JPH08197213A - 溶融金属の連続鋳造方法 - Google Patents

溶融金属の連続鋳造方法

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JPH08197213A
JPH08197213A JP1180295A JP1180295A JPH08197213A JP H08197213 A JPH08197213 A JP H08197213A JP 1180295 A JP1180295 A JP 1180295A JP 1180295 A JP1180295 A JP 1180295A JP H08197213 A JPH08197213 A JP H08197213A
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JP
Japan
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mold
molten metal
pulse
meniscus
continuous casting
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JP1180295A
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English (en)
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Takehiko Fuji
健彦 藤
Eiichi Takeuchi
栄一 竹内
Kiyoshi Wajima
潔 和嶋
Kenzo Sawada
健三 澤田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】鋳型に上下方向の機械的振動を付与しない方式
の溶融金属の連続鋳造において、ブレークアウトを防止
し、表面疵を低減する方法を提供する。 【構成】注入した溶融金属を包囲するように側壁に電磁
コイルを配した鋳型を用い、注入中に該電磁コイルに単
位時間当りパルス回数がf(回/分)のパルス電流を流
し、溶融金属の注入速度v(mm/分)とfの比R=v
/fで表されるパルスピッチRを25mm以下、好まし
くは10mm以下に制御して鋳造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属の連続鋳造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】特公昭57−21408号公報には、鋳
型の側壁に、内部の溶融金属を包囲するように配した電
磁コイルに交流電流を供給し、鋳型内の溶融金属のメニ
スカス部を湾曲させる方法が記載されている。図4はそ
の説明図で、鋳型1の側壁に、内部の溶融金属2を包囲
するように配した電磁コイル5に交流電流を供給する
と、溶融金属のメニスカス部3に渦電流が発生し、溶融
金属2のメニスカス3は電磁力により点線3’の如くに
湾曲する。
【0003】この湾曲によって、鋳型1と凝固シェルと
の隙間へのフラックス4の供給が円滑化する。しかし特
公昭57−21408号公報の発明は、メニスカスを周
期的に湾曲させるものではなく、交流電流供給中は継続
させるものであり、また鋳型1の上下方向の機械的振動
を併せ行う方法である。
【0004】特開昭64−88348号公報には、鋳型
の側壁に配した電磁コイルにパルス状の交流電流を供給
し、鋳型内の溶融金属のメニスカス部にパルス状の渦電
流を発生せしめて、鋳型内の溶融金属のメニスカス部を
周期的に湾曲させることにより、鋳型に上下方向の機械
的振動を与えることなく溶融金属の湯面上に存在するフ
ラックスを鋳型と凝固シェルの隙間に送り込む方法が記
載されている。
【0005】図5はその際のパルス状の交流電流の説明
図で、図6は凝固シェルの形成過程の説明図である。こ
の方法では図4で述べた電磁コイル5に図5の電流を供
給する。図5では、t1〜t2の間、t3〜t4の間、t5
〜t6の間、t7〜t8の間はパルス電流が流れるが、t2
〜t3の間、t4〜t5の間、t6〜t7の間はパルス電流
が流れない。
【0006】パルス電流が流れた際には、溶融金属2の
メニスカス3は図6(B)の如くに湾曲する。またパルス
電流が流れなくなると、溶融金属2のメニスカス3は図
6(A)の如くに平坦になる。従って図5の電流を用いる
と、溶融金属2のメニスカスには湾曲と平坦を交互に繰
り返すような変形が発生する。その結果、溶融金属2の
凝固シェル6は図6(C)の如くに形成されるが、この方
法によると、鋳型1に上下方向の機械的振動を与えなく
てもフラックス4を鋳型と凝固シェルの隙間に円滑に送
り込むことができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は鋳型に上下方
向の機械的振動を与えることなく、かつブレークアウト
等の鋳造事故を十分に防止することができる連続鋳造方
法の提供を課題としている。本発明はまた、更に表面欠
陥が少ない鋳片を連続製造することも課題としている。
【0008】既に述べた如く、特開昭64−88348
号公報には、パルス状の交流電流を用いることにより、
鋳型に上下方向の機械的振動を与えなくてもフラックス
を鋳型と凝固シェルの隙間に送り込む方法が記載されて
いる。しかしながら、本発明者等の知見によると、鋳型
に上下方向の機械的振動を与えないと、後で述べる如
く、鋳造速度やパルス電流の特性が不適当な場合は、ブ
レークアウト等の事故が発生し易く、あるいは鋳片に発
生する表面疵が深いという問題点がある。本発明はこれ
等の問題を有利に解決した連続鋳造方法である。
【0009】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、(1)鋳
型内に注入した溶融金属を包囲するように、鋳型の側壁
に配した電磁コイルに、単位時間当りのパルス回数がf
(回/分)のパルス状交流電流を供給して、鋳型内溶融
金属のメニスカス部にパルス状渦電流を発生させ、鋳型
内溶融金属のメニスカス部を周期的に湾曲させることに
より、鋳型に上下方向の機械的振動を与えることなく溶
融金属の湯面上に存在するフラックスを鋳型と凝固シェ
ルの隙間に送り込む連続鋳造方法において、鋳型内への
溶融金属の注入速度v(mm/分)と単位時間当りのパ
ルス回数fとの比R=v/fによって表されるパルスピ
ッチRを25mm以下に制御して鋳造することを特徴と
する、溶融金属の連続鋳造方法であり、好ましくは、パ
ルスピッチRを10mm以下に制御するとよい。
【0010】
【作用および実施例】下記の鋳造条件で、低炭素アルミ
キルド鋼の連続鋳造試験を行った。 鋳型:内径150mmφ、高さ800mmの水冷銅製
で、鋳型上端と鋳型上端から下方200mmの間の側壁
に内孔と同心円状の電磁コイルを配したものを使用し
た。
【0011】フラックス:C−CaO−SiO2−Al2
3−NaF系のパウダーで、使用時の粘性が1ポアズ
のものを使用した。 電磁コイルによる磁場:単相、60Hz,最大実効値1
200ガウスに設定した。 パルス電流:周波数60Hzの交流を一定時間間隔で1
回ずつON/OFFした流れを1パルスとし、1分間内
のパルス回数が、50,100,200のパルス電流を
試験した。このとき、各々の場合の1パルス当り電流O
Nの時間は、0.6,0.3,0.15秒である。
【0012】鋳片の引抜速度:0.8m/分、1.0m
/分、1.4m/分、2.0m/分の場合を試験した。
このときのパルス状況と鋳片表面状況を各引抜速度につ
いて表わしたのが図1である。注入時の溶湯のメニスカ
スは鋳型上端から50〜100mm下方であり、鋳型の
上下方向の機械的振動は行わなかった。
【0013】鋳造した鋳片の表面観察結果を図1に示し
た。図1(A)は鋳片の引抜速度すなわち溶融金属の注
入速度vが0.8m/分の例である。パルス回数fが5
0回/分の場合は、パルスは鋳片長さ方向で見るとv/
f=(0.8m)/50=16mm毎に流れる。(R=v
/fをパルスピッチと略記する)。この時、パルス電流
を流し始めた箇所に鋳片周方向に線状の薄い均一なマー
ク(以下パルスマークと略称)が生成する。図1(A)
のf=50の図で示したa1,a2はパルス電流が流れは
じめた位置で、a1とa2との間隔はパルスピッチで16
mmである。
【0014】図中Iは、パルス電流が流れた範囲であ
る。図1(A)のf=50の図で、パルス電流がながれ
ていないときにパルスマークとは異なる鋳片周方向に不
均一な深い湯じわ(●で表示)が観察される。図1
(A)のf=100の場合は、パルスピッチは0.8m
/100で8mmである。a1,a2はパルス電流が流れ
はじめた位置で、a1とa2との間隔はパルスピッチで8
mmである。この場合には湯じわ状マークは現われな
い。また、さらにパルスピッチを短く(4mm)したf
=200の場合にも同様に湯じわ状マークは現われな
い。
【0015】以上述べたごとく、図1(A)から、湯じ
わ状マークについて下記の規則性が伺える。パルスピッ
チが16mm(10mm超)の場合は、湯じわ状マーク
はパルス電流が流れた部分の中間で発生し、また、パル
スピッチが10mm以下の場合にはパルスマークのみが
生成し、湯じわ状マークは発生しない。
【0016】図1(B)のf=50の場合のパルスピッ
チv/fは20mm(10mm超)である。また、図1
(C)のf=100ではパルスピッチは14mm(10
mm超)である。さらに図1(D)のf=100ではパ
ルスピッチは20mm(10mm超)である。パルスピ
ッチが10mm超のこれ等の場合は何れも、湯じわ状マ
ークがパルス電流印加のインターバルで発生している。
【0017】また、図1(B)のf=100及びf=2
00、図1(C)のf=200、図1(D)のf=20
0ではパルスピッチ10mm以下である。パルスピッチ
が10mm以下のこれ等の場合は、何れの場合もパルス
マークのみが生成し、湯じわ状マークは生成しない。
【0018】図1(C)でf=50の場合のパルスピッ
チv/fは28mm(25mm超)、図1(D)でf=
50の場合のパルスピッチは40mm(25mm超)
で、いずれの場合もパルスピッチが大きい。そして何れ
の場合にも鋳片表面にはブレークアウト状のスティッキ
ング疵が見られ表面性状が極めて悪い。
【0019】こうして得られた10種類の鋳片(ブレー
クアウト状は除く)の表面を研削し、その表面疵最大深
さを測定して、図2に示した。尚図2で横軸は、それぞ
れの鋳片のパルスピッチR=v/fである。図2に見ら
れる如く、パルスピッチv/fが10mm以下の鋳片は
表面疵最大深さが0.2mm以下であり、疵は浅い。従
って湯じわ状マークが発生しても支障がない。しかしパ
ルスピッチv/fが10mm超の場合には表面疵最大深
さは深くなり、0.8mmに達する場合もあって、パル
スピッチが10mm以下の場合に比べて疵が深い。
【0020】以上本発明を低炭素アルミキルド鋼で、C
−CaO−SiO2−Al23−NaF系のフラックス
を使用した場合について述べたが、他の鋼種や他のフラ
ックスの場合も図1および図2と略同様の結果が得られ
る。従って本願発明ではパルスピッチv/fを25mm
以下に制御して連続鋳造を行うが、この方法によると、
鋳型に上下方向の機械的振動を付与しない場合において
も、ブレークアウト等の鋳造事故の発生を有効に防止す
ることができる。さらに、上述のように、パルスピッチ
v/fを10mm以下に制御して連続鋳造を行うと、表
面疵が極めて浅い鋳片を製造することができる。
【0021】図1の(A),(B),(C)でパルスピッチが
10mm超の場合、湯じわ状マークがパルス電流のイン
ターバルで発生する理由は下記の如くと想考される。図
3は連続鋳造中の溶融金属のメニスカスの模式説明図
で、(A)〜(E)はパルスピッチv/fが10mm超の例
の説明図である。図3(A)でa1はパルスが流れたため
にフラックス4が流入し易くなった形状のメニスカスで
ある。a1の形状の効果は図3(B)に示す如く溶融金属
がその後約10mm注入される間継続する。従ってa1
とa1から10mm離れたc2迄の間はフラックス4によ
って十分潤滑されている。
【0022】パルスピッチは10mm超であるため、a
1とc2の間にパルスが流れる事はなく、また鋳型の上下
方向の機械的振動もない。このため図3(B)のメニスカ
スc2は、この段階で図3(C)のc2で示した、フラック
ス4が流入し難い形状に変形する。溶融金属はこの状態
でその後も注入され、メニスカスは図3(D)のa2に達
する。図3(D)でc2とa2の間は潤滑が不十分なために
湯じわ状マークがc2とa2の間に発生する。図3(E)で
パルスが流れ、図3(D)のメニスカスa2はフラックス
4が流入し易い図3(E)のa2の形状に変形する。以後
図3(A)に戻り(A)〜(E)が繰り返される。
【0023】図2でパルスピッチが10mm超の場合に
表面疵最大深さが大きくなるのは、次の理由によると思
われる。すなわち、図3(D)で述べた如く、c2とa2
の間で生じる湯じわ状マークは、フラックスの流入が不
十分となり、潤滑不足となったために発生した疵であ
る。従って、通常の潤滑不足による表面疵と同様であ
り、疵の深さが大きいのである。
【0024】また、図1でパルスピッチが10mm以下
の場合に、湯じわ状マークがパルスが流れた近傍にのみ
発生するのは、次の理由によると思われる。図3の(F)
〜(H)はパルスピッチが10mm以下の場合の溶融金属
のメニスカスの説明図である。図3(F)のa1はパルス
が流れたためにフラックス4が流入し易くなった形状の
メニスカスである。a1の形状の効果は、図3(G)で溶
融金属がその後例えば5mm流入されてメニスカスがa
2になるまでの間継続する。
【0025】図3(G)の段階に至り、次のパルスが流れ
てa2もフラックス4が流入し易い形状のメニスカスに
変形する。a2の形状の効果は図3(H)で溶融金属がそ
の後更に例えば5mm注入されてメニスカスがa3にな
るまでの間継続する。そして、図3(H)の段階のa3
も、パルスの流れによりフラックスが流入し易い形状の
メニスカスに変形する。
【0026】以上述べた如く、パルスピッチが10mm
以下の場合は、メニスカスはフラックス4が流入し易い
形状に常に維持される。従ってこの際はフラックスの流
入は常に十分であり潤滑不足は発生しない。しかし、パ
ルスが流れる際には、メニスカスは湾曲し、メニスカス
やフラックスには揺動が発生する。パルスピッチが10
mm以下の場合の湯じわ状マークは、この揺動に起因し
て発生したと想考される。またこのため湯じわ状マーク
はパルスが流れた近傍にのみ発生したと考えられる。
【0027】なお、図2で、パルスピッチが10mm以
下の場合の表面疵最大深さは0.2mm以下で極めて浅
い。この理由は既に述べた如く、パルスピッチが10m
m以下の場合の湯じわ状マークは、潤滑不足に起因した
ものではなく、メニスカスやフラックスの揺動に起因し
たものであり、この揺動に起因する湯じわ状マークは欠
陥を伴わないためと想考される。
【0028】
【発明の効果】本発明によると、鋳型に上下方向の機械
的振動を与えることなく、かつ表面欠陥が少ない鋳片を
連続鋳造により製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、試作した鋳片の湯じわ状マークの観察結果
を示す図。
【図2】はパルスピッチと表面疵最大深さの関係を示す
図。
【図3】は本発明の作用を説明する図。
【図4】は電磁コイルに交流を通じた際のメニスカスの
湾曲を説明する図。
【図5】はパルス状の交流電流の説明図。
【図6】は電磁コイルのパルス状の電流の作用の説明
図。
【符号の説明】
1:鋳型、 2:溶融金属、 3,3':メニスカス、
4:フラックス、5:電磁コイル、 6:凝固シェ
ル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤田 健三 東京都千代田区大手町二丁目6番3号 新 日本製鐵株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋳型内の注入した溶融金属を包囲するよう
    に、鋳型の側壁に配した電磁コイルに、単位時間当りの
    パルス回数がf(回/分)のパルス状交流電流を供給し
    て、鋳型内溶融金属のメニスカス部にパルス状渦電流を
    発生させ、鋳型内溶融金属のメニスカス部を周期的に湾
    曲させることにより、鋳型に上下方向の機械的振動を与
    えることなく溶融金属の湯面上に存在するフラックスを
    鋳型と凝固シェルの隙間に送り込む連続鋳造方法におい
    て、鋳型内への溶融金属の注入速度v(mm/分)と単
    位時間当りのパルス回数fとの比R=v/fによって表
    されるパルスピッチRを25mm以下に制御して鋳造す
    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】鋳型内に注入した溶融金属を包囲するよう
    に、鋳型の側壁に配した電磁コイルに、単位時間当りの
    パルス回数がf(回/分)のパルス状交流電流を供給し
    て、鋳型内溶融金属のメニスカス部にパルス状渦電流を
    発生させ、鋳型内溶融金属のメニスカス部を周期的に湾
    曲させることにより、鋳型に上下方向の機械的振動を与
    えることなく溶融金属の湯面上に存在するフラックスを
    鋳型と凝固シェルの隙間に送り込む連続鋳造方法におい
    て、鋳型内への溶融金属の注入速度v(mm/分)と単
    位時間当りのパルス回数fとの比R=v/fによって表
    されるパルスピッチRを10mm以下に制御して鋳造す
    ることを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。
JP1180295A 1995-01-27 1995-01-27 溶融金属の連続鋳造方法 Pending JPH08197213A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108465792A (zh) * 2018-03-29 2018-08-31 东北大学 一种差相位脉冲磁场电磁连铸方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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