JP2005238318A - 鋼の連続鋳造装置および連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な制御を行うことなく、鋳造時鋳型内の溶鋼流動を適正に制御可能である鋼の連続鋳造装置および連続鋳造方法を提供すること。
【解決手段】移動方向が長辺２ａに沿う鋳型幅方向である移動磁場を形成して鋳型２内溶鋼の流動を制御する電磁流動制御装置１０ｂであって、鋳型幅方向の両側に互いに対向するように配列された複数の電磁コイル１と、電磁コイル１に給電する電源１１とを具備し、鋳型２を、鋳型幅方向に沿って、浸漬ノズル区間２１と、短辺区間２２と、中間区間２３とに仮想的に区分した場合に、浸漬ノズル区間２１と短辺区間２２の少なくとも一方の電磁コイル１の配置間隔をそれ以外の区間の電磁コイルの配置間隔よりも短くする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、浸漬ノズルを用いて溶鋼を鋳型に供給する鋼の連続鋳造において、溶鋼に移動磁場を印加することによって、流動を制御し、高品質鋳片を製造する技術に関する。

鋼の連続鋳造において、鋳型内溶鋼流動状態、特に溶鋼表面近傍の流動がモールドパウダーの巻き込みやノロかみに関係して、鋳片品質に影響することが知られている。欠陥のない鋳片を製造するために鋳型内の溶鋼流動制御技術は重要である。

従来から、鋳型内溶鋼に磁場を印加し、流動を適正化する方法が行われている。磁場の印加方法としては、例えば、鋳型の両長辺背面にコイルを対向して設置し、直流静磁場を印加する方法がある。特許文献１では鋳型の幅全体にわたる直流静磁場を印加し、その印加強度を鋳造速度、ノズル吐出孔角度、吐出孔面積、ノズル浸漬深さ、鋳型幅によって規定する方法が提案されている。しかしながら、特許文献１のような静磁場を印加する方法は、静磁場が常に溶鋼流れに対して制動力として働くので、流れの停滞領域を効率的に活性化することができないといった問題がある。

特許文献２には、鋳型の長辺方向に移動磁界発生コイルを配置して、水平方向に旋回攪拌流を形成し、介在物を凝固シェルに補足させない方法が提案されている。この方法は、積極的に鋳型内溶鋼を攪拌して溶鋼に混在する介在物をスラブ表層に凝固させない方法であるが、攪拌によりパウダーなどを新たに混入させる危険もある。

これに対し、特許文献３には、リニア移動磁場型の移動磁場発生装置が開示されており、この装置では磁場が短辺からモールド中心の浸漬ノズルに向かって移動するようにしており、そのときの周波数は、吐出孔からの溶鋼流が磁場作用域を通過する間に、少なくともリニア移動磁界の作用を１周期以上受けるように設定しており、周波数の上限は、磁場の減衰（表皮効果）を考慮し、鋳型内部の溶鋼にも充分磁界の影響が届くように設定するとしている。特許文献４は、上記特許文献３を発展させ、磁束密度と周波数の両方を増減させて、適正流動が得られるとしている。

特許文献３、４では、溶鋼が吐出孔から鋳型短辺に向かってほぼ一定に流れることを想定して移動磁場を制御しているが、近年の広幅材の鋳造時には、幅方向で溶鋼流れが分布を持ち、期待する効果が見られないといった問題がある。

さらに、近時、静磁場と移動磁場を組み合わせる方法が提案されている(例えば特許文献５)。このようにいろいろな種類の磁場を組み合わせることにより、状況に応じた制御が可能になる。しかしながら、この技術では、制御ロジックが複雑になるうえ、設備の大型化、電力消費の増大などが懸念される。
特開平７−３１４１００号公報 特公昭５８−４９１７２号公報 特開平５−２３８０４号公報 特開平１０−５９４５号公報 特開２００３−１６４９４８号公報

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、複雑な制御を行うことなく、鋳型の幅が広い場合等、従来では溶鋼流動の適正化が困難な場合であっても、鋳造時鋳型内の溶鋼流動を適正に制御可能である鋼の連続鋳造装置および連続鋳造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、長辺と短辺とを有する矩形状の鋳型と、前記鋳型内の前記鋳型の長辺に沿う鋳型幅方向中央に設けられ、鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズルと、移動方向が前記長辺に沿う鋳型幅方向である移動磁場を形成して鋳型内溶鋼の流動を制御する電磁流動制御装置とを具備する鋼の連続鋳造装置であって、前記電磁流動制御装置は、前記鋳型幅方向の両側に互いに対向するように配列された複数の電磁コイルと、前記電磁コイルに給電する電源とを有し、前記鋳型を、鋳型幅方向に沿って、浸漬ノズルの近傍の浸漬ノズル区間と、鋳型の短辺側部分の短辺区間と、これらの間の区間とに仮想的に区分した場合に、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルの配置間隔をそれ以外の区間の電磁コイルの配置間隔よりも短くしたことを特徴とする鋼の連続鋳造装置を提供する。

また、本発明は、長辺と短辺とを有する矩形状の鋳型と、前記鋳型内の前記鋳型の長辺に沿う鋳型幅方向中央に設けられ、鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズルと、移動方向が前記長辺に沿う鋳型幅方向である移動磁場を形成して鋳型内溶鋼の流動を制御する電磁流動制御装置とを具備する鋼の連続鋳造装置であって、前記電磁流動制御装置は、前記鋳型幅方向の両側に互いに対向するように配列された複数の電磁コイルと、前記電磁コイルに給電する電源と、電源から各電磁コイルに供給される電流値を制御する電流値制御手段とを有し、前記電流値制御手段は、前記鋳型を、鋳型幅方向に沿って、浸漬ノズルの近傍の浸漬ノズル区間と、鋳型の短辺側部分の短辺区間と、これらの間の区間とに仮想的に区分した場合に、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルへ供給される電流値が、それ以外の区間の電磁コイルへ供給される電流値よりも大きくなるように電流値を制御することを特徴とする鋼の連続鋳造装置を提供する。

さらに、本発明は、長辺と短辺とを有する矩形状の鋳型と、前記鋳型内の前記鋳型の長辺に沿う鋳型幅方向中央に設けられ、鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズルと、移動方向が前記長辺に沿う鋳型幅方向である移動磁場を形成して鋳型内溶鋼の流動を制御する電磁流動制御装置とを具備する鋼の連続鋳造装置であって、前記電磁流動制御装置は、前記鋳型幅方向の両側に互いに対向するように配列された複数の電磁コイルと、前記電磁コイルに給電する電源と、電源から各電磁コイルに供給される電流値を制御する電流値制御手段とを具備し、前記鋳型を、鋳型幅方向に沿って、浸漬ノズルの近傍の浸漬ノズル区間と、鋳型の短辺側部分の短辺区間と、これらの間の区間とに仮想的に区分した場合に、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルの配置間隔をそれ以外の区間の電磁コイルの配置間隔よりも短くし、前記電流値制御手段は、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルへ供給される電流値が、それ以外の区間の電磁コイルへ供給される電流値よりも大きくなるように電流値を制御することを特徴とする鋼の連続鋳造装置を提供する。

さらにまた、本発明は、長辺と短辺とを有する矩形状の連続鋳造用の鋳型内に鋳型の長辺に沿う鋳型幅方向中央に設けられた浸漬ノズルから溶鋼を注入し、複数の電磁コイルを前記鋳型幅方向の両側に互いに対向するように配列してなり、移動方向が前記長辺に沿う鋳型幅方向である移動磁場を形成して鋳型内溶鋼の流動を制御する電磁流動制御装置により、鋳型内溶鋼の流動を制御しながら鋳造する鋼の連続鋳造方法であって、前記鋳型を、鋳型幅方向に沿って、浸漬ノズルの近傍の浸漬ノズル区間と、鋳型の短辺側部分の短辺区間と、これらの間の区間とに仮想的に区分した場合に、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルの配置間隔をそれ以外の区間の電磁コイルの配置間隔よりも短くなるようにして鋳造することを特徴とする鋼の連続鋳造方法を提供する。

さらにまた、本発明は、長辺と短辺とを有する矩形状の連続鋳造用の鋳型内に鋳型の長辺に沿う鋳型幅方向中央に設けられた浸漬ノズルから溶鋼を注入し、複数の電磁コイルを前記鋳型幅方向の両側に互いに対向するように配列してなり、移動方向が前記長辺に沿う鋳型幅方向である移動磁場を形成して鋳型内溶鋼の流動を制御する電磁流動制御装置により、鋳型内溶鋼の流動を制御しながら鋳造する鋼の連続鋳造方法であって、前記鋳型を、鋳型幅方向に沿って、浸漬ノズルの近傍の浸漬ノズル区間と、鋳型の短辺側部分の短辺区間と、これらの間の区間とに仮想的に区分した場合に、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルへ供給される電流値が、それ以外の区間の電磁コイルへ供給される電流値よりも大きくなるように電流値を制御して鋳造することを特徴とする鋼の連続鋳造方法を提供する。

さらにまた、本発明は、長辺と短辺とを有する矩形状の連続鋳造用の鋳型内に鋳型の長辺に沿う鋳型幅方向中央に設けられた浸漬ノズルから溶鋼を注入し、複数の電磁コイルを前記鋳型幅方向の両側に互いに対向するように配列してなり、移動方向が前記長辺に沿う鋳型幅方向である移動磁場を形成して鋳型内溶鋼の流動を制御する電磁流動制御装置により、鋳型内溶鋼の流動を制御しながら鋳造する鋼の連続鋳造方法であって、前記鋳型を、鋳型幅方向に沿って、浸漬ノズルの近傍の浸漬ノズル区間と、鋳型の短辺側部分の短辺区間と、これらの間の区間とに仮想的に区分した場合に、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルの配置間隔をそれ以外の区間の電磁コイルの配置間隔よりも短くなるようにし、かつ、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルへ供給される電流値が、それ以外の区間の電磁コイルへ供給される電流値よりも大きくなるように電流値を制御して鋳造することを特徴とする鋼の連続鋳造方法を提供する。

本発明によれば、複数の電磁コイルを前記鋳型幅方向の両側に互いに対向するように配列してなり、移動方向が前記長辺に沿う鋳型幅方向である移動磁場を形成して鋳型内溶鋼の流動を制御する電磁流動制御装置を用いて連続鋳造を行う場合に、印加磁場強度が低下しやすい浸漬ノズル近傍部分および短辺近傍部分の少なくとも一方における電磁コイルの配置間隔を相対的に短くする、またはその部分に供給する電流値を相対的に大きくするようにしたので、鋳型内の溶鋼流動を適正に制御可能となり、高品質の鋳片を製造することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
まず、図１を参照して、鋼の連続鋳造において溶鋼流動制御に用いられる、溶鋼に印加される磁場が鋳型の長辺に沿う方向（鋳型幅方向）に移動するタイプの電磁流動制御装置およびその溶鋼流動制御メカニズムの概略について説明する。なお、以下の説明における各式において示す物理量の添え字Ｘ、Ｙ、Ｚは、図１のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のものであることを示す。

図１に示すように、一般的にこのタイプの電磁流動制御装置１０は、長辺２ａおよび短辺２ｂを有する矩形状の鋳型２において、浸漬ノズル３から吐出流が吐出される位置に配置されており、複数の電磁コイル１が矩形状の鋳型２の長辺２ａに沿って（幅方向に）並んで設置されており、隣り合うコイルに流す電流の位相をずらすことにより、いわゆるリニアタイプの移動磁場を発生させている。なお、浸漬ノズル３は、鋳型２の長辺２ａに沿う鋳型幅方向中央に設けられている。

その磁場の移動速度は、コイル１のポールピッチ（Ｓ極からＮ極までの距離）τと電磁コイル１から発生する磁場の周波数ｆで以下の（１）式のように表現することができる。なお、以下の式において、各物理量の添え字Ｘ、Ｙ、Ｚは、図１のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のものであることを示す。
Ｖ_ｘ＝２τｆ （１）
また、図１に示すように印加磁場Ｂ_ｙは、鋳型２を短辺方向に貫く方向に印加され、したがって、ローレンツの法則より、誘導電流は以下の（２）式のように表現することができる。
Ｊ_ｚ＝σＶ_ｘＢ_ｙ （２）
さらに、電磁力は以下の（３）式で表現することができ、主に磁場の移動方向と同じ向きに電磁力が働くことが示される。
Ｆ_ｘ＝Ｊ_ｚＢ_ｙ＝２τσｆＢ_ｙ ^２ （３）

このような電磁流動制御装置１０においては、鋳造速度が速く、鋳型２の中の溶鋼流動を抑制したい場合には、磁場を鋳型２の短辺２ｂ側から浸漬ノズル３の方向に移動させ、吐出流を抑制（減速）するように作用させる。一方、鍋交換などの鋳造速度が遅い場合には、磁場を浸漬ノズル３側から短辺２ｂの方向に移動させ、浸漬ノズル３からの吐出流を加速し鋳型２内の溶鋼の流動を活性化し、熱供給の促進効果を発揮させることができる。あるいは、鋳型２の長辺２ａの前面と後面で磁場移動方向を逆転させ、磁界が回転するように設定し、溶鋼の旋回による洗浄効果を得ることもできる。

従来から一般的に観察されている鋳型内の流動パターンの模式図を図２に示す。図２の（ａ）は鋳型の水平断面図であり、（ｂ）は垂直断面図である。この場合には、溶鋼流速はおおよそ幅方向に亘って一様で、吐出流４に対して、磁場を鋳型２の短辺２ｂから浸漬ノズル３に向かう方向に移動させることで所期の溶鋼流制動効果が得られる。なお、符号５はモールドパウダーであり、６は凝固シェルである。この場合の電磁流動制御装置の溶鋼流制動効果の作用イメージ図を図３に示す。この図に示すように位置によらず移動磁場により溶鋼流速が減速されている。

しかし、鋳造条件（鋳造幅、浸漬ノズルから溶鋼流に吹き込むアルゴンガス流量、鋳造速度）のバランスによっては、図４のような流動パターンも出現することがわかっている。図４の（ａ）は鋳型の水平断面図であり、（ｂ）は垂直断面図である。特に、近年の生産性向上対策で実施される幅広の鋳型を用いて鋳造した場合にこのような流動パターンが観察されることが多い。このような場合には、鋳型短辺側への熱供給が不足し、未溶融のモールドパウダーが溶鋼中に混入したり、ノロかみなどの不具合が生じるため、磁場を浸漬ノズル側から鋳型短辺側に移動させる加速のモードを使用するのが通例である。

この場合に、従来のように、複数の電磁コイル１を図５に示すように等間隔に配置し、かつ全ての電磁コイル１に同様の電流値を供給すると、図６に示すように、一般に、鋳型短辺近傍や浸漬ノズル近傍での印加磁界強度が下がってしまう。このため、溶鋼流動を重点的に制御したい浸漬ノズル近傍や鋳型短辺近傍で、溶鋼流動を効果的に制御することができないといった問題がある。

そこで本発明では、一つの対策として、鋳型を、鋳型幅方向に沿って、浸漬ノズルの近傍の浸漬ノズル区間と、鋳型の短辺側部分の短辺区間と、これらの間の区間とに仮想的に区分した場合に、浸漬ノズル区間と短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルへ供給される電流値が、それ以外の区間の電磁コイルへ供給される電流値よりも大きくなるように電流値を制御する。これにより、図７に示すように、鋳型短辺近傍と浸漬ノズル近傍での印加磁場強度低下が軽減される。

また、他の対策としては、浸漬ノズル区間と短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルの配置間隔をそれ以外の区間の電磁コイルの配置間隔よりも短くすることが挙げられる。これによっても、鋳型短辺近傍と浸漬ノズル近傍の印加磁場強度を上昇させることができ、図８に示すように、やはり鋳型短辺近傍と浸漬ノズル近傍での印加磁場強度低下が軽減される。

上記２つの対策を同時にとることにより、すなわち浸漬ノズル区間と短辺区間の少なくとも一方において他の区間よりも電流値が大きくなるようにし、かつ、浸漬ノズル区間と短辺区間の少なくとも一方において電磁コイルの配置間隔を短くすることにより、印加磁場強度の低下をより効果的に抑制することができる。

次に、このような制御を実現するための具体的な装置構成について説明する。図９は、本発明の第１の実施形態に係る連続鋳造装置を示す水平断面図である。上述した図１と同様に、長辺２ａおよび短辺２ｂを有する矩形状の鋳型２の中央に、浸漬ノズル３が配置されている。そして、電磁流動制御装置１０ａが鋳型２の浸漬ノズル３から吐出流が吐出される位置に配置されている。この電磁流動制御装置１０ａは、図１で説明した電磁流動制御装置１０と同様、複数の電磁コイル１が矩形状の鋳型２の２つの長辺２ａに沿って（幅方向に）両側に並んで設置されており、隣り合うコイルに流す電流の位相をずらすことにより、いわゆるリニアタイプの移動磁場を発生させるようになっている。両側の複数の電磁コイル１は、それぞれヨーク７に取り付けられて一体化されている。そして一方側の電磁コイル１の数は１２個であり、他方の側も同様に１２個のコイルが配置されており、両側の各電磁コイルは対向して設けられている。なお、図中の矢印は、ある瞬間における磁場の向きを示している。

これら電磁コイル１には、３相交流電源１１から隣り合う電磁コイル１の位相が１２０°ずれるように給電される。そして、電源１１から電磁コイル１に至る給電線には、電磁コイル１に供給する電流値を制御する電流値制御部２０が設けられている。この電流値制御部２０は、図示するように電磁コイル１に左側からＡ〜Ｌの符号を付した場合に、ＡとＢの電流値を制御する第１制御器１２、ＣとＤの電流値を制御する第２制御器１３、ＥとＦの電流値を制御する第３制御器１４、ＧとＨの電流値を制御する第４制御器１５、ＩとＪの電流値を制御する第５制御器１６と、ＫとＬの電流値を制御する第６制御器１７とで構成されており、これら制御器はそれぞれ独立して電流値を制御可能となっている。

そして、鋳型２を、鋳型幅方向に沿って、浸漬ノズル３の近傍の浸漬ノズル区間２１と、鋳型の短辺側部分の短辺区間２２と、これらの間の中間区間２３とに仮想的に区分した場合に、電磁コイル１の符号Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈが浸漬ノズル区間２１に存在し、符号Ａ、Ｂ、Ｋ、Ｌが短辺区間２２に存在し、符号Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｊが中間区間２３に存在する。

このように構成される連続鋳造装置においては、図示しない取鍋からタンディッシュに貯留された溶鋼が浸漬ノズル３から鋳型２内に注入された際に、電磁流動制御装置１０ａの電源１１から電磁コイル１に電流を供給して移動磁場を形成することにより鋳型２内の溶鋼流動を制御する。

この際に、浸漬ノズル区間２１と短辺区間２２に存在する電磁コイル１の符号Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ａ、Ｂ、Ｋ、Ｌの電流値が中間区間２３に存在する電磁コイルの符号Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｊよりも電流値が大きくなるように、電流値制御部２０の各制御器を制御する。これにより、鋳型短辺２ｂの近傍と浸漬ノズル３の近傍での印加磁場強度低下が軽減され、鋳型内での溶鋼流動を適切に制御することができる。なお、溶鋼流動の状態によっては、浸漬ノズル区間２１に存在する電磁コイル１および短辺区間２２に存在する電磁コイル１のいずれか一方の電流値を他の区間の電流値よりも大きくするようにしてもよい。また、電磁コイル１の配列数は１２個に限らず、印加電流も隣接する電磁コイルで位相をずらすことができれば３相交流に限らず２相交流であってもよい。例えば、電磁コイルの配列数を１０個にし、２相交流を用い、隣接する電磁コイルで９０°位相をずらしたものを挙げることができる。

次に、第２の実施形態に係る連続鋳造装置について説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態に係る連続鋳造装置を示す模式図である。この連続鋳造装置の基本構成は第１の実施形態と同様であり、電磁流動制御装置１０ｂの基本構成も図９の電磁流動制御装置１０ａと同じである。すなわち、本実施形態においても、電磁コイル１には、３相交流電源１１から隣り合う電磁コイル１の位相が１２０°ずれるように給電される。そして、電源１１から電磁コイル１に至る給電線には、電磁コイル１に供給する電流値を制御する電流値制御部２０ａが設けられている。

ただし、電磁コイル１の配置が第１の実施形態とは異なっている。すなわち、第１の実施形態と同様、電磁コイル１に左側からＡ〜Ｌの符号を付した場合に、電磁コイル１の符号Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈが浸漬ノズル区間２１に存在し、符号Ａ、Ｂ、Ｋ、Ｌが短辺区間２２に存在し、符号Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｊが中間区間２３に存在することになるが、本実施形態では、浸漬ノズル区間２１と短辺区間２２に存在する電磁コイル１の符号Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ａ、Ｂ、Ｋ、Ｌの配置間隔が中間区間２３に存在する電磁コイルの符号Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｊの配置間隔よりも短くなっている。

このように構成される連続鋳造装置も同様に、電源１１から電磁コイル１に電流を供給して電磁流動制御装置１０ｂによって移動磁場を形成することにより、鋳型２内の溶鋼流動を制御する。

この際に、浸漬ノズル区間２１と短辺区間２２に存在する電磁コイル１の符号Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ａ、Ｂ、Ｋ、Ｌの配置間隔が中間区間２３に存在する電磁コイルの符号Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｊの配置間隔よりも短いので、鋳型短辺２ｂの近傍と浸漬ノズル３の近傍での印加磁場強度低下が軽減され、鋳型内での溶鋼流動を適切に制御することができる。なお、溶鋼流動の状態によっては、浸漬ノズル区間２１に存在する電磁コイル１および短辺区間２２に存在する電磁コイル１のいずれか一方の配置間隔を他の区間の電流値よりも大きくするようにしてもよい。また、この実施形態においても電磁コイル１の配列数は１２個に限らず、印加電流も隣接する電磁コイルで位相をずらすことができれば３相交流に限らず２相交流であってもよい。

なお、上記第１の形態および第２の形態を単独で実施してもよいが、これらを組み合わせてもよい。これにより、印加磁場強度の低下をより効果的に抑制することができる。

［実施例１］
ここでは、スラブ連鋳機にてアルミキルド鋼の鋳造実験を行なった。鋳型厚みは２２０ｍｍ、鋳型幅は２０００ｍｍ、スループット３．５ｔｏｎ／ｍｉｎである。浸漬ノズルはプールの２孔ノズルで吐出角度が下向き２５度、ノズル内径Ｄが９０ｍｍφのものを用いた。ノズルからのアルゴンガスの吹き込み量は１０ＮＬ／ｍｉｎであった。電磁流動制御装置は、３相交流のリニア移動磁場型であり、長さは２１００ｍｍで鋳型長さを充分カバーするものであった。電磁流動制御装置は、湯面から３８０ｍｍの深さに中心が来るように設置した。磁場の移動方向は浸漬ノズルから鋳型短辺に向かうように設定した。

まず、電磁流動制御装置の各電磁コイルに通電する電流値を一定とした従来の手法で鋳造を行った(テスト１)。次に、各電磁コイルの電流値を制御可能な図９に示すような電磁流動制御装置を用いて短辺区間および浸漬ノズル区間の電流値を中間区間の１．５倍にして鋳造を行った（テスト２）。

鋳型内の溶鋼流動状態を調査するため，耐火性浸漬棒を湯面に浸漬させ，溶鋼流の影響で浸漬棒が傾いた角度から流速値を推定した。テスト１では図４に示すような流動パターンになっていたが、テスト２では図１１の（ａ）水平断面図および（ｂ）垂直断面図に示すように、全体に亘って一様な溶鋼流が形成されていたことが判明した。

スラブの目視観察を行った結果、テスト１では短辺近傍でノロかみが認められたが、テスト２では観察されなかった。表面欠陥計でスラブ上のパウダー性欠陥を探索した結果、テスト１ではノズル近傍に数個のパウダー性欠陥が発見されたが、テスト２では認められなかった。この結果から、本発明に従って、浸漬ノズル区間および短辺区間の電磁コイルの電流値を高めることにより、高品質な鋳片を製造できることが確認された。

［実施例２］
ここでは、実施例１と同様、スラブ連鋳機にてアルミキルド鋼の鋳造実験を行なった。鋳型厚みは２２０ｍｍ、鋳型幅は２０００ｍｍ、スループット３．５ｔｏｎ／ｍｉｎである。浸漬ノズルは山形の２孔ノズルで吐出角度が下向き２５度、ノズル内径Ｄが９０ｍｍφのものを用いた。ノズルからのアルゴンガスの吹き込み量は１０ＮＬ／ｍｉｎであった。電磁流動制御装置は、３相交流のリニア移動磁場型であり、長さは２１００ｍｍで鋳型長さを充分カバーするものであった。電磁流動制御装置は、湯面から３８０ｍｍの深さに中心が来るように設置した。磁場の移動方向は浸漬ノズルから鋳型短辺に向かうように設定した。

まず、電磁流動制御装置の各電磁コイルの配置間隔を一定とした従来の手法で鋳造を行った(テスト１)。次に、各電磁コイルの配置を図１０に示すように短辺区間および浸漬ノズル区間の配置間隔が中間区間の配置間隔よりも短くなるようにした電磁流動制御装置を用いて鋳造を行った（テスト３）。

鋳型内の溶鋼流動状態を調査するため，耐火性浸漬棒を湯面に浸漬させ，溶鋼流の影響で浸漬棒が傾いた角度から流速値を推定した。テスト１では図４に示すような流動パターンになっていたが、テスト３では図１１に示すように、全体に亘って一様な溶鋼流が形成されていたことが判明した。

スラブの目視観察を行った結果、テスト１では短辺近傍でノロかみが認められたが、テスト３では観察されなかった。表面欠陥計でスラブ上のパウダー性欠陥を探索した結果、テスト１ではノズル近傍に数個のパウダー性欠陥が発見されたが、テスト３では認められなかった。この結果から、本発明に従って、浸漬ノズル区間および短辺区間の電磁コイルの間隔を短くすることにより、高品質な鋳片を製造できることが確認された。

［実施例３］
ここでは、実施例１、２と同様、スラブ連鋳機にてアルミキルド鋼の鋳造実験を行なった。鋳型厚みは２２０ｍｍ、鋳型幅は２０００ｍｍ、スループット３．５ｔｏｎ／ｍｉｎである。浸漬ノズルは山形の２孔ノズルで吐出角度が下向き２５度、ノズル内径Ｄが９０ｍｍφのものを用いた。ノズルからのアルゴンガスの吹き込み量は１０ＮＬ／ｍｉｎであった。電磁流動制御装置は、３相交流のリニア移動磁場型であり、長さは２１００ｍｍで鋳型長さを充分カバーするものであった。電磁流動制御装置は、湯面から３８０ｍｍの深さに中心が来るように設置した。磁場の移動方向は浸漬ノズルから鋳型短辺に向かうように設定した。

まず、電磁流動制御装置の各電磁コイルの配置間隔および各コイルに通電する電流値を一定とした従来の手法で鋳造を行った(テスト１)。次に、各電磁コイルの配置を図１０に示すように短辺区間および浸漬ノズル区間の配置間隔が中間区間の配置間隔よりも短くなるようにし、かつ図９に示すような電流値制御部を用いて短辺区間および浸漬ノズル区間の電流値を中間区間の１．５倍にして鋳造を行った（テスト４）。

鋳型内の溶鋼流動状態を調査するため，耐火性浸漬棒を湯面に浸漬させ，溶鋼流の影響で浸漬棒が傾いた角度から流速値を推定した。テスト１では図４に示すような流動パターンになっていたが、テスト４では図１１に示すように、全体に亘って一様な溶鋼流が形成されていたことが判明した。

スラブの目視観察を行った結果、テスト１では短辺近傍でノロかみが認められたが、テスト４では観察されなかった。表面欠陥計でスラブ上のパウダー性欠陥を探索した結果、テスト１ではノズル近傍に数個のパウダー性欠陥が発見されたが、テスト４では認められなかった。この結果から、本発明に従って、浸漬ノズル区間および短辺区間の電磁コイルの間隔を短くし、かつ浸漬ノズル区間および短辺区間の電磁コイルの電流値を高めることにより、高品質な鋳片を製造できることが確認された。

本発明によれば、鋳型内の溶鋼流動を適正化することが可能となるので、鋳型の幅が広い場合等、従来では溶鋼流動の適正化が困難な場合であっても、鋳型内の溶鋼流動を適正に制御可能となり、高品質の鋳片を製造することができる。

溶鋼に印加される磁場が鋳型の長辺に沿う方向（鋳型幅方向）に移動するタイプの移動磁場発生装置を示す概略構成図。 従来一般的に観測されている鋳型内の溶鋼流動パターンを示す水平断面図および垂直断面図。 図２で示す流動パターン時に従来の電磁流動制御を適用した場合の状態を示すイメージ図。 幅広の鋳型を用いて鋳造したときに観測されやすい鋳型内の溶鋼流動パターンを示す水平断面図および垂直断面図。 従来の電磁流動制御装置の電磁コイル配置を示す図。 従来の電磁流動制御装置を用いた場合の鋳型幅方向の印加磁場強度分布を示すグラフ。 本発明に従って、浸漬ノズル区間および短辺区間の電磁コイルの電流値を大きくした場合の鋳型幅方向の印加磁場強度分布を示すグラフ。 本発明に従って、浸漬ノズル区間および短辺区間の電磁コイルの配置間隔を短くした場合の鋳型幅方向の印加磁場強度分布を示すグラフ。 本発明の第１の実施形態に係る連続鋳造装置を示す水平断面図。 本発明の第２の実施形態に係る連続鋳造装置を示す水平断面図。 本発明の電磁流動制御を実施した場合の鋳型内の溶鋼流動パターンを示す水平断面図及び垂直断面図。

符号の説明

１；電磁コイル
２；鋳型
２ａ；長辺
２ｂ；短辺
３；浸漬ノズル
４；吐出流
５；モールドパウダー
６；凝固シェル
７；ヨーク
１０，１０ａ，１０ｂ；電磁流動制御装置
１１；３相交流電源
１２〜１７；第１〜第６制御器
２０，２０ａ；電流値制御部
２１；浸漬ノズル区間
２２；短辺区間
２３；中間区間

Claims (6)

1. 長辺と短辺とを有する矩形状の鋳型と、前記鋳型内の前記鋳型の長辺に沿う鋳型幅方向中央に設けられ、鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズルと、移動方向が前記長辺に沿う鋳型幅方向である移動磁場を形成して鋳型内溶鋼の流動を制御する電磁流動制御装置とを具備する鋼の連続鋳造装置であって、
   前記電磁流動制御装置は、
   前記鋳型幅方向の両側に互いに対向するように配列された複数の電磁コイルと、前記電磁コイルに給電する電源とを有し、
   前記鋳型を、鋳型幅方向に沿って、浸漬ノズルの近傍の浸漬ノズル区間と、鋳型の短辺側部分の短辺区間と、これらの間の区間とに仮想的に区分した場合に、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルの配置間隔をそれ以外の区間の電磁コイルの配置間隔よりも短くしたことを特徴とする鋼の連続鋳造装置。
2. 長辺と短辺とを有する矩形状の鋳型と、前記鋳型内の前記鋳型の長辺に沿う鋳型幅方向中央に設けられ、鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズルと、移動方向が前記長辺に沿う鋳型幅方向である移動磁場を形成して鋳型内溶鋼の流動を制御する電磁流動制御装置とを具備する鋼の連続鋳造装置であって、
   前記電磁流動制御装置は、
   前記鋳型幅方向の両側に互いに対向するように配列された複数の電磁コイルと、前記電磁コイルに給電する電源と、電源から各電磁コイルに供給される電流値を制御する電流値制御手段とを有し、
   前記電流値制御手段は、前記鋳型を、鋳型幅方向に沿って、浸漬ノズルの近傍の浸漬ノズル区間と、鋳型の短辺側部分の短辺区間と、これらの間の区間とに仮想的に区分した場合に、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルへ供給される電流値が、それ以外の区間の電磁コイルへ供給される電流値よりも大きくなるように電流値を制御することを特徴とする鋼の連続鋳造装置。
3. 長辺と短辺とを有する矩形状の鋳型と、前記鋳型内の前記鋳型の長辺に沿う鋳型幅方向中央に設けられ、鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズルと、移動方向が前記長辺に沿う鋳型幅方向である移動磁場を形成して鋳型内溶鋼の流動を制御する電磁流動制御装置とを具備する鋼の連続鋳造装置であって、
   前記電磁流動制御装置は、
   前記鋳型幅方向の両側に互いに対向するように配列された複数の電磁コイルと、前記電磁コイルに給電する電源と、電源から各電磁コイルに供給される電流値を制御する電流値制御手段とを具備し、
   前記鋳型を、鋳型幅方向に沿って、浸漬ノズルの近傍の浸漬ノズル区間と、鋳型の短辺側部分の短辺区間と、これらの間の区間とに仮想的に区分した場合に、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルの配置間隔をそれ以外の区間の電磁コイルの配置間隔よりも短くし、
   前記電流値制御手段は、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルへ供給される電流値が、それ以外の区間の電磁コイルへ供給される電流値よりも大きくなるように電流値を制御することを特徴とする鋼の連続鋳造装置。
4. 長辺と短辺とを有する矩形状の連続鋳造用の鋳型内に鋳型の長辺に沿う鋳型幅方向中央に設けられた浸漬ノズルから溶鋼を注入し、複数の電磁コイルを前記鋳型幅方向の両側に互いに対向するように配列してなり、移動方向が前記長辺に沿う鋳型幅方向である移動磁場を形成して鋳型内溶鋼の流動を制御する電磁流動制御装置により、鋳型内溶鋼の流動を制御しながら鋳造する鋼の連続鋳造方法であって、
   前記鋳型を、鋳型幅方向に沿って、浸漬ノズルの近傍の浸漬ノズル区間と、鋳型の短辺側部分の短辺区間と、これらの間の区間とに仮想的に区分した場合に、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルの配置間隔をそれ以外の区間の電磁コイルの配置間隔よりも短くなるようにして鋳造することを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
5. 長辺と短辺とを有する矩形状の連続鋳造用の鋳型内に鋳型の長辺に沿う鋳型幅方向中央に設けられた浸漬ノズルから溶鋼を注入し、複数の電磁コイルを前記鋳型幅方向の両側に互いに対向するように配列してなり、移動方向が前記長辺に沿う鋳型幅方向である移動磁場を形成して鋳型内溶鋼の流動を制御する電磁流動制御装置により、鋳型内溶鋼の流動を制御しながら鋳造する鋼の連続鋳造方法であって、
   前記鋳型を、鋳型幅方向に沿って、浸漬ノズルの近傍の浸漬ノズル区間と、鋳型の短辺側部分の短辺区間と、これらの間の区間とに仮想的に区分した場合に、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルへ供給される電流値が、それ以外の区間の電磁コイルへ供給される電流値よりも大きくなるように電流値を制御して鋳造することを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
6. 長辺と短辺とを有する矩形状の連続鋳造用の鋳型内に鋳型の長辺に沿う鋳型幅方向中央に設けられた浸漬ノズルから溶鋼を注入し、複数の電磁コイルを前記鋳型幅方向の両側に互いに対向するように配列してなり、移動方向が前記長辺に沿う鋳型幅方向である移動磁場を形成して鋳型内溶鋼の流動を制御する電磁流動制御装置により、鋳型内溶鋼の流動を制御しながら鋳造する鋼の連続鋳造方法であって、
   前記鋳型を、鋳型幅方向に沿って、浸漬ノズルの近傍の浸漬ノズル区間と、鋳型の短辺側部分の短辺区間と、これらの間の区間とに仮想的に区分した場合に、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルの配置間隔をそれ以外の区間の電磁コイルの配置間隔よりも短くなるようにし、
   かつ、前記浸漬ノズル区間と前記短辺区間の少なくとも一方の電磁コイルへ供給される電流値が、それ以外の区間の電磁コイルへ供給される電流値よりも大きくなるように電流値を制御して鋳造することを特徴とする鋼の連続鋳造方法。

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