JP2003236644A - 鋼の連続鋳造方法 - Google Patents
鋼の連続鋳造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁界鋳造にて、鋳型への焼き付きを防止し
て良好な操業性を確保しつつ、鋳型−凝固殻間にモール
ドパウダーが過剰流入することにより発生する窪み、所
謂デプレッションの発生を防止して品質に優れた鋳片を
得ることのできる鋼の連続鋳造方法を提供する。 【解決手段】 鋳型と鋳片との界面にモールドパウダー
を供給しつつ初期凝固殻に電磁力を作用させて連続鋳造
を行うに当たり、初期凝固殻形成位置の磁束密度を、モ
ールドパウダーの凝固温度を制御要素に含めたデプレッ
ション発生防止臨界磁束密度（ＢL）以上で、かつモー
ルドパウダーの凝固温度および磁場周波数を制御要素に
含めた凝固殻溶解臨界磁束密度（ＢH）以下に制御す
る。
て良好な操業性を確保しつつ、鋳型−凝固殻間にモール
ドパウダーが過剰流入することにより発生する窪み、所
謂デプレッションの発生を防止して品質に優れた鋳片を
得ることのできる鋼の連続鋳造方法を提供する。 【解決手段】 鋳型と鋳片との界面にモールドパウダー
を供給しつつ初期凝固殻に電磁力を作用させて連続鋳造
を行うに当たり、初期凝固殻形成位置の磁束密度を、モ
ールドパウダーの凝固温度を制御要素に含めたデプレッ
ション発生防止臨界磁束密度（ＢL）以上で、かつモー
ルドパウダーの凝固温度および磁場周波数を制御要素に
含めた凝固殻溶解臨界磁束密度（ＢH）以下に制御す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造方法
に関するものであるが、特に、鋳型内にて電磁界を形成
させて鋼の連続鋳造を行うに当たっての有用な方法を提
供するものである。
に関するものであるが、特に、鋳型内にて電磁界を形成
させて鋼の連続鋳造を行うに当たっての有用な方法を提
供するものである。
【０００２】
【従来の技術】連続鋳片の初期凝固部に高周波磁界の電
磁力を作用させ、電磁力によるピンチ力および加熱効果
によって鋳片の表面性状を改善する試みがこれまでにな
されてきた［特開平４−１７８２４７号、CAMP-ISIJ Vo
l.5,220(1992)等］。図１に、一例として特開平４−１
７８２４７号で開示された電磁界鋳型の断面説明図を示
す。コールドクルーシブルの様な水冷鋳型１の鋳型壁
に、所定の間隔で縦スリット３を設け、その周囲に高周
波コイル２を配置することによって、高周波磁場が鋳片
に浸透しやすい構造となっており、上記公報では、加工
性、磁場の浸透性および溶湯漏れ防止の観点から縦スリ
ット３の幅を０．２〜０．５ｍｍ程度とすることが望ま
しいとされている。また該スリットの縦方向の長さは、
磁場の浸透性の観点から高周波コイル２の長さの１．５
倍以上とすることが好ましいといわれている。
磁力を作用させ、電磁力によるピンチ力および加熱効果
によって鋳片の表面性状を改善する試みがこれまでにな
されてきた［特開平４−１７８２４７号、CAMP-ISIJ Vo
l.5,220(1992)等］。図１に、一例として特開平４−１
７８２４７号で開示された電磁界鋳型の断面説明図を示
す。コールドクルーシブルの様な水冷鋳型１の鋳型壁
に、所定の間隔で縦スリット３を設け、その周囲に高周
波コイル２を配置することによって、高周波磁場が鋳片
に浸透しやすい構造となっており、上記公報では、加工
性、磁場の浸透性および溶湯漏れ防止の観点から縦スリ
ット３の幅を０．２〜０．５ｍｍ程度とすることが望ま
しいとされている。また該スリットの縦方向の長さは、
磁場の浸透性の観点から高周波コイル２の長さの１．５
倍以上とすることが好ましいといわれている。
【０００３】この様な装置にて、浸漬ノズル４から溶融
金属ＭLを連続的に供給し、高周波コイル２により初期
凝固殻に高周波磁界の電磁力を作用させ、該電磁力によ
ってピンチ力を作用させながら、凝固殻Ｍｓを連続的ま
たは間欠的に下方に引き抜いていくのである。
金属ＭLを連続的に供給し、高周波コイル２により初期
凝固殻に高周波磁界の電磁力を作用させ、該電磁力によ
ってピンチ力を作用させながら、凝固殻Ｍｓを連続的ま
たは間欠的に下方に引き抜いていくのである。
【０００４】本発明者らは、上記の様な電磁界鋳造鋳型
を用いた鋼の連続鋳造方法について研究を進め、鋳型へ
の凝固殻焼き付き防止を目的とする鋳型振動に原因を発
するオシレーションマークを抑制し、表面形状の良好な
ものを得るべく検討を行い、鋳型空芯部の磁場強度を鋳
造速度に応じて制御することを既に提案している（特開
平７−１０９３号）。この様な制御を行うことによっ
て、オシレーションマークを抑制して鋳片の表面品質を
良好なものとしつつ、鋳造速度を高めて鋳片の生産性向
上を達成することができたのである。
を用いた鋼の連続鋳造方法について研究を進め、鋳型へ
の凝固殻焼き付き防止を目的とする鋳型振動に原因を発
するオシレーションマークを抑制し、表面形状の良好な
ものを得るべく検討を行い、鋳型空芯部の磁場強度を鋳
造速度に応じて制御することを既に提案している（特開
平７−１０９３号）。この様な制御を行うことによっ
て、オシレーションマークを抑制して鋳片の表面品質を
良好なものとしつつ、鋳造速度を高めて鋳片の生産性向
上を達成することができたのである。
【０００５】ところで図１における鋳型１内の湯面上に
は、熱の放散防止と溶融金属の酸化を防止するためモー
ルドパウダーＰが装入される。該モールドパウダーＰは
初期凝固殻Ｍｓと鋳型１の間に少しずつ巻き込まれて接
触面での滑りを円滑にする役割を有する。しかしなが
ら、鋳型１と凝固殻Ｍｓとの間に入るモールドパウダー
Ｐが、鋳型周方向に均一ではなく局所的に過剰流入する
場合には、得られる鋳片の表面に「窪み」（以下、この
様なモールドパウダーに起因して生ずる鋳片表面の窪み
を「デプレッション」ということがある）といった表面
欠陥が生じることがある。この表面の窪みが深い場合に
は、鋼片の内部割れを伴うこともあるため、表面欠陥の
みならず鋳片内部の欠陥発生も懸念される。
は、熱の放散防止と溶融金属の酸化を防止するためモー
ルドパウダーＰが装入される。該モールドパウダーＰは
初期凝固殻Ｍｓと鋳型１の間に少しずつ巻き込まれて接
触面での滑りを円滑にする役割を有する。しかしなが
ら、鋳型１と凝固殻Ｍｓとの間に入るモールドパウダー
Ｐが、鋳型周方向に均一ではなく局所的に過剰流入する
場合には、得られる鋳片の表面に「窪み」（以下、この
様なモールドパウダーに起因して生ずる鋳片表面の窪み
を「デプレッション」ということがある）といった表面
欠陥が生じることがある。この表面の窪みが深い場合に
は、鋼片の内部割れを伴うこともあるため、表面欠陥の
みならず鋳片内部の欠陥発生も懸念される。
【０００６】上記技術においては、オシレーションマー
クを抑制することができるが、この様なモールドパウダ
ーの鋳型−凝固殻間への過剰流入によるデプレッション
の発生を防止するにあたっては、鋳造方法の更なる改善
を要すると考えられる。
クを抑制することができるが、この様なモールドパウダ
ーの鋳型−凝固殻間への過剰流入によるデプレッション
の発生を防止するにあたっては、鋳造方法の更なる改善
を要すると考えられる。
【０００７】ところで、鋳型内に電磁界を形成するに際
して磁場強度が大きすぎると、過剰なジュール熱が発生
して凝固殻が十分に形成されず薄肉化し、下方への引き
抜き時に凝固殻が引き抜き力に抗しきれず破断し、溶湯
が鋳型に接触して焼き付きが生じることが考えられ、そ
の程度が著しい場合には、溶湯が鋳型外に漏れ出す、所
謂ブレークアウトに至ることも考えられる。従って、上
記鋳造方法の更なる改善にあたっては、安定した操業を
行って生産性の低下を防止するといった観点からも併せ
て検討する必要がある。
して磁場強度が大きすぎると、過剰なジュール熱が発生
して凝固殻が十分に形成されず薄肉化し、下方への引き
抜き時に凝固殻が引き抜き力に抗しきれず破断し、溶湯
が鋳型に接触して焼き付きが生じることが考えられ、そ
の程度が著しい場合には、溶湯が鋳型外に漏れ出す、所
謂ブレークアウトに至ることも考えられる。従って、上
記鋳造方法の更なる改善にあたっては、安定した操業を
行って生産性の低下を防止するといった観点からも併せ
て検討する必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこの様な事情
に鑑みてなされたものであって、その目的は、品質に優
れた鋳片を、生産性を低下させることなく連続鋳造にて
良好に製造するのに有用な方法を提供することにある。
に鑑みてなされたものであって、その目的は、品質に優
れた鋳片を、生産性を低下させることなく連続鋳造にて
良好に製造するのに有用な方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る鋼の連続鋳
造方法とは、鋳型と鋳片との界面にモールドパウダーを
供給しつつ初期凝固殻に電磁力を作用させて連続鋳造を
行うに当たり、初期凝固殻形成位置の磁束密度を、モー
ルドパウダーの凝固温度を制御要素に含めたデプレッシ
ョン発生防止臨界磁束密度（ＢL）以上で、かつモール
ドパウダーの凝固温度および磁場周波数を制御要素に含
めた凝固殻溶解臨界磁束密度（ＢH）以下に制御すると
ころに要旨を有するものであり、前記デプレッション発
生防止臨界磁束密度（ＢL）および凝固殻溶解臨界磁束
密度（ＢH）は、夫々下記式（１）、（２）によって求
めることが好ましく、磁場周波数は１０〜２５ｋＨｚの
範囲内とするのが好ましい。 ＢL＝−2.34×10-5×T＋35.48×10-3 …（１） ＢH＝−89.63×10-3−(1.20×10-6×ｆ−1.77×10-4)×(2037.3−T) …(２) ［式中、ＢLはデプレッション発生防止臨界磁束密度
（テスラ）を示し、ＢHは凝固殻溶解臨界磁束密度（テ
スラ）を示し、Ｔはモールドパウダーの凝固温度（℃）
を示し、ｆは磁場周波数（ｋＨｚ）を示す］
造方法とは、鋳型と鋳片との界面にモールドパウダーを
供給しつつ初期凝固殻に電磁力を作用させて連続鋳造を
行うに当たり、初期凝固殻形成位置の磁束密度を、モー
ルドパウダーの凝固温度を制御要素に含めたデプレッシ
ョン発生防止臨界磁束密度（ＢL）以上で、かつモール
ドパウダーの凝固温度および磁場周波数を制御要素に含
めた凝固殻溶解臨界磁束密度（ＢH）以下に制御すると
ころに要旨を有するものであり、前記デプレッション発
生防止臨界磁束密度（ＢL）および凝固殻溶解臨界磁束
密度（ＢH）は、夫々下記式（１）、（２）によって求
めることが好ましく、磁場周波数は１０〜２５ｋＨｚの
範囲内とするのが好ましい。 ＢL＝−2.34×10-5×T＋35.48×10-3 …（１） ＢH＝−89.63×10-3−(1.20×10-6×ｆ−1.77×10-4)×(2037.3−T) …(２) ［式中、ＢLはデプレッション発生防止臨界磁束密度
（テスラ）を示し、ＢHは凝固殻溶解臨界磁束密度（テ
スラ）を示し、Ｔはモールドパウダーの凝固温度（℃）
を示し、ｆは磁場周波数（ｋＨｚ）を示す］
【００１０】更に、鋳型と鋳片との界面にモールドパウ
ダーを供給しつつ初期凝固殻に電磁力を作用させて連続
鋳造を行うに当たり、鋳型内の電磁攪拌を同時に行うこ
とを好ましい実施形態とする。
ダーを供給しつつ初期凝固殻に電磁力を作用させて連続
鋳造を行うに当たり、鋳型内の電磁攪拌を同時に行うこ
とを好ましい実施形態とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】前述した様な状況の下で、鋳型と
鋳片との界面にモールドパウダーを供給しつつ初期凝固
殻に電磁力を作用させて連続鋳造を行うに当たり、鋳型
への焼き付きを防止して良好な操業性を確保しつつ、デ
プレッションの発生を防止して品質の優れた鋳片を得る
ことのできる鋼の連続鋳造方法の実現を目指して鋭意研
究を進めた。
鋳片との界面にモールドパウダーを供給しつつ初期凝固
殻に電磁力を作用させて連続鋳造を行うに当たり、鋳型
への焼き付きを防止して良好な操業性を確保しつつ、デ
プレッションの発生を防止して品質の優れた鋳片を得る
ことのできる鋼の連続鋳造方法の実現を目指して鋭意研
究を進めた。
【００１２】本発明者らは、デプレッションの発生防止
および鋳型への焼き付き防止の観点から適正な鋳造条件
を把握すべく、モールドパウダーの凝固温度、磁場周波
数および磁束密度を変化させて鋳造を行う実験を行っ
た。実験は、モールドパウダーとして凝固温度が１１３
８℃、１２１０℃および１２３０℃の３種類のものを用
い、鋳造は、磁場周波数：１０ｋＨｚまたは２５ｋＨ
ｚ、鋳造速度：１．６ｍ／分または２．０ｍ／分の条件
で行った。そして、それぞれのモールドパウダーを使用
して鋳造を行った場合に、磁束密度を変化させて、デプ
レッションの発生を完全に防止するのに要する最低の磁
束密度（デプレッション発生防止臨界磁束密度：
ＢL）、および鋳型への焼き付きを防止するための磁束
密度上限（凝固殻溶解臨界磁束密度：ＢH）を調べた。
これらの結果を表１および図２に示す。
および鋳型への焼き付き防止の観点から適正な鋳造条件
を把握すべく、モールドパウダーの凝固温度、磁場周波
数および磁束密度を変化させて鋳造を行う実験を行っ
た。実験は、モールドパウダーとして凝固温度が１１３
８℃、１２１０℃および１２３０℃の３種類のものを用
い、鋳造は、磁場周波数：１０ｋＨｚまたは２５ｋＨ
ｚ、鋳造速度：１．６ｍ／分または２．０ｍ／分の条件
で行った。そして、それぞれのモールドパウダーを使用
して鋳造を行った場合に、磁束密度を変化させて、デプ
レッションの発生を完全に防止するのに要する最低の磁
束密度（デプレッション発生防止臨界磁束密度：
ＢL）、および鋳型への焼き付きを防止するための磁束
密度上限（凝固殻溶解臨界磁束密度：ＢH）を調べた。
これらの結果を表１および図２に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】これら表１および図２の結果より、鋳型と
鋳片との界面にモールドパウダーを供給しつつ初期凝固
殻に電磁力を作用させて連続鋳造を行うに当たり、デプ
レッションの発生を完全に防止するには、初期凝固殻形
成位置の磁束密度を、モールドパウダーの凝固温度を制
御要素に含めて決定することがよく、一方、ジュール熱
の発生による凝固殻の薄肉化を抑制して鋳型への焼き付
きを防止するには、初期凝固殻形成位置の磁束密度を、
モールドパウダーの凝固温度および磁場周波数を制御要
素に含めて決定するのがよいことが分かった。
鋳片との界面にモールドパウダーを供給しつつ初期凝固
殻に電磁力を作用させて連続鋳造を行うに当たり、デプ
レッションの発生を完全に防止するには、初期凝固殻形
成位置の磁束密度を、モールドパウダーの凝固温度を制
御要素に含めて決定することがよく、一方、ジュール熱
の発生による凝固殻の薄肉化を抑制して鋳型への焼き付
きを防止するには、初期凝固殻形成位置の磁束密度を、
モールドパウダーの凝固温度および磁場周波数を制御要
素に含めて決定するのがよいことが分かった。
【００１５】そして、デプレッション発生防止臨界磁束
密度（ＢL）を求めるための、モールドパウダーの凝固
温度を制御要素に含めた算出式として、前記表１および
図２の結果から下記式（１）を導き出した。また、凝固
殻の薄肉化による鋳型への焼き付きを防止すべく設定す
る凝固殻溶解臨界磁束密度（ＢH）を求めるための、モ
ールドパウダーの凝固温度および磁場周波数を制御要素
に含めた算出式として、前記表１および図２の結果から
下記式（２）を導き出した。 ＢL＝−2.34×10-5×T＋35.48×10-3 …（１） ＢH＝−89.63×10-3−(1.20×10-6×ｆ−1.77×10-4)×(2037.3−T) …(２)
密度（ＢL）を求めるための、モールドパウダーの凝固
温度を制御要素に含めた算出式として、前記表１および
図２の結果から下記式（１）を導き出した。また、凝固
殻の薄肉化による鋳型への焼き付きを防止すべく設定す
る凝固殻溶解臨界磁束密度（ＢH）を求めるための、モ
ールドパウダーの凝固温度および磁場周波数を制御要素
に含めた算出式として、前記表１および図２の結果から
下記式（２）を導き出した。 ＢL＝−2.34×10-5×T＋35.48×10-3 …（１） ＢH＝−89.63×10-3−(1.20×10-6×ｆ−1.77×10-4)×(2037.3−T) …(２)
【００１６】即ち、初期凝固殻形成位置の磁束密度を、
モールドパウダーの凝固温度（Ｔ）に応じて求めた｛−
2.34×10-5×T＋35.48×10-3｝以上とすれば、モールド
パウダーが多量に巻き込まれてデプレッションが発生す
るのを防止することができ、鋼片の表面性状を良好なも
のとすることができるのであり、前記デプレッション発
生防止の臨界磁束密度（ＢL）は、より好ましくは｛−
2.57×10-5×T＋39.02×10-3｝以上とするのがよい。
モールドパウダーの凝固温度（Ｔ）に応じて求めた｛−
2.34×10-5×T＋35.48×10-3｝以上とすれば、モールド
パウダーが多量に巻き込まれてデプレッションが発生す
るのを防止することができ、鋼片の表面性状を良好なも
のとすることができるのであり、前記デプレッション発
生防止の臨界磁束密度（ＢL）は、より好ましくは｛−
2.57×10-5×T＋39.02×10-3｝以上とするのがよい。
【００１７】この様に、デプレッション発生防止臨界磁
束密度（ＢL）は、モールドパウダーの凝固温度のみに
依存して磁場周波数には依存しないが、これは、デプレ
ッション発生の原因であるモールドパウダーの局所的過
剰流入はメニスカスの不安定化により発生し易くなる
が、該メニスカスの不安定化はピンチ力によるもので、
このピンチ力が磁場周波数ではなく磁束強度のみに依存
するためであると考えられる。
束密度（ＢL）は、モールドパウダーの凝固温度のみに
依存して磁場周波数には依存しないが、これは、デプレ
ッション発生の原因であるモールドパウダーの局所的過
剰流入はメニスカスの不安定化により発生し易くなる
が、該メニスカスの不安定化はピンチ力によるもので、
このピンチ力が磁場周波数ではなく磁束強度のみに依存
するためであると考えられる。
【００１８】また前記図２より、用いるモールドパウダ
ーの凝固温度が低い場合には、デプレッション発生防止
の臨界磁束密度（ＢL）が相対的に大きくなっている
が、これは、モールドパウダーの凝固温度が低いほど、
鋳型−凝固殻間へ流入時のモールドパウダーの液相割合
が大きくなり、局所的な過剰流入が発生し易くなるの
で、磁束密度を相対的に大きくしてモールドパウダーの
流路を安定化する必要があるためと考える。
ーの凝固温度が低い場合には、デプレッション発生防止
の臨界磁束密度（ＢL）が相対的に大きくなっている
が、これは、モールドパウダーの凝固温度が低いほど、
鋳型−凝固殻間へ流入時のモールドパウダーの液相割合
が大きくなり、局所的な過剰流入が発生し易くなるの
で、磁束密度を相対的に大きくしてモールドパウダーの
流路を安定化する必要があるためと考える。
【００１９】一方、初期凝固殻形成位置に印加する磁束
密度を、モールドパウダーの凝固温度（Ｔ）および磁場
周波数（ｆ）に応じて求めた｛−89.63×10-3−(1.20×
10-6×ｆ−1.77×10-4)×(2037.3−T)｝以下にすれば、
形成される凝固殻が薄くならず、下方へ引き抜かれる場
合に凝固殻が破断して焼き付きが発生するといったこと
も防止できるのであり、凝固殻溶解臨界磁束密度
（ＢH）は、より好ましくは、｛−80.67×10-3−(1.08
×10-6×ｆ−1.59×10-4)×(2037.3−T) ｝以下とする
のがよい。
密度を、モールドパウダーの凝固温度（Ｔ）および磁場
周波数（ｆ）に応じて求めた｛−89.63×10-3−(1.20×
10-6×ｆ−1.77×10-4)×(2037.3−T)｝以下にすれば、
形成される凝固殻が薄くならず、下方へ引き抜かれる場
合に凝固殻が破断して焼き付きが発生するといったこと
も防止できるのであり、凝固殻溶解臨界磁束密度
（ＢH）は、より好ましくは、｛−80.67×10-3−(1.08
×10-6×ｆ−1.59×10-4)×(2037.3−T) ｝以下とする
のがよい。
【００２０】前記図２より、凝固温度が同一のモールド
パウダーを使用した場合には、設定する磁場周波数が高
いほど凝固殻溶解臨界磁束密度（ＢH）が相対的に小さ
くなっているが、これは、磁場周波数が高いほど発生す
るジュール熱が大きくなり、焼き付きの原因となる凝固
殻の薄肉化が顕著となるため、磁束密度を減少させて磁
場印加による加熱を抑制する必要があるためと考えられ
る。
パウダーを使用した場合には、設定する磁場周波数が高
いほど凝固殻溶解臨界磁束密度（ＢH）が相対的に小さ
くなっているが、これは、磁場周波数が高いほど発生す
るジュール熱が大きくなり、焼き付きの原因となる凝固
殻の薄肉化が顕著となるため、磁束密度を減少させて磁
場印加による加熱を抑制する必要があるためと考えられ
る。
【００２１】また前記図２にて、同一の磁場周波数を設
定した場合であれば、使用するモールドパウダーの凝固
温度が高いほど凝固殻溶解臨界磁束密度（ＢH）が相対
的に小さくなっているが、これは、モールドパウダーの
凝固温度が高いと、鋳型−凝固殻間へ流入するモールド
パウダーの液相割合が小さくなり、鋳型壁−凝固殻間の
摩擦力が増加し、潤滑性が悪くなって焼き付きが発生し
易くなるので、磁束密度を減少させてジュール熱による
凝固殻の薄肉化を軽減する必要があるためと考えられ
る。
定した場合であれば、使用するモールドパウダーの凝固
温度が高いほど凝固殻溶解臨界磁束密度（ＢH）が相対
的に小さくなっているが、これは、モールドパウダーの
凝固温度が高いと、鋳型−凝固殻間へ流入するモールド
パウダーの液相割合が小さくなり、鋳型壁−凝固殻間の
摩擦力が増加し、潤滑性が悪くなって焼き付きが発生し
易くなるので、磁束密度を減少させてジュール熱による
凝固殻の薄肉化を軽減する必要があるためと考えられ
る。
【００２２】磁場周波数は１０〜２５ｋＨｚとすること
が望ましい。磁場周波数が高くなるほど発生するジュー
ル熱量が大きくなり、その分凝固殻が形成され難く焼き
付きが生じやすくなるからであり、好ましくは２０ｋＨ
ｚ以下とする。一方、磁場周波数が小さくなるほど、鋳
型内の湯面近傍を縦方向に攪拌する電磁力が大きくな
り、溶湯の湯面レベルの乱れが激しくなる。この様に湯
面レベルの乱れが激しい場合には、モールドパウダーの
不均一な流入により鋼片の表面品質が劣化したり、モー
ルドパウダーの巻き込みにより内部品質の劣化を招くこ
ととなる。図３は、磁場周波数が溶湯を攪拌する電磁力
に及ぼす影響を計算して求めた結果を示すものであり、
図３における縦軸は、数値計算により求めた溶湯を攪拌
する電磁力の指標を示している。この図３から、溶湯を
攪拌する電磁力を低位にして溶湯の湯面レベルの乱れを
抑えるには、磁場周波数を１０ｋＨｚ以上とすることが
好ましく、より好ましくは１５ｋＨｚ以上である。
が望ましい。磁場周波数が高くなるほど発生するジュー
ル熱量が大きくなり、その分凝固殻が形成され難く焼き
付きが生じやすくなるからであり、好ましくは２０ｋＨ
ｚ以下とする。一方、磁場周波数が小さくなるほど、鋳
型内の湯面近傍を縦方向に攪拌する電磁力が大きくな
り、溶湯の湯面レベルの乱れが激しくなる。この様に湯
面レベルの乱れが激しい場合には、モールドパウダーの
不均一な流入により鋼片の表面品質が劣化したり、モー
ルドパウダーの巻き込みにより内部品質の劣化を招くこ
ととなる。図３は、磁場周波数が溶湯を攪拌する電磁力
に及ぼす影響を計算して求めた結果を示すものであり、
図３における縦軸は、数値計算により求めた溶湯を攪拌
する電磁力の指標を示している。この図３から、溶湯を
攪拌する電磁力を低位にして溶湯の湯面レベルの乱れを
抑えるには、磁場周波数を１０ｋＨｚ以上とすることが
好ましく、より好ましくは１５ｋＨｚ以上である。
【００２３】更に、より品質の良好な鋳片を得るには、
鋳型と鋳片との界面にモールドパウダーを供給しつつ初
期凝固殻に電磁力を作用させて連続鋳造を行うに当た
り、鋳型内の電磁攪拌を同時に行うことが推奨される。
電磁界鋳造においては、ピンチ力の反作用である電磁斥
力の作用により、鋳片の品質上、有害な気泡や非金属介
在物が凝固界面に捕捉されてしまう恐れがある。この様
な場合に電磁攪拌を行えば、鋳型内の溶湯を周方向に旋
回させるので湯面レベルを乱すことなく、品質上有害な
気泡や非金属介在物を凝固界面に捕捉させずに上方部へ
移動させ、モールドパウダーによる捕捉・除去といった
洗浄効果を期待できるので有効である。
鋳型と鋳片との界面にモールドパウダーを供給しつつ初
期凝固殻に電磁力を作用させて連続鋳造を行うに当た
り、鋳型内の電磁攪拌を同時に行うことが推奨される。
電磁界鋳造においては、ピンチ力の反作用である電磁斥
力の作用により、鋳片の品質上、有害な気泡や非金属介
在物が凝固界面に捕捉されてしまう恐れがある。この様
な場合に電磁攪拌を行えば、鋳型内の溶湯を周方向に旋
回させるので湯面レベルを乱すことなく、品質上有害な
気泡や非金属介在物を凝固界面に捕捉させずに上方部へ
移動させ、モールドパウダーによる捕捉・除去といった
洗浄効果を期待できるので有効である。
【００２４】本発明は、この様な電磁攪拌の具体的操業
条件まで規定するものではないが、例えば、前記図１の
高周波コイル２の鋳造方向下方に電磁攪拌用のコイルを
設置し、凝固殻に有害な気泡が捕捉されないよう十分な
電流を流す等の条件で行うことが有効である。
条件まで規定するものではないが、例えば、前記図１の
高周波コイル２の鋳造方向下方に電磁攪拌用のコイルを
設置し、凝固殻に有害な気泡が捕捉されないよう十分な
電流を流す等の条件で行うことが有効である。
【００２５】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、そ
れらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、そ
れらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００２６】＜実施例＞モールドパウダーとして凝固温
度が１２１０℃のものを用い、磁場周波数：１０ｋＨｚ
または２５ｋＨｚ、鋳造速度：２．０ｍ／分の条件で鋳
造を行い、鋳造時の初期凝固殻形成位置の磁束密度を変
化させたときのデプレッションの発生および鋳型への焼
き付き発生について調べた。これらの結果を図４および
図５に示す。
度が１２１０℃のものを用い、磁場周波数：１０ｋＨｚ
または２５ｋＨｚ、鋳造速度：２．０ｍ／分の条件で鋳
造を行い、鋳造時の初期凝固殻形成位置の磁束密度を変
化させたときのデプレッションの発生および鋳型への焼
き付き発生について調べた。これらの結果を図４および
図５に示す。
【００２７】図４は、上記結果を、磁束密度とデプレッ
ション発生指数（発生頻度）の関係として示したグラフ
であり、この図４より、デプレッションの発生を抑制す
るには、初期凝固殻形成位置の磁束密度を、モールドパ
ウダーの凝固温度に応じたデプレッション発生防止臨界
磁束密度以上とすればよいことがわかる。また図５は、
上記結果を、磁束密度と焼き付き発生指数（発生頻度）
の関係として示したグラフであり、この図５より、焼き
付きの発生を抑制するには、初期凝固殻形成位置の磁束
密度を、モールドパウダーの凝固温度および磁場周波数
に応じて求めた凝固殻溶解臨界磁束密度以下とすればよ
いことが分かる。
ション発生指数（発生頻度）の関係として示したグラフ
であり、この図４より、デプレッションの発生を抑制す
るには、初期凝固殻形成位置の磁束密度を、モールドパ
ウダーの凝固温度に応じたデプレッション発生防止臨界
磁束密度以上とすればよいことがわかる。また図５は、
上記結果を、磁束密度と焼き付き発生指数（発生頻度）
の関係として示したグラフであり、この図５より、焼き
付きの発生を抑制するには、初期凝固殻形成位置の磁束
密度を、モールドパウダーの凝固温度および磁場周波数
に応じて求めた凝固殻溶解臨界磁束密度以下とすればよ
いことが分かる。
【００２８】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、鋳
型と鋳片との界面にモールドパウダーを供給しつつ初期
凝固殻に電磁力を作用させて連続鋳造を行うに当たり、
初期凝固殻形成位置の磁束密度を制御することによっ
て、鋳型への焼き付き等の操業トラブル発生を防止しつ
つ、良好な品質の鋳片を提供できることとなった。
型と鋳片との界面にモールドパウダーを供給しつつ初期
凝固殻に電磁力を作用させて連続鋳造を行うに当たり、
初期凝固殻形成位置の磁束密度を制御することによっ
て、鋳型への焼き付き等の操業トラブル発生を防止しつ
つ、良好な品質の鋳片を提供できることとなった。
【図１】電磁界鋳型の断面説明図である。
【図２】モールドパウダーの凝固温度および磁場周波数
と、デプレッション発生防止臨界磁束密度（ＢL）およ
び凝固殻溶解臨界磁束密度（ＢH）との関係を示すグラ
フである。
と、デプレッション発生防止臨界磁束密度（ＢL）およ
び凝固殻溶解臨界磁束密度（ＢH）との関係を示すグラ
フである。
【図３】磁場周波数と溶湯を攪拌する電磁力（指数）と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図４】実施例における初期凝固殻形成位置の磁束密度
とデプレッション発生指数の関係を示したグラフであ
る。
とデプレッション発生指数の関係を示したグラフであ
る。
【図５】実施例における初期凝固殻形成位置の磁束密度
と焼き付き発生指数の関係を示したグラフである。
と焼き付き発生指数の関係を示したグラフである。
１ 水冷鋳型
２ 高周波コイル
３ 縦スリット
４ 浸漬ノズル
Ｐ モールドパウダー
ＭL 溶融金属
ＭS 凝固殻
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中田 等
東京都品川区北品川５丁目９番12号 株式
会社神戸製鋼所東京本社内
Ｆターム(参考） 4E004 AA09 MB02 MB12
Claims (4)
- 【請求項１】 鋳型と鋳片との界面にモールドパウダー
を供給しつつ初期凝固殻に電磁力を作用させて連続鋳造
を行うに当たり、初期凝固殻形成位置の磁束密度を、モ
ールドパウダーの凝固温度を制御要素に含めたデプレッ
ション発生防止臨界磁束密度（ＢL）以上で、かつモー
ルドパウダーの凝固温度および磁場周波数を制御要素に
含めた凝固殻溶解臨界磁束密度（ＢH）以下に制御する
ことを特徴とする鋼の連続鋳造方法。 - 【請求項２】 前記デプレッション発生防止臨界磁束密
度（ＢL）および凝固殻溶解臨界磁束密度（ＢH）を夫々
下記式（１）、（２）によって求める請求項１に記載の
製造方法。 ＢL＝−2.34×10-5×T＋35.48×10-3 …（１） ＢH＝−89.63×10-3−(1.20×10-6×ｆ−1.77×10-4)×(2037.3−T) …(２） ［式中、ＢLはデプレッション発生防止臨界磁束密度
（テスラ）を示し、ＢHは凝固殻溶解臨界磁束密度（テ
スラ）を示し、Ｔはモールドパウダーの凝固温度（℃）
を示し、ｆは磁場周波数（ｋＨｚ）を示す］ - 【請求項３】 前記磁場周波数を１０〜２５ｋＨｚとす
る請求項１または２に記載の製造方法。 - 【請求項４】 鋳型内の電磁攪拌を同時に行う請求項１
〜３のいずれかに記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002042268A JP4011929B2 (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 鋼の連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002042268A JP4011929B2 (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 鋼の連続鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003236644A true JP2003236644A (ja) | 2003-08-26 |
| JP4011929B2 JP4011929B2 (ja) | 2007-11-21 |
Family
ID=27782435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002042268A Expired - Fee Related JP4011929B2 (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 鋼の連続鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4011929B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009106967A (ja) * | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼の連続鋳造方法 |
| WO2015129382A1 (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼の連続鋳造方法 |
| CN105033209A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-11-11 | 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 | 一种连铸环节改善高碳钢质量的方法 |
-
2002
- 2002-02-19 JP JP2002042268A patent/JP4011929B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
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| JP2015157309A (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼の連続鋳造方法 |
| KR101758034B1 (ko) | 2014-02-25 | 2017-07-14 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 강의 연속 주조 방법 |
| CN105033209A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-11-11 | 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 | 一种连铸环节改善高碳钢质量的方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4011929B2 (ja) | 2007-11-21 |
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