JPH08238540A - 連続鋳造装置および鋳造方法 - Google Patents

連続鋳造装置および鋳造方法

Info

Publication number
JPH08238540A
JPH08238540A JP4165295A JP4165295A JPH08238540A JP H08238540 A JPH08238540 A JP H08238540A JP 4165295 A JP4165295 A JP 4165295A JP 4165295 A JP4165295 A JP 4165295A JP H08238540 A JPH08238540 A JP H08238540A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
continuous casting
coil
casting
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4165295A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Yoshida
勝 吉田
Seiji Furuhashi
誠治 古橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP4165295A priority Critical patent/JPH08238540A/ja
Publication of JPH08238540A publication Critical patent/JPH08238540A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】金属の連続鋳造装置と、これを用いる鋳造方法
の提供。 【構成】(1) 浸漬ノズル、水冷金属製鋳型、鋳型周囲に
高周波電流の通電コイルを備えた連続鋳造装置であっ
て、鋳型はその上部で複数のスリットにより互いに絶縁
された複数のセグメントを有し、通電コイルはスリット
の上下方向長さの範囲内に存在し、かつ下方に向かって
コイルピッチを小さくして螺旋状に周回して配置されて
なる連続鋳造装置。 (2)上記(1) の連続鋳造装置を用いて、鋳型内の磁束密
度分布のピークを磁場分布範囲長さの少なくとも1/2
よりも下方に存在させながら鋳造する連続鋳造方法。 【効果】凝固収縮に伴って割れの発生しやすい鋼種にお
いても、安定した鋳造と品質及び生産性の向上を達成す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属の連続鋳造に際
し、鋳片の表面性状の改善を実現するための装置と方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造における鋳片の品質向上と鋳造
の安定化を図るために、鋳型内溶融金属の初期凝固部に
作用させた電磁気力を利用する方法が種々提案されてい
る。
【0003】特開昭52-32824号公報に示される鋳造方法
は、通電コイルが鋳型の内部に鋳型内壁を包囲するよう
に耐火物で絶縁されて埋め込まれており、この通電コイ
ルに交流電流を供給することによりメニスカス部を湾曲
させ、潤滑剤の流入を促進するものである。この方法で
は、発生するジュール熱によって凝固を緩やかに進行さ
せることもできる。
【0004】特に、C含有量が0.08%程度の中炭素鋼
(包晶鋼)では、凝固時の収縮が大きいために凝固シェ
ルが変形もしくは破断しやすく、これを改善するには冷
却を緩和する必要がある。しかし、前記発明方法を上記
のような中炭素鋼に適用すると、交流電流の周波数が低
いために鋳型内での電磁撹拌効果が顕著に発現し、溶融
パウダーが溶鋼に巻き込まれて欠陥となるという問題が
発生しやすい。また、薄スラブの長辺側では磁場が透過
して電磁効果が低下する。さらに、交流電流の周波数が
高くなると、鋳型による磁場の減衰が大きいため、電磁
効果が期待できない。
【0005】特開平2-147150号公報には、鋳型上部に縦
方向のスリットを有する上広がりのテーパー部を設け、
このテーパー部外周の通電コイルに高周波電流を通電し
て電磁場を溶融金属に作用させることができる連続鋳造
用鋳型が提案されている。これは、電磁力により溶融金
属を鋳型内壁から離れて自立させ、潤滑剤流入促進を図
るものである。さらに、この鋳型を用いる方法では、溶
融金属−鋳型間の溶融パウダー増大による抜熱抵抗の増
大とジュール熱とにより、冷却緩和効果が予想される。
しかし、溶融金属頂上部を安定して自立させることは難
しく、凝固シェルが鋳型テーパー部壁上に形成されるよ
うなことが起こると、鋳片の拘束や凝固シェルの破断を
招く。
【0006】本出願人は、特開平4-138843号公報におい
て、スリット付き鋳型を用いて連続鋳造の初期凝固部に
電磁気力を付与する方法を提案した しかしその後、本
発明者らが研究を継続した結果、メニスカス部へ局所的
な磁場を印加してこの部分のみに電磁気力を作用させる
方法では、メニスカス部が鋳型から離反して抜熱が極端
に小さくなるため、磁場印加領域で凝固シェルが生成せ
ず、従って、鋳片に対する加熱による冷却緩和効果が期
待できない場合があることが判明した。
【0007】本発明者らは、さらに特開平6-190509号公
報において、上部から下部に向かってコイルピッチが大
きくなるように通電コイルを周回させた連続鋳造装置を
開示した。しかしこの方法では、緩やかに磁束密度が減
衰する反面、メニスカス部に大きな磁場が印加される
と、上述の特開平4-138843号公報の方法と同様に潤滑剤
流入量の増加によって抜熱抵抗は増大するものの、凝固
シェルの加熱効果は期待できず、充分な緩冷却効果を得
ることができない場合がある。
【0008】特開平4-178247号公報には、前述の特開平
2-147150号公報と同様の装置において、上広がりのテー
パー部を持たない鋳型を用いる方法が示されている。し
かし、メニスカス部が磁場分布の最大値付近に位置する
ため、やはり特開平4-138843号公報の方法と同様に溶鋼
自由表面に対し大きな湾曲を引き起こし、冷却緩和効果
を得ることは難しい。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】前述のような包晶鋼で
は凝固にともなう収縮が著しく大きいために、連続鋳造
の際、鋳型−凝固シェル間のエアギャップの発生によ
り、凝固が均一に進行しにくい。このため、凝固遅れに
よるへこみ疵等が発生し、甚だしい場合にはブレークア
ウトに至って品質上、操業上の問題となっている。これ
を解決するには、特に初期凝固部での冷却を緩和するの
が有効であることがわかっている。
【0010】本発明の目的は、鋳型内の溶融金属の初期
凝固シェルに高周波電磁場を効率的かつ段階的に変化さ
せて印加し、鋳片の冷却速度の制御性を向上させること
により、操業の安定性と鋳片表面品質の改善を可能にす
る金属の連続鋳造装置と、これを用いる鋳造方法を提供
することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の
(1) の装置と(2) のこれを用いる鋳造方法にある。
【0012】(1)溶融金属を鋳型に供給する耐火物製浸
漬ノズルと、内部水冷構造の金属製鋳型と、この鋳型を
周回して高周波電流を通流する通電コイルとを備えた金
属の連続鋳造装置であって、鋳型はその上部に鋳造方向
に沿う複数のスリットにより互いに絶縁された内部冷却
可能な構造の複数のセグメントを有し、通電コイルはス
リットの上下方向長さの範囲内に存在し、かつ下方に向
かってコイルピッチを小さくして螺旋状に周回して配置
されてなることを特徴とする金属の連続鋳造装置。
【0013】(2)上記(1) の連続鋳造装置を用いて、鋳
型内の磁束密度分布のピークを磁場分布範囲長さの少な
くとも1/2よりも下方に存在させながら鋳造すること
を特徴とする金属の連続鋳造方法。
【0014】
【作用】図1に基づいて本発明装置の構成例を説明す
る。図1は、その一部破断斜視図である。この装置は、
図示のように鋳造方向に沿って平行なスリット1が複数
本配置された内部水冷構造で水平断面が円形の鋳型2
と、この周囲に巻かれた複数巻きの通電コイル3とを備
えている。
【0015】鋳型2の壁の一部は、複数本のスリット1
により図示のように分割された複数個のセグメント10か
らなる。これらのセグメント10も、それぞれ内部冷却が
可能な構造を有している。さらに、スリット1に耐火物
など(図示せず)を挿入もしくは充填することでセグメ
ント10は互いに電気的に絶縁されている。
【0016】通電コイル3は、図1に示すようにスリッ
トの上下方向の長さの範囲内に設けられ、下方になるほ
どコイルピッチ(コイル中心間の離間距離)c が小さく
なるように螺旋状に周回させる。図1の例の場合は、通
電コイル3の巻数が6ターン、各コイルピッチの関係が
c1>c2>c3>c4>c5である。
【0017】図2は、後述する実施例中の本発明例装置
の場合(通電コイル3の巻数が8ターン、コイルピッチ
c1=20mm、c2=16mm、c3=14mm、c4=12
mm、c5=11mm、c6=10mm、c7=9mm)の鋳
型内の磁束密度分布を示す図である。図示するように通
電コイル3は、鋳型内の磁束密度分布が鋳造方向に向か
って緩やかに増大し、かつこの磁束密度分布のピークが
磁場分布範囲長さの少なくとも1/2よりも下方に存在
するように、適切な各コイルピッチ cを維持して配置さ
れる。
【0018】本発明装置では、鋳型の水平断面形状やサ
イズは特に限定しない。その他の望ましい条件は下記の
とおりである。
【0019】鋳型長さ:600〜900mm程度。
【0020】スリット長さ:150〜300mm。
【0021】スリット幅:0.2mm程度。絶縁可能な
範囲で狭い方が望ましい。
【0022】スリット数:各セグメントの内壁側の幅が
15〜30mmの範囲内となるよように設ける。通常2
0〜40本程度。
【0023】通電コイル巻数:4〜20ターン。
【0024】最上段のコイルピッチ c1 :10〜30m
m。
【0025】最下段のコイルピッチ cn :5〜10mm。
【0026】「鋳造方向に向かって緩やかに増大する」
とはc1>c2≧c3≧c4≧c5・・≧ cnのようなコイルピッ
チ cの採り方を意味する。
【0027】メニスカスの位置は、ピンチ力によってメ
ニスカスが鋳型から離反しすぎないように、通電コイル
3との相対位置を調整する。本発明の場合、通電コイル
3の最上端近傍にメニスカスレベルを配置するのが望ま
しい。このような配置をとることでメニスカス部の過大
な湾曲を防止し、磁場印加領域内で凝固シェルを形成さ
せることができる。さらに、本発明方法では、ストロー
ク5〜20mm程度、サイクル50〜300cpm 程度の鋳
型振動を併用するのが望ましい。
【0028】溶融金属5が浸漬ノズル4から鋳型2内に
供給され、溶融金属5上には粉末状または顆粒状の潤滑
剤(以下、パウダーという)6が投入される。この一部
が溶融金属5の熱によって溶融し、溶融パウダー浴9を
形成し、溶融した潤滑剤は鋳型2と凝固シェル7との間
に流れ込む。
【0029】図1に例示するような装置を用いて図2に
示すような磁束密度分布を加えると、磁束密度が凝固シ
ェル7の成長に伴って緩やかに増大するので、発生する
ジュール熱によって溶融金属5の急冷を防止することが
できる。また同時に、ピンチ力によって鋳型2−凝固シ
ェル7間の間隙を緩やかに増大させることができるの
で、抜熱抵抗を増大させて冷却緩和を実現することが可
能となる。つまり、ジュール熱と凝固シェル7−鋳型2
間の熱抵抗の増大という二つの要因によって冷却緩和が
実現されるのである。
【0030】ただし、鋳型2−凝固シェル7間の間隙が
大きくなりすぎると、シェル7が形成されにくいため、
通電コイル3の電流値は適正な範囲内で調整される必要
がある。望ましいコイル電流実効値の範囲は2000〜
20000AT、同じく周波数の範囲は1〜1000 k
Hz である。
【0031】上述のように装置と方法により、通電する
電流値の変更という簡単な操作で鋳片の初期凝固速度を
制御することが可能となる。これは、割れの発生および
ブレークアウトなどの凝固収縮に伴う問題が顕著な包晶
鋼の連続鋳造において効果的であるが、その他の鋼種に
おいても有効である。
【0032】
【実施例】
(本発明例)図1に示す構成の本発明装置を用いて、図
2に示す磁束密度分布を加えながら丸型鋳片の鋳造を行
った。装置諸元および条件は表1〜表3のとおりとし
た。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】
【表3】
【0036】鋳造は溶鋼を浸漬ノズルで鋳型内に供給し
つつ、鋳型内溶鋼の上部には表3に示す組成の連続鋳造
用パウダーを投入して連続鋳造を5チャージ実施した。
その結果を表4に示す。
【0037】
【表4】
【0038】いずれのチャージも、ブレークアウトなど
の操業上の問題は発生せず安定した鋳造ができた。鋳造
された鋳片には割れ、へこみ疵等の表面欠陥は認められ
ず、全長にわたって非常に良好であった。鋳型直下で回
収したパウダーフィルムの厚みは平均1.33mmであ
り、潤滑剤の流入が充分行われていることがわかる。
【0039】(比較例1)コイルピッチが均等で、か
つ、コイル高さが短いコイルを備えた装置を用いて鋳造
を行った。鋳造条件を表5に示す。
【0040】
【表5】
【0041】通電コイル以外の条件は本発明例と同じで
ある。用いた溶鋼の組成およびパウダー組成は、それぞ
れ表2および表3のとおりとし、連続鋳造を5チャージ
実施した。その結果を表4に併せて示す。
【0042】表4に示すように、5チャージ中1チャー
ジではブレークアウトにより鋳造を中止した。その他の
チャージでは、ブレークアウトまでは到らないものの、
得られた鋳片表面には深さ3〜6mm程度の大きなへこ
み疵(縦割れ)が数多くみられた。縦割れ指数(鋳片方
面1m2 当たりの縦割れ長さの平均値=縦割れ長さ/鋳
片表面積)は、約1.42(/m)であり、冷却緩和効
果が低いことが明らかであった。鋳型直下で回収したパ
ウダーフィルムの厚みは0.68mmであり、パウダー
流入効果も低かった。
【0043】(比較例2)コイルピッチが下部に向かっ
て大きく、かつ本発明例と同じ高さとしたコイルを備え
た装置を用いて鋳造を行った。鋳造条件を表6に示す。
【0044】
【表6】
【0045】通電コイル以外の条件は本発明例と同じで
ある。用いた溶鋼の組成およびパウダー組成も、それぞ
れ表2および表3のとおりとし、連続鋳造を5チャージ
実施した。その結果を表4に併せて示す。
【0046】表4に示すように、5チャージともブレー
クアウトまでは到らないものの、得られた鋳片表面には
深さ3〜6mm程度の大きなへこみ疵(縦割れ)が散見
された。前記の縦割れ指数は、約0.97(/m)、鋳
型直下で回収したパウダーフィルムの厚みは0.75m
mであり、充分な冷却緩和が行われたとはいえなかっ
た。
【0047】
【発明の効果】本発明の装置と方法によれば、初期凝固
シェルの冷却速度を緩冷却側に効果的に制御することが
できる。したがって、凝固収縮にともなって割れの発生
しやすい鋼種においても、安定した連続鋳造と品質、生
産性の向上を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の構成例を示す一部断面斜視図であ
る。
【図2】本発明方法における鋳型内の磁束密度分布の測
定結果の例を示す図である。
【符号の説明】
1:スリット、 2:鋳型、 3:通電コイル、
4:浸漬ノズル、5:溶融金属、 6:潤滑剤
(パウダー)、 7:凝固シェル、9:溶融パウ
ダー浴、10:セグメント、 c:コイルピッチ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融金属を鋳型に供給する耐火物製浸漬ノ
    ズルと、内部水冷構造の金属製鋳型と、この鋳型を周回
    して高周波電流を通流する通電コイルとを備えた金属の
    連続鋳造装置であって、鋳型はその上部に鋳造方向に沿
    う複数のスリットにより互いに絶縁された内部冷却可能
    な構造の複数のセグメントを有し、通電コイルはスリッ
    トの上下方向長さの範囲内に存在し、かつ下方に向かっ
    てコイルピッチを小さくして螺旋状に周回して配置され
    てなることを特徴とする金属の連続鋳造装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の連続鋳造装置を用いて、
    鋳型内の磁束密度分布のピークを磁場分布範囲長さの少
    なくとも1/2よりも下方に存在させながら鋳造するこ
    とを特徴とする金属の連続鋳造方法。
JP4165295A 1995-03-01 1995-03-01 連続鋳造装置および鋳造方法 Pending JPH08238540A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4165295A JPH08238540A (ja) 1995-03-01 1995-03-01 連続鋳造装置および鋳造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4165295A JPH08238540A (ja) 1995-03-01 1995-03-01 連続鋳造装置および鋳造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08238540A true JPH08238540A (ja) 1996-09-17

Family

ID=12614302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4165295A Pending JPH08238540A (ja) 1995-03-01 1995-03-01 連続鋳造装置および鋳造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08238540A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110270669A (zh) * 2019-07-31 2019-09-24 东北大学 磁压约束控制大拉速条件下板坯结晶器弯月面变形的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110270669A (zh) * 2019-07-31 2019-09-24 东北大学 磁压约束控制大拉速条件下板坯结晶器弯月面变形的方法
CN110270669B (zh) * 2019-07-31 2021-10-26 东北大学 磁压约束控制大拉速条件下板坯结晶器弯月面变形的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4099062B2 (ja) 電気放電を移動させることによる溶融金属の処理
US1844701A (en) Method and apparatus for centrifugal casting
EP0007581A1 (en) Mold assembly and method for continuous casting of metallic strands at exceptionally high speeds
JP2001105102A (ja) 連続鋳造用鋳型および連続鋳造方法
JPH08238540A (ja) 連続鋳造装置および鋳造方法
JP4212770B2 (ja) 金属の鋳造装置
JP2555768B2 (ja) 金属の連続鋳造装置および鋳造方法
JP5822519B2 (ja) 金属溶製用溶解炉
JP2926961B2 (ja) 金属の連続的溶解および鋳造装置
JP2611559B2 (ja) 金属の連続鋳造装置および鋳造方法
JPH06182497A (ja) 金属の連続鋳造方法
US11925979B2 (en) Controlled casting of in-mold large steel ingot with induced variable power and variable frequency applied to the top surface of molten metal in-mold
JP2010089153A (ja) 連続鋳造用タンディッシュ及び連続鋳造方法
JP3283746B2 (ja) 連続鋳造用鋳型
JPH06190509A (ja) 金属の連続鋳造装置
JPH0639499A (ja) 金属の連続鋳造装置
JP3595529B2 (ja) 溶融金属の連続鋳造装置
BR112023009528B1 (pt) Método e sistema para produzir um lingote de aço grande
JP2558187B2 (ja) 連続鋳造用加熱鋳型
JP2757736B2 (ja) 金属の連続鋳造装置
JPH0780608A (ja) 金属の連続鋳造装置
JPH1094861A (ja) 電磁力を応用した溶融金属の連続鋳造方法およびその装置
JPH06277803A (ja) 金属の連続鋳造装置
JPH05318030A (ja) 溶融金属の連続鋳造方法
JPH0857588A (ja) 金属の連続鋳造装置