BR112016019404B1 - método de lingotamento contínuo de aço - Google Patents

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Nobuhiro Okada
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Abstract

MÉTODO DE FUNDIÇÃO CONTÍNUA DE AÇO. A presente invenção é um método de fundição contínua de aço em que, quando o valor que resulta da média do componente de densidade de força de Lorentz em uma direção que é paralela a um lado comprido de um molde (11) na faixa em que um núcleo de ferro (13a) que é um elemento constituinte de um dispositivo de agitação eletromagnética (13) está presente é denotado por Lx (N/m3), e o valor que resulta da média do componente de densidade de força de Lorentz em uma direção que é paralela a um lado curto do molde (11) na faixa em que o núcleo de ferro (13a) está presente é denotado por Ly (N/m3), a relação entre uma densidade de força de Lorentz eficaz (F) (N/m3), que é calculada com o uso de [F = Lx - (alfa) Ly] e da frequência de corrente (Hz) do dispositivo de agitação eletromagnética (13), é determinada, e a fundição continua de aço é realizada com o uso de uma frequência de corrente de agitação eletromagnética que está na faixa de 0,9 Fmáx a partir do valor máximo (Fmáx) da densidade de força de Lorentz real (F). O propósito da presente invenção (...).

Description

CAMPO DA TÉCNICA
[0001] Esta invenção refere-se a um método para operar, de ma neira ideal, um molde e um agitador eletromagnético, sendo o molde equipado com o agitador eletromagnético, para lingotar aço continuamente.
TÉCNICA ANTECEDENTE
[0002] Uma das principais causas de fazer com que a qualidade de um eslabe superficial fabricada por lingotamento contínuo se deteriore é um defeito de microporosidade. Tal defeito de microporosidade é gerado por tal gás Ar de modo a ser marrom em um bocal submerso para suprimir bloqueio do bocal submerso em lingotamento contínuo, inserir aço fundido em um molde, e ser capturado por uma casca solidificada.
[0003] É eficaz dispor um molde e um agitador eletromagnético, sendo o molde equipado com o agitador eletromagnético, como um método para suprimir defeitos de microporosidade. Os fatores de operação desse agitador eletromagnético incluem a velocidade de fluxo de aço fundido, um bocal submerso, uma quantidade de aço fundido e a força de Lorentz.
[0004] Por exemplo, as técnicas a seguir são reveladas visto que as mesmas fazem com que esses fatores de operação estejam dentro de faixas apropriadas.
[0005] Por exemplo, a Literatura de Patente 1 revela a técnica de fazer com que a velocidade de fluxo de agitação eletromagnética esteja em um menisco 10 a 60 cm/s a fim de diminuir a taxa de geração de defeitos em uma superfície de um eslabe a ser obtida.
[0006] A Literatura de Patente 2 revela a técnica de fazer com que os defeitos de superfície em um eslabe devido à fixação de bolhas de ar em uma casca solidificada, sejam em um número determinado ou menos, com o uso de parâmetros tais como uma distância entre um bocal de imersão e um lado comprido de um molde, um comprimento em uma direção de fundição de uma abertura de descarga de aço fundido do bocal de imersão, uma quantidade de aço fundido, e a densidade de campo magnético em uma interface de solidificação, a Literatura de Patente 2 descreve que a distância entre o bocal de imersão e um lado comprido do molde é controlada mudando-se o formato do bocal de imersão e o formato do molde.
[0007] A Literatura de Patente 3 revela a técnica de conferir forças eletromagnéticas de modo que o valor médio de uma força eletromagnética em uma direção paralela a um lado maior de um molde de fundição seja 3.000 a 12.000 N/m3 o valor localizado de uma força eletromagnética em uma direção paralela a um lado menor do molde de fundição é -2.000 a 2.000 N/m3, e o valor localizado de uma força eletromagnética em uma direção descendente perpendicular é -1.000 a 1.000 N/m3 a fim de acelerar flutuação de bolhas de gás Ar e evitar a contaminação de pó de molde em aço fundido.
[0008] A aplicação das técnicas descritas acima reveladas nas Li teraturas de Patente 1 a 3 suprime defeitos de microporosidade até certo ponto. Entretanto, os defeitos de microporosidade não desaparecem completamente. Usuários demandam de maneira cada vez mais rigorosa a qualidade de superfícies de placas de aço, que necessita de uma técnica para suprir adicionalmente os defeitos de microporosida- de.
[0009] Um agitador eletromagnético é um dispositivo que é o mais eficaz para suprimir defeitos de microporosidade em lingotamento contínuo de aço. Nas técnicas descritas acima reveladas nas Literaturas de Patente 1 a 3, as forças eletromagnéticas geradas por agitadores eletromagnéticos e faixas apropriadas das velocidades de fluxo de aço fundido gerado pelas forças eletromagnéticas também são examinadas em detalhes.
[00010] No presente documento, um agitador eletromagnético é um dispositivo que gera a força de Lorentz em aço fundido em um molde, para fazer com que o aço fundido flua. Essa força de Lorentz é gerada apenas em aço fundido que tem condutividade, mas não é gerada no que é geralmente denominado isoladores, que têm condutividade extremamente baixa tal como bolhas de ar de gás Ar.
[00011] Desse modo, as bolhas de ar de gás Ar se movem relativamente na direção oposta ao movimento de aço fundido em um molde. Ou seja, a força eletromagnética gerada por um agitador eletromagnético também inclui um componente negativo que reúne as bolhas de ar de gás Ar em um eslabe superficial conforme mostrado na Figura 8 para aumentar os defeitos de microporosidade.
[00012] Esse componente de uma força eletromagnética, que reúne as bolhas de ar de gás Ar que estão incluídas em metal fundido em um eslabe superficial é denominado "repulsão eletromagnética" ou "força eletromagnética de Arquimedes", que é descrita na Literatura de Não Patente 1 em detalhes. NA FIGURA 8, 1 representa uma superfície de parede de um molde, 2 representa uma casca solidificada, 3 representa interface de solidificação e 4 representa uma bolha de ar de gás Ar, a seta que aponta para o topo a partir de baixo na página representa a força de Lorentz, e a seta que aponta para baixo a partir do topo na página representa a repulsão eletromagnética, a Literatura de Não Patente 2 revela simulação de fluido térmico tendo em vista a densidade de força de Lorentz que atua em aço fundido em lingotamento contínuo.
LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTE
[00013] Literatura de Patente 1: no JP H6-605A
[00014] Literatura de Patente 2: no JP 2007-216288A
[00015] Literatura de Patente 3: no JP 2010-240687A
LITERATURA DE NÃO PATENTE
[00016] Literatura de Não Patente 1: Tetsu-to-hagané, Vol. 83 (1997), No, 1, pp. 30 a 35
[00017] Literatura de Não Patente 2: K. Takatani: ISIJ International, Vol. 43, 2003, No. 6, pp. 915 a 922
SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA DA TÉCNICA
[00018] Um problema a ser solucionado por esta invenção é que, em técnicas convencionais, não há conceito de determinação de condições preferenciais para agitação eletromagnética, com foco em repulsão eletromagnética gerada por um agitador eletromagnético, em agitação eletromagnética de aço fundido em um molde mediante lingo- tamento contínuo de aço.
SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA
[00019] Um objetivo da presente invenção é determinar a melhor frequência de corrente de um agitador eletromagnético de modo a tornar a repulsão eletromagnética gerada mediante agitação eletromagnética de aço fundido em um molde a mais baixa possível, para suprimir adicionalmente os defeitos de microporosidade.
[00020] A presente invenção foi produzida com base nos resultados do estudo do inventor descrito abaixo, e seu principal recurso é: em lingotamento contínuo de aço com o uso de um molde e um agitador eletromagnético, sendo o molde equipado com o agitador eletromagnético, obter uma relação entre densidade de força de Lorentz eficaz F (N/m3) que é calculada pela fórmula a seguir, a frequência de corrente (Hz) do agitador eletromagnético, e usar a frequência de corrente do agitador eletromagnético de modo que a densidade de força de Lorentz eficaz F seja dentro de uma faixa de Fmáx a 0,9 Fmáx, em que Fmáx é um valor máximo da densidade de força de Lorentz eficaz F, em que F = Lx - α • Ly e, nessa fórmula, Lx (N/m3) é um valor médio de componentes de densidade de força de Lorentz em uma direção paralela a um lado comprido do molde com a existência de um núcleo de ferro, sendo que o núcleo de ferro é um componente do agitador eletromagnético, Ly (N/m3) é um valor médio de componentes de densidade de força de Lorentz em uma direção paralela a um lado curto do molde com a existência do núcleo de ferro e α é um coeficiente que indica má influência de repulsão eletromagnética (=3 a 7).
[00021] Na presente invenção descrita acima, a melhor frequência de corrente do agitador eletromagnético é determinada de modo a tornar a repulsão eletromagnética gerada mediante agitação eletromagnética do aço fundido no molde a mais baixa possível. Desse modo, pode ser suprimido o máximo possível para reunir bolhas de ar de gás Ar em um eslabe superficial.
EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO
[00022] De acordo com a presente invenção, os defeitos de micro- porosidade podem ser suprimidos adicionalmente quando comparado com métodos de lingotamento contínuo de aço com o uso de técnicas convencionais porque pode ser suprimido o máximo possível para reunir bolhas de ar de gás Ar no eslabe superficial.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[00023] A Figura 1 é uma vista para explicar um molde e um agitador eletromagnético usados no método para lingotamento contínuo de aço da presente invenção, visualizada a partir do topo do molde.
[00024] A Figura 2 mostra a distribuição de densidade de força de Lorentz na posição central de um núcleo de ferro em uma direção de extração de eslabe, obtida por simulação numérica.
[00025] A Figura 3 mostra a relação entre os valores médios Lx de componentes de densidade de força de Lorentz na direção paralela a um lado comprido do molde com a existência do núcleo de ferro do agitador eletromagnético, e as frequências de corrente.
[00026] A Figura 4 mostra a relação entre os valores médios Ly de componentes de densidade de força de Lorentz na direção paralela a um lado curto do molde com a existência do núcleo de ferro do agitador eletromagnético, e as frequências de corrente.
[00027] A Figura 5 mostra a relação entre Ly/Lx e frequências de corrente.
[00028] A Figura 6 mostra as constatações de mudança no número de microporosidades por unidade de área (número/m2) em uma interface de solidificação de acordo com frequências de corrente, com base em análise numérica.
[00029] A Figura 7 mostra dependência de frequência de densidade de força de Lorentz eficaz F em um caso em que um coeficiente α que indica má influência de repulsão eletromagnética é 5.
[00030] A Figura 8 é uma vista para explicar repulsão eletromagnética.
DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES
[00031] A presente invenção realiza o objetivo de determinação da melhor frequência de corrente de um agitador eletromagnético de modo a tornar a repulsão eletromagnética gerada mediante agitação eletromagnética de aço fundido em um molde a mais baixa possível, para suprimir adicionalmente os defeitos de microporosidade.
[00032] Mediante a operação de uma máquina de lingotamento contínuo em que um molde e um agitador eletromagnético, sendo o molde equipado com o agitador eletromagnético, o inventor constatou como resultado de seu estudo específico sobre repulsão eletromagnética gerada no molde que os defeitos de microporosidade podem ser reduzidos suprimindo-se a repulsão eletromagnética.
[00033] Então, como resultado de estudo adicional do inventor so- bre um método para aplicar uma força eletromagnética que suprime a repulsão eletromagnética de modo a manter as bolhas de gás Ar longe das proximidades de uma interface de solidificação, concluiu-se que existe uma frequência de corrente apropriada mediante aplicação da força eletromagnética.
[00034] O molde e o agitador eletromagnético usados nos estudos acima são iguais àqueles descritos na Literatura de Patente 3, que têm formatos costumeiros e polaridades conforme mostrado na Figura 1 quando o molde é visto a partir do topo. Na Figura 1, 11 representa um molde de cobre (doravante, pode ser denominado como um molde), 12 representa um bocal submerso, 13 representa um agitador eletromagnético, 13a representa um núcleo de ferro que constitui o agitador eletromagnético 13, 13aa representa uma parte de dente formada no núcleo de ferro 13, e 13b representa um enrolamento que é enrolado ao redor da circunferência externa do núcleo de ferro 13a.
[00035] A Figura 2 mostra a distribuição de densidade de força de Lorentz na posição central do núcleo de ferro em uma direção de extração de eslabe, obtida por simulação numérica. No presente documento, a densidade de força de Lorentz representa uma força eletromagnética por unidade de volume de aço fundido (N/m3).
[00036] A distribuição de densidade de força de Lorentz mostrada na Figura 2 resultou da simulação numérica sob as condições em que o tamanho de um eslabe era de 1.200 mm de largura x 250 mm de espessura, uma placa de cobre que forma o molde era de 25 mm de espessura, e a condutividade do molde era de 1,9x 107 S/m.
[00037] A distribuição de densidade de força de Lorentz mostrada na Figura 2 é a distribuição de enrijecer o aço fundido no molde de modo anti-horário. A grande força de Lorentz ao longo da direção de um lado comprido do molde 11 é gerada nas proximidades da superfície de parede do molde 11.
[00038] Conforme está claro na Figura 2, a força de Lorentz descrita acima ao longo da superfície de parede do molde também inclui diversos componentes direcionados para o interior do molde. Tal tipo da força de Lorentz direcionada para o interior do molde funciona como repulsão eletromagnética direcionada para a superfície de parede do molde para bolhas de gás Ar. Ou seja, a repulsão eletromagnética transmite bolhas de gás Ar para as proximidades da interface de uma casca solidificada, e os defeitos de microporosidade são aumentados.
[00039] A distribuição da densidade de força de Lorentz não muda, até mesmo se um valor de corrente de EMS (Agitador Eletromagnético) se tornar maior. Ou seja, em um caso em que se exige que o valor de corrente de um agitador eletromagnético seja maior, para acelerar a velocidade de fluxo, o efeito de suprimir os defeitos de microporosida- de pode ser obtido por um efeito de limpeza em microporosidades capturadas pela interface de uma casca solidificada; por outro lado, a repulsão eletromagnética faz com que as bolhas de gás Ar que se movem para a interface da casca solidificada aumentem e, desse modo, os defeitos de microporosidade aumentam.
[00040] Como resultado do estudo do inventor, foi muito eficaz reduzir os componentes da força de Lorentz direcionados para o interior do molde para mudar a frequência de corrente do agitador eletromagnético, conforme descrito abaixo.
[00041] A Figura 3 mostra a relação entre valores médios Lx (N/m3) dos componentes de densidade de força de Lorentz na direção paralela a um lado comprido do molde com a existência do núcleo de ferro do agitador eletromagnético, e frequências de corrente (Hz). Os valores descritos acima Lx na direção paralela a um lado comprido do molde foram calculados presumindo que a força de Lorentz na mesma direção da revolução do aço fundido devido à agitação eletromagnética fosse positiva e a força de Lorentz na direção oposta à mesma fos- se negativa.
[00042] Especificamente, os valores LA foram calculados presumindo que a densidade de força de Lorentz na direção à esquerda na página da Figura 2 fosse positiva e a densidade de força de Lorentz na direção à direita na mesma fosse negativa na área da página mais acima do que o centro de um lado curto do molde; e a densidade de força de Lorentz na direção à direita na página fosse positiva e a densidade de força de Lorentz na direção à esquerda na página fosse negativa na área da página mais abaixo do que o centro de um lado curto do molde.
[00043] De acordo com a Figura 3, o máximo do valor descrito acima Lx na direção paralela a um lado comprido do molde existe na faixa de 2,3 a 2,5 Hz em frequência de corrente; e a frequência de corrente deve ser selecionada a partir dessa faixa de 2,3 a 2,5 Hz para tornar a velocidade de fluxo de agitação máxima.
[00044] A Figura 4 mostra a relação entre os valores médios Ly (N/m3) de componentes de densidade de força de Lorentz na direção paralela a um lado curto do molde com a existência do núcleo de ferro descrito acima, e as frequências de corrente (Hz). Os valores descritos acima Ly na direção paralela a um lado curto do molde foram calculados presumindo que a densidade de força de Lorentz direcionada para o interior do molde fosse positiva e a densidade de força de Lorentz direcionada para fora do molde fosse negativa.
[00045] Especificamente, os valores Ly foram calculados presumindo que a densidade de força de Lorentz descendente que estava saindo da superfície de parede em um lado comprido do molde fosse positiva na área da página da Figura 2 mais acima do que o centro de um lado curto do molde, densidade de força de Lorentz interna e ascendente que estava saindo da superfície de parede em um lado comprido do molde fosse positiva na área da página mais abaixo do que o cen- tro de um lado curto do molde.
[00046] Ou seja, o valor descrito acima Ly na direção paralela a um lado curto do molde representa um componente da densidade de força de Lorentz que faz com que o aço fundido no molde se mova a partir da superfície de parede em um lado comprido do molde até o centro de um lado curto, e representa repulsão eletromagnética que faz com que as bolhas de gás Ar se movam para a superfície de parede do molde. Conforme está claro na Figura 4 visto que a frequência de corrente do agitador eletromagnético é alta, o valor descrito acima Ly na direção paralela a um lado curto do molde se torna grande.
[00047] A Figura 5 mostra a razão Ly/Lx do valor descrito acima Ly na direção paralela a um lado curto do molde para o valor descrito acima Lx na direção paralela a um lado comprido do molde. Conforme é visualizado na Figura 5, visto que o valor de Ly/Lx é pequeno, o componente de repulsão eletromagnética na densidade de força de Lorentz gerada no aço fundido no molde é pouco.
[00048] Conforme é visualizado nas Figuras 4 e 5, é eficaz reduzir repulsão eletromagnética para diminuir a frequência de corrente. Conforme é visto na Figura 3, é necessário fixar a velocidade de fluxo de agitação que se origina de agitação eletromagnética para fazer com que o valor descrito acima Lx na direção paralela a um lado comprido do molde seja um determinado valor ou maior. Como resultado do exame de simulação de fluido que é descrito posteriormente, confirmou-se que a força de Lorentz não foi suficiente em um caso em que a frequência de corrente foi 0,4 Hz ou menos.
[00049] De acordo com o que foi mencionado acima, presumiu-se que deva existir a frequência de corrente ideal entre a frequência de corrente em que o valor descrito acima Lx na direção paralela a um lado comprido do molde foi máximo e a frequência de corrente em que a agitação eletromagnética foi inapropriada. A simulação numérica em campos eletromagnéticos e fluido foi examinada para obter essa frequência de corrente ideal.
[00050] A simulação de campo eletromagnético foi realizada calculando-se a distribuição da densidade de força de Lorentz gerada no aço fundido pelo agitador eletromagnético de acordo com o método conforme descrito acima. A simulação de fluido foi realizada com o uso da densidade de força de Lorentz obtida, para avaliar o número de bolhas de gás Ar capturadas pela casca solidificada. A simulação de fluido térmico foi realizada de acordo com o método descrito na Literatura de Não Patente 2, para calcular um fluxo do aço fundido, transmissão de calor, solidificação e bolhas de gás Ar.
[00051] A simulação de fluido térmico, de acordo com o método descrito na Literatura de Não Patente 2, torna possível obter informações sobre a velocidade de fluxo, a velocidade da solidificação, a distribuição de bolhas de gás Ar, e assim por diante, no aço fundido na máquina de lingotamento contínuo. Desse modo, o problema foi como as bolhas de gás Ar capturadas pela casca solidificada foram avaliadas.
[00052] Conforme descrito na Literatura de Patente 1, sabe-se que as bolhas de gás Ar não são capturadas pela casca solidificada se a velocidade de fluxo do aço fundido na interface de solidificação for 10 a 60 cm/s. Ou seja, o cálculo pode ser realizado presumindo que em um caso em que a velocidade de fluxo do aço fundido na interface de solidificação é a velocidade de fluxo em que as bolhas de gás Ar são capturadas (doravante denominada a velocidade de fluxo de captura) ou abaixo, as bolhas de gás Ar existentes nessa localização são capturadas.
[00053] De maneira geral, um limite da velocidade de fluxo de captura acima é 20 cm/s. Entretanto, o valor exato é desconhecido. Além disso, considera-se não natural que tal cálculo seja realizado presu- mindo que, quando a velocidade de fluxo do aço fundido é 19,9 cm/s, as bolhas de gás Ar não sejam capturadas pela casca solidificada e quando a velocidade de fluxo do mesmo é 20,1 cm/s, as bolhas sejam capturadas pela mesma.
[00054] Desse modo, o inventor criou um método para avaliar a probabilidade de que bolhas de gás Ar fossem capturadas pela casca solidificada como uma função contínua conforme representado pela fórmula a seguir (1). Aqui, Pg(-) é a probabilidade de que bolhas de gás Ar sejam capturadas pela casca solidificada, C0 é um número fixo, e U (m/s) é a velocidade de fluxo do aço fundido na interface de solidificação.
[00055] Em um caso em que o número fixo C0 na fórmula a seguir (1) é 100, a probabilidade de captura Pg quando a velocidade de fluxo do aço fundido é 20 cm/s não é mais do que 10-8. Essa é tal probabilidade que uma dentre um milhão de bolhas de gás Ar é capturada pela casca solidificada, e esse valor da probabilidade é considerado ser 0 em simulação numérica. Nota-se que qualquer um dentre 10 a 1.000 é um valor apropriado para C0 usado em simulações numéricas.
Figure img0001
[00056] A velocidade ng (número/m3*s) em que as bolhas de gás Ar são capturadas pela casca solidificada é representada conforme a fórmula a seguir (2), com a densidade numérica ng (número/m3) de bolhas de gás Ar na interface de solidificação, a velocidade de solidificação Rs (1/s) e a probabilidade de captura Pg(-).
Figure img0002
[00057] A densidade numérica de bolhas de gás Ar na casca solidificada Sg (número/m3) é calculada a partir da fórmula a seguir (3). No presente documento, Us é a velocidade de movimento (m/s) da casca solidificada na direção de extração de eslabe.
Figure img0003
[00058] Realizou-se a média de tempo da densidade numérica Sg (número/m3) de bolhas de gás Ar na casca solidificada obtida a partir da fórmula acima (3) para avaliar o número de bolhas de gás Ar. Nesse momento, considerou-se que a velocidade de fluxo de captura variou naturalmente de acordo com diâmetros de bolhas de gás Ar, mas a relação entre os mesmos é desconhecida. Então, o exame foi realizado sob a condição de que cada bolha de gás Ar existente principalmente no molde da máquina de lingotamento contínuo tivesse 1 mm de diâmetro. A avaliação foi realizada dentro da faixa de 2 mm a partir do eslabe superficial, visto que uma faixa em que as bolhas de gás Ar de 1 mm de diâmetro influenciavam na superfície do eslabe.
[00059] A Figura 6 mostra os resultados do exame da relação entre a frequência de corrente e o número de microporosidades por unidade de área (número/m2) na interface de solidificação, com base em análise numérica.
[00060] Torna-se claro na Figura 6 que o número de microporosi- dades em um caso em que a frequência de corrente é 1,2 Hz é menor do que um caso em que a frequência de corrente é 2,3 Hz, em que a densidade de força de Lorentz é a máxima; e o número de microporo- sidades aumenta bastante à medida que a frequência de corrente se torna 0,8 Hz e abaixo.
[00061] A razão pela qual o número de microporosidades por uni- dade de área na interface de solidificação é o mínimo 43 (número/m2) em um caso em que a frequência de corrente é 1,2 Hz é que, embora a densidade de força de Lorentz diminua devido à agitação eletromagnética, a diminuição da repulsão eletromagnética produz um grande efeito de diminuição de bolhas de gás Ar próximo à superfície de parede do molde. Entretanto, as microporosidades aumentam à medida que a frequência de corrente diminui para 1,2 Hz e abaixo porque a densidade de força de Lorentz para agitar o aço fundido no molde não é suficiente.
[00062] Em geral, a frequência de corrente em que a densidade de força de Lorentz é a máxima é selecionada para a frequência de corrente de um agitador eletromagnético. No agitador eletromagnético mostrado na Figura 1, a frequência de corrente em que a densidade de força de Lorentz é a máxima é 2,3 Hz, que é lida na Figura 3. O número de microporosidades em um caso em que a frequência de corrente é 2,3 Hz; que é selecionada de acordo com técnicas anteriores é 57 (número/m2), conforme mostrado na Figura 6. Desse modo, conforme é visto na Figura 6, os defeitos de microporosidade podem ser suprimidos mais do que em técnicas anteriores em qualquer frequência de corrente dentro da faixa de 0,9 Hz a 2,3 Hz.
[00063] Portanto, o inventor obteve o conhecimento sob as condições em que o tamanho do eslabe era 1.200 mm de largura x 250 mm de espessura, o molde de cobre era 25 mm de espessura, e a conduti- vidade de matriz do molde de cobre era 1,9 x 107 S/m, a faixa apropriada da frequência em que o número de microporosidades pode ser suprimido mais do que em técnicas convencionais foi de 0,9 a 2,3 Hz.
[00064] É necessário um tempo relativamente longo para realizar tal análise de fluido para avaliar microporosidades quando comparado com análise de campo eletromagnético. Desse modo, o inventor estudou um método para selecionar a frequência ideal a partir do resultado de análise de campo eletromagnético.
[00065] A força de Lorentz Lx (N/m3) necessária para a agitação eletromagnética funciona como um fator positivo para o número de mi- croporosidades, e a repulsão eletromagnética Ly (N/m3) funciona como um fator negativo para o mesmo. Portanto, a densidade de força de Lorentz eficaz F (N/m3) é definida conforme representado pela fórmula a seguir (4). No presente documento, α é um coeficiente que indica má influência da repulsão eletromagnética.
Figure img0004
[00066] Visto que o α descrito acima é um coeficiente que indica má influência na direção paralela a um lado curto do molde, essa influência varia de acordo com o comprimento de um lado curto do molde. O inventor examinou α com o qual a avaliação com o uso da fórmula acima (4) foi equivalente àquela mostrada na Figura 6 em relação a 200 mm a 300 mm de um lado curto do molde de comprimento como uma máquina de função contínua comum. Como resultado, o inventor obteve o conhecimento de que α na faixa de 3 a 7 é apropriado. Em um caso em que α é menor do que 3, a força de Lorentz paralela a um lado curto do molde é subestimada, e em um caso em que α é maior do que 7, a força de Lorentz paralela a um lado curto do molde é supe-restimada.
[00067] A Figura 7 mostra dependência de frequência da densidade de força de Lorentz eficaz F (N/m3) em um caso em que o coeficiente α que indica má influência de repulsão eletromagnética é 5. É visto na Figura 7 que a densidade de força de Lorentz eficaz F (N/m3) assume o valor máximo em um caso em que a frequência de corrente é 1,2 Hz.
[00068] Tendo em vista as Figuras 3 a 6, os defeitos de microporo- sidade podem ser suprimidos mais do que em técnicas convencionais em um caso em que a frequência de corrente está dentro da faixa de 0,9 Hz a 2,3 Hz. Essa faixa corresponde a uma faixa do valor máximo Fmáx a 0,9 Fmáx da densidade de força de Lorentz eficaz F (a frequência de corrente está na faixa de 0,9 a 2,0 Hz). Conforme descrito acima, o uso da fórmula acima (4) torna possível determinar a melhor frequência do agitador eletromagnético apenas com o resultado da análise de campo eletromagnético.
[00069] A presente invenção foi produzida com base nos resultados acima de estudos do inventor, e é um método para lingotar aço continuamente com o uso de um molde e um agitador eletromagnético, sendo o molde equipado com o agitador eletromagnético, o dito método compreende obter uma relação entre a densidade de força de Lorentz eficaz F (N/m3) que é calculada pela fórmula descrita acima (4) e a frequência de corrente (Hz) do agitador eletromagnético e usar a frequência de corrente do agitador eletromagnético de modo que a densidade de força de Lorentz eficaz F seja dentro de uma faixa de Fmáx a 0,9 Fmáx, em que Fmáx é um valor máximo da densidade de força de Lorentz eficaz F, em que Lx (N/m3) é um valor médio de componentes de densidade de força de Lorentz em uma direção paralela a um lado comprido do molde com a existência de um núcleo de ferro, sendo que o núcleo de ferro é um componente do agitador eletromagnético e Ly (N/m3) ) é um valor médio de componentes de densidade de força de Lorentz em uma direção paralela a um lado curto com a existência do núcleo de ferro.
[00070] De acordo com a presente invenção descrita acima, a melhor frequência de corrente do agitador eletromagnético, em que a repulsão eletromagnética gerada quando a agitação eletromagnética é realizada no aço fundido no molde pode se tornar a menor possível pode ser determinada apenas a partir do resultado da análise eletromagnética. Portanto, pode-se suprimir o máximo possível para reunir as bolhas de gás Ar no eslabe superficial, e os defeitos de microporo- sidade podem ser suprimidos adicionalmente.
[00071] A presente invenção não é, evidentemente, limitada aos exemplos descritos acima e não é preciso mencionar que as modalidades da mesma podem ser modificadas de maneira apropriada desde que tal modificação esteja dentro do escopo dos conceitos técnicos das reivindicações.
[00072] Embora o inventor tenha realizado a simulação de fluido com o método descrito na Literatura de Não Patente 2, não é preciso mencionar que a simulação de fluido térmico pode ser realizada não só com o método descrito na Literatura de Não Patente 2, mas também com outro método. LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA 11 ... molde 13 ... agitador eletromagnético 13a . núcleo de ferro

Claims (1)

1. Método para lingotar aço continuamente com o uso de um molde (11) equipado com um agitador eletromagnético (13), o agitador eletromagnético (13) gerando força de Lorentz no aço fundido no molde (11), a força de Lorentz fazendo o aço fundido fluir no molde (11), caracterizado pelo fato de que o método compreende: obter uma relação entre a densidade de força de Lorentz eficaz F (N/m3) que é calculada pela fórmula a seguir, e a frequência de corrente (Hz) do agitador eletromagnético (13); e usar a frequência de corrente do agitador eletromagnético (13) de modo que a densidade de força de Lorentz eficaz F seja dentro de uma faixa de Fmáx a 0,9 Fmáx, em que Fmáx é um valor máximo da densidade de força de Lorentz eficaz F, em que F = Lx - α • Ly, em que Lx (N/m3) é um valor médio de componentes de densidade de força de Lorentz em uma direção paralela a um lado comprido do molde (11) com a existência de um núcleo de ferro (13a), sendo que o núcleo de ferro (13a) é um componente do agitador eletromagnético (13); Ly (N/m3) é um valor médio de componentes de densidade de força de Lorentz em uma direção paralela a um lado curto do molde (11) com a existência do núcleo de ferro (13a); e α é um coeficiente que indica má influência de repulsão ele-tromagnética; sendo que α está na faixa de 3 a 7.
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