BRPI0921471B1

BRPI0921471B1 - aparelho de lingotamento contínuo para aço

Info

Publication number: BRPI0921471B1
Application number: BRPI0921471-2A
Authority: BR
Inventors: Takehiko Toh; Hideaki Yamamura; Kenji Umetsu
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2009-11-04
Publication date: 2020-12-22
Also published as: JP4505530B2; EP2361703A4; EP2361703B1; CN102196871A; EP2361703A1; KR20110066971A; US8418749B2; JP2010110765A; CA2742353A1; WO2010052906A1; BRPI0921471A2; US20110209847A1; KR101220767B1; CA2742353C

Abstract

APARELHO DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO PARA AÇO A presente invenção refere-se a um dispositivo de lingotamento contínuo para aço que inclui um molde de lingotamento para lingotar um aço fundido, um bocal de entrada submerso, um dispositivo de agitação eletromagnética, e um dispositivo de freio eletromagnético. Além disso, uma porção curvada que é curvada na direção do dispositivo de agitação eletromagnética é formada pelo menos em uma posição onde a porção curvada é frontal ao bocal de entrada submerso, em cada uma das paredes laterais compridas. Além disso, a distância horizontal entre o topo de uma porção curvada e o bocal de entrada submerso na vista plana é igual a ou maior que 35 mm e menor que 50 mm.

Description

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a um aparelho de lingotamento contínuo para aço que fornece aço fundido a um molde de lingotamento con- tínuo para produzir um fundido.

Esse pedido reivindica prioridade com base no Pedido de Paten- te Japonesa n° 2008-282981 registrado no Documento de Patente Japonesa em 4 de novembro de 2008, cujo teor está aqui incorporado como referência.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

Em um processo de lingotamento contínuo para aço, por exem- plo, a aplicação de um campo magnético de corrente contínua a um aço fun- dido descarregado em um molde de lingotamento é executada com o propó- sito de melhoria da qualidade de um fundido. É sabido que um contrafluxo na direção oposta à corrente principal é gerado em torno de um fluxo de descarga de aço fundido nesse campo magnético de corrente contínua.

No lingotamento contínuo normal de aço fundido, conforme mos- trado na figura 7, por exemplo, é usado um bocal de entrada submerso 102 que descarrega aço fundido 100 em um molde de lingotamento 101. Os ori- fícios de descarga 103 que são apontados na direção para baixo em relação à direção horizontal são formados em dois locais na vizinhança da extremi- dade inferior de uma face lateral do bocal de entrada submerso 102. Tam- bém, para limpar o interior do bocal de entrada submerso 102, o aço fundido 100 é descarregado no molde de lingotamento 101 a partir dos orifícios de descarga 103 enquanto sopram gás não oxidante tal como gás Ar (gás ar- gônio). Em um caso em que um campo magnético de corrente contínua é aplicado a um fluxo de descarga 104 do aço fundido 100 descarregado dos orifícios de descarga 103, por exemplo, por um dispositivo de freio eletro- magnético (não mostrado), um contrafluxo 105 na direção oposta é gerado em torno do fluxo de descarga 104. Como resultado, bolhas de gás Ar 106 contidas no fluxo de descarga 104 não entram facilmente profundamente no aço fundido 100 dentro do molde de lingotamento 101 devido a esse contra- fluxo 105. Como resultado, o número de bolhas de gás Ar 106 pode ser re- duzido dentro de um fundido obtido pelo lingotamento do aço fundido 100.

Entretanto, uma vez que as bolhas de gás Ar 106 fluem no con- trafluxo 105 que se eleva ao longo do bocal de entrada submerso 102, são concentradas em torno do bocal de entrada submerso 102 e flutuam até um menisco 107, as bolhas não podem ser removidas do menisco 107. Nesse caso, algumas bolhas do gás Ar 106 são presas em um revestimento de so- lidificação 108 formado na superfície interna do molde de lingotamento 101. Como resultado, o número de bolhas de gás Ar 106 na camada de superfície de um fundido obtido pelo lingotamento do aço fundido 100 é aumentado.

Assim, para evitar que as bolhas de gás Ar 106 fiquem presas pelo revestimento solidificado 108 do molde de lingotamento 101, é proposto agitar eletromagneticamente o aço fundido 100 na vizinhança do menisco 107 na parte superior do molde de lingotamento 101. Com essa agitação eletromagnética, um fluxo de agitação 109 é formado conforme mostrado na figura 8, por exemplo, no aço fundido 100 na vizinhança do menisco 107; portanto, as bolhas de gás Ar 106 presas no revestimento solidificado 108 podem ser reduzidas (referir-se ao Documento de Patente 1).

Documentos da Técnica Anterior Documentos de Patente Documento de Patente 1 Pedido de Patente Japonesa Não Ex- minado, Primeira Publicação n° 2000-271710

Sumário da Invenção

Problemas a serem resolvidos pela invenção

Entretanto, mesmo em um caso em que a agitação eletromagné- tica é usada junto conforme descrito acima, o número de bolhas de gás Ar 106 na camada de superfície do fundido pode não ser reduzido suficiente- mente. Quando os presentes inventores estudaram a causa disso, foi des- coberto que as bolhas de gás Ar 106 são presas pelo revestimento solidifi- cado 108 formado em uma parede do lado comprido 101a na área 110 entre a parede do lado comprido 101a do molde de lingotamento 101, e o bocal de entrada submerso 102. Conforme descrito acima, embora as bolhas de gás

Ar 106 surjam ao longo do bocal de entrada submerso 102 enquanto fluem no contrafluxo 105, algumas das bolhas de gás Ar 106 são difundidas en- quanto surgem. Como resultado, conforme mostrado na figura 9, por exem- plo, uma vez que o espaço entre a parede de lado comprido 101a e o bocal de entrada submerso 102 é estreito, as bolhas de gás Ar 106 a serem pre- sas pelo revestimento solidificado 108 na parede lateral comprida 101a. Adi- cionalmente como mostrado na figura 8, uma vez que o espaço entre a pa- rede de lado comprido 101a e o bocal de entrada submerso 102 é estreito, mesmo quando o fluxo de agitação 109 é formado pela agitação eletromag- nética, o aço fundido 100 não fluirá facilmente através da área 110. Como resultado, as bolhas de gás Ar 106 no aço fundido 100 na área 110 tendem a ser presas pelo revestimento solidificado 108 na parede lateral comprida 101a.

Uma vez que as bolhas de gás Ar 106 na área 110 permanecem na camada de superfície de um fundido dessa forma e provoca degradação na resistência do fundido ou na rugosidade de superfície no fundido, há a demanda pela melhoria da qualidade do fundido.

A presente invenção foi feita em vista das circunstâncias acima, e tem o objetivo de fornecer um aparelho de lingotamento contínuo para aço que possa reduzir as bolhas de Ar contidas em um fundido feito por lingota- mento contínuo, e possa melhorar a qualidade do fundido.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Para resolver os problemas acima e alcançar o objetivo relevan- te, a presente invenção adotou as medidas a seguir. Isto é, (1) o aparelho de lingotamento contínuo para aço da presente invenção inclui: um molde de lingotamento para lingotar o aço fundido, tendo um par de paredes laterais compridas e um par de paredes laterais curtas; um bocal de entrada submerso que descarrega o aço fundido no molde de lingotamento, um dispositivo de agitação eletromagnética disposto ao longo de cada uma das paredes laterais compridas para agitar uma parte superior do aço fundido dentro do molde de lingotamento; e um dispositivo de freio eletromagnético disposto abaixo do dispositivo de agitação eletromagnética para transmitir um campo magnético de corrente contínua ao longo de cada uma das paredes laterais compridas, que tem uma distribuição de densidade de fluxo que é uniforme na direção da largura do molde de lingotamento em uma direção da espessura do molde de lingotamento. Uma porção curva que é curvada na direção do dispositivo de agitação eletromagnética é formada pelo menos em uma posição onde a porção curvada fica frente ao bocal de entrada submerso em cada uma das paredes laterais compridas. A distância horizontal entre o topo da porção curva e o bocal de entrada submerso na vista plana é igual a ou maior que 35 mm e menor que 50 mm.

De acordo com o aparelho de lingotamento contínuo para aço descrito no item (1) acima, a porção curvada é formada pelo menos em uma posição onde a porção curva fica frontal ao bocal de entrada submerso em cada uma das paredes laterais compridas do molde de lingotamento. Assim, as regiões curvadas podem ser formadas entre as porções curvadas e os bocais de entrada submersos. Uma vez que as regiões curvadas podem ser tornadas mais largas que as regiões convencionais formadas entre as pare- des planas e o bocal de entrada submerso devido à formação da porção curvada, a região onde as bolhas de gás Ar no aço fundido surgem ao longo da periferia externa do bocal de entrada submerso e sendo difundidas pode ser mais larga.

Enquanto isso, quando os presentes inventores executaram uma investigação, foi descoberto que a prisão das bolhas de gás Ar pelo revesti- mento solidificado formado nas paredes laterais compridas do molde de lin- gotamento não pode ser suprimida apenas pela formação da região curvada. Especificamente, quando a distância horizontal entre o topo da porção cur- vada e o bocal de entrada submerso na vista plana for menor que 35 mm, o fluxo do aço fundido flui menos facilmente na região curvada, e as bolhas de gás Ar no aço fundido tendem a ser aprisionadas pelo revestimento solidifi- cado. Adicionalmente, quando a distância horizontal é igual a ou maior que 50 mm, seria difícil garantir o fluxo uniforme do aço fundido na região curva- da, e as bolhas de gás Ar no aço fundido tendem a ser aprisionadas pelo revestimento de solidificação em uma região onde a velocidade de fluxo do aço fundido é lenta. Nesse ponto, de acordo com a presente invenção, as regiões curvadas são formadas de tal forma que a distância horizontal se torna igual a ou maior que 35 mm e menor que 50 mm. Portanto, mesmo quando as bolhas de gás Ar no aço fundido que surgem ao longo do bocal de entrada submerso são difundidas, as bolhas de gás Ar podem flutuar até um menisco. Consequentemente, as bolhas de gás Ar podem ser inibidas de serem aprisionadas pelo revestimento solidificado formado na parede lateral comprida do molde de lingotamento. Adicionalmente, uma vez que a distân- cia horizontal pode ser garantida pelas regiões curvas, um fluxo de agitação do aço fundido formado pelo dispositivo de agitação eletromagnética flui fa- cilmente através dessas regiões curvas. Como resultado, as bolhas de gás Ar são agitadas na parte superior do molde de lingotamento, e podem ser também inibidas de serem aprisionadas pelo revestimento solidificado. Des- sa forma, uma vez que a prisão das bolhas de gás Ar no revestimento solidi- ficado pode ser inibida, as bolhas de gás Ar contidas no fundido podem ser reduzidas, e então a qualidade do fundido pode ser melhorada. (2) No aparelho de lingotamento continuo para aço descrito no item (1) acima, a porão curva pode ser formada curvando-se cada uma das paredes laterais compridas para fora em sua totalidade. Alternativamente, é preferível que a porção curva seja formada em uma superfície interna de cada uma das paredes laterais compridas, e que a superfície externa de ca- da uma das paredes laterais compridas seja uma superfície plana.

No item (2) acima, em um caso em que a porção curvada é for- mada na superfície interna de cada uma das paredes laterais compridas, a distância entre a porção curvada e o dispositivo de agitação eletromagnética se torna mais curto que a distância entre porções diferentes das porções curvadas da parede lateral comprida e o dispositivo de agitação eletromag- nética. Então, o aço fundido na região curvada entre a porção curvada e o bocal de entrada submerso pode ser facilmente agitado. Consequentemente, uma vez que as bolhas de gás Ar no aço fundido na região curvada podem ser suficientemente agitadas, mesmo se as bolhas de gás Ar flutuarem ao longo da periferia externa de um bocal de entrada submerso, as bolhas de gás Ar na região curvada podem ser também inibidas de serem aprisionadas pelo revestimento solidificado.

Efeito da invenção

De acordo com a presente invenção, as bolhas de gás Ar conti- das no fundido podem ser reduzidas, e a qualidade do fundido pode ser me- lhorada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma vista seccional plana mostrando uma configura- ção esquemática na vizinhança de um molde de lingotamento de um apare- lho de lingotamento contínuo relativo a uma modalidade da presente inven- ção.

A figura 2 é uma vista mostrando a configuração esquemática na vizinhança do molde de lingotamento do aparelho de lingotamento contínuo, e é também uma vista seccional vertical ao longo da seta A-A da figura 1.

A figura 3 é uma vista mostrando a configuração esquemática na vizinhança do molde de lingotamento do aparelho de lingotamento contínuo, e é também uma vista seccional vertical ao longo da seta B-B da figura 1.

A figura 4 é uma vista ilustrando o fluxo do aço fundido em uma parte superior do molde de lingotamento quando um dispositivo de agitação eletromagnética do aparelho de lingotamento contínuo é operado, e é tam- bém uma vista seccional plana equivalente à figura 1.

A figura 5 é uma vista ilustrando um campo magnético de cor- rente contínua quando um dispositivo de freio eletromagnético do aparelho de lingotamento contínuo é operado, e é também uma vista seccional plana equivalente à figura 1.

A figura 6 é uma vista ilustrando o fluxo de um campo magnético de corrente contínua, corrente induzida, e contrafluxo quando o dispositivo de freio eletromagnético é operado, e é também uma vista seccional equiva- lente a uma porção superior da figura 2.

A figura 7 é uma vista seccional vertical mostrando uma configu- ração esquemática na vizinhança de um molde de lingotamento de um apa- relho de lingotamento contínuo convencional.

A figura 8 é uma vista mostrando a configuração esquemática na vizinhança do molde de lingotamento, e é uma vista seccional plana ao lon- go de uma seta C-C da figura 7.

A figura 9 é uma vista mostrando a configuração esquemática na vizinhança do molde de lingotamento, e é uma vista seccional vertical ao longo de uma seta D-D da figura 7.

MELHOR FORMA DE EXECUÇÃO DA INVENÇÃO

Doravante será descrita uma modalidade de um aparelho de lin- gotamento contínuo para aço da presente invenção.

A figura 1 é uma vista seccional plana mostrando uma configu- ração esquemática na vizinhança de um molde de lingotamento de um apa- relho de lingotamento contínuo 1 relacionado a uma modalidade da presente invenção, e as figuras 2 e 3 são vistas seccionais verticais mostrando a con- figuração na vizinhança do molde de lingotamento do aparelho de lingota- mento contínuo 1.

Conforme mostrado na figura 1, o aparelho de lingotamento con- tínuo 1 tem um molde de lingotamento 2 cuja forma de seção transversal é retangular. O molde de lingotamento 2 tem um par de paredes laterais com- pridas 2a e um par de paredes laterais curtas 2b. Cada uma das paredes laterais compridas 2a é formada por uma chapa de cobre 3a fornecida no interior e uma caixa de aço inoxidável 4a fornecida no exterior. Adicional- mente, cada uma das paredes laterais curtas 2b é formada por uma chapa de cobre 3b fornecida no interior de uma caixa de aço inoxidável 4b forneci- da no exterior. Em adição, na presente modalidade, o comprimento Lf (es- pessura do lingotamento) da parede de lado curto 2b é, por exemplo, 50 mm até cerca de 300 mm.

Enquanto isso, a largura necessária dos fundidos é, cerca de 50 mm a 80 mm para um fundido tendo uma largura fina, é cerca de 80 mm a 150 mm para um fundido tendo uma largura média, e é cerca de 150 mm a 300 mm para um fundido tendo uma largura normal.

Adicionalmente, a direção horizontal (direção X nas figuras 1 a 3) ao longo da parede lateral comprida 2a é referida como a direção da lar- gura do molde de lingotamento, e a direção horizontal (direção Y nas figuras 1 a 3) ao longo da parede lateral curta 2b é referida como a direção da es- pessura do molde de lingotamento.

Uma porção curvada 5 que é curvada na direção da caixa de aço inoxidável 4a (fora do molde de lingotamento 2) é formada em uma po- sição central na direção da largura do molde de lingotamento, na superfície interna da chapa de cobre 3a da parede de lado comprido 2a.A porção cur- vada 5 é formada em uma posição onde a porção curvada faceia um bocal de entrada submerso 6 (a ser descrito mais tarde) fornecido dentro do molde de lingotamento 2. Adicionalmente, quando é visto nas vistas seccionais ver- ticais mostradas nas figuras 2 e 3, a porção curvada 5 é formada de modo a se sobrepor com o bocal de entrada submerso 6 e se estende para baixo a partir de uma extremidade superior da chapa de cobre 3a. A posição da ex- tremidade inferior da porção curvada 5 pode ter a mesma altura que a posi- ção da extremidade inferior do bocal de entrada submerso 6, ou pode ser uma posição inferior à posição da extremidade inferior do bocal de entrada submerso 6. Em adição, a porção curvada 5 é formada, por exemplo, ras- pando-se a superfície interna da chapa de cobre 3a na forma de uma curva convexa. Também uma região curvada 7, conforme mostrada na figura 1, é formada entre a porção curvada 5 e o bocal de entrada submerso 6.

Em adição, é recomendado que a distância horizontal Li entre o topo curvado da porção curvada 5 e o bocal de entrada submerso 6, quando o molde de lingotamento 2 é visto na vista plana, seja preferivelmente igual a ou maior que uma distância predeterminada, por exemplo, igual a ou maior que 35 mm, em um ponto de vista de garantir a distância de forma que as bolhas de gás Ar 11 que serão descritas abaixo não sejam aprisionadas pe- los revestimentos solidificados 26. Isto é porque, se a distância horizontal Li for menor que 35 mm, o fluxo do aço fundido 8 flui menos facilmente na re- gião curvada 7, e as bolhas de gás Ar 11 dentro do aço fundido 8 tendem a ser aprisionadas pelos revestimentos solidificados 26. Adicionalmente, é re- comendado que a distância horizontal Li seja menor que 50 mm. Isto é por- que, se a distância horizontal Li fosse igual a ou maior que 50 mm, seria di- fícil garantir o fluxo uniforme do aço fundido 8 na região curvada 7, a veloci- dade de fluxo do aço fundido 8 seria lenta, e as bolhas de gás Ar 11 no aço fundido 8 seriam aprisionadas facilmente pelos revestimentos solidificados 26.

Adicionalmente, a distância de curvatura l_2 (a menor distância horizontal entre o topo curvado e ambas as extremidades na porção curvada 5, e também a profundidade de raspagem para formar a porção curvada 5) da porção curvada 5 não é particularmente especificada se uma distância predeterminada puder ser garantida para a distância horizontal Li, e é ade- quadamente determinada conforme o diâmetro externo do bocal de entrada submerso 6 ou a espessura do molde de lingotamento 2. Aqui, é preferível que a distância de curvatura l_2 da porção curva 5 seja menor em um ponto de vista de evitar a distorção enquanto extrai um fundido. Em adição, na presente configuração, a diferença (l_i-l_2) entre a distância horizontal L| e a distância de curvatura L2 se torna menor que uma distância predeterminada (por exemplo, menos de 40 mm). Adicionalmente, uma superfície externa 3a1 da chapa de cobre 3a da parede lateral comprida 2a e ambas as super- fícies 4a1 da caixa de aço inoxidável 4a são formadas planas.

Conforme mostrado nas figuras 2 e 3, o bocal de entrada sub- merso 6 é fornecido em uma posição superior dentro do molde de lingota- mento 2. Uma parte inferior do bocal de entrada submerso 6 é submersa dentro do aço fundido 8 dentro do molde de lingotamento 2. Os orifícios de descarga 9 que descarregam o aço fundido 8 obliquamente para baixo no molde de lingotamento 2 são formados em dois locais na vizinhança da ex- tremidade inferior do lado lateral do bocal de entrada submerso 6. Os orifí- cios de descarga 9 são formados de modo a facearem as paredes laterais curtas 2b do molde de lingotamento 2. As bolhas de gás Ar 11 ou similares para limpeza do interior dos bocais de entrada submersos 6 estão contidas em um fluxo de descarga 10 descarregado de cada um dos orifícios de des- carga 9.

Conforme mostrado nas figuras 1 a 3, um par de dispositivos de agitação eletromagnética 20 tais como bobinas de agitação eletromagnética, é fornecido na altura na vizinhança da altura dos meniscos 12, dentro das caixas de aço inoxidável 4a das paredes laterais compridas 2a do molde de lingotamento 2. Cada dispositivo de agitação eletromagnética 20 é disposto de modo a ser paralelo a ambas as superfícies 4a 1 da caixa de aço inoxidá- vel 4a.

Conforme mostrado na figura 4, o aço fundido 8 na vizinhança do menisco 12 dentro do molde de lingotamento 2 pode ser circulado (isto é, o aço fundido 8 na vista plana é circulado próximo ao bocal de entrada sub- merso 6) na direção horizontal pela agitação eletromagnética do dispositivo de agitação eletromagnética 20 para formar um fluxo de agitação 21. En- quanto isso, a região curvada 7 é formada de modo a ser mais larga que a região convencional formada por uma parede plana que forma uma forma linear tanto na vista plana quanto na porção curvada. Portanto, o fluxo do aço fundido não estagnará entre cada parede lateral comprida e o bocal de entrada submerso diferentemente da técnica anterior, e o fluxo de agitação 21 é circulado em torno do bocal de entrada submerso 6 ao longo das super- fícies internas da parede lateral comprida 2a e da parede lateral curta 2b. Adicionalmente, a distância D-i entre o topo curvado da porção curvada 5 e o dispositivo de agitação eletromagnética 20 quando o molde de lingotamento 2 é visto em uma vista de plano seccional se torna mais curta que a distân- cia D2 entre porções diferentes da porção curvada 5 da superfície interna da chapa de cobre 3a, e o dispositivo de agitação eletromagnética 20. Como resultado, uma vez que o aço fundido 8 na região curvada 7 está próximo do dispositivo de agitação eletromagnética 20 em adição ao fato de que a regi- ão curvada 7 não será estreita como um canal de fluxo para o fluxo de agita- ção 21, o aço fundido tende a ser mais agitado em comparação com a técni- ca relativa.

Conforme mostrado na figura 2, um par de dispositivos de freio eletromagnético 22, tal como eletroímãs, é fornecido abaixo dos dispositivos de agitação eletromagnética 20. A posição da linha central de cada dispositi- vo de freio eletromagnético 22 (posição de uma densidade máxima de fluxo magnético) está localizada abaixo dos orifícios de descarga 9 do bocal de entrada submerso 6.

Conforme mostrado na figura 5, o dispositivo de freio eletromag- nético 22 é fornecido fora da parede lateral comprida 2a do molde de lingo- tamento 2. Conforme mostrado nas figuras 5 e 6, o dispositivo de freio ele- tromagnético 22 aplica um campo magnético de corrente contínua 23, que tem uma distribuição de densidade de fluxo que é substancialmente unifor- me na direção da largura do molde de lingotamento (a direção X na figura 5) ao longo da superfície interna da parede lateral comprida 2a do molde de lingotamento 2, para o fluxo de descarga 10 do aço fundido 8 imediatamente após ser descarregado dos orifícios de descarga 9, na direção da espessura do molde de lingotamento (a direção Y na figura 5) ao longo da superfície interna do lado curto 2b do molde de lingotamento 2. Uma corrente induzida 24, conforme mostrada na figura 6, é gerada na direção da largura do molde de lingotamento (a direção X na figura 6) ao longo da superfície interna da parede lateral comprida 2a do molde de lingotamento 2 pelo campo magné- tico de corrente contínua 23 e o fluxo de descarga 10 do aço fundido 8 des- carregado pelos orifícios de descarga 9. Em adição, um contrafluxo 25 é formado na direção oposta ao fluxo de descarga 10, na vizinhança do fluxo de descarga 10 pela corrente induzida 24 e pelo campo magnético de cor- rente contínua 23. O contrafluxo 25 se move na direção e colide com o bocal de entrada submerso 6 a quase o mesmo ângulo que o ângulo de descarga do fluxo de descarga 10, e eleva o menisco 12 ao longo da superfície perifé- rica externa do bocal de entrada submerso 6.

Em adição, conforme mostrado nas figuras 2 e 3, o revestimento solidificado 26 é formado na superfície interna do molde de lingotamento 2, no qual o aço fundido 8 foi resfriado e solidificado.

O aparelho de lingotamento contínuo 1 relativo à presente moda- lidade é configurado conforme descrito acima. A seguir, será descrito um método de lingotamento contínuo para aço fundido 8 usando o aparelho de lingotamento contínuo 1.

Inicialmente, o aço fundido 8 é descarregado no molde de lingo- tamento 2 a partir dos orifícios de descarga 9 do bocal de entrada submerso enquanto sopra gás Ar no bocal de entrada submerso 6. Uma vez que o aço fundido 8 é descarregado obliquamente para baixo a partir dos orifícios de descarga 9, é formado o fluxo de descarga 10 que se dirige dos orifícios de descarga 9 na direção da parede lateral curta 2b do molde de lingotamen- to 2. As bolhas de gás Ar 11 estão contidas no fluxo de descarga 10, e as bolhas de gás Ar 11 flutuam no aço fundido 8 dentro do molde de lingota- mento 2.

O aço fundido 8 é descarregado do bocal de entrada submerso 6, e simultaneamente o dispositivo de freio eletromagnético 22 é operado. O contrafluxo 25 na direção oposta ao fluxo de descarga 10 é formado pelo campo magnético de corrente contínua 23 formado pelo dispositivo de freio eletromagnético 22. O contrafluxo 25 se eleva na direção do menisco 12 a- pós colidir com o bocal de entrada submerso 6. Também, as bolhas de gás Ar 11 que estão flutuando no aço fundido 8 também fluem no contrafluxo 25, e flutuam para a vizinhança do menisco 12.

Simultaneamente, com a operação do dispositivo de freio ele- tromagnético 22 descrito acima, o dispositivo de agitação eletromagnética 20 é também operado. O fluxo de agitação 21 é formado no aço fundido 8 na vizinhança do menisco 12 dentro do molde de lingotamento 2 pela agitação eletromagnética pelo dispositivo de agitação eletromagnética 20. Então, as bolhas de gás Ar 11 que fluiram no contrafluxo 25 e flutuaram na vizinhança do menisco 12 são circuladas em torno do bocal de entrada submerso 6 pelo fluxo de agitação 21, e são removidas no pó de lingotamento contínuo (não mostrado) que tem óxidos da fusão, por exemplo, sem serem aprisionadas pelo revestimento solidificado 26 no molde de lingotamento 2.

Posteriormente, o aço fundido 8 do qual as bolhas de gás Ar 11 foram removidas dessa forma é solidificado e é lingotado em um fundido.

De acordo com a presente modalidade descrita acima, a região curvada 7 é formada entre a porção curvada 5 e o bocal de entrada submer- so 6 pela formação da porção curvada 5 na posição central do topo da pare- de lateral comprida 2a do molde de lingotamento 2. Uma vez que a distância horizontal Li é garantida pela região curvada 7, mesmo quando as bolhas de gás Ar 11 que fluem no contrafluxo 25 e se elevam ao longo do bocal de en- trada submerso 6 são difundidas, as bolhas de gás Ar 11 podem flutuar para o menisco 12. Consequentemente, as bolhas de gás Ar 11 podem ser man- tidas longe do revestimento solidificado 26 formado nas superfícies internas das paredes laterais compridas 2a do molde de lingotamento 2, e podem ser inibidas de serem aprisionadas pelo revestimento solidificado 26. Isto é, con- forme mostrado nas figuras 2 e 3, uma vez que a porção curvada 5 forma uma superfície côncava curvada que se espalha verticalmente para cima a partir da posição inferior do bocal de entrada submerso 6, duas regiões cur- vadas 7 que se espalham verticalmente para cima a partir da posição inferior do bocal de entrada submerso 6 são formadas entre o bocal de entrada submerso 6 e as respectivas paredes laterais compridas 2a.

Também, uma vez que a distância horizontal Li é garantida pela formação das regiões curvadas 7, o fluxo de agitação 21 formado pelo dis- positivo de agitação eletromagnética 20 tende a fluir facilmente nas regiões curvadas 7. Como resultado, as bolhas de gás Ar 11 são agitadas na parte superior do molde de lingotamento 2, e podem ser também inibidas de se- rem aprisionadas pelo revestimento solidificado 26. Uma vez que as bolhas de gás Ar 11 podem ser inibidas de serem aprisionadas pelo revestimento solidificado 26 dessa forma, as bolhas de gás Ar 11 contidas em um fundido podem ser reduzidas, e a qualidade do fundido pode ser melhorada.

Adicionalmente, uma vez que a porção curvada 5 é formada na superfície interna da chapa de cobre 3a da parede lateral comprida 2a, e a superfície externa da chapa de cobre 3a é formada como uma superfície plana, a distância Di entre o topo curvado da porção curvada 5 e o dispositi- vo de agitação eletromagnética 20 se torna menor que a distância D2 entre a superfície interna da chapa de cobre 2a fora da porção curvada 5 e o dispo- sitivo de agitação eletromagnética 20. Como resultado, embora o aço fundi- do 8 na região curvada 7 tenha que passar através de um canal estreito quanto ao fluxo de agitação 21, o aço fundido pode ser simultaneamente agitado facilmente. Consequentemente, uma vez que as bolhas de gás Ar 11 no aço fundido 8 na região curvada 7 podem ser suficientemente agitadas dentro do molde de lingotamento 2, mesmo quando as bolhas de gás Ar 11 flutuam ao longo da superfície periférica externa do bocal de entrada sub- merso 6, as bolhas de gás Ar 11 da região curvada 7 podem ser também inibidas de serem aprisionadas pelo revestimento solidificado 26.

Adicionalmente, com o campo magnético de corrente contínua 23 aplicado pelo dispositivo de freio eletromagnético 22, o contrafluxo 25 na direção oposta ao fluxo de descarga 10 descarregado dos orifícios de des- carga 9 no molde de lingotamento 2 é formado na vizinhança do fluxo de descarga 10. Portanto, as bolhas de gás Ar 11 no fluxo de descarga 10 não entram no aço fundido 8 no molde de lingotamento 2 profundamente. Como resultado, s bolhas de gás Ar 11 contidas dentro de um fundido podem ser reduzidas.

Exemplo 1

Doravante, serão descritos os efeitos da remoção das bolhas de gás Ar contidas no aço quando é usado o aparelho de lingotamento contínuo para aço da presente invenção. No presente exemplo, o aparelho de lingo- tamento contínuo 1 previamente mostrado nas figuras 1 a 3 é usado como aparelho de lingotamento contínuo para aço. Em adição, no presente exem- plo, os efeitos da remoção de inclusões contidas no aço fundido em adição às bolhas de gás Ar foram também avaliados.

Quanto ao molde de lingotamento 2 do aparelho de lingotamento contínuo 1, foi usado um molde de lingotamento tendo a largura de 1200 mm, a altura de 900 mm, e a espessura de 250 mm. Uma porção vertical (não mostrada) cujo comprimento é 2,5 m e uma porção dobrada (não mos- trada) cujo raio de dobramento é 7,5 m são fornecidas nessa ordem a partir do topo abaixo do molde de lingotamento 2.

O dispositivo de agitação eletromagnética 20 tem 150 mm de al- tura e 100 mmFe de impulso, e a sua extremidade superior é fornecida na mesma posição de altura que a do menisco 12.

O dispositivo de freio eletromagnético 22 é fornecido de tal forma que a posição de sua linha central (isto é, a posição para uma densidade máxima de fluxo magnético) é ajustada para uma posição que está a 500 mm de profundidade do menisco 12.

Aço de baixo carbono acalmado ao alumínio foi usado como aço fundido 8, e o lingotamento do aço foi executado sob as condições de que a velocidade de lingotamento seja de 2m/min (0,033 m/s).

Um bocal tendo um diâmetro externo de 150 mm e um diâmetro interno de 90 mm foi usado como bocal de entrada submerso 6. As posições centrais dos orifícios de descarga 9 do bocal de entrada submersa 6 são fornecidas na mesma posição de profundidade de 300 mm do menisco 12. Dois orifícios de descarga circulares 9 são formados no bocal de entrada submerso 6 de modo a ficarem frontais às paredes laterais curtas 2b do molde de lingotamento 2. O diâmetro dos orifícios de descarga 9 é 60 mm, e o ângulo de descarga θ dos orifícios de descarga 9 é 30 graus na direção para baixo a partir da superfície horizontal conforme visto na seção vertical da figura 2. Adicionalmente, quando os orifícios de descarga são vistos em vista plana, as direções de descarga dos dois orifícios de descarga 9 são direções mutuamente opostas de 180 graus em torno da linha central do bo- cal de entrada submerso

No aparelho de lingotamento contínuo 1 descrito acima, o lingo- tamento de aço foi conduzido sob cinco condições onde as distâncias hori- zontais L-, entre o topo curvado da porção curvada 5 do molde de lingota- mento 2, e o bocal de entrada submerso 6 são 30 mm, 35 mm, 40 mm, 45 mm e 50 mm.

Adicionalmente, em um caso em que a distância horizontal L1 é 30 mm, a distância de curvatura l_2 da porção curvada 5 foi mudada entre 0 mm e 5 mm; e em um caso em que a distância horizontal Li é igual a ou maior que 35 mm, a distância de curvatura l_2 foi mudada para 5 mm, 10 mm, 15 mm, e 20 mm em correspondência com as mudanças na distância horizontal Li. Além disso, a distância de curvatura l_2 de 0 mm indica um es- tado em que a porção curvada 5 não é formada na parede de lado comprido 2a do molde de lingotamento 2.

Também, nos fundidos lingotados, o número de bolhas de gás Ar 11 e inclusões que têm um diâmetro de 100 μm ou mais e estão contidos em uma camada de superfície com uma profundidade de 50 mm de cada superfície foi contado. Essa contagem foi executada para confirmar a influ- ência na qualidade dos fundidos, das bolhas de gás Ar e inclusões que te- nham um diâmetro de 100 μm ou mais contidos na camada de superfície com uma profundidade de 50 mm a partir da superfície de cada fundido.

Os resultados quando o lingotamento foi executado sob as con- dições acima estão mostrados na Tabela 1. Na tabela 1, o índice do número das bolhas de gás Ar mostra a razão do número de bolhas de gás Ar sob as respectivas condições quando o número de bolhas de gás Ar em um caso onde a distância horizontal L| é 30 mm e a distância de curvatura l_2 é 0 mm (isto é, a porção curvada 5 não é formada) é definida como 1. Adicionalmen- te, o índice do número de inclusões mostra as razões do número de inclu- sões sob as condições respectivas quando o número de inclusões em um caso onde a distância horizontal Li é 30 mm e a distância de curvatura l_2 é 0 mm é definido como 1.

Conforme mostrado na Tabela 1, em um caso em que a distân- cia horizontal Li é 30 mm, foi descoberto que, mesmo quando a porção cur- vada 5 é formada com a distância de curvatura l_2 sendo 5 mm, tanto o índi- ce do número de bolhas de gás Ar quanto o índice do número de inclusões são ainda 1, e o número de bolhas de gás Ar e de inclusões não pode ser reduzido.

Adicionalmente, em um caso em que a distância horizontal Li é 50 mm, mesmo quando a porção curvada 5 é formada com a distância de curvatura l_2 sendo 20 mm, o índice do número de bolhas de gás Ar se torna muito próximo de 1, e o índice do número de inclusões se torna maior que 1. Portanto, foi descoberto que o número de bolhas de gás Ar e inclusões não pode ser suficientemente reduzido.

Por outro lado, em um caso em que a distância horizontal L-, é 35 mm, 40 mm, e 45 mm, e a porção curvada 5 é formada, foi confirmado que o índice do número de bolhas de gás Ar e o índice do número de inclu- sões se torna menor que 1 e o número de bolhas de gás Ar e inclusões é reduzido. Consequentemente, foi descoberto que, quando o aço fundido foi lingotado usando o aparelho de lingotamento contínuo da presente invenção, as bolhas de gás Ar e as inclusões podem ser adequadamente removidas, e a qualidade do fundido pode ser melhorada. Tabe a 1

O escopo técnico da presente invenção não é limitado à configu- ração descrita acima apenas, e várias modificações da configuração acima descrita podem ser feitas sem sair do conceito da presente invenção. Isto é, o processo e as configurações específicos mencionados na presente confi- guração não são mais que exemplos e podem ser adequadamente muda- dos.

Por exemplo, no aparelho de lingotamento contínuo para aço da presente invenção, cada uma das paredes laterais compridas 2a pode ser curvada para fora do molde de lingotamento 2 em sua totalidade, formando assim a porção curvada 5.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

De acordo com a presente invenção, é possível fornecer um a- parelho de lingotamento contínuo para aço que pode reduzir as bolhas de gás Ar contidas em um fundido que foi lingotado continuamente, e pode me- lhorar a qualidade do fundido. LISTAGEM DE REFERÊNCIA 1: APARELHO DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO 2: MOLDE DE LINGOTAMENTO 2a: PAREDE LATERAL COMPRIDA 2b: PAREDE LATERAL CURTA 3a, 3b: PLACA DE COBRE 4a, 4b: CAIXA DE AÇO INOXIDÁVEL 5: PORÇÃO CURVADA 6: BOCAL DE ENTRADA SUBMERSO 7: REGIÃO CURVADA 8: AÇO FUNDIDO 9: ORIFÍCIO DE DESCARGA 10: FLUXO DE DESCARGA 11: BOLHAS DE GÁS Ar 12: MENISCO 20: DISPOSITIVO DE AGITAÇÃO ELETROMAGNÉTICA 21: FLUXO DE AGITAÇÃO 22: DISPOSITIVO DE FREIO ELETROMAGNÉTICO 23: CAMPO MAGNÉTICO DE CORRENTE CONTÍNUA 24: CORRENTE INDUZIDA 25: CONTRAFLUXO 26: REVESTIMENTO SOLIDIFICADO

Claims

1. Aparelho de lingotamento contínuo (1) para aço compreendendo: um molde de lingotamento (2) para lingotar um aço fundido, tendo um par de paredes laterais compridas (2a) e um par de paredes laterais curtas (2b); um bocal de entrada submerso (6) que descarrega o aço fundido no molde de lingotamento (2); um dispositivo de agitação eletromagnética (20) disposto ao longo das paredes laterais compridas para agitar uma parte superior do aço fundido dentro do molde de lingotamento (2); e um dispositivo de freio eletromagnético (22) disposto abaixo do dispositivo de agitação eletromagnética (20) para transmitir um campo magnético de corrente contínua (23), ao longo de cada uma das paredes laterais curtas (2b), que tenha uma distribuição de densidade de fluxo que seja uniforme na direção da largura de um molde de lingotamento ao longo de cada uma das paredes laterais compridas (2a) na direção da espessura do molde de lingotamento, em que uma porção curvada (5) que é curvada na direção do dispositivo de agitação eletromagnética (20) é formada pelo menos em uma posição onde a porção curva (5) faceia o bocal de entrada submerso (6) em cada uma das paredes laterais compridas (2a), caracterizado pelo fato de que: a distância horizontal entre o topo da porção curvada (5) e o bocal de entrada submerso (6) na vista plana é igual a ou maior que 35 mm e menor que 50 mm, a porção curvada (5) que é formada em uma superfície interna de cada uma das paredes laterais compridas (2a), a superfície externa de cada uma das paredes laterais compridas (2a) que é uma superfície plana, e a porção curvada (5) que é formada em uma posição central de topo da superfície interna de cada uma das paredes laterais compridas (2a).