JPH0819842A - 連続鋳造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続鋳造用鋳型内での湯面の変動を抑制して
品質の優れた鋳片を連続的に製造する。 【構成】 連続鋳造用鋳型１の両長辺壁６に静磁場を発
生する磁極５を対向させて３組以上設置し、磁極５の間
で静磁場を発生させて浸漬ノズル２から鋳型１内に供給
される溶鋼３流に対して制動を加える連続鋳造方法にお
いて、対向する各組磁極５によって両長辺壁６で溶鋼湯
面７と浸漬ノズル２の深さに相当する範囲に静磁場を発
生させると共に、浸漬ノズル２近傍の鋳型１長辺中央付
近における磁極５で発生する磁場強度を弱めて連続鋳造
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、溶鋼を連続鋳造する
ことにより鋳片を製造する際、溶鋼の湯面近傍の流動状
態を均一化し、鋳片の品質向上を可能とする連続鋳造方
法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造においては、図３に示すと
おり、連続鋳造用の鋳型３１内に図示しないタンディッ
シュの浸漬ノズル３２から溶鋼３３が注入され、鋳型３
１の短辺と衝突した溶鋼流は湯面３４方向に向かう上昇
流と鋳型３１下方に向かう下降流に分かれる。この場
合、鋳型３１短辺近傍の上昇流の流速は、大きいため鋳
型３１短辺近傍の溶鋼湯面を盛上げるとともに、湯面３
４の変動を引き起こす。このため湯面温度が鋳型３１内
で均一でなくなり鋳片表面欠陥の発生頻度が高まるとと
もに、連続鋳造用パウダが溶鋼中に巻き込まれる頻度も
高まる。このため、鋼の連続鋳造においては、鋳片の品
質向上のため鋳型内での溶鋼の流動を制御し、連続鋳造
用パウダの巻込みの抑制あるいは初期凝固シェルへの介
在物の捕捉を防止する必要がある。鋳片の品質を阻害す
る要因には、連続鋳造用鋳型と鋳片間の潤滑剤として用
いられる連続鋳造用パウダが鋳片に捕捉されて発生する
ノロカミ疵、鋳片の冷却が不均一となるため凝固シェル
厚さが局所的に異なり鋳片に作用する応力に相違が生じ
て発生する縦割れ疵、介在物が凝固シェルに捕捉されて
発生する内部欠陥がある。

【０００３】これら鋳片の欠陥は、鋳型内での溶鋼の流
動現象と深く関連する。鋳型内に溶鋼を注入するには、
溶鋼内に耐火物製のノズルを浸漬させ、この浸漬ノズル
から溶鋼を吐出させて注入するのであるが、浸漬ノズル
の吐出流によって鋳型内で溶鋼の流動が不規則となり、
流速も一定でなくなる。このため溶鋼湯面は、波立つと
ともに上下に変動し、溶鋼湯面上に、存在する溶融状態
にある連続鋳造用パウダ層厚みが小さくなるか、あるい
は溶融パウダ層が無くなる。溶融パウダ層の上に存在す
る未溶融のパウダは、溶融パウダ層がなくなると溶鋼と
接触して溶鋼中へ捕捉される頻度が高まり、ノロカミ疵
となる。また、溶鋼湯面の変動は、溶鋼と鋳型間に侵入
する溶融パウダ量を局所的に変化させ、溶鋼から鋳型へ
の伝熱量が均一とならず、鋳片厚みが不均一となり縦割
れ疵が発生する。

【０００４】上記連続鋳造用鋳型内での溶鋼の流動変動
を抑制する方法としては、連続鋳造用鋳型の対向側壁の
各背面の上下に設置した上下各一対の磁極間で静磁場を
発生させ、これによって浸漬ノズルから連続鋳造用鋳型
内に供給される溶鋼流に制動を加える鋼の連続鋳造にお
いて、上下各一対の磁極の内の一方の磁極の間で発生さ
せる静磁場の強度を、もう一方の磁極の間で発生させる
静磁場の強度よりも弱くまたは強くして連続鋳造する方
法（特開平５−５５２２０号公報）が提案されている。
この特開平５−５５２２０号公報に開示の方法は、浸漬
ノズルからの吐出流が鋳型短辺と衝突して発生する上昇
流および下降流に制動を加えることができ、浸漬ノズル
からの吐出流により介在物が溶鋼中に深く巻き込まれた
り、あるいは連続鋳造用パウダの溶解が阻害されること
も無いことから、品質の良好な鋳片を高能率に製造可能
としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平５−５５２
２０号公報に開示の方法は、溶鋼流に静磁場が印加され
ると溶鋼流は静磁場の無い方向に向きを変えようとする
ため、浸漬ノズルからの吐出流が鋳型の上下に設置され
た磁極による静磁場で挾み込まれ、この間で溶鋼流が停
滞することになる。また、鋳造速度が一定の場合は、浸
漬ノズルからの吐出流も一定であるから、静磁場で挾み
込まれた領域に吐出流が侵入し、この領域の溶鋼流の変
動が大きく極めて不安定となるため、浸漬ノズルからの
吐出流により介在物が溶鋼中に巻き込まれ、あるいは溶
鋼湯面が激しく変動することとなり、連続鋳造用パウダ
が溶鋼中に捕捉されて鋳片に欠陥が発生する。

【０００６】この本発明の目的は、上記問題を生じるこ
となく、湯面全体に溶鋼流を分散させて流れの停滞領域
を発生させることなく、湯面の変動を抑制して品質の優
れた鋳片を連続的に製造できる連続鋳造方法および装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、鋳型内
の溶鋼中に浸漬されたノズルからの吐出流は、鋳型短辺
に向かい、鋳型短辺と衝突することにより湯面に向かう
上昇流と鋳型下端に向かう下降流に分かれ、上昇流は湯
面近傍において浸漬ノズルに向かう流れを形成するこ
と、この浸漬ノズルに向かう流れの上昇流は、湯面の流
動状態に影響を及ぼすこととなり、湯面を盛上がらせる
とともに湯面変動を引き起こすこと、鋳型内の溶鋼湯面
と浸漬ノズル深さに相当する範囲に磁極で発生する静磁
場を印加させると、上昇流の速度を小さくさせることが
可能となり、湯面の盛上がり量の減少、湯面変動を抑制
することが可能となることを究明し、この発明に到達し
た。

【０００８】すなわちこの発明は、連続鋳造用鋳型の両
長辺壁に静磁場を発生する磁極を対向させて３組以上設
置し、磁極の間で静磁場を発生させて浸漬ノズルから鋳
型内に供給される溶鋼流に対して制動を加える連続鋳造
方法において、対向する各組磁極によって両長辺壁で溶
鋼湯面と浸漬ノズルの深さに相当する範囲に静磁場を発
生させると共に、浸漬ノズル近傍の鋳型長辺中央付近に
おける磁極で発生する磁場強度を弱めて連続鋳造するこ
とを特徴とする連続鋳造方法である。

【０００９】また、断面が矩形の連続鋳造用鋳型の両長
辺壁に静磁場を発生する３組以上の磁極を対向させて設
置した連続鋳造装置において、各磁極の設置位置を溶鋼
湯面と鋳型内に溶鋼を注入するノズルの浸漬深さに相当
する範囲とすると共に、対向する各組磁極の静磁場の強
さを任意に制御可能としたことを特徴とする連続鋳造装
置である。

【００１０】

【作用】この発明においては、対向する各組磁極によっ
て両長辺壁で溶鋼湯面と浸漬ノズルの深さに相当する範
囲に静磁場を発生させることによって、鋳型短辺近傍の
上昇流の流速を低減できると共に、上昇流を湯面全体に
分散させることができ、溶鋼の停滞領域が解消されて湯
面の低温領域がなくなり、温度が均一となる。また、流
動を支配する溶鋼粘度は、溶鋼温度に依存するが、静磁
場を印加したことで温度が均一となり、溶鋼粘度も均一
となって湯面の盛上がり量の減少、湯面変動を抑制する
ことが可能となる。また、浸漬ノズル近傍の鋳型幅中央
付近の静磁場の強度を弱めることによって、湯面近傍の
浸漬ノズル方向への流速の低減効果を低め、浸漬ノズル
近傍の溶鋼流速を確保することができる。

【００１１】浸漬ノズルからの吐出流速は、鋳造速度の
増大とともに大きくなるため、鋳型短辺と衝突して生じ
る上昇流の速度も大きくなり、湯面近傍の水平方向の流
速も大きくなる。このように湯面近傍の溶鋼流速は、鋳
造速度に依存して変化することから、鋳造速度により磁
極で発生する磁場強度を変える必要があるが、この発明
においては、磁極の設置位置を溶鋼湯面と鋳型内に溶鋼
を注入するノズルの浸漬深さに相当する範囲とすると共
に、対向する各組磁極の磁場の強さを個別に任意に制御
可能としたことによって、対向する各組磁極によって両
長辺壁で溶鋼湯面と浸漬ノズルの深さに相当する範囲に
静磁場を発生させることができると共に、鋳造速度に対
応して各組磁極の静磁場の強度を任意に変化させること
ができる。

【００１２】連続鋳造用鋳型の両長辺壁に対向させて設
置する磁極の数は、浸漬ノズル近傍の鋳型幅中央付近の
静磁場の強度を弱める必要があることから、少なくとも
３組以上が必要である。この発明における各組磁極の静
磁場の強度の調整は、対向する磁極間距離を油圧シリン
ダ等の流体シリンダにより調整するか、あるいは、磁極
に印加する電流や電圧を調整することにより行うことが
できる。

【００１３】

【実施例】

実施例１ 以下にこの発明の連続鋳造装置の詳細を実施の一例を示
す図１ないし図２に基づいて説明する。図１はこの発明
の連続鋳造用鋳型の長辺幅方向の模式図、図２はこの発
明の連続鋳造用鋳型の上面図である。図１および図２に
おいて、１は連続鋳造用の鋳型、２は鋳型１の中心に固
定されている浸漬ノズルで、図示しないタンディッシュ
から浸漬ノズル２を介して溶鋼３が鋳型１内に注入され
る。４は鋳型１により冷却されて壁近傍から成長する凝
固シェル、５は鋳型１の両長辺壁６に沿って溶鋼３の湯
面７と浸漬ノズル２の深さに相当する範囲の鋳型１長辺
幅方向に対向して５組設置した磁極で、対向する各組磁
極５の静磁場の強度が独立に変化させることができるよ
う構成されている。なお、８は鋳型１の短辺壁である。

【００１４】上記のとおり構成したことによって、連続
鋳造用の鋳型１内に浸漬ノズル２から注入された溶鋼３
は、鋳型１の短辺壁８と衝突することによって、矢印で
示すとおり湯面７方向への上昇流と鋳型１下方への下降
流に分かれる。上昇流は、各対向する各組磁極５で発生
する静磁場によって制動力が加わり、湯面７方向に分散
される。この時溶鋼３の流れは、湯面７全体に分散され
ることから溶鋼流速が減少し、溶鋼３の湯面７への盛上
がりおよび湯面７の変動が抑制されると共に、溶鋼３が
湯面７全体に供給されるため湯面温度の低下が防止され
る。また、浸漬ノズル２近傍の鋳型１長辺中央付近の対
向する各組磁極５の磁場発生強度を弱め、鋳型１長辺方
向の磁場強度に分布を設けることにより、湯面７近傍の
鋳型１中央部付近における溶鋼流速の低減を抑えること
ができる。これより鋳型１の中央部付近で発生し易い温
度降下領域を解消させることが容易となる。

【００１５】実施例２ 前記実施例１の図１、図２に示すこの発明の連続鋳造装
置を用い、表１に示す実施例と比較例の条件下で、中炭
素鋼を連続鋳造し、鋳片の表面欠陥および内部欠陥の発
生率を調査した。その結果を表１に示す。なお、鋳片表
面欠陥および内部欠陥は、共に比較例１の条件における
発生率を１．０とした。鋳造条件は、鋳造速度１．８ｍ
／ｍｉｎ、鋳型幅１３００ｍｍ、鋳型厚み２７０ｍｍ、
ノズル浸漬深さ３００ｍｍである。各組磁極はａ〜ｅに
５分割構造をしており、各組磁極ａ〜ｅとも独立に静磁
場の発生強度を変化させることができる。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１に示すとおり、静磁場を印加しない比
較例１よりも鋳型長辺面に均一な静磁場を印加した比較
例２の方が鋳片表面欠陥および内部欠陥の発生率とも低
減している。これに対し磁極の磁場発生強度を鋳型幅方
向の位置に依り変えた実施例１，２，３の場合は、比較
例１，２と比較し、鋳片の表面欠陥および内部欠陥の発
生率が大幅に小さくなっている。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたとおり、本発明において連続
鋳造用鋳型の両長辺壁で溶鋼湯面と鋳型内に溶鋼を注入
する浸漬ノズルの深さに相当する範囲に静磁場を発生す
る多数の磁極を対向させて設置し、しかも浸漬ノズル近
傍の鋳型幅中央付近の磁場強度を弱めることにより鋳型
内の溶鋼流動を制御することで品質の優れた鋳片の製造
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の連続鋳造用鋳型の長辺幅方向の模式
図である。

【図２】この発明の連続鋳造用鋳型の上面図である。

【図３】従来の電磁力を印加させない場合の鋳型内の溶
鋼流動の模式図である。

【符号の説明】

１、３１ 鋳型 ２、３２ 浸漬ノズル ３、３３ 溶鋼 ４ 凝固シェル ５ 磁極 ６ 長辺壁 ７、３４ 湯面 ８ 短辺壁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造用鋳型の両長辺壁に静磁場を発
   生する磁極を対向させて３組以上設置し、磁極の間で静
   磁場を発生させて浸漬ノズルから鋳型内に供給される溶
   鋼流に対して制動を加える連続鋳造方法において、対向
   する各組磁極によって両長辺壁で溶鋼湯面と浸漬ノズル
   の深さに相当する範囲に静磁場を発生させると共に、浸
   漬ノズル近傍の鋳型長辺中央付近における磁極で発生す
   る磁場強度を弱めて連続鋳造することを特徴とする連続
   鋳造方法。
2. 【請求項２】 断面が矩形の連続鋳造用鋳型の両長辺壁
   に静磁場を発生する３組以上の磁極を対向させて設置し
   た連続鋳造装置において、各磁極の設置位置を溶鋼湯面
   と鋳型内に溶鋼を注入するノズルの浸漬深さに相当する
   範囲とすると共に、対向する各組磁極の磁場の強さを任
   意に制御可能としたことを特徴とする連続鋳造装置。