JP2574328B2 - 薄肉鋳片の連続鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内部空間の水平断面形状・寸法が垂直方向
に変化する鋳型を用いて、比較的肉厚の小さなスラブ等
の鋳片を連続鋳造する際に、鋳型内面と凝固シェルとの
間に対するパウダーの流入を促進させる薄肉鋳片の連続
鋳造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の連続鋳造用鋳型においては、その上端から下端
にかけてほぼ同一の水平断面形状をもつ内部空間を設け
ている。このような鋳型を用いて製造された鋳片に対す
る加工率を低下させるため薄肉の鋳片を製造しようとす
ると、鋳型の内部空間をそれに対応させて細長にする必
要がある。しかし、この細長の内部空間が鋳型の上端ま
で同一形状に維持されているため、この内部空間に注湯
ノズルを挿入することができない。他方、鋳型の上端に
注湯ノズル挿入可能な幅をもつ内部空間を形成すると、
これがそのままの形状で鋳型の下端まで至っているの
で、鋳造された鋳片が肉厚のものとなり、以後の熱延工
程における加工率を大きくとることが必要となる。

そのため、「第３版 鉄鋼便覧 第２巻 製銑・製
鋼」（丸善株式会社 昭和55年９月20日 第３刷発行）
第617頁に記載されているように、連続鋳造される鋳片
肉厚の上限及び下限に制約が生じることになる。

このような制約を解消するものとして、鋳型の上端か
ら下部にかけて同一の周長をもって連続的に鋳型の内部
空間を区画する内壁の水平断面形状を変化させた鋳型を
開発し、別途出願した。

第３図（ａ）はこの提案に係わる鋳型の内部形状を示
す一部を切り欠いた斜視図である。すなわち、連続鋳造
用の鋳型１の内部空間を、鋳型１の上端では注湯ノズル
が挿入可能な間隙をもつ輪郭２で区画し、鋳型１の下端
では製造される鋳片の断面形状に近い細長矩形状の輪郭
３とする。これにより、上端の輪郭２で囲まれた内部空
間に注湯ノズルを挿入することができ、下端の輪郭３で
囲まれた内部空間から搬出される鋳片が薄肉となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

内部空間の水平断面形状をこのように鋳型の垂直方向
に沿って変えるとき、鋳型の内壁に形成された凝固シェ
ルが内部空間を下降するにしたがって、鋳片の主面とな
る凝固シェルを狭める方向に内壁から摩擦力が働く。第
３図（ｂ）は、第３図（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図
で、この摩擦力の作用を説明する図である。内部空間
は、鋳型31の上端では注湯ノズルを挿入するために必要
な距離Ｌをもっており、鋳型31の下端では製造する鋳片
32の板厚に相当する距離をもっている。そのため、鋳
型31の内部空間は、同図に示すように傾斜面S₁,S₂で区
画される。溶鋼33の凝固により生じた凝固シェル34は、
この傾斜面S₁,S₂に沿って下方に移動する。

このとき、溶鋼33の表面には、凝固シェル34と鋳型の
内面との間の潤滑性を向上させ、メニスカス部の保護を
図るためパウダー35が投入されている。このパウダーは
鋳型のオッシレーションによって凝固シェルと鋳型内壁
面間に流入し、潤滑材としての機能を発揮する。しか
し、この鋳型にあっては傾斜面S₁,S₂で内部空間が形成
されているので鋳型オッシレーションが困難となるた
め、凝固シェル34と傾斜面S₁,S₂との間の間隙にパウダ
ー35を送り込むことが難しい。その結果、鋳片32を鋳型
31から引き出す作業が困難となる欠点がある。

そこで、本発明は、内部空間がこのように傾斜した内
壁によって形成された鋳型を用いて薄肉鋳片を製造する
際に、凝固シェルに絞り効果を与えるパルス状の交流電
流供給による電磁力を加えることによって、凝固シェル
と鋳型内壁面との間へのパウダーの送給を促進させ、安
定した条件下で連続鋳造作業を行うことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の連続鋳造方法は、その目的を達成するため、
鋳型の内部空間を区画する内壁の水平断面形状に前記鋳
型の上端においては鋳造ノズル挿入可能な幅をもたせ、
前記鋳型の下部においては鋳造される鋳片の厚みに対応
する細長とした連続鋳造用鋳型により薄肉鋳片を連続鋳
造する際、前記鋳型に設けた電磁コイルによって前記鋳
型の内面に接する溶鋼及び／又は凝固シェルを絞るパル
ス状の交流電流供給による電磁力を与えることを特徴と
する。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本発明の特
徴を具体的に説明する。

第１図は、電磁コイルを装備した連続鋳造用鋳型を示
す断面図である。従来の通常の連続鋳造装置においては
鋳型のオッシレーションなしでは、パウダーは凝固シェ
ルと鋳型内壁面に十分に流れ込まず、潤滑材としての役
割を果たさないことはよく知られている。一方、本発明
者等は、パウダーの流入は、鋳型のオッシレーションと
凝固シェルの相対運動によって生ずるパウダーフィルム
内の圧力変化に大きく依存していることを明らかにし
た。すなわち、鋳型降下速度がシェルの引抜き速度、つ
まり鋳造速度より速い時期（ネガティブストリップ期）
にパウダーフィルム内に正圧が生じ、これによって凝固
を開始したシェル表面と鋳型内壁面との間隔がおし拡げ
られるようにしてパウダーがこのギャップ間に送り込ま
れるものである。本発明はこの原理を応用したものであ
り、前記鋳型のオッシレーションによって生ずる正圧
を、電磁力で代替もしくは促進させるようにしたもので
ある。

すなわち、第１図に示すように、鋳型11の内部に電磁
コイル16を配し、これによってメニスカス近傍の溶鋼13
及び凝固シェル14先端を鋳型周方向にわたって均一に内
側に絞るような力を作用させる。これによって凝固シェ
ルと鋳型11内壁面との間にはギャップが生じパウダー15
が流れ込むことが可能となる。一旦流れ込んだパウダー
15は凝固シェル14の引抜きに伴って下方へ移動するた
め、電磁コイル16は必ずしも鋳型長さ全域に設置する必
要はない。むしろ、効率的には凝固シェルの強度が極め
て弱く、また溶鋼静圧の小さいメニスカス近傍に設置す
る方が好ましいのである。

また、電磁コイル16による電磁力は連続的に作用させ
ることもできるが、鋳型オッシレーションによって生じ
るパウダーフィルム内の正圧の発生がパルス状であるこ
とからも明らかなように、パルス状に電磁力を作用させ
るのが最も有効である。

連続的に電磁力を作用させた場合には、鋳片12の表面
には、パウダーフィルム内の圧力変化によって形成され
る、いわゆるオッシレーションマークは見られないが、
パルス状に電磁力を作用させた場合には、パルスの周波
数によっては鋳片12の表面にオッシレーションマークが
形成された。しかしながら、パルスの周波数によって
は、パウダーの消費量は連続的に電磁力を作用させた場
合より増加し、パウダーの流れ込みが良かったことを示
している。つまりパウダーの消費量を周波数により制御
できる。

第２図は、凝固シェルに加えた電磁力とパウダーの消
費量との関係を表したグラフであり、横軸は磁束密度
（ガウス），縦軸はパウダー消費量の指数である。

図に示すように、電磁力を連続的に作用させた場合
（図中、実線）も、パルス状に作用させた場合（図中、
点線）も、磁束密度を上げて行くにつれてパウダー消費
量は増加する。先に述べたように、パルス状に電磁力を
作用させた場合は、連続的に作用させた場合に比べパウ
ダー消費量は一般的に増加したが、その傾向はパルスの
周波数に依存し、周波数約100cpmで最大となった。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、鋳型に振
動を加える必要なく、パウダーを鋳型内壁面と凝固シェ
ルとの間に送り込むことを促進させることができる。ま
た、電磁力を調節することによってパウダーの消費量も
変えることができるので、鋼種に応じた鋳造条件の設定
が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例で使用した電磁コイルを装着し
た連続鋳造用鋳型を示し、第２図は電磁力がパウダーの
消費量に与える影響を示したグラフである。他方、第３
図（ａ）及び（ｂ）は、本発明者等が別途開発した薄肉
鋳片連続鋳造用鋳型及びその問題点を説明するための図
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−158955（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−21408（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋳型の内部空間を区画する内壁の水平断面
   形状に前記鋳型の上端においては鋳造ノズル挿入可能な
   幅をもたせ、前記鋳型の下部においては鋳造される鋳片
   の厚みに対応する細長とした連続鋳造用鋳型により薄肉
   鋳片を連続鋳造する際、前記鋳型に設けた電磁コイルに
   よって前記鋳型の内面に接する溶鋼及び／又は凝固シェ
   ルを絞るパルス状の交流電流供給による電磁力を与える
   ことを特徴とする薄肉鋳片の連続鋳造方法。