JPH04178247A - 電磁界を有する鋳型による鋼の連続鋳造方法 - 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、電磁界を有する鋳型による鋼の連続鋳造方法
に関するものである。

〔従来の技術と発明か解決しようとする課題〕高周波磁
界の電磁力を利用して鋳型を構成し、この鋳型内に溶湯
を注湯し前記電磁力によって溶湯の外周面を自立保持さ
せるとともにその下部で冷却しながら連続鋳造すること
が行われている。

〔特公平１−６０３３７号公報、鉄と鋼　第７１年（１
９８５）第１６号　１９〜２０頁参照〕 上記の鋳型による連続鋳造は、軽く且つ熱伝導率の良い
アルミニウム等の金属には適用されているか、鋼のよう
に比較的重く且つ熱伝導率の悪い金属の場合は、上記鋳
型のみて溶鋼を自立保持して連続鋳造するには鋳造速度
を極めて遅いものとしなければならず、未だ実用されて
いない。

一方、鋼に対しては、従来より使用されている水冷鋳型
のメニスカスを形成する位置近傍の外周に電磁コイルを
設け、この電磁コイルによる電磁界の電磁力を利用し鋳
型内のメニスカス近傍の溶鋼および凝固殼を自立保持し
ながら連続鋳造することか行われつつあり、例えば、技
術文献〔材料とプロ（＝スＶｏ１３（１９９０）−９１
８）　！ニーは、水冷鋳型の外周に設けた電磁コイルに
よる電磁力を利用した場合の、連続鋳造におけるオシレ
ーションマークと初期凝固との関係が研究発表されてい
る。また本出願人もこの種の技術の研究を重ねてきてお
り、メニスカス１５０ｍｍ乃至１５０ｍｍの部位より上
部の鋳型壁に、所定間隔の縦方向スリットを有する上広
がりのテーバ部を形成し、このテーパ部の外周に電磁コ
イルを設けた連続鋳造用鋳型を提案〔特願昭６３−３０
３７２１号（特開平２−１４７１５０号公報コしている
。この提案した連続鋳造用鋳型では、鋳型と凝固殼との
間にスラグ化したパウダが浸入し易くなるので、鋳型と
凝固殼との間の潤滑が充分に行き渡り、拘束性ブレーク
アウトか起こり難くなり高速鋳造が可能となる。

ところで、本出願人は、その後も研究を重ね、メニスカ
ス１５０ｍｍ乃至１５０ｍｍの部位より上部の鋳。

型壁に所定間隔の縦方向スリットを形成し且つその外周
に電磁コイルを設けてなる電磁界を有する鋳型を用いて
鋼の連続鋳造を試みてきた。その研究過程において、鋳
造された鋳片の中に鋳型潤滑剤を巻き込んだ介在物欠陥
を有する鋳片が見つかり、その原因を追究してきたとこ
ろ、鋳造中の鋳型内において電磁力により発生する溶鋼
流動により湯面変動を生じ、このためメニスカスか不安
定になり鋳型潤滑剤を巻き込むことか起こり介在物欠陥
が発生することを知見した。

そこで、上記問題を解決することを目的としてさらに研
究を重ね、鋳造中の鋳型内の湯面変動を抑制した電磁界
を有する鋳型による鋼の連続鋳造方法を開発するに到っ
たものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の事情により開発された本発明の要旨は、メニスカ
ス１５０ｍｍ乃至１５０ｍｍの部位より上部の鋳型壁に
所定間隔の縦方向スリットを形成し且つその外周に電磁
コイルを設けてなる電磁界を有する鋳型による鋼の連続
鋳造方法において、前記縦方向スリットを１０−１４０
ｍｍの間隔で設ける一方、前記電磁コイルに５〜２０ｋ
Ｈｚの周波数を付与し、鋳型内のメニスカス近傍の溶鋼
および凝固殼を電磁力によって自立保持しながら連続鋳
造する電磁界を有する鋳型による鋼の連続鋳造方法であ
る。

〔作　　用〕

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明方法に適用される電磁界を有する鋳型
の説明図であって、図において、ｆｉｌは水冷鋳型、（
２）は電磁コイル、（５）は浸漬ノズルを示し、水冷鋳
型（１）のメニスカス１５０ｍｍ乃至１５０ｍｍの部位
より上部の鋳型壁（３）には、３５ｍｍ間隔に縦方向ス
リット（４）が形成され、その外周に電磁コイル（２）
か設けられている。

本出願人は、従来より、上記電磁界を有する鋳型を用い
、電磁コイル（２）に流す電流の周波数として３ｋＨｚ
を使用し、鋳型と凝固殼との間の潤滑性能について調査
してきた。そしてその過程において、鋳造された鋳片の
中に鋳型潤滑剤を巻き込んだ介在物欠陥を有する鋳片か
時々見つかりその原因を追究してきた。

その結果、原因は、鋳造中の鋳型内において電磁力によ
り発生する溶鋼流動により湯面変動か生じており、この
ためメニスカスが不安定になり鋳型潤滑剤を巻き込むも
のと考え、電磁コイル（２）に流す電流の周波数を変化
させ実験を行った結果、第２図に示すように、周波数か
増加するにつれメニスカスの変動量が減少することが分
かった。特に周波数を５ｋＨｚ以上に増加すると変動量
が】器用下となり、これにより鋳型潤滑剤の巻き込みが
抑制できる。一方、このように周波数を増加するとメニ
スカスの変動量は減少するが、鋳型内表面付近に磁力線
が集中しやすくなり、このため鋳型内で形成された凝固
殼が加熱され凝固か遅れる。凝固殼が鋳型からの引き抜
きに耐え得る限界としては鋳片表面温度か鋼の固相線温
度直下のゼロダクティリティー温度以下であることか必
要であるが、電磁コイル（２）に流す電流の周波数が２
０ｋＨｚを超えると、鋳片表面温度がこれを上回り凝固
殼の破断か起こり、第２図に併せて示すようにブレーク
アウトの発生率が高くなる。而して、本発明では、電磁
コイルに流す電流の周波数を５〜２０ｋＨｚの範囲に特
定し、これにより、鋳型潤滑剤の巻き込みおよびブレー
クアウトのトラブルを抑制した、電磁界を存する鋳型に
よる鋼の連続鋳造を可能にしたものである。

一方、上述したように電磁コイルに流す電流の周波数が
５〜２０ｋＨｚであっても、水冷鋳型（１）のメニスカ
ス１５０ｍｍ乃至１５０ｍｍの部位より上部の鋳型壁（
３）に形成される縦方向スリット（４）の間隔が影響し
、第３図に示すように、５〜２０ｋＨｚの範囲内の各周
波数域において縦方向スリット（４）のｒＩ１１隔が小
さくなると磁束密度の減衰が減少し、間隔か１４０ｍｍ
以下であれば５０％以下の減衰率となり、上記周波数を
、電源等の機器の規模が小さなもので有効に作用させる
ことができる。しかし、間隔が１０ｍｍ以下になると、
鋳型壁内の水冷構造が構成し難くなり水冷鋳型の製作か
困難となる。従って、縦方向スリット（４）の間隔は、
好ましくは３０〜７５市の範囲内で形成するとよい。

また、縦方向スリットの幅は、鋳型内の溶鋼がスリット
から流れ出ない程度の幅てあればよく、特に特定するも
のではないか、０．２〜０．５ｍｍてあればスリットの
加工性、溶鋼の流出防止および磁束密度の減衰抑制の点
で好ましい。

〔実　施　例〕

短辺鋳型壁のメニスカス下１００ｍｍの部位より上部に
４６ｍｍ間隔に約０．３ｍｍ幅のスリットを、また長辺
鋳型壁のメニスカス下１００ｍｍの部位より上部に５０
ｍｍ間隔に約０．３ｍｍ幅のスリットをそれぞれ形成し
た鋳片寸法２３０　Ｘ　１２５０ｍｍ用のスラブ連鋳鋳
型の外周に、メニスカス上５０ｎ＋＋ｎ〜メニスカス下
１００ｍｍの範囲を覆うようにして電磁コイルを設けて
なる電磁界を有する鋳型（第１図参照）を用い、鋼種：
低炭素（Ｃ：０．０８ｗｔ％）アルミキルト鋼を、タン
デイツシュ内溶鋼温度を１５５０〜１５６０°Ｃに保持
しながら１．６ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で連続鋳造した。

この時の電磁コイルに流した電流の周波数は１０ｋＨｚ
て、鋳型内表面における最大磁束密度は６００〜１００
０ガウスであった。

この鋳造中、目視観察した結果ては、鋳型内の湯面の揺
れは殆ど無い状態て鋳造か行え、また得られた鋳片の内
部品質において鋳型潤滑剤を巻き込んだ介在物欠陥は見
当たらなかった。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明に係わる電磁界を有する鋳型に
よる鋼の連続鋳造方法によれば、水冷鋳型の外周に設け
た電磁コイルによる鋳造中の鋳型内の湯面変動を抑制し
た鋳造かでき、従って、鋳片内に鋳型潤滑剤が巻き込ま
れることが防止でき、且つ鋳型内のメニスカス近傍の溶
鋼および凝固殼が電磁力によって自立保持されるので、
内外品質に優れた鋳片が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法に適用される電磁界を有する鋳型
の説明図、第２図は、周波数とメニスカスの変動量およ
びブレークアウト率との関係を示すグラフ図、第３図は
、スリット間隔と磁束密度減衰率との関係を示すグラフ
図である。 （１）水冷鋳型　　　　　（２）！磁コイル（３）鋳型
壁　　　　　　（４）　　縦方向スリット（５）浸漬ノ
ズル 特許出願人　株式会社神戸製鋼所 代理人　弁理士　金　丸　章　− 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. メニスカス下５０ｍｍ乃至１５０ｍｍの部位より上部の
   鋳型壁に所定間隔の縦方向スリットを形成し且つその外
   周に電磁コイルを設けてなる電磁界を有する鋳型による
   鋼の連続鋳造方法において、前記縦方向スリットを１０
   〜１４０ｍｍの間隔で設ける一方、前記電磁コイルに５
   〜２０ｋＨｚの周波数を付与し、鋳型内のメニスカス近
   傍の溶鋼および凝固殼を電磁力によって自立保持しなが
   ら連続鋳造することを特徴とする電磁界を有する鋳型に
   よる鋼の連続鋳造方法。