JPH05329595A - 連続鋳造モールド内溶鋼流動制御方法 - Google Patents

連続鋳造モールド内溶鋼流動制御方法

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JPH05329595A
JPH05329595A JP4134898A JP13489892A JPH05329595A JP H05329595 A JPH05329595 A JP H05329595A JP 4134898 A JP4134898 A JP 4134898A JP 13489892 A JP13489892 A JP 13489892A JP H05329595 A JPH05329595 A JP H05329595A
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琢巳 近藤
Kazuhiko Tsutsumi
一彦 堤
Atsushi Fukuda
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続鋳造によって表面性状に優れた鋳片を製
造する。 【構成】 連続鋳造モールドの溶鋼にノズルを浸漬して
連続鋳造するに当り、モールド幅方向に2分割以上に区
分されたコイルにより、下記式により定まる移動磁界を
溶鋼に印加して、吐出反転流を加速、減速し10cm/sec
〜60cm/secのメニスカス流速を溶鋼に付与して、図4
に示す所望の撹拌パターンを溶鋼に形成することを特徴
とする連続鋳造モールド内溶鋼流動制御方法である。 50≦L×f≦40000 ただし L:コイルピッチ(mm) f:磁界周波数(Hz)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造モールド内溶鋼
流動制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造に際し、鋳片の未凝固部分を電
磁撹拌することによって、鋳片内部の偏析を軽減し、良
好な鋳片を得ることは、一般に行われている。例えば特
公昭64−10305号公報では鋳型の少なくとも1方
の長辺側のメニスカス近傍に、2つの電磁撹拌装置を対
向して設置し、長辺側に設置した電磁撹拌装置によっ
て、鋳型内溶鋼に巾方向の中心に向う流れを付与し、浸
漬ノズルからの溶鋼流の鋳型内溶鋼への浸透深さを浅く
して、良好な品質の鋳片を製造することが開示されてい
る。
【0003】又特開昭64−2771号公報では浸漬ノ
ズルの左右吐出孔からの溶鋼吐出流の強さに応じて移動
磁界を作用させて適正な大きさの湯面変動を実現して異
常な湯面変動にともなうモールドパウダー巻込み及び鋳
片の表面割れによる表面欠陥を防止することが開示され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】連続鋳造モールド内の
溶鋼の流動は鋳片品質を左右する重要な要素である。本
発明はモールド内のメニスカス流速を制御して表面性状
の優れた鋳片を得る連続鋳造モールド内溶鋼流動制御方
法を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、連続鋳
造モールドの溶鋼にノズルを浸漬して連続鋳造するに当
り、モールド幅方向に2分割以上に区分されたコイルに
より、下記式により定まる移動磁界を溶鋼に印加して、
吐出反転流を加速、減速し10cm/sec〜60cm/secのメ
ニスカス流速を溶鋼に付与して、図4に示す所望の撹拌
パターンを溶鋼に形成することを特徴とする連続鋳造モ
ールド内溶鋼流動制御方法である。 50≦L×f≦40000 ただし L:コイルピッチ(mm) f:磁界周波数(Hz)
【0006】以下本発明を詳述する。図1は本発明に係
る連続鋳造用の鋳型要部を一部破断して示した図であ
る。鋳型は長辺鋳型銅板1−1,1−2と短辺鋳型銅板
1−3,1−4からなり、図示しないタンディッシュに
取付けられた浸漬ノズル2の下部が挿入されている。こ
の浸漬ノズル2の下部に設けられた吐出孔は鋳型短辺方
向に対向して浸漬ノズルの両側に1個ずつ開口している
が格別限定されない。この浸漬ノズルを介してタンディ
ッシュから鋳型内に溶鋼3が注入されるが、浸漬ノズル
から吐出した吐出流5は短辺方向に向かい短辺に当たっ
て上,下に別れ、上方に向かった溶鋼流は吐出反転流a
となり、メニスカス流6を形成する。一方下方に向かっ
た溶鋼流bは下降流となる。
【0007】本発明は鋳型の相対向する長辺側面1−
1,1−2の外側にモールド幅方向に2分割以上に区分
された撹拌用コイル7−1,7−2が設けられ移動磁界
を発生する。又鋳型から離れた制御室10に移動磁界の
方向を変える切換器と電流制御器が設けられ、交流電源
に導通される。図3のLはコイルのポールピッチであ
る。
【0008】本発明者らの実験によると浸漬ノズルから
注湯された溶鋼の凝固シェルへの衝突強さを確保しつ
つ、かつ吐出反転流により形成されるメニスカス流を一
定範囲に制御することは鋳片の表面性状向上に極めて有
効なる知見を得た。即ち本発明においては50≦L×f
≦40000(ただしコイルピッチ:Lmm、磁界周波
数:fHzとする)を満足する移動磁界を溶鋼に印加して
10cm/sec〜60cm/secのメニスカス流速を得るもので
あるが、これは次の理由による。
【0009】即ち、モールド内溶鋼に移動磁界を印加す
るとき、磁界移動速度Vは(1)式で表される。 V=C1 ×L×f+C2 …………………(1) (L:コイルのポールピッチ、f:磁界周波数、C1
2 :調整係数) 又、メニスカス流速Vpによって磁界移動速度を決定す
るため、磁界移動速度VはVpの関数となる。このと
き、関数は1次式(2)、又は2次式(3)で考える。
【0010】 V=f(Vp)=C3 ×Vp+C4 …………………(2) =C3 ×Vp2 +C4 ×Vp+C5 …………………(3)
【0011】(1)式と(2)式又は(3)式を連立さ
せてVpについて解くと、(4)式又は(5)式とな
る。 Vp=C6 ×L×f+C7 …………………(4) =C6 ×L0.5 ×f0.5 +C7 …………………(5) 又、V=f(Vp)を高次式で表す場合を考えるとVp
は一般的には(6)式のようになる(C7 =1/次
数)。 Vp=C6 ×LC7×fC7+C8 …………………(6) このとき、L,fと同様にVpに影響を与えるコイル電
流Iの変動は、C6 ,C8 の変化範囲に含まれる。実際
には0〜2500mAの範囲で操業を行った。
【0012】ここで、メニスカス流速Vpの適正値範囲
(Vpmin ,Vpmax )と(6)式より(7)式が得ら
れる。 Vpmin ≦C6 ×LC7×fC7+C8 ≦Vpmax …………………(7) これを変形すると(8)式が得られる。 C9 ≦L×f≦C10 …………………(8)
【0013】以上の導出より、V=f(Vp)の次数を
問わず(8)式は得られることが明白なため、C9 ,C
10を得るために図5のように横軸をL×f、縦軸をVp
という1次式前提で示す。
【0014】図5により、モールド電磁撹拌装置のコイ
ルピッチと磁界周波数の積L×fを50≦L×f≦40
000(L:コイルピッチ(mm)、f:磁界周波数(H
z))とすれば、メニスカス流速を適正に制御すること
が可能となる。
【0015】又実験によると凝固シェルの表層を洗い流
し、介在物や偏析を除去するために、ある程度の溶鋼吐
出流速は必要である。さらに、メニスカスでの介在物捕
捉防止のためにはメニスカス流のコントロールが必要で
ある。即ち、溶鋼吐出流をメニスカスからの距離別にみ
ると図6となる。即ちメニスカスから300mmを臨界点
とすることができる。従って、メニスカス流のみが存在
するメニスカスから直下300mm下までの範囲にコイル
中心を設置し、メニスカス流のみをコントロールする。
【0016】本発明においてメニスカス流速が10cm/s
ec未満及び60cm/sec超になるときは、得られる鋳片の
表面欠陥発生率が大きい。従って本発明はメニスカス流
速を10〜60cm/secの範囲に制御するものである。こ
のため電磁撹拌コイル中心は鋳造方向のメニスカス〜直
下300mmに設置することが必要である。
【0017】メニスカス流速は、例えば、溶鋼流中にサ
ーモアロイ製の円筒を装入し流れによる抵抗力Fを歪み
ゲージで測定する。歪みと抵抗力は予め分銅を用いて検
量線を引き回帰式より定めることができる。浸漬ノズル
に設けられる吐出孔の数は格別限定されない。即ち図7
はノズル吐出孔数別にメニスカス流速のEMS制御可能
範囲をプロットしたものであるが、ノズル吐出孔1〜6
箇を適時選択することができる。
【0018】又図8はノズル吐出孔の形状(ただし孔面
積は同じ)をメニスカス流速のEMS制御可能範囲にプ
ロットしたものであるが、本発明においては丸、楕円、
長方形又は正方形のいずれも用いられる。
【0019】本発明における撹拌パターンを図4に示
す。(a)は撹拌方向8がモールド中心から短辺に指向
するもの、(b)は短辺からモールド中心に指向するも
のである。図2に示す制御部10は、各コイル7−1,
7−2…を各別に移動磁界の方向と強さを50≦L×f
≦40000の範囲に制御して鋼種、スラブ形状に従い
図4の示す所望の撹拌パターンを選択することができる
【0020】
【実施例】表1に示すモールド条件及び電磁撹拌条件に
よって連続鋳造して表面欠陥の発生率を調べた。図9に
比較例とともに示す。
【0021】
【表1】
【0022】このときのコイル仕様及び能力を表2に示
す。撹拌パターンの形成は吐出反転流に移動磁界を印加
してメニスカス流速を加速、減速して行う。
【0023】
【表2】
【0024】本発明によれば図9(b)に示すように、
メニスカス流速10〜60cm/secの範囲内で表面欠陥の
発生率は5%以下であった。
【0025】
【発明の効果】本発明によると連続鋳造の鋳型内溶鋼の
メニスカス流速を制御するので、表面性状に優れた鋳片
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一部切欠き説明図である。
【図2】本発明の部分斜視図である。
【図3】本発明の部分平面図である。
【図4】(a)〜(b)は本発明の撹拌パターンであ
る。
【図5】メニスカス流速とL×fとの関係の図表であ
る。
【図6】単位体積当りの溶鋼吐出流とメニスカスからの
距離との関係の図表である。
【図7】メニスカス流速のEMS制御可能範囲とノズル
吐出孔の数との関係の図表である。
【図8】メニスカス流速のEMS制御可能範囲とノズル
吐出孔の形との関係の図表である。
【図9】(a)と(b)はメニスカス流速と表面欠陥発
生率との関係の図表である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続鋳造モールドの溶鋼にノズルを浸漬
    して連続鋳造するに当り、モールド幅方向に2分割以上
    に区分されたコイルにより、下記式により定まる移動磁
    界を溶鋼に印加して、吐出反転流を加速、減速し10cm
    /sec〜60cm/secのメニスカス流速を溶鋼に付与して、
    図4に示す所望の撹拌パターンを溶鋼に形成することを
    特徴とする連続鋳造モールド内溶鋼流動制御方法。 50≦L×f≦40000 ただし L:コイルピッチ(mm) f:磁界周波数(Hz)
JP4134898A 1992-05-27 1992-05-27 連続鋳造モールド内溶鋼流動制御方法 Expired - Lifetime JP2633765B2 (ja)

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