JP2858018B2

JP2858018B2 - 双方向引抜型水平連鋳機による鋳造方法および使用する電磁攪拌装置

Info

Publication number: JP2858018B2
Application number: JP25403989A
Authority: JP
Inventors: 俊生藤村; 功夫松井; 信之浜西; 毅池田; 朋生萱野
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1989-01-18
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1999-02-17
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: JPH02274347A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は双方向引抜型水平連鋳機による鋳造方法およ
び使用する電磁攪拌装置、特に鋳片分離点が、中央部よ
り偏位した場合の制御に効果のある電磁攪拌装置に関
し、鋼等の連続鋳造分野に利用される。

〔従来の技術〕連続鋳造分野において、従来の垂直もしくは弯曲型の
連続製造法に代って、水平配置された連続鋳造鋳型を用
い鋳片を水平に引抜いて鋳造する水平連続鋳造法が提案
され、矩形もしくは正方形断面の鋳片を鋳造することが
行われている。

これらの水平連続鋳造法では、従来の垂直もしくは弯
曲型の連続鋳造法が高さ30〜40mに達する建家と、これ
に伴う大重量を支持する構造物の建設に大なる費用を要
するのに対し、建家高さを低くすることができ、設備費
が割安であるという利点から脚光をあびているものであ
る。

水平連続鋳造法も、初期の鋳型一方端からの鋳片の引
抜きを行う形式から、特開昭58−138544号に開示されて
いる如く鋳型の両端部からそれぞれ反対方向に引抜く方
法が提案され生産能力の向上が達成されている。

この方法を第４図（Ａ）、（Ｂ）により説明する。溶
鋼２を収容する取鍋あるいはタンデイツシユ等の容器４
の下方には水平方向にその端部を向けた鋳型６が水平に
配置されている。容器４と鋳型６はフイードノズル８に
より溶鋼２の漏れがないように連通している。鋳型６は
鋳型銅板6Aと鋳型外壁6Bより成つている。（第１図
（Ａ）参照）鋳型６、容器４は振動装置10によつて左右
に振動され、溶鋼２が凝固した鋳片12は、ピンチロール
14によつて左右に引抜かれる。

鋳型の両端部から鋳片を水平に引抜く水平連続鋳造に
おいてはブレークアウトのない強固な凝固殻を形成し、
なおかつ凝固殻を安定して定位値で破断させるという相
反する要求を満足させる必要がある。しかして左右鋳片
12の分離点16をフイードノズル８の直下の鋳型６の中央
部に制御することが、水平連続鋳造法の最も困難な技術
であったが、鋳型６に電磁攪拌装置を設置し、鋳型６の
中央部の溶鋼２に旋回流動を発生させることにより、ほ
ぼ満足すべき水準に到達した。

しかしながら、旋回流動を与えるための従来の電磁攪
拌装置は第５図に示すように、鋳型６の上下左右の４面
を囲うように設置されるので、フイードノズル８の取付
位置において電磁攪拌装置部を貫通させて配設さねばな
らず、従つて高価なフイードノズルが長くなり、機械強
度上製作が困難となり、フイードノズルの寿命を短縮す
る原因となるほか、鋳型６の上部に電磁攪拌装置を設置
するために必然的にタンデイツシユの高さが高くなる結
果、静鉄圧が増加し、鋳造上不利となる問題点が発生し
た。そのため、フイードノズル部近傍を避けて電磁攪拌
装置を設置することも検討したが、溶鋼注入部の攪拌が
できず従って本来の左右鋳片の分離点をフイードノズル
の直下に制御する点でも問題点があることが判明した。

なお、双方向引抜型水平連続鋳造による製品は、目下
の処、小型のビレツト等に限定される関係で溶鋼トン当
りの鋳造費が大型弯曲型連続鋳造法等によるスラブに比
して割高となるという問題もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、双方向引抜型水平連続鋳造法の従来
の技術において、複数ストランドの同時鋳造方法が未だ
開発されていない現状に鑑み、複数ストランドの同時鋳
造方法を提供して鋳造コストの低減を図り、併せて本発
明方法の実施に直接使用する効果的な電磁攪拌装置を提
供するにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

本発明の要旨とするところは次の如くである。すなわ
ち、双方向引抜型水平連続鋳造方法において、複数のス
トランドを長さ方向に近接して平行に設置する段階と、
前記各ストランドの鋳型は独立もしくは長辺、短辺を共
用する段階と、前記各鋳型には共用タンデイツシユのそ
れぞれ独立したフイードノズルを介して溶湯を注入する
段階と、前記鋳型のオシレーシヨンおよび鋳片引抜装置
は共用とし同一制御を行う段階と、前記各鋳型には電磁
攪拌装置を設け該鋳型中央部の溶湯を20cm/sec以上の流
速で攪拌することにより各ストランドの凝固殻分離点を
前記フイードノズル直下の中央部に制御する段階と、前
記凝固殻分岐点が前記鋳型中央部から偏位した場合は複
数ストランド中分離点偏位量最大のストランドについて
のみ左右鋳片の引抜速度を制御して該最大偏位分離点を
当該鋳型中央部に制御する段階と、を有してなることを
特徴とする双方向引抜型水平連鋳機による鋳造方法であ
る。

上記本発明方法の実施に直接使用する電磁攪拌装置の
要旨とするところは次のとおりである。すなわち、水平
連鋳機のフイードノズルの下方の鋳型を囲んで設けられ
た電磁攪拌装置において、前記電磁攪拌装置は前記フイ
ードノズル側の上面を除き前記鋳型の両側部および下部
の３方に配設されていることを特徴とする双方向引抜型
水平連鋳機による鋳造方法に使用する電磁攪拌装置であ
る。

本発明の詳細を２ストランドの同時鋳造の場合につい
て第１図（Ａ）（Ｂ）を参照して説明する。

複数ストランドの同時鋳造において、最も重要な問題
は、各ストランドの左右鋳片の分離点が各フイードノズ
ルの直下近傍の中央部から偏位した場合に、これを中央
部に回復制御する方法を確立することである。

本発明者らは上記問題点について多くの実験を重ねた
結果、各ストランドの鋳型中央部の直下および両側面に
本発明による電磁攪拌装置を設け、各鋳片の引抜方向を
中心として溶湯に回転攪拌運動を付与することにより制
御できることを見出した。

各ストランドの鋳片分離点制御について、本発明者ら
の行った実験結果は次の如くである。

本発明者らは第１図に示す如くタンデイツシユ４の各
フイードノズル８（8A、8B）の直下ならびに鋳型６の側
方にそれぞれ電磁攪拌装置18（18A、18B）を設け、鋳型
６の中央部の溶湯２の攪拌流速を20cm/sec〜80cm/secに
種々変化せしめて鋳片分離点16が中央部より偏位した場
合に、これをフイードノズル８の直下近傍に回復せしめ
る制御効果について試験した結果は第３図のとおりであ
る。なお、この場合はNo.1〜No.3の３ストランドの同時
鋳造について試みた結果である。第３図から明らかな如
く、溶湯２の流速を40〜80cm/secと速くした場合には、
分離点16を容易に中央部から20〜30mmの最大偏位量まで
制御することができ、溶湯２の流速を20cm/secにした場
合でも分離点16を鋳型６の中央部から最大偏位量50mm以
下に制御することが可能であることを見出した。この技
術の確立によって複数ストランドの同時鋳造が可能とな
った。以下、複数ストランドの同時鋳造の要件について
説明する。

（Ａ）複数のストランドを長さ方向に近接して平行に
設置する。これは本発明においては、溶湯２を収容する
タンデイツシユ４を共用とし、かつ独立して操作しうる
フイードノズル８（8A、8B）を有せしめるために当然の
要件である。

（Ｂ）各ストランドの鋳型６は独立でもよいが、設備
費を低減させるために、第１図に示す如く、長辺6Aおよ
び短辺6Bを共用にしてもよい。第１図は２ストランドの
場合について上下の長辺6Aおよび、中央部の短辺6Bを共
用とした例である。

（Ｃ）各ストランドの鋳型６へは共用のタンデイツシ
ユ４のそれぞれ独立したフイードノズル８（8A、8B）か
ら溶湯２を注入する。

（Ｄ）各鋳型６のオシレーシヨン装置10および鋳片引
抜装置14は共用とし同一制御を行う。従って左右鋳片12
の引抜速度の調整による分離点16の制御は特別の場合を
除いて実施せず、上記電磁攪拌装置18（18A、18B）によ
る溶湯２の流速制御によつてのみ分離点16の制御を行
う。

（Ｅ）各鋳型６には、中央部鋳型直下の外側に電磁攪
拌装置18Aおよび鋳型側壁に本発明による電磁攪拌装置1
8Bを設け、鋳型６中央部の溶湯２を少くとも20cm/secの
流速で攪拌することにより、各ストランドの分離点16を
フイードノズル8A、8B直下の最大偏位量を50mm以下に制
御することが可能である。しかして最大偏位量が50mm以
内であれば、鋳片の品質に悪影響を及ぼすことがない。

（Ｆ）複数ストランドの分離点16が、いずれも鋳型中
央部から偏位した場合には、分離点16のうち、偏位量の
最大の分離点のみを例外的に左右鋳片の引抜速度を制御
することにより、当該分離点16を鋳型中央部に回復する
如く制御し、他の分離点16は電磁攪拌による（Ｅ）の要
件によって制御する。

上記本発明による電磁攪拌装置の使用による水平連鋳
機による複数ストランドの同時鋳造方法について説明し
たが、次に本発明による電磁攪拌装置の構成および作用
について説明する。

本発明による電磁攪拌装置は第１図に示すごとく、鋳
型６のフイードノズル8A、8Bの配設された上部を除き、
鋳型６の両側部に対向して２個の電磁攪拌装置18Bが配
設され、更に鋳型６の下部にも電磁攪拌装置18Aが設け
られ鋳型６を三方から取り囲んでいる。

第４図で示す従来の電磁攪拌装置の配列と異なり、第
１図に示す本発明による配設によって、上部の電磁攪拌
装置18がないので、長いフイードノズル８も不要であ
り、更にタンデイツシユ４の高さにも影響せず、静鉄圧
の増加も不要となった。その結果、フイードノズル８の
寿命も従来の水準を維持することができた。また、第２
図にて示す如く、電磁攪拌の方向は実線矢印もしくはそ
の反対に、同一方向もしくは反対方向とすることにより
溶湯２に旋回流動を任意に発生させることができるほ
か、鋳込部の攪拌も可能である。

上記本発明による電磁攪拌装置を水平連鋳機の複数ス
トランドの同時鋳造方法に使用する場合について説明し
たが、本発明による電磁攪拌装置は第２図に示す如き単
一ストランドにも使用可能であることは自明のとおりで
ある。

なお、本発明者らの水銀モデル実験による第５図に示
す従来法の鋳型４面包囲の電磁攪拌装置の配列と第２図
に示す如き本発明による３面配列との電気特性の比較試
験によると、正方形型包囲の電磁攪拌装置の配列を100
％として磁束密度を測定した結果は、矩型型の場合は90
％本発明による型の場合は70％であり、同一回転数を
得る磁束密度は矩型型の場合 100％本発明による型の場合は80〜90％であつた。以上の
如く、電磁特性は正方形包囲の場合に比し若干遜色ある
も、水平連鋳機の溶鋼攪拌の目的からは、本発明による
型の場合の効果は、きわめて大であって電磁特性の多
少のマイナスを償つて余りあるものである。

〔発明の効果〕

本発明は、双方向引抜型水平連続鋳造において、タン
デイツシユの共用は勿論、オシレーシヨン装置、鋳片引
抜装置を共用するほか、長辺、短辺、鋳型も可能な限り
共用として、最小限の設備費にて複数ストランドの同時
鋳造を可能としたもので、特に電磁攪拌装置を鋳型毎に
その中央直下ならびに側壁に設け、各ストランドの鋳片
分離点の偏位を制御する技術を確立したことにより、複
数ストランドの同時鋳造が可能となり、次の効果を挙げ
ることができた。

（イ）設備費を１ストランド当り著しく低減すること
ができた。

（ロ）操業費を従来の１ストランド当り操業費より著
しく低減することが可能となり、大なる生産性の向上が
できた。

（ハ）（イ）、（ロ）により鋳片の製造コストを大幅
に低減できる効果を挙げることができた。

また上記本発明による複数ストランドの同時鋳造方法
に使用する電磁攪拌装置は、鋳型のフイードノズルの上
面を除き、両側部と下部の３方に配設するようにしたの
で、次の効果を挙げることができた。

（イ）タンデイツシユ、フイードノズルおよび鋳型の構
成を変更することなく適用できる。

（ロ）従来の４方向包囲型の電磁攪拌装置に比し、フイ
ードノズルが中央を貫通する必要がないので構成が簡単
である。

（ハ）フイードノズルは長くする必要がなく、通常のフ
イードノズルが使用できるので製作費の高騰および寿命
の短縮はない。

（ニ）従来の如き静鉄圧の上昇による操業の不具合がな
い。

（ホ）上記の結果から、水平鋳造における溶鋼鋳込部の
攪拌が容易になつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は（Ａ）、（Ｂ）は本発明による複数ストランド
の同時鋳造方法を示す装置の模式断面図であつて、
（Ａ）は鋳型中央部のフイードノズル直下近傍の幅方向
断面図、（Ｂ）は長さ方向断面図、第２図は、本発明に
よる電磁攪拌装置の実施例における溶湯の攪拌例を示す
模式断面図、第３図は本発明によるストランド（３スト
ランド）の電磁攪拌装置による溶湯流速（cm/sec）制御
による鋳片分離点の最大偏位量（mm）に及ぼす効果を示
す線図、第４図（Ａ）、（Ｂ）は従来の双方向引抜型水
平連続鋳造装置を示し、（Ａ）は鋳片長さ方向断面図、
（Ｂ）はフイードノズル直下の鋳片幅方向断面図、第５
図は従来の水平連鋳機に使用する電磁攪拌装置を示す断
面図である。２……溶湯４……タンデイツシユ（容器）６（6A、6B）……鋳型８……フイードノズル 10……オシレーシヨン装置（振動装置） 12……鋳片 14……ピンチロール（引抜装置） 16……鋳片分離点（凝固殻分離点） 18（18A、18B）……電磁攪拌装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池田毅岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者萱野朋生岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (56)参考文献特開平１−202341（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−41878（ＪＰ，Ａ) 特公昭62−27904（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 11/00 - 11/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】双方向引抜型水平連続鋳造方法において、
複数のストランドを長さ方向に近接して平行に設置する
段階と、前記各ストランドの鋳型は独立もしくは長辺、
短辺を共用する段階と、前記各鋳型には共用タンデイツ
シユのそれぞれ独立したフイードノズルを介して溶湯を
注入する段階と、前記鋳型のオシレーシヨンおよび鋳片
引抜装置は共用とし同一制御を行う段階と、前記各鋳型
には電磁攪拌装置を設け該鋳型中央部の溶湯を20cm/sec
以上の流速で攪拌することにより各ストランドの凝固殻
分離点を前記フイードノズル直下の中央部に制御する段
階と、前記凝固殻分岐点が前記鋳型中央部から偏位した
場合は複数ストランド中分離転偏位量最大のストランド
についてのみ左右鋳片の引抜速度を制御して該最大偏位
分岐点を当該鋳型中央部に制御する段階と、を有して成
ることを特徴とする双方向引抜型水平連鋳機による鋳造
方法。
【請求項２】水平連鋳機のフイードノズルの下方の鋳型
を囲んで設けられた電磁攪拌装置において、前記電磁攪
拌装置は前記フイードノズル側の上面を除き前記鋳型の
両側部および下部の３方に配設されていることを特徴と
する双方向引抜型水平連鋳機による鋳造方法に使用する
電磁攪拌装置。