JPH11188460A - 溶融金属の連続鋳造方法 - Google Patents
溶融金属の連続鋳造方法Info
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- JPH11188460A JPH11188460A JP36017297A JP36017297A JPH11188460A JP H11188460 A JPH11188460 A JP H11188460A JP 36017297 A JP36017297 A JP 36017297A JP 36017297 A JP36017297 A JP 36017297A JP H11188460 A JPH11188460 A JP H11188460A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶鋼メニスカス近傍に電磁力を付与しつゝ連
続鋳造を行う方法において、初期凝固制御を安定して行
うことを目的とする。 【解決手段】 下向き方向に開口した吐出孔を有する溶
融金属注入ノズルを、該注入ノズルの中心軸が前記電磁
コイルによって形成された磁場の軸と一致し、かつ、前
記吐出孔が前記電磁コイルの中心より下方に位置するよ
うに、前記鋳型内に配設し、しかるのち、前記溶融金属
を前記溶融金属注入ノズルを通して前記鋳型内に注入す
る。
続鋳造を行う方法において、初期凝固制御を安定して行
うことを目的とする。 【解決手段】 下向き方向に開口した吐出孔を有する溶
融金属注入ノズルを、該注入ノズルの中心軸が前記電磁
コイルによって形成された磁場の軸と一致し、かつ、前
記吐出孔が前記電磁コイルの中心より下方に位置するよ
うに、前記鋳型内に配設し、しかるのち、前記溶融金属
を前記溶融金属注入ノズルを通して前記鋳型内に注入す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は溶融金属を連続鋳造
する方法に関し、特に溶融金属の注入位置を制御するこ
とによって溶融金属の電磁誘導流れを調整する連続鋳造
方法に関する。
する方法に関し、特に溶融金属の注入位置を制御するこ
とによって溶融金属の電磁誘導流れを調整する連続鋳造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融金属の連続鋳造法において、鋳片の
表面性状を改善するために、溶融金属のメニスカス近傍
に電磁力を付与して溶融金属の電磁誘導流れを形成する
ことにより前記メニスカスを強く弯曲させ、これにより
鋳型のオッシレーション時に鋳片に発生するオッシレー
ション・マークを軽減させ、さらには溶融パウダーの良
好な流れ込みを促進して表面疵を減少させるという技術
が特開昭５２−３２８２４号公報に開示されている。ま
た、溶融金属に電磁力を付与し、鋳型内壁に沿った潤滑
パウダーの送給を促進させるために、鋳型に設置した電
磁コイルに交流電流をステップ状に印加する方法が特開
昭６４−８３３４８号公報等に開示されている。さら
に、ＷＯ９６／０５９２６号公報においては複数の波の
群をパルス状に印加する方法が開示されている。
表面性状を改善するために、溶融金属のメニスカス近傍
に電磁力を付与して溶融金属の電磁誘導流れを形成する
ことにより前記メニスカスを強く弯曲させ、これにより
鋳型のオッシレーション時に鋳片に発生するオッシレー
ション・マークを軽減させ、さらには溶融パウダーの良
好な流れ込みを促進して表面疵を減少させるという技術
が特開昭５２−３２８２４号公報に開示されている。ま
た、溶融金属に電磁力を付与し、鋳型内壁に沿った潤滑
パウダーの送給を促進させるために、鋳型に設置した電
磁コイルに交流電流をステップ状に印加する方法が特開
昭６４−８３３４８号公報等に開示されている。さら
に、ＷＯ９６／０５９２６号公報においては複数の波の
群をパルス状に印加する方法が開示されている。
【０００３】しかしながら、かゝる従来技術では鋳型へ
の溶融金属の供給によって生ずる流れの影響などについ
て、何ら開示または示唆されておらず、特に初期凝固の
安定性について問題があった。
の溶融金属の供給によって生ずる流れの影響などについ
て、何ら開示または示唆されておらず、特に初期凝固の
安定性について問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は溶融金属のミ
ニスカス近傍に電磁力を付与する技術において、溶融金
属の初期凝固を安定して行う方法を提供することを目的
とする。
ニスカス近傍に電磁力を付与する技術において、溶融金
属の初期凝固を安定して行う方法を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、鋳型内に溶融金属（以下、溶鋼と云う）を
注入する溶鋼注入ノズルの吐出孔の位置を特定したもの
である。すなわち、溶鋼注入ノズルを下向き方向に開口
した吐出孔で構成し、その軸を電磁コイルで形成された
磁場の軸と一致させるとともに、前記吐出孔を前記電磁
コイルの中心より下方に位置せしめるように、前記溶鋼
注入ノズルを前記鋳型内に配設したものである。
するために、鋳型内に溶融金属（以下、溶鋼と云う）を
注入する溶鋼注入ノズルの吐出孔の位置を特定したもの
である。すなわち、溶鋼注入ノズルを下向き方向に開口
した吐出孔で構成し、その軸を電磁コイルで形成された
磁場の軸と一致させるとともに、前記吐出孔を前記電磁
コイルの中心より下方に位置せしめるように、前記溶鋼
注入ノズルを前記鋳型内に配設したものである。
【０００６】このように溶鋼注入ノズルを鋳型内に配設
することにより、その吐出孔から吐出された溶鋼注入流
が前記電磁コイルで形成された溶鋼の電磁誘導流れ、特
に上向き方向に流れる電磁誘導流れに悪影響を及ぼさ
ず、従ってメニスカスの乱れを小さくし初期凝固を安定
して行うことができるのである。
することにより、その吐出孔から吐出された溶鋼注入流
が前記電磁コイルで形成された溶鋼の電磁誘導流れ、特
に上向き方向に流れる電磁誘導流れに悪影響を及ぼさ
ず、従ってメニスカスの乱れを小さくし初期凝固を安定
して行うことができるのである。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明を図１に基づき詳細に説明
する。図において、鋳型１は円形または角状のビレット
を鋳造する例を示しており、鋳型の壁部１−１内に電磁
コイル３が埋設されている。鋳型１の内壁に水冷銅板２
が内張され、その鋳型内に、溶鋼注入ノズル４がその軸
を前記電磁コイルで形成される磁場の軸Ｇと一致させた
状態で挿入されている。吐出孔４−１は図１で示すよう
に下向き方向に開口している。溶鋼注入ノズル４から鋳
型内に注入された溶鋼５は鋳型１によって冷却されて溶
鋼表面に凝固殻６を形成し、鋳型出側１−２から二次冷
却帯へ引抜かれる。７はメニスカス、８は潤滑用パウダ
ーである。
する。図において、鋳型１は円形または角状のビレット
を鋳造する例を示しており、鋳型の壁部１−１内に電磁
コイル３が埋設されている。鋳型１の内壁に水冷銅板２
が内張され、その鋳型内に、溶鋼注入ノズル４がその軸
を前記電磁コイルで形成される磁場の軸Ｇと一致させた
状態で挿入されている。吐出孔４−１は図１で示すよう
に下向き方向に開口している。溶鋼注入ノズル４から鋳
型内に注入された溶鋼５は鋳型１によって冷却されて溶
鋼表面に凝固殻６を形成し、鋳型出側１−２から二次冷
却帯へ引抜かれる。７はメニスカス、８は潤滑用パウダ
ーである。
【０００８】電磁コイル３に交流電流が連続、ステップ
状あるいはパルス状に印加されると、電磁力が発生しメ
ニスカスをコンベクス状に変形させると共に、凝固しつ
ゝある溶鋼を溶鋼プール中心方向に押し、凝固シェルと
鋳型表面の間のギャップを拡大して潤滑剤としての溶融
パウダーの流入を促進する。これによって表面性状の優
れた鋳片を製造することが可能となる。一方、この電磁
力は同時に溶鋼プール内に図１で示すような電磁誘導流
れ９を生成させる。電磁誘導流れ９は電磁コイル３の中
心、すなわち電磁コイル高さＨの中心Ｃを境として上方
向と下方向に回動する流れとなる。この電磁誘導流れは
ほゞ電磁コイル内の溶鋼に形成される。特に上方向に流
れる電磁誘導流れが重要で、この流れによってメニスカ
ス７は変形を受けるだけでなく凝固しつゝある溶鋼に作
用し、これに働く電磁力と反発して上記の潤滑促進効果
に影響を与える。従ってこの電磁誘導流れは可能な限り
抑えることが好ましいが、実際には不可避のものであ
り、実用上はメニスカスの周方向で均一にすることによ
り初期凝固を安定させることが可能となる。
状あるいはパルス状に印加されると、電磁力が発生しメ
ニスカスをコンベクス状に変形させると共に、凝固しつ
ゝある溶鋼を溶鋼プール中心方向に押し、凝固シェルと
鋳型表面の間のギャップを拡大して潤滑剤としての溶融
パウダーの流入を促進する。これによって表面性状の優
れた鋳片を製造することが可能となる。一方、この電磁
力は同時に溶鋼プール内に図１で示すような電磁誘導流
れ９を生成させる。電磁誘導流れ９は電磁コイル３の中
心、すなわち電磁コイル高さＨの中心Ｃを境として上方
向と下方向に回動する流れとなる。この電磁誘導流れは
ほゞ電磁コイル内の溶鋼に形成される。特に上方向に流
れる電磁誘導流れが重要で、この流れによってメニスカ
ス７は変形を受けるだけでなく凝固しつゝある溶鋼に作
用し、これに働く電磁力と反発して上記の潤滑促進効果
に影響を与える。従ってこの電磁誘導流れは可能な限り
抑えることが好ましいが、実際には不可避のものであ
り、実用上はメニスカスの周方向で均一にすることによ
り初期凝固を安定させることが可能となる。
【０００９】次に溶鋼注入ノズルの吐出孔の位置と電磁
誘導流れとの関係について説明する。吐出孔４−１から
吐出される溶鋼注入流１０は電磁誘導流れ９に大きな影
響を与える。例えば図２に示すように、吐出孔４−１の
位置が電磁コイル３の中心Ｃから下方にあると、溶鋼注
入流１０は下方向に回動する電磁誘導流れ９−１に影響
を与えるものの上方向に回動する電磁誘導流れ９−２に
殆んど影響を与えないのでメニスカス７の乱れは小さく
鋳片表面疵は殆んど発生しない。
誘導流れとの関係について説明する。吐出孔４−１から
吐出される溶鋼注入流１０は電磁誘導流れ９に大きな影
響を与える。例えば図２に示すように、吐出孔４−１の
位置が電磁コイル３の中心Ｃから下方にあると、溶鋼注
入流１０は下方向に回動する電磁誘導流れ９−１に影響
を与えるものの上方向に回動する電磁誘導流れ９−２に
殆んど影響を与えないのでメニスカス７の乱れは小さく
鋳片表面疵は殆んど発生しない。
【００１０】しかし、図３のように、吐出孔４−１の位
置が電磁コイル３の中心Ｃの上方にあると、それぞれの
電磁誘導流れ、９−１，９−２に影響を与えるが、特に
上方向の電磁誘導流れ９−２に強く影響を与えてメニス
カス７が乱れ、不均一に変形して潤滑用パウダーの流入
を鋳片周方向で不均一とし、鋳片の表面性状が劣化す
る。
置が電磁コイル３の中心Ｃの上方にあると、それぞれの
電磁誘導流れ、９−１，９−２に影響を与えるが、特に
上方向の電磁誘導流れ９−２に強く影響を与えてメニス
カス７が乱れ、不均一に変形して潤滑用パウダーの流入
を鋳片周方向で不均一とし、鋳片の表面性状が劣化す
る。
【００１１】従って、図１に示す吐出孔４−１の電磁コ
イル３の中心Ｃからの距離Ｌを前記中心Ｃより下方に決
定するとよい。一方、距離ＬがＨ以上になると、メニス
カス部位の溶鋼の温度が低下した状態で溶鋼が注入され
るので正常な凝固組織が得られず、また、形成された凝
固殻において注入溶鋼メニスカスでの溶鋼の部分凝固
（デッケル）等の初期凝固トラブルが発生し、良好な鋳
片が得られない。従って前記距離Ｌを前記中心Ｃを越え
電磁コイルの高さＨ未満に相当する距離迄の間に設定す
るとよい。
イル３の中心Ｃからの距離Ｌを前記中心Ｃより下方に決
定するとよい。一方、距離ＬがＨ以上になると、メニス
カス部位の溶鋼の温度が低下した状態で溶鋼が注入され
るので正常な凝固組織が得られず、また、形成された凝
固殻において注入溶鋼メニスカスでの溶鋼の部分凝固
（デッケル）等の初期凝固トラブルが発生し、良好な鋳
片が得られない。従って前記距離Ｌを前記中心Ｃを越え
電磁コイルの高さＨ未満に相当する距離迄の間に設定す
るとよい。
【００１２】特に吐出孔の最適位置は、電磁コイルの中
心Ｃを越え電磁コイルの高さＨの１／２に相当する距離
迄の間である。なお、一般に鋳型における溶鋼メニスカ
ス７の位置は電磁コイル３の上端３−１の鋳型上端１−
３に対す位置（距離Ｈ0 ）と同一にする。以上、角状ビ
レットについて説明したが、スラブを鋳造する場合にも
本発明は上記効果を有する。
心Ｃを越え電磁コイルの高さＨの１／２に相当する距離
迄の間である。なお、一般に鋳型における溶鋼メニスカ
ス７の位置は電磁コイル３の上端３−１の鋳型上端１−
３に対す位置（距離Ｈ0 ）と同一にする。以上、角状ビ
レットについて説明したが、スラブを鋳造する場合にも
本発明は上記効果を有する。
【００１３】
【実施例】高炭素鋼Ｓ４５Ｃ（Ｃ：０．４５重量％）か
らなる溶鋼を下記条件によって水平断面が１６０mm×１
６０mmのビレットに鋳造した。 ・鋳型サイズ：１６０mm×１６０mm、８００mm長 ・鋳型振動：ストローク６mm、サイクル１５０cpm ・引抜き速度：１ｍ／min ・潤滑材：Ｃ−ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｎａ
系、粘度３ポアズ ・電磁コイル：内寸２６０×２６０mm、外寸３４０×３
４０mm、高さ１００mm ・電磁コイル位置：コイル上端は湯面レベル（鋳型上端
から１００mm下）に一致させた ・磁場条件：単相交流２００Hz、１２００ガウス（最大
実効値） このときのノズルタイプと吐出孔の位置は次のようであ
った。
らなる溶鋼を下記条件によって水平断面が１６０mm×１
６０mmのビレットに鋳造した。 ・鋳型サイズ：１６０mm×１６０mm、８００mm長 ・鋳型振動：ストローク６mm、サイクル１５０cpm ・引抜き速度：１ｍ／min ・潤滑材：Ｃ−ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｎａ
系、粘度３ポアズ ・電磁コイル：内寸２６０×２６０mm、外寸３４０×３
４０mm、高さ１００mm ・電磁コイル位置：コイル上端は湯面レベル（鋳型上端
から１００mm下）に一致させた ・磁場条件：単相交流２００Hz、１２００ガウス（最大
実効値） このときのノズルタイプと吐出孔の位置は次のようであ
った。
【００１４】 条件１（本発明例）：ノズルタイプ…下向き方向開口（ストレート） 吐出孔位置…電磁コイル中心より３０mm下 条件２（本発明例）：ノズルタイプ…ストレート 吐出孔位置…電磁コイル中心より８０mm下 条件３（本発明例）：ノズルタイプ…下向き６０度４孔 吐出孔位置…電磁コイル中心より３０mm下 条件４（比較例）：ノズルタイプ…ストレート 吐出孔位置…電磁コイル中心より２０mm上 条件５（比較例）：ノズルタイプ…ストレート 吐出孔位置…電磁コイル中心より１５０mm下 条件６（比較例）：ノズルタイプ…水平４孔 吐出孔位置…電磁コイル中心より８０mm下 各条件によって得られた鋳片の鋳片表面平滑度を調査
し、この結果を図４に示した。
し、この結果を図４に示した。
【００１５】こゝで鋳片表面平滑度＝Ｓ1 ／（Ｓ1 ＋Ｓ
2 ）×１００％ Ｓ1 ：平滑面の面積 Ｓ2 ：オシレーションマークのある面積 である。図４から判るように、本発明例の場合はいずれ
も１００％の鋳片表面平滑度が得られたが、比較例は全
て８０％以下であり、特に条件３の比較例の場合は溶鋼
注入流れの影響を受けて７０％の平滑度しか得られなか
った。
2 ）×１００％ Ｓ1 ：平滑面の面積 Ｓ2 ：オシレーションマークのある面積 である。図４から判るように、本発明例の場合はいずれ
も１００％の鋳片表面平滑度が得られたが、比較例は全
て８０％以下であり、特に条件３の比較例の場合は溶鋼
注入流れの影響を受けて７０％の平滑度しか得られなか
った。
【００１６】条件２と条件３の場合のメニスカス形状に
及ぼす吐出孔位置の影響を図５に示す。図中７が条件２
の場合のメニスカスの形状を示し、図中７−１が条件３
の場合のメニスカスの形状を示す。メニスカス７は磁場
中心軸に対して対称の弯曲形状を示しているのに対し、
メニスカス７−１は非対称の波型形状を示している。
及ぼす吐出孔位置の影響を図５に示す。図中７が条件２
の場合のメニスカスの形状を示し、図中７−１が条件３
の場合のメニスカスの形状を示す。メニスカス７は磁場
中心軸に対して対称の弯曲形状を示しているのに対し、
メニスカス７−１は非対称の波型形状を示している。
【００１７】
【発明の効果】上述のように、本発明はメニスカス近傍
に電磁力を付加する連続鋳造法において、鋳造開始時の
メニスカスの形状を安定した弯曲形状に形成でき、初期
凝固制御が容易に安定して行うことができる。そのた
め、表面性状の優れた鋳片が鋳造されるので、その工業
的効果は大きい。
に電磁力を付加する連続鋳造法において、鋳造開始時の
メニスカスの形状を安定した弯曲形状に形成でき、初期
凝固制御が容易に安定して行うことができる。そのた
め、表面性状の優れた鋳片が鋳造されるので、その工業
的効果は大きい。
【図１】連続鋳造鋳型内のメニスカス近傍の溶鋼に電磁
力を与えた状態を示す概略正面断面図である。
力を与えた状態を示す概略正面断面図である。
【図２】本発明例の場合の電磁誘導流れの状態を示す概
略図である。
略図である。
【図３】比較例の場合の電磁誘導流れの状態を示す概略
図である。
図である。
【図４】ノズル吐出孔の電磁コイル中心から下方への距
離と鋳片表面平滑度の関係を示す図である。
離と鋳片表面平滑度の関係を示す図である。
【図５】本発明例と比較例のメニスカスの形状を示す図
である。
である。
１…鋳型 ３…電磁コイル ４…溶鋼吐出ノズル ５…溶鋼 ６…凝固殻 ７…メニスカス ８…潤滑用パウダー ９…電磁誘導流れ
Claims (4)
- 【請求項１】 鋳型壁外面または内面を取り囲むように
鋳型外周または鋳型壁内に配設した電磁コイルに連続的
または周期的に振幅または波形を変化させた交流電流を
通電し、該鋳型内の溶融金属に電磁力を連続的あるいは
パルス状に印加して前記溶融金属のメニスカスの形状を
制御しつゝ溶融金属を連続鋳造する方法において、下向
き方向に開口した吐出孔を有する溶融金属注入ノズル
を、該注入ノズルの中心軸が前記電磁コイルによって形
成された磁場の軸と一致し、かつ、前記吐出孔が前記電
磁コイルの中心より下方に位置するように、前記鋳型内
に配設し、しかるのち、前記溶融金属を前記溶融金属注
入ノズルを通して前記鋳型内に注入することを特徴とす
る溶融金属の連続鋳造方法。 - 【請求項２】 前記溶融金属注入ノズルを、その吐出孔
が前記電磁コイルの中心位置を越えて前記電磁コイルの
高さ未満に相当する距離迄の間に位置するように配設す
る請求項１記載の連続鋳造方法。但し、前記溶融金属の
メニスカスの位置を前記電磁コイルの上端の位置と同等
にする。 - 【請求項３】 前記鋳造注入ノズルを、その吐出孔が前
記電磁コイルの中心位置を越えて前記電磁コイルの高さ
の１／２の高さに相当する距離迄の間に位置するように
配設する請求項１記載の連続鋳造方法。 - 【請求項４】 前記溶融金属注入ノズルが、その吐出流
が下方に向って水平方向に対し６０度以上の角度で広が
る方向で吐出する吐出孔を有する請求項１，２または３
記載の連続鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36017297A JPH11188460A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 溶融金属の連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36017297A JPH11188460A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 溶融金属の連続鋳造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11188460A true JPH11188460A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=18468227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36017297A Pending JPH11188460A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 溶融金属の連続鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11188460A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008069329A1 (ja) | 2006-12-05 | 2008-06-12 | Nippon Steel Corporation | 溶融金属の連続鋳造方法 |
| CN106925762A (zh) * | 2015-12-29 | 2017-07-07 | 北京有色金属研究总院 | 一种高剪切强电磁搅拌熔体处理的装置和方法 |
| KR20180023814A (ko) * | 2016-08-25 | 2018-03-07 | 메탈젠텍 주식회사 | 주조용 침지노즐 |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP36017297A patent/JPH11188460A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008069329A1 (ja) | 2006-12-05 | 2008-06-12 | Nippon Steel Corporation | 溶融金属の連続鋳造方法 |
| CN106925762A (zh) * | 2015-12-29 | 2017-07-07 | 北京有色金属研究总院 | 一种高剪切强电磁搅拌熔体处理的装置和方法 |
| KR20180023814A (ko) * | 2016-08-25 | 2018-03-07 | 메탈젠텍 주식회사 | 주조용 침지노즐 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040525 |