JPH0394959A - 鋳型内溶鋼流動制御方法 - Google Patents
鋳型内溶鋼流動制御方法Info
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- JPH0394959A JPH0394959A JP2147388A JP14738890A JPH0394959A JP H0394959 A JPH0394959 A JP H0394959A JP 2147388 A JP2147388 A JP 2147388A JP 14738890 A JP14738890 A JP 14738890A JP H0394959 A JPH0394959 A JP H0394959A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D37/00—Controlling or regulating the pouring of molten metal from a casting melt-holding vessel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/114—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means
- B22D11/115—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
従来の技術
従来，鉄の連続鋳造プロセスにおいて、鋳型内溶鋼注湯
の際に生ずる溶鋼の偏流、不均一流を低城する目的で靜
磁場印加による流動制御が試みられている（特公昭５Ｂ
−１６０８８２）．このような靜磁場印加法では，靜磁
場と溶鋼流動との干渉により生ずる誘導電流（速度Ｕと
磁場強度Ｂの外積ＵＸＢに相当する誘導電流が流れよう
とする．）が自由に流れうるパスを設けてやる必要があ
る．例えば、第６図に示すような一様に近い靜磁場印加
法では、靜磁場と溶鋼流動の相互作用で、第７図に示す
ような誘導電流６が生じようとするが、誘導電流はその
循環バスが無いと流れないため、磁場の小さい壁ぎわを
通る迂回電流７を生じなければならない．しかし、壁際
に迂回電流が流れるには、その電流を流すだけの起電力
を発生する必要がある． 第ｌＯ図に発生する電位φの分布を示す．この結果、磁
場の小さい場所では起電力による迂回電流が流れること
になるが、磁場の大きい吐出流付近では、誘導電流（Ｕ
Ｘ Ｂ）を抑制するような電位勾配（ｇｒａｄφ）と
なり、実際に流れる電流Ｊ （＝σ（ＵＸＢ−ｔｒａｄ
φ））が低下して印加された磁場との作用により生じる
電磁ブレーキ力（電流Ｊと磁場強度Ｂとの外積に相当す
るローレンツカ：ＪＸＢ）の効率が低下する．通常，こ
の効率低下は５０％以上程度であり、所定の電磁力を得
るために大きな磁場を印加しなければならないことにな
る． 発明が解決しようとする課題 鋳型内溶鋼の流動抑制や偏流、不均一流、溶鋼表面での
振動現象を低減することは、パウダーの巻き込み現象や
、アルミナ系介在物の鋳片への集中を防ぎ安定な鋳造を
行ううえで非常に重要である．その際に必要な磁場強度
が非常識に高かったり，その設備がコンパクトで無かっ
たりする場合には実用化が困難となる． そこで、本発明はこのような問題点を解消するために案
出されたものであって、水冷鋳型内部あるいは外部にコ
ンパクトなコイル（常伝導または超伝導）を設置しカス
プ磁界を発生させ、鋳型内溶鋼の流動抑制や偏流、不均
一流、溶鋼表面振動の効率良い低減や、異鋼種連々鋳時
の戊分濃度の混合防止等を目的とする． 課題を解決するための手段 本発明の鋳型内溶鋼流動制御方法は、鋳型内溶鋼、凝固
シェル内溶鋼を取り巻くように、コンパクトな二個以上
のコイルを設置し、相互に反対方向の電流を通じること
によりカスプ磁界を発生させ、鋳型内溶鋼の流動抑制や
偏流，不均一流、溶鋼表面振動の低減や異鋼種連々鋳時
の戒分の混合防止を効率よく行うことを特徴とする．こ
の際二個以上のコイルの設置場所としては、第９図（ａ
）〜（ｅ）に示すように、両方を鋳型内部に設置する場
合（ａ）、両方を鋳型外部に設置する場合（ｂ）、一方
を鋳型上部に他方を鋳型内部に設置する場合（Ｃ）、両
方を鋳型下部に設置する場合（ｄ）、一方を鋳型内部に
他方を鋳型下部に設置する場合（ａ）等がある， 特許請求の範囲第１項に記載される発明の概要を第１図
に示す．水冷鋳型１の内部で浸漬ノズルからの溶鋼流入
ジェットが鋳型短辺へ衝突する付近に位置する上部コイ
ル２と，下部コイル３を設置し、それぞれへ反対方向の
電流を流すだけの単純な構造を有する． このような二個のコイルにより生ずるカスブ磁界を第２
図（ａ） ． （ｂ）に示した．この方スプ磁界の特徴
は上下二個のコイル中間面で磁場は水平戒分のみであり
、その水平断面内では第２図（ｂ）に示すように放射状
の方向或分を持つ．また、その強度はコイルの中間点Ａ
で最も強く第２図中Ｂ点で最も弱くなる． 浸漬ノズルからの溶鋼流入ジェットが短辺に衝突後壁ぎ
わを下降する流れに、上記カスブ磁界を作用させた場合
に生ずる誘導電流を第３図に示した。誘導電流は磁力線
９と溶鋼流動１０と直交する方向つまり水平断面を周方
向に流れるために誘導電流の迂回パスを作る必要も無く
自由に流れ得る．従って、印加靜磁界と誘導電流との作
用により生ずる電磁ブレーキカは非常に効率が高い．特
にｂ−ｂ’断面やｃ−ｃ’断面付近の壁際をよぎる溶鋼
流動に対しては第３図中に示すように磁力線が速度に直
交しているため制動効果が非常に高くなる。
の際に生ずる溶鋼の偏流、不均一流を低城する目的で靜
磁場印加による流動制御が試みられている（特公昭５Ｂ
−１６０８８２）．このような靜磁場印加法では，靜磁
場と溶鋼流動との干渉により生ずる誘導電流（速度Ｕと
磁場強度Ｂの外積ＵＸＢに相当する誘導電流が流れよう
とする．）が自由に流れうるパスを設けてやる必要があ
る．例えば、第６図に示すような一様に近い靜磁場印加
法では、靜磁場と溶鋼流動の相互作用で、第７図に示す
ような誘導電流６が生じようとするが、誘導電流はその
循環バスが無いと流れないため、磁場の小さい壁ぎわを
通る迂回電流７を生じなければならない．しかし、壁際
に迂回電流が流れるには、その電流を流すだけの起電力
を発生する必要がある． 第ｌＯ図に発生する電位φの分布を示す．この結果、磁
場の小さい場所では起電力による迂回電流が流れること
になるが、磁場の大きい吐出流付近では、誘導電流（Ｕ
Ｘ Ｂ）を抑制するような電位勾配（ｇｒａｄφ）と
なり、実際に流れる電流Ｊ （＝σ（ＵＸＢ−ｔｒａｄ
φ））が低下して印加された磁場との作用により生じる
電磁ブレーキ力（電流Ｊと磁場強度Ｂとの外積に相当す
るローレンツカ：ＪＸＢ）の効率が低下する．通常，こ
の効率低下は５０％以上程度であり、所定の電磁力を得
るために大きな磁場を印加しなければならないことにな
る． 発明が解決しようとする課題 鋳型内溶鋼の流動抑制や偏流、不均一流、溶鋼表面での
振動現象を低減することは、パウダーの巻き込み現象や
、アルミナ系介在物の鋳片への集中を防ぎ安定な鋳造を
行ううえで非常に重要である．その際に必要な磁場強度
が非常識に高かったり，その設備がコンパクトで無かっ
たりする場合には実用化が困難となる． そこで、本発明はこのような問題点を解消するために案
出されたものであって、水冷鋳型内部あるいは外部にコ
ンパクトなコイル（常伝導または超伝導）を設置しカス
プ磁界を発生させ、鋳型内溶鋼の流動抑制や偏流、不均
一流、溶鋼表面振動の効率良い低減や、異鋼種連々鋳時
の戊分濃度の混合防止等を目的とする． 課題を解決するための手段 本発明の鋳型内溶鋼流動制御方法は、鋳型内溶鋼、凝固
シェル内溶鋼を取り巻くように、コンパクトな二個以上
のコイルを設置し、相互に反対方向の電流を通じること
によりカスプ磁界を発生させ、鋳型内溶鋼の流動抑制や
偏流，不均一流、溶鋼表面振動の低減や異鋼種連々鋳時
の戒分の混合防止を効率よく行うことを特徴とする．こ
の際二個以上のコイルの設置場所としては、第９図（ａ
）〜（ｅ）に示すように、両方を鋳型内部に設置する場
合（ａ）、両方を鋳型外部に設置する場合（ｂ）、一方
を鋳型上部に他方を鋳型内部に設置する場合（Ｃ）、両
方を鋳型下部に設置する場合（ｄ）、一方を鋳型内部に
他方を鋳型下部に設置する場合（ａ）等がある， 特許請求の範囲第１項に記載される発明の概要を第１図
に示す．水冷鋳型１の内部で浸漬ノズルからの溶鋼流入
ジェットが鋳型短辺へ衝突する付近に位置する上部コイ
ル２と，下部コイル３を設置し、それぞれへ反対方向の
電流を流すだけの単純な構造を有する． このような二個のコイルにより生ずるカスブ磁界を第２
図（ａ） ． （ｂ）に示した．この方スプ磁界の特徴
は上下二個のコイル中間面で磁場は水平戒分のみであり
、その水平断面内では第２図（ｂ）に示すように放射状
の方向或分を持つ．また、その強度はコイルの中間点Ａ
で最も強く第２図中Ｂ点で最も弱くなる． 浸漬ノズルからの溶鋼流入ジェットが短辺に衝突後壁ぎ
わを下降する流れに、上記カスブ磁界を作用させた場合
に生ずる誘導電流を第３図に示した。誘導電流は磁力線
９と溶鋼流動１０と直交する方向つまり水平断面を周方
向に流れるために誘導電流の迂回パスを作る必要も無く
自由に流れ得る．従って、印加靜磁界と誘導電流との作
用により生ずる電磁ブレーキカは非常に効率が高い．特
にｂ−ｂ’断面やｃ−ｃ’断面付近の壁際をよぎる溶鋼
流動に対しては第３図中に示すように磁力線が速度に直
交しているため制動効果が非常に高くなる。
カスプ磁界を発生させる時に使用される上下２個のコイ
ルは、各々２個以上同数に分割し、分割した箇所に上下
のコイルをつなぐ接続コイル部１５を設け、分割した領
域毎に独立した直流電流ループを形或するとともに、上
下の水平コイル部には特許請求の範囲第１項に記載され
る発明と同方向の電流戊分を持つようにすることも可能
である．その模様を第１１図（ａ） ， （ｂ）に示す
。
ルは、各々２個以上同数に分割し、分割した箇所に上下
のコイルをつなぐ接続コイル部１５を設け、分割した領
域毎に独立した直流電流ループを形或するとともに、上
下の水平コイル部には特許請求の範囲第１項に記載され
る発明と同方向の電流戊分を持つようにすることも可能
である．その模様を第１１図（ａ） ， （ｂ）に示す
。
次に、特許請求の範囲第２項に記載される発明の概要を
第４図に示す．水冷鋳型１の内部で溶鋼自由表面付近に
位置する上部コイル２と、下部コイル３を設置し、それ
ぞれに反対方向の電流を流す構造を有する．溶鋼の自由
表面振動が起こる場合に前述のカスプ磁界を作用させた
場合に生ずる誘導電流を第５図に示した．誘導電流は水
平断面を周方向に流れるために障害は無く自由に流れ得
る．従って、印加靜磁界と誘導電流の作用により生ずる
自由表面振動抑制効果は非常に効率が高い。
第４図に示す．水冷鋳型１の内部で溶鋼自由表面付近に
位置する上部コイル２と、下部コイル３を設置し、それ
ぞれに反対方向の電流を流す構造を有する．溶鋼の自由
表面振動が起こる場合に前述のカスプ磁界を作用させた
場合に生ずる誘導電流を第５図に示した．誘導電流は水
平断面を周方向に流れるために障害は無く自由に流れ得
る．従って、印加靜磁界と誘導電流の作用により生ずる
自由表面振動抑制効果は非常に効率が高い。
カスブ磁界を発生させる時に使用される上下２個のコイ
ルは、各々２個以上同数に分割し、分割した箇所に上下
のコイルをつなぐ接続コイル部１５を設け、分割した領
域毎に独立した直流電流ループを形成するとともに、上
下の水平コイル部には特許請求の範囲第２項に記載され
る発明と同方向の電流戒分を持つようにすることも可能
である。
ルは、各々２個以上同数に分割し、分割した箇所に上下
のコイルをつなぐ接続コイル部１５を設け、分割した領
域毎に独立した直流電流ループを形成するとともに、上
下の水平コイル部には特許請求の範囲第２項に記載され
る発明と同方向の電流戒分を持つようにすることも可能
である。
第８図には、コイルを３段に巻いた際に生ずるカスブ磁
界を示す。このように多段のカスブ磁界を適切な条件の
基に発生させれば，上述の溶鋼流動制動のチャンスが多
くなり効果が拡大される． 実施例１ 表１に記載されるような操業条件にてカスブ磁界の評価
実験が行われた。また、比較のため表２に示すような操
業条件にて，第６図に示すような磁場印加法（従来法）
での実験も行われた。
界を示す。このように多段のカスブ磁界を適切な条件の
基に発生させれば，上述の溶鋼流動制動のチャンスが多
くなり効果が拡大される． 実施例１ 表１に記載されるような操業条件にてカスブ磁界の評価
実験が行われた。また、比較のため表２に示すような操
業条件にて，第６図に示すような磁場印加法（従来法）
での実験も行われた。
（以下余白）
表１ カスブ磁界印加時の操業条件
上記のような条件において鋳造を行い、引き抜かれた鋳
片内のＬ面より１７４位置に存在する介在物集積帯での
アルミナ系介在物のスライム抽出量を、カスブ磁界末印
加時の量をｌと基準化して表３に示した． 表３ スライム抽出量の比較 表２ 従来法での磁界印加時の操業条件このように、カ
スプ磁界による溶鋼の流動抑制効果により鋳片内介在物
集積の低減効果が確認された． 実施例２ 表４に記載されるような操業条件にてカスブ磁界の評価
実験が行われた．また、比較のため表２に示すような操
業条件にて、第６図に示すような磁場印加法（従来法）
での実験も行われた．表４ カスブ磁界印加時の操業条件 このように、カスプ磁界による溶鋼表面振動の抑制効果
により鋳片表面欠陥の低減効果が確認された． 実施例３ 表６に記載されるような操業条件にてカスプ磁界の評価
実験が行われた． 上記のような条件において鋳造を行い、引き抜かれた鋳
片表面に存在する白しみ疵欠陥の量を，カスブ磁界末印
加時の量を１と基準化して表５に示した． 表６ カスブ磁界印加時の操業条件 表５ 白しみ疵欠陥の比較 上記のような条件において、異鋼種連々鋳操業を行い、
或分濃度の混合による継ぎ目部のスクラップ分の長さを
、カスプ磁界末印加時の量を１として規準化して表７に
示した． 表７ 継ぎ目部のスクラップ長さの比較 このように、カスブ磁界による溶鋼の流動抑制効果によ
り異鋼種連々鋳時の成分濃度の混合防止効果が確認され
た． 実施例４ 特許請求の範囲第３項に記載される発明について、表８
に記載されるような操業条件にて評価実験が行われた． 表８ カスプ磁界印加時の操業条件 上記のような条件において鋳造を行い、引き抜かれた鋳
片内のＬ面より１／４位置に存在する介在物集積帯での
アルミナ系介在物のスライム抽出量を、カスブ磁界末印
加時の量を１として規準化して表９に示した。
片内のＬ面より１７４位置に存在する介在物集積帯での
アルミナ系介在物のスライム抽出量を、カスブ磁界末印
加時の量をｌと基準化して表３に示した． 表３ スライム抽出量の比較 表２ 従来法での磁界印加時の操業条件このように、カ
スプ磁界による溶鋼の流動抑制効果により鋳片内介在物
集積の低減効果が確認された． 実施例２ 表４に記載されるような操業条件にてカスブ磁界の評価
実験が行われた．また、比較のため表２に示すような操
業条件にて、第６図に示すような磁場印加法（従来法）
での実験も行われた．表４ カスブ磁界印加時の操業条件 このように、カスプ磁界による溶鋼表面振動の抑制効果
により鋳片表面欠陥の低減効果が確認された． 実施例３ 表６に記載されるような操業条件にてカスプ磁界の評価
実験が行われた． 上記のような条件において鋳造を行い、引き抜かれた鋳
片表面に存在する白しみ疵欠陥の量を，カスブ磁界末印
加時の量を１と基準化して表５に示した． 表６ カスブ磁界印加時の操業条件 表５ 白しみ疵欠陥の比較 上記のような条件において、異鋼種連々鋳操業を行い、
或分濃度の混合による継ぎ目部のスクラップ分の長さを
、カスプ磁界末印加時の量を１として規準化して表７に
示した． 表７ 継ぎ目部のスクラップ長さの比較 このように、カスブ磁界による溶鋼の流動抑制効果によ
り異鋼種連々鋳時の成分濃度の混合防止効果が確認され
た． 実施例４ 特許請求の範囲第３項に記載される発明について、表８
に記載されるような操業条件にて評価実験が行われた． 表８ カスプ磁界印加時の操業条件 上記のような条件において鋳造を行い、引き抜かれた鋳
片内のＬ面より１／４位置に存在する介在物集積帯での
アルミナ系介在物のスライム抽出量を、カスブ磁界末印
加時の量を１として規準化して表９に示した。
表９ スライム抽出量の比較
このように、特許請求の範囲第３項に記載される分割型
コイルを用いる方法による介在物の低減効果は、特許請
求の範囲第３項に記載される分割型コイルを用いる方法
と比較してさほど効果に違いが無いことが確認された． 発明の効果 以上、述べてきたように本発明は、溶鋼（非鉄金属も可
能）等の連続式鋳造装置の操業に関するもので、水冷鋳
型内部あるいは外部に設置された二個以上のコイルのそ
れぞれに反対方向の電流を通じることにより発生するカ
スブ磁界により、効率良く鋳型内溶鋼の偏流，不均一流
や溶鋼表面振動を低減するものである．尚、カスプ磁界
を得るためのコイルとしては、常伝導コイルでも超伝導
コイルでも良い．
コイルを用いる方法による介在物の低減効果は、特許請
求の範囲第３項に記載される分割型コイルを用いる方法
と比較してさほど効果に違いが無いことが確認された． 発明の効果 以上、述べてきたように本発明は、溶鋼（非鉄金属も可
能）等の連続式鋳造装置の操業に関するもので、水冷鋳
型内部あるいは外部に設置された二個以上のコイルのそ
れぞれに反対方向の電流を通じることにより発生するカ
スブ磁界により、効率良く鋳型内溶鋼の偏流，不均一流
や溶鋼表面振動を低減するものである．尚、カスプ磁界
を得るためのコイルとしては、常伝導コイルでも超伝導
コイルでも良い．
第１．４図は本発明方法の装置概略図、第２図（ａ）は
本発明方法により発生するカスブ磁界の模様を示す説明
図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のａ−ａ’断面図、第
３図（ａ） ． （ｂ） ． （ｃ） ．第５図（ａ）
． （ｂ）は本発明方法により溶鋼の不均一流あるい
は表面振動を制動している際に生ずる誘導電流の模様を
示す説明図、第６図は従来方式の靜磁場による鋳型内溶
鋼流動制動法の概略図、第７図は第６図に示す方法で操
業した際に生ずる誘導電流の模様を示す説明図、第１０
図は第６図に示す方式で操業した際に発生する電位の分
布を示す説明図、第８図は３段のコイルにより発生する
カスプ磁界の模様を示す説明図、第９図（ａ）〜（ｅ）
は二個のコイルの設置場所を示す説明図、第１１図（ａ
）は上下２段のコイルを各々４個に分割、接続した模様
を示す説明図、第ｌ１図（ｂ）は上下２段のコイルを各
々２個に分割、接続した模様を示す説明図である。
本発明方法により発生するカスブ磁界の模様を示す説明
図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のａ−ａ’断面図、第
３図（ａ） ． （ｂ） ． （ｃ） ．第５図（ａ）
． （ｂ）は本発明方法により溶鋼の不均一流あるい
は表面振動を制動している際に生ずる誘導電流の模様を
示す説明図、第６図は従来方式の靜磁場による鋳型内溶
鋼流動制動法の概略図、第７図は第６図に示す方法で操
業した際に生ずる誘導電流の模様を示す説明図、第１０
図は第６図に示す方式で操業した際に発生する電位の分
布を示す説明図、第８図は３段のコイルにより発生する
カスプ磁界の模様を示す説明図、第９図（ａ）〜（ｅ）
は二個のコイルの設置場所を示す説明図、第１１図（ａ
）は上下２段のコイルを各々４個に分割、接続した模様
を示す説明図、第ｌ１図（ｂ）は上下２段のコイルを各
々２個に分割、接続した模様を示す説明図である。
Claims (3)
- （１）鉄の連続鋳造プロセスにおいて、鋳型内もしくは
凝固シェル内溶鋼を取り巻くように、水冷鋳型内部、鋳
型周囲もしくは鋳型下部の位置に、二個以上のコイルを
設置し、相互に反対方向の直流電流を通じることにより
カスプ磁界を発生させ、溶鋼の流動抑制や偏流、不均一
流の低減や異鋼種連々鋳時の混合防止を行うことを特徴
とする鋳型内溶鋼流動制御方法。 - （２）鉄の連続鋳造プロセスにおいて、鋳型内溶鋼自由
表面近傍に、該溶鋼を取り巻くようにして水冷鋳型内も
しくは鋳型周囲に、二個以上のコイルを設置し、相互に
反対方向の直流電流を通じることによりカスプ磁界を発
生させ、溶鋼自由表面振動を防止することを特徴とする
鋳型内溶鋼流動制御方法。 - （３）請求項（１）、（２）において二個以上のコイル
を設置する方法が、対になる上下の二コイル毎に各々二
個以上同数に分割し、分割した箇所に上下のコイルをつ
なぐ接続コイル部を設け、分割した領域毎に独立した直
流電流ループを形成してカスプ磁界を発生させる溶鋼の
流動制御、偏流・不均一流の低減、自由表面振動の防止
や異鋼種連々鋳時の混合防止を行なうことを特徴とする
鋳型内溶鋼流動制御方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14523189 | 1989-06-09 | ||
| JP1-145231 | 1989-06-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0394959A true JPH0394959A (ja) | 1991-04-19 |
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