JPH04344858A - 静磁場を利用す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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静磁場を利用する鋼の
連続鋳造方法、特に鋳造条件を考慮するまでもなく鋳型
幅方向に均一な溶鋼流を得ることができ、しかも、製品
欠陥（スリバー，ＵＴ欠陥，ブリスター，フクレ）が多
発することがないように、静磁場の作用を制御しながら
鋳造する方法について提案するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造において、鋳型内の溶鋼流
動を制御することは、鋳造された鋳片の内部欠陥や表面
欠陥を低減するうえで極めて重要である。

【０００３】この鋳型内の溶鋼流動を制御する手段とし
ては、従来、特公平２−２０３４９　号公報や特開平２
−２８４７５０号公報に開示されているように、鋳型内
溶鋼に対し静磁場を印加し、いわゆる電磁ブレーキの効
果により鋳型内の強い流れを分散あるいは減速させるこ
とにより、溶鋼流の制御，すなわち鋳型幅方向の溶鋼流
動の均一化を図る方法が提案されている。

【０００４】特に、特開平２−２８４７５０号公報は、
特公平２−２０３４９　号公報に開示された技術が抱え
る課題，すなわち、磁場不均一による鋳型内溶鋼流動を
改良したものである。すなわち、この特開平２−２８４
７５０号公報の開示というのは、磁場を鋳型幅方向の一
部に印加しただけでは、磁場の弱い部分に溶鋼流が集中
して、予期せぬ流動パターンとなる。そこで、溶鋼流を
完全に制御するには、鋳型の幅方向全域にわたって磁場
を印加することが必要である。そのために、鋳型の幅方
向の全領域にわたって鋳片の厚み方向と平行に静磁場を
印加することにより、溶鋼表面流速を抑制し、かつ鋳型
下方への強い流れを減速させて、高品質の鋳片が鋳造す
る方法について提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
改良された従来の連続鋳造方法であっても、本発明者ら
が、水銀を用いたモデル実験により鋳型内溶鋼の流動パ
ターンを検討した結果、必ずしも所望の流動制御効果が
得られていないことが判明した。しかも、実際の連続鋳
造機に適用した場合でも、鋳片の表面および内部品質に
関してはある程度改善されてはいるものの、すべての鋳
造条件で満足すべき結果が得られているところまでは到
達していないのが実情である。

【０００６】そこで、本発明は、上記従来技術の問題を
有利に解決することを目的とするものであり、特に溶鋼
供給速度などの鋳造条件が変化しても、鋳型幅方向の溶
鋼流速が常に均一になるように制御することにより、製
品欠陥のない優れた品質の鋳片を得るのに有効な静磁場
を利用する連続鋳造技術を確立することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上掲の目的実現のために
鋭意研究した結果、本発明者らは、静磁場を利用する鋼
の連続鋳造において、鋳型幅方向に均一な流速分布をも
つ溶鋼流を得るには、鋳型内溶鋼の流速分布に応じた磁
束密度分布となるように、前記鋳型の幅方向全域に静磁
場を印加することが必要であることを見出し、本発明に
想到した。

【０００８】すなわち、本発明は、浸漬ノズルから連続
鋳造用鋳型内に供給される溶鋼の吐出噴流を制御するた
めに、前記鋳型の幅方向全域に静磁場を印加しながら連
続鋳造を行うに当り、上記鋳型の幅方向全域に印加され
る磁場の磁束密度分布が、鋳型内溶鋼の流速分布に対応
した分布となるように、磁場を印加しながら鋳造するこ
とを特徴とする静磁場を利用する鋼の連続鋳造方法であ
り、ここで本発明は、上記鋳型の短辺部近傍に印加され
る磁場の磁束密度を、鋳型幅中央部に比べて大きくする
ことが好ましく、また、上記鋳型の短辺部近傍と鋳型幅
中央部に印加される磁場の磁束密度の比を、鋳型幅中央
部の磁束密度を１とした場合に１．２　〜３．０　の範
囲内を示すように調整することが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明の連続鋳造方法は、例えば低Ｃ−Ａｌキ
ルド鋼などを高速で連続鋳造する場合においても、欠陥
のない鋳片を製造する際に不可欠な鋳型内溶鋼流の均一
制動を実現するものである。

【００１０】ところで、本発明者らは、磁石センサーを
用いて水銀流速を測定する水銀モデル実験と数値シミュ
レーションにより、鋳型内の流動パターンおよび電磁力
分布を詳細に検討した。

【００１１】まず、鋳型内溶鋼に対して静磁場の印加を
全く行わない例では、図４（ａ）　に示すように、浸漬
ノズルからの吐出噴流は、鋳型の短辺部に衝突し、一部
は、上方へ反転して溶鋼表面流となり、また他の一部は
、短辺部に沿って下降する強い流れとなる。これらの溶
鋼流動は、溶鋼プール表面でのスラグの巻き込み、ある
いは脱酸生成物や気泡を溶鋼プールの深部にまで持ち込
む原因をつくり、最終的には製品鋼板の表面欠陥や内部
欠陥となることが判った。

【００１２】次に、従来技術では、図４（ｂ）　や図４
（ｃ）　に示すように、上述した溶鋼流の上方への反転
流や下方への強い流れは弱められるものの、その制動が
不十分である。すなわち、図４（ｂ）　の例は、鋳型の
幅方向全域に磁場を印加していないために、磁場の相対
的に弱い部分に強い流れが生じ、溶鋼流の制動を十分に
達成できない。一方、鋳型の幅方向全域に磁場を印加す
る図４（ｃ）　の例は、浸漬ノズルから噴出した溶鋼流
が一旦鋳型短辺部に衝突したのち、その溶鋼流の方向が
上下，左右に分かれ、そのために鋳型短辺部近傍の流れ
が非常に複雑となる。このことは、鋳型幅方向の中央部
近傍については、溶鋼流の乱れが少なく、比較的小さな
磁場の印加によっても電磁制動の効果が十分発揮される
のに対し、鋳型短辺部近傍では、上述したように溶鋼流
が複雑になる分だけ電磁制動の効果が弱くなることが判
った。

【００１３】そこで、本発明では、鋳型内溶鋼の流動を
制御するために連続鋳造用鋳型の幅方向全域に静磁場を
印加することとした場合において、上記鋳型の幅方向全
域に印加される磁場の磁束密度分布が、鋳型内溶鋼の流
速分布に対応した分布となるように、すなわち鋳型短辺
部近傍での磁場が強くなるような磁場分布を与えること
としたのである。この場合、鋳型の短辺部近傍と鋳型幅
中央部に印加される磁場の磁束密度の比が、鋳型幅中央
部の磁束密度を１とした場合に、１．２　〜３．０　の
範囲内とすることが好適である。

【００１４】このような磁束密度分布調整を行う理由は
、鋳型幅中央部の磁束密度を１とした場合の鋳型短辺部
近傍における磁束密度を種々変化させて、鋳型幅中央部
の下降流速を１とした場合の鋳型短辺部近傍の下降流速
の大きさを調査した結果に基づくものである。すなわち
、図８に示すように、鋳型短辺部近傍にのみ静磁場を与
えた場合（図中Ａ点）や、短辺部近傍と中央部との磁束
密度の比が３．０　を超える場合（図中Ｂの範囲）では
、却って流れが幅中央部に集中する傾向が現れ、所望の
効果が得られず、また上記磁束密度の比が１．２　未満
の場合は下降流の制動が十分されず、鋳片内への介在物
の巻き込みを防止できないからである。

【００１５】このように本発明の連続鋳造方法によれば
、図５（ａ）　に示すように、鋳型短辺部に沿う強い下
降流が弱められ、鋳型幅方向にほぼ均一な下降流を得る
ことができる。なお、図５は、磁石センサーを用いて水
銀流速を測定する水銀モデル実験を行い、鋳型幅方向に
一様な磁場分布を与える従来法による場合（図５（ｂ）
　）と、鋳型短辺部近傍の磁束密度が大きくなるように
磁場を印加することとした本発明法による場合（図５（
ａ）　）とを比較したものである。ここで、図中の矢印
は、センサーで測定した水銀流速の大きさとその方向を
示している。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）磁場印加用電磁石を、厚み２６０ｍｍ　，
幅１２００ｍｍの連続鋳造用鋳型に図１（ａ），（ｂ）
に示すように取付け、鋳型内溶鋼表面と鋳型の下部領域
に対向して、鋳片厚み方向に平行な静磁場を印加しなが
ら、低炭素鋼を４．０ｔ／ｍｉｎの溶鋼供給速度で鋳造
した。

【００１７】なお、本発明例の実施に当たっては、図２
（ａ）　に示すような形状の電磁石用鉄芯を用い、図３
（ａ）　に示すような鋳型幅方向の磁束密度分布になる
ように、磁場を印加した（鋳造時に印加した磁束密度は
、幅中央部で１２００ガウス，短辺部近傍で１８００ガ
ウスとした。）。 一方、比較例の実施に当たっては、図２（ｂ）　に示す
ような形状の電磁石用鉄芯を用い、図３（ｂ）　に示す
ような鋳型幅方向全域（１２００ｍｍの範囲）に均一な
磁束密度分布になるように、磁場を印加した（鋳造時に
印加した磁束密度は、幅方向全域１２００ガウスとした
。）。

【００１８】このようにして、上記実施例および比較例
で鋳造したスラブについて、そのスラブ表面のノロカミ
個数およびスラブ内の全酸素分析値（１／４　厚み部）
を比較した結果を、それぞれ図６および図７に示す。こ
れらの図から明らかなように、本発明の方法によれば、
スラブ表面および内部の品質が大幅に改善できることが
判る。

【００１９】（実施例２）磁場印加用電磁石の鉄芯形状
により、鋳型短辺部近傍と幅中央部との磁束密度の比を
変化させて、上記実施例１と同一の鋳型および鋳造条件
で鋳造した。このようにして得られたスラブ内の介在物
量を比較した結果を図９に示す。この図から明らかなよ
うに、鋳型短辺部近傍と幅中央部との磁束密度の比を１
．２　〜３．０　の範囲とすることにより、スラブ内の
介在物量を著しく低減することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鋳型幅方向の磁束密度の大きさに差を設け、鋳型短辺部
近傍を幅中央部より大きくし、特に、その強度比を１．
２　〜３．０の範囲とすることにより、鋳型短辺部近傍
に沿う強い下降流を制動し、鋳型幅方向に均一な溶鋼流
を得ることができ、ひいては鋳片や最終製品の品質を著
しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明法の実施における電磁石の鋳型への配置
状態を示す（ａ）　正面図，（ｂ）　側面図である。

【図２】（ａ）　本発明法にかかる磁石用鉄芯，（ｂ）
　従来法にかかる磁石用鉄芯、の構造を示す図である。

【図３】図２（ａ），（ｂ）　の磁石用鉄芯を用いた場
合の鋳型幅方向の磁束密度分布を示す図である。

【図４】（ａ）　本発明法による鋳型幅全域への磁場印
加の場合，（ｂ）従来法による鋳型への磁場印加の場合
，（ｃ）　鋳型への磁場印加を行わない場合、の溶鋼流
動パターンを示す図である。

【図５】（ａ）　本発明法の場合，（ｂ）　従来法の場
合、の水銀モデル実験による流速測定結果を示す図であ
る。

【図６】本発明法と従来法によって得られたスラブ表面
のノロカミ個数を比較した図である。

【図７】本発明法と従来法によって得られたスラブ内全
酸素分析値を比較した図である。

【図８】水銀モデル実験における鋳型短辺部と中央部の
磁束密度比と短辺部の下降流速の関係を示す図である。

【図９】鋳型短辺部と中央部の磁束密度比とスラブ内の
介在物量の関係を示す図である。

【符号の説明】

１　　連続鋳造用鋳型 ２　　浸漬ノズル ２ａ　　吐出口 ３　　電磁石用鉄芯 ４　　鋳片 ５　　溶鋼 ６　　磁場発生用コイル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　浸漬ノズルから連続鋳造用鋳型内に供
   給される溶鋼の吐出噴流を制御するために、前記鋳型の
   幅方向全域に静磁場を印加しながら連続鋳造を行うに当
   り、上記鋳型の幅方向全域に印加される磁場の磁束密度
   分布が、鋳型内溶鋼の流速分布に対応した分布となるよ
   うに、磁場を印加しながら鋳造することを特徴とする静
   磁場を利用する鋼の連続鋳造方法。
2. 【請求項２】　　上記鋳型の短辺部近傍に印加される磁
   場の磁束密度を、鋳型幅中央部に比べて大きくすること
   を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】　　上記鋳型の短辺部近傍と鋳型幅中央部
   に印加される磁場の磁束密度の比が、鋳型幅中央部の磁
   束密度を１とした場合に、１．２　〜３．０の範囲内で
   あることを特徴とする請求項１に記載の方法。