JPH07314091A - 複層鋳片の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、複層鋳片の鋳造に際し、鋳造に障
害を与える事なく過剰の溶融金属を前後して鋳造する複
層鋳片の連続鋳造方法を提供する。 【構成】 鋳片の厚みを横切る方向に直流磁界Ｂを印加
し、その直流磁界帯の上下にそれぞれ異なる種類の溶融
金属を供給して複層鋳片を連続鋳造するプロセスにおい
て、最初に内層用の溶融金属５のみを注入して一定の長
さの鋳片を鋳造した後に、内層と表層両方の溶融金属
４，５を注入して複層鋳片を所定の長さ鋳造する複層鋳
片の連続鋳造方法である。 【効果】 鋳造に障害を与えることなく過剰となる溶融
金属を複層鋳片の前後へ鋳造可能となり、継ぎ目部でも
溶融金属が混合することはなく、鋳片の歩留まり向上を
図り得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融状態の２種類の金
属から直接に内層と表層とからなる複層鋳片を製造する
連続鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明者らは、連続鋳造鋳型内溶融金属
メニスカスから鋳造方向に一定の距離下方の位置におい
て、鋳片の厚みを横切るように直流磁界を印加し、その
直流磁界帯の上のプールと下のプールに、それぞれ異な
る種類の溶融金属を長さの異なる２本のノズルによって
供給しつつ凝固，引き抜きを行うことによって、表層と
内層が異なる種類の組成の金属から形成された複層鋳片
を連続鋳造する方法と装置を以前に発明し、特願昭６１
−２５２８９８号として出願した。

【０００３】この従来の技術においては、鋳造方向に直
角な方向に鋳片全幅にわたって一様な密度の磁力線が延
在するような静磁場を形成させ、この静磁場帯を境界と
してその上下に異種の溶融金属を供給している。

【０００４】この静磁場によって上下プール相互の混合
が抑制される結果、上プールの金属が表層に、下プール
の金属が内層に分離，凝固した複層鋳片を得ることがで
きることが可能になった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この特願昭６１−２５
２８９８号で提案した技術によると、表層と内層がそれ
ぞれ注入した２種類の溶融金属組成から成る複層鋳片が
得られるようになった。しかし既存の製鋼プロセスにお
いて、本鋳造プロセスを実施する場合、異なる２種類の
溶製にあたって、必ずしも複層鋳片の表層と内層の比率
が確保出来ない場合がある。

【０００６】本発明は、このような状況においても複層
鋳片の鋳造に障害を与える事なく、過剰の溶融金属を複
層鋳片に前後して鋳造する連続鋳造方法を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋳造厚み
方向に鋳片全幅に亘って一様な密度の磁力線が延在する
ような静磁場を形成させ、この静磁場帯を境界として、
その上下に異種の溶融金属を供給し表層と内層が異なる
組成の金属からなる複層鋳片を製造する際に、精錬工程
で溶製される表層用溶融金属と内層用溶融金属の量を、
鋳造する複層鋳片の表層と内層の比率に調整できない場
合、内層が過剰な場合は、最初に過剰な量の内層用溶融
金属のみを複層鋳片の鋳造に先行して鋳造し、一方表層
用溶融金属が過剰な場合には、最初に複層鋳片を先行し
て鋳造した後に、過剰となった表層用溶融金属のみを引
き続いて鋳造することによって、継ぎ目部にて鋳造を中
断することなく、かつ複層鋳片と単層鋳片の継ぎ目部の
成分混合を最小とすることに成功した。

【０００８】（１）すなわち本発明の要旨は、連続鋳造
鋳型内溶融金属メニスカスから鋳造方向に一定の距離下
方の位置において鋳片の厚みを横切るように鋳片幅方向
に亘って均一な強度の直流磁界を印加し、その直流磁界
帯の上のプールと下のプールにそれぞれ異なる種類の溶
融金属を長さの異なる２本のノズルによって供給しつ
つ、凝固，引き抜きを行うことによって、表層と内層が
異なる種類の組成の金属から形成された複層鋳片を連続
鋳造するプロセスにおいて、最初に内層用の溶融金属の
みを注入して一定の長さの鋳片を鋳造した後に、内層と
表層両方の溶融金属を注入して複層鋳片を所定の長さ鋳
造する複層鋳片の連続鋳造方法である。

【０００９】（２）また上記（１）項の連続鋳造方法に
おいて、最初に内層と表層両方の溶融金属を注入して複
層鋳片を所定の長さ鋳造した後に、残りの表層用溶融金
属のみを注入して鋳片を鋳造する複層鋳片の連続鋳造方
法である。

【００１０】（３）また上記（１）項の連続鋳造方法に
おいて、最初に内層用溶融金属のみを一定の長さの鋳片
を鋳造した後に、内層と表層両方の溶融金属を注入して
複層鋳片を所定の長さ鋳造し、続いて残りの表層用溶融
金属のみを注入して鋳片を鋳造する複層鋳片の連続鋳造
方法である。

【００１１】

【作用】連続鋳造鋳片の厚み方向に横切る直流磁束が、
鋳片幅方向に亘って延在する磁場帯によって分断される
連続鋳造ストランド・プール内の、上部プールと下部プ
ールの各位置に、それぞれ異なる組成の溶融金属が所定
の比率の量供給される場合、一定の磁束密度以上の直流
磁界が作用している部分では溶融金属が滞留し、それ以
外の上下プールでは溶融金属の流れによってそれぞれの
溶融金属成分が均一な領域が形成されている。

【００１２】この状態を保ちつつ連続鋳造した場合、表
層と内層がそれぞれの溶融金属の組成から形成される複
層鋳片が製造される。

【００１３】この状況をさらに詳細に記述するならば、
図１のプール内の成分分布と磁界の関係を示す図面にお
いて、プール内では（ａ）図および（ｂ）図に示す状態
になっている。

【００１４】すなわち一定値以上の磁束密度Ｂの直流磁
界を鋳片幅に亘って均一に印加した場合、この直流磁界
によって滞留している領域の上部および下部では、それ
ぞれの領域内での流れによって、それぞれの領域に注入
された溶融金属の成分が維持されている。

【００１５】このようなプールの構造を維持しつつ連続
鋳造した場合、結果として製造される鋳片は図１（ｃ）
のようになる。すなわち表層７と内層９の間に濃度勾配
をもった境界層８が存在するものの、マクロ的には、表
層７と内層９とが明瞭に分離した複層鋳片が得られるの
である。

【００１６】しかし既存の製鋼プロセスにおいて本鋳造
プロセスを実施する場合、異なる２種類の溶融金属の溶
製にあたって、必ずしも複層鋳片の表層と内層の比率が
確保出来ない場合がある。本発明はこのような状況にお
いて、複層鋳片を所定の長さを得るための鋳造方法に関
するものである。

【００１７】すなわち精錬工程で溶製される表層用溶融
金属と内層用溶融金属の量を、鋳造する複層鋳片の表層
と内層の比率に調整できない場合で、内層が過剰な場合
は、最初に過剰な量の内層用溶融金属のみを複層鋳片の
鋳造に先行して鋳造する。

【００１８】一方表層用溶融金属が過剰な場合には、最
初に複層鋳片を先行して鋳造した後に、過剰となった表
層用溶融金属のみを引き続いて鋳造することによって、
継ぎ目部にて鋳造を中断することなく、かつ複層鋳片と
単層鋳片の継ぎ目部の混ざり合いを最小とすることがで
きる。その理由を以下に説明する。

【００１９】図１に示すように、複層鋳片の鋳造プロセ
スにおいては、内層用プール５が表層用プール４の下に
位置している。このため、表層用溶融金属のみを先に鋳
造し、続いて複層鋳片を鋳造すべく、内層用溶融金属を
注入したのでは、図２に示すように、先行して注入され
た表層用溶融金属プールに内層用溶融金属が混入し、単
層鋳片、複層鋳片共、互いに成分が混ざり合った鋳片が
でき、大きな歩留まり低下となる。

【００２０】これに対し、内層用溶融金属を先に注入
し、続いて複層鋳片を鋳造すべく、直流磁界が作用して
いる上部に表層を所定の流量、注入していく場合、図１
（ａ），（ｂ）に示すように本来のプール構造が保たれ
るため、成分の混合は最小限に抑えられ、歩留まり低下
も殆ど無い。

【００２１】反対に、複層鋳片の鋳造の後に、内層溶融
金属を単層で鋳造する場合には、図３に示すように上部
プールの溶融金属に内層溶融金属が混入するため、大き
な歩留まり低下となる。これに対し、複層鋳片の鋳造の
後に、直流磁界が作用している上部に表層を所定の流量
注入していく場合、図１（ａ），（ｂ）に示すように本
来のプール構造が保たれるため、成分の混合は最小限に
抑えられ、歩留まり低下も殆ど無い。

【００２２】従って内層溶融金属が過剰な場合、複層鋳
片鋳造の前に、表層溶融金属が過剰な場合、複層鋳片鋳
造の後に、過剰な分を単層鋳造するのが最も好ましい。

【００２３】一方、現在一般に行われている連々鋳操業
のように、継ぎ目部に鉄板などの仕切り板を挿入するこ
とも有利であるが、これは大きく操業性を損なうため用
いない方が良い。

【００２４】

【実施例】実施例−１として、表１，表２に示すように
表層がＮｉ系ステンレス鋼，内層が低炭素鋼からなる複
層鋳片を鋳造した。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】表層に相当する溶鋼は連鋳ストランド・プ
ールの上部に、内層に相当する溶鋼は連鋳ストランド・
プールの下部に注入した。鋳型形状は２５０ｍｍ（厚）
×１０００ｍｍ（幅），鋳造速度は１ｍ／ｍｉｎとし
た。メニスカスから鋳造方向に１ｍの位置に磁場の中心
を持つ直流磁界を作用させた。この磁場は鋳片幅方向に
均一で、５０００ガウスの磁場帯を鋳型全幅に亘って有
している。

【００２８】この鋳造条件においては、複層鋳片製造に
使用する表層と内層の比率は６対２５であるが、ステン
レス鋼の溶製プロセスの制約から、表層の最小溶製量１
００トンに対し内層用溶鋼の最大溶製量が１７０トン
と、複層比率が外れざるを得なかった。そのため、複層
鋳片の鋳造に先立って過剰な表層用溶鋼を所定の量、単
層で先行鋳造し、続いて複層鋳片を鋳造した。

【００２９】鋳造終了後、この継ぎ目部の溶質分布を調
査したところ、最初に鋳造したステンレス単層鋳片のト
ップ部、すなわち複層鋳片との継ぎ目部において、何れ
もステンレス鋳片内部への普通鋼成分の大幅な混入が見
られ、混合による鋳片切り捨て長さが約１０ｍとなっ
て、大きな歩留まり損失となった。

【００３０】実施例−２として、実施例−１と同等の条
件の複層鋳片の鋳造において、複層鋳片の鋳造の後に、
過剰な表層用溶鋼を所定の量、単層で鋳造した。鋳造終
了後この継ぎ目部の溶質分布を調査したところ、どちら
の複層鋳片も最初に鋳造したステンレス単層鋳片のトッ
プ部、すなわち複層鋳片との継ぎ目部においてステンレ
ス鋳片内部への普通鋼成分の混入は殆ど見られなかっ
た。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
層鋳片の鋳造プロセスにおいて、異なる２種類の溶融金
属の溶製にて必ずしも複層鋳片の表層と内層の比率が確
保出来ない場合でも、複層鋳片の鋳造に障害を与えるこ
となく過剰となる溶融金属を複層鋳片の前後に鋳造する
ことが可能となり、またその継ぎ目部においても相互の
溶融金属が混合することは殆どなく、鋳片の歩留まり向
上を図り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施時の（ａ）プール内の表層，内層お
よび境界層の形成と直流磁界の磁束密度分布と（ｂ）プ
ール内の成分濃度分布および（ｃ）複層鋳片断面におけ
る成分分布を示す図面である。

【図２】表層用溶融金属を先に鋳造し、続いて複層鋳片
を鋳造した場合のプール内の成分混合状況を示す図面で
ある。

【図３】複層鋳片を先に鋳造し、続いて内層用溶融金属
を鋳造した場合のプール内の成分混合状況を示す図面で
ある。

【符号の説明】

１ 鋳型 ２ 表層用浸漬ノズル ３ 内層用浸漬ノズル ４ 上部（表層用）溶融金属プール ５ 下部（内層用）溶融金属プール ６ 境界層となる溶融金属プール滞留域 ７ 表層 ８ 境界層 ９ 内層 １０ 直流磁場発生装置 １１ 鋳造方向の磁束密度分布 １２ パウダー Ｂ 磁束密度 Ｂ_C 溶融金属を滞留させるに必要な最小磁束密度 Ｃ 溶質濃度 Ｃ_A 表層溶質濃度 Ｃ_B 内層溶質濃度 Ｚ 鋳造方向 Ｚ₀ 溶融金属メニスカスレベル Ｚ₁ 溶融金属滞留域の上限 Ｚ₂ 溶融金属滞留域の下限 ｄ 鋳片厚み方向 ｄ₀ 鋳片表面 ｄ₁ 表層／境界層の界面位置 ｄ₂ 境界層／内層の界面位置 ｄ₃ 内層／境界層の界面位置 ｄ₄ 境界層／表層の界面位置 ｄ₅ 鋳片裏面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造鋳型内溶融金属メニスカスから
   鋳造方向に一定の距離下方の位置において鋳片の厚みを
   横切るように鋳片幅方向に亘って均一な強度の直流磁界
   を印加し、その直流磁界帯の上のプールと下のプールに
   それぞれ異なる種類の溶融金属を長さの異なる２本のノ
   ズルによって供給しつつ、凝固，引き抜きを行うことに
   よって、表層と内層が異なる種類の組成の金属から形成
   された複層鋳片を連続鋳造するプロセスにおいて、最初
   に内層用の溶融金属のみを注入して一定の長さの鋳片を
   鋳造した後に、内層と表層両方の溶融金属を注入して複
   層鋳片を所定の長さ鋳造する複層鋳片の連続鋳造方法。
2. 【請求項２】 最初に内層と表層両方の溶融金属を注入
   して複層鋳片を所定の長さ鋳造した後に、残りの表層用
   溶融金属のみを注入して鋳片を鋳造する請求項１記載の
   複層鋳片の連続鋳造方法。
3. 【請求項３】 最初に内層用溶融金属のみを一定の長さ
   の鋳片を鋳造した後に、内層と表層両方の溶融金属を注
   入して複層鋳片を所定の長さ鋳造し、続いて残りの表層
   用溶融金属のみを注入して鋳片を鋳造する請求項１記載
   の複層鋳片の連続鋳造方法。