JP3583955B2

JP3583955B2 - 連続鋳造方法

Info

Publication number: JP3583955B2
Application number: JP22870199A
Authority: JP
Inventors: 昌伸早川; 田中　　誠; 忠角田; 克己天田; 利明溝口
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2019-08-12
Also published as: JP2001047195A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は連続鋳造における湯面の変動を防止して、表面および内部品質に優れた鋼を製造する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼の連続鋳造において、溶鋼は大気との接触を避けて酸化を防止するために、タンディシュの底に設けた浸漬ノズルを通して、鋳型内に吐出される。浸漬ノズルはその下端にて左右に開口する一対の吐出口を有し、これら吐出口から溶鋼はほぼ均等に左右に向かって吐出される。
【０００３】
今日、生産性の向上に対する要求はますます強くなるばかりであるが、連続鋳造において生産性向上のためには、さらに鋳造速度を大きくすることが必要であり、このためには浸漬ノズルからの溶鋼の吐出量を増大させる必要がある。しかし、溶鋼の吐出量を増やして生産性を高めようとすると、図１に示す如く、鋳型１内で浸漬ノズル２の吐出口４から吐出された溶鋼の吐出流５は左右のモールド壁に激しく衝突し、その結果、鋳型１内の溶鋼３の湯面６には暴れや乱れが生じて不安定湯面７となり、モールドパウダーを巻き込んだりして、鋼の表面および内部品質を劣化させることになる。
【０００４】
このような湯面の暴れや乱れを抑制するために、例えば特開平５−２３８０４号公報には、図２に示す如く、鋳型１内で浸漬ノズル２の吐出口４からの吐出流５を電磁攪拌装置８によって溶鋼３に形成される電磁攪拌流９に衝突させて、浸漬ノズル２からの吐出流５を抑制し、これによって湯面の乱れを解消し、鋳片品質を向上させる方法が開示されている。
しかし、このような方法には、次のような問題がある。すなわち、図３に示す如く、浸漬ノズル２からの吐出流５に電磁攪拌流９を衝突させて、抑制しようとすることは、二つの相対する向きの流れがほぼ正面からぶつかり合うことになり、行き場を失った浸漬ノズル２からの吐出流５の影響により、溶鋼３にランダムな流れが生じ、結果として湯面６に乱れが生じて不安定湯面７となり、モールドパウダーを巻き込んだりして鋼の表面および内部品質を劣化させ、安定した品質の鋳片が得られないことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような従来の連続鋳造法にみられる問題点を解決して鋳造中に湯面変動のない安定した状態を確保して、表面および内部品質に優れた鋳片を容易に得ようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、連続鋳造設備における断面が長方形の鋳型の長辺側メニスカス近傍に電磁攪拌装置を対向して設置するとともにその下方に電磁ブレーキを設置し、前記電磁攪拌装置によって鋳型内の溶鋼に幅方向の電磁攪拌流を付与するとともに、浸漬ノズルの吐出口における磁束密度が電磁攪拌装置の最大磁束密度の５０％以下である位置に浸漬ノズルの吐出口を設置して電磁攪拌流との衝突を回避しながら浸漬ノズルから吐出流を吐出させ、この吐出流を前記電磁ブレーキにより形成される静磁場に導入してその流速を抑えながら鋳造することを特徴とする連続鋳造方法である。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の発明は、連続鋳造設備における断面が長方形の鋳型の長辺側メニスカス近傍に少なくとも２つの電磁攪拌装置を対向して設置するとともにその下方に電磁ブレーキを設置し、前記電磁攪拌装置によって鋳型内の溶鋼に幅方向の電磁攪拌流を付与するとともに、浸漬ノズルからの吐出流が電磁攪拌装置の最大磁束密度の５０％を越える領域内を横切らないように浸漬ノズルを設置して電磁攪拌流との衝突を回避しながら吐出流を吐出させ、この吐出流を前記電磁ブレーキにより形成される静磁場に導入してその流速を抑えながら鋳造することを特徴とする連続鋳造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、説明図をもって請求項１および請求項２の各発明の実施態様を説明する。図４において、１は断面が長方形の連続鋳造設備における鋳型であって、この鋳型１内には下端に斜め下向きの吐出口４が複数個配設してある浸漬ノズル２が下向きとして高さ調節自在に設けられており、また、鋳型１の長辺側メニスカス近傍には、少なくとも一対の電磁攪拌装置８を対向して設置し、この電磁攪拌装置８による電磁攪拌で鋳型１内の溶鋼３にスラブ幅方向の電磁攪拌流９を付与するように構成されている。また、前記した浸漬ノズル２はその吐出口４を点線部の電磁攪拌コア位置、すなわち磁束密度が電磁攪拌装置の最大磁束密度の５０％を越える領域を外すように、電磁攪拌領域の下方に設置されている。
さらに、電磁攪拌装置８より下方位置には電磁攪拌流との衝突を回避するように浸漬ノズル２の吐出口４から吐出させた吐出流５の速度を抑えて湯面を安定させるための電磁ブレーキ１０が設けられていて、この電磁ブレーキ１０により浸漬ノズル２の下方に静磁場を形成し、これにより吐出流５の吐出流速を抑えて湯面を安定させながら鋳造するようにしている。
【０００９】
図５において、鋳型１の長辺側の左右に各１つずつ対向して設置してある電磁攪拌装置８によって発生する磁束密度は、コイル中心で最大値ａとなる山形の磁束密度分布１０を有している。そして、浸漬ノズル２の吐出口４は磁束密度が減衰して、最大磁束密度の５０％以下、すなわちａ／２以下になる位置に設置されていて、前記電磁攪拌流９と浸漬ノズル２の吐出口４からの吐出流との衝突を回避しながら鋳造することができるようにしている。
さらに、電磁攪拌装置８より下方位置には浸漬ノズル２の吐出口４からの吐出流５の速度を抑えて湯面を安定させるための電磁ブレーキ１０が設けられている。
【００１０】
図６〜８において、図６、図７は水平分割タイプの電磁攪拌装置８を用いる場合、図８は垂直タイプの電磁攪拌装置８を用いる場合を示すものであって、いずれの場合においてもその基本構成は図４に示すものや図５に示すものと変わることはないが、浸漬ノズル２はその吐出口４からの吐出流５が、電磁攪拌装置８の最大磁束密度の５０％を越える磁束密度を有する領域１１内を横切らない位置にあるように向けられて設置されていて、これにより前記電磁攪拌流９と浸漬ノズル２の吐出口４からの吐出流５との衝突を回避しながら鋳造することができるようにしている。
さらに、電磁攪拌装置８より下方位置には浸漬ノズル２の吐出口４からの吐出流５の速度を抑えるために電磁ブレーキ１０が設けられていて、この電磁ブレーキ１０により静磁場を形成して湯面を安定させながら鋳造するようにしている。
【００１１】
すなわち、前記説明において、浸漬ノズルの吐出口を電磁攪拌装置の最大磁束密度の５０％以下である位置に設置するのは、５０％を越える領域内では電磁攪拌流速が大きく、電磁攪拌流と浸漬ノズルからの吐出流がぶつかりあって湯面に大きな乱れを起こし、表面および内部品質を劣化させるからであり、また最大磁束密度が５０％を越える領域内に浸漬ノズルの吐出口を設置すると、介在物、モールドパウダーの巻き込みが大きくなって、表面品質、内部品質ともに急激に悪化することが実験的に確認された結果、浸漬ノズルの吐出口を設置する位置は電磁攪拌装置の最大磁束密度の５０％以下である位置に限定されるものである。
【００１２】
また、浸漬ノズルからの吐出流が電磁攪拌装置の最大磁束密度の５０％を越える磁束密度を有する領域内を横切らないように吐出口が形成されている浸漬ノズルを設置するのも、５０％を越える領域内を浸漬ノズルからの吐出流を横切らせた場合には、やはり湯面に大きな乱れを起こし、介在物、モールドパウダーの巻き込みが大きくなって、表面および内部品質を極端に大きく劣化するからであり、よって、浸漬ノズルからの吐出流が吐き出される領域は、電磁攪拌装置の最大磁束密度の５０％を越える磁束密度を有する領域内を横切らない領域に限定される。
【００１３】
次に、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
高さ９００ｍｍ、長辺長さ１６００ｍｍ、短辺長さ２４５ｍｍの鋳型を使用し、この鋳型の長辺側のメニスカス近傍に電磁攪拌装置を対向して設置し、電磁攪拌電流値６００Ａ、最大磁束密度ａが１０００ガウスにて、鋳型内の溶鋼を０．６ｍ／ｓｅｃの横方向の流れ、すなわち短片側に向かう流れを付与しながら攪拌した。浸漬ノズルの吐出口は、実施例１においては電磁攪拌の最大磁束密度ａの０．２倍、すなわち０．２ａの磁束密度を有する位置に設置した。浸漬ノズルより溶鋼を吐出させ、さらに吐出した溶鋼を、電磁ブレーキにより形成される磁束密度１０００ガウスの静磁場に導入してその流速を抑えて湯面を安定させながら、鋳片引き抜き速度２．０ｍ／ｍｉｎで、低炭素アルミキルド鋼を連続鋳造した。このようにして得られた鋳片は、表１に示すように、表面欠陥発生率と内部欠陥発生率がともに小さく、本発明方法が極めて有効であることが確認できた。
【００１４】
なお、欠陥発生率は、実施例、比較例ともに鋳造したスラブを熱間圧延−冷間圧延して、厚み１．０×幅１６００ｍｍの冷間圧延コイルとし、磁粉探傷検査および目視検査した結果である。
【００１５】
【実施例２〜４】
実施例２においては、浸漬ノズルの吐出口は、０．３ａの磁束密度を有する位置に設置した。同様に実施例３においては、浸漬ノズルの吐出口は、０．４ａの磁束密度を有する位置に設置し、さらに実施例４においては、浸漬ノズルの吐出口は、０．５ａの磁束密度を有する位置に設置して、浸漬ノズルより溶鋼を吐出させ、さらに吐出した溶鋼を、電磁ブレーキにより形成される磁束密度１０００ガウスの静磁場に導入してその流速を抑えて湯面を安定させながら、鋳片引き抜き速度２．０ｍ／ｍｉｎで、低炭素アルミキルド鋼を連続鋳造した。浸漬ノズルの位置以外の条件はすべて実施例１と同じである。
このようにして得られた鋳片も、表１に示すように、表面欠陥発生率と内部欠陥発生率がともに小さく、本発明方法が極めて有効であることが確認できた。
【００１６】
【比較例１】
比較例１においては、浸漬ノズルの吐出口は、０．６ａの磁束密度を有する位置に設置した。同様に比較例２においては、浸漬ノズルの吐出口は、０．８ａの磁束密度を有する位置に設置し、さらに比較例３においては、浸漬ノズルの吐出口は、１．０ａの磁束密度を有する位置、すなわち磁束密度が最大の位置に設置して、浸漬ノズルより溶鋼を吐出させ、さらに吐出した溶鋼を、電磁ブレーキにより形成される磁束密度１０００ガウスの静磁場に導入してその流速を抑えて湯面を安定させながら、鋳片引き抜き速度２．０ｍ／ｍｉｎで、低炭素アルミキルド鋼を連続鋳造した。浸漬ノズルの位置以外の条件はすべて実施例１と同じである。
このようにして得られた鋳片は、表１に示すように、表面欠陥発生率と内部欠陥発生率がともに本発明方法に比べて格段に劣るものであった。
【００１７】
【表１】

【００１８】
【発明の効果】
本発明は前記説明から明らかなように、電磁攪拌装置によって鋳型内の溶鋼に幅方向の電磁攪拌流を付与するとともに、この電磁攪拌流と浸漬ノズルからの吐出流との衝突を回避し、且つ、前記吐出流を電磁ブレ−キにより溶鋼中に形成される静磁場に導入してその速度を抑え湯面を安定させながら鋳造することにより、モールドパウダ−の巻き込みを少なくしてノロカミ、介在物の補足を減少し、表面欠陥および内部欠陥を低減でき、連続鋳造中に湯面変動のない安定した状態を確保することができて、表面および内部品質に優れた鋳片の量産が可能となる。
よって本発明は従来の連続鋳造方法の問題点を解決したものとして業界に寄与するところ極めて大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶鋼の電磁攪拌を施さない従来法において、浸漬ノズルよりの溶鋼の吐出流の鋳型内における流動パターンを鋳型長辺方向からみた説明図である。
【図２】浸漬ノズルよりの吐出流を、溶鋼の電磁攪拌流で抑制する従来法における流動パターンを鋳型長辺方向からみた説明図である。
【図３】浸漬ノズルよりの吐出流を、溶鋼の電磁攪拌流で抑制する従来法における流動パターンの乱れを鋳型長辺方向からみた説明図である。
【図４】浸漬ノズルの吐出口を電磁攪拌の最大磁束密度の５０％を越える領域から外した本発明方法における流動パターンを鋳型長辺方向からみた説明図である。
【図５】浸漬ノズルの吐出口を電磁攪拌の最大磁束密度の５０％を越える領域から外した本発明方法における流動パターンを鋳型短辺方向からみた説明図である。
【図６】水平分割タイプの電磁攪拌装置を用いた本発明方法において、吐出流が電磁攪拌の最大磁束密度の５０％を越える領域内を横切らないように、浸漬ノズルの吐出口を設置した場合の流動パターンを鋳型長辺方向からみた説明図である。
【図７】水平分割タイプの電磁攪拌装置を用いた本発明方法において、吐出流が電磁攪拌の最大磁束密度の５０％を越える領域内を横切らないように、浸漬ノズルの吐出口を設置した場合の流動パターンを鋳型長辺方向からみた説明図である。
【図８】垂直タイプの電磁攪拌装置を用いた本発明方法において、吐出流が電磁攪拌の最大磁束密度の５０％を越える領域内を横切らないように、浸漬ノズルの吐出口を設置した場合の流動パターンを鋳型長辺方向からみた説明図である。
【符号の説明】
１鋳型
２浸漬ノズル
３溶鋼
４吐出口
５吐出流
６湯面
７不安定湯面
８電磁攪拌装置
９電磁攪拌流
１０電磁ブレーキ
１１磁束密度分布
１２最大磁束密度の５０％を越える磁束密度を有する領域

Claims

連続鋳造設備における断面が長方形の鋳型の長辺側メニスカス近傍に電磁攪拌装置を対向して設置するとともにその下方に電磁ブレーキを設置し、前記電磁攪拌装置によって鋳型内の溶鋼に幅方向の電磁攪拌流を付与するとともに、浸漬ノズルの吐出口における磁束密度が電磁攪拌装置の最大磁束密度の５０％以下である位置に浸漬ノズルの吐出口を設置して電磁攪拌流との衝突を回避しながら浸漬ノズルから吐出流を吐出させ、この吐出流を前記電磁ブレーキにより形成される静磁場に導入してその流速を抑えながら鋳造することを特徴とする連続鋳造方法。
連続鋳造設備における断面が長方形の鋳型の長辺側メニスカス近傍に少なくとも２つの電磁攪拌装置を対向して設置するとともにその下方に電磁ブレーキを設置し、前記電磁攪拌装置によって鋳型内の溶鋼に幅方向の電磁攪拌流を付与するとともに、浸漬ノズルからの吐出流が電磁攪拌装置の最大磁束密度の５０％を越える領域内を横切らないように浸漬ノズルを設置して電磁攪拌流との衝突を回避しながら吐出流を吐出させ、この吐出流を前記電磁ブレーキにより形成される静磁場に導入してその流速を抑えながら鋳造することを特徴とする連続鋳造方法。