JP3316108B2

JP3316108B2 - 鋼の連続鋳造方法

Info

Publication number: JP3316108B2
Application number: JP17489495A
Authority: JP
Inventors: 正功奈良; 聡井戸川; 永康別所; 徹也藤井
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1994-07-14
Filing date: 1995-07-11
Publication date: 2002-08-19
Anticipated expiration: 2015-07-11
Also published as: DE69528954T2; DE69528954D1; CN1051947C; KR0180985B1; CN1130364A; JPH0890176A; KR960704658A; EP0721817B1; EP0721817A1; US5632324A; WO1996002342A1; EP0721817A4

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】鋼の連続鋳造においては、タ
ンディシュに収容した溶鋼をその底部に設けた浸漬ノズ
ルを通して連続鋳造用鋳型に供給するが、浸漬ノズルの
吐出口から噴出する溶鋼の流速は鋳造速度に比較して著
しく大きいため溶鋼中の介在物や気泡がクレーター深く
に侵入しやすく、このような場合には内部欠陥になるの
が避けられない。また、凝固シェルの再溶解の問題もあ
り、さらには溶鋼の噴流のうち、とくに上向きの流れ
（反転流等）はモールドメニスカス部を盛り上がらせ湯
面変動を助長してモールドパウダーを巻き込むことから
鋳造鋳片の品質や鋳造操業に著しい悪影響を及ぼす。

【０００２】この発明は、とくに、溶鋼の供給量が従来
の２倍を超えるような高速鋳造を行う場合において、連
続鋳造用鋳型内における湯面変動やパウダーの巻き込み
あるいは介在物等の巻き込み等を軽減して内部品質の改
善を図るとともにその表面性状の健全化も合わせて図
り、内・外品質の改善された鋳造鋳片を安定して得よう
とするものである。

【０００３】

【従来の技術】浸漬ノズルからの溶鋼噴流を制御するに
は、従来は浸漬ノズルの吐出口の形状に工夫を加えたり
溶鋼の注入速度を低減するのが一般的であった。

【０００４】しかしながら、浸漬ノズルの吐出口の形状
を単に変更したり溶鋼の注入速度を低減するのみでは、
溶鋼中に含まれる介在物等に起因した品質欠陥を完全に
防止するのは困難であった。

【０００５】この点に関する先行技術として、例えば特
開昭５７−１７３５６号公報には、連続鋳造用鋳型に静
磁場発生装置を設置し、これによって浸漬ノズルからの
溶鋼の噴出流に制動を加える方法が、また、特開平２−
２８４７５０号公報には連続鋳造用鋳型の全面に静磁場
を作用させ、これによって浸漬ノズルから溶鋼の噴出流
に制動を加える技術がそれぞれ開示されている。

【０００６】ところで、上掲の特開昭５７−１７３５６
号公報に開示の技術では溶鋼の噴流に制動を加えた際
に、それがあたかも壁に当たったようにその向きを変え
るが、噴流のもつエネルギーを分散して均一な流れにす
ることができず、また、噴流が静磁場のない方向に逃げ
るため、満足のいく結果を得ることができない不利があ
った。

【０００７】一方、特開平２−２８４７５０号公報に開
示の技術においては、浸漬ノズルからの溶鋼の噴流の均
一化を図ることが可能であるとともに、メニスカス部の
湯面変動も小さくすることができ、鋳造鋳片の表面およ
び内部の品質についてはある程度まで改善することがで
きるようになったが、溶鋼のスループットが従来の２倍
を超えるような高速鋳造を実施するような場合において
は、以下のような問題があり未だ多少の改善の余地が残
されていた。

【０００８】１）多孔式の浸漬ノズルを用いた場合、浸
漬ノズルからの溶鋼噴流に伴う鋳型内での偏流の発生が
避けられない。２）多孔式の浸漬ノズルを用いた場合、溶鋼噴流の高速
化によりノズル詰まりが発生した際に、鋳型内での偏流
が大きくなって安定した連続鋳造を実現できない。３）多孔式の浸漬ノズルを用いた場合、溶鋼噴流の高速
化に伴い鋳型短辺での反転流も高速化するため湯面の流
動増加によるパウダーの巻き込みが避けられない。な
お、この点については単孔式の浸漬ノズルの適用が考え
られるが、溶鋼噴流の下方部域に静磁場を印加すると鋳
型内における戻り電流（誘導電流）の影響で溶鋼の反転
上昇流が生じ湯面変動をきたしてパウダーの巻き込みが
避けられない。４）湯面の乱れが大きくなるためオシレーションに起因
したマーク深さが深くなり、また、同時にオシレーショ
ンマークが乱れるため、圧延して得た鋼板に表面きず
（コイル欠陥）が多発する。５）鋳型内における湯面が波立ち、オシレーションマー
クが乱れるため均一なパウダー供給が困難となりスティ
ッキング等の発生による拘束性ブレークアウトを起こし
やすい。６）浸漬ノズルからの溶鋼噴流による凝固シェルの再溶
解のおそれがある。

【０００９】また、最近では連続鋳造用鋳型の下端部
に、静磁場を印加して連続鋳造する方法（特開平7-5180
1 号公報、特開平7-51802 号公報) の他、連続鋳造用鋳
型の下端に静磁場を印加するとともに、２本のノズルを
用いて連続鋳造を行う方法 (特開平5-277641号公報) 等
が提案されている。これらの技術はクラッド鋼の鋳造を
対象としたものであるが、これによれば例えば浸漬ノズ
ルからの溶鋼の噴流に対して適切な領域（連続鋳造用鋳
型の短辺壁側の凝固シェルの近傍域等）に静磁場を印加
することにより流速を小さくすることが可能であって、
普通鋼の連続鋳造においても十分に適用することが可能
である。

【００１０】しかしながら、これらの技術においては静
磁場の値はいずれも0.5 Ｔ以下であるため、スループッ
トが６〜10ｔ／min にもなるような高速鋳造では溶鋼噴
流によりメニスカス表面が乱れパウダーや介在物の巻き
込み等が避けられず、製品に欠陥を生じさせることにな
しに鋳造できる量は極わずかなものに限定されてしまう
不利があった。

【００１１】磁束密度をより高くしかつ、電力コストの
軽減を図るべく、特公昭６３−５４４７０号公報には従
来の常温磁石を超伝導磁石に交換する技術が開示されて
いる。ところで、常電導電磁石であろうが、超伝導電磁
石であろうが、静磁場の印加条件が悪い場合には却って
欠陥が多発することがあり、とくに、スループットを従
来の５ｔ／min 程度から６ｔ／min を超える高速鋳造を
行う場合においては湯面の乱れや介在物の巻き込み等の
問題から、かかる技術では、このような磁石を使用した
磁場発生装置によって欠陥のない鋳造鋳片を得るのに必
要な磁場の印加条件、鋳造条件については全く開示され
ていない。

【００１２】さらに、これに関連したものとして、特開
平３−９４９５９号公報には、超伝導電磁石とカプス磁
場を用いて鋳造する方法が開示されているが、この方法
による磁場の磁束密度は0.15Ｔ程度であり常電導磁石を
用いた場合と比較してもかなり小さいことと、磁場の印
加方式がカプスであることから高速鋳造の際に問題とな
る連続鋳造用鋳型内における湯面については制御不可能
であった。

【００１３】なお、特開平４−５２０５７号公報には、
磁束密度が最大で0.5 Ｔになる静磁場を鋳型の下端に印
加して欠陥の少ないスラブを鋳造する方法が開示されて
いて、これによって従来よりも気泡や介在物の巻き込み
の軽減を図ることを可能とされているが、鋳造条件につ
いては従来と同様の条件であるため、高速鋳造には対応
し得ない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】高スループット、高速
鋳造を実現するために上述した１）〜６）についての解
決を図る有効な提案は今のことろない。この発明の目的
は、高スループット、高速鋳造を実施する場合における
上記の如き課題を解決しＤＨＣＲ法（Direct Hot Charg
ed Rolling) あるいはＣＣ−ＤＲ法 (Continuous Casti
ng Rolling) に適した無手入れ鋳造鋳片を製造するのに
適した新規な連続鋳造方法を提案するところにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、連続鋳造用
鋳型の対向側壁の相互間に静磁場を印加して、浸漬ノズ
ルを通して該連続鋳造用鋳型内へ供給する溶鋼の噴流を
制御するに当たり、６ｔ／min 以上のスループットにし
て溶鋼を連続鋳造鋳型内へ供給するとともに、連続鋳造
用鋳型のメニスカス部に磁束密度が少なくとも0.5 Ｔに
なる静磁場を、浸漬ノズルの吐出口から噴出した溶鋼噴
流の下方部域には磁束密度が0.5 Ｔ以上になる静磁場を
同時に印加 (メニスカス部および溶鋼噴流の下方部域に
つきそれぞれ局所的に印加してもよいし、それらを含め
た状態で鋳型の全域について印加してもよい) するとと
もに、浸漬ノズルに下記の条件を満足するようにガス
(Ar, N₂, NH₃, H₂, He,Ne等のガスを単独または混合し
て用いる) を吹き込むことを特徴とする鋼の連続鋳造方
法 (請求項１) である。記 0.5Ｑ≦ｆ≦20＋３Ｑｆ：ガス吹き込み量 (Nl/ min)、Ｑ：溶鋼のスループット(t/min))

【００１６】この発明においては、溶鋼の供給中はＳ・
Ｆ≧450 (Ｓ：連続鋳造用鋳型の上下ストローク(mm)、
Ｆ：オシレーション数 (cpm)) の条件を満足するように
連続鋳造用鋳型を振動させるのが好ましい。

【００１７】溶鋼の供給中にＳ・Ｆ≧450 の条件を満足
させるにはＳについては設備等の問題からその値はほぼ
一定の値に設定されるのでオシレーション数Ｆの調整が
必要になり、この発明において対象としている高スルー
プット、高速鋳造ではＦは好ましくは150cpm以上、より
好ましくは200cpm以上に設定する。この場合、高い磁束
密度が得られ装置の重量の軽減を図ることができる静磁
場印加手段として、超電導磁石、それも鉄芯を有しない
空芯超電導電磁石を用いる。さらに、連続鋳造中浸漬ノ
ズルには溶鋼の噴流を減速させるために上記のようなガ
スを吹き込むことが望ましい。

【００１８】

【作用】図１，図２は、浸漬ノズルを通過する溶鋼
（Ｃ：20〜30ppm ，Mn： 0.1〜0.2wt ％，Ｐ：0.01〜0.
012wt ％，Ｓ： 0.006〜0.010wt ％，Al： 0.032〜0.04
5wt％，T .0：22〜32ppm ）の量Ｑ、すなわちスループ
ットを４ｔ／min 、７ｔ／min 、10ｔ／min として、そ
れぞれの場合につき、タンディッシュ溶鋼温度Ｔ_t：15
55〜1560℃，１チャージ：230 ｔ，鋳型サイズ：260mm
×1300mm，垂直曲げ連鋳機（垂直部３ｍ），浸漬ノズ
ル：２孔ノズル，ノズル径：内径70mm，吐出口サイズ：
70mm×80mmの角型、ノズル角度：下向き15°、ノズル閉
塞防止用ガス (Arガス) の吹き込みの有り無しの条件で
連続鋳造を行い、連続鋳造中に印加した静磁場（磁場の
印加タイプ：上下２段全幅タイプでＬ₁＝250 mm, Ｌ₂
＝250 mm,図８参照、磁束密度：０〜10Ｔ印加可能）の
磁束密度と鋳型内湯面温度（指数）および浸漬ノズルの
ノズル詰まり（指数）との関係をそれぞれ調査した結果
を示したものである。なお、図１, ２においては磁束密
度はメニスカス部で0.5 Ｔ、溶鋼噴流の下方部域で０〜
５Ｔの範囲で調整し、ガスの吹き込み量、ストロークお
よびオシレーション条件については図１ではガスの吹き
込み量：20±2Nl/min,鋳型ストローク：８〜10mm, オシ
レーション：187 〜257 cpm 、図２ではガスの吹き込み
量：22±4Nl/min,鋳型ストローク：７〜９mm, オシレー
ション：170 〜220cpmとした。

【００１９】メニスカス部において少なくとも0.5 Ｔに
なる静磁場を印加し、かつ溶鋼噴流の下方部域において
磁束密度が 0.5Ｔ以上になる静磁場を印加して溶鋼の噴
流を制御する場合においては、鋳型内における湯面温度
の低下は小さくなり（図１）、ノズル吐出口での溶鋼噴
流の整流化作用によってノズル詰まりも小さくなる（図
２）。とくに、ガスの吹き込みを行った場合には、その
傾向は顕著であり、ガスの吹き込みを行わない場合でも
0.5Ｔでその効果が表れはじめ 0.7Ｔ近傍で効果が顕著
となる。1.0 Ｔ近傍ではその効果はガスの吹き込みを行
った場合に近づき、湯面温度の低下は小さくなり、ノズ
ル詰まりもほとんどなくなる。ガスは、気泡として溶鋼
中に吹き込まれるため、0.5 ＱNl/min以上 (Ｑ：スルー
プットｔ/min) の流量で吹き込むことにより初めて浮力
の効果が現れる。ガスを多量に吹き込んだ場合には浮力
の効果が大きくなり、溶鋼噴流を制御しやすくなるが、
体積当たりの気泡が多くなりすぎると磁場中で発生する
電流が通りにくくなるため磁場の制動効果が落ちる。よ
って、浸漬ノズルにガスを吹き込む場合にはその上限は
20＋３Ｑ程度となる。通常、0.5 〜1.0 Ｔの磁束密度に
なる静磁場の印加においては好ましくは1.0 Ｑ≦ｆ≦20
＋２Ｑ (ｆ：ガスの吹き込み量(Nl/min), Ｑ：スループ
ット (ｔ/min))程度とするのがよい。ガス吹き込みの下
限値は介在物の浮上、湯面の温度上昇の要請の程度から
決まり、上限値は磁場印加のもとで吐出流で搬送される
介在物が凝固シェルにトラップされのを防ぐ点、あるい
は湯面を乱してパウダーや介在物が巻き込まれことによ
る品質欠陥の増加を防ぐ点から決まる。吹き込むガスと
しては、Arガスが一般的であるが、ArとN₂の混合ガスで
もよい。その他、その気泡による浮力効果が期待でき溶
鋼の吐出流に制動力を付与でき、しかも溶鋼を汚染しな
いものであるものならば前述したガス等種々用いること
ができとくに限定はされない。

【００２０】溶鋼噴流を制御するために印加する磁場に
関しては単に磁束密度を高くすればよいというものでは
なく溶鋼噴流に対する磁場の印加長さを特定の範囲とす
ることが重要な要素となってくる。溶鋼の噴流を制御で
きる磁場印加長さは、溶鋼流動の運動エネルギーを停止
若しくは減速させられるだけの制動力を与えられる範囲
と考えられ、一般に、磁場中で流動している導電性流体
が磁場から受けるエネルギーＥは流体の平均流速を
Ｖ₁、磁束密度をＢ、導電性流体の抵抗率をρ、磁場印
加長さをＬ (図６〜８参照) とした場合、Ｅ∝ (Ｖ₁／
ρ) ・Ｂ²・Ｌで表すことができる。とくに溶鋼のスル
ープットが６ｔ／min 以上の高速鋳造においては溶鋼の
流速を低減させるまでに必要な磁場印加長さＬは、モデ
ル実験等より比例係数を求めて、ｋ・Ｑ／Ｂ≦Ｌ (ｋ：
5.5,Ｌ（mm),Ｂ (Ｔ),Ｑ (ｔ／min ))で表すことができ
る。この発明においてはメニスカス部の磁場印加長さの
最小値は50mm程度とすることが、また、溶鋼噴流の下方
部域の磁場印加長さの最小値についても50mm程度とする
のがよい。

【００２１】空芯超電導電磁石を使用して静磁場を印加
する場合、磁場印加長さＬは電磁石の巻き線の上下端の
間隔とし、磁束密度Ｂは磁場印加長さＬにおける鋳型の
1/2厚さで最大磁束密度とする。磁場印加用の電磁石を
複数個使用する場合にはＬ₁＋Ｌ₂---Ｌ_n＝Ｌになる。

【００２２】連続鋳造鋳型のメニスカス部において少な
くとも磁束密度が0.5 Ｔになる静磁場を印加し同時に溶
鋼噴流の下方部域に磁束密度が0.5 Ｔ以上になる静磁場
を印加することにより、多孔式ノズルを使用した場合に
おける溶鋼の反転流による湯面の変動は抑制され、同時
に浸漬ノズルを流下する溶鋼が整流化されるためノズル
内およびノズル吐出口部での溶鋼の流れが均一になりノ
ズル閉塞のおそれが少なくなる。

【００２３】また、単孔式の浸漬ノズルの場合にはメニ
スカス部および溶鋼噴流の下方部域に同時に0.5 Ｔ以上
の静磁場を印加することにより、溶鋼の反転上昇流によ
る湯面の変動は抑制されるとともに、高スループット、
高速鋳造において懸念される溶鋼噴流の凝固シェルへの
衝突が回避され再溶解の危険も極めて軽減されたものと
なる。

【００２４】図３、図４は、磁束密度について、コイル
欠陥発生率、ブレークアウト発生率を調査した結果を示
したもの（図３はガス吹き込み量：18±2Nl/min,ストロ
ーク：６〜８mm, オシレーション数：180 〜190 cpm 、
図４はガス吹き込み量：28±2Nl/min,ストローク：６〜
８mm, オシレーション数：240 〜260 cpm,他の条件は図
１, ２の場合と同じ) であるが、メニスカス部および溶
鋼噴流の下方部域共に磁束密度が 0.5Ｔ以上になる静磁
場を印加した場合においてはパウダーの巻き込みやブレ
ークアウトの発生率も極めて小さくなる。なお、この場
合、メニスカス部に印加する静磁場の磁束密度を0.35Ｔ
以下とした場合についてはスループットが６ｔ/min以上
であっても単孔ノズル、多孔ノズルにかかわりなくコイ
ル欠陥発生率は0.25％以上になる。

【００２５】また、図５に磁束密度を０〜1.25Ｔとした
場合における連続鋳造用鋳型内の溶鋼湯面のスーパーヒ
ートと鋳片表面のオッシレーションマークのつめ深さの
関係を示した。図１、図５より、メニスカス部および溶
鋼噴流の下方部記につき同時に磁束密度の高い静磁場を
印加し鋳型内の溶鋼湯面のスーパーヒートを高い状態に
維持することによってつめ深さも軽減される。このつめ
深さが軽減されれば当該部に捕捉される介在物、パウダ
ー、気泡が減少するために冷延コイル製品の欠陥率が低
下するものと考えられる。

【００２６】溶鋼のスループットが６ｔ/min以上になる
高速鋳造を対象としたこの発明においては、浸漬ノズル
による溶鋼の供給中、Ｓ・Ｆ≧450(Ｓ：連続鋳造用鋳型
の上下ストローク (振幅の最大値から最小値の間の値)
(mm) 、Ｆ：オシレーション数(cpm)) の条件を満足する
ような連続鋳造を行うことが望ましい。その理由は、こ
の発明において目指したような高スループット、高速鋳
造を実施する場合、ブレークアウトや鋳造鋳片の内部欠
陥の発生防止を図るうえでは溶鋼流動を安定化させるこ
とが大きな要因になるが、モールドパウダーを安定して
流れ込ませることも重要であって、そのためにはとくに
上記の条件下で連続鋳造を行う必要があり、これにより
オシレーションマークの乱れはなくなり、そのマークの
深さは軽減される。この条件はより好ましくはＳ・Ｆ≧
1000とする。

【００２７】なお、オシレーション数 (振動数) Ｆにつ
いてはその数値を高くすることによりパウダーの消費量
が多くなりオシレーションマークの深さは低減されるの
で好ましく150 cpm 以上、より好ましくは200 cpm 以上
とする。また、最大値はオシレーション波形の乱れ度の
軽減、パウダー消費量の確保等から600cpm程度とする。

【００２８】直接圧延を前提とした表面無手入れ鋳造鋳
片を製造すべく、とくに溶鋼のスループットを６ｔ／mi
n 以上、好ましくは７ｔ／min 、より好ましくは10ｔ／
min以上にして行う高速鋳造においては、上記の効果は
より一層顕著となるだけでなく、温度の高い溶鋼が連続
鋳造用鋳型の出側よりも下側に深く侵入するのを阻止で
きるので凝固シェルの再溶解も回避される。ここに、溶
鋼のスループット６ｔ／min は、厚さ0.22ｍ、幅 1.2ｍ
のスラブの連続鋳造を前提とした場合であって、鋳造速
度Ｖ_cは2.9 ｍ／min 程度となる。

【００２９】図６ａ，ｂに、この発明を実施するのに用
いて好適な設備（連続鋳造用鋳型）の構成を示す。

【００３０】図における番号１は一対の短辺壁１ａと長
辺壁１ｂの組合せからなる連続鋳造用鋳型、２は連続鋳
造用鋳型１へ溶鋼を供給する浸漬ノズル、３は連続鋳造
用鋳型１の長辺壁１ｂの相互間に静磁場を印加する電磁
石（超電導電磁石) であって、この電磁石３は連続鋳造
用鋳型１の背面に配置される。

【００３１】上掲図６ａ，ｂに示した設備において、浸
漬ノズル２による溶鋼の供給中、磁石３にて磁束密度が
0.5 Ｔ以上の静磁場を印加 (メニスカス部：0.5 Ｔ, 溶
鋼噴流の下方部域：0.5 Ｔ) するとこの静磁場と溶鋼流
との相互作用で生じる誘導電流に由来した電磁力（ロー
レンツ力）にて溶鋼流に制動が加えられ減速された均一
な流れとなり、また、モールドパウダーを巻き込んだり
介在物が深く侵入して凝固シェルに捕捉されるようなこ
とはない。

【００３２】図７ａ，ｂは連続鋳造用鋳型における長辺
壁１ｂの幅方向の全域に静磁場を印加する場合 (ただ
し、メニスカス部、溶鋼噴流の下方部域はともに0.5 Ｔ
以上の静磁場を印加) の例であって、この場合、浸漬ノ
ズル２からの溶鋼の噴流はその吐出角度や吐出速度等の
操業条件の変動に係わりなく均一な磁場の中を流れて整
流化される。

【００３３】図８ａ、ｂに示すように、浸漬ノズル２の
吐出口２ａの上下に電磁石３を配置した場合には、上下
の電磁石間に溶鋼噴流を封じ込めることができるので、
介在物を含む噴流の侵入深さの減少とメニスカスの鎮静
化が同時に達成されるだけでなく、鋳型内における溶鋼
の温度降下も抑制することができる。

【００３４】上掲図６〜８においてはすべて多孔式の浸
漬ノズルについて示したが、この発明では単孔式の浸漬
ノズルを適用することができるのはいうまでもなく、得
られる効果もほぼ同様となる。

【００３５】図９ａ、ｂは浸漬ノズルとして単孔式のス
トレートノズルを適用した場合について示したものであ
る。このような浸漬ノズルはとくに溶鋼噴流が深く侵入
するため凝固シェルの再溶解、介在物、ガス気泡の侵入
が懸念されるが、浸漬ノズルの下側の電磁石によって溶
鋼の流速が減速されると同時に介在物、ガス気泡の侵入
が阻止され、さらに下向きの流れは均一化される。一
方、メニスカス部についてはその領域に配置した電磁石
による磁場の印加によって戻り電流 (誘導電流)と磁場
で形成される上昇流は弱められ湯面の乱れは小さくな
る。

【００３６】なお、図９ａ，ｂに示したように上下に電
磁石を配置する場合にはその配置は浸漬ノズルの配置関
係から磁場の印加がより有効に作用する領域にすればよ
いが、磁極については上下と対向面でそれぞれ異極とす
るのが望ましい。

【００３７】図10は、この発明を実施するのに用いて好
適な空芯静磁場発生用電磁石３の構成をしたものであ
る。電磁石３はヘリウム槽、輻射断熱シールドおよびこ
れらを取り囲み対流による熱の入り込みを防止する真空
容器を有し、ヘリウム槽は液体ヘリウムコンテナーに、
輻射断熱シールドは液体窒素コンテナーにそれぞれつな
がっている。電磁石３は常時、液体ヘリウムによって冷
却され−268.9 ℃以下に保持されるようになっている。
輻射断熱シールドへは液体窒素コンテナーより液体窒素
が常時供給され外部の熱が直接ヘリウム槽に届かないよ
うになっている。各コンテナーは、図示はしないが冷凍
機を有していて、気体となったそれぞれのガスを再度冷
却、液化しそれぞれのコンテナーに回収する仕組みにな
っている。

【００３８】静磁場発生用電磁石として上掲図10に示す
ような超電導電磁石を使用すれば、高い磁束密度が得ら
れるだけでなく鉄心がいらないので、従来の常電導式の
電磁石に比較して軽量化を図ることができ、また、常
時、通電する必要がないので省エネルギーを達成するう
えでも極めて有利となる。

【００３９】

【実施例】Ｃ：10〜15ppm , Mn：0.15〜0.2 wt％, Ｐ：
0.02〜0.025 wt％, Ｓ：0.008 〜0.012 wt％, Al：0.02
5 〜0.035 wt％,T.O：25〜31ppm の成分組成になる溶鋼
を用いて、長辺壁間の間隔 (鋳造鋳片の厚さに対応す
る) が220mm ，短辺壁間の間隔 (鋳造鋳片の幅に対応す
る) が1600mmで、長辺壁の背面に縦200mm ，幅2000mmの
静磁場発生用超電導電磁石（種類Nb- Ti線）を配置した
図６, 図７, 図８, 図９に示したような構造になる鋳型
を有する連続鋳造機にて、磁束密度：メニスカス部0.5 Ｔ, 下方部域1.0 Ｔ磁場印加長さＬ₁：250 mm, Ｌ₂：250 mm 溶鋼のスループット：８ｔ／min ２孔式浸漬ノズル (図６〜図８) 単孔式浸漬ノズル (図９) ノズル径：内径80mm 浸漬ノズルの吐出口サイズ：80mm×80mm□ (２孔式浸漬
ノズル) 直径80mm (単孔式浸漬ノズル) 浸漬ノズルの吐出角度：下向き20° (２孔式浸漬ノズ
ル) 浸漬ノズルの吐出口位置：メニスカスからノズルの吐出
口上端まで230mm メニスカスの位置：電磁石の磁極上端から＋20mmの位置鋳型のオシレーション数：220 cpm ストローク：７mm 鋳造速度：2.89 m/min の条件のもとで厚さ 220mm、幅1600mmのスラブを600 チ
ャージ、１チャージ当たり 260トンそれぞれ鋳造し、鋳
造時におけるノズル詰まり、ブレークアウトの発生状況
および得られたスラブの内部品質、表面品質 (コイル欠
陥率) について調査した。その結果を、静磁場を印加し
ない他はすべて同一の条件で連続鋳造を行った比較法で
得られたスラブの品質とともに表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１より明らかなように、この発明に従え
ば、圧延製品板の表面品質の改善を図ることが可能であ
るだけでなく、内部も高い品質にすることができ、高ス
ループット、高速鋳造において無手入れ鋳造鋳片を安定
して製造できることが確認できた。

【００４２】

【発明の効果】かくしてこの発明によれば鋳型内の溶鋼
湯面温度の低下が小さいのでノズル詰まりを起こすこと
が極めて少なく、また、モールドパウダーの巻き込み、
介在物の巻き込み、オシレーションに起因した表面欠陥
等が軽減され、さらにはシェルの再溶解も回避できるの
で内、外ともに品質の良好な鋳造鋳片を安定して製造で
きる。また、鋳型のオシレーション数が高いのでマーク
の深さが小さくなり、加えて爪深さも低減されるのでコ
イル欠陥を著しく軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続鋳造用鋳型内における溶鋼湯面温度と磁束
密度 (溶鋼噴流の下方部域において静磁場を印加した場
合の磁束密度) の関係を示した図である。

【図２】ノズル詰まりと磁束密度 (溶鋼噴流の下方部域
において静磁場を印加した場合) の関係を示した図であ
る。

【図３】冷延コイル欠陥と磁束密度 (溶鋼噴流の下方部
域において静磁場を印加した場合) の関係を示した図で
ある。

【図４】ブレークアウト発生率と磁束密度 (溶鋼噴流の
下方部域において静磁場を印加した場合) の関係を示し
た図である。

【図５】オッシレーションマーク部つめ深さと溶鋼のス
ーパーヒートとの関係を示した図である。

【図６】ａ, ｂはこの発明を実施するのに用いて好適な
設備の構成を示した図である。

【図７】ａ, ｂはこの発明を実施するのに用いて好適な
設備の構成を示した図である。

【図８】ａ, ｂはこの発明を実施するのに用いて好適な
設備の構成を示した図である。

【図９】ａ, ｂはこの発明を実施するのに用いて好適な
設備の構成を示した図である。

【図１０】静磁場発生用超電導磁石の構成を示した図で
ある。

【符号の説明】

１連続鋳造用鋳型１ａ短辺壁１ｂ長辺壁２浸漬ノズル２ａ吐出口３静磁場発生用電磁石 (空芯超電導磁石)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤井徹也千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内 (56)参考文献特開平６−277803（ＪＰ，Ａ) 特開平５−293620（ＪＰ，Ａ) 特開平５−177317（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−141946（ＪＰ，Ａ) 特開平６−226409（ＪＰ，Ａ) 特開平５−96345（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/115 B22D 11/10 360 B22D 11/11

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】連続鋳造用鋳型の対向側壁の相互間に静
磁場を印加して、浸漬ノズルを通して該連続鋳造用鋳型
内へ供給する溶鋼の噴流を制御するに当たり、６ｔ／min 以上のスループットにして溶鋼を連続鋳造鋳
型内へ供給するとともに、連続鋳造用鋳型のメニスカス
部に磁束密度が少なくとも0.5 Ｔになる静磁場を、浸漬
ノズルの吐出口から噴出した溶鋼噴流の下方部域には磁
束密度が0.5 Ｔ以上になる静磁場をそれぞれ同時に印加
するとともに、浸漬ノズルに下記の条件を満足するよう
にガスを吹き込むことを特徴とする鋼の連続鋳造方法。記 0.5Ｑ≦ｆ≦20＋３Ｑｆ：ガス吹き込み量 (Nl/ min) Ｑ：溶鋼のスループット(t/min)
【請求項２】溶鋼の供給中に下記式を満足するように
連続鋳造用鋳型を振動させる、請求項１記載の方法。記Ｓ・Ｆ≧450 Ｓ：連続鋳造用鋳型の上下ストローク(mm) Ｆ：オシレーション数 (cpm)