JPH0890165A - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents

連続鋳造用鋳型

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JPH0890165A
JPH0890165A JP6247297A JP24729794A JPH0890165A JP H0890165 A JPH0890165 A JP H0890165A JP 6247297 A JP6247297 A JP 6247297A JP 24729794 A JP24729794 A JP 24729794A JP H0890165 A JPH0890165 A JP H0890165A
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JP
Japan
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mold
molten steel
slits
casting
powder
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JP6247297A
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Inventor
Masaru Yoshida
勝 吉田
Seiji Furuhashi
誠治 古橋
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋳片の表面性状の向上を図った連続鋳造用鋳
型を提供する。 【構成】 鋳型を周回する高周波電流を導く電磁コイル
を鋳型の周囲に周設した鋳型において、浸漬ノズルを介
して鋳型内に供給された溶鋼のメニスカスレベル近傍
に、鋳造方向に平行で長さの異なる2種以上の複数のス
リットを交互に配設してなる。 【効果】 構造的な鋳型強度の低下なしに、溶鋼に対す
る高周波電磁場の効率的な印加を可能にし、オシレーシ
ョンマークのない良好な表面性状を持つ鋳片を、高速か
つ安定して鋳造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、各種鋼の連続鋳造に
際し、鋳片の表面性状の向上を図った連続鋳造用鋳型に
関する。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造においては、パウダーと呼
ばれる粉末あるいは顆粒状の潤滑剤を鋳型内のメニスカ
ス上に投入し操業を行なっている。このパウダーは溶鋼
の熱により一部は融解し、鋳型と鋳片との間に流入し、
その両者間の潤滑作用や熱緩和の役割を果たしている。
そして、鋳造条件に見合った流入量を得るには、それぞ
れの条件に適した物性のパウダーを用いることが必要と
なり、鋳込み初期と定常期でパウダーを変える等の使い
分けが行なわれている。また近年、生産性向上のため高
速鋳造が行なわれるようになったが、この高速鋳造で
は、パウダーの流入が不十分となり、焼き付きやブレー
クアウト等操業上の問題が起こりやすい。
【0003】そこで、パウダーの流入を促進するため、
電磁力を利用したいくつかの方法が提案されている(特
開昭52−32824号公報、特開平2−147150
号公報、特開平4−178247号公報等)。これら
は、鋳片表面と鋳型内面との間にパウダーを流入させる
ために、メニスカスを湾曲させる電磁力を鋳型内の溶融
金属に付与するものであるが、同時に表面性状、特にオ
シレーションマークの軽減に有効なることが知られてい
る。
【0004】前記メニスカスを湾曲させる原理を図4に
簡単に示す。電磁コイルに交流電流Iが流れると、鋳型
の周囲には交流磁界Hが発生する。また、この交流磁界
Hにより鋳型内の溶鋼には誘導電流iが生じる。この交
流磁界Hと誘導電流iとの相互作用により、溶鋼には鋳
型の中心方向に向かうピンチ力Fが働く。このピンチ力
Fにより溶鋼は、鋳型の中心方向に絞られメニスカス部
は凸状に湾曲するのである。
【0005】前記特開昭52−32824号公報では、
電磁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、この電磁コイルに
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。
【0006】しかし、この方法では、低周波の交流電流
が鋳型内を通過するため、潤滑剤が溶湯に巻き込まれる
という問題が生じると共に、印加する交流電流の周波数
が高くなるほど、磁場が減衰しやすくなるために電磁効
果が期待できなくなる。
【0007】そこで、鋳型内の溶鋼に効率よく電磁力を
作用させるために、鋳型に縦方向の細いスリットを設
け、スリットで仕切られた各セグメントに発生する誘導
電流によって鋳型内壁にまで磁場を浸透させ、溶鋼に電
磁気力を付与する方法がとられる。一般に、ある程度ま
ではスリット数が多いほど鋳型内部の磁束密度は増加
し、効率的な印加、つまり同一のコイル電流に対してよ
り大きな磁束密度が得られる。しかし、スリット数の増
加によって鋳型を小さなセグメントに分断することは鋳
型の変形強度の低下が避けられない。
【0008】前記の問題点を解消するため、鋳型上部に
所定間隔のスリットを有する上広がりのテーパ部を設
け、このテーパ部の外周に電磁コイルを設けた鋳型が提
案されている(特開平2−147150号公報)。しか
し、この鋳型ではスリット設置部の変形強度が低いた
め、操業の差異の熱応力によりスリット間隔が開く等の
変形が生じやすく、スリットへの溶鋼の差し込み(以下
湯差しという)を招く。また、上広がりテーパ部も引き
抜き抵抗の増大を招き、これらは鋳片高速に起因するブ
レークアウトの発生等の操業上の重大な問題を引き起こ
す。
【0009】また、特開平4−178247号公報に
は、テーパを付与してない鋳型上部に所定間隔でスリッ
トを設け、そのスリット部の外周に電磁コイルを設けた
鋳型が開示されているが、この場合もスリット設置部が
変形するという問題がある。
【0010】本出願人は、先に連続鋳造装置の鋳型上部
にフランジを設けた装置(特開平4−138843号公
報)及び鋳型の上端までスリットを設けないことによっ
て強度を高めた鋳型(特開平6−39499号公報)を
提案した。しかし、いずれも磁束密度を高めるために長
いスリットを設けたため、長時間の使用によるセグメン
トの変形が生じやすい問題があった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前記のごとく、スリッ
トを設けて複数のセグメントを形成した鋳型は個々のセ
グメントの強度が低いために、熱応力変形を起こし品質
上、操業上の問題が生じやすい。
【0012】この発明は、従来のスリットを有する鋳型
に見られる問題点を排除することを目的に、スリットを
有する鋳型を介し溶鋼に電磁気力を付与して、割れやオ
シレーションマーク等の欠陥を低減して表面性状を向上
し、かつ高速に鋳造しようとする際に、所定の磁場分布
条件を効率的に鋳型内に形成すると共に、強度を高めて
安定した鋳造が可能な連続鋳造用鋳型を提供するもので
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するため、種々検討を重ねた結果、スリットを長
短2種類以上で構成し、かつ溶鋼のメニスカスレベル近
傍に設けることにより、効率的な磁場分布が可能で、鋳
型強度を高めて安定した鋳造ができることを知見した。
この発明は、この知見に基づいて完成したものであり、
次の3つの連続鋳造用鋳型にある。すなわち、この発明
の連続鋳造用鋳型は、鋳型を周回する高周波電流を導く
電磁コイルを鋳型の周囲に周設した鋳型において、浸漬
ノズルを介して鋳型内に供給された溶鋼のメニスカスレ
ベル近傍に、鋳造方向に平行で長さの異なる2種以上の
複数のスリットを交互に配設したことを特徴とする。ま
た、前記連続鋳造用鋳型において、短尺スリットと長尺
スリットの複数を交互に等間隔に配設し、かつ短尺スリ
ットをメニスカスレベルより下方に配置することを特徴
とする。更に、前記連続鋳造用鋳型において、上端を同
レベルに揃えた短尺スリットと長尺スリットの複数を交
互に等間隔に配設し、かつ短尺スリットの下端をメニス
カスレベルより上方に位置せしめたことを特徴とする。
【0014】
【作用】この発明の作用を、実施例を示す各図面に基づ
いて説明する。図1〜図3のそれぞれに示すように、こ
の発明による鋳型は、長さの異なる鋳造方向に平行なス
リットが複数本配置された内部水冷構造の鋳型2と、そ
の周囲に巻かれた1ターン以上の電磁コイル3から構成
され、鋳型2内には浸漬ノズル4より溶鋼5が供給され
る。溶鋼5上には粉末状または顆粒状のパウダー6が投
入される。このパウダー6の一部が溶鋼5の熱によって
溶融し、溶融パウダー浴9を形成する。そして、この溶
融パウダー浴9は鋳型2の内周面8と凝固シェル7との
間に流れ込む。更に、鋳型にはオシレーションと呼ばれ
る微小振動を与えることにより溶融パウダーの流入を促
進している。図1(a)(b)及び図2には長尺スリッ
ト1aと短尺スリット1bが交互に配置された場合を示
し、図3には長尺スリット1aと短尺スリット1bの間
に短尺スリット1bより長いスリット1cの3種類を配
列した場合を示した。更に、3種類以上のスリットを交
互に配置することもできる。これにより、鋳型内に任意
の磁束密度分布を作り出すことができる。
【0015】すなわち、図2及び図3のように、メニス
カスより上部に短尺スリット1bを設けておけば、メニ
スカス近傍の磁束密度を局所的に高めることができ、か
つスリットの数も少ないため、不均一凝固や湯差しが発
生せず安定した操業が実現できる。これは、大断面のス
ラブ用鋳型での高速鋳造等でセグメントの強度が低く、
また熱負荷が大きい場合に適している。なお、図示した
ようにスリットの上端を閉状態にすれば鋳型の熱変形に
対し、より効果的であるが、従来技術と同様に上端を開
放したスリットとすることもできる。また、短尺スリッ
ト1bの下端がメニスカスより上方に位置する限り、長
尺スリット1aと短尺スリット1bの上端は同一水平面
上に揃える必要はなく、多少の上下差があっても差し支
えない。
【0016】一方、本発明者らのこれまでの研究により
電磁コイルは、メニスカス以下に設置するのが望ましい
ことが判明しており、比較的小径断面の場合や丸型で個
々のセグメントの強度がある程度確保できる場合には、
図1(a)(b)に示すように、短尺スリット1bをメ
ニスカスレベル以下に配置することにより、変形強度を
損ねることなくメニスカス直下の溶湯に局所的に高強度
の電磁気力を付与することができ、高周波電流用の電力
コストを下げて効果的な鋳造が可能となる。もちろん、
変形強度が確保されているため、前記のように湯差し等
の安定鋳造を阻害する問題は発生しない。
【0017】前記長尺スリット1aと短尺スリット1b
は、いずれもスリット幅は0.1〜0.2mm程度で、
隣設スリット間の間隔は20〜50mm程度で等間隔と
することが望ましい。また、長尺スリット1aと短尺ス
リット1bとの長さの差は特に限定はしないが短尺スリ
ット1bの長さは、長尺スリット1aの長さの1/2〜
1/3程度が望ましい。
【0018】なお、この発明でいうところのメニスカス
レベル近傍とは、図2及び図3に示すように、短尺スリ
ットの下端がメニスカスレベルの直上に位置する場合、
逆に短尺スリットの上端がメニスカスレベルの直下に位
置する場合のほか、短尺スリットの一部がメニスカスレ
ベル上にある場合を含む範囲を意味するものであるが、
短尺スリットの下端または上端がメニスカスレベルから
大きく離れた位置にある場合は、この発明の目的は達成
できない。また、前記のごとく短尺スリット及び長尺ス
リットの長さや設置位置は鋳型や鋳造条件により任意に
決めることができる。
【0019】前記のごとく、この発明の連続鋳造用鋳型
を使用することにより、鋳型変形のない安定した操業
で、溶鋼に効能率で高周波電磁場を作用させることがで
き、良好な表面性状を有する鋳片を製造することができ
る。なお、これらの優れた効果は鋼種を問わず得られる
ことはいうまでもない。
【0020】
【実施例】
実施例1 図2に示す短尺スリット1bをメニスカスレベルの上方
に設置した鋳型を用いてスラブ型鋳片の鋳造を20チャ
ージ行なった。その装置の諸元、条件を表1に示す。鋳
造は、表2に示す化学成分の溶鋼を浸漬ノズルで鋳型内
に供給しつつ、上部には表3に示す化学成分の連続鋳造
用パウダーを投入し、2.5m/minの速度で鋳造し
た。このとき、ストローク6mmで290cpmの鋳型
振動を与えながら鋳造した。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】その結果、いずれのチャージも拘束性のブ
レークアウト等操業上の問題は発生せず安定した鋳造が
できた。鋳造された鋳片は、湯差し等の表面欠陥は認め
られず全長にわたってオシレーションマークが消失もし
くは軽減しているのが認められ、非常に良好な状態であ
った。また、鋳造中にFe−Sを添加し、サルファープ
リントから算出した凝固係数Kは平均19.2mm/m
in0.5と判明した。なお、鋳造後の鋳型変形は認めら
れなかった。
【0025】比較例1 実施例1の鋳型における短尺スリットを長尺スリットと
同一長さとした鋳型を用いて鋳造を行なった。なお、そ
のほかの条件は実施例1と同じである。その結果、20
%の確率で拘束性のブレークアウトが発生し、完全に鋳
造して得られた鋳片にも部分的に湯差しの跡を示す筋状
の痕跡や、一部に凝固シェル破断の痕跡が認められた。
オシレーションマークは実施例1と同様に軽減もしくは
消失しているのが認められ、凝固係数Kは平均18.9
mm/min0.5であった。また、鋳造後の鋳型にはセ
グメントの面ずれが数ヵ所認められた。なお、前記実施
例1と比較例1の結果をまとめて表5に示した。
【0026】実施例2 図1(a)に示すこの発明の装置を用いて丸断面鋳片の
鋳造を20チャージ行なった。その装置の諸元、条件を
表4に示す。鋳造は、実施例1と同様に、表2に示す化
学成分の溶鋼を浸漬ノズルで鋳型内に供給しつつ、上部
には表3に示す化学成分の連続鋳造用パウダーを投入
し、2.5m/minの速度で鋳造した。このとき、ス
トローク6mmで290cpmの鋳型振動を与えながら
鋳造した。
【0027】
【表4】
【0028】その結果、いずれのチャージも拘束性のブ
レークアウト等操業上の問題は発生せず安定した鋳造が
できた。鋳造された鋳片は、湯差し等の表面欠陥は認め
られず全長にわたってオシレーションマークが消失もし
くは軽減しているのが認められ、非常に良好な状態であ
った。また、鋳造中にFe−Sを添加し、サルファープ
リントから算出した凝固係数Kは平均20.4mm/m
in0.5と判明した。なお、鋳造後の鋳型変形は認めら
れなかった。
【0029】比較例2 実施例2の鋳型において短尺スリットを設けない鋳型を
用いて鋳造を行なった。その他の条件は、実施例2と同
じである。得られた鋳片には湯差しや割れ等の表面欠陥
は認められなかった。また、各鋳片には部分的にオシレ
ーションマークの軽減が認められたが、実施例2に比べ
オシレーションマーク深さは約6倍あった。なお、前記
実施例2と比較例2の結果をまとめて表5に示した。
【0030】
【表5】
【0031】
【発明の効果】この発明の連続鋳造用鋳型によれば、構
造的な鋳型強度の低下なしに、溶鋼に対する高周波電磁
場の効率的な印加を可能にし、オシレーションマークの
ない良好な表面性状を持つ鋳片を、高速かつ安定して鋳
造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施による短尺スリットをメニスカ
スラインの下方に設けた鋳型の要部を一部破断して示す
斜視図で、(a)は丸鋳片用鋳型、(b)はスラブ型鋳
片用鋳型である。
【図2】この発明の実施による短尺スリットをメニスカ
スラインの上方に設けたスラブ型鋳片用鋳型の要部を一
部破断して示す斜視図である。
【図3】この発明の実施による短尺スリットをメニスカ
スラインの上方に設けたスラブ型鋳片用鋳型の他の実施
例を示す斜視図である。
【図4】溶鋼の連続鋳造時に電磁コイルに通電して溶鋼
のメニスカス部を湾曲させる際の原理説明図である。
【符号の説明】
1a 長尺スリット 1b 短尺スリット 1c 中間長さスリット 2 鋳型 3 電磁コイル 4 浸漬ノズル 5 溶鋼 6 パウダー 7 凝固シェル 8 内周面 9 溶融パウダー浴

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳型を周回する高周波電流を導く電磁コ
    イルを鋳型の周囲に周設した鋳型において、浸漬ノズル
    を介して鋳型内に供給された溶鋼のメニスカスレベル近
    傍に、鋳造方向に平行で長さの異なる2種以上の複数の
    スリットを交互に配設したことを特徴とする連続鋳造用
    鋳型。
  2. 【請求項2】 短尺スリットと長尺スリットの複数を交
    互に等間隔に配設し、かつ短尺スリットをメニスカスレ
    ベルより下方に配置することを特徴とする請求項1に記
    載の連続鋳造用鋳型。
  3. 【請求項3】 短尺スリットと長尺スリットの複数を交
    互に等間隔に配設し、かつ短尺スリットの下端をメニス
    カスレベルより上方に位置せしめたことを特徴とする請
    求項1に記載の連続鋳造用鋳型。
JP6247297A 1994-09-13 1994-09-13 連続鋳造用鋳型 Pending JPH0890165A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100419636B1 (ko) * 1999-12-24 2004-02-25 주식회사 포스코 주형 무진동 전자기 연속주조장치
WO2004078380A1 (ja) * 2003-03-03 2004-09-16 Nippon Steel Corporation 連続鋳造用鋳型

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