JPH04162940A - 連続鋳造方法 - Google Patents

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） 本発明は、その上部が複数のスリットによって鋳造方向
に沿うセグメントに分割された鋳型内に特定形状のダミ
ーバーを関連配置した後、外周から高周波電磁場を印加
しつつ連続鋳造する方法に関するものである。

（従来の技術） 連続鋳造鋳片の品質向上と鋳造速度の高速化のために、
鋳造時に電磁力を利用する方法等が種々提案されている
（特開昭５１−６５０２３号、特開昭５２−３２８２４
号、特開昭５８−３５６号など）。上記特開昭５１−６
５０２３号公報に記載の方法は、鋳型上部に通電コイル
を設け、これに交流電流を供給して電磁的ピンチ力を発
生させ、それによって溶融金属を特定の空間に閉じ込め
たり開孔部や継ぎ目への流入を抑制し、安定した連続鋳
造を行おうとするものである。しかしこの方法を実操業
で行うためには、コイルと鋳型の形状および配置の改良
、溶融金属面における誘導電流の局部的高密度化、コイ
ルと溶融金属の効果的な冷却法など解決すべき点が多い
。特開昭５２−３２８２４号公報に記載の方法は、鋳型
を包囲するように配置された通電コイルに交流電流を供
給してメニスカス部を湾曲させ、パウダーの鋳型面への
侵入を円滑にすると共に初期凝固における鋳型と鋳片の
接触圧を軽減することにより表面性状の向上を図るもの
である。しかしこの方法では低周波の交流電流が鋳型内
を通過するためにパウダーか溶融金属中に巻き込まれる
という新たな問題か発生するとともに、薄スラブの長辺
側では磁場が透過するのでその効果が期待できないとい
う問題も存在する。特開昭５８−３５６号公報に記載の
設備は水平連続鋳造を対象にしたもので、タンデイシュ
に臨む鋳型端面付近に磁場発生用通電コイルを配置し、
鋳型とタンデイシュの接合面から溶融金属を排除して鋳
造の高速化を図ろうとするものである。しかしこの設備
を用いた場合も前記特開昭５１−６５０２３号公報に記
載の方法と同様な問題点を有している。特に特開昭５１
−６５０２３号公報に記載の鋳造装置のように、耐火物
製給湯ノズル、金属製鋳型および溶融金属による三重点
が生ずる装置では、鋳型による冷却のために耐火物の鋳
型に隣接する部分に凝固シェルが成長して固着する。こ
の凝固シェルは鋳造とともに引き抜かれるので耐火物が
破断し、それが原因になって鋳片表面に欠陥が発生する
ことが多い。ところで、三重点における表面欠陥を防止
するには溶融金属をそこから離反させるのがよいが、そ
れを行うためには鋳型における誘導電流の発生を抑制す
ると共にコイルを三重点にできるだけ近づける必要があ
る。しかし通電コイルを鋳型に極端に近づけると短絡を
起こしたり、鋳型のコーナ部にジュール熱が集中して発
生するなどの問題が起こる。

したかってコイルで発生するピンチ力を直接溶融金属に
作用させる上記方法では溶融金属を確実に排除すること
は困難である。そのうえ上記方法では潤滑剤の供給が円
滑に行えないためにブレークアウトを起こすおそれもあ
る。

（発明が解決しようとする課題） 鋳型とタンデイシュが直接結合した鋳造装置（タンデイ
シュ・鋳型の直接鋳造装置ともいわれる）では、浸漬ノ
ズルを用いた給湯方式に比べて介在物の浮上分離および
ノズル閉塞に対して有利であるが、タンデイシュ、溶融
金属及び鋳型が同時に接触する三重点から表面欠陥が発
生しやすい。

本発明は、三重点等の凝固初期における溶融金属の形状
を電磁力を利用して制御することにより表面欠陥の発生
を防止し、高品質の鋳片を高速度で鋳造できる鋳造装置
を用い、特に鋳造開始時の安定な立上りを実現できる方
法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 連続鋳造において三重点等の凝固初期において鋳型から
溶融金属を効果的に排除する、あるいは鋳片と鋳型の接
触圧を軽減して表面欠陥の発生を防止する手段について
種々検討を重ねた結果、以下の知見を得た。すなわち、 ａ）通電コイルを用いて鋳型における誘導電流の発生を
促進し、それにより二次的に生ずる鋳型と溶融金属間に
発生するピンチ力を利用すれば、三重点に位置する溶融
金属を排除できる可能性が高いが、この為には鋳型にス
リットを設ける必要がある。

ｂ）つまり、スリット部分は磁束密度が高く、湯差しが
起こる可能性の小さいことか電磁場モデルなどの解析か
ら理論的に予測されるからである。しかし、溶融金属面
は必ずしも安定ではなく、特に鋳造の開始時においてス
リットに溶融金属が侵入することもある。

このときは鋳片が鋳型に拘束されることに起因するブレ
ークアウトが起こる。

Ｃ）そこで、鋳型の内壁のスリットを覆う帯状のスリー
ブを持つ構造のダミーバーを使用すれば鋳造開始の段階
において溶融金属はまずスリーブ内に貯留された後、比
較的運動の安定した状態となる。

ｄ）そして、溶融金属の運動が安定した後、鋳造を開始
すればスリット部分に溶融金属が差し込む可能性が小さ
く、連続鋳造の安定立上げが確実に実現できる。

本発明は以上の知見に基づいて成されたものであり、そ
の上部が複数のスリットによって鋳造方向に沿うセグメ
ントに分割された鋳型の前記スリット長さと略同程度の
長さのスリーブをその上端部に有するダミーパーを、そ
の上端面が前記鋳型内の三重点に一致すべく、あるいは
可及的鋳型上端面に一致すべく鋳型底面より挿入配置し
た後、鋳型の前記セグメント部分の外周に鋳型を周回す
べく配置された通電コイルに高周波電流を供給しつつ前
記ダミーパーを関連配置した鋳型内に溶湯を供給し、鋳
型内溶湯の運動が安定した後鋳造を開始することを要旨
とするものである。

（実　施　例） 以下、本発明方法を添付図面を用いて説明する。

第１図は本発明方法を適用する鋳造装置の一例を示した
概略図であり、（イ）は断面して示す正面図、（ロ）は
（イ）図のローロ矢視の拡大要部図である。

この第１図に示す鋳造装置は、溶融金属１と接触する上
部が複数のスリット２ａによって鋳造方向に沿うセグメ
ントに分割された内部水冷構造の金属製鋳型２を耐火物
製タンデイシュ３に嵌合すると共に、前記鋳型２のスリ
ット２ａ部分外側に通電コイル４を配置した構成である
。

上記鋳型２は上述した様にスリット２ａが形成された構
造なので、溶融金属１は通電コイル４の表面を流れる誘
導電流を介して間接的に相互作用する。この結果、磁束
密度の高いところでは第１図（イ）に示す様に空隙ａが
形成される。

通常、鋳型２におけるスリット２ａ部分ては他の領域よ
りも磁束密度が高いので湯差しする可能性は小さいが、
鋳造の初期など非定常の鋳造過程において溶融金属ｌの
流動の乱れが穎著となる場合は湯差しする可能性も存在
する。このとき、鋳片がスリット２ａに拘束されてブレ
ークアウトを起こすトラブルを避けるために、本発明方
法では第２図に示す様なスリーブ５ａ付のダミーパー５
を用いることとしているのである。

本発明方法では上記ダミーパー５の上端面を鋳型２内に
おける三重点に一致するところまで鋳型２の下部から挿
入してセットするのである。その後タンデイシュ３を介
して鋳型２内に溶融金属１を供給して鋳造を開始するわ
けであるが、本発明方法を適用した場合は、特に鋳造の
初期においてスリット２ａの前面の空間かダミーパー５
のスリーブ５ａ部分で覆われているので湯差しすること
はない。

なお、鋳造の進行とともに溶融金＠ｌの自由表面がタン
デイシュ３において所定レベルに到達した後はスリット
２ａの前面における溶融金属ｌの流れは比較的安定する
ことが予想されるのでスリット２ａに湯差しする可能性
は低い。

本発明方法は、第１図に示す如き構造の鋳造装置及び第
２図に示す形状のダミーパーを使用する場合だけでなく
、第３図に示すような、浸漬ノズル６を用いてタンデイ
シュから鋳型２に溶融金属ｌを供給するものであっても
よい。但し、この場合も、鋳型２の上部には鋳造方向に
沿う複数のスリット２ａが形成され、かっこのスリット
部分２ａの外側に通電コイル４を配置していることは勿
論である。なお、第４図はこの第３図に示す鋳造装置を
使用して本発明方法を適用する場合のダミーパー５を示
している。

次に本発明方法の効果を確認するために行った実験結果
について説明する。

そのｌ） 第１図に示す鋳造装置及び第２図に示すダミーパー５を
用いて以下の諸元及び鋳造条件で本発明方法を実施した
。

〔鋳造装置諸元及び鋳造条件〕

１、鋳型２の寸法： 内径φ１００　ｍｍ、外径φ１５０　ａｍ、長さ１００
０ｍｍ２、スリット２ａの寸法・数： 幅０．１ｍｍ、長さ１５０　ｍｍ、　３２本３、タンデ
イシュ３下方の給湯ノズル内径：φ８０ｍｍ＋ ４、通電コイル４の寸法：　３０ｍｍ　Ｘ　３０ｍｍの
角断面５、通電コイル４に流れる実効電流：　２０００
０　Ａ６、高周波電流の周波数：　２０ＫＨｚ７、鋼種
：炭素鋼（重量％、Ｃ＝０．２％、Ｍｎ＝０．４％、５
ｉ＝０．３％、Ｐ＝０．０２％、Ｓ＝０．０２％）８、
鋳片直径：φ１００Ｍ ９、鋳造速度：　２．２ｍ／ｍｉｎ １０、溶鋼温度：　１５２０°Ｃ １１，溶鋼ヘッド（溶鋼自由表面から鋳型三重点までの
距離）：４０〜７０ＩｎＩｎ １２、ダミーパー５のスリーブ５ａの寸法：長さ１５０
　ａｍ、直径φ９９ｍｍ、肉厚３鴫鋳造に際しては鋳型
２と通電コイル４に常温の冷却水を供給しつつ、鋳型２
の下方からタンデイシュ３の下端までダミーパー５を挿
入した。

高周波電流の供給と同時に溶鋼を鋳型２内に供給して凝
固シェルフを形成させ、溶鋼ヘッドが５０順に到達した
後２．２ｍ／ｍｉｎの速度で４０秒間連続して引き抜い
たところ、鋳造の際ブレークアウトは発生しなかった。

また、鋳造後の鋳片を観察したところ、鋳片が鋳型スリ
ット部に湯差しした様子は認められず、極めて安定した
鋳造の立上りを実現できた。

その２） 第３図に示す鋳造装置及び第４図に示すダミーパー５を
用いて以下の諸元及び鋳造条件で本発明方法を実施した
。

〔鋳造装置諸元及び鋳造条件〕

１、鋳型２の寸法：内寸法８０闘Ｘ１５０ｍｍ、肉厚３
０ｍｍ、長さ１０００ｍｍ ２、スリット２ａの寸法・数： 輻０．１騒、長さ１５０−１３２本 ３、浸漬ノズル６の寸法：内径φ３〇−４、通電コイル
４の寸法等： 外径φ２０鴫、肉厚２ｍｍ、巻き数４ ５、通電コイル４に流れる電流の実効値：２０００ＯＡ ６３高周波電流の周波数：　２０ＫＨ２７、鋼種：炭素
鋼（重量％、Ｃ＝０．２％、Ｍｎ＝Ｃ１，４％、５ｉ＝
０．３％、Ｐ＝０．０２％、Ｓ＝０．０２％）８、鋳片
の寸法：　８０ａ＋　Ｘ　１５０　ａｍ９、鋳造速度：
　２．２ｍ／ｍ１ｎ １０、溶鋼温度：　１５２０°Ｃ １１、ダミーパー５のスリーブ５ａの寸法：長さ１５０
　ｍｍ、肉厚３ｍｍ その１）とほぼ同じ条件で溶鋼の連続鋳造を行なったと
ころ鋳造過程においてブレークアウトは認められなかっ
た。また、鋳造後の鋳片を観察したところ鋳片か鋳型ス
リット部に湯差しした様子は認められず極めて安定した
鋳造の立上りを実現できた。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明方法を実施することにより
、連続鋳造時における立上りを極めて安１定した状態で
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は本発明方法を適用する鋳造装置の概
略説明図で、夫々（イ）は断面して示す正面図、第１図
（ロ）はローロ矢視の拡大要部図、第３図（ロ）はロー
ロ矢視断面図、第２図及び第４図は第１図及び第３図の
鋳造装置を使用する場合のダミーパーの斜視図である。 １は溶融金属、２は鋳型、２ａはスリット、４は通電コ
イル、５はダミーパー、５ａはスリーブ。 ｊＩＩ図 （ロ） 第２図 第４図 第３図 （ロ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）その上部が複数のスリットによって鋳造方向に沿
   うセグメントに分割された鋳型の前記スリット長さと略
   同程度の長さのスリーブをその上端部に有するダミーバ
   ーを、その上端面が前記鋳型内の三重点に一致すべく、
   あるいは可及的鋳型上端面に一致すべく鋳型底面より挿
   入配置した後、鋳型の前記セグメント部分の外周に鋳型
   を周回すべく配置された通電コイルに高周波電流を供給
   しつつ前記ダミーバーを関連配置した鋳型内に溶湯を供
   給し、鋳型内溶湯の運動が安定した後鋳造を開始するこ
   とを特徴とする連続鋳造方法。