JPH08155605A - 溶融金属の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳型の厚み方向への電磁力を大きくし、鋳型
内溶融金属に対して十分なピンチ力を付与し、鋳型と溶
融金属間への潤滑パウダーの送り込みを促進し、鋳片の
表面性状を改善できる溶融金属の連続鋳造方法を提供す
る。 【構成】 溶融金属を注入して凝固させる鋳型の外側に
電磁コイルを配置し、鋳型内溶融金属に電磁力を付与し
ながら鋳造を行う溶融金属の連続鋳造方法において、鋳
型の厚み方向に連続する少なくとも一つの低電気伝導層
を配設し、鋳型の外側に配設した電磁コイルより、周波
数１０〜１０００Hzの水平方向移動磁界を印加して鋳型
内溶融金属に対するピンチ力を発生させ、鋳型と溶融金
属間の接触圧を低減し、潤滑剤の送り込みを促進するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として、鋼、ステン
レス、合金、アルミニウムなどを鋳造対象とする固定鋳
型を用いた溶融金属の連続鋳造方法において、鋳型の外
に電磁コイルを配設し、鋳型内の溶融金属にピンチ力を
付与して潤滑剤の送り込みを促進させ鋳型内溶融金属の
潤滑性を改善する溶融金属の連続鋳造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば鋼の連続鋳造プロセス
においては、溶鋼湯面に添加され、溶融する潤滑パウダ
ーは、所定の条件で振動する鋳型と一定速度で引き抜か
れる凝固シェルとの間にこれらの相互作用あるいは自然
落下によって流入、消費されるもので、この潤滑パウダ
ーによる潤滑性の良否は連続鋳造の操業性、鋳片の品質
特に表面性状に大きく影響することが知られている。

【０００３】この潤滑パウダーの消費量は、鋳型と凝固
シェル間の潤滑を支配する重要な因子と考えられてお
り、これを増加させるために種々の方策が提案されてい
る。例えば、特開昭５２−３２８２４号公報には、連続
鋳造鋳型にこれを包囲するように、電磁コイルを設けて
鋳型内溶融金属のメニスカス部位に３０〜１０００ガウ
スの電磁力を付与して、該メニスカス部を鋳型近傍で湾
曲せしめ、潤滑パウダーの送りこみを促進して潤滑性を
高めて、凝固後の鋳片の表面性状を改善することも開示
されている。

【０００４】また、これとは別に鋳片の内部品質を向上
させる目的で、移動磁界を溶融金属に作用させ、電磁撹
拌することも提案されている。例えば、特開昭５６−１
４８４５９、１４８４６０号公報には、移動磁界によっ
て、溶鋼に鋳型の周方向の流れを発生させることが開示
されている。

【０００５】このような、電磁撹拌を目的とした場合、
鋳型周方向に十分に大きな電磁力を発生させ、かつ鋳型
での電磁力の減衰が小さい周波数、つまり１．５〜１０
Ｈｚレベルの低周波数が用いられていた。このような低
い周波数を用いた場合、鋳型の厚み方向の電磁力は小さ
く、ピンチ力は殆ど作用しないため、、鋳型と溶融金属
間への潤滑パウダーの送り込みが不十分で、鋳片の表面
性状を改善することができないという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、移
動磁界の周波数レベルを大きくして、鋳型の厚み方向へ
の電磁力を大きくし、鋳型内溶融金属に対して十分なピ
ンチ力を付与し、鋳型と溶融金属間への潤滑パウダーの
送り込みを促進することにより鋳片の表面性状を改善で
きる溶融金属の連続鋳造方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明は、
溶融金属を注入して凝固させる鋳型の外側に電磁コイル
を配置し、鋳型内溶融金属に電磁力を付与しながら鋳造
を行う溶融金属の連続鋳造方法において、鋳型の厚み方
向に連続する少なくとも一つの低電気伝導層を配設し、
鋳型の外側に設置した電磁コイルにより周波数１０〜１
０００Hzの水平方向の移動磁界を印加して鋳型内の溶融
金属に対するピンチ力を発生させ、鋳型と溶融金属間の
接触圧を低減し、潤滑剤の送り込みを促進することを特
徴とする溶融金属の連続鋳造方法。第二の発明は、第一
の発明において、低電気伝導層が、鋳型を構成する銅板
またはバックプレートあるいは銅板とバックプレートに
形成されたスリットであることを特徴とする溶融金属の
連続鋳造方法。第三の発明は、第一の発明において、低
電気伝導層が、鋳型を構成する銅板より電気抵抗が大き
く、溶融金属より融点の高い金属、金属酸化物、セラミ
ックス単体またはこれらの複合体からなることを特徴と
する溶融金属の連続鋳造方法。第四の発明は、第一の発
明において、低電気伝導層が、スリットと鋳型を構成す
る銅板より電気抵抗が大きい金属、金属酸化物、セラミ
ックス単体またはこれらの複合体からなることを特徴と
する溶融金属の連続鋳造方法。である。

【０００８】

【作用】本発明においては、鋳型の厚み方向に１０〜１
０００Hzの大きな移動磁界を発生させ、鋳型内の溶融金
属に対して、大きなピンチ力を付与することができ、鋳
型と溶融金属間に潤滑剤を効果的に送り込むことがで
き、潤滑特性を向上し、鋳片の表面性状を改善すること
ができる。

【０００９】本発明者等は、種々の実験を通じて、溶融
金属に大きなピンチ力を付与するためには、鋳型厚み方
向に１０〜１０００Hzの周波数の移動磁界を発生させる
ことが有効であること、１０００Hzレベルの移動磁界を
溶融金属に作用させるための簡易な手段としては、鋳型
厚み方向に連続する低電気伝導層を配設することが有効
であることを知見した。本発明は、これらの知見に基づ
いて完成したものである。

【００１０】図１は、鋳型周方向および鋳型厚み方向の
電磁力と周波数の特性を示す。この図から、低電気伝導
層を有しない鋳型では、２Hzで摺動方向の電磁力が最大
となり、さらに、周波数が高くなると、鋳型による減衰
が大きく、電磁力は小さくなってくる。

【００１１】これに対して、低電気伝導層を配設した鋳
型では、周波数１５Hzて周方向電磁力は最大になり、厚
み方向電磁力は、周波数が高いほど大きい特性を示す。
ただし、１０００Hz以上では、電磁コイルの発熱が問題
となるため、現状では、これ以下であることが好ましい
と言える。

【００１２】本発明での低電気伝導層としては、スリッ
トあるいは電気抵抗値が１〜１０Ωのセラミック層、金
属（金属酸化物を含む）層あるいはこれらの混合層が有
効であり、鋳造対象、サイズ、鋳造条件（潤滑剤の種
類、供給量を含む）等に応じて必要な周波数を得るため
に必要な電気抵抗を有するものが選択される。

【００１３】本発明は鋼の他、ステンレス、合金、アル
ミニウムなどを鋳造対象とする、固定鋳型を用いた連続
鋳造方法として適用可能である。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）以下に本発明を溶鋼の連続鋳造方法におい
て適用した場合の実施例を実施装置例とともに説明す
る。図２において、１は鋳型で、銅板１ａ，１ｂで形成
されている。この鋳型１の中心部には、タンディッシュ
（図示省略）から溶鋼ｓを注入する浸漬ノズル２が配設
されている。そして、この浸漬ノズル２から鋳型内に溶
鋼ｓが供給され、溶鋼湯面を所定のレベルに維持しなが
ら連続鋳造が行われ鋳片ｃが得られる。

【００１５】ここで用いられる鋳型１の長辺を形成する
銅板１ａの外側には、バックプレート３を介して電磁コ
イル４が配設され，鋳型１の厚み方向に移動磁界を発生
させることにより、鋳型内溶鋼ｓの湯面近傍部をピンチ
して、鋳型１内の溶鋼面ｓfを中央部側に盛り上げ、鋳
型１内面と溶鋼面間に湯面陥没部６を形成することによ
り、潤滑剤ｐの送り込みを促進する。

【００１６】そのために、大きい電磁力を必要とするこ
とから鋳型での損失を小さくするために、この例では、
図３（ｂ）に示すように、電磁コイル４配置側の銅板１
ａに、電磁コイル４の移動磁界によって生ずる渦電流を
遮断するように、低電気伝導層として、銅板１ａの両端
に貫通する３条の水平スリット５ａ，５ｂ，５ｃを形成
している。ここでは、このスリットは、鋳型１の長辺を
形成する銅板１ａに形成しているので、このスリットの
幅ａは、溶鋼の侵入を防止できる範囲内で設定されてい
る。図中７は、銅板１ａとバックプレート３間に形成さ
れた鋳型冷却用の冷媒通路である。

【００１７】なお、低電気伝導層として、スリット５
ａ，５ｂ，５ｃを配設したが、これに限定するものでは
なく、スリット内に銅板より電気抵抗値の大きいセラミ
ックス、金属（酸化物を含む）などを充填してもよい
し、これら銅板１より電気抵抗値の大きい材料と銅板を
張り合わせてもよい。

【００１８】（実施例２）この実施例は、図２に示した
ような構成を有する鋼の連続鋳造装置を用いた連続鋳造
方法において本発明を適用した場合のものである。この
実施例では、幅１６００mm，高さ７５０mm，キャビティ
ー厚み２３０mmの鋳型１を、厚み２５mmの銅板１ａ，１
ｂと厚み５０mmのステンレス（ＳＵＳ３０４）のバック
プレート３で構成し、鋳型の長辺を形成する銅板１ａに
は、上端から１５０mmの位置に幅０．５mmの水平スリッ
ト５ａを一条形成し、この銅板１ａの外側には３相交流
電流によって励磁されるリニアモーター（電磁コイル）
４を配置して、移動磁界を印加するように構成し、この
例では、リニアモーターに通電する電流の周波数を１〜
２００Hzとして連続鋳造を実施した。

【００１９】この例で得られた鋳片ｃについて、表面粗
度を測定した結果を図４に示す。この図で、縦軸は、移
動磁界を印加しないで鋳造を行った場合の鋳片の表面粗
度で正規化しており、この値が小さい程良好な表面性状
であることを示している。

【００２０】周波数１〜１０Hzの範囲では、鋳片の表面
粗度は、電磁力を印加しない場合と大差はないが、これ
は溶鋼に作用するピンチ力が小さく、潤滑剤ｐ（パウダ
ー）の送り込みが効果が顕著でないためである。これに
対して、周波数が１０Hz以上では、ピンチ力の作用によ
る鋳片の表面性状の改善効果が見られ、周波数２００Hz
では、鋳片の表面粗度を３０％まで改善された。

【００２１】また、比較のため、銅板１ａにスリットを
配設しない鋳型１を用いて同様の実験を行ったところ、
鋳片の表面性状の改善は全く認められなかった。これ
は、鋳型によって、電磁力が減衰し、溶鋼ｓにピンチ力
がほとんど作用しなかったためである。

【００２２】鋳造条件 鋳造鋳片：幅 １６００mm，厚さ２３０mmの断面（水平
断面）のスラブ鋳片 材質：炭素鋼 鋳造速度：２m/min 溶鋼面レベル： 鋳型上端から下方へ１００mmの位置

【００２３】

【発明の効果】本発明においては、鋳型の厚み方向に１
０〜１０００Hzの大きな移動磁界を発生させ、鋳型内の
溶融金属に対して、大きなピンチ力を付与することがで
き、鋳型と溶融金属間に潤滑剤を効果的に送り込むこと
ができ、潤滑特性を向上し、鋳片の表面性状を改善する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】移動磁界の周波数と鋳型内溶鋼に作用する電磁
力との関係を示す概要説明図。

【図２】本発明を適用する溶鋼の連続鋳造装置例を示す
縦断面概要説明図。

【図３】（ａ）図は、本発明を実施する連続鋳造装置の
鋳型構造例を示す平面断面概要説明図。（ｂ）図は
（ａ）図のＡ−Ａ矢視立体概要説明図。

【図４】本発明の実施例で得られた、電磁コイルによる
移動磁界の周波数と鋳片の表面粗度指数との関係を示す
説明図。

【符号の説明】

１ 鋳型 １ａ、１ｂ 銅板 ２ 浸漬ノズル ３ バックプレート ４ 電磁コイル（リニアモーター） ５ａ，５ｂ，５ｃ スリット（低電気伝導層） ６ 湯面陥没部 ７ 冷媒通路 ｓ 溶鋼 ｓf 溶鋼湯面 ｐ 潤滑剤（パウダー）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２２Ｄ 27/02 Ｗ (72)発明者 藤 健彦 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属を注入して凝固させる鋳型の外
   側に電磁コイルを配置し、鋳型内溶融金属に電磁力を付
   与しながら鋳造を行う溶融金属の連続鋳造方法におい
   て、鋳型の厚み方向に連続する少なくとも一つの低電気
   伝導層を配設し、鋳型の外側に設置した電磁コイルによ
   り周波数１０〜１０００Hzの水平方向の移動磁界を印加
   して鋳型内の溶融金属に対するピンチ力を発生させ、鋳
   型と溶融金属間の接触圧を低減し、潤滑剤の送り込みを
   促進することを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、低電気伝導層が、鋳
   型を構成する銅板またはバックプレートあるいは銅板と
   バックプレートに形成されたスリットであることを特徴
   とする溶融金属の連続鋳造方法。
3. 【請求項３】 請求項１において、低電気伝導層が、鋳
   型を構成する銅板より電気抵抗が大きく、溶融金属より
   融点の高い金属、金属酸化物、セラミックス単体または
   これらの複合体からなることを特徴とする溶融金属の連
   続鋳造方法。
4. 【請求項４】 請求項１において、低電気伝導層が、ス
   リットと鋳型を構成する銅板より電気抵抗が大きい金
   属、金属酸化物、セラミックス単体またはこれらの複合
   体からなることを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。