JPS61206550A - 鋼の連続鋳造法 - Google Patents

鋼の連続鋳造法

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JPS61206550A
JPS61206550A JP4894285A JP4894285A JPS61206550A JP S61206550 A JPS61206550 A JP S61206550A JP 4894285 A JP4894285 A JP 4894285A JP 4894285 A JP4894285 A JP 4894285A JP S61206550 A JPS61206550 A JP S61206550A
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JP
Japan
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mold
electromagnetic force
meniscus
molten steel
oscillation
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Pending
Application number
JP4894285A
Other languages
English (en)
Inventor
Wataru Ohashi
渡 大橋
Masami Tenma
天満 雅美
Akira Matsushita
昭 松下
Kazuhiko Tsutsumi
一彦 堤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPS61206550A publication Critical patent/JPS61206550A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B22D11/115Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields

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

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鋼の連続鋳造法(=関し、詳しくは鋳型内にお
ける溶鋼の波立ちを無くシ、湯面レベルを平滑化して連
続鋳造すること(:よって表面性状の優nた鋳片を製造
する方法に関する。
〔従来の技術〕
周昶のように、連続鋳造においては鋳型に溶鋼を注入し
、該鋳型内で凝固殻を生成せしめて所定断面に成形した
後そILを鋳型下方より連続的に引き出すことによって
鋳片の製造が行わ几ている。
而して前記鋳型には、鋳型内で生成さnる前記凝固殻の
鋳型内面への固着を防止すると共よ−、鋳型の摩耗を軽
減するために、eウダー等の潤滑剤が投入さnており、
又、前記潤滑剤を凝固殻と鋳型内面へ効率良く侵入させ
前述した機能を効果的::発揮させるために、鋳造方向
に対して上下動する振動を付与し、メニスカス部の潤滑
剤に圧力変化を生じさせることが普通である。
前記鋳型の上下動(以下オツシレーションと言う)によ
り鋳片の表面には規則正しい凹み、つまりオツシレーシ
ョンマークが形成さfLる。ところが前記潤滑剤の凝固
殻と鋳型内面への侵入(以下、流11.込みと言う)は
、潤滑剤の粘性、軟化温度等の物性、又は鋳型内の熱的
条件、又は湯面(鋳型内における溶鋼の高さ)レベルの
変化速度、変化加速度等の時系列的な変化、又はオツシ
レーション条件や引抜き速度の変化等に大きく影響さI
Lる。
従って前記各種の要因が予め想定した条件より変動した
場合(該変動を以下非定常的変化と言う)には前記潤滑
剤の流几込みが不均一となり、鋳片の表面性状を著しく
悪化させることになる。
この潤滑剤流n込みの不拘−?防止するために従来にお
いても種々の試みがなさ1.ている。例えば%特公昭5
3−42018号公報に示さするように湯面レベルを湯
面検矧器で検出し、基準湯面との偏差によりタンディツ
シュノズルを駆動して湯面レベルを制御する方法、特公
昭49−40338号公報に示さnるように最適な物性
値を有する潤滑剤を用いる方法等数多くの提案が行わ1
−でいる。更(−1特公昭57−21408号公報では
メニスカス部における醇鋼の表面張力によって生じる湾
曲を電磁力で増長せしめ、潤滑剤の前記流n込みを円滑
化する手段も提案さrrでいる。
しかしながら、前述した従来法はいずnも、湯面レベル
が鋳型内に浸漬ノズル等から注入さnる溶鋼量と鋳型か
ら駆動ロール等により引抜かrする溶鋼量との鋳型内に
おける物量収支バランスのみ(:よって決まることを前
提に創案さnていた。即ち、第6図に示すように鋳型1
のオツシレーション(第6図の実線b)−二よっても湯
面レベルaff変動を受けず、固定座標系で見た場せ常
に一定であるとしてい友。
尚、第6図において2は溶鋼、3は溶@2上に浮遊した
潤滑剤を示し、矢印Cは鋳造1同を示すものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前述L rcよう(二、従来においては、湯面レベルが
鋳型内に注入さrLる溶鋼量と鋳型から引抜か几る溶鋼
量との物量収支バランスのみによって決まるものと認識
さrt、  この認識に基づいて各種の制御が行わfし
ていた。例えば湯面レベルを制御する場曾には、前記物
量収支バランスから決定さ1するレベルを検出するレベ
ル検出器からの信号(二よって、鋳型内C:注入さrb
;l、溶鋼量をノズル内に設置さn、た注入流面fxを
変更する装置で調節するか。
又は鋳型から引抜かn、る溶鋼量全鋳造速度の変更によ
り調節する方法が採らnていた。しかしながら、このよ
うな従来の認識(:基づく方法で湯面レベル制御を行っ
ても鋳片表面の品質のばらつきに尚大きく、極端な場せ
、湯面し4ルが大きく変動する不安定なときと大差がな
い程[まで品質劣化をきたすことがあった。
前記現象は湯面レベル制御以外(二、例えばオツシレー
ションの低ストローク化、高サイクル化で鋳造を行った
場せ、最適な物性値を有する潤滑剤を用いて鋳造を行っ
た場せ、メニスカス部の表面張力によって生じる湾曲を
電磁力で増長し、潤滑剤の流几込みを促進させて鋳造を
行った場せでも同じようC:生じていた。
前記鋳片表面の品質のばらつき(:よる品質劣化は、特
に連続鋳造鋳片を直接圧延工程に送給する直接圧延にお
いて品質保証上、重大な障害となっていた。而して前記
品質劣化は従来、原因不明のばらつきによる所謂操業上
のばらつきとして整理さIL%品質保証も前記ばらつき
分のアローワンスまでを過大(=保証せざるを得す、従
って多くの損失を招いていた。
本発明に前記従来法における問題点の抜本的な解決を図
り1表面性状の優−n、fc鋳片を製造し得る連続鋳造
方法を提供するものである。
〔問題点を解決するだめの手段) 前記問題点を解決するための本発明は、鋳型(:鋳造方
向に対して上下動する振動を付与しつつ鋼を連続鋳造す
る方法において、前記鋳型のメニスカス相当部に、前記
鋳型振動方向と逆向きに作用する電磁力を付与し、鋳型
内における湯面レベルを平滑化して鋳造すること全特徴
とする鋼め連続鋳造法である。
〔作 用〕
本発明者等に、前述した鋳型内における非定常的変化に
基づく前記潤滑剤流几込みの不均一を抜本的に解決する
ために、湯面の状態を様々な条件下で調査した。この結
果、特にメニスカス部近傍の溶鋼の挙動は従来より考え
ら11.ていた第6図に示すようなものではなく、第4
図に示すように波立ち状態の挙′IiJケ呈しているこ
とが判明した。っまり、湯面レベルa(二おける溶鋼表
面の鋳型1と47) 14 fL J@ 1 aは鋳型
1のオツシンーションに追!して動き、鋳型中央部1b
の溶鋼表面は鋳型1の上下動と反対方向に動き、この結
果湯面形状は鋳型上死点で凹状に、下死点で凸状になり
、波立ち現象を生じていることが知見さ′f′した。
第5図はその具体的な一例を示すもので%@D1300
m、厚’250 wmの鋳型にオツシレーションストロ
ーク12W1オツシレーションサイクル13007分の
振動を付与しつつ、鋳造速度1.6.IB/分で連続鋳
造した時の中央部゛の振幅δlは3日、濡n縁部の振幅
δ2は6 m 、振動の節の鋳型中央からの距離りは7
5sa+であった。
この湯面に生じる波立ち、つまり表面波により、潤滑剤
を効率的に流入させる上で最も重要な濡几縁1aは絶え
ずオツシレーションストロークの半量程度の値で変動を
受けているに過ぎないものとなっていることが確認さn
7’5゜こ′f′Lは従来から考えら几てい几マクロ的
な湯面レベルの考え方を根本から見直し、かつこの表面
波の変動が従来法では解決できなかった品質のばらつき
に深く関与しており、安定して良好な表面品質を確保す
る上で前記表面波を抑制することが必要であることを示
唆する重大なる知見であった。
本発明者等は前記現象、つまり表面波を抑制するために
種々調査、研究を行った結果、前記鋳型1円の溶鋼2の
メニスカス相当部に、鋳型1のオツシレーション方向、
つまり振動方向と逆向きに作用する電磁力を付与するこ
とKLって前記表面波の抑制が可能となった。これによ
り潤滑剤の効率的々流入が確保でき、紡速した従来の問
題点を抜本的に解決できた。
さて、第3図は前記メニスカス相当部の溶鋼2に鋳型1
の振動方向と逆向きに作用する電磁力?付与する原理を
示す模式図である。
例えば、鋳型1の長辺11に装着したコイル4にX1方
向の電流を流すとX1方向の磁束が発生する。
電流として成る周波数の三相交流を用いることにより移
動磁界を生じるが、これけyt方向の磁束七Z1方向に
?+’の位置まで動かすことと等価である。その場合両
長辺間に挾まれた導電体である溶鋼には銹導電流が81
方向に発生し、従って前記磁束との相互作用にzリロー
レンツカF1が溶鋼3に対して下向きに作用する。而し
て鋳型1が上昇する時には前述のようにして下向きの力
を発生させ、逆に鋳型1が下降する時(:は前記と逆の
手順を行えば上向きの力を発生させることが可能となり
、メニスカス部での表面波を鋳型1の上下撮動(二応じ
て抑制することが可能となる。
特に、前記電磁力は鋳型1の壁面近傍で極大値全採り、
壁面から離ILるに従って指数関数的(:減少すること
から壁面近傍の表面波を抑制するには極めて効果的であ
る。その議会、電磁力(:よる推カッ七ターンは周波数
(二より左右さ几ることから、適切な周波数を選定する
ことが重要となる。
〔実施例〕
第1図は本発明(−基づく電磁力発生装置を備えた鋳型
の部分斜視図であり、第2図は第1図の鋳型を有する湾
曲型連続鋳造設備の鋳型近傍の部分構造図である0本笑
施例では、鋳型長辺11::前記電磁力全発生せしめる
コイル4を内蔵する電磁力発生装置40が3基装着さ几
ている。電磁力発生装置40は、鋳型1内のメニスカス
和尚部の溶鋼2に前記上または下向きの力Fが作用する
ように鋳型長辺11の適切な位置に固定さnている。
電磁力発生装置40の電流の流n、方向、磁束密度、周
波数等の制御は電磁力制御装置141によって行わn、
る。
鋳型1には駆動電動機5aに連結さrtた振動発生装#
5によってオツシレーションが付与さnている。該オツ
シレーションのサイクル及びストローク等は鋳造速度(
:応じて振動制御装置50(=よって制御さIしている
。6は振動制御装置50への鋳造速度入力信号を示すも
ので、本実施例では鋳片7を引き出す駆動ロール8の回
転速度全検出すること(−よって鋳造速度を検出した。
電磁力推力値ft411:は撮動制御装置500制御信
号に加えて表面波検出装置9の検出信号がそnぞ几入力
さ几ており、検出さ:rt六表面波の程度によりメニス
カス相当部への必要な電磁力推力値が演算さn、その部
分に鋳型1の振動方向と逆向きの電磁力が作用するよう
に電流の流n方向等が制御さnる。
第1図及び第2図の鋳型1を備え7?:350屯/Hr
の連続鋳造設備において本発明を実施した。本実施例の
鋳造条件は鋳片寸法が幅1300m、厚250■、鋳造
速度がり、6@/−*で、低炭Mキルド鋼を連続鋳造す
るものである。電磁力発生装[40は磁束密度が100
〜1500ガウスの発生能力を有するものを用い、本実
施例では500ガウス前後の磁束密度を発生させ、鋳型
1の振動方向と逆向きの電磁力をメニスカス相当部の溶
鋼2に付与した。
wc1表は本実施例く二より製造さ1またコイルの表面
に発生した疵を、電磁力を付与しない従来法と比較して
表したものである。
第1表 第1表ニーおいて、疵発生指数はコイル表面における当
該疵発生長さのせ計とコイル全長との比を百分率として
表したもので、数値が高い程、疵の発生fM度の高いこ
とを示すものである。
第1表より判るよう(二、潤滑剤が湯面の表面波を含む
非定常な変動(二よりメニスカス部での凝固殻の先端部
に捕捉さIして発生するパウダー原因による疵、溶鋼中
(二含ま几る脱酸生成物が鋳型内に浮上する際(ユ湯面
の非定常な変動によりメニスカス部での凝固殻の先端部
に捕捉さIして発生する介在物原因による疵、溶鋼の脱
酸度付が比較的弱い場せ00気泡が発生するが、該気泡
が凝固殻成長の薄いメニスカス先端部において発生し、
鋳片表面まで貫通し露呈することによV発生する気泡原
因(二よる疵のいずn、に起因するコイル表面疵も本発
明の実施により従来法に比して1/10〜1/20程度
に大きく改善さrまた。尚、本実施例、従来法とも湯面
変動は物量収支上の湯面レベルで目標上3四以下ζ:制
御して行った。
〔発明の効果〕
以上詳述し7cL’rに、本発明の実施により鋳型内に
おける表面波を抑制し、湯面レベルyrxF−滑化でき
るLうになる。この結果、潤滑剤の流れ込みが安定し、
かつ著しく良好となり、オツシレーションマークも正常
なものとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に基づ<mal力発生装at備えた鋳型
の部分斜視図、 第2図は第1菌の鋳型全有する湾曲型連続鋳造設備の鋳
型近傍の部分構造図、 第3図はメニスカス相@部の溶鋼に@型振動方向と逆向
きに作用する電磁力?付与するHMk示す模式図、 第4図及び第6図は鋳型のオツシレーションと湯面レベ
ルの変動状態ケ示す模式図、 第5図tic鋳型内の波立ち現象の具体的−f14iを
示す模式図である。 1:鋳型、11:鋳型長辺、la:濡れ縁、1b=詰型
中型中央2:溶鋼、3二潤滑剤、4:コイル、40:電
磁力発生装置、41:電磁力制御装置、5:振動発生装
置、5a:駆動電動機、50:振動制御装置、6:#造
速度入力信号。 7:鋳片、8:駆動ロール、9:表面波検出装置。 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 他2名 7i′4図 7t5図 7t’6図 に

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋳型に鋳造方向に対して上下動する振動を付与し
    つつ鋼を連続鋳造する方法において、前記鋳型のメニス
    カス相当部に、前記鋳型振動方向と逆向きに作用する電
    磁力を付与し、鋳型内における湯面レベルを平滑化して
    鋳造することを特徴とする鋼の連続鋳造法。
JP4894285A 1985-03-12 1985-03-12 鋼の連続鋳造法 Pending JPS61206550A (ja)

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