JP3157641B2 - 鋼の連続鋳造装置 - Google Patents
鋼の連続鋳造装置Info
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- JP3157641B2 JP3157641B2 JP06998293A JP6998293A JP3157641B2 JP 3157641 B2 JP3157641 B2 JP 3157641B2 JP 06998293 A JP06998293 A JP 06998293A JP 6998293 A JP6998293 A JP 6998293A JP 3157641 B2 JP3157641 B2 JP 3157641B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼の連続鋳造プロセス
において、鋳型内の溶鋼表面を誘導加熱し、優れた表面
性状の鋳片を製造することができる鋼の連続鋳造装置に
関する。
において、鋳型内の溶鋼表面を誘導加熱し、優れた表面
性状の鋳片を製造することができる鋼の連続鋳造装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、鋼の連続鋳造プロセスで得られ
る鋳片の表面性状は、鋳型内で溶鋼が凝固開始するいわ
ゆる初期凝固の状態に強く影響されている。それに関与
する要因としては、（１）鋳型の振動条件、（２）鋳型
と鋳片の摩擦（潤滑）条件、（３）メニスカス近傍の熱
的条件、（４）鋳型内での溶鋼流動状態などが挙げられ
る。実際には、これらが複雑に関連しあって、初期凝固
状態が決まるが、特にメニスカス部の熱的条件が鋳片の
表面性状に与える影響が最も支配的と考えられている。
る鋳片の表面性状は、鋳型内で溶鋼が凝固開始するいわ
ゆる初期凝固の状態に強く影響されている。それに関与
する要因としては、（１）鋳型の振動条件、（２）鋳型
と鋳片の摩擦（潤滑）条件、（３）メニスカス近傍の熱
的条件、（４）鋳型内での溶鋼流動状態などが挙げられ
る。実際には、これらが複雑に関連しあって、初期凝固
状態が決まるが、特にメニスカス部の熱的条件が鋳片の
表面性状に与える影響が最も支配的と考えられている。
【０００３】熱的条件を変える技術には、鋳型の材質を
変更することにより抜熱量を変える技術や外部からメニ
スカス部を加熱する技術がある。鋳型材質を変える技術
としては、特開平３−２６４１４３号公報に提示されて
いるように、鋳型材として熱伝導率が低く、熱間強度の
高いＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金を用いる技術がある。
変更することにより抜熱量を変える技術や外部からメニ
スカス部を加熱する技術がある。鋳型材質を変える技術
としては、特開平３−２６４１４３号公報に提示されて
いるように、鋳型材として熱伝導率が低く、熱間強度の
高いＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金を用いる技術がある。
【０００４】鋳型内溶鋼表面を加熱する技術としては、
アーク加熱などの提案もあるが、特開昭５６−６８５６
５号公報に示されるように、高周波電流をコイルに通電
し、発生する高周波電磁界によって溶鋼表面を誘導加熱
する技術がある。この技術によれば、鋳造条件とは独立
にメニスカス部への入熱を制御することができ、溶鋼表
面を均一に加熱できる点で有利である。具体的には、平
型コイルを鋳型内溶湯面の直上に設置し、溶湯表面上部
から加熱する技術が提案されている。この際、コイルは
電流を流すことによって生ずるジュール発熱による溶損
を防止するために通常、中空の銅パイプを用いて、その
中に冷却水を流すことによって冷却する構造になってい
る。
アーク加熱などの提案もあるが、特開昭５６−６８５６
５号公報に示されるように、高周波電流をコイルに通電
し、発生する高周波電磁界によって溶鋼表面を誘導加熱
する技術がある。この技術によれば、鋳造条件とは独立
にメニスカス部への入熱を制御することができ、溶鋼表
面を均一に加熱できる点で有利である。具体的には、平
型コイルを鋳型内溶湯面の直上に設置し、溶湯表面上部
から加熱する技術が提案されている。この際、コイルは
電流を流すことによって生ずるジュール発熱による溶損
を防止するために通常、中空の銅パイプを用いて、その
中に冷却水を流すことによって冷却する構造になってい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述した鋳型材質を変
える技術の問題点は、メニスカス部の熱的条件を積極的
に制御することができないという点にある。例えば鋳型
に注入する溶湯の温度や鋳造速度など鋳造条件そのもの
によって、メニスカス部の熱的条件が左右されるという
点では、従来の銅製鋳型を用いるのと何ら変わるところ
がない。
える技術の問題点は、メニスカス部の熱的条件を積極的
に制御することができないという点にある。例えば鋳型
に注入する溶湯の温度や鋳造速度など鋳造条件そのもの
によって、メニスカス部の熱的条件が左右されるという
点では、従来の銅製鋳型を用いるのと何ら変わるところ
がない。
【０００６】一方、溶湯面直上に設けた平型コイルによ
る誘導加熱の問題点は以下の通りである。 （１）加熱効率を高くするためには、加熱用コイルを溶
鋼表面に接近させる必要があるが、溶湯面の上昇によ
り、コイルが溶湯内に浸漬し、コイルが損傷したり、そ
のために冷却水が漏洩し、溶鋼と接触して水蒸気爆発を
起すという安全上の問題があるため、接近させることが
できない。
る誘導加熱の問題点は以下の通りである。 （１）加熱効率を高くするためには、加熱用コイルを溶
鋼表面に接近させる必要があるが、溶湯面の上昇によ
り、コイルが溶湯内に浸漬し、コイルが損傷したり、そ
のために冷却水が漏洩し、溶鋼と接触して水蒸気爆発を
起すという安全上の問題があるため、接近させることが
できない。
【０００７】（２）溶鋼表面直上には湯面レベルを測定
するために渦流式湯面レベルセンサを設けるのが通常で
あるが、加熱コイルによってセンサが加熱され、損傷す
る危険性がある。 （３）浸漬ノズルの交換時やタンディッシュの交換時に
はコイル損傷防止のため、取外す必要がある。
するために渦流式湯面レベルセンサを設けるのが通常で
あるが、加熱コイルによってセンサが加熱され、損傷す
る危険性がある。 （３）浸漬ノズルの交換時やタンディッシュの交換時に
はコイル損傷防止のため、取外す必要がある。
【０００８】（４）溶鋼表面には保温、非金属介在物吸
収、鋳型と鋳片間の潤滑等を目的として、モールドパウ
ダを存在させており、操業中一定量以上のモールドパウ
ダを確保するため、上部より常時補給されているが、加
熱用コイルはそういった悪条件下におかれるため、保守
管理を厳しくする必要がある。
収、鋳型と鋳片間の潤滑等を目的として、モールドパウ
ダを存在させており、操業中一定量以上のモールドパウ
ダを確保するため、上部より常時補給されているが、加
熱用コイルはそういった悪条件下におかれるため、保守
管理を厳しくする必要がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題を
解決すべく、以下の技術手段を用いるものである。 （ａ）加熱用コイルを鋳型の対向側壁の背面に配設す
る。 （ｂ）鋳型には電気伝導度が低く強度の高い金属を用い
る。その例としてＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金を用いる。
解決すべく、以下の技術手段を用いるものである。 （ａ）加熱用コイルを鋳型の対向側壁の背面に配設す
る。 （ｂ）鋳型には電気伝導度が低く強度の高い金属を用い
る。その例としてＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金を用いる。
【００１０】（ｃ）効率よく加熱するために、コイルの
溶鋼面側を除く三面を囲う強磁性材壁体を設け、溶鋼面
側への高周波磁界強度を強くする。強磁性材壁体として
珪素鋼板の薄板を用い、各薄板間を絶縁して積層させた
多重積層体のものを使用する。
溶鋼面側を除く三面を囲う強磁性材壁体を設け、溶鋼面
側への高周波磁界強度を強くする。強磁性材壁体として
珪素鋼板の薄板を用い、各薄板間を絶縁して積層させた
多重積層体のものを使用する。
【００１１】
【作用】本発明によれば、図１、図２に示すように、加
熱コイル１を鋳型２を支持するバックフレーム３に組み
込むため、溶湯表面直上より加熱する技術で問題とな
る、コイルの損傷、水蒸気爆発の危険性、浸漬ノズル５
又はタンディッシュ交換時の取外し操作、モールドパウ
ダによる汚染等から全く開放される。
熱コイル１を鋳型２を支持するバックフレーム３に組み
込むため、溶湯表面直上より加熱する技術で問題とな
る、コイルの損傷、水蒸気爆発の危険性、浸漬ノズル５
又はタンディッシュ交換時の取外し操作、モールドパウ
ダによる汚染等から全く開放される。
【００１２】一方、鋳型背面より高周波加熱する場合に
は、鋳型内での電磁波の吸収が問題となる。電気伝導度
σ、厚みｄの金属を、周波数ｆの電磁波が通過する時、
その透過率ηt は次式で表わされる。 ηt ＝ｅｘｐ｛−√（πμσｆ）ｄ｝ ここに、μは金属の透磁率を表わす。従って鋳型の材質
としては、電気伝導度σが小さいものがよく、さらに厚
みｄを小さくするという観点から熱間強度の高いものが
好適である。その例としてＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金が挙
げられるが、上記主旨に反しない限りにおいて、他の材
質を用いてもよい。
は、鋳型内での電磁波の吸収が問題となる。電気伝導度
σ、厚みｄの金属を、周波数ｆの電磁波が通過する時、
その透過率ηt は次式で表わされる。 ηt ＝ｅｘｐ｛−√（πμσｆ）ｄ｝ ここに、μは金属の透磁率を表わす。従って鋳型の材質
としては、電気伝導度σが小さいものがよく、さらに厚
みｄを小さくするという観点から熱間強度の高いものが
好適である。その例としてＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金が挙
げられるが、上記主旨に反しない限りにおいて、他の材
質を用いてもよい。
【００１３】また、コイル形状については、図３に示す
ように、中空の銅パイプ６を互いに絶縁材で絶縁し、１
本以上を束ねた構造とし、中に冷却水を流して冷却する
一方、溶鋼に面する側以外をコの字型をした強磁性材壁
体７で囲み、発生する電磁界を溶鋼側に集中させる。こ
の際、用いる強磁性材としては、珪素鋼板が挙げられ
る。但し単に珪素鋼板で囲むだけでは、高周波によって
誘導電流が珪素鋼板側にも発生し、ジュール発熱が生じ
て効率が低下するので、珪素鋼板を薄くし、互いに絶縁
材８で絶縁しながら積層させて、誘導電流が流れないよ
うにする方がよい。
ように、中空の銅パイプ６を互いに絶縁材で絶縁し、１
本以上を束ねた構造とし、中に冷却水を流して冷却する
一方、溶鋼に面する側以外をコの字型をした強磁性材壁
体７で囲み、発生する電磁界を溶鋼側に集中させる。こ
の際、用いる強磁性材としては、珪素鋼板が挙げられ
る。但し単に珪素鋼板で囲むだけでは、高周波によって
誘導電流が珪素鋼板側にも発生し、ジュール発熱が生じ
て効率が低下するので、珪素鋼板を薄くし、互いに絶縁
材８で絶縁しながら積層させて、誘導電流が流れないよ
うにする方がよい。
【００１４】
【実施例】図４は、本発明の一実施例を示す鋳型内の溶
鋼表面温度の測定結果の一例である。実験条件は以下の
通りである。 鋼種：極低炭素Ａｌキルド鋼（Ｃ／２０ｐｐｍ） タンディッシュ溶鋼温度：１５６０℃ 鋳造鋳片サイズ：１２００ｍｍ幅×２６０ｍｍ厚み スループット量：４．５ｔｏｎ／分 鋳型材質：インコネル ７１８ 鋳型厚み：１４ｍｍ、スリット部４ｍｍ 加熱条件：周波数１ｋＨｚ，消費電力１００ｋＷ 図４に示したように、加熱を開始すると温度が上昇し
た。
鋼表面温度の測定結果の一例である。実験条件は以下の
通りである。 鋼種：極低炭素Ａｌキルド鋼（Ｃ／２０ｐｐｍ） タンディッシュ溶鋼温度：１５６０℃ 鋳造鋳片サイズ：１２００ｍｍ幅×２６０ｍｍ厚み スループット量：４．５ｔｏｎ／分 鋳型材質：インコネル ７１８ 鋳型厚み：１４ｍｍ、スリット部４ｍｍ 加熱条件：周波数１ｋＨｚ，消費電力１００ｋＷ 図４に示したように、加熱を開始すると温度が上昇し
た。
【００１５】図５は、加熱有無各々に対して鋳片を１０
本ずつ熱間圧延した後、冷間圧延を行い、圧延後の鋼板
表面に表れた筋状の欠陥個数を計測した結果を示したも
のである。銅合金製の鋳型を用い加熱しない従来の連続
鋳造方法の場合の欠陥個数を１として指数で表示してあ
る。この従来法に対して、インコネルの鋳型を用い加熱
した場合の方が欠陥個数が著しく減少した。
本ずつ熱間圧延した後、冷間圧延を行い、圧延後の鋼板
表面に表れた筋状の欠陥個数を計測した結果を示したも
のである。銅合金製の鋳型を用い加熱しない従来の連続
鋳造方法の場合の欠陥個数を１として指数で表示してあ
る。この従来法に対して、インコネルの鋳型を用い加熱
した場合の方が欠陥個数が著しく減少した。
【００１６】
【発明の効果】本発明装置は、電気伝導度が低く、熱間
強度の高い金属を鋳型に用い、その背面から高周波加熱
を行う装置であって、コイルの溶鋼面側以外の三方を強
磁性材で覆うことによって、溶鋼表面を効率よく誘導加
熱することができるようになった。このため、鋳型直上
から誘導加熱する場合の危険性や保守・管理の問題が解
決され、もって表面性状の良好な鋼板を製造することが
可能となった。
強度の高い金属を鋳型に用い、その背面から高周波加熱
を行う装置であって、コイルの溶鋼面側以外の三方を強
磁性材で覆うことによって、溶鋼表面を効率よく誘導加
熱することができるようになった。このため、鋳型直上
から誘導加熱する場合の危険性や保守・管理の問題が解
決され、もって表面性状の良好な鋼板を製造することが
可能となった。
【図１】本発明の上面からみた装置の断面図である。
【図２】本発明の側面からみた装置の断面図である。
【図３】本発明の加熱コイルの構造を示す部分断面斜視
図である。
図である。
【図４】実施例の温度測定例を示すグラフである。
【図５】実施例の製品鋼板の表面欠陥を示すグラフであ
る。
る。
１ 高周波加熱コイル ２ 鋳型 ３ バックフレーム ４ 溶鋼 ４’ メニスカス ５ 浸漬ノズル ６ 水冷銅パイプ ７ 強磁性材壁
体 ８ 絶縁材
体 ８ 絶縁材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−264143（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−9749（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−99753（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−26659（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−220145（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−181954（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−79410（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−37943（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−68565（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 11/055 B22D 11/04 311 B22D 11/059 120
Claims (3)
- 【請求項１】 電気伝導度が低く、熱間強度の高い金属
を連続鋳造用鋳型に用い、該鋳型の対向側壁の背面に配
設した高周波誘導加熱用コイルを用いて、鋳型内の溶鋼
表面を誘導加熱する連続鋳造装置において、該コイルの
溶鋼に面する側以外の三面を囲う強磁性材壁体を設けた
ことを特徴とする鋼の連続鋳造装置。 - 【請求項２】 鋳型をＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金としたこ
とを特徴とする請求項１記載の鋼の連続鋳造装置。 - 【請求項３】 強磁性材壁体が珪素鋼板薄板と絶縁材と
の多重積層体であることを特徴とする請求項１又は２記
載の鋼の連続鋳造装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06998293A JP3157641B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 鋼の連続鋳造装置 |
| TW082107180A TW238268B (ja) | 1992-09-04 | 1993-09-02 | |
| US08/116,138 US5375648A (en) | 1992-09-04 | 1993-09-02 | Apparatus and method for continuous casting of steel |
| CA002105524A CA2105524C (en) | 1992-09-04 | 1993-09-03 | Apparatus and method for continuous casting of steel |
| DE69319191T DE69319191T2 (de) | 1992-09-04 | 1993-09-03 | Verfahren und Vorrichtung zum Stranggiessen von Stahl |
| EP93114162A EP0585946B1 (en) | 1992-09-04 | 1993-09-03 | Apparatus and method for continuous casting of steel |
| KR1019930017649A KR960010243B1 (ko) | 1992-09-04 | 1993-09-03 | 강의 연속 주조 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06998293A JP3157641B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 鋼の連続鋳造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06277805A JPH06277805A (ja) | 1994-10-04 |
| JP3157641B2 true JP3157641B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=13418388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06998293A Expired - Fee Related JP3157641B2 (ja) | 1992-09-04 | 1993-03-29 | 鋼の連続鋳造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3157641B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100333861C (zh) * | 2005-09-13 | 2007-08-29 | 上海大学 | 高温度梯度逐层凝固连铸方法及其连铸结晶器系统 |
-
1993
- 1993-03-29 JP JP06998293A patent/JP3157641B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06277805A (ja) | 1994-10-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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