JP3491120B2 - 連続鋳造における鋳片内非金属介在物除去方法および装置 - Google Patents
連続鋳造における鋳片内非金属介在物除去方法および装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属の連続鋳造に
おいて鋳片表層内の非金属介在物を連続鋳造機内で鋳造
中に除去し、表面欠陥の少ない鋳片を製造する連続鋳造
方法に関するものである。
おいて鋳片表層内の非金属介在物を連続鋳造機内で鋳造
中に除去し、表面欠陥の少ない鋳片を製造する連続鋳造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】凝固シェルによる非金属介在物の捕捉を
低減するための電磁ブレーキによる鋳型内溶鋼流動制御
が多数提案されている。この提案は、電磁ブレーキによ
って鋳片内の溶融金属の下降流を減速し、非金属介在物
の侵入深さを減少させるものであり、非金属介在物に積
極的に浮上力を与えて除去する技術ではない。
低減するための電磁ブレーキによる鋳型内溶鋼流動制御
が多数提案されている。この提案は、電磁ブレーキによ
って鋳片内の溶融金属の下降流を減速し、非金属介在物
の侵入深さを減少させるものであり、非金属介在物に積
極的に浮上力を与えて除去する技術ではない。
【０００３】特開平８−19841 号公報には、脱酸生成物
の浮上促進のための磁場発生コイル形状が示されてい
る。しかしながら、図５に示すように、連続鋳造中にメ
ニスカス近傍では爪状の凝固シェル10に浮上してきた非
金属介在物11が捕捉され易い状況にあり、この技術は鋳
片表層部の非金属介在物低減技術としては不充分であ
る。
の浮上促進のための磁場発生コイル形状が示されてい
る。しかしながら、図５に示すように、連続鋳造中にメ
ニスカス近傍では爪状の凝固シェル10に浮上してきた非
金属介在物11が捕捉され易い状況にあり、この技術は鋳
片表層部の非金属介在物低減技術としては不充分であ
る。
【０００４】特開平５−154620号公報、特開平８−1126
52号公報には、電磁力等によりメニスカスに適切な溶鋼
流動を生じさせて凝固界面を洗い流して非金属介在物が
凝固シェルに付着するのを防止する技術が示されてい
る。特開平８−90183 号公報には、溶融金属が凝固を開
始する鋳型の上部に溶融金属を溶融保持する容器を設置
し、溶融金属の自由表面近傍に浮遊する不純物が凝固シ
ェルに捕捉されることを防止する技術が示されている。
しかしながら、これらの技術は、非金属介在物が凝固シ
ェルに捕捉されるのを防止できるが、一旦凝固シェルに
捕捉された非金属介在物を除去することはできない。
52号公報には、電磁力等によりメニスカスに適切な溶鋼
流動を生じさせて凝固界面を洗い流して非金属介在物が
凝固シェルに付着するのを防止する技術が示されてい
る。特開平８−90183 号公報には、溶融金属が凝固を開
始する鋳型の上部に溶融金属を溶融保持する容器を設置
し、溶融金属の自由表面近傍に浮遊する不純物が凝固シ
ェルに捕捉されることを防止する技術が示されている。
しかしながら、これらの技術は、非金属介在物が凝固シ
ェルに捕捉されるのを防止できるが、一旦凝固シェルに
捕捉された非金属介在物を除去することはできない。
【０００５】鋳型内溶鋼流動の制御では、特に鋳片表層
の凝固シェルの非金属介在物の捕捉を低減できるが、非
金属介在物の捕捉を完全に防止することは困難であり、
また、凝固シェルに捕捉された非金属介在物を除去する
ためには、鋳造後にスカーファー等による鋳片表面手入
れの工程を追加しなければならないという問題があっ
た。さらに、スカーファー等で鋳片表面を溶削しても、
溶削部の下に捕捉されていた非金属介在物が鋳片表面に
露出し欠陥となるという問題もあった。
の凝固シェルの非金属介在物の捕捉を低減できるが、非
金属介在物の捕捉を完全に防止することは困難であり、
また、凝固シェルに捕捉された非金属介在物を除去する
ためには、鋳造後にスカーファー等による鋳片表面手入
れの工程を追加しなければならないという問題があっ
た。さらに、スカーファー等で鋳片表面を溶削しても、
溶削部の下に捕捉されていた非金属介在物が鋳片表面に
露出し欠陥となるという問題もあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、上記した
従来技術の問題に鑑み、連続鋳造機内で引き抜かれてい
る鋳片表層をオンラインで手入れでき、かつ鋳片表層部
の清浄性がより一層向上する鋳片内非金属介在物除去方
法および装置を提供することを目的とする。
従来技術の問題に鑑み、連続鋳造機内で引き抜かれてい
る鋳片表層をオンラインで手入れでき、かつ鋳片表層部
の清浄性がより一層向上する鋳片内非金属介在物除去方
法および装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】図６のように、溶融金属
の周りの高周波コイル５から交流磁場を印加することに
より、電気伝導度の高い金属部には溶融金属表層から内
部に向かう電磁力15が作用し、その結果電気伝導度が金
属より低い非金属介在物11は、溶融金属の表面に押し出
される現象がある。
の周りの高周波コイル５から交流磁場を印加することに
より、電気伝導度の高い金属部には溶融金属表層から内
部に向かう電磁力15が作用し、その結果電気伝導度が金
属より低い非金属介在物11は、溶融金属の表面に押し出
される現象がある。
【０００８】本発明者らは、この原理を利用して連続鋳
造中に鋳片内の非金属介在物を効率的に除去する方法を
見い出し、本発明をなすに至ったのである。本発明は、
連続鋳造鋳型直下に設置された強磁性体から磁力を発生
させながら、該強磁性体の直下に設置された高周波コイ
ルから発生する高周波磁場によって、鋳型から引き抜か
れた鋳片の凝固シェル表層を溶融した後、再び凝固させ
ながら鋳造することを特徴とする連続鋳造方法である。
造中に鋳片内の非金属介在物を効率的に除去する方法を
見い出し、本発明をなすに至ったのである。本発明は、
連続鋳造鋳型直下に設置された強磁性体から磁力を発生
させながら、該強磁性体の直下に設置された高周波コイ
ルから発生する高周波磁場によって、鋳型から引き抜か
れた鋳片の凝固シェル表層を溶融した後、再び凝固させ
ながら鋳造することを特徴とする連続鋳造方法である。
【０００９】本発明によると、誘導溶解した凝固シェル
に捕捉されている非金属介在物を鋳片最表層に移動分離
させ、一方、鋳片最表層は鋳片搬送中に酸化スケールと
なり、分離された非金属介在物はこの酸化スケールと共
に離脱し、表層部の清浄性の高い鋳片が製造できた。ま
た、本発明は、連続鋳造鋳型直下に鋳片表層を溶融する
高周波コイルと、高周波コイルを囲み前記鋳片に磁場を
集中させるための強磁性体と、該高周波コイル内の鋳片
溶融部温度を測定する温度検出器と、前記温度検出器の
信号から鋳片溶融部温度を一定に調整する前記高周波コ
イルの電流制御装置と、からなる鋳片内非金属介在物除
去装置であり、前記強磁性体に移動手段を配設したこと
を特徴とする。連続鋳造鋳型直下に鋳片表層を溶融する
高周波コイルと、高周波コイルを囲み鋳片に磁場を集中
させるための強磁性体と、高周波コイル内の鋳片溶融部
温度を測定する温度検出器と、鋳片溶融部温度を一定に
調整する位置制御装置と、からなる鋳片内非金属介在物
除去装置であり、鋳片とヨークとの間隔を調整して鋳片
溶融部の形状を制御することもできる。
に捕捉されている非金属介在物を鋳片最表層に移動分離
させ、一方、鋳片最表層は鋳片搬送中に酸化スケールと
なり、分離された非金属介在物はこの酸化スケールと共
に離脱し、表層部の清浄性の高い鋳片が製造できた。ま
た、本発明は、連続鋳造鋳型直下に鋳片表層を溶融する
高周波コイルと、高周波コイルを囲み前記鋳片に磁場を
集中させるための強磁性体と、該高周波コイル内の鋳片
溶融部温度を測定する温度検出器と、前記温度検出器の
信号から鋳片溶融部温度を一定に調整する前記高周波コ
イルの電流制御装置と、からなる鋳片内非金属介在物除
去装置であり、前記強磁性体に移動手段を配設したこと
を特徴とする。連続鋳造鋳型直下に鋳片表層を溶融する
高周波コイルと、高周波コイルを囲み鋳片に磁場を集中
させるための強磁性体と、高周波コイル内の鋳片溶融部
温度を測定する温度検出器と、鋳片溶融部温度を一定に
調整する位置制御装置と、からなる鋳片内非金属介在物
除去装置であり、鋳片とヨークとの間隔を調整して鋳片
溶融部の形状を制御することもできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明を実施する装置概要を図１
に示す。鋳型１から離れた位置で鋳片表層を溶融しよう
とすると、鋳型から遠く離れるにしたがって二次冷却に
より鋳片温度は急激に低下するため、鋳片温度を融点ま
で上げるためのエネルギーがより多く必要となる。した
がって、凝固シェル２の温度を融点まで上げるために必
要なエネルギーを少なくするため、鋳型直下に鋳片表層
溶融用の高周波コイル５を設置する。
に示す。鋳型１から離れた位置で鋳片表層を溶融しよう
とすると、鋳型から遠く離れるにしたがって二次冷却に
より鋳片温度は急激に低下するため、鋳片温度を融点ま
で上げるためのエネルギーがより多く必要となる。した
がって、凝固シェル２の温度を融点まで上げるために必
要なエネルギーを少なくするため、鋳型直下に鋳片表層
溶融用の高周波コイル５を設置する。
【００１１】高周波磁場を用いることにより、鋳片の表
層のみを溶融する。周波数が低くなると磁場の侵入深さ
が深くなり溶融厚みが厚すぎてブレークアウトの危険が
増大し、かつ非金属介在物の分離効果が減少するため、
鋼の連続鋳造では高周波の周波数は500kHzが好ましい。
連続鋳造用鋳型１は、鋳片30より電気伝導度の高い銅合
金で作製されるため、鋳型直近で交流磁場を発生させる
と、鋳型で発生する誘導電流による磁場で印加磁場が減
少され、誘導加熱の目標とする鋳片に浸透する磁場が小
さくなってしまう。したがって、鋳型直下に強磁性体４
を設置し、その直下に高周波コイル５を設置し交流磁場
を発生させることにより、鋳型へ向かう磁場は低減し、
鋳片へ浸透する磁場が鋳型で発生する誘導電流による磁
場で減少することを防止する。
層のみを溶融する。周波数が低くなると磁場の侵入深さ
が深くなり溶融厚みが厚すぎてブレークアウトの危険が
増大し、かつ非金属介在物の分離効果が減少するため、
鋼の連続鋳造では高周波の周波数は500kHzが好ましい。
連続鋳造用鋳型１は、鋳片30より電気伝導度の高い銅合
金で作製されるため、鋳型直近で交流磁場を発生させる
と、鋳型で発生する誘導電流による磁場で印加磁場が減
少され、誘導加熱の目標とする鋳片に浸透する磁場が小
さくなってしまう。したがって、鋳型直下に強磁性体４
を設置し、その直下に高周波コイル５を設置し交流磁場
を発生させることにより、鋳型へ向かう磁場は低減し、
鋳片へ浸透する磁場が鋳型で発生する誘導電流による磁
場で減少することを防止する。
【００１２】鋳片表層溶融厚みが変動し大きくなるとブ
レークアウトが発生してしまう。したがって、鋳片表層
溶融部６の表面温度を検出し、この温度を一定に制御す
るために、溶融部表層温度検出器21と溶融厚みを一定に
する電流制御装置７を設置する。溶融部の温度の制御
は、高周波コイル電流の調節によって行う。鋳片表層が
溶融すると、溶融部に働く静鉄圧により溶融部が下方に
垂れ、鋳片表面形状が波打った形になってしまう。高周
波コイルで印加する磁場と、鋳片溶融部内に発生する誘
導電流の相互作用により溶融部は表面から内側に向かう
磁力圧が発生する。この磁力圧と静鉄圧が釣り合うよう
な磁場分布を発生させるために強磁性体と鋳片の間隔を
設定する。図２に示すように静鉄圧は上から下に向かっ
て大きくなるため、強磁性体４と鋳片１の間隔は、図１
のように上部で広く、下部で狭くして磁力圧分布を静鉄
圧分布に近づける。
レークアウトが発生してしまう。したがって、鋳片表層
溶融部６の表面温度を検出し、この温度を一定に制御す
るために、溶融部表層温度検出器21と溶融厚みを一定に
する電流制御装置７を設置する。溶融部の温度の制御
は、高周波コイル電流の調節によって行う。鋳片表層が
溶融すると、溶融部に働く静鉄圧により溶融部が下方に
垂れ、鋳片表面形状が波打った形になってしまう。高周
波コイルで印加する磁場と、鋳片溶融部内に発生する誘
導電流の相互作用により溶融部は表面から内側に向かう
磁力圧が発生する。この磁力圧と静鉄圧が釣り合うよう
な磁場分布を発生させるために強磁性体と鋳片の間隔を
設定する。図２に示すように静鉄圧は上から下に向かっ
て大きくなるため、強磁性体４と鋳片１の間隔は、図１
のように上部で広く、下部で狭くして磁力圧分布を静鉄
圧分布に近づける。
【００１３】図３のように、操業中に鋳片表層溶融部の
温度検出器21によって鋳片表層溶融部６の形状を観測
し、ヨーク（強磁性体）と鋳片の間隔をオンラインでヨ
ークの上部16、下部17を独立に駆動装置18で操作しなが
ら調節し、鋳片表層溶融部６の表面形状が垂直に近づく
ように制御することで、より安定した表層形状の鋳片が
鋳造可能になる。
温度検出器21によって鋳片表層溶融部６の形状を観測
し、ヨーク（強磁性体）と鋳片の間隔をオンラインでヨ
ークの上部16、下部17を独立に駆動装置18で操作しなが
ら調節し、鋳片表層溶融部６の表面形状が垂直に近づく
ように制御することで、より安定した表層形状の鋳片が
鋳造可能になる。
【００１４】
【実施例】以下にこの発明を図１に図示する一実施例に
基づき詳細を説明する。高周波コイル５は、コの字型の
強磁性体のヨーク４で囲い、鋳片30表層に磁場を集中さ
せ、周囲の電気伝導体への磁場の漏れを低減する。鋳片
表層溶融部６が静鉄圧で下方に垂れるのを防止するた
め、ヨークの上部16と下部17での鋳片とのギャップをそ
れぞれ独立に変更できるように駆動装置18を付設し、静
鉄圧分布と磁気圧分布がほぼ一致するように制御する。
高周波コイル５内の鋳片表層温度を非接触形の温度検出
器21で測温し、鋳片溶融部の温度をコイル電流で制御す
る。
基づき詳細を説明する。高周波コイル５は、コの字型の
強磁性体のヨーク４で囲い、鋳片30表層に磁場を集中さ
せ、周囲の電気伝導体への磁場の漏れを低減する。鋳片
表層溶融部６が静鉄圧で下方に垂れるのを防止するた
め、ヨークの上部16と下部17での鋳片とのギャップをそ
れぞれ独立に変更できるように駆動装置18を付設し、静
鉄圧分布と磁気圧分布がほぼ一致するように制御する。
高周波コイル５内の鋳片表層温度を非接触形の温度検出
器21で測温し、鋳片溶融部の温度をコイル電流で制御す
る。
【００１５】高周波コイルの電流を変化させ、鋳片溶融
厚みを0.4mm, 0.8mm, 1.2mm と変化させたが、本発明に
よって図４に示すように冷間圧延後の鋼板表面欠陥は低
減されることが明らかである。ここで、溶融厚みは、ダ
ミーのサンプル表面を溶解して溶解後の断面観察より溶
解厚みを測定し、コイルの周波数とコイル電流および溶
解中の溶融部表面温度と溶解厚みの関係を求めておき、
鋳造中のコイル周波数、電流、溶融部表面温度から推定
した値である。鋼板表面欠陥は、非金属介在物起因のヘ
ゲ、スケールである。
厚みを0.4mm, 0.8mm, 1.2mm と変化させたが、本発明に
よって図４に示すように冷間圧延後の鋼板表面欠陥は低
減されることが明らかである。ここで、溶融厚みは、ダ
ミーのサンプル表面を溶解して溶解後の断面観察より溶
解厚みを測定し、コイルの周波数とコイル電流および溶
解中の溶融部表面温度と溶解厚みの関係を求めておき、
鋳造中のコイル周波数、電流、溶融部表面温度から推定
した値である。鋼板表面欠陥は、非金属介在物起因のヘ
ゲ、スケールである。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果を得
ることができる。すなわち、 鋳型直下で高周波磁場印加により鋳片表層部を溶融
し、鋳片表層部に捕捉された非金属介在物を溶融金属に
働く電磁力の反作用で鋳片最表面に移動させ、鋳片表面
の酸化スケールと共に非金属介在物を離脱させ表層の清
浄性の高い鋳片が鋳造可能となる。
ることができる。すなわち、 鋳型直下で高周波磁場印加により鋳片表層部を溶融
し、鋳片表層部に捕捉された非金属介在物を溶融金属に
働く電磁力の反作用で鋳片最表面に移動させ、鋳片表面
の酸化スケールと共に非金属介在物を離脱させ表層の清
浄性の高い鋳片が鋳造可能となる。
【００１７】 鋳片表面のブローホールや割れも鋳片
表層再溶融により修復され表面欠陥が低減される。 次工程での表面手入れが不要となる。
表層再溶融により修復され表面欠陥が低減される。 次工程での表面手入れが不要となる。
【図１】本発明に係る装置の概要説明図。
【図２】溶融金属内の静鉄圧分布図。
【図３】強磁性体位置制御の説明図。
【図４】本発明による溶融厚みと鋼板表面欠陥との関係
を示す特性図。
を示す特性図。
【図５】連続鋳造鋳型内初期凝固シェルでの非金属介在
物の捕捉の説明図。
物の捕捉の説明図。
【図６】交流磁場による溶融金属内非金属介在物の分離
の説明図。
の説明図。
１ 鋳型
２ 凝固シェル
３ 溶融部温度検出器
４ ヨーク（強磁性体）
５ 高周波コイル
６ 鋳片表層溶融部
７ 電流制御装置
８ 二次冷却スプレー
９ ロール
10 爪状凝固シェル
11 非金属介在物
12 非金属介在物浮上方向
13 磁場印加方向
14 非金属介在物に作用する力
15 溶融金属に作用する電磁力
16 ヨークの上部
17 ヨークの下部
18 駆動装置
19 強磁性体位置制御装置
20 強磁性体移動方向
21 鋳片表層溶融部温度検出器
22 溶融金属
23 鋳片表面
30 鋳片
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−197211（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−62845（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−15054（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−177317（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B22D 11/04 311
B22D 11/16 104
B22D 11/22
B22D 11/12
Claims (3)
- 【請求項１】 連続鋳造鋳型直下に設置された強磁性体
から磁力を発生させながら、該強磁性体の直下に設置さ
れた高周波コイルから発生する高周波磁場によって、鋳
型から引き抜かれた鋳片の凝固シェル表層を溶融した
後、再び凝固させながら鋳造することを特徴とする連続
鋳造における鋳片内非金属介在物除去方法。 - 【請求項２】 連続鋳造鋳型直下に鋳片表層を溶融する
高周波コイルと、高周波コイルを囲み前記鋳片に磁場を
集中させるための強磁性体と、該高周波コイル内の鋳片
溶融部温度を測定する温度検出器と、前記温度検出器の
信号から鋳片溶融部温度を一定に調整する前記高周波コ
イルの電流制御装置と、からなる鋳片内非金属介在物除
去装置。 - 【請求項３】 前記強磁性体に移動手段を配設したこと
を特徴とする請求項２記載の鋳片内非金属介在物除去装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07559297A JP3491120B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 連続鋳造における鋳片内非金属介在物除去方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07559297A JP3491120B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 連続鋳造における鋳片内非金属介在物除去方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10263771A JPH10263771A (ja) | 1998-10-06 |
| JP3491120B2 true JP3491120B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=13580635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07559297A Expired - Fee Related JP3491120B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 連続鋳造における鋳片内非金属介在物除去方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3491120B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4505536B2 (ja) * | 2008-07-08 | 2010-07-21 | 新日本製鐵株式会社 | 鋳片表面温度の測定装置および鋳片表面温度の測定方法 |
| KR101463314B1 (ko) * | 2012-12-21 | 2014-11-18 | 주식회사 포스코 | 몰드 플럭스 필름 회수장치 |
| CN107812907A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-03-20 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 超大断面重轨钢坯壳质量控制方法 |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP07559297A patent/JP3491120B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH10263771A (ja) | 1998-10-06 |
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