JP3408374B2 - 連続鋳造方法 - Google Patents
連続鋳造方法Info
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Description
方法、特に、直流磁界により鋳型内の溶融金属の流れを
制御する鋳造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】連続鋳造用鋳型内の溶融金属の流れは鋳
片品質に大きな影響をもつことが知られている。例え
ば、注入ノズルから吐出した溶融金属の流れは、内在す
るスラグ系介在物をストランドプールの奥深くまで持ち
込み、これが凝固シェルに捕捉されて鋳片内部欠陥の原
因となる。従って、ノズルからの下降吐出流の侵入深さ
をできるだけ浅くすることが要望されている。このため
従来では、注入ノズルより下方に設置したコイルにより
直流磁界を鋳型内溶湯に印加してその位置で流動にブレ
ーキ力を作用させ、これにより溶湯下降流を減速させ吐
出流の侵入を浅くする方法が特公平２−２０３４９号公
報および特開平２−２８４７５０号公報に開示されてい
る。 【０００３】この場合、直流磁場を作用させる方式とし
て、鋳型幅方向の一部や幅方向全体にわたって作用させ
ているが、いずれにしても完全に下降吐出流の回り込み
を防ぐことは困難であり、かつ、電磁コイル設置位置の
選定に考慮が払われていないことから、鋳片品質の向上
には結びついてはいない。このような点を改善すべく直
流磁界を印加する鋳型内位置を特定して下降流の分布を
均一化し、これにより鋳片の清浄度を向上せしめる提案
が特公平６−１４２８６５公報に開示されている。この
試みは確かに有効ではあるのだが、一対の吐出口を有す
る２孔浸漬ノズルを用いた場合、注入流と直流磁場の関
係から鋳型短辺付近では誘導電流の回り込みがあり、一
部加速力が下向きに作用しブレーキ力が低下する。そこ
でこの課題を解決するため、注入ノズルからの溶融金属
注入流をフラットでかつ下向きの吐出させ、これに直流
磁場を作用させることでブレーキ力の向上を図る試みが
特公平７−２５６４０７号公報に開示されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】確かに特公平７−２５
６４０７公報の試みは、有効ではあるのだが、その機能
を最大限発揮させるためにはフラット型浸漬ノズルの断
面を大きくとる必要があり、浸漬ノズルの形状を大きく
することとなり、浸漬ノズルコストの増大を招いてい
る。また、フラット型浸漬ノズルはアルゴン吹き込み等
により浸漬ノズル内部に二次的湯面を発生しやすく、浸
漬ノズル内偏流の発生により鋳造の安定性が良いとは言
えない。 【０００５】本発明の目的は、鋳型内電磁ブレーキと、
浸漬ノズルからの吐出流が浸漬ノズルの下向き吐出口を
中心に鉛直方向から相対する鋳型短辺へ向けて広がるた
連続した扇状の流れが得られるような特殊な浸漬ノズル
とを組み合わせることにより、浸漬ノズルの形状が従来
ノズル並の小さなものでも、鋳型下方向へ溶融金属を安
定して広く分散させることのできる連続鋳造方法を提供
することである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を形決するため、例えば浸漬ノズルの断面が楕円ないし
は矩形あるいは矩形の短片側を円弧に置き換えた形状で
あり、かつ、浸漬ノズルの底部がスリットの吐出口を有
する浸漬ノズルによる鋳型下方向に分散した流れと直流
磁場によるブレーキ力を組み合わせることにより、連続
鋳造中の鋳型内溶鋼の下降流の大幅な均一化と分散化が
図れることを知見し下記の発明に至った。 （１）溶融金属を注入する矩形断面形状の鋳型幅方向に
平行でかつ浸漬ノズルの吐出口より下方に配設された電
磁コイルにより、鋳型幅方向に均一な磁束密度を有する
直流磁界を鋳片厚み方向に印加して注入流に制動力を付
与する連続鋳造方法において、浸漬ノズルから鋳型内へ
吐出させる吐出流が、浸漬ノズル直下の鉛直方向から鋳
型の相対する短辺の両方向へ向けて広がる連続的な流れ
であり、かつ、前記電磁コイルのコア上端位置での鋳型
長辺方向に沿った流速分布が、下記（１）式を満足する
関係にあることを特徴とする、溶融金属の連続鋳造方
法。 【０００７】 Ｖｍ＜３０×ｖａ ・・・・・ （１） ただし、Ｖｍ ： 浸漬ノズル直下の電磁コイルのコア
上端位置での最大下降流速（ｍ／ｓｅｃ） Ｖａ ： 電磁コイルのコア上端位置での鋳型水平面内
の平均下降流速（ｍ／ｓｅｃ） 【０００８】 【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図１
〜４に基づいて説明する。 【０００９】鋳型内において直流磁場により下降流を均
一化し低減させるためには、磁場により制動する浸漬ノ
ズルからの吐出流を適正に選択しなくてはならない。適
正な流れとは直流磁場により発生する渦電流を円滑に形
成させるような流れであり、鋳型下方向へ向かい一様に
鋳型短辺方向へ広がった流れが良い。本実施例において
は、図１や図２のようなスリット状吐出口２を有するノ
ズルを用いたが、鋳型長辺方向に広がった鋳型下方向へ
の一様な流れを形成させることができれば、複数の吐出
口を有する浸漬ノズルやフラット型の単口の浸漬ノズル
を用いても良い。 【００１０】なお、本発明において、浸漬ノズルからの
吐出流速を前記（１）式に限定した理由は、浸漬ノズル
直下の電磁コイル８のコア上端９位置での最大下降流速
Ｖｍの値が、電磁コイルのコア上端９位置での鋳型６水
平面内の平均下降流Ｖａの３０倍を越えると、直流磁場
による制動効果が著しく低下するからである。即ち、鋳
型長辺方向中心近傍においてその流速値が大きいことは
制動性が小さくなるだけでなく、短辺近傍での上昇流が
大きくなり、上昇流と下降流の界面近傍において直流磁
場により誘起される渦電流のパスが乱されるため、制動
力が著しく低下するからである。 【００１１】 【実施例１】図１は鋳型下方向に分散した流れを得るた
めに用いた浸漬ノズル１−ａであり、その内部に平断面
が矩形の短辺側を円弧で置き換えた形状のオリフィス３
を有し、その長辺方向はスリット状吐出口２の長辺方向
と９０゜の角度を成している。また、図２に示す浸漬ノ
ズル１−ｂは、そのＤ−Ｄ平断面形状が楕円形であり、
楕円形の長手方向はスリット吐出口２の長辺方向と９０
゜の角度を成している。図３はフラット型浸漬ノズル１
−ｃの鋳型下方向への溶鋼流の分布、即ち、溶鋼下降流
のフローパターン７を、また、図４は例えば図１に示す
ような浸漬ノズル１−ａを用いた場合の鋳型下方向への
溶鋼流の分布、即ち、分散化した溶鋼流のフローパター
ン１０を示している。 【００１２】図３〜４から分かるように、フラット型浸
漬ノズル１−ｃは鉛直方向にのみ吐出流を吐出させるた
め鋳型内へ流れを分散させて均一な流れにするためには
その矩形平断面形状を大きく取らねばならない。一方、
図１に示す浸漬ノズル１−ａを用いた場合、吐出流を鉛
直方向から短辺方向へ向かい連続的に吐出させることが
できるため、浸漬ノズルの平断面が小さくとも鋳型下方
への流れを分散することができる。従って、直流磁場を
ブレーキ力として作用させた場合、その制動効果は大き
い。 【００１３】図５は図１に示す浸漬ノズル１−ａを用い
て行った１／２．５スケール水銀シミュレーション実験
の結果である。これは直流磁場下における下降流速分布
の評価結果であるが、本発明の注入方法を用いた場合、
直流磁界の付与により下降流の流速が大幅に抑制されて
いることが分かる。 【００１４】 【実施例２】幅１１２０ｍｍ、厚み２５０ｍｍの鋳片断
面サイズを有する垂直曲げ型スラブ連鋳機において、図
１と同型状の浸漬ノズル１−ａを用いて、鋳造速度２．
０ｍ／ｍｉｎで連続鋳造を実施した。鋼種としては低炭
素Ａｌキルド鋼を選択し、均一磁場密度３０００ガウス
で鋳型厚み方向に直流磁場を印加し、溶鋼にブレーキ力
を作用させた。また、浸漬ノズル１−ａの下端位置は電
磁コイルのコア上端９から１５０ｍｍ上方に位置させ
た。その結果、フラット型浸漬ノズル１−ｃの場合に比
べて、溶鋼下降流の侵入深さが約３／４に低減できた。 【００１５】 【発明の効果】直流磁場と鋳型下方に連続的に分散する
流れを得られる、例えば浸漬ノズル底部の吐出口がスリ
ット状であり、かつ、浸漬ノズル内にオリフィスを設け
て下降する溶鋼流を絞り込むことのできる特殊な浸漬ノ
ズルとを組み合わせることにより、連続鋳造鋳型内溶鋼
プール内の浸漬ノズルから吐出する溶鋼流を分散化なら
びに均一化することにより、溶鋼下降流の鋳型内溶鋼プ
ールへの侵入深さを低減することができる。その結果と
して、凝固前面で捕捉される非金属介在物の量が大幅に
低減するため、内部欠陥の極めて少ない連続鋳造鋳片を
製造することが可能となる。
例を示す説明図であり、（ａ）はスリット状吐出口の長
辺側と直角な方向の縦断面図とＡ−Ａ平断面図である。
（ｂ）は絞り込み部の平断面の長辺側と直角な方向の縦
断面とＢ−Ｂ平断面である。（ｃ）はＡ−Ａ平断面とＢ
−Ｂ平断面の位置関係を示す図である。 【図２】本発明の方法を実施するための別の浸漬ノズル
の一例を示す説明図であり、（ｄ）はスリット状吐出口
の長辺側と直角な方向の縦断面とＣ−Ｃ平断面図であ
る。（ｅ）はノズルの楕円形平断面の長軸と直角な方向
の縦断面図とＤ−Ｄ平断面図である。（ｆ）はＣ−Ｃ平
断面とＤ−Ｄ平断面の位置関係を示す図である。 【図３】従来のフラット型浸漬ノズルにおける鋳型下方
向への溶鋼流動状態を示す図である。 【図４】本発明の実施例に関して分散流れの鋳型内にお
ける分布を説明する図であり、（ａ）は鋳型長辺方向の
正面断面図、（ｂ）は平断面図である。 【図５】 本発明の実施例に関して水銀モデル実験にお
ける鋳型内長辺方向での下降流分布を示す図である。 【符号の説明】 １−ａ 浸漬ノズル １−ｂ 浸漬ノズル １−ｃ 浸漬ノズル ２ スリット状吐出口 ３ オリフィス ４ オリフィスの平断面形状 ５ ノズルの平断面形状（楕円形） ６ 鋳型 ７ 溶鋼下降流のフローパターン ８ 電磁コイル ９ 電磁コイルのコア上端 １０ 分散化した溶鋼下降流のフローパターン
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 溶融金属を注入する矩形断面形状の鋳型
幅方向に平行でかつ浸漬ノズルの吐出口より下方に配設
された電磁コイルにより、鋳型幅方向に均一な磁束密度
を有する直流磁界を鋳片厚み方向に印加して注入流に制
動力を付与する連続鋳造方法において、浸漬ノズルから
鋳型内へ吐出させる吐出流が、浸漬ノズル直下の鉛直方
向から鋳型の相対する短辺の両方向へ向けて広がる連続
的な流れであり、かつ、前記電磁コイルのコア上端位置
での鋳型長辺方向に沿った流速分布が、下記（１）式を
満足する関係にあることを特徴とする、溶融金属の連続
鋳造方法。 Ｖｍ＜３０×ｖａ ・・・・・ （１） ただし、Ｖｍ ： 浸漬ノズル直下の電磁コイルのコア
上端位置での最大下降流速（ｍ／ｓｅｃ） Ｖａ ： 電磁コイルのコア上端位置での鋳型水平面内
の平均下降流速（ｍ／ｓｅｃ）
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP12395596A JP3408374B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | 連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12395596A JP3408374B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | 連続鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH09285854A JPH09285854A (ja) | 1997-11-04 |
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Family
ID=14873488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP12395596A Expired - Fee Related JP3408374B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | 連続鋳造方法 |
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-
1996
- 1996-04-23 JP JP12395596A patent/JP3408374B2/ja not_active Expired - Fee Related
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