JPH1177263A

JPH1177263A - 連続鋳造鋳型内における溶鋼流動制御方法

Info

Publication number: JPH1177263A
Application number: JP24884297A
Authority: JP
Inventors: Makoto Suzuki; 真鈴木; Masayuki Nakada; 正之中田; Atsushi Kubota; 淳久保田; Noriko Kubo; 典子久保
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 1999-03-23
Anticipated expiration: 2017-09-12
Also published as: JP3252768B2

Abstract

(57)【要約】【課題】連続鋳造において鋳型内溶鋼の流動パターン
を検知し、検知した流動パターンに基づき印加する磁場
を制御して最適な流動パターンを保持する。【解決手段】浸漬ノズル８からの吐出流１０に磁場を
印加して鋼の連続鋳造を行う際に、鋳型長辺２の幅方向
で鋳型長辺の銅板温度を複数点測定し、各測定点１５に
おける銅板温度の経時変化から鋳型内溶鋼４の流動パタ
ーンを検知し、流動パターンが所定のパターンとなるよ
うに、検知結果に基づいて印加する磁場強度を調整す
る。その際に、温度が上昇する測定点の分布及び／又は
温度が下降する測定点の分布に基づき検知する、及び、
凝固シェルの表面形状から銅板温度を補正すればより正
確に検知でき、又、移動磁場をもちいれば流動制御が容
易となる。

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
内における溶鋼流動を検知すると共に、磁場による電磁
気力を応用して適正な溶鋼流動に制御する方法に関する
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。例えば、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
まれる。又、溶鋼中のＡｌ₂Ｏ₃等の脱酸生成物の浮上
分離も溶鋼流動に左右されることが知られており、鋳片
中に巻き込まれたモールドパウダーや脱酸生成物は、製
品において非金属介在物性の欠陥となる。

【０００３】又、鋳型内の溶鋼流動は、鋳造条件が同一
であっても、浸漬ノズル内部のＡｌ ₂Ｏ₃付着、浸漬ノ
ズルの溶損、スライディングノズルの開度等により、鋳
造中に変化する。そのため、溶鋼流動を検知し、検知し
た溶鋼流動状況から印加する磁場の強度や方向を制御し
て鋳型内の溶鋼流動を制御する方法が、鋳片品質向上の
重要な課題として、多数提案されている。

【０００４】例えば、特開昭６２−２５２６５０号公報
（以下、「先行技術１」と記す）には、浸漬ノズル左右
の溶鋼レベル差を鋳型短辺銅板に埋設した熱電対により
検知し、レベル差が無くなるように電磁攪拌装置の攪拌
方向と攪拌推力とを制御した溶鋼流動制御方法が開示さ
れている。

【０００５】特開平３−２７５２５６号公報（以下、
「先行技術２」と記す）には、鋳型長辺銅板に埋設した
熱電対により鋳型長辺銅板の温度分布を測定し、鋳型左
右の温度分布から溶鋼偏流の発生を検知し、検知した溶
鋼偏流の発生方向及び程度に応じて、鋳型長辺の背面に
配置した２個の直流電磁石型電磁ブレーキ装置へ供給す
る電流を個別に制御して鋳型内溶鋼の偏流を制御する方
法が開示されている。

【０００６】特開平４−２８４９５６号公報（以下、
「先行技術３」と記す）には、浸漬ノズルと鋳型短辺と
の間のメニスカス上に２個の非接触式距離計を設けてメ
ニスカスの湯面変動を測定し、この２つの測定値の相互
相関関数から表面波動の伝播速度を求め、この伝播速度
が所定値以下となるように電磁攪拌装置にて浸漬ノズル
からの吐出流速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では、鋳型銅板温度の分布から溶鋼流動を検知し、
検知した溶鋼流動を基に流動制御を行なっているが、鋳
型銅板温度分布の変化は、溶鋼の流動状況の変化だけで
発生するわけではなく、鋳型と凝固シェルとの接触状態
やモールドパウダーの流入状態等の変化によっても発生
する。このように溶鋼流動以外の要因による鋳型銅板温
度分布の変化があるため、単に鋳型銅板温度の分布から
溶鋼流動を検知する先行技術１及び先行技術２では的確
に溶鋼流動を検知することはできない。

【０００８】又、詳細は後述するが、発明者等の調査結
果から、モールドパウダーや脱酸生成物を減少させるた
めには、鋳型内において偏流を防止して左右対称な流れ
とするだけでは不十分であり、幾つかの左右対称な流れ
の内で、最適な流動パターンが存在することが確認され
た。

【０００９】先行技術３は流動制御方法として有効な手
段ではあるが、メニスカスの溶鋼流速のみ制御するもの
で、鋳型溶鋼の流動パターンを検知するには不十分であ
る。又、同様に、先行技術１及び先行技術２でも流動パ
ターンは検知できない。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、連続鋳造において鋳型内
溶鋼の流動パターンを検知し、検知した流動パターンに
基づき印加する磁場を制御して最適な流動パターンを保
持することができる流動制御方法を提供することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明による連続鋳
造鋳型内における溶鋼流動制御方法は、浸漬ノズルから
の吐出流に磁場を印加して鋼の連続鋳造を行う際に、鋳
型長辺幅方向の鋳型長辺銅板温度を複数点測定し、各測
定点における銅板温度の経時変化から鋳型内溶鋼の流動
パターンを検知し、流動パターンが所定のパターンとな
るように、検知結果に基づいて印加する磁場強度を調整
することを特徴とするものである。

【００１２】第２の発明による連続鋳造鋳型内における
溶鋼流動制御方法は、第１の発明による溶鋼流動制御方
法において、鋳型長辺銅板温度の経時変化から、鋳型長
辺銅板温度が上昇する測定点及び下降する測定点の分布
を求め、上昇する測定点の分布及び／又は下降する測定
点の分布に基づいて鋳型内溶鋼の流動パターンを検知す
ることを特徴とするものである。

【００１３】第３の発明による連続鋳造鋳型内における
溶鋼流動制御方法は、第１の発明又は第２の発明による
溶鋼流動制御方法において、鋳型下端より下方で鋳片幅
方向の凝固シェルの表面形状を測定し、測定した表面形
状から鋳型長辺銅板と凝固シェルとの間の伝熱抵抗を推
定し、推定した伝熱抵抗により各測定点の鋳型長辺銅板
温度を補正することを特徴とするものである。

【００１４】第４の発明による連続鋳造鋳型内における
溶鋼流動制御方法は、第１の発明ないし第３の発明の何
れか１つの発明による溶鋼流動制御方法において、印加
する磁場が水平方向に移動する移動磁場であることを特
徴とするものである。

【００１５】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、偏流のない左右対称な流動であって
も鋳型内を浮上するＡｒガス気泡や印加される磁場の影
響で複雑に変化し、その流動パターンを簡略化すると、
図１に示すパターンＡからパターンＣの３つのパターン
に大別できることが分かった。尚、図１において、３は
鋳型短辺、４は溶鋼、５は凝固シェル、８は浸漬ノズ
ル、９は吐出孔、１０は吐出流、１３はメニスカス、１
４はモールドパウダーである。

【００１６】この中でパターンＡは、浸漬ノズル８から
の吐出流１０が、鋳型短辺３側の凝固シェル５に到達・
衝突した後に２つの流れに分離し、１つの流れは、鋳型
短辺３側の凝固シェル５に沿ってメニスカス１３まで上
昇して、更にメニスカス１３を鋳型短辺３側から鋳型中
央側（浸漬ノズル８側）に向かう流れとなり、他の１つ
の流れは、凝固シェル５への衝突点から鋳型下方に下降
する流れとなる流動パターンである。

【００１７】これに対しパターンＢは、吐出流１０への
Ａｒガス気泡の浮上の影響あるいは磁場印加の影響等に
より、浸漬ノズル８からの吐出流１０が鋳型短辺３側の
凝固シェル５に到達せず、吐出孔９から鋳型短辺３側の
凝固シェル５までの間で分散して、上昇流と下降流とを
形成し、そして、メニスカス１３では、浸漬ノズル８と
鋳型短辺３との中間位置付近を境として、浸漬ノズル８
側では鋳型中央側（浸漬ノズル８側）に向かう流れと、
鋳型短辺３側では逆に鋳型短辺３に向かう流れとなる流
動パターンである。

【００１８】又、パターンＣは、浸漬ノズル８近傍に吐
出流１０の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１３において、鋳型中央側（浸漬ノズル８
側）から鋳型短辺３側に向かう流れが主流となる。

【００１９】鋳型内溶鋼の流動パターン別に、薄鋼板製
品におけるモールドパウダー性欠陥による製品不良の発
生量を調査した。図２はその調査結果である。図２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。

【００２０】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。

【００２１】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。しかし前述のように、鋳造条件を
同一としても鋳型内溶鋼の流動パターンは鋳造途中で変
化する。鋳造中に流動パターンを検知することができれ
ば、所定の流動パターンから逸脱している場合、印加す
る磁場強度を変更して所定の流動パターンに戻すことが
できる。

【００２２】発明者らは、鋳型長辺銅板の温度を測定す
ることで、鋳型内溶鋼の流動パターンを検知できること
を見いだした。即ち、鋳型のメニスカス近傍の鋳型長辺
銅板温度は、溶鋼の上昇流に相当する位置で鋳型長辺銅
板温度が高くなり、そして、流動パターンの変化に対応
して鋳型長辺銅板温度の高い位置が変化する。例えば、
パターンＡの場合には鋳型短辺近傍に上昇流が形成され
るため、鋳型短辺近傍の鋳型長辺銅板温度が高くなる。
これは、吐出流は鋳型内溶鋼より温度が高いので、吐出
流が上昇する位置で、溶鋼の温度が高くなると共に溶鋼
の流動により熱伝達が促進され、鋳型長辺銅板に伝わる
熱量が増加して鋳型長辺銅板温度が高くなるからであ
る。

【００２３】しかし、鋳型長辺銅板温度は、溶鋼流動の
影響のみで変化するものではなく、鋳型と凝固シェルと
の接触状態やモールドパウダーの流入状態等の変化によ
っても変化する。そのため、単に鋳片幅方向の鋳型長辺
銅板温度の絶対値の分布から溶鋼流動を検知すると、誤
って検知することも発生する。即ち、このような溶鋼流
動以外の要因による鋳型長辺銅板温度への影響を除去し
ないと、正確な流動パターンを検知することはできな
い。

【００２４】発明者等は、鋳型長辺の銅板温度を測定す
る各測定点毎の温度の経時変化、即ち、ある時間毎の温
度の上昇速度や下降速度を指標とすることで、溶鋼流動
以外の要因による鋳型長辺銅板温度への影響を最小にす
ることができ、正確な流動パターンを検知できることを
見いだした。溶鋼流動以外の要因による鋳型長辺銅板の
温度変化は、比較的緩やかに起こるためである。

【００２５】その際に、鋳型長辺銅板温度が上昇する測
定点及び下降する測定点の分布を求め、上昇する測定点
の分布及び／又は下降する測定点の分布に基づいて流動
パターンを検知すれば、一層正確に検知できることが分
かった。これは、流動パターンが変化すると、鋳型長辺
銅板温度が分布を持って変化するためである。

【００２６】又、鋳型下端より下方で鋳片幅方向の凝固
シェルの表面形状を測定し、凝固シェルの表面形状か
ら、鋳型長辺銅板と凝固シェルとの間の伝熱抵抗を推定
し、推定した伝熱抵抗により各測定点の鋳型長辺銅板温
度を補正すれば、鋳型と凝固シェルとの接触状態による
鋳型長辺銅板温度に及ぼす影響を低減でき、一層正確に
流動パターンを検知することができる。この場合、メニ
スカス近傍の鋳型長辺銅板温度の測定値に対して鋳型下
端より下方で測定した凝固シェルの表面形状をフィード
バックさせるので、フィードバックされる凝固シェルの
表面形状データは凝固シェルがメニスカス近傍から表面
形状測定位置に到達するまでの時間差を伴ったものとな
る。しかし、仮に表面形状測定位置がメニスカスから
１．５ｍ下方の位置でも、鋳片引抜き速度が１．８ｍ／
ｍｉｎであれば、その所要時間は５０秒程度である。鋳
型内溶鋼の流動制御においては、短い時間間隔での制
御、例えば印加する磁場を変更すると、かえって発散す
る傾向があるため、ある程度長周期での制御が適してい
る。従って、この程度の時間差は問題にはならず、十分
に流動制御が可能である。

【００２７】吐出流に印加する磁場は、磁場が水平方向
に移動する移動磁場を用いることが好ましい。移動磁場
では、適切な磁場強度を選択して印加することにより、
直流電流による静磁場に比較して、溶鋼流速や流動パタ
ーンを自由に制御することができるからである。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明を図面に基づき説明する。
図３は本発明の１つの実施の形態を示す連続鋳造機鋳型
部の正面断面の概略図、図４は側面断面の概略図であ
る。

【００２９】図３及び図４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６が配
置されている。タンディッシュ６の底部には固定板２
２、摺動板２３、及び整流ノズル２４から成るスライデ
ィングノズル７が配置され、更に、スライディングノズ
ル７の下面側には浸漬ノズル８が配置されて、タンディ
ッシュ６から鋳型１への溶鋼流出孔２８が形成される。
図示せぬ取鍋からタンディッシュ６内に注入された溶鋼
４は、溶鋼流出孔２８を経由して、浸漬ノズル８の下部
に設けられ、且つ鋳型１内の溶鋼４に浸漬された吐出孔
９より、吐出流１０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４は鋳型１内で冷却されて凝固
シェル５を形成し、鋳型１の下方に引き抜かれ鋳片とな
る。

【００３０】固定板２２の溶鋼流出孔２８には、ポーラ
ス煉瓦２５が嵌合して設けられており、溶鋼流出孔２８
の壁面へのＡｌ₂Ｏ₃付着を防止するため、ポーラス煉
瓦２５から溶鋼流出孔２８内にＡｒガスが吹き込まれて
いる。吹き込まれたＡｒガスは、溶鋼４と共に浸漬ノズ
ル８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４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１４を貫通して大
気に至る。

【００３１】鋳型長辺２の背面には、浸漬ノズル８を境
として鋳型長辺２の幅方向左右で２つに分割された磁場
発生装置１１及び磁場発生装置１２が、磁場発生装置１
１、１２の鋳造方向の中心位置を吐出孔９の下端位置と
鋳型１の下端位置との範囲として、鋳型長辺２を挟んで
対向して配置されている。この磁場発生装置１１、１２
は、磁場電源制御装置１９に結線され、磁場電源制御装
置１９により印加する磁場の強度を個別に制御される。
尚、磁場発生装置１１、１２の磁場強度は、最大磁場強
度が０．２テスラ〜０．４テスラ程度の工業的に通常使
用されているものでよい。

【００３２】磁場発生装置１１、１２より印加する磁場
は、直流電流による静磁場でも良いが、前述のように磁
場が水平方向に移動する移動磁場が好ましい。移動磁場
の場合には、磁場強度のみならず磁場の移動方向も個別
に制御できるので、流動制御が一層行い易くなる。移動
磁場では、移動磁場の移動方向を鋳型短辺３側から浸漬
ノズル８側とすることで、吐出流１０が減速され、逆
に、移動方向を浸漬ノズル８側から鋳型短辺３側とする
ことで、吐出流１０が加速される。尚、移動磁場の場合
には磁場発生装置１１、１２を鋳型長辺２を挟んで対向
する必要はなく、片側の鋳型長辺２の背面に配置するだ
けでも、吐出流１０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、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。

【００３３】鋳型長辺２の銅板には、鋳型長辺２の幅方
向に複数の孔を設け、鋳型１内における鋳型長辺２の銅
板温度を測定する測定点１５とする。各測定点１５に
は、測温体として熱電対１６が銅板の孔に挿入され、孔
底部の銅板に接して配置されている。そして、熱電対１
６と結線された温度計本体１７にて鋳型長辺銅板温度を
測定する。各測定点１５は水平方向に並べて配置され、
各測定点１５間の距離は２００ｍｍ以下、又、メニスカ
ス１３からの距離は３００ｍｍ以内とすることが好まし
い。各測定点１５間の距離が２００ｍｍを超えると測定
点１５の数が少な過ぎて流動パターンの検知が不正確と
なり、又、メニスカス１３からの距離が３００ｍｍを超
えると鋳型長辺２の銅板温度が水平方向に流れる吐出流
１０の影響を受け、同様に流動パターンの検知が不正確
となるためである。

【００３４】温度計本体１７で測定された鋳型長辺銅板
温度はデータ解析装置１８に送られ、各測定点１５にお
ける銅板温度の上昇率や下降率を解析する。そして同時
に、鋳型長辺２の幅方向において、銅板温度の変化が類
似する測定点１５の分布を解析する。そして、これらの
解析データを基に、データ解析装置１８は鋳型１内の溶
鋼流動パターンを検知し、検知した流動パターンの信号
を磁場電源制御装置１９に送る。磁場電源制御装置１９
は、送られて来た流動パターンの信号に基づき、磁場発
生装置１１、１２から印加する磁場強度を個別に制御し
て、流動パターンをパターンＢとなるように制御する。
磁場強度の調整は、磁場発生装置１１、１２に供給する
電流を増減させて行なう。又、移動磁場（交流電源を用
いる）の場合には、電流の周波数を変化させても磁場強
度の調整ができる。流動パターンの制御方法は、パター
ンＡとなった場合には、磁場強度を強くして吐出流１０
を減速し、又、パターンＣとなった場合には、磁場強度
を弱くする若しくは加速して吐出流１０を増速させれ
ば、共にパターンＢとすることができる。

【００３５】又、鋳型１の直下には、凝固シェル５の表
面形状を測定する変位計２０、２０ａ、２０ｂ、２０
ｃ、２０ｄが配置され、変位計２０、２０ａ、２０ｂ、
２０ｃ、２０ｄは演算機２１に結線されている。各変位
計２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、移動装置
（図示せず）により、それぞれが鋳片幅方向に移動可能
であり、鋳片幅全体の凝固シェル５の表面形状を測定す
ることができる。変位計２０、２０ａ、２０ｂ、２０
ｃ、２０ｄには渦流式距離計等の距離測定器を用い、そ
れぞれの変位計２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ
で変位計２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと凝固
シェル５との距離を測定し、この測定値を基に演算機２
１が解析処理して、凝固シェル５の幅方向の凹凸等の表
面形状を決定する。そして、演算機２１は、こうして決
定した表面形状から、鋳片幅方向の鋳型長辺２の銅板と
凝固シェル５との間の伝熱抵抗を推定し、推定した伝熱
抵抗をデータ解析装置１８に送る。

【００３６】データ解析装置１８は送られてきた伝熱抵
抗のデータを基に、鋳型長辺２の銅板温度を補正し、補
正した銅板温度から鋳型１内の溶鋼流動パターンを検知
することができる。尚、データ解析装置１８は、前述し
たように、伝熱抵抗のデータを用いずに測定された銅板
温度から溶鋼４の流動パターンを検知することもできる
構成になっているが、補正した銅板温度から検知するこ
とでより正確になる。特に、炭素含有量が０．１〜０．
１５ｗｔ％の亜包晶領域の炭素鋼の場合には、凝固シェ
ル５の厚みが鋳片幅方向で不均一になりやすく、凝固シ
ェル５の表面に凹凸が発生するので、伝熱抵抗により補
正した銅板温度を用いれば、正確な流動パターンを検知
することができる。

【００３７】銅板温度の補正方法は、例えば、凝固シェ
ル５の凹部は、鋳型長辺銅板との接触状態が悪く、伝熱
抵抗が低くなり、その分測定される鋳型長辺銅板温度が
低下するため、凝固シェル５の凹部の伝熱抵抗を凸部と
同等になるように補正することで、凹部の鋳型長辺銅板
温度が高温側に補正される。尚、鋳造開始する前に、浸
漬ノズル８の吐出孔９の吐出角度や断面積、浸漬ノズル
８の浸漬深さ、単位時間当たりの溶鋼４の鋳型１内への
注入量、印加する磁場強度、及び、Ａｒガス吹き込み量
等の鋳造条件を適切に選択して、鋳型１内の溶鋼流動パ
ターンをパターンＢとして、鋳造を開始する。

【００３８】本実施の形態では、１００ｍｍ程度の深さ
までメニスカス１３に浸漬される耐火物製棒２６と、耐
火物製棒２６に作用する力を検知する受圧センサー２７
とを設け、メニスカス１３の数カ所において溶鋼４の表
面流により耐火物製棒２６に作用する力から表面流速を
測定し、流動パターンが所定のパターンになっているか
を確認した。３つの流動パターンでそれぞれ異なる表面
流速分布になるので、流動パターンが類推できる。尚、
耐火物製棒２６及び受圧センサー２７は確認のために配
置したもので、本発明の実施に当たり必ずしも配置する
必要はない。

【００３９】上記説明では、磁場発生装置１１、１２が
浸漬ノズル８を境として鋳型長辺２の幅方向で分割され
ているが、本発明は鋳型長辺２の幅方向全体を覆う１つ
の磁場発生装置でも実施することができる。その場合、
移動磁場を用いる際には、浸漬ノズル８を境として、左
右の磁場の移動方向が逆向きとなるように予め磁場電源
制御装置１９と結線させることが必要である。但し、分
割された磁場発生装置１１、１２に比較して１つの磁場
発生装置では流動制御が若干困難となる。又、上記説明
では、５つの変位計を用いて説明しているが、変位計の
数は鋳片の幅や変位計の移動速度等から適宜決めれば良
い。

【００４０】

【実施例】

〔実施例１〕図３及び図４に示す連続鋳造機における実
施例を説明する。鋳片サイズは厚み２５０ｍｍ、幅１６
００ｍｍであり、低炭素Ａｌキルド鋼を引抜き速度２．
５ｍ／ｍｉｎで鋳造した。印加する磁場を移動磁場と
し、磁場発生装置の鋳造方向の中心を吐出孔下端から１
５０ｍｍの位置とした。溶鋼流出孔内へのＡｒガス吹き
込み量は９Ｎｌ／ｍｉｎである。鋳型長辺銅板には上端
から１３０ｍｍ（メニスカスから５０ｍｍの位置）の位
置に、５０ｍｍ間隔で孔を設けて熱電対を配置し鋳型長
辺銅板温度を測定した。

【００４１】図５にＡ点及びＢ点の２つの測定点におけ
る鋳型長辺銅板温度の測定例を示す。図に示すように、
時刻Ｔ₁−ΔＴではＢ点の温度がＡ点の温度に比べて高
かったが、時刻Ｔ₁の直前からＡ点の温度は上昇を開始
し、又、Ｂ点の温度は下降を開始し、そして、時刻Ｔ₁
の前後でＡ点及びＢ点の２つの測定点における温度は逆
転し、その後、時刻Ｔ₁＋ΔＴではＡ点及びＢ点とも逆
転したまま温度が安定していた。

【００４２】このような時刻Ｔ₁前後での鋳型長辺幅全
体の各測定点における温度の経時変化を図６に示す。図
６において、●印は時刻Ｔ₁前後で温度変化がない測定
点１５、◎は温度が上昇した測定点１５、×は温度が下
降した測定点１５である。図に示すように、温度が上昇
した測定点は鋳型短辺３側に分布し、又、温度が下降し
た測定点は浸漬ノズル８と鋳型短辺３との中間位置に分
布しており、温度が上昇した測定点と下降した測定点と
が、特徴的な分布を示していることが分かる。尚、図６
には図５に示したＡ点及びＢ点の２つの測定点を併せて
示している。

【００４３】上記の温度解析結果に基づき、鋳型内の溶
鋼流動パターンを検知した結果を図７に示す。図７に示
すように、時刻Ｔ₁−ΔＴではパターンＢ、時刻Ｔ₁＋
ΔＴではパターンＡであると検知された。

【００４４】図８は、同じ時期に耐火物製棒にて測定し
た鋳型内溶鋼の表面流速の分布を示す図である。時刻Ｔ
₁−ΔＴでは、浸漬ノズルと鋳型短辺との中間位置を境
に、浸漬ノズル側では鋳型中央に向いた流れで、逆に、
鋳型短辺側では鋳型短辺に向いた流れ、即ち、パターン
Ｂの流れとなっていた。ところが時刻Ｔ₁＋ΔＴでは表
面流は鋳型短辺から鋳型中央に向いた流れ、即ち、パタ
ーンＡとなっていた。このように、溶鋼の表面流の分布
からも時刻Ｔ₁−ΔＴではパターンＢ、時刻Ｔ ₁＋ΔＴ
ではパターンＡと確認され、銅板温度の測定から検知し
たパターンが正確であることを証明している。

【００４５】そこで、磁場発生装置に供給する電流を増
加して浸漬ノズルの左右の移動磁場の強度を高め、吐出
流を減速した。この状態で鋳造を継続しつつ上記のＡ点
及びＢ点の２つの測定点における温度変化を測定した結
果を図９に示す。供給する電流を変更した直後からＡ点
の温度は下降し、Ｂ点の温度は上昇し、そして、時刻Ｔ
₁−ΔＴと同一の状態で安定した。メニスカスにおける
表面流の分布も時刻Ｔ ₁−ΔＴと同一となったことを耐
火物製棒により確認した。

【００４６】本実施例により得られた鋳片を薄鋼板に圧
延した結果、モールドパウダー性欠陥の発生量は低く、
高い歩留りを達成することができた。尚、図６及び図７
における符号は、図３及び図４と同一である。〔実施例２〕図３及び図４に示す連続鋳造機における実
施例を説明する。鋳片サイズは厚み２５０ｍｍ、幅１６
００ｍｍであり、炭素含有量が０．１２ｗｔ％の炭素鋼
を引抜き速度１．８ｍ／ｍｉｎで鋳造した。印加する磁
場を移動磁場とし、磁場発生装置の鋳造方向の中心を吐
出孔下端から１５０ｍｍの位置とした。溶鋼流出孔内へ
のＡｒガス吹き込み量は９Ｎｌ／ｍｉｎである。鋳型長
辺銅板には上端から１３０ｍｍ（メニスカスから５０ｍ
ｍの位置）の位置に、５０ｍｍ間隔で孔を設けて熱電対
を配置し鋳型長辺銅板温度を測定した。本実施例では、
鋳型直下に設けた５台の変位計で凝固シェルの表面形状
を測定して鋳型長辺銅板温度を補正した。

【００４７】図１０は、ある時刻における鋳型長辺銅板
温度の測定データを示す図であり、破線は補正前の鋳型
長辺銅板温度、実線は補正後の鋳型長辺銅板温度を示
す。尚、鋳型長辺銅板と凝固シェルとの間隙を標準的な
値にそろえて伝熱抵抗を推定し、鋳型長辺銅板温度を補
正した。補正前の温度は昇降が激しく鋳型長辺銅板温度
の経時変化を正確に把握することが困難であったが、補
正することで鋳型長辺銅板温度の高い時間帯を正確に把
握することが可能であった。

【００４８】図１１は、同一時刻に図１０に示した測定
点近傍において、メニスカスに浸漬した耐火物棒にて測
定した溶鋼流速である。図１０の鋳型長辺銅板温度の高
い時間帯が発生した時刻と同一時刻に、溶鋼流速の速い
時間帯が発生していた。このように、鋳型長辺銅板温度
を凝固シェル表面形状から補正することで、一層正確に
流動パターンを検知することができた。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、連続鋳造の鋳型内溶鋼
の流動パターンを的確に検知することができ、その結
果、所定の流動パターンとすることができるので、モー
ルドパウダー性欠陥を低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋳型内溶鋼の流動パターンを示す模式図であ
る。

【図２】鋳型内溶鋼の流動パターンと製品不良の発生量
との関係を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態の例を示す連続鋳造機鋳型
部の正面断面概略図である。

【図４】本発明の実施の形態の例を示す鋳型部の側面断
面の概略図である。

【図５】実施例１における２つの測定点における温度推
移を示す図である。

【図６】実施例１における測温結果から、温度の経時変
化別に各測定点を示した図である。

【図７】実施例１において、温度解析結果から検知した
流動パターンの変化を示す図である。

【図８】実施例１において、耐火物製棒にて測定した鋳
型内溶鋼の表面流速の分布を示す図である。

【図９】実施例１において、磁場の強度を高めた後の２
つの測定点における温度推移を示す図である。

【図１０】実施例２において、補正前後の鋳型長辺銅板
温度を示す図である。

【図１１】実施例２において、耐火物棒にて測定した溶
鋼流速を示す図である。

【符号の説明】

１鋳型２鋳型長辺３鋳型短辺４溶鋼５凝固シェル６タンディッシュ７スライディングノズル８浸漬ノズル９吐出孔１０吐出流１１磁場発生装置１２磁場発生装置１３メニスカス１４モールドパウダー１５測定点１６光ファイバー１７温度計本体１８データ解析装置１９磁場電源制御装置２０変位計２１演算機

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

【特許請求の範囲】

【請求項１】浸漬ノズルからの吐出流に磁場を印加し
て鋼の連続鋳造を行う際に、鋳型長辺幅方向の鋳型長辺
銅板温度を複数点測定し、各測定点における銅板温度の
経時変化から鋳型内溶鋼の流動パターンを検知し、流動
パターンが所定のパターンとなるように、検知結果に基
づいて印加する磁場強度を調整することを特徴とする連
続鋳造鋳型内における溶鋼流動制御方法。
【請求項２】鋳型長辺銅板温度の経時変化から、鋳型
長辺銅板温度が上昇する測定点及び下降する測定点の分
布を求め、上昇する測定点の分布及び／又は下降する測
定点の分布に基づいて鋳型内溶鋼の流動パターンを検知
することを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造鋳型内
における溶鋼流動制御方法。
【請求項３】鋳型下端より下方で鋳片幅方向の凝固シ
ェルの表面形状を測定し、測定した表面形状から鋳型長
辺銅板と凝固シェルとの間の伝熱抵抗を推定し、推定し
た伝熱抵抗により各測定点の鋳型長辺銅板温度を補正す
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の連続
鋳造鋳型内における溶鋼流動制御方法。
【請求項４】印加する磁場が水平方向に移動する移動
磁場であることを特徴とする請求項１ないし請求項３の
何れか１つに記載の連続鋳造鋳型内における溶鋼流動制
御方法。