JPH08229647A - 鋼の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 連続鋳造用鋳型の対向側壁の相互間にて静磁
場を印加し、この静磁場により浸漬ノズルを通して該連
続鋳造用鋳型に供給される溶鋼の吐出噴流に制動を加え
つつ連続鋳造を行うに当たり、連続鋳造用鋳型の対向側
壁の背面にそれぞれ、静磁場を印加する超電導コイルを
該鋳型の支持系とは独立して配置し、鋳造状況に応じて
該超電導コイルの磁極間距離を該超電導コイルの相互接
近離隔により変更して静磁場の磁束密度を調整する。 【効果】 鋳型内における溶鋼の湯面変動が極めて小さ
くできるし、鋳型の冷却板に余計な応力が働かないので
該冷却板が変形し溶鋼の漏洩によるブレークアウト等の
事故を回避できる。また、磁束密度の調整を簡単に行い
得る。さらに、装置自体の大型化を伴わずに制動能力を
高めることができるので品質の高い鋳造鋳片を製造で
き、かつ溶鋼のスループットが６ton/min を超えるよう
な高速連続鋳造にも容易に対応できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、静磁場を利用した鋼
の連続鋳造方法において、とくに鋳型の振動に伴う湯面
変動を軽減するとともに鋳造状況に応じた磁束密度に簡
便に調整し品質の良好な鋳造鋳片を安定して得ようとす
るものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造においては、浸漬ノズルの
ノズル詰まりを防止するためにその内部に吹き込む不活
性ガスやノズルを通して流入する介在物が鋳型の奥底に
侵入するのが避けられず、また、鋳型内にて溶鋼表面を
被覆してその酸化を防止する等の目的で使用するモール
ドパウダーが溶鋼中に巻き込まれる問題があり、これが
鋳造鋳片の品質を劣化させる原因となり製品歩留りを著
しく低下させていた。

【０００３】このような問題の解決を試みた従来の技術
として、特開昭５７−１７３５６号公報、「Iron Steel
Eng. May(1984) P41 〜47」には、連続鋳造用鋳型の背
面にコイル (電磁石) を配置し、このコイルによって浸
漬ノズルから流出する溶鋼噴流に直交する向きに磁場を
印加し、その際に誘導される電流と磁場との相互作用に
よって生じるローレンツ力で溶鋼噴流に制動を加える方
法が提案されている。

【０００４】また、関連技術としては、コイルの鉄心の
配置に工夫を加えた特開昭５９−７６６４７号公報、特
開昭６２−２５４９５５号公報、特開平２−２８４７５
０号公報等種々の提案が見られる。ここに、ローレンツ
力による制動作用は溶鋼の流速あるいは印加した磁場の
磁束密度によっても変化するものであり、かかるコイル
としては常電導のコイルを用いるのが通例であった。

【０００５】常電導のコイル (以下、常電導コイルと記
す) は鉄心とこの鉄心を取り囲むコイルおよびこのコイ
ルに電流を流す電源等からなるが、かかる常電導コイル
において、より大きな制動力を付与するにはコイルの巻
数を増やしたり鉄心のサイズアップ、コイルに通電する
電流値を高くする必要があった。

【０００６】ところで、常電導コイルを使用した従来の
連続鋳造においては、下記の如き問題があった。

【０００７】１) 常電導コイルは連続鋳造用鋳型の背面
に直接取り付けられた構造になっているので鋳型の上下
振動 (オッシレーション) に伴い鋳型内の溶鋼を上下動
させるローレンツ力が発生するため湯面変動が助長され
モールドパウダーの巻き込みが顕著になる。 ２) 常電導コイルの鉄心はその重量が数１０トン以上に
もなるが、鋳型の振動に伴う慣性力が増大するため鋳型
の振動数を高くするのにも限界がある。 ３) 溶鋼のスループットが６ton/min を超える高速鋳造
を行う場合には磁束密度が０．５Ｔ以上にもなるような
磁場を印加する必要からコイルの巻数を増やしたり鉄心
のサイズアップを図らなければならず上記１) ２) の問
題がより顕著となる他、鋳型を構成する冷却板に大きな
力が加わるためその変形を招き (冷却板に働く応力は磁
界の強さの二乗に比例して大きくなる) その際に生じた
鋳型のすき間から溶鋼が漏れだして凝固殻が破れブレー
クアウトを引き起こす。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は上記
のような従来の問題を解決するとともに、高スループッ
トによる連続鋳造に対応できる方法を提案するところに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、連続鋳造用
鋳型の対向側壁の相互間にて静磁場を印加し、この静磁
場により浸漬ノズルを通して該連続鋳造用鋳型に供給さ
れる溶鋼の吐出噴流を制御しつつ連続鋳造を行うに当た
り、連続鋳造用鋳型の対向側壁の背面にそれぞれ、静磁
場を印加する超電導コイルを該鋳型の支持系とは独立し
て配置し、鋳造状況に応じて該超電導コイルの磁極間距
離を該超電導コイルの相互接近離隔により変更して静磁
場の磁束密度を調整することを特徴とする鋼の連続鋳造
方法である。

【００１０】

【作用】この発明においては連続鋳造用鋳型に磁場を印
加する手段を従来の常電導コイルに変えて超電導コイル
としたので設備のコンパクト化 (総重量を数トン以下に
抑えることができる) を図ることが可能であり、しかも
溶鋼の制動力も大幅に向上させることができるで介在物
等の巻き込みによる品質劣化は軽減され、かつ高速連続
鋳造にも容易に対応し得る。

【００１１】超電導コイルを用いるに当たっては連続鋳
造用鋳型の対向側壁の背面にそれぞれ配置するが、鋳型
の振動に伴って超電導コイルが振動すると超電導状態が
破れるいわゆるクエンチを引き起こすため鋳型の支持系
(鋳型の支持系は図示せず)と超電導コイルの支持系と
は図１に示すように独立したものとし、相対する超電導
コイルを相互に離隔、接近できるようにしておく。

【００１２】図１に示すように、連続鋳造用鋳型１の背
面に配置した台車２の上に超電導コイル３を載置し必要
に応じて台車２をレール４に沿って進退移動させて磁極
間距離を変えることにより鋳造中においても磁束密度を
簡単に調整することができる。図２に図１の斜視図を示
す。

【００１３】また、このような構造を採用することによ
り超電導コイル３は鋳型１の振動に影響されないので鋳
型内における溶鋼を上下させるようなローレンツ力が生
じたり、鋳型の冷却板を変形させるような力が加わるよ
うなことはなく安定した連続鋳造を実施できる。

【００１４】超電導コイルを使用しこの超電導コイルを
移動可能にすることによる最大の利点は次の如くであ
る。

【００１５】超電導コイルに電流を一たん流したのち該
コイルを電気的に短絡、絶縁状態にすると電流を継続し
て流さなくとも半永久的に磁場を印加できるが、超電導
コイルの設置位置が一定 (固定) になるものでは、鋳造
状況によって磁束密度を調整する必要が生じた場合 (連
々鋳時のタンディッシュや浸漬ノズルの取り替え、ある
いはオペレーターが鋳型に接近しなければならない時)
には一度絶縁状態を解除し電流値を変更しなければなら
ず、この際、余計な電気エネルギーを消費することにな
るので超電導コイルを用いることの利点を損なう不具合
がある。この発明においては超電導コイルを相互に接近
離隔できるので無駄なエネルギーを消費することなく簡
便に磁束密度を調整することができる。

【００１６】上掲図１に示した連続鋳造用鋳型において
超電導コイルの磁極間距離を変更した場合における磁束
密度 (相対磁束密度) の変動状況を図３に、また、超電
導コイルを連続鋳造鋳型に固定した場合 (超電導コイル
の支持系と鋳型の支持系を同一にする場合) における鋳
型冷却板の変形状況を図４にそれぞれ示す。

【００１７】

【実施例】図１に示した連続鋳造鋳型を組み込んだ設備
を使用して、静磁場における磁束密度を０．２〜１．０
Ｔ (超電導コイルの相互間隔を調整) ，溶鋼のスループ
ットを３．０ton/min 〜８. ０ton/min とした条件の下
で極低炭素Alキルド鋼 (Ｃ：0.001 wt％) の鋳造を行
い、厚さ２２０mm, 幅８００〜１８００mmのスラブを製
造し、次いで圧延工程、さらに焼鈍工程 (連続焼鈍ライ
ン) にとおして鋼板に仕上げ、かかる鋼板の表面品質
(鋼板表面の欠陥発生率) を調査した。その結果を、常
電導コイルを用いこれを連続鋳造用鋳型に固定して０．
４Ｔ程度（従来の限界）に至るまでの磁束密度になる静
磁場を印加しつつ連続鋳造を行った場合の結果と合わせ
図５に示す。

【００１８】図５より明らかなように、この発明に従っ
て連続鋳造を行うことにより０. ２〜０. ４Ｔの範囲に
おいては常電導コイルによる静磁場印加を行った連続鋳
造に比較し欠陥発生率が低く、磁束密度を１. ０Ｔまで
高めた場合には浸漬ノズルから流出する溶鋼噴流を効果
的に減速することが可能で介在物の巻き込み等が軽減さ
れ欠陥発生率をより一層軽減できることが確認できた。

【００１９】

【発明の効果】静磁場印加手段として超電導コイルを用
い、これを連続鋳造用鋳型とは独立した支持系で支持し
かつ該超電導コイルの磁極間距離を変更できるようにし
たので １) 鋳型内における溶鋼の湯面変動が極めて小さくでき
る。 ２) 鋳型の冷却板に余計な応力が働かないので該冷却板
が変形し溶鋼の漏洩によるブレークアウトを回避でき
る。 ３) 磁束密度の調整を簡単に行い得る。 ４) 装置自体の大型化を伴わずに制動能力を高めること
ができるので品質の高い鋳造鋳片を製造でき、かつ溶鋼
のスループットが６ton/min を超えるような高速連続鋳
造にも容易に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施するのに用いて好適な連続鋳造
用鋳型の構成説明図である。

【図２】図１の斜視図である。

【図３】磁極間距離と静磁場の相対磁束密度の関係を示
した図である。

【図４】磁束密度 (指数表示) と鋳型の冷却板の変形量
(指数表示) の関係を示した図である。

【図５】磁束密度と表面欠陥発生率の関係を示した図で
ある。

【符号の説明】

１ 連続鋳造用鋳型 ２ 台車 ３ 超電導コイル ４ レール ５ 浸漬ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 別所 永康 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 藤井 徹也 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造用鋳型の対向側壁の相互間にて
   静磁場を印加し、この静磁場により浸漬ノズルを通して
   該連続鋳造用鋳型に供給される溶鋼の吐出噴流を制御し
   つつ連続鋳造を行うに当たり、 連続鋳造用鋳型の対向側壁の背面にそれぞれ、静磁場を
   印加する超電導コイルを該鋳型の支持系とは独立して配
   置し、鋳造状況に応じて該超電導コイルの磁極間距離を
   該超電導コイルの相互接近離隔により変更して静磁場の
   磁束密度を調整することを特徴とする鋼の連続鋳造方
   法。