JPH05228580A - 連続鋳造方法 - Google Patents
連続鋳造方法Info
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- JPH05228580A JPH05228580A JP6906592A JP6906592A JPH05228580A JP H05228580 A JPH05228580 A JP H05228580A JP 6906592 A JP6906592 A JP 6906592A JP 6906592 A JP6906592 A JP 6906592A JP H05228580 A JPH05228580 A JP H05228580A
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- slab
- molten steel
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- continuous casting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 未凝固溶鋼が残存している連続鋳造中の鋳片
に電磁力を付与し、鋳片の内部品質を改善する。 【構成】 横型連続鋳造設備において、タイディッシュ
１からの溶鋼をフィールドノズル２，鋳型３を通し、鋳
片Ｃを水平に引抜いてゆく過程で、タンディッシュ１内
の溶鋼温度、スプレー４の冷却水量、冷却水温度、雰囲
気温度及び鋳片引抜速度を検出し、演算制御装置８にて
引抜方向における凝固シェルの分布を求め、この凝固シ
ェルの分布と鋳片の厚さ（又は径）との差に基づいて残
存溶鋼直径又は厚さの分布を算出し、この残存溶鋼直径
又は厚さが予め設定した固相率，残存溶鋼直径又は厚さ
と一致する位置を求め、この位置に電磁攪拌装置６を移
動位置決めして電磁攪拌を加える。
に電磁力を付与し、鋳片の内部品質を改善する。 【構成】 横型連続鋳造設備において、タイディッシュ
１からの溶鋼をフィールドノズル２，鋳型３を通し、鋳
片Ｃを水平に引抜いてゆく過程で、タンディッシュ１内
の溶鋼温度、スプレー４の冷却水量、冷却水温度、雰囲
気温度及び鋳片引抜速度を検出し、演算制御装置８にて
引抜方向における凝固シェルの分布を求め、この凝固シ
ェルの分布と鋳片の厚さ（又は径）との差に基づいて残
存溶鋼直径又は厚さの分布を算出し、この残存溶鋼直径
又は厚さが予め設定した固相率，残存溶鋼直径又は厚さ
と一致する位置を求め、この位置に電磁攪拌装置６を移
動位置決めして電磁攪拌を加える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鋳片内の未凝固溶鋼に電
磁力を付与し、未凝固溶鋼を攪拌して中心部収縮，中心
偏析を改善する連続鋳造方法に関するものである。
磁力を付与し、未凝固溶鋼を攪拌して中心部収縮，中心
偏析を改善する連続鋳造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】連続鋳造過程においては、鋳片の内部品
質改善のため、従来種々の対策が施されているが、その
一つとして鋳型下方の２次冷却帯に電磁攪拌装置を設置
し、磁束減衰の少ない凝固シェルを通して内部の未凝固
溶鋼を攪拌することで成長しつつある柱状晶の先端を切
断して等軸晶を生成させ中心部の収縮孔の発生を抑制
し、また同時に偏析を分散して中心偏析を抑制する方法
がある。
質改善のため、従来種々の対策が施されているが、その
一つとして鋳型下方の２次冷却帯に電磁攪拌装置を設置
し、磁束減衰の少ない凝固シェルを通して内部の未凝固
溶鋼を攪拌することで成長しつつある柱状晶の先端を切
断して等軸晶を生成させ中心部の収縮孔の発生を抑制
し、また同時に偏析を分散して中心偏析を抑制する方法
がある。
【０００３】連続鋳造設備には、従来竪型の連続鋳造設
備と対比される横型の連続鋳造設備がある。竪型の連続
鋳造設備はその全体の高さが大きくなるのに対し、横型
の連続鋳造設備は高さが極めて低く、設備コストが安価
であるという利点がある。しかしこの横型の連続鋳造設
備は溶鋼の静圧が竪型連続鋳造設備に比較して小さくな
るため、巨大偏析の発生、鋳片の軸心部におけるマクロ
ポロシティの発生状況が竪型の連続鋳造設備とは著しく
異なり、横型連続鋳造設備では鋳片の軸心部における凝
固形態に対する厳密な制御が必要となる。この対策とし
て、従来にあっては鋳片の移動域に臨ませて電磁攪拌装
置を設置し、鋳片の引抜き速度から定まる所定の位置で
鋳片内の未凝固溶鋼に対し電磁攪拌を行ってマクロポロ
シティの発生を抑制する方法が採られている。
備と対比される横型の連続鋳造設備がある。竪型の連続
鋳造設備はその全体の高さが大きくなるのに対し、横型
の連続鋳造設備は高さが極めて低く、設備コストが安価
であるという利点がある。しかしこの横型の連続鋳造設
備は溶鋼の静圧が竪型連続鋳造設備に比較して小さくな
るため、巨大偏析の発生、鋳片の軸心部におけるマクロ
ポロシティの発生状況が竪型の連続鋳造設備とは著しく
異なり、横型連続鋳造設備では鋳片の軸心部における凝
固形態に対する厳密な制御が必要となる。この対策とし
て、従来にあっては鋳片の移動域に臨ませて電磁攪拌装
置を設置し、鋳片の引抜き速度から定まる所定の位置で
鋳片内の未凝固溶鋼に対し電磁攪拌を行ってマクロポロ
シティの発生を抑制する方法が採られている。
【０００４】図８は従来における横型の連続鋳造設備を
用いた水平連続鋳造法の実施状態を示す模式的側面図
（特開昭62−176645号) であり、図中１はタンディッシ
ュ、２はフィールドノズル、３は鋳型、Ｃは鋳片を示し
ている。タンディッシュ１内の溶鋼はフィールドノズル
２を介して水平に配置された鋳型３内に流入し、冷却さ
れて表面が凝固し、内部が未凝固状態の鋳片Ｃとして水
平方向に引き抜かれてゆくようになっている。鋳片Ｃの
移動域にはスプレー４、ピンチロール５、電磁攪拌装置
６が配設され、鋳片Ｃはピンチロール５にて順次矢符方
向に引き抜かれつつ、スプレー４からの冷却水によりそ
の表面を冷却され、また電磁攪拌装置６にて未凝固溶鋼
を攪拌されるようになっている。
用いた水平連続鋳造法の実施状態を示す模式的側面図
（特開昭62−176645号) であり、図中１はタンディッシ
ュ、２はフィールドノズル、３は鋳型、Ｃは鋳片を示し
ている。タンディッシュ１内の溶鋼はフィールドノズル
２を介して水平に配置された鋳型３内に流入し、冷却さ
れて表面が凝固し、内部が未凝固状態の鋳片Ｃとして水
平方向に引き抜かれてゆくようになっている。鋳片Ｃの
移動域にはスプレー４、ピンチロール５、電磁攪拌装置
６が配設され、鋳片Ｃはピンチロール５にて順次矢符方
向に引き抜かれつつ、スプレー４からの冷却水によりそ
の表面を冷却され、また電磁攪拌装置６にて未凝固溶鋼
を攪拌されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述した如き
従来方法では、電磁攪拌装置の設定位置は、鋳片の引抜
速度、凝固計算、従来の操業データから求めた最終凝固
値、凝固シェルの厚さ分布情報に基づき設定している
が、このような値は鋼種によって様々に変化し、しかも
その時々の操業条件によっても変化するため、実質的に
は近似データで対応せざるを得ず、十分な制御精度が得
られないという問題があった。本発明はかかる事情に鑑
みなされたものであって、その目的とするところは鋳片
内における未凝固領域の直径，又は厚さを伝熱モデルを
用いて正確に検出し、電磁攪拌装置の最適位置を算出し
て、電磁攪拌を行い得るようにした連続鋳造方法を提供
するにある。
従来方法では、電磁攪拌装置の設定位置は、鋳片の引抜
速度、凝固計算、従来の操業データから求めた最終凝固
値、凝固シェルの厚さ分布情報に基づき設定している
が、このような値は鋼種によって様々に変化し、しかも
その時々の操業条件によっても変化するため、実質的に
は近似データで対応せざるを得ず、十分な制御精度が得
られないという問題があった。本発明はかかる事情に鑑
みなされたものであって、その目的とするところは鋳片
内における未凝固領域の直径，又は厚さを伝熱モデルを
用いて正確に検出し、電磁攪拌装置の最適位置を算出し
て、電磁攪拌を行い得るようにした連続鋳造方法を提供
するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る連続鋳造方
法は、鋳型から引抜かれた未凝固領域が残存している連
続鋳造鋳片の移動域に面して電磁攪拌装置を配設し、該
電磁攪拌装置にて前記未凝固領域に対する電磁攪拌を行
いつつ連続鋳造する方法において、鋳片の引抜き速度、
溶湯温度、冷却水温度、冷却水量，鋳片の直径，又は厚
さに基づき鋳片内の伝熱計算を行い、鋳片の引抜き方向
各部における未凝固領域の直径又は厚さの分布を求め、
該未凝固領域の直径又は厚さが予め設定した値に達する
位置を求め、この領域内に前記電磁攪拌装置を移動して
未凝固領域に対する電磁攪拌を実行することを特徴とす
る。
法は、鋳型から引抜かれた未凝固領域が残存している連
続鋳造鋳片の移動域に面して電磁攪拌装置を配設し、該
電磁攪拌装置にて前記未凝固領域に対する電磁攪拌を行
いつつ連続鋳造する方法において、鋳片の引抜き速度、
溶湯温度、冷却水温度、冷却水量，鋳片の直径，又は厚
さに基づき鋳片内の伝熱計算を行い、鋳片の引抜き方向
各部における未凝固領域の直径又は厚さの分布を求め、
該未凝固領域の直径又は厚さが予め設定した値に達する
位置を求め、この領域内に前記電磁攪拌装置を移動して
未凝固領域に対する電磁攪拌を実行することを特徴とす
る。
【０００７】
【作用】本発明にあっては、鋳片引抜速度、溶湯温度、
冷却水温度、冷却水量及び鋳片の直径，又は厚さに基づ
き鋳片内の伝熱計算により、鋳片内の未凝固領域の直径
又は厚さを求め、電磁攪拌の最適位置を設定するから、
各金属の種類夫々に対応して最適位置を正確に求め得る
こととなり、制御精度を格段に向上し得る。
冷却水温度、冷却水量及び鋳片の直径，又は厚さに基づ
き鋳片内の伝熱計算により、鋳片内の未凝固領域の直径
又は厚さを求め、電磁攪拌の最適位置を設定するから、
各金属の種類夫々に対応して最適位置を正確に求め得る
こととなり、制御精度を格段に向上し得る。
【０００８】
【原理】本発明者らは、電磁攪拌位置の最適な位置を決
定すべく、電磁攪拌をかけた鋳片の品質を長期にわたっ
て調査した結果、鋳片における未凝固溶鋼に最適量が存
在するという知見を得た。電磁力により攪拌して得た凝
固組織は攪拌されなかった凝固組織と異なるから、鋳造
完了後に鋳片の凝固組織を観察し、電磁攪拌装置の位置
と残存溶鋼直径又は厚みの対応をとると共に、内質調査
により電磁攪拌装置の位置の適否の判断を行った。
定すべく、電磁攪拌をかけた鋳片の品質を長期にわたっ
て調査した結果、鋳片における未凝固溶鋼に最適量が存
在するという知見を得た。電磁力により攪拌して得た凝
固組織は攪拌されなかった凝固組織と異なるから、鋳造
完了後に鋳片の凝固組織を観察し、電磁攪拌装置の位置
と残存溶鋼直径又は厚みの対応をとると共に、内質調査
により電磁攪拌装置の位置の適否の判断を行った。
【０００９】なおこの判断においては、前記残存溶鋼直
径又は厚さの値を固相率によって評価した。液体である
金属が固体に凝固する過程においては、まず最初に液相
から固相が析出し、液相と固相が共存する状態、即ち固
液共存状態となり、固相が時間とともに増加し、最終的
には液相が無くなって固相のみとなる。前記固液共存状
態において固相の存在する割合を固相率といい、固相率
１とは固相のみの状態を、また固相率０とは液相のみの
状態を意味する。また未凝固溶鋼を表す指標としては、
鋳片内部における未凝固溶鋼、即ち残存溶鋼の占める領
域を、ビレットなどの丸鋳片の場合にあっては前記残存
溶鋼の直径を用いて、またスラブの場合にあっては残存
溶鋼の厚さを用いた。
径又は厚さの値を固相率によって評価した。液体である
金属が固体に凝固する過程においては、まず最初に液相
から固相が析出し、液相と固相が共存する状態、即ち固
液共存状態となり、固相が時間とともに増加し、最終的
には液相が無くなって固相のみとなる。前記固液共存状
態において固相の存在する割合を固相率といい、固相率
１とは固相のみの状態を、また固相率０とは液相のみの
状態を意味する。また未凝固溶鋼を表す指標としては、
鋳片内部における未凝固溶鋼、即ち残存溶鋼の占める領
域を、ビレットなどの丸鋳片の場合にあっては前記残存
溶鋼の直径を用いて、またスラブの場合にあっては残存
溶鋼の厚さを用いた。
【００１０】図１は、発明者らが電磁攪拌をかけた鋳片
の品質を長期にわたって調査した結果を整理した図であ
り、図１(a) は残存溶鋼直径又は厚さＭ：40mmにおける
固相率と内質グレードとの関係を、また図１(b) は固相
率ｆｓ：0.3 における残存溶鋼直径又は厚さと内質グレ
ードとの関係を夫々示している。
の品質を長期にわたって調査した結果を整理した図であ
り、図１(a) は残存溶鋼直径又は厚さＭ：40mmにおける
固相率と内質グレードとの関係を、また図１(b) は固相
率ｆｓ：0.3 における残存溶鋼直径又は厚さと内質グレ
ードとの関係を夫々示している。
【００１１】図１(a) は横軸に固相率を、また図１(b)
は横軸に残存溶鋼直径又は厚さをとり、縦軸にはいずれ
も内質グレードをとって示してある。これら両グラフか
ら、固相率と残存溶鋼直径又は厚さとは相互に対応し、
鋳片の内質グレードと電磁攪拌を施すべき位置の固相率
（ｆｓ）、残存溶鋼直径又は厚さ(mm)との間には固相率
ｆｓは0.2 〜0.8 の範囲内で、また残存溶鋼直径又は厚
さは90(mm)以下の範囲内において電磁攪拌をかけること
で内質グレードを効果的に向上させ得ることが解る。
は横軸に残存溶鋼直径又は厚さをとり、縦軸にはいずれ
も内質グレードをとって示してある。これら両グラフか
ら、固相率と残存溶鋼直径又は厚さとは相互に対応し、
鋳片の内質グレードと電磁攪拌を施すべき位置の固相率
（ｆｓ）、残存溶鋼直径又は厚さ(mm)との間には固相率
ｆｓは0.2 〜0.8 の範囲内で、また残存溶鋼直径又は厚
さは90(mm)以下の範囲内において電磁攪拌をかけること
で内質グレードを効果的に向上させ得ることが解る。
【００１２】従って、残存溶鋼直径又は厚さは、鋳片の
直径又は厚さと、凝固シェルの厚さとの差により得られ
るから、オンラインにて操業実績値である鋳片の引抜速
度，溶鋼温度，冷却水温度，冷却水量，雰囲気温度を検
出し、これらの値に基づいて伝熱計算により鋳片の引抜
方向における凝固シェル径又は凝固シェル厚さの分布を
求め、これと鋳片断面の径又は厚さとから鋳片の引抜方
向における残存溶鋼直径又は厚さを求め、これが予め設
定された固相率、残存溶鋼直径又は厚さから定まる値と
等しくなる位置を電磁攪拌の最適設定位置とすればよい
こととなる。
直径又は厚さと、凝固シェルの厚さとの差により得られ
るから、オンラインにて操業実績値である鋳片の引抜速
度，溶鋼温度，冷却水温度，冷却水量，雰囲気温度を検
出し、これらの値に基づいて伝熱計算により鋳片の引抜
方向における凝固シェル径又は凝固シェル厚さの分布を
求め、これと鋳片断面の径又は厚さとから鋳片の引抜方
向における残存溶鋼直径又は厚さを求め、これが予め設
定された固相率、残存溶鋼直径又は厚さから定まる値と
等しくなる位置を電磁攪拌の最適設定位置とすればよい
こととなる。
【００１３】
【実施例】以下本発明方法を図面に基づき具体的に説明
する。図２は本発明に係る連続鋳造方法を適用した横型
連続鋳造設備を示す模式図であり、図中１はタンディッ
シュ、２はフィールドノズル、３は鋳型、４はスプレ
ー、５はピンチロール、６は電磁攪拌装置、Ｃは鋳片を
示している。タンディッシュ１の底部側壁に水平にフィ
ールドノズル２、鋳型３が連設されており、タンディッ
シュ１内の溶鋼はフィールドノズル２を経て鋳型３内に
導かれ、ここで冷却されて周囲が凝固してシェルが形成
され、内部が未凝固の状態の鋳片Ｃとなって引抜かれ、
スプレー４からの冷却水にて冷却され、その後電磁攪拌
装置６にて未凝固溶鋼を電磁攪拌しつつピンチロール５
にて矢符で示す如くに後工程に搬送してゆくようになっ
ている。
する。図２は本発明に係る連続鋳造方法を適用した横型
連続鋳造設備を示す模式図であり、図中１はタンディッ
シュ、２はフィールドノズル、３は鋳型、４はスプレ
ー、５はピンチロール、６は電磁攪拌装置、Ｃは鋳片を
示している。タンディッシュ１の底部側壁に水平にフィ
ールドノズル２、鋳型３が連設されており、タンディッ
シュ１内の溶鋼はフィールドノズル２を経て鋳型３内に
導かれ、ここで冷却されて周囲が凝固してシェルが形成
され、内部が未凝固の状態の鋳片Ｃとなって引抜かれ、
スプレー４からの冷却水にて冷却され、その後電磁攪拌
装置６にて未凝固溶鋼を電磁攪拌しつつピンチロール５
にて矢符で示す如くに後工程に搬送してゆくようになっ
ている。
【００１４】８は演算制御装置であり、設定器９に設定
された固相率，残存溶鋼直径又は厚さをタンディッシュ
１に付設されている温度計Ｓ1 から溶鋼温度を、また鋳
型３に付設されているセンサＳ2 から鋳片断面径又は厚
さＭを、またスプレー４に付設されている流量計Ｓ3 ，
温度計Ｓ4 から冷却水量，冷却水温度を、またスプレー
４の下流側に配設された温度計Ｓ5 から鋳片Ｃ周辺の雰
囲気温度を、更にピンチロール５に付設されている回転
計Ｓ6 から鋳片の引抜速度を夫々読み込み、これらに基
づいて電磁攪拌装置６の最適設定位置を算出し、駆動部
７へ制御信号を出力し、電磁攪拌装置６を所定の位置に
移動位置決めして鋳片Ｃに対する電磁攪拌を実行するよ
うになっている。
された固相率，残存溶鋼直径又は厚さをタンディッシュ
１に付設されている温度計Ｓ1 から溶鋼温度を、また鋳
型３に付設されているセンサＳ2 から鋳片断面径又は厚
さＭを、またスプレー４に付設されている流量計Ｓ3 ，
温度計Ｓ4 から冷却水量，冷却水温度を、またスプレー
４の下流側に配設された温度計Ｓ5 から鋳片Ｃ周辺の雰
囲気温度を、更にピンチロール５に付設されている回転
計Ｓ6 から鋳片の引抜速度を夫々読み込み、これらに基
づいて電磁攪拌装置６の最適設定位置を算出し、駆動部
７へ制御信号を出力し、電磁攪拌装置６を所定の位置に
移動位置決めして鋳片Ｃに対する電磁攪拌を実行するよ
うになっている。
【００１５】以下、演算制御装置８による演算過程を説
明する。 （固相率(fs), 残存溶鋼直径又は厚さＭの決定）固相率
（fs）は鋳造を行う鋳片Ｃの鋼種を基に、下記(1) 式の
範囲内の値を定め、 0.2 ≦ｆｓ≦0.8 …(1) また、残存溶鋼直径又は厚さ（Ｍ）も同様に鋼種等を基
に下記(2) 式の範囲内の値を定め、これを設定器９に入
力する。 Ｍ≦90(mm) …(2)
明する。 （固相率(fs), 残存溶鋼直径又は厚さＭの決定）固相率
（fs）は鋳造を行う鋳片Ｃの鋼種を基に、下記(1) 式の
範囲内の値を定め、 0.2 ≦ｆｓ≦0.8 …(1) また、残存溶鋼直径又は厚さ（Ｍ）も同様に鋼種等を基
に下記(2) 式の範囲内の値を定め、これを設定器９に入
力する。 Ｍ≦90(mm) …(2)
【００１６】（伝熱計算）伝熱計算には、(1) 鋳片の厚
さ方向又は径方向に対する伝熱計算、(2) 鋳込方向の伝
熱計算があり、以下夫々を分けて説明する。
さ方向又は径方向に対する伝熱計算、(2) 鋳込方向の伝
熱計算があり、以下夫々を分けて説明する。
【００１７】(1) 鋳片の半径方向又は厚さ方向に対する
伝熱計算 図３に示す如く、鋳片の厚み方向を１次元方向とする１
次元伝熱モデルを用いる。図３(a) に示す如き丸鋳片を
製造する場合にあっては丸鋳片における、例えば頂稜部
から直径方向に区分し、頂稜部をｉ＝１とし、以下中心
側に向けて各区分点に２，３…ｎ（中心）迄番号を付す
る。一方、図３(b) に示す如くスラブを製造する場合に
は鋳片の幅方向の中央部における鋳片上面から鋳片の厚
み方向に区分し、上部表面をｉ＝１とし、以下厚さ方向
の各区分点に２，３…ｎ（中心）迄の番号を付する。ｉ
＝１，２〜ｎ−１の各点におけるΔｔ時間後のエンタル
ピＨi ′は現在のエンタルピをＨi として下記(3) 式の
如くに与えられる。
伝熱計算 図３に示す如く、鋳片の厚み方向を１次元方向とする１
次元伝熱モデルを用いる。図３(a) に示す如き丸鋳片を
製造する場合にあっては丸鋳片における、例えば頂稜部
から直径方向に区分し、頂稜部をｉ＝１とし、以下中心
側に向けて各区分点に２，３…ｎ（中心）迄番号を付す
る。一方、図３(b) に示す如くスラブを製造する場合に
は鋳片の幅方向の中央部における鋳片上面から鋳片の厚
み方向に区分し、上部表面をｉ＝１とし、以下厚さ方向
の各区分点に２，３…ｎ（中心）迄の番号を付する。ｉ
＝１，２〜ｎ−１の各点におけるΔｔ時間後のエンタル
ピＨi ′は現在のエンタルピをＨi として下記(3) 式の
如くに与えられる。
【００１８】 Ｈi ′＝｛Δｔ／（ρ・ΔＶi ）｝・（Ｑi −Ｑi+1 ）＋Ｈi …(3) 但し、ΔＶi ：区分間の体積 ρ ：比重 Ｑi ：流入出熱量
【００１９】同様にｉ＝ｎ，即ち鋳片の中心におけるΔ
ｔ時間後のエンタルピＨi ′は下記(4) 式の如くに表わ
せる。
ｔ時間後のエンタルピＨi ′は下記(4) 式の如くに表わ
せる。
【００２０】 Ｈi ′＝｛Δｔ／（ρ・ΔＶi ）｝・Ｑi ＋Ｈi …(4)
【００２１】なお、流入熱量Ｑi は鋳片の表面と内部と
に分けて夫々、下記(5),(6) 式の如くに表わせる。 Ｑi ＝Ａi ・（Ｋi ／Δｌi ）・（Ｔi-1 −Ｔi ） …(5) 但し、 ｉ＝２〜ｎ（内部） Ｋi ：熱伝導率 Ｔi ：区分点ｉでの温度 Δｌi ：区分間距離 Ａi ：区分間の伝熱面積 Ｑi ＝Ａi ・ｈ・（Ｔw −Ｔi ） …(6) 但し、ｉ＝１（表面） Ｔw ：冷却水温度 （冷却水が散布されていない部分においては雰囲気温
度） ｈ ：鋳片表面における熱伝達率
に分けて夫々、下記(5),(6) 式の如くに表わせる。 Ｑi ＝Ａi ・（Ｋi ／Δｌi ）・（Ｔi-1 −Ｔi ） …(5) 但し、 ｉ＝２〜ｎ（内部） Ｋi ：熱伝導率 Ｔi ：区分点ｉでの温度 Δｌi ：区分間距離 Ａi ：区分間の伝熱面積 Ｑi ＝Ａi ・ｈ・（Ｔw −Ｔi ） …(6) 但し、ｉ＝１（表面） Ｔw ：冷却水温度 （冷却水が散布されていない部分においては雰囲気温
度） ｈ ：鋳片表面における熱伝達率
【００２２】上記伝熱モデルを用いて鋳片の厚さ方向，
又は径方向各区分点１〜ｎにおける温度Ｔi を求めた
後、凝固シェル厚さｄを求める。凝固シェル厚さｄは固
相線温度：ＴS 、液相線温度：Ｔl 、固相率：ｆS を用
いて下記(7) 式で与えられる。
又は径方向各区分点１〜ｎにおける温度Ｔi を求めた
後、凝固シェル厚さｄを求める。凝固シェル厚さｄは固
相線温度：ＴS 、液相線温度：Ｔl 、固相率：ｆS を用
いて下記(7) 式で与えられる。
【００２３】
【数１】
【００２４】(2) 引抜方向の伝熱計算 図４は引抜方向に対する伝熱計算の説明図であり、引抜
き方向に等間隔に温度計算面ｊ−１，ｊ……ｊ＋２…を
定め夫々について次の計算を行う。 (a) 先ず前記各温度計算面…ｊ−１〜ｊ＋２…夫々にお
いて先に求めた鋳片の厚み方向（又は径方向）の伝熱計
算で用いた(3),(4),(7) 式を用いて温度分布と凝固シェ
ルの厚さｄを求め、これを記憶しておく。なお、ｊ＝１
の場合における初期値となるエンタルピＨi として溶鋼
のエンタルピを用いる。 (b) 計算周期時間をΔＴとして、前記各温度計算面…ｊ
−１〜ｊ＋２…をΔＴ時間後における位置にＬだけ移動
させ、移動後の各温度計算面における温度分布と凝固シ
ェル厚さｄとをトラッキングする。例えば鋳込速度をＶ
C としてΔＴ時間後における第ｊ番目の温度計算面の位
置を、下記(8) 式で表わされるＬだけ移動する。
き方向に等間隔に温度計算面ｊ−１，ｊ……ｊ＋２…を
定め夫々について次の計算を行う。 (a) 先ず前記各温度計算面…ｊ−１〜ｊ＋２…夫々にお
いて先に求めた鋳片の厚み方向（又は径方向）の伝熱計
算で用いた(3),(4),(7) 式を用いて温度分布と凝固シェ
ルの厚さｄを求め、これを記憶しておく。なお、ｊ＝１
の場合における初期値となるエンタルピＨi として溶鋼
のエンタルピを用いる。 (b) 計算周期時間をΔＴとして、前記各温度計算面…ｊ
−１〜ｊ＋２…をΔＴ時間後における位置にＬだけ移動
させ、移動後の各温度計算面における温度分布と凝固シ
ェル厚さｄとをトラッキングする。例えば鋳込速度をＶ
C としてΔＴ時間後における第ｊ番目の温度計算面の位
置を、下記(8) 式で表わされるＬだけ移動する。
【００２５】Ｌ＝ＶC ・ΔＴ …(8) (a) 過程で求めたエンタルピＨi を初期値とし、(1) に
て説明した厚さ（又は径）方向の各部のエンタルピを与
える(3),(4),(7) 式を用いて温度分布と凝固シェル厚さ
ｄを求め、以下これを順次繰り返す。
て説明した厚さ（又は径）方向の各部のエンタルピを与
える(3),(4),(7) 式を用いて温度分布と凝固シェル厚さ
ｄを求め、以下これを順次繰り返す。
【００２６】鋳込を開始すると同時に、以上のようにし
て、計算周期毎に引抜方向における凝固シェル厚さｄの
分布を求め、凝固シェル厚さｄと鋳片厚さ（又は径）Ｄ
との差を下記(9) 式に従って求め、残存溶鋼直径又は厚
さＭを求める。 Ｍ＝Ｄ−２・ｄ …(9) 但し、Ｄ：鋳片の直径又は厚さ
て、計算周期毎に引抜方向における凝固シェル厚さｄの
分布を求め、凝固シェル厚さｄと鋳片厚さ（又は径）Ｄ
との差を下記(9) 式に従って求め、残存溶鋼直径又は厚
さＭを求める。 Ｍ＝Ｄ−２・ｄ …(9) 但し、Ｄ：鋳片の直径又は厚さ
【００２７】求めた残存溶鋼直径又は厚さＤが予め設定
された固相率における残存溶鋼直径又は厚さの値と一致
した位置に電磁攪拌装置６を移動位置決めし、電磁攪拌
を実行する。図５に鋳片の引抜方向各部における凝固シ
ェル厚さｄの分布を、また図６に最適電磁攪拌位置の計
算結果の一例を示す。
された固相率における残存溶鋼直径又は厚さの値と一致
した位置に電磁攪拌装置６を移動位置決めし、電磁攪拌
を実行する。図５に鋳片の引抜方向各部における凝固シ
ェル厚さｄの分布を、また図６に最適電磁攪拌位置の計
算結果の一例を示す。
【００２８】図５は横軸に鋳型３からの距離を、また縦
軸に凝固シェルの厚さ(d) をとって示してある。また図
６は横軸に時間を、縦軸に鋳片の引抜速度，最適電磁攪
拌位置を夫々とって示してある。図６から明らかなよう
に、最適電磁攪拌位置は引抜速度の影響を受けるが、対
応関係にあるわけではなく、各種他の条件が関与してい
ることが解る。
軸に凝固シェルの厚さ(d) をとって示してある。また図
６は横軸に時間を、縦軸に鋳片の引抜速度，最適電磁攪
拌位置を夫々とって示してある。図６から明らかなよう
に、最適電磁攪拌位置は引抜速度の影響を受けるが、対
応関係にあるわけではなく、各種他の条件が関与してい
ることが解る。
【００２９】図７は本発明方法と従来方法との比較試験
結果を示すヒストグラムであり、横軸に内質グレード
を、また縦軸に度数（鋳片数）をとって示してある。ヒ
ストグラム中、実線は本発明方法の、また破線は従来方
法の各結果を示している。このヒストグラムから明らか
なように、本発明方法を適用した場合には従来方法に比
較して全体としての鋳片の内質グレードが大幅に向上す
ることが解る。なお、本発明についてこれまで鋼の例に
ついて述べてきたが、鋼に限らず他の金属、例えば銅，
アルミ等においても適用が可能である。
結果を示すヒストグラムであり、横軸に内質グレード
を、また縦軸に度数（鋳片数）をとって示してある。ヒ
ストグラム中、実線は本発明方法の、また破線は従来方
法の各結果を示している。このヒストグラムから明らか
なように、本発明方法を適用した場合には従来方法に比
較して全体としての鋳片の内質グレードが大幅に向上す
ることが解る。なお、本発明についてこれまで鋼の例に
ついて述べてきたが、鋼に限らず他の金属、例えば銅，
アルミ等においても適用が可能である。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、材質，鋳片断面の形
状、操業条件等が変化しても未凝固領域の厚さ又は径を
正確に捉え得て、これらに影響されることなく最適位置
にて鋳片に電磁攪拌を施すことができ、中心部収縮孔の
改善，中心偏析の改善が図れて高品質の鋳片を安定して
鋳造することができる等、本発明は優れた効果を奏する
ものである。
状、操業条件等が変化しても未凝固領域の厚さ又は径を
正確に捉え得て、これらに影響されることなく最適位置
にて鋳片に電磁攪拌を施すことができ、中心部収縮孔の
改善，中心偏析の改善が図れて高品質の鋳片を安定して
鋳造することができる等、本発明は優れた効果を奏する
ものである。
【図１】本発明者等が求めた連続鋳造中に電磁攪拌を施
して得た鋳片における固相率，残存溶鋼直径（又は厚
さ）と鋳片の内質グレードとの関係を示すグラフであ
る。
して得た鋳片における固相率，残存溶鋼直径（又は厚
さ）と鋳片の内質グレードとの関係を示すグラフであ
る。
【図２】本発明方法の実施状態を示す模式図である。
【図３】本発明方法における鋳片の厚さ方向（又は径方
向）に対する伝熱計算の説明図である。
向）に対する伝熱計算の説明図である。
【図４】本発明方法における鋳片の引抜方向に対する伝
熱計算の説明図である。
熱計算の説明図である。
【図５】本発明方法による伝熱計算結果の一例を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】本発明方法による伝熱計算結果の一例を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図７】本発明方法と従来方法との比較試験結果を示す
ヒストグラムである。
ヒストグラムである。
【図８】従来方法の実施状態を示す模式図である。
１ タンディッシュ ２ フィールドノズル ３ 鋳型 ４ スプレー ５ ピンチロール ６ 電磁攪拌装置 ７ 駆動部 ８ 演算制御装置 ９ 設定器
フロントページの続き (72)発明者 山屋 光 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 鋳型から引抜かれた未凝固領域が残存し
ている連続鋳造鋳片の移動域に面して電磁攪拌装置を配
設し、該電磁攪拌装置にて前記未凝固領域に対する電磁
攪拌を行いつつ連続鋳造する方法において、 鋳片の引抜き速度、溶湯温度、冷却水温度、冷却水量，
鋳片の直径，又は厚さに基づき鋳片内の伝熱計算を行
い、鋳片の引抜き方向各部における未凝固領域の直径又
は厚さの分布を求め、該未凝固領域の直径又は厚さが予
め設定した値に達する位置を求め、この領域内に前記電
磁攪拌装置を移動して未凝固領域に対する電磁攪拌を実
行することを特徴とする連続鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06906592A JP3151918B2 (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06906592A JP3151918B2 (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 連続鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05228580A true JPH05228580A (ja) | 1993-09-07 |
| JP3151918B2 JP3151918B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=13391803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06906592A Expired - Fee Related JP3151918B2 (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 連続鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3151918B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104690242A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-06-10 | 东北大学 | 一种钢连铸凝固末端电磁搅拌位置的动态控制方法及装置 |
| CN114309509A (zh) * | 2021-09-28 | 2022-04-12 | 上海大学 | 一种立式连铸时空电磁搅拌模式控制方法及其装置 |
| CN114309509B (zh) * | 2021-09-28 | 2024-05-14 | 上海大学 | 一种立式连铸时空电磁搅拌模式控制方法及其装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104942247B (zh) * | 2014-03-31 | 2017-06-13 | 北京明诚技术开发有限公司 | 在连铸工序中调整电磁搅拌器的控制系统及方法 |
| CN104353797B (zh) * | 2014-07-04 | 2016-09-28 | 河南中孚实业股份有限公司 | 伸缩式铸锭凝固末端电磁搅拌装置 |
-
1992
- 1992-02-17 JP JP06906592A patent/JP3151918B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104690242A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-06-10 | 东北大学 | 一种钢连铸凝固末端电磁搅拌位置的动态控制方法及装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3151918B2 (ja) | 2001-04-03 |
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