JPH0122063B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスラブ連続鋳造において良質の鋳片を
得ることのできる溶鋼の撹拌方法に関するもので
ある。

連続鋳造技術の目ざましい発展に伴いブルーム
連鋳やビレツト連鋳からスラブ連鋳への応用が検
討され、あるいはステンレス鋼やばね鋼のような
高級鋼の連鋳に止まらず普通鋼連鋳への普及が検
討されるに及び、品質欠陥への対応策が新たに重
大課題として取り上げられる様になつてきた。

例えばリムド鋼やキルド鋼等のスラブ連鋳にお
いては、リムド鋼の発生気泡を除去し、またキル
ド鋼の等軸晶の増大を図ることを目的として、電
磁力を応用してスラブ鋳片（以下単に「鋳片」と
いう）の凝固過程における未凝固部分を撹拌させ
ること（以下「電磁撹拌」という）が最近行なわ
れている。即ち撹拌流を形成せしめて、上記の如
き発生気泡の浮上や等軸晶の形成を促進せしめる
方法である。現在までに実施され、又提案されて
いる電磁撹拌方式としては種々のものが有るが、
撹拌方向の違いによつて、 鋳片凝固殻内の未凝固部分における撹拌主流
の速度ベクトルが鋳片引抜方向に直角なもの
（以下これを「横方向撹拌」という） 上記速度ベクトルが鋳片引抜方向に平行なも
の（以下これを「縦方向撹拌という） に大別される。

しかし横方向撹拌の場合には、第１図ａ，ｂ
〔但し、ａは平面図、ｂは正面図〕に示す様に撹
拌時に鋳型１内の隅部２，２で溶鋼湯面が大きく
盛り上がる状態となり（図中Ｍ部）、溶鋼湯面は
大きく変動する。その結果、湯面上に散布された
パウダーが巻き込まれ易くなる一方、浸漬ノズル
の吐出溶鋼流も不安定になり易く、更に鋳型振動
によつても生じる鋳片表層部のオツシレーシヨン
マークもいきおい乱れがちとなり易い。

これに対し縦方向撹拌の場合には、溶鋼湯面の
変動量は比較的少ないことが知られている。例え
ば第１図に示す鋳型１と鋳型寸法を共通にして、
鋳型広巾表面近傍の撹拌流速が一定となるときの
縦方向撹拌の湯面変動は、第２図に示す様に横方
向撹拌の場合に比べて非常に少さい状態となる
（第２図M′参照）。従つて湯面変動の極小化とい
う観点からすれば、上記横方向撹拌の場合よりも
縦方向撹拌の場合の方が有利であり、縦方向撹拌
が主流になるものと思われる。ところで現在行な
われている縦方向撹拌の代表例について説明すれ
ば、例えばリムド鋼の造塊法でみられるようなリ
ミングアクシヨンを積極的に形成させる趣旨か
ら、第３図に示す様にスラブ連続鋳造によつて鋳
造されつつある鋳片４の広巾両面側に電磁コイル
３，３を設けて、該コイル３，３による移動磁界
を鋳片引抜方向と平行上向きに作用させることに
より、矢印の如き撹拌流を形成せしめている。

この場合、電磁コイル３，３に作用させる周波
数としては一般に２〜３Hz程度の低周波が利用さ
れる。これは撹拌を行なう為には、溶鋼の静圧に
打ち勝つだけの揚力を鋳型内の溶鋼に付与する必
要があり、その為には透磁力の大きな低周波が有
利だからである。即ち図について言えば磁束密度
は鋳型表面から溶鋼中心部において徐々に減少す
るけれども、溶鋼中心部にも十分な揚力が発生
し、第３図の上向き矢印長さに対応する大きさの
揚力によつて溶鋼の押し上げが行なわれる。そし
て押し上げられた溶鋼は反転して中央凹部へ反流
となつて下降しようとする。

しかしこの様に２Hz程度の低周波を作用させる
縦方向撹拌も、鋳片の厚み即ち鋳型の巾が狭くな
つてくる（例えば280mm程度以下になる）と下記
する様な新たな問題が発生してくる。

即ち鋳型の巾が狭くなつてくると、溶鋼の中央
部付近Ｃにおいても磁束密度は未だ十分減衰して
いないから、該中央部付近Ｃの上昇流が下降流に
抵抗する状態（以下「ブレーキ効果」という）を
呈することになる。又上昇流と下降流相互間の粘
性抵抗が比較的大きいので、溶鋼中央部付近Ｃに
おいて十分な下降流を形成することにより十分な
撹拌を得ようとすれば、どうしても鋳型直前の上
昇撹拌力を大きくしなければならない。しかしそ
の為には電流を大きくしなければならなくなつ
て、コスト的に問題となる。更に上記の様に上昇
撹拌力の増加によつて十分な撹拌が得られたとし
ても、鋳型表面近傍の撹拌力をあまり大きくする
ときは溶鋼湯面の変動量がかえつて増加し、横方
向撹拌におけるような上述の問題点が発生し易く
なるという新たな問題があり、縦方向撹拌方式の
改良が望まれていた。

本発明はこうした事情に着目してなされたもの
でその目的とするところは、鋳型巾が比較的狭い
場合においても上述の如きブレーキ効果や粘性抵
抗による流速減衰作用を極力少なくし、比較的小
さい撹拌力を用いることによつて湯面の変動を可
及的に抑制しつつ適当な撹拌流を形成せしめるこ
とができるような電磁撹拌方法を提供しようとす
る点にある。

しかしてこの様な目的を達成し得た本発明の電
磁撹拌方法とは、連続鋳造によつて鋳造されつつ
ある鋳片の広巾片面側のみに電磁コイルを設け
て、該コイルによる移動磁界を鋳片引抜方向と平
行で上向きに作用させると共に、電磁コイルに作
用させる周波数をｆ（Hz）、鋳型巾をＷ（mm）とし
たとき、 ｆ≧２（Ｗ≧280） ｆ≧−１／８Ｗ＋37（200≦Ｗ≦280） ｆ≧12（Ｗ＜200） で示される相関々係を満足する様に、鋳型巾Ｗに
応じて前記周波数ｆを制御するようにした点に要
旨を有するものである。

以下実施例図面に基づき本発明の構成及び作用
効果について説明する。

まず本発明では、良質の鋳片、例えば良質のリ
ムド鋼を得る為には連続鋳造以後のスケールロス
分を考慮しても、健全なリム層厚みとしては約５
mm確保できればよいとの知見を得た。そこで80〜
120ppmの自由〔Ｏ〕を有するリムド鋼を鋳造す
るにおいて気泡核生成を抑え、鋳片表面より５mm
までの健全リム層を得るに必要十分な鋳型表面近
傍における撹拌流速を調べた所、メニスカスの下
方約300mmで且つ鋳型表面から水平方向に約30mm
の位置に相当する撹拌上昇流の流速（以下便宜上
「鋳型前面の撹拌流速」と表記する）が、約0.5
ｍ／sec以上であればその抑制効果が十分得られ
ること、従つて鋳型表面から溶鋼中心へ向けて約
30mm離れれば、磁束密度に起因する揚力は弱くて
もよいということが分かつた。こうして第６図お
よび第７図（但し第６図は正面図、第７図は平面
図）に示す様に鋳片４の広巾片面側のみに電磁コ
イル３を設けて、該コイル３による移動磁界を上
向きに作用させるという構成を採用すると共に、
鋳型巾が狭くなる場合には、透磁力が比較的弱
い、即ち減衰効果が大きい周波数を適用し得るこ
とに想到した。そして鋳型巾の狭小化が特に問題
になる巾寸法、即ち280mm程度以下の鋳型巾を使
用するスラブ連鋳の電磁撹拌には、鋳型巾に応じ
た減衰効果を有する比較的高めの周波数を電磁コ
イルに作用させるという特有の構成に到達した。

そこで本発明者らは第６，７図に示した構成に
よつて鋳型巾を280mmから徐々に狭くしたときに、
湯面変動を特に大きくすることなしに前述の鋳型
前面の撹拌流速を0.5ｍ／secに維持することので
きる最高の周波数を求める実験を行なつた。但し
電磁コイルによる鋳型前面での撹拌力は一定とし
た。

この実験結果は第４図に示す通りであり、図中
の〇印は撹拌流速を0.5ｍ／secに維持できた場合
の周波数、×印は維持できなかつた場合の周波数
を夫々示している。この図から適正周波数領域は
第５図の斜線部で表示することができる。従つて
第４図及び第５図に示す実験結果乃至裏付けによ
り、電磁コイルに作用させる周波数ｆ（Hz）、鋳型
巾をＷ（mm）としたとき、 ｆ≧２（Ｗ≧280） ｆ≧−１／８Ｗ＋37（200≦Ｗ≦280） ｆ≧12（Ｗ＜200） で示される相関々係を満足するように、鋳型巾Ｗ
に応じて周波数ｆを制御する手段を採用したもの
である。

尚上記実施例では主としてリムド鋼における発
生気泡の除去を中心に説明したが、キルド鋼にお
ける等軸晶の増大を図る上でも本発明の主たる構
成である周波数の制御方式の採用は非常に有効で
ある。

又上記実施例は単に一代表例に過ぎないもので
あつて本発明を限定する性質のものではなく、前
記の趣旨に徴して例えば電磁コイルの大きさや形
状を変えたり、周波数制御装置の型式や規模等の
設計変更を加えることは全て本発明の技術的範囲
に属する。

本発明は以上の様に構成されるが、要は鋳片の
広巾片面側のみに電磁コイルを設けると共に、鋳
型巾の減少に応じた大きさの減衰効果を有する比
較的高め（２Hz以上）の周波数を反比例的に適用
する様にしたので、以下に要約する効果を享受で
きる様になつた。

鋳型巾が比較的狭い場合（約280mm以下の場
合）でも鋳型前面で必要な撹拌流速を確保でき
ることになり、リムド鋼の発生気泡の除去又は
キルド鋼の介在物除去更には等軸晶の増大を実
現することができる。

比較的高めの周波数を採用し得るので、鋳型
巾が約280mm以下では撹拌力、即ち電流を減少
させることができ、電力コストを節約すること
が可能である。

鋳型巾が約280mm以下になつても湯面変動は
特に大きくならないので、連鋳操業の安全性及
び安定性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は横方向撹拌の場合における湯面状態説
明図、同図ａはその平面図、同図ｂはその正面図
である。又第２図は縦方向撹拌の場合における湯
面状態説明図、第３図は両側上向き縦方向撹拌方
法の概略説明図、第４図は鋳型巾と周波数の関係
説明図、第５図は第４図に基づく領域説明図、第
６図は本発明の縦方向撹拌方法を説明する為の正
面図、第７図は第６図の平面図である。 １……鋳型、３……電磁コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続鋳造によつて鋳造されつつあるスラブ鋳
   片における溶鋼の電磁撹拌方法において、該スラ
   ブ鋳片の広巾片面側のみに電磁コイルを設けて、
   該コイルによる移動磁界を鋳片引抜方向と平行で
   上向きに作用させると共に、前記電磁コイルに作
   用させる周波数をｆ（Hz）、鋳型巾をＷ（mm）とし
   たとき、 ｆ≧２（Ｗ≧280） ｆ≧−１／８Ｗ＋37（200≦Ｗ≦280） ｆ≧12（Ｗ＜200） で示される相関々係を満足するように、鋳型巾Ｗ
   に応じて前記周波数ｆを制御することを特徴とす
   る連続鋳造における溶鋼の電磁撹拌方法。