JPH0515949A - 金属の連続鋳造装置および鋳造方法 - Google Patents
金属の連続鋳造装置および鋳造方法Info
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- JPH0515949A JPH0515949A JP5751791A JP5751791A JPH0515949A JP H0515949 A JPH0515949 A JP H0515949A JP 5751791 A JP5751791 A JP 5751791A JP 5751791 A JP5751791 A JP 5751791A JP H0515949 A JPH0515949 A JP H0515949A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】電磁力を利用して金属の連続鋳造を行うに際
し、溶鋼に及ぼすピンチ力を高め、かつこれを制御して
鋳片品質の向上および高速鋳造を可能にする。併せて、
鋳型の熱変形を防止する。 【構成】内部水冷構造の金属製冷却鋳型１、この鋳型を
周回して高周波電流を通す通電コイル２を備えた金属の
連続鋳造装置であって、上記鋳型１は、その上部に鋳造
方向に延び、かつ鋳型の上端までには達しない複数のス
リット１ｃにより分割された内部冷却可能な構造のセグ
メント部分を有し、上記通電コイルは上記セグメント部
分を周回して配置されている装置。この装置は、相対す
る鋳型の上端部を連結する複数の桁７を備えることが望
ましく、その場合は、上記スリット１ｃは鋳型の上端ま
で達していてもよい。さらに、鋳型上部を繋ぐフランジ
を設けるのが望ましい。
し、溶鋼に及ぼすピンチ力を高め、かつこれを制御して
鋳片品質の向上および高速鋳造を可能にする。併せて、
鋳型の熱変形を防止する。 【構成】内部水冷構造の金属製冷却鋳型１、この鋳型を
周回して高周波電流を通す通電コイル２を備えた金属の
連続鋳造装置であって、上記鋳型１は、その上部に鋳造
方向に延び、かつ鋳型の上端までには達しない複数のス
リット１ｃにより分割された内部冷却可能な構造のセグ
メント部分を有し、上記通電コイルは上記セグメント部
分を周回して配置されている装置。この装置は、相対す
る鋳型の上端部を連結する複数の桁７を備えることが望
ましく、その場合は、上記スリット１ｃは鋳型の上端ま
で達していてもよい。さらに、鋳型上部を繋ぐフランジ
を設けるのが望ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、溶融金属の連続鋳造
に際して、凝固鋳片の表面欠陥の発生を防止するととも
に鋳造操業の安定な立上りと鋳造の高速化を実現するた
めの金属の連続鋳造装置および鋳造方法に関する。
に際して、凝固鋳片の表面欠陥の発生を防止するととも
に鋳造操業の安定な立上りと鋳造の高速化を実現するた
めの金属の連続鋳造装置および鋳造方法に関する。
【０００２】
【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が種々提
案されている（特開昭52−32824 号公報、英国特許第21
64280号明細書など) 。
速化のために、鋳造時に電磁力を利用する方法が種々提
案されている（特開昭52−32824 号公報、英国特許第21
64280号明細書など) 。
【０００３】特開昭52−32824 号公報の方法は、図７に
示すように鋳型１を包囲するように配置され、耐火物７
で電気的に絶縁された通電コイル２に交流電流を供給し
て溶融金属４のメニスカス部を湾曲させ、潤滑剤（パウ
ダー）６の鋳型面への流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潤滑剤６が溶
融金属４中に巻き込まれるという新たな問題が発生する
とともに、薄スラブの長辺側では磁場が透過するために
電磁効果が期待できないという問題も存在する。
示すように鋳型１を包囲するように配置され、耐火物７
で電気的に絶縁された通電コイル２に交流電流を供給し
て溶融金属４のメニスカス部を湾曲させ、潤滑剤（パウ
ダー）６の鋳型面への流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潤滑剤６が溶
融金属４中に巻き込まれるという新たな問題が発生する
とともに、薄スラブの長辺側では磁場が透過するために
電磁効果が期待できないという問題も存在する。
【０００４】英国特許第2164280 号明細書に開示されて
いる鋳造法は潤滑剤を使用しない方法である。図８はそ
の説明図で、左側半分は磁場を利用しない場合、右側半
分は磁場を印加した場合である。この方法の基本的な考
え方は、浸漬ノズル３から鋳型１に注入された溶融金属
４のメニスカス部を、通電コイル２によるピンチ力で湾
曲させ、鋳型１による一次冷却領域（図中ｈで示す）を
可能な限り狭く、即ちｈ2 ＜ｈ1 として、冷却水８によ
る二次冷却のみで鋳造を行うことにより、鋳造に伴う鋳
片のシェル５の抜熱速度の変動を回避して鋳肌品質の改
善を図るものである。この方法は、比較的密度が小さ
く、かつ熱伝導と電気伝導に優れている融点の低いアル
ミニウムなどの鋳造には優れた鋳肌品質改善効果を発揮
するものと思われるが、熱伝導度と電気伝導度が低く、
しかも高融点で密度が大きい鉄などの鋳造に対しては鋳
型の焼き付きが問題になり、仮に鋳造が可能だとしても
ブレークアウトが発生するので鋳造速度を高めるのは難
しいと考えられる。
いる鋳造法は潤滑剤を使用しない方法である。図８はそ
の説明図で、左側半分は磁場を利用しない場合、右側半
分は磁場を印加した場合である。この方法の基本的な考
え方は、浸漬ノズル３から鋳型１に注入された溶融金属
４のメニスカス部を、通電コイル２によるピンチ力で湾
曲させ、鋳型１による一次冷却領域（図中ｈで示す）を
可能な限り狭く、即ちｈ2 ＜ｈ1 として、冷却水８によ
る二次冷却のみで鋳造を行うことにより、鋳造に伴う鋳
片のシェル５の抜熱速度の変動を回避して鋳肌品質の改
善を図るものである。この方法は、比較的密度が小さ
く、かつ熱伝導と電気伝導に優れている融点の低いアル
ミニウムなどの鋳造には優れた鋳肌品質改善効果を発揮
するものと思われるが、熱伝導度と電気伝導度が低く、
しかも高融点で密度が大きい鉄などの鋳造に対しては鋳
型の焼き付きが問題になり、仮に鋳造が可能だとしても
ブレークアウトが発生するので鋳造速度を高めるのは難
しいと考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】鋳型内に浸漬ノズルか
ら溶融金属を供給し、鋳型と鋳片の間隙に潤滑剤を流入
させながら凝固鋳片を引抜く電磁力利用の連続鋳造にお
いて、通常用いられる鋳型の外周に通電コイルを配置し
た装置では、鋳型内で磁場が減衰するので、溶融金属の
鋳型内表面メニスカス形状を調節して、潤滑剤の流入量
を制御することは困難である。
ら溶融金属を供給し、鋳型と鋳片の間隙に潤滑剤を流入
させながら凝固鋳片を引抜く電磁力利用の連続鋳造にお
いて、通常用いられる鋳型の外周に通電コイルを配置し
た装置では、鋳型内で磁場が減衰するので、溶融金属の
鋳型内表面メニスカス形状を調節して、潤滑剤の流入量
を制御することは困難である。
【０００６】本発明の目的は、鋳型内の溶融金属に電磁
力を効率的に作用させ、溶融金属の一次冷却領域におけ
る潤滑剤の供給量（流入量、即ち、消費量）の制御性を
向上させることにより、高速鋳造でも表面性状の良好な
鋳片を安定して製造することができる連続鋳造装置であ
って、溶鋼の熱による鋳型の変形の少ない装置およびそ
のような装置を使用する鋳造方法を提供することにあ
る。
力を効率的に作用させ、溶融金属の一次冷却領域におけ
る潤滑剤の供給量（流入量、即ち、消費量）の制御性を
向上させることにより、高速鋳造でも表面性状の良好な
鋳片を安定して製造することができる連続鋳造装置であ
って、溶鋼の熱による鋳型の変形の少ない装置およびそ
のような装置を使用する鋳造方法を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決する手段について種々検討を重ねた結果、下記の知
見を得た。即ち、 (a) 熱伝導度と電気伝導度が低くしかも高融点で密度が
大きい鉄などを高速鋳造して、安定して良好な鋳片を製
造するには、内部水冷構造でしかも一次冷却領域の長い
鋳型構造と潤滑方法が必要である。
解決する手段について種々検討を重ねた結果、下記の知
見を得た。即ち、 (a) 熱伝導度と電気伝導度が低くしかも高融点で密度が
大きい鉄などを高速鋳造して、安定して良好な鋳片を製
造するには、内部水冷構造でしかも一次冷却領域の長い
鋳型構造と潤滑方法が必要である。
【０００８】(b) その際、溶融金属と潤滑剤の界面形状
を電磁力を利用して調節すると、鋳型と鋳片の間隙に流
入する潤滑剤量を制御することができる。従って、潤滑
剤消費量の制御性が向上し、その結果、表面性状の良好
な鋳片を安定して製造することができる。
を電磁力を利用して調節すると、鋳型と鋳片の間隙に流
入する潤滑剤量を制御することができる。従って、潤滑
剤消費量の制御性が向上し、その結果、表面性状の良好
な鋳片を安定して製造することができる。
【０００９】(c) しかし、前記図７に示すような装置で
は、鋳型内で磁場が減衰して溶融金属に到達しないので
効果的でない。
は、鋳型内で磁場が減衰して溶融金属に到達しないので
効果的でない。
【００１０】(d) 鋳型の上部に鋳造方向に沿う複数のス
リットを設けその周囲に通電コイルを多重に巻く構造の
場合は、鋳型のスリット部分を介して誘導電流が鋳型の
内面に侵入し、溶融金属に効率よくピンチ力が作用し
て、メニスカス部を大きく湾曲させることができる。さ
らに、コイルに供給する高周波電流の実効値または通電
コイルとメニスカスの相対位置を変化させると、溶融金
属と潤滑剤との界面形状を調節することができる。
リットを設けその周囲に通電コイルを多重に巻く構造の
場合は、鋳型のスリット部分を介して誘導電流が鋳型の
内面に侵入し、溶融金属に効率よくピンチ力が作用し
て、メニスカス部を大きく湾曲させることができる。さ
らに、コイルに供給する高周波電流の実効値または通電
コイルとメニスカスの相対位置を変化させると、溶融金
属と潤滑剤との界面形状を調節することができる。
【００１１】(e) 多数のスリットを設けた鋳型は、液体
金属を鋳造する際に熱膨張により変形する可能性がある
が、この変形は、スリットの設け方の工夫と、さらに補
強のための部材を加えることによって防止できる。
金属を鋳造する際に熱膨張により変形する可能性がある
が、この変形は、スリットの設け方の工夫と、さらに補
強のための部材を加えることによって防止できる。
【００１２】上記の知見に基づいてなされた本発明の連
続鋳造装置の一つは、液体金属を鋳型に供給する耐火
物製浸漬ノズルと、液体金属を凝固させる内部水冷構
造の金属製冷却鋳型と、この鋳型を周回して高周波電
流を通す通電コイルとを備えた金属の連続鋳造装置であ
って、上記鋳型は、その上部に鋳造方向に延び、かつ
鋳型の上端までには達しない複数のスリットにより分割
された内部冷却可能な構造のセグメント部分を有し、
上記通電コイルは上記セグメント部分を周回して配置さ
れている、ことを特徴とするものである。
続鋳造装置の一つは、液体金属を鋳型に供給する耐火
物製浸漬ノズルと、液体金属を凝固させる内部水冷構
造の金属製冷却鋳型と、この鋳型を周回して高周波電
流を通す通電コイルとを備えた金属の連続鋳造装置であ
って、上記鋳型は、その上部に鋳造方向に延び、かつ
鋳型の上端までには達しない複数のスリットにより分割
された内部冷却可能な構造のセグメント部分を有し、
上記通電コイルは上記セグメント部分を周回して配置さ
れている、ことを特徴とするものである。
【００１３】この装置は、更に、相対する鋳型の上端部
を連結する複数の桁を備えることが望ましい。
を連結する複数の桁を備えることが望ましい。
【００１４】本発明のもう一つの連続鋳造装置は、上記
の代わりに下記のを有し、或いはさらにを備える
ものである。
の代わりに下記のを有し、或いはさらにを備える
ものである。
【００１５】 鋳造方向に延びて鋳型の上端まで達す
る複数のスリットにより分割された内部冷却可能な構造
のセグメント部分、 このセグメント部分を連結する
複数の桁。
る複数のスリットにより分割された内部冷却可能な構造
のセグメント部分、 このセグメント部分を連結する
複数の桁。
【００１６】この装置は、鋳型の最上端部に内部水冷式
の金属製フランジが機械的に結合されていることが望ま
しい。
の金属製フランジが機械的に結合されていることが望ま
しい。
【００１７】本発明の鋳造方法は、上記の鋳造装置を使
用して、鋳造速度の変動に応じて通電コイルに通す高周
波電流の実効値または通電コイルとメニスカスの相対位
置を制御することを特徴とする金属の連続鋳造方法であ
る。
用して、鋳造速度の変動に応じて通電コイルに通す高周
波電流の実効値または通電コイルとメニスカスの相対位
置を制御することを特徴とする金属の連続鋳造方法であ
る。
【００１８】
【作用】以下、本発明の連続鋳造装置および鋳造方法を
図面を用いて説明する。
図面を用いて説明する。
【００１９】図１は、本発明の連続鋳造装置の一つを示
す図である。この装置は左右同形であるから (a)に右半
分の垂直断面図を示し、(b) に (a)図のＡ−Ａ線水平断
面図を示す。図４が図１の装置のセグメント部分の破断
拡大斜視図である。この装置では、スリット１ｃは鋳型
の上端まで及んでいる。このようにスリットを長くする
方が、溶鋼にピンチ力を与える効率は高いが、鋳型の強
度は低下し、熱応力による変形の危険が大きくなる。こ
れを防止するために相対する鋳型を連結する桁７を設け
てある。桁７は複数本あるが、図にはその一つだけを示
してある。この桁は、例えば銅で製造し内部を水冷する
ことが望ましい。桁は、鋳型のスリット部分と一体に製
造してもよいし、また、鋳型とは別に製造して溶接によ
って取り付けてもよい。
す図である。この装置は左右同形であるから (a)に右半
分の垂直断面図を示し、(b) に (a)図のＡ−Ａ線水平断
面図を示す。図４が図１の装置のセグメント部分の破断
拡大斜視図である。この装置では、スリット１ｃは鋳型
の上端まで及んでいる。このようにスリットを長くする
方が、溶鋼にピンチ力を与える効率は高いが、鋳型の強
度は低下し、熱応力による変形の危険が大きくなる。こ
れを防止するために相対する鋳型を連結する桁７を設け
てある。桁７は複数本あるが、図にはその一つだけを示
してある。この桁は、例えば銅で製造し内部を水冷する
ことが望ましい。桁は、鋳型のスリット部分と一体に製
造してもよいし、また、鋳型とは別に製造して溶接によ
って取り付けてもよい。
【００２０】図示のように、この鋳造装置には鋳型１の
上部に内部水冷構造で、かつ鋳造方向に沿うスリット１
ｃにより分割されたセグメント部分１ａが形成されてお
り、その周囲に通電コイル２が多重に巻かれている。鋳
型１には、その内部に浸漬した給湯ノズル３を介して溶
融金属４が供給される。
上部に内部水冷構造で、かつ鋳造方向に沿うスリット１
ｃにより分割されたセグメント部分１ａが形成されてお
り、その周囲に通電コイル２が多重に巻かれている。鋳
型１には、その内部に浸漬した給湯ノズル３を介して溶
融金属４が供給される。
【００２１】溶融金属４の表面には粉体状の潤滑剤６が
上方から供給され、溶湯と接触する潤滑剤６の一部は溶
融して液体状となり、鋳型と凝固シェル５の間隙に流入
し、一部はやがて固化して凝固潤滑剤6-1 が形成され
る。なお図において１ｂはセグメント部分１ａの冷却水
入口、２ａは通電コイル２の冷却水入口である。
上方から供給され、溶湯と接触する潤滑剤６の一部は溶
融して液体状となり、鋳型と凝固シェル５の間隙に流入
し、一部はやがて固化して凝固潤滑剤6-1 が形成され
る。なお図において１ｂはセグメント部分１ａの冷却水
入口、２ａは通電コイル２の冷却水入口である。
【００２２】このような連続鋳造装置を使用して鋳造を
行う場合、鋳型を上下に微小振動 (オッシレーション)
させて潤滑剤の流入を促進しつつ、給湯ノズルから連続
的に溶湯を供給して凝固鋳片を連続的に引き抜いて行
く。このとき、高周波磁場を用いない、または高周波磁
場を用いたとしても、鋳造方向に沿うスリットが鋳型に
配置されていない従来の鋳型による鋳造法の場合は、図
９の(a) に詳しく示すように、潤滑剤・溶融金属の界面
と固化した潤滑剤のなす角θは比較的大きく、おおむね
80°〜90°である。
行う場合、鋳型を上下に微小振動 (オッシレーション)
させて潤滑剤の流入を促進しつつ、給湯ノズルから連続
的に溶湯を供給して凝固鋳片を連続的に引き抜いて行
く。このとき、高周波磁場を用いない、または高周波磁
場を用いたとしても、鋳造方向に沿うスリットが鋳型に
配置されていない従来の鋳型による鋳造法の場合は、図
９の(a) に詳しく示すように、潤滑剤・溶融金属の界面
と固化した潤滑剤のなす角θは比較的大きく、おおむね
80°〜90°である。
【００２３】一方、本発明の鋳造装置においてコイルに
高周波電流を供給した場合は、図１(a) に示すようにピ
ンチ力Ｆが溶湯の表面近傍に発生するため潤滑剤６と溶
融金属４の界面が大きく湾曲し、第９図(b) に示すとお
り、角θを小さくすることができる。即ち、本発明装置
の場合は、潤滑剤・溶融金属の界面と固化した潤滑剤と
の隙間が大きく、かつ深くなるので潤滑剤の流入量を増
やすことができるのである。
高周波電流を供給した場合は、図１(a) に示すようにピ
ンチ力Ｆが溶湯の表面近傍に発生するため潤滑剤６と溶
融金属４の界面が大きく湾曲し、第９図(b) に示すとお
り、角θを小さくすることができる。即ち、本発明装置
の場合は、潤滑剤・溶融金属の界面と固化した潤滑剤と
の隙間が大きく、かつ深くなるので潤滑剤の流入量を増
やすことができるのである。
【００２４】さらに、通電コイルに供給する高周波電流
の実効値またはコイルとメニスカスの相対位置を変える
ことにより、鋳造速度、鋼種、潤滑剤の物性値に応じ
て、潤滑剤が鋳片と鋳型の間隙に適正量流入できるよう
に角θを調節することができる。特に鋳造装置のスター
トから定常鋳込状態に至る過程において、鋳造速度の増
加とともに潤滑剤の種類を変えて、その物性値の変化に
より潤滑剤の流入量を変える従来の操業法と同じ効果
が、高周波電流に供給する電流を変えるという簡単かつ
敏速な操作で得られる。
の実効値またはコイルとメニスカスの相対位置を変える
ことにより、鋳造速度、鋼種、潤滑剤の物性値に応じ
て、潤滑剤が鋳片と鋳型の間隙に適正量流入できるよう
に角θを調節することができる。特に鋳造装置のスター
トから定常鋳込状態に至る過程において、鋳造速度の増
加とともに潤滑剤の種類を変えて、その物性値の変化に
より潤滑剤の流入量を変える従来の操業法と同じ効果
が、高周波電流に供給する電流を変えるという簡単かつ
敏速な操作で得られる。
【００２５】図２は、補強用の桁を持たず、その代わり
にスリット１ｃが鋳型の上端までは達していない本発明
装置のセグメント部分の破断拡大斜視図である。この装
置では鋳型上端部は一体構造になっており、これによっ
て熱膨張による変形に耐えることができる。
にスリット１ｃが鋳型の上端までは達していない本発明
装置のセグメント部分の破断拡大斜視図である。この装
置では鋳型上端部は一体構造になっており、これによっ
て熱膨張による変形に耐えることができる。
【００２６】図３は、図２に示した装置の改良型であ
る。即ち、鋳型のスリットのない部分に水平に取り付け
られ、相対する鋳型を連結する桁７がある。桁７は図４
に示したものと同様に取り付ければよい。前記のとお
り、スリットが上端まで達しない鋳型構造であれば相当
の熱応力に耐えうるのであるが、図３のように桁を設け
ると鋳型の変形防止は一層確実になり、寿命が延びる。
る。即ち、鋳型のスリットのない部分に水平に取り付け
られ、相対する鋳型を連結する桁７がある。桁７は図４
に示したものと同様に取り付ければよい。前記のとお
り、スリットが上端まで達しない鋳型構造であれば相当
の熱応力に耐えうるのであるが、図３のように桁を設け
ると鋳型の変形防止は一層確実になり、寿命が延びる。
【００２７】第５図は、図４の装置の改良型を示す図１
と同様の図であり、図６はその装置のセグメント部分の
破断拡大斜視図である。この装置では、鋳型の特に上部
における熱膨張による変形を防止するため、鋳型のセグ
メント部分の最上端部に、内部冷却可能な構造の平板状
の金属製フランジ１ｄが機械的に結合されている。なお
前記セグメント部分の上端部には、相対する鋳型を結ぶ
桁７が水平に取り付けられている。１ｅはフランジの冷
却水の供給口である。このフランジの外周側は連続した
一体構造であり、内周側は前記鋳型のスリットの延長線
上にスリット１ｆが設けられており、このスリットの下
側部分（垂直部分）を周回するように通電コイル２が配
置されている。このような装置による鋳造操作も前記図
１の装置の場合と同じである。
と同様の図であり、図６はその装置のセグメント部分の
破断拡大斜視図である。この装置では、鋳型の特に上部
における熱膨張による変形を防止するため、鋳型のセグ
メント部分の最上端部に、内部冷却可能な構造の平板状
の金属製フランジ１ｄが機械的に結合されている。なお
前記セグメント部分の上端部には、相対する鋳型を結ぶ
桁７が水平に取り付けられている。１ｅはフランジの冷
却水の供給口である。このフランジの外周側は連続した
一体構造であり、内周側は前記鋳型のスリットの延長線
上にスリット１ｆが設けられており、このスリットの下
側部分（垂直部分）を周回するように通電コイル２が配
置されている。このような装置による鋳造操作も前記図
１の装置の場合と同じである。
【００２８】以上、図１から図６までに例示した本発明
の連続鋳造装置において、スリット１ｃに湯差しが起き
るおそれがある場合は、スリット部分に耐火物等の絶縁
物を充填すればよい。このようにしても、機能上は何の
障害もない。
の連続鋳造装置において、スリット１ｃに湯差しが起き
るおそれがある場合は、スリット部分に耐火物等の絶縁
物を充填すればよい。このようにしても、機能上は何の
障害もない。
【００２９】図１〜図６に示した装置は、鋳型の水平断
面が長方形のものであるが、これは正方形、円形、その
他の形状であってもよいことは言うまでもない。
面が長方形のものであるが、これは正方形、円形、その
他の形状であってもよいことは言うまでもない。
【００３０】以下、実施例により本発明の鋳造装置を使
用する鋳造方法について詳しく説明する。
用する鋳造方法について詳しく説明する。
【００３１】
【実施例１】図１および図４に示した本発明装置を用い
て、角断面の鋳片を製造した。鋳造装置の諸元および鋳
造条件は下記の通りである。
て、角断面の鋳片を製造した。鋳造装置の諸元および鋳
造条件は下記の通りである。
【００３２】
1. 鋳 型 ：内寸法 80mm ×150mm 、肉厚30mm、
長さ1000mm 2. スリット ：幅0.1mm 、長さ150mm 、個数32本 3. セグメント：上端部に、20mm×20mmの水冷銅製の
桁を10本設置 4. 給湯ノズル：内径30mm 5. 通電コイル：外径20mm、肉厚１mm、巻き数４ 6. 通電コイルに流れる電流の実効値：20000 Ａ 7. 高周波電流の周波数：20KHz 8. 鋼種：Ｃ＝0.2 ％、Mn＝0.4 ％、Si＝0.3 ％、Ｐ
＝0.02％、Ｓ＝0.02％の炭素鋼 9. 鋳片の大きさ：80mm×150mm 10. 鋳造速度：2.2 m/min 11. 鋳型振動：ストローク５mm、周波数 100サイクル
／分 12. 溶鋼温度： 1520 ℃ 13. 溶融パウダーのプール厚：10mm 14. パウダーの組成：表１のとおり
長さ1000mm 2. スリット ：幅0.1mm 、長さ150mm 、個数32本 3. セグメント：上端部に、20mm×20mmの水冷銅製の
桁を10本設置 4. 給湯ノズル：内径30mm 5. 通電コイル：外径20mm、肉厚１mm、巻き数４ 6. 通電コイルに流れる電流の実効値：20000 Ａ 7. 高周波電流の周波数：20KHz 8. 鋼種：Ｃ＝0.2 ％、Mn＝0.4 ％、Si＝0.3 ％、Ｐ
＝0.02％、Ｓ＝0.02％の炭素鋼 9. 鋳片の大きさ：80mm×150mm 10. 鋳造速度：2.2 m/min 11. 鋳型振動：ストローク５mm、周波数 100サイクル
／分 12. 溶鋼温度： 1520 ℃ 13. 溶融パウダーのプール厚：10mm 14. パウダーの組成：表１のとおり
【００３３】
【表１】
【００３４】鋳造に際しては鋳型と通電コイルに常温の
冷却水を供給しつつ、鋳型の下方から 80mm ×150 mm、
長さ 70mm のダミーバーを供給ノズルの下端部まで挿入
した。その後、溶鋼を給湯ノズルを介して鋳型内に給湯
して凝固シェルを形成させつつ 2.2 m/minの速度で40秒
間連続して引き抜いた。その際、鋳型近傍における潤滑
剤溶融パウダーと溶鋼の界面形状を観察するために磁気
共鳴の緩和時間差を検出して画像処理を行った結果、界
面と固化した潤滑剤の成す角θは10°〜20°になってい
ることが確認された。前述のように従来法では角θが80
°〜90°であり、本発明の実施により、潤滑剤の鋳型と
鋳片との間隙への流入が促進されることがわかった。鋳
造終了後、鋳片の表面および内部を検査したところ、縦
割れなどの表面欠陥は従来の50％程度であり、偏析や割
れなどの内部欠陥もない品質の良好な鋳片であった。
冷却水を供給しつつ、鋳型の下方から 80mm ×150 mm、
長さ 70mm のダミーバーを供給ノズルの下端部まで挿入
した。その後、溶鋼を給湯ノズルを介して鋳型内に給湯
して凝固シェルを形成させつつ 2.2 m/minの速度で40秒
間連続して引き抜いた。その際、鋳型近傍における潤滑
剤溶融パウダーと溶鋼の界面形状を観察するために磁気
共鳴の緩和時間差を検出して画像処理を行った結果、界
面と固化した潤滑剤の成す角θは10°〜20°になってい
ることが確認された。前述のように従来法では角θが80
°〜90°であり、本発明の実施により、潤滑剤の鋳型と
鋳片との間隙への流入が促進されることがわかった。鋳
造終了後、鋳片の表面および内部を検査したところ、縦
割れなどの表面欠陥は従来の50％程度であり、偏析や割
れなどの内部欠陥もない品質の良好な鋳片であった。
【００３５】鋳造継続中には鋳型の変形による支障は全
くなく、鋳造後の検査でも鋳型の変形は見られなかっ
た。
くなく、鋳造後の検査でも鋳型の変形は見られなかっ
た。
【００３６】
【実施例２】図２に示した鋳型（鋳型上端の連結部、即
ち、スリットのない部分の長さが30mm) を使用して実施
例１と同じ条件で炭素鋼の鋳造を行った。鋳片の品質は
実施例１の場合と同様に良好であり、熱膨張に起因する
鋳型の変形は 0.5％以下であった。
ち、スリットのない部分の長さが30mm) を使用して実施
例１と同じ条件で炭素鋼の鋳造を行った。鋳片の品質は
実施例１の場合と同様に良好であり、熱膨張に起因する
鋳型の変形は 0.5％以下であった。
【００３７】
【実施例３】図３に示した鋳型（上端の連結部、即ち、
スリットのない部分の長さ30mm) で、上端部の長辺部分
に桁 (幅ｗ20mm、高さｈ20mm、長さL 80m)を４本設けた
鋳型を使用して実施例１と同じ条件で炭素鋼の鋳造を行
った。熱膨張に起因する鋳型の変形は、0.1 ％以下で、
表面欠陥の少ない良好な鋳片が得られた。
スリットのない部分の長さ30mm) で、上端部の長辺部分
に桁 (幅ｗ20mm、高さｈ20mm、長さL 80m)を４本設けた
鋳型を使用して実施例１と同じ条件で炭素鋼の鋳造を行
った。熱膨張に起因する鋳型の変形は、0.1 ％以下で、
表面欠陥の少ない良好な鋳片が得られた。
【００３８】
【実施例４】第５図および図６に示した装置 (フランジ
１ｄの厚さは30mm、幅は50mm) 、フランジのスリット１
ｆの幅および長さはそれぞれ１mmおよび100mm 、桁７の
幅、高さおよび長さは、それぞれ20mm、20mmおよび80m
m) を使用して実施例１と同じ条件で鋳造した。熱膨張
に起因する鋳型の変形は0.05％以下で、表面欠陥のほと
んど認められない良好な鋳片が得られた。
１ｄの厚さは30mm、幅は50mm) 、フランジのスリット１
ｆの幅および長さはそれぞれ１mmおよび100mm 、桁７の
幅、高さおよび長さは、それぞれ20mm、20mmおよび80m
m) を使用して実施例１と同じ条件で鋳造した。熱膨張
に起因する鋳型の変形は0.05％以下で、表面欠陥のほと
んど認められない良好な鋳片が得られた。
【００３９】
【実施例】図１および図４に示した本発明装置を用い
て、実施例１と同様に角断面の鋳片を製造した。ただ
し、鋳造速度は20秒かけて 0から2.2 m/min まで増速し
た。このとき、(a) 鋳造速度に比例させてコイル電流を
1×104 Ａから 2×104 Ａまで増加、(b) メニスカス基
準のコイル中間高さ位置を＋40mmから 0mmまで減少、の
二通りの制御を行った。
て、実施例１と同様に角断面の鋳片を製造した。ただ
し、鋳造速度は20秒かけて 0から2.2 m/min まで増速し
た。このとき、(a) 鋳造速度に比例させてコイル電流を
1×104 Ａから 2×104 Ａまで増加、(b) メニスカス基
準のコイル中間高さ位置を＋40mmから 0mmまで減少、の
二通りの制御を行った。
【００４０】上記 (a)、(b) のいずれにおいても鋳片単
位面積当たりのパウダー消費量は鋳造速度に無関係に概
ね 0.5kg/m2 に維持され、その変動は 5％以下であっ
た。
位面積当たりのパウダー消費量は鋳造速度に無関係に概
ね 0.5kg/m2 に維持され、その変動は 5％以下であっ
た。
【００４１】
【発明の効果】上述のとおり、本発明の連続鋳造装置お
よび鋳造方法によれば、溶鋼に効果的にピンチ力を作用
させて、理想的な連続鋳造を行うことができる。また、
通電コイルに流す高周波電流の実効値または通電コイル
とメニスカスの相対位置を変えることにより、鋳型と溶
融金属の間隔に潤滑剤が流入する角度を制御でき、鋳造
速度に応じて潤滑剤が適正に供給され表面欠陥の少ない
鋳片を安定して製造することができるから、特殊なパウ
ダーを使用しなくても高速連続鋳造が可能になる。しか
も、本発明の連続鋳造装置は、鋳造の際に発生する熱応
力に対しても十分な強度を持ち、鋳型の熱変形の危険が
ない。
よび鋳造方法によれば、溶鋼に効果的にピンチ力を作用
させて、理想的な連続鋳造を行うことができる。また、
通電コイルに流す高周波電流の実効値または通電コイル
とメニスカスの相対位置を変えることにより、鋳型と溶
融金属の間隔に潤滑剤が流入する角度を制御でき、鋳造
速度に応じて潤滑剤が適正に供給され表面欠陥の少ない
鋳片を安定して製造することができるから、特殊なパウ
ダーを使用しなくても高速連続鋳造が可能になる。しか
も、本発明の連続鋳造装置は、鋳造の際に発生する熱応
力に対しても十分な強度を持ち、鋳型の熱変形の危険が
ない。
【図１】本発明の連続鋳造装置の一つを示す図で、 (a)
は右半分の縦断面図、 (b)は、(a) のＡ−Ａ断面図であ
る。
は右半分の縦断面図、 (b)は、(a) のＡ−Ａ断面図であ
る。
【図２】本発明の連続鋳造装置のもう一つを示すセグメ
ント部分の破断拡大斜視図である。
ント部分の破断拡大斜視図である。
【図３】本発明の連続鋳造装置のさらにもう一つを示す
セグメント部分の破断拡大斜視図である。
セグメント部分の破断拡大斜視図である。
【図４】図１の装置のセグメント部分の破断拡大斜視図
である。
である。
【図５】本発明の連続鋳造装置の更にもう一つを示す図
で、 (a)は右半分の縦断面図、(b)は、(a) のＡ−Ａ断
面図である。
で、 (a)は右半分の縦断面図、(b)は、(a) のＡ−Ａ断
面図である。
【図６】図５の装置のセグメント部分の破断拡大斜視図
である。
である。
【図７】電磁力を利用する従来の鋳造装置を示す縦断面
図である。
図である。
【図８】電磁力を利用し潤滑剤を使用しない従来の鋳造
装置を示す縦断面図である。
装置を示す縦断面図である。
【図９】鋳型内の溶鋼、溶融潤滑剤および凝固潤滑剤の
形態を説明する模式図であり、(a) は電磁力を利用しな
い場合、(b) は電磁力を利用する場合である。
形態を説明する模式図であり、(a) は電磁力を利用しな
い場合、(b) は電磁力を利用する場合である。
Claims (5)
- 【請求項１】液体金属を鋳型に供給する耐火物製浸漬ノ
ズルと、液体金属を凝固させる内部水冷構造の金属製冷
却鋳型と、この鋳型を周回して高周波電流を通す通電コ
イルを備えた金属の連続鋳造装置であって、前記鋳型
は、その上部に鋳造方向に延び、かつ上端までには達し
ない複数のスリットにより分割された内部冷却可能な構
造のセグメント部分を有し、前記通電コイルはこのセグ
メント部分を周回して配置されていることを特徴とする
金属の連続鋳造装置。 - 【請求項２】更に、相対する鋳型の上端部を連結する複
数の桁を有する請求項１の連続鋳造装置。 - 【請求項３】液体金属を鋳型に供給する耐火物製浸漬ノ
ズルと、液体金属を凝固させる内部水冷構造の金属製冷
却鋳型と、この鋳型を周回して高周波電流を通す通電コ
イルを備えた金属の連続鋳造装置であって、前記鋳型
は、その上部に鋳造方向に延びてその上端まで達する複
数のスリットにより分割された内部冷却可能な構造のセ
グメント部分と、このセグメント部分を連結する複数の
桁を有し、前記通電コイルはこのセグメント部分を周回
して配置されていることを特徴とする金属の連続鋳造装
置。 - 【請求項４】更に、鋳型のセグメント部分の最上端部
に、内部冷却可能な構造の平板状の金属製フランジが機
械的に結合されている請求項３の連続鋳造装置。 - 【請求項５】請求項１から４までのいずれかの鋳造装置
を用いる鋳造方法であって、鋳造速度の変動に応じて通
電コイルに通す高周波電流の実効値または通電コイルと
メニスカスの相対位置を制御することを特徴とする金属
の連続鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3057517A JP2611559B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 金属の連続鋳造装置および鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3057517A JP2611559B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 金属の連続鋳造装置および鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0515949A true JPH0515949A (ja) | 1993-01-26 |
| JP2611559B2 JP2611559B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=13057930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3057517A Expired - Fee Related JP2611559B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 金属の連続鋳造装置および鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2611559B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06277802A (ja) * | 1993-03-29 | 1994-10-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 金属の連続鋳造装置 |
| EP1033189A2 (en) * | 1999-03-03 | 2000-09-06 | Nippon Steel Corporation | Continuous casting apparatus for molten steel |
| WO2004078380A1 (ja) * | 2003-03-03 | 2004-09-16 | Nippon Steel Corporation | 連続鋳造用鋳型 |
| KR20160131750A (ko) * | 2015-05-08 | 2016-11-16 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 금속 주조용 몰드 장치 및 금속 주조 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6483349A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-29 | Nippon Steel Corp | Continuous casting method for thin ingot |
| JPH02147150A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-06 | Kobe Steel Ltd | 連続鋳造用鋳型 |
| JPH04138843A (ja) * | 1990-09-29 | 1992-05-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 金属の連続鋳造装置および鋳造方法 |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP3057517A patent/JP2611559B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6483349A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-29 | Nippon Steel Corp | Continuous casting method for thin ingot |
| JPH02147150A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-06 | Kobe Steel Ltd | 連続鋳造用鋳型 |
| JPH04138843A (ja) * | 1990-09-29 | 1992-05-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 金属の連続鋳造装置および鋳造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06277802A (ja) * | 1993-03-29 | 1994-10-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 金属の連続鋳造装置 |
| EP1033189A2 (en) * | 1999-03-03 | 2000-09-06 | Nippon Steel Corporation | Continuous casting apparatus for molten steel |
| EP1033189A3 (en) * | 1999-03-03 | 2001-04-11 | Nippon Steel Corporation | Continuous casting apparatus for molten steel |
| US6443221B1 (en) | 1999-03-03 | 2002-09-03 | Nippon Steel Corporation | Continuous casting apparatus for molten metal |
| WO2004078380A1 (ja) * | 2003-03-03 | 2004-09-16 | Nippon Steel Corporation | 連続鋳造用鋳型 |
| US7032646B2 (en) | 2003-03-03 | 2006-04-25 | Nippon Steel Corporation | Mold for continuous casting |
| CN1295043C (zh) * | 2003-03-03 | 2007-01-17 | 新日本制铁株式会社 | 连续铸造用铸模 |
| KR20160131750A (ko) * | 2015-05-08 | 2016-11-16 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 금속 주조용 몰드 장치 및 금속 주조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2611559B2 (ja) | 1997-05-21 |
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