JPH0584552A

JPH0584552A - 静磁場を用いる鋼の連続鋳造方法

Info

Publication number: JPH0584552A
Application number: JP25877791A
Authority: JP
Inventors: Nagayasu Bessho; 永康別所; Tetsuya Fujii; 徹也藤井; Masakatsu Nara; 正功奈良; Hisao Yamazaki; 久生山崎
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1991-09-11
Filing date: 1991-09-11
Publication date: 1993-04-06

Abstract

(57)【要約】【目的】気泡や介在物が溶鋼中深く侵入して品質の低
下を招くことがないようにすること。【構成】溶鋼の連続鋳造において、浸漬ノズルの下
方、望ましくは鋳型直下の位置で、鋳片の長辺面に直交
する向きの静磁場を印加すると同時に、鋳片の短辺面を
直交する向きの直流電流を印加することによる静磁場通
電を、この位置で実施する。【効果】鋳片の内部欠陥や表面欠陥を著しく低減させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静磁場を用いる鋼の連
続鋳造方法に関し、とくに連続鋳造スラブの内部品質や
表面品質のより一層の改善を図るのに有効に適用される
技術についての提案である。

【０００２】

【従来の技術】冷延鋼板用素材としての低炭素、極低炭
素アルミキルド鋼の製造に当たり、これを連続鋳造する
場合、一般には図１に示すような２孔形浸漬ノズル２を
用いるのが普通である。それ故に、もし、このような２
孔ノズルを使って単位時間当りのスループットの大きい
高速鋳造を実施しようとしたら、介在物や気泡が鋳型溶
鋼６中に深く侵入してしまい、その上、鋳型内湯面での
パウダー巻き込みが増大し、それらが凝固シェルに捕捉
されることになり、（スリーバー、ふくれ等）の製品欠
陥が多発するという問題があった。

【０００３】そこで従来、上述した問題点、とくに製品
欠陥の発生を防止する技術として、取鍋精錬により溶鋼清浄化を強化する、大容量タンディッシュにより取鍋スラグやタンディッ
シュパウダーの巻込み防止を図る、鋳型垂直部を採用することにより鋳型内での介在物浮
上促進を図る、浸漬ノズルの形態を改善することにより介在物やパウ
ダーの巻き込みの防止を図る、などの方法が提案された。

【０００４】しかし、これら既知の製品欠陥発生防止技
術は、要求される製品品質のレベル（清浄度）や要求生
産量に応じられる生産プロセスにおいてもなお十分な効
果を示す方法と言えるまでには至ってはいないのが実情
であった。

【０００５】その上、鋳型内にまで持込まれた介在物や
巻込まれるモールドパウダーは、単位時間当りのスルー
プットがある限界値を超えると、浮上除去が困難とな
り、それ故に鋼中に捕捉された儘となる結果が多かっ
た。

【０００６】これに対して、従来、それ以前の既知技術
が抱える問題を克服する方法として、図２に示すような
方法が提案された。この改良技術は、スラブ連鋳機の鋳
型に静磁場発生コイル８を設置し、鋳型内溶鋼中に静磁
界を作用させることにより、溶鋼中に誘導される電流と
磁界との相互作用によって生ずるローレンツ力で溶鋼流
動を制御し、浸漬ノズル２からの吐出噴流が溶鋼プール
中に深く侵入するのを抑制し、これによって、モールド
パウダーの巻込みを防止すると共に溶鋼中に持ち込まれ
た介在物の浮上を促進するという手法であり、例えば特
開昭62−254955号公報などで提案されているものがそれ
である。

【０００７】すなわち、この既知改良技術は、浸漬ノズ
ルとして２孔ノズルを用いるのはもちろん、静磁界を鋳
型長辺面1bと直交する方向に作用させる方法である。た
しかにこの方法によれば、たとえば湾曲型連鋳機におい
てふくれ欠陥の起因となる1/4 集積帯近傍での介在物や
気泡の捕捉とも、ある程度減少させることができた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この技
術についても、鋳造速度や、鋳片巾が変動した場合、あ
るいは浸漬ノズル詰まりにより左右の吐出口７, ７′の
断面積がアンバランスになりモールド内偏流を生じたよ
うな場合にまで有効な方法とは言えず、介在物や気泡
を、かえって鋳型内溶鋼中に深く巻き込んでしまうとい
う欠点があった。

【０００９】すなわち、従来技術のかような欠点は、次
のように考えられる。 (1) 溶鋼プールに対し、上述の如き静磁界を適用するこ
とだけでは不十分である。それは、図２に示すように、
浸漬ノズルの吐出噴流と静磁界との相互作用により生ず
る誘導電流の回路では、吐出噴流速度を減速する領域と
加速する領域の２つの領域が形成されるので、鋳型内の
下降流の速度を十分に低減させすることができず、鋳型
内溶鋼流動の最適制御に限界があった。このことを、図
２−ｃに基づき以下に具体的に説明する。すなわち、浸
漬ノズルからの吐出噴流ｖと静磁界Ｂの相互作用によ
り、吐出噴流の主流部に誘導電流Ｉが生ずる。この誘導
電流Ｉと静磁界Ｂの相互作用により、噴流の向きと反対
方向に電磁力Ｆを生じさせ、前記吐出噴流ｖを減速させ
る。しかし一方で、鋳型長辺面側の領域では、前記誘導
電流Ｉの戻り電流Ｉ′と静磁界Ｂの相互作用により、電
磁力Ｆ′が生じ、こちら側ではノズル吐出噴流を加速し
てしまう結果となるからである。なお、この間におい
て、静磁界Ｂをかけない時の溶鋼流速分布（ｖ）を実線
で示し、一方、静磁界Ｂをかけた時の溶鋼流速分布
（ｖ′）を一点鎖線にて示す。また、図２−ａに示すよ
うに、静磁界Ｂは、浸漬ノズルからの溶鋼噴流に対し
て、反射板のような作用をするから、磁界配置が悪い場
合には、鋳型中央部での下降流の速度を増し、このこと
が介在物や、気泡を逆に溶鋼中深く侵入させてしまう原
因にもなっていたのである。

【００１０】(2) 一般に、浸漬ノズル吐出口としは、従
来、水平、下向きあるいは上向きに形成した２つの吐出
口を採用している。このようなノズル吐出口をもつもの
では、図３に示すように、その吐出口部７, ７′の溶鋼
流路の向きが変化する部位で、吐出流に淀み部ができ、
その箇所にアルミナが付着堆積し、鋳造時間の経過に伴
ってノズル詰まりを起こし、そのために所望の溶鋼流量
を得ることかできないという問題があった。これの予防
のため、従来、溶鋼の供給中、図１に示すように、浸漬
ノズル内にアルゴンなどの不活性ガスを供給することに
より、その弊害に対処していた。しかしながら、この方
法についても、不活性ガス供給速度が大きい場合には、
この不活性ガスが鋳型内湯面上に浮上できずに凝固シェ
ルに捕捉され、これが最終製品の欠陥となることがあっ
た。また、単に不活性ガスを吹き込むだけでは、ノズル
詰まりの回避効果には充分でなく、ノズル交換の頻繁な
取り替え作業を必要とし、とくに浸漬ノズルの先端に左
右対称の吐出口を備えた２孔ノズル形式の浸漬ノズルに
おいては、吐出口の左右が非対称な閉塞を起して品質低
下を招くという問題もあった。

【００１１】本発明の目的は、連続鋳造における上述し
たような問題を解消し、内部品質および表面品質の良好
な鋼スラブを得ることができる連続鋳造方法を提案する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的を実現す
るための手段として、本発明は、溶融金属の連続鋳造に
おいて、浸漬ノズル吐出口よりも下部の適所（たとえば
鋳型直下の位置）に、鋳片の長辺面に直交する向きの静
磁場を印加すると共に鋳片の短辺面と直交する向きに直
流電流を印加することにより、静磁場通電位置における
鋳片内溶鋼に対して上向きの電磁力を発生させ、ひいて
は上記メニスカス部を含む全溶鋼流動を制御し、品質に
優れた鋼を連続鋳造するものである。

【００１３】

【作用】さて、上述した本発明方法を開発する過程の中
で、発明者らは、ノズル詰まりに基づく浸漬ノズル左右
吐出口からの溶鋼流出量アンバランスに起因する鋳型内
の偏流を防止すべく、ノズル形状を種々変化させて、実
験を行った結果、ノズル詰まりに関して、以下の如き知
見を得た。すなわち、炭素濃度が500ppm以下で、主にAl
で脱酸した低炭素アルミキルド鋼を用いた連続鋳造の際
におけるノズル詰まりについて、種々調査、検討を重ね
た結果、溶鋼中の酸素濃度を30ppm 以下、より好ましく
は20ppm 以下に調整し、浸漬ノズルのノズル本体の先端
を開放して溶鋼の吐出口としたストレートノズルを用い
ると、Arガスをノズル中に吹き込まずとも、ノズル詰ま
りがほとんどないことが明らかとなった。また、このよ
うなストレートノズルにおいては、溶鋼の吐出流が鋳型
の出側（下方）に向かうため、溶鋼中の介在物やガス気
泡などがクレータの奥深くまで侵入するおそれがある
が、介在物等の侵入防止のためには、上述した静磁場通
電法により上向きの流速を与え、下方に向かう溶鋼流に
制動を加えることが有効であることも判った。そして、
本発明は、正にこのような知見の下に開発した技術であ
る。

【００１４】図４は、本発明の構成を説明する図であ
る。図中に示した符号の１は、一対の短辺壁1a, 1a´
と、長辺壁1b, 1b´との組合せからなる連続鋳造用鋳
型、２は、連続鋳造用鋳型１内へタンディッシュ内溶鋼
を供給するための浸漬ノズル、３は、鋳型１の直下に配
設した静磁場発生用コイル、４は通電用ローラーであ
る。なお、磁界発生用コイル３による静磁界は、鋳片５
の全巾に亘って印加できるようにする。この図４中に、
溶鋼６中の磁界Ｂの向き、電流Ｉの向き、電磁力Ｆの向
きを、それぞれ一点鎖線、点線、二点鎖線にて示した。

【００１５】なお、静磁場発生用コイル３による鋳片巾
方向の磁束密度分布は、鋳片巾方向に均一に印加する他
に、図４のように、２孔ノズルを用いる場合は、短辺の
下降流速を低減させるために、鋳片短辺方向の磁束密度
を鋳片中央部より高くしたり、また、図５のように、単
孔ストレートノズルを用いる場合は、吐出口下方の鋳片
巾方向中央部の磁束密度を短辺部のそれより高くしたり
して、いわゆる制御しようとする溶鋼の流動状況に応
じ、鋳片巾方向の磁束密度分布および通電電流値を適宜
選択することにより、鋳片品質の改善効果は一層向上す
る。

【００１６】なお、本発明の上記の構成において、浸漬
ノズル吐出口７, ７´のレベルよりも下方（鋳造方向）
に設置する静磁場発生コイル３および通電ロール４, ４
´はそれぞれ１段ずつであるが、同様の構造のものを鋳
造方向に２段以上セットしても良い。

【００１７】以上説明したように、本発明は、静磁場通
電を浸漬ノズル吐出口よりも下方の位置にて作用させ、
鋳片内の下降流を低減させ、介在物、気泡の侵入を防止
するようにした方法である。

【００１８】次に、図５に示す本発明の実施の態様は、
浸漬ノズル２を単孔ストレートタイプとしたときの例で
あり、かかる単孔ノズルを用いる場合には、不活性ガス
の吹き込みを行わなくとも、ストレートに溶鋼が吐出す
るので、図３に示したような溶鋼流の淀みがなく、その
ためにノズル詰まりは２孔ノズルに較べて極端に軽微で
ある。さらに、ストレートタイプであるために、鋳型巾
左右での溶鋼偏流が生じない。上記理由により、本ノズ
ルを使用した場合、気泡性およびパウダー性の鋳片欠陥
は激減する。

【００１９】

【実施例】以下に説明する実施例は、転炉にて吹錬した
後、RH処理を施して得られる極低炭アルミキルド鋼（Ｃ
＝15〜25ppm)を用い、表１に示す実験条件下で、溶鋼ス
ループット5.5 トン/min、同一ストランドにて６連々
(１連当り280 トンの溶鋼)の連続鋳造を実施したときの
報告である。また、鋳造法としては、表２に示した４通
りの鋳造法を採用し、各鋳造法で鋳造されたスラブを熱
間ならびに冷間圧延を施し、厚み0.8mm の冷延鋼板を製
造し、検査ラインにて、製鋼起因であるスリーバー、ふ
くれの発生率を比較した。その結果を表３に示す。な
お、本発明法(4) においては、浸漬ノズル内にArガスの
吹き込みは実施せず、また、本発明法(3) 、従来法(1),
(2) においては、タンディッシュ上ノズルあるいはスラ
イディングプレートより浸漬ノズル内に15 Nｌ／min.の
Arガスを鋳造中吹き込んだ。表３より明らかなように、
冷延鋼板での欠陥発生率は、本発明法を採用した場合、
従来法に較べて大巾に低減することができた。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鋼の内部品質のみならず表面性状に優れた鋼の連続鋳造
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来連続鋳造方法の説明図である。

【図２】(a) は静磁場を用いた従来連続鋳造方法の説明
図、(b) はＢ−Ｂ線断面、(c) はＢ−Ｂ視ノズル噴流の
概念図である。

【図３】２孔浸漬ノズルにおけるノズル詰まりのもよう
を示す説明図である。

【図４】本発明連続鋳造方法の１例（２孔ノズル）を示
す説明図である。

【図５】本発明連続鋳造方法の他の例（単孔ノズル）を
示す説明図である。

【図６】表２中における本発明法(3),(4) 適用時の鋳片
巾方向における磁束密度分布の図ある。

【符号の説明】

１連鋳鋳型 1a, 1a´ 短辺鋳型 1b, 1b´ 長辺鋳型２浸漬ノズル３静磁場発生コイル（本発明法) ４, ４´ 通電ロール５鋳片６溶鋼７, ７´ ノズル吐出口８静磁場発生コイル（従来法）

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図３】

【図２】

【図４】

【図５】

【図６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奈良正功千葉県千葉市川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者山崎久生千葉県千葉市川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属の連続鋳造において、浸漬ノズ
ル吐出口よりも下部の適所に、鋳片の長辺面に直交する
向きの静磁場を印加すると共に鋳片の短辺面と直交する
向きに直流電流を印加することを特徴とする連続鋳造方
法。
【請求項２】上記浸漬ノズルとして、下向きに開口す
る単孔ノズルを用いることを特徴とする請求項１に記載
の連続鋳造方法。