JPH0212665B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この発明は、溶融金属の注湯時における非金属
介在物の混入防止方法に関し、とくに電磁力によ
る遠心力を利用して溶融金属中に混在する非金属
介在物を除去しつつ注湯する場合において、非金
属介在物の除去効果のより一層の向上を図つたも
のである。 （従来の技術） 溶融金属中の非金属介在物は、鋳込み金属の内
質欠陥となるばかりでなく、たとえば連続鋳造に
おいては、鋳型内の浸漬ノズルの内面に付着堆積
してノズルを閉塞し、鋳造が事実上不可能となる
といつた操業上のトラブルも招いていた。 従来、この主のトラブルを防ぐ手段としては、
溶融金属の中間容器であるタンデイツシユ内に堰
を設け、金属上昇流を導くことによつて介在物を
浮上分離させる方法、あるいは溶融金属が通過す
る堰内もしくは浸漬ノズル内の流路にフイルター
を設置し、該フイルターによつて介在物を除去す
る方法などが知られている。 前者の堰を用いる方法は、重力分離を利用する
方法であつて、溶融金属との密度差が比較的大き
くなる大径介在物の除去には有効ではあるものの
小径介在物の除去は十分とはいえず、さらに後者
のフイルターを設置する方法は、フイルターの目
詰まりによる圧損上昇をもたらし、生産性の点に
問題が残る。 ところで最近、特開昭60−56468号公報におい
て、電磁力を利用した溶融金属回転流により発生
する遠心力を利用して、介在物を除去しつつ注湯
を行う鋳造方法が提案された。 しかしながら上記の方法では、鋳型内への溶融
金属の注入が、溶融金属収納容器の下面中央部に
開口させた取り出し口から行われていたために、
第２図ａに示したように、容器内の溶湯高さが十
分に高い場合には、分離浮上した介在物の注湯流
中への混入のおそれはないものの、同図ｂに示し
たように溶湯高さが低くなつた場合には、上記介
在物の混入を免れ得ないところに問題を残してい
た。 この点を解決するものとして、特開昭55−
107743号公報および特開昭58−22317号公報など
において、溶鋼の取り出しを、溶鋼の回転中心か
ら遠い容器の底部から行う方法が提案された。 かような注湯方法により、非金属介在物の混入
は従来に比べ大幅に軽減されたけれども、上記の
方法はいずれも、溶鋼を容器の底部から取り出す
しくみであることから、注湯に際し、流出口の入
口近傍において吸い込みによる下降流の発生を免
れ得ず、このため特に容器内の溶鋼高さが低くな
つた場合には、この下降流による非金属介在物の
巻き込みが避けられなかつたのである。 （発明が解決しようとする問題点） この発明は、上記の問題を有利に解決するもの
で、中間容器内の溶融金属に電磁力を利用して回
転流を与え、その遠心力によつて非金属介在物を
除去しつつ注湯を行う方法において、中間容器内
の溶融金属の高さの如何にかかわらず、注湯流中
への非金属介在物の混入を効果的に阻止し得る方
法を提案することを目的とする。 （問題点を解決するための手段） すなわちこの発明は、溶融金属を収容する円筒
状の中間容器の外面から回転磁場を印加して、該
容器内溶融金属を回転撹拌しつつ鋳型内に注湯す
る方法において、中間容器からの溶融金属の注湯
を、該中間容器の下方外周部にて、溶融金属の流
路が該容器内の溶融金属回転流の接線方向と一致
するように設けた取り出し口から行うことからな
る溶融金属の注湯時における非金属介在物の混防
止方法である。 この発明において、介在物除去効果のより一層
の向上のためには、上記流路にフイルターを設置
することが望ましい。 以下この発明を具体的に説明する。 まずこの発明の基礎となつた実験結果から説明
する。 第３図に、実験に用いた５トンの溶鋼を収容し
得るSUS304を外皮とする円筒状の中間容器１
を、該容器内溶湯に回転流を与えるために設置し
た回転磁界発生コイル（２極３相コイル）２と共
に示す。 さて上記の中間容器１内に、A1で脱酸した溶
鋼３を収容し、回転を与えつつ溶鋼３のサンプリ
ングを行つて、溶融金属中の非金属介在物分布に
対応する鋼中酸素分布について調査したところ、
第３図中に例示したとおりの結果が得られた。 また容器１の中央域には、図示したような紡錘
状に集積した介在物塊４が認められ、従つて溶湯
高さが低い場合に、容器の底面中央部から溶鋼を
取り出す場合はいうまでもなく、たとえ中央部か
ら離れた位置で溶鋼を取り出すとしても、容器の
底面から取り出す限りは、前述した通り介在物の
混入が危惧される。とくに介在物の除去効率を上
げるべく溶鋼回転速度を上げた場合には、溶融金
属中央部の凹みが大きくなるため、集積介在物塊
レベルも下がることから、ますます混入のおそれ
が強まる。 この点、容器の外周下方は、酸素濃度が低い従
つて介在物量は少なく、また溶鋼をその回転流に
沿つて取り出すようにすれば、吸い込みにより下
降流が発生することもないので、たとえ溶湯高さ
が低下したとしても介在物の混入のおそれは極め
て小さい。 そこでこの発明では、中間容器からの溶鋼の取
り出しを、該容器の下方外周部から、該容器の溶
融金属回転流の接線方向と一致させて行うことに
したのである。 （作 用） この発明では、溶湯が回転撹拌しているわけで
あるから、注湯に際し、取り出し口に溶湯が衝突
して耐火物が損耗するおそれがある。しかしなが
らこの点についても、この発明に従い、取り出し
口を溶湯回転流の接線方向に向けて容器の外周下
方に設けてやれば、溶融金属と容器耐火物との衝
突に伴う耐火物の損耗に起因した介在物の無用の
生成を効果的に防止できるので、有利に解決する
ことができる。 この取り出しの際、溶湯流は遠心力によるヘツ
ド圧を有しているので、その流路にフイルターを
設けたとしても、該フイルターの圧損に打ち勝つ
て、十分な溶湯流束を確保し得る。 （実施例） 実験に用いた注湯装置の基本構造を第１図に模
式で示す。図中５は取り出し口、６は流路、７は
整流用のタンデイツシユ、８は連鋳用の鋳型、そ
して９は取鍋である。 同図に示した円筒状の中間容器１内に、100ton
取鍋９から溶鋼を供給し、該容器１内に溶鋼を回
転磁界発生コイル２により回転撹拌させつつ、取
り出し口５から取り出し、流路６、整流用タンデ
イツシユ７を介して、連鋳用鋳型８内に注湯し
た。 中間容器１からの溶鋼の取り出しは、次の各要
領で行つた。 (1) 中間容器の下方外周部から、溶鋼回転流の接
線方向に取り出した場合（図示例）。 (2) 上記(1)の方法において、整流用タンデイツシ
ユに至る流路にセラミツクス性のフイルター
（図示せず）を設けた場合。 また比較のため、 (i) 中間容器内の溶鋼に回転流を与えないで、中
間容器の下方外周部から接線方向に取り出した
場合、 (ii) 溶鋼に回転流に与えつつ、中間容器の底面中
央部から取り出した場合、および (iii) 中間容器の底面外縁部に設けた取り出し口か
ら取り出した場合（図示せず） についても実験した。 上記の各実験において、溶鋼としては、100ton
取鍋内のＯレベルを30〜40ppmに揃えた低炭A1
キルド鋼を用い、各実験時における連鋳用鋳型内
溶鋼のＯ含有量によつて、介在物除去能を比較し
た。

【表】 ＊ 通常の状態、即ち溶鋼高さ≒中間容器内
直径を１とした相対表示。
溶鋼取り出し口を下方外周部の溶鋼回転流の接
線方向にかえることにより（適合例(1)、(1)′）、従
来例（(i)、(i)′、(ii)、(ii)′）は勿論のこと比較例
（(iii)、(iii)′）に比べても、鋳型内溶鋼の酸素値を
低
減することができた。上記の実施例のような
10ppm前後の低酸素域では、さらに酸素量を下げ
ることは非常に困難であるが、この発明法に従え
ば効果的に酸素量の低減を図ることができる。 さらに適合例(2)、(2)′では溶鋼高さが低下した
場合でも6ppm以下の低い酸素量となつており、
非金属介在物の混入量が従来に較べて格段に低減
されていることがわかる。 （発明の効果） かくしてこの発明によれば、中間容器内の溶融
金属に回転流を与えつつ注湯を行う場合に、該容
器内の溶融金属の高さの如何にかかわらず、注湯
流中への非金属介在物の混入を効果的に防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施に用いて好適な注湯
装置の模式図、第２図ａ，ｂはそれぞれ、回転撹
拌を利用する従来の注湯方法における集積介在物
塊の挙動を示した図、第３図は、回転流による介
在物の遠心分離効果の説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属を収容する円筒状の中間容器の外面
   から回転磁場を印加して、該容器内溶融金属を回
   転撹拌しつつ鋳型内に注湯する方法において、中
   間容器からの溶融金属の注湯を、該中間容器の下
   方外周部にて、溶融金属の流路が該容器内の溶融
   金属回転流の接線方向と一致するように設けた取
   り出し口から行うことを特徴とする、溶融金属の
   注湯時における非金属介在物の混入防止方法。 ２ 中間容器から、該容器内溶融金属回転流の接
   線方向に取り出した溶融金属流の流路に、介在物
   除去用のフイルターを設けて成る特許請求の範囲
   第１項記載の方法。