JPH10109145A - 鋼の連続鋳造鋳型内における溶鋼流動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浸漬ノズル内にＡｒガスを吹き込み、且つ浸
漬ノズルからの吐出流に磁場を印加し溶鋼流動を制御し
ながら行う鋼の連続鋳造において、従来鋳型内溶鋼の流
動パターンを考慮せず流動制御しようとしたため適切な
対策がなされておらず、又、適切な流動条件となる鋳造
条件を選定するための手段も無かった。 【解決手段】 鋳造条件として鋳型サイズ、鋳片引抜き
速度、浸漬ノズル内へのＡｒガス吹き込み量、及び磁場
強度の４つの要素を対象とし、これら要素からなる複数
の鋳造条件において予め鋳型内溶鋼の流動パターンを測
定し、この測定結果に基づいて個別の鋳造条件における
鋳型内溶鋼の流動パターンを推定し、所定の流動パター
ンとなるように吐出流に印加する磁場強度又は浸漬ノズ
ル内へのＡｒガス吹き込み量を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造鋳型
内における溶鋼の流動制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造法において、浸漬ノズルを
介し鋳型内に注入される溶鋼の吐出流に起因する鋳型内
における溶鋼流動は、鋳片の表面性状及び内部性状に大
きな影響を及ぼす。そして、鋳型内湯面（以下、「メニ
スカス」と記す）において溶鋼の表面流速が速すぎる場
合や縦渦が発生する場合は、メニスカス上に添加したモ
ールドパウダーが溶鋼中に巻き込まれ、製品において致
命的な欠陥となるので、メニスカスでの溶鋼流動が特に
重要視されている。

【０００３】そのため、鋳片品質向上のための重要な課
題として、従来から、浸漬ノズル形状の改善や、電磁力
（Electro-magnetic force）の利用によるメニスカスの
流動制御方法が数多く提案されている。

【０００４】特開昭６３−１６８４０号公報（以下、
「先行技術１」と記す）には、浸漬ノズルからの吐出流
の流れ方向又はその逆方向に電磁力を印加する手段を有
し、溶鋼密度ρ、浸漬ノズルからの溶鋼の吐出流Ｑ、溶
鋼流が鋳型に衝突する際の衝突速度Ｖ及び衝突角度θ、
並びに溶鋼流が衝突する位置のメニスカスからの距離Ｄ
の関数として下記（１）式の変動指数Ｒを定め、変動指
数Ｒが１乃至１０の範囲に入るように印加する電磁力を
制御する方法が開示されている。

【０００５】 Ｒ＝ρＱＶ（１− sinθ）／（４Ｄ） ……（１） 仮屋等は、材料とプロセス「Ｖｏｌ．５（１９９２），
ｐ９９６」（以下、「先行技術２」と記す）において、
Ａを定数として、鋳片引抜き速度Ｖ、浸漬ノズルの吐出
角度θ、浸漬ノズルの浸漬深さｄ、並びに鋳型幅Ｌの関
数として下記（２）式の溶鋼表面流速指数Ｍを定め、溶
鋼表面流速指数Ｍの高い領域では静磁場を吐出流に印加
することで、製品の欠陥指数が低下することを開示して
いる。

【０００６】 Ｍ＝ＡＶcosθ（１− sinθ）^1/2 ／（ｄ＋Ｌtanθ／２）^1/2 ……（２） 又、特開平７−４７４５２号公報（以下、「先行技術
３」と記す）には、タンディッシュや浸漬ノズルあるい
は鋳型に配置された各種のセンサーによって検出された
情報から、操業条件の中間指標をリアルタイムでパター
ン化して表示し、それに基づいて操業方法を制御する方
法が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】先行技術１及び先行技
術２に開示された式は、共に鋳片引抜き速度の高速化に
伴う鋳型内溶鋼の表面流速の増加を防止する指標として
鋳片品質改善に効果を挙げてきた。しかし、近年の品質
に対する要求の厳格化に対応するには、これら指標のみ
では必ずしも十分とはいえない。

【０００８】発明者等は先行技術１及び先行技術２につ
いて、実機測定結果、モデル実験結果、及び数値解析結
果から検討し、先行技術１及び先行技術２には以下の問
題点があることを明らかとした。 （１）鋳型内の溶鋼流動へのＡｒガスの影響が考慮され
ていない、考慮されている場合でも過少評価されてい
る。 （２）電磁力を適用した際の、溶鋼流動に与える影響が
評価されていない。 （３）これらの結果として、鋳型内溶鋼の流動パターン
は、吐出流が鋳型短辺側の凝固シェルに到達・衝突して
から上昇流と下降流とに分離するパターンが前提であ
り、後述するような、それ以外の流動パターンが考慮さ
れていない。

【０００９】ところで鋼の連続鋳造法においては、浸漬
ノズルのアルミナ付着によるノズル閉塞を防止するた
め、浸漬ノズル内にＡｒガスが吹き込まれている。この
Ａｒガスは、浸漬ノズル内を洗浄後、吐出流と共に鋳型
内に流入し、気泡となってメニスカスに浮上する。この
Ａｒガス気泡の溶鋼流動に及ぼす影響は、その見積もり
が極めて困難であるため、上記（１）式及び（２）式で
は考慮されていない。

【００１０】発明者等はＡｒガスの熱膨張による体積変
化を考慮し、且つＡｒガスの吹き込み方法を種々変更し
た条件で水モデル実験を行った。その結果、鋳型内溶鋼
の流動に対するＡｒガスの影響は極めて大きく、Ａｒガ
ス流量やＡｒガス気泡径により表面流速が大幅に変化す
るほか、鋳型内溶鋼の流動パターン自体が上記の流動パ
ターンから逸脱することが明らかとなった。

【００１１】同様に、電磁力を印加した場合にも、磁場
強度の変更により鋳型内溶鋼の流動パターンが変化する
ことを確認した。

【００１２】このように鋳片品質の改善には、Ａｒガス
や電磁力の影響による鋳型内溶鋼の流動パターンの変化
を考慮した制御が必要であるが、先行技術１及び先行技
術２では考慮されていない。

【００１３】又、先行技術３は、鋳型内溶鋼の流動状況
をリアルタイムでディスプレーに表示し、即座に操業に
フィードバックできる点で優れているが、浸漬ノズルか
らの溶鋼の吐出流速や溶鋼の表面流速、鋳型左右での偏
流等を表示するにとどまっており、鋳型内溶鋼の流動パ
ターンの変化まで対象としたものではない。

【００１４】本発明は、上記事象に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、連続鋳造鋳型内溶鋼の流
動パターンを適正な所定のパターンに定め、且つ所定の
パターンとなる鋳造条件を選定するための手段を提供す
るものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本願請求項１の発明によ
る鋼の連続鋳造鋳型内における溶鋼流動制御方法は、浸
漬ノズル内の溶鋼にＡｒガスを吹き込み、且つ浸漬ノズ
ルからの溶鋼の吐出流に磁場を印加しつつ溶鋼を鋳型内
に注入して連続鋳造をするに際し、鋳造条件として鋳型
サイズ、鋳片引抜き速度、浸漬ノズル内へのＡｒガス吹
き込み量、及び磁場強度の４つの要素を対象とし、これ
ら要素からなる複数の鋳造条件において予め鋳型内溶鋼
の流動パターンを測定し、この測定結果に基づいて個別
の鋳造条件における鋳型内溶鋼の流動パターンを推定
し、所定の流動パターンとなるように吐出流に印加する
磁場強度又は浸漬ノズル内へのＡｒガス吹き込み量を調
整することを特徴とするものである。

【００１６】又、本願請求項２の発明による鋼の連続鋳
造鋳型内における溶鋼流動制御方法は、浸漬ノズル内の
溶鋼にＡｒガスを吹き込み、且つ浸漬ノズルからの溶鋼
の吐出流に磁場を印加しつつ溶鋼を鋳型内に注入して連
続鋳造をするに際し、鋳造条件として鋳型サイズ、鋳片
引抜き速度、浸漬ノズル内へのＡｒガス吹き込み量、及
び磁場強度の４つの要素を対象とし、これら要素からな
る複数の鋳造条件において予め鋳型内溶鋼の流動パター
ンと表面流速とを測定し、この測定結果に基づいて個別
の鋳造条件における鋳型内溶鋼の流動パターンと表面流
速とを推定し、所定の流動パターン及び所定の表面流速
となるように吐出流に印加する磁場強度又は浸漬ノズル
内へのＡｒガス吹き込み量を調整することを特徴とする
ものである。

【００１７】発明者等の実機測定結果、モデル実験結
果、及び数値解析によれば、鋳型内溶鋼の流動パターン
は、鋳型内で浮上するＡｒガス気泡や電磁力印加の影響
で複雑に変化するが、その流動パターンを簡略化する
と、図３に示すようなＡ、Ｂ、Ｃの３つのパターンに大
別できる。

【００１８】この中でパターンＡは、浸漬ノズルからの
吐出流が短辺側の凝固シェルに到達・衝突した後、短辺
側の凝固シェルに沿ってメニスカスまで上昇した後メニ
スカスを短辺側から浸漬ノズル側に向かって流れる流れ
と、短辺側凝固シェルへの衝突点から鋳型下方に下降す
る流れとに分離する流動パターンで、先に説明した通
り、先行技術１及び先行技術２で前提とした流動パター
ンである。

【００１９】これに対しパターンＢは、Ａｒガス気泡の
浮上あるいは吐出流への電磁力印加の影響により、浸漬
ノズルからの吐出流が鋳型短辺側の凝固シェルに到達せ
ずに、吐出孔から鋳型短辺側凝固シェルまでの間で分散
する流動パターンである。

【００２０】又、パターンＣは、浸漬ノズル近傍に上昇
流が存在する流動パターンで、主に粗大なＡｒガス気泡
の浮上の影響で出現する。パターンＣではメニスカスに
おいて、浸漬ノズルから鋳型短辺に向かう流れが観察さ
れる。

【００２１】これらの流動パターンが、どのような状況
で出現するかを以下に説明する。図４は、横軸に浸漬ノ
ズル内へのＡｒガス吹き込み量、縦軸にスループット
（スループットとは、溶鋼比重、鋳型サイズ、鋳片引抜
き速度の積として求めたもので、単位時間当たりに鋳造
される溶鋼重量を表す）をとり、鋳型内で浮上するＡｒ
ガス気泡がどのように変化するかを模式的に示したもの
である。

【００２２】スループットが多い場合や、Ａｒガス吹き
込み量が少ない場合には、Ａｒガス気泡は微細化し、溶
鋼中に占める体積比率も小さく、溶鋼流動への影響は小
さくなる。これに対し、スループットが少ない場合や、
Ａｒガス吹き込み量が多い場合には、Ａｒガス気泡は大
きくなり、溶鋼中に占めるＡｒガスの体積比率も大きく
なって、鋳型内溶鋼の流動パターンを変化させる。特
に、粗大なＡｒガス気泡が生成する場合には、浸漬ノズ
ル近傍に上昇流を形成するほか、Ａｒガス気泡の浮上に
よるメニスカスの擾乱を引き起こす。

【００２３】これらの事象を基に、浸漬ノズル内へのＡ
ｒガス吹き込み量とスループットとを因子として、前述
した３つの鋳型内溶鋼の流動パターンの発生区別を図５
に概念的に示す。図５に示すように、Ａｒガス吹き込み
量が多くなるに従い、Ａｒガス気泡の影響が大きくなる
ため、鋳型内溶鋼の流動パターンはパターンＣの領域が
広くなり、又、スループットが多くなる程パターンＡの
領域が広くなり、パターンＢは、パターンＡとパターン
Ｃの境界の限られた領域となる。

【００２４】同様に、磁場強度とスループットとを因子
とし、それらを横軸と縦軸とにした座標面において、流
動パターンの区別をすることができる。実機での測定と
数値解析から求めた区別の一例を図６に示す。図６は、
最大２０００ガウスの磁場強度の印加が可能な移動磁場
方式を適用した場合を示し、横軸の符号の「正」側は磁
場の移動方向が吐出流を減速する方向、「負」側は吐出
流を加速する方向である。図６に示すように、スループ
ットが小さいとパターンＣとなり、スループットが多く
なるとパターンＡに移行する。又、パターンＢは、パタ
ーンＡとパターンＣの境界の領域で、吐出流速を減速さ
せる磁場強度が大きくなる程広くなるが、吐出流を加速
する磁場強度が大きい場合には、パターンＢの存在しな
い範囲が発生する。このように、パターンＢは限られた
範囲で形成されることが判る。

【００２５】又、鋳型内溶鋼の流動パターン別に、製品
におけるモールドパウダー性欠陥の発生量を調査した。
図７はその調査結果である。図７に示すように、鋳型内
溶鋼の流動パターンがパターンＢの場合にモールドパウ
ダー性欠陥が少なく、鋳片品質が最も良好であることが
判明した。この理由は以下のように考えられる。

【００２６】パターンＡの場合、鋳型中央と鋳型中央か
ら鋳型幅の１／４隔てた位置との間のメニスカスにおい
て、溶鋼中へのモールドパウダー混入の原因となる渦が
発生し易く、又、溶鋼の表面流速が速い場合には、溶鋼
表面流によりモールドパウダーが削り取られ、この原因
によるモールドパウダー混入も発生し易いためである。
又、パターンＣの場合、浸漬ノズル近傍の溶鋼の上昇流
や、浮上する粗大なＡｒガス気泡によって、メニスカス
の変動・擾乱が引き起こされ、モールドパウダーの混入
が発生するほか、溶鋼の表面流速が速い場合には鋳型短
辺近傍で縦渦が発生し、モールドパウダー混入の原因と
なるからである。これに対し、パターンＢの場合には、
メニスカスにおける渦の発生や、強い表面流の出現がな
く、モールドパウダー巻き込みの発生しにくい流動条件
になっているためである。

【００２７】又、パターンＢにおいてもメニスカスの全
ての範囲で溶鋼表面流速が０．１ｍ／ｓｅｃ以下の場
合、特に安定して製品不良発生指数が低いことが判明し
た。

【００２８】このように、鋳型内溶鋼の流動パターンを
パターンＢとすることによって、鋳片の品質低下を防止
することができ、製品格落ち率の低減、鋳片無手入れ率
の向上が実現できる。その際、更に溶鋼表面流速を０．
１ｍ／ｓｅｃ以下とすると、安定して製品不良発生指数
を低く抑えることができるので、より好ましい。この溶
鋼表面流の流れる方向は鋳型短辺から浸漬ノズル側又は
その逆であっても良く、ここで示す溶鋼表面流速を０．
１ｍ／ｓｅｃ以下とすることは、流速の絶対値を０．１
ｍ／ｓｅｃ以下とすることを意味する。

【００２９】しかし上記のように、鋳型内溶鋼の流動パ
ターンは各種鋳造条件、Ａｒガス気泡、電磁力等、多く
の影響因子が複雑にからむため、簡単な指標で表現する
ことは不可能である。

【００３０】そこで発明者等は、以下の方法で制御する
こととした。先ず、鋳造条件として鋳型サイズ、鋳片引
抜き速度、浸漬ノズル内へのＡｒガス吹き込み量、及び
磁場強度の４つの要素を対象とし、これら要素の組合せ
からなる複数の鋳造条件において予め鋳型内溶鋼の流動
パターン、更には表面流速を測定し、これによって鋳型
内溶鋼の流動データを体系化する。

【００３１】そして、この体系化した測定結果に基づい
て個別の鋳造条件における流動パターン、更には表面流
速を推定し、推定流動パターンと所定の流動パターン、
推定表面流速と所定の表面流速とを対比して、吐出流に
印加する磁場強度又は浸漬ノズル内へのＡｒガス吹き込
み量を調整することで、鋳型内における溶鋼流動を所定
の流動パターン、更には所定の表面流速とする方法とし
た。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明を図面に基づき説明する。
図１は本発明のフロー図で、図２は本発明を適用した鋳
片断面が矩形型の連続鋳造機の鋳型部の側断面概要図を
示す。

【００３３】図２において、相対する鋳型長辺２と、鋳
型長辺２内を摺動自在に内装された相対する鋳型短辺３
とにより構成された鋳型１の上方に、タンディッシュ１
０が配置されている。タンディッシュ１０の底部にはス
ライディングノズル１１が配置され、スライディングノ
ズル１１の下面側には整流ノズル１４と浸漬ノズル４が
順に配置され、タンディッシュ１０から鋳型１への流出
孔１５が形成される。タンディッシュ１０は図示せぬ取
鍋から溶鋼６を受け、浸漬ノズル４の下部に設けた吐出
孔９を鋳型１内の溶鋼６に浸漬して、吐出孔９より吐出
流７を鋳型短辺３に向け、溶鋼６を鋳型１内へ注入して
いる。溶鋼６は鋳型１内で冷却され凝固シェル１６を形
成し、鋳型１の下方に引き抜かれ鋳片となる。

【００３４】浸漬ノズル４にはＡｒガス導入管５が接続
され、Ａｒガス導入管５から浸漬ノズル４の流出孔１５
内にＡｒガスが吹き込まれる。吹き込まれたＡｒガス
は、溶鋼６と共に浸漬ノズル４を通り吐出孔９を介して
鋳型１内に流入し、鋳型１内の溶鋼６を通ってメニスカ
ス１３に浮上し、メニスカス１３上に添加したモールド
パウダー１２を貫通して大気に至る。

【００３５】鋳型長辺２の背面には吐出流７を磁気制動
する電磁コイル８が、電磁コイル８の鋳造方向の中心位
置を吐出孔９下端位置より下方として設置されている。
電磁コイル８は、溶鋼の流動制御を容易とするために、
浸漬ノズル４を中心として鋳型１幅方向に左右に分割さ
れ、左右独自に電源を印加できることが望ましい。電磁
コイル８から発生する磁場は、磁場が移動する移動磁場
又は磁場が固定された固定磁場のどちらでも良い。移動
磁場は溶鋼流を減速し、且つ加速することができるとい
う特徴を有しており、鋳造条件、鋳型型式等から移動磁
場又は固定磁場のどちらか適宜選択すれば良い。

【００３６】このような構成の連続鋳造機における本発
明の適用を、図１に示すフロー図に従って、以下に説明
する。

【００３７】先ず、種々の鋳造条件において、鋳型１内
の溶鋼表面流速、湯面変動量、メニスカス１３のＡｒガ
ス浮上分布を測定する。

【００３８】溶鋼表面流速は、耐火物製の棒をメニスカ
ス１３に浸漬して振れ角度から測定する方法又は電磁力
を利用して直接測定する方法等、湯面変動量は、渦流式
距離計又は光学式距離計等、Ａｒガス浮上分布は、メニ
スカス１３直上にガス採取管を設置しガス分析する方法
で測定することができる。メニスカス１３のＡｒガス浮
上量が、浸漬ノズル４近傍に多い場合は鋳型内溶鋼の流
動パターンはパターンＣ、鋳型短辺３側に多い場合はパ
ターンＡ、均一な場合はパターンＢとなるので、メニス
カス１３のＡｒガス浮上分布は間接的に鋳型内溶鋼の流
動パターンを測定する手段となる。

【００３９】鋳造条件としては、鋳型サイズ、鋳片
引抜き速度、浸漬ノズル４内へのＡｒガス吹き込み
量、及び磁場強度の４要素とし、これら要素を変更し
て測定する。尚、鋳型サイズと鋳片引抜き速度は、スル
ープットとしてまとめることもできる。

【００４０】又、浸漬ノズル型式、Ａｒガス吹き込
み用煉瓦条件（例えばポーラス煉瓦の気孔率や気孔径又
は貫通孔の孔径や個数等）、及び、モールドパウダー
条件（例えば粘性の高低や結晶化温度の高低等）も、変
更のある場合にはその都度測定してデータを収集する。
ここで浸漬ノズル型式とは、浸漬ノズル４の断面形状、
内径、吐出孔９の吐出角度、浸漬深さ、吐出孔面積、流
出孔底部形状を示すものである。

【００４１】このようにして、種々の鋳造条件と、その
鋳造条件に対応する測定データ（溶鋼表面流速、湯面変
動、Ａｒガス浮上分布、流動パターン）とを鋳型内流動
データベースとしてコンピュータに入力し記憶させる。
又、得られた鋳片の品質情報も同時にコンピュータに記
憶させ、こうして鋳型内溶鋼の流動データを体系化す
る。尚、鋳型内溶鋼の流動パターンは、Ａｒガス浮上分
布及び溶鋼表面流速の測定データを数値解析して正確に
定めることも可能である。

【００４２】個別の鋳造に先立ち、個別の鋳造条件をコ
ンピューターに入力してその鋳造条件における流動パタ
ーン更には表面流速を推定する。推定した流動パターン
更には表面流速が所定の流動パターン、所定の表面流速
と異なっている場合には、磁場強度又はＡｒガス吹き込
み量を変更して、再度コンピューターに入力して流動パ
ターン更には表面流速を推定する。こうして、鋳型内溶
鋼の流動パターンがパターンＢ、更には溶鋼表面流速が
０．１ｍ／ｓｅｃ以下となるように、磁場強度又はＡｒ
ガス吹き込み量を変更して、これらの条件を満足する磁
場強度又はＡｒガス吹き込み量を求めて提示する。

【００４３】提示された磁場強度又はＡｒガス吹き込み
量に調整した後、個別の鋳造を開始する。磁場強度の調
整は電磁コイル８に印加する電流又は電圧を変更するこ
とで調整し、Ａｒ吹き込み量は通常の流量調整弁にて行
う。

【００４４】尚、浸漬ノズル４内へのＡｒガス吹き込み
位置は、浸漬ノズル４の上に設置されたスライディング
ノズル１１や、ストッパー方式の開閉装置の場合はスト
ッパー先端であっても、本発明の実施に全く支障となら
ない。

【００４５】

【実施例】図２に示す構成の連続鋳造機を用いた本発明
の実施例を以下に説明する。 〔実施例１〕鋳型断面の寸法が厚み２２０ｍｍ、幅１２
００ｍｍであるスラブ連続鋳造機で、極低炭素Ａｌキル
ド鋼を鋳片引抜き速度２．５ｍ／ｍｉｎで鋳造した。鋳
型長辺背面には鋳型幅方向に２分割された電磁コイルを
設置した。電磁コイルの鋳造方向の中心位置は浸漬ノズ
ル吐出孔の下端から１５０ｍｍ下方の位置である。この
電磁コイルにより移動磁場が発生し、吐出流に対して最
大２０００ガウスの移動磁場を印加することができ、磁
場の移動方向は鋳型短辺から浸漬ノズル側又はその逆と
することが可能で、且つ左右独立に磁場を印加すること
もできる。

【００４６】使用した浸漬ノズルは、断面形状が円形、
内径８５ｍｍ、吐出角度下向き２５度、浸漬深さ（メニ
スカスから吐出孔上端までの距離）２３０ｍｍ、吐出孔
径８５ｍｍ、流出孔底部形状は図２に示すように底部が
吐出孔より深い形状の浸漬ノズルである。

【００４７】このときのスループットは４．６ｔｏｎ／
ｍｉｎであり、浸漬ノズル内にＡｒガスを９Ｎｌ／ｍｉ
ｎ吹き込んだ。

【００４８】図８に、この鋳造条件におけるデータベー
スの１例を示す。スループット４．６ｔｏｎ／ｍｉｎ
で、流動パターンをパターンＢ、及び溶鋼表面流速を
０．１ｍ／ｓｅｃ以下を実現するためには、電磁コイル
の磁場強度を６０％以上に設定する必要があると推定さ
れたため、磁場強度を８０％として鋳造した。尚図８に
おいて、横軸の符号の「正」側は磁場の移動方向が吐出
流を減速する方向、「負」側は吐出流を加速する方向で
あり、図中の数字はメニスカスでの溶鋼表面流速の値
で、符号の「正」は鋳型短辺から浸漬ノズルに向かう流
れで、「負」は逆方向の流れを示している。溶鋼表面流
速は、各流動パターン共磁場強度指数が「負」側になる
に従い、「正」側に大きくなる傾向を示している。

【００４９】鋳造後、鋳片を薄鋼板に圧延し、薄鋼板を
超音波探傷試験してモールドパウダーに起因する欠陥を
調査した結果、欠陥発生率は０．２％であり、磁場を印
加しない鋳造条件での欠陥発生率１．６％に比較して大
幅に欠陥を低減することができた。

【００５０】〔実施例２〕鋳型断面の寸法が厚み２５０
ｍｍ、幅２０００ｍｍであるスラブ連続鋳造機で、低炭
素Ａｌキルド鋼を鋳片引抜き速度１．６ｍ／ｍｉｎで鋳
造した。鋳型長辺背面には、鋳型幅方向に２分割された
電磁コイルを設置した。電磁コイルの鋳造方向の中心位
置は浸漬ノズル吐出孔の下端から１５０ｍｍ下方の位置
である。この電磁コイルにより、鋳型短辺から浸漬ノズ
ル側に移動する１０００ガウスの移動磁場を印加して吐
出流を減速しつつ鋳造した。使用した浸漬ノズルは実施
例１と同一の型式である。この時のスループットは５．
６ｔｏｎ／ｍｉｎである。

【００５１】図９に、この鋳造条件におけるデータベー
スの１例を示す。この鋳造条件では図９に示すように、
Ａｒガス吹き込み量が１０Ｎｌ／ｍｉｎでは、鋳型内溶
鋼の流動パターンはパターンＣとなり、Ａｒガス吹き込
み量が６Ｎｌ／ｍｉｎではパターンＢとなることが推定
された。

【００５２】そこでＡｒガス吹き込み量を６Ｎｌ／ｍｉ
ｎ（実施例）と１０Ｎｌ／ｍｉｎ（比較例）の２水準で
鋳造し、耐火物製の棒をメニスカスに浸漬させて溶鋼表
面流速を測定し、同時にメニスカスでのＡｒガス浮上状
況を調査した。

【００５３】図１０はメニスカスでのＡｒガス浮上状況
を測定した結果である。Ａｒガス吹き込み量が１０Ｎｌ
／ｍｉｎの場合は、浸漬ノズル近傍で大量のＡｒガスが
浮上していることが確認され、鋳型内溶鋼の流動パター
ンはパターンＣであることが確認された。これに対し、
Ａｒガス吹き込み量が６Ｎｌ／ｍｉｎの場合には、鋳型
幅の１／４だけ浸漬ノズルから鋳型短辺に離れた位置で
のＡｒガス浮上量がやや多めであるが、幅方向全体でほ
ぼ均一であり、鋳型内溶鋼の流動パターンはパターンＢ
であることが確認された。

【００５４】Ａｒガス吹き込み量を６Ｎｌ／ｍｉｎとし
た場合と、１０Ｎｌ／ｍｉｎとした場合とで、薄鋼板に
おける超音波探傷試験による欠陥発生率を調査した結
果、Ａｒガス吹き込み量を６Ｎｌ／ｍｉｎの場合は欠陥
発生率が０．１％と良好な成績であったが、１０Ｎｌ／
ｍｉｎの場合は欠陥発生率が１．３％であり、磁場を印
加しない場合と大差なかった。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、種々の鋳造条件におい
て鋳型内溶鋼の流動パターン、更には溶鋼表面流速を適
正化できるので、常に品質の優れた連続鋳造鋳片を安定
して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフローの例を示した図である。

【図２】本発明を適用した鋳片断面が矩形型の連続鋳造
機の鋳型部の側断面概要図を示した図である。

【図３】連続鋳造鋳型内溶鋼の３種類の流動パターンを
模式的に示した図である。

【図４】浸漬ノズル内へのＡｒガス吹き込み量とスルー
プットとによるＡｒガス気泡の形状に及ぼす影響を模式
的に示した図である。

【図５】浸漬ノズル内へのＡｒガス吹き込み量とスルー
プットとを因子として、鋳型内溶鋼の流動パターンの区
分を概念的に示した図である。

【図６】磁場強度指数とスループットとを因子として、
数値解析により求めた鋳型内溶鋼の流動パターンの区分
の一例を示した図である。

【図７】鋳型内溶鋼の流動パターン別に製品における不
良発生指数を比較して示した図である。

【図８】本発明の実施例１における鋳造条件での、デー
タベースの１例を示した図である。

【図９】本発明の実施例２における鋳造条件での、デー
タベースの１例を示した図である。

【図１０】鋳型内溶鋼流動がパターンＢとパターンＣと
で、メニスカスでのＡｒガス浮上分布を比較して示した
図である。

【符号の説明】

１；鋳型 ２；鋳型長辺 ３；鋳型短辺 ４；浸漬ノズル ５；Ａｒガス導入管 ６；溶鋼 ７；吐出流 ８；電磁コイル ９；吐出孔 １０；タンディッシュ １１；スライディングノズル １２；モールドパウダー １３；メニスカス １４；整流ノズル １５；流出孔 １６；凝固シェル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 典子 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浸漬ノズル内の溶鋼にＡｒガスを吹き込
   み、且つ浸漬ノズルからの溶鋼の吐出流に磁場を印加し
   つつ溶鋼を鋳型内に注入して連続鋳造をするに際し、鋳
   造条件として鋳型サイズ、鋳片引抜き速度、浸漬ノズル
   内へのＡｒガス吹き込み量、及び磁場強度の４つの要素
   を対象とし、これら要素からなる複数の鋳造条件におい
   て予め鋳型内溶鋼の流動パターンを測定し、この測定結
   果に基づいて個別の鋳造条件における鋳型内溶鋼の流動
   パターンを推定し、所定の流動パターンとなるように吐
   出流に印加する磁場強度又は浸漬ノズル内へのＡｒガス
   吹き込み量を調整することを特徴とする鋼の連続鋳造鋳
   型内における溶鋼流動制御方法。
2. 【請求項２】 浸漬ノズル内の溶鋼にＡｒガスを吹き込
   み、且つ浸漬ノズルからの溶鋼の吐出流に磁場を印加し
   つつ溶鋼を鋳型内に注入して連続鋳造をするに際し、鋳
   造条件として鋳型サイズ、鋳片引抜き速度、浸漬ノズル
   内へのＡｒガス吹き込み量、及び磁場強度の４つの要素
   を対象とし、これら要素からなる複数の鋳造条件におい
   て予め鋳型内溶鋼の流動パターンと表面流速とを測定
   し、この測定結果に基づいて個別の鋳造条件における鋳
   型内溶鋼の流動パターンと表面流速とを推定し、所定の
   流動パターン及び所定の表面流速となるように吐出流に
   印加する磁場強度又は浸漬ノズル内へのＡｒガス吹き込
   み量を調整することを特徴とする鋼の連続鋳造鋳型内に
   おける溶鋼流動制御方法。