KR101149204B1

KR101149204B1 - Steel continuous casting method and in-mold molten steel fluidity controller

Info

Publication number: KR101149204B1
Application number: KR1020097024475A
Authority: KR
Inventors: 노부히로 오카다; 고지 다카타니; 마사유키 가와모토
Original assignee: 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드
Priority date: 2007-06-06
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2012-05-25
Also published as: CN101720262A; BRPI0812138A2; EP2151291A4; EP2151291A1; KR20100005226A; WO2008149608A1; JPWO2008149608A1; BRPI0812138B1; JP5040999B2; CN101720262B; EP2151291B1

Abstract

전자 브레이크?전자 교반 겸용 코일에 있어서, 메니스커스 하의 전자 교반 성능도 뛰어난 것으로 한다.An electromagnetic brake and an electromagnetic stirring combined use coil also have excellent electromagnetic stirring performance under a meniscus.

주형 장변의 외주에 배치한 전자 코일에 직류 전류 또는 3상 교류 전류를 통전함으로써, 주형 내 용강에 전자 브레이크 또는 전자 교반을 선택적으로 작용시켜 강을 연속 주조하는 방법이다. 전자 코일(5)은, 각 장변에 2n개의 티스부(5a)를 가지며, 각 티스부(5a)는, 외측에 각각 와인딩(5c)을 행하고, 또한 2개에 대해, 외측에 와인딩(5d)을 행하여 하나로 합친다. 각 티스부(5a)를 갖는 전자 코일(5)의 코어부(5b)를, 메니스커스로부터 침지 노즐(1)의 토출 구멍(1a) 위치까지의 연직 방향의 범위에 배치한다. 주형(3) 내의 용강(2)을 전자 교반할 때에는, 메니스커스 하의 용강(2) 중에 유기되는 전자력을, 침지 노즐(1)의 토출 구멍(1a) 위치에 유기되는 전자력의 2배 이상으로 한다.It is a method of continuously casting steel by selectively applying electromagnetic brake or electromagnetic stirring to molten steel in a mold by energizing a direct current or three-phase alternating current through an electromagnetic coil disposed on the outer circumference of the mold long side. The electromagnetic coil 5 has 2n teeth portions 5a on each long side, and each teeth portion 5a performs windings 5c on the outside, respectively, and windings 5d on the outside. To combine them into one. The core part 5b of the electromagnetic coil 5 which has each tooth part 5a is arrange | positioned in the perpendicular direction from the meniscus to the position of the discharge hole 1a of the immersion nozzle 1. When electronically stirring the molten steel 2 in the mold 3, the electromagnetic force induced in the molten steel 2 under the meniscus is twice or more than the electromagnetic force induced at the position of the discharge hole 1a of the immersion nozzle 1. do.

메니스커스 하에 있어서도 양호한 교반류를 형성할 수 있다.A good stirring flow can be formed also under a meniscus.

Description

Continuous casting method of steel and flow control device of molten steel in mold {STEEL CONTINUOUS CASTING METHOD AND IN-MOLD MOLTEN STEEL FLUIDITY CONTROLLER}

본 발명은, 전자 브레이크 또는 전자 교반을 선택적으로 작용시키는 것이 가능한 전자 코일을 사용한 강의 연속 주조 방법, 및 이 연속 주조 방법을 실시하기 위한 주형 내 용강의 유동 제어 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the continuous casting method of the steel using the electromagnetic coil which can selectively operate an electromagnetic brake or electromagnetic stirring, and the flow control apparatus of molten steel in the mold for implementing this continuous casting method.

일반적인 강의 연속 주조에서는, 2개의 토출 구멍을 갖는 침지 노즐을 이용해 주형 내에 용강을 급탕한다. 도 13은, 이 일반적인 연속 주조법에 있어서의 주형 내 용강의 유동 상태를 모식적으로 나타내는 종단면도이다. 침지 노즐(1)의 토출 구멍(1a)으로부터 나온 용강(2)은, 주형(3)의 단변(3a) 상의 응고 쉘(2c)에 충돌한 후, 상승류(2a)와 하강류(2b)로 분기한다. 이 중의 상승류(2a)는, 또한 메니스커스(meniscus) 하에 있어서, 침지 노즐(1)을 향하는 수평류가 된다. 또한, 도 13 중의 4는 몰드 파우더를 나타낸다.In continuous casting of general steel, molten steel is hot-watered in a mold using the immersion nozzle which has two discharge holes. FIG. 13: is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the flow state of the molten steel in the mold in this general continuous casting method. FIG. The molten steel 2 emerging from the discharge hole 1a of the immersion nozzle 1 collides with the solidification shell 2c on the short side 3a of the mold 3, and then the upstream 2a and the downflow 2b. Branch to The upward flow 2a among these becomes a horizontal flow toward the immersion nozzle 1 under meniscus. In addition, 4 in FIG. 13 shows mold powder.

이 주형 내에 있어서의 용강의 유동 제어는, 조업상 및 주물편의 품질 관리상, 대단히 중요하다. 이 용강의 유동 제어를 실현하는 방법으로서, 침지 노즐의 형상을 고안하는 방법, 주형 내의 용강에 전자력을 작용시키는 방법 등이 있다. 근년은, 이들 방법 중에서, 용강에 전자력을 작용시키는 방법이 널리 이용되도록 되 었다. 이 용강에 전자력을 작용시키는 방법에는, 침지 노즐로부터 토출되는 용강류(이후, 토출류라고 한다.)에 제동력을 작용시키는 전자 브레이크와, 용강을 전자력에 의해 교반하는 전자 교반의 2개의 방법이 있다.Flow control of molten steel in this casting mold is very important in terms of operation and quality control of casting pieces. As a method of realizing the flow control of this molten steel, there exist a method of devising the shape of an immersion nozzle, the method of applying an electromagnetic force to the molten steel in a mold, etc. In recent years, among these methods, a method of applying an electromagnetic force to molten steel has become widely used. There are two methods of applying the electromagnetic force to the molten steel: an electromagnetic brake for applying a braking force to the molten steel flow discharged from the immersion nozzle (hereinafter referred to as a discharge flow), and an electromagnetic stirring for stirring the molten steel by the electromagnetic force. .

전자 브레이크는, 상기 토출류가 주형 단변상의 응고 쉘에 충돌하는 것에 의한 응고 쉘의 재융해에 따르는 브레이크 아웃의 발생 방지나 품질 저하의 억제, 또는 메니스커스 하에서의 용강 유속을 억제해 주조 속도를 증가하는 것을 목적으로 하여 이용되고 있다. 한편, 전자 교반은, 품질 개선에 효과가 있는 것이 알려져 있고, 주로 고품질재의 주조에 이용되고 있다.The electromagnetic brake increases the casting speed by preventing breakout from occurring due to remelting of the solidification shell due to collision of the solidification shell on the mold short side, suppression of deterioration, or suppressing molten steel flow rate under the meniscus. It is used for the purpose of doing so. On the other hand, it is known that electronic stirring is effective in quality improvement, and is mainly used for casting of a high quality material.

이들 전자 브레이크 장치 및 전자 교반 장치는, 각각 자성체 코어에 와인딩을 행한 전자 코일 장치로서 구성되어 있다. 자성체 코어에는, 강자성체인 철재가 이용되는 것이 많으며, 철심으로 불리는 것도 많다. 본 명세서에서는, 이후, 단순히 코어라고 호칭한다. 이 코어는, 전자 브레이크에는 연철이 이용되는 것이 많다. 한편, 교류 전류를 이용하는 전자 교반에서는, 전자 유도에 의한 철손(鐵損)을 경감하기 위해, 전자 강판이 이용된다.These electromagnetic brake apparatuses and electromagnetic stirring apparatus are comprised as the electromagnetic coil apparatus which respectively wound the magnetic core. As a magnetic core, iron material which is a ferromagnetic material is used in many cases, and many are called iron cores. In this specification, hereinafter, simply referred to as core. In this core, soft iron is often used for the electromagnetic brake. On the other hand, in electromagnetic stirring using an alternating current, an electromagnetic steel sheet is used in order to reduce iron loss by electromagnetic induction.

통상, 이들 전자 코일 장치는, 전자 브레이크 또는 전자 교반의 어느 단독의 기능 밖에 가지지 않는다. 따라서, 이전부터 전자 브레이크와 전자 교반의 양 기능의 겸용화를 가능하게 하는 전자 코일 장치(이후, 겸용 코일이라고 한다.)가 개발되어 있다.Usually, these electromagnetic coil devices have only the independent function of electromagnetic brake or electromagnetic stirring. Therefore, the electromagnetic coil apparatus (henceforth a combined coil) which enables the compatibility of both functions of an electromagnetic brake and electromagnetic stirring has been developed before.

예를 들면 홀수개(3개 이상)의 티스부 중, 중앙의 티스부를 침지 노즐의 토출부에 위치시켜, 겸용 코일에 직류 전류, 다상 교류 전류, 또는 교직 중첩 전류를 선택적으로 인가하는 방법이 특허 문헌 1에서 개시되어 있다. 이 방법에 의해, 전자 브레이크 또는 전자 교반을 선택적으로 작용시키는 것이 가능하게 된다.For example, a patent has been made of a method of applying a DC current, a polyphase alternating current, or a teaching superposition current to a combined coil by placing a center tooth at a discharge part of an immersion nozzle among an odd number of teeth (three or more). Document 1 is disclosed. By this method, it becomes possible to selectively operate the electromagnetic brake or the electronic stirring.

[특허 문헌 1 : 일본 특허공개 소 63－188461호 공보][Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-188461]

그렇지만, 특허 문헌 1에서 개시된 기술에서는, 전자 브레이크를 작용시켰을 경우에, 침지 노즐을 직접 자속이 투과하므로, 종분열로 불리는 주조 결함이 발생하는 일이 많다. 또, 기본적으로 전자 브레이크를 작용시키는 경우에는, 주형을 두께 방향으로 관통하는 자속의 밀도를 높게 할 필요가 있기 때문에, 티스부의 폭을 굵게 할 필요가 있다.However, in the technique disclosed in Patent Literature 1, when the electromagnetic brake is actuated, since the magnetic flux passes directly through the immersion nozzle, casting defects called longitudinal splitting often occur. In addition, when the electromagnetic brake is basically applied, it is necessary to increase the density of the magnetic flux that penetrates the mold in the thickness direction. Therefore, it is necessary to increase the width of the tooth portion.

한편, 전자 교반을 작용시키는 경우는, 대향하는 주형 벽면 근방의 용강의 흐름이 서로 반대 방향이 되는 흐름, 즉 선회류를 형성하는 것이 품질 개선에 효과적이다. 이 경우, 주형의 두께 방향으로 관통하는 자속은 효과적이 아니기 때문에, 티스부의 폭을 굵게 할 수 없다.On the other hand, when electromagnetic stirring is applied, it is effective to improve the quality by forming a flow in which the flow of molten steel in the vicinity of the opposing mold wall surface becomes opposite to each other, i.e., swirl flow. In this case, since the magnetic flux penetrating in the thickness direction of the mold is not effective, the width of the tooth portion cannot be made thick.

이와 같이, 겸용 코일에서는, 전자 브레이크보다 전자 교반을 실현하는 쪽이 어렵기 때문에, 전자 교반 성능을 우선하여 설계된다. 상기 특허 문헌 1에서 개시되어 있는 겸용 코일 형상은, 티스부의 폭이 가는 리니어형 코일이므로, 전자 교반에는 적합하다. 그렇지만, 티스부의 폭이 가늘기 때문에, 전자 브레이크 성능을 충분히 확보할 수 없다.As described above, in the combined coil, since it is more difficult to realize electromagnetic agitation than the electromagnetic brake, the electromagnetic agitation performance is prioritized. The combined coil shape disclosed in the patent document 1 is a linear coil having a narrow width of the teeth portion, and thus is suitable for electronic stirring. However, since the width of the tooth portion is thin, the electromagnetic brake performance cannot be sufficiently secured.

따라서, 출원인은, 이 문제를 해결하기 위해, 티스부 각각 와인딩을 행하고, 또한 2개의 티스부의 외측에 와인딩을 행해 하나로 합치는 전자 교반 코일의 이용을 특허 문헌 2에서 제안했다.Therefore, in order to solve this problem, the applicant has proposed in Patent Document 2 the use of an electromagnetic stirring coil which winds each of the tooth portions and also winds the outside of the two tooth portions and combines them into one.

[특허 문헌 2：일본 특허공개 소 60－44157호 공보][Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-44157]

이 전자 교반 코일은, 2개의 티스부와 요크부가 그리스 문자의 π(PAI)와 유사하기 때문에, PAI형 전자 교반 코일(이하, PAI형 코일이라고 한다.)로 불리고 있다.This electromagnetic stirring coil is called a PAI type electromagnetic stirring coil (hereinafter referred to as a PAI type coil) because the two tooth portions and the yoke portion are similar to π (PAI) of the Greek letter.

또, 발명자들은, 특허 문헌 3에서 PAI형 코일을 이용한 겸용 코일의 기술을 제안하고 있다. 상술한 대로, 이 PAI형 코일은, 2개의 티스부의 외측에 와인딩을 행하여 하나로 합치고 있다. 따라서, 전자 브레이크를 작용시키는 경우에는, 2개의 티스부를 합쳐 자화함으로써, 티스부의 폭이 가늘다고 하는 문제를 해결할 수 있다.Moreover, the inventors propose the technique of the combined coil using PAI-type coil in patent document 3. As shown in FIG. As described above, the PAI coils are wound together on two outer sides of the teeth to form one. Therefore, when the electromagnetic brake is applied, the problem of thinning of the teeth portion can be solved by magnetizing the two teeth portions together.

[특허 문헌 3：일본 특허공개 2007－7719호 공보][Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-7719]

본 발명의 겸용 코일 형상도 기본적으로 이 특허 문헌 3과 동일하며, 이 겸용 코일 형상을 도 14에 나타낸다.The combined coil shape of the present invention is basically the same as that of Patent Document 3, and the combined coil shape is shown in FIG.

도 14는, 주형(3)의 장변(3b)측에 2개의 PAI형 코일(5)이 연속하고 있는 구조이다.14 is a structure in which two PAI coils 5 are continuous on the long side 3b side of the mold 3.

이와 같은 구조의 경우, 목적으로 하는 주형(3)의 사이즈에 따라, 최적인 티스부(5a)의 개수와 폭이 존재한다. 종래, 이들 개수와 폭은, 경험적으로 설정하고, 또한 수치 해석에 의해 성능을 확인한다고 하는 작업을 행하고 있었다. 즉, 이들 티스부(5a)의 개수와 폭을 적절히 선택하려면, 긴 경험과 많은 시간이 필요했다. 또한, 도 14 중의 5b는 코어, 5c는 내측의 와인딩, 5d는 외측의 와인딩을 나타낸다.In the case of such a structure, the optimum number and width of the tooth portions 5a exist according to the size of the mold 3 as a target. Conventionally, these numbers and widths have been empirically set, and work has been performed to confirm the performance by numerical analysis. That is, in order to select the number and width of these tooth parts 5a appropriately, long experience and a lot of time were needed. In addition, 5b in FIG. 14 represents a core, 5c represents an inner winding, and 5d represents an outer winding.

또, 주물편의 표면 품질을 개선하기 위해서는, 메니스커스 하의 용강을 전자 교반할 필요가 있다. 그렇지만, 메니스커스 하의 용강을 능숙하게 교반하는 것은 곤란한 기술이다. 이것을 실현하기 위해서는, 우선, 전자력이 제어되어 있지 않은 원래의 주형 내 유동 분포를 알아 놓을 필요가 있다.Moreover, in order to improve the surface quality of a casting piece, it is necessary to electronically stir the molten steel under a meniscus. However, it is a difficult technique to stir molten steel under meniscus well. In order to realize this, first, it is necessary to know the flow distribution in the original mold in which the electromagnetic force is not controlled.

주형 내 용강의 유동 분포의 수직 단면은 도 13에 나타내는 대로이며, 도 15에 메니스커스 하(a도)와 침지 노즐의 토출 구멍 위치(b도)에 있어서의 수평 단면도를 나타낸다. 앞서 도 13에서 설명한 것처럼, 침지 노즐(1)의 토출 구멍(1a)으로부터 분출한 용강(2)은 주형(3)의 단변(3a) 상의 응고 쉘(2c)에 충돌한 후에, 메니스커스로 향하는 상승류(2a)와 인발 방향을 향하는 하강류(2b)로 나누어진다.The vertical cross section of the flow distribution of the molten steel in a mold is as shown in FIG. 13, and FIG. 15 shows a horizontal cross section under the meniscus (a degree), and the discharge hole position (b degree) of an immersion nozzle. As described above with reference to FIG. 13, the molten steel 2 ejected from the discharge hole 1a of the immersion nozzle 1 collides with the solidification shell 2c on the short side 3a of the mold 3 and then passes through the meniscus. It is divided into an upward flow 2a that faces and a downward flow 2b that faces the drawing direction.

이 때문에, 토출 구멍(1a)의 위치에서는, 도 15(b)에 나타내는 바와 같이, 침지 노즐(1)로부터 상기 단변(3a)으로 향하는 용강류(9b)가 된다. 한편, 메니스커스 하에서는, 도 15(a)에 나타내는 바와 같이, 상기 단변(3a)으로부터 침지 노즐(1)로 향하는 용강류(9a)가 된다.For this reason, at the position of the discharge hole 1a, as shown to FIG. 15 (b), it becomes the molten steel flow 9b which goes from the immersion nozzle 1 toward the said short side 3a. On the other hand, under the meniscus, as shown to Fig.15 (a), it becomes molten steel 9a which goes to the immersion nozzle 1 from the said short side 3a.

여기서, 도 15에 나타내는 바와 같이, 시계 회전 방향으로 선회류(8)를 형성하도록 전자력을 작용시키면, 원래의 용강류와 순방향의 영역(이후, 순방향 영역이라고 한다.)과 역방향의 영역(이후, 역방향 영역이라고 한다.)이 나타난다.Here, as shown in Fig. 15, when electromagnetic force is applied to form the swirl flow 8 in the clockwise rotation direction, the original molten steel flows in the forward region (hereinafter referred to as the forward region) and the region in the reverse direction (hereinafter, Reverse area).

이 중, 역방향 영역에서는, 흐름을 반전시키기 위해 큰 전자력이 필요하게 된다. 그렇지만, 역방향 영역에 필요한 전자력을, 주형 장변 방향으로 한결같이 작용시키면, 순방향 영역에 있어서의 용강류가 더 가속된다고 하는 문제가 생긴다.Among these, in the reverse region, a large electromagnetic force is required to reverse the flow. However, when the electromagnetic force required for the reverse region is applied to the mold long side uniformly, there is a problem that the molten steel in the forward region is further accelerated.

토출 구멍 위치의 용강류가 과도하게 가속되면, 응고 쉘이 얇아져, 이윽고 찢어지고, 브레이크 아웃이 발생한다. 브레이크 아웃이 발생하기에 이르지 않아도, 상승류가 증가하기 때문에, 메니스커스 하에서 주형 단변으로부터 침지 노즐로 향하는 흐름이 강해진다. 그 때문에, 메니스커스 하에서 선회류를 얻는 것이 어려워진다. 게다가, 메니스커스 하에서 흐름을 역전시키기 위해 부여해야 할 전자력의 방향은, 토출 구멍 위치에서는 용강류를 가속하는 방향과 일치한다. 이와 같이, 적절한 전자력의 부여는, 큰 과제이다.When the molten steel at the discharge hole position is excessively accelerated, the solidification shell becomes thin, torn and torn, and breakout occurs. Even if breakout does not occur, the upward flow increases, so that the flow from the mold short side to the immersion nozzle is strong under the meniscus. Therefore, it becomes difficult to obtain swirl flow under the meniscus. In addition, the direction of the electromagnetic force to be applied to reverse the flow under the meniscus coincides with the direction of accelerating the molten steel flow at the discharge hole position. Thus, provision of an appropriate electromagnetic force is a big subject.

이 과제를 해결하기 위해, 주형(3)의 장변(3b) 방향의 전자 교반 코일(6)을, EMS－A와 EMS－B, EMS－C와 EMS－D의 각각 2개로 분할하고, 또한 분할된 코일마다의 인가 전류를 조정하는 기술이, 특허 문헌 4에서 개시되어 있다(도 16 참조).In order to solve this problem, the electromagnetic stirring coil 6 in the long side 3b direction of the mold 3 is divided into two each of EMS-A, EMS-B, EMS-C, and EMS-D, and further divided. Patent Document 4 discloses a technique for adjusting the applied current for each coil (see FIG. 16).

[특허 문헌 4：일본 특허 제2965438호 공보][Patent Document 4: Japanese Patent No. 2965438]

또, 특허 문헌 5에서는, 침지 노즐(1)로부터 주형(3)의 단변(3a) 방향을 향하는 전자력(도 16의 EMS－B와 EMS－C)을 상기 단변(3a)으로부터 침지 노즐(1)로 향하는 전자력(EMS－A와 EMS－D)보다 크게 하는 기술이 개시되어 있다. 그렇지만, 이 기술은, 메니스커스 하에 있어서의 선회류를 형성하는 전자력을 우선하고 있으므로, 토출 구멍 위치의 용강 유속을 가속한다고 하는 문제가 있다.Moreover, in patent document 5, the electromagnetic force (EMS-B and EMS-C of FIG. 16) toward the short side 3a of the mold 3 from the immersion nozzle 1 is immersed from the said short side 3a. The technique which makes it larger than the electromagnetic force (EMS-A and EMS-D) which heads toward is disclosed. However, this technique gives priority to the electromagnetic force for forming the swirl flow under the meniscus, and therefore has a problem of accelerating the molten steel flow velocity at the discharge hole position.

[특허 문헌 5：일본 특허 제2948443호 공보][Patent Document 5: Japanese Patent No. 2948443]

또한, 특허 문헌 6에서는, 토출 구멍 위치에 있어서의 주형 장변 방향의 1/4 장변폭점에 있어서의 기점측의 장변 방향의 유속을 Vs, 종점측의 장변 방향의 유속을 Ve로 했을 경우에, Vs≥Ve가 되는 전자력을 용융 금속에 주는 기술이 개시되어 있다(도 16 참조).Moreover, in patent document 6, when the flow velocity of the long side direction of the origin side in the 1/4 long side width point of the mold long side direction in a discharge hole position is set to Vs, and the flow velocity of the long side direction at the end point side is Ve, A technique is disclosed in which a molten metal is given an electromagnetic force of Vs ≧ Ve (see FIG. 16).

[특허 문헌 6：일본 특허 제3577389호 공보][Patent Document 6: Japanese Patent No. 3577389]

이 특허 문헌 6의 기술은, 도 16에 나타내는 EMS－B와 EMS－C에 인가하는 전류를, EMS－A와 EMS－D보다 0.5배 이하로 함으로써 실현할 수 있다(특허 문헌 6의 청구항 5). 이 방법은, 상기의 특허 문헌 4와는 반대로, 토출 구멍 위치에 있어서의 용강류의 가속을 억제하는 것을 우선하고 있다. 그 결과, 메니스커스 하에 있어서의 역방향 영역의 전자력이 부족해, 주형의 구석부까지 충분히 교반할 수 없다고 하는 문제가 있다.The technique of this patent document 6 can be implement | achieved by making the electric current applied to EMS-B and EMS-C shown in FIG. 16 0.5 times or less than EMS-A and EMS-D (claim 5 of patent document 6). In contrast to Patent Document 4 described above, this method gives priority to suppressing acceleration of molten steel at the discharge hole position. As a result, the electromagnetic force of the reverse area | region under a meniscus is insufficient, and there exists a problem that it cannot fully stir to the corner part of a mold.

또, 특허 문헌 7에서는, 전자 교반 코일의 코어를 메니스커스 부근에만 설치하는 기술이 개시되어 있다. 이 기술에서는, 메니스커스 하에 밖에 전자력을 주지 않기 때문에, 토출류를 가속하는 문제는 회피할 수 있다. 그렇지만, 전자 브레이크는 토출 구멍 위치에 자속을 발생시킬 필요가 있으므로, 이 기술을 겸용 코일에 적응할 수는 없다.Moreover, in patent document 7, the technique of providing the core of an electromagnetic stirring coil only in the meniscus vicinity is disclosed. In this technique, since the electromagnetic force is applied only under the meniscus, the problem of accelerating the discharge flow can be avoided. However, since the electromagnetic brake needs to generate magnetic flux at the discharge hole position, this technique cannot be adapted to the combined coil.

[특허 문헌 7：일본 특허공개 평 07－314104호 공보][Patent Document 7: Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-314104]

<발명이 해결하고자 하는 과제>Problems to be Solved by the Invention

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래의 전자 브레이크와 전자 교반의 양 기능의 겸용을 가능하게 하는 전자 코일 장치를 사용한 연속 주조에서는, 전자 브레이크 성능을 우선하므로, 메니스커스 하의 전자 교반 성능에 개선의 필요성이 있다고 하는 점이다.SUMMARY OF THE INVENTION The problem to be solved by the present invention is that continuous casting using an electromagnetic coil device that enables both the conventional electromagnetic brake and electromagnetic agitation function can be used, so that the electromagnetic brake performance is given priority, thereby improving the electronic agitation performance under a meniscus. It is said that there is a need.

<과제를 해결하기 위한 수단>MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS [

본 발명의 강의 연속 주조 방법은, The continuous casting method of the steel of the present invention,

메니스커스 하의 전자 교반 성능도 뛰어난 것으로 하기 위해서, In order to make the electronic stirring performance under the meniscus excellent,

주형 장변의 외주에 배치한 전자 코일에 직류 전류 또는 3상 교류 전류를 통전함으로써, 주형 내의 용강에 전자 브레이크 또는 전자 교반을 선택적으로 작용시켜 강을 연속 주조하는 방법으로서,A method of continuously casting steel by selectively applying electromagnetic brake or electromagnetic stirring to molten steel in a mold by energizing a direct current or three-phase alternating current through an electromagnetic coil disposed on the outer circumference of the mold long side,

상기 전자 코일은, The electronic coil,

각 장변에 2n개(n은 2 이상의 자연수)의 티스부를 가지며, Each long side has 2n teeth (n is a natural number of 2 or more),

이들 각 티스부는, 외측에 각각 와인딩을 행하고, 또한 이들 와인딩을 행한 티스부는, 또한 2개에 대해, 외측에 와인딩을 행해 하나로 합침과 더불어, Each of these teeth portions is wound on the outside, and the teeth portions which have been subjected to these windings are also wound on the outside of the two and joined together.

이들 각 티스부를 갖는 자성체인 전자 코일의 코어부를, 메니스커스로부터 침지 노즐의 토출 구멍 위치까지의 연직 방향의 범위에 배치하고, The core part of the electromagnetic coil which is a magnetic body which has each of these tooth parts is arrange | positioned in the range of the vertical direction from the meniscus to the discharge hole position of an immersion nozzle,

주형 내의 용강을 전자 교반할 때에는, 메니스커스 하의 용강 중에 유기되는 전자력을, 침지 노즐의 토출 구멍 위치에 유기되는 전자력의 2배 이상으로 하는 것을 가장 주요한 특징으로 하고 있다.In electronic stirring of molten steel in the mold, the main characteristic is that the electromagnetic force induced in the molten steel under the meniscus is two times or more the electromagnetic force induced at the discharge hole position of the immersion nozzle.

이 본 발명의 강의 연속 주조 방법은, The continuous casting method of the steel of the present invention,

주형 장변의 외주에 배치한 전자 코일에 직류 전류 또는 3상 교류 전류를 통전함으로써, 주형 내의 용강에 전자 브레이크 또는 전자 교반을 선택적으로 작용시켜 강을 연속 주조하는 주형 내 용강의 유동 제어 장치로서,A flow control device of molten steel in a mold for continuously casting the steel by selectively applying electromagnetic brake or electromagnetic stirring to molten steel in the mold by energizing an electromagnetic coil disposed on the outer circumference of the mold long side,

이 유동 제어 장치는,This flow control device,

전자 코일과 직류 전원과 3상 교류 전원을 가지며,It has an electromagnetic coil, direct current power source and three phase AC power source,

전자 코일은, 각 장변에 2n개(n은 2 이상의 자연수)의 티스부를 갖고,The electromagnetic coil has 2n teeth portions (n is a natural number of 2 or more) on each long side,

이들 각 티스부는, 외측에 각각 와인딩을 행하고, 또한 이들 와인딩을 행한 티스부는, 또한 2개에 대해, 외측에 와인딩을 행해 하나로 합쳐, 각 장변에 n개 배치함과 더불어,Each of these teeth portions is wound on the outside, and the teeth portions which have been subjected to these windings are also wound on the outside of two pieces, combined into one, and n are arranged on each long side.

이들 각 티스부를 갖는 자성체인 전자 코일의 코어부를, 메니스커스로부터 침지 노즐의 토출 구멍 위치까지의 연직 방향의 범위에 배치하고,The core part of the electromagnetic coil which is a magnetic body which has each of these tooth parts is arrange | positioned in the range of the vertical direction from the meniscus to the discharge hole position of an immersion nozzle,

각 티스부의 폭을 W(mm), 주형폭을 L(mm)로 했을 경우에, 2개의 티스부를 하나로 합치도록 와인딩을 행한 전자 코일의 각 장변당의 수 n가, 하기 (3)식을 만족하는 것을 가장 주요한 특징으로 하는 본 발명의 주형 내 용강의 유동 제어 장치를 사용함으로써 실시할 수 있다.When the width of each tooth portion is W (mm) and the mold width is L (mm), the number n of each long side of the electromagnetic coil wound to combine the two tooth portions into one satisfies the following formula (3). It can be carried out by using the flow control device of the molten steel in the mold of the present invention, the most important feature.

(L－80)/(3W＋400)≤n≤(L＋200)/(3W＋200)…(3)(L-80) / (3W + 400) ≤n≤ (L + 200) / (3W + 200)... (3)

<발명의 효과>EFFECTS OF THE INVENTION [

본 발명에서는, 전자 브레이크와 전자 교반의 겸용화가 가능한 겸용 코일에 있어서, 전자 교반시의 메니스커스 하의 전자력을, 침지 노즐 토출 구멍 위치의 전자력보다 크게 한다. 따라서, 메니스커스 하에 있어서, 양호한 용강의 교반류를 형성할 수 있다. 또, 겸용 코일의 기본 형상을 간편하게 결정할 수 있어, 겸용 코일의 설계에 필요한 시간을 큰폭으로 단축할 수 있다.In this invention, in the combined coil which can use electromagnetic brake and electromagnetic stirring, the electromagnetic force under the meniscus at the time of electromagnetic stirring is made larger than the electromagnetic force of the immersion nozzle discharge hole position. Therefore, under meniscus, favorable stirring flow of molten steel can be formed. Moreover, the basic shape of the combined coil can be easily determined, and the time required for the design of the combined coil can be greatly shortened.

도 1은 본 발명의 전자장 해석의 계산 모델을 나타내는 도면이며, (a)는 전체상을 나타내는 도면, (b)는 수평 단면도, (c)는 수직 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the calculation model of the electromagnetic field analysis of this invention, (a) is a figure which shows the whole image, (b) is a horizontal cross section, (c) is a vertical cross section.

도 2는 본 발명의, 토출 구멍 위치의 전자력에 대한 메니스커스 하의 전자력의 비(전자력비)와 코어 상단으로부터 구리 주형 상단까지의 거리의 관계를 나타낸 도면이다.Fig. 2 is a diagram showing the relationship between the ratio of the electromagnetic force (the electromagnetic force ratio) under the meniscus to the electromagnetic force at the discharge hole position and the distance from the top of the core to the top of the copper mold.

도 3은 본 발명의, 전자력비가 2.0배 이상이 되는 코어 상단으로부터 구리 주형 상단까지의 거리와 주파수의 관계를 나타낸 도면이다.Fig. 3 is a diagram showing the relationship between the frequency and the distance from the top of the core to the top of the copper mold where the electromagnetic force ratio is 2.0 times or more.

도 4는 본 발명의 겸용 코일의 형상 파라미터를 나타낸 도면이다. 4 is a view showing the shape parameters of the combined coil of the present invention.

도 5는 티스부의 폭과 주형 두께 방향의 중앙에 있어서의, 본 발명에 의한 자속 밀도의 관계를 나타낸 도면이다.It is a figure which shows the relationship of the magnetic flux density by this invention in the center of the width | variety of a tooth part, and the mold thickness direction.

도 6은 메니스커스 하에 있어서의 주형 장변 근방의, 본 발명에 의한 유속 분포를 나타낸 도면이다.It is a figure which shows the flow velocity distribution by this invention in the vicinity of the mold long side in meniscus.

도 7은 본 발명의 전류 위상 패턴 X 또는 Y의 경우에 있어서의 메니스커스 하 또는 침지 노즐 토출 구멍 위치에 있어서의 유속 분포를 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the flow velocity distribution in meniscus or the immersion nozzle discharge hole position in the case of the current phase pattern X or Y of this invention.

도 8은 메니스커스 하와 침지 노즐 토출 구멍 위치에 있어서의 주형 장변 벽면으로부터 10mm의 위치의, 본 발명에 의한 수평 방향 유속을 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the horizontal flow velocity by this invention in the position of 10 mm from the mold long side wall surface in meniscus and immersion nozzle discharge hole position.

도 9는 리니어형 코일을 적용했을 경우의 유동 해석 결과를 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the flow analysis result when a linear coil is applied.

도 10은 본 발명의 전류 위상 패턴 Y에 있어서의 장변 근방의 유속 분포를 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the flow velocity distribution of the long side vicinity in the current phase pattern Y of this invention.

도 11은 본 발명의 겸용 코일을, 주형폭이 1100mm, 주조 속도가 2.Om/min인 전자 교반에 적응했을 경우의 유동 해석 결과를 나타낸 도면이다.It is a figure which shows the flow analysis result at the time of adapting the combined coil of this invention to electromagnetic stirring whose mold width is 1100 mm and casting speed is 2.Om/min.

도 12는 본 발명의 전자 브레이크시의 자화 방식을 나타내는 도면이며, (a)는 NNSS 방식, (b)는 NSNS 방식을 나타낸다.12 is a diagram showing a magnetization method in the electromagnetic brake of the present invention, (a) shows the NNSS method, (b) shows the NSNS method.

도 13은 일반적인 연속 주조법에 있어서의 주형 내 용강의 유동 상태를 모식적으로 나타내는 종단면도이다.It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the flow state of the molten steel in the mold in the general continuous casting method.

도 14는 본 발명의 겸용 코일의 형상을 설명하는 도면이며, (a)는 수평 단면도, (b)는 수직 단면도이다.It is a figure explaining the shape of the combined coil of this invention, (a) is a horizontal cross section, (b) is a vertical cross section.

도 15(a)는 메니스커스 하의, (b)는 침지 노즐 토출 구멍 위치의 유동 분포를 설명하는 도면이다.Fig. 15A is a diagram illustrating the flow distribution at the immersion nozzle discharge hole position under the meniscus.

도 16은 장변 방향으로 전자 교반 코일을 2개로 분할했을 경우의 설명도이다.It is explanatory drawing at the time of dividing an electromagnetic stirring coil into two in the long side direction.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 침지 노즐 1a : 토출 구멍1 Immersion Nozzle 1a Discharge Hole

2 : 용강 2a : 상승류2: molten steel 2a: upward flow

2b : 하강류 3 : 주형2b: Downflow 3: Mold

3a : 단변 3b : 장변3a: short side 3b: long side

5 : PAI형 코일 5a : 티스부5: PAI type coil 5a: Teeth part

5b : 코어 5c : 내측 와인딩5b: core 5c: inner winding

5d : 외측 와인딩5d: outer winding

전자 브레이크와 전자 교반의 양 기능의 겸용을 가능하게 하는 겸용 코일을 이용한 연속 주조에서는, 침지 노즐의 토출 구멍 위치의 용강류는 가속하지 않고, 메니스커스 하에서는 양호한 용강의 교반류를 얻고자 하는 과제가 있었다. 본 발명은, 이 과제를, 메니스커스 하의 전자력이 토출 구멍 위치의 전자력보다 커지는 전자력 분포를 줌으로써 실현했다.In continuous casting using a dual-purpose coil that enables both the electromagnetic brake and the electromagnetic agitation to be combined, the problem is that the molten steel at the discharge hole position of the immersion nozzle is not accelerated and a good molten steel is obtained under the meniscus. There was. This invention implement | achieved this subject by giving the electromagnetic force distribution which the electromagnetic force under a meniscus becomes larger than the electromagnetic force of a discharge hole position.

실시예Example

이하, 본 발명의 착상으로부터 과제 해결에 이르기까지의 과정과 함께, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해, 도 1~도 12를 이용해 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the best form for implementing this invention with the process from the idea of this invention to the solution of a subject is demonstrated using FIGS.

앞서 설명한 것처럼, 종래의 겸용 코일에서는, 침지 노즐의 토출 구멍 위치의 용강류는 가속하고 싶지 않지만, 메니스커스 하의 용강류에는 큰 전자력을 주어 양호한 용강의 교반류를 얻고 싶은 과제를 해결할 수 없다.As described above, in the conventional combined coil, the molten steel at the discharge hole position of the immersion nozzle does not want to be accelerated. However, the problem of giving a large electromagnetic force to the molten steel under the meniscus cannot solve the problem of obtaining a good molten steel.

과제를 해결할 수 없는 이유는, 종래의 겸용 코일에 의해 발생하는 전자력이 수직 방향으로 한결같다는 것이 원인이다. 즉, 메니스커스 하의 전자력이 토출 구멍 위치의 전자력보다 커지는 전자력 분포를 줄 수 있는 겸용 코일이면, 이 과제를 해결할 수 있다.The reason why the problem cannot be solved is that the electromagnetic force generated by the conventional combined coil is uniform in the vertical direction. That is, this problem can be solved if it is a combined coil which can give the electromagnetic force distribution which becomes larger than the electromagnetic force of a discharge hole position under the meniscus.

따라서, 발명자들은, 메니스커스 하의 전자력을 토출 구멍 위치의 전자력보다 크게 할 수 있는 겸용 코일을 생각했다. 또, 종래는 경험에 의해 결정해 온 겸용 코일의 티스부의 개수와 폭을, 목적으로 하는 주형폭을 고려한 수식에 의해 구하는 것을 생각했다.Therefore, the inventors considered the combined coil which can make the electromagnetic force under a meniscus larger than the electromagnetic force of a discharge hole position. In addition, conventionally, the number and width of the tooth portions of the combined coil determined by experience have been considered to be obtained by a formula in consideration of the target mold width.

발명자들은, 전자장 해석의 수치 해석으로부터, 메니스커스 하의 전자력이, 토출 구멍 위치의 전자력보다 커지는 조건을 모색했다. 그 결과, 발명자들은, 코어 상단부부터 상방의 구리 주형 상단까지의 길이와 전류 주파수를 조정함으로써, 메니스커스 하의 전자력이 토출 구멍 위치의 전자력의 2배 이상이 되는 전자력 분포를 실현할 수 있는 것을 찾아냈다.The inventors searched for the condition that the electromagnetic force under the meniscus becomes larger than the electromagnetic force at the discharge hole position from the numerical analysis of the electromagnetic field analysis. As a result, the inventors found that by adjusting the length and current frequency from the upper end of the core to the upper upper end of the copper mold, the electromagnetic force distribution can be realized such that the electromagnetic force under the meniscus becomes twice as large as the electromagnetic force at the discharge hole position. .

도 1에 전자장 해석의 계산 모델을 나타낸다. 도 1(a)가 전체상을 나타내고, 도 1(b)가 수평 단면도, 도 1(c)가 수직 단면도를 나타낸다. 구리 주형(3)의 외측에 비자성 스테인레스를 백업 플레이트(7)로서 설치하고, 코어(5b)의 상단을 메니스커스와 동일한 높이로 했다. 와인딩(5c, 5d)의 폭은 50mm이다.The calculation model of an electromagnetic field analysis is shown in FIG. Fig. 1 (a) shows the whole image, Fig. 1 (b) shows a horizontal cross section and Fig. 1 (c) shows a vertical cross section. A nonmagnetic stainless steel was installed as the backup plate 7 outside the copper mold 3, and the upper end of the core 5b was made the same height as the meniscus. The widths of the windings 5c and 5d are 50 mm.

본원 발명에 있어서의 전자 코일은, 상술한 대로, 구리 주형(3)의 각 장변(3b)에 2n개(n은 2 이상의 자연수)의 티스부(5a)를 가지고 있다. 그리고, 이들 각 티스부(5a)는, 외측에 각각 와인딩(5c)을 행하고, 또한 이들 와인딩(5c)을 행한 티스부(5a)는, 또한 2개에 대해, 외측에 와인딩(5d)을 행해 하나로 합치고 있다.As described above, the electromagnetic coil in the present invention has 2n teeth portions (n is a natural number of two or more) on each long side 3b of the copper mold 3. And each of these tooth parts 5a performs windings 5c on the outside, respectively, and the teeth parts 5a which performed these windings 5c further perform winding 5d on the outside with respect to two pieces. Are merged into one.

각 티스부(5a)는, 외측에 각각 와인딩(5c)이 행해져 있지만, 이 와인딩(5c)인 코일을, 여자 코일이라고 칭한다. 또, 이들 와인딩(5c)을 행한 티스부(5a)는, 또한 2개에 대해, 외측에 와인딩(5d)이 행해져 있지만, 이것도 여자 코일이라고 칭한다. 따라서, 이들 3개의 여자 코일을 하나로 합친 것이, 1개의 전자 코일, 즉 PAI형 코일(5)을 의미한다.Although the windings 5c are respectively performed on the outside of each tooth part 5a, the coil which is this winding 5c is called an excitation coil. Moreover, although the winding part 5a which performed these windings 5c was further performed on the outer side with respect to two, this is also called an excitation coil. Therefore, combining these three excitation coils into one means one electromagnetic coil, ie, the PAI coil 5.

와인딩(5c, 5d)의 각 여자 코일에 45000ampere turn(이하, AT라고 한다.)의 전류를 인가하고, 코어(5b)는 전자 강판을 적층한 것으로 하여 수치 해석을 행했다. 이후의 전자 교반의 수치 해석 조건은, 이 조건을 기본으로 하고, 변경 개소만 기술한다.A current of 45000 ampere turns (hereinafter referred to as AT) was applied to each of the excitation coils of the windings 5c and 5d, and the core 5b was subjected to numerical analysis by stacking electronic steel sheets. The numerical analysis conditions of subsequent electronic stirring are based on this condition, and describe only a change point.

도 1(c)에 나타내는 코어(5b)의 상단으로부터 구리 주형(3)의 상단까지의 거리를 h(mm)로 한다. 또, 전류 주파수를 f(Hz)로 한다. 이들 h와 f를 변화시켰을 경우의 토출 구멍 위치의 전자력에 대한 메니스커스 하의 전자력의 비(이후의 전자력비는 이 비를 의미한다.)를 도 2에 나타낸다. 여기서, 전자력은, 메니스커스 하 또는 토출 구멍 위치의 각각의 면 내에 있어서, 주형 장변 벽면의 장변 방향의 전자력 성분을 평가했다. 또, 침지 노즐 토출 구멍 위치는 메니스커스로부터 270mm 하류측의 위치로 했다.The distance from the upper end of the core 5b shown to Fig.1 (c) to the upper end of the copper mold 3 is set to h (mm). In addition, the current frequency is set to f (Hz). The ratio of the electromagnetic force under the meniscus with respect to the electromagnetic force of the discharge hole position when these h and f are changed (the following electromagnetic force ratio means this ratio) is shown in FIG. Here, the electromagnetic force evaluated the electromagnetic force component of the long side direction of the mold long side wall surface in each surface under meniscus or discharge hole position. Moreover, the immersion nozzle discharge hole position was made into the position 270 mm downstream from a meniscus.

도 2로부터, h가 작고, f가 큰 만큼 토출 구멍 위치의 전자력에 대한 메니스커스 하의 전자력의 비가 커지는 것을 알 수 있다. 그리고, 이 전자력비가 2배가 되는 h와 f의 관계를 조사한 결과, 도 3에 나타내는 관계가 얻어졌다. 도 3의 사선부의 영역이면, 메니스커스 하의 전자력을 침지 노즐의 토출 구멍 위치의 전자력의 2배 이상으로 할 수 있다. 이 영역을 하기 (1)식, (2)식의 2개의 직선으로 정의했다.It can be seen from FIG. 2 that the smaller the h and the larger f, the larger the ratio of the electromagnetic force under the meniscus to the electromagnetic force at the discharge hole position. And as a result of investigating the relationship between h and f in which this electromagnetic force ratio doubles, the relationship shown in FIG. 3 was obtained. If it is the area | region of an oblique part of FIG. 3, the electromagnetic force under a meniscus can be made 2 times or more of the electromagnetic force of the discharge hole position of an immersion nozzle. This area was defined by two straight lines of the following formulas (1) and (2).

1.8＜f＜3.0 일 때, h≤102f－185…(1)When 1.8 <f <3.0, h≤102f-185... (One)

3.0≤f≤5.0 일 때, h≤18f＋68 …(2)When 3.0 ≦ f ≦ 5.0, h ≦ 18f + 68... (2)

다음으로 겸용 코일의 티스부의 폭과 PAI형 코일의 개수의 결정 방법에 대해 설명한다.Next, a method for determining the width of the teeth portion of the combined coil and the number of PAI coils will be described.

일반적으로 연속 주조용 주형은, 주형 단변이 주물편 폭방향으로 가동이며, 주조중도 주형 장변 길이(이후, 주형폭이라고 한다.)를 조정 가능한 구조로 되어 있다. 따라서, 주조중이어도 상이한 슬라브폭의 주물편을 주조할 수 있다. 이 주형 폭의 변화는 500mm 정도이며, 겸용 코일이, 주형폭의 변화에 적응할 수 있는 것이 바람직하다.In general, a continuous casting mold has a structure in which a mold short side is movable in the casting piece width direction, and the length of the mold long side (hereinafter referred to as mold width) can be adjusted even during casting. Therefore, casting pieces of different slab widths can be cast even during casting. The change in the mold width is about 500 mm, and it is preferable that the combined coil can adapt to the change in the mold width.

겸용 코일을 설계하는 경우, 종래는, 대상의 주형의 폭, 두께, 높이 등에서 경험적으로 티스부의 개수와 폭을 선택하고, 수치 해석에 의해 타당한지 여부의 검증을 행하고 있었다. 그렇지만, 이 수치 해석에는 장시간의 계산이 필요하고, 또한, 주형폭이 변화하는 일도 있음으로 인해, 겸용 코일의 최적 설계에는 장시간에 걸치는 검토가 필요했다.In the case of designing a combined coil, conventionally, the number and width of tooth portions are empirically selected from the width, thickness, height, etc. of the target mold, and verified whether or not valid by numerical analysis. However, this numerical analysis requires a long time calculation, and since the mold width may change, the optimal design of the combined coil required a long time study.

발명자들은, 겸용 코일의 개발을 거듭함으로써, 목적으로 하는 주형 사이즈에 최적인 티스부의 개수와 폭을 하기 (3)식으로 정리할 수 있는 것을 찾아냈다.The inventors have found that the number and width of teeth portions that are optimal for the desired mold size can be summarized by the following formula (3) by repeatedly developing the combined coil.

여기서, L은 주형폭(mm), W는 티스부의 폭(mm), n은 PAI형 코일의 수이다. 티스부의 폭 W는 80~200mm 정도, 바람직하게는 120~170mm이다.Where L is the mold width (mm), W is the width (mm) of the teeth, and n is the number of PAI coils. The width W of the tooth portion is about 80 to 200 mm, preferably 120 to 170 mm.

도 4에 겸용 코일의 설계로 결정해야 할 인자인 형상 파라미터를 나타낸다. 이하에, 상기 (3)식이 도출된 과정을 설명한다.4 shows the shape parameters which are factors to be determined by the design of the combined coil. Below, the process from which said Formula (3) was derived is demonstrated.

우선, 전자 브레이크 성능을 확보하기 위해서는, 어느 정도의 티스부의 폭이 필요하다. 티스부의 폭과 주형 두께 방향의 중앙에 있어서의 자속 밀도의 관계를 도 5에 나타낸다.First, in order to secure the electromagnetic brake performance, some width of the teeth portion is required. 5 shows the relationship between the width of the tooth portion and the magnetic flux density in the center of the mold thickness direction.

도 5에서는, 구리 주형(3)의 두께를 40mm, 백업 플레이트(7)의 두께를 70mm로 하여, 주형의 두께 방향 길이 t(도 4 참조)를 270mm 또는 300mm로 했을 경우의 수치 해석 결과를 나타낸다.5 shows the numerical analysis result when the thickness of the copper mold 3 is 40 mm and the thickness of the backup plate 7 is 70 mm, and the thickness direction length t (refer FIG. 4) of a mold is 270 mm or 300 mm. .

전자 브레이크 성능을 확보하기 위해서는, 적어도 2000Gauss 이상, 바람직하게는 2500Gauss 이상의 자속 밀도가 필요하다. 따라서, 도 5로부터 겸용 코일의 티스부의 폭 W는, 적어도 80mm 이상, 바람직하게는 120mm 이상으로 하는 것이 적절한 것을 알 수 있다.In order to secure electromagnetic brake performance, a magnetic flux density of at least 2000 Gauss or more, preferably 2500 Gauss or more is required. Accordingly, it can be seen from FIG. 5 that the width W of the tooth portion of the combined coil is at least 80 mm or more, preferably 120 mm or more.

다음으로, 전자 교반 성능으로부터, 겸용 코일의 형상을 정리한다.Next, the shape of the combined coil is summarized from the electromagnetic stirring performance.

겸용 코일에서는, n개의 PAI형 코일을 장변측에 요크부가 연속하도록 병렬로 설치한다. PAI형 코일의 티스부의 간격 D는, 티스부의 폭 W와 동일한 경우에 전자 브레이크 성능과 전자 교반 성능의 밸런스가 좋다.In the combined coil, n PAI coils are provided in parallel so that the yoke portion continues on the long side. The spacing D of the teeth portion of the PAI-type coil has a good balance between electromagnetic brake performance and electromagnetic stirring performance when the width W of the teeth portion is the same.

따라서, 주형 장변에 있어서, n개의 PAI형 코일이 차지하는 폭은 3Wn이다. 이 3Wn에, PAI형 코일간의 거리 M과, 가장 외측의 티스부 끝단으로부터 주형 단변까지의 거리 S를 가산한 값이, 주형폭 L과 동일해지고, 하기 (4)식이 얻어진다.Therefore, in the mold long side, the width occupied by the n PAI coils is 3 Wn. The value obtained by adding the distance M between the PAI type coils and the distance S from the outermost tooth end to the mold short side is equal to the mold width L to this 3Wn, and the following equation (4) is obtained.

3Wn＋M(n－1)＋2S=L…(4)3 Wn + M (n-1) + 2 S = L... (4)

이 (4)식을 n에 대해 정리하면, 하기 (5)식이 된다.When this expression (4) is summarized about n, it becomes following formula (5).

n=(L＋M－2S)/(3W＋M)…(5)n = (L + M-2S) / (3W + M)... (5)

전자 교반이 충분히 기능하는 W, M, S의 범위를 알기 위해, 발명자들은, 하기 표 1에 나타내는 8개의 케이스의 유동 해석을 행했다. 유동 해석은, 주조 속도를 1.6m/min로 하여 계산했다. 전자 교반 때의 여자 코일 전류 위상을 몇 개 검토한 결과, 하기 표 2, 3에 나타내는 조합이 양호했다. 표 2를 전류 위상 패턴 X로 하고, 표 3을 전류 위상 패턴 Y로 칭한다.In order to know the range of W, M, and S in which electromagnetic stirring fully functions, the inventors performed the flow analysis of eight cases shown in following Table 1. Flow analysis calculated the casting speed as 1.6 m / min. As a result of examining several excitation coil current phases at the time of electromagnetic stirring, the combination shown to following Tables 2 and 3 was favorable. Table 2 is referred to as current phase pattern X and Table 3 is referred to as current phase pattern Y.

하기 표 2, 3 중의 A, B, C는, 서로 위상차가 120도인 3상 교류 전류의 각 위상을 나타낸다. 이 표 2, 3에서는, 도 4 중에 나타내는 여자 코일 번호에 상당하는 각 여자 코일에 인가하는 전류 위상의 조합을 나타낸다. 형상 파라미터의 검토 계산에는, 표 2에 나타내는 전류 위상 패턴 X를 이용했다. 전류 주파수 f는 4.OHz, 전자 코일의 코어 상단으로부터 구리 주형 상단까지의 거리 h는 100mm로 했다.In Tables 2 and 3, A, B, and C each represent phases of three-phase alternating current having a phase difference of 120 degrees. Tables 2 and 3 show combinations of current phases applied to each exciting coil corresponding to the exciting coil number shown in FIG. 4. The current phase pattern X shown in Table 2 was used for examination calculation of the shape parameter. The current frequency f was 4.OHz, and the distance h from the upper end of the core of the electronic coil to the upper end of the copper mold was 100 mm.

［표 1］Table 1

［표 2］Table 2

［표 3］Table 3

유동 해석의 결과로서, 메니스커스 하에 있어서의 주형 장변 근방의 유속 분포를 도 6에 나타낸다. 도 6으로부터, 케이스 1부터 케이스 8의 어느 것도, 주형 장변 근방의 용강이 유동하고 있는 것이 확인된다. 따라서, 티스부의 폭 W가 120mm~170mm인 경우에, 주형 내 용강의 전자 교반이 가능하다고 말할 수 있다.As a result of the flow analysis, FIG. 6 shows a flow rate distribution near the long side of the mold under the meniscus. From FIG. 6, it is confirmed that molten steel in the vicinity of the mold long side flows in all of the cases 1 to 8. Therefore, when the width W of the tooth portion is 120 mm to 170 mm, it can be said that electromagnetic stirring of the molten steel in the mold is possible.

그렇지만, 주물편의 품질을 향상시키기 위해서는, 주형의 구석부에서 유속이 반전하는 것이나(케이스 1, 2), 침지 노즐 부근의 유속이 10cm/s 이하가 되는(케이스 6, 8) 것은 바람직하지 않다.However, in order to improve the quality of the casting piece, it is not preferable that the flow velocity is reversed at the corners of the mold (cases 1 and 2), or that the flow velocity near the immersion nozzle is 10 cm / s or less (cases 6 and 8).

따라서, 표 1 중의 부적절한 코일 형상(케이스 1, 2, 6, 8)을 제외하면, S는 240mm 이하, M은 400mm 이하가 적합하다. 여기서, 케이스 5에서는 M은 500mm로 적합하지만, 케이스 8에서는 M은 500mm로 적합하지 않기 때문에, M은 400mm 이하로 했다. 또, PAI형 코일간에는 와인딩을 위한 공간이 필요하고, 이 공간은 최저 200mm 필요하기 때문에, M의 범위는 200mm부터 400mm가 된다. 이들 값을 상기 (5)식에 대입하여 상기 (3)식을 얻었다.Therefore, except for the inappropriate coil shapes (cases 1, 2, 6, 8) in Table 1, S is 240 mm or less and M is 400 mm or less. Here, in case 5, M is suitable to 500 mm, but in case 8, M is not suitable to 500 mm, so M is 400 mm or less. In addition, a space for winding is required between the PAI-type coils, and since this space is required at least 200 mm, the range of M is from 200 mm to 400 mm. These values were substituted into the above formula (5) to obtain the above formula (3).

본 발명에 의거해 겸용 코일의 설계를 행한 사례를 이하에 설명한다.The example which designed the combined coil based on this invention is demonstrated below.

대상으로 하는 주형의 두께 t는 270mm, 주형폭 L은 1100mm와 1620mm이다. 상기 (3)식과 (4)식에 적당한 W, M, S의 값을 대입하면, S≤200, 200≤M≤400이 되는 조건은 하기 표 4와 같이 간단하게 좁힐 수 있다. 표 4의 판정란에 있어서, 기호 ○는 적절의 판정 결과를, 기호 ×는 부적절의 판정 결과를 의미한다.The thickness t of the target mold is 270 mm, and the mold width L is 1100 mm and 1620 mm. Substituting the values of W, M and S suitable for the above formulas (3) and (4), the conditions of S≤200 and 200≤M≤400 can be easily narrowed as shown in Table 4 below. In the judgment column of Table 4, symbol (circle) represents an appropriate determination result, and symbol x means an inappropriate determination result.

［표 4］Table 4

표 4로부터, L=1620mm, 1100mm의 어느쪽의 경우도, 양호한 판정 결과가 얻어진 겸용 코일의 형상 파라미터는, n=2개, W=140mm이며, 그 경우의 M은 260mm~380mm가 적절하다는 것을 알 수 있다.From Table 4, in either case of L = 1620mm or 1100mm, the shape parameters of the combined coil in which a good determination result was obtained are n = 2 and W = 140mm, and M in that case is suitable for 260mm to 380mm. Able to know.

그 후, 수치 해석에 의한 상세한 검토로부터, 겸용 코일의 최적인 형상 파라미터를, n=2, W=140mm, M=320mm, h=100mm로 결정했다. 이 겸용 코일을 이용해, 주조 속도 1.6m/min로 주형 내 용강을 전자 교반했을 경우의 유동 해석 결과를 도 7, 도 8에 나타낸다.Then, from the detailed examination by numerical analysis, the optimal shape parameter of the combined coil was determined to be n = 2, W = 140mm, M = 320mm, and h = 100mm. The flow analysis results at the time of electromagnetic stirring of the molten steel in a mold at the casting speed of 1.6 m / min using this combined coil are shown in FIG. 7, FIG.

PAI형 코일의 코어 상단으로부터 구리 주형 상단의 거리 h 및 주파수 f를, 청구항 2를 만족하는 조건의 h=100mm, f=4.OHz로 하고, 표 2, 3에 나타낸 전류 위 상 패턴 X, Y로 유동 해석을 행한 결과를 도 7에 나타낸다.The current phase patterns X and Y shown in Tables 2 and 3, wherein the distance h and the frequency f of the upper end of the copper mold from the core top of the PAI-type coil are h = 100 mm and f = 4.OHz under the conditions satisfying claim 2 7 shows the results of the flow analysis.

도 7(a)가 전류 위상 패턴 X의 조건에 있어서의 메니스커스 하의 유속 분포를 나타내고, 도 7(b)가 전류 위상 패턴 X의 조건에 있어서의 침지 노즐 토출 구멍 위치의 유속 분포를 나타낸다. 또, 도 7(c)가 전류 위상 패턴 Y의 조건에 있어서의 메니스커스 하의 유속 분포를 나타내고, 도 7(d)가 전류 위상 패턴 Y의 조건에 있어서의 침지 노즐 토출 구멍 위치의 유속 분포를 나타낸다.Fig. 7A shows the flow rate distribution under meniscus under the condition of the current phase pattern X, and Fig. 7B shows the flow rate distribution of the immersion nozzle discharge hole position under the condition of the current phase pattern X. Figs. Fig. 7 (c) shows the flow rate distribution under meniscus under the condition of the current phase pattern Y, and Fig. 7 (d) shows the flow rate distribution of the immersion nozzle discharge hole position under the condition of the current phase pattern Y. Indicates.

또, 도 8(a), (b)는, 도 7(a) 중에 A－A＇선, 및 도 7(b) 중에 B－B＇선으로서 나타내는 주형 장변 벽면으로부터 10mm 떨어진 위치의 수평 방향의 유속 분포를 나타낸다. 도 8(a)가 전류 위상 패턴 X의 조건에 있어서의 수평 방향의 유속 분포를 나타내고, 도 8(b)가 전류 패턴 Y에 있어서의 수평 방향의 유속 분포를 나타낸다.8 (a) and 8 (b) are in the horizontal direction at a position 10 mm away from the mold long side wall surface shown as line A-A 'in FIG. 7 (a) and line B-B' in FIG. 7 (b). Indicates the flow rate distribution. Fig. 8A shows the flow velocity distribution in the horizontal direction under the condition of the current phase pattern X, and Fig. 8B shows the flow velocity distribution in the horizontal direction in the current pattern Y. Figs.

도 7(a)~(d)로부터, 전류 위상 패턴 X와 전류 위상 패턴 Y는, 어느쪽도 메니스커스 하에서 선회류를 형성할 수 있다. 그렇지만, 전류 위상 패턴 Y(도 7(d))가, 역방향 영역의 흐름이 양호했다. 이것은, 인접한 PAI형 코일끼리의 간섭에 의해 발생하는 전자력이, 전류 위상 패턴 Y의 경우가 전자 교반에 적합했기 때문이다.7 (a) to 7 (d), both of the current phase pattern X and the current phase pattern Y can form swirl flow under meniscus. However, the current phase pattern Y (Fig. 7 (d)) had good flow in the reverse region. This is because the electromagnetic force generated by the interference between adjacent PAI-type coils is suitable for electron agitation when the current phase pattern Y is used.

도 8(a), (b)로부터, 본 발명에서는, 대부분의 영역에 있어서, 메니스커스 하에 있어서의 유속이, 침지 노즐의 토출 구멍 위치에 있어서의 유속보다 크고, 주형의 구석부까지 교반할 수 있는 것을 확인할 수 있다.8 (a) and 8 (b), in the present invention, in most regions, the flow rate under the meniscus is larger than the flow rate at the discharge hole position of the immersion nozzle, and is stirred up to the corner of the mold. We can confirm that we can.

본 발명과의 비교로서, 상기 특허 문헌 6 등에 개시되어 있는 리니어형 코일을 적용한 경우의 유동 해석 결과를 도 9에 나타낸다. 단, 특허 문헌 6에 개시되어 있는 좌우의 전자 코일의 전자력에 차등을 준다고 하는 기술은 적용하지 않고, 좌우의 전자 코일의 전류값은 동일한 값으로 하여 계산했다.As a comparison with this invention, the flow analysis result at the time of applying the linear coil disclosed in the said patent document 6 etc. is shown in FIG. However, the technique of giving a differential to the electromagnetic force of the left and right electromagnetic coils disclosed in Patent Document 6 was not applied, and the current values of the left and right electromagnetic coils were calculated as the same values.

도 7, 도 8에 나타낸 본 발명의 계산 결과와 비교하기 위해, 메니스커스 하에 있어서의 주형 장변 근방의 유속이, 도 7, 도 8과 동일한 정도의 55cm/s 정도가 되도록, 리니어형 코일의 전류 조건으로서, 전류는 40000AT, 주파수는 3.OHz로 했다.In order to compare with the calculation result of this invention shown to FIG. 7, FIG. 8, the linear type coil of the linear coil was made so that the flow velocity of the mold long side vicinity in meniscus might be about 55 cm / s as the same degree as FIG. 7, FIG. As a current condition, the current was 40000AT and the frequency was 3.OHz.

도 9(c)로부터, 리니어형 코일의 경우에는, 침지 노즐 토출 구멍 위치에 있어서의 순방향 영역의 유속이 크게 가속되어 있고, 또한 메니스커스 하에 있어서의 주형의 구석부에서 유속이 반전하고 있는 것을 확인할 수 있다.9 (c), in the case of the linear coil, the flow velocity of the forward region at the immersion nozzle discharge hole position is greatly accelerated, and the flow velocity is reversed at the corner of the mold under the meniscus. You can check it.

이와 같이, 리니어형 코일의 경우는, 좌우의 전자 코일의 전류를 조정하는 등의 처치를 행하지 않으면, 토출류가 너무 가속됨으로써 브레이크 아웃이 발생하고, 또, 메니스커스 하에서 주형의 구석부까지 교반할 수 없기 때문에 품질이 열화한다고 하는 문제가 있다.As described above, in the case of the linear coil, if the treatment such as adjusting the current of the left and right electromagnetic coils is not performed, the discharge flow is accelerated so much that breakout occurs, and stirring is carried out to the corner of the mold under the meniscus. There is a problem that quality deteriorates because it is impossible.

또, 본 발명의 전류 위상 패턴 Y의 조건으로, 전류 주파수 f를 1.OHz, 2.OHz, 3.OHz로 했을 경우의 주형 장변 근방의 유속 분포를 도 10에 나타낸다.10 shows the flow rate distribution near the mold long side when the current frequency f is set to 1.OHz, 2.OHz, and 3.OHz under the condition of the current phase pattern Y of the present invention.

본 발명의 청구항 2를 만족하는 주파수가 3.OHz인 경우는, 메니스커스 하의 전자력이 침지 노즐의 토출 구멍 위치의 전자력의 2배 이상이 되어 있다(도 3 참조). 따라서, 도 10(c)에 나타내는 바와 같이, 주형의 구석부까지 유속이 반전하지 않고, 메니스커스 하를 교반할 수 있다.When the frequency satisfying Claim 2 of the present invention is 3.OHz, the electromagnetic force under the meniscus is twice or more the electromagnetic force at the position of the discharge hole of the immersion nozzle (see FIG. 3). Therefore, as shown in FIG.10 (c), the flow velocity does not reverse to the corner part of a mold, but can stir under meniscus.

이것에 대해, 도 10(a)에 나타내는 주파수 f가 1.OHz인 경우, 및 도 10(b)에 나타내는 주파수가 2.OHz인 경우는, 본 발명의 청구항 2를 만족하지 않는 조건의 경우이다. 따라서, 메니스커스 하의 전자력이 침지 노즐의 토출 구멍 위치의 전자력의 2배 이상이 되어 있지 않기 때문에(도 3 참조), 메니스커스 하의 주형의 구석부에서는 유속이 반전하고, 교반이 불충분하게 되어 품질이 열화했다.On the other hand, when the frequency f shown in FIG. 10 (a) is 1.OHz and the frequency shown in FIG. 10 (b) is 2.OHz, it is a case of the condition which does not satisfy Claim 2 of this invention. . Therefore, since the electromagnetic force under the meniscus is not more than twice the electromagnetic force at the discharge hole position of the immersion nozzle (see FIG. 3), the flow velocity is reversed at the corners of the mold under the meniscus, and stirring is insufficient. Quality deteriorated.

즉, 본 발명에서는, 메니스커스 하의 전자력을 침지 노즐의 토출 구멍 위치의 전자력의 2배 이상으로 함으로써, 좌우의 전자 코일의 전류를 조정하지 않아도, 토출 구멍 위치의 유속을 너무 가속한다고 하는 일이 없다. 또, 메니스커스 하에 있어서도 주형의 구석부까지 유속을 반전시키지 않고 교반할 수 있다.That is, in the present invention, by setting the electromagnetic force under the meniscus to be two times or more the electromagnetic force at the discharge hole position of the immersion nozzle, the flow velocity at the discharge hole position is accelerated too much without adjusting the current of the left and right electromagnetic coils. none. Moreover, even under a meniscus, it can stir to the corner part of a mold, without reversing a flow velocity.

도 1에 나타낸 본 발명의 겸용 코일을, 주형폭 L가 1100mm, 주조 속도가 2.Om/min인 전자 교반에 적응했을 경우의 유동 해석 결과를 도 11에 나타낸다.The flow analysis result at the time of adapting the combined coil of this invention shown in FIG. 1 to the electronic stirring whose mold width L is 1100 mm and the casting speed is 2.Om/min is shown in FIG.

도 11(a)은 메니스커스 하, (b)는 침지 노즐 토출 구멍 위치에 있어서의 유속 분포를 나타내고, (c)는 메니스커스 하와 침지 노즐 토출 구멍 위치에 있어서의 주형 장변면으로부터 10mm의 위치의 수평 방향 유속을 나타내는 도면이다.Fig. 11 (a) shows the flow velocity distribution at the immersion nozzle discharge hole position under meniscus, and (c) shows 10 mm from the long side of the mold at the manifold nozzle discharge hole position. It is a figure which shows the horizontal flow velocity of a position.

도 11(a)로부터, 주형폭이 1100mm인 경우에도, 메니스커스 하에 있어서 선회류가 얻어지고 있는 것을 확인할 수 있다. 또, 도 11(c)로부터, 주형폭이 1620mm인 경우와 마찬가지로, 침지 노즐 토출 구멍 위치의 유속을 과분하게 가속하지 않고, 메니스커스 하를 주형의 구석부까지 교반할 수 있는 것을 확인할 수 있다.It can be seen from FIG. 11A that even when the mold width is 1100 mm, the swirl flow is obtained under the meniscus. 11 (c), it can be seen that, similarly to the case where the mold width is 1620 mm, it is possible to stir the meniscus down to the corner of the mold without excessively accelerating the flow velocity at the immersion nozzle discharge hole position. .

본 발명의 겸용 코일을 전자 브레이크로서, 주형폭이 1620mm와 1100mm에 적용했을 경우의 실시예를 하기 표 5에 나타낸다. 전자 브레이크 성능은, 전자 브레이크를 작용시키지 않는 경우와 비교해, 메니스커스 하에 있어서의 최대 유속과 유 속 변동이 어느 정도 작게 되어 있는지로 평가할 수 있다. 이 최대 유속이 5cm/s 이상, 유속 변동이 10cm/s 이상 작게 되어 있으므로, 전자 브레이크로서 충분한 성능이 있다고 할 수 있다.Table 5 shows an example in which the dual coil of the present invention is applied to a mold width of 1620 mm and 1100 mm as an electromagnetic brake. The electromagnetic brake performance can be evaluated by how small the maximum flow rate and the flow rate fluctuation under the meniscus are compared with the case where the electromagnetic brake is not applied. Since the maximum flow rate is 5 cm / s or more and the flow rate fluctuation is 10 cm / s or more, it can be said that there is sufficient performance as an electromagnetic brake.

［표 5］Table 5

도 1의 겸용 코일에 있어서의 전자 브레이크시의 자속 밀도 발생 방법은, 기본적으로 도 12(a)에 나타내는 NNSS 방식이지만, 도 12(b)에 나타내는, 자속 밀도 발생 방향을 교대로 하는 NSNS 방식도 가능하다.The magnetic flux density generation method at the time of electromagnetic brake in the combined coil of FIG. 1 is basically the NNSS method shown in FIG. 12 (a), but the NSNS method alternately alternates the magnetic flux density generation direction shown in FIG. 12 (b). It is possible.

발명자들은, 상기 특허 문헌 3에서, 동일한 정도의 자속 밀도가 얻어지면, 전자 브레이크 성능으로서는, 유속 변동 억제의 점에서 뛰어난 NNSS 방식보다, 최대 유속을 보다 효과적으로 억제하는 것이 가능한, NSNS 방식이 좋은 것을 개시하고 있다.In Patent Document 3, the inventors disclose that, when the same magnetic flux density is obtained, the NSNS method, which can suppress the maximum flow rate more effectively than the NNSS method, which is excellent in terms of suppressing the flow rate fluctuation, is preferable as the electromagnetic brake performance. Doing.

PAI형 코일의 수 n가 4 이상의 경우에서는, 2개의 티스부를 하나로 합쳐 자화함으로써, 큰 자속 밀도를 교대로 발생하는 것이 가능하다. 그렇지만, 도 1에 나타낸 n=2인 경우에 있어서, 자속 밀도를 교대로 발생하는 NSNS 방식을 실시하려면, 티스부 1개만을 자화하기 때문에, 2개의 티스부를 하나로 합쳐 자화하는 경우보다 자속 밀도가 현저하게 저하한다.When the number n of PAI-type coils is four or more, it is possible to generate | occur | produce a large magnetic flux density alternately by combining two tooth parts into one and magnetizing. However, in the case of n = 2 shown in Fig. 1, in order to implement the NSNS method of alternately generating magnetic flux density, only one tooth part is magnetized, and thus the magnetic flux density is more remarkable than when the two tooth parts are combined and magnetized. Degrades.

덧붙여서, NNSS 방식으로는, n=2인 경우에, 54000AT의 전류를 인가해, 3000Gauss 이상의 자속 밀도를 얻을 수 있다. 그렇지만, NSNS 방식으로는, 54000AT의 전류를 인가해도, 1060Gauss의 자속 밀도 밖에 얻을 수 없었다.In the NNSS system, when n = 2, a current of 54000 AT can be applied to obtain a magnetic flux density of 3000 Gauss or more. However, in the NSNS method, only a magnetic flux density of 1060 Gauss was obtained even when a current of 54000AT was applied.

표 5로부터, NNSS 방식의 경우에는, 전자 브레이크를 작용시키지 않는 경우보다 최대 유속이 5cm/s 정도, 유속 변동이 16cm/s 정도 저하하고 있다. 한편, NSNS 방식의 경우에는, 자속 밀도가 작음에도 불구하고, 최대 유속이 8cm/s 정도, 유속 변동이 12cm/s 정도 저하하고 있다. 따라서, 본 발명에 있어서의 겸용형 코일의 전자 브레이크는, 자화 방식이 NNSS 방식, NSNS 방식의 어느쪽이라도 충분한 성능이 있는 것을 확인할 수 있었다.From Table 5, in the case of the NNSS system, the maximum flow rate is about 5 cm / s and the flow rate fluctuation is about 16 cm / s lower than when the electromagnetic brake is not applied. On the other hand, in the case of the NSNS system, although the magnetic flux density is small, the maximum flow rate is about 8 cm / s and the flow rate fluctuation is about 12 cm / s. Therefore, it was confirmed that the electromagnetic brake of the dual-use coil in the present invention has sufficient performance in either the NNSS method or the NSNS method.

본 발명은 상기한 예에 한정되지 않는 것은 물론이며, 각 청구항에 기재된 기술적 사상의 범주이면, 적절한 실시 형태를 변경해도 되는 것은 말할 필요도 없다.It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described examples, and may change the appropriate embodiment as long as it is within the scope of the technical idea described in each claim.

예를 들면, a) 상기의 본 발명에서는, 침지 노즐이 주형 중심에 위치하는 경우에 대해 설명했지만, 반드시 침지 노즐이 주형 중심에 위치하지 않아도 되는, b) 교류 전류는 3상이 아니어도, 전류 위상차가 90도부터 120도이면 그 이상의 다상 교류이어도 된다.For example, a) In the present invention described above, the case where the immersion nozzle is located at the center of the mold has been described, but the current phase difference even if the immersion nozzle does not necessarily need to be located at the center of the mold, b) AC current is not three-phase. If it is 90 degree | times to 120 degree | times, more polyphase alternating current may be sufficient.

이상의 본 발명은, 침지 노즐을 사용하는 연속 주조이면, 만곡형, 수직형 등, 어떠한 형식을 이용해 연속 주조할 때에도 적용할 수 있다. 또, 슬래브의 연속 주조뿐만 아니라 프레임의 연속 주조에도 적용할 수 있다.The present invention described above can be applied to continuous casting using any type such as curved type or vertical type as long as it is continuous casting using an immersion nozzle. Moreover, it is applicable not only to continuous casting of a slab but also to continuous casting of a frame.

Claims

A method of continuously casting steel by selectively applying electromagnetic brake or electromagnetic stirring to molten steel in a mold by energizing a direct current or three-phase alternating current through an electromagnetic coil disposed on the outer circumference of the mold long side,

The electronic coil,

Each long side has 2n teeth (n is a natural number of 2 or more),

Each of these teeth portions is wound on the outside, and the teeth portions which have been subjected to these windings are also wound on the outside of the two and joined together.

The core part of the electromagnetic coil which is a magnetic body which has each of these tooth parts is arrange | positioned in the range of the vertical direction from the meniscus to the discharge hole position of an immersion nozzle,

In the electronic stirring of molten steel in the mold, the electromagnetic force induced in the molten steel under the meniscus is equal to or greater than twice the electromagnetic force induced at the discharge hole position of the immersion nozzle.

The method according to claim 1,

When electronically stirring molten steel in the mold,

The relationship between the distance h (mm) from the upper end of the core part to the upper end of the mold and the frequency f (Hz) of the three-phase alternating current applied to the electromagnetic coil satisfy the following formulas (1) and (2). A continuous casting method of steel.

When 1.8 <f <3.0, h≤102f-185... (One)

When 3.0 ≦ f ≦ 5.0, h ≦ 18f + 68... (2)

The method according to claim 1 or 2,

The natural number n is 2,

Excitation coils (1 to 3, 4 to 6, 7 to 9, 10 to 12) each have one electromagnetic coil, and excitation coils (1, 4, 7, and 10) are wound to combine two teeth portions into one. Is the excitation coil,

The electromagnetic coils having the exciting coils 1 to 3 and the electromagnetic coils having the exciting coils 4 to 6 are sequentially arranged on one long side side, and the exciting coils 7 to 9 and 10 to 12 on the other long side. When the electromagnetic coil having) is placed to face the electromagnetic coil having the excitation coils 1, 3, 4, 6,

To the excitation coils (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, and 12) wound on each tooth portion of each of the electromagnetic coils,

When A, B, and C are each phases having a phase difference of 120 degrees in three-phase alternating current, in order of the excitation coil, -C, + B, + A, + C, -B, -A, and -C , + A, + B, + C, -A and -B, or

Or -C, + B, + A, -B, + A, + C, + B, -C, -A, + C, -A, and -B. A continuous casting method for steel, characterized by the above-mentioned.

A flow control device of molten steel in a mold for continuously casting the steel by selectively applying electromagnetic brake or electromagnetic stirring to molten steel in the mold by energizing an electromagnetic coil disposed on the outer circumference of the mold long side,

This flow control device,

It has an electromagnetic coil, direct current power source and three phase AC power source,

The electromagnetic coil has 2n teeth portions (n is a natural number of 2 or more) on each long side,

Each of these teeth portions is wound on the outside, and the teeth portions which have been subjected to these windings are also wound on the outside of two pieces, combined into one, and n are arranged on each long side.

When the width of each tooth portion is W (mm) and the mold width is L (mm), the number n of each long side of the electromagnetic coil wound to combine the two tooth portions into one satisfies the following formula (3). A flow control device for molten steel in a mold.

(L-80) / (3W + 400) ≤n≤ (L + 200) / (3W + 200)... (3)