BR112020023468A2

BR112020023468A2 - Instalação de fundição contínua e método de fundição contínua usado para fundição de placa fina para aço

Info

Publication number: BR112020023468A2
Application number: BR112020023468-0A
Authority: BR
Inventors: Hiroshi Harada; Kanoko Yamamoto; Takuya TAKAYAMA; Keita IKEDA; Yui ITO
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2018-06-07
Filing date: 2019-06-07
Publication date: 2021-03-30
Also published as: BR112020023468B8; JP7040613B2; BR112020023468B1; US20210220907A1; KR102448621B1; US11400513B2; CN112236249A; TW202003134A; CN112236249B; KR20210005234A; JPWO2019235615A1; WO2019235615A1

Abstract

instalação de fundição contínua e método de fundição contínua usado para fundição de placa fina para aço. a presente invenção refere-se a uma instalação de fundição contínua usada para fundição de placa fina que tem um molde para fundir aço fundido, um bocal de imersão que fornece o aço fundido para o molde e um dispositivo de agitação eletromagnético capaz de fornecer um fluxo em espiral em uma superfície de aço fundido no molde, e uma espessura dcu (mm) de uma placa de cobre de uma parede lateral longa, uma espessura t (mm) de uma peça de aço, uma frequência f (hz) do dispositivo de agitação eletromagnético, condutividade elétrica s (s/m) do aço fundido e condutividade elétrica scu (s/m) da placa de cobre da parede lateral longa são ajustados para satisfazer as seguintes fórmulas (1)-a e (1)-b: dcu <v (2/scu¿µ) (1)-a v (1/2s¿µ) <t (1)-b onde ¿ = 2pf: velocidade angular (rad/seg) e µ = 4p × 10-7: permeabilidade magnética no vácuo (n/a2).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "INSTALAÇÃO DE FUNDIÇÃO CONTÍNUA E MÉTODO DE

FUNDIÇÃO CONTÍNUA USADO PARA FUNDIÇÃO DE PLACA FINA PARA AÇO". Campo Técnico da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a uma instalação de fundição contínua e a um método de fundição contínua usado para fundição de placa fina para aço.

[002] O presente pedido reivindica prioridade com base no Pedido de Patente Japonês nº 2018-109469 depositado no Japão em 7 de junho de 2018, e o teor do mesmo é incorporado aqui. Técnica Relacionada

[003] Um método de fundição de placa fina é conhecido por fundir uma placa fina (peça de aço fina) com uma espessura de placa de 40 a 150 mm e mais 40 a 100 mm. A placa fina fundida é aquecida e em seguida laminada por um laminador de pequena escala com cerca de 4 a 7 estágios. Como um molde de fundição contínuo usado para fundição de placa fina, um método que usa um molde em forma de funil (molde de funil) e um método que usa um molde paralelo retangular são adotados. Em fundição contínua de uma placa fina, é necessário garantir a produtividade por fundição de alta velocidade e, industrialmente, a fundição de alta velocidade de 5 a 6 m/min é possível, e uma velocidade máxima de fundição é 10 m/min (veja Documento de Não Patente 1).

[004] Na fundição de placa fina, como descrito acima, a espessura da fundição é geralmente tão fina quanto 150 mm ou menos, mais geralmente 100 mm ou menos. Por outro lado, a largura da fundição é de cerca de 1,5 m, e a relação de aspecto é alta. Visto que a velocidade de fundição chega a 5 m/min, o rendimento é da mesma forma alto. Além disso, um molde em forma de funil é frequentemente usado para facilitar o derramamento do aço fundido no molde, o que torna o fluxo no molde mais complicado. Desse modo, a fim de frear um fluxo de descarga de bocal, um método (método de freio eletromagnético) de colocar um eletroímã em um lado longo do molde para frear o fluxo foi da mesma forma proposto (veja Documento de Patente 1).

[005] Por outro lado, em geral, fundição contínua de placa que não é fundição de placa fina, um dispositivo de agitação eletromagnético no molde é usado com a finalidade de equalizar uma temperatura de aço fundido perto de um nível de banho, obtendo solidificação uniforme e, além disso, evitando que inclusões fiquem presas em uma casca solidificada. Quando o dispositivo de agitação eletromagnético é usado, é necessário estavelmente formar um fluxo em espiral de aço fundido dentro de uma seção transversal horizontal no molde. Desse modo, convencionalmente, várias tecnologias foram descritas a respeito de uma relação posicional entre o dispositivo de agitação eletromagnético e um nível de banho, uma relação posicional entre o dispositivo de agitação eletromagnético e um orifício de descarga de bocal de imersão através do qual aço fundido é fornecido ao molde a partir de um distribuidor, e uma relação entre uma taxa de fluxo do aço fundido descarregado do bocal e uma taxa de fluxo de agitação. Por exemplo, o Documento de Patente 2 descreve um método de instalação de um orifício de descarga do bocal de imersão em uma posição onde uma densidade de fluxo magnético no orifício de descarga do bocal de imersão seja 50% ou menos de uma densidade de fluxo magnético máxima do dispositivo de agitação eletromagnético.

[006] Da mesma forma na fundição de placa fina, para a mesma finalidade, se um fluxo em espiral puder ser fornecido em uma seção transversal C perto do nível do banho, é possível equalizar a temperatura do aço fundido próximo ao nível do banho, obter solidificação uniforme e da mesma forma evitar que inclusões fiquem presas na casca solidificada, e pode-se dizer que é desejável. No entanto, na fundição de placa fina, a agitação eletromagnética no molde usada na fundição contínua de placas em geral não é usada. Isso provavelmente ocorre porque se presume que é difícil formar o fluxo em espiral porque a espessura do molde é fina e é considerado que um fluxo suficiente seja fornecido em uma superfície frontal de casca solidificada porque a fundição de alta velocidade já é realizada, e, em além disso, se o fluxo em espiral for fornecido próximo ao nível do banho, o fluxo no molde torna-se complicado, que não é desfavorável. Lista de Citação Documento de Patente Documento de patente 1

[007] Pedido de Patente Japonesa Não Examinada, Primeira Publicação No. 2001-47196 Documento de patente 2

[008] Pedido de Patente Japonesa Não Examinada, Primeira Publicação No. 2001-47201 Documento Sem Patente Documento Sem Patente 1

[009] Fifth Edition Iron and Steel Handbook, Volume 1, Iron- making and Steel-making, pages 454-456 Documento 2 de Não Patente

[010] Shinobu Okano e outro, "Iron and Steel", 61 (1975), página

2982. Sumário da invenção

[011] Problemas a serem resolvidos pela invenção

[012] Na fundição de placa fina, uma vez que a fundição de alta velocidade é realizada enquanto a espessura da peça de aço é fina, primeiro, a fim de frear o fluxo de descarga do bocal e estabilizar um nível do nível do banho, um freio eletromagnético é geralmente usado, como descrito acima. No entanto, particularmente na fundição de placa fina, uma lacuna entre um bocal de imersão e o lado longo do molde é estreitada, de modo que o fluxo de aço fundido tende a ficar estagnado nesta abertura estreita. Da mesma forma na fundição de placa fina, é preferível que o fluxo seja garantido entre o bocal de imersão e o lado longo do molde e um fluxo em espiral uniforme podem ser alcançado em todo o nível do nível do banho. Na fundição de placa geral que não é fundição de placa fina, como descrito acima, um método é amplamente utilizado no qual um dispositivo de agitação eletromagnético (a seguir, da mesma forma referido como EMS) é instalado na parte de trás de uma parede lateral longa do molde, e impulsos em direções opostas são aplicados em paredes laterais longas opostas para fornecer um fluxo de agitação de modo a formar um fluxo em espiral em uma seção transversal horizontal próxima de um menisco no molde.

[013] Ao aplicar o método acima, é possível realizar uma distribuição uniforme da temperatura do aço fundido próximo ao nível do banho no molde e uma espessura uniforme da casca solidificada, e da mesma forma evitar que inclusões fiquem presas na casca solidificada. Desse modo, primeiro, da mesma forma na fundição de placa fina, é preferível formar um fluxo em espiral na seção transversal horizontal perto do menisco no molde. Em seguida, à medida que a taxa de fluxo de agitação aumenta, o efeito de equalizar a espessura da casca solidificada aumenta, de modo que é preferível fornecer um fluxo de agitação suficiente. Em particular, na fundição de placa fina de tipos de aço, tal como aço hipoperitético, que é susceptível de causar solidificação não uniforme devido à transformação δ/γ, uma rachadura longitudinal é provável ser formada no centro do lado longo do molde devido a uma estagnação do fluxo de aço fundido em um espaço estreito entre o bocal de imersão e o lado longo do molde, e é importante fornecer um fluxo de agitação suficiente.

[014] Quando um fluxo em espiral é formado no molde, como mostrado na FIGURA 2, em quatro cantos do molde, a pressão sobe em um local onde o fluxo de agitação colide para aumentar o nível do banho para cima, ao contrário, um fenômeno no qual o nível do banho (superfície do banho) é rebaixado ocorre em uma porção central na direção da espessura (em seguida, da mesma forma referido como a parte central da espessura) em um lado curto da parede lateral do molde. Especificamente, como mostrado na FIGURA 2 (A), ao fornecer o fluxo de agitação tal que o fluxo de agitação gire na seção transversal horizontal pelo EMS, uma superfície de aço fundido 7 projeta-se para cima no canto e cede na porção central de espessura no lado curto da parede lateral. Uma camada de pó 18 existe na superfície de aço fundido 7.

[015] Em particular, ao focar na parede lateral curta, onde a distância entre os cantos é curta e um gradiente devido à irregularidade do nível do nível do banho é grande, como mostrado na FIGURA 2 (B), uma casca solidificada 19 é primeiro formada no canto, e na porção central de espessura, a solidificação começa mais tarde do que o canto devido à irregularidade do nível do nível do banho. Desse modo, mais para baixo no molde, como mostrado na FIGURA 2 (C), a solidificação é mais atrasada na porção central de espessura e uma porção de atraso de solidificação 20 é formada.

[016] Um bocal de imersão 2 é fornecido com um orifício de descarga 3 que se estende na direção do lado longo de um molde 12, e quando um fluxo de descarga (em seguida da mesma forma referido como fluxo de descarga de bocal 4) de aço fundido é formado a partir do orifício de descarga 3, a taxa de fluxo em uma porção central de espessura é mais alta na direção da espessura de uma peça de aço. O fluxo de descarga do bocal 4 colide com uma casca solidificada do lado curto. Um atraso de solidificação devido ao fluxo de descarga do bocal colidindo com a casca solidificada do lado curto é mais notável na porção central da espessura na direção da espessura da peça de aço. Em particular, na fundição de tipos de aço, tal como aço hipoperitético, que é susceptível de causar solidificação não uniforme devido à transformação δ/γ, uma porção central de espessura do lado curto é ainda flutuada por um momento de flexão e o atraso de solidificação é acelerado. Além disso, a tensão de tração atua em uma interface para facilmente causar uma rachadura sob a camada.

[017] Do exposto acima, como um resultado da irregularidade de uma forma do nível do nível do banho formado pelo fluxo de agitação pelo EMS, a solidificação é atrasada e, além disso, o fluxo de descarga do bocal colide. Portanto, uma porção de atraso de solidificação excessivamente grande é formada localmente e, quando a extensão se torna notável, ocorre uma quebra. Tal fenômeno ocorre facilmente porque a distância entre o bocal de imersão e a parede lateral curta torna-se mais curta à medida que a largura da fundição se torna mais estreita.

[018] A partir da situação acima, na fundição de placa fina, é difícil realizar agitação eletromagnética que forneça um fluxo em espiral no molde, e mesmo se a agitação eletromagnética for realizada, é difícil equalizar a casca solidificada e, principalmente, é difícil fornecer uma taxa de fluxo de agitação suficiente para evitar uma rachadura longitudinal no centro do lado longo do aço hipoperitético.

[019] A presente invenção foi feita tendo em vista as circunstâncias acima, e um objetivo da presente invenção é fornecer uma instalação de fundição contínua para aço e um método de fundição contínua para aço capaz de prevenir uma rachadura longitudinal no centro de um lado longo de uma peça de aço na fundição de placa fina. Meios para resolver o problema

[020] A essência da presente invenção é como segue.

[021] Um primeiro aspecto da presente invenção é uma instalação de fundição contínua usada para fundição de placa fina para aço em que a espessura da peça de aço em um molde é de 150 mm ou menos e a largura da fundição é de 2 m ou menos. A instalação de fundição contínua para aço tem um molde para fundição de aço fundido que inclui um par de paredes laterais longas e um par de paredes laterais curtas que são formadas cada uma de uma placa de cobre e estão dispostas opostas uma à outra, um bocal de imersão que fornece o aço fundido no molde e um dispositivo de agitação eletromagnético que está disposto ao longo da parede lateral longa em um lado posterior do par de paredes laterais longas e fornece um fluxo em espiral em uma superfície de aço fundido no molde. Nesta instalação de fundição contínua, uma espessura DCu (mm) da placa de cobre da parede lateral longa, uma espessura T (mm) da peça de aço, uma frequência f (Hz) do dispositivo de agitação eletromagnético, condutividade elétrica σ (S/m) do aço fundido e a condutividade elétrica σCu (S/m) da placa de cobre da parede lateral longa são ajustadas para satisfazer as seguintes fórmulas (1)-a e (1)-b: DCu < √(2/σCuωμ) (1) -a √(1/2σωμ) <T (1) -b

[022] onde ω = 2πf: velocidade angular (rad/seg) e μ = 4π × 10-7: permeabilidade magnética em vácuo (N/A2).

[023] Na instalação de fundição contínua para aço descrita em (1) acima, uma forma de seção transversal plana de uma superfície interna da parede lateral curta é uma forma curva que se projeta para fora do molde em uma posição de menisco que é uma posição de 100 mm abaixo de uma extremidade superior do molde, e é uma forma plana em uma porção inferior do molde, enquanto uma quantidade projetada da forma curva diminui gradualmente em direção a um lado inferior na direção de fundição, uma faixa de formação da forma curva é uma faixa da posição do menisco para uma posição igual ou inferior a uma extremidade inferior do dispositivo de agitação eletromagnético e superior a uma profundidade de imersão do bocal de imersão e uma quantidade projetada δ (mm) na posição do menisco da forma curva e a espessura T (mm) da peça de aço fundida pelo molde pode satisfazer uma relação da seguinte fórmula (2): 0,01 ≤ δ/T ≤ 0,1 (2).

[024] Um segundo aspecto da presente invenção é um método de fundição contínua para aço usando a instalação de fundição contínua para aço descrito em (1) ou (2) acima, e no método de fundição contínua para aço, uma espessura DCu (mm) da placa de cobre, uma espessura T (mm) da peça de aço, uma frequência f (Hz) do dispositivo de agitação eletromagnético, condutividade elétrica σ (S/m) do aço fundido e condutividade elétrica σCu (S/m) da placa de cobre são ajustados para satisfazer as seguintes fórmulas (1)-a e (1)-b: DCu < √(2/σCuωμ) (1)-a √ (1/2σωμ) < T (1) -b

[025] Aqui, ω = 2πf: velocidade angular (rad/seg), μ: permeabilidade magnética do vácuo (N/A2).

[026] Efeitos da invenção

[027] Na instalação de fundição contínua e no método de fundição contínua usado para fundição de placa fina para aço de acordo com a presente invenção, o dispositivo de agitação eletromagnético é instalado no molde na fundição de placa fina e, além disso, uma frequência de corrente alternada aplicada para o dispositivo de agitação eletromagnético é otimizado, de modo que o fluxo em espiral seja formado próximo a um nível de um nível de banho, mesmo na fundição de placa fina em que a espessura da peça de aço é de 150 mm ou menos. Como resultado, é possível obter uma solidificação uniforme em uma superfície lateral longa e evitar uma rachadura longitudinal no centro de um lado longo da peça de aço.

[028] Quando uma forma de seção transversal plana da superfície interna da parede lateral curta é feita em uma forma curva e a faixa de formação é definida, a solidificação uniforme no lado da parede lateral curta pode ser alcançada e uma forma de uma porção solidificada na parede lateral curta pode ser retangular (forma plana). Isso elimina uma rachadura sob a camada em uma porção central da largura do lado longo e um centro da espessura do lado curto, e ainda elimina uma quebra devido ao atraso de solidificação próximo ao centro da espessura do lado curto.

[029] Como resultado, a solidificação uniforme pode ser obtida enquanto o fluxo em espiral é fornecido próximo ao nível do banho no molde, e uma velocidade de fundição pode ser aumentada, o que é preferível. Breve Descrição dos Desenhos

[030] FIGURA 1 é um diagrama conceitual em perspectiva para explicar um fluxo de aço fundido em um molde por agitação eletromagnética.

[031] FIGURA 2 é um diagrama conceitual que mostra uma forma de superfície de aço fundido e um estado de solidificação inicial no molde por agitação eletromagnética, onde a FIGURA 2 (A) é uma vista em corte lateral parcial tomada ao longo da linha A-A, FIGURA 2 (B) é uma vista em em corte plana parcial feita ao longo da linha B-B e a FIGURA 2 (C) é uma vista em corte plana parcial tomada ao longo da linha C-C.

[032] FIGURA 3 é uma vista que mostra uma forma curva formada em uma parede lateral curta, onde a FIGURA 3 (A) é uma vista em corte lateral tomada ao longo da linha A-A, FIGURA 3 (B) é uma vista em corte plana tomada ao longo da linha B-B e a FIGURA 3 (C) é uma vista em corte plana tomada ao longo da linha C-C e a FIGURA 3 (D) é uma vista em corte plana obtida ao longo da linha D-D.

[033] FIGURA 4 é um gráfico que mostra uma influência de uma frequência de agitação eletromagnética em uma profundidade da camada do molde e uma profundidade da camada de uma força eletromagnética de aço fundido.

[034] FIGURA 5 é um diagrama que ilustra uma faixa branca observada em uma seção transversal de uma peça de aço.

[035] FIGURA 6 é um gráfico que mostra uma relação entre uma quantidade de projeção δ da forma curva da parede lateral curta e a uniformidade de solidificação.

[036] FIGURA 7 é um diagrama que mostra um raio de curvatura R da forma curva que é um arco e a quantidade de projeção δ.

[037] FIGURA 8 é um gráfico que mostra uma relação entre o raio de curvatura R da forma curva que é um arco e a quantidade de projeção δ.

[038] FIGURA 9 é um gráfico que mostra uma relação entre uma faixa de formação de forma curva (faixa de projeção) em uma direção de altura e a uniformidade de solidificação.

[039] FIGURA 10 é um diagrama que ilustra um estreitamento lateral curto. Modalidade da invenção

[040] Daqui em diante, será descrita uma instalação de fundição contínua para uma peça de aço de placa fina de acordo com uma modalidade da presente invenção (a seguir referida como a instalação de fundição contínua de acordo com a presente modalidade) na qual uma espessura da peça de aço em um molde é 150 mm ou menos. A espessura da peça de aço pode ser superior a 100 mm.

[041] A instalação de fundição contínua de acordo com a presente modalidade é uma instalação com um molde 12 para fundir aço fundido que inclui um par de paredes laterais longas e um par de paredes laterais curtas que são formadas cada uma de uma placa de cobre e estão dispostas opostas uma à outra, um bocal de imersão 2 que fornece aço fundido 6 no molde e um dispositivo de agitação eletromagnético 1 que está disposto ao longo da parede lateral longa em um lado atrás do par de paredes laterais longas e fornece um fluxo em espiral 9 para aço fundido perto de um superfície de aço fundido 7 (em seguida, da mesma forma referido como nível de banho) no molde. FIGURA 1 mostra um diagrama esquemático de um fluxo de aço fundido no molde quando EMS é aplicado. Na FIGURA 1, a parede lateral longa e a parede lateral curta do molde 12 não são mostradas para fácil compreensão, e um espaço de fundição 5 rodeado pela parede lateral longa e a parede lateral curta é mostrada. Uma vez que a superfície de aço fundido 7 no molde é normalmente fundida a cerca de 100 mm de distância de uma extremidade superior do molde, uma posição 100 mm abaixo da extremidade superior do molde é referida como uma posição de menisco P1 na seguinte descrição.

[042] A instalação de fundição contínua de acordo com a presente modalidade tem a seguinte configuração (a). Configuração (a): uma espessura de placa de cobre DCu de uma parede lateral longa 15 do molde mostrada na FIGURA 2 (A), uma espessura de peça de aço T no molde e uma frequência f de uma corrente alternada aplicada ao dispositivo de agitação eletromagnético satisfazem uma expressão relacional predeterminada.

[043] Pela configuração (a), é possível formar um fluxo de agitação em uma porção do menisco, mesmo na fundição de placa fina em que a espessura da peça de aço no molde é de 150 mm ou menos.

[044] A instalação de fundição contínua de preferência ainda tem as seguintes configurações (b) e (c).

[045] Configuração (b): uma forma de seção transversal plana de uma superfície interna (a seguir, da mesma forma referida como a forma de superfície interna) de uma parede lateral curta 10 é uma forma curva projetando-se para fora do molde perto da posição do menisco P1, como mostrado na FIGURA 3, e é uma forma plana em uma porção inferior (diferente da forma curva) enquanto uma quantidade projetada da forma curva é gradualmente reduzida (estreitada) para um lado inferior na direção de fundição. A porção que se projeta de modo a formar uma forma curva é uma porção côncava quando vista do molde 12 e, portanto, é da mesma forma referida como um recesso 14.

[046] Configuração (c): uma faixa de formação da forma curva é uma faixa da posição do menisco P1 em uma posição P2 igual ou inferior a uma extremidade inferior 16 (posição de extremidade inferior de um núcleo (núcleo de ferro)) do dispositivo de agitação eletromagnético e superior a uma profundidade de imersão 17 do bocal de imersão. A profundidade de imersão 17 do bocal de imersão é uma profundidade (por exemplo, cerca de 200 a 350 mm) de uma posição de extremidade inferior do orifício de descarga 3, e a posição de extremidade inferior do orifício de descarga 3 do bocal de imersão é inferior a extremidade inferior 16 do dispositivo de agitação eletromagnético.

[047] Quando a instalação de fundição contínua tem as configurações (b) e (c), a solidificação uniforme no lado da parede lateral curta pode ser alcançada e uma forma de uma porção solidificada no lado da parede lateral curta pode ser feita de forma retangular (forma plana). Isso elimina uma rachadura sob a camada em uma porção central da largura do lado longo e um centro da espessura do lado curto, e ainda elimina uma quebra devido ao retardo de solidificação próximo ao centro da espessura do lado curto.

[048] A configuração (a) será descrita abaixo.

[049] Os presentes inventores estudaram as condições para formar um fluxo de agitação em uma porção de superfície de aço fundido no molde na fundição de placa fina em que a espessura da peça de aço é de 150 mm ou menos.

[050] Para esse propósito, em primeiro lugar, é importante que a profundidade da película de um campo magnético alternado formado pelo dispositivo de agitação eletromagnético 1 seja maior do que a espessura da placa de cobre DCu da parede lateral longa do molde 15. Esta condição é definida pela seguinte fórmula (1)-a. Ou seja, a profundidade da película do campo eletromagnético em um condutor necessita ser maior do que a espessura da placa de cobre DCu. DCu <√ (2/σCuωμ) (1)-a

[051] Convencionalmente, na fundição de placa fina em que a espessura da peça de aço T é de 150 mm ou menos, não foi possível formar um fluxo em espiral no aço fundido no molde, mesmo que um impulso de agitação eletromagnético tenha sido aplicado de modo que um fluxo em espiral fosse formado no molde. Por outro lado, os inventores da presente invenção descobriram primeiro que, a fim de evitar que os campos eletromagnéticos formados no molde pelo dispositivo de agitação eletromagnético, instalado nos respectivos lados traseiros das duas paredes laterais longas 15 voltadas uma para a outra, interferindo entre si, a frequência é ajustada de modo que a profundidade da camada de uma força eletromagnética a ser formada em aço fundido pelo dispositivo de agitação eletromagnético seja menor do que a espessura da peça de aço T, de modo que o fluxo em espiral seja formado em um nível de nível do banho. Esta condição é definida pela fórmula (1)-b. Esta fórmula mostra uma relação entre a profundidade da camada da força eletromagnética e a espessura da peça de aço, e a profundidade da camada da força eletromagnética é definida pela metade da profundidade da camada do campo eletromagnético no condutor. Isso ocorre porque, embora a força eletromagnética seja uma densidade de corrente × uma densidade de fluxo magnético, a penetração da densidade de corrente e do campo magnético no condutor é descrita por √(2/σωμ), de modo que a profundidade da camada da força eletromagnética do produto é 1/2 × √(2/σωμ), que é descrito por √(1/2σωμ). √ (1/2σωμ) <T (1) -b

[052] Nas fórmulas acima (1)-a e (1)-b, ω = 2πf: velocidade angular (rad/seg), μ: permeabilidade magnética no vácuo (N/A2), DCu: espessura da placa de cobre do molde (mm), T: espessura da peça de aço (mm), f: frequência (Hz), σ: condutividade elétrica do aço fundido (S/m) e σCu: condutividade elétrica da placa de cobre (S/m).

[053] Ao realizar agitação eletromagnética em uma alta frequência, como especificado pela fórmula (1)-b, pela primeira vez, na fundição de placa fina em que a espessura da peça de aço é de 150 mm ou menos, torna-se possível formar um fluxo em espiral com uma taxa de fluxo suficiente no molde. Na agitação eletromagnética no molde convencional, é comum usar uma baixa frequência para reduzir a perda de energia em uma placa de cobre do molde.

[054] A condutividade elétrica do aço fundido e a condutividade elétrica da placa de cobre podem ser medidas usando um medidor de condutividade elétrica disponível comercialmente.

[055] FIGURA 4 mostra um exemplo de uma influência de uma frequência de agitação eletromagnética na profundidade da camada do molde e uma profundidade da camada de uma força eletromagnética de aço fundido. Quando a espessura da placa de cobre da parede lateral longa é de 25 mm, se uma frequência de agitação eletromagnética f for menor do que 20 Hz, a fórmula (1)-a pode ser satisfeita. Quando a espessura T de uma peça de aço moldada é 100 mm, se a frequência de agitação eletromagnética f for maior do que 10 Hz, a fórmula (1)-b pode ser satisfeita.

[056] Desse modo, o dispositivo de agitação eletromagnético é instalado no molde na fundição de placa fina e, além disso, a frequência da corrente alternada aplicada ao dispositivo de agitação eletromagnético é otimizada, de modo que o fluxo em espiral seja formado próximo ao nível do nível de banho mesmo na fundição de placa fina em que a espessura da peça de aço é de 150 mm ou menos. Como resultado, é possível obter uma solidificação uniforme em uma superfície lateral longa e evitar uma rachadura longitudinal no centro de um lado longo da peça de aço.

[057] A seguir, a configuração (b) será descrita.

[058] Os presentes inventores estudaram um método para conseguir solidificação uniforme perto da parede lateral curta sob o fluxo de aço fundido obtido pela aplicação do EMS.

[059] Em primeiro lugar, foi considerado que, ao adotar a configuração acima (b) como a configuração da parede lateral curta do molde:

[060] a contração de solidificação em cada direção da parede lateral longa e a parede lateral curta podem ser compensadas,

[061] a configuração do próprio molde pode seguir uma mudança na forma perto de um canto, e

[062] um aumento de pressão no canto devido à colisão do fluxo de agitação pode ser mitigado.

[063] Desse modo, um molde com uma forma de superfície interna diferente da parede lateral curta 10 foi produzido, a fundição foi realizada usando o molde e uma influência de uma forma interna da parede lateral curta 10 na forma da peça de aço foi investigada.

[064] Na investigação, aço C 0,1% (aço hipoperitético) foi produzido por refino em um conversor, tratamento em um dispositivo de desgaseificação a vácuo do tipo refluxo e adição de uma liga. Em seguida, uma peça de aço com uma largura de 1200 mm e uma espessura de 150 mm foi fundida em uma velocidade de fundição de 5 m/min. Uma posição da superfície de aço fundido no molde estava 100 mm afastada da extremidade superior do molde.

[065] Aqui, a fundição foi realizada usando uma instalação de fundição contínua equipada com o dispositivo de agitação eletromagnético 1 (EMS) no lado de trás da parede lateral longa 15 com a finalidade de formar o fluxo em espiral em uma seção transversal horizontal perto do menisco. O EMS foi instalado de forma que uma extremidade superior de um núcleo EMS coincidisse com a posição do menisco P1 (100 mm além da extremidade superior do molde) no molde. Uma espessura do núcleo do EMS é de 200 mm e a extremidade inferior 16 do dispositivo de agitação eletromagnético está a 200 mm da posição do menisco. A profundidade de imersão 17 do bocal de imersão foi de 250 mm afastada da posição do menisco P1. A fundição foi realizada nas mesmas condições, sem o uso do dispositivo de agitação eletromagnético.

[066] Uma amostra foi cortada da peça de aço fundido e uma estrutura de solidificação de uma porção lateral curta foi investigada. Como mostrado na FIGURA 5, uma linha de segregação negativa linear chamada de faixa branca 21 e indicando uma frente de casca solidificada em um determinado momento é observada na seção transversal da peça de aço. Isso ocorre porque um fluxo de aço fundido atinge a casca solidificada e o aço fundido concentrado em uma superfície frontal da casca solidificada é lavado. Portanto, uma espessura de uma superfície 25 de uma peça de aço 22 para a faixa branca 21 representa uma espessura da casca solidificada em uma posição onde o fluxo de aço fundido colide. Desse modo, em uma região em direção a um centro de largura de um canto 26 em um lado longo 23 da peça de aço 22, uma espessura A de um local onde uma espessura da superfície 25 até a faixa branca 21 é substancialmente constante e uma espessura B de uma porção mais fina de um centro de espessura 27 de um lado curto 24 foram medidos, e uma relação entre a espessura A e a espessura B, isto é, B/A foi definida como uniformidade de solidificação. Se a uniformidade de solidificação for 0,7 ou mais, nenhuma rachadura sob a camada é observada, de modo que 0,7 foi definido como uma condição de julgamento.

[067] A magnitude da resistência do molde foi avaliada comparando um valor de corrente de oscilação medido com o valor de corrente de oscilação quando ocorreu o escape.

[068] Os resultados experimentais serão descritos a seguir.

[069] Em primeiro lugar, vários moldes tendo materiais e espessuras diferentes nas placas de cobre do molde foram produzidos, e a fundição foi realizada sob a condição de que a frequência f da corrente alternada aplicada ao dispositivo de agitação eletromagnético 1 fosse diferente. Em uma porção central da largura da peça de aço fundido, a estrutura de solidificação foi investigada, um ângulo de inclinação do crescimento de dendrito para dentro de uma superfície de peça de aço, ou seja, um ângulo em relação a uma perpendicular de uma superfície do lado longo foi medido e sua direção de inclinação foi investigada. Com base no documento de não Patente 2, a taxa de fluxo e a direção do fluxo do aço fundido no local foram avaliados a partir do ângulo de inclinação e da direção de inclinação do dendrito. Como resultado, verificou-se que um fluxo em espiral favorável foi formado na porção do menisco, contanto que as condições satisfizessem a seguinte relação entre a frequência f da corrente alternada fluindo no dispositivo de agitação eletromagnético 1, condutividade elétrica σCu (S/m) da placa de cobre do molde, a espessura da placa de cobre DCu (S/m) e a espessura T (mm) da peça de aço. DCu <√ (2/σCuωμ) (1)-a √ (1/2σωμ) <T (1)-b

[070] onde ω = 2πf: velocidade angular (rad/seg), μ: permeabilidade magnética no vácuo (N/A2) e σ: condutividade elétrica do aço fundido (S/m).

[071] Foi da mesma forma descoberto que, desde que as condições satisfaçam as fórmulas acima (1)-a e (1)-b, a taxa de fluxo do fluxo de agitação no nível do banho de 20 cm/s pode ser assegurada ajustando o impulso 8 da agitação eletromagnética.

[072] Em seguida, após a parede lateral curta 10 ter sido fornecida com uma forma curva, como mostrado na FIGURA 3, e uma influência de uma projeção curva na uniformidade de solidificação e na resistência do molde foi examinada. A faixa de formação da forma curva é uma faixa da posição do menisco P1 (posição de 100 mm da extremidade superior do molde) até a posição P2 mostrada na FIGURA 3. Claro, a forma curva é formada continuamente a partir da posição do menisco P1 até a extremidade superior do molde, como mostrado na FIGURA 3. Durante a fundição, o nível do nível do banho no molde é ajustado de forma que a posição do menisco P1 fique ao nível do nível do banho (superfície de aço fundido 7). As condições de agitação eletromagnética foram aquelas que satisfaziam as fórmulas (1)-a e (1)-b acima, e o impulso da agitação eletromagnética foi ajustado de modo que a taxa de fluxo do fluxo de agitação no nível do banho fosse 30 cm/seg.

[073] Em primeiro lugar, a posição final inferior P2 da faixa de formação da forma curva foi ajustada para 200 mm na direção de fundição a partir do nível do nível do banho (posição do menisco P1). A posição final inferior P2 é igual à extremidade inferior 16 do dispositivo de agitação eletromagnético e está localizada acima da profundidade de imersão 17 do bocal de imersão. Em seguida, uma quantidade de projeção δ na posição do menisco P1 foi alterada para 0 a 15 mm, e B/A na FIGURA 5 descrito acima foi usado como a uniformidade de solidificação para avaliar a influência da peça de aço na uniformidade de solidificação.

[074] Os resultados são mostrados na figura. 6. Quando EMS não foi usado, a uniformidade de solidificação foi de 0 a 0,3, e houve momentos em que a fundição foi interrompida por vazamento. No entanto, nas condições que satisfazem as fórmulas acima (1)-a e (1)-b, mesmo se a quantidade de projeção δ na posição do menisco P1 fosse 0, o atraso de solidificação no centro da espessura do lado curto foi eliminado, e a uniformidade de solidificação foi bastante melhorada para 0,6.

[075] Além disso, quando o valor de projeção δ = 1 mm, a uniformidade de solidificação foi de 0,66. Quando δ = 1,5 mm, a uniformidade de solidificação foi de 0,70. Quando δ = 2 mm, a uniformidade de solidificação foi de 0,72. Portanto, se a quantidade de projeção δ for ajustada para 1,5 mm ou mais, pode-se dizer que o efeito de que nenhuma rachadura sob a camada é observada mesmo em aço C 0,1% (aço hipoperitético) e a uniformidade de solidificação de 0,7 ou mais é alcançada foi reconhecido. Quando a quantidade projetada δ excedeu 15 mm (Δ/T = 0,1), a resistência do molde tendeu a aumentar. Ou seja, quando δ/T estava na faixa de 0,01 a 0,1, a uniformidade de solidificação foi melhorada ainda mais, e nenhum aumento na resistência do molde foi observado.

[076] Embora este resultado seja obtido quando a espessura T da peça de aço foi definida para 150 mm, foi da mesma forma detectado que, como resultado de experiências com várias alterações de espessura, a quantidade de projeção δ (mm) necessária na posição do menisco P1 foi proporcional à espessura T (mm) da peça de aço fundida no molde. Esta expressão relacional é mostrada como fórmula (2). 0,01 ≤ δ/T ≤ 0,1 (2).

[077] Como a forma curva formada na parede lateral curta 10, a forma em seção transversal plana pode ser selecionada a partir de uma forma de arco, uma forma elíptica, uma curva senoidal e qualquer outra forma curva. Por exemplo, quando uma forma de arco é adotada, com base no diagrama esquemático mostrado na FIGURA 7, quando a forma da superfície interna da parede lateral curta é uma forma suavemente curva de modo a se projetar para fora do molde perto do menisco e o resultado da fórmula acima (2), isto é, δ/T na posição do menisco P1 é representada pelo raio de curvatura R (mm) da forma curva e a espessura T (mm) da peça de aço, uma relação da seguinte fórmula (3) é obtida. /T = R/T - (√(4R2 - T2))/(2T) (3)

[078] FIGURA 8 é um resultado (relação entre o raio de curvatura R e a quantidade de projeção δ) obtido definindo a espessura T da peça de aço para 150 mm usando a fórmula acima (3), e verificou-se que a fórmula acima (2) foi satisfeita dentro de um intervalo indicado por ↔ (seta branca de duas pontas) na FIGURA 8, e foi obtida uma alta uniformidade de solidificação.

[079] Aqui, a razão pela qual uma alta uniformidade de solidificação é obtida pela configuração (b) descrita acima é resumida como segue.

[080] Quando a superfície interna da parede lateral curta é curva, um comprimento da superfície interna da parede lateral curta na corte transversal de vista plana muda (aumenta) substancialmente, de modo que o mesmo efeito como aquele obtido quando a parede lateral longa é afunilada perto do menisco é obtido.

[081] Quanto à forma do canto, o ângulo do menisco torna-se obtuso ou superior a 90 graus, de modo que o aumento da pressão no canto é moderado e a própria saliência torna-se pequena.

[082] O molde muda a forma do lado curto de uma forma de R para uma forma plana de modo a comprimir todo o lado curto na direção de fundição em relação à peça de aço. Desse modo, o aço fundido projeta-se para cima devido ao EMS e cede em uma porção central de espessura do lado curto, de modo que isso seja eficaz para alcançar a solidificação uniforme da porção central de espessura do lado curto em que é provável que ocorra o retardo de solidificação.

[083] Quando uma projeção curva é formada na parede lateral curta, a faixa de formação (posição final inferior P2) foi variada na direção da fundição e um teste foi realizado. Os resultados são mostrados na figura. 9. Uma extensão da projeção de um eixo horizontal é a distância da posição do menisco P1 até a posição final inferior P2 da forma curva.

[084] Neste teste de fundição, a extremidade superior do núcleo do EMS é a posição do menisco P1, e uma espessura na direção da altura do núcleo (em seguida da mesma forma referida como a espessura do núcleo) é de 200 mm, de modo que a extremidade inferior 16 do dispositivo de agitação eletromagnético está localizada a 200 mm de distância da posição do menisco P1. Se a posição final inferior P2 de uma região (faixa de formação) onde a projeção é fornecida fosse igual ou inferior à extremidade inferior 16 do dispositivo de agitação eletromagnético, um efeito de melhoria ao fornecer a projeção foi obtido. Porém, quando a faixa de formação da saliência foi de 100 mm, menor que a espessura do núcleo do EMS, a melhoria da uniformidade de solidificação foi insuficiente. Por outro lado, quando o intervalo de formação do projetor foi maior que a espessura do núcleo do EMS e maior que 250 mm que era a profundidade de imersão 17 do bocal de imersão, o efeito tornou-se pequeno.

[085] Portanto, uma configuração preferida da parede lateral curta do molde da mesma forma inclui a configuração (c) acima.

[086] A seguir, o resultado do exame da influência da taxa de fluxo do fluxo de agitação no menisco será descrito.

[087] Nesse caso, um valor atual do EMS foi alterado, uma taxa de fluxo de aço fundido no menisco foi atribuída a 1 m/s e um teste foi realizado. A taxa de fluxo do aço fundido foi calculada a partir de um ângulo de inclinação do dendrito da seção transversal da peça de aço como descrito acima. Como resultado, incluindo a condição de que o EMS não foi aplicado, até uma taxa de fluxo de aço fundido de 60 cm/seg no menisco, um efeito de melhoria de obtenção de solidificação uniforme foi obtido nas condições acima. No entanto, quando a taxa de fluxo do aço fundido excedeu 60 cm/s, a solidificação uniforme não pôde ser alcançada apenas alterando-se a forma da superfície interna do molde.

[088] Quanto ao valor mínimo da taxa de fluxo de aço fundido, quando a taxa de fluxo de aço fundido de 20 cm/s ou mais foi fornecida, e mais preferencialmente, a taxa de fluxo de aço fundido de cerca de 30 cm/s foi fornecida, a solidificação uniforme pode ser alcançada.

[089] Quando a taxa de fluxo do menisco foi de 60 cm/seg, uma altura de protuberância do canto no menisco teve uma diferença de 30 mm da porção central da espessura no lado curto da parede lateral. Desse modo, pode-se dizer que uma faixa de aplicação da instalação de fundição contínua para aço da presente invenção é uma faixa onde a taxa de fluxo do menisco é de 60 cm/s ou menos (particularmente, o limite inferior é de 10 cm/s), e a altura da protuberância no lado curto da parede lateral é de 30 mm ou menos.

[090] Um método para definir um valor de afunilamento da parede lateral curta formando a projeção curva será descrito abaixo.

[091] Presume-se que a parede lateral curta tenha um único afunilamento. Desse modo, com referência ao canto quando nenhuma projeção é formada, de acordo com uma taxa de afunilamento selecionada sob cada condição de fundição, um ângulo definido da parede lateral curta pode ser alterado e uma largura de extremidade superior e uma largura de extremidade inferior do molde podem ser definido. Nesse momento, a faixa de formação da projeção pode ser definida de modo a cair dentro de uma faixa da posição do menisco P1 para a posição P2 que é igual ou maior do que a espessura do núcleo do EMS e é maior do que a profundidade de imersão do bocal de imersão. Além disso, é preferível ajustar a relação δ/T da quantidade de projeção δ (mm) na posição do menisco P1 e a espessura T (mm) da peça de aço para 0,01 ou mais e 0,1 ou menos (isto é, a fórmula (2) descrita acima).

[092] Mesmo se δ/T for 0,1, quando uma relação de um comprimento de um arco formado pela superfície interna da parede lateral curta no menisco para um comprimento de uma porção plana inferior é empregada, δ/T é obviamente menor do que uma quantidade de retração de solidificação. Desse modo, a peça de aço não fica restrita a uma região da projeção, e solidificação uniforme pode ser obtida.

[093] Uma vez que a profundidade de imersão do bocal de imersão é geralmente de 50 a 150 mm além de uma extremidade inferior do núcleo do EMS, é preferível definir uma posição de extremidade inferior de um lado curto projetando-se para uma posição a partir da posição da extremidade inferior do núcleo do EMS ou a extremidade inferior do núcleo até 150 mm.

[094] Embora um tamanho do molde possa ser alterado de várias formas de acordo com o tamanho da peça de aço (placa) a ser fundida, por exemplo, o tamanho é um tamanho capaz de fundir a placa com uma espessura (intervalo entre as paredes laterais longas voltadas uma para a outra) de cerca de 100 a 150 mm e uma largura (intervalo entre as paredes laterais curtas voltadas uma para a outra) de cerca de 1000 a 2000 mm.

[095] Uma vez que a solidificação uniforme pode ser alcançada pela instalação de fundição contínua de acordo com a presente modalidade, a velocidade de fundição pode ser aumentada, de modo que a instalação de fundição contínua de acordo com a presente modalidade seja preferencialmente aplicada à fundição em que a velocidade de fundição é de 3 m/min ou mais. Embora o valor de limite superior não seja especificado, o valor limite superior atualmente possível é, por exemplo, cerca de 6 m/min.

[096] Como descrito acima, mesmo sob a condição de que o fluxo de agitação seja fornecido de modo que o fluxo em espiral seja formado próximo ao nível do banho, isto é, uma condição em que o nível do banho se projeta para cima no canto e afunda na porção central de espessura, o atraso de solidificação na porção central de espessura do lado curto pode ser evitado usando o molde da instalação de fundição contínua de acordo com a presente modalidade, e a solidificação prossegue uniformemente.

[097] Além disso, na parte inferior onde a influência do fluxo de agitação desaparece, a solidificação uniforme pode ser conseguida comprimindo uniformemente na direção da espessura por um afunilamento usual. Como resultado, a forma da parede lateral curta pode ser linear e o atraso de solidificação na porção central da espessura do lado curto pode ser eliminado.

[098] Além disso, quando a forma da superfície interna da parede lateral curta é uma forma curva, é possível obter o efeito de alívio da pressão quando o fluxo em espiral colide com o canto. Desse modo, existe também um efeito de redução da irregularidade de uma forma do nível do banho no lado da parede lateral curta. Exemplos

[099] A seguir, serão descritos exemplos que foram realizados de modo a confirmar os efeitos de ação da presente invenção.

[0100] O aço C 0,1% (aço hipoperitético) foi produzido por refino em um conversor, tratamento em um dispositivo de desgaseificação a vácuo do tipo refluxo e adição de uma liga. Em seguida, o aço fundido foi fundido em uma placa com uma largura de 1800 mm e uma espessura de 150 mm.

[0101] Em primeiro lugar, foram examinadas as condições para formar o fluxo de agitação na porção do menisco. Desse modo, a fundição foi realizada usando uma instalação de fundição contínua equipada com o EMS no lado posterior da parede lateral longa sob a condição de que o fluxo de agitação fosse formado pelo EMS de modo a girar na seção transversal horizontal perto do menisco. O material da placa de cobre do molde foi ES40A, a espessura da placa de cobre do molde DCu foi de 25 mm, a passagem de corrente é realizada sob a condição de que a frequência f do campo magnético alternado que flui no dispositivo de agitação eletromagnético fosse alterada e a fundição realizada. A condutividade elétrica do aço fundido σ = 6,5 × 105 S/m, a condutividade elétrica da placa de cobre σCu = 1,9 × 107 S/m e a permeabilidade magnética no vácuo μ = 4π × 10-7 N/A2. Uma estrutura de solidificação de seção C da peça de aço foi amostrada, o ângulo de inclinação do dendrito na porção central da largura foi medido e a taxa de fluxo de agitação foi estimada a partir do ângulo de inclinação usando a fórmula de Okano e outro descrita no Documento de não Patente 2. O lado direito da fórmula (1)-a foi a profundidade da camada do molde, e o lado esquerdo da fórmula (1)-b foi a profundidade da camada da força eletromagnética. Os resultados são mostrados na Tabela 1.

[0102] Em relação à avaliação da rachadura longitudinal em um centro na direção da largura do lado longo da peça de aço, a superfície da peça de aço foi observada visualmente, e a presença de uma rachadura com um dente substancialmente paralelo à direção de fundição ou um dente foi investigada. Além disso, em relação a um local onde foi observado um dente, uma amostra foi cortada. Após o polimento, uma estrutura de solidificação foi retratada com ácido pícrico, e a presença de uma rachadura acompanhada de segregação de P ou similar sob a camada foi investigada. Quando a rachadura acompanhada de segregação de P ou similar fosse encontrada sob a camada, era avaliada como “presença” da rachadura longitudinal e, quando não houve rachadura, era avaliada como “ausência”. Como resultado, nos Exemplos da Invenção A2 a A5 na Tabela 1, nenhuma rachadura longitudinal foi observada no centro na direção da largura do lado longo. Por outro lado, nos Exemplos Comparativos A1 e A6, embora a melhoria tenha sido obtida em comparação com a condição em que EMS não foi aplicado, quando uma observação detalhada foi realizada, a rachadura longitudinal foi observada no centro na direção da largura do lado longo.

[0103] Como nos Exemplos de Invenção A2 a A5 na Tabela 1, quando a frequência foi ajustada (satisfazendo a fórmula (1)-b) de modo que a profundidade da camada do molde fosse maior do que a espessura da placa de cobre do molde (satisfazendo a fórmula (1)-a) e a profundidade da camada da força eletromagnética foi menor do que a espessura da peça de aço, a taxa de fluxo do aço fundido foi de 20 cm/seg ou mais, e foi constatado que o fluxo em espiral foi formado de forma eficiente no nível do banho. Desse modo, quanto ao valor mínimo da taxa de fluxo de aço fundido, nos Exemplos Comparativos A1 e A6 na Tabela 1, a rachadura longitudinal no centro na direção da largura do lado longo da peça de aço foi observada, e nenhuma rachadura foi observada sob as condições dos Exemplos da Invenção A2 a A5 em que a taxa de fluxo de aço fundido de 20 cm/seg ou mais pode ser fornecida. Portanto, a solidificação uniforme pode ser alcançada na superfície do lado longo proporcionando uma taxa de fluxo de 20 cm/s ou mais e, mais preferencialmente, fornecendo uma taxa de fluxo de aço fundido de cerca de 30 cm/s. Tabela 1 Profundidade Profundidade da Frequência de da camada do camada de força Taxa de Espessura da agitação molde eletromagnética de fluxo de parede lateral eletromagnética Lado direito da aço fundido agitação longa DCu (mm) f (Hz) fórmula (1)-a Lado direito da (cm/s) (mm) fórmula (1)-b (mm) Exemplo Comparativo 4 25 58 156 18 A1 Exemplo da 8 25 41 110 22 Invenção A2 Exemplo da 10 25 37 99 30 Invenção A3 Exemplo da 12 25 33 90 32 Invenção A4 Exemplo da 16 25 29 78 30 Invenção A5 Exemplo Comparativo 20 30 26 70 15 A6

[0104] Em seguida, nas condições descritas acima, vários moldes com diferentes formas (formas curvas) das paredes laterais curtas foram preparadas e, da mesma forma, usando a instalação de fundição contínua equipada com o EMS na parte de trás da parede lateral longa, a fundição foi realizada sob uma condição em que o fluxo de agitação foi formado pelo EMS de modo a girar em uma taxa de fluxo de agitação de cerca de 30 cm/seg na seção transversal horizontal perto do menisco. O EMS foi instalado de forma que a extremidade superior do núcleo coincidisse com a posição do menisco P1. A espessura do núcleo do EMS é de 200 mm, e a extremidade inferior 16 do dispositivo de agitação eletromagnético está a 200 mm da posição do menisco P1. A fundição foi realizada de forma que a posição do nível do banho no molde coincidisse com a posição do menisco P1. A profundidade de imersão 17 (distância da posição do menisco P1) do bocal de imersão foi de 250 mm, e a velocidade de fundição foi de 4 m/min.

[0105] O afunilamento da parede lateral curta foi de 1,4%/m. Aqui, no afunilamento da parede lateral curta, como mostrado na FIGURA 10, quando a parede lateral curta é vista em uma vista plana, a uma distância entre as superfícies internas (superfícies de contato da peça de aço) (quando há um recesso, a porção mais profunda do recesso) das paredes laterais curtas em ambos os lados, o afunilamento é um valor obtido dividindo a diferença entre uma distância A na extremidade superior do molde e uma distância B na extremidade inferior do molde por um comprimento L na direção vertical (direção da fundição) da parede lateral curta, e expresso em %. Ou seja, afunilamento (%) = (A - B)/L × 100.

[0106] Em relação à placa fundida nas condições acima, a estrutura de solidificação da seção C da peça de aço foi investigada.

[0107] Similar à FIG 6 descrita acima, para a faixa branca 21 (veja FIGURA 5) observada retratando a estrutura de solidificação por gravação, na região em direção ao centro da largura do canto 26 no lado longo 23 da peça de aço, uma relação da espessura A do local onde a espessura da superfície até a faixa branca foi substancialmente constante e a espessura B da porção mais fina do centro da espessura do lado curto, ou seja, B/A foi definida como uniformidade de solidificação. A uniformidade de solidificação de 0,7 ou mais foi avaliada como favorável.

[0108] Além disso, foi investigado se a rachadura sob a camada foi observada na porção de atraso de solidificação. O método de avaliação da rachadura sob a camada é como descrito acima.

[0109] Ao mesmo tempo, a resistência do molde foi da mesma forma investigada. Para a resistência do molde, a corrente de oscilação foi medida, e quando a corrente de oscilação medida era menor do que o valor da corrente de oscilação quando ocorreu a quebra de aderência, a resistência do molde foi avaliada como "pequena", e quando a corrente de oscilação medida era igual ou maior do que o valor da corrente de oscilação quando ocorreu a quebra de aderência, a resistência do molde foi avaliada como “grande”.

[0110] A Tabela 2 mostra as condições e resultados do teste.

Tabela 2 Estado da Forma curva da perede lateral curta Resultado de avaliação de qualidade fundição Agitação No.

Posição da Rachadura eletromagnética Quantidade de Uniformidade de Rachadura δ/T (-) extremidade inferior Resistência longitudinal do projeção δ (mm) solidificação (-) sob a camada P2 (de P1) (mm) lado longo

Exemplo da Com Sem curva Pequena 0,60 Presença Ausência Invenção 1 Exemplo da Com 1,8 0,012 200 Pequena 0,70 Ausência Ausência Invenção 2 Exemplo da Com 7,5 0,050 200 Pequena 0,72 Ausência Ausência Invenção 3 Exemplo da

30/35 Com 14 0,093 200 Pequena 0,75 Ausência Ausência Invenção 4 Exemplo da Com 18 0,120 200 Grande 0,69 Restrita Ausência Invenção 5 Exemplo da Algumas Com 1 0,007 200 Pequena 0,66 Ausência Invenção 6 presentes Exemplo da Com 4,5 0,030 100 Pequena 0,63 Presença Ausência Invenção 7 Exemplo da Com 4,5 0,030 400 Pequena 0,64 Presença Ausência Invenção 8 Exemplo da Com 6 0,040 500 Pequena 0,65 Presença Ausência Invenção 9 Exemplo da Com 2 0,013 400 Pequena 0,61 Presença Ausência Invenção 10 Exemplo Sem Sem curva Pequena 0,20 Presença Presença Comparativo 1

[0111] Cada um dos Exemplos da Invenção 2 a 4 mostrados na Tabela 2 mostra um resultado obtido quando a extremidade inferior da faixa de formação da forma curva da parede lateral curta foi unificada da posição do menisco P1 a 200 mm (= a mesma posição que a inferior final do dispositivo de agitação eletromagnético) e δ/T foi de 0,012, 0,05 ou 0,093 dentro da faixa preferida (0,01 a 0,1); entretanto, a uniformidade de solidificação de 0,7 ou mais foi obtida em todos os casos sem aumentar a resistência do molde, e uma melhora significativa foi obtida. Desde que a uniformidade de solidificação foi melhorada, nenhuma porção de atraso de solidificação foi observada e nenhuma rachadura sob a camada foi observada. Por outro lado, no Exemplo da Invenção 1, embora sob a condição de que nenhuma projeção foi fornecida, a uniformidade de solidificação mostrou um valor baixo em comparação com os Exemplos da Invenção 2 a 4. No entanto, em comparação com a uniformidade de solidificação no Exemplo Comparativo 1 em que a agitação eletromagnética descrita a seguir não foi realizada, a uniformidade de solidificação foi significativamente melhorada e, embora tenham sido encontradas rachaduras sob a camada em alguns casos, elas não estavam em um nível que impedisse a comercialização. Em todos os exemplos da invenção 1 a 4, nenhuma rachadura longitudinal foi observada no centro da superfície do lado longo da peça de aço.

[0112] O Exemplo de invenção 5 é uma condição em que δ/T é 0,12, que é mais do que o valor do limite superior da faixa preferível, embora a projeção seja fornecida. Neste caso, embora a uniformidade de solidificação fosse relativamente boa, o valor da resistência aumentou localmente e houve propriedades de superfície como parcialmente restritas. O Exemplo da invenção 6 é uma condição em que δ/T é 0,007, que é menor do que o limite inferior da faixa preferida, embora a projeção seja fornecida. Neste caso, a uniformidade de solidificação era de 0,66, o que era melhor do que a uniformidade de solidificação do Exemplo 1 da Invenção sem uma curva; no entanto, pequenas rachaduras sob a camada foram dispersas.

[0113] No Exemplo 7 da Invenção, uma projeção foi fornecida e δ/T foi de 0,03 dentro da faixa preferida; no entanto, a faixa de formação da projeção era mais curta do que a espessura do núcleo do EMS, de modo que o valor da uniformidade de solidificação era menor do que nos Exemplos da Invenção 2 a 4. O Exemplo da Invenção 8 mostra um resultado obtido quando uma projeção é fornecida, δ/T é 0,03 dentro da faixa preferível e a faixa de formação da projeção é 0,4 m, que é igual ou maior que a espessura do núcleo do EMS e igual ou maior que a profundidade de imersão do bocal de imersão. Neste caso, o efeito de melhorar a uniformidade de solidificação foi pequeno em comparação com os Exemplos da Invenção 2 a 4. Além disso, uma rachadura sob a camada devido à porção de retardo de solidificação foi da mesma forma observada. No Exemplo 9 da Invenção, uma projeção foi fornecida e δ/T foi de 0,04 dentro da faixa preferível; no entanto, uma vez que a faixa de formação da projeção era de 0,5 m, que era igual ou maior do que a profundidade de imersão do bocal de imersão, o efeito de melhorar a uniformidade de solidificação foi pequeno em comparação com os Exemplos da Invenção 2 a 4. Além disso, uma rachadura sob a camada devido à porção de atraso de solidificação foi da mesma forma observada. No Exemplo da Invenção 10, uma projeção foi fornecida, e δ/T foi de 0,013 dentro da faixa preferível; no entanto, uma vez que a faixa de formação da projeção foi de 0,4 m, que era igual ou superior à profundidade de imersão do bocal de imersão, o efeito de melhorar a uniformidade de solidificação foi pequeno em comparação com os Exemplos da Invenção 2 a 4. Além disso, uma rachadura sob a camada devido à porção de atraso de solidificação foi da mesma forma observada. Em todos os

Exemplos 7 a 10 da invenção, nenhuma rachadura longitudinal foi observada no centro da superfície do lado longo da peça de aço.

[0114] Em contraste, o Exemplo Comparativo 1 não realiza agitação eletromagnética no molde e não tem uma forma curva da parede lateral curta. A uniformidade de solidificação foi de apenas 0,2, nível em que houve risco de interrupção da fundição (vazamento). Uma vez que nenhum fluxo em espiral foi formado, uma grande fenda longitudinal ocorreu no centro da largura do lado longo da peça de aço.

[0115] Do exposto acima, usando a instalação de fundição contínua para aço da presente invenção, é possível formar um fluxo em espiral na seção transversal horizontal perto do menisco de aço fundido no molde, e em uma condição preferível adicional, foi confirmada que quando o fluxo em espiral é formado, a solidificação uniforme no lado da parede lateral curta do molde pode ser alcançada.

[0116] Acima, a presente invenção foi descrita com referência à modalidade. No entanto, deve ser entendido que a invenção não está limitada à modalidade, porém inclui outras modalidades e modificações sem se afastar do escopo como estabelecido nas reivindicações anexas. Por exemplo, as instalações de fundição contínua para aço, obtidas pela combinação de toda ou parte da modalidade e todas ou parte de tais modificações, são, portanto, consideradas como estando dentro do escopo da invenção.

[0117] Na modalidade acima, o valor máximo da quantidade de projeção δ é definido para ser a porção central da espessura da parede lateral curta. No entanto, por exemplo, dependendo do tamanho e configuração do molde, o valor máximo pode ser deslocado da parte central da espessura para o lado do canto.

[0118] Embora a projeção curva seja formada na faixa da extremidade superior da parede lateral curta para a posição P2 abaixo da extremidade inferior do EMS e acima da profundidade de imersão do bocal de imersão, a faixa de formação não é particularmente limitada, desde que a projeção seja formada pelo menos a partir da posição do menisco P1 na direção da fundição. Campo de Aplicação Industrial

[0119] De acordo com a presente invenção, é possível alcançar uma solidificação uniforme enquanto fornece um fluxo em espiral próximo ao nível do banho no molde. Breve descrição dos símbolos de referência 1 dispositivo de agitação eletromagnético 2 bocal de imersão 3 Orifício de descarga 4 Fluxo de descarga do bocal 5 Espaço de fundição 6 Aço fundido 7 Superfície de aço fundido 8 impulso 9 fluxo em espiral 10, 11 Parede lateral curta 12 Molde 14 Recesso 15 Parede lateral longa 16 Extremidade inferior do dispositivo de agitação eletromagnético 17 Profundidade de imersão do bocal de imersão 18 camada em pó 19 Casca solidificada 20 Porção de atraso de solidificação 21 Faixa branca 22 Peça de aço 23 Lado longo

24 Lado curto 25 Superfície 26 Canto 27 Centro de espessura P1 Posição do menisco P2 Posição da extremidade inferior da forma curva δ Quantidade de projeção T Espessura da peça de aço no molde

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Instalação de fundição contínua usada para fundição de placa fina de aço em que a espessura da peça de aço em um molde é de 150 mm ou menos e a largura da fundição é de 2 m ou menos, caracterizada pelo fato de que a instalação de fundição contínua compreende: um molde para fundir aço fundido que inclui um par de paredes laterais longas e um par de paredes laterais curtas que são cada qual formadas de uma placa de cobre e estão dispostas opostas uma à outra; um bocal de imersão que fornece o aço fundido ao molde; e um dispositivo de agitação eletromagnético que está disposto ao longo da parede lateral longa em um lado posterior do par de paredes laterais longas e fornece um fluxo em espiral em uma superfície de aço fundido no molde, em que uma espessura DCu (mm) da placa de cobre da parede lateral longa, uma espessura T (mm) da peça de aço, uma frequência f (Hz) do dispositivo de agitação eletromagnético, condutividade elétrica σ (S/m) do aço fundido e condutividade elétrica σCu (S/m) da placa de cobre da parede lateral longa são ajustados para satisfazer as seguintes fórmulas (1)-a e (1)-b: DCu <√ (2/σCuωμ) (1)-a √ (1/2σωμ) <T (1)-b, em que ω = 2πf: velocidade angular (rad/seg) e μ = 4π × 10-7: permeabilidade magnética em vácuo (N/A2).

2. Instalação de fundição contínua para aço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma forma de seção transversal plana de uma superfície interna da parede lateral curta é uma forma curva que se projeta para fora do molde em uma posição do menisco que está uma posição 100 mm abaixo de uma extremidade superior do molde, e é uma forma plana em uma porção inferior do molde, enquanto uma quantidade de projeção da forma curva diminui gradualmente em direção a um lado inferior na direção da fundição, uma faixa de formação da forma curva é uma faixa da posição do menisco até uma posição igual ou inferior a uma extremidade inferior do dispositivo de agitação eletromagnético e superior a uma profundidade de imersão do bocal de imersão, e uma quantidade de projeção δ (mm) na posição do menisco da forma curva e uma espessura T (mm) da peça de aço fundida pelo molde satisfazem uma relação da seguinte fórmula (2): 0,01 ≤ δ/T ≤ 0,1 (2).

3. Método de fundição contínua para aço, utilizando a instalação de fundição contínua para aço, como definida na reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende ajustar uma espessura DCu (mm) da placa de cobre, uma espessura T (mm) da peça de aço, uma frequência f (Hz) do dispositivo de agitação eletromagnético, condutividade elétrica σ (S/m) do aço fundido e condutividade elétrica σCu (S/m) da placa de cobre para satisfazer as seguintes fórmulas (1)-a e (1)-b: DCu <√ (2/σCuωμ) (1)-a √ (1/2σωμ) <T (1)-b, em que ω = 2πf: velocidade angular (rad/seg) e μ: permeabilidade magnética no vácuo (N/A2).