JP2007000936A - 電磁場を用いる金属垂直連続鋳造方法とその実施のための鋳造設備 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る金属連続鋳造方法は、鋳型内に存在する溶融金属のメニスカスに、全体的にドーム状の形をそれに付与しようとする軸方向パルス化交番磁場の作用と同時に、メニスカスの表面動揺を沈めるための横断方向連続磁場の作用にもかけられる。実施設備は、金属スラブ鋳造のための冷却組み立てプレート(2,3と4,5)付きの鋳型(1)と、鋳造軸(11)と共線の、軸方向磁場を発生するために溶融金属のメニスカス(12)の部位で鋳型を囲繞するパルス化交流用コイル(17)と、鋳造軸に垂直なメニスカス(12)の部位で鋳型の大きなプレートを横断する連続磁場インダクタとから成る。
【選択図】図3
Description
・鋳造粗製品の表面品質向上であり、これは表面クラックの数と、揺動のしわの深さの減少によってもたらされる。
・鋳造製品の鋼中含有不純物の清浄度の向上であって、これらは鋳型の振動の際に形成される「固化角(つの)」のサイズの減少によってもたらされるが、この固化角は鋳型の溶融金属内に存在する包含不純物と気泡を取り込む場となるからであり、また清浄度の向上は、固化先頭による包含不純物の引き込みの除去によってももたらされるが、これは電磁撹拌によって駆動される溶融金属による固化先頭の「洗浄」効果を利用する(これらの問題に関わるメカニズムについては後で述べる)。
・溶融で鋳型に侵入する被覆スラグによって鋳型と固体金属界面の最適な潤滑を保証するために、十分なメニスカスの安定性を得ることであって、この潤滑向上によって通常の速度を大幅に上回る鋳造速度に接近できるようにする。
この分野における先行する発明としては、例えば、特開平7−148555号公報に記載された発明がある。その構成は、溶融金属が注入される鋳型の上部に鋳型内溶融金属にピンチ力を付与する電磁コイルを配設し、この電磁コイルに交流電流を印加する電源装置を併設した溶融金属の連続鋳造装置において、鋳型内に溶融金属を注入する注入ノズルの吐出口下方の鋳型内において最大値を有する静磁場を発生するコイルを配置し、このコイルに直流電流を印加する電源装置を併設した、溶融金属の連続鋳造装置である。
また、特開平5−084551号公報には、溶鋼の連続鋳造に関する発明が提案されており、鋳型メニスカス近傍では静磁場のみを印加し、一方、浸漬ノズルの下方、望ましくは鋳型直下の位置では静磁場の印加と直流電流の印加との併用による静磁場通電を実施する。これにより、気泡や介在物が溶鋼中深く侵入して品質の低下を招くことがないようにすることを目的としている。
・メニスカス周縁を鋳型の壁から遠くに押し返す、すなわちその表面を平滑にしてその縁を「くぼませる」という傾向のある閉じこめ表面成分。この力は特に高周波で作用する。
・および、得られる溶融金属の対流運動の形状のために、メニスカスの中心部分を「ふくらませる」撹拌体積成分(鋳型の中心で金属が再上昇する環状撹拌)。反対に、この力は低または中周波で特に活発になる。それはさらには、表面の不安定性が発生源となっているからである。この撹拌力の最大効果は中周波で、すなわちさらに限定的には200Hz前後で得られるが、いずれの場合にも500Hz未満であれば、鋳型の種類または厚みを問わず、また鋳造金属製品の大きさを問わず得られる。
・図1は、先行技術による鋼鉄スラブの連続鋳造鋳型の概略を示す長手方向断面図である。
・図2は、本発明による鋼鉄スラブの連続鋳造鋳型の概略を示す斜視図である。
・図3は、本発明によるこの同一の鋳型の概略を示す長手方向断面図である。
・図4は、上述の鋳型の第一の変型の概略を示す斜視図である。
・図5は、電磁場に対する透過性をかなり高める鋳型の形状を示している。
−交番場による電磁力の回転部分によって発生した、撹拌流れに対する制動作用、
−メニスカス上の表面波のパルス化速度に対する制動の直接作用。
2、3、4、5 冷却組み立てプレート
7 溶融鋼鉄
12 メニスカス部位
17 コイル
19、20、21、22、23 電磁インダクタ
Claims (3)
- 冷却組み立てプレート付きの揺動式鋳型内の金属製品垂直連続鋳造方法であって、鋳造すべき溶融金属を揺動式の前記冷却プレートに接触させ、鋳型内に存在する溶融金属のメニスカス区域に、全体的にドーム状の形を前記メニスカスにつけるように、鋳造方向と共通の線の軸方向交番磁場の作用をかけ、500Hz以下の周波数でパルス化交流によって生成される磁場を用い、また、前記メニスカス区域(12)にも、鋳造方向(11)に対して横断方向に向けられた連続磁場をかけることによって、前記メニスカス(12)の形状を安定させられるようにすることを特徴とする、金属製品垂直連続鋳造方法。
- 冷却組み立てプレート(2,3と4,5)付きの揺動式鋳型(1)を含む、金属垂直連続鋳造のための設備であり、該プレートの大きな2つ(2,3)が、内部で鋳造金属が前記冷却プレートと接触する鋳造空間を画定するために向かい合っており、またこの設備は、500Hz以下の周波数で交流が供給され、溶融金属のメニスカス部位(12)で鋳型を囲繞する電磁コイル(17)を備えたタイプであり、該電磁コイルは鋳造軸(11)に沿って向けられた交番磁場を発生させるためにあり、該設備がまた、鋳造軸に垂直にメニスカス部位(12)で鋳型の大きなプレート(2,3)を横断する連続磁場を発生する電磁インダクタ(19から23)も備えていることを特徴とする、金属垂直連続鋳造設備。
- この冷却組み立てプレート(2,3と4,5)が、少なくともその上部が、絶縁物質(44)によって分離された複数個の垂直区分(43)に分割されることを特徴とする、請求項2に記載の金属垂直連続鋳造設備。
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