JPH05185182A - 溶融金属中の気泡発生方法 - Google Patents
溶融金属中の気泡発生方法Info
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- JPH05185182A JPH05185182A JP2335692A JP2335692A JPH05185182A JP H05185182 A JPH05185182 A JP H05185182A JP 2335692 A JP2335692 A JP 2335692A JP 2335692 A JP2335692 A JP 2335692A JP H05185182 A JPH05185182 A JP H05185182A
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- Japan
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- molten metal
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶融金属内にガスを吹き込み該溶融金属中に
気泡を発生させる方法において、溶融金属中に吹き込む
気泡の大きさを制御し、微細な気泡を発生させる。 【構成】 気泡が発生する部分の溶融金属において気泡
の発生方向と直角に静磁場を印加し、かつ気泡の発生方
向に交流電流を印加して発生させた電磁場により変動す
る剪断力を気泡が発生する部分の溶融金属に与え、発生
する気泡の径を制御する。 【効果】 微細な気泡によって溶融金属中の水素、窒素
などのガス成分や炭素、非金属介在物等の不純物を効率
的に取り除くことが可能となる。
気泡を発生させる方法において、溶融金属中に吹き込む
気泡の大きさを制御し、微細な気泡を発生させる。 【構成】 気泡が発生する部分の溶融金属において気泡
の発生方向と直角に静磁場を印加し、かつ気泡の発生方
向に交流電流を印加して発生させた電磁場により変動す
る剪断力を気泡が発生する部分の溶融金属に与え、発生
する気泡の径を制御する。 【効果】 微細な気泡によって溶融金属中の水素、窒素
などのガス成分や炭素、非金属介在物等の不純物を効率
的に取り除くことが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属中に発生させ
る気泡を微細化することを可能にする気泡発生方法に関
するものである。
る気泡を微細化することを可能にする気泡発生方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】溶融金属中の水素、窒素などのガス成分
や炭素、非金属介在物を取り除く手段として溶融金属中
にガス気泡を吹き込むことが行われる。気泡の吹き込み
による除去を活発に行わせるには微細な気泡を吹き込む
ことが有効である。
や炭素、非金属介在物を取り除く手段として溶融金属中
にガス気泡を吹き込むことが行われる。気泡の吹き込み
による除去を活発に行わせるには微細な気泡を吹き込む
ことが有効である。
【０００３】微細な気泡を作る手段としては、特公平３
−３０４５６号公報に、印加方向が水平方向でかつ互い
が直行する静磁場と交流電流を溶融金属に印加して変動
する電磁力を発生させ、ガスを吹き込む多孔体の表面に
作用する見かけ圧を変動させる方法が示されている。
−３０４５６号公報に、印加方向が水平方向でかつ互い
が直行する静磁場と交流電流を溶融金属に印加して変動
する電磁力を発生させ、ガスを吹き込む多孔体の表面に
作用する見かけ圧を変動させる方法が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特公平３−３０４５６
号公報に示されている方法では、見かけの圧力を変化さ
せるために溶鋼高さ方向に広く静磁場および交流電流を
印加する必要があり、静磁場発生装置や電極が大きくな
り設備費や電極費用が高くなる。
号公報に示されている方法では、見かけの圧力を変化さ
せるために溶鋼高さ方向に広く静磁場および交流電流を
印加する必要があり、静磁場発生装置や電極が大きくな
り設備費や電極費用が高くなる。
【０００５】また、例えば取鍋のように大きな容器に適
用する場合には磁極および電極の間隔が大きくなり、磁
場が減衰するため強い磁場を発生する装置が必要とな
り、電流の流れるパスが不安定となり、安定した効果が
得られにくい。
用する場合には磁極および電極の間隔が大きくなり、磁
場が減衰するため強い磁場を発生する装置が必要とな
り、電流の流れるパスが不安定となり、安定した効果が
得られにくい。
【０００６】さらに、例えば連続鋳造におけるタンディ
ッシュのような流路に適用する場合には流路壁と直角の
方向に電極または磁極のどちらかを必ず設置することに
なり、流路を遮るように設置しなければならず適用が困
難である。
ッシュのような流路に適用する場合には流路壁と直角の
方向に電極または磁極のどちらかを必ず設置することに
なり、流路を遮るように設置しなければならず適用が困
難である。
【０００７】したがって、費用が低くかつ大きな容器や
流路への適用が簡易な方法が必要となる。
流路への適用が簡易な方法が必要となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、溶融金
属内にガスを吹き込み該溶融金属中に気泡を発生させる
方法において、気泡が発生する部分の溶融金属において
気泡の発生方向と直角に静磁場を印加し、かつ気泡の発
生方向に交流電流を印加して発生させた電磁場により変
動する剪断力を気泡が発生する部分の溶融金属に与え、
発生する気泡の径を制御することを特徴とする溶融金属
中の気泡発生方法である。この際、ガスを吹き込むノズ
ルまたは多孔体を導電体で構成して交流電流を印加する
電極とするのが好ましい。
属内にガスを吹き込み該溶融金属中に気泡を発生させる
方法において、気泡が発生する部分の溶融金属において
気泡の発生方向と直角に静磁場を印加し、かつ気泡の発
生方向に交流電流を印加して発生させた電磁場により変
動する剪断力を気泡が発生する部分の溶融金属に与え、
発生する気泡の径を制御することを特徴とする溶融金属
中の気泡発生方法である。この際、ガスを吹き込むノズ
ルまたは多孔体を導電体で構成して交流電流を印加する
電極とするのが好ましい。
【０００９】
【作用】本発明を図１に示す。取鍋１に溶鋼２を満た
し、底部に耐火物製のノズル３を設置し、ガスＧを吹き
込むとノズル３より気泡９が溶鋼中に生じる。取鍋１の
底部側壁面に一対の静磁場発生装置（本実施例では永久
磁石）４、５を設置し、水平方向にＮ極からＳ極へ向か
う静磁場を作る。静磁場発生装置４、５としては電磁石
を用いることもできる。交流電源８により、取鍋１のノ
ズル３上方の溶鋼２に浸漬した電極６と取鍋１底部のノ
ズル３の周りに設置した電極７とを通して気泡発生方向
に交流電流を溶鋼２中に流す。
し、底部に耐火物製のノズル３を設置し、ガスＧを吹き
込むとノズル３より気泡９が溶鋼中に生じる。取鍋１の
底部側壁面に一対の静磁場発生装置（本実施例では永久
磁石）４、５を設置し、水平方向にＮ極からＳ極へ向か
う静磁場を作る。静磁場発生装置４、５としては電磁石
を用いることもできる。交流電源８により、取鍋１のノ
ズル３上方の溶鋼２に浸漬した電極６と取鍋１底部のノ
ズル３の周りに設置した電極７とを通して気泡発生方向
に交流電流を溶鋼２中に流す。
【００１０】このような磁場発生手段および電流供給手
段により溶鋼２に電磁力が生じる。すなわち、磁場の磁
束密度をＢ、電流をＩ、電磁力をＦとするとＦ＝Ｂ×Ｉ
であり（これらはいずれもベクトルであり、×はベクト
ルの外積）、静磁界ではＢは時間変化せず一定、電流Ｉ
は交流で方向は上下に時間変化するので、電磁力Ｆは図
中に示したように交互に左右に向く。この電磁力Ｆによ
り溶鋼２と底部壁面やノズル３羽口面との間に剪断力が
働き、図２に示すようにこの剪断力の方向と大きさが時
間変化する。ノズル３より吹き込まれたガスＧは剪断力
によって切断され、ノズル３より離脱して気泡９とな
る。剪断力が時間変化するとその変化に応じて気泡９の
切断が起こり、交流電流の周波数を変化させることによ
り気泡離脱間隔を変化させて気泡径を制御することが可
能となる。この際、交流電流の周波数を高くして気泡離
脱間隔を短くすると気泡径を小さくすることができる。
段により溶鋼２に電磁力が生じる。すなわち、磁場の磁
束密度をＢ、電流をＩ、電磁力をＦとするとＦ＝Ｂ×Ｉ
であり（これらはいずれもベクトルであり、×はベクト
ルの外積）、静磁界ではＢは時間変化せず一定、電流Ｉ
は交流で方向は上下に時間変化するので、電磁力Ｆは図
中に示したように交互に左右に向く。この電磁力Ｆによ
り溶鋼２と底部壁面やノズル３羽口面との間に剪断力が
働き、図２に示すようにこの剪断力の方向と大きさが時
間変化する。ノズル３より吹き込まれたガスＧは剪断力
によって切断され、ノズル３より離脱して気泡９とな
る。剪断力が時間変化するとその変化に応じて気泡９の
切断が起こり、交流電流の周波数を変化させることによ
り気泡離脱間隔を変化させて気泡径を制御することが可
能となる。この際、交流電流の周波数を高くして気泡離
脱間隔を短くすると気泡径を小さくすることができる。
【００１１】電磁力を作用させる範囲は気泡９が離脱す
るノズル３表面近傍のみで十分であり、静磁場発生装置
４、５や電極６の大きさを小さくすることが可能とな
る。
るノズル３表面近傍のみで十分であり、静磁場発生装置
４、５や電極６の大きさを小さくすることが可能とな
る。
【００１２】交流電流を流す方法としては、上記のよう
にノズル３の近傍に別の電極７を設置する方法の他に、
ノズル３自体を導電体にし電極として用いる方法があ
る。ノズル３自体を電極とすることによって、ノズル３
羽口と接する溶鋼２に直接電磁力による剪断力を働かせ
ることが可能となり、有効である。溶鋼に適用する場合
には、ノズルをグラファイト系やホウ化ジルコニウム系
の耐火物とすることが望ましい。
にノズル３の近傍に別の電極７を設置する方法の他に、
ノズル３自体を導電体にし電極として用いる方法があ
る。ノズル３自体を電極とすることによって、ノズル３
羽口と接する溶鋼２に直接電磁力による剪断力を働かせ
ることが可能となり、有効である。溶鋼に適用する場合
には、ノズルをグラファイト系やホウ化ジルコニウム系
の耐火物とすることが望ましい。
【００１３】また、ガスを吹き込む手段は単管や複数管
のノズルでも、多孔体質の耐火物でもよい。気泡の吹き
込み方向は上向きでなくともよく、斜めや下向きでもガ
スの吹き込み方向と磁場・電流の向きの関係が上記関係
を満たせばよい。
のノズルでも、多孔体質の耐火物でもよい。気泡の吹き
込み方向は上向きでなくともよく、斜めや下向きでもガ
スの吹き込み方向と磁場・電流の向きの関係が上記関係
を満たせばよい。
【００１４】
実施例１ 図１に示すように、３００ｋｇの溶鋼２を底面が１５ｃ
ｍ角で高さが２０ｃｍの取鍋１に満たし、底部に外径が
１．０ｃｍのアルミナ製のノズル３を設置し、ガスＧを
吹き込んだ。取鍋１の底部側壁面に幅がノズル３の外径
の１．５倍で高さが３ｃｍの大きさの一対の永久磁石を
Ｎ極とＳ極が対向するように設置した。取鍋１のノズル
３上方の溶鋼２に浸漬した電極６と取鍋１底部のノズル
３の周りに設置した電極７とにより周波数が３０〜６０
Ｈｚの交流電流を溶鋼２中に流した。その結果を表１に
示すが、磁場や電流密度が低い場合にも周波数に応じて
気泡９の径が変化する様子が観察された。
ｍ角で高さが２０ｃｍの取鍋１に満たし、底部に外径が
１．０ｃｍのアルミナ製のノズル３を設置し、ガスＧを
吹き込んだ。取鍋１の底部側壁面に幅がノズル３の外径
の１．５倍で高さが３ｃｍの大きさの一対の永久磁石を
Ｎ極とＳ極が対向するように設置した。取鍋１のノズル
３上方の溶鋼２に浸漬した電極６と取鍋１底部のノズル
３の周りに設置した電極７とにより周波数が３０〜６０
Ｈｚの交流電流を溶鋼２中に流した。その結果を表１に
示すが、磁場や電流密度が低い場合にも周波数に応じて
気泡９の径が変化する様子が観察された。
【００１５】
【表１】
【００１６】実施例２ 実施例１で使用した図１の装置において、ノズル３の材
質をグラファイト質の耐火物（ＡＧ）とし、他の条件は
同一としてこのノズル３に電源を接続し、ノズル３を通
じて溶鋼２中に交流電流を流した。この結果を表１に示
すが、実施例１に較べてさらに低磁場強度、低電流密度
で気泡の径が制御可能となった。
質をグラファイト質の耐火物（ＡＧ）とし、他の条件は
同一としてこのノズル３に電源を接続し、ノズル３を通
じて溶鋼２中に交流電流を流した。この結果を表１に示
すが、実施例１に較べてさらに低磁場強度、低電流密度
で気泡の径が制御可能となった。
【００１７】実施例３ 本発明を流路に適用した実施例を図３に示す。鋼の連続
鋳造における幅４０ｃｍ、深さ８０ｃｍのタンディッシ
ュ１２において、取鍋１からロングノズル１３を通して
注入された低炭素アルミキルド鋼の溶鋼２を浸漬ノズル
１４から鋳型１５へ鋳造した。タンディッシュ１２の底
部に電極７を埋め込んだ外径１．０ｃｍのグラファイト
質の耐火物製のノズル３を設置し、ガスＧを吹き込ん
だ。タンディッシュ１２の底部側壁面に幅がノズル３の
直径の１．５倍で高さが３ｃｍの大きさの一対の永久磁
石をＮ極とＳ極が対向するように設置した。ノズル３上
方のタンディッシュ溶鋼２に浸漬した電極６とタンディ
ッシュ１２の底部のノズル３の電極７を通して周波数が
３０〜６０Ｈｚの交流電流を溶鋼２中に流した。この結
果を表１に示すが、電流の周波数に応じて気泡９の径が
変化する様子が観察された。
鋳造における幅４０ｃｍ、深さ８０ｃｍのタンディッシ
ュ１２において、取鍋１からロングノズル１３を通して
注入された低炭素アルミキルド鋼の溶鋼２を浸漬ノズル
１４から鋳型１５へ鋳造した。タンディッシュ１２の底
部に電極７を埋め込んだ外径１．０ｃｍのグラファイト
質の耐火物製のノズル３を設置し、ガスＧを吹き込ん
だ。タンディッシュ１２の底部側壁面に幅がノズル３の
直径の１．５倍で高さが３ｃｍの大きさの一対の永久磁
石をＮ極とＳ極が対向するように設置した。ノズル３上
方のタンディッシュ溶鋼２に浸漬した電極６とタンディ
ッシュ１２の底部のノズル３の電極７を通して周波数が
３０〜６０Ｈｚの交流電流を溶鋼２中に流した。この結
果を表１に示すが、電流の周波数に応じて気泡９の径が
変化する様子が観察された。
【００１８】比較例 比較例を図４に示す。３００ｋｇの溶鋼２を取鍋１に満
たし、底部に外径１．０ｃｍのアルミナ製のノズル３を
設置し、ガスＧを吹き込んだ。取鍋１の側壁面に幅がノ
ズル３の直径の１．５倍で高さが１０ｃｍの一対の永久
磁石をＮ極とＳ極が対向するように設置した。この磁石
によって生成される磁場と直交するように電流が流れる
ように取鍋１の側壁面に設置した幅、高さが磁石と同じ
電極１０、１１によって周波数が３０〜６０Ｈｚの交流
電流を溶鋼２中に流した。この結果を表１に示す。電流
の周波数に応じて気泡９の径が変化する様子が観察でき
たが、磁場が弱い場合や電流密度が低い場合には効果が
認められなかった。
たし、底部に外径１．０ｃｍのアルミナ製のノズル３を
設置し、ガスＧを吹き込んだ。取鍋１の側壁面に幅がノ
ズル３の直径の１．５倍で高さが１０ｃｍの一対の永久
磁石をＮ極とＳ極が対向するように設置した。この磁石
によって生成される磁場と直交するように電流が流れる
ように取鍋１の側壁面に設置した幅、高さが磁石と同じ
電極１０、１１によって周波数が３０〜６０Ｈｚの交流
電流を溶鋼２中に流した。この結果を表１に示す。電流
の周波数に応じて気泡９の径が変化する様子が観察でき
たが、磁場が弱い場合や電流密度が低い場合には効果が
認められなかった。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば溶融金属中に微細な気泡
を吹き込むことができ、本発明によって作った微細な気
泡によって溶融金属中の水素、窒素などのガス成分や炭
素、非金属介在物等の不純物を効率的に取り除くことが
可能となる。
を吹き込むことができ、本発明によって作った微細な気
泡によって溶融金属中の水素、窒素などのガス成分や炭
素、非金属介在物等の不純物を効率的に取り除くことが
可能となる。
【図１】本発明の実施例を示す説明図である。
【図２】剪断力の時間変化を示す説明図である。
【図３】本発明を流路に適用した実施例を示す説明図で
ある。
ある。
【図４】比較例を示す説明図である。
１ 取鍋 ２ 溶鋼 ３ ノズル ４ 静磁場発生装置 ５ 静磁場発生装置 ６ 電極 ７ 電極 ８ 交流電流 ９ 気泡 １０ 電極 １１ 電極 １２ タンディッシュ １３ ロングノズル １４ 浸漬ノズル １５ 鋳型 Ｇ ガス
Claims (2)
- 【請求項１】 溶融金属内にガスを吹き込み該溶融金属
中に気泡を発生させる方法において、気泡が発生する部
分の溶融金属において気泡の発生方向と直角に静磁場を
印加し、かつ気泡の発生方向に交流電流を印加して発生
させた電磁場により変動する剪断力を気泡が発生する部
分の溶融金属に与え、発生する気泡の径を制御すること
を特徴とする溶融金属中の気泡発生方法。 - 【請求項２】 ガスを吹き込むノズルまたは多孔体を導
電体で構成して交流電流を印加する電極とすることを特
徴とする請求項１記載の溶融金属中の気泡発生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2335692A JPH05185182A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 溶融金属中の気泡発生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2335692A JPH05185182A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 溶融金属中の気泡発生方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05185182A true JPH05185182A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=12108296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2335692A Withdrawn JPH05185182A (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 溶融金属中の気泡発生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05185182A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002018559A (ja) * | 2000-07-06 | 2002-01-22 | Nippon Steel Corp | 微細な凝固組織を有する鋳片または鋳塊の鋳造方法及びその鋳造装置 |
| JP2013141699A (ja) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 溶鋼中での気泡の発生方法 |
-
1992
- 1992-01-14 JP JP2335692A patent/JPH05185182A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002018559A (ja) * | 2000-07-06 | 2002-01-22 | Nippon Steel Corp | 微細な凝固組織を有する鋳片または鋳塊の鋳造方法及びその鋳造装置 |
| JP4683695B2 (ja) * | 2000-07-06 | 2011-05-18 | 新日本製鐵株式会社 | 微細な凝固組織を有する鋳片または鋳塊の鋳造方法及びその鋳造装置 |
| JP2013141699A (ja) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 溶鋼中での気泡の発生方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |