ES2738484T3 - Steel casting method continuously - Google Patents
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Abstract
Un método para colar acero de manera continua usando un molde (11) y un agitador (13) electromagnético, estando el molde (11) equipado con el agitador (13) electromagnético, método que comprende: obtener una relación entre la densidad de la fuerza de Lorentz efectiva F (N/m3) que se calcula mediante la siguiente fórmula, y la frecuencia de corriente (Hz) del agitador (13) electromagnético; y usar la frecuencia de corriente del agitador (13) electromagnético de tal modo que la densidad de la fuerza de Lorentz efectiva F esté dentro de un intervalo de Fmax a 0,9 Fmax, en donde Fmax es un valor máximo de la densidad de la fuerza de Lorentz efectiva F, en donde **Fórmula** en donde Lx (N/m3) es un valor medio de los componentes de la densidad de la fuerza de Lorentz en una dirección paralela a un lado largo del molde (11) dentro de la existencia de un núcleo (13a) de hierro, siendo el núcleo (13a) de hierro un componente del agitador (13) electromagnético; Ly (N/m3) es un valor medio de los componentes de la densidad de la fuerza de Lorentz en una dirección paralela a un lado corto del molde (11) dentro de la existencia del núcleo (13a) de hierro; y α es un coeficiente que indica la mala influencia de la repulsión electromagnética, en donde α está dentro del intervalo de 3 a 7.A method for continuously casting steel using a mold (11) and an electromagnetic stirrer (13), the mold (11) being equipped with the electromagnetic stirrer (13), a method comprising: obtaining a relationship between the density of the force of Lorentz effective F (N / m3) that is calculated by the following formula, and the current frequency (Hz) of the electromagnetic stirrer (13); and use the current frequency of the electromagnetic stirrer (13) in such a way that the density of the effective Lorentz force F is within a range from Fmax to 0.9 Fmax, where Fmax is a maximum value of the density of the effective Lorentz force F, where ** Formula ** where Lx (N / m3) is a mean value of the density components of the Lorentz force in a direction parallel to a long side of the mold (11) within the existence of an iron core (13a), the iron core (13a) being a component of the electromagnetic stirrer (13); Ly (N / m3) is an average value of the density components of the Lorentz force in a direction parallel to a short side of the mold (11) within the existence of the iron core (13a); and α is a coefficient indicating the bad influence of electromagnetic repulsion, where α is within the range of 3 to 7.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Método de colada de acero de manera continuaSteel casting method continuously
Campo técnicoTechnical field
Esta invención se refiere a un método para operar de manera óptima un agitador electromagnético dispuesto en un molde, para colar acero de manera continua.This invention relates to a method for optimally operating an electromagnetic stirrer arranged in a mold, for casting steel continuously.
Antecedentes de la técnicaPrior art
Una de las principales causas que hacen que la calidad de una plancha superficial fabricada por colado continuo se deteriore es un defecto de agujeros de alfiler. Tal defecto de agujeros de alfiler es generado tal como por gas Ar que es soplado en una boquilla sumergida para suprimir el bloqueo de la boquilla sumergida en el colado continuo, para introducir acero fundido en un molde, y que es capturado por una corteza solidificada.One of the main causes that cause the quality of a surface plate manufactured by continuous casting to deteriorate is a pinhole defect. Such pinhole defect is generated such as by Ar gas that is blown into a submerged nozzle to suppress blockage of the submerged nozzle in continuous casting, to introduce molten steel into a mold, and which is captured by a solidified crust.
Es eficaz disponer un agitador electromagnético en un molde como método para suprimir los defectos de agujeros de alfiler. Los factores de operación de este agitador electromagnético incluyen la velocidad de flujo del acero fundido, una boquilla sumergida, una producción de acero fundido y la fuerza de Lorentz.It is effective to arrange an electromagnetic stirrer in a mold as a method to suppress pinhole defects. The operating factors of this electromagnetic agitator include the flow rate of molten steel, a submerged nozzle, a production of molten steel and Lorentz strength.
Por ejemplo, se describe que las técnicas siguientes hacen que estos factores de operación estén dentro de intervalos apropiados.For example, it is described that the following techniques make these operating factors within appropriate ranges.
Por ejemplo, la Bibliografía de Patente 1 describe la técnica de hacer que la velocidad de flujo de la agitación electromagnética esté en un menisco de 10 a 60 cm/s a fin de disminuir la tasa de generación de defectos en una superficie de una plancha a ser obtenida.For example, Patent Bibliography 1 describes the technique of making the flow rate of electromagnetic agitation at a meniscus of 10 to 60 cm / s in order to decrease the rate of defect generation on a plate surface to be obtained.
La Bibliografía de Patente 2 describe la técnica de hacer que los defectos superficiales en una plancha debidos a la adhesión de burbujas de aire a una corteza solidificada estén en un cierto recuento o menor, usando parámetros tales como una distancia entre una boquilla de inmersión y un lado largo de un molde, una longitud en una dirección de colado de una abertura de descarga de acero fundido de la boquilla de inmersión, una cantidad de producción de acero fundido, y la densidad del campo magnético en una interfaz de solidificación. La Bibliografía de Patente 2 describe que la distancia entre la boquilla de inmersión y un lado largo del molde se controla cambiando la forma de la boquilla de inmersión y la forma del molde.Patent Bibliography 2 describes the technique of making surface defects in a plate due to the adhesion of air bubbles to a solidified crust at a certain count or less, using parameters such as a distance between a dip nozzle and a long side of a mold, a length in a casting direction of a molten steel discharge opening of the immersion nozzle, a quantity of molten steel production, and the magnetic field density in a solidification interface. Patent Bibliography 2 describes that the distance between the immersion nozzle and a long side of the mold is controlled by changing the shape of the immersion nozzle and the shape of the mold.
La Bibliografía de Patente 3 describe la técnica de comunicar fuerzas electromagnéticas para que el valor medio de una fuerza electromagnética en una dirección paralela a un lado mayor de un molde de colado sea 3.000 a 12.000 N/m3, el valor localizado de una fuerza electromagnética en una dirección paralela a un lado menor del molde de colado sea -2.000 a 2.000 N/m3, y el valor localizado de una fuerza electromagnética en una dirección perpendicular hacia abajo sea -1.000 a 1.000 N/m3 a fin de acelerar la flotación de las burbujas de gas Ar y evitar la contaminación de polvo del molde en el acero fundido.Patent Bibliography 3 describes the technique of communicating electromagnetic forces so that the average value of an electromagnetic force in a direction parallel to a major side of a casting mold is 3,000 to 12,000 N / m3, the localized value of an electromagnetic force in a direction parallel to a smaller side of the casting mold is -2,000 to 2,000 N / m3, and the localized value of an electromagnetic force in a downward perpendicular direction is -1,000 to 1,000 N / m3 in order to accelerate the flotation of the Ar gas bubbles and prevent contamination of mold dust in molten steel.
La aplicación de las técnicas descritas anteriormente en las Bibliografías de Patente 1 a 3 suprime los defectos de agujeros de alfiler hasta cierto punto. Sin embargo, los defectos de agujeros de alfiler no desaparecen completamente. Los usuarios exigen cada vez más estrictamente la calidad de las superficies de las placas de acero, lo que necesita una técnica para suprimir adicionalmente los defectos de agujeros de alfiler.The application of the techniques described above in Patent Bibliographies 1 to 3 suppresses pinhole defects to some extent. However, pinhole defects do not disappear completely. Users are increasingly demanding the quality of steel plate surfaces, which requires a technique to further suppress pinhole defects.
Un agitador electromagnético es un dispositivo que es el más eficaz para suprimir los defectos de agujeros de alfiler en el colado de acero de manera continua. En las técnicas descritas anteriormente en las Bibliografías de Patente 1 a 3, las fuerzas electromagnéticas generadas por los agitadores electromagnéticos y los intervalos apropiados de las velocidades de flujo del acero fundido generadas por las fuerzas electromagnéticas también se examinan en detalle. An electromagnetic stirrer is a device that is the most effective for suppressing pinhole defects in steel casting continuously. In the techniques described above in Patent Bibliographies 1 to 3, the electromagnetic forces generated by the electromagnetic stirrers and the appropriate ranges of the flow rates of the molten steel generated by the electromagnetic forces are also examined in detail.
Aquí, un agitador electromagnético es un dispositivo que genera la fuerza de Lorentz en acero fundido en un molde, para hacer fluir al acero fundido. Esta fuerza de Lorentz se genera solo en acero fundido que tiene conductividad, pero no se genera en lo que se llama generalmente aislantes, que tienen una conductividad extremadamente baja, tales como burbujas de aire de gas Ar.Here, an electromagnetic stirrer is a device that generates Lorentz force in molten steel in a mold, to make molten steel flow. This Lorentz force is generated only in molten steel that has conductivity, but is not generated in what is generally called insulators, which have an extremely low conductivity, such as air bubbles of Ar gas.
Así, las burbujas de aire de gas Ar se mueven relativamente en la dirección opuesta al movimiento del acero fundido en un molde. Esto es, una fuerza electromagnética generada por un agitador electromagnético también incluye un componente negativo que reúne burbujas de aire de gas Ar en una plancha superficial como se muestra en la FIG. 8, para aumentar los defectos de agujeros de alfiler.Thus, air bubbles of Ar gas move relatively in the opposite direction to the movement of molten steel in a mold. That is, an electromagnetic force generated by an electromagnetic stirrer also includes a negative component that gathers air bubbles of Ar gas in a surface plate as shown in FIG. 8, to increase pin hole defects.
Este componente de una fuerza electromagnética, que reúne burbujas de aire de gas Ar que se incluyen en el metal fundido en una plancha superficial se llama “repulsión electromagnética” o “fuerza electromagnética de Arquímedes”, que se describe en la Bibliografía No de Patente 1 en detalle. En la FIG. 8, 1 representa una superficie de la pared de un molde, 2 representa una corteza solidificada, 3 representa una interfaz de solidificación y 4 representa una burbuja de aire de gas Ar; la flecha que apunta a la parte superior desde la parte inferior de la página representa la fuerza de Lorentz, y la flecha que apunta a la parte inferior desde la parte superior de la página representa la repulsión electromagnética. La Bibliografía No de Patente 2 describe una simulación térmica de fluido a la vista de la densidad de la fuerza de Lorentz que actúa sobre el acero fundido en el colado continuo.This component of an electromagnetic force, which gathers air bubbles of Ar gas that are included in the molten metal on a surface plate is called "electromagnetic repulsion" or "Archimedes' electromagnetic force", which is described in Non-Patent Bibliography 1 in detail. In FIG. 8, 1 represents a wall surface of a mold, 2 represents a solidified crust, 3 represents a solidification interface and 4 represents a gas air bubble Ar; The arrow pointing to the top from the bottom of the page represents Lorentz's strength, and the arrow pointing to the bottom from the top of the page represents the electromagnetic repulsion. Non-Patent Bibliography 2 describes a thermal simulation of fluid in view of density of the Lorentz force acting on the molten steel in continuous casting.
El documento JP 5310205 describe un método para controlar el flujo de acero fundido en un molde de colado, en el que se fabrica de manera estable una plancha colada con una propiedad superficial superior a la vez que se evita la contaminación de polvo de molde en el acero fundido controlando cuantitativamente la manera de formarse una fuerza electromagnética en un dispositivo de agitación electromagnético, y acelerando de este modo más eficazmente la flotación de las burbujas de argón.JP 5310205 describes a method for controlling the flow of molten steel in a casting mold, in which a cast iron with a superior surface property is stably manufactured while preventing contamination of mold dust in the mold. molten steel quantitatively controlling the way of forming an electromagnetic force in an electromagnetic stirring device, and thereby accelerating more effectively the flotation of argon bubbles.
El documento JP 2006 082092 describe un método para llevar a cabo apropiadamente el control del flujo de acero fundido seleccionando apropiadamente la frecuencia del campo magnético en movimiento según las condiciones de colado cuando se lleva a cabo el colado continuo, a la vez que se controla el flujo de acero fundido en un molde de colado aplicando la fuerza electromagnética causada por el campo magnético en movimiento al flujo descargado de una boquilla sumergida.JP 2006 082092 describes a method for properly carrying out the control of the flow of molten steel by appropriately selecting the frequency of the moving magnetic field according to the casting conditions when continuous casting is carried out, while controlling the molten steel flow in a casting mold applying the electromagnetic force caused by the moving magnetic field to the discharge flow of a submerged nozzle.
Lista de citasAppointment List
Bibliografía de PatentesPatent Bibliography
Bibliografía de Patente 1: JP H6-605APatent Bibliography 1: JP H6-605A
Bibliografía de Patente 2: JP 2007-216288APatent Bibliography 2: JP 2007-216288A
Bibliografía de Patente 3: JP 2010-240687APatent Bibliography 3: JP 2010-240687A
Bibliografía No de PatenteNon-Patent Bibliography
Bibliografía No de Patente 1: Tetsu-to-hagané, Vol. 83 (1997), N° 1, págs. 30-35Non-Patent Bibliography 1: Tetsu-to-Hagaé, Vol. 83 (1997), No. 1, p. 30-35
Bibliografía No de Patente 2: K. Takatani: ISIJ International, Vol. 43, 2003, N° 6, págs. 915-922Non-Patent Bibliography 2: K. Takatani: ISIJ International, Vol. 43, 2003, No. 6, p. 915-922
Compendio de la invenciónCompendium of the invention
Problema técnicoTechnical problem
Un problema para solucionar por esta invención es que, en las técnicas convencionales, no hay ningún concepto para determinar las condiciones preferibles para la agitación electromagnética, centrándose en la repulsión electromagnética generada por un agitador electromagnético, en la agitación electromagnética de acero fundido en un molde tras colar acero de manera continua.A problem to solve by this invention is that, in conventional techniques, there is no concept to determine the preferable conditions for electromagnetic agitation, focusing on the electromagnetic repulsion generated by an electromagnetic agitator, on the electromagnetic agitation of molten steel in a mold after casting steel continuously.
Solución al problemaSolution to the problem
Un objeto de la presente invención es determinar la mejor frecuencia de corriente de un agitador magnético para hacer que la repulsión magnética generada tras la agitación electromagnética de acero fundido en un molde sea tan baja como sea posible, para suprimir adicionalmente los defectos de agujeros de alfiler.An object of the present invention is to determine the best current frequency of a magnetic stirrer to make the magnetic repulsion generated after electromagnetic stirring of molten steel in a mold as low as possible, to further suppress pinhole defects. .
La presente invención se hizo en base a los resultados del estudio del inventor descrito a continuación, y su característica principal es: en el colado de acero de manera continua usando un molde y un agitador electromagnético, estando el molde equipado con el agitador electromagnético, obtener una relación entre la densidad de la fuerza de Lorentz efectiva F (N/m3) que se calcula mediante la siguiente fórmula, y la frecuencia de corriente (Hz) del agitador electromagnético, y usar la frecuencia de corriente del agitador electromagnético de tal modo que la densidad de la fuerza de Lorentz efectiva F esté dentro de un intervalo de Fmax a 0,9 Fmax, en donde Fmax es un valor máximo de la densidad de la fuerza de Lorentz efectiva F, en donde F = Lx - aLy, y en esta fórmula, Lx (N/m3) es un valor medio de componentes de la densidad de la fuerza de Lorentz en una dirección paralela a un lado largo del molde dentro de la existencia de un núcleo de hierro, siendo el núcleo de hierro un componente del agitador electromagnético, Ly (N/m3) es un valor medio de componentes de la densidad de la fuerza de Lorentz en una dirección paralela a un lado corto del molde dentro de la existencia de un núcleo de hierro, y a es un coeficiente que indica la mala influencia de la repulsión electromagnética y está dentro del intervalo de 3 a 7.The present invention was made based on the results of the inventor's study described below, and its main feature is: in steel casting continuously using a mold and an electromagnetic stirrer, the mold being equipped with the electromagnetic stirrer, obtain a relationship between the density of the effective Lorentz force F (N / m3) that is calculated by the following formula, and the current frequency (Hz) of the electromagnetic agitator, and using the current frequency of the electromagnetic agitator so that the density of the effective Lorentz force F is within a range of Fmax to 0.9 Fmax, where Fmax is a maximum value of the density of the effective Lorentz force F, where F = Lx-aLy, and in This formula, Lx (N / m3) is an average value of Lorentz force density components in a direction parallel to a long side of the mold within the existence of an iron core, the core being hi But one component of the electromagnetic stirrer, Ly (N / m3) is an average value of Lorentz force density components in a direction parallel to a short side of the mold within the existence of an iron core, it is already a coefficient that indicates the bad influence of the electromagnetic repulsion and is within the range of 3 to 7.
En la presente invención descrita anteriormente, se determina la mejor frecuencia de corriente del agitador electromagnético para hacer que la repulsión electromagnética generada tras la agitación electromagnética del acero fundido en el molde sea tan baja como sea posible. Por tanto, puede suprimirse tanto como sea posible que se congreguen burbujas de aire de gas Ar en una plancha superficial.In the present invention described above, the best current frequency of the electromagnetic stirrer is determined to make the electromagnetic repulsion generated after the electromagnetic stirring of the molten steel in the mold as low as possible. Therefore, it is possible to suppress as much as possible that air bubbles of Ar gas are congregated on a surface plate.
Efectos ventajosos de la invenciónAdvantageous effects of the invention
Según la presente invención, los defectos de agujeros de alfiler pueden ser suprimidos adicionalmente en comparación con los métodos para colar acero de manera continua que usan técnicas convencionales, porque puede suprimirse tanto como sea posible que se congreguen burbujas de aire de gas Ar en la plancha superficial. According to the present invention, pinhole defects can be additionally suppressed compared to methods for continuously casting steel using conventional techniques, because it can be suppressed as much as possible that air bubbles of Ar gas are congregated on the plate superficial.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
La FIG. 1 es una vista para explicar un molde y un agitador electromagnético usados en el método para colar acero de manera continua de la presente invención, visto desde la parte superior del molde.FIG. 1 is a view for explaining a mold and an electromagnetic stirrer used in the method for continuously casting steel of the present invention, seen from the top of the mold.
La FIG. 2 muestra la distribución de la densidad de la fuerza de Lorentz en la posición central de un núcleo de hierro en una dirección de estiramiento de la plancha, obtenida por simulación numérica.FIG. 2 shows the distribution of the Lorentz force density in the central position of an iron core in a plate stretching direction, obtained by numerical simulation.
La FIG. 3 muestra la relación entre los valores medios Lx de componentes de densidad de la fuerza de Lorentz en la dirección paralela a un lado largo del molde dentro de la existencia del núcleo de hierro del agitador electromagnético, y las frecuencias de corriente.FIG. 3 shows the relationship between the mean values Lx of Lorentz force density components in the direction parallel to a long side of the mold within the existence of the iron core of the electromagnetic stirrer, and the current frequencies.
La FIG. 4 muestra la relación entre los valores medios Ly de componentes de densidad de la fuerza de Lorentz en la dirección paralela a un lado corto del molde dentro de la existencia del núcleo de hierro del agitador electromagnético, y las frecuencias de corriente.FIG. 4 shows the relationship between the average values Ly of Lorentz force density components in the direction parallel to a short side of the mold within the existence of the iron core of the electromagnetic stirrer, and the current frequencies.
La FIG. 5 muestra la relación entre Ly/Lx y las frecuencias de corriente.FIG. 5 shows the relationship between Ly / Lx and the current frequencies.
La FIG. 6 muestra los hallazgos del cambio en el número de agujeros de alfiler por unidad de área (número/m2) en una interfaz de solidificación según las frecuencias de corriente, en base a análisis numéricos.FIG. 6 shows the findings of the change in the number of pin holes per unit area (number / m2) in a solidification interface according to the current frequencies, based on numerical analysis.
La FIG. 7 muestra la dependencia de la frecuencia de la densidad de la fuerza de Lorentz efectiva F en un caso donde un coeficiente a que indica mala influencia de la repulsión electromagnética es 5.FIG. 7 shows the frequency dependence of the effective Lorentz force density F in a case where a coefficient indicating poor influence of the electromagnetic repulsion is 5.
La FIG. 8 es una vista para explicar la repulsión electromagnética.FIG. 8 is a view to explain the electromagnetic repulsion.
Descripción de realizacionesDescription of realizations
La presente invención realiza el objeto de determinar la mejor frecuencia de corriente de un agitador electromagnético para hacer que la repulsión electromagnética generada tras la agitación electromagnética de acero fundido en un molde sea tan baja como sea posible, para suprimir adicionalmente los defectos de agujeros de alfiler.The present invention aims to determine the best current frequency of an electromagnetic stirrer to make the electromagnetic repulsion generated after the electromagnetic stirring of molten steel in a mold as low as possible, to further suppress pinhole defects. .
Tras operar una máquina de colado continuo donde un molde está equipado con un agitador electromagnético, el inventor encontró como resultado de su estudio específico sobre la repulsión electromagnética generada en el molde que los defectos de agujeros de alfiler pueden ser reducidos suprimiendo la repulsión electromagnética.After operating a continuous casting machine where a mold is equipped with an electromagnetic stirrer, the inventor found as a result of his specific study on the electromagnetic repulsion generated in the mold that pinhole defects can be reduced by suppressing electromagnetic repulsion.
Después, como resultado del estudio adicional de inventor sobre un método para aplicar una fuerza electromagnética que suprime la repulsión electromagnética para mantener las burbujas de gas Ar lejos de las proximidades de una interfaz de solidificación, resultó que existe una frecuencia de corriente apropiada tras aplicar la fuerza electromagnética.Then, as a result of the additional study of the inventor on a method to apply an electromagnetic force that suppresses the electromagnetic repulsion to keep the gas bubbles Ar away from the vicinity of a solidification interface, it turned out that there is an appropriate current frequency after applying the electromagnetic force
El molde y el agitador electromagnético usados en los estudios anteriores son los mismos que los descritos en la Bibliografía de Patente 3, que tienen formas y polaridades habituales como se muestra en la FIG. 1 cuando el molde se ve desde la parte superior. En la FIG. 1, 11 representa un molde de cobre (en lo sucesivo puede denominarse molde), 12 representa una boquilla sumergida, 13 representa un agitador electromagnético, 13a representa un núcleo de hierro que constituye el agitador electromagnético 13, 13aa representa una parte dentada formada sobre el núcleo 13 de hierro, y 13b representa una espiral que está enrollada alrededor de la circunferencia externa del núcleo 13a de hierro.The mold and electromagnetic stirrer used in the previous studies are the same as those described in Patent Bibliography 3, which have usual shapes and polarities as shown in FIG. 1 when the mold is seen from the top. In FIG. 1, 11 represents a copper mold (hereinafter referred to as a mold), 12 represents a submerged nozzle, 13 represents an electromagnetic stirrer, 13a represents an iron core constituting the electromagnetic stirrer 13, 13aa represents a jagged part formed on the iron core 13, and 13b represents a spiral that is wound around the outer circumference of the iron core 13a.
La FIG. 2 muestra la distribución de la densidad de la fuerza de Lorentz en la posición central del núcleo de hierro en una dirección de estiramiento de la plancha, obtenida por simulación numérica. Aquí, la densidad de la fuerza de Lorentz representa una fuerza electromagnética por unidad de volumen de acero fundido (N/m3).FIG. 2 shows the distribution of the Lorentz force density in the central position of the iron core in a direction of stretching of the plate, obtained by numerical simulation. Here, the Lorentz force density represents an electromagnetic force per unit volume of molten steel (N / m3).
La distribución de la densidad de la fuerza de Lorentz mostrada en la FIG. 2 resultó de la simulación numérica bajo las condiciones donde el tamaño de una plancha fue 1.200 mm de ancho x 250 mm de espesor, una placa de cobre que formaba el molde fue de 25 mm de espesor, y la conductividad del molde fue 1,9 x 107 S/m.The Lorentz force density distribution shown in FIG. 2 resulted from the numerical simulation under conditions where the size of a plate was 1,200 mm wide x 250 mm thick, a copper plate that formed the mold was 25 mm thick, and the conductivity of the mold was 1.9 x 107 S / m.
La distribución de la densidad de la fuerza de Lorentz mostrada en la FIG. 2 es la distribución de agitar el acero fundido en el molde en el sentido contrario a las agujas del reloj. La fuerza de Lorentz grande a lo largo de la dirección de un lado largo del molde 11 se genera en las proximidades de la superficie de la pared del molde 11.The Lorentz force density distribution shown in FIG. 2 is the distribution of stirring molten steel in the mold counterclockwise. The large Lorentz force along the direction of a long side of the mold 11 is generated in the vicinity of the surface of the mold wall 11.
Como es claro a partir de la FIG. 2, la fuerza de Lorentz descrita anteriormente a lo largo de la superficie de la pared del molde también incluye muchos componentes dirigidos hacia el interior del molde. Tal tipo de la fuerza de Lorentz dirigida hacia el interior del molde funciona como repulsión electromagnética dirigida hacia la superficie de la pared del molde para las burbujas de gas Ar. Esto es, la repulsión electromagnética transmite las burbujas de gas Ar a las proximidades de la interfaz de una corteza solidificada, y los defectos de agujeros de alfiler son aumentados.As is clear from FIG. 2, the Lorentz force described above along the surface of the mold wall also includes many components directed towards the interior of the mold. Such a type of Lorentz force directed towards the interior of the mold functions as an electromagnetic repulsion directed towards the surface of the mold wall for the gas bubbles Ar. That is, the electromagnetic repulsion transmits the Ar gas bubbles near the interface of a solidified crust, and pinhole defects are increased.
La distribución de la densidad de la fuerza de Lorentz no cambia ni siquiera si un valor de corriente del EMS (Agitador Electro-Magnético) se hace más grande. Esto es, en un caso donde se hace que el valor de corriente de un agitador electromagnético sea más grande, para aumentar la velocidad de flujo, el efecto de suprimir los defectos de agujeros de alfiler puede ser obtenido mediante un efecto de limpieza sobre los agujeros de alfiler capturados por la interfaz de una corteza solidificada; por otra parte, la repulsión electromagnética hace que las burbujas de gas Ar que se mueven hacia la interfaz de la corteza solidificada aumenten, y por tanto, los defectos de agujeros de alfiler aumentan.The Lorentz force density distribution does not change even if a current value of the EMS (Electro-Magnetic Stirrer) becomes larger. That is, in a case where the current value of an agitator is made Electromagnetic is larger, to increase the flow rate, the effect of suppressing pinhole defects can be obtained by a cleaning effect on pinholes captured by the interface of a solidified crust; on the other hand, the electromagnetic repulsion causes the bubbles of Ar gas moving towards the solidified crust interface to increase, and therefore, pinhole defects increase.
Como resultado del estudio del inventor, fue muy eficaz para reducir los componentes de la fuerza de Lorentz dirigidos hacia el interior del molde cambiar la frecuencia de corriente del agitador electromagnético, como se describe más adelante.As a result of the inventor's study, it was very effective to reduce the components of the Lorentz force directed into the mold to change the frequency of the electromagnetic agitator current, as described below.
La FIG. 3 muestra la relación entre los valores Lx medios (N/m3) de los componentes de la densidad de la fuerza de Lorentz en la dirección paralela a un lado largo del molde dentro de la existencia del núcleo de hierro del agitador electromagnético, y las frecuencias de corriente (Hz). Los valores Lx descritos anteriormente en la dirección paralela a un lado largo del molde se calcularon suponiendo que la fuerza de Lorentz en la dirección igual que la revolución del acero fundido debido a la agitación electromagnética fue positiva y la fuerza de Lorentz en la dirección opuesta a la misma fue negativa.FIG. 3 shows the relationship between the average Lx values (N / m3) of the components of the Lorentz force density in the direction parallel to a long side of the mold within the existence of the iron core of the electromagnetic stirrer, and the frequencies of current (Hz). The Lx values described above in the direction parallel to a long side of the mold were calculated assuming that the Lorentz force in the direction equal to the revolution of the molten steel due to the electromagnetic agitation was positive and the Lorentz force in the opposite direction to It was negative.
Específicamente, los valores Lx se calcularon suponiendo que la densidad de la fuerza de Lorentz en la dirección izquierda en la página de la FIG. 2 fue positiva y la densidad de la fuerza de Lorentz en la dirección derecha en la misma fue negativa en el área de la página más arriba que el centro de un lado corto del molde; y la densidad de la fuerza de Lorentz en la dirección derecha en la página fue positiva y la densidad de la fuerza de Lorentz en la dirección izquierda en la página fue negativa en el área de la página más abajo que el centro de un lado corto del molde. Specifically, the Lx values were calculated assuming that the Lorentz force density in the left direction on the page of FIG. 2 was positive and the density of the Lorentz force in the right direction in it was negative in the area of the page higher than the center of a short side of the mold; and the density of the Lorentz force in the right direction on the page was positive and the density of the Lorentz force in the left direction on the page was negative in the area of the page lower than the center of a short side of the mold.
Según la FIG. 3, el máximo del valor Lx descrito anteriormente en la dirección paralela a un lado largo del molde existe en el intervalo de 2,3 a 2,5 Hz en frecuencia de corriente; y la frecuencia de corriente debe seleccionarse fuera de este intervalo de 2,3 a 2,5 Hz para hacer que la velocidad de flujo de agitación sea máxima.According to FIG. 3, the maximum of the value Lx described above in the direction parallel to a long side of the mold exists in the range of 2.3 to 2.5 Hz in current frequency; and the current frequency must be selected outside this range of 2.3 to 2.5 Hz to make the agitation flow rate maximum.
La FIG. 4 muestra la relación entre los valores Ly medios (N/m3) de los componentes de la densidad de la fuerza de Lorentz en la dirección paralela a un lado corto del molde dentro de la existencia del núcleo de hierro descrito anteriormente, y las frecuencias de corriente (Hz). Los valores Ly descritos anteriormente en la dirección paralela a un lado corto del molde se calcularon suponiendo que la densidad de la fuerza de Lorentz dirigida hacia el interior del molde fue positiva y la densidad de la fuerza de Lorentz dirigida hacia el exterior del molde fue negativa.FIG. 4 shows the relationship between the average Ly values (N / m3) of the components of the Lorentz force density in the direction parallel to a short side of the mold within the existence of the iron core described above, and the frequencies of current (Hz). The Ly values described above in the direction parallel to a short side of the mold were calculated assuming that the density of the Lorentz force directed towards the inside of the mold was positive and the density of the Lorentz force directed towards the outside of the mold was negative .
Específicamente, los valores Ly se calcularon suponiendo que la densidad de la fuerza de Lorentz hacia abajo que estaba saliendo de la superficie de la pared en un lado largo del molde fue positiva en el área de la página de la f Ig .Specifically, Ly values were calculated assuming that the density of the Lorentz force down that was leaving the surface of the wall on a long side of the mold was positive in the area of the f Ig page.
2 más arriba que el centro de un lado corto del molde, y la densidad de la fuerza de Lorentz que estaba saliendo de la superficie de la pared en un lado largo del molde fue positiva en el área de la página más abajo que el centro de un lado corto del molde.2 higher than the center of a short side of the mold, and the density of the Lorentz force that was leaving the surface of the wall on a long side of the mold was positive in the area of the page lower than the center of A short side of the mold.
Esto es, el valor Ly descrito anteriormente en la dirección paralela a un lado corto del molde representa un componente de la densidad de la fuerza de Lorentz que hace que el acero fundido en el molde se mueva desde la superficie de la pared en un lado largo del molde hacia el centro de un lado corto, y representa la repulsión electromagnética que hace que las burbujas de gas Ar se muevan hacia la superficie de la pared del molde. Como es claro a partir de la FIG. 4, cuando la frecuencia de corriente del agitador electromagnético es alta, el valor Ly descrito anteriormente en la dirección paralela a un lado corto del molde se hace grande.That is, the Ly value described above in the direction parallel to a short side of the mold represents a component of the Lorentz force density that causes the molten steel in the mold to move from the surface of the wall on a long side. from the mold towards the center of a short side, and represents the electromagnetic repulsion that causes the gas bubbles Ar to move towards the surface of the mold wall. As is clear from FIG. 4, when the current frequency of the electromagnetic stirrer is high, the value Ly described above in the direction parallel to a short side of the mold becomes large.
La FIG. 5 muestra la relación Ly/Lx del valor Ly descrito anteriormente en la dirección paralela a un lado corto del molde al valor Lx descrito anteriormente en la dirección paralela a un lado largo del molde. Como se ve a partir de la FIG. 5, cuando el valor de Ly/Lx es pequeño, el componente de repulsión electromagnética en la densidad de la fuerza de Lorentz generada en el acero fundido en el molde es pequeño.FIG. 5 shows the Ly / Lx ratio of the Ly value described above in the direction parallel to a short side of the mold to the Lx value described above in the direction parallel to a long side of the mold. As seen from FIG. 5, when the value of Ly / Lx is small, the electromagnetic repulsion component in the density of the Lorentz force generated in the molten steel in the mold is small.
Como se ve a partir de las FIGS. 4 y 5, es eficaz para reducir la repulsión electromagnética disminuir la frecuencia de corriente. Como se ve a partir de la FIG. 3, es necesario para asegurar la velocidad de flujo de agitación que se origina de la agitación electromagnética hacer que el valor Lx descrito anteriormente en la dirección paralela a un lado largo del molde sea un cierto valor o más. Como resultado del examen sobre simulación de fluidos, que se describe más adelante, se confirmó que la fuerza de Lorentz no fue suficiente en un caso donde la frecuencia de corriente fue 0,4 Hz o menos.As seen from FIGS. 4 and 5, it is effective to reduce electromagnetic repulsion decrease the current frequency. As seen from FIG. 3, it is necessary to ensure the agitation flow rate that originates from the electromagnetic agitation make the value Lx described above in the direction parallel to a long side of the mold be a certain value or more. As a result of the fluid simulation test, described below, it was confirmed that Lorentz's strength was not sufficient in a case where the current frequency was 0.4 Hz or less.
Según lo anterior, se supuso que debe existir la frecuencia de corriente óptima entre la frecuencia de corriente donde el valor Lx descrito anteriormente en la dirección paralela a un lado largo del molde fue máximo y la frecuencia de corriente donde la agitación electromagnética fue inapropiada. Se examinó una simulación numérica sobre campos electromagnéticos y fluido para obtener esta frecuencia de corriente óptima.According to the above, it was assumed that the optimum current frequency must exist between the current frequency where the value Lx described above in the parallel direction to a long side of the mold was maximum and the current frequency where the electromagnetic agitation was inappropriate. A numerical simulation on electromagnetic fields and fluid was examined to obtain this optimum current frequency.
La simulación del campo electromagnético se llevó a cabo calculando la distribución de la densidad de la fuerza de Lorentz generada en el acero fundido por el agitador electromagnético según el método descrito anteriormente. La simulación de fluido se llevó a cabo usando la densidad de la fuerza de Lorentz obtenida, para evaluar el número de burbujas de gas Ar capturadas por la corteza solidificada. La simulación de fluido térmica se llevó a cabo según el método descrito en la Bibliografía No de Patente 2, para calcular un flujo del acero fundido, transmisión de calor, solidificación y burbujas de gas Ar. The simulation of the electromagnetic field was carried out by calculating the distribution of the Lorentz force density generated in the molten steel by the electromagnetic stirrer according to the method described above. The fluid simulation was carried out using the Lorentz force density obtained, to evaluate the number of Ar gas bubbles captured by the solidified crust. The simulation of thermal fluid was carried out according to the method described in Non-Patent Bibliography 2, to calculate a flow of molten steel, heat transmission, solidification and bubbles of Ar gas.
La simulación de fluido térmica según el método descrito en la Bibliografía No de Patente 2 hace posible obtener información sobre la velocidad de flujo, la velocidad de la solidificación, la distribución de burbujas de gas Ar, etcétera, en el acero fundido en la máquina de colado continuo. Por tanto, el problema era cómo se evaluaban las burbujas de gas Ar capturadas por la corteza solidificada.The simulation of thermal fluid according to the method described in the Non-Patent Bibliography 2 makes it possible to obtain information on the flow rate, the solidification rate, the distribution of Ar gas bubbles, etc., in the molten steel in the machine continuous casting. Therefore, the problem was how the Ar gas bubbles captured by the solidified crust were evaluated.
Como se describe en la Bibliografía de Patente 1, se sabe que las burbujas de gas Ar no son capturadas por la corteza solidificada si la velocidad de flujo del acero fundido en la interfaz de solidificación es 10 a 60 cm/s. Esto es, el cálculo puede llevarse a cabo suponiendo que en un caso donde la velocidad de flujo del acero fundido en la interfaz de solidificación es la velocidad de flujo donde las burbujas de gas Ar son capturadas (denominada en lo sucesivo velocidad de flujo de captura) o inferior, las burbujas de gas Ar que existen en esta ubicación son capturadas.As described in Patent Bibliography 1, it is known that Ar gas bubbles are not captured by the solidified crust if the flow rate of molten steel at the solidification interface is 10 to 60 cm / s. That is, the calculation can be carried out assuming that in a case where the flow rate of molten steel at the solidification interface is the flow rate where gas bubbles Ar are captured (hereinafter referred to as capture flow rate ) or lower, the Ar gas bubbles that exist in this location are captured.
Hablando en términos generales, un umbral de la velocidad de flujo de captura anterior es 20 cm/s. Sin embargo, el valor exacto se desconoce. Además, se considera que no es natural que tal cálculo se lleve a cabo suponiendo que cuando la velocidad de flujo del acero fundido es 19,9 cm/s, las burbujas de gas Ar no son capturadas por la corteza solidificada y cuando la velocidad de flujo del mismo es 20,1 cm/s las burbujas son capturadas por la misma.Generally speaking, a threshold of the previous capture flow rate is 20 cm / s. However, the exact value is unknown. In addition, it is considered that it is not natural for such calculation to be carried out assuming that when the flow rate of the molten steel is 19.9 cm / s, the Ar gas bubbles are not captured by the solidified crust and when the velocity of Its flow is 20.1 cm / s. The bubbles are captured by it.
Por tanto, el inventor inventó un método para evaluar la probabilidad de que las burbujas de gas Ar sean capturadas por la corteza solidificada como una función continua representada por la siguiente fórmula (1). Aquí, Pg(-) es la probabilidad de que las burbujas de gas Ar sean capturadas por la corteza solidificada, C0 es un número fijo, y U (m/s) es la velocidad de flujo del acero fundido en la interfaz de solidificación.Therefore, the inventor invented a method to evaluate the probability that Ar gas bubbles are captured by the solidified crust as a continuous function represented by the following formula (1). Here, P g (-) is the probability that gas bubbles Ar will be captured by the solidified crust, C 0 is a fixed number, and U (m / s) is the flow rate of molten steel at the interface of solidification.
En un caso donde el número fijo C0 en la siguiente fórmula (1) es 100, la probabilidad de captura Pg cuando la velocidad de flujo del acero fundido es 20 cm/s es no más que 10-8. Esta es una probabilidad tal que una de un millón de burbujas de gas Ar es capturada por la corteza solidificada, y este valor de la probabilidad se considera que es 0 en simulación numérica. Se apunta que cualquiera de 10 a 1.000 es un valor apropiado para el C0 usado en simulaciones numéricas.In a case where the fixed number C 0 in the following formula (1) is 100, the probability of capture P g when the flow rate of the molten steel is 20 cm / s is no more than 10 -8 . This is a probability such that one in a million bubbles of Ar gas is captured by the solidified crust, and this probability value is considered to be 0 in numerical simulation. It is noted that any of 10 to 1,000 is an appropriate value for the C 0 used in numerical simulations.
[Matemát. 1][Mathemat. one]
Pg = exp(-CoU) ... Fórmula (1) Pg = exp (-CoU) ... Formula (1)
La velocidad r|g (número/m3 s) donde las burbujas de gas Ar son capturadas por la corteza solidificada se representa como la siguiente fórmula (2), con la densidad numérica ng (número/m3) de burbujas de gas Ar en la interfaz de solidificación, la velocidad de solidificación Rs (1/s) y la probabilidad de captura Pg(-).The speed r | g (number / m 3 s) where the gas bubbles Ar are captured by the solidified crust is represented as the following formula (2), with the numerical density n g (number / m 3 ) of gas bubbles Ar at the interface of solidification, the solidification rate R s (1 / s) and the probability of capture P g (-).
[Matemát. 2][Mathemat. two]
ng = ng • Rs • Pg ... Fórmula (2) ng = ng • Rs • Pg ... Formula (2)
La densidad numérica de burbujas de gas Ar en la corteza solidificada Sg (número/m3) se calcula a partir de la siguiente fórmula (3). Aquí, Us es la velocidad de movimiento (m/s) de la corteza solidificada en la dirección de estiramiento de la plancha.The numerical density of gas bubbles Ar in the solidified crust Sg (number / m3) is calculated from the following formula (3). Here, Us is the speed of movement (m / s) of the solidified bark in the direction of stretching of the plate.
[Matemát. 3][Mathemat. 3]
La densidad numérica Sg (número/m3) de las burbujas de gas Ar en la corteza solidificada obtenida a partir de la fórmula (3) anterior se promedió respecto al tiempo, para evaluar el número de burbujas de gas Ar. En este momento, se consideró que la velocidad de flujo de captura varió de manera natural según los diámetros de las burbujas de gas Ar, pero la relación entre los mismos se desconoce. Después, el examen se llevó a cabo bajo la condición donde cada burbuja de gas Ar que existe principalmente en el molde de la máquina de colado continuo es de 1 mm de diámetro. La evaluación se llevó a cabo dentro del intervalo de 2 mm desde la plancha superficial, como un intervalo donde las burbujas de gas Ar de 1 mm de diámetro influyeron sobre la superficie de la plancha.The numerical density Sg (number / m3) of the Ar gas bubbles in the solidified crust obtained from the formula (3) above was averaged over time, to evaluate the number of Ar gas bubbles. At this time, it was considered that the capture flow rate varied naturally according to the diameters of the Ar gas bubbles, but the relationship between them is unknown. Then, the examination was carried out under the condition where each Ar gas bubble that exists mainly in the mold of the continuous casting machine is 1 mm in diameter. The evaluation was carried out within the 2 mm range from the surface plate, as an interval where the 1 mm diameter Ar gas bubbles influenced the surface of the plate.
La FIG. 6 muestra los resultados de examinar la relación entre la frecuencia de corriente y el número de agujeros de alfiler por unidad de área (número/m2) en la interfaz de solidificación, en base al análisis numérico.FIG. 6 shows the results of examining the relationship between the current frequency and the number of pin holes per unit area (number / m2) in the solidification interface, based on the numerical analysis.
Se hace claro a partir de la FIG. 6 que el número de agujeros de alfiler en un caso donde la frecuencia de corriente es 1,2 Hz es menor que un caso donde la frecuencia de corriente es 2,3 Hz, donde la densidad de la fuerza de Lorentz es la máxima; y el número de agujeros de alfiler aumenta en gran medida cuando la frecuencia de corriente es 0,8 Hz e inferior.It becomes clear from FIG. 6 that the number of pin holes in a case where the current frequency is 1.2 Hz is less than a case where the current frequency is 2.3 Hz, where the Lorentz force density is the maximum; and the number of pin holes greatly increases when the current frequency is 0.8 Hz and lower.
La razón por la que el número de agujeros de alfiler por unidad de área en la interfaz de solidificación es la mínima, 43 (número/m2) en un caso donde la frecuencia de corriente es 1,2 Hz es que, aunque la densidad de la fuerza de Lorentz disminuye debido a la agitación electromagnética, la disminución de la repulsión electromagnética produce un gran efecto de disminución de burbujas de gas Ar cerca de la superficie de la pared del molde. Sin embargo, los agujeros de alfiler aumentan según disminuye la frecuencia de corriente a 1,2 Hz e inferior, porque la densidad de la fuerza de Lorentz para agitar el acero fundido en el molde no es suficiente.The reason why the number of pin holes per unit area in the solidification interface is the minimum, 43 (number / m2) in a case where the current frequency is 1.2 Hz is that, although the density of Lorentz force decreases due to electromagnetic agitation, the decrease in electromagnetic repulsion produces a great effect of decreasing gas bubbles Ar near the surface of the mold wall. However, the Pin holes increase as the current frequency decreases to 1.2 Hz and below, because the density of the Lorentz force to stir the molten steel in the mold is not sufficient.
De manera general, la frecuencia de corriente donde la densidad de la fuerza de Lorentz es la máxima se selecciona para la frecuencia de corriente de un agitador electromagnético. En el agitador electromagnético mostrado en la FIG.In general, the current frequency where the Lorentz force density is the maximum is selected for the current frequency of an electromagnetic stirrer. In the electromagnetic stirrer shown in FIG.
1, la frecuencia de corriente donde la densidad de la fuerza de Lorentz es la máxima es 2,3 Hz, lo que se lee en la FIG. 3. El número de agujeros de alfiler en un caso donde la frecuencia de corriente es 2,3 Hz, que se selecciona según técnicas anteriores, es 57 (número/m2) como se muestra en la FIG. 6. Por tanto, como se ve a partir de la FIG.1, the current frequency where the Lorentz force density is the maximum is 2.3 Hz, which is read in FIG. 3. The number of pin holes in a case where the current frequency is 2.3 Hz, which is selected according to prior techniques, is 57 (number / m2) as shown in FIG. 6. Therefore, as seen from FIG.
6, los defectos de agujeros de alfiler pueden ser suprimidos más que en las técnicas anteriores en cualquier frecuencia de corriente dentro del intervalo de 0,9 Hz a 2,3 Hz.6, pinhole defects can be suppressed more than in the prior art at any current frequency within the range of 0.9 Hz to 2.3 Hz.
Por lo tanto, el inventor obtuvo el conocimiento en las condiciones donde el tamaño de la plancha fue de 1.200 mm de ancho x 250 mm de espesor, el molde de cobre fue de 25 mm de espesor, y la conductividad del molde de cobre fue 1,9 x 107 S/m, el intervalo apropiado de la frecuencia donde el número de agujeros de alfiler puede ser suprimido más que en las técnicas convencionales fue 0,9 a 2,3 Hz.Therefore, the inventor gained knowledge in the conditions where the size of the plate was 1,200 mm wide x 250 mm thick, the copper mold was 25 mm thick, and the conductivity of the copper mold was 1 , 9 x 107 S / m, the appropriate frequency range where the number of pin holes can be suppressed more than in conventional techniques was 0.9 to 2.3 Hz.
Hace falta un tiempo relativamente largo para llevar a cabo tal análisis de fluidos para evaluar los agujeros de alfiler en comparación con el análisis del campo electromagnético. Por tanto, el inventor estudió un método para seleccionar la frecuencia óptima a partir del resultado del análisis del campo electromagnético.It takes a relatively long time to perform such fluid analysis to evaluate pin holes compared to the electromagnetic field analysis. Therefore, the inventor studied a method to select the optimum frequency from the result of the electromagnetic field analysis.
La fuerza de Lorentz Lx (N/m3) necesaria para la agitación electromagnética funciona como un factor positivo para el número de agujeros de alfiler, y la repulsión electromagnética Ly (N/m3) funciona como un factor negativo para el mismo. Por lo tanto, la densidad de la fuerza de Lorentz efectiva (N/m3) se define como representa la siguiente fórmula (4). Aquí, a es un coeficiente que indica la mala influencia de la repulsión electromagnética.The Lorentz Lx force (N / m3) necessary for electromagnetic agitation works as a positive factor for the number of pin holes, and the electromagnetic repulsion Ly (N / m3) functions as a negative factor for it. Therefore, the effective Lorentz force density (N / m3) is defined as the following formula (4) represents. Here, a is a coefficient that indicates the bad influence of the electromagnetic repulsion.
[Matemát. 4][Mathemat. 4]
F = Lx - aLy ... Fórmula (4) F = Lx - aLy ... Formula (4)
Dado que el a descrito anteriormente es un coeficiente que indica la mala influencia en la dirección paralela a un lado corto del molde, esta influencia varía según la longitud de un lado corto del molde. El inventor examinó a con el que la evaluación usando la fórmula (4) anterior fue equivalente a la mostrada en la FIG. 6 con respecto a 200 mm a 300 mm de un lado corto del molde de longitud como máquina de colado continuo habitual. Como resultado, el inventor obtuvo el conocimiento de que a en el intervalo de 3 a 7 es apropiado. En un caso donde a es menos que 3, la fuerza de Lorentz paralela a un lado corto del molde es infraestimada, y en un caso donde a está más allá de 7, la fuerza de Lorentz paralela a un lado corto del molde es sobreestimada.Since the a described above is a coefficient indicating the bad influence in the direction parallel to a short side of the mold, this influence varies according to the length of a short side of the mold. The inventor examined that the evaluation using the formula (4) above was equivalent to that shown in FIG. 6 with respect to 200 mm to 300 mm of a short side of the length mold as usual continuous casting machine. As a result, the inventor gained the knowledge that a in the range of 3 to 7 is appropriate. In a case where a is less than 3, the Lorentz force parallel to a short side of the mold is underestimated, and in a case where a is beyond 7, the Lorentz force parallel to a short side of the mold is overestimated.
La FIG. 7 muestra la dependencia de la frecuencia de la densidad de la fuerza de Lorentz efectiva F (N/m3) en un caso donde el coeficiente a que indica la mala influencia de la repulsión electromagnética es 5. Se ve a partir de la FIG. 7 que la densidad de la fuerza de Lorentz efectiva F (N/m3) toma el valor máximo en un caso donde la frecuencia de corriente es 1,2 Hz.FIG. 7 shows the frequency dependence of the effective Lorentz force density F (N / m3) in a case where the coefficient indicating the bad influence of the electromagnetic repulsion is 5. It is seen from FIG. 7 that the density of the effective Lorentz force F (N / m3) takes the maximum value in a case where the current frequency is 1.2 Hz.
A la vista de las FIGS. 3 a 6, los defectos de agujeros de alfiler pueden ser suprimidos más que en las técnicas convencionales en un caso donde la frecuencia de corriente está dentro del intervalo de 0,9 Hz a 2,3 Hz. Este intervalo corresponde a un intervalo del valor máximo Fmax a 0,9 Fmax de la densidad de la fuerza de Lorentz efectiva F (la frecuencia de corriente está en el intervalo de 0,9 a 2,0 Hz). Como se describió anteriormente, usar la fórmula (4) anterior hace posible determinar la mejor frecuencia del agitador electromagnético solo con el resultado del análisis del campo electromagnético.In view of FIGS. 3 to 6, pinhole defects can be suppressed more than in conventional techniques in a case where the current frequency is within the range of 0.9 Hz to 2.3 Hz. This range corresponds to a range of the value maximum Fmax at 0.9 Fmax of the effective Lorentz force density F (the current frequency is in the range of 0.9 to 2.0 Hz). As described above, using the formula (4) above makes it possible to determine the best frequency of the electromagnetic stirrer only with the result of the electromagnetic field analysis.
La presente invención se hizo en base a los resultados de los estudios del inventor anteriores, y es un método para colar acero de manera continua usando un molde y un agitador electromagnético, estando equipado el molde con el agitador electromagnético, comprendiendo el método: obtener una relación entre la densidad de la fuerza de Lorentz efectiva F (N/m3) que se calcula mediante la Fórmula (4) descrita anteriormente, y la frecuencia de corriente (Hz) del agitador electromagnético, y usar la frecuencia de corriente del agitador electromagnético de tal modo que la densidad de la fuerza de Lorentz efectiva F esté dentro de un intervalo de Fmax a 0,9 Fmax, en donde Fmax es un valor máximo de la densidad de la fuerza de Lorentz efectiva F, en donde Lx (N/m3) es un valor medio de los componentes de la densidad de la fuerza de Lorentz en una dirección paralela a un lado largo del molde dentro de la existencia de un núcleo de hierro, siendo el núcleo de hierro un componente del agitador electromagnético, y Ly (N/m3) es un valor medio de los componentes de la densidad de la fuerza de Lorentz en una dirección paralela a un lado corto del molde dentro de la existencia del núcleo de hierro.The present invention was made based on the results of previous inventor studies, and is a method for continuously casting steel using a mold and an electromagnetic stirrer, the mold being equipped with the electromagnetic stirrer, the method comprising: obtaining a relationship between the density of the effective Lorentz force F (N / m3) that is calculated by the Formula (4) described above, and the current frequency (Hz) of the electromagnetic agitator, and using the current frequency of the electromagnetic agitator of such that the density of the effective Lorentz force F is within a range of Fmax to 0.9 Fmax, where Fmax is a maximum value of the density of the effective Lorentz force F, where Lx (N / m3 ) is an average value of the components of the Lorentz force density in a direction parallel to a long side of the mold within the existence of an iron core, the iron core being a component of The electromagnetic stirrer, and Ly (N / m3) is an average value of the components of the Lorentz force density in a direction parallel to a short side of the mold within the existence of the iron core.
Según la presente invención descrita anteriormente, la mejor frecuencia de corriente del agitador electromagnético, donde la repulsión electromagnética generada cuando se lleva a cabo la agitación electromagnética en el acero fundido en el molde puede hacerse tan pequeña como sea posible, puede ser determinada solo a partir del resultado del análisis electromagnético. Por lo tanto, puede ser suprimido tanto como sea posible que se congreguen burbujas de gas Ar en la plancha superficial, y los defectos de agujeros de alfiler pueden ser suprimidos adicionalmente. According to the present invention described above, the best current frequency of the electromagnetic agitator, where the electromagnetic repulsion generated when electromagnetic agitation is carried out in the molten steel in the mold can be made as small as possible, can be determined only from of the result of the electromagnetic analysis. Therefore, it is possible to suppress as much as possible that Ar gas bubbles congregate on the surface plate, and pinhole defects can be further suppressed.
Aunque el inventor llevó a cabo una simulación de fluidos con el método descrito en la Bibliografía No de Patente 2, no es necesario decir que la simulación térmica de fluidos puede llevarse a cabo no solo con el método descrito en la Bibliografía No de Patente 2, sino también con otro método.Although the inventor carried out a fluid simulation with the method described in Non-Patent Bibliography 2, Needless to say, thermal fluid simulation can be carried out not only with the method described in Non-Patent Bibliography 2, but also with another method.
Lista de signos de referenciaList of reference signs
11 ... molde11 ... mold
13 ... agitador electromagnético13 ... electromagnetic stirrer
13a ... núcleo de hierro 13a ... iron core
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