JPH04309436A - 複層鋳片の連続鋳造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内層と外層との間に明
確な境界が設けられた複層鋳片を溶融状態から連続的に
製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造によって複合鋼材を製造する方
法として、長さの異なる２本の浸漬ノズルを鋳型内にあ
る溶融金属のプールに挿入し、それぞれのノズルの吐出
孔位置を鋳造方向と異なる位置に設けて異種の溶融金属
を注入する方法が、特公昭４４−２７３６１号公報で提
案されている。

【０００３】しかし、単に２本の浸漬ノズルで鋳型内に
おける鋳造方向の異なる位置で異種金属を注入するよう
にしただけでは、異種金属の鋳型内における吐出位置又
は吐出流のパターンをいかに調整しようとも、注入の進
行、すなわち鋳造の進行と共に異種の溶融金属間での混
合が生じる。

【０００４】そのため、鋳片の表層から内部にかけて、
厚み方向に濃度が変化する境界層が形成される。或いは
、表層と内部との境界が極めて不鮮明な鋳片となる。

【０００５】そこで、特公昭４９−４４８５９号公報で
は、鋳型に注入された異種の溶融金属間に耐火物製の隔
壁を設けて、連続鋳造する方法が提案されている。

【０００６】しかし、異種溶融金属の混合を抑えるため
には、充分な大きさの耐火物隔壁を鋳造空間に挿入する
ことが必要になる。そのため、鋳造上に新たな問題が生
じる。

【０００７】たとえば、耐火物隔壁が大きくなるに伴っ
て、それが凝固中のシェルに接触する危険性が高くなる
。この接触が起こると、シェルに捕捉されて耐火物が破
損したり、シェルが破れてブレークアウトを発生するこ
とにもなりかねない。

【０００８】また、高温の溶融金属に浸漬された耐火物
隔壁は、物理的強度の点でも問題があり、鋳造中に溶損
或いは破損して本来の目的が達成できないばかりか、ス
トランド中に巻き込まれた耐火物は、鋳造作業及び製品
品質に悪影響を与える。

【０００９】本発明者等は、この耐火物隔壁が持つ欠点
を解消するため、鋳型内に注入された異種の溶融金属を
仕切る手段として静磁場を利用した方法を開発し、これ
を特開昭６３−１０８９４７号公報で開示した。

【００１０】この方法においては、鋳造方向に対して直
角な方向に鋳片全幅にわたって磁力線が延在するような
静磁場を形成させ、この静磁場を境界としてその上下に
異種の溶融金属を供給している。すなわち、この静磁場
により電磁ブレーキが働き、静磁場帯での溶融金属の流
れが制動される。その結果、上下層が接する位置での上
下層の混合を最低限に抑えることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この特開昭６３−１０
８９４７号公報で提案した方法によれば、鋳型内のプー
ルに耐火物隔壁を配置させる必要がないため、シェルの
破壊、破損した耐火物による欠陥の発生等の問題がなく
なる。しかし、その後の研究によって、静磁場が溶融金
属の制動に充分作用しない場合のあることが知見された
。

【００１２】そこで、本発明は、静磁場の印加形態を改
良することによって、溶融金属に対する制動効果を改善
し、異種金属間の混合を無くして境界が一層明確になっ
た複層鋳片を製造する手段を提供する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は以下の構成を要
旨とする。

【００１４】その１は、鋳型に供給された溶融金属の湯
面レベルよりも下方の位置で、鋳片の周囲を捲回し、か
つ鋳造方向に直列に配置された一対のソレノイドコイル
に、両コイル内を通過するか又は横切る磁束の向きが互
いに反対となるように直流電流を供給して、両コイル境
界位置の鋳片Ｃ断面内において、面中心から周囲に向か
う向き、あるいはその逆の向きの静磁場を印加し、この
静磁場帯を境として上下に異なる組成の金属を供給する
ことを特徴とする複層鋳片の連続鋳造方法である。

【００１５】その２は、鋳型に供給された溶融金属の湯
面レベルよりも下方の位置で、コイルの軸が鋳造方向に
対して垂直となるように鋳片各面内に配置された４個の
コイルに、各コイルの鋳片側の極が同極となるように直
流電流を供給して、各コイル中央位置の鋳片Ｃ断面内に
おいて、面中心から周囲に向かう向き、あるいはその逆
の向きの静磁場を印加し、この静磁場帯を境として上下
に異なる組成の金属を供給することを特徴とする複層鋳
片の連続鋳造方法である。

【００１６】

【作用】異種の溶融金属が静磁場帯で分けられたストラ
ンドプール内の上下それぞれの位置に所定の比率で供給
される場合、静磁場の印加により上下プール境界部の溶
融金属の流動が抑制され、異種金属間の混合が抑えられ
る。このとき、静磁場帯の上下にある異種の溶融金属間
の界面は、図４に示すような状態にあるものと推察され
る。

【００１７】すなわち、鋳型で区切られた鋳造空間に注
入された溶融金属１、２は鋳型壁を介した抜熱によって
冷却・凝固し、それぞれ凝固シェル３、４となる。この
とき、磁石５で静磁場が印加されているので、溶融金属
１、２の流れを抑制する制動力が発生し、混合が抑制さ
れる。

【００１８】ところが、先願の特開昭６３−１０８９４
７号公報の発明では、鋳造方向に対して直角な方向の磁
力線をもつ静磁場を印加している。このため、図４に示
すような溶融金属１と溶融金属２との間に生じる流動（
波動又は混合）に対しては必ずしも効果的ではなかった
。

【００１９】本発明者らは、図２に示すように、溶融金
属１と溶融金属２との境界部において、鋳片内部より鋳
片周囲に向かって「湧き出る」ような構造を有する磁場
、あるいは逆に、鋳片周囲から鋳片内部へ「吸い込まれ
る」ような構造を有する磁場によって混合抑制の効率を
大幅に改善した。

【００２０】先ず一対のソレノイドコイルを用いる方法
について説明する。

【００２１】図１は、本発明において、鋳造方向と平行
な磁力線をもち、かつコイル９とコイル１０の境界位置
の鋳片Ｃ断面内に鋳造方向と直角な磁力線をもつ静磁場
を発生させる機構を示す概略図であり、図２は図１の静
磁場の発生状況を示す図である。

【００２２】ストランドプール内に、それぞれ長さの異
なる浸漬ノズル７、８を挿入する。そして、内層となる
凝固シェル３を形成する溶融金属１及び外層となる凝固
シェル４を形成する溶融金属２を、それぞれ浸漬ノズル
７、８から注入する。

【００２３】注入された溶融金属１、２は静磁場を印加
しない場合には、図１の矢印で示すようにストランドプ
ール内を流動する。その結果、両溶融金属は、この注入
に伴う流動によって混合し合うため、複層鋳片は製造で
きない。

【００２４】そこで、鋳型６の下部周囲にソレノイド状
に捲いた一対のコイル９、１０を配設し、これらのソレ
ノイドコイル９、１０にそれぞれのコイル内を横切る磁
界がお互いに反対方向となるように直流電流を供給する
。これにより、図２に示すように２つのコイルの中間位
置に鋳造方向に対して垂直な面上を鋳片内部より周囲へ
向かって「湧き出す」ような静磁場が形成される。

【００２５】この磁力線１１は、溶融金属界面の波動に
よる上下方向の流動成分に対して極めて効果的に作用し
、図４のような、溶融金属１，２間にある界面の混合が
抑制される。その結果、凝固シェル３，４間に明確な界
面をもつ複層鋳片が製造される。

【００２６】なお、図２では鋳片内部より鋳片周囲に向
かって「湧き出る」ような磁力線１１をもつ静磁場を印
加している。しかし、それとは全く反対の鋳片周囲から
鋳片中央へ「吸い込む」方向の磁力線１１をもつ静磁場
を印加しても、同様な効果が得られることは勿論である
。

【００２７】つぎに４個のコイルを用いる方法について
説明する。

【００２８】図５に示すように、これまで述べてきたも
のと同等の構造を有する静磁場を得る方法として、コイ
ルの軸が鋳造方向に対して垂直となるように鋳片各面に
配置された４個のコイルを用い、各コイルの鋳片側の極
が同極となるように、コイルに通電する方法も有効であ
る。

【００２９】

【実施例】先ず本発明の第１の実施例を図面に基づき説
明する。

【００３０】図１に示す如く、浸漬ノズル７から普通鋼
組成（Ｃｒ０％）をもつ溶融金属１（融点１４９６℃）
を注入し、浸漬ノズル８からＳＵＳ３０４組成（Ｃｒ１
８％）をもつ溶融金属２（融点１４５０℃）を注入した
。

【００３１】そして、鋳型６の下部で鋳型６内の鋳片を
取り巻くような形態でソレノイドコイル９及び１０を設
置し、図２に示す如く磁場帯を設け、この磁場帯の鋳造
方向の中心は、メニスカスより６００ｍｍだけ下方の位
置に設定した。また、ソレノイドコイル９及び１０には
、磁場帯中の磁束密度が３０００ガウスとなるように、
直流電流を供給した。

【００３２】このようにして、外層の目標厚みが１５ｍ
ｍで目標板厚が２００ｍｍの複層鋳片を連続鋳造した。 図３は、得られた複層鋳片における外層から内層にかけ
てのＣｒ含有量の変化を示す。また、図３には、先願で
ある特開昭６３−１０８９４７号公報で提案した静磁場
を印加した場合のＣｒ含有量の変化を比較例として示し
ている。

【００３３】図３から明らかなように、図２に示すよう
な鋳造方向と平行な磁力線と境界に鋳造方向に垂直な磁
力線をもつ静磁場を印加することによって、普通鋼とス
テンレス鋼との間の混合が抑えられ、明確な境界をもっ
て外層及び内層が形成されていることが判る。

【００３４】したがって、外層と内層との境界部におい
て濃度遷移相が発生することなく、外層と内層とが明確
に分離したクラッド材が得られた。

【００３５】次に本発明の第２の実施例を図面に基づき
説明する。

【００３６】上記第１の実施例と同様の鋳造条件で、鋳
片周囲から鋳片内部へ向かう静磁場を印加した場合、並
びに図５に示す如くコイルの軸が鋳造方向に対して垂直
となるように鋳片各面に配置された４個のコイル１２を
用い、各コイルの鋳片側の極が同極となるように、コイ
ルに通電する静磁場条件の場合についても検討したが、
結果は図３と全く同じであった。

【００３７】

【発明の効果】以上で説明したように本発明は、下記の
如き効果を奏する。

【００３８】本発明においては、鋳造方向に対して平行
な磁力線と２つの溶融金属界面に鋳造方向に対して垂直
な磁力線をもつ静磁場によってこれら異種の溶融金属間
の混合を抑制している。この静磁場は、異種溶融金属の
界面に生じる波動を抑える効果があり、明確に区別され
た外層及び内層をもった複層鋳片が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の複層鋳片の連続鋳造設備を示す
概略説明図である。

【図２】本発明による静磁場の発生状況を示す説明図で
ある。

【図３】複層鋳片のＣｒ含有量と鋳片表面からの距離と
の関係を示すグラフである。

【図４】静磁場により鋳型内の溶融金属に制動力を与え
ることを説明するための図である。

【図５】本発明の他の方式による実施例の複層鋳片の連
続鋳造設備を示す概略説明図である。

【符号の説明】

１　　浸漬ノズル７から注入された溶融金属２　　浸漬
ノズル８から注入された溶融金属３　　溶融金属１の凝
固シェル ４　　溶融金属２の凝固シェル ５　　磁石 ６　　鋳型 ７，８　　浸漬ノズル ９，１０　　ソレノイドコイル １１　　磁束 １２　　コイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鋳型に供給された溶融金属の湯面レベ
   ルよりも下方の位置で、鋳片の周囲を捲回し、かつ鋳造
   方向に直列に配置された一対のソレノイドコイルに、両
   コイル内を通過する磁束の向きが互いに反対となるよう
   に直流電流を供給して、両コイル境界位置の鋳片Ｃ断面
   内において、面中心から周囲に向かう向き、あるいはそ
   の逆の向きの静磁場を印加し、この静磁場帯を境として
   上下に異なる組成の金属を供給することを特徴とする複
   層鋳片の連続鋳造方法。
2. 【請求項２】　　鋳型に供給された溶融金属の湯面レベ
   ルよりも下方の位置で、コイルの軸が鋳造方向に対して
   垂直となるように鋳片各面内に配置された４個のコイル
   に、各コイルの鋳片側の極が同極となるように直流電流
   を供給して、各コイル中央位置の鋳片Ｃ断面内において
   、面中心から周囲に向かう向き、あるいはその逆の向き
   の静磁場を印加し、この静磁場帯を境として上下に異な
   る組成の金属を供給することを特徴とする複層鋳片の連
   続鋳造方法。