JPS6153143B2 - - Google Patents

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JPS6153143B2
JPS6153143B2 JP9916680A JP9916680A JPS6153143B2 JP S6153143 B2 JPS6153143 B2 JP S6153143B2 JP 9916680 A JP9916680 A JP 9916680A JP 9916680 A JP9916680 A JP 9916680A JP S6153143 B2 JPS6153143 B2 JP S6153143B2
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JP
Japan
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mold
ingot
molten metal
semi
cooling
Prior art date
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Expired
Application number
JP9916680A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5725253A (en
Inventor
Toshimasa Sakamoto
Teruhiko Nozaki
Takamichi Ito
Katsuyuki Yoshikawa
Hisashi Takada
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.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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Publication of JPS6153143B2 publication Critical patent/JPS6153143B2/ja
Granted 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
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • B22D11/181Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
    • 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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋳型および電磁誘導力を併用する金属
の半連続鋳造方法に関するものである。
従来より半連続鋳造方法は、Alの製造におい
ては広く採用されている。そして、この方法は冷
却鋳型に溶湯を連続的に供給し、これを鋳型によ
り冷却し、凝固させて鋳塊とし、この鋳塊を鋳型
下方に設けた冷却装置により水冷しつつ引抜くも
のである。
この方法では、溶湯と鋳型との接触部において
溶湯の凝固開始とともに鋳塊が収縮し、その際に
発生する発汗、逆偏析等の表面欠陥を防ぐことが
できなかつた。そして、これらの欠陥は、特に板
用スラブ材において多く発生していた。また、こ
れらの部分は、ブローホール、介在物が集積して
おり、そのまま圧延するとストリンガー状の欠陥
の原因となり、通常は商品としては使えないた
め、鋳造後、欠陥部分を面削除して、後工程に送
つていた。前記面削量は片面で10〜20mmになり、
500mm厚の鋳塊の場合、そのロスは最大8%にも
達していた。
前記欠陥を防止するには、冷却鋳型と溶湯との
接触時間が短くするのがよく、そのためには、鋳
型を短くするか湯面を低くすればよい。
そこで、これまでに、高速鋳造、低湯面鋳造、
テーパ鋳型等が提案されている。しかしながら、
これらの案でも、内部品質の劣化、オペレーシヨ
ン技術の超高度化(バツクアツプシステムの高度
化)、機器の複雑化等の問題を有しており、有効
な解決策とはならなかつた。
さらに、近年、前記低湯面鋳造を改善するもの
として、実効鋳型が短く、溶湯ヘツドの高いホツ
トトツプ法(レベルポア法と組合せる)と、鋳型
を電磁誘導力によつて置換した電磁鋳造法が提案
されている。しかしながら、ホツトトツプ法はビ
レツト等小断面鋳塊には適用容易であるが、大断
面スラブへの適用は非常に難しい。なぜなら、大
型の耐火物の入手は困難であり、しかも高精度の
工作、メンテナンス等のノウハウが確立していな
いためである。
一方、電磁鋳造方法では、酸化物の巻込みがあ
ること、溶湯に直接スプレー水を噴射することに
起因すると思われるくぼみが多数存在すること、
形状制御が難しいこと、浮遊晶のフアミリーであ
ると見られる異常粗大晶が見られること、板材に
ストリークが多いこと等の欠点を有している。
本発明は、前記従来の欠点に鑑みてなされたも
ので、その目的は品質欠陥のない鋳造品を供給す
る金属の半連続鋳造方法を提供することにある。
次に、本発明を一実施例である図面にしたがつ
て説明する。
第1図は、第1発明に係る方法を適用したAl
の半連続鋳造方法を示す。図において、1は樋
で、その先端下部に連なる無底鋳型2に溶湯3を
導いている。樋1内の溶湯レベルは湯面レベル測
定器4により測定し、その信号を制御演算装置5
に入力している。
無底鋳型2は、耐火断熱容器6と、その下部に
ある冷却鋳型7とが一体になつたものである。前
記のように冷却鋳型7はできるだけ短い方がよ
く、最大でも50mm、望ましくは30mm以下にするの
がよい。また、冷却鋳型7は中空体で、その内部
には冷却水が流れており、かつその下部内周部に
は多数の孔があけてあり、冷却鋳型7により冷却
され、凝固した鋳塊8に冷却水を噴射するように
なつている。
冷却鋳型7の下方には、鋳塊8を取り囲むよう
に電磁誘導コイル9が設けてある。電磁誘導コイ
ル9は、そのコイル電流により鋳塊8内に誘導電
流を発生させ、それらの電流間に作用する電磁気
的な反発力による側圧(以下ピンチ力と言う。)
により鋳塊表面を形成する凝固殻を非接触で内方
へ押えるものである。電磁誘導コイル9部には、
鋳塊形状を測定する鋳塊形状測定器10が設けて
あり、その信号を制御演算装置5に入力してい
る。制御演算装置5は、湯面レベル測定器4およ
び鋳塊形状測定器10からの信号より、誘導コイ
ル電源11を介して前記コイル電流を制御してい
る。
なお、鋳塊8は、ダミーバ12上にあり、その
下方には引抜き用のシリンダ13が取付けてあ
る。
次に、前記装置における鋳造過程および制御方
法について説明する。
まず、ダミーバ12を、無底鋳型2内に位置さ
せておき、溶湯3の供給とともにダミーバ12を
降下させる。この間、樋1内の湯面レベルは湯面
レベル測定器4、鋳塊形状は鋳塊形状測定器10
により絶えず測定しており、その信号を制御演算
装置5に入力している。
湯面レベルが安定している時には、制御演算装
置5は、次式により指令を出す。
MV0=f(SV0−PV0) ……(1) MV0:誘導コイル電源11への指令値 SV0:鋳塊形状目標値 PV0:鋳塊形状測定値 f:PID等の制御演算記号 (1)式は変形が起こつてからピンチ力を変化させ
るので、樋1内の湯面変動が激しい時には所定形
状への復帰が遅れるという欠点を有している。
そこで、形状復帰の主たる原因である湯面レベ
ルの変化を湯面レベル測定器4で測定し、(1)式の
指令値MV0ヘフイードフオワードすれば、制御性
が改善される。すなわち、次式のように補正すれ
ばよい。
MV=MV0+k(PV1−SV1) ……(2) MV:補正された誘導コイル電源11への指
令値 k:補正係数 PV1:湯面レベル測定値 SV1:湯面レベル目標値 (2)式の湯面レベル測定値PV1、目標値SV1は重
力と反対方向を正と定義している。また、補正係
数kは金属の密度、凝固殻のピンチ力および溶湯
静圧力比等を含むもので、運転条件、装置形状等
を考慮して適宜決定する。
以上のようにして、凝固殻にピンチ力を作用さ
せるので、前記のように冷却鋳型7が短く、した
がつて、そこで形成される凝固殻が非常に薄くて
も、内部の溶湯静圧に耐えることができる。
さらに、鋳塊8は、冷却鋳型7から引出された
直後、冷却鋳型7下部からの冷却水によつて急冷
されて、堅固で性状のすぐれた鋳塊表層部を形成
している。急冷効果は鋳塊8内部の溶湯部3aに
も及び、液体と固体の界面は曲線Aのようにな
り、溶湯部が浅くなつている。すなわち、B点に
おいて曲線Aは折曲つている。
次に、第2発明に係る方法を適用したAlの半
連続鋳造装置を第2図に示す。
本装置は、第1図に示す装置の樋1を無底鋳型
2とは分離し、耐火断熱容器6の周囲に溶湯3を
加熱するための加熱装置14と、電磁誘導コイル
9の下方に鋳塊冷却用の冷却水噴射ノズル15と
を設けたもので、他の構成は実質的には前記例と
同様であり、同一番号を符す。なお、本装置にお
ける樋1aは、先端下部に溶湯供給口16を有し
ており、下方にある無底鋳型2に溶湯3を導いて
いる。また、溶湯供給口16の出口部には、注湯
速度調節用のフロート17が設けてあり、これを
鋳型内湯面とともに上下させることにより溶湯供
給口16の開度調節を行つている。
したがつて、本装置では、樋内湯面が変動して
も、フロート17により注湯速度を調節して、無
底鋳型2内の湯面レベルを安定させて湯ざかいが
発生したり、湯面が無底鋳型2の下端より低くな
るのを防いでいる。
また、第1図に示す装置でも比較的大きな押湯
部3b(無底鋳型2内の溶湯部のこと)が存在す
るのであるが、加熱装置14によつて押湯部3b
を加熱することにより押湯効果をより有効にする
ことができる。
以上の説明より明らかなように、第1発明によ
れば、電磁誘導コイルを設けることにより冷却鋳
型を短くしているので、鋳型内での凝固殻を薄く
することができ、発汗、逆偏析等の表面欠陥の発
生を抑制することができる。
また、電磁鋳造法のように、溶湯表面を直接水
冷することをせず、冷却鋳型内で発生した凝固殻
に直接水冷効果を及ぼすので、水蒸気によると推
定される鋳塊表面に開口した気孔が発生すること
もない。
さらに、第2発明によれば、前記効果に加え
て、耐火断熱容器に加熱装置を設けることによ
り、溶湯凝固時に大きな押湯効果をきかせること
ができるので、鋳塊内部の品質を向上させること
ができる。
その他、冷却水噴射ノズルにより、鋳塊内の溶
湯部を浅くして収縮巣の発生を防止することがで
きる等種々の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は、第1発明、第2発明に係る
方法を適用したAlの半連続鋳造装置の構成図で
ある。 2……無底鋳型、3……溶湯、6……耐火断熱
容器、7……冷却鋳型、8……鋳塊、9……電磁
誘導コイル、14……加熱装置、15……冷却水
噴射ノズル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 耐火断熱容器の下部に冷却鋳型を設けてなる
    無底鋳型内に溶湯を供給し、無底鋳型底部より鋳
    塊を引抜く金属の半連続鋳造方法において、前記
    無底鋳型下方に電磁誘導コイルを設けて鋳塊に電
    磁反発力による側圧を加えることを特徴とする金
    属の半連続鋳造方法。 2 前記反発力を耐火断熱容器内湯面レベルと冷
    却鋳型から引抜かれた直後の凝固殻形状とから制
    御することを特徴とする第1項記載の金属の半連
    続鋳造方法。 3 耐火断熱容器の下部に冷却鋳型を設けてなる
    無底鋳型内に溶湯を供給し、無底鋳型底部より鋳
    塊を引抜く金属の半連続鋳造方法において、前記
    耐火断熱容器を加熱装置により加熱し、前記無底
    鋳型下方に電磁誘導コイルを設けて鋳型に電磁反
    発力による側圧を加え、冷却水噴射装置により鋳
    塊を水冷することを特徴とする金属の半連続鋳造
    方法。
JP9916680A 1980-07-18 1980-07-18 Semicontinuous casting method for metal Granted JPS5725253A (en)

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JP9916680A JPS5725253A (en) 1980-07-18 1980-07-18 Semicontinuous casting method for metal

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JP9916680A JPS5725253A (en) 1980-07-18 1980-07-18 Semicontinuous casting method for metal

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JPS5725253A JPS5725253A (en) 1982-02-10
JPS6153143B2 true JPS6153143B2 (ja) 1986-11-17

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JPS6430237U (ja) * 1987-08-18 1989-02-23

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