JPH01284469A

JPH01284469A - 連続鋳造方法

Info

Publication number: JPH01284469A
Application number: JP11577988A
Authority: JP
Inventors: Kunio Yasumoto; 安元　邦夫; Yasuo Sugitani; 杉谷　泰夫; Tsutomu Tanaka; 努田中; Tadashi Hirashiro; 正平城
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-05-11
Filing date: 1988-05-11
Publication date: 1989-11-15
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPH0767599B2

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）本考案は、タンディツシュ又は給湯ノズルと鋳型が直結
された形式の連続鋳造方法に係り、特に前記直結部に起
因する表面欠陥を防止できる連続鋳造方法に関するもの
である。

（従来の技術）鋼の連続鋳造（以下「連鋳」と略す）において、現在広
く用いられている垂直型、垂直曲げ型、湾曲型等に比べ
ると水平型は構造が簡単で高さが低いので、建屋や設備
等の建設費が安価であるほか、溶鋼静圧に起因する中心
偏析や、曲げ矯正起因の内部割れ等がない内部品質の優
れた鋳片がえられる特長を有する。

しかしその反面、第９図に示すようにタンディツシュ１
と鋳型２を接続することが必要で、溶融スラグや油類を
用いる鋳型内潤滑を行わず、初期凝固シェル３がメニス
カス下部の溶ｔ！４４内で形成されるため、通常、タン
ディツシュｌと鋳型２間にタンディツシュノズル５及び
フィードノズル６を介してセラミック質の接続耐火物環
（以下「ブレークリング」という）７を設け、かつ固定
鋳型２からの鋳片間歇引抜が行われている。

このような形式の水平連続鋳造法におけるブレークリン
グ７の鋳型２に対する接続法を更に詳細に示したのが第
１Ｏ図及び第１１図である。

すなわち、第１Ｏ図及び第１１図共、フィードノズル押
さえ治具８を例えば皿ばね９を介してポル＋−１０で鋳
型２の水冷ジャケラ！−’１１に螺締めすることで、フ
ィードノズル６を介してブレークリング７を鋳型２に圧
接するものである。なお第１Ｏ図はブレークリング７の
外周面にテーパをつけたもの、第１１図はテーパをつけ
ていないものである。

しかしながら、第１０図及び第１１図に示したいずれの
接続法にしてもブレークリング７は鋳片の間歇引抜によ
り、凝固シェル３の形成、新溶鋼の流れ込みを繰り返し
、非常に熱負荷の大きい過酷な使用環境となる。このた
めブレークリング７としてはＢＮやＳｌ、Ｎ４系セラミ
ツクが一般に使用されているが、これらは高価であるば
かりでなく、寿命が短く長時間の鋳造に耐えられない。

そこで、この方式によるコールド・シャットと称する鋳
片表面の引抜マークが後続の圧延加工に耐えられず疵と
なるため、コールド・シャット軽減策として従来より以
下の方法が提案されている。

■　特開昭５６−１４４８４９号には、高融点金属材料
製の中空環路を有するブレークリングを用い、その環路
内に配設された加熱手段、あるいは環路内に冷却ガスを
吹き込み、ブレークリングの温度を制御可能にした方法
が開示されている。

■　特公昭６０−１１０５号には溶融金属を端部の閉じ
た水平水冷鋳型内に導入し、鋳型を水平方向に移動して
鋳造する水平連鋳機に対して、半融性物質の液相で、該
鋳型閉塞部と鋳型間をシールし、鋳片と鋳型間の潤滑を
促進する方法が開示されている。

また、このブレークリングの必要性は水平連鋳のみなら
ず、タンディツシュと鋳型を直結した垂直型連鋳法でも
同様であるが、ブレークリングの役割を代替させる方法
として本出願人は、■　特願昭６１−２１６５４６号で
、第１２図及び第１３図に示すようにタンディツシュｌ
と鋳型２間に、フィードノズル６を前記鋳型２に圧接状
に介設すると共に、該フィードルグル６内には溶融スラ
グ又は不活性ガスの貯蔵室Ｊ２を設け、フィードノズル
６の下端と鋳型２の内周壁とで形成される環状の間隙部
に前記貯蔵室１２から供給される溶融スラグ又は不活性
ガスの層１３を形成させて、タンディツシュｌと鋳型２
の間の溶鋼差し込み（パリ差し）を防止し、安定な凝固
シェル３を形成させるものを提案している。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、 ■については、ブレークリングという小さな部材中に環
路を作ることは困難で、更に、その環路を利用して加熱
あるいは冷却により、ブレークリングにより温度制御を
′することは機構上はなはだ煩雑となる。また、よほど
温度制御を正確にしないと初期凝固シェルの不均一化を
招き、安定な鋳造が不可能となる問題点がある。

■については、現在の水平連鋳法の主流である固定鋳型
−間歇引抜方式と異なり、端部の閉じた水冷鋳型を用い
、その鋳型を水平方向に移動して鋳片を製造する形式の
連鋳法に限定されている。また、鋳型端部の閉塞部と鋳
型間のシールに半融性物質を使用しているが、記載され
ている水平連鋳の実施例では、半融性物質の密度は溶融
金属の密度よりも小さいため、下方の半融性物質が浮い
てしまい目的とするシールを実施し難い問題点がある。

■については、水平連鋳に用いられない難点は■と同様
である。また、垂直型に限定した本方法では、従来のオ
シレーション鋳型を使用する連鋳法の場合と同様、鋳型
−鋳片間の潤滑作用によりスラグが消耗するので、その
強制補給が必要となる。しかし溶融スラグを形成する過
程で部分的な焼結が生じ、狭いスリットからの供給が安
定せず、タンディツシュ内の溶鋼静圧との平衡が保たれ
ないために所期の目的を達せずコールド・シャットを生
じる。また、不活性ガスによる加圧の場合は鋳型につな
がるタンディツシュ耐火物または給湯ノズル耐火物の端
部から不活性ガスが容易に浮上離脱するので、溶鋼静圧
との平衡が一層難しくなる。したがって、安定な位置で
の凝固シェルが形成されないため、耐火物のかじり取り
、鋳片表面の乱れとコールド・シャットの形成という問
題点がある。

本発明は、タンディツシュまたは給湯ノズルと鋳型を直
結した連鋳において、該接続部でのパリ差し、コールド
・シャットを防止して表面欠陥のない鋳片を製造できる
連続鋳造方法を提供せんとするものである。

（課題を解決するための手段）先ず、本発明を完成するための考え方について述べる。

タンディツシュ又は密着給湯ノズルと鋳型の接続部に溶
鋼が充填している場合には、ここにいわゆるパリ差しが
生じる。

前記接続部にブレークリングを用いても、ブレークリン
グ側に僅かながらも凝固シェルが形成されるので鋳片の
引抜により新しい溶鋼が流れ込み、凝固の段差によるい
わゆるコールド・シャットなる表面欠陥マークが生じる
。

この表面欠陥は連鋳方式が水平型、垂直型のいかんにか
かわらず、また、鋳型の固定、オツシレーションのいか
んにかかわらず発生する。

一方、電磁力を用いて溶鋼の流動を制御する方法は広く
行われている。

例えば、ＡＩ、　Ｃｕまたはその合金を垂直鋳造する場
合に、鋳型を用いずに電磁力で場面付近の形状を保ち、
その後、水冷却により凝固・冷却をさせる方法が既に用
いられている。

本発明は、接続部での凝固開始に起因する上記パリ差し
や表面欠陥を防止するために、電磁力を用いて接続部へ
の溶鋼接触を抑止し、凝固開始位置を該接続部より鋳片
引抜方向に寄せるようにしたもの、及びこれにより生じ
る空間に潤滑剤（油類）を供給し鋳型−鋳片間の焼付き
を防止するようにしたものである。

すなわち本発明は、タンディツシュまたは給湯ノズルと
鋳型が直結された連続鋳造装置を用いる溶鋼の鋳造方法
において、前記鋳型の入口直前に該鋳型に沿って周回し
て配した通電管に高周波電流を供給し、発生する電磁力
により溶鋼をＡ亥直結部境界と非接触として鋳造するも
の、また電磁力発生用通電管を、鋳型入口より上部で、
少なくとも内端が鋳型内壁の延長線上より鋳型内側に迫
り出して設置し、この通電管に供給した高周波電流によ
り発生する電磁力によって溶鋼を直結部とも非接触とす
るもの、あるいは、溶鋼が非接触となる部分に、焼き付
き防止剤を供給するようにしたものである。

（作用及び実施例）以下、電磁力により溶鋼の表面形状を保持する原理を説
明し、続いて、この原理を適用した本発明方法の実施例
に及ぶ。

先ず、電磁力により溶鋼の表面形状を保持する原理を第
７図に示す。

溶ｗ４４を保持する耐火物１４の内壁近くに周回するよ
うに埋設したコイル１５に高周波電流１６；Ｊｏを流す
と、交流磁場Ｈ（１７は磁束線）が発生すると同時に、
コイル１５に近い溶ｗ４４には高周波電流１６とは逆位
相の渦電流１８：Ｊが流れる。この渦電流１８は磁場Ｈ
との相互作用によってフレミング左手の法則に基づく電
磁気力１９：Ｆが？容鋼４の中心方向に向かって働き、
溶鋼４を耐火物壁から離して側面から保持する。第８図
に示すようにこの保持された領域２０をタンディツシュ
または密着給湯ノズルと鋳型の接触部前後にわたって形
成させ、水冷鋳型内壁に接する位置から凝固を開始せし
めれば、前記パリ差しやコールド・シャット等表面欠陥
のない鋳片を安定して鋳込むことができるはずである。

保持領域２０はコイル１５の大きさ、電流の強さ、周波
数、溶鋼静圧のほか、コイル１５と水冷銅鋳型と溶鋼の
位置関係により決定されるので、確認のために下記条件
で鋳造実験を行った。

〔実験条件〕

鋳造寸法：垂直型連鋳法鋳片方法：φ１８０ｍ鋳片引抜速度：１，２ｍ／分溶ｊｌｉｆ１１．２重量％Ｃ−０，４重量％Ｍｎを主成
分とする実用炭素鋼鋳造温度エタンディツシュ内１５２０°Ｃコイル寸法：
　３０ｍｍ　Ｘ　１００鴫（ｌターン、水冷）電流：２
Ｘ１０’Ａ周波数：ｉ、ｉ　ＸＩＯ’　Ｈ２溶鋼場面位置：水冷銅鋳型上端より５０皿上方前記位置
関係を第１図〜第３図に示す如く変えた３つの場合（ケ
ース１〜３）の結果は、第１図〜第３図に示すように場
面の鋳型との接触部が鋳型２の上端より上方にあるため
凝固が耐火物１４と鋳型の接続部より上方で始まり、パ
リ差しが生じたり、コールド・シャット形成による表面
欠陥を生じたり、密着給湯ノズルの損耗などにより長時
間の安定鋳造は難しいことが判った。

第４図及び第５図に示す如く、さらにコイル１５を鋳型
２の内側に張り出した配置で検討を行ったところ（ケー
ス４．５）接続部以下の銅鋳型２で凝固させることが可
能と判断された。

そこで、タンディツシュ２内では２容鋼４の自由表面２
１が耐火物１４を濡らす状態のタンディツシュ２直結鋳
型内で該接続部から溶鋼４を離れさせるために、前記鋳
造条件のうち溶鋼場面位置を水冷１目鋳型上端より１０
０胴上方、コイルを横平型にして鋳型内壁より４０鵬張
り出した状態で、コイル冷却を強化して電流を２倍（４
ＸＩＯ’Ａ）流した実験を行った。結果は首尾よく、パ
リ差しやコールド・シャット等の表面欠陥のない鋳片が
得られた。この鋳造中の状況を推察するに第６図のよう
であったと考えられ、所期の目的を十分に達している。

本発明方法を垂直型連鋳において採用する際、小断面の
鋳片の場合に特に効果を発揮する。例えば、継目無し鋼
管を製造する素材として例えばφ１８０　ｍｍの丸鋳片
を鋳造するに当たり、生産性を確保する観点から、耐火
物製浸漬ノズルは例えば外径φ１２０　ｍｍと相当太く
、鋳型内壁とノズル外面との平均間隙は僅かに３０Ｍし
かない。ここに潤滑剤としてのパウダーを添加しても、
十分な熱の供給が得られず、パウダーの滓化（溶融）が
不十分なまま鋳片の凝固殻表面に捕捉されて鋳片の凹み
疵が生じる場合がある。その防止対策として、タンディ
ツシュと鋳型を直結した本発明方法では、タンディツシ
ュ口径を大きくとりパウダー無添加の鋳造が可能となる
ので、かかる欠陥が発生する恐れはない。

また、潤滑が必要とあれば第６図に示すように接続部に
細目の供給管２２を設け、ここから油類（例えば、菜種
油、鉱油）を滲み出させる方法を採ることが可能である
。

この場合、保持部の空隙２０を鋳型２の上下オソシレー
ションのストローク以上確保することにより、鋳片は間
歇引抜でな（タンディツシュ−鋳型のオツシレーション
で連続引抜が可能となり、操業と品質が安定する。

以上、垂直型の実施例を説明したが、水平式連鋳におい
ても本発明方法は同様の効果を発揮する。

すなわち、パリ差し、コールド・シャット、潤滑不良の
問題点を一挙に解決することが可能である。

（発明の効果）以上説明したように本発明は、タンディツシュまたは給
湯ノズルと鋳型が直結された連続鋳造装置を用いる溶鋼
の鋳造方法において、前記鋳型の入口直前に該鋳型に沿
って周回して配した通電管に高周波電流を供給し、発生
ずる電磁力により溶鋼を該直結部境界と非接触として鋳
造するもの、また電磁力発生用通電管を、鋳型入口より
上部で、少なくとも内端が鋳型内壁の延長線上より鋳型
内側に迫り出して設置し、この通電管に供給した高周波
電流により発生ずる電磁力によって溶鋼を直結部とも非
接触とするもの、あるいは、溶鋼が非接触となる部分に
、焼き付き防止剤を供給するようにしたものであり、以
下に列挙する効果を有する。

■　垂直型、水平型にかかわらずタンディツシュ又は給
湯ノズルと鋳型を接続してプレータリングの有無によら
ず鋳造することができる。

■　パリ差し、コールド・シャット等表面欠陥のない鋳
片が得られる。

■　鋳型（タンディツシュとも）をオシレートさせるこ
とができ、接続空隙部に潤滑剤を供給できるので、鋳型
−鋳片間の摩擦が減少し、凝固シェルのブレークアウト
が発生せず、長時間鋳造が安定して行える。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は鋳造実験時の溶鋼表面形状に及ぼすコ
イルと鋳型の位置の影響を示す図面、第４図及び第５図
は溶鋼表面形状の検討結果を示す図面、第６図は本発明
方法の一実施例を示す図面、第７図は電磁力による溶鋼
保持の原理説明図、第８図は鋳造時の溶鋼保持状態の説
明図、第９図は水平連続鋳造法の概略説明図、第１０図
及び第１１図はタンディツシュと鋳型の接続部の説明図
、第１２図は垂直型の密着給湯法の概略図、第１３図は
ブレークリングに替わる方法の説明図である。２は鋳型、３は凝固シェル、４は溶鋼、１５はコイル。第４図第５図第６区第７図第８図第９図第１０図第１１図第１２図第１３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）タンディッシュまたは給湯ノズルと鋳型が直結さ
れた連続鋳造装置を用いる溶鋼の鋳造方法において、前
記鋳型の入口直前に該鋳型に沿って周回して配した通電
管に高周波電流を供給し、発生する電磁力により溶鋼を
該直結部境界と非接触として鋳造することを特徴とする
連続鋳造方法。
（２）請求項１記載の鋳造方法において、電磁力発生用
通電管を、鋳型入口より上部で、少なくとも内端が鋳型
内壁の延長線上より鋳型内側に迫り出して設置すること
を特徴とする連続鋳造方法。
（３）請求項１又は請求項２記載の連続鋳造方法におい
て、溶鋼が非接触となる部分に、焼き付き防止剤を供給
することを特徴とする連続鋳造方法。