JPH04118160A

JPH04118160A - 鋼の連続鋳造方法およびその静磁場印加装置

Info

Publication number: JPH04118160A
Application number: JP23362990A
Authority: JP
Inventors: Hidemasa Nakajima; 中島　英雅; Tadao Watabe; 渡部　忠男; Yoshinori Tanizawa; 谷澤　好徳; Koji Takatani; 幸司高谷
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-09-04
Filing date: 1990-09-04
Publication date: 1992-04-20

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。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この発明は、静磁場により未凝固鋳片内の溶鋼流に対し
て制動を加え、鋳片品質の向上を図る連続鋳造方法およ
びこの方法に使用する静磁場印加装置に関するものであ
る。

〈従来技術〉連続鋳造は、溶鋼をタンデイツシュから浸漬ノズルを介
して鋳型内に注入し、鋳型での一次冷却により溶鋼外面
に凝固シェルを形成し、続く二次冷却帯で前記凝固シェ
ルを成長させつつ引き抜いて連続的に鋳片を製造する方
法であり、浸漬ノズルからの吐出流の下降速度が速いと
、吐出流中の介在物等の浮上が抑制され、場面被覆パウ
ダーに捕捉されずに凝固シェルに捕捉されて、内部欠陥
として残るおそれがある。

このような内部欠陥を防止するには、鋳型内の吐出溶鋼
流に制動を加えてその動きを速やかに遅くし、溶鋼中の
非金属介在物あるいは気泡の浮上を促進し、凝固シェル
による捕捉を阻止すればよく、良好な鋳片品質を保つ上
で極めて効果がある。

この溶鋼流に制動力を与える方法としては、鋳型に設け
た静磁場印加装置により鋳型内あるいは鋳型近傍に静磁
場を印加する方法が一般的である（例えば、特開昭５９
−１０１２６１号）。

この静磁場印加装置は、第１１図、第１２図に示すよう
に、通常、鉄芯５と、二〇鉄芯に巻回した電磁コイル６
から構成し、浸漬ノズル４からの吐出流７が静磁場８内
を直角に横切ることにより溶鋼内に誘導電流を生じ、こ
の誘導電流と静磁場８の相互作用により、吐出流７に対
して逆向きの電磁力Ｆが誘起され、この電磁力Ｆにより
吐出流７を減速するようにされている。

このような静磁場印加装置において、従来は、極力大き
な磁束密度が得られるように、電磁コイル６の電流を制
御していた。

〈この発明が解決しようとする課題〉前述のような従来技術で得られる磁束密度分布は、第１
図に点線で示す分布となり、溶鋼流に制動力が必要な部
分のみならず、不必要な部分にも制動力が加えられ、鋳
片品質に多大なる悪影響を及ぼす。とりわけ、溶湯面最
上端、いわゆるメニスカス近傍に制動力を与えると、こ
の近傍での温度低下が著しくなり、皮張り等が発生し、
縮割れ、−ピンホール等の表面疵の原因となる。

この問題を回避するために、メニスカス近傍の制動力を
小さくすべく、磁束の強弱を調節している電磁コイルの
印加電流を小さくすると、本来制動力の必要な部分の磁
束も小さくなり、制動力が十分に働かず、本来の目的が
達成できなくなる。

また、これを回避すべく、鋳型より下の位置に静磁場を
印加し、メニスカス近傍での制動力を小さくする方法も
考案されているが、この方法では、鋳片を支持するクー
リンググリッドあるいはフットロールの外側から静磁場
を印加するため、巨大な静磁場印加設備を必要とする。

さらに、鋳型直下から漏鋼するブレークアウト発生時に
、電磁コイルが焼損するという大きな問題点が残る。

この発明は、前述のような問題点を解消すべくなされた
もので、その目的は、鋳型内に設置した静磁場印加装置
により、メニスカス近傍における制動力を小さくしつつ
制動力の必要な部分に十分な制動力を与えることができ
る鋼の連続鋳造方法およびその静磁場印加装置を提供す
ることにある。

〈課題を解決するための手段〉本発明は、第１図ないし第４図に示すように、鋳型１内
および・または鋳型直下近傍における鋳片に、静磁場印
加装置３により静磁場８を印加して連続鋳造を行なうに
際し、前記静磁場印加装置３を鋳型１に設置し、鋳型内
湯面、いわゆるメニスカスでの磁束密度を０．０４Ｔ（
テスラ、１０４ガウス）以下とし、鋳型１内あるいは鋳
型直下におけるストランド内溶鋼未凝固部での最大磁束
密度を０．１６Ｔ以上とするようにしたものである。

このような方法を実施する装置は、第３図、第４図に示
すように、鋳型１内および・または鋳型直下近傍におけ
る鋳片に、静磁場８を印加する装置において、装置本体
を鋳型１に搭載し、鉄芯５等の磁極に非磁性体１０を組
み込むことにより容易に得られる。

非磁性体１０は、透磁率の極めて低いオーステナイト系
ステンレス鋼、高Ｍｎｆｉ、銅、アルミニウム等を用い
ることができる。

また、前述のような磁極に非磁性体を組み込んだ装置に
限らず、例えば磁極自体を鋳込方向に例えば２７３〜１
７３程度にコンパクト化し、これを鋳型下部に偏位させ
て設けてもよい。

〈作　用〉例えば、第３図、第４図に示すような静磁場印加装置３
を用いると１、磁束が通りにくい非磁性体１０により、
その近傍の磁束密度が減少し、第１図に示すような磁束
密度分布が得られ、メニスカスでの磁束密度を０．０４
　Ｔ以下、最大磁束密度を０．１６Ｔ以上に容易に設定
することができる。

メニスカスでの磁束密度とスラブ縦割れには、第５図に
示すように、明確な相関があり、０．０４Ｔまでは静磁
場印加無しの場合と比較して縦割れを悪化させるという
ことはなく、０．０５Ｔを越えることにより多大な悪影
響を及ぼす。従って、メニスカスでの磁束密度は０．０
４Ｔ以下とする。

また、第６図に示すように、静磁場による制動力に関し
ては、最大磁束密度が０．１６テスラ以上の場合になっ
て始めて介在物低減効果を現わしてくる。従って、最大
磁束密度は０．１６Ｔ以上とする。

さらに、第３図、第４図の装置において、電磁コイル６
の印加電流を増大させても、第７図に示すように、メニ
スカスの磁束密度は０．０４Ｔを越えることはない。し
かも、第８図に示すように、最大磁束密度は０．１６Ｔ
以上を容易に現出可能である。

第９図に示すのは、メニスカス直下の溶鋼温度であり、
本発明ではメニスカスでの磁束密度の低減により、溶鋼
温度の低下を従来法に比較して大幅に抑制できる。

第１Ｏ図に示すのは、溶鋼流の垂直方向速度成分の鋳型
幅方向分布（メニスカスより７００閣、１／４厚部にお
けるシミュレーション結果）であり、本発明によっても
従来法と同等の短辺銅板部近傍における溶鋼下降流抑制
効果が得られることがわかる。

〈実　施　例〉以下、この発明を図示する一実施例に基づいて説明する
。これは、第２図に示すように、偏平スラブの連続鋳造
に適用した例であり、鋳型１は、対向配置した一対の長
辺銅板ＩＡ、短辺銅板ＩＢ、銅板を支持するバクアップ
フレーム２Ａ、２Ｂなどから構成され、スラブ厚み方向
に対向配置した一対の静磁場印加装置３を浸漬ノズル４
のスラブ幅方向両側にそれぞれ配設し、長辺銅板ＩＡに
近接させて長辺バックアップフレーム２Ａに取付けてい
る。なお、図示では、静磁場印加装置３を浸漬ノズル４
の片側に一対配設した４極構造の例であるが、スラブ厚
み方向に一対の静磁場印加装置３を浸漬ノズル４の片側
においてスラブ幅方向に複数配設することもある。

静磁場印加装置３は、鉄芯５と、この鉄芯に巻回した電
磁コイル６からなる磁力調整可能な電磁気装置とし、ス
ラブ厚み方向に一対の電磁コイル６に同方向の電流を印
加することにより、浸漬ノズル４からの溶鋼流７に直交
する静磁場８を形成する。また、スラブ幅方向左右で溶
鋼流７の方向が異なるため、スラブ幅方向左右で鉄芯５
のＮ、Ｓ極を反対にし、さらにスラブ幅方向に一対の鉄
芯５を、磁路を形成するヨーク９により連結する。

このような静磁場印加装置３において、第３図、第４図
に示すように、鉄芯５を鋳型１の鋳込方向中央部に配設
し、鉄芯５の上部における銅板側の前半分に、非磁性体
であるオーステナイト系Ｃｒ−ＮｉステンレスＩＩＡ（
Ｓ　ＩＪ　Ｓ　３０４）１０を一体的に埋設する。第３
図の実施例Ｉでは、ステンレス鋼１０の厚さを鉄芯５の
高さの１７３とし、第４図の実施例■では、２／３とし
である。

以上のような本発明を、厚さ２３５ｍｘ幅２３００鶴の
中炭素鋼の偏平スラブに適用したところ次のような結果
が得られた。

磁束密度は鋳型に溶鋼が充満していない状態における鉄
芯中心軸を含む垂直面内での値。

従来法イ、口、ハは、印加電流を３段階に変化させた場
合である。

本発明によれば、メニスカスの磁束密度の大幅な低減に
よりメニスカスの直下における溶鋼温度の低下を防止で
き、スラブ表面疵を従来法に比べて著しく低減できると
共に、十分な最大磁束密度により鋳片内の介在物を従来
法と同程度に低減することができる。

なお、以上は磁極に非磁性体を組み込む装置の例を示し
たが、鉄芯と電磁コイルからなる電磁気装置自体をコン
パクト化し、例えば鉄芯を２／３１〜１／２　Ｉ！〜１
／３１（Ｉ！は従来あるいは実施例１．Ｉｆにおける鉄
芯の鋳込方向長さ）とし、鋳型の下部に偏位させて設け
ても同様の磁束密度分布を得ることができる。

また、以上は偏平スラブについて説明したが、その他の
断面形状の鋳片にも本発明を適用できることはいうまで
もない。

〈発明の効果〉前述の通り、本発明は、静磁場印加装置を鋳型に設置し
、メニスカスでの磁束密度が０．０４Ｔ以下、最大磁束
密度が０．１６Ｔ以上となるようにしたため、次のよう
な効果を奏する。

（ｉ）　　メニスカス近傍における制動力を小さくしつ
つ制動力の必要な部分に十分な制動力を与える最適な磁
束密度分布が得られ、縦割れ、ピンホール等の表面疵を
大幅に低減しつつ介在物も低減することができる。

これにより、鋳片品質が大幅に改善され、内質重要管理
の高級鋼を、表面手入れ無しで製造することが可能とな
り、歩留り、省エネルギー、納期などの面から多大なる
メリットが得られる。

００　　静磁場印加装置を鋳型に設置しても最適な磁束
密度分布を得ることができ、装置の小型化を図れると共
に、ブレークアウトによる装置焼損のおそれがない。

ＧｉＤ　　Ｗａ極に非磁性体を組み込むことにより、最
適な磁束密度分布を小型の装置で容易に得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る磁束密度分布を従来法と比較
したグラフ、第２図、第３図は、本発明に係る鋳型を示
す平面図、横断面図、第４図は第３図の変形例を示す横
断面図、第５図はメニスカス磁束密度とスラブ縦割れ指
数の関係を示すグラフ、第６図は最大磁束密度とスラブ
介在物指数の関係を示すグラフ、第７図は印加電流に対
するメニスカス磁束密度を示すグラフ、第８図は印加電
流に対する最大磁束密度を示すグラフ、第９図はメニス
カス直下の溶鋼温度を示すグラフ、第１０図は溶鋼流の
垂直方向速度成分の鋳型幅方向分布を示すグラフ、第１
１図、第１２図は従来の鋳型を示す平面図、横断面図で
ある。１・・・鋳型、　　　　　ＩＡ、ＩＢ・・・銅板２・・
・バックアップフレーム３・・・静磁場印加装置、４・・・浸漬ノズル５・・・
鉄芯、　　　　　　６・・・電磁コイル７・・・吐出流
、　　　　８・・・静磁場９・・・ヨーク、　　　　　
１０・・・非磁性体第図第図、従来法（ｆｕｌｌ磁極）印加電流囚第図印加電Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋳型内および・または鋳型直下近傍における鋳片
に、静磁場印加装置により静磁場を印加して連続鋳造を
行なうに際し、前記静磁場印加装置を鋳型に設置し、鋳型内湯面での磁
束密度を０．０４Ｔ以下とし、鋳型内あるいは鋳型直下
におけるストランド内溶鋼未凝固部での最大磁束密度を
０．１６Ｔ以上とすることを特徴とする鋼の連続鋳造方
法。
（２）鋳型内および・または鋳型直下近傍における鋳片
に、静磁場を印加する装置において、装置本体を鋳型に
搭載し、磁極に非磁性体を組み込んで構成したことを特徴とする連続鋳造方法に
おける静磁場印加装置。