JP3139317B2 - 電磁力を応用した連続鋳造用鋳型及び連続鋳造方法 - Google Patents

電磁力を応用した連続鋳造用鋳型及び連続鋳造方法

Info

Publication number
JP3139317B2
JP3139317B2 JP07015591A JP1559195A JP3139317B2 JP 3139317 B2 JP3139317 B2 JP 3139317B2 JP 07015591 A JP07015591 A JP 07015591A JP 1559195 A JP1559195 A JP 1559195A JP 3139317 B2 JP3139317 B2 JP 3139317B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
continuous casting
molten metal
frequency
electromagnetic force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP07015591A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08187553A (ja
Inventor
康一 堤
信一 西岡
正之 中田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
JFE Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Engineering Corp filed Critical JFE Engineering Corp
Priority to JP07015591A priority Critical patent/JP3139317B2/ja
Publication of JPH08187553A publication Critical patent/JPH08187553A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3139317B2 publication Critical patent/JP3139317B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼などの金属の連続鋳
造に関し、鋳型と鋳片の潤滑を向上させ、表面欠陥の少
ない鋳片を製造するための連続鋳造用鋳型に関するもの
である。
【0002】
【従来技術】鋼などの金属の鋳造技術においては、特開
昭52-32824号公報に示すように、鋳片の表面性状の改善
及び作業性の改善のため、鋳型の外側から磁場をメニス
カス近傍の溶融金属に印加し、鋳型内の初期凝固シェル
に電磁力を用いた方法が開示されている。その中で磁場
を印加した場合の電磁力効率を上げるため、コールドク
ルーシブル鋳型の外側から磁場を印加して、より効果的
に鋳型内の凝固シェルに電磁力を及ぼす方法が開示され
ている(例えば、材料とプロセス、VOL.6(1993)-6 )。
【0003】これらの方法で印加する磁場の種類に低周
波と高周波を使用することができるが、高周波磁場をメ
ニスカス近傍の凝固シェルの表面に磁場が集中的に印加
することが望ましい。一般に、高周波磁場が浸透する表
皮深さLは、 L=(2/σμω)1/2 で算出される。ただし、σは溶融金属の導電率、μは溶
融金属の透磁率、ωは印加する高周波の角周波数を表
す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この高
周波磁場を鋳型断面が長方形、正方形の他のビレット、
ブルーム、スラブ等の多角形状の鋳型に適用すると、鋳
型の角部(以下コーナー部ともいう)に磁場が集中し過
ぎ、鋳型コーナー部の表面性状が悪化する。そして、こ
のコーナー部の表面性状が悪い鋳片を圧延するとかかる
コーナー部が起因となる疵が発生していた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な実情に鑑み、溶融金属をスラブなどの多角形状に鋳造
し、かつ鋳型の外部から高周波磁場を印加して鋳造する
際、鋳型のコーナー部の円弧の半径rを下式のようにす
る。 r≧3×(2/σμω)1/2
【0006】ここで、σは溶融金属の導電率、μは溶融
金属の透磁率、ωは印加する高周波の角周波数である。
このような多角形鋳型を用いて鋳造する連続鋳造を行な
うことにより、鋳片のコーナー部の品質を向上できると
の知見をえて、下記の発明をするにいたった。
【0007】(1)請求項1の発明は、下記の特徴を備
えた連続鋳造用鋳型を提供する。 (a)高周波電磁力を印加するためのコイルが該鋳型の
外周を取り巻くように備えられている溶融金属の連続鋳
造用の多角形鋳型であって、(b)該多角形鋳型のコー
ナー部の形状を円弧状とし、その半径rを下式のように
した連続鋳造用鋳型。 r≧3×(2/σμω)1/2 ここで、σは溶融金属の導電率、μは溶融金属の透磁
率、ωは印加する高周波の角周波数である
【0008】(2)請求項2の発明は、前記多角型鋳型
の断面が実質的に正方形または長方形であることを特徴
とする請求項1記載の連続鋳造用鋳型を提供する。
【0009】(3)請求項3の発明は、下記の工程を備
えた連続鋳造方法を提供する。 (a)高周波電磁力を印加するためのコイルが該鋳型の
外周を取り巻くように備えられている溶融金属の連続鋳
造用の多角形鋳型であって、該多角形鋳型のコーナー部
の形状を円弧状とし、その半径rを下式のようにした連
続鋳用鋳型を用意し、 r≧3×(2/σμω)1/2 ここで、σは溶融金属の導電率、μは溶融金属の透磁
率、ωは印加する高周波の角周波数である (b)前記鋳型へ溶融金属を注入して連続鋳造を行な
う。
【0010】
【作用】電磁コイルを鋳型内メニスカス近傍の鋳型の外
側に配置し、鋳型内溶融金属のメニスカス近傍に高周波
磁界を印加すると溶融金属に誘導電流が発生し、この誘
導電流と印加された磁界との相互作用によりコイルと反
発する方向にローレンツ力、即ち電磁気力(以下、電磁
力ともいう)が発生する。
【0011】同時に、前述の誘導電流によるジュール熱
も発生する。このローレンツ力、及びジュール熱を利用
してメニスカスの初期凝固を制御して、鋳片表面性状の
改善、又はパウダー消費量の向上による鋳型と凝固シェ
ルの潤滑向上による操業トラブルの改善を図るものであ
る。
【0012】しかし、印加する磁場の強度はメニスカス
周囲で均一となることが望ましいが、ビレット、ブルー
ム、スラブなどは3角から6角、通常は4角を有してお
り、このような鋳型に、高周波磁界を印加すると、角部
に磁界が集中してしまう。この集中した磁界に基づくロ
ーレンツ力により、鋳片コーナー部の凝固シェルの内側
への著しい湾曲、及び過多のジュール熱による凝固遅れ
が発生し、そのためオシレーションマークが乱れ、また
オシレーションマークが深くなる等、表面性状が悪化す
る。
【0013】そこで、本発明の多角形鋳型のコーナー部
の形状を円弧状とし、その半径rを下式(1)のように
する。 r≧3×(2/σμω)1/2 ───(1) ここで、σは溶融金属の導電率、μは溶融金属の透磁
率、ωは印加する高周波の角周波数である。
【0014】このような半径rをもつ鋳型を用いて鋳造
することにより、コーナー部分においても誘導電流の経
路が滑らかに保たれ、コーナーに電磁力が集中すること
がなくなり、その結果、コーナー部の表面性状が良好に
なり鋳片の表面品質を向上させることができる。ここ
で、円弧状とは、厳密な円弧でなくともよく、多少変形
していてもよい。実質的に円弧状であればよい。
【0015】本発明で、例えば1000c/s未満の低
周波磁界を適用しない理由は、低周波磁界の場合には磁
気圧力のみならず、大きな攪拌力を生ずるための湯面の
不安定性を助長するためで有る。これに対し高周波磁界
を適用した場合は攪拌力は充分小さく磁気圧力、誘導ジ
ュール熱の効果のみが期待できるためである。
【0016】本発明の鋳型の形状は、3角から6角まで
の断面形状を有する鋳型であればよく、通常は正方形、
長方形等の4角形の鋳型に適用できる。また、ドッグボ
ーン形状の鋳型に対しても適用できる。鋳型としては、
通常使用されている一体型もしくは組立型の鋳型でもよ
く、また、実施例で述べるようなコールドクルーシブル
型の鋳型でもよい。通常、これらの鋳型は内部が水冷さ
れている銅もしくは銅合金製の鋳型である。
【0017】
【実施例】次に本発明の鋳型の実施例を図1に示す。溶
鋼は取鍋よりタンディッシュ8、浸漬ノズル2を経由し
て鋳型1に注入される。本実施例では図2に示すコール
ドクルーシブル型のスリットを鋳型全長に渡った切った
構造の鋳型(内側寸法:短辺180mm、長辺400m
m)を用い、コイルは4ターンとし、コイルは電源と連
結されており、電流の印加タイミングを鋳型の振動時期
に合わせて変えることができるものである。
【0018】図2に示すスリット7部は通常空間となっ
ていて、溶鋼がこのスリット7内に差し込まないように
極めて狭いものであるが、このスリット7部に例えば耐
火物を挿入することは望ましい。電源の高周波発振器は
周波数3KHz、300KWであり、最大コイル電流値
は8000Aである。
【0019】ここで溶鋼の場合は、 導電率σ=5×106 (A/V・m) 透磁率μ=μ0 ×μr =4π×10-7×1(V・sec
/A・m) であり、電源の周波数が3KHzの場合には、 高周波の角周波数ω=2π×3×103 (1/sec) であり、これを(1)式に代入すると、 r=12.3×10-3(m)=12.3(mm) となる。
【0020】そこで、コーナー部の半径rを14mmと
した。このような鋳型の斜視図を図2に、平面図を図3
に示す。次に、このような鋳型を用いた場合の好ましい
鋳造方法を説明する。図4には、この鋳型外周の電磁コ
イルに高周波電流の印加方法の様態を示した。この方法
では鋳型振動と鋳型外コイルへの電流印加のタイミング
を種々変化させることができる。
【0021】図4で(a)は鋳型振動波型であり、1サ
イクル中で鋳造速度より鋳型下降速度の速い時期をネガ
ティブストリップ(以下NSと記す)期、鋳造速度より
鋳型下降速度の遅い時期をポジティブストリップ(以下
PSと記す)期という。又、(I)〜(IV)は電流印
加の態様を示したものである。すべての電流印加パター
ンに強弱をつけているが、連続的に印加するより磁界が
強いためである。(I)はコイル電流をPS期は弱く、
NS期は強くして印加したもの、(II)はコイル電流
をNS期のみ印加したもの、(III)はコイル電流を
PS期は強く、NS期は弱くして印加したもの、(I
V)はコイル電流をPS期のみ印加したものを示す。
【0022】実施例において鋳造した鋼種は炭素濃度が
0.1%の炭素鋼であり、タンディッシュ内の溶鋼過熱
温度は、各実施例とも25℃となるように調整した。使
用したパウダーは表1に示す通り潤滑に有利な低粘性・
低融点パウダーを使用し、パウダー消費量は鋳造終了
時、鋳片を鋳型内に中止めし、冷却後取り出して鋳片の
表面に付着しているパウダー厚みより計算で求めた。
【0023】表2は、コイル電流値は5000Aの一定
値の条件で図4に示す(I)〜(IV)のパターンで印
加し、鋳型振動は正サインと非サインとし、非サイン波
形の歪み率は全て40%を採用した場合の鋳型振動条件
及び鋳型コーナー部に対応する鋳片のオシレーションマ
ーク深さを調査した結果である。
【0024】ここで、非サイン波形の歪み率(%)=
(t2 −t1)×100 / t1 であり、t1:サイン波形にお
ける変位零から最大の変位までの時間、t2:非サイン波
形における変位零から最大の変位までの時間であり、t
2 >t1 である。
【0025】オシレーションマーク深さは鋳片の長辺中
央部のオシレーションマーク深さから鋳片コーナー部の
オシレーションマーク深さを減じた値D1で示した。
尚、表2には同一鋳造条件における鋳型コーナー部にr
の無い状態でのオシレーションマーク深さの調査結果を
比較として記載している。
【0026】高周波電磁力を印加する場合、鋳型コーナ
ー部に(1)式で示す半径を有する円弧部を設けること
により、オシレーションマーク深さが減少し、表面性状
の良好な鋳片が得られた。特に、印加パターン(I)及
び(II)において効果が顕著であった。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る鋳型
のコーナー部の形状を円弧状とした連続鋳造用の鋳型を
用い、また、電磁力の印加のタイミングを適切に選択す
ることによって、高速鋳造時にも安定したパウダー潤滑
を確保でき、操業上のトラブルもなく表面欠陥の極めて
少ない鋳片を得ることができる。その結果、無手入れ圧
延が可能な鋳片を安定して製造することができ、歩留り
の向上、製造コストの低減など、その効果は非常に大き
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の鋳型を用いた連続鋳造の実施例の概略
図である。
【図2】本発明に係る鋳型の形状の斜視図である。
【図3】本発明に係る鋳型の平面図である。
【図4】鋳型振動とコイル電流の印加タイミングの種々
の態様を示す図である。
【符号の説明】 1 鋳型 2 浸漬ノズル 3 凝固シェル 4 コイル 5 溶融金属 6 パウダー 7 スリット 8 タンデッシュ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−192543(JP,A) 特開 平6−246405(JP,A) 特開 昭52−32824(JP,A) 特開 昭47−16331(JP,A) 特開 昭58−41661(JP,A) 特開 昭56−41054(JP,A) 実開 昭59−140056(JP,U) 実開 昭61−36340(JP,U) 実開 昭59−99046(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/04 311 B22D 11/07 B22D 11/115

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の特徴を備えた連続鋳造用鋳型。 (a)高周波電磁力を印加するためのコイルが該鋳型の
    外周を取り巻くように備えられている溶融金属の連続鋳
    造用の多角形鋳型であって、(b)該多角形鋳型のコー
    ナー部の形状を円弧状とし、その半径rを下式のように
    した連続鋳造用鋳型。 r≧3×(2/σμω)1/2 ここで、σは溶融金属の導電率、μは溶融金属の透磁
    率、ωは印加する高周波の角周波数である
  2. 【請求項2】 前記多角型鋳型の断面が実質的に正方形
    または長方形であることを特徴とする請求項1記載の連
    続鋳造用鋳型。
  3. 【請求項3】 下記の工程を備えたことを特徴とする連
    続鋳造方法。 (a)高周波電磁力を印加するためのコイルが該鋳型の
    外周を取り巻くように備えられている溶融金属の連続鋳
    造用の多角形鋳型であって、該多角形鋳型のコーナー部
    の形状を円弧状とし、その半径rを下式のようにした連
    続鋳造用鋳型を用意し、 r≧3×(2/σμω)1/2 ここで、σは溶融金属の導電率、μは溶融金属の透磁
    率、ωは印加する高周波の角周波数である (b)前記鋳型へ溶融金属を注入して連続鋳造を行な
    う。
JP07015591A 1995-01-06 1995-01-06 電磁力を応用した連続鋳造用鋳型及び連続鋳造方法 Expired - Fee Related JP3139317B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07015591A JP3139317B2 (ja) 1995-01-06 1995-01-06 電磁力を応用した連続鋳造用鋳型及び連続鋳造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07015591A JP3139317B2 (ja) 1995-01-06 1995-01-06 電磁力を応用した連続鋳造用鋳型及び連続鋳造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08187553A JPH08187553A (ja) 1996-07-23
JP3139317B2 true JP3139317B2 (ja) 2001-02-26

Family

ID=11892976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP07015591A Expired - Fee Related JP3139317B2 (ja) 1995-01-06 1995-01-06 電磁力を応用した連続鋳造用鋳型及び連続鋳造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3139317B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202003134A (zh) * 2018-06-07 2020-01-16 日商日本製鐵股份有限公司 用於鋼之薄板鑄造的連續鑄造用設備及連續鑄造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08187553A (ja) 1996-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2431136C (en) Treating molten metals by moving electric arc
AU2002222478A1 (en) Treating molten metals by moving electric arc
JP2008525197A (ja) 電磁気場を利用したマグネシウムビレット又はスラブ連続鋳造装置及び製造方法
JP3139317B2 (ja) 電磁力を応用した連続鋳造用鋳型及び連続鋳造方法
JP3056659B2 (ja) 溶融金属の連続鋳造方法
JP3237177B2 (ja) 連続鋳造方法
KR100407802B1 (ko) 슬릿형 주형을 이용한 알루미늄 전자기 연속주조 장치
JP3191594B2 (ja) 電磁力を応用した連続鋳造法
JPS61162256A (ja) 連続鋳造鋳片の表面性状改善方法
JP3205018B2 (ja) 表面性状の優れた連続鋳造鋳片の製造方法
JP3127762B2 (ja) 溶融金属の連続鋳造方法
JP3159615B2 (ja) 溶融金属の連続鋳造装置
JPH04178247A (ja) 電磁界を有する鋳型による鋼の連続鋳造方法
JP3388945B2 (ja) 連続鋳造用鋳型の作製方法
KR100679313B1 (ko) 고주파 전자기장을 이용한 마그네슘 빌렛 또는 슬래브 연속주조장치
JPS611459A (ja) 鋼の連続鋳造方法
JPH0199748A (ja) 銅あるいは銅合金の電磁撹拌式連続鋳造装置
AU2008200261B2 (en) Treating molten metals by moving electric arc
JP2004042068A (ja) 溶融金属の連続鋳造方法及び連続鋳造装置
JP2969579B2 (ja) 鋼の連続鋳造方法
US20050034840A1 (en) Method and apparatus for stirring and treating continuous and semi continuous metal casting
JPH0515949A (ja) 金属の連続鋳造装置および鋳造方法
JP3158936B2 (ja) 連続鋳造用高周波コイル及び連続鋳造方法
JPH09225593A (ja) 角ビレットの連続鋳造用鋳型
JP3055413B2 (ja) 溶融金属の連続鋳造方法及びその装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees