨れ部１８の高
さｈを目視で測定し、その結果に基づいて駆動制御部２
４を制御してもよい。また、上記ではカメラ２１により
遠隔的な観察を行っているが、何らかの方法で短辺上流
鋳型２ａ，２ｂと短辺下流鋳型４ａ，４ｂとの間に生じ
る段差を直接測定できるならばその方法を採用してもよ
い。

【００５７】以上のような本実施例によれば、短辺上流
鋳型２ａを短辺上流鋳型移動装置５ａ，６ａで、また短
辺上流鋳型２ｂを短辺上流鋳型移動装置５ｂ，６ｂで、
さらに短辺下流鋳型４ａを短辺下流鋳型移動装置７ａ，
８ａで、さらに短辺下流鋳型４ｂを短辺下流鋳型移動装
置７ｂ，８ｂで、それぞれ溶融金属１０の方向に出した
り引き込んだりするように移動可能とするので、短辺上
流鋳型２ａ，２ｂの素材である耐火物と短辺下流鋳型４
ａ，４ｂの素材である金属との間に寸法精度の違いや鋳
造作業中における摩耗形態の違いによって段差が生じて
も、その段差を小さくして所定の許容範囲δ内におさめ
ることができる。これにより、鋳造作業中の凝固殻に欠
陥や破れが生じることが避けられ、鋳片に不具合が発生
することを防止できる。

【００５８】また、上記により、高精度な加工が困難な
耐火物で構成された短辺下流鋳型４ａ，４ｂの寸法公差
を短辺上流鋳型２ａ，２ｂの素材である金属並に小さく
する必要がなく、実用的な寸法公差とすることができ
る。

【００５９】また、カメラ２１で鋳造後の鋳片１７の短
辺側を撮像し、画像処理部２２で画像処理した測定結果
に基づいて制御装置２０で短辺上流鋳型２ａ，２ｂの移
動を制御するので、鋳造作業中の短辺上流鋳型２ａ，２
ｂの摩耗量に応じて常に短辺上流鋳型２ａ，２ｂと短辺
下流鋳型４ａ，４ｂの間の段差を小さくして鋳片に不具
合が生じないような許容範囲内におさめることができ
る。

【００６０】さらに、鋳片に不具合が発生することを防
止できるため、長時間連続して鋳型に溶鋼を注湯し鋳造
を行う連連鋳を行なう際にも何らの支障もなく安定して
操業を行うことができる。

【００６１】従って、本実施例によれば、上記のような
鋳片の厚み方向に対応する短辺鋳型の形状を上流側の幅
が広く下流側に向かって次第に狭くなる形状とした絞り
込み鋳造方式の連続鋳造を実用的に実施し得る。

【００６２】本発明による連続鋳造装置及び連続鋳造方
法の他の実施例について、図１２及び図１３により説明
する。

【００６３】図１２は、絞り込み方式ではなく鋳型の上
部と下部の厚み方向の広さをほとんど変えない実施例を
示し、図１３は長辺鋳型として循環体を使用した絞り込
み方式の実施例を示す。但し、図１２及び図１３はいず
れも短辺方向の断面図であり、図３に相当する図であ
る。

【００６４】図１２の実施例では、ほぼ平行な壁面を有
する一対の長辺鋳型５１ａ及び５１ｂによって溶融金属
１０を鋳造しているが、冷却凝固により収縮する程度の
長辺鋳型５１ａと５１ｂの間隔変化は存在しうる。

【００６５】図１３の実施例では、長辺鋳型として循環
体６１ａ及び６１ｂを使用しており、循環体６１ａ及び
６１ｂは循環体支持ロ−ラ６２ａ，６２ｂに案内されつ
つ循環して鋳片を送る。また、循環体静水圧支持装置６
３ａ及び６３ｂは循環体６１ａ及び６１ｂに静水圧を及
ぼしており、溶融金属１０から受ける静圧によって循環
体６１ａ及び６１ｂが変形しないように支持している。
さらに循環体６１ａ及び６１ｂは循環体静水圧支持装置
６３ａ及び６３ｂによって冷却されるようになってい
る。

【００６６】以上のような図１２及び図１３に示した実
施例において上記以外の構成や鋳型の材質等は図１から
図１１で説明した実施例と同様であり、従って図１から
図１１の実施例と同様の効果が得られる。

【００６７】本発明による連続鋳造装置及び連続鋳造方
法のさらに他の実施例について、図１４及び図１５によ
り説明する。

【００６８】図１４は本実施例の短辺上流鋳型、短辺下
流鋳型及び長辺鋳型の配置を示す図であり、図１５は図
１４のXV方向から見た図である。図１４及び図１５に示
すように、短辺下流鋳型８４には上方に長辺鋳型８１に
沿って延在する部分８４Ａがあり、その延在する部分８
４Ａの内側に短辺上流鋳型８２が配置されている。

【００６９】短辺上流鋳型８２は短辺上流鋳型移動装置
８５及び８６により、また、短辺下流鋳型８４は短辺下
流鋳型移動装置８７及び８８により、図２と同様に溶融
金属の方向に出したり引き込んだりすることができる。
従って、図１から図１１で説明した実施例と同様に短辺
上流鋳型８２と短辺下流鋳型８４の間の段差を調整する
ことが可能となっている。上記以外の構成や鋳型の材質
等は図１から図１１で説明した実施例と同様である。

【００７０】本実施例では、短辺下流鋳型８４から長辺
鋳型８１に沿って延在する部分８４Ａが短辺下流鋳型８
４と同様の金属であるため、鋳造作業中に鋳片の幅を変
更するために短辺下流鋳型８４を摺動させる際には、長
辺鋳型８１に対する摺動抵抗が上記延在する部分８４Ａ
にかかることになる。金属は、耐火物に比較して摺動抵
抗により破損することが少ないため、鋳造作業中の鋳片
の幅変更時に鋳型の破損等による不具合を生じることが
ない。また、本実施例を、図１３のような循環体を使用
した絞り込み方式に適用した場合にも、延在する部分８
４Ａに循環体との摺動抵抗がかかることになり、同様の
利点がある。

【００７１】以上のような本実施例によれば、図１から
図１１の実施例と同様の効果が得られるだけでなく、短
辺下流鋳型８４上方に長辺鋳型８１に沿って延在する部
分８４Ａを設けるので、鋳片の幅変更時に発生する長辺
鋳型８１との間の摺動抵抗に起因した不具合を生じるこ
とがない。また、循環体を使用した絞り込み方式に適用
した場合にも有利である。

【００７２】尚、以上説明した実施例においては、いず
れも、短辺上流鋳型及び短辺下流鋳型にそれぞれ２箇所
ずつ鋳型移動装置を設けているため、それぞれの鋳型の
傾斜角度を任意に設定することができる。例えば、短辺
上流鋳型２ａには短辺上流鋳型支持部材３ａを介して短
辺上流鋳型移動装置５ａと６ａの２つの鋳型移動装置を
設けているため、短辺上流鋳型移動装置５ａ及び６ａに
よる移動量をそれぞれ別々に調整することにより、短辺
上流鋳型２ａの傾斜角度を任意に変更できる。この時、
短辺上流鋳型と短辺下流鋳型との間の段差は前述のよう
にして許容範囲内になるように小さくしておくことは言
うまでもない。これにより、短辺上流鋳型及び短辺下流
鋳型を鋳造方向に向かってそれぞれ任意の傾斜状態（傾
斜角度）とすることが可能であり、冷却凝固に伴なう鋳
片の幅の収縮に合わせることができる。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば、鋳型の４つの壁のうち
少なくとも１つの壁を複数の異なる素材で構成し、それ
らをそれぞれ溶融金属の方向へ進退移動させるので、素
材間の寸法精度や摩耗形態の違いによって段差が生じて
も、その段差を小さくすることができ、鋳造作業中の凝
固殻に欠陥や破れが生じることが避けられ、鋳片に不具
合が発生することを防止できる。

【００７４】また、鋳造作業中の上流鋳型部分の摩耗量
を検出し、それに基づき上流鋳型部分の進退移動を制御
するので、常に上流鋳型部分と下流鋳型部分の間の段差
を小さくして鋳片に不具合が生じないような許容範囲内
におさめることができる。

【００７５】また、高精度な加工が困難な耐火物で構成
される上流鋳型部分の寸法公差を下流鋳型部分の素材で
ある金属並に小さくする必要がなく、実用的な寸法公差
とすることができる。

【００７６】さらに、鋳片に不具合が発生することを防
止できるため、長時間連続して鋳型に溶鋼を注湯し鋳造
を行う連連鋳を行なう際にも何らの支障もなく安定して
操業を行うことができる。

【００７７】従って、本発明によれば、１対の対向する
壁の形状を上流側の幅が広く下流側に向かって次第に狭
くなる形状の鋳型を有する絞り込み鋳造方式の連続鋳造
を実用的に実施し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による連続鋳造装置を上から
見た図である。

【図２】図１のII−II方向の断面図である。

【図３】図２のIII−III方向の断面図である。

【図４】図２のIV部の拡大図であり、短辺上流鋳型と短
辺下流鋳型の段差の許容範囲を表す図である。

【図５】鋳造作業中に、図４の状態から短辺上流鋳型が
摩耗してその壁面が後退した状態を示す図である。

【図６】図５の状態から短辺上流鋳型を溶融金属の方へ
移動させた状態を示す図である。

【図７】短辺上流鋳型と短辺下流鋳型の間の寸法精度の
違いや摩耗形態の違いに起因する段差によって、短辺側
に膨れ部が発生した鋳片の状態を示す図である。

【図８】短辺上流鋳型と短辺下流鋳型の間の段差が図７
の場合よりも増大した時の鋳片の状態を示す図である。

【図９】短辺上流鋳型と短辺下流鋳型の間の段差を調整
するための構成を示す図である。

【図１０】図９の構成における動作の流れを示すフロー
チャートであって、鋳片の幅をもとに制御を行う場合の
ものである。

【図１１】図９の構成における動作の流れを示すフロー
チャートであって、膨れ部の高さをもとに制御を行う場
合のものである。

【図１２】本発明の他の実施例を示す図であって、絞り
込み方式ではなく鋳型の上部と下部の厚み方向の広さを
ほとんど変えない実施例を示す図である。

【図１３】本発明のさらに他の実施例を示す図であっ
て、長辺鋳型として循環体を使用した絞り込み方式の実
施例を示す図である。

【図１４】本発明のさらに他の実施例を示す図である。

【図１５】図１４のXV方向から見た図である。

【符号の説明】

１ 鋳型 １ａ，１ｂ 長辺鋳型 ２ａ，２ｂ 短辺上流鋳型 ３ａ，３ｂ 短辺上流鋳型支持部材 ４ａ，４ｂ 短辺下流鋳型 ５ａ，５ｂ 短辺上流鋳型移動装置 ６ａ，６ｂ 短辺上流鋳型移動装置 ７ａ，７ｂ 短辺下流鋳型移動装置 ８ａ，８ｂ 短辺下流鋳型移動装置 ９ ノズル １０ 溶融金属 １４ａ，１４ｂ ガイドロ−ラ １５ 短辺凝固殻 １６ 長辺凝固殻 １７ａ 鋳片 １７ｂ 鋳片 １８ 膨れ部 ２０ 制御装置 ２１ カメラ ２２ 画像処理部 ２３ 比較判定部 ２４ 駆動制御部 ５１ａ，５１ｂ 長辺鋳型 ６１ａ，６１ｂ 循環体 ６２ａ，６２ｂ 循環体支持ロ−ラ ６３ａ，６３ｂ 循環体静水圧支持装置 ８１ 長辺鋳型 ８２ 短辺上流鋳型 ８４ 短辺下流鋳型 ８４Ａ （長辺鋳型８１に沿って）延在する部分 ８５，８６ 短辺上流鋳型移動装置 ８７，８８ 短辺下流鋳型移動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畦崎 正之 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 石川 英司 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 平野 聡 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 磯野 光永 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属を鋳込む貫通した鋳型を４つの
   壁で構成すると共に、その鋳型の４つの壁のうち内部ま
   で完全に凝固していない前記溶融金属に接する少なくと
   も１つの壁を複数の異なる素材で構成し、前記鋳型の一
   方から前記溶融金属を注ぎ前記溶融金属を凝固させつつ
   前記鋳型の他方から引き抜いて連続的に鋳片を鋳造する
   連続鋳造装置において、前記複数の異なる素材で構成し
   た前記溶融金属に接する部分をそれぞれその溶融金属の
   方向へ進退移動させる移動手段を有することを特徴とす
   る連続鋳造装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の連続鋳造装置において、
   前記複数の異なる素材で構成した壁は前記溶融金属上流
   側の上流鋳型部分と前記溶融金属下流側の下流鋳型部分
   とを有し、前記移動手段は、鋳造作業中に前記上流鋳型
   部分の前記溶融金属に接する面を前記下流鋳型部分の前
   記溶融金属に接する面に対して相対的に進退移動させる
   ことを特徴とする連続鋳造装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の連続鋳造装置に
   おいて、前記複数の異なる素材で構成した壁は前記溶融
   金属上流側の上流鋳型部分と前記溶融金属下流側の下流
   鋳型部分とを有し、前記移動手段は、前記下流鋳型部分
   を鋳片の断面形状の基準として前記上流鋳型部分の前記
   溶融金属に接する面の位置を変更することを特徴とする
   連続鋳造装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３のうちいずれか１項記載
   の連続鋳造装置において、前記複数の異なる素材で構成
   した壁は前記溶融金属上流側の上流鋳型部分と前記溶融
   金属下流側の下流鋳型部分とを有し、さらに、鋳造作業
   中に前記上流鋳型部分の摩耗量を検出する検出手段と、
   その検出手段における検出結果に基づいて前記移動手段
   による前記上流鋳型部分の進退移動を制御する移動制御
   手段とを有することを特徴とする連続鋳造装置。
5. 【請求項５】 請求項２から４のうちいずれか１項記載
   の連続鋳造装置において、前記上流鋳型部分は前記溶融
   金属を保温して凝固殻形成を抑える部分であり、前記下
   流鋳型部分は前記溶融金属を積極的に冷却して凝固殻を
   形成させる部分であることを特徴とする連続鋳造装置。
6. 【請求項６】 請求項２から５のうちいずれか１項記載
   の連続鋳造装置において、前記上流鋳型部分の素材が耐
   火物であることを特徴とする連続鋳造装置。
7. 【請求項７】 請求項２から５のうちいずれか１項記載
   の連続鋳造装置において、前記下流鋳型部分の素材が金
   属であることを特徴とする連続鋳造装置。
8. 【請求項８】 請求項１から７のうちいずれか１項記載
   の連続鋳造装置において、１対の対向する壁が複数の異
   なる素材で構成され、前記１対の対向する壁の形状が上
   流側の幅が広く下流側に向かって次第に狭くなる形状で
   あることを特徴とする連続鋳造装置。
9. 【請求項９】 ４つの壁で構成された鋳型のうち内部ま
   で完全に凝固していない溶融金属に接する少なくとも１
   つの壁を複数の異なる素材で構成し、前記鋳型の一方か
   ら前記溶融金属を注ぎ前記溶融金属を凝固させつつ前記
   鋳型の他方から引き抜いて連続的に鋳片を鋳造する連続
   鋳造方法において、前記複数の異なる素材で構成した前
   記溶融金属に接する部分をそれぞれその溶融金属の方向
   へ適宜進退移動させることを特徴とする連続鋳造方法。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の連続鋳造方法におい
    て、前記鋳型の前記溶融金属に接する部分のうち、前記
    溶融金属の上流側をその溶融金属を保温して凝固殻形成
    を抑える上流鋳型部分とし、前記溶融金属の下流側をそ
    の溶融金属を積極的に冷却して凝固殻を形成させる下流
    鋳型部分とすることを特徴とする連続鋳造方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の連続鋳造方法におい
    て、鋳造作業中に前記上流鋳型部分の摩耗量を検出し、
    その検出結果に基づいて前記上流鋳型部分の前記溶融金
    属に接する面を前記下流鋳型部分の前記溶融金属に接す
    る面に対して相対的に進退移動させることを特徴とする
    連続鋳造方法。