JP3468978B2 - 溶融金属の連続鋳造方法 - Google Patents
溶融金属の連続鋳造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属の連続鋳
造方法に関し、詳しくは浸漬ノズル内の溶融金属流動を
制御することにより、ノズル閉塞ならびに溶融金属の鋳
型内偏流を防止する連続鋳造方法に関する。
造方法に関し、詳しくは浸漬ノズル内の溶融金属流動を
制御することにより、ノズル閉塞ならびに溶融金属の鋳
型内偏流を防止する連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】連続鋳造工程においてタンディッシュ内
の溶融金属を鋳型内の注入する際に、ノズル内壁面の溶
融金属流動の低速領域に、アルミナ等の酸化物系介在物
の付着が時間と共に進行して成長すると、ノズルの閉塞
状態が発生するので、これを防止するためにノズルの使
用時間が制限される。また、ノズル内壁面から付着物が
剥離すると、これが鋳型内に流動して鋳片内に補足さ
れ、大型介在物となって製品欠陥を誘発させる。さら
に、ノズル内に付着・成長した介在物により、ノズル内
溶融金属流速分布ならびにノズルから吐出する溶融金属
流速分布が不均一になり、鋳型内における溶融金属の偏
流が生じて鋳型内湯面の連鋳パウダを巻き込んで製品欠
陥を誘発させる。
の溶融金属を鋳型内の注入する際に、ノズル内壁面の溶
融金属流動の低速領域に、アルミナ等の酸化物系介在物
の付着が時間と共に進行して成長すると、ノズルの閉塞
状態が発生するので、これを防止するためにノズルの使
用時間が制限される。また、ノズル内壁面から付着物が
剥離すると、これが鋳型内に流動して鋳片内に補足さ
れ、大型介在物となって製品欠陥を誘発させる。さら
に、ノズル内に付着・成長した介在物により、ノズル内
溶融金属流速分布ならびにノズルから吐出する溶融金属
流速分布が不均一になり、鋳型内における溶融金属の偏
流が生じて鋳型内湯面の連鋳パウダを巻き込んで製品欠
陥を誘発させる。
【０００３】上記アルミナ等の酸化物系介在物の浸漬ノ
ズル内壁面への付着を防止する目的で、特開昭６２−１
３０７５４号公報には、黒鉛質浸漬ノズルにおいて、吐
出口側壁部及び底部に設けたガス均圧室（スリット）よ
りノズル内壁面にガス吹き込みを行うようにした、ガス
吹き込み型浸漬ノズルが開示されている。このノズルを
用いることにより、従来タイプノズルと比較してノズル
閉塞防止効果が格段に向上し、多連続鋳造が可能になっ
たとしている。また、特公平７−３４９７８号公報に
は、浸漬ノズルの少なくとも溶鋼に接する部分の耐火物
をＺｒＯ2 −ＣａＯ−Ｃ系の耐火物とすることにより、
ノズル孔部および吐出口の壁面へのアルミナ付着を抑止
する方法が開示されている。
ズル内壁面への付着を防止する目的で、特開昭６２−１
３０７５４号公報には、黒鉛質浸漬ノズルにおいて、吐
出口側壁部及び底部に設けたガス均圧室（スリット）よ
りノズル内壁面にガス吹き込みを行うようにした、ガス
吹き込み型浸漬ノズルが開示されている。このノズルを
用いることにより、従来タイプノズルと比較してノズル
閉塞防止効果が格段に向上し、多連続鋳造が可能になっ
たとしている。また、特公平７−３４９７８号公報に
は、浸漬ノズルの少なくとも溶鋼に接する部分の耐火物
をＺｒＯ2 −ＣａＯ−Ｃ系の耐火物とすることにより、
ノズル孔部および吐出口の壁面へのアルミナ付着を抑止
する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記したように、特開
昭６２−１３０７５４号公報には、ノズル内壁面にガス
吹き込みを用いる方法が開示されているが、この方法の
場合浸漬ノズルから溶鋼に同伴されて吐出したＡｒガス
等の気泡が鋳型内において凝固シェルの凝固前面に捕捉
されると、鋼板の圧延過程において気泡性欠陥を誘発さ
せる。また、特公平７−３４９７８号公報には、ノズル
材質の変更により、ノズル内壁面への付着量を減少させ
ることが試みられているが、付着抑止効果は十分とはい
えない。
昭６２−１３０７５４号公報には、ノズル内壁面にガス
吹き込みを用いる方法が開示されているが、この方法の
場合浸漬ノズルから溶鋼に同伴されて吐出したＡｒガス
等の気泡が鋳型内において凝固シェルの凝固前面に捕捉
されると、鋼板の圧延過程において気泡性欠陥を誘発さ
せる。また、特公平７−３４９７８号公報には、ノズル
材質の変更により、ノズル内壁面への付着量を減少させ
ることが試みられているが、付着抑止効果は十分とはい
えない。
【０００５】本発明の目的は、浸漬ノズル内壁面にガス
吹き込みを行ったり、浸漬ノズルの内壁に特殊な材質の
耐火物を用いることなしに、電磁力を用いて浸漬ノズル
内を流動する溶融金属に脈動を発生させることにより、
ノズル内壁面へのアルミナ等酸化物系非金属介在物の付
着・成長を阻止し、浸漬ノズルの閉塞を防止するととも
に、鋳型内における溶融金属の偏流を防止して、内部品
質ならびに表面品質の優れた連鋳鋳片を製造することの
できる連続鋳造方法を提供することにある。
吹き込みを行ったり、浸漬ノズルの内壁に特殊な材質の
耐火物を用いることなしに、電磁力を用いて浸漬ノズル
内を流動する溶融金属に脈動を発生させることにより、
ノズル内壁面へのアルミナ等酸化物系非金属介在物の付
着・成長を阻止し、浸漬ノズルの閉塞を防止するととも
に、鋳型内における溶融金属の偏流を防止して、内部品
質ならびに表面品質の優れた連鋳鋳片を製造することの
できる連続鋳造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになしたものであり、その主旨とするところは
下記の通りである。 （１）溶融金属の連続鋳造方法において、タンディッシ
ュ内の溶融金属を鋳型内に注入する浸漬ノズルの外周に
電磁コイルを配設し、該電磁コイルにパルス状の交流電
流を通電することにより、溶融金属に浸漬ノズルの中心
方向に向かった拘束力を間欠的に作用させ、浸漬ノズル
内を流動する溶融金属流に脈動を発生させて、浸漬ノズ
ル内の内壁にアルミナ等の非金属介在物の付着・成長を
阻止し、浸漬ノズルの閉塞を防止するとともに、鋳型内
における溶融金属の偏流を防止することを特徴とする溶
融金属の連続鋳造方法である。 （２）前項（１）の方法において、電磁コイルが、偏平
な導電体と絶縁物を交互に積み重ねて形成される螺旋コ
イルの軸方向に、冷却水を通水させるための複数の通水
路を貫通させて、該電磁コイルを冷却する構造であるビ
ターコイルを利用することを特徴とする溶融金属の連続
鋳造方法である。
するためになしたものであり、その主旨とするところは
下記の通りである。 （１）溶融金属の連続鋳造方法において、タンディッシ
ュ内の溶融金属を鋳型内に注入する浸漬ノズルの外周に
電磁コイルを配設し、該電磁コイルにパルス状の交流電
流を通電することにより、溶融金属に浸漬ノズルの中心
方向に向かった拘束力を間欠的に作用させ、浸漬ノズル
内を流動する溶融金属流に脈動を発生させて、浸漬ノズ
ル内の内壁にアルミナ等の非金属介在物の付着・成長を
阻止し、浸漬ノズルの閉塞を防止するとともに、鋳型内
における溶融金属の偏流を防止することを特徴とする溶
融金属の連続鋳造方法である。 （２）前項（１）の方法において、電磁コイルが、偏平
な導電体と絶縁物を交互に積み重ねて形成される螺旋コ
イルの軸方向に、冷却水を通水させるための複数の通水
路を貫通させて、該電磁コイルを冷却する構造であるビ
ターコイルを利用することを特徴とする溶融金属の連続
鋳造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１〜５に
従って説明する。図１に示す溶融金属の連続鋳造におい
て、溶融金属１は、タンディッシュ２から浸漬ノズル３
を通して鋳型４に注入される。浸漬ノズル３の内壁面へ
の酸化物系介在物の付着は、浸漬ノズル３内部のスライ
ディングノズル直下、ノズル内メニスカスの下方、ノズ
ル吐出口の周辺ならびにノズル底部のいわゆる溶融金属
流動の低速領域において発生する。
従って説明する。図１に示す溶融金属の連続鋳造におい
て、溶融金属１は、タンディッシュ２から浸漬ノズル３
を通して鋳型４に注入される。浸漬ノズル３の内壁面へ
の酸化物系介在物の付着は、浸漬ノズル３内部のスライ
ディングノズル直下、ノズル内メニスカスの下方、ノズ
ル吐出口の周辺ならびにノズル底部のいわゆる溶融金属
流動の低速領域において発生する。
【０００８】この時、図２に示すように浸漬ノズル３の
外周に設置した電磁コイル５に交流電流Ｉを通電する
と、浸漬ノズル３の周囲には時間的に変化する磁場Ｈが
生じる。また、磁場Ｈの時間変動によって、浸漬ノズル
３内の溶融金属に渦電流ｉが誘起される。この磁場Ｈと
渦電流ｉとがお互いに作用し合い、浸漬ノズル３の中心
方向に向かった拘束力Ｆが働く。
外周に設置した電磁コイル５に交流電流Ｉを通電する
と、浸漬ノズル３の周囲には時間的に変化する磁場Ｈが
生じる。また、磁場Ｈの時間変動によって、浸漬ノズル
３内の溶融金属に渦電流ｉが誘起される。この磁場Ｈと
渦電流ｉとがお互いに作用し合い、浸漬ノズル３の中心
方向に向かった拘束力Ｆが働く。
【０００９】ここで、図３（ａ）に例示するようにノズ
ル内溶融金属に拘束力Ｆを作用させる大電流Ｉ1 を通電
する時間ｔ1 と電流を通電しない時間ｔ2 を周期的に繰
り返す、もしくは図３（ｂ）に例示するようにノズル内
溶融金属に拘束力Ｆを作用させる大電流Ｉ1 を通電する
時間ｔ1 とこれとは異なる作用を得るための小電流Ｉ3
を通電する時間ｔ3 を周期的に繰り返すことにより、溶
融金属に拘束力Ｆが間欠的に作用し、浸漬ノズル内の溶
融金属流動に脈動を発生させる。
ル内溶融金属に拘束力Ｆを作用させる大電流Ｉ1 を通電
する時間ｔ1 と電流を通電しない時間ｔ2 を周期的に繰
り返す、もしくは図３（ｂ）に例示するようにノズル内
溶融金属に拘束力Ｆを作用させる大電流Ｉ1 を通電する
時間ｔ1 とこれとは異なる作用を得るための小電流Ｉ3
を通電する時間ｔ3 を周期的に繰り返すことにより、溶
融金属に拘束力Ｆが間欠的に作用し、浸漬ノズル内の溶
融金属流動に脈動を発生させる。
【００１０】この脈動によりノズル内溶融金属流動を均
一化させ、低速流動領域を減少させることにより、浸漬
ノズル内壁面への介在の付着量を低減させる。また、脈
動にによる圧力変動により、浸漬ノズル内壁面に付着直
後の介在物を剥離させる。さらに、ノズル内溶融金属流
動を均一化させることにより、浸漬ノズル３から吐出す
る溶融金属流動が均一になるので、鋳型内溶融金属の偏
流を防止することがでできる。
一化させ、低速流動領域を減少させることにより、浸漬
ノズル内壁面への介在の付着量を低減させる。また、脈
動にによる圧力変動により、浸漬ノズル内壁面に付着直
後の介在物を剥離させる。さらに、ノズル内溶融金属流
動を均一化させることにより、浸漬ノズル３から吐出す
る溶融金属流動が均一になるので、鋳型内溶融金属の偏
流を防止することがでできる。
【００１１】また、ノズル３の外周に設置した電磁コイ
ル５は、ビターコイルであることが望ましい。ビターコ
イルは、 M.Garnierが１９９０年にＩＩＳＣの名古屋で
公開しているコイル構造で、図５に示す偏平な導電体
６、絶縁物７、冷却水孔８、ボルト孔９から形成される
構造であり、コイルの軸方向に導電体６と絶縁物７を貫
通させて冷却水を通過させる。このビターコイルの構造
に関しては、Proceedingof The 6th IISC,1990,Nagoya,
ISIJ Vol.4 P223,Fig-1及び本文に記載されている。通
常の水冷管を用いた水冷コイルに比べて、ビターコイル
では冷却水の流路における圧損が少なく大量の冷却水を
供給できるので、大電流の印加に適しており、電磁コイ
ルのコンパクト化が可能である。
ル５は、ビターコイルであることが望ましい。ビターコ
イルは、 M.Garnierが１９９０年にＩＩＳＣの名古屋で
公開しているコイル構造で、図５に示す偏平な導電体
６、絶縁物７、冷却水孔８、ボルト孔９から形成される
構造であり、コイルの軸方向に導電体６と絶縁物７を貫
通させて冷却水を通過させる。このビターコイルの構造
に関しては、Proceedingof The 6th IISC,1990,Nagoya,
ISIJ Vol.4 P223,Fig-1及び本文に記載されている。通
常の水冷管を用いた水冷コイルに比べて、ビターコイル
では冷却水の流路における圧損が少なく大量の冷却水を
供給できるので、大電流の印加に適しており、電磁コイ
ルのコンパクト化が可能である。
【００１２】
【実施例】本発明の効果を検討するために溶鋼での鋳造
実験を行った。溶鋼は中炭素アルミキルド鋼を用いた。
浸漬ノズルの内径は８０mmφ、連続鋳造速度は１．０ｍ
/min、浸漬ノズルの材質はアルミナ−グラファイト質
（内層ジルコニア質）、浸漬ノズル周囲の電磁コイルに
は、０．５秒間隔で通電と非通電を繰り返す通電パター
ンの２００Hzの交流電流を印加した。図４に、鋳造時間
１００分後のアルミナ付着厚さを比較した結果を示す。
本発明法は従来法と比較してアルミナ付着量が、１／２
〜１／３に減少している。
実験を行った。溶鋼は中炭素アルミキルド鋼を用いた。
浸漬ノズルの内径は８０mmφ、連続鋳造速度は１．０ｍ
/min、浸漬ノズルの材質はアルミナ−グラファイト質
（内層ジルコニア質）、浸漬ノズル周囲の電磁コイルに
は、０．５秒間隔で通電と非通電を繰り返す通電パター
ンの２００Hzの交流電流を印加した。図４に、鋳造時間
１００分後のアルミナ付着厚さを比較した結果を示す。
本発明法は従来法と比較してアルミナ付着量が、１／２
〜１／３に減少している。
【００１３】
【発明の効果】本発明によって、溶融金属の連続鋳造工
程におけるタンディッシュ内の溶融金属を鋳型内に注入
する浸漬ノズル内壁面への酸化物系介在物の付着を防止
し、さらに、鋳型内溶融金属の偏流を防止できるので、
内部品質ならびに表面品質の優れた連鋳鋳片を製造する
ことができる。
程におけるタンディッシュ内の溶融金属を鋳型内に注入
する浸漬ノズル内壁面への酸化物系介在物の付着を防止
し、さらに、鋳型内溶融金属の偏流を防止できるので、
内部品質ならびに表面品質の優れた連鋳鋳片を製造する
ことができる。
【図１】溶融金属の連続鋳造工程におけるタンディッシ
ュ、浸漬ノズル、電磁コイル、鋳型の取り合いを示す概
要図である。
ュ、浸漬ノズル、電磁コイル、鋳型の取り合いを示す概
要図である。
【図２】電磁コイルへの交流電流の通電により、ノズル
内溶融金属へ作用する拘束力Ｆを示す説明図である。
内溶融金属へ作用する拘束力Ｆを示す説明図である。
【図３】電磁コイルに通電するパルス状交流電流の印加
パターンの例を示す図である。
パターンの例を示す図である。
【図４】ノズル内壁へのアルミナ付着量の比較を示す図
である。
である。
【図５】ビターコイルの概念図である。
１：溶融金属
２：タンディッシュ
３：浸漬ノズル
４：鋳型
５：電磁コイル
６：電導体
７：絶縁物
８：冷却水孔
９：ボルト孔
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−7906（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−64470（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−90183（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−142853（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B22D 41/62
B22D 11/10 320
B22D 11/103
B22D 11/11
B22D 11/18
Claims (2)
- 【請求項１】 溶融金属の連続鋳造方法において、タン
ディッシュ内の溶融金属を鋳型内に注入する浸漬ノズル
の外周に電磁コイルを配設し、該電磁コイルにパルス状
の交流電流を通電することにより、溶融金属に浸漬ノズ
ルの中心方向に向かった拘束力を間欠的に作用させ、浸
漬ノズル内を流動する溶融金属流に脈動を発生させて、
浸漬ノズル内の内壁にアルミナ等の非金属介在物の付着
・成長を阻止し、浸漬ノズルの閉塞を防止するととも
に、鋳型内における溶融金属の偏流を防止することを特
徴とする溶融金属の連続鋳造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電磁コイルが、偏平な
導電体と絶縁物を交互に積み重ねて形成される螺旋コイ
ルの軸方向に、冷却水を通水させるための複数の通水路
を貫通させて、該電磁コイルを冷却する構造であるビタ
ーコイルを利用することを特徴とする請求項１に記載の
溶融金属の連続鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08861196A JP3468978B2 (ja) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | 溶融金属の連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08861196A JP3468978B2 (ja) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | 溶融金属の連続鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09277034A JPH09277034A (ja) | 1997-10-28 |
| JP3468978B2 true JP3468978B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=13947616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08861196A Expired - Fee Related JP3468978B2 (ja) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | 溶融金属の連続鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3468978B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100357049C (zh) * | 2005-09-29 | 2007-12-26 | 赫冀成 | 电磁旋流水口 |
| CN104028717B (zh) * | 2014-06-10 | 2017-09-05 | 东北大学 | 一种电磁旋流连铸方法 |
| EP3363560A1 (en) * | 2017-02-20 | 2018-08-22 | ABB Schweiz AG | A method and stirring system for controlling an electromagnetic stirrer |
| CN107999718B (zh) * | 2017-12-07 | 2019-05-31 | 安徽工业大学 | 一种改善微合金钢连铸过程可浇性的方法 |
| CN109759576A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-17 | 北京科技大学 | 一种用于加热浸入式水口内钢液的装置及其动态控制方法 |
| DE102020124852A1 (de) * | 2020-09-24 | 2022-03-24 | Karlsruher Institut für Technologie, Körperschaft des öffentlichen Rechts | Bitterprinzipbasierte Magnetvorrichtung und Verwendung einer bitterprinzipbasierten Magnetvorrichtung |
| CN115229150B (zh) * | 2022-07-04 | 2024-05-14 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 钢轨夹杂物的控制方法 |
| CN115716126A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-02-28 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种解决稀土钢连铸浸入式水口堵塞的方法 |
-
1996
- 1996-04-10 JP JP08861196A patent/JP3468978B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH09277034A (ja) | 1997-10-28 |
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