JPH03294044A - 複合金属材の連続鋳造方法 - Google Patents

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、表層部と内層部の組成、すなわち化学成分の
異なる複合金属材の金属鋳片を、液状金属から連続的に
製造する場合の液状金属注入による複合金属材の連続鋳
造方法に関するものである。

（従来の技術） 連続鋳造によって複合金属材を製造する従来の方法とし
て、例えば特公昭６１−２５２８９８号広報に開示され
た技術がある。これは第２図に示すごとく、浸漬深さの
異なる２本の浸漬ノズル２および３の吐出孔位置７およ
び８を、鋳造方向の異なる位置に設けて、化学成分組成
の異なる異種の液状金属を注入し、その際に２本の浸漬
ノズル２．３の吐出孔間に静磁場を設ける事により、異
種液状金属の混合を抑制しつつ連続的に複合金属材を製
造する方法である。

一方、複層構造も表層と内層の２種類の金属から成るも
ののみを考慮していた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、異種液状金属を供給する際に、２本のノ
ズル２および３を使用する方法では、方形断面を持つス
ラブ鋳型１にノズルをセットする場合、それぞれのノズ
ルのセット位置を、鋳型の中心軸上から偏った位置に設
定せざるを得す、それぞれの液状金属のノズル吐出孔位
置７．８も鋳型の中心軸から偏った位置となる。

このため鋳型ｌ内の液状金属プール１１８よび１２内で
の液状金属の流動パターン９および１０は、鋳型中心軸
の周囲に左右が非対称となるが、この様に非対称な液状
金属の流動は、鋳片内部の介在物、気泡などの欠陥分布
を不均一にする。特に上部の液状金属プール１１におい
ては、不均一な流動パターン９により介在物、気泡など
の滞留域が生ずる結果、鋳片内部に多数かつ不均一な介
在物欠陥、気泡欠陥を生ずるため、品質上の課題となっ
ている。

また２本のノズルを使用した場合、鋳型１の短辺側内壁
とノズルとの距離を近く設定せざるを得す、鋳型短辺側
内壁とノズル２および３の間の液状金属熱容量が低下し
、湯面４上にデッケル、皮はり等が頻発するため、連続
鋳造時の凝固シェル破断による液状金属の流出事故（ブ
レークアウト）の原因になるという問題も生じている。

さらに、複層構造も２種類の金属に限定されることなく
、今後は、３種類以上の金属による複合金属材の製造も
考慮する必要がある。

本発明は、これらの従来技術が有する課題を解決し、優
れた品質の複合金属材を安定して得ることができる連続
鋳造方法を提供する目的でなされた。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、鋳型内湯面レベル
より下方に、鋳片全幅に亘って鋳造方向に垂直な方向の
静磁場を鋳造方向の１箇所以上に形成させ各々の静磁場
帯を境界とした各プールに夫々の液状金属を供給する複
合金属材の連続鋳造方法であって、内部に前記プールの
数に相当する液状金属流路を持ち、それぞれの流路毎に
鋳造方向の異なる前記各プールに吐出孔を持つ１本の浸
漬ノズルを鋳型中心軸上に設置して鋳造することを特徴
とする複合金属材の連続鋳造方法である。

（作用） 本発明においては、従来の技術における課題を解決すべ
く、静磁場によって形成された鋳型内の上下液状金属プ
ールにそれぞれ表層用、内層用の液状金属を供給する際
に、内部に２系列の液状金属流路を持つ１本の浸漬ノズ
ルを鋳型の中心軸上にセットする。この状態を第１図に
示す。

最初に鋳型の適当な位置に静磁場印加用の磁石１５を配
設し、鋳造方向に垂直な方向の静磁場を鋳片全幅に互っ
て形成する。こうして鋳型内に上下２層の液状金属用の
ストランド・プールを設ける。

次に液状金属を注入することになる。まず表層用の液状
金属は、液状金属流路１３を通り上部の吐出孔７から上
部プール１１へ供給される。同様に内層用液状金属は液
状金属流路１４を通り、下部の吐出孔８から下部プール
１２へ供給される。供給された液状金属は、鋳型内壁面
からの抜熱により凝固シェルを形成しながら下方へ移動
していく、凝固シェルは成長してついには完全に凝固し
た鋳片となり、鋳型下部より引出される。こうして先に
凝固する鋳型向上部における表層部５と、それに続いて
凝固する下部における内層部６の境界が明瞭な、すなわ
ち両層間の成分濃度の遷移層が薄い複合金属材を得るこ
とができる。このときそれぞれの流路に設けである吐出
孔７および８を左右対称とすることによって、上下液状
金属プール内での流動パターン９およびｌＯを左右対称
にすることができる。

この様な流動パターンは、ストランドプール内での非金
属介在物の滞留域を解消するのみならず、鋳片的非金属
介在物の分布状態も均一化させるため、複合金属材の鋳
片品質を大幅に向上させることが可能となる。

さらに上部の吐出孔７を水平に対して５〜８０゜上向き
に設ける事によって、ノズルと鋳型短辺側内壁との間に
十分な間隔を有する湯面４に、高温の液状金属流９が創
出される。このため、湯面の皮はり、デッケル等の発生
を防止することができ、重大な操業事故の原因となるブ
レークアウトの発生頻度も激減するため、安定した操業
が可能となる。

なおこの際に、ノズルＮの構造は二重管構造に限定する
必要はな（、例えば、正方形あるいは矩形断面を有する
長尺ノズルの両側面に正方形あるいは矩形断面を持つ２
本の短尺ノズルを組合せて１本とする等も可能である。

またノズルＮの材質としては、溶融シリカ、アルミナグ
ラファイト等、現在便用されているどの様なノズル材質
を用いてもかまわない。

また、外層用液状金属と内層用液状金属とを異なる種類
の金属とする必要はなく、同じ金属を用いることも可能
である。

さらに浸漬ノズルの液状金属流路を３系列以上とし、前
記の静磁場と同じ静磁場を上下に複数レベル設けてスト
ランド・プールを液状金属流路と同数のプールに分割し
、各プールに対して浸漬ノズルのそれぞれの液状金属流
路下端の吐出孔から対応する液状金属を供給することに
よって、内層を複数の層で形成することができる。

（実施例） 実施例１ 比較例としての第２図の２本ノズル２および３を使用し
て鋳造した場合と、本発明例である第１の実施例の第１
図の二重管ノズルＮを使用して鋳造した場合の比較検討
を行なった。

表　　　１ まず鋳造時のノズル以外の条件は全て同一とした。すな
わち鋳片の表層、内層には表１に示す化学組成を持つ溶
鋼を、それぞれ１．５８０℃および１．５００℃の温度
に保ちつつ鋳型１内に同時に注入した。このときのそれ
ぞれの浸漬ノズルの材質はアルミナグラファイト、浸漬
量は表層用溶鋼供給ノズルが１００ｍｍ　＋内層用溶鋼
供給ノズルがｉ、ｏｏ。

Ｉｍｍとした。また両溶鋼の混合を抑制するための静磁
場の磁束密度はＩ　Ｔｅ５ｌａ　！静磁場の幅は上下吐
出孔の中心から±３００ｍｍ　、鋳造速度はｌ　＋ｎ／
ｗｉｎ　。

表層と内層の溶鋼供給量の比は１：４．鋳片のサイズは
輻１　、０００ｍｍ厚さ２００＋＋ｕ＋　、全溶鋼の鋳
造量は１２０ｔｏｎとした。

なお浸漬ノズル吐出口の向きは、２本のノズルを使用し
た比較例では、第２図のように表層用が水平方向、内層
用が鉛直方向下向き、一方二重管ノズルを使用した本発
明例では、第１図のように表層用が上向き１５°、内層
用が下向き１５°とした。

第３図には、２本のノズルを使用して鋳造した場合と、
本発明例による二重管ノズルＮを使用して鋳造した場合
の、鋳片内郭金属介在物の分布状態の調査結果を゛示す
。

従来の２本のノズルを使用した場合、表層、内層境界面
近傍での介在物個数が多くなっているのにたいし、本発
明例による二重管ノズルを使用した場合は、前記介在物
個数が激減し、また鋳片幅方向でのその分布状態は、ど
こでもほぼ同じであり、均一化された。

次に第４図には、鋳造速度に対するブレークアウトの発
生率を、２本のノズルを使用した従来例の場合と、本発
明例の二重管ノズルを使用した場合について比較して示
した。この第４図から明らかなように、操業事故である
ブレークアウト回数も激減し、本発明ノズルが安定操業
にも絶大な効果が有ることが判明した。

実施例２ 第５図は第２の実施例の方法を示す図で、三重管ノズル
Ｎ′を使用して表層、中間層及び内層から成る複合金属
材を連続鋳造している状態を示す、基本的構成は、第１
図の二重管ノズルＮの場合を三重管に拡張し、静磁場１
５．１５′を上下２レベルに設けた点が異なる。

鋳造時の条件は以下の通りである。すなわち鋳片の表層
、中間層及び内層には表２に示す化学組成を持つ溶鋼を
、それぞれ１，５８０℃、１．５４０℃および１．５０
０℃の温度に保ちつつ鋳型１内に同時に注入した。この
ときの浸漬ノズルＮ′の材質はアルミナグラファイト、
浸漬量は表層用溶鋼供給ノズルが１００ｍｍ　、中間層
用溶鋼供給ノズルが７００ｍｍ、また内層用溶鋼供給ノ
ズルが１．３００ｍｍとし、吐出口の向きは表層用７が
上向き１５°、中間層用８′が水平方向、また内層用８
が下向き１５°とした。また溶鋼同士の混合を抑制する
ための上下２段の静磁場の磁束密度はいずれもＩ　Ｔｅ
５ｌａ　、静磁場の幅もいずれも上下吐出孔の中心から
±２００ｒｔｈｍ、　！＃造速度は１ｍ／ｗｉｎ、表層
と中間層と内層の溶鋼供給量の比はｌ　：　１　：　３
．鋳片のサイズは幅１．００Ｏｎ＋ｍ厚さ２００ｍｍ　
＋全溶鋼の鋳造量は１２０ｔｏｎとした。

表　　　　　２ 前記第３図に、本発明例による三重管ノズルＮ′を使用
して鋳造した場合の鋳片内郭金属介在物の分布状態の調
査結果を同時に示す１本発明例によるノズルを使用した
方法でも鋳片内郭金属介在物は少なく、鋳片幅方向でそ
の分布状態が均一化されていることがわかる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明においては、従来２本あるい
は３本以上使用しなければならないノズルを１本にまと
めることにより、ノズルを鋳型中心軸上にセット可能と
し、ストランドプール内液状金属流動を左右対称とする
ことにより、プール内での介在物などの滞留を解消して
鋳片品質を大幅に向上させるとともに、鋳型短辺側内壁
−ノズル間の距離を十分確保でき、湯面上の皮はり。

デッケルの生成などを抑制することができるため、安定
した複合金属材の製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明例の二重管ノズルを使用して複合金属材
を連続鋳造している状態を示す図面、第２図は従来法例
による２本のノズルを使用して複合金属材を連続鋳造し
ている状態を示す図面、第３図は従来の２本のノズルの
場合と本発明例の１本のノズル（二重管及び三重管）の
場合の介在物個数分布を示す図面、第４図は従来の２本
のノズルの場合と本発明例の１本のノズルの場合のブレ
ークアウト発生回数の比較を示す図面、第５図は本発明
例の三重管ノズルを使用して、複合金属材を連続鋳造し
ている状態を示す図面である。 １・・・鋳型、２・・・浸漬ノズル（表層用）、３・・
・浸漬ノズル（内層用）、４・・・湯面、５・・・鋳片
外層、６・・・鋳片内層、６′・・・鋳片中間層、７・
・・表層用液状金属吐出孔、８・・・内層用液状金属吐
出孔、８′・・・中間層用液状金属吐出孔、９・・・上
部プール内流動パターン、１０・・・下部プール内流動
バクーン、１０′・・・中間部プール内流動パターン、
１１・・・上部液状金属プール、１２・・・下部液状金
属プール、１２′　・・・中間部液状金属プール、１３
・・・浸漬ノズル内表層液状金属流路、１４・・・浸漬
ノズル内内層液状金属流路、１４′　・・・浸漬ノズル
内中間層液状金属流路、１５．１５’　・・・静磁場印
加用磁石、Ｎ・・・ノズル（二重管）、Ｎ′・・・ノズ
ル（三重管）。 オ」図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋳型内湯面レベルより下方に、鋳片全幅に亘って鋳造方
   向に垂直な方向の静磁場を鋳造方向の１箇所以上に形成
   させ、各々の静磁場帯を境界とした各プールに夫々の液
   状金属を供給する複合金属材の連続鋳造方法であって、
   内部に前記プールの数に相当する液状金属流路を持ち、
   それぞれの流路毎に鋳造方向の異なる前記各プールに吐
   出孔を持つ１本の浸漬ノズルを鋳型中心軸上に設置して
   鋳造することを特徴とする複合金属材の連続鋳造方法。