JPH11188467A - 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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- JPH11188467A JPH11188467A JP36114397A JP36114397A JPH11188467A JP H11188467 A JPH11188467 A JP H11188467A JP 36114397 A JP36114397 A JP 36114397A JP 36114397 A JP36114397 A JP 36114397A JP H11188467 A JPH11188467 A JP H11188467A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は溶融金属を連続鋳造する方法に関
し、鋳型と溶融金属間に潤滑作用および表面性状改善作
用を付与しながら連続鋳造する方法を提供する。 【解決手段】 鋳型壁を取り囲むように配設または鋳型
壁に埋設したソレノイド式電磁コイルに振幅または波形
を周期的に変化させた２つの水準の電流値群からなる交
流電流を通電し、該鋳型内溶融金属に電磁力を印加して
メニスカス形状を変化させながら行う連続鋳造方法にお
いて、交流電流の印加時に電磁力の流体慣流による溶融
金属表面の盛り上がりの発生を防止するために、少なく
とも１周期の交流波形を遷移期と定常期が連続したもの
にして、かつ交流波形として過渡応答における行き過ぎ
量をなくしたものにして印加することを特徴とする。
し、鋳型と溶融金属間に潤滑作用および表面性状改善作
用を付与しながら連続鋳造する方法を提供する。 【解決手段】 鋳型壁を取り囲むように配設または鋳型
壁に埋設したソレノイド式電磁コイルに振幅または波形
を周期的に変化させた２つの水準の電流値群からなる交
流電流を通電し、該鋳型内溶融金属に電磁力を印加して
メニスカス形状を変化させながら行う連続鋳造方法にお
いて、交流電流の印加時に電磁力の流体慣流による溶融
金属表面の盛り上がりの発生を防止するために、少なく
とも１周期の交流波形を遷移期と定常期が連続したもの
にして、かつ交流波形として過渡応答における行き過ぎ
量をなくしたものにして印加することを特徴とする。
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、通電する台形の交流電流の振幅、周波
数あるいは位相等波形を連続的に変化させることによっ
て、溶融金属表面の変動を低減し、初期凝固の不安定性
を抑制し、鋳型と溶融金属間に潤滑作用および表面性状
改善作用を付与しながら連続鋳造する方法に関する。
する方法に関し、通電する台形の交流電流の振幅、周波
数あるいは位相等波形を連続的に変化させることによっ
て、溶融金属表面の変動を低減し、初期凝固の不安定性
を抑制し、鋳型と溶融金属間に潤滑作用および表面性状
改善作用を付与しながら連続鋳造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】連続鋳造にあたっては、溶融金属からの
熱で溶融したパウダーは、上下に振動する鋳型壁と、一
定速度で引き抜かれる凝固シェルの相対運動によって、
これらの間隙に流入する。この溶融パウダーの流入の際
に発生する動圧によってメニスカスや凝固シェル先端が
変形する。この変形は鋳型オシレーションの周期で繰り
返されるため、鋳片表面にはオシレーションマークとよ
ばれる周期的な皺が形成される。
熱で溶融したパウダーは、上下に振動する鋳型壁と、一
定速度で引き抜かれる凝固シェルの相対運動によって、
これらの間隙に流入する。この溶融パウダーの流入の際
に発生する動圧によってメニスカスや凝固シェル先端が
変形する。この変形は鋳型オシレーションの周期で繰り
返されるため、鋳片表面にはオシレーションマークとよ
ばれる周期的な皺が形成される。
【０００３】ここで、通常程度の深さの規則的なオシレ
ーションマークの形成は、鋳造操業や鋳片表面品質の安
定化に寄与することが知られている。一方、従来、ビレ
ットをはじめとする小断面積の鋳片の連続鋳造において
は、パウダーに替わってレプシードオイルが使用されて
いる。このレプシードオイルはメニスカスにおいて燃焼
し、グラファイトとなって凝固シェルが鋳型壁へ焼き付
くのを防止することが知られている。しかし、結果とし
て鋳造された鋳片表面に規則的に生成した明瞭なオシレ
ーションマークを得ることは困難で、その鋳造操業や鋳
片品質の安定性は、パウダーを用いた鋳造に比べ劣って
いる。
ーションマークの形成は、鋳造操業や鋳片表面品質の安
定化に寄与することが知られている。一方、従来、ビレ
ットをはじめとする小断面積の鋳片の連続鋳造において
は、パウダーに替わってレプシードオイルが使用されて
いる。このレプシードオイルはメニスカスにおいて燃焼
し、グラファイトとなって凝固シェルが鋳型壁へ焼き付
くのを防止することが知られている。しかし、結果とし
て鋳造された鋳片表面に規則的に生成した明瞭なオシレ
ーションマークを得ることは困難で、その鋳造操業や鋳
片品質の安定性は、パウダーを用いた鋳造に比べ劣って
いる。
【０００４】以上述べた初期凝固を制御する方法とし
て、特開昭６４−８３３４８号公報に記載された、電磁
コイルによって鋳型内の溶融金属に電磁力を与える際
に、交流磁場をパルス状に付与することによって、電磁
力を間欠的に印加し、パウダーキャスティングにおい
て、さらなる表面性状の改善を行う方法も提案されてい
る。
て、特開昭６４−８３３４８号公報に記載された、電磁
コイルによって鋳型内の溶融金属に電磁力を与える際
に、交流磁場をパルス状に付与することによって、電磁
力を間欠的に印加し、パウダーキャスティングにおい
て、さらなる表面性状の改善を行う方法も提案されてい
る。
【０００５】上記の特開昭６４−８３３４８号公報に示
されているように、電磁コイルによって鋳型内の溶融金
属に間欠的に電磁力を与えることによって、凝固シェル
と鋳型壁間へのパウダーの流れ込みが一層促進され、鋳
片の表面性状が改善された。
されているように、電磁コイルによって鋳型内の溶融金
属に間欠的に電磁力を与えることによって、凝固シェル
と鋳型壁間へのパウダーの流れ込みが一層促進され、鋳
片の表面性状が改善された。
【０００６】しかしながら、急激なオン・オフのパター
ンでは、溶融金属プール表面に波動が発生する場合が見
られる。この波動は、非通電時期にも残存し、結果とし
て溶融金属プールメニスカスの擾乱を引き起こして電磁
力印加の効果の妨げとなり、甚だしい場合には凝固シェ
ルへのパウダー捕捉を引き起こすという問題を抱えてい
た。一方、メニスカスにおいて液体として凝固シェルと
鋳型の間に流入するようなパウダーを始めとする潤滑剤
を使用しない連鋳プロセスにおいては、その操業や鋳造
される鋳片の表面性状を、パウダーを使用して鋳造した
場合と同等なものに向上させる必要があった。
ンでは、溶融金属プール表面に波動が発生する場合が見
られる。この波動は、非通電時期にも残存し、結果とし
て溶融金属プールメニスカスの擾乱を引き起こして電磁
力印加の効果の妨げとなり、甚だしい場合には凝固シェ
ルへのパウダー捕捉を引き起こすという問題を抱えてい
た。一方、メニスカスにおいて液体として凝固シェルと
鋳型の間に流入するようなパウダーを始めとする潤滑剤
を使用しない連鋳プロセスにおいては、その操業や鋳造
される鋳片の表面性状を、パウダーを使用して鋳造した
場合と同等なものに向上させる必要があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、連続
鋳造機のメニスカス外周に設置したコイルにパルス状の
交流電流を通電する電磁軟接触鋳造においてパルスの波
形を限定することにより溶融金属表面の変動を低減し、
鋳片性状の改善にある。
鋳造機のメニスカス外周に設置したコイルにパルス状の
交流電流を通電する電磁軟接触鋳造においてパルスの波
形を限定することにより溶融金属表面の変動を低減し、
鋳片性状の改善にある。
【０００８】また、本発明は、従来の電磁力印加による
鋳造方法の問題点を解消し、初期凝固の不安定性を抑制
し、潤滑改善効果と鋳片表面性状改善効果を安定して得
ることができる溶融金属の連続鋳造方法を提供すること
を目的とする。
鋳造方法の問題点を解消し、初期凝固の不安定性を抑制
し、潤滑改善効果と鋳片表面性状改善効果を安定して得
ることができる溶融金属の連続鋳造方法を提供すること
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の問題点に鑑み、多
数の実験から創出された本発明の要旨とするところは次
のとおりである。 （１）鋳型壁を取り囲むように配設または鋳型壁に埋設
したソレノイド式電磁コイルに振幅または波形を周期的
に変化させた２つの水準の電流値群からなる交流電流を
通電し、該鋳型内溶融金属に電磁力を印加してメニスカ
ス形状を変化させながら行う連続鋳造方法において、交
流電流の印加時に電磁力の流体慣流による溶融金属表面
の盛り上がりの発生を防止するために、少なくとも１周
期の交流波形を遷移期と定常期が連続したものにして、
かつ交流波形として過渡応答における行き過ぎ量をなく
したものにして印加することを特徴とする溶融金属の連
続鋳造方法。
数の実験から創出された本発明の要旨とするところは次
のとおりである。 （１）鋳型壁を取り囲むように配設または鋳型壁に埋設
したソレノイド式電磁コイルに振幅または波形を周期的
に変化させた２つの水準の電流値群からなる交流電流を
通電し、該鋳型内溶融金属に電磁力を印加してメニスカ
ス形状を変化させながら行う連続鋳造方法において、交
流電流の印加時に電磁力の流体慣流による溶融金属表面
の盛り上がりの発生を防止するために、少なくとも１周
期の交流波形を遷移期と定常期が連続したものにして、
かつ交流波形として過渡応答における行き過ぎ量をなく
したものにして印加することを特徴とする溶融金属の連
続鋳造方法。
【００１０】（２）前記２つの水準の電流値群におい
て、高電流値が低電流値の１．５倍以上であることを特
徴とする（１）記載の溶融金属の連続鋳造方法。 （３）前記２つの水準の電流値群において、高電流値と
低電流値間の遷移期の時間と、該２つの水準の電流値群
の１周期の比率が０．２〜０．８であることを特徴とす
る（１）または（２）記載の溶融金属の連続鋳造方法。
て、高電流値が低電流値の１．５倍以上であることを特
徴とする（１）記載の溶融金属の連続鋳造方法。 （３）前記２つの水準の電流値群において、高電流値と
低電流値間の遷移期の時間と、該２つの水準の電流値群
の１周期の比率が０．２〜０．８であることを特徴とす
る（１）または（２）記載の溶融金属の連続鋳造方法。
【００１１】（４）前記交流電流の波形が、台形または
サインカーブの形状を有することを特徴とする（１）か
ら（３）のいずれかに記載の溶融金属の連続鋳造方法。 （５）前記交流電流の周期が、鋳型の振動周期と同期し
ていることを特徴とする（１）から（４）のいずれかに
記載の溶融金属の連続鋳造方法。 （６）前記鋳型の潤滑のために、さらに油等の潤滑剤を
使用することを特徴とする（１）から（５）のいずれか
に記載の溶融金属の連続鋳造方法。
サインカーブの形状を有することを特徴とする（１）か
ら（３）のいずれかに記載の溶融金属の連続鋳造方法。 （５）前記交流電流の周期が、鋳型の振動周期と同期し
ていることを特徴とする（１）から（４）のいずれかに
記載の溶融金属の連続鋳造方法。 （６）前記鋳型の潤滑のために、さらに油等の潤滑剤を
使用することを特徴とする（１）から（５）のいずれか
に記載の溶融金属の連続鋳造方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、溶融金属の連続鋳造プ
ロセスにおいて、図７の電磁力発生原理の概要図に示さ
れるとおり、ソレノイド状電磁コイル４に交流電流を通
電し、鋳型内に注入され凝固を開始せんとする溶融金属
２に電磁力７を印加しながら連続鋳造するもので、誘導
電流９と誘導磁場８の方向から前記電磁力７の方向に作
用する。その際に、通電する交流電流を図１に示すよう
に台形状とし、図６に高電流期をｔ1 とし、低電流期を
ｔ2 を定常期として示すように、メニスカス形状を変化
させるに必要な電磁力を印加する。
ロセスにおいて、図７の電磁力発生原理の概要図に示さ
れるとおり、ソレノイド状電磁コイル４に交流電流を通
電し、鋳型内に注入され凝固を開始せんとする溶融金属
２に電磁力７を印加しながら連続鋳造するもので、誘導
電流９と誘導磁場８の方向から前記電磁力７の方向に作
用する。その際に、通電する交流電流を図１に示すよう
に台形状とし、図６に高電流期をｔ1 とし、低電流期を
ｔ2 を定常期として示すように、メニスカス形状を変化
させるに必要な電磁力を印加する。
【００１３】図６に示すように、メニスカス形状を変化
させるに必要な電磁力印加のための高電流通電と低電流
期の間が遷移期であって、これらを連続してこれらを一
対もしくは複数印加した後に通常の交流とする構成をと
ることによって、パルス状通電の際に発生する溶融金属
の初期凝固不安定性を抑制し、潤滑改善効果と鋳片表面
性状改善効果を安定して得ることを特徴とするものであ
る。さらに、上記において、メニスカス変形に寄与する
高電流と低電流の通電時間の周期内通電時間に対する割
合を０．２以上、０．８以下とすることが好ましい。こ
れにより、鋳型壁と凝固シェルの間の潤滑改善効果や鋳
片表面性状改善効果を最大化することができる。
させるに必要な電磁力印加のための高電流通電と低電流
期の間が遷移期であって、これらを連続してこれらを一
対もしくは複数印加した後に通常の交流とする構成をと
ることによって、パルス状通電の際に発生する溶融金属
の初期凝固不安定性を抑制し、潤滑改善効果と鋳片表面
性状改善効果を安定して得ることを特徴とするものであ
る。さらに、上記において、メニスカス変形に寄与する
高電流と低電流の通電時間の周期内通電時間に対する割
合を０．２以上、０．８以下とすることが好ましい。こ
れにより、鋳型壁と凝固シェルの間の潤滑改善効果や鋳
片表面性状改善効果を最大化することができる。
【００１４】その第一は、一定周期で振動する連鋳鋳型
壁の外周に設置されたソレノイド状電磁コイルに周期的
に振幅、周波数あるいは位相等波形が変化する交流電流
を供給し、結果として鋳型内に注入された溶融金属にそ
の交流電流に対応して変化する電磁力を印加することで
ある。
壁の外周に設置されたソレノイド状電磁コイルに周期的
に振幅、周波数あるいは位相等波形が変化する交流電流
を供給し、結果として鋳型内に注入された溶融金属にそ
の交流電流に対応して変化する電磁力を印加することで
ある。
【００１５】その際、電磁力の印加周期を鋳型振動周期
に同期させるとともに、その印加時期をネガティブスト
リップ期として、鋳片表面に周方向に一様なオシレーシ
ョンマークを形成させることにより、良好な表面性状の
鋳片を得ることができる。また、電磁力の印加時期をポ
ジティブストリップ期とすると、鋳片表面のオシレーシ
ョンマーク形成は抑制され、表面が平滑な鋳片を得るこ
とができる。第二は、振動のない連鋳鋳型壁の外周に設
置されたソレノイド状電磁コイルに周期的に変化する交
流電流を供給し、鋳型内に注入された溶融金属にその交
流電流に対応して変化する電磁力を印加して、鋳片表面
にオシレーションマーク相当のマークを形成させること
である。
に同期させるとともに、その印加時期をネガティブスト
リップ期として、鋳片表面に周方向に一様なオシレーシ
ョンマークを形成させることにより、良好な表面性状の
鋳片を得ることができる。また、電磁力の印加時期をポ
ジティブストリップ期とすると、鋳片表面のオシレーシ
ョンマーク形成は抑制され、表面が平滑な鋳片を得るこ
とができる。第二は、振動のない連鋳鋳型壁の外周に設
置されたソレノイド状電磁コイルに周期的に変化する交
流電流を供給し、鋳型内に注入された溶融金属にその交
流電流に対応して変化する電磁力を印加して、鋳片表面
にオシレーションマーク相当のマークを形成させること
である。
【００１６】これら第一及び第二の方法において、電磁
コイルに周期的に変化する交流電流を供給し、鋳型内に
注入された溶融金属にその交流電流に対応して変化する
電磁力を印加する具体的手段としては、以下の通りであ
る。電磁場波形の一周期が高電流期と低電流期とによっ
て形成された台形状の交流電流を供給して、鋳型内に注
入された溶融金属に電磁力を印加する。
コイルに周期的に変化する交流電流を供給し、鋳型内に
注入された溶融金属にその交流電流に対応して変化する
電磁力を印加する具体的手段としては、以下の通りであ
る。電磁場波形の一周期が高電流期と低電流期とによっ
て形成された台形状の交流電流を供給して、鋳型内に注
入された溶融金属に電磁力を印加する。
【００１７】また、振幅が強弱をもって変化するような
交流電流を電磁コイルに供給して、鋳型内に注入された
溶融金属に、その交流電流の振幅に対応して変化する電
磁力を印加する。さらに、周波数が高低をもって変化す
るような交流電流を電磁コイルに供給して、鋳型内に注
入された溶融金属に、その交流電流の周波数に対応して
変化する電磁力を印加する。
交流電流を電磁コイルに供給して、鋳型内に注入された
溶融金属に、その交流電流の振幅に対応して変化する電
磁力を印加する。さらに、周波数が高低をもって変化す
るような交流電流を電磁コイルに供給して、鋳型内に注
入された溶融金属に、その交流電流の周波数に対応して
変化する電磁力を印加する。
【００１８】溶融金属の連続鋳造にあたり、初期凝固部
位への電磁力印加によるパウダーの流入促進効果、およ
び鋳片の表面性状改善効果は特開昭６４−８３３４８号
公報に詳細に説明されている。すなわち、図８（ａ）に
示すように、高電流によって凝固シェル先端との間隔が
拡大される。続いて低電流となると、図８（ｂ）図に示
すように溶融金属２の静圧Ｐによって凝固シェル５先端
は鋳型壁側に押し戻されるが、この高・低が周期的に行
われることによって、凝固シェル５には図８（ｃ）に示
すようにくびれが生じ、このくびれが繰り返され、鋳型
壁と凝固シェル間に潤滑剤としてのパウダー供給が促進
される
位への電磁力印加によるパウダーの流入促進効果、およ
び鋳片の表面性状改善効果は特開昭６４−８３３４８号
公報に詳細に説明されている。すなわち、図８（ａ）に
示すように、高電流によって凝固シェル先端との間隔が
拡大される。続いて低電流となると、図８（ｂ）図に示
すように溶融金属２の静圧Ｐによって凝固シェル５先端
は鋳型壁側に押し戻されるが、この高・低が周期的に行
われることによって、凝固シェル５には図８（ｃ）に示
すようにくびれが生じ、このくびれが繰り返され、鋳型
壁と凝固シェル間に潤滑剤としてのパウダー供給が促進
される
【００１９】本発明者らは、パルス通電によって得られ
る磁場での鋳造においては、鋳片表面に初期凝固不安定
性に関わる欠陥が発生することを見いだした。また、単
純な連続通電の場合にはメニスカス形状変化に寄与する
溶融金属中に誘導された電流によって、凝固せんとする
溶融金属が加熱され十分に凝固が進行せず、結果として
パウダー流入が不十分になったり、鋳片表面性状が劣化
する場合があった。
る磁場での鋳造においては、鋳片表面に初期凝固不安定
性に関わる欠陥が発生することを見いだした。また、単
純な連続通電の場合にはメニスカス形状変化に寄与する
溶融金属中に誘導された電流によって、凝固せんとする
溶融金属が加熱され十分に凝固が進行せず、結果として
パウダー流入が不十分になったり、鋳片表面性状が劣化
する場合があった。
【００２０】一方、図９に示すような磁束を付与する図
１０のような、非通電期ｔoff と通電期ｔonから成る単
純なパルス状通電の場合は、通電を停止する際に最大値
から瞬時に０となるため、この急激なメニスカス形状変
化によって、溶融金属プールメニスカス表面に波動が生
じ、これによって発生する擾乱によってパウダーが溶融
金属中に巻き込まれ、凝固シェルに捕捉されて表面欠陥
となる場合があった。
１０のような、非通電期ｔoff と通電期ｔonから成る単
純なパルス状通電の場合は、通電を停止する際に最大値
から瞬時に０となるため、この急激なメニスカス形状変
化によって、溶融金属プールメニスカス表面に波動が生
じ、これによって発生する擾乱によってパウダーが溶融
金属中に巻き込まれ、凝固シェルに捕捉されて表面欠陥
となる場合があった。
【００２１】本発明者らは電磁コイルへの交流電流の通
電を以下に示す台形状に代表されるような周期的に変化
する交流とすることによって、以下の問題を解決した。
台形状通電の電流波形を図１に示す。図１（ａ）は鋳型
変位を、図１（ｂ）はコイル電流を示す。図１（ｂ）に
示すように、台形状通電においては一周期の通電サイク
ルが高電流期ｔ1 、および低電流通電期ｔ2 からなって
いる。このように電磁力を完全に連続として、メニスカ
ス変形には寄与しないがメニスカス安定化に効果のある
低電流期を設けることによって、溶融金属プールメニス
カスの擾乱は大幅に低減して、メニスカスを一定形状に
変化させた状態を保ちつつ、発熱を抑制して、初期凝固
を安定して進行させることも可能になった。なお、この
台形状通電はサインカーブの形状であってもこれを周期
的に繰り返すモードも同様に有効である。
電を以下に示す台形状に代表されるような周期的に変化
する交流とすることによって、以下の問題を解決した。
台形状通電の電流波形を図１に示す。図１（ａ）は鋳型
変位を、図１（ｂ）はコイル電流を示す。図１（ｂ）に
示すように、台形状通電においては一周期の通電サイク
ルが高電流期ｔ1 、および低電流通電期ｔ2 からなって
いる。このように電磁力を完全に連続として、メニスカ
ス変形には寄与しないがメニスカス安定化に効果のある
低電流期を設けることによって、溶融金属プールメニス
カスの擾乱は大幅に低減して、メニスカスを一定形状に
変化させた状態を保ちつつ、発熱を抑制して、初期凝固
を安定して進行させることも可能になった。なお、この
台形状通電はサインカーブの形状であってもこれを周期
的に繰り返すモードも同様に有効である。
【００２２】本発明について、図１（ｂ）に基づいて以
下に説明する。１ａから１ｂに変化させる時間ｔｉａの
１周期通電総時間ｔに対する割合を０．２以上０．８以
下、１ｂから１ａに変化させる時間ｔｉｂの１周期通電
総時間ｔに対する割合を０．２以上０．８以下に限定す
ることにより、メニスカスの変動を穏やかにすることが
でき、パウダーの巻き込みを防止し、表面性状を改善す
る。比率の上限は、メニスカス形状を変形させパウダー
流入を促進させるための必要時間からくるものであり、
比率の下限は、メニスカスの擾乱を抑えるための必要時
間から設定される。
下に説明する。１ａから１ｂに変化させる時間ｔｉａの
１周期通電総時間ｔに対する割合を０．２以上０．８以
下、１ｂから１ａに変化させる時間ｔｉｂの１周期通電
総時間ｔに対する割合を０．２以上０．８以下に限定す
ることにより、メニスカスの変動を穏やかにすることが
でき、パウダーの巻き込みを防止し、表面性状を改善す
る。比率の上限は、メニスカス形状を変形させパウダー
流入を促進させるための必要時間からくるものであり、
比率の下限は、メニスカスの擾乱を抑えるための必要時
間から設定される。
【００２３】すなわち、高電流期と低電流期の間の遷移
期の時間が１周期の時間に対して、比率で０．２未満の
場合には、電磁力による流体慣流によって湯面の盛り上
りを防止する所期の効果が期待出きない。また、０．８
超の場合は、台形波形を供給する本来の目的である、鋳
造操業や鋳片品質の安定の効果が得られなくなる。ま
た、前述のごとく、台形の波形だけでなく、本発明はサ
インカーブの形状の波形でも同様な効果が得られる。
期の時間が１周期の時間に対して、比率で０．２未満の
場合には、電磁力による流体慣流によって湯面の盛り上
りを防止する所期の効果が期待出きない。また、０．８
超の場合は、台形波形を供給する本来の目的である、鋳
造操業や鋳片品質の安定の効果が得られなくなる。ま
た、前述のごとく、台形の波形だけでなく、本発明はサ
インカーブの形状の波形でも同様な効果が得られる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明について、実施例に基づいてさ
らに詳述する。本実施例の鋳造試験条件は次のとおりで
ある。 ・鋳造材質：高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２ ・鋳型サイズ：１６０mm×１６０mm，８００mm高 ・鋳型振動：ストローク６mm、サイクル１２０cpm ・引抜き速度：１ｍ／min ・潤滑材：Ｃ−Ｃａ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｎａ系、
粘度１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）に一致 ・磁場条件：単相交流６０Hz、３０００Ａ×６０Turn＝
１８００００ＡＴ，１２００gauss （最大実効値）、発
振条件（図１、表１） この時の交流波形を図１（ｂ）に、電流と時間の関係を
示し、電流条件は表１に示される９条件とした。
らに詳述する。本実施例の鋳造試験条件は次のとおりで
ある。 ・鋳造材質：高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２ ・鋳型サイズ：１６０mm×１６０mm，８００mm高 ・鋳型振動：ストローク６mm、サイクル１２０cpm ・引抜き速度：１ｍ／min ・潤滑材：Ｃ−Ｃａ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｎａ系、
粘度１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）に一致 ・磁場条件：単相交流６０Hz、３０００Ａ×６０Turn＝
１８００００ＡＴ，１２００gauss （最大実効値）、発
振条件（図１、表１） この時の交流波形を図１（ｂ）に、電流と時間の関係を
示し、電流条件は表１に示される９条件とした。
【００２５】
【表１】
【００２６】図２は表１のｔｉａ／ｔの水準を４つとし
て、条件１〜４及び条件９について、最大湯面変動量
（mm）でとったものである。この図から、ｔｉａ／ｔが
０．２〜０．８のものでは最大湯面変動量が約１５mm以
下となることがわかる。図３は条件１〜４について、平
均表面粗度（μｍ）でプロットしている。この図におい
ても、ｔｉａ／ｔが０．２〜０．８では１００μｍ以下
で良好となることがわかる。
て、条件１〜４及び条件９について、最大湯面変動量
（mm）でとったものである。この図から、ｔｉａ／ｔが
０．２〜０．８のものでは最大湯面変動量が約１５mm以
下となることがわかる。図３は条件１〜４について、平
均表面粗度（μｍ）でプロットしている。この図におい
ても、ｔｉａ／ｔが０．２〜０．８では１００μｍ以下
で良好となることがわかる。
【００２７】図４と５は、ｔｉｂ／ｔについて、条件５
〜８及び条件９のもので、上記と同様に、最大湯面変動
量（mm）および平均表面粗度（μｍ）についてそれぞれ
プロットしたものである。この場合においても、ｔｉｂ
／ｔが０．２〜０．８の範囲のものではともに良好な結
果を示している。
〜８及び条件９のもので、上記と同様に、最大湯面変動
量（mm）および平均表面粗度（μｍ）についてそれぞれ
プロットしたものである。この場合においても、ｔｉｂ
／ｔが０．２〜０．８の範囲のものではともに良好な結
果を示している。
【００２８】〔比較例〕従来のパルス波形による溶湯表
面の盛り上り状況を観察するために、以下の実験を行っ
た。実験条件は次のとおりである。装置の概要を図１１
に示す。 ・鋳型：ＳＵＳ３０４製、内寸１６０mm×１６０mm，８００mm高（厚み６mm） ・容器：ＳＵＳ３０４製、内寸１５０mm×１５０mm，４００mm高（厚み３mm） ・液体金属：溶融錫鉛合金（錫９０％、鉛１０％、２６０℃、深さ３００mm） ・電磁コイル：内寸２６０×２６０mm、外寸３４０×３４０mm、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）に一致 ・磁場条件：単相交流２００Hz、２４０Ａ×９０Turn＝２１６００ＡＴ， ３８０gauss （最大実効値） ・パルス条件：［０．５秒１００％出力］＋［０．５秒０％出力］の繰り返 し ［０．４秒で０→１００％出力］＋［０．１秒１００％出力 ］＋［０．４秒で１００→０％出力］＋［０．１秒０％出力 ］
面の盛り上り状況を観察するために、以下の実験を行っ
た。実験条件は次のとおりである。装置の概要を図１１
に示す。 ・鋳型：ＳＵＳ３０４製、内寸１６０mm×１６０mm，８００mm高（厚み６mm） ・容器：ＳＵＳ３０４製、内寸１５０mm×１５０mm，４００mm高（厚み３mm） ・液体金属：溶融錫鉛合金（錫９０％、鉛１０％、２６０℃、深さ３００mm） ・電磁コイル：内寸２６０×２６０mm、外寸３４０×３４０mm、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）に一致 ・磁場条件：単相交流２００Hz、２４０Ａ×９０Turn＝２１６００ＡＴ， ３８０gauss （最大実効値） ・パルス条件：［０．５秒１００％出力］＋［０．５秒０％出力］の繰り返 し ［０．４秒で０→１００％出力］＋［０．１秒１００％出力 ］＋［０．４秒で１００→０％出力］＋［０．１秒０％出力 ］
【００２９】測定点は図１１（ｂ）に示すように、中心
部でありその測定結果を図１２に示す。図１２（ａ）は
上記パルス条件のものであり、図１２（ｂ）は上記パ
ルス条件の結果で、メニスカス高さと時間の関係で示
したものである。本発明の実施例では、これらの湯面の
盛り上りを防止することが出来ることが確認できた。
部でありその測定結果を図１２に示す。図１２（ａ）は
上記パルス条件のものであり、図１２（ｂ）は上記パ
ルス条件の結果で、メニスカス高さと時間の関係で示
したものである。本発明の実施例では、これらの湯面の
盛り上りを防止することが出来ることが確認できた。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、メニスカスの変動を穏
やかにすることが出来るので、パウダーを巻き込みを防
止し、表面性状を改善することが出来る。また、溶融金
属の間欠的な盛り上がりを防止できるので、鋳造操業や
鋳片品質の安定化の効果が得られる。
やかにすることが出来るので、パウダーを巻き込みを防
止し、表面性状を改善することが出来る。また、溶融金
属の間欠的な盛り上がりを防止できるので、鋳造操業や
鋳片品質の安定化の効果が得られる。
【図１】本発明に係る電流および振動波形を示し、
（ａ）鋳型変位、（ｂ）コイル電流の説明図である。
（ａ）鋳型変位、（ｂ）コイル電流の説明図である。
【図２】本発明の実施例に係るｔｉａ／ｔと最大湯面変
動量との関係を示す図である。
動量との関係を示す図である。
【図３】本発明の実施例に係るｔｉａ／ｔと平均表面粗
度との関係を示す図である。
度との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例に係るｔｉｂ／ｔと最大湯面変
動量との関係を示す図である。
動量との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係るｔｉｂ／ｔと平均表面粗
度との関係を示す図である。
度との関係を示す図である。
【図６】従来のステップ状で非通電期がないモードを示
す図である。
す図である。
【図７】本発明の電磁力を示す図である。
【図８】従来の電磁力による変形を示し、（ａ）変形し
たメニスカス、（ｂ）静止メニスカス、（ｃ）繰り返し
時の凝固シェルを示す図である。
たメニスカス、（ｂ）静止メニスカス、（ｃ）繰り返し
時の凝固シェルを示す図である。
【図９】従来のパルス状波形モードを示す図である。
【図１０】従来のパルス状波形モードの他の形態を示す
図である。
図である。
【図１１】従来のパルス波形の実験装置を示し、（ａ）
装置全体、（ｂ）測定点を示す図である。
装置全体、（ｂ）測定点を示す図である。
【図１２】パルス波形による湯面の盛り上りを示し、
（ａ）従来のパルス条件、（ｂ）本発明のパルス条件
を示す図である。
（ａ）従来のパルス条件、（ｂ）本発明のパルス条件
を示す図である。
１…鋳型 ２…溶融金属 ３…メニスカス ４…電磁コイル ５…凝固シェル ６…電磁場付加メニスカス ７…電磁力 ８…誘導磁場 ９…誘導電流 １０…容器 １１…レーザセンサ １２…ＳＵＳ（ステンレス） １３…ＰｂＳｎ １４…測定点
Claims (6)
- 【請求項１】 鋳型壁を取り囲むように配設または鋳型
壁に埋設したソレノイド式電磁コイルに振幅または波形
を周期的に変化させた２つの水準の電流値群からなる交
流電流を通電し、該鋳型内溶融金属に電磁力を印加して
メニスカス形状を変化させながら行う連続鋳造方法にお
いて、交流電流の印加時に電磁力の流体慣流による溶融
金属表面の盛り上がりの発生を防止するために、少なく
とも１周期の交流波形を遷移期と定常期が連続したもの
にして、かつ交流波形として過渡応答における行き過ぎ
量をなくしたものにして印加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２つの水準の電流値群において、高
電流値が低電流値の１．５倍以上であることを特徴とす
る請求項１記載の溶融金属の連続鋳造方法。 - 【請求項３】 前記２つの水準の電流値群において、高
電流値と低電流値間の遷移期の時間と、該２つの水準の
電流値群の１周期の比率が０．２〜０．８であることを
特徴とする請求項１または２記載の溶融金属の連続鋳造
方法。 - 【請求項４】 前記交流電流の波形が、台形またはサイ
ンカーブの形状を有することを特徴とする請求項１から
３のいずれかに記載の溶融金属の連続鋳造方法。 - 【請求項５】 前記交流電流の周期が、鋳型の振動周期
と同期していることを特徴とする請求項１から４のいず
れかに記載の溶融金属の連続鋳造方法。 - 【請求項６】 前記鋳型の潤滑のために、さらに油等の
潤滑剤を使用することを特徴とする請求項１から５のい
ずれかに記載の溶融金属の連続鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36114397A JPH11188467A (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 |
|---|---|---|---|
| JP36114397A JPH11188467A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 溶融金属の連続鋳造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11188467A true JPH11188467A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=18472377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36114397A Pending JPH11188467A (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) | JPH11188467A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108723319A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-02 | 湖南科美达电气股份有限公司 | 一种液态钢水电磁搅拌方法 |
| CN108856681A (zh) * | 2018-09-26 | 2018-11-23 | 东北大学 | 一种镁合金熔体处理方法 |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP36114397A patent/JPH11188467A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108723319A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-02 | 湖南科美达电气股份有限公司 | 一种液态钢水电磁搅拌方法 |
| CN108723319B (zh) * | 2018-07-04 | 2023-09-12 | 湖南科美达电气股份有限公司 | 一种液态钢水电磁搅拌方法 |
| CN108856681A (zh) * | 2018-09-26 | 2018-11-23 | 东北大学 | 一种镁合金熔体处理方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040525 |