JP2007196285A

JP2007196285A - 連続鋳造用電磁攪拌鋳型とそれを使用した連続鋳造方法

Info

Publication number: JP2007196285A
Application number: JP2006020572A
Authority: JP
Inventors: Kunio Watanabe; 久仁雄渡邉
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】例えばタンディッシュから鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズルのメニスカスに接する部位の磨耗を減少させるためにメニスカスレベルを変更したとしても、メニスカス部を均一に撹拌することができる電磁撹拌装置および電磁撹拌方法を提供すること。
【解決手段】冷却箱１の溶鋼側１４外面に冷却壁２を張設し、冷却壁２に設けた冷却水溝３に冷却水を供給する給水室４と、冷却水溝３からの冷却水を排出する排水室５と、電磁撹拌装置７を収納する収納室６とを前記冷却箱に設けた連続鋳造用電磁撹拌鋳型において、鋳型内溶鋼のメニスカスレベルを測定する溶鋼レベルセンサー１１を設け、この溶鋼レベルセンサーにて測定するメニスカスレベルと電磁撹拌装置７のコア８上端レベルとを一致させることができるように、収納室６内の電磁攪拌装置７を上下方向に移動可能に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼の連続鋳造用電磁攪拌鋳型とそれを使用した連続鋳造方法に関する。

従来、連続鋳造用鋳型内に注入された溶鋼に含まれる非金属介在物あるいはガスを積極的に浮上させて除去し、表面品質の優れた鋳片を得るため、鋳型内溶鋼を電磁攪拌する電磁攪拌装置を鋳型長辺冷却箱内に備えた電磁攪拌鋳型が知られている。

ここで、図３には、表１に示す条件１、条件２のもとで電磁攪拌装置にて電磁攪拌した際の鋳型幅方向の流速分布をシミュレーション計算した結果を示す。同図（ａ）は鋳型の固定側の面に沿った流速分布を示し、同図（ｂ）は鋳型の自由側の面に沿った流速分布を示し、いずれもメニスカス下５０ｍｍの流速分布を示す。

図３に示すように、メニスカスレベルと電磁攪拌装置のコア上端レベルとを一致させた条件１の方が、メニスカス部の流速が均一でしかも大きいことがわかる。このように、電磁攪拌鋳型において鋳型内溶鋼を電磁攪拌する際には、メニスカスレベルと電磁攪拌装置のコア上端レベルとを一致させたときに最もメニスカス部が均一に強く攪拌される。

したがって、従来、電磁攪拌鋳型では、メニスカスレベルと電磁攪拌装置のコア上端レベルとを一致させるための工夫がなされており、例えば、特許文献１には、鋳型の冷却箱の上部に設けることが常識であった冷却水の排水室を電磁攪拌装置を収納する収納室の下方に設け、電磁攪拌装置を鋳型の上部に設けることで、容易にメニスカスレベルと電磁攪拌装置のコア上端レベルとを一致させることができるようにした技術が開示されている。

メニスカスレベルが一定の場合には、上記特許文献１の技術によりメニスカス部を均一に強く攪拌することができる。ところが、メニスカスレベルを常に一定にすると、タンディッシュから鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズルのメニスカスレベルに一致する部位の磨耗が激しく、この部位の磨耗が浸漬ノズルの寿命律速になる場合がある。浸漬ノズルを交換するためには、鋳造をストップする必要があり、その部分の鋳片の品質が悪化して歩留が低下したり、煩雑な作業が増えたりするという問題があった。このため、意図的にメニスカスレベルを変更することにより、浸漬ノズルのメニスカスに接する部位を変更し、浸漬ノズルの磨耗を減少させ、ノズル寿命を延ばす操業が行われている。

しかし、このような操業を実施すると、上記特許文献１の鋳型では、電磁攪拌装置は固定されているため、メニスカスレベルと電磁攪拌装置のコア上端レベルとがずれてしまい、それに伴う不都合が生じていた。すなわち、メニスカスレベルがコア上端レベルより低くなると、溶鋼に作用する電磁力が減少し、十分な撹拌力が得られなくなる。また、メニスカスレベルがコア上端レベルより高くなると、電磁力が作用する位置がメニスカスより下になるため、メニスカスが十分に撹拌されず、十分な電磁撹拌の効果が得られない。

これに対して、特許文献２には、高速鋳造時と低速鋳造時の、電磁撹拌装置の上下方向取付け位置を手動で変更する技術が開示されている。また、特許文献３には、高さ方向に設定位置可変のリニアモータ型攪拌装置を備えた鋳型において、メニスカスから前記攪拌装置のモータコア中心までの距離を鋳造速度の関数として算出し、外部動力によりモータコアの設置高さを変更する技術が開示されている。

しかし、特許文献２、３の技術は、いずれも所定のメニスカスレベルからコアレベルを決定するものであって、メニスカスレベルそのものの変動に対応するものではない。

このように、上記のいずれの従来技術にも、メニスカスレベルの変動、典型的には、タンディッシュから鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズルのメニスカスに接する部位の磨耗を減少させるためメニスカスレベルを変更する操業を実施する際の、メニスカスレベルと電磁攪拌装置のコア上端レベルとのずれによって生じる問題について認識はなく、また、その対策も示されていない。
特公昭５８−４９１７２号公報特開２００２−３２１０４０号公報特開昭６３−６００５６号公報

本発明が解決しようとする課題は、例えばタンディッシュから鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズルのメニスカスに接する部位の磨耗を減少させるためにメニスカスレベルを変更したとしても、メニスカス部を均一に撹拌することができる電磁撹拌装置および電磁撹拌方法を提供することにある。

本発明の連続鋳造用電磁撹拌鋳型は、冷却箱の溶鋼側外面に冷却壁を張設し、冷却壁に設けた冷却水溝に冷却水を供給する給水室と、冷却水溝からの冷却水を排出する排水室と、電磁撹拌装置を収納する収納室とを前記冷却箱に設けた連続鋳造用電磁撹拌鋳型において、鋳型内溶鋼のメニスカスレベルを測定する溶鋼レベルセンサーを設け、この溶鋼レベルセンサーにて測定するメニスカスレベルと電磁撹拌装置のコア上端レベルとを一致させることができるように、前記収納室内の電磁攪拌装置を上下方向に移動可能に設けたことを特徴とするものである。

本発明の連続鋳造用電磁撹拌鋳型では、給水室および排水室は収納室の下方に設けることができる。

また、本発明の連続鋳造方法は、上記本発明の連続鋳造用電磁攪拌鋳型を使用した連続鋳造方法であって、溶鋼レベルセンサーにて測定するメニスカスレベルの変動に応じて、メニスカスレベルと電磁撹拌装置のコア上端レベルとを一致させるように、前記収納室内の電磁攪拌装置を上下方向に移動させることを特徴とするものである。

本発明において、メニスカスレベルの変動とは、典型的にはタンディッシュから鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズルのメニスカスの接触による磨耗を回避するために実施される変動のことである。

本発明によれば、例えばタンディッシュから鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズルのメニスカスに接する部位の磨耗を減少させるためにメニスカスレベルを変更したとしても、常にメニスカスレベルと電磁撹拌装置のコア上端レベルとを一致させることができるため、メニスカス部を均一に撹拌することができる

以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の連続鋳造用電磁攪拌鋳型の一実施例を示す全体図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。

図面に示す電磁攪拌鋳型では、冷却箱１の溶鋼１４側の外面に銅板製の冷却壁２を張設し、冷却壁２の冷却水溝３に冷却水を供給する給水室４と、冷却水溝３からの冷却水を排水する排水室５と、電磁攪拌装置７を収納する収納室６とを冷却箱１に設けている。そして、給水室４および排水室５を収納室６の下方に設けている。

電磁攪拌装置７は、積層した電磁鋼板製のコア８に銅チューブ製のコイル９を巻回した構造である。図２に示すように、電磁攪拌装置７は、収納室６内でその両端をアクチュエータ１０にて支持されており、この両端のアクチュエータ１０を同時に昇降させることにより、電磁攪拌装置７を収納室６内で上下方向に移動させることができるようになっている。

また、図１に示すように、溶鋼１４の湯面の上方には溶鋼レベルセンサー１１を設けている。溶鋼レベルセンサー１１としては、例えば渦流センサー等の湯面レベル計を使用することができる。

図１において、図示しないタンディッシュから鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズル１２では、メニスカス１３に接する部位の磨耗が激しい。通常、パウダーの厚みが１０〜２０ｍｍであるので、メニスカスレベルが一定であると、そのパウダーの位置に対応する１０〜２０ｍｍの範囲の磨耗が激しくなる。そこで、実際には、先に説明したように、意図的にメニスカスレベルを変更することにより、浸漬ノズル１２のメニスカス１３に接する部位を変更し、浸漬ノズル１２の磨耗を減少させ、ノズル寿命を延ばす操業が行われている。例えば、メニスカスレベルを７〜８時間内に２〜３回、約１００ｍｍの範囲内で変更する。

このように、メニスカスレベルを変更する場合、電磁攪拌装置７が収納室６内で固定されていると、メニスカスレベルと電磁攪拌装置７のコア８の上端レベルとがずれてしまい、先に説明したように、それに伴う不都合が生じていた。

これに対して、本発明では、上述のとおり、電磁攪拌装置７を収納室６内で上下方向に移動可能に設けているので、メニスカスレベルの変動に応じて、メニスカスレベルと電磁攪拌装置７のコア８の上端レベルとを一致させることができる。具体的には、溶鋼レベルセンサー１１でメニスカスレベルを測定し、その測定したメニスカスレベルに応じて、メニスカスレベルと電磁攪拌装置７のコア８の上端レベルとが一致するように、電磁攪拌装置７の両端に設けたアクチュエータ１０により電磁攪拌装置７を上下方向に移動させる。

このように、本発明では、メニスカスレベルと電磁攪拌装置７のコア８の上端レベルとを常に一致させることができるので、メニスカスレベルが変動した場合においても、メニスカス部の均一攪拌が妨げられたり、十分な攪拌が得られなったりするようなことがなくなる。

本発明の連続鋳造用電磁攪拌鋳型の一実施例を示す全体図である。図１のＡ−Ａ断面図である。鋳型幅方向の流速分布をシミュレーション計算した結果を示す。

符号の説明

１冷却箱
２冷却壁
３冷却水溝
４給水室
５排水室
６収納室
７電磁攪拌装置
８コア
９コイル
１０アクチュエータ
１１溶鋼レベルセンサー
１２浸漬ノズル
１３メニスカス
１４溶鋼

Claims

冷却箱の溶鋼側外面に冷却壁を張設し、冷却壁に設けた冷却水溝に冷却水を供給する給水室と、冷却水溝からの冷却水を排出する排水室と、電磁撹拌装置を収納する収納室とを前記冷却箱に設けた連続鋳造用電磁撹拌鋳型において、鋳型内溶鋼のメニスカスレベルを測定する溶鋼レベルセンサーを設け、この溶鋼レベルセンサーにて測定するメニスカスレベルと電磁撹拌装置のコア上端レベルとを一致させることができるように、前記収納室内の電磁攪拌装置を上下方向に移動可能に設けたことを特徴とする連続鋳造用電磁攪拌鋳型。
前記給水室および前記排水室を前記収納室の下方に設けた請求項１に記載の連続鋳造用電磁攪拌鋳型。
請求項１または請求項２に記載の連続鋳造用電磁攪拌鋳型を使用した連続鋳造方法であって、溶鋼レベルセンサーにて測定するメニスカスレベルの変動に応じて、メニスカスレベルと電磁撹拌装置のコア上端レベルとを一致させるように、前記収納室内の電磁攪拌装置を上下方向に移動させることを特徴とする連続鋳造方法。
前記メニスカスレベルの変動が、タンディッシュから鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズルのメニスカスの接触による磨耗を回避するために実施される変動である請求項３に記載の連続鋳造方法。