JP2978389B2 - 溶融金属の連続鋳造装置及び鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属の連続鋳造装
置及び鋳造方法、特に、鋼の連続鋳造において表面性状
に優れた鋳片を得ることができる鋳造装置及び鋳造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、鋳型外周に設けた電磁コイルに
より注入した溶湯の凝固初期部に電磁ピンチ力を印加
し、溶湯メニスカス部を凸状に盛り上げ、潤滑剤の流れ
込みを良くして鋳造する方法は、特公昭５７−２１４０
８号公報にて知られている。しかし、この方法ではコイ
ルに印加した交流が作る磁場が溶湯のみならず、鋳型に
も誘導電流を生成してロスを生じるため、通常、数１０
Hzの周波数のものが用いられている。

【０００３】しかるに、上記の場合、電磁力は溶湯形状
を凸にすると同時に、溶湯内部に強い攪拌流を形成して
しまい、溶湯形状にゆらぎが発生し、鋳片表面の凹凸が
周方向にわたって影響を与え、表面性状を悪くする。

【０００４】この難点を解消するため、従来では、電磁
場を５kHz 以上にまで上げ、電磁力を溶湯表層に集中さ
せて溶湯盛り上がりの安定化を図ると共に、鋳型ロスを
低減するために鋳型に縦方向スリットを１０〜１４０mm
の間隔で形成させて分割鋳型とした提案がなされている
（特開平４−１７８２４７号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−１７８２４７号公報の手段は、確かに溶湯盛り上が
りの安定化に対しては有効であるが、この方式を採用す
ることにより新たな問題が生じた。即ち、縦方向（垂
直）スリットの存在により、スリット前面で電磁場が
集中すること、また冷却むらができること、という理
由により、スリット疵が鋳片表面に発生したり、鋳片表
面の凹み及び凝固遅れによる鋳片割れを招くおそれがあ
る点である。

【０００６】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決するべくなされたもので、鋳片周方向の特定部位に
おける電磁場の集中を避けると共に冷却むらのない周方
向に均一な表面性状を有する鋳片を得ることができる溶
融金属の連続鋳造装置と鋳造方法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明の要旨は次の通りである。 （１）溶融金属を上方から注入して冷却凝固した鋳片を
下方より引き抜くようにしかつ上下方向に振動を付与し
た筒状の連続鋳造鋳型と、該鋳型を包囲する如く配置さ
れかつ鋳型内の溶融金属のメニスカスとその下方の一定
範囲に対し電磁力を印加して溶融金属を上方に凸状に盛
り上げるようにした電磁コイルとを有する連続鋳造装置
において、前記鋳型の少なくとも電磁力が作用する範囲
における壁部を、鋳型辺の厚み方向に貫通する絶縁層を
介在した複数の導電性セグメントで構成すると共に、該
複数のセグメントを鉛直方向に傾斜せしめて設けたこと
を特徴とする溶融金属の連続鋳造装置。 （２）導電性セグメント間の絶縁層が、スリットもしく
は固形絶縁体からなる上記（１）記載の連続鋳造装置。 （３）請求項１記載の連続鋳造装置を用いて溶融金属を
連続鋳造するに際し、導電性セグメントの傾斜角度θを
０°＜θ＜９０°の範囲に維持し、鋳型に振動振幅３〜
２０mm、振動数１〜５Hzの範囲で上下方向に振動を付与
して鋳造することを特徴とする溶融金属の連続鋳造方
法。

【０００８】

【作用】連続鋳造鋳型の電磁コイルの作用域における鋳
型壁部を構成する複数の導電性セグメントを、鉛直方向
に傾斜、換言すれば、スリットもしくは固形絶縁体から
なる絶縁層を傾斜させることにより、この傾斜と鋳型の
上下振動とが相互に関連し、特定部位の電磁場集中が避
けられ、冷却むらも防止されることになる。

【０００９】すなわち、図４に示すように、鋳型内の溶
湯のある特定の一点Ｐに注目し、これと鋳型面の絶縁層
（この場合スリットＳとする）との関係を経時的にみる
と、鋳型Ｍに例えば正弦波振動を付与すると、点Ｐはス
リットＳとは重なることはあるが、これは瞬間的であ
り、時間的には両者は一致しない場合の方が多い。従っ
て、垂直スリットと異なり傾斜スリットでは電磁場が作
用する部位が集中することがなく、しかも実際の操業で
は点Ｐは下方に連続的に移動することになることから
も、スリット疵が発生したり、凝固遅れが生じることも
ない。

【００１０】なお、スリット（導電性セグメント）の傾
斜角度θは０°＜θ＜９０°であればよいが、最も好適
な角度は４５°付近といえる。また、このときの鋳型の
振動については特に通常の振動数及び振幅範囲であれば
よいが、大体振幅は３〜２０mm、振動数は１〜５Hzの範
囲とすることが好ましい。

【００１１】

【実施例】以下本発明の装置例を図面に示す実施例に基
づいて説明する。図１は本発明に係る連続鋳造装置の一
例を示す横断面を示し、図２は縦断面を、図３は図１、
２において用いた鋳型壁の一面を示したものである。図
示するように、矩形状に４辺から形成される鋳型１はそ
の中心に浸漬ノズル２が挿入され、該ノズル２を通して
鋳型１内に所望の溶融金属３が注入され、該溶融金属３
の表面には潤滑剤４が投入される。鋳型内の溶融金属は
冷却されて徐々にシェル５厚みを増して凝固してゆき、
鋳型下方へ引き抜かれて鋳片となる。鋳型１には図示し
ていないが、振動機が設けられ、鋳造時に上下方向に一
定振幅・振動数の振動が付与される。

【００１２】また、鋳型１の外側には、該鋳型を包囲す
る如く電磁コイル６が配置されている。該電磁コイル６
の設置位置は、図２に示すように、溶融金属のメニスカ
ス部とほぼ一致するところを上限とし、その下方大体１
００〜２００mm程度の位置を下限として設ける。また、
この電磁コイル６により溶融金属３に対しては電磁場が
印加され、矢印１０方向に電磁ピンチ力が作用する。こ
れにより溶融金属３のメニスカス部は中心方向に押され
てその形状が盛り上がり、その盛り上がり部と鋳型内面
との間隙に潤滑剤が入り込み、鋳造作業に好結果をもた
らす。

【００１３】本発明は上述した鋳型１の一部、即ち、図
２に示すように、少なくとも電磁コイル６の設置範囲に
相当する銅製鋳型壁部（斜線部分）を、鋳型辺の厚み方
向に貫通する絶縁層、例えばスリット７を介在した複数
の導電性セグメント８で形成し、該複数のセグメント８
を鉛直方向に傾斜せしめて設けたことを特色としてい
る。即ち、図３に鋳型辺の一つを取り出して示している
が、鋳型壁の一定範囲（少なくともコイルからの電磁力
作用域内）にわたって角度θにて傾斜しかつ壁厚方向に
貫通した複数のスリット７を定間隔に設けることによっ
て、この範囲における鋳型部分を複数の電気的に絶縁し
た導電性セグメント８を構成している。

【００１４】図示の例では絶縁層としてスリット７の場
合を示したが、このスリットを固形状の絶縁体によって
代替してもよい。また、スリット自体の間隔或いは絶縁
体の厚みは、０．２mm以上１mm以下程度であればよく、
特に、０．５mm前後が望ましい。なお、図において、９
は鋳型本体やセグメント部分に設けた冷却水孔、１１は
鋳片引き抜き方向、１２は鋳型振動方向をそれぞれ示し
ている。

【００１５】（操業例）幅１２００mm、高さ８００mm、
キャビティー厚み２５０mmの鋳型長辺・短辺を、高さ方
向上端より５０mmから２５０mmまでの範囲で、傾斜角度
４５°、間隔０．５mmのスリットを３０mmピッチで形成
した銅板にて製作した。また、コイルを鋳型高さ方向上
端より１００mmから２００mmまでの範囲に設置した。こ
の鋳型を用いてＳＵＳ３０４ステンレス鋼を鋳造速度
１．６m/min で鋳造した。鋳造中は、鋳型外周のスリッ
ト高さ部に設けた誘導コイルにより周波数２０kHz で２
５mmFeのヘッド推力を溶鋼に付与し、湯面はその平均レ
ベルを鋳型高さ方向上端より１００mmになるよう制御し
た。また、鋳型には全幅６mmで２．５Hzの正弦波振動を
与えた。

【００１６】以上の条件により鋳造したところ、得られ
た鋳片表面の粗度は平均約３００μｍから平均約１００
μｍに変化し、同時に鋳片凹部に恒常的に発生するＮｉ
の偏析が消失する効果が認められた。

【００１７】次に、前記と同一範囲の鋳型部分に垂直ス
リットを設けて同一条件で鋳造したところ、鋳片表面の
スリット前面には、約２００μｍのくぼみが生成し、一
部には割れも認められた。これに対し本発明の４５°ス
リットの場合には、くぼみは明瞭に認められず、割れの
発生も皆無であった。

【００１８】

【発明の効果】本発明の連続鋳造装置によれば、鉛直方
向に傾斜した複数の導電性セグメントにて鋳型の要部を
形成しているので、従来問題とされていたスリット疵や
スリット前面での凹み等が発生せず、鋳片の割れが防止
できるので、周方向に均一な表面性状の鋳片が得られ
る。また、本発明の方法によれば、特別な操業工程を要
することなく、鋳片の特定部位における電磁場の集中を
回避でき、冷却むらを防止でき、鋳片品質の向上が達成
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る連続鋳造装置の実施例を示す横断
面図。

【図２】図１における装置の縦断面図。

【図３】本発明において用いる鋳型壁の構成例を示す斜
視図。

【図４】本発明の作用を説明するための図。

【符号の説明】

１ 鋳型 ２ 浸漬ノズル ３ 溶融金属 ４ 潤滑剤 ５ シェル ６ 電磁コイル ７ スリット ８ 導電性セグメント ９ 冷却水孔 １０ 電磁ピンチ力 １１ 鋳片引き抜き方向 １２ 鋳型振動方向

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属を上方から注入して冷却凝固し
   た鋳片を下方より引き抜くようにしかつ上下方向に振動
   を付与した筒状の連続鋳造鋳型と、該鋳型を包囲する如
   く配置されかつ鋳型内の溶融金属のメニスカスとその下
   方の一定範囲に対し電磁力を印加して溶融金属を上方に
   凸状に盛り上げるようにした電磁コイルとを有する連続
   鋳造装置において、前記鋳型の少なくとも電磁力が作用
   する範囲における壁部を、鋳型辺の厚み方向に貫通する
   絶縁層を介在した複数の導電性セグメントで構成すると
   共に、該複数のセグメントを鉛直方向に傾斜せしめて設
   けたことを特徴とする溶融金属の連続鋳造装置。
2. 【請求項２】 導電性セグメント間の絶縁層が、スリッ
   トもしくは固形絶縁体からなる請求項１記載の連続鋳造
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の連続鋳造装置を用いて溶
   融金属を連続鋳造するに際し、導電性セグメントの傾斜
   角度θを０°＜θ＜９０°の範囲に維持し、鋳型に振動
   振幅３〜２０mm、振動数１〜５Hzの範囲で上下方向に振
   動を付与して鋳造することを特徴とする溶融金属の連続
   鋳造方法。