JPH04319052A - 鋳型内溶鋼流動制御方法及び装置 - 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、鋳型内溶鋼流動制御方
法及び装置に係り、連続鋳造設備の鋳型内に静磁界を発
生させて溶鋼の流動を制御する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造設備においては、浸漬ノズルよ
り鋳型内に溶鋼を注入して鋳込を行う。

【０００３】この際、注入される溶鋼中には、通常、非
金属介在物や気泡が存在する。鋳型内溶鋼の流動作用に
より、この非金属介在物等が凝固鋳片（シェル）に捕捉
されて、圧延製品の欠陥、例えばコイルにおけるふくれ
欠陥の原因となることが知られている。

【０００４】このような製品欠陥を防ぐべく、従来から
種々の技術が提案されている。例えば、特開平２−２８
４７５０号公報には、静磁界（静磁場）を用いて鋳型内
の溶鋼流動を制御する技術が提案されている。

【０００５】即ち、前記技術においては、図５に示すよ
うに、鋳型短辺２及び鋳型長辺３からなる鋳型に対して
、鋳型長辺３の外部両側で、且つ、当該鋳型３の垂直方
向上部及び下部に磁極６Ａ及び６Ｂを配置する。この各
磁極６Ａ及び６Ｂに閉ループをなすコイル７を設け、該
コイル７に電流を流して鋳型幅方向（鋳型長辺３の幅方
向）全幅に水平に静磁界の磁束が行き渡るような電磁石
を構成する。

【０００６】浸漬ノズル１の吐出孔５Ａ及び５Ｂから鋳
型短辺２方向へ溶鋼流が流出するに際し、前記電磁石か
ら発生する静磁界が、溶鋼にローレンツ力による制動力
を作用させ溶鋼流動を制御する。

【０００７】従って、前記電磁石は上部及び下部に静磁
界を発生するため、溶鋼流には、鋳型２及び３内の上部
及び下部で制動が加わり、図中矢印で示すような溶鋼流
を形成する。

【０００８】なお、図５の（Ａ）は、鋳型２及び３を鋳
型長辺３方向から見た断面図であり、同（Ｂ）は、鋳型
２及び３を鋳型短辺２方向から見た断面図である。又、
符号４は溶鋼が冷えて凝固したシェル、８は溶鋼のメニ
スカスである。又、磁極６Ａ及び６Ｂは継鉄６Ｃで磁気
的に一体に形成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術においては、磁極６Ａ及び６Ｂから発生する静
磁界の磁束密度を、コイル７に流す電流の大きさにより
調整しており、又、コイル７の閉ループ数は１であるた
め、鋳型長辺３幅方向全体の磁束密度を変えることはで
きるが、該幅方向における部分的な磁束密度の調整はで
きないものである。

【００１０】従って、従来技術では、次のような問題点
が生じる。

【００１１】即ち、図５の鋳型２及び３において、非金
属介在物がノズル内に付着するなどして吐出孔５Ａ及び
５Ｂから鋳型短辺２の両方向に溶鋼流が均一に注入され
ない場合がある。このような場合、鋳型２及び３内の溶
鋼流の状態が変化し、非金属介在物が凝固シェル４に捕
捉され易くなる。又、例えばメニスカスの変動によるブ
レークアウトが発生し易くなる流動パターンにおいて、
部分的に磁束密度を調整して制動力を変化させることが
不可能なため、鋳型内の溶鋼流動を適正に保つことはで
きなかった。

【００１２】又、鋳型長辺３幅方向において磁束密度分
布が均一にならず、例えば図６に示すように、鋳型短辺
２近傍における磁束密度が、鋳型長辺３の中央部の磁束
密度に比較して著しく低下している。これは、鉄芯の端
部効果により生じるものである。

【００１３】従って、鋳型長辺３幅方向において、その
中央部では磁界によるローレンツ力が大きいため溶鋼の
下降流速が小さくなり、鋳型短辺２近傍では該ローレン
ツ力が小さいため下降流速が大きくなる。この結果、短
辺２近傍における溶鋼流中の非金属介在物等の侵入深さ
が、前記幅方向中央部に比較して大きくなり、当該非金
属介在物等が凝固シェルに捕捉されやすく、内部欠陥が
生じる恐れがある。

【００１４】従って、従来は良好な鋳片を得るために鋳
型（スラブ）の鋳造幅が制限を受けていた。

【００１５】なお、前記問題点に対して、特開平１−２
８９５５０号公報で鋳込み幅方向に複数に分割した可動
鉄芯を用い、幅方向に所望の磁束分布を得ようとする鋳
型内溶鋼流の磁力制御装置が提案されている。

【００１６】しかしながら、この装置は鉄芯前後動機構
やアクチュエータを要するため、装置が複雑で、高価格
なものになるという欠点がある。

【００１７】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、比較的簡単な構成で鋳型長辺幅方向
の磁束密度分布を任意に調整可能として、溶鋼流動に所
望の制動力を及ぼし得る鋳型内溶鋼流動制御方法及び装
置を提供することを課題とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、連続鋳造設備
の鋳型内に磁極から静磁界を発生させて、溶鋼の流動を
制御する方法において、鋳型長辺外部に主コイルからな
る磁極と補助コイルからなる磁極とを設け、主コイル磁
極から鋳型長辺全幅に亘って静磁界を発生させ、補助コ
イル磁極からも鋳型短辺近傍に静磁界を発生させること
により、前記課題を解決するものである。

【００１９】又、本発明において、前記溶鋼流の強弱に
応じて、補助コイルに供給する電流を制御することがで
きる。このようにすれば、溶鋼流に適正な制動力を及ぼ
せるものである。

【００２０】又、本発明において、前記鋳型長辺幅方向
の磁束分布が均一となるように、主コイル又は補助コイ
ルの少なくともいずれかに流す電流を制御することがで
きる。このようにすれば、幅方向で溶鋼流に一定の制動
力を及ぼし得る。

【００２１】又、本発明は、連続鋳造設備の鋳型内に磁
極から静磁界を発生させて、溶鋼の流動を制御する装置
において、鋳型全幅に亘って静磁界を発生させるための
主コイルからなる磁極と、鋳型短辺部近傍に静磁界を発
生させるための補助コイルからなる磁極とを鋳型長辺外
部の上部及び／又は下部に備えたことにより、同じく、
前記課題を解決するものである。

【００２２】

【作用】本発明においては、鋳型内溶鋼流量を制御する
に際して、鋳型長辺外部に主コイルからなる磁極と補助
コイルからなる磁極とを設け、主コイルからなる磁極よ
り鋳型長辺全幅に亘って静磁界を発生させると共に、補
助コイルからなる磁極より鋳型短辺近傍に静磁界を発生
させる。

【００２３】従って、浸漬ノズルの複数の開孔から鋳型
短辺方向に向けて溶鋼流が注入されるに際して、当該浸
漬ノズル内に非金属介在物が付着して、各開孔から均一
に溶鋼が注入されない場合においても、主コイル及び補
助コイルの各々に供給する電流を制御することにより、
幅方向の部分的な磁束密度を調整し、所望の磁束密度分
布を得て、溶鋼流制動力を変化させ得るため、鋳型内の
溶鋼流動を所望且つ適正に制御することができる。

【００２４】よって、鋳型長辺幅方向全域に亘って均一
な下降流速として、非金属介在物の侵入深さを幅方向で
均一にすると共に、メニスカスの変動抑制によるブレー
クアウトを防止し得るため、内部品質の良好な鋳片を得
ることができる。又、広幅の鋳片を鋳造するに際しても
、非金属介在物の侵入を防止することができ、内部品質
を向上させ得る。

【００２５】又、静止機器である主コイルからなる磁極
と補助コイルからなる磁極とで任意の磁束分布の静磁界
を発生させ得るため、従来（例えば前記特開平１−２８
９５５０号公報）の如き可動鉄芯等の可動部を必要せず
、構成が簡単、且つ、低価格のものとなる。

【００２６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２７】この実施例は、図１及び図２に示すような
、本発明により、静磁界を制御して溶鋼の流動を制御す
る溶鋼流動制御装置である。

【００２８】図１及び図２に示すように、この装置は、
鋳型内に鋳型長辺３方向から静磁界を発生させる電磁石
において、鋳型全幅に亘って静磁界を発生するための主
コイル１１と、鋳型短辺２近傍に静磁界を発生させるた
めの第１及び第２の補助コイル１２及び１３とを有する
ものである。

【００２９】図１の（Ａ）には、鋳型長辺３方向から見
た断面図を示し、同（Ｂ）には、上部から見たコイル平
面図を示し、図２には、鋳型短辺側から見た断面図を示
す。

【００３０】図１の（Ａ）、図２に示すように、第１及
び第２の補助コイル１２及び１３は鋳型短辺２の近傍に
位置しており、該補助コイル１２及び１３を浸漬ノズル
１側に設けてそれに重なる外側に主コイル１１が設けら
れている。又、これら主コイル１１及び補助コイル１２
及び１３は、図１の（Ａ）、図２に示すように、鋳型２
及び３の上部と下部の２箇所に設けられる。更に、これ
ら主コイル１１と補助コイル１２及び１３とは、図１の
（Ｂ）に示すように、上部鉄芯９及び下部鉄芯１０のそ
れぞれにおいて、鉄芯を共有する部分（ラップ部）９Ａ
及び１０Ａと、主コイル１１のみ有する鉄芯部９Ｂ及び
１０Ｂが一体的に形成されている。又、図２に示すよう
に、上部鉄芯９及び下部鉄芯１０は継鉄１４により、磁
気的に一体とされている。

【００３１】以下、実施例の作用を説明する。

【００３２】実施例に係る溶鋼流制御装置において、主
コイル１１と各補助コイル１２及び１３とに各々流す電
流の大きさは自由に選ぶことができる。

【００３３】従って、主コイル１１のみに電流を流した
場合と、各補助コイル１２及び１３のみに電流を流した
場合とのそれぞれに発生する静磁界の合成磁界が得られ
る。

【００３４】このようにして静磁界を発生させた際の鋳
片長辺３方向の磁束密度分布例を図３に示す。図３にお
いて、一点鎖線１５は主コイル１１による磁束密度分布
であり、破線１６は第１及び第２の補助コイル１２及び
１３による磁束密度分布である。主コイル磁束１５のみ
では前出図６のように、幅方向で磁束密度分布が一定し
ないが、本実施例では、各補助コイル１２及び１３から
磁界を発生させることにより、図中実線１７で示すよう
に合成磁束密度分布が平均化する。

【００３５】従って、鋳型長辺方向、即ち鋳片幅方向に
均一の磁界を形成することができ、溶鋼の流動において
当該幅方向に均一な下降流が得られ、非金属介在物等の
侵入防止が図れる。

【００３６】次に、第２実施例を説明する。

【００３７】この第２実施例は、図１に示した溶鋼流動
制御において、第１及び第２の補助コイル１２及び１３
の電流値を溶鋼流の強弱に応じて制御するものである。

【００３８】例えば、図１の（Ｂ）に示す右側の第１の
補助コイル１２に供給する電流の向きを主コイル１１へ
の電流と反対向きにする。この場合、例えば図４に示す
ように、主コイル１１により発生された磁束密度分布１
５と、第１の補助コイル１２により発生する磁束密度分
布１８で相殺しあい、該第１の補助コイル１２の設けら
れた部分の磁束密度が低くなる。又、他方の第２の補助
コイル１３には主コイルと同じ向きの電流を供給すれば
、当該第２補助コイル１３の設けられた部分の磁束密度
分布１９は増加する。これらの合成した磁束密度分布は
、図４の実線２０のようになる。

【００３９】従って、浸漬ノズル１の吐出孔５Ａ及び５
Ｂからそれぞれ注入される溶鋼に対して、その流速に応
じてそれぞれ適切な磁束密度の静磁界を独立に作用させ
、制動力を変化させる溶鋼流動制御を行い得る。例えば
、浸漬ノズルの吐出孔５Ａ又は５Ｂのいずれかに非金属
介在物が付着して溶鋼の流速が各吐出孔５Ａ及び５Ｂで
異なる場合、この溶鋼流速に応じて磁束密度分布を変化
させ、鋳型内に注入されるの溶鋼流動を所望なものにす
るものにすることができる。

【００４０】なお、前記実施例においては主コイル１１
と各補助コイル１２及び１３との配置を図１に示すよう
にしていたが、本発明は、図１に示されるものに限られ
ず、主コイル１１を浸漬ノズル１に近い側で、補助コイ
ル１２及び１３を当該ノズル１から遠い側に設けること
もできる。

【００４１】又、前記実施例においては、鋳型２及び３
の上部と下部とに各々磁極のコイル１１、１２及び１３
を設けた例について説明したが、本発明を実施する場合
に構成するコイル及び磁極はこれに限定されるものでは
ない。例えば、鋳型上下全体に亘ってコイル及び磁極を
設けることができる。又、下部あるいは上部のいずれか
に磁極を単独で設けることができる。又、鋳型短辺方向
に補助コイルを１つずつ設けることに限定されず、他の
方法で設置できる。例えば主要部から短辺方向に向かっ
ていくつかの補助コイルを並べれば、更に極細かく磁束
密度分布を制御することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、鋳
型長辺即ち、鋳片幅方向において、磁束密度分布を所望
のものに制御することができる。

【００４３】従って、前記幅方向に均一な磁界を形成で
き、当該幅方向に均一な溶鋼の下降流を得て、非金属介
在物や気泡の侵入防止を図ることができる。

【００４４】又、より広い幅の鋳片の製造に際しても、
非金属介在物や気泡の侵入防止を図り得る。

【００４５】発明者の調査によれば、連続焼鈍ライン検
査で、従来法による場合と本発明法による場合を比較し
た結果、本発明法によるふくれ発生率は半減することが
確認された。

【００４６】又、鋳型長辺方向において磁束密度を部分
的に制御し得る。従って、浸漬ノズル吐出孔のいずれか
が詰まるなどして発生する溶鋼流の変流に対しても適正
な制動力を作用させることができ、よって、メニスカス
の変動抑制によりブレークアウトを防止し、非金属介在
物が凝固シェルに捕捉されるのを防止して、内部品質の
良好な鋳片を得ることが可能となる。又、この場合にお
いても、更に広幅且つ品質の良い鋳片の鋳造が可能とな
る等の優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例に係る溶鋼流動制
御装置の構成を示す、鋳型長辺方向から見た縦断面図、
及び上部平面図である。

【図２】図２は、前記制御装置の鋳型短辺方向から見た
縦断面図である。

【図３】図３は、第１実施例の作用を説明するための磁
束分布例を示す線図である。

【図４】図４は、本発明の第２実施例の作用を説明する
ための磁束密度分布例を示す線図である。

【図５】図５は、従来の溶鋼流動制御装置の構成例を示
す鋳型鋳片方向断面図及び短辺方向断面図である。

【図６】図６は、前記従来装置による磁束密度分布例を
示す線図である。

【符号の説明】

１…浸漬ノズル、 ２…鋳型短辺、 ３…鋳型長辺、 ４…凝固シェル、 ５Ａ、５Ｂ…吐出孔、 ８…メニスカス、 ９Ａ…上部鉄芯共有部、 ９Ｂ…上部鉄芯独立部、 １０Ａ…下部鉄芯共有部、 １０Ｂ…下部鉄芯独立部、 １１…主コイル、 １２、１３…第１、第２補助コイル、 １４…継鉄、 １５…主コイル磁束密度分布、 １６、１８、１９…補助コイル磁束密度分布、１７、２
０…合成磁束密度分布。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続鋳造設備の鋳型内に磁極から静磁界を
   発生させて、溶鋼の流動を制御する方法において、鋳型
   長辺外部に主コイルからなる磁極と補助コイルからなる
   磁極とを設け、主コイル磁極から鋳型長辺全幅に亘って
   静磁界を発生させ、補助コイル磁極から鋳型短辺近傍に
   静磁界を発生させることを特徴とする鋳型内溶鋼流動制
   御方法。
2. 【請求項２】請求項１において、溶鋼流の強弱に応じて
   、補助コイルに供給する電流を制御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３】請求項１又は２において、鋳型の長辺幅方
   向の磁束分布が均一となるように、主コイル又は補助コ
   イルの少なくともいずれかに流す電流を制御するように
   したことを特徴とする鋳型内溶鋼流動制御方法。
4. 【請求項４】連続鋳造設備の鋳型内に磁極から静磁界を
   発生させて、溶鋼の流動を制御する装置において、鋳型
   長辺全幅に亘って静磁界を発生させるための主コイルか
   らなる磁極と、鋳型短辺近傍に静磁界を発生させるため
   の補助コイルからなる磁極とを、鋳型長辺外側の上部及
   び／又は下部に備えたことを特徴とする鋳型内溶鋼流動
   制御装置。