JPS58148055A - 水平連鋳における鋳型内電磁撹「は」方法 - Google Patents

水平連鋳における鋳型内電磁撹「は」方法

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JPS58148055A
JPS58148055A JP57031510A JP3151082A JPS58148055A JP S58148055 A JPS58148055 A JP S58148055A JP 57031510 A JP57031510 A JP 57031510A JP 3151082 A JP3151082 A JP 3151082A JP S58148055 A JPS58148055 A JP S58148055A
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研三 綾田
Jun Miyazaki
純 宮崎
Takahiko Fujimoto
藤本 孝彦
Hitoshi Nakada
等 中田
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11Treating the molten metal
    • B22D11/114Treating the molten metal by using agitating or vibrating means
    • B22D11/115Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水平連鋳によって得られる鋳塊の品質を改曽
する為の#磨内電磁攪拌方沫に関し、詳細ニハコールド
Vヤツtヤ表面縦割れ都のlIr1fJ欠陥を′wJl
的に少なくする為の鋳製内電磁攪拌方法に関するもので
あゐ。
水平連鋳の開発及び寮用化は各国において鋭意進められ
ているが1通常OII直ベンディング型ヤ湾−!El!
峰の縦徊連麹における2次冷却帯攪拌と同様の目的、即
ち等軸晶帯の増加や中心偏析の改伽t−図る間約で電磁
攪拌を適用することも検討されている。しかし突用化で
きるものは少なく、電磁攪拌の効果を十分に享受できる
には至っていない。
水平連鋳機拡、その構造上の地山によって間欠引抜きが
不可欠となっているが、間欠引抜きを行なうとコールド
シャツ)と呼ばれる表面欠陥が発生し、この疵が圧砥後
にも残留するという問題がある。その為良塊の歩留低下
を覚悟の上で鋳塊表面の溶剤戚い紘切削を行なっている
のが東情であり、コールドシャットの発生自体を防止す
み対策の確立が望まれている。そこでmW−ノズル間の
耐火物内11を鋳型内径に近づける様なプレークリング
を取付は為方法等も提案されているが、この方法ではプ
レークリングの消耗と共に引抜きが不可能になるという
問題があ夛、長時間の連続引抜きには適さない、又引抜
きヤイクA/を増加させてコールドVヤツシ深さを軽減
するという提案もあるが、コールドシャット深さの軽減
効果が不十分であると共に引抜機構が複雑になシ過ぎる
という欠点もある。一方丸形ビレットO水平連鋳にあっ
て社、鋳澁内における下面側と下面側の冷却が不拘−と
な)、冷却O不十分な上面側に表両縦側れという欠陥を
発生するが、これO防止対策については米だ報告されて
いない。
本発明祉この橡な状況を憂慮してなされ九ものであって
、縦瀧連時において著効を発揮している電磁攪拌技術の
効果的な利用方法を探求し九結果適正攪拌条件を見出し
、舷に本発明の完成を見えものである。即ち本発明OI
I的嬬水平連舞の寮施において関門となるコールドシャ
ットや表面縦割れvtlUIIL的に抑制しlIゐ鋳履
内電磁攪拌条件の穂立にあり、該目的を達成しIB九本
発明omm内電磁攪拌方法とは、 1046・  ≦G≦ロ64・−Q、1!f−0,ll
f で示される条件範囲内O電磁攪拌力を与える点に要vt
有するものであゐ。
即ち本発明者等の研究によると、攪拌力を増強するにつ
れてコールドシャット及び表面縦割れは減少する方向に
肉うが、攪拌強度があるレベル以上に高まると上記の効
果も飽和に達し、逆に表層部の負偏析が増加するという
傾向があるということが分かった。そζで最適の攪拌強
度範囲を解明するととt−歯面のl1AIllとし、穏
々研究を行なっ几ので、その経緯に沿いつつ本発明の効
果及び作用効果を明らかにしていく。
まず[11内における電磁攪拌の効果會1m!査する為
、水平連鋳機atom< t i oatφ、1101
+1’。
150mφ)K[i!1転磁界製攪拌装置を取付け、0
.28%C銅、0.40$C銅、0.60%c銅。
1.0011C鋼、5U8804ステンレス綱の鋳造寮
験を行なり九、攪拌条件社周波数2〜IOH,。
磁束密度tsooガウス(wax)の間で変化させ、コ
ールドシャットの深さや形状に及ぼす影w’ix査した
。尚引抜速度は0.6’−1!、0IEI/m1lll
  、引抜サイクルは!O〜100 cycl・/mf
nとした。又水平連鋳機に取付けた攪拌装置の概略は第
1図に示す通シであp1図中の各記号はA:溶銅、l:
タンデイツνユ、!:ノメル、8ニブレークリング、4
:鋳型、6:電磁攪拌装置、6:スプレー、7:ピンチ
ロール、Bニブル−五を夫々意味する。
第2図線引抜サイクルとコールドシャット(深さ)の関
係を示すグラフで、引抜サイケVの増大につれてコール
ドシャットが浅くなる傾向【見せており、又ブルー五I
O上面側と下面側を比較すると、下面側コールドシャッ
トの方が全般的に深くなっている。これは引抜サイクル
の増大によってa固Vエルが薄いうちに次々と引抜かれ
ていくからであや、又下面側の冷却凝固が早くコールド
シャツF形成の原因が醸成され易いからである。
即ちこれらの事寮は冷却を遅くシ、且つ引抜サイクル【
増大させることがフールドVヤット會浅くする為の1つ
の一インドであることを教えている。
第1図は鋳型内電磁攪拌によるコールドシャツ)深さO
f動を示すグラフであって、周波数の如何にかかわらず
低磁束密度(#型内壁面の最高磁束密度)側程浅くなる
傾向を示しているが、この傾向は4 Hzの場合より4
h @ Hmや8 Hgの場合の方が顕著に現われてい
る。又上tn軸と下面側の比較では、前第2図の場合と
は逆に下面−のコールドシャットの方がむしろ浅くなる
傾向t−aせていゐ、これは同一磁束密度という条件の
下では周波数が大きくなる程攪拌流速が大きくなってコ
ールドシャットの形成を阻害し、又#ル内[磁攬井によ
って鋳型内冷却が均一となり上下面での差がなくなゐか
らである。即ちこれらの事寮は電磁攪拌によって凝固シ
ェル厚の成長を抑制することがコールドシャットを浅く
する為の重要なポイントであることを教えている。
以上の知見より、コールドシャットを浅くする手段とし
て、引抜サイクルの増大と鋳型内攪拌の増大が重要であ
るとの結論を得たので、今度はこれら両因子の複合的影
響を検討した。第4図はその結果を示すもので、例えば
6Hz、400ガウス以上の条件下で攪拌した群と非攪
拌群を比較すると、引抜サイクルの増大につれてコール
ドシャットの深さが顕著に浅くなるという傾向を示して
おりl Q Q C7C1@/1nltl O段階では
、非攪拌sが2〜15&調の深さであったものが、攪拌
群では2〜畠■に減少している。
一方卿製内攪拌によるコールドシャット改蕾効果は深さ
の減少に止まらず、形状にも影響を及ぼしていることが
分かった。参考写真社コールドVヤットの状況を示す断
面マクロ写真(S倍)で、コールドシャットの部分はム
印で示す7即ち攪拌無しの場合は、上面側及び下園側共
に線状のVキー1:lk疵となって現われ、しかも先端
部に内部割れを伴なうことが多く且つ偏析を生じる原因
ともなっているが、攪拌有9の場合(8Hg、970ガ
ウス)は、コールドシャットが非常に不鮮明となシ、明
確な凝固界面が残っておらない、この理由については、
凝固界面が攪拌に伴う溶鋼流動によって洗浄され、am
の切期に生成し良凝(支)シェA/が一部再溶解される
と共にこの部分に入ってき九新しい溶鋼と混り合って凝
固する為であろうと考えている。即ち攪拌を行なつ友場
合のコールドシャットの目視発見は極めて困離であり、
例えば第8図線引抜サイクA/Is 1 cyct・/
ml鶏における水平連鋳において、攪拌無しの場合と攪
拌有や(6Hg、400ガウス以上)の場合のコールド
シャット発見率を比較し良ものであり、温樵酸騙食によ
って疵を拡大して発見に努めたものであるが、各サンプ
ルの成IIIを見ても攪拌有りの場合は発見率が少なく
なっておシ、前述の各考察と符号した結果が得られてい
る。
ζうして攪拌によるコールドシャツト改善の効果111
誌し九が、改善の内容及び程度は一様でなく、例えば周
波数6Hgo場合についてみると、a束密度400ガウ
ス迄拡攪拌による改善効果が略比例的に現われてくるが
、400ガウス以上に高めても、もはやそれに見合う様
な効果の増大は現われてこない、従って経済的効月を考
えてみても何らかの上I!【求めることが必要である。
又一方凝固進行の途中で溶鋼の流動を受けたシェル内の
合金成分濃度社、該合金成分元素の平衡分配係数がL未
満の場合は負偏析が生じ、逆に1以上の場合は正偏析を
生じることが知られている。
しかゐにC,Si、M、、P、S等の主たる合金元素は
、その平衡分配係数が1よ)小さい為IIIL(I析1
1t−生じ易く、特KCの負偏析Fi焼入性に悪影響を
与える恐れが強いので、次式で与えられる負偏析度to
、to以下にしておく必要がある。
従って負偏析度を抑えるという意味からも過剰攪拌は避
妙なければならず、攪拌力の上am定める必要があると
思われた。そζで周波数を6菖震と1%!し磁束密度を
変えることにより攪拌力を変化させ良場合KsPけるコ
ールドシャフト深さとCの負偏析度の関係を調べたとこ
ろ、第6図に示す様な結果1bXIIられ光、即ちto
neダ中ヌ會越えるとCの負偏析度がo、tot越える
ので100Oガウス以下とすみ必要があり、又400ガ
ウス牽満で扛コールドVヤツ)が深く1に為場合が多く
、400ガウス以上に高めることによってはじめてコー
ルドシャフト改善効果が**になってくる。
こむ様にコールドシャツ)改善と負偏析の抑制を同時に
爽現することので自る領域があること【知つ九。
次に第7図は攪拌と縦割れの関係を示すグフフであり、
周波数6H1で磁束密度を変化させたときの丸形ビレッ
ト表面の縦割れ状況を示すが、表面縦割れ屯磁束密度の
増大に伴って改善される。
そしてその効果はコールドシャット改善効果を凌駕すゐ
ものかあl)、400ガウスを越えると殆んどOとなゐ
、従って第8IIKよって与えられた適正攪拌領域は表
面縦割れに対しても有効であることが分かった。即ち表
面縦割れの発生原因は上面側と下面側O不拘−凝固にあ
ると考えられており、攪拌による絢−凝固の推進が表面
縦割れの防止につなかつ九%のと思われる。
上述の各央験嬬周波1kt611gとした場合であった
ので、今度嬬周波at変化させつつ適正な磁][密度範
8t−求めていつ九ところ、第8図に示す橡な結果が得
られえ、即ち同図の右上側領械は負偏析度が高<t、t
+過ぎ、左下側領域はコールドシャット中表面縦割れが
強く現われる為不適当であえ1.従って中央の斜線部の
みが好適攪拌領域であるが、この部分を周波数と磁束密
度の関係て表わすと、 1046・−0,H1f≦G≦1064・−0,1!f
であ)、ζ01lI係社各Ill炭素銅中ステンレス鋼
を含む種々の鋼11についても轟ては會ることを纏認し
ている。ζこで周波数の下@tI Hzとし九のは、I
Mg米満では攪拌が不十分であシ、他方IBHz’を越
えると廖鋼でO減衰が顕著になって表面部O1l井に終
pコールドVヤットの防止効果が発揮されないからであ
る。
j111a電1!攪拌装置5の取付をプレータリング畠
O外周側まで1埋しめ良場会の要部概念間であ砂コーw
ysyヤツ)のもつとも起ζp易い位置(−114とブ
レーク豐ングI01を鼻点)辺〕家で攪拌力12埋して
いゐから、コールドシャットの軽減効果拡一層關著にな
あ、又電磁攪拌のpII自は金属11160流れを常に
一定方角としても良いが、間欠的に正逆反転し良ヤ、或
いは同一方向・逆転方角の如何にかかわらず回転tll
FT!させたシすることも本発明の効果を高める上で有
用な場合がある。
本発明線以上の如く構成されているので、負偏析の発生
を可及的に抑制しながらコールドシャット中11面縦割
れt軽減する仁とに成功し、水平連#01!用化におけ
る重大な隘路tfT開することができた。
【図面の簡単な説明】
第i、egは電磁攪拌O笑施状況を示す概念図、第!〜
8vAは本発明の効果を明らかにするグフフで、第$!
、41mは引抜サイクルとコールドシャツFの関係、第
8.6図は#型内壁面の最高磁束密度とコールドシャッ
トの関係、第6図はコールドシャット殆生頻度、第7W
7Aは鋳湯内壁面の最1iIJ磁束密度と表面縦割れの
関係、第8図は周波数と鋳型内111面の最高磁束密度
の関係を夫々示す。 意・・・ノズル 3−・プレークリング  4・・・鋳型5・・・電磁攪
拌装置 o          tn          。 ロー全一へ七外二〇聴臂謬 ロー込′I−へそ1べυI 。   。   3 騰=Q=2Xやξ(・←5薩ゴ や二田真−鎚二へ七さ−ト姪 すQゴ温ロSデ OL1′)0 ロー全2へそさ−LQ肚や = 0       8       0 9 (・百筆箋4ター、冊 (蓼) S咥ζ聾咥Q茎可$云止婆(ミ)に) 第9図 手続補正書(自発) 昭和67を鴎、月 6[」 特許庁長官 島 1)春 樹 殿 特許庁審判長            殿特許庁審査官
            殿1、事件の表示 昭和 6γ 年 特 許 願第 81610 号昭和 
  年        第      号2、発明又は
考案の名称 水平運#KThける鋳履内電磁攪拌方法3、補正をする
者 事件との関係      特 許出願人住 所  神戸
市中央区脇浜町−丁目3番18号名称 (119)株式
会社神戸製鋼所 代表者高橋孝吉 4、代  理  人  郵便番号530住 所  大阪
市北区堂島二丁目3番7号 シンコービル昭和  年 
 月  日(発送日) (1)明細書第6頁第18行@Or低磁束密度」を「高
磁束費度」に訂正し壕す。 α)同第7夏第11fr@Or8HgJ t r6Hg
Jに訂正します。 (3)Illi O第1ml及び第5II3を別紙と差
換えマス。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水平連鋳の操−における鋳履内通過溶湯會電磁攪
    拌する方法であって、次に示す条件の枠内で電磁攪拌力
    【作用させることを特徴とする水平連鋳における鋳型内
    電磁攪拌方法。 1045・−G、16f≦G≦冨054・−0,12f
JP57031510A 1982-02-27 1982-02-27 水平連鋳における鋳型内電磁撹「は」方法 Granted JPS58148055A (ja)

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