JP2007105745A - 鋼の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】浸漬ノズルからの吐出流を確実に制御して、内部品質に優れた鋳片を製造するための鋼の連続鋳造方法を提供する。
【解決手段】断面が長方形の鋳型１の長辺側メニスカス近傍に電磁攪拌装置３を対向して設置したうえに、その下方に電磁ブレーキ４を、下式の関係を満たすように設置する。

ここで、Ｌはメニスカスから電磁ブレーキのコア中心までの距離（mm）、αは電磁ブレーキの最大磁束密度が５０％に減衰するコア中心からの距離（mm）、ｌは浸漬ノズルの浸漬深さ（mm）、θは浸漬ノズルの溶鋼吐出角度（°）、Ｗは鋳型の横巾（mm）である。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部品質に優れた鋳片を安定して製造するための鋼の連続鋳造方法に関するものである。

浸漬ノズルからの溶鋼の吐出流を安定させて良好な内部品質を有する鋳片を製造するために、従来から電磁ブレーキを用いた種々の技術が開発されている。特許文献１には、浸漬ノズルの吐出孔角度を−２８°〜−３２°としてシールガスを供給し、このシールガスと静磁場の電磁ブレーキの作用によって介在物の浮上促進等を行い、品質を向上させる技術が開示されている。特許文献２には、浸漬ノズルからの溶鋼吐出角度を下向き５０°以上として溶鋼を注入するとともに、浸漬ノズル吐出口より下に極芯を位置させた静磁場発生装置を設けて静磁場を作用させる技術が開示されている。特許文献３には、連続鋳造鋳型の対向側壁の背面に配設した磁極にて静磁界を発生させ、これにより浸漬ノズルから該鋳型内に供給される溶鋼の噴流に対して制動を加える技術が開示されている。

また、特許文献４には、鋳型の長辺側メニスカス近傍に電磁攪拌装置を対向して設置するとともにその下方に電磁ブレーキを設置し、電磁攪拌装置によって鋳型内の溶鋼に幅方向の電磁攪拌流を付与するとともに、磁束密度が電磁攪拌装置の最大磁束密度の５０％以下である位置に浸漬ノズルの吐出口を設置して、浸漬ノズルからの吐出流に電磁的にブレーキをかけて鋳造する連続鋳造方法が開示されている。しかしながら、当該開示に係る方法においては、浸漬ノズルの吐出口の位置が電磁ブレーキの磁束密度の低い箇所に配置されるような場合があって、吐出流に効果的にブレーキをかけることができないことがあった。このような場合には、非金属介在物が巻き込まれて効果的に浮上分離させることができず、圧延後の鋼板に内部欠陥が発生してプレス成形時などにおける割れの起点となってしまう。したがって、浸漬ノズルからの吐出流が磁束密度が十分高い範囲内にあるように電磁ブレーキを最適に配置する必要がある。
特開平８−２６７１９６号公報 特開平６−２２６４０９号公報 特開平２−２８４７５０号公報 特開２００１−４７１９５号公報

本発明は、上記したような従来の問題点を解決し、浸漬ノズルからの吐出流に効果的に電磁ブレーキをかけて、内部品質に優れた鋳片を製造するための鋼の連続鋳造方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するためになされた本発明の鋼の連続鋳造方法は、
連続鋳造設備における断面が長方形の鋳型の長辺側メニスカス近傍に電磁攪拌装置を対向して設置したうえに、その下方に電磁ブレーキを、浸漬ノズルの浸漬深さ、浸漬ノズルの溶鋼吐出角度、鋳型の横巾との間で下式の関係を満たすように設置して、前記電磁攪拌装置によって鋳型内の溶鋼に巾方向の電磁攪拌流を付与するとともに、浸漬ノズルからの吐出流を前記電磁ブレーキにより形成される静磁場に導入してその流速を抑えながら鋳造することを特徴とするものである。

ここで、Ｌはメニスカスから電磁ブレーキのコア中心までの距離（ｍｍ）、αは電磁ブレーキの最大磁束密度が５０％に減衰するコア中心からの距離（ｍｍ）、ｌは浸漬ノズルの浸漬深さ（ｍｍ）、θは浸漬ノズルの溶鋼吐出角度（°）、Ｗは鋳型の横巾（ｍｍ）である。

本発明は、鋳型の横巾、浸漬ノズルの浸漬深さ、浸漬ノズルの溶鋼吐出角に対応して、磁束密度が電磁ブレーキの最大磁束密度の５０％以上である静磁場の範囲を設定して、電磁ブレーキを配置するので、浸漬ノズルからの吐出流を常に高い磁束密度の範囲内に存在させることができる。よって、浸漬ノズルから吐出する溶鋼に効果的にブレーキをかけて内部性状に優れた鋳片を製造することができる。

以下に本発明を図面に基づき説明する。
図１は本発明を実施するための連続鋳造設備の鋳型近傍の構成図であって、鋳型の長辺方向からみた構造を示す。図において、１は断面が長方形の鋳片を鋳込むための鋳型、２は浸漬ノズル、３は電磁攪拌装置、４は電磁ブレーキである。

図示の鋳型１は短辺側のものであって、この鋳型１内には下端に斜め下向きの二つの吐出孔５を有する浸漬ノズル２が高さ調整自在に配置されている。また、電磁攪拌装置３は、鋳型１の長辺側メニスカス近傍に一対が対向して配置されており、この電磁攪拌装置４による電磁攪拌で鋳型１内の溶鋼に鋳片横巾方向の電磁攪拌流６を形成する。浸漬ノズル２の吐出口５は、電磁攪拌装置３の下方で、電磁攪拌装置３の磁束密度がその最大磁束密度の５０％以下となる低磁束密度の領域に配置されている。このように位置させることによって、電磁攪拌流６と、浸漬ノズル２からの吐出流７の衝突を回避して湯面を安定させることができる。

浸漬ノズル２の吐出口５近傍には電磁ブレーキ４が配置されている。電磁ブレーキ４の設置位置は、浸漬ノズル２の浸漬深さｌ、浸漬ノズル２の溶鋼吐出角度θ、鋳型１の横巾Ｗとの間で下式の関係を満たす位置に設置する必要がある。

ここで、Ｌはメニスカスから電磁ブレーキ４のコア中心までの距離（ｍｍ）である。αは電磁ブレーキ４の最大磁束密度Ｂmaxが５０％に減衰するコア中心からの距離（ｍｍ）で、その概念を図１中の右下に示す。即ち、Ｌ−αは電磁ブレーキ４のコア中心から上方に最大磁束密度Ｂmaxが５０％減衰する位置（以下、上方５０％Ｂmax位置という）であり、Ｌ＋αは電磁ブレーキ４のコア中心から下方に最大磁束密度Ｂmaxが５０％減衰する位置（以下、下方５０％Ｂmax位置という）である。また、浸漬ノズル２の浸漬深さｌはメニスカスから吐出孔５までの距離（ｍｍ）、浸漬ノズル２の溶鋼吐出角度θは浸漬ノズル２の垂直中心軸と吐出流７のなす角度（°）、鋳型１の横巾Ｗは短辺側の鋳型１の内壁間の距離（ｍｍ）である。

電磁ブレーキ４を設置するに当って、Ｌ−α≦ｌとするのは、Ｌ−αがｌより大きいと吐出孔５の位置が上方５０％Ｂmax位置の上方となって、５０％Ｂmaxの範囲内に吐出孔５を位置させることができないからである。
一方、Ｌ＋α≧ｌ＋（Ｗ／２）tanθとするのは、Ｌ＋αがｌ＋（Ｗ／２）tanθより小さいと溶鋼が下方５０％Ｂmaxの範囲を外れて吐出することになり、吐出流７に効果的にブレーキをかけることができないからである。即ち、（Ｗ／２）tanθは浸漬ノズル２からの吐出流７が鋳型壁に衝突するまでの、吐出孔５からの垂直方向の距離であって、Ｌ＋αがｌ＋（Ｗ／２）tanθより小さい場合には、吐出流７が鋳型壁に衝突してしまって、アルミナなどの非金属介在物が凝固シェルに捕捉されたりして浮上分離することができないからである。したがって、電磁ブレーキ４を、(１)、(２)式を満たすように設置する必要がある。

以上のように、電磁ブレーキ４を配置することによって、浸漬ノズル２の吐出孔５から、吐出流７が鋳型壁に衝突するまでの領域を５０％Ｂmax以上の高磁束密度の領域とすることができるので、吐出流７に確実に電磁ブレーキをかけることができる。

以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
極低炭素鋼の溶鋼３００トンを転炉−ＲＨ工程にて溶製した。タンディッシュ内の溶鋼温度を１５６０〜１５８０℃として浸漬ノズル２から鋳型内に溶鋼を注入し、厚さ２５０ｍｍ、幅９００〜１６００ｍｍの鋳片を鋳造速度１．６〜２．５ｍ／minで製造した。鋳造に当っては溶鋼を電磁攪拌装置３で水平方向に旋回させつつ、その下方に電磁ブレーキ４を設置して浸漬ノズル２からの吐出流７にブレーキをかけながら鋳造した。引き続いて鋳片を通常の方法で熱延、酸洗、冷延、焼鈍して０．７〜１．２ｍｍの冷延鋼板として、内部性状を調査した。試験結果を表１に示す。

比較例１、２のものは、電磁ブレーキ４の設置が不適切で、Ｌ-αが浸漬ノズル２の浸漬深さｌより大きく、且つＬ＋αがｌ＋（Ｗ／２）tanθより小さい。即ち、浸漬ノズルの吐出孔５の位置が上方５０％Ｂmax位置の上方であるうえに、下方５０％Ｂmaxの範囲を外れて吐出流が流動してしまい吐出流に有効にブレーキをかけることができなかった。このため、非金属介在物を効果的に浮上させることができず鋼板に内部欠陥が発生した。

また、比較例３、４のものはＬ−αはｌより小さいが、Ｌ＋αがｌ＋（Ｗ／２）tanθより小さい。このため、吐出流が鋳型壁の凝固シェルに衝突して非金属介在物を効果的に浮上させることができずやはり内部性状に劣るものであった。

以上のような比較例に対して実施例１〜４のものは、何れもＬ-αが浸漬ノズル２の浸漬深さｌより小さく、且つＬ＋αがｌ＋（Ｗ／２）tanθより大きい。即ち溶鋼を５０％Ｂmaxより大きい領域で吐出させることができ、且つ、吐出流を鋳型壁の凝固シェルに衝突させることなく有効にブレーキをかけることができた。この結果、非金属介在物を効果的に浮上させることができて内部欠陥の発生がない鋼板を得ることができた。

電磁ブレーキを配置した鋳型の長手方向の断面図である。

符号の説明

１ 鋳型、２ 浸漬ノズル、３ 電磁攪拌装置、４ 電磁ブレーキ

Claims (1)

1. 連続鋳造設備における断面が長方形の鋳型の長辺側メニスカス近傍に電磁攪拌装置を対向して設置したうえに、その下方に電磁ブレーキを、浸漬ノズルの浸漬深さ、浸漬ノズルの溶鋼吐出角度、鋳型の横巾との間で下式の関係を満たすように設置して、前記電磁攪拌装置によって鋳型内の溶鋼に巾方向の電磁攪拌流を付与するとともに、浸漬ノズルからの吐出流を前記電磁ブレーキにより形成される静磁場に導入してその流速を抑えながら鋳造することを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
   

   

   ここで、Ｌはメニスカスから電磁ブレーキのコア中心までの距離（ｍｍ）、αは電磁ブレーキの最大磁束密度が５０％に減衰するコア中心からの距離（ｍｍ）、ｌは浸漬ノズルの浸漬深さ（ｍｍ）、θは浸漬ノズルの溶鋼吐出角度（°）、Ｗは鋳型の横巾（ｍｍ）である。
   
   
   

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