JPH10263777A

JPH10263777A - 鋼の連続鋳造方法

Info

Publication number: JPH10263777A
Application number: JP7316297A
Authority: JP
Inventors: Makoto Suzuki; 真鈴木; Masayuki Nakada; 正之中田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1998-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】種々の鋳造条件において、鋳型内の表面流速
パターンを適正な所定のパターンとして、鋳片の非金属
介在物を低減する。【解決手段】浸漬ノズル４を中心として鋳型１幅方向
左右で少なくとも２つに分割された移動磁場発生装置８
を、移動磁場発生装置の鋳造方向の中心位置が浸漬ノズ
ルの吐出孔下端位置と鋳型下端位置との間になるように
鋳型長辺２の背面に配置し、この移動磁場発生装置にて
移動磁場を印加して溶鋼６の流動を制御する際に、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、及び移動磁場印加条件の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表面流速パターンを測定し、
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
溶鋼の表面流速パターンを推定し、所定の表面流速パタ
ーンとなるように移動磁場の印加条件を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動磁場による電
磁気力にて鋳型内溶鋼の流動を制御し、非金属介在物の
少ない鋳片を得ることができる鋼の連続鋳造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造では浸漬ノズルを介して溶
鋼を鋳型内に高速度で吐出させるため、この吐出流に起
因して鋳型内で溶鋼流動が発生し、そして、この溶鋼流
動は鋳片の表面及び内部性状に大きな影響を及ぼしてい
る。特に、鋳型内湯面（以下、「メニスカス」と記す）
の表面流速が速すぎる場合や、メニスカスに縦渦が発生
する場合には、モールドパウダーが溶鋼中に巻き込ま
れ、製品における致命的な欠陥となるので、メニスカス
における溶鋼流動が重要視されている。そのため、鋳片
品質向上の重要な課題として、従来から電磁気力の利用
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。

【０００３】例えば、特開平２−２８４７５０号公報
（以下、「先行技術１」と記す）には、鋳型の全幅に渡
り静磁場を印加し、浸漬ノズルからの吐出流に制動を加
える方法が開示されている。先行技術１によれば、操業
条件の変動があっても吐出流には常に均一な磁場が作用
し、且つ磁場が吐出流に対する反射板としての役目を有
するので、安定して溶鋼流動を制御できるとしている。

【０００４】又、特開昭６４−２７７１号公報（以下、
「先行技術２」と記す）には、複数対の移動磁場発生装
置を鋳型長辺背面に対向配置して、移動磁場による溶鋼
流を発生させ、この溶鋼流で吐出流を減速又は加速して
目的の溶鋼流動を得る方法が開示されている。先行技術
２によれば、複数対の移動磁場発生装置で個別に磁場の
移動方向及び磁場強度を制御できるので、非金属介在物
の少ない鋳片を得ることができるとしている。

【０００５】又、磁場により溶鋼流動を制御する際には
溶鋼流速の目安となる指標が必要であり、従って、具体
的な指標も幾つか提案されている。

【０００６】例えば、特開昭６３−１６８４０号公報
（以下、「先行技術３」と記す）には、溶鋼密度ρ、浸
漬ノズルからの溶鋼の吐出流量Ｑ、吐出流が鋳型短辺側
の凝固シェル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付与する電磁
気力の強度を調整する方法が開示されている。Ｒ＝ρＱＶ（１− sinθ）／（４Ｄ） ……（１）

【０００７】又、仮屋等は、材料とプロセス「Ｖｏｌ．
５（１９９２），ｐ９９６」（以下、「先行技術４」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と、製品の欠陥指数が低下するこ
とを開示している。Ｍ＝ＡＶcosθ（１− sinθ）^1/2／（ｄ＋Ｌtanθ／２）^1/2……（２）

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、先行技術１で
は、鋳型内溶鋼全体に制動力が働くため、溶鋼の流れの
方向や流動パターンを制御することは困難であり、鋳造
条件によっては十分な効果を発揮することができない。
又、静磁場の場合には、磁場が印加された領域を通過す
る溶鋼の流速に比例した電磁気力が作用する。従って、
静磁場の印加では溶鋼の流速の何割かが減速することに
なる。通常、磁場強度は０．３テスラ程度のものが使用
されるが、この程度の磁場強度では、高々２割程度の減
速効果しかないことが報告されている（例えば、M.Wash
io et al.:La Revue de Metallurgie -CIT,(1993),50
8)。そのため、最近の効率化を目的とした鋳片引抜き速
度の高速となった鋳造形態においては、鋳型内溶鋼の表
面流速が元々速いため、この程度の減速効果では非金属
介在物の低減に十分な効果を発揮しない。

【０００９】先行技術２には、溶鋼流速の目安となる指
標が開示されておらず、鋳造条件が多種に渡る実操業で
は、十分な効果を発揮しない。

【００１０】又、先行技術３による変動指数Ｒ、及び先
行技術４による溶鋼表面流速指数Ｍ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、鋳片の品質改善に効果を挙げてきた
が、近年の品質に対する要求の厳格化に対応するには、
これらの指標のみでは必ずしも十分とはいえない。

【００１１】発明者等は、これらの指標について検討
し、先行技術３及び先行技術４には以下の問題があるこ
とを明らかにした。

【００１２】即ち、これらの指標は、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・衝突してから
上昇流と下降流とに分離し、そして、メニスカスに到達
した上昇流が鋳型中央側に向かう流れとなる溶鋼の流動
パターン、即ちメニスカスの溶鋼は、常時左右の鋳型短
辺側から鋳型中央側の浸漬ノズルに向かって一方向に流
れる流動パターンを前提としており、後述するそれ以外
の流動パターンが考慮されていない。しかし、最近の磁
場による流動制御技術の普及や浸漬ノズルの改善、及び
鋳造条件の変化等のため、鋳型内溶鋼の流動状況はこの
ような単純なものではなく、鋳造条件等によっては、メ
ニスカスに鋳型中央側から鋳型短辺側に向かう流れも存
在し、そして、この流れによりメニスカスに渦が発生す
る等、これらの指標では流動状況を的確に表現できてい
ないケースが多くなっているためであることが、発明者
等の実機での測定結果やモデル実験及び数値解析等によ
り明らかとなった。

【００１３】更に付け加えると、これらの指標において
はＡｒガスの影響が考慮されていないものが多い。考慮
されている場合でも、溶鋼中でのＡｒガスの熱膨張を考
慮していない等、Ａｒガスの影響が過少評価されてい
る。鋼の連続鋳造においては、浸漬ノズル内壁へのアル
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。

【００１４】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結果、鋳型内溶鋼の流動
に及ぼすＡｒガスの影響は極めて大きく、Ａｒガス流量
やＡｒガス気泡径により鋳型内溶鋼の表面流速が大幅に
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。

【００１５】又、移動磁場を印加した場合にも、磁場の
移動方向や磁場強度の変更により、鋳型内溶鋼の流動パ
ターンが同様に変化することを確認した。

【００１６】本発明は、上記知見に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、鋼の連続鋳造方法におい
て、Ａｒガスや移動磁場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ながら、鋳型内溶鋼の表面流速
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。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明による鋼の連続鋳
造方法は、浸漬ノズルを中心として鋳型幅方向左右で少
なくとも２つに分割された移動磁場発生装置を、移動磁
場発生装置の鋳造方向の中心位置が浸漬ノズルの吐出孔
下端位置と鋳型下端位置との範囲となるように鋳型長辺
の背面に配置し、この移動磁場発生装置にて移動磁場を
溶鋼に印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する際に、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、及び移動磁場印加条件の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表面流速パターンを測定し、
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
溶鋼の表面流速パターンを推定し、所定の表面流速パタ
ーンとなるように移動磁場の印加条件を調整することを
特徴とするものである。

【００１８】発明者等の検討結果によれば、鋳型内溶鋼
の流動パターンは、鋳型内で浮上するＡｒガス気泡や移
動磁場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に示すパターンＩ〜パターンII
Iの３つのパターンに大別できる。

【００１９】この中でパターンＩは、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・衝突した
後、鋳型短辺側の凝固シェルに沿ってメニスカスまで上
昇して、更にメニスカスを鋳型短辺側から鋳型中央側
（浸漬ノズル側）に向かって流れる流れと、鋳型短辺側
の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
３及び先行技術４で前提とした流動パターンである。

【００２０】これに対しパターンIIは、Ａｒガス気泡の
浮上あるいは吐出流への移動磁場印加の影響により、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、吐出孔から鋳型短辺側の凝固シェルまでの間で分
散して、上昇流と下降流とを形成する流動パターンであ
る。

【００２１】又、パターンIII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IIIではメニスカ
スにおいて、鋳型中央側から鋳型短辺側に向かう流れが
観察される。

【００２２】このような鋳型内溶鋼の流動パターンに従
って、鋳型内溶鋼の表面流速パターンは、図４に示すパ
ターンＡ〜Ｆの６つのパターンに大別できる。尚、図４
に示す「鋳型内溶鋼の表面流速分布」の欄における横軸
は鋳型幅方向位置を、又、縦軸は溶鋼の表面流速を表
し、縦軸の「正」側は鋳型短辺側から鋳型中央側に向か
う流れを、又、「負」側は鋳型中央側から鋳型短辺側に
向かう流れを表し、そして、その絶対値が大きい程表面
流速が速いことを表している。

【００２３】パターンＡは、溶鋼の表面流が鋳型幅方向
全体で鋳型短辺側から鋳型中央側に向かって流れている
ケースであり、これは鋳型内が前述した図３に示すパタ
ーンＩの溶鋼流動となった時に出現する。

【００２４】パターンＢは、溶鋼の表面流が鋳型幅方向
の略全域で鋳型短辺側から鋳型中央側に向かう流れであ
るが、鋳型短辺近傍では反対に鋳型短辺側に向かう流れ
になるケースで、図３のパターンIIに示すように、Ａｒ
ガス気泡の浮上、あるいは吐出流への移動磁場の印加に
より、浸漬ノズルからの吐出流が鋳型短辺側の凝固シェ
ルまで到達せずに、その手前で上昇する場合に出現す
る。

【００２５】パターンＣは、鋳型中央から鋳型幅の１／
４隔てた位置付近を境にして、鋳型中央側では鋳型短辺
側から鋳型中央側に向かう流れで、鋳型短辺側では逆に
鋳型中央側から鋳型短辺側に向かう流れになるケース
で、これは図３に示すパターンIIの吐出流上昇位置が、
鋳型中央から鋳型幅の１／４隔てた位置付近となった場
合に出現する。

【００２６】パターンＤは、鋳型幅方向全域で溶鋼の表
面流が鋳型中央側から鋳型短辺側に向かって流れるケー
スで、これは鋳型内溶鋼の流動パターンが図３に示すパ
ターンIIIの場合に出現する。特に、浸漬ノズルから出
た粗大なガス気泡が浸漬ノズル近傍で浮上する場合に、
このパターンとなる。

【００２７】パターンＥ及びパターンＦは、鋳型短辺側
では鋳型短辺側から鋳型中央側への流れで、鋳型中央側
では逆に鋳型中央側から鋳型短辺側への流れとなったケ
ースで、鋳型中央側から鋳型短辺側への流れの領域が広
い方をパターンＥ、その逆をパターンＦとして区別す
る。パターンＥは、図３に示すパターンIIIの流動パタ
ーンにおいて、鋳型短辺側で鋳型中央側に向かう流れが
現れた場合に出現し、パターンＦは、図３に示すパター
ンＩの流動パターンにおいて、浸漬ノズル近傍で粗大な
Ａｒガス気泡の浮上により鋳型中央側から鋳型短辺側に
向かう流れが現れた場合に出現する。

【００２８】これらの表面流速パターンがどのような状
況で出現するかをＡｒガス量とスループット（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）との関係を例にして、以下に説明する。

【００２９】図５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。

【００３０】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、鋳型内溶鋼の流動への
影響は小さくなる。従ってこの場合は、鋳型内溶鋼の流
動パターンはパターンＩとなり、表面流速パターンはパ
ターンＡになりやすい。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
比率も大きくなる、そして、粗大なＡｒガス気泡が生成
する場合には、鋳型内溶鋼の流動パターンはパターンII
Iとなり、表面流速パターンはパターンＤやパターンＥ
になりやすい。この場合には、粗大なＡｒガス気泡の浮
上によるメニスカスの擾乱を引き起こし、モールドパウ
ダーの巻き込みが発生し易い。

【００３１】鋳型内溶鋼の表面流速パターン別に薄板製
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６はその調査結果である。図６に示すように、表
面流速パターンがパターンＣ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。

【００３２】パターンＡやパターンＢ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
合にはこの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。

【００３３】又、パターンＤやパターンＥ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、鋳型中央
側から鋳型短辺側へ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。

【００３４】又、パターンＥやパターンＦの場合、鋳型
中央側から鋳型短辺側へ向かう流れと鋳型短辺側から鋳
型中央側へ向かう流れとが共存するため、両者の大小関
係によっては、両者の衝突により縦渦が発生して、モー
ルドパウダーの巻き込みが発生する。

【００３５】これに対し、パターンＣ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、
モールドパウダーの巻き込みが発生しにくい流動条件に
なっているためである。

【００３６】そして、更にパターンＣにおいてもメニス
カスの全ての範囲で溶鋼の表面流速が０．１ｍ／ｓｅｃ
以下の場合、特に安定してモールドパウダー性の欠陥発
生指数が低いことが判明した。

【００３７】このような遅い鋳型内溶鋼の表面流速を磁
場により実現するためには、すでに述べたように静磁場
を吐出流や表面流に印加する方法では、現在工業的に適
用されている０．３テスラ程度の磁場強度では不足で、
これを大幅に上回る、例えば１テスラ以上の静磁場を印
加する必要がある。しかし、これは設備的に難しく、
又、可能であっても設備投資金額が高くなる。本発明で
は、移動磁場を、移動磁場発生装置の鋳造方向の中心位
置が浸漬ノズルの吐出孔下端位置と鋳型下端位置との範
囲となるように、鋳型長辺の背面に配置することによっ
てこれを可能にした。即ち、移動磁場を、溶鋼が浸漬ノ
ズルから鋳型内へ吐出される範囲の溶鋼に印加すること
により、磁場が原理的に有する吐出流の制動作用の他
に、移動磁場で誘起された溶鋼流を浸漬ノズルからの吐
出流に対向させて吐出流を減速させることで、例えば最
大磁場強度が０．３テスラ以下の工業的に適用可能な移
動磁場発生装置で、鋳型内溶鋼の表面流速を任意の速
度、例えば０．１ｍ／ｍｉｎ以下に低減することができ
るためである。尚、移動磁場発生装置を浸漬ノズルを中
心として鋳型幅方向左右で少なくとも２つに分割する理
由は、移動磁場の移動方向を鋳型幅左右で逆方向にする
ためである。

【００３８】このように、鋳型内溶鋼の表面流速パター
ンをパターンＣ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、更に溶鋼の表面流速
を０．１ｍ／ｓｅｃ以下とすると、安定して製品の欠陥
発生指数を低く抑えることができるので、より好まし
い。溶鋼の表面流の方向は鋳型短辺側から浸漬ノズル
側、又はその逆であっても良く、ここで示す溶鋼の表面
流速を０．１ｍ／ｓｅｃ以下とすることは、表面流速の
絶対値を０．１ｍ／ｓｅｃ以下とすることを意味してい
る。

【００３９】しかし上記のように、鋳型内溶鋼の表面流
速パターンは、鋳型サイズや鋳片引抜き速度等の各種鋳
造条件や、Ａｒガス気泡、更には移動磁場強度等、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。そこで、以下の方法で鋳型内溶鋼
の表面流速パターンを制御する。

【００４０】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
移動磁場印加条件の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
鋼の表面流速パターン、更には表面流速を測定し、これ
によって鋳型内溶鋼流動データを体系化する。尚、移動
磁場印加条件とは、移動磁場の強度と移動方向とであ
る。

【００４１】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鋳型内溶鋼の表面流速パター
ン、更には表面流速を推定し、推定した表面流速パター
ンと所定の表面流速パターン、更には推定した表面流速
と所定の表面流速とを対比して、吐出流に印加する移動
磁場印加条件を調整することで、鋳型内溶鋼の表面流速
パターンを所定の流速パターンとする方法とした。

【００４２】

【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正面断面の概要
図を示す。

【００４３】図２において、相対する鋳型長辺２と、鋳
型長辺２内に内装された相対する鋳型短辺３とから構成
された鋳型１の上方に、タンディッシュ１３が配置され
ている。タンディッシュ１３の底部には固定盤１４と摺
動盤１５とから成るスライディングノズルが配置され、
更に摺動盤１５の下面側には整流ノズル１６と浸漬ノズ
ル４とが順に配置されて、タンディッシュ１３から鋳型
１への流出孔１８が形成される。図示せぬ取鍋からタン
ディッシュ１３内に注入された溶鋼６は、流出孔１８を
経由して、浸漬ノズル４の下部に設けられ、且つ鋳型１
内の溶鋼６に浸漬された吐出孔９より、吐出流７を鋳型
短辺３に向けて鋳型１内に注入される。そして、溶鋼６
は鋳型１内で冷却されて凝固シェル１２を形成し、鋳型
１の下方に引き抜かれ鋳片となる。

【００４４】固定盤１４にはＡｒガス導入管５が接続さ
れ、Ａｒガス導入管５から導入されたＡｒガスは、固定
盤１４に設けたポーラス煉瓦１７から流出孔１８内に吹
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１０に浮上し、メ
ニスカス１０上に添加したモールドパウダー１１を貫通
して大気に至る。

【００４５】鋳型長辺２の背面には、磁場の移動方向が
鋳型１の幅方向である移動磁場発生装置８が、移動磁場
発生装置８の鋳造方向の中心位置を吐出孔９の下端位置
と鋳型１下端位置との範囲として、鋳型長辺２を挟んで
対向して設置されている。そして、移動磁場発生装置８
は、浸漬ノズル４を中心として鋳型１幅方向で左右に分
割されており、移動磁場の移動方向が鋳型１の幅方向左
右で逆向きとなるように、図示せぬ交流電源装置に結線
されている。左右の移動磁場発生装置８から発生する磁
場の移動方向を鋳型短辺３側から鋳型長辺２の中央側と
することで、吐出流７が減速され、逆に、左右の磁場移
動方向を鋳型長辺２の中央側から鋳型短辺３側とするこ
とで、吐出流７が加速される。移動磁場発生装置８の磁
場強度は、最大磁場強度が０．２テスラ〜０．３テスラ
程度の工業的に通常使用されているものでよい。

【００４６】尚、移動磁場発生装置８に印加する交流電
源装置を左右の磁場発生装置８で個別に配置すれば、左
右独自に移動磁場の強度及び移動方向を制御でき、鋳型
内溶鋼の流動制御がより一層容易となるので好ましい。
又、移動磁場発生装置８は鋳型長辺２を挟んで対向する
必要はなく、片側の鋳型長辺２の背面に設置するだけで
も、吐出流の制御はできる。但し、片側の背面にのみ配
置する場合には磁場強度が減衰するため、両側に配置し
た時に比べ、磁場強度の高い移動磁場発生装置を配置す
る必要がある。

【００４７】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。

【００４８】先ず、種々の鋳造条件において、鋳型１内
の溶鋼の表面流速と表面流の流れる方向とを測定する。

【００４９】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、及び移動磁場印加条件の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。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。

【００５０】溶鋼の表面流速及び表面流方向は、メニス
カス１０に耐火物製の棒を浸漬し、溶鋼の表面流により
耐火物棒に作用する力をロードセル等で検出して測定す
る方法や、電磁気力を利用した測定方法等で測定するこ
とができる。鋳型１内の数カ所で溶鋼の表面流速及び表
面流方向を測定すると共に、そして、測定した表面流速
及び表面流方向のデータに基づく数値解析を行い、溶鋼
の表面流速パターンを定める。

【００５１】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（溶鋼の表面流速、溶鋼
の表面流方向、溶鋼の表面流速パターン）を鋳型内溶鋼
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、鋳造条件に対応する鋳片及び製品の品質情報も
同時にコンピュータに記憶させ、こうして鋳型内溶鋼流
動データベースを体系化する。

【００５２】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鋳型内溶
鋼の表面流速パターン更には表面流速を推定する。推定
した表面流速パターン更には表面流速が所定の表面流速
パターン、及び所定の表面流速と異なっている場合に
は、移動磁場印加条件を変更して、再度コンピューター
に入力して表面流速パターン更には表面流速を推定す
る。こうして、鋳型内溶鋼の表面流速パターンがパター
ンＣ、更には溶鋼の表面流速が０．１ｍ／ｓｅｃ以下と
なるように、移動磁場の強度と移動磁場の移動方向とを
変更して、これらの条件を満足する移動磁場印加条件を
定めて提示する。

【００５３】提示された移動磁場印加条件に調整した
後、個別の鋳造を開始する。移動磁場の強度の調整は移
動磁場発生装置８に印加する電流又は電圧を変更するこ
とで調整し、移動磁場の移動方向は移動磁場発生装置８
に印加する交流電源の結線を変更して行なう。

【００５４】尚、浸漬ノズル４内へのＡｒガス吹き込み
位置は上記に限るものではなく、浸漬ノズル４の本体や
上ノズル、又、ストッパー方式の開閉装置の場合には、
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。

【００５５】

【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。

【００５６】鋳片断面寸法が厚み２５０ｍｍ、幅１６０
０ｍｍであるスラブ連続鋳造機にて、極低炭素Ａｌキル
ド鋼を鋳片引抜き速度２．２ｍ／ｍｉｎで鋳造した。鋳
型長辺の背面には鋳型幅方向で浸漬ノズルを挟んで左右
に２分割された移動磁場発生装置を、鋳型長辺を挟んで
対向して設置した。移動磁場発生装置の鋳造方向の中心
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。この移動磁場発生装置により移動磁場が発生
し、吐出流に対して最大０．２テスラの移動磁場を印加
することができる。

【００５７】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、及び、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。そし
て、浸漬ノズル内にＡｒガスを９Ｎｌ／ｍｉｎ吹き込ん
だ。

【００５８】図７に、この鋳造条件における鋳型内溶鋼
流動データベースの１例を示す。尚、図７において縦軸
の磁場強度の「正」側は吐出流を減速し、「負」側は逆
に吐出流を加速する方向に磁場が移動する場合を示し、
そして磁場強度１００％が０．２テスラに相当する。鋳
片引抜き速度が２．２ｍで、磁場を印加しない条件で
は、溶鋼の表面流速パターンはパターンＢとなる。これ
に対して、吐出流を減速する方向に移動磁場を印加し、
印加する磁場強度を増加することにより、パターンＣへ
と変化させることができる。

【００５９】鋳片引抜き速度が２．２ｍ／ｍｉｎにおい
て、溶鋼の表面流速パターンをパターンＣ、表面流速を
０．１ｍ／ｍｉｎ以下とするためには、移動磁場発生装
置の磁場強度を６０％に設定する必要があると予測され
たため、磁場強度を６０％に設定して鋳造した。尚、こ
の鋳造においては、メニスカスにロードセルと接続され
た耐火物製の棒を浸漬させて、溶鋼の表面流速と表面流
方向とを測定し、表面流速パターンがパターンＣとなっ
ていることを確認した。又、比較のために、磁場を付与
しない鋳造も行なった。

【００６０】そしてこれら鋳片を薄板製品に圧延して、
薄板製品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。調査結果を図８に示す。図８に示
すように、表面欠陥発生指数は、比較例では１．８であ
ったが、本発明の実施例では欠陥の発生が低く抑えられ
て０．２であった。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、種々の鋳造条件におい
て鋳型内溶鋼の表面流速パターンを常に適正化できるの
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】本発明のフロー図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
機の鋳型部の正面断面の概要図である。

【図３】３種類に分類した鋳型内溶鋼の流動パターンを
模式的に示した図である。

【図４】６種類に分類した鋳型内溶鋼の表面流速パター
ン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、鋳型内で浮上するＡｒガス気泡
の変化する様子を模式的に示した図である。

【図６】鋳型内溶鋼の表面流速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指数を比較して示した
図である。

【図７】本発明の実施例における鋳造条件でのデータベ
ースの例を示した図である。

【図８】薄板製品での表面欠陥発生指数を、本発明の実
施例と比較例とで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５Ａｒガス導入管６溶鋼７吐出流８移動磁場発生装置９吐出孔１０メニスカス１１モールドパウダー１２凝固シェル１３タンディッシュ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】浸漬ノズルを中心として鋳型幅方向左右
で少なくとも２つに分割された移動磁場発生装置を、移
動磁場発生装置の鋳造方向の中心位置が浸漬ノズルの吐
出孔下端位置と鋳型下端位置との範囲となるように鋳型
長辺の背面に配置し、この移動磁場発生装置にて移動磁
場を溶鋼に印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する際に、
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、及び移動磁場印加条件の
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表面流速パターンを測定
し、この測定結果に基づいて個別の鋳造条件における鋳
型内溶鋼の表面流速パターンを推定し、所定の表面流速
パターンとなるように移動磁場の印加条件を調整するこ
とを特徴とする鋼の連続鋳造方法。