JPH05237621A - 連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融金属の連続鋳造において、鋳片中心部の
微量元素の偏析を防止し、均質な製品を得る。 【構成】 鋳片を連続的に引き抜く溶融金属の連続鋳造
法において、鋳型内に連続的に供給される溶融金属の流
動を電磁石により制御することにより、鋳片内の凝固ラ
インの形状をコントロールしつつ、未凝固鋳片を連続的
に圧下する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続的に溶融金属を凝
固させる連続鋳造法において、鋳片中心部にみられる微
量元素の偏析を防止し、均質な製品を得るために、鋳片
内に残留する溶鋼の流動を制御する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、連続鋳造法により得られる鋳片
は、Ｓ、Ｐ、Ｍn 等の微量元素を含み、これらの元素
は、鋳片中心部に濃化し、中心偏析と呼ばれる領域を形
成し、製品の品質を低下させる大きな原因となってい
る。この偏析現象は、凝固末期における鋳片内の残溶鋼
が、鋳片の凝固収縮やバルジング（溶鋼静圧によりロー
ル間のシェルが膨張する現象）により流動することによ
って生じるとされている。

【０００３】したがって、この現象を防止するために
は、ロール間のバルジングを小さくし、さらに、凝固収
縮に応じた量だけ鋳片を圧下すれば良く、この技術に関
し、多くの公知文献、例えば特開昭６２−２８０５６号
公報、特開昭５３−１０２２２５号公報等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この未
凝固部分を圧下するのは、次の理由により極めて困難な
ことである。すなわち、図１に示すように従来のスラブ
型の連続鋳造機においては、通常二孔ノズルと呼ばれる
浸漬ノズル１１より水冷鋳型１２内へ溶融金属１３を吐
出するため、大きな循環下降流１４が凝固シェル１５内
に形成される。この下降流により、スラブ内の均一な冷
却が不可能となり、図２に示すような先端（クレータエ
ンド）がフィシュテール状で断面がヘアピン状の未凝固
領域を形成することになる。

【０００５】図２には、この未凝固領域をスラブ断面図
と同時に示すが、この断面図より明らかなように、未凝
固部が均一に存在しないため、均等な圧下が不可能とな
る。この不均一未凝固域形成の原因は、溶融金属の流
動、とくに鋳型の両短辺に沿う下降流に起因している。

【課題を解決するための手段】

【０００６】上記の課題を解決するには、図２に示すよ
うな形状の不均一な未凝固領域の形成をコントロールし
てこれを均一にすればよい。そして浸漬ノズルからの吐
出流のうちの下降流を制御することができれば、未凝固
領域の形状コントロールが可能となる。

【０００７】本発明はこの下降流制御手段として、電磁
力を用いることを特徴とする。電磁力印加の手段として
は、直流磁場による電磁ブレーキと、交流による移動磁
界を利用するものである。

【０００８】

【作 用】次に本発明の作用について説明する。図３に
したがって、直流磁場を利用する場合を説明する。浸漬
ノズル１より供給された溶鋼２は、鋳型の短辺に向かう
吐出流３となるが、この部分に印加した静磁場４との相
互作用によりうず電流５を誘起し、ここに示すような電
流ループを形成する。この誘起された電流と印加磁場と
の相互作用により、吐出流と反対向きにローレンツ力６
が作用し、溶鋼流動に制動力を与えることになる。

【０００９】その結果、溶鋼流動パターンを図４のよう
に制御して、断面紡錘形とし、かつ鋳片横断面内の速度
分布を両側より中心部を大きくすることが可能となる。
このような流動条件によって生じた未凝固領域を持つ鋳
片は、その凝固収縮量に応じた圧下が可能となる。

【００１０】また、図５には、交流による移動磁界の利
用例を示すが、移動磁界の方向に電磁力が働き、流動に
対し駆動と制動とを選択できる。図５に示すような方向
に移動磁界を与えると、図４に示すのと同様な未凝固領
域を形成させることが可能となる。以下に、クレーター
エンドの形状制御の態様について図８ないし図１２を参
照してさらに説明する。

【００１１】スラブ型連鋳機では、溶鋼の流動パターン
は図８に示すような流れとなる。ノズルからの吐出流
は、短辺側に下降流を形成し、中心部では上昇流を形成
している。この流動パターンにしたがって未凝固領域が
形成される。したがって、溶鋼の流量パターンを変化さ
せることによりクレータエンドの形状制御が可能とな
る。

【００１２】制御方法その１： 電磁ブレーキによるノ
ズルからの溶鋼吐出流の制御 図９に示すように、一般的な電磁ブレーキによってノズ
ルからの吐出溶鋼流にブレーキング力を作動させて流動
パターンを制御し、クレータエンドの形状を下に凸とな
るようにすることができる。

【００１３】制御方法その２： 電磁攪拌による流れの
均一化 図１０に示すように、一般的な電磁攪拌を行なうと、短
辺下降流が均一化され、それにしたがいクレータエンド
の形状も均一化される。

【００１４】制御方法その３： 移動磁場によるノズル
からの溶鋼吐出流の制御 図１１、１２に示すように、移動磁場を利用することに
より積極的に中心下降流を生起させる。この方法がもっ
とも流動制御の柔軟性に優れている。

【００１５】

【実施例】図６に示す装置において、表１の条件で連続
鋳造を行った実施例の結果を図７に示す。図６は、長辺
Ｌ₁ｍ、短Ｌ₂ｍの横断面をもつ鋳型に溶鋼を流量Ｑ ton
／minで連続的に鋳造する場合に、溶鋼に電磁石を印加
しない鋳型（ａ）、静磁場を印加する鋳型（ｂ），移動
磁場を印加する鋳型（ｃ）を用いて、凝固後の鋳片の中
心部（両短辺から等しい距離にある帯域で図７内の右上
の図に示される）においてＣの偏析量を測定した。

【００１６】なお、図６の（ｂ），（ｃ）におけるａ，
ｂはそれぞれ磁界発生用の磁石の有効（断）面積であ
り、ｘ，ｙは、それぞれ磁石の中心が浸漬ノズルの中心
線および鋳型の上面から離れている距離を表す。また静
磁場における最大磁束密度は０．３５テスラ、移動磁界
における最大磁束密度は０．１７テスラであった。これ
らの条件は表１に示すとおりである。

【００１７】

【表１】

【００１８】図７の結果から明らかなように、直流磁場
あるいは交流磁場により流動制御を行い、未凝固領域の
形状を改善することにより、圧下を容易に行うことがで
き、中心偏析を大幅に改善することが可能であった。ち
なみに、ケース（ａ）では、許容圧下量は３．５ｍｍで
あったが、ケース（ｂ），（ｃ）ではいずれも圧下量
４．５ｍｍとすることができた。また中心部のｃ量の偏
析度が約１．４から１以下に低減したことが観察され
た。ここで偏析度は数１の式によって表される。

【００１９】

【数１】（局所濃度−平均濃度）／平均濃度

【００２０】

【発明の効果】上記したように、溶融金属を連続鋳造す
るに際し、電磁力により未凝固領域の形状を制御し、未
凝固領域の均一な圧下を可能とすることにより、中心部
に偏析のほとんどない良質で均質な鋳片を得ることが可
能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の連続鋳造機における溶鋼の流れを示す概
念図である。

【図２】従来の連続鋳造機における未凝固領域の形状を
示す図である。

【図３】静磁場と溶鋼金属との相互作用を示す図であ
る。

【図４】電磁力によって制御された溶融金属の流動と未
凝固領域の形状を示す図である。

【図５】交流による移動磁界を使用する溶融金属の流動
コントロールの状況を示す図である。

【図６】本発明の方法および比較例の方法に使用する装
置を示す図である。

【図７】鋳造されたビレットにおける厚み方向の位置と
炭素の偏析度との関係を示すグラフである。

【図８】スラブの連続鋳造装置における溶鋼の流動パタ
ーンを示す図である。

【図９】電磁ブレーキによるノズルからの溶鋼吐出流の
制御の態様を示す図である。

【図１０】電磁攪拌による流れの均一化の態様を示す図
である。

【図１１】１個の移動磁場によるノズルからの溶鋼吐出
流の制御の態様を示す図である。

【図１２】複数個の移動磁場によるノズルからの溶鋼吐
出流の制御の態様を示す図である。

【符号の説明】

１ 浸漬ノズル ２ 溶融金属 ３ 吐出流 ４ 静磁場 ５ うず電流 ６ ローレンツ力

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳片を連続的に引き抜く溶融金属の連続
   鋳造方法において、鋳型内に連続的に供給される溶融金
   属の流動を電磁力により制御することにより、鋳片内の
   凝固ラインの形状をスラブ中央部のシェルの厚みを薄く
   するようにコントロールしつつ、未凝固鋳片を連続的に
   圧下して中心偏析を防止することを特徴とする連続鋳造
   方法。