JP3417871B2 - 静磁場を用いる鋼の連続鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳型内の溶鋼流を
静磁場の作用によって制御することによって、内部欠陥
のない鋳片を製造する為の連続鋳造方法の改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は、従来の連続鋳造法における鋳片
中の溶鋼流の様子を示す概略説明図であり、図中１は短
辺側鋳型、２は長辺側鋳型、３は浸漬ノズル、４は溶
鋼、５は凝固殻、６は非金属介在物、１５はガイドロー
ルを夫々示す。尚図１（ａ）は長辺側から見た断面図で
あり、図１（ｂ）は短辺側から見た断面図である。

【０００３】この様な連続鋳造においては、溶鋼４は浸
漬ノズル３から両側の短辺（短辺側鋳型）に向けて略水
平乃至斜め下方に噴出されるが、鋳型内に注入された溶
鋼流（図１においてＡで示す）が深く潜り込むと、溶鋼
よりも軽い気泡やアルミナ等も溶鋼流に乗って鋳片内に
深く入り込み、溶鋼表面上に浮上分離されずに、湾曲内
側に非金属介在物６として捕捉されることになる。そし
て、これが鉄鋼製品の内部欠陥となる。こうした鉄鋼製
品の内部欠陥は、深絞り用鋼の鋳造、湾曲型連鋳機
による極低炭素鋼の鋳造、薄スラブの連続鋳造、等の
場合において特に顕著な問題となっていた。これらにつ
いて、説明する。

【０００４】まず、製品が深絞りを受ける薄鋼板（上記
の場合）は、鋼板内部に欠陥が存在すると割れが発生
し易いので、特に厳格な内部品質が要求される。この様
な厳格な内部品質の要求に応える為に、深絞り用鋼板は
通常０．８〜１．５ｍ／ｍｉｎ程度の遅い鋳造速度で鋳
造することによって、気泡やアルミナ等が溶鋼流にのっ
て鋳片内に深く潜り込むことを防止する様にしている。
しかしながら、この様に生産性を犠牲にして遅い速度で
鋳造しても、内部欠陥の発生は完全に防止することはで
きず、より確実な内部欠陥防止技術が必要とされていた
のである。

【０００５】また、プレス成形性に優れる炭素濃度が
０．０１質量％以下の極低炭素鋼板では、材質が軟らか
いことが災いして、鋳片内部に気泡等の欠陥が存在し易
い。特に、垂直部を持たない湾曲型連鋳機で極低炭素鋼
を鋳造する場合（上記の場合）には、潜り込んだ気泡
が湾曲内側に捕捉され、ブリスター欠陥が発生し易いと
いう問題がある。こうしたことから、極低炭素鋼を鋳造
する場合には、鋳型から上部のロールスタンドにかけて
長さ数ｍの垂直部を有する垂直曲げ型連鋳機を用いた連
続鋳造方法が広く採用されている。即ち、こうした垂直
曲げ型連鋳機では、気泡が鋳型内部に潜り込んでも、垂
直部では気泡が凝固殻に捕捉されにくいのである。

【０００６】そして、湾曲型連鋳機で極低炭素鋼板を鋳
造するためには、ブリスター欠陥の発生を防止するため
に、１．３ｍ／ｍｉｎ程度以下の低い鋳造速度で鋳造す
ることが必要となり、垂直曲げ型連鋳機を用いる場合と
比べて、生産性が低下する。しかしながら、既存の湾曲
型連鋳機を垂直曲げ型連鋳機に改造する為には、改造範
囲が広過ぎ、鋳型と湾曲部全体のロールスタンドの他、
連鋳機の基礎まで改造する必要があり、多大な改造コス
トと長期間の操業停止を余儀なくされることになる。こ
の為に、湾曲型のままで垂直曲げ型連鋳機並みに、鋳造
速度が１．３ｍ／ｍｉｎ以上の鋳造速度で鋳造してもブ
リスターの発生が防止でき、しかも改造コストが小さく
て済み、改造に必要な操業停止期間も短くて済む様な内
部欠陥低減技術の開発が望まれていた。

【０００７】更に、短辺方向の長さ（厚み）が２００〜
３００ｍｍ程度である様なスラブを鋳造し、熱間圧延に
よって厚みを低減する従来プロセスに代わり、初めから
厚みが１５０ｍｍ以下である様な薄いスラブを鋳造する
ことにより、熱間圧延コストを低減する薄スラブ連鋳
（上記の場合）が、近年広く採用される様になってい
る。この様な薄スラブの連鋳においては、従来の連鋳と
同様な生産性を確保する為には、厚みが薄くなった分だ
け鋳造速度を増大させる必要がある。

【０００８】鋳片の幅（長辺方向の長さ）が同一の場
合、例えば厚みが２４０ｍｍのスラブを１．６ｍ／ｍｉ
ｎの鋳造速度で鋳造する従来の連続鋳造と同様の生産性
を確保しようとすれば、厚み１５０ｍｍのスラブでは
２．５ｍ／ｍｉｎ程度以上、厚み１００ｍｍの薄スラブ
連鋳では３．８ｍ／ｍｉｎ以上の鋳造速度が必要とされ
る。しかしながら、この様に操業条件の変更が余儀無く
されることは、薄スラブ連鋳で製造された鋼の内部品質
悪化の要因となっている。こうしたことから、鋳造速度
が２．５ｍ／ｍｉｎ程度以上の高速鋳造が必要となる薄
スラブ連鋳においては、垂直型連鋳機の場合でも通常
２．５ｍ／ｍｉｎ以下の鋳造速度で鋳造される従来の連
続鋳造以上に、より高度な内部欠陥防止技術の実現が必
要とされている。

【０００９】この様な内部欠陥防止技術の要求に応える
という、溶鋼流速が早い領域に静磁界を作用させて溶鋼
流動を減速する技術が様々提案されている。例えば、特
開昭５７−１７３５６号には、図２［図２（ａ）は長辺
側から見た断面図、図２（ｂ）は短辺側から見た断面
図］に示す様に、鋳型の周囲に電気コイル７と鉄芯８か
らなる電磁石９を配置し、この電磁石９によって発生す
る静磁場を溶鋼流速が早い領域に作用させて溶鋼流動を
減速する技術が開示されている。

【００１０】しかしながら、静磁場を局所的に作用させ
ると、前記図２（ａ）に示す様に溶鋼流Ａは磁場の弱い
領域を迂回するので、溶鋼流Ａの潜り込みを十分に抑制
できず、電磁石を配置しただけの効果が発揮されない。

【００１１】こうしたことから、例えば特開平２−２８
４７５０号には、断面が長方形のスラブ鋳片またはブル
ーム鋳片（以下、これらを一括して単に「鋳片」と呼ぶ
ことがある）を製造する連続鋳造機の鋳型において、そ
の長辺方向（以下、「幅方向」と言うことがある）の全
域に静磁場を作用させて溶鋼流の迂回経路を断つ技術が
提案されている。また例えば特開平５−５５２２０号に
は、磁場作用領域を鋳型の上下２段とする技術も提案さ
れており、ある程度の品質改善が発揮されている。

【００１２】しかしながらこれらの技術は、いずれも鋳
型短辺近傍（幅方向の両端部付近）の領域では、下降流
の抑制効果が不十分であり、鋳片内部の非金属介在物の
欠陥が低減しないという問題があった。そしてこうした
問題が生じる原因としては、次の様に考えられる。上記
した技術はいずれも、断面空間が長方形の鋳型を流下す
る溶鋼流に対して鋳型短辺方向（以下、「厚み方向」と
言うことがある）の磁場を作用させる技術であるが、こ
うした磁場を作用させると図３に示す様に、鋳型幅中央
部においては鋳型幅方向の電流が誘起され、磁場と電流
が水平面内で直交するので、フレミングの法則に従って
上向きの電磁力が発生し、溶鋼流が制動されることにな
る。これに対して鋳型短辺面近傍部では、鋳型厚み方向
に磁場を作用させても、鋳型幅方向には電流が誘起され
にくいため、水平面内で磁場と電流が直交した場合に発
生する鉛直上向きの電磁力が弱い。従って、短辺面に沿
った溶鋼の潜り込みを十分に抑制できず、幅方向両端部
では内部に多くの非金属介在物が残存することになる。

【００１３】尚、連続鋳造のタンデッシュから浸漬ノズ
ルを介して鋳型内に注入される溶鋼流に対して、静磁場
を作用させつつ鋳造する方法において、必要な磁束密度
について言及した技術として、（１）日本特許第２７５
０３２０号や（２）特開平１０−１８０４２７号等も知
られている。これらは、いずれも厚み方向の磁場を作用
させる技術であるが、これらの技術においても、磁束密
度がより大きな静磁場を作用させても溶鋼の潜り込みを
十分に抑制できないという本質的な課題は依然として解
消されないままである。

【００１４】即ち、上記（１）の技術では、ストレート
浸漬ノズルの吐出口からの最大吐出速度ｖ（ｍ／ｓｅ
ｃ）、磁束密度Ｂ（テスラ：１テスラ＝１００００ガウ
ス）、磁場印加範囲Ｌ（ｍｍ）等をパラメータとして、
Ｂ×Ｌを規定するものであるが、基本的に高い磁束密度
を作用させるものである（後記図９参照）。また、上記
（２）の技術では、電気伝導度σ、磁束密度Ｂ、鋳片厚
みＬ、磁場印加範囲上端での溶鋼流速Ｖ、密度ρ等から
計算されるスチュアート数Ｎ＝σＢ２／ρＶを、Ｎ＝３
×１０^-3〜７×１０^-3とする鋳造方法について開示され
ている。しかしながら、この技術においても、より大き
な磁束密度を作用させているのである（後記図１０参
照）。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らも上記した
課題を解決するという観点から、以前から検討を重ねて
おり、その研究の一環として、鋳型断面両側の長辺の脇
に１組または複数組の電気コイルを、これらのコイルの
軸方向が鋳片断面の長辺方向に略平行となる様に配置し
て電磁石を構成し、且つ溶鋼中に鋳型長辺方向の磁場が
貫通する様にした溶鋼流の制御装置について提案してい
る（特願平１０−８７６６５号）。こうした制御装置の
構成を図面によって説明する。

【００１６】図４は本発明者らが先に提案した制御装置
の一構成例を示す縦断面図であり、図中７ｂ，７ｃは電
気コイル、８ｂは鉄芯（コア）、１２は鋳型フレーム、
１３はフットロール、１４はトップカバー、１５，１５
ａはガイドロール、１６，１６ａはロールスタンドフレ
ームを夫々示す（３は前述した浸漬ノズルである）。ま
た図５は図４における鋳型付近の構成を説明する為の平
面図であり、図中２０は長辺銅板バックプレート、２１
は長辺銅板、２２は短辺銅板バックプレート、２３は短
辺銅板であり、これらによって鋳型が構成される。また
２５ａは磁極Ｎ、２５ｂは磁極Ｓを夫々示す。

【００１７】図４、５に示した制御装置では、軸方向が
鋳型幅方向にほぼ平行な１組の電気コイル７ｂ，７ｃを
鉄芯８ｂに巻付けて鋳型断面両側の長辺の脇に配置する
ことによって電磁石が構成され、両コイルに同一方向の
直流電流Ｅを通電する様に構成されている。こうした構
成を採用することによって、鋳片の幅方向（図５の左右
方向）の磁場（その方向を符号Ｂで示す）を効果的に作
用させることができたのである。

【００１８】この技術によれば、短辺に沿った溶鋼の潜
り込みを十分に抑制することができるので、鋳片内部に
残留する非金属介在物介在物を大幅に低減することがで
きる様になった。しかしながら、この技術においても下
記に示す様な若干の問題があり、依然として改善すべき
余地が残されていた。

【００１９】前述の如く、連続鋳造においては、鋳造速
度が製品の内部品質に重要な影響を及ぼすことになる。
そして、薄スラブ連鋳機の様に、機長や鋳片の厚みによ
って定まる最大鋳造速度が大きな連鋳機では、潜り込み
流速が速く、より大きな磁束密度まで内部品質改善効果
が現れると考えられる。一方、最大鋳造速度が小さな連
鋳機では、もともと潜り込み流速が遅いので、ある限度
以上に磁束密度を高くしても、内部品質改善効果は飽和
してしまう可能性がある。また、同じ連鋳機において
も、内部品質の厳格な深絞り用鋼を低速で鋳造する場合
と、深絞り用鋼ほどには内部品質が厳格でない汎用鋼を
高速で鋳造する場合とでは、最適な鋳造速度は自ずから
異なるものと考えられる。

【００２０】しかしながら従来では、鋳造速度に応じた
最適な磁束密度が不明であったために、確実に潜り込み
流を低減するためには、必要以上の磁束密度を印加させ
ざるを得ず、過大な電磁石を設置して設備投資の回収が
不能となったり、内部品質の改善に貢献しない無駄な電
力を消費するという問題があった。

【００２１】本発明は上記事情に着目してなされたもの
であって、その目的は、連鋳機の最大鋳造速度や操業時
の鋳造速度に応じた適切な磁束密度の静磁場を鋳片断面
内の長手方向に平行に印加することによって、過大な電
磁石を設置したり、無駄な電力を消費することなく、効
率的に潜り込み流を抑制し、内部欠陥の無い鋳片を製造
することができる鋼の連続鋳造方法を提供することにあ
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の連続鋳造方法とは、断面が長方形のスラブ鋳片また
はブルーム鋳片を製造する連続鋳造機の鋳型内中央部に
設置された浸漬ノズルから鋳型の両側短辺に向けて略水
平乃至斜め下方に溶鋼を噴出させ、その噴流の一部が鋳
型の両側短辺に衝突して生じる下降流に対して、鋳型長
辺方向に静磁場を印加させて、前記鋳片内部の溶鋼流を
制御すると共に、印加する静磁場の磁束密度Ｂ（ガウ
ス）が、下記（１）式を満足する様に操業する点に要旨
を有するものである。

【００２３】 ６００×（Ｖｃ）^1/2≦Ｂ≦１７００×（Ｖｃ）^1/2 ……（１） 但し、Ｖｃは鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）であり、磁束密度
の測定位置は鋳型の中心に当たる位置とする。

【００２４】本発明の上記目的は、断面が長方形のスラ
ブ鋳片またはブルーム鋳片を製造する連続鋳造機の鋳型
内中央部に設置された浸漬ノズルから鋳型の両側短辺に
向けて略水平乃至斜め下方に溶鋼を噴出させ、その噴流
の一部が鋳型の両側短辺に衝突して生じる下降流に対し
て、鋳型長辺方向に静磁場を印加させて、前記鋳片内部
の溶鋼流を制御すると共に、印加する静磁場の磁束密度
Ｂ（ガウス）が、下記（２）式を満足する様に操業する
ことによっても達成される。

【００２５】 ２５×（Ｖｃ×Ｗ）^1/2≦Ｂ≦４０×（Ｖｃ×Ｗ）^1/2……（２） 但し、Ｖｃは鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）、Ｗは長辺方向長
さ（ｍｍ）であり、磁束密度の測定位置は磁極間の中心
に当たる位置とする。

【００２６】また上記各連続鋳造方法において、より具
体的な操業条件としては、下記の（１）〜（３）の構成
が挙げられる。

【００２７】（１）深絞り加工される薄鋼向板けスラブ
を、１．５ｍ／ｍｉｎ以下の鋳造速度で鋳造する。

【００２８】（２）鋳型が鉛直部を有さない湾曲型連鋳
機であり、炭素濃度が０．０１質量％以下である極低炭
素鋼を１．３ｍ／ｍｉｎ以上の鋳造速度で鋳造する。

【００２９】（３）短辺方向の長さが１５０ｍｍ以下で
ある薄スラブを、２．５ｍ／ｍｉｎ以上の鋳造速度で鋳
造する。

【００３０】

【発明の実施の形態および実施例】本発明者らは上記従
来の問題を考慮し、鋳造速度に応じた適性な磁束密度に
ついて検討した。そして、この検討に際しては、実際の
鋼の連続鋳造では潜り込み流速の測定が困難であること
から、低融点金属によるモデル実験を行なって潜り込み
流速を測定し、相似則に基づいて実機での効果を評価し
た。このとき用いたモデル実験機の構成を図６（概略説
明図）に示すが、図中３０は湯面、３１は鋳型に相当す
る容器（ＳＵＳ３０４製）、３２は電磁石、３３は流速
計、３４はヒーター、Ｐはポンプを夫々示す。

【００３１】尚、このモデル実験は、基本的には幅：９
００ｍｍ、厚み：２４０ｍｍ、鋳造速度：１．６７ｍ／
ｍｉｎのスラブ連鋳に関する１／６サイズのモデル実験
であるが、スチュワート数に基づいて、任意の鋳造速度
での効果を換算することができるものである。そしてこ
のモデル実験では、従来の厚み方向磁場の印加に関して
は、溶鋼湯面からの深さが０〜１２０ｍｍおよび４８０
〜６００ｍｍの２つの領域に、幅全体に亘って厚み方向
の磁場を印加した。また、本発明の幅方向磁場の印加に
関しては、溶鋼湯面からの深さ６６０〜１５３０ｍｍの
位置に幅全体に亘って幅方向磁場を印加した。

【００３２】その結果、次のことが判明した。まず図７
は、湯面からの距離と潜り込み流速の関係を、モデル機
と実機とで対応させて示したグラフである。この結果か
ら、磁場を幅方向に印加する場合は、厚み方向に印加す
る場合に比べて、より低い磁束密度で潜り込み抑制効果
効果が得られることが分かる。特に、９００ｍｍ幅程度
の幅の狭いスラブ連鋳では、厚み方向に磁場を印加した
場合には、磁場を印加しない場合に比べてむしろ潜り込
み流速が増大する問題があったのに対して、幅方向に磁
場を印加する場合には潜り込み流速が低減している。

【００３３】図８は、鋳造速度Ｖｃが１ｍ／ｍｉｎの場
合における、実機での磁束密度Ｂと潜り込み流速（湯面
から１ｍ深さ）の関係を示すグラフである。この結果か
ら明らかな様に、磁束密度が７５０ガウス程度までは、
磁束密度の増大に伴って潜り込み流速が急激に減少する
が、それ以上磁束密度Ｂを増大させても潜り込み流速は
殆ど減少しないか、或はむしろ微増しており、また磁束
密度Ｂが１７００ガウス以上の静磁場を印加することは
無駄であることが分かる。

【００３４】上記の結果に基づき、鋳造前記図４、５に
示した装置構成において、鋳造速度Ｖｃと磁束密度の関
係を検討したところ、図９に示す結果が得られた。即
ち、図９は鋳造速度Ｖｃに応じた適正な磁束密度を示し
たグラフであり、下側のラインＬ１はＢ＝６００×（Ｖ
ｃ）^1/2、上側のラインＬ２はＢ＝１７００×（Ｖｃ）^1
/2の関係を満足するものである。

【００３５】この図９から明らかな様に、鋳造速度Ｖｃ
が増大すると、適正な磁束密度Ｂは鋳造速度Ｖｃの平方
根に比例して増大することが分かる。即ち、これらのラ
インＬ１，Ｌ２の間は、前記（１）式の関係を満足する
領域であり、この領域内では溶鋼の潜り込み流を効率的
に抑制して内部欠陥の無い鋳片が製造できたのである。

【００３６】尚図９には、前記特許２７５０３２０号に
おいて実施例とされる操業条件についても○印で示した
が、本発明で適正とされる磁束密度の上限よりも高い磁
束密度を作用させていることが分かる。

【００３７】図１０は、本発明方法における適正な磁束
密度Ｂの範囲と、前記特開平１０−１８０４２７号（従
来技術）で示された操業条件を比較して示したグラフで
ある。この図１０においては、上記従来技術において実
施例とされているものを○印、比較例とされているもの
を×印で示した。この図１０から明らかな様に、この従
来技術においても厚み方向に磁場を印加する方法である
ので、最適な磁束密度Ｂの範囲が異なり、本発明の磁束
密度Ｂの範囲よりも大きな磁束密度Ｂを作用させている
ことが分かる。即ち、本発明方法によれば、従来技術に
おける比較例に相当する低い磁束密度Ｂであっても、溶
鋼の潜り込みを十分に抑制することができるのである。

【００３８】尚、以上の説明では、最適な磁束密度範囲
に及ぼす鋳片サイズ（長辺方向の長さ）の影響が明らか
ではない。連続鋳造で様々なサイズの鋳片を鋳造する為
には、鋳片サイズに応じて磁束密度を更に厳密に規定す
ることによって、電力消費をより小さくすることが望ま
しい。そこで本発明者らは更に、実機に換算した際の鋳
型長辺方向の長さを前述の９００ｍｍから１５００ｍｍ
に増加させたモデル実験を行ない、最適な磁束密度範囲
に及ぼす鋳片長辺方向長さの影響を調査した。

【００３９】その結果、鋳造速度Ｖｃ（ｍ／ｍｉｎ）が
一定の条件下では、幅Ｗが増大するに従って溶鋼流の潜
り込み抑制に最適な磁束密度が増大するが、鋳造速度Ｖ
ｃと鋳片の幅Ｗ（長さ方向の長さ：ｍｍ）との積を一定
に保てば、最適な磁束密度もほぼ一定となることを見出
した。これらのことから、磁束密度Ｂを下記（２）式の
範囲とすることで、無駄な電力消費を更に低減すること
も可能である。

【００４０】 ２５×（Ｖｃ×Ｗ）^1/2≦Ｂ≦４０×（Ｖｃ×Ｗ）^1/2……（２） 図１１は、その一例として鋳造速度Ｖｃが１．５ｍ／ｍ
ｉｎの場合について、鋳片の長辺方向の長さＷを６００
〜１８００ｍｍに変化させたときの前記（１）式および
（２）式から規定される最適磁束密度範囲を示したもの
である。この図１１において、ラインＬ１，Ｌ２は、夫
々（１）式の下限と上限の磁束密度を、ラインＬ３，Ｌ
４は夫々（２）式の下限と上限を示したものである。

【００４１】図１１から明らかな様に、ラインＬ３とＬ
４に挟まれた（２）式の磁束密度範囲は、ラインＬ１と
Ｌ２に挟まれた（１）式の磁束密度範囲よりも狭く、鋳
片の長さに応じて更に厳密に最適磁束密度範囲を規定す
ることによって、無駄な電力消費をより一層低減できる
ことが分かる。

【００４２】本発明は、上記（１）式または（２）の関
係を満足する様にして操業することを趣旨とするもので
あるが、本発明の具体的な適用例について説明する。例
えば、２ピース飲料缶の様な深絞り加工を受ける薄板向
けスラブを、加工中に内部介在物欠陥に起因する割れが
発生しない様に、１．０ｍ／ｍｉｎ程度の鋳造速度で鋳
造する場合には、１０００ガウス程度の磁束密度の幅方
向磁場を印加すれば、更に潜り込みが減少し、より確実
に内部欠陥の発生を防止することができる。従来の様に
２０００ガウス程度の幅方向磁場を印加する場合と比べ
て、小さな電磁石を設置すれば良く、無駄な電力消費も
無い。特に、幅が１０００ｍｍ以内の深絞り用鋼板向け
スラブを鋳造する場合においては、内部品質を悪化させ
る厚み方向磁場の印加に比べて、幅方向の磁場を印加す
ることによって品質改善効果が著しくなる。

【００４３】また、炭素濃度が０．００５％程度で、鋳
片の幅が１０００〜１８００ｍｍ程度の極低炭素鋼を、
湾曲型連鋳機を用いて１．８ｍ／ｍｉｎ程度の鋳造速度
で鋳造する場合には、１５００ガウス程度の幅方向磁場
を印加すれば、過剰な設備投資と無駄な電力消費を伴わ
ずに効果的にブリスターの発生を防止することができ
る。既存の湾曲型連鋳機に幅方向磁場を印加する手段を
追加する改造工事を行なう場合には、新たに設置する電
気設備を除けば、連鋳機本体の改善範囲は鋳型と鋳型直
下のロールスタンド部に限定される。従って、湾曲部全
体のロールスタンドの改造の他、場合によっては連鋳機
の基礎まで改善が必要となる垂直曲げ連鋳機への改造と
比較すると、ブリスター発生の抑制に必要な改造費用と
操業停止期間を大幅に低減することができる。

【００４４】更に、薄スラブ連鋳機で、厚み１００ｍ
ｍ、幅１５００ｍｍ程度のスラブを５ｍ／ｍｉｎの鋳造
速度で鋳造する場合には、２５００ガウス程度の幅方向
磁場を印加すれば、過剰な設備投資と無駄な電力消費を
伴うこと無く、効率的に内部欠陥の発生を低減すること
ができる。薄スラブ連鋳機では、長さ１．２ｍ程度の長
い鋳型を用いることが多く、鋳型内の下部に幅方向の磁
場を印加する為の電磁石を組み込むスペースを確保し易
いので、ブレークアウト時に鋳型下に漏出する溶鋼によ
って電磁石が損傷を受けることを防止するのに好都合で
ある。

【００４５】尚、薄スラブ連鋳機においても、鋳型下の
ロールスタンド部に電磁石を設置することも勿論可能で
ある。また、薄スラブ連鋳機では、鋳型上部において、
幅方向の中心部の厚みを広くした鋳型を用いることによ
って、断面積の大きな浸漬ノズルを鋳型内の溶鋼に浸漬
させるスペースを確保し、浸漬ノズルから吐出する溶鋼
流速を低減する連続鋳造法が広く用いられているが、こ
の様な方法と幅方向磁場を印加する方法を併用すること
によって、潜り込み流低減効果を向上することも、望ま
しい実施形態である。

【００４６】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、連
鋳機の最大鋳造速度や操業時の鋳造速度に応じた適切な
磁束密度の静磁場を鋳片断面内の長手方向に平行に印加
することによって、過大な電磁石を設置したり、無駄な
電力を消費することなく、効率的に潜り込み流を抑制
し、内部欠陥の無い鋳片を製造することができる鋼の連
続鋳造方法が実現できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の連続鋳造法における鋳片中の溶鋼流の様
子を示す概略説明図である。

【図２】溶鋼流速が早い領域に静磁界を作用させて溶鋼
流動を減速する技術の概略説明図である。

【図３】鋳型短辺方向の磁場を作用させた場合の溶鋼流
の状態を説明する為の図である。

【図４】本発明者らが先に提案した制御装置の一構成例
を示す縦断面図である。

【図５】図４における鋳型付近の構成を説明する為の平
面図である。

【図６】モデル実験機の構成を示す概略説明図である。

【図７】湯面からの距離と潜り込み流速の関係を、モデ
ル機と実機とで対応させて示したグラフである。

【図８】鋳造速度が１ｍ／ｍｉｎの場合における、実機
での磁束密度と潜り込み流速の関係を示すグラフであ
る。

【図９】鋳造速度に応じた適正な磁束密度を示したグラ
フである。

【図１０】本発明方法における適正な磁束密度の範囲と
従来技術で示された操業条件を比較して示したグラフで
ある。

【図１１】鋳片の長辺方向の長さを６００〜１８００ｍ
ｍに変化させたときの、（１）式および（２）式から規
定される最適磁束密度範囲を示したグラフである。

【符号の説明】

１ 鋳型（短辺側） ２ 鋳型（長辺側） ３ 浸漬ノズル ４ 溶鋼 ５ 凝固殻 ６ 非金属介在物 ７，７ａ〜７ｌ 電気コイル ８，８ａ，８ｂ 鉄芯 ９，９ａ 電磁石 １５，１５ａ〜１５ｃ ガイドロール １６，１６ａ ロールスタンドフレーム ３０ 湯面 ３１ 鋳型に相当する容器 ３２ 電磁石 ３３ 流速計 ３４ ヒーター

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−76993（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−177317（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−262314（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−100607（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−100608（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−10917（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−52533（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−90182（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−229649（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−229650（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−267197（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−174216（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−192804（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−277001（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−10296（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−254103（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−285789（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−300454（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−76647（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−230258（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/115 B22D 11/04 311 B22D 11/11

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面が長方形のスラブ鋳片またはブルー
   ム鋳片を製造する連続鋳造機の鋳型内中央部に設置され
   た浸漬ノズルから鋳型の両側短辺に向けて略水平乃至斜
   め下方に溶鋼を噴出させ、その噴流の一部が鋳型の両側
   短辺に衝突して生じる下降流に対して、鋳型長辺方向に
   静磁場を印加させて、前記鋳片内部の溶鋼流を制御する
   と共に、印加する静磁場の磁束密度Ｂ（ガウス）が、下
   記（１）式を満足する様に操業することを特徴とする静
   磁場を用いる鋼の連続鋳造方法。 ６００×（Ｖｃ）^1/2≦Ｂ≦１７００×（Ｖｃ）^1/2 ……（１） 但し、Ｖｃは鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）であり、磁束密度
   の測定位置は磁極間の中心に当たる位置とする。
2. 【請求項２】 断面が長方形のスラブ鋳片またはブルー
   ム鋳片を製造する連続鋳造機の鋳型内中央部に設置され
   た浸漬ノズルから鋳型の両側短辺に向けて略水平乃至斜
   め下方に溶鋼を噴出させ、その噴流の一部が鋳型の両側
   短辺に衝突して生じる下降流に対して、鋳型長辺方向に
   静磁場を印加させて、前記鋳片内部の溶鋼流を制御する
   と共に、印加する静磁場の磁束密度Ｂ（ガウス）が、下
   記（２）式を満足する様に操業することを特徴とする静
   磁場を用いる鋼の連続鋳造方法。 ２５×（Ｖｃ×Ｗ）^1/2≦Ｂ≦４０×（Ｖｃ×Ｗ）^1/2……（２） 但し、Ｖｃは鋳造速度（ｍ／ｍｉｎ）、Ｗは長辺方向長
   さ（ｍｍ）であり、磁束密度の測定位置は磁極間の中心
   に当たる位置とする。
3. 【請求項３】 深絞り加工される薄鋼板向けスラブを、
   １．５ｍ／ｍｉｎ以下の鋳造速度で鋳造するものである
   請求項１または２に記載の連続鋳造方法。
4. 【請求項４】 鋳型が鉛直部を有さない湾曲型連鋳機で
   あり、炭素濃度が０．０１質量％以下である極低炭素鋼
   を１．３ｍ／ｍｉｎ以上の鋳造速度で鋳造するものであ
   る請求項１または２に記載の連続鋳造方法。
5. 【請求項５】 短辺方向の長さが１５０ｍｍ以下である
   薄スラブを、２．５ｍ／ｍｉｎ以上の鋳造速度で鋳造す
   るものである請求項１または２に記載の連続鋳造方法。