連続鋳造方法および連続鋳造装置
【課題】凝固膜の上昇による鋳片の表面の品質の低下を防止できるとともに、中空状の鋳片を鋳造する場合における鋳造設備の稼動停止を防止できる連続鋳造装置を提供する。
【解決手段】連続鋳造装置１は、鋳片１２の鋳造時に、溶湯１１の流れ方向における、溶湯１１と鋳片１２との境界部に形成される凝固膜１２ａの位置を検出する検出機構６０と、検出した凝固膜１２ａの溶湯１１の流れ方向の位置に応じて鋳造条件を変更し、凝固膜１２ａの溶湯１１の流れ方向の位置を制御する制御機構７０とを具備する。
【解決手段】連続鋳造装置１は、鋳片１２の鋳造時に、溶湯１１の流れ方向における、溶湯１１と鋳片１２との境界部に形成される凝固膜１２ａの位置を検出する検出機構６０と、検出した凝固膜１２ａの溶湯１１の流れ方向の位置に応じて鋳造条件を変更し、凝固膜１２ａの溶湯１１の流れ方向の位置を制御する制御機構７０とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型に供給された溶湯を冷却して鋳片を形成し、該鋳片を鋳型から引き抜くことで、連続して鋳片を鋳造する連続鋳造方法および連続鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、連続鋳造方法を用いてスラブ等の鋳片を鋳造している。連続鋳造方法では、鋳型に供給される溶湯を冷却して凝固させることにより鋳片を形成し、当該鋳片を鋳型から引き抜くことで連続して鋳造を行う。
【０００３】
このような連続鋳造方法は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された連続鋳造方法は、中空状の鋳片を連続して鋳造する技術であり、鋳型の内側に配置される水冷式柱状中子等を用いる。水冷式柱状中子の凝固定数、メニスカスから中子の最下端までの距離等が所定の条件を満たすように、連続鋳造方法に用いる装置を構成する。
【０００４】
特許文献１に開示された連続鋳造方法のように、中子を用いて連続鋳造を行う場合には、図９に示すように、溶湯１１１は、凝固するときに中子１４０側へ向かって凝固収縮する。
このため、鋳片１１２を引抜機構１５０で引き抜く際に発生する抵抗（鋳片１１２の離型抵抗）は、中子１４０を用いずに中実状の鋳片を引き抜く際の鋳片の離型抵抗と比較して増大する。
【０００５】
例えば、図９および図１０に示すように、冷却過剰等によって鋳片１１２の上流側端部に形成される凝固膜１１２ａがホットトップ１３０の中途部の位置Ｐ１００まで上昇した場合、中子１４０と鋳片１１２との接触範囲が大きくなる（図９に示す符号Ｌ１０１および図１０に示す符号Ｌ１０２参照）。従って、鋳片１１２の離型抵抗は凝固膜１１２ａの上昇前と比較してさらに増大する。
つまり、凝固膜１１２ａの上昇に伴って鋳片１１２の離型抵抗は増大するため、鋳片１１２を引き抜く際に必要となる力が大きくなる。一方、凝固したばかりの鋳片１１２は、高温であるため、その強度が低くなっている。
【０００６】
従って、凝固膜１１２ａが所定の高さ（例えば位置Ｐ１００）まで上昇している状態で鋳片１１２を引き抜いた場合、鋳片１１２を引き抜く力と鋳片１１２の離型抵抗とによって鋳片１１２が破損してしまう可能性がある（図１０に示す符号Ｃ参照）。
このとき、連続鋳造方法を用いる所定の鋳造装置１００（鋳造設備）の稼動を停止して、鋳片１１２を取り除く等の復旧作業を行って、鋳造装置１００の再稼動を行う必要がある。
【０００７】
また、耐熱レンガ等で構成されるホットトップ１３０の中途部まで凝固膜１１２ａが上昇した場合、鋳片１１２の外周表面１１２ｂがホットトップ１３０の内周面１３１に接触する。この場合、鋳片１１２の外周表面１１２ｂの形状が、ホットトップ１３０の内周面１３１に沿った形状となってしまう。つまり、ホットトップ１３０は耐熱レンガ等で構成されていて、その表面粗さが大きいため、鋳片１１２の外周表面１１２ｂの品質が低下してしまう。
また、ホットトップ１３０と同じ高さに配置される中子１４０の上流部１４１が、耐熱レンガ等で構成されている場合、同様に鋳片１１２の内周表面１１２ｃの品質が低下してしまう。
【０００８】
つまり、特許文献１に開示された連続鋳造方法では、凝固膜１１２ａの上昇によって、鋳造装置１００の稼動停止が発生する可能性があるとともに、鋳片１１２の外周表面１１２ｂおよび内周表面１１２ｃの品質が低下する可能性があるという点で不利であった。
【０００９】
また、中実状の鋳片１１２を鋳造する場合においては、中子１４０を用いないため、凝固膜１１２ａの上昇によって鋳片１１２の離型抵抗は増大しない。つまり、凝固膜１１２ａの上昇に起因する鋳造設備の稼動停止は発生しない。しかし、凝固膜１１２ａの上昇によって鋳片１１２の外周表面１１２ｂがホットトップ１３０の外周面１３１に接触するため、鋳片１１２の外周表面１１２ｂの品質が低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−３０４７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、凝固膜の上昇による鋳片の表面の品質の低下を防止できるとともに、中空状の鋳片を鋳造する場合における鋳造設備の稼動停止を防止できる連続鋳造方法および連続鋳造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１においては、鋳型に供給される溶湯を冷却して凝固させることにより鋳片を形成し、前記鋳片を前記鋳型から引き抜くことで、連続して前記鋳片を鋳造する連続鋳造方法であって、前記鋳片の鋳造時に、前記溶湯の流れ方向における、溶湯と鋳片との境界部の位置を検出する検出工程と、検出した前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置に応じて鋳造条件を変更し、前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置を制御する制御工程とを含む、ものである。
【００１３】
請求項２においては、前記検出工程では、前記境界部の検出位置を、正常な鋳片を前記鋳型から連続的に引抜可能となる前記境界部の位置範囲である引抜可能位置の範囲内に設定し、前記検出工程において、前記境界部の位置が前記溶湯の流れ方向における上流側へ移動して、前記検出位置にまで達したことを検出すると、前記制御工程において、鋳造条件を変更して、前記境界部の位置を前記検出位置よりも前記溶湯の流れ方向における下流側に移動させる、ものである。
【００１４】
請求項３においては、鋳型に供給される溶湯を冷却して凝固させることにより鋳片を形成し、前記鋳片を前記鋳型から引き抜くことで、連続して前記鋳片を鋳造する連続鋳造装置であって、前記鋳片の鋳造時に、前記溶湯の流れ方向における、前記溶湯と前記鋳片との境界部の位置を検出する検出手段と、検出した前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置に応じて鋳造条件を変更し、前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置を制御する制御手段とを具備する、ものである。
【００１５】
請求項４においては、前記検出手段においては、前記境界部の検出位置が、正常な鋳片を前記鋳型から連続的に引抜可能となる前記境界部の位置範囲である引抜可能位置の範囲内に設定され、前記検出手段により、前記境界部の位置が前記溶湯の流れ方向における上流側へ移動して、前記検出位置にまで達したことを検出すると、前記制御手段により、鋳造条件を変更して、前記境界部の位置を前記検出位置よりも前記溶湯の流れ方向における下流側に移動させる、ものである。
【００１６】
請求項５においては、前記連続鋳造装置は、前記鋳型の内側に配置されるとともに、前記鋳片の中空部を形成する中子を具備し、前記検出手段は、前記中子側の前記検出位置に対応する位置で前記溶湯あるいは前記鋳片と接触するとともに、前記溶湯あるいは前記鋳片に対して通電する第一電極と、前記鋳型側の前記検出位置に対応する位置で前記溶湯と接触するとともに、前記溶湯あるいは前記鋳片に対して通電する第二電極と、前記第一電極および第二電極に接続され、前記第一電極と第二電極との間に電圧を印加する電気回路と、前記電気回路の電流値を測定し、該電流値に基づいて前記境界部が前記検出位置にまで到達したことを検出する電流センサと、を備える、ものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、凝固膜が検出位置まで上昇したことを検出できるとともに、凝固膜を引抜可能位置の上流側端部よりも上流側まで上昇することを防止できるため、凝固膜の上昇による鋳片の表面の品質の低下を防止できるという効果を奏する。また、中空状の鋳片を形成するときに、凝固膜の上昇による鋳造設備の稼動停止を防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の連続鋳造装置の全体的な構成を示す説明図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ´矢視断面図。
【図３】凝固膜が検出位置よりも下流側にある場合の連続鋳造装置を示す説明図。
【図４】凝固膜が検出位置よりも下流側にある場合の連続鋳造方法を示すフロー図。
【図５】凝固膜が引抜可能位置の上流側端部にある場合の連続鋳造装置を示す説明図。
【図６】凝固膜が検出位置にある場合の連続鋳造方法を示すフロー図。
【図７】連続鋳造装置の別実施形態を示す説明図。
【図８】連続鋳造装置の別実施形態を示す説明図。
【図９】従来の連続鋳造装置を示す説明図。
【図１０】同じく凝固膜が上昇している状態の連続鋳造装置を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る連続鋳造方法が用いられて鋳造を行う連続鋳造装置について、図面を参照して説明する。
【００２０】
連続鋳造装置１は、鋳型２０に供給された溶湯１１を冷却して凝固させることにより鋳片１２を形成し、当該鋳片１２を鋳型２０から引き抜くことで、連続して鋳片１２を鋳造するものである。本実施形態の連続鋳造装置１は、円筒状の鋳片１２を鋳造する。
【００２１】
なお、以下では、説明の便宜上、溶湯１１が流れる方向（図１に示す矢印Ｂ方向）を基準として、「連続鋳造装置１の上流側」および「連続鋳造装置１の下流側」を規定する。
また、連続鋳造装置１は、上下方向に沿って鋳片１２を引き抜くものとするが、これに限定されるものでなく、水平方向に沿って鋳片１２を引き抜く構成とすることも可能である。
【００２２】
図１および図２に示すように、連続鋳造装置１は、主として鋳型２０、ホットトップ３０、中子４０、搬送機構５０、検出機構６０、および制御機構７０等を具備する。
【００２３】
鋳型２０は、溶湯１１を冷却するとともに、鋳片１２の外形を形成するものである。鋳型２０は、略リング状に形成され、その内部に断面形状が略四角形状の冷却通路２１が形成される。冷却通路２１は、配管等を介して冷却水の供給源に連結され、当該供給源から冷却水が供給される。このような鋳型２０は本実施形態では銅合金で構成されており、その内周面２２は滑らかに形成されていて、表面粗さは小さくなっている。
【００２４】
ホットトップ３０は、検出機構６０を介して鋳型２０の上流側（図１においては上方）に取り付けられており、鋳型２０の断面形状と同様の断面形状を有している。
また、ホットトップ３０は所定の溶湯供給経路に連通され、ホットトップ３０には当該溶湯供給経路から溶湯１１が供給される。このようなホットトップ３０は本実施形態では耐熱レンガで構成されている。つまり、ホットトップ３０の内周面３１は、鋳型２０の内周面２２に比べて大きな表面粗さを有する面に形成されており、鋳型２０の内周面２２とは異なる表面形状を有している。
【００２５】
中子４０は、鋳片１２の中空部を形成するためのものである。中子４０は、略円柱状に形成され、鋳型２０の内側、より詳細には、鋳型２０の略中央部に配置される。つまり、鋳型２０と中子４０とは、互いに同心上に配置される。また、中子４０は、ホットトップ３０よりも上方に突出する。
【００２６】
中子４０は、ホットトップ３０と同じ高さに配置される部分およびホットトップ３０よりも高い位置に配置される部分を、中子４０の上流部４１として形成する。中子４０の上流部４１は、ホットトップ３０と同様に耐熱レンガで構成されている。つまり、中子４０の上流部４１の外周面４１ａは表面粗さが大きく、表面粗さが小さな鋳型２０の内周面２２とは異なる表面形状を有している。
【００２７】
また、中子４０は、鋳型２０と同じ高さに配置される部分を、中子４０の下流部４２として形成する。中子４０の下流部４２は、鋳型２０と同様に銅合金で構成されている。つまり、中子４０の下流部４２の外周面４２ａは、鋳型２０の内周面２２と同様に表面粗さが小さく滑らかな面に形成されており、鋳型２０の内周面２２と同じ表面形状を有している。
このような中子４０の上流部４１と下流部４２とは、検出機構６０を介して連結される。
【００２８】
搬送機構５０は、鋳片１２を引き抜くものである。搬送機構５０は、鋳型２０の下流側端部から下流側へ所定の間隔を空けた状態で、鋳型２０よりも下流側に設けられる。搬送機構５０が駆動することで鋳片１２は、鋳型２０より下流側に引き抜かれる。
【００２９】
検出機構６０は、鋳型２０および中子４０の内部において鋳片１２の上端の上昇を検出するものである。検出機構６０は、第一電極６１、第二電極６２、電気回路６３、および電流センサ６４を備える。
【００３０】
第一電極６１は、第一絶縁体６１ａ・６１ａを介して中子４０の上流部４１と中子４０の下流部４２との間に設けられる。第一電極６１は、中子４０と同一の外径を有する略円盤状に形成される。第一電極６１は、電気伝導率の高い部材、本実施形態では、銅によって構成されている。
また、第一電極６１の外周面は、鋳型２０の内周面２２と同じ表面形状に形成される。つまり、第一電極６１の外周面は、鋳型２０の内周面２２と同様の、表面粗さが小さく滑らかな面に形成されている。
【００３１】
第一絶縁体６１ａ・６１ａは、中子４０と同一の外径を有する略円盤状に形成され、第一電極６１の上流側および第一電極６１の下流側で第一電極６１を挟む。従って、第一電極６１は、中子４０の上流部４１および下流部４２に対して絶縁された状態で、前記上流部４１と下流部４２との間に配置されている。第一電極６１は、その外周面が中子４０の上流部４１と下流部４２との間で外部に露出する。第一絶縁体６１ａ・６１ａは、溶湯１１によって溶解または溶融しないような耐熱性を有する適宜の絶縁体によって構成されている。
また、第一絶縁体６１ａ・６１ａの外周面は、鋳型２０の内周面２２と同じ表面形状に形成される。つまり、第一絶縁体６１ａ・６１ａの外周面は、鋳型２０の内周面２２と同様の、表面粗さが小さく滑らかな面に形成されている。
【００３２】
第二電極６２は、第二絶縁体６２ａを介して鋳型２０とホットトップ３０との間に設けられる。第二電極６２は、鋳型２０の外径よりも小さい外径を有するとともに、鋳型２０の内径と同一の内径を有する略リング状に形成される。第二電極６２と鋳型２０とは、互いに同心上に配置される。このような第二電極６２は、電気伝導率の高い部材、本実施形態では、銅によって構成される。
また、第二電極６２の内周面は、鋳型２０の内周面２２と同じ表面形状に形成される。つまり、第二電極６２の内周面は、鋳型２０の内周面２２と同様の、表面粗さが小さく滑らかな面に形成されている。
【００３３】
第二絶縁体６２ａは、鋳型２０と同一の外径を有するとともに、鋳型２０と同一の内径を有する略リング状に形成される。第二絶縁体６２ａと鋳型２０とは、互いに同心上に配置される。第二絶縁体６２ａの内周の中途部には、第二電極６２を収容可能な収容部が形成され、当該収容部に第二電極６２が収容される。従って、第二電極６２は、鋳型２０およびホットトップ３０に対して絶縁された状態で、鋳型２０とホットトップ３０との間に配置されている。第二電極６２の内周面は、ホットトップ３０と鋳型２０との間で外部に露出する。第二絶縁体６２ａは、溶湯１１によって溶解または溶融しないような耐熱性を有する適宜の絶縁体によって構成されている。
また、第二絶縁体６２ａの内周面は、鋳型２０の内周面２２と同じ表面形状に形成される。つまり、第二絶縁体６２ａの内周面は、鋳型２０の内周面２２と同様の、表面粗さが小さく滑らかな面に形成されている。
【００３４】
電気回路６３は、第一電極６１および第二電極６２と接続される電源６３ａを有する。電気回路６３には、電源６３ａより一定の電圧が印加されている。
【００３５】
電流センサ６４は、本実施形態では、制御機構７０に接続される電流計によって構成され、電気回路６３に流れる電流を測定する。当該測定した電流値は、電流センサ６４に電気的に接続される制御機構７０に送信される。
【００３６】
このような検出機構６０の第一電極６１と第二電極６２とは、互いに同じ高さ位置に配置されるとともに、互いに外部に露出して向き合った状態で配置される。
本実施形態では、第一電極６１および第二電極６２と同じ高さの位置が検出位置Ｐとして設定される（図３参照）。
【００３７】
制御機構７０は、電流センサ６４から送信される電流値に基づいて所定の演算処理を行うとともに、鋳造条件を変更可能に構成される。
すなわち、制御機構７０は、溶湯１１を生成する溶解炉等に電気的に接続され、鋳型２０に供給される溶湯１１の温度を調整可能に構成される。また、制御機構７０は、鋳型２０に流れる冷却水の供給源等に電気的に接続され、鋳型２０の冷却通路２１を流れる冷却水の流量等を変更可能に構成される。そして、制御機構７０は、搬送機構５０等に電気的に接続され、搬送機構５０による鋳片１２の搬送速度を変更可能に構成される。
【００３８】
このように構成される連続鋳造装置１は、以下のようにして連続鋳造を行う。
まず、連続鋳造装置１のホットトップ３０に、前記溶解炉で生成された溶湯１１が、取鍋およびタンディッシュ等を通って介在物が除かれた状態で供給される。そして、溶湯１１は、ホットトップ３０を通じて鋳型２０に進入し、鋳型２０で冷却されることで凝固して鋳片１２となる。このとき、溶湯１１と鋳片１２との境界部となる鋳片１２の上流側端部には、凝固膜１２ａが形成される。鋳片１２の上流側では溶湯１１が鋳片１２を加圧する。
【００３９】
鋳型２０にて生成した鋳片１２が搬送機構５０により引き抜かれると、鋳片１２は下降する（下流側へ向かって移動する）。このとき凝固膜１２ａも下降する（凝固膜１２ａの位置が溶湯１１の流れ方向における下流側へ向かって移動する）。これに伴って、溶湯１１の下流側端部も下降する。
一方、溶湯１１は、鋳型２０で冷却されることにより鋳片１２となる。つまり、鋳片１２の生成に伴って凝固膜１２ａは上昇する（凝固膜１２ａの位置が溶湯１１の流れ方向における上流側へ向かって移動する）。
従って、連続鋳造装置１では、凝固膜１２ａの上昇速度および下降速度をつりあわせることで凝固膜１２ａの位置を所定の高さ位置に維持しながら、連続して鋳造を行う。
【００４０】
ここで、鋳型２０で冷却された溶湯１１は、中子４０の下流部４２（つまり内周側）に向かって凝固収縮する。従って、鋳片１２を引き抜く際に発生する抵抗（鋳片１２の離型抵抗）は、中子４０を用いずに中実状の鋳片を引き抜く際の鋳片の離型抵抗と比較して増大する。
また、図３および図５に示すように、凝固膜１２ａが上昇すると、その上昇に伴い鋳片１２と中子４０との接触範囲が増大するため、鋳片１２の離型抵抗は凝固膜１２ａの上昇前と比較してさらに増大する（図３に示す符号Ｌ１および図５に示す符号Ｌ２参照）。つまり、鋳片１２を引き抜く際に必要となる力が大きくなる。一方、鋳型２０で形成されたばかりの鋳片１２は、高温であるため、その強度が低くなっている。
【００４１】
従って、鋳片１２の生成による凝固膜１２ａの上昇速度が、鋳片１２の引き抜きによる凝固膜１２ａの下降速度よりも速くなり、凝固膜１２ａが大きく上昇している状態で鋳片１２を引き抜いた場合、鋳片１２が破損してしまう可能性がある。本実施形態では、凝固膜１２ａがホットトップ３０の中途部の位置Ｐ１よりも上流側まで上昇したときに、鋳片１２が破損してしまう可能性がある。
このように、凝固膜１２ａがホットトップ３０の位置Ｐ１よりも上流側まで上昇して鋳片１２が破損したときには、連続鋳造装置１（鋳造設備）の稼動を停止して、鋳片１２を取り除く等の復旧作業を行って、連続鋳造装置１の再稼動を行う必要がある。
【００４２】
また、凝固膜１２ａがホットトップ３０と接触するまで上昇した場合、鋳片１２の外周表面１２ｂは、鋳型２０、第二電極６２、第二絶縁体６２ａ、およびホットトップ３０と接触する。
第二電極６２の内周面および第二絶縁体６２ａの内周面は、前述のように、鋳型２０の内周面２２と同じ表面形状に形成されている。一方、ホットトップ３０の内周面３１は、鋳型２０の内周面２２とは異なる粗い表面形状に形成されているため、ホットトップ３０と接触する部分において、鋳片１２の外周表面１２ｂの品質が低下してしまう。
【００４３】
そして、凝固膜１２ａが中子４０の上流部４１と接触するまで上昇した場合、鋳片１２の内周表面１２ｃは、中子４０の下流部４２、第一電極６１、第一絶縁体６１ａ・６１ａ、中子４０の上流部４１と接触する。
中子４０の下流部４２の外周面４２ａ、第一電極６１の外周面、および第一絶縁体６１ａ・６１ａの外周面は、前述のように、鋳型２０の内周面２２と同じ表面形状に形成されている。一方、中子４０の上流部４１の外周面４１ａは、鋳型２０の内周面２２とは異なる粗い表面形状に形成されているため、中子４０の上流部４１と接触する部分において、鋳片１２の内周表面１２ｃの品質が低下してしまう。
【００４４】
つまり、本実施形態では、凝固膜１２ａが、第一電極６１の上下に配置される第一絶縁体６１ａ・６１ａのうちの上流側の第一絶縁体６１ａ、および第二絶縁体６２ａの上流側端部の位置Ｐ２よりも上流側まで上昇したときに、鋳片１２の外周表面１２ｂおよび内周表面１２ｃの品質が低下してしまう。
【００４５】
このように、連続鋳造装置１では、凝固膜１２ａが位置Ｐ２よりも上流側まで上昇すると鋳片１２の品質低下が生じるため、当該凝固膜１２ａが位置Ｐ２を超えて上流側まで上昇することを防止する必要がある。
【００４６】
次に、連続鋳造装置１を用いて行われる連続鋳造方法について説明する。
本連続鋳造方法は、凝固膜１２ａの上昇を検出したとき、上昇した凝固膜１２ａを下降させるものである。連続鋳造方法は、凝固膜１２ａの位置を検出する検出工程と、凝固膜１２ａの溶湯１１の流れ方向の位置を制御する制御工程とを含む。
【００４７】
まず、図３に示すように、検出工程で凝固膜１２ａを検出する位置である検出位置Ｐを設定する。本実施形態の検出位置Ｐは、前述のように、第一電極６１および第二電極６２と同じ高さの位置、つまり鋳型２０とホットトップ３０との間の高さ位置に設定されている。
【００４８】
連続鋳造方法では、凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇していない場合と、凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇した場合（あるいは検出位置Ｐよりも上流側まで上昇した場合）とで、その動作が異なる。このため、まず、凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇していない場合の動作について説明する。
【００４９】
図２、図３、および図４に示すように、凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇していない場合（凝固膜１２ａが鋳型２０の下部の位置Ｐ３にある場合）、凝固膜１２ａは、検出位置Ｐよりも下流側に位置する（Ｓ１１０）。このとき、各電極６１・６２の間は、溶湯１１で満たされる（Ｓ１２０）。つまり、各電極６１・６２の間には、溶湯１１が介在している。
【００５０】
第一電極６１は、第一絶縁体６１ａ・６１ａおよび溶湯１１と接触している。また、第二電極６２は、第二絶縁体６２ａおよび溶湯１１と接触している。溶湯１１は導電性を有するため、電気回路６３に流れる電流は第一電極６１から溶湯１１を介して第二電極６２に流れる。言い換えれば、各電極６１・６２の間は、溶湯１１で電気的に接続され、溶湯１１に対して通電する。
【００５１】
ここで、溶湯１１は、鋳片１２と比較して、その電気伝導率が低い。従って、各電極６１・６２の間に介在する溶湯１１は、各電極６１・６２の間に流れる電流に対して、鋳片１２よりも大きな電気抵抗として作用する（Ｓ１３０）。
【００５２】
従って、電流センサ６４で測定される電流値は小さくなる（図３に示す符号ｉ参照）（Ｓ１４０）。
【００５３】
この場合、本連続鋳造方法では、各電極６１・６２の間に溶湯１１が介在している場合に電流センサ６４で測定される電流値と、各電極６１・６２の間に鋳片１２が介在している場合に電流センサ６４で測定される電流値との間の電流値を閾値として凝固膜１２ａの高さ位置を判別するようにしている。これにより、電流センサ６４で測定される電流値が前記閾値よりも小さい場合に、凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇していないと判定する。つまり、凝固膜１２ａが正常な位置にあると判定する（Ｓ１５０）。
【００５４】
Ｓ１５０にて凝固膜１２ａが正常な位置にあると判定した場合、連続鋳造装置１は、そのままの鋳造条件で鋳造を行う（Ｓ１６０）。
【００５５】
次に、冷却過剰等によって凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇した場合、あるいは凝固膜１２ａが検出位置Ｐよりも上流側まで上昇した場合における連続鋳造装置１の動作について説明する。
本実施形態では、説明の便宜上、凝固膜１２ａが検出位置Ｐよりも上流側（検出位置Ｐを上流側に超えて）、より詳細には図５に示すような第二絶縁体６２ａの上流側端部まで上昇したものとして説明を行うが、凝固膜１２ａが検出位置Ｐと同じ高さまで上昇した場合の動作も同様である。
【００５６】
図５および図６に示すように、検出位置Ｐよりも上流側、本実施形態では第二絶縁体６２ａの上流側端部まで上昇した場合、凝固膜１２ａは、検出位置Ｐよりも上流側に位置する（Ｓ２１０）。このとき、各電極６１・６２の間は、鋳片１２で満たされる（Ｓ２２０）。つまり、各電極６１・６２の間には、鋳片１２が介在している。
【００５７】
第一電極６１および第二電極６２は、それぞれ鋳片１２と接触している。鋳片１２は導電性を有しているため、電気回路６３に流れる電流は第一電極６１から鋳片１２を介して第二電極６２に流れる。言い換えれば、各電極６１・６２の間は、鋳片１２で電気的に接続され、鋳片１２に対して通電する。
【００５８】
ここで、鋳片１２は、溶湯１１と比較して、その電気伝導率が高い。従って、各電極６１・６２の間に介在する鋳片１２は、各電極６１・６２の間に流れる電流に対して、溶湯１１よりも小さな電気抵抗として作用する（Ｓ２３０）。
【００５９】
従って、電流センサ６４で測定される電流値は大きくなる（図５に示す符号ｉ参照）（Ｓ２４０）。
【００６０】
この場合、電流センサ６４で測定される電流値は前記閾値よりも大きくなるため、本連続鋳造方法では、凝固膜１２ａが検出位置Ｐよりも上流側まで上昇したと判定する。つまり、凝固膜１２ａが異常な位置にあると判定する（Ｓ２５０）。このように、検出機構６０は、検出位置Ｐで凝固膜１２ａを検出する。
【００６１】
このような判定としては、電気回路６３の電源６３ａより印加される電圧、溶湯１１の電気伝導率、および鋳片１２の電気伝導率等に基づいて、各電極６１・６２の間に溶湯１１および鋳片１２が介在している場合の電流値を計算する。そして、当該計算結果に基づいて、電流センサ６４で測定される電流値に、前述のように閾値を設定する。
電流センサ６４で測定される電流値が設定した閾値を超えたときに、連続鋳造装置１は、凝固膜１２ａが検出位置Ｐよりも上流側まで上昇した（あるいは凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇した）と判定する。
【００６２】
また、例えば、図５において凝固膜１２ａの右側だけが検出位置Ｐまで上昇した場合、各電極６１・６２の間は、その右側で鋳片１２と接触するとともに、左側で溶湯１１と接触する。このとき、電気回路６３を流れる電流値は、各電極６１・６２の間が全て溶湯１１で満たされている場合に比べて大きくなる。このため、電流センサ６４で測定される電流値の前記閾値を各電極６１・６２の間が全て溶湯１１で満たされている場合の値に対して若干大きな値に設定することで、凝固膜１２ａの一部だけが検出位置Ｐまで上昇した場合でも、当該凝固膜１２ａの上昇を検出できる。
【００６３】
このように、検出工程（Ｓ２１０〜Ｓ２５０）および検出手段としての検出機構６０は、鋳片１２の鋳造時に、溶湯１１の流れ方向における、溶湯１１と鋳片１２との境界部である凝固膜１２ａの位置を検出する。
【００６４】
Ｓ２５０にて凝固膜１２ａが異常な位置にあると判定した場合、連続鋳造装置１は、凝固膜１２ａを下降させる鋳造条件に変更して鋳造を行う（Ｓ２６０）。つまり、制御機構７０は、凝固膜１２ａの上昇速度が凝固膜１２ａの下降速度よりも遅くなるように、鋳造条件を変更する。このとき、制御機構７０は、凝固膜１２ａの上昇速度を遅くするような鋳造条件の変更、および凝固膜１２ａの下降速度を速くするような鋳造条件の変更のうち、少なくともいずれか一方を行う。
【００６５】
凝固膜１２ａの上昇速度を遅くする鋳造条件の変更としては、例えば、鋳型２０に供給する溶湯１１の温度を上昇させる、および鋳型２０の冷却通路２１を流れる冷却水の流量を減らす等がある。
凝固膜１２ａの下降速度を速くする鋳造条件の変更としては、例えば、搬送機構５０による鋳片１２の搬送速度を速くする等がある。
これにより、連続鋳造装置１は、凝固膜１２ａ（境界部）の溶湯１１の流れ方向の位置を制御する。
【００６６】
また、、電気センサ６４で測定される電流値の変化度合に応じて、Ｓ２６０にて行われる鋳造条件の変更内容を適宜設定しても構わない。例えば、電流値が急上昇した場合、凝固膜１２ａが速い速度で上昇している可能性がある。
この場合、前述したような鋳造条件を全て変更する、あるいは鋳造条件の変更値を大きくすることで、当該凝固膜１２ａの上昇速度に応じて凝固膜１２ａの上昇を規制できる。
【００６７】
鋳造条件の変更によって、凝固膜１２ａが検出位置Ｐよりも下流側まで下降したとき、電流センサ６４で測定する電流値が小さくなる。これにより、凝固膜１２ａが検出位置Ｐよりも下流側に下降したことがわかる。
このように、制御手段７０は、鋳造条件を変更して、凝固膜１２ａ（境界部）の位置を検出位置Ｐよりも溶湯１１の流れ方向における下流側に移動させる。
【００６８】
これにより、鋳片１２の外周表面１２ｂおよび内周表面１２ｃの品質の低下を防止できる。また、鋳片１２を引き抜く際に鋳片１２が破損することを防止できる。
【００６９】
ここで、溶湯１１を十分に凝固できない位置、例えば、鋳型２０の下流側端部を検出位置Ｐとして設定した場合、検出位置Ｐよりも下流側に凝固膜１２ａを下降させたときに、溶湯１１が凝固することなく鋳型２０の下流側に流れてしまう。本実施形態では、図３および図５に示すように、鋳型２０の下部の位置Ｐ３よりも上流側に凝固膜１２ａが位置する場合において、溶湯１１を十分に凝固できる。
従って、溶湯１１を十分に凝固できる位置である鋳型２０の下部の位置Ｐ３は、鋳片１２を鋳型２０から連続的に引抜可能な凝固膜１２ａの位置である引抜可能位置の下流側端部となる。逆にいえば、凝固膜１２ａが位置Ｐ３よりも下流側に位置している場合には、鋳型２０の下端から溶湯１１が漏れ出してしまい、正常な鋳片１２を連続的に引き抜くことができない場合がある。
このように、検出位置Ｐは、鋳型２０の下部の位置Ｐ３よりも上流側に設定する必要があり、この位置Ｐ３が前記引抜可能位置の下流側端部Ｐ３となる。
【００７０】
また、Ｓ２６０にて鋳造条件を変更した後で、引抜可能位置の下流側端部Ｐ３よりも下流側に凝固膜１２ａが下降する可能性がある場合、連続鋳造装置１は、再び鋳造条件を変更する。このような場合としては、例えば、前述したような鋳造条件を全て変更した場合、あるいは、鋳造条件の変更値を大きくした場合等がある。
【００７１】
この場合、連続鋳造装置１は、Ｓ２６０にて鋳造条件を変更し、凝固膜１２ａが検出位置Ｐよりも下流側まで下降したことを検出してから所定の時間経過した後に、鋳造条件を変更する前の鋳造条件に戻す。あるいは、変更する前の鋳造条件よりもやや凝固膜１２ａの下降速度が速くなるように鋳造条件を変更する（例えば、変更する前の溶湯１１の温度よりもやや高い温度に設定する等）。
【００７２】
本実施形態のように中空状の鋳片１２を鋳造する場合においては、鋳片１２の離型抵抗で鋳片１２が破損する可能性がある位置、例えば、位置Ｐ１よりも上流側の所定の位置を検出位置Ｐとして設定した場合、検出位置Ｐまで凝固膜１２ａが上昇したときに、鋳片１２が破損する可能性がある。
つまり、位置Ｐ１は、鋳片１２を破損させずに鋳型２０から連続的に引抜可能な凝固膜１２ａの位置の上流側端部となる。逆にいえば、凝固膜１２ａが位置Ｐ１よりも上流側へ位置している場合には、鋳片１２が破損してしまい、正常な鋳片１２を連続的に引き抜くことができない場合がある。
このように、検出位置Ｐは、鋳片１２を破損させずに連続的に引抜可能な凝固膜１２ａの位置の上流側端部となる位置Ｐ１、あるいは位置Ｐ１よりも下流側に設定する必要がある。
【００７３】
鋳片１２の外周表面１２ｂおよび内周表面１２ｃのうち少なくともいずれか一方の品質が低下する位置、例えば、第一絶縁体６１ａおよび第二絶縁体６２ａの上流側端部の位置Ｐ２よりも上流側の所定の位置を検出位置Ｐとして設定した場合、検出位置Ｐまで凝固膜１２ａが上昇したときに、鋳片１２の外周表面１２ｂおよび内周表面１２ｃの品質が低下してしまう。
このような位置Ｐ２よりも上流側に設定された検出位置Ｐまで凝固膜１２ａが上昇している状態で、鋳片１２の離型抵抗によって鋳片１２が破損しない場合、鋳片１２を引き抜くことは可能であるが、製品として求められる品質の鋳片１２を鋳造できない。
つまり、位置Ｐ２は、製品として求められる品質を保持したまま鋳片１２を鋳型２０から連続的に引抜可能な凝固膜１２ａの位置の上流側端部となる。逆にいえば、凝固膜１２ａが位置Ｐ２よりも上流側へ位置している場合には、鋳片１２の外周表面１２ｂおよび内周表面１２ｃの品質が低下してしまい、正常な鋳片１２を連続的に引き抜くことができない。
このように、検出位置Ｐは、鋳片１２の外周表面１２ｂおよび内周表面１２ｃの品質が低下しない凝固膜１２ａの位置の上流側端部となる位置Ｐ２、あるいは位置Ｐ２よりも下流側に設定する必要がある。
【００７４】
つまり、検出位置Ｐは、位置Ｐ１と位置Ｐ２とのうち、下流側に位置する一方の位置Ｐ１・Ｐ２よりも下流側に設定する必要があり、この下流側の位置Ｐ１・Ｐ２が、前記引抜可能位置の上流側端部となる。
本実施形態の場合は、前記引抜可能位置の上流側端部が位置Ｐ２となり、検出位置Ｐは、引抜可能位置の上流側端部となる位置Ｐ２、あるいは前記位置Ｐ２よりも下流側に設定する必要がある。
【００７５】
このように、凝固膜１２ａが引抜可能位置の上流側端部となる位置Ｐ２と下流側端部となる位置Ｐ３との間の範囲に位置しているときに、製品として求められる品質を有した正常な鋳片１２を破損させずに連続的に引き抜くことが可能となっている。つまり、製品として求められる品質を有した正常な鋳片１２を連続的に引き抜くことができる凝固膜１２ａの位置である引抜可能位置は、上流側端部Ｐ２と下流側端部Ｐ３との間の範囲にある。
従って、連続鋳造方法および連続鋳造装置１において検出位置Ｐは、鋳片１２を鋳型２０から連続的に引抜可能となる凝固膜１２ａ（境界部）の位置範囲である引抜可能位置の範囲内に設定される。
【００７６】
本実施形態では、ホットトップ３０と鋳型２０との間に検出位置Ｐを設定したが、鋳片１２の形状等によっては、引抜可能位置の上流側端部となる位置Ｐ２および下流側端部となる位置Ｐ３が、それぞれ鋳型２０の上部および下部となることが考えられる。この場合、検出機構６０は、鋳型２０の上部から下部までの範囲内における適宜の位置を検出位置Ｐとして、鋳型２０の検出位置Ｐに対応する位置に取り付ける。そして、検出位置Ｐで凝固膜１２ａの上昇を検出する構成となる。
【００７７】
なお、検出位置Ｐは、引抜可能位置の上流側端部となる位置Ｐ２よりもやや下流側に設定することが好ましい。これにより、速い速度で凝固膜１２ａが上昇した場合においても、検出位置Ｐから引抜可能位置の上流側端部となる位置Ｐ２まで凝固膜１２ａが上昇するまでの間は、鋳片１２を引抜可能な状態を維持できる。
【００７８】
本実施形態の連続鋳造方法を用いて中実状の鋳片１２を鋳造する場合、連続鋳造装置１は、例えば、以下のように構成される。
図７に示すように、第一電極６１および第二電極６２は、鋳型２０の軸心を中心とした円周方向に等しい間隔を空けた状態で、第二絶縁体６２ａを介して鋳型２０の上面に取り付けられる。本実施形態では、二対の第一電極６１および第二電極６２が設けられており、各対における第一電極６１と第二電極６２とは互いに対向する位置（すなわち位相が１８０°ずれた位置）に配置されており、一方の対の第一・第二電極６１・６２と他方の対の第一・第二電極６１・６２とは、互いに位相を９０°ずらした位置に配置されている。また、第一電極６１と第二電極６２とは同じ高さ位置に配置されている。
また、各対の第一電極６１および第二電極６２には、それぞれ電気回路６３が接続され、当該電気回路６３上には電流センサ６４が接続される。電流センサ６４は、それぞれ制御機構７０に接続される。
これによれば、第一電極６１および第二電極６２が配置される高さ位置が検出位置Ｐとして設定され、当該検出位置Ｐまで凝固膜１２ａが上昇したときに、各対の第一電極６１と第二電極６２との間に鋳片１２が介在することとなり、電流センサ６４で測定する電流値が上昇するため、凝固膜１２ａの上昇を検出できる。
【００７９】
中実状の鋳片１２を鋳造する場合には、中子４０を用いないため、中空状の鋳片１２にあるような離型抵抗の増大は発生しない。従って、鋳片１２の外周表面１２ｂの品質が低下しない位置の上流側端部が、引抜可能位置の上流側端部となる。
【００８０】
このように、制御工程（Ｓ２６０）は、検出した凝固膜１２ａ（境界部）の溶湯１１の流れ方向の位置に応じて鋳造条件を変更し、凝固膜１２ａの溶湯１１の流れ方向の位置を制御する。また、検出工程（Ｓ２１０〜Ｓ２５０）において、凝固膜１２ａの位置が溶湯１１の流れ方向における上流側へ移動して、検出位置Ｐにまで達したことを検出すると、鋳造条件を変更して、凝固膜１２ａの位置を検出位置Ｐよりも溶湯１１の流れ方向における下流側に移動させる。
【００８１】
また、制御手段としての制御機構７０は、検出した凝固膜１２ａ（境界部）の溶湯１１の流れ方向の位置に応じて鋳造条件を変更し、凝固膜１２ａの溶湯１１の流れ方向の位置を制御する。また、検出機構６０により、凝固膜１２ａの位置が溶湯１１の流れ方向における上流側へ移動して、検出位置Ｐにまで達したことを検出すると、鋳造条件を変更して、凝固膜１２ａの位置を検出位置Ｐよりも溶湯１１の流れ方向における下流側に移動させる。
【００８２】
また、検出手段としての検出機構６０は、中子４０側の検出位置Ｐに対応する位置で溶湯１１あるいは鋳片１２と接触するとともに、溶湯１１あるいは鋳片１２に対して通電する第一電極６１と、鋳型２０側の検出位置Ｐに対応する位置で溶湯１１あるいは鋳片１２と接触するとともに、溶湯１１あるいは鋳片１２に対して通電する第二電極６２と、第一電極６１および第二電極６２に接続され、第一電極６１と第二電極６２との間に電圧を印加する電気回路６３と、電気回路６３の電流値を測定し、該電流値に基づいて凝固膜１２ａが検出位置Ｐにまで到達したことを検出する電流センサ６４と、を備える、ものである。
【００８３】
これによれば、凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇したことを検出したときに、当該凝固膜１２ａが引抜可能位置の上流側端部となる位置Ｐ２よりも上流側まで上昇することを防止できる。
このため、中空状の鋳片１２を鋳造するときに、鋳片１２の表面（外周表面１２ｂおよび内周表面１２ｃ）の品質の低下を防止できる。また、鋳片１２を引き抜くときに鋳片１２が破損することを防止できるため、凝固膜１２ａの上昇による連続鋳造装置１（鋳造設備）の稼動停止を防止できる。
また、中実状の鋳片１２を鋳造するときに、鋳片１２の表面（外周表面１２ｂ）の品質の低下を防止できる。
【００８４】
なお、本実施形態では、電流センサ６４を電流計によって構成したが、これに限定されるものでない。すなわち、電流センサ６４は、制御機構７０に電気回路６３を流れる電流値の変化を伝えることができればよく、例えば、前述した閾値よりも大きな電流が流れた場合に当該電流を切断するブレーカーのようなものを用いても構わない。
【００８５】
第一電極６１の形状と第二電極６２の形状は、本実施形態に限定されるものでない。すなわち、第一電極６１と第二電極６２とは、第一電極６１が中子４０の周方向において一部だけ露出するとともに、第二電極６２が鋳型２０の周方向において一部だけ露出する構成であってもよい。
【００８６】
中実状の鋳片１２を鋳造する場合、図７に示すように、複数対の第一電極６１および第二電極６２を互いに離間して配置しているが、複数対の第一電極６１および第二電極６２を設ける場合、鋳型２０内における、第一電極６１および第二電極６２による凝固膜１２ａの上昇を検出する範囲を複数の範囲に分割することができる。
この場合、凝固膜１２ａを下降させる精度を向上できる。
【００８７】
具体的には、図８に示すように、複数の第一電極６１および第二電極６２を、鋳型２０の軸心を中心とした円周方向に間隔を空けた状態で、交互に鋳型２０の上面に取り付ける。つまり、第一電極６１と第二電極６２とが円周方向へ交互に配置されるように設ける。
そして、隣接する第一電極６１および第二電極６２を電気回路６３の電源６３ａに接続することで、検出機構６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃ・６０Ｄを構成する。
これにより、鋳型２０内における凝固膜１２ａの上昇を検出する範囲が、各検出機構６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃ・６０Ｄにより周方向に４分割される。
また、鋳型２０の冷却機構を、検出機構６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃ・６０Ｄの凝固膜１２ａの上昇検出範囲に対応するように分割する。つまり、鋳型２０内を流れる冷却水を、検出機構６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃ・６０Ｄの前記検出範囲毎に独立して制御できるように構成する。
【００８８】
これにより、例えば、検出機構６０Ｄの第一電極６１と第二電極６２との間で凝固膜１２ａが上昇した場合には、第一電極６１と第二電極６２とが鋳片１２にて接続されて、検出機構６０Ｄの電流センサ６４において電流値が上昇する。一方、検出機構６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃにおいては第一電極６１と第二電極６２とが溶湯１１にて接続されたままであるので、検出機構６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃの電流センサ６４では、電流値が上昇しない。
この場合、制御機構７０は、検出機構６０Ｄに対応する部分だけ凝固膜１２ａが上昇したと判断し、検出機構６０Ｄが配置されている部分に対応する鋳型２０の部分だけ冷却水の流量を減らす。
これによれば、より精度よく凝固膜１２ａの上昇を検出できるとともに、より精度よく凝固膜１２ａを下降できる。
【００８９】
本実施形態では、検出機構６０の第一電極６１と第二電極６２とを同じ高さの位置に配置して、溶湯１１の上昇を検出する構成としたが、これに限定されるものでない。すなわち、第一電極６１を第二電極６２よりも上流側に配置して、第一電極６１と第二電極６２とが互いに傾斜するように配置して、凝固膜１２ａの上昇を検出しても構わない。
これによれば、凝固膜１２ａが鋳型２０の径方向に対して傾斜した状態で上昇することが想定される場合において、想定される凝固膜１２ａの傾斜に対して平行に凝固膜１２ａの上昇を検出できる。このような場合としては、例えば、水平方向に沿って鋳片１２を引き抜く場合等がある。
【００９０】
また、本実施形態では、凝固膜１２ａの上昇を検出するために、第一電極６１および第二電極６２に電流を流したが、これに限定されるものでない。すなわち、凝固膜１２ａの上昇を検出するために、超音波を用いても構わない。この場合、例えば、鋳型２０側の検出位置Ｐに対応する位置で所定の超音波発信装置で超音波を発信するとともに、中子４０側の検出位置Ｐに対応する位置で所定の超音波受信装置で超音波を受信する。
【００９１】
凝固膜１２ａが正常な位置にある場合、つまり、超音波発信装置と超音波受信装置との間が溶湯１１で満たされている場合、超音波の横波は透過しない。一方、超音波発信装置と超音波受信装置との間が鋳片１２で満たされている場合、超音波の横波は透過する。
つまり、超音波受信装置で超音波の横波を受信したとき、凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇したことを検出できる。
また、溶湯１１の温度および鋳片１２の温度を予め測定し、検出位置Ｐにおける温度を測定することでも、凝固膜１２ａの上昇を検出できる。
【００９２】
溶湯１１は、例えば鉄によって構成してもよく、この場合、第一電極６１および第二電極６２は溶湯１１によって溶解または溶融しないような耐熱性を有する部材、例えば、黒鉛等によって構成すればよい。また、第一絶縁体６１ａ・６１ａおよび第二絶縁体６２ａも同様に、溶湯１１によって溶解または溶融しないような耐熱性を有する適宜の絶縁体によって構成すればよい。
【００９３】
本発明は、本実施形態に限定されるものではない。つまり、連続鋳造方法および連続鋳造装置に限定されるものではなく、ＤＣ鋳造、すなわち、半連続鋳造方法および半連続鋳造装置をはじめ、他の鋳造方案にも適用できることは、いうまでもないことである。
【００９４】
所定の形状の金型に溶湯を供給し、当該溶湯を金型で冷却するような閉塞鋳造においても、本実施形態の検出機構６０および制御機構７０を用いることができる。このような閉塞鋳造では、湯面に対して平行に溶湯を凝固させる。
複数（例えば三つ）の検出機構を金型の左右両端部、中央部に取り付ける。このとき、検出機構は、金型の同じ高さ位置に取り付ける。この場合、金型の右側の凝固膜だけが先に上昇したときに、当該右側の凝固膜の上昇を検出できる。つまり、湯面に対して平行に溶湯が凝固していないことを検出できる。
このような上昇を検出したとき、制御機構７０で鋳造条件を変更することで、右側の凝固膜の溶湯の流れ方向の位置を制御できる。つまり、湯面に対して平行に溶湯を凝固できる。
【符号の説明】
【００９５】
１ 連続鋳造装置
１１ 溶湯
１２ 鋳片
１２ａ 凝固膜（境界部）
２０ 鋳型
４０ 中子
６０ 検出機構（検出手段）
７０ 制御機構（制御手段）
Ｐ 検出位置
Ｐ２ 引抜可能位置の上流側端部となる位置
Ｐ３ 引抜可能位置の下流側端部となる位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型に供給された溶湯を冷却して鋳片を形成し、該鋳片を鋳型から引き抜くことで、連続して鋳片を鋳造する連続鋳造方法および連続鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、連続鋳造方法を用いてスラブ等の鋳片を鋳造している。連続鋳造方法では、鋳型に供給される溶湯を冷却して凝固させることにより鋳片を形成し、当該鋳片を鋳型から引き抜くことで連続して鋳造を行う。
【０００３】
このような連続鋳造方法は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された連続鋳造方法は、中空状の鋳片を連続して鋳造する技術であり、鋳型の内側に配置される水冷式柱状中子等を用いる。水冷式柱状中子の凝固定数、メニスカスから中子の最下端までの距離等が所定の条件を満たすように、連続鋳造方法に用いる装置を構成する。
【０００４】
特許文献１に開示された連続鋳造方法のように、中子を用いて連続鋳造を行う場合には、図９に示すように、溶湯１１１は、凝固するときに中子１４０側へ向かって凝固収縮する。
このため、鋳片１１２を引抜機構１５０で引き抜く際に発生する抵抗（鋳片１１２の離型抵抗）は、中子１４０を用いずに中実状の鋳片を引き抜く際の鋳片の離型抵抗と比較して増大する。
【０００５】
例えば、図９および図１０に示すように、冷却過剰等によって鋳片１１２の上流側端部に形成される凝固膜１１２ａがホットトップ１３０の中途部の位置Ｐ１００まで上昇した場合、中子１４０と鋳片１１２との接触範囲が大きくなる（図９に示す符号Ｌ１０１および図１０に示す符号Ｌ１０２参照）。従って、鋳片１１２の離型抵抗は凝固膜１１２ａの上昇前と比較してさらに増大する。
つまり、凝固膜１１２ａの上昇に伴って鋳片１１２の離型抵抗は増大するため、鋳片１１２を引き抜く際に必要となる力が大きくなる。一方、凝固したばかりの鋳片１１２は、高温であるため、その強度が低くなっている。
【０００６】
従って、凝固膜１１２ａが所定の高さ（例えば位置Ｐ１００）まで上昇している状態で鋳片１１２を引き抜いた場合、鋳片１１２を引き抜く力と鋳片１１２の離型抵抗とによって鋳片１１２が破損してしまう可能性がある（図１０に示す符号Ｃ参照）。
このとき、連続鋳造方法を用いる所定の鋳造装置１００（鋳造設備）の稼動を停止して、鋳片１１２を取り除く等の復旧作業を行って、鋳造装置１００の再稼動を行う必要がある。
【０００７】
また、耐熱レンガ等で構成されるホットトップ１３０の中途部まで凝固膜１１２ａが上昇した場合、鋳片１１２の外周表面１１２ｂがホットトップ１３０の内周面１３１に接触する。この場合、鋳片１１２の外周表面１１２ｂの形状が、ホットトップ１３０の内周面１３１に沿った形状となってしまう。つまり、ホットトップ１３０は耐熱レンガ等で構成されていて、その表面粗さが大きいため、鋳片１１２の外周表面１１２ｂの品質が低下してしまう。
また、ホットトップ１３０と同じ高さに配置される中子１４０の上流部１４１が、耐熱レンガ等で構成されている場合、同様に鋳片１１２の内周表面１１２ｃの品質が低下してしまう。
【０００８】
つまり、特許文献１に開示された連続鋳造方法では、凝固膜１１２ａの上昇によって、鋳造装置１００の稼動停止が発生する可能性があるとともに、鋳片１１２の外周表面１１２ｂおよび内周表面１１２ｃの品質が低下する可能性があるという点で不利であった。
【０００９】
また、中実状の鋳片１１２を鋳造する場合においては、中子１４０を用いないため、凝固膜１１２ａの上昇によって鋳片１１２の離型抵抗は増大しない。つまり、凝固膜１１２ａの上昇に起因する鋳造設備の稼動停止は発生しない。しかし、凝固膜１１２ａの上昇によって鋳片１１２の外周表面１１２ｂがホットトップ１３０の外周面１３１に接触するため、鋳片１１２の外周表面１１２ｂの品質が低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−３０４７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、凝固膜の上昇による鋳片の表面の品質の低下を防止できるとともに、中空状の鋳片を鋳造する場合における鋳造設備の稼動停止を防止できる連続鋳造方法および連続鋳造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１においては、鋳型に供給される溶湯を冷却して凝固させることにより鋳片を形成し、前記鋳片を前記鋳型から引き抜くことで、連続して前記鋳片を鋳造する連続鋳造方法であって、前記鋳片の鋳造時に、前記溶湯の流れ方向における、溶湯と鋳片との境界部の位置を検出する検出工程と、検出した前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置に応じて鋳造条件を変更し、前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置を制御する制御工程とを含む、ものである。
【００１３】
請求項２においては、前記検出工程では、前記境界部の検出位置を、正常な鋳片を前記鋳型から連続的に引抜可能となる前記境界部の位置範囲である引抜可能位置の範囲内に設定し、前記検出工程において、前記境界部の位置が前記溶湯の流れ方向における上流側へ移動して、前記検出位置にまで達したことを検出すると、前記制御工程において、鋳造条件を変更して、前記境界部の位置を前記検出位置よりも前記溶湯の流れ方向における下流側に移動させる、ものである。
【００１４】
請求項３においては、鋳型に供給される溶湯を冷却して凝固させることにより鋳片を形成し、前記鋳片を前記鋳型から引き抜くことで、連続して前記鋳片を鋳造する連続鋳造装置であって、前記鋳片の鋳造時に、前記溶湯の流れ方向における、前記溶湯と前記鋳片との境界部の位置を検出する検出手段と、検出した前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置に応じて鋳造条件を変更し、前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置を制御する制御手段とを具備する、ものである。
【００１５】
請求項４においては、前記検出手段においては、前記境界部の検出位置が、正常な鋳片を前記鋳型から連続的に引抜可能となる前記境界部の位置範囲である引抜可能位置の範囲内に設定され、前記検出手段により、前記境界部の位置が前記溶湯の流れ方向における上流側へ移動して、前記検出位置にまで達したことを検出すると、前記制御手段により、鋳造条件を変更して、前記境界部の位置を前記検出位置よりも前記溶湯の流れ方向における下流側に移動させる、ものである。
【００１６】
請求項５においては、前記連続鋳造装置は、前記鋳型の内側に配置されるとともに、前記鋳片の中空部を形成する中子を具備し、前記検出手段は、前記中子側の前記検出位置に対応する位置で前記溶湯あるいは前記鋳片と接触するとともに、前記溶湯あるいは前記鋳片に対して通電する第一電極と、前記鋳型側の前記検出位置に対応する位置で前記溶湯と接触するとともに、前記溶湯あるいは前記鋳片に対して通電する第二電極と、前記第一電極および第二電極に接続され、前記第一電極と第二電極との間に電圧を印加する電気回路と、前記電気回路の電流値を測定し、該電流値に基づいて前記境界部が前記検出位置にまで到達したことを検出する電流センサと、を備える、ものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、凝固膜が検出位置まで上昇したことを検出できるとともに、凝固膜を引抜可能位置の上流側端部よりも上流側まで上昇することを防止できるため、凝固膜の上昇による鋳片の表面の品質の低下を防止できるという効果を奏する。また、中空状の鋳片を形成するときに、凝固膜の上昇による鋳造設備の稼動停止を防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の連続鋳造装置の全体的な構成を示す説明図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ´矢視断面図。
【図３】凝固膜が検出位置よりも下流側にある場合の連続鋳造装置を示す説明図。
【図４】凝固膜が検出位置よりも下流側にある場合の連続鋳造方法を示すフロー図。
【図５】凝固膜が引抜可能位置の上流側端部にある場合の連続鋳造装置を示す説明図。
【図６】凝固膜が検出位置にある場合の連続鋳造方法を示すフロー図。
【図７】連続鋳造装置の別実施形態を示す説明図。
【図８】連続鋳造装置の別実施形態を示す説明図。
【図９】従来の連続鋳造装置を示す説明図。
【図１０】同じく凝固膜が上昇している状態の連続鋳造装置を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る連続鋳造方法が用いられて鋳造を行う連続鋳造装置について、図面を参照して説明する。
【００２０】
連続鋳造装置１は、鋳型２０に供給された溶湯１１を冷却して凝固させることにより鋳片１２を形成し、当該鋳片１２を鋳型２０から引き抜くことで、連続して鋳片１２を鋳造するものである。本実施形態の連続鋳造装置１は、円筒状の鋳片１２を鋳造する。
【００２１】
なお、以下では、説明の便宜上、溶湯１１が流れる方向（図１に示す矢印Ｂ方向）を基準として、「連続鋳造装置１の上流側」および「連続鋳造装置１の下流側」を規定する。
また、連続鋳造装置１は、上下方向に沿って鋳片１２を引き抜くものとするが、これに限定されるものでなく、水平方向に沿って鋳片１２を引き抜く構成とすることも可能である。
【００２２】
図１および図２に示すように、連続鋳造装置１は、主として鋳型２０、ホットトップ３０、中子４０、搬送機構５０、検出機構６０、および制御機構７０等を具備する。
【００２３】
鋳型２０は、溶湯１１を冷却するとともに、鋳片１２の外形を形成するものである。鋳型２０は、略リング状に形成され、その内部に断面形状が略四角形状の冷却通路２１が形成される。冷却通路２１は、配管等を介して冷却水の供給源に連結され、当該供給源から冷却水が供給される。このような鋳型２０は本実施形態では銅合金で構成されており、その内周面２２は滑らかに形成されていて、表面粗さは小さくなっている。
【００２４】
ホットトップ３０は、検出機構６０を介して鋳型２０の上流側（図１においては上方）に取り付けられており、鋳型２０の断面形状と同様の断面形状を有している。
また、ホットトップ３０は所定の溶湯供給経路に連通され、ホットトップ３０には当該溶湯供給経路から溶湯１１が供給される。このようなホットトップ３０は本実施形態では耐熱レンガで構成されている。つまり、ホットトップ３０の内周面３１は、鋳型２０の内周面２２に比べて大きな表面粗さを有する面に形成されており、鋳型２０の内周面２２とは異なる表面形状を有している。
【００２５】
中子４０は、鋳片１２の中空部を形成するためのものである。中子４０は、略円柱状に形成され、鋳型２０の内側、より詳細には、鋳型２０の略中央部に配置される。つまり、鋳型２０と中子４０とは、互いに同心上に配置される。また、中子４０は、ホットトップ３０よりも上方に突出する。
【００２６】
中子４０は、ホットトップ３０と同じ高さに配置される部分およびホットトップ３０よりも高い位置に配置される部分を、中子４０の上流部４１として形成する。中子４０の上流部４１は、ホットトップ３０と同様に耐熱レンガで構成されている。つまり、中子４０の上流部４１の外周面４１ａは表面粗さが大きく、表面粗さが小さな鋳型２０の内周面２２とは異なる表面形状を有している。
【００２７】
また、中子４０は、鋳型２０と同じ高さに配置される部分を、中子４０の下流部４２として形成する。中子４０の下流部４２は、鋳型２０と同様に銅合金で構成されている。つまり、中子４０の下流部４２の外周面４２ａは、鋳型２０の内周面２２と同様に表面粗さが小さく滑らかな面に形成されており、鋳型２０の内周面２２と同じ表面形状を有している。
このような中子４０の上流部４１と下流部４２とは、検出機構６０を介して連結される。
【００２８】
搬送機構５０は、鋳片１２を引き抜くものである。搬送機構５０は、鋳型２０の下流側端部から下流側へ所定の間隔を空けた状態で、鋳型２０よりも下流側に設けられる。搬送機構５０が駆動することで鋳片１２は、鋳型２０より下流側に引き抜かれる。
【００２９】
検出機構６０は、鋳型２０および中子４０の内部において鋳片１２の上端の上昇を検出するものである。検出機構６０は、第一電極６１、第二電極６２、電気回路６３、および電流センサ６４を備える。
【００３０】
第一電極６１は、第一絶縁体６１ａ・６１ａを介して中子４０の上流部４１と中子４０の下流部４２との間に設けられる。第一電極６１は、中子４０と同一の外径を有する略円盤状に形成される。第一電極６１は、電気伝導率の高い部材、本実施形態では、銅によって構成されている。
また、第一電極６１の外周面は、鋳型２０の内周面２２と同じ表面形状に形成される。つまり、第一電極６１の外周面は、鋳型２０の内周面２２と同様の、表面粗さが小さく滑らかな面に形成されている。
【００３１】
第一絶縁体６１ａ・６１ａは、中子４０と同一の外径を有する略円盤状に形成され、第一電極６１の上流側および第一電極６１の下流側で第一電極６１を挟む。従って、第一電極６１は、中子４０の上流部４１および下流部４２に対して絶縁された状態で、前記上流部４１と下流部４２との間に配置されている。第一電極６１は、その外周面が中子４０の上流部４１と下流部４２との間で外部に露出する。第一絶縁体６１ａ・６１ａは、溶湯１１によって溶解または溶融しないような耐熱性を有する適宜の絶縁体によって構成されている。
また、第一絶縁体６１ａ・６１ａの外周面は、鋳型２０の内周面２２と同じ表面形状に形成される。つまり、第一絶縁体６１ａ・６１ａの外周面は、鋳型２０の内周面２２と同様の、表面粗さが小さく滑らかな面に形成されている。
【００３２】
第二電極６２は、第二絶縁体６２ａを介して鋳型２０とホットトップ３０との間に設けられる。第二電極６２は、鋳型２０の外径よりも小さい外径を有するとともに、鋳型２０の内径と同一の内径を有する略リング状に形成される。第二電極６２と鋳型２０とは、互いに同心上に配置される。このような第二電極６２は、電気伝導率の高い部材、本実施形態では、銅によって構成される。
また、第二電極６２の内周面は、鋳型２０の内周面２２と同じ表面形状に形成される。つまり、第二電極６２の内周面は、鋳型２０の内周面２２と同様の、表面粗さが小さく滑らかな面に形成されている。
【００３３】
第二絶縁体６２ａは、鋳型２０と同一の外径を有するとともに、鋳型２０と同一の内径を有する略リング状に形成される。第二絶縁体６２ａと鋳型２０とは、互いに同心上に配置される。第二絶縁体６２ａの内周の中途部には、第二電極６２を収容可能な収容部が形成され、当該収容部に第二電極６２が収容される。従って、第二電極６２は、鋳型２０およびホットトップ３０に対して絶縁された状態で、鋳型２０とホットトップ３０との間に配置されている。第二電極６２の内周面は、ホットトップ３０と鋳型２０との間で外部に露出する。第二絶縁体６２ａは、溶湯１１によって溶解または溶融しないような耐熱性を有する適宜の絶縁体によって構成されている。
また、第二絶縁体６２ａの内周面は、鋳型２０の内周面２２と同じ表面形状に形成される。つまり、第二絶縁体６２ａの内周面は、鋳型２０の内周面２２と同様の、表面粗さが小さく滑らかな面に形成されている。
【００３４】
電気回路６３は、第一電極６１および第二電極６２と接続される電源６３ａを有する。電気回路６３には、電源６３ａより一定の電圧が印加されている。
【００３５】
電流センサ６４は、本実施形態では、制御機構７０に接続される電流計によって構成され、電気回路６３に流れる電流を測定する。当該測定した電流値は、電流センサ６４に電気的に接続される制御機構７０に送信される。
【００３６】
このような検出機構６０の第一電極６１と第二電極６２とは、互いに同じ高さ位置に配置されるとともに、互いに外部に露出して向き合った状態で配置される。
本実施形態では、第一電極６１および第二電極６２と同じ高さの位置が検出位置Ｐとして設定される（図３参照）。
【００３７】
制御機構７０は、電流センサ６４から送信される電流値に基づいて所定の演算処理を行うとともに、鋳造条件を変更可能に構成される。
すなわち、制御機構７０は、溶湯１１を生成する溶解炉等に電気的に接続され、鋳型２０に供給される溶湯１１の温度を調整可能に構成される。また、制御機構７０は、鋳型２０に流れる冷却水の供給源等に電気的に接続され、鋳型２０の冷却通路２１を流れる冷却水の流量等を変更可能に構成される。そして、制御機構７０は、搬送機構５０等に電気的に接続され、搬送機構５０による鋳片１２の搬送速度を変更可能に構成される。
【００３８】
このように構成される連続鋳造装置１は、以下のようにして連続鋳造を行う。
まず、連続鋳造装置１のホットトップ３０に、前記溶解炉で生成された溶湯１１が、取鍋およびタンディッシュ等を通って介在物が除かれた状態で供給される。そして、溶湯１１は、ホットトップ３０を通じて鋳型２０に進入し、鋳型２０で冷却されることで凝固して鋳片１２となる。このとき、溶湯１１と鋳片１２との境界部となる鋳片１２の上流側端部には、凝固膜１２ａが形成される。鋳片１２の上流側では溶湯１１が鋳片１２を加圧する。
【００３９】
鋳型２０にて生成した鋳片１２が搬送機構５０により引き抜かれると、鋳片１２は下降する（下流側へ向かって移動する）。このとき凝固膜１２ａも下降する（凝固膜１２ａの位置が溶湯１１の流れ方向における下流側へ向かって移動する）。これに伴って、溶湯１１の下流側端部も下降する。
一方、溶湯１１は、鋳型２０で冷却されることにより鋳片１２となる。つまり、鋳片１２の生成に伴って凝固膜１２ａは上昇する（凝固膜１２ａの位置が溶湯１１の流れ方向における上流側へ向かって移動する）。
従って、連続鋳造装置１では、凝固膜１２ａの上昇速度および下降速度をつりあわせることで凝固膜１２ａの位置を所定の高さ位置に維持しながら、連続して鋳造を行う。
【００４０】
ここで、鋳型２０で冷却された溶湯１１は、中子４０の下流部４２（つまり内周側）に向かって凝固収縮する。従って、鋳片１２を引き抜く際に発生する抵抗（鋳片１２の離型抵抗）は、中子４０を用いずに中実状の鋳片を引き抜く際の鋳片の離型抵抗と比較して増大する。
また、図３および図５に示すように、凝固膜１２ａが上昇すると、その上昇に伴い鋳片１２と中子４０との接触範囲が増大するため、鋳片１２の離型抵抗は凝固膜１２ａの上昇前と比較してさらに増大する（図３に示す符号Ｌ１および図５に示す符号Ｌ２参照）。つまり、鋳片１２を引き抜く際に必要となる力が大きくなる。一方、鋳型２０で形成されたばかりの鋳片１２は、高温であるため、その強度が低くなっている。
【００４１】
従って、鋳片１２の生成による凝固膜１２ａの上昇速度が、鋳片１２の引き抜きによる凝固膜１２ａの下降速度よりも速くなり、凝固膜１２ａが大きく上昇している状態で鋳片１２を引き抜いた場合、鋳片１２が破損してしまう可能性がある。本実施形態では、凝固膜１２ａがホットトップ３０の中途部の位置Ｐ１よりも上流側まで上昇したときに、鋳片１２が破損してしまう可能性がある。
このように、凝固膜１２ａがホットトップ３０の位置Ｐ１よりも上流側まで上昇して鋳片１２が破損したときには、連続鋳造装置１（鋳造設備）の稼動を停止して、鋳片１２を取り除く等の復旧作業を行って、連続鋳造装置１の再稼動を行う必要がある。
【００４２】
また、凝固膜１２ａがホットトップ３０と接触するまで上昇した場合、鋳片１２の外周表面１２ｂは、鋳型２０、第二電極６２、第二絶縁体６２ａ、およびホットトップ３０と接触する。
第二電極６２の内周面および第二絶縁体６２ａの内周面は、前述のように、鋳型２０の内周面２２と同じ表面形状に形成されている。一方、ホットトップ３０の内周面３１は、鋳型２０の内周面２２とは異なる粗い表面形状に形成されているため、ホットトップ３０と接触する部分において、鋳片１２の外周表面１２ｂの品質が低下してしまう。
【００４３】
そして、凝固膜１２ａが中子４０の上流部４１と接触するまで上昇した場合、鋳片１２の内周表面１２ｃは、中子４０の下流部４２、第一電極６１、第一絶縁体６１ａ・６１ａ、中子４０の上流部４１と接触する。
中子４０の下流部４２の外周面４２ａ、第一電極６１の外周面、および第一絶縁体６１ａ・６１ａの外周面は、前述のように、鋳型２０の内周面２２と同じ表面形状に形成されている。一方、中子４０の上流部４１の外周面４１ａは、鋳型２０の内周面２２とは異なる粗い表面形状に形成されているため、中子４０の上流部４１と接触する部分において、鋳片１２の内周表面１２ｃの品質が低下してしまう。
【００４４】
つまり、本実施形態では、凝固膜１２ａが、第一電極６１の上下に配置される第一絶縁体６１ａ・６１ａのうちの上流側の第一絶縁体６１ａ、および第二絶縁体６２ａの上流側端部の位置Ｐ２よりも上流側まで上昇したときに、鋳片１２の外周表面１２ｂおよび内周表面１２ｃの品質が低下してしまう。
【００４５】
このように、連続鋳造装置１では、凝固膜１２ａが位置Ｐ２よりも上流側まで上昇すると鋳片１２の品質低下が生じるため、当該凝固膜１２ａが位置Ｐ２を超えて上流側まで上昇することを防止する必要がある。
【００４６】
次に、連続鋳造装置１を用いて行われる連続鋳造方法について説明する。
本連続鋳造方法は、凝固膜１２ａの上昇を検出したとき、上昇した凝固膜１２ａを下降させるものである。連続鋳造方法は、凝固膜１２ａの位置を検出する検出工程と、凝固膜１２ａの溶湯１１の流れ方向の位置を制御する制御工程とを含む。
【００４７】
まず、図３に示すように、検出工程で凝固膜１２ａを検出する位置である検出位置Ｐを設定する。本実施形態の検出位置Ｐは、前述のように、第一電極６１および第二電極６２と同じ高さの位置、つまり鋳型２０とホットトップ３０との間の高さ位置に設定されている。
【００４８】
連続鋳造方法では、凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇していない場合と、凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇した場合（あるいは検出位置Ｐよりも上流側まで上昇した場合）とで、その動作が異なる。このため、まず、凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇していない場合の動作について説明する。
【００４９】
図２、図３、および図４に示すように、凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇していない場合（凝固膜１２ａが鋳型２０の下部の位置Ｐ３にある場合）、凝固膜１２ａは、検出位置Ｐよりも下流側に位置する（Ｓ１１０）。このとき、各電極６１・６２の間は、溶湯１１で満たされる（Ｓ１２０）。つまり、各電極６１・６２の間には、溶湯１１が介在している。
【００５０】
第一電極６１は、第一絶縁体６１ａ・６１ａおよび溶湯１１と接触している。また、第二電極６２は、第二絶縁体６２ａおよび溶湯１１と接触している。溶湯１１は導電性を有するため、電気回路６３に流れる電流は第一電極６１から溶湯１１を介して第二電極６２に流れる。言い換えれば、各電極６１・６２の間は、溶湯１１で電気的に接続され、溶湯１１に対して通電する。
【００５１】
ここで、溶湯１１は、鋳片１２と比較して、その電気伝導率が低い。従って、各電極６１・６２の間に介在する溶湯１１は、各電極６１・６２の間に流れる電流に対して、鋳片１２よりも大きな電気抵抗として作用する（Ｓ１３０）。
【００５２】
従って、電流センサ６４で測定される電流値は小さくなる（図３に示す符号ｉ参照）（Ｓ１４０）。
【００５３】
この場合、本連続鋳造方法では、各電極６１・６２の間に溶湯１１が介在している場合に電流センサ６４で測定される電流値と、各電極６１・６２の間に鋳片１２が介在している場合に電流センサ６４で測定される電流値との間の電流値を閾値として凝固膜１２ａの高さ位置を判別するようにしている。これにより、電流センサ６４で測定される電流値が前記閾値よりも小さい場合に、凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇していないと判定する。つまり、凝固膜１２ａが正常な位置にあると判定する（Ｓ１５０）。
【００５４】
Ｓ１５０にて凝固膜１２ａが正常な位置にあると判定した場合、連続鋳造装置１は、そのままの鋳造条件で鋳造を行う（Ｓ１６０）。
【００５５】
次に、冷却過剰等によって凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇した場合、あるいは凝固膜１２ａが検出位置Ｐよりも上流側まで上昇した場合における連続鋳造装置１の動作について説明する。
本実施形態では、説明の便宜上、凝固膜１２ａが検出位置Ｐよりも上流側（検出位置Ｐを上流側に超えて）、より詳細には図５に示すような第二絶縁体６２ａの上流側端部まで上昇したものとして説明を行うが、凝固膜１２ａが検出位置Ｐと同じ高さまで上昇した場合の動作も同様である。
【００５６】
図５および図６に示すように、検出位置Ｐよりも上流側、本実施形態では第二絶縁体６２ａの上流側端部まで上昇した場合、凝固膜１２ａは、検出位置Ｐよりも上流側に位置する（Ｓ２１０）。このとき、各電極６１・６２の間は、鋳片１２で満たされる（Ｓ２２０）。つまり、各電極６１・６２の間には、鋳片１２が介在している。
【００５７】
第一電極６１および第二電極６２は、それぞれ鋳片１２と接触している。鋳片１２は導電性を有しているため、電気回路６３に流れる電流は第一電極６１から鋳片１２を介して第二電極６２に流れる。言い換えれば、各電極６１・６２の間は、鋳片１２で電気的に接続され、鋳片１２に対して通電する。
【００５８】
ここで、鋳片１２は、溶湯１１と比較して、その電気伝導率が高い。従って、各電極６１・６２の間に介在する鋳片１２は、各電極６１・６２の間に流れる電流に対して、溶湯１１よりも小さな電気抵抗として作用する（Ｓ２３０）。
【００５９】
従って、電流センサ６４で測定される電流値は大きくなる（図５に示す符号ｉ参照）（Ｓ２４０）。
【００６０】
この場合、電流センサ６４で測定される電流値は前記閾値よりも大きくなるため、本連続鋳造方法では、凝固膜１２ａが検出位置Ｐよりも上流側まで上昇したと判定する。つまり、凝固膜１２ａが異常な位置にあると判定する（Ｓ２５０）。このように、検出機構６０は、検出位置Ｐで凝固膜１２ａを検出する。
【００６１】
このような判定としては、電気回路６３の電源６３ａより印加される電圧、溶湯１１の電気伝導率、および鋳片１２の電気伝導率等に基づいて、各電極６１・６２の間に溶湯１１および鋳片１２が介在している場合の電流値を計算する。そして、当該計算結果に基づいて、電流センサ６４で測定される電流値に、前述のように閾値を設定する。
電流センサ６４で測定される電流値が設定した閾値を超えたときに、連続鋳造装置１は、凝固膜１２ａが検出位置Ｐよりも上流側まで上昇した（あるいは凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇した）と判定する。
【００６２】
また、例えば、図５において凝固膜１２ａの右側だけが検出位置Ｐまで上昇した場合、各電極６１・６２の間は、その右側で鋳片１２と接触するとともに、左側で溶湯１１と接触する。このとき、電気回路６３を流れる電流値は、各電極６１・６２の間が全て溶湯１１で満たされている場合に比べて大きくなる。このため、電流センサ６４で測定される電流値の前記閾値を各電極６１・６２の間が全て溶湯１１で満たされている場合の値に対して若干大きな値に設定することで、凝固膜１２ａの一部だけが検出位置Ｐまで上昇した場合でも、当該凝固膜１２ａの上昇を検出できる。
【００６３】
このように、検出工程（Ｓ２１０〜Ｓ２５０）および検出手段としての検出機構６０は、鋳片１２の鋳造時に、溶湯１１の流れ方向における、溶湯１１と鋳片１２との境界部である凝固膜１２ａの位置を検出する。
【００６４】
Ｓ２５０にて凝固膜１２ａが異常な位置にあると判定した場合、連続鋳造装置１は、凝固膜１２ａを下降させる鋳造条件に変更して鋳造を行う（Ｓ２６０）。つまり、制御機構７０は、凝固膜１２ａの上昇速度が凝固膜１２ａの下降速度よりも遅くなるように、鋳造条件を変更する。このとき、制御機構７０は、凝固膜１２ａの上昇速度を遅くするような鋳造条件の変更、および凝固膜１２ａの下降速度を速くするような鋳造条件の変更のうち、少なくともいずれか一方を行う。
【００６５】
凝固膜１２ａの上昇速度を遅くする鋳造条件の変更としては、例えば、鋳型２０に供給する溶湯１１の温度を上昇させる、および鋳型２０の冷却通路２１を流れる冷却水の流量を減らす等がある。
凝固膜１２ａの下降速度を速くする鋳造条件の変更としては、例えば、搬送機構５０による鋳片１２の搬送速度を速くする等がある。
これにより、連続鋳造装置１は、凝固膜１２ａ（境界部）の溶湯１１の流れ方向の位置を制御する。
【００６６】
また、、電気センサ６４で測定される電流値の変化度合に応じて、Ｓ２６０にて行われる鋳造条件の変更内容を適宜設定しても構わない。例えば、電流値が急上昇した場合、凝固膜１２ａが速い速度で上昇している可能性がある。
この場合、前述したような鋳造条件を全て変更する、あるいは鋳造条件の変更値を大きくすることで、当該凝固膜１２ａの上昇速度に応じて凝固膜１２ａの上昇を規制できる。
【００６７】
鋳造条件の変更によって、凝固膜１２ａが検出位置Ｐよりも下流側まで下降したとき、電流センサ６４で測定する電流値が小さくなる。これにより、凝固膜１２ａが検出位置Ｐよりも下流側に下降したことがわかる。
このように、制御手段７０は、鋳造条件を変更して、凝固膜１２ａ（境界部）の位置を検出位置Ｐよりも溶湯１１の流れ方向における下流側に移動させる。
【００６８】
これにより、鋳片１２の外周表面１２ｂおよび内周表面１２ｃの品質の低下を防止できる。また、鋳片１２を引き抜く際に鋳片１２が破損することを防止できる。
【００６９】
ここで、溶湯１１を十分に凝固できない位置、例えば、鋳型２０の下流側端部を検出位置Ｐとして設定した場合、検出位置Ｐよりも下流側に凝固膜１２ａを下降させたときに、溶湯１１が凝固することなく鋳型２０の下流側に流れてしまう。本実施形態では、図３および図５に示すように、鋳型２０の下部の位置Ｐ３よりも上流側に凝固膜１２ａが位置する場合において、溶湯１１を十分に凝固できる。
従って、溶湯１１を十分に凝固できる位置である鋳型２０の下部の位置Ｐ３は、鋳片１２を鋳型２０から連続的に引抜可能な凝固膜１２ａの位置である引抜可能位置の下流側端部となる。逆にいえば、凝固膜１２ａが位置Ｐ３よりも下流側に位置している場合には、鋳型２０の下端から溶湯１１が漏れ出してしまい、正常な鋳片１２を連続的に引き抜くことができない場合がある。
このように、検出位置Ｐは、鋳型２０の下部の位置Ｐ３よりも上流側に設定する必要があり、この位置Ｐ３が前記引抜可能位置の下流側端部Ｐ３となる。
【００７０】
また、Ｓ２６０にて鋳造条件を変更した後で、引抜可能位置の下流側端部Ｐ３よりも下流側に凝固膜１２ａが下降する可能性がある場合、連続鋳造装置１は、再び鋳造条件を変更する。このような場合としては、例えば、前述したような鋳造条件を全て変更した場合、あるいは、鋳造条件の変更値を大きくした場合等がある。
【００７１】
この場合、連続鋳造装置１は、Ｓ２６０にて鋳造条件を変更し、凝固膜１２ａが検出位置Ｐよりも下流側まで下降したことを検出してから所定の時間経過した後に、鋳造条件を変更する前の鋳造条件に戻す。あるいは、変更する前の鋳造条件よりもやや凝固膜１２ａの下降速度が速くなるように鋳造条件を変更する（例えば、変更する前の溶湯１１の温度よりもやや高い温度に設定する等）。
【００７２】
本実施形態のように中空状の鋳片１２を鋳造する場合においては、鋳片１２の離型抵抗で鋳片１２が破損する可能性がある位置、例えば、位置Ｐ１よりも上流側の所定の位置を検出位置Ｐとして設定した場合、検出位置Ｐまで凝固膜１２ａが上昇したときに、鋳片１２が破損する可能性がある。
つまり、位置Ｐ１は、鋳片１２を破損させずに鋳型２０から連続的に引抜可能な凝固膜１２ａの位置の上流側端部となる。逆にいえば、凝固膜１２ａが位置Ｐ１よりも上流側へ位置している場合には、鋳片１２が破損してしまい、正常な鋳片１２を連続的に引き抜くことができない場合がある。
このように、検出位置Ｐは、鋳片１２を破損させずに連続的に引抜可能な凝固膜１２ａの位置の上流側端部となる位置Ｐ１、あるいは位置Ｐ１よりも下流側に設定する必要がある。
【００７３】
鋳片１２の外周表面１２ｂおよび内周表面１２ｃのうち少なくともいずれか一方の品質が低下する位置、例えば、第一絶縁体６１ａおよび第二絶縁体６２ａの上流側端部の位置Ｐ２よりも上流側の所定の位置を検出位置Ｐとして設定した場合、検出位置Ｐまで凝固膜１２ａが上昇したときに、鋳片１２の外周表面１２ｂおよび内周表面１２ｃの品質が低下してしまう。
このような位置Ｐ２よりも上流側に設定された検出位置Ｐまで凝固膜１２ａが上昇している状態で、鋳片１２の離型抵抗によって鋳片１２が破損しない場合、鋳片１２を引き抜くことは可能であるが、製品として求められる品質の鋳片１２を鋳造できない。
つまり、位置Ｐ２は、製品として求められる品質を保持したまま鋳片１２を鋳型２０から連続的に引抜可能な凝固膜１２ａの位置の上流側端部となる。逆にいえば、凝固膜１２ａが位置Ｐ２よりも上流側へ位置している場合には、鋳片１２の外周表面１２ｂおよび内周表面１２ｃの品質が低下してしまい、正常な鋳片１２を連続的に引き抜くことができない。
このように、検出位置Ｐは、鋳片１２の外周表面１２ｂおよび内周表面１２ｃの品質が低下しない凝固膜１２ａの位置の上流側端部となる位置Ｐ２、あるいは位置Ｐ２よりも下流側に設定する必要がある。
【００７４】
つまり、検出位置Ｐは、位置Ｐ１と位置Ｐ２とのうち、下流側に位置する一方の位置Ｐ１・Ｐ２よりも下流側に設定する必要があり、この下流側の位置Ｐ１・Ｐ２が、前記引抜可能位置の上流側端部となる。
本実施形態の場合は、前記引抜可能位置の上流側端部が位置Ｐ２となり、検出位置Ｐは、引抜可能位置の上流側端部となる位置Ｐ２、あるいは前記位置Ｐ２よりも下流側に設定する必要がある。
【００７５】
このように、凝固膜１２ａが引抜可能位置の上流側端部となる位置Ｐ２と下流側端部となる位置Ｐ３との間の範囲に位置しているときに、製品として求められる品質を有した正常な鋳片１２を破損させずに連続的に引き抜くことが可能となっている。つまり、製品として求められる品質を有した正常な鋳片１２を連続的に引き抜くことができる凝固膜１２ａの位置である引抜可能位置は、上流側端部Ｐ２と下流側端部Ｐ３との間の範囲にある。
従って、連続鋳造方法および連続鋳造装置１において検出位置Ｐは、鋳片１２を鋳型２０から連続的に引抜可能となる凝固膜１２ａ（境界部）の位置範囲である引抜可能位置の範囲内に設定される。
【００７６】
本実施形態では、ホットトップ３０と鋳型２０との間に検出位置Ｐを設定したが、鋳片１２の形状等によっては、引抜可能位置の上流側端部となる位置Ｐ２および下流側端部となる位置Ｐ３が、それぞれ鋳型２０の上部および下部となることが考えられる。この場合、検出機構６０は、鋳型２０の上部から下部までの範囲内における適宜の位置を検出位置Ｐとして、鋳型２０の検出位置Ｐに対応する位置に取り付ける。そして、検出位置Ｐで凝固膜１２ａの上昇を検出する構成となる。
【００７７】
なお、検出位置Ｐは、引抜可能位置の上流側端部となる位置Ｐ２よりもやや下流側に設定することが好ましい。これにより、速い速度で凝固膜１２ａが上昇した場合においても、検出位置Ｐから引抜可能位置の上流側端部となる位置Ｐ２まで凝固膜１２ａが上昇するまでの間は、鋳片１２を引抜可能な状態を維持できる。
【００７８】
本実施形態の連続鋳造方法を用いて中実状の鋳片１２を鋳造する場合、連続鋳造装置１は、例えば、以下のように構成される。
図７に示すように、第一電極６１および第二電極６２は、鋳型２０の軸心を中心とした円周方向に等しい間隔を空けた状態で、第二絶縁体６２ａを介して鋳型２０の上面に取り付けられる。本実施形態では、二対の第一電極６１および第二電極６２が設けられており、各対における第一電極６１と第二電極６２とは互いに対向する位置（すなわち位相が１８０°ずれた位置）に配置されており、一方の対の第一・第二電極６１・６２と他方の対の第一・第二電極６１・６２とは、互いに位相を９０°ずらした位置に配置されている。また、第一電極６１と第二電極６２とは同じ高さ位置に配置されている。
また、各対の第一電極６１および第二電極６２には、それぞれ電気回路６３が接続され、当該電気回路６３上には電流センサ６４が接続される。電流センサ６４は、それぞれ制御機構７０に接続される。
これによれば、第一電極６１および第二電極６２が配置される高さ位置が検出位置Ｐとして設定され、当該検出位置Ｐまで凝固膜１２ａが上昇したときに、各対の第一電極６１と第二電極６２との間に鋳片１２が介在することとなり、電流センサ６４で測定する電流値が上昇するため、凝固膜１２ａの上昇を検出できる。
【００７９】
中実状の鋳片１２を鋳造する場合には、中子４０を用いないため、中空状の鋳片１２にあるような離型抵抗の増大は発生しない。従って、鋳片１２の外周表面１２ｂの品質が低下しない位置の上流側端部が、引抜可能位置の上流側端部となる。
【００８０】
このように、制御工程（Ｓ２６０）は、検出した凝固膜１２ａ（境界部）の溶湯１１の流れ方向の位置に応じて鋳造条件を変更し、凝固膜１２ａの溶湯１１の流れ方向の位置を制御する。また、検出工程（Ｓ２１０〜Ｓ２５０）において、凝固膜１２ａの位置が溶湯１１の流れ方向における上流側へ移動して、検出位置Ｐにまで達したことを検出すると、鋳造条件を変更して、凝固膜１２ａの位置を検出位置Ｐよりも溶湯１１の流れ方向における下流側に移動させる。
【００８１】
また、制御手段としての制御機構７０は、検出した凝固膜１２ａ（境界部）の溶湯１１の流れ方向の位置に応じて鋳造条件を変更し、凝固膜１２ａの溶湯１１の流れ方向の位置を制御する。また、検出機構６０により、凝固膜１２ａの位置が溶湯１１の流れ方向における上流側へ移動して、検出位置Ｐにまで達したことを検出すると、鋳造条件を変更して、凝固膜１２ａの位置を検出位置Ｐよりも溶湯１１の流れ方向における下流側に移動させる。
【００８２】
また、検出手段としての検出機構６０は、中子４０側の検出位置Ｐに対応する位置で溶湯１１あるいは鋳片１２と接触するとともに、溶湯１１あるいは鋳片１２に対して通電する第一電極６１と、鋳型２０側の検出位置Ｐに対応する位置で溶湯１１あるいは鋳片１２と接触するとともに、溶湯１１あるいは鋳片１２に対して通電する第二電極６２と、第一電極６１および第二電極６２に接続され、第一電極６１と第二電極６２との間に電圧を印加する電気回路６３と、電気回路６３の電流値を測定し、該電流値に基づいて凝固膜１２ａが検出位置Ｐにまで到達したことを検出する電流センサ６４と、を備える、ものである。
【００８３】
これによれば、凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇したことを検出したときに、当該凝固膜１２ａが引抜可能位置の上流側端部となる位置Ｐ２よりも上流側まで上昇することを防止できる。
このため、中空状の鋳片１２を鋳造するときに、鋳片１２の表面（外周表面１２ｂおよび内周表面１２ｃ）の品質の低下を防止できる。また、鋳片１２を引き抜くときに鋳片１２が破損することを防止できるため、凝固膜１２ａの上昇による連続鋳造装置１（鋳造設備）の稼動停止を防止できる。
また、中実状の鋳片１２を鋳造するときに、鋳片１２の表面（外周表面１２ｂ）の品質の低下を防止できる。
【００８４】
なお、本実施形態では、電流センサ６４を電流計によって構成したが、これに限定されるものでない。すなわち、電流センサ６４は、制御機構７０に電気回路６３を流れる電流値の変化を伝えることができればよく、例えば、前述した閾値よりも大きな電流が流れた場合に当該電流を切断するブレーカーのようなものを用いても構わない。
【００８５】
第一電極６１の形状と第二電極６２の形状は、本実施形態に限定されるものでない。すなわち、第一電極６１と第二電極６２とは、第一電極６１が中子４０の周方向において一部だけ露出するとともに、第二電極６２が鋳型２０の周方向において一部だけ露出する構成であってもよい。
【００８６】
中実状の鋳片１２を鋳造する場合、図７に示すように、複数対の第一電極６１および第二電極６２を互いに離間して配置しているが、複数対の第一電極６１および第二電極６２を設ける場合、鋳型２０内における、第一電極６１および第二電極６２による凝固膜１２ａの上昇を検出する範囲を複数の範囲に分割することができる。
この場合、凝固膜１２ａを下降させる精度を向上できる。
【００８７】
具体的には、図８に示すように、複数の第一電極６１および第二電極６２を、鋳型２０の軸心を中心とした円周方向に間隔を空けた状態で、交互に鋳型２０の上面に取り付ける。つまり、第一電極６１と第二電極６２とが円周方向へ交互に配置されるように設ける。
そして、隣接する第一電極６１および第二電極６２を電気回路６３の電源６３ａに接続することで、検出機構６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃ・６０Ｄを構成する。
これにより、鋳型２０内における凝固膜１２ａの上昇を検出する範囲が、各検出機構６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃ・６０Ｄにより周方向に４分割される。
また、鋳型２０の冷却機構を、検出機構６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃ・６０Ｄの凝固膜１２ａの上昇検出範囲に対応するように分割する。つまり、鋳型２０内を流れる冷却水を、検出機構６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃ・６０Ｄの前記検出範囲毎に独立して制御できるように構成する。
【００８８】
これにより、例えば、検出機構６０Ｄの第一電極６１と第二電極６２との間で凝固膜１２ａが上昇した場合には、第一電極６１と第二電極６２とが鋳片１２にて接続されて、検出機構６０Ｄの電流センサ６４において電流値が上昇する。一方、検出機構６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃにおいては第一電極６１と第二電極６２とが溶湯１１にて接続されたままであるので、検出機構６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃの電流センサ６４では、電流値が上昇しない。
この場合、制御機構７０は、検出機構６０Ｄに対応する部分だけ凝固膜１２ａが上昇したと判断し、検出機構６０Ｄが配置されている部分に対応する鋳型２０の部分だけ冷却水の流量を減らす。
これによれば、より精度よく凝固膜１２ａの上昇を検出できるとともに、より精度よく凝固膜１２ａを下降できる。
【００８９】
本実施形態では、検出機構６０の第一電極６１と第二電極６２とを同じ高さの位置に配置して、溶湯１１の上昇を検出する構成としたが、これに限定されるものでない。すなわち、第一電極６１を第二電極６２よりも上流側に配置して、第一電極６１と第二電極６２とが互いに傾斜するように配置して、凝固膜１２ａの上昇を検出しても構わない。
これによれば、凝固膜１２ａが鋳型２０の径方向に対して傾斜した状態で上昇することが想定される場合において、想定される凝固膜１２ａの傾斜に対して平行に凝固膜１２ａの上昇を検出できる。このような場合としては、例えば、水平方向に沿って鋳片１２を引き抜く場合等がある。
【００９０】
また、本実施形態では、凝固膜１２ａの上昇を検出するために、第一電極６１および第二電極６２に電流を流したが、これに限定されるものでない。すなわち、凝固膜１２ａの上昇を検出するために、超音波を用いても構わない。この場合、例えば、鋳型２０側の検出位置Ｐに対応する位置で所定の超音波発信装置で超音波を発信するとともに、中子４０側の検出位置Ｐに対応する位置で所定の超音波受信装置で超音波を受信する。
【００９１】
凝固膜１２ａが正常な位置にある場合、つまり、超音波発信装置と超音波受信装置との間が溶湯１１で満たされている場合、超音波の横波は透過しない。一方、超音波発信装置と超音波受信装置との間が鋳片１２で満たされている場合、超音波の横波は透過する。
つまり、超音波受信装置で超音波の横波を受信したとき、凝固膜１２ａが検出位置Ｐまで上昇したことを検出できる。
また、溶湯１１の温度および鋳片１２の温度を予め測定し、検出位置Ｐにおける温度を測定することでも、凝固膜１２ａの上昇を検出できる。
【００９２】
溶湯１１は、例えば鉄によって構成してもよく、この場合、第一電極６１および第二電極６２は溶湯１１によって溶解または溶融しないような耐熱性を有する部材、例えば、黒鉛等によって構成すればよい。また、第一絶縁体６１ａ・６１ａおよび第二絶縁体６２ａも同様に、溶湯１１によって溶解または溶融しないような耐熱性を有する適宜の絶縁体によって構成すればよい。
【００９３】
本発明は、本実施形態に限定されるものではない。つまり、連続鋳造方法および連続鋳造装置に限定されるものではなく、ＤＣ鋳造、すなわち、半連続鋳造方法および半連続鋳造装置をはじめ、他の鋳造方案にも適用できることは、いうまでもないことである。
【００９４】
所定の形状の金型に溶湯を供給し、当該溶湯を金型で冷却するような閉塞鋳造においても、本実施形態の検出機構６０および制御機構７０を用いることができる。このような閉塞鋳造では、湯面に対して平行に溶湯を凝固させる。
複数（例えば三つ）の検出機構を金型の左右両端部、中央部に取り付ける。このとき、検出機構は、金型の同じ高さ位置に取り付ける。この場合、金型の右側の凝固膜だけが先に上昇したときに、当該右側の凝固膜の上昇を検出できる。つまり、湯面に対して平行に溶湯が凝固していないことを検出できる。
このような上昇を検出したとき、制御機構７０で鋳造条件を変更することで、右側の凝固膜の溶湯の流れ方向の位置を制御できる。つまり、湯面に対して平行に溶湯を凝固できる。
【符号の説明】
【００９５】
１ 連続鋳造装置
１１ 溶湯
１２ 鋳片
１２ａ 凝固膜（境界部）
２０ 鋳型
４０ 中子
６０ 検出機構（検出手段）
７０ 制御機構（制御手段）
Ｐ 検出位置
Ｐ２ 引抜可能位置の上流側端部となる位置
Ｐ３ 引抜可能位置の下流側端部となる位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型に供給される溶湯を冷却して凝固させることにより鋳片を形成し、前記鋳片を前記鋳型から引き抜くことで、連続して前記鋳片を鋳造する連続鋳造方法であって、
前記鋳片の鋳造時に、前記溶湯の流れ方向における、前記溶湯と前記鋳片との境界部の位置を検出する検出工程と、
検出した前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置に応じて鋳造条件を変更し、前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置を制御する制御工程とを含む、
連続鋳造方法。
【請求項２】
前記検出工程では、前記境界部の検出位置を、正常な鋳片を前記鋳型から連続的に引抜可能となる前記境界部の位置範囲である引抜可能位置の範囲内に設定し、
前記検出工程において、前記境界部の位置が前記溶湯の流れ方向における上流側へ移動して、前記検出位置にまで達したことを検出すると、
前記制御工程において、鋳造条件を変更して、前記境界部の位置を前記検出位置よりも前記溶湯の流れ方向における下流側に移動させる、
請求項１に記載の連続鋳造方法。
【請求項３】
鋳型に供給される溶湯を冷却して凝固させることにより鋳片を形成し、前記鋳片を前記鋳型から引き抜くことで、連続して前記鋳片を鋳造する連続鋳造装置であって、
前記鋳片の鋳造時に、前記溶湯の流れ方向における、前記溶湯と前記鋳片との境界部の位置を検出する検出手段と、
検出した前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置に応じて鋳造条件を変更し、前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置を制御する制御手段とを具備する、
連続鋳造装置。
【請求項４】
前記検出手段においては、前記境界部の検出位置が、正常な鋳片を前記鋳型から連続的に引抜可能となる前記境界部の位置範囲である引抜可能位置の範囲内に設定され、
前記検出手段により、前記境界部の位置が前記溶湯の流れ方向における上流側へ移動して、前記検出位置にまで達したことを検出すると、
前記制御手段により、鋳造条件を変更して、前記境界部の位置を前記検出位置よりも前記溶湯の流れ方向における下流側に移動させる、
請求項３に記載の連続鋳造装置。
【請求項５】
前記連続鋳造装置は、
前記鋳型の内側に配置されるとともに、前記鋳片の中空部を形成する中子を具備し、
前記検出手段は、
前記中子側の前記検出位置に対応する位置で前記溶湯あるいは前記鋳片と接触するとともに、前記溶湯あるいは鋳片に対して通電する第一電極と、
前記鋳型側の前記検出位置に対応する位置で前記溶湯と接触するとともに、前記溶湯あるいは前記鋳片に対して通電する第二電極と、
前記第一電極および第二電極に接続され、前記第一電極と第二電極との間に電圧を印加する電気回路と、
前記電気回路の電流値を測定し、該電流値に基づいて前記境界部が前記検出位置にまで到達したことを検出する電流センサと、
を備える、
請求項３または請求項４に記載の連続鋳造装置。
【請求項１】
鋳型に供給される溶湯を冷却して凝固させることにより鋳片を形成し、前記鋳片を前記鋳型から引き抜くことで、連続して前記鋳片を鋳造する連続鋳造方法であって、
前記鋳片の鋳造時に、前記溶湯の流れ方向における、前記溶湯と前記鋳片との境界部の位置を検出する検出工程と、
検出した前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置に応じて鋳造条件を変更し、前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置を制御する制御工程とを含む、
連続鋳造方法。
【請求項２】
前記検出工程では、前記境界部の検出位置を、正常な鋳片を前記鋳型から連続的に引抜可能となる前記境界部の位置範囲である引抜可能位置の範囲内に設定し、
前記検出工程において、前記境界部の位置が前記溶湯の流れ方向における上流側へ移動して、前記検出位置にまで達したことを検出すると、
前記制御工程において、鋳造条件を変更して、前記境界部の位置を前記検出位置よりも前記溶湯の流れ方向における下流側に移動させる、
請求項１に記載の連続鋳造方法。
【請求項３】
鋳型に供給される溶湯を冷却して凝固させることにより鋳片を形成し、前記鋳片を前記鋳型から引き抜くことで、連続して前記鋳片を鋳造する連続鋳造装置であって、
前記鋳片の鋳造時に、前記溶湯の流れ方向における、前記溶湯と前記鋳片との境界部の位置を検出する検出手段と、
検出した前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置に応じて鋳造条件を変更し、前記境界部の前記溶湯の流れ方向の位置を制御する制御手段とを具備する、
連続鋳造装置。
【請求項４】
前記検出手段においては、前記境界部の検出位置が、正常な鋳片を前記鋳型から連続的に引抜可能となる前記境界部の位置範囲である引抜可能位置の範囲内に設定され、
前記検出手段により、前記境界部の位置が前記溶湯の流れ方向における上流側へ移動して、前記検出位置にまで達したことを検出すると、
前記制御手段により、鋳造条件を変更して、前記境界部の位置を前記検出位置よりも前記溶湯の流れ方向における下流側に移動させる、
請求項３に記載の連続鋳造装置。
【請求項５】
前記連続鋳造装置は、
前記鋳型の内側に配置されるとともに、前記鋳片の中空部を形成する中子を具備し、
前記検出手段は、
前記中子側の前記検出位置に対応する位置で前記溶湯あるいは前記鋳片と接触するとともに、前記溶湯あるいは鋳片に対して通電する第一電極と、
前記鋳型側の前記検出位置に対応する位置で前記溶湯と接触するとともに、前記溶湯あるいは前記鋳片に対して通電する第二電極と、
前記第一電極および第二電極に接続され、前記第一電極と第二電極との間に電圧を印加する電気回路と、
前記電気回路の電流値を測定し、該電流値に基づいて前記境界部が前記検出位置にまで到達したことを検出する電流センサと、
を備える、
請求項３または請求項４に記載の連続鋳造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２００８７６（Ｐ２０１１−２００８７６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６８３４０（Ｐ２０１０−６８３４０）
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００４７４３）日本軽金属株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００４７４３）日本軽金属株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
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