JPS596735B2 - 連続鋳造方法 - Google Patents

連続鋳造方法

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JPS596735B2
JPS596735B2 JP11856378A JP11856378A JPS596735B2 JP S596735 B2 JPS596735 B2 JP S596735B2 JP 11856378 A JP11856378 A JP 11856378A JP 11856378 A JP11856378 A JP 11856378A JP S596735 B2 JPS596735 B2 JP S596735B2
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JP
Japan
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vibration
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ultrasonic
slab
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JP11856378A
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JPS5545558A (en
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啓邦 植崎
尚武 大久保
光廣 大田
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11Treating the molten metal
    • B22D11/114Treating the molten metal by using agitating or vibrating means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋳型に超音波振動を付与しながら鋳造する連続
鋳造方法に関する。
溶鋼等の連続鋳造において、鋳型と鋳片凝固殼間の接触
状態を円滑にし鋳型内壁の局部的過熱をさけ、かつ鋳型
からの鋳片引抜速度に応じ、所望の冷却能力を得るため
鋳型を鋳片引き抜き方向に、或いは鋳片引抜方向と合せ
てこれと直角方向に振動を与え乍ら鋳造する方法は既に
周知である。
又S i 0 2を主体とする粉体(以下パウダーと云
う)を鋳型内溶鋼上面に被覆して鋳造することも普通で
ある。
この場合、パウダーは溶鋼の熱で溶融して鋳型内壁と鋳
片凝固殼との間に流入し両者間の摩擦抵抗を下げ、さら
に鋳型内壁と鋳片凝固殼との間の空隙を埋めて、両者間
の熱伝達を良くし鋳片の冷却能を確保する。
しかして前記鋳型の振動は、上記溶融パウダーを鋳型内
壁と鋳片凝固殼との間に流入させる働きもする。
ところで鋳型の振動手段としては、電動機や、流体シリ
ンダーを駆動源とし、リンク機構やカム機構などにより
機械的に振動させる方式であり、振動の周波数ぱ洒常は
数Hz程度、高くとも30Hz程度以内であって、振幅
は数mm前後である。
この様な従来の鋳型振動方式では振動の周波数が低いた
め、鋳型内壁と鋳片凝固殼との間の溶触パウダーの流れ
は均一にならず、本来の目的を完全には達し得ない。
又従来の鋳型振動方式の場合、鋳型振動にともなって、
鋳片表面にオツシレーションマークと称する深さ0.1
〜0.5mm程度の縞模様が生じ、このオツシレーショ
ンマークが表面庇の1因となる。
この様な従来の鋳型振動方式の欠点を解消する方法とし
て、鋳型に超音波振動を付与しながら連続鋳造する方式
が提案されている。
この超音波振動方式は鋳型に超音波伝達体を介して超音
波振動子を取付け、鋳型に10KHz程度以上の超音波
振動を付与しながら鋳造する方法である。
本発明は上記超音波振動方式による連続鋳造方法の改良
に係わるものであり、とくに鋳型に超音波振動を付与し
たとき、鋳型内壁面各部における振動の強さの不均一を
解消するだめの超音波振動方法を提供するものである。
本発明の特徴は、超音波振動子の振動周波数を周期的に
一定の周波数範囲内で変える点にある。
即ち、連鋳鋳型に超音波振動を付与した場合、被振動負
荷条件がほぼ一定のときは、超音波の発信周波数が一定
であるとその振動モードは一定となり部分的に振動の節
が生ずる。
この超音波の発信周波数を一定にして振動の節を生じな
いよう振動モードを選定する事は実際上不可能に近い。
そこで本発明では超音波振動子の周波数を短かい周期で
積極的に変え、振動モードの節の部分を移動変化させる
ものである。
しかして被振動負荷全面の均一な振動を得ようとするも
のである。
以下本発明を図面に基づき説明する。
第1図a = dは鋳型に超音波振動を付与したときの
鋳型内壁面の振動状態を実験的に調査した結果を示す図
である。
実験の方法は、連続鋳造鋳型の1辺を構成する鋳型辺を
内壁面を上にして、ほぼ水平状態に載置し、この鋳型辺
の頂部及び底部に相当する部分の鋳型内壁寄りに振動板
を取付け、この振動板に振動ホーンを介して超音波振動
子を取付け、この超音波振動子により鋳型辺を超音波振
動させる。
このときの内壁面の音場の状態を目視出来るように、あ
らかじめ内壁面に適当量のパウダーをほぼ一様に散布し
ておく。
鋳型辺に超音波振動を付与すると、内壁面に散布されて
いたパウダーは内壁面の振動の弱い部分に集まるので、
第1図a ” dに示すような音場の状態に対応したパ
ターンを示す。
図中、縞模様の部分がパウダーの集まった部分、すなわ
ち振動の弱い部分である。
第1図でaは超音波周波数が20KHzの場合、bぱ超
音波周波数が18.5KHzの場合、Cは超音波周波数
が19.3KHzの場合、dは超音波周波数が2 1
KHzの場合のそれぞれの音場の状態を示す。
図でわかる様に、超音波振動を付与したときの鋳型辺内
壁面の振動は、内壁面全面にわたって一様で々く、部分
的に振動の強い部分と、振動の弱い部分とがある。
そしてこの振動の強弱のパターンは、超音波周波数が一
定のとき//i当該周波数に応じた一定のパターンを持
続する。
このことは、実際の鋳造に際して鋳型に超音波振動を付
与するにあたり、ある固定した周波数の超音波振動を付
与したのでは鋳型内壁面の振動の強弱パターンがある一
定のパターンのままとなり、鋳型内壁と鋳片凝固殼との
間の摩擦を一様に軽減させ、かつ溶融パウダーの流れを
均一にすると云う所期の目的を完全に果し得ないことを
示すものである。
この解決策として本発明においては、鋳造中に鋳型に付
与する超音波振動の周波数を、ある基準周波数(たとえ
ば20KHz)を中心に一定の周波数範囲(たとえば2
0KHz±2KHz)内で周期的に周波数を変えるよう
にするものである。
すなわち第1図からわかるように、鋳型に付与する超音
波振動の周波数を変えると鋳型内壁面の振動の強弱パタ
ーンが変化するので、適宜短かい周期(例えが0.01
〜2Hz程度)をもって周波数を変えるとその都度振動
の強弱パターンが変化し、鋳片の引抜速度が低い(0.
5〜2m/m程度)ことから、結果として鋳型内壁面の
全面がほぼ一様な振動をすることとなり、所期の目的を
達成することができるわけである。
次に第2図〜第6図に示す実施例により本発明をさらに
詳細に説明する。
第2図は1つの鋳型辺へ振動子を取りつけた状態を示す
側面図で、3は鋳型辺、3′は鋳型内壁面、2は鋳型辺
3の内壁寄りに溶接して取付けた振動板、1(/i振動
ホーン、4は超音波振動子である。
振動ホーン1ぱ振動の節の部分で分割しネジ止め出来る
ようになっており、この分割した間に振動板2をはさみ
込んで固定する。
もちろんネジ止めでなく溶接して固定しても良いが、後
日のメンテナンス上からはネジ止めとした方がよい。
振動板2ぱ第3図に示すように一定の曲げ半径で曲げて
取りつけてもよいが、この場合の曲げ半径(図中Rで示
す)は20mm以上とする事が音波の伝播効率上望まし
い。
主に振動させたい鋳型の面は図中、3′で示す内壁面で
あるので、振動板2ぱこの内壁側にかたよらせて取りつ
けるのがよく、内壁面3′と振動板20面を同一平面上
とする事が振動効率上もつとも望ましい。
第4図は組立てた鋳型の各辺への振動子の取りつけ状態
を示す斜視図である。
図において5は対になった鋳型長辺であり、6は対にな
った鋳型短辺である。
2は鋳型長辺5および鋳型短辺6の内壁よりに溶接して
取りつけた振動板、1は振動板2に取りつけた振動ホー
ンで、4は超音波振動子である。
鋳型に付与する超音波振動の周波数の範囲は10KHz
〜30KHzが適切で、周波数が10KHzより低いと
振動音が大きくなり好ましくない、周波数が30KHz
より高いと振動の減衰が大きく効率上望捷しくない。
従って超音波振動子は上記周波数範囲内のものを用いる
振動板2ぱ図では外向きに彎曲させて取付けてあるが、
これは鋳型上方には鋳入装置が、鋳型下方には鋳片引抜
ロール等があり、又鋳型短辺外方には、鋳型幅変更のた
めの短辺駆動装置等があるので、これらの装置類との配
置関係から彎曲させたもので格別の意味はない。
又図では振動板及び振動子を鋳型長辺の上下左右に取付
けているが、取付ける振動板及び振動子の位置や数は、
鋳型の太きさや、振動子の・くワーを考慮して適宜増減
出来る。
第4図に示す実施例における鋳型内面寸法(スラブ寸法
)は厚さ200mm,巾2,000mmであり、この鋳
型を用いて連続鋳造するにあたり、基準振動周波数20
KHzの超音波振動子を取りつけて、鋳造中に0.05
Hzの周期で振動周波数を19KHz〜21KHzの範
囲で鋳型に超音波振動を付与した。
このときの超音波振動子のパワーは合計で60藺であっ
た。
上記の超音波振動を付与された鋳型は内壁面が2〜45
μmの振幅で振動し、鋳型内壁と鋳片凝固殼との間に溶
融パウダーが均一に流入する事が確かめられた。
本発明を実施する場合、前に述べた従来方式の低周波の
鋳型振動を併用しても良い事は勿論である。
但し従来の低周波の鋳型振動を併用する場合、オツシレ
ーションマークを軽減させるためには、低周波振動の振
幅は2mm程度以下、振動の周波数は2Hz程度とする
事が望ましい。
本実施例において、超音波振動と低周波振動を併用した
場合も溶融ハウダーの流れが良くなると同時にオツシレ
ーションマークが極めて軽減し、表面状態の良好な連続
鋳造鋳片を得る事が出来た。
第5図は第4図の鋳型長辺5の上部と下部に複数個の振
動子を配置した別の実施例を示す正面図であり、各振動
子による音波の干渉を防ぐために、対向する振動板の取
付位置をずらして配置した状態を示す。
この場合、上部の振動子群と下部の振動子群の基準周波
数をIKHz程度異ならせ、さらに両振動子群の周波数
の変更周期を互に異ならせるようにするのがよい。
またそれぞれの振動子群内の各振動子は周波数の位相を
そろえ、かつ周波数の変更周期も同位相とする事が望ま
しい。
第6図は本発明の実施例における、超音波振動子の振動
制御回路の基本構成を示すブロック図である。
振動板2、または鋳型辺3内部(又はその両者)に取り
つけた振動検出用電気歪素子10で振動板、または鋳型
の振動を検出し、この検出信号を振動検出処理回路11
で受信して振動の周波数および振幅を算出する.算出さ
れた振動周波数は周波数調節器12に入力され、一定の
周期で自動的に周波数を変えて設定する周波数設定器1
4から入力される設定周波数と比較され、その偏差に対
応した周波数調節信号を発信器16に出力して振動周波
数が設定周波数になるよう自動的に制御する。
又一方算出された振動振幅はパワー調節器13に入力さ
れ、振幅設定器15から入力される設定振幅と比較され
、その偏差に対応した振幅調節信号を発信器16に入力
して振動振幅が設定振幅になるよう自動的K制御する。
又何らかの理由により実際の振動の周波数、あるいは振
幅が所定の範囲からはずれた場合には、これを振動検出
処理回路で検出して警報器17に警報信号が発生するよ
うになっている。
このような構成により鋳造中に鋳型に超音波振動を付与
している間、実際の鋳型の振動周波数および振幅を検出
し、あらかじめ設定した周波数および振幅になる様自動
的に制御する。
なを第6図に示した振動検出用電気歪素子の設定個所は
、振動板捷たは鋳型のいずれか1ケ所であっても良いが
、検出の信頼性を上げるためには複数個所に設置する方
がよい。
以上述べたごとく本発明は、連続鋳造において鋳型に超
音波振動を付与するにあたり鋳型内壁と鋳片凝固殼との
間隙への溶融パウダーの流れを均一にし、しかも鋳片の
冷却能を確保し、鋳片の引抜抵抗を低下せしめて良好な
表面性状の鋳片を得る事が出来るというすぐれた効果を
発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図a=dは鋳型内壁面の振動の状態を可視化したも
のである。 第2図〜第6図は本発明の実施例を示す図で、第2図お
よび第3図は1つの鋳型辺への振動子の取りつけ状態の
例を示す側面図、第4図は組立て鋳型の各辺への振動子
の取りつけ状態の例を示す斜視図、第5図は第4図に対
応した別の取りつけ状態の例を示す図、第6図は超音波
振動子の振動制御回路の基本構成を示すブロック図であ
る。 1・・・・・・振動ホーン、2・・・・・・振動板、3
・・・・・・鋳型辺、3′・・・・・・鋳型内壁面、4
・・・・・・超音波振動子、5・・・・・・鋳型長辺、
6・・・・・・鋳型短辺、10・・・・・・振動検出用
電気歪素子、11・・・・・・振動検出処理回路、12
・・・・・・周波数調節器、13・・・・・・パワー調
節器、14・・・・・・周波数設定器、15・・・・・
・振幅設定器、16・・・・・・発信器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 鋳型に超音波振動を付与しながら鋳造する連続鋳造
    方法において、超音波振動子の振動周波数を周期的に一
    定の周波数範囲内で変えることを特徴とする連続鋳造方
    法。
JP11856378A 1978-09-28 1978-09-28 連続鋳造方法 Expired JPS596735B2 (ja)

Priority Applications (1)

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JP11856378A JPS596735B2 (ja) 1978-09-28 1978-09-28 連続鋳造方法

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JPS5545558A JPS5545558A (en) 1980-03-31
JPS596735B2 true JPS596735B2 (ja) 1984-02-14

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ID=14739683

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Families Citing this family (8)

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JPS5545558A (en) 1980-03-31

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