JPH084885B2 - スラブの連続鋳造における鋳型内電磁撹拌方法 - Google Patents

スラブの連続鋳造における鋳型内電磁撹拌方法

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JPH084885B2
JPH084885B2 JP2220575A JP22057590A JPH084885B2 JP H084885 B2 JPH084885 B2 JP H084885B2 JP 2220575 A JP2220575 A JP 2220575A JP 22057590 A JP22057590 A JP 22057590A JP H084885 B2 JPH084885 B2 JP H084885B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スラブの連続鋳造における鋳型内電磁撹拌
方法に関するものである。
〔従来の技術〕 スラブの連続鋳造は、タンディッシュから浸漬ノズル
を経て鋳型内に注入された溶鋼を、鋳型壁により周辺か
ら冷却し、凝固シェルを形成発達させつつ引抜いて行わ
れる。この際鋳型内では第8図に示すように、タンディ
ッシュ(図示せず)から注入された溶鋼は浸漬ノズル15
の吐出孔16から流出し、この溶鋼流17は鋳型Mの狭面部
18に衝突して、下降流19が生じ、この下降流19が溶鋼流
の主流となってスラブS内に深く浸入する。
このような連続鋳造方法によると、下降流19に巻き込
まれた介在物やアルゴンガスなどの気泡が、凝固シェル
界面において捕捉され、介在物集積帯となって圧延時に
欠陥として露出し、問題となることが知られている。
そして近年、このような問題を改善するために、電磁
撹拌を適用した連続鋳造方法が行われている。
例えば、特開昭60−37251号(特願昭58−145765号)
公報には、鋳型の広面内に電磁撹拌装置を左右に分割し
て設け、鋼種および鋳造条件に応じて、左右に分割して
ある電磁撹拌装置の撹拌推力方向を切り換えて使用し、
鋳片の品質改善を図る方法が記載されている。しかし、
この鋳型内電磁撹拌方法では、鋳型の広面内に電磁撹拌
装置を左右に分割して設けているので、溶鋼の撹拌パタ
ーンが増え、鋼種および鋳造条件に応じて撹拌流を選択
しうる有利さはあるけれど、これらの撹拌流がどのよう
な鋳片の品質改善を図るものであるかが明確でない上
に、必ずしも上述したスラブS内に深く浸入する下降流
19を抑えるものではないため、下降流19に巻き込まれた
介在物やアルゴンガスなどの気泡が低減されないという
問題がある。
一方、本出願人は、上記問題を解決するために鋭意研
究を行い、鋳型の広面内にスラブの引抜方向に推力を発
生する電磁撹拌装置を設け、スラブの引抜方向と同じ方
向に電磁撹拌の推力を与えることにより介在物集積帯が
改善されることを知見し、先にその出願(特願昭63−24
3639号)を行った。ところがその後、この先願による鋳
型内電磁撹拌方法によっても介在物集積帯が改善されな
い場合のあることを知見し、特に可変幅鋳型の使用にお
いてはスラブ寸法によっては改善されない場合が生じ
た。
そこでさらに、本出願人は鋭意研究を重ねた結果、鋳
型の広面内に引抜方向に推力を発生する電磁撹拌装置を
設け連続鋳造しても、電磁撹拌装置によるスラブ広面幅
方向に撹拌推力の分布がスラブ幅に対応しない場合、上
述したスラブS内に深く浸入する下降流19を抑制し得
ず、下降流19に巻き込まれた介在物やアルゴンガスなど
の気泡が低減されないことを突き止め、これを改善し
て、スラブ用鋳型の内外両広面の内少なくとも内側広面
にスラブの引抜方向に推力を発生する電磁撹拌装置を設
けると共に、電磁撹拌装置による引抜方向の推力を、鋳
造されるスラブ広面の左右の側端より所定長さを除いた
範囲に作用させるスラブの連続鋳造における鋳型内電磁
撹拌方法を発明し、特願平1−164875号として出願し
た。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上記特願平1−164875号に示すスラブの連
続鋳造における鋳型内電磁撹拌方法を可変幅鋳型に適用
して、鋳造されるスラブ広面の左右の側端より所定長さ
を除いた範囲に、ある程度の大きさの引抜方向の推力を
作用させるには、例えば800〜1630mmの範囲の可変幅鋳
型においては、可変幅鋳型Mの内外両広面の幅中心軸の
左右対称位置に電磁撹拌装置を各4台づつ、計8台設置
し(第1図参照)、スラブ幅が1630〜1100mmまでは電磁
撹拌装置のコイルa,a′〜d,d′の全てを使用し、スラブ
幅が1100〜800mmまではコイルb,b′,c,c′のみを使用し
て鋳造する必要がある。さらに鋳型M内の突出流17,1
7′は必ずしも左右均一とは限らず、往々にして不均一
であるため、コイルa,a′,b,b′とコイルc,c′,d,d′は
異なった引抜方向の推力を適用する必要があるが、この
ような条件を満たすためには、コイルa′〜d′に電流
を供給する電源は、各コイル個別に設け独立に制御する
必要がある。そこで、本出願人は、第9図に示す如く、
変圧器3とサイクロコンバータ4を組み合わせた電源装
置を各コイルa〜d′毎に配線した例を試みた。しかし
この図のように配線した場合でも、各電源装置の特性の
不均一や周波数制御信号の僅かな違い等から、電流の位
相が各コイルa〜d′毎に不揃いとなり、このため、第
4図(ロ)に示すように鋳型壁表面に磁束が集中した
り、隣のコイルに磁束が漏れ磁束分布が不均一になった
りして、鋳型厚中心にて必要とする磁束密度が得られ
ず、また上述したスラブS内に深く浸入する下降流19
(第8図参照)を抑制する所望の撹拌流が得られず、下
降流19に巻き込まれた介在物やアルゴンガスなどの気泡
が十分低減されないことが度々発生した。また、多くの
電源装置を必要とし、設備が大掛りになり経済的でな
い。
本発明は、上述した事情に基づいてなされたものであ
って、その目的は、スラブの引抜方向に推力を発生する
電磁撹拌装置を内外両広面の幅中心軸の左右対称位置に
少なくとも2対づつ配設されたスラブ用可変幅鋳型を使
用して、内外両広面に設けた電磁撹拌装置の引抜方向の
推力を、鋳造されるスラブ広面の左右の側端(狭面)よ
り所定長さ除いた範囲に作用させるに際し、各電磁撹拌
装置の各コイルに流れる電流の位相を揃えるとともに、
鋳型厚中心にて必要とする磁束密度を得、鋳型の狭面に
沿ってスラブ内へ浸入する溶鋼流の浸入深さを抑制し、
溶鋼流に巻き込まれた介在物やアルゴンガスなどの気泡
がスラブ内部へ深く浸入することを防止するスラブの連
続鋳造における鋳型内電磁撹拌方法を提供することであ
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明に係わるスラブの
連続鋳造における鋳型内電磁撹拌方法は、スラブ用可変
幅鋳型の内外両広面の幅中心軸の左右対称位置に、スラ
ブの引抜き方向に推力を発生する電磁撹拌装置を少なく
とも2対づつ設けるとともに、電磁撹拌装置のコイルの
磁極の極性を、鋳型を挟んで対向するコイルに対して
は、各磁極が異極となるように、隣り合うコイルに対し
ては、各磁極が同極となるように磁極の位相を揃えて溶
鋼の電磁撹拌を行うものである。
〔作 用〕
本発明の構成では、電磁撹拌装置のコイルの磁極の極
性を、鋳型を挟んで対向するコイルに対しては、各磁極
が異極となるように、同一広面の隣り合うコイルに対し
ては、各磁極が同極となるように磁極の位相を揃えるの
で、隣のコイルに磁束が漏れるなどの不具合がなくなり
磁束分布が比較的均一になることから、磁束が鋳型を貫
通し鋳型の厚さ(内外両広面間)中心まで通るようにな
るため、鋳型の厚さ中心を流れる溶鋼流に対し大きな磁
力を与えることができ、これにより、鋳型の狭面に沿っ
てスラブ内へ侵入する溶鋼流の侵入深さを抑制すること
ができ、溶鋼流に巻き込まれた介在物やアルゴンガスな
どの気泡がスラブ内部へ深く侵入するのを防止すること
ができる。
〔実 施 例〕
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第1図は、本発明のスラブの連続鋳造における鋳型
内電磁撹拌方法に適用される装置の説明図、第2図は、
第1図に示す電磁撹拌装置の配線図である。
図において、Mは可変幅鋳型であって、この可変幅鋳
型Mの内外両広面1,1′の幅中心軸の左右対称位置に
は、スラブSの引抜方向に推力を発生する電磁撹拌装置
のコイルa,a′〜d,d′が、鋳造されるスラブ広面の左右
の側端(狭面)2より中央に向かって所定長さLを除い
た範囲に作用するように設けられている。そして、電磁
撹拌装置のコイルa,a′〜d,d′には、コイルa,a′、コ
イルb,b′、コイルc,c′およびコイルd,d′毎に、変圧
器3a〜3dと2相(u相,v相)のサイクロコンバータ4a〜
4bからなる2相電源装置が配線され、一方サイクロコン
バータ4a〜4bには、一つの周波数設定装置5が配線され
ている。そしてさらに、コイルa,a′〜d,d′への巻線構
造は、例えばコイルa,a′,b,b′を例として第3図に示
すように、4極を構成する鉄心6を使用し、コイルa,
a′,b,b′について、各コイルの最上段と3番目の極が
逆極となるように、且つ内側コイルaとbあるいは外側
コイルa′とb′では最上段と3番目の極が同極となる
とともに、内側コイルa,bと外側コイルa′,b′との対
向する最上段と3番目の極は逆極となるようにu相巻線
が行われている。尚、2番目と最下段の極についても図
示省略するが、上記と同要項でv相巻線が行われてい
る。
上記の如き構成からなる鋳型内電磁撹拌装置であるか
ら、周波数設定装置5に設定された周波数設定値は、同
じタイミングで同じ信号値として各サイクロコンバータ
4a〜4bに対し送信でき、これにより、各サイクロコンバ
ータ4a〜4bのu相,v相を流れる電流は、全く同位相とな
り、同期がとれる。すなわち、第3図に示したように、
鋳型を挟んで対向するコイルは各磁極が異極に、同一広
面の隣り合うコイルは各磁極が同極になるために、磁束
が鋳型を貫通することになり、この磁束が90゜位相の異
なったu相、v相の交流電源を持つサイクロコンバータ
4a〜4bにより、例えば、第3図に示す最上段のN極(ま
たはS極)からスラブの引抜方向である二段目、三段
目、最下段へと移動を繰り返すことになり、この磁束の
移動に伴って鋳型内の溶鋼も推力を受け、引抜方向に移
動、撹拌されることになる。第4図(イ)は、このよう
にして同期がとれた場合のコイルa,a′を例にした磁場
分布を示す。また比較のため、第4図(ロ)に従来の同
期がとれていない場合の磁場分布を示すとともに、両者
の鋳型厚方向の磁束密度を第5図に比較して示す。これ
らの図より明らかなように、後者に比較して前者の方
が、鋳型厚中心まで十分に磁束が通り、その磁束密度は
鋳型厚中心にて十分大きく得られ、これにより、鋳型の
狭面に沿ってスラブ内へ浸入する溶鋼流の浸入深さが抑
制でき、溶鋼流に巻き込まれた介在物やアルゴンガスな
どの気泡がスラブ内部に深く浸入することが防止でき
る。
第6図は、上記構成の鋳型内電磁撹拌装置を元に、可
変幅鋳型Mの鋳型内寸法を230mm×800mmに設定した時の
浸漬ノズル7の吐出孔8から吐出された鋳型内溶鋼流れ
を示すもので、第6図(イ)に示す鋳型内溶鋼流れは、
サイクロコンバータ4b,4cを使用し、コイルb,b′とコイ
ルc,c′に400アンペア、5Hzを通電した場合の溶鋼流れ
であり、第6図(ロ)に示す鋳型内溶鋼流れは、比較の
ために行ったもので電磁撹拌を使用しなかった場合の溶
鋼流れである。図より明らかなように、後者に比較して
前者の方が、浸漬ノズル7の吐出孔8から狭面方向に向
いて吐出される溶鋼流9の吐出流速が十分低減され、可
変幅鋳型Mの狭面に沿ってスラブS内へ浸入する溶鋼流
10の浸入深さが抑制されている。
第7図は、上記構成の鋳型内電磁撹拌装置を元に、可
変幅鋳型Mの鋳型内寸法を230mm×1640mmに設定した時
の浸漬ノズル7の吐出孔8から吐出された鋳型内溶鋼流
れを示すもので、第7図(イ)に示す鋳型内溶鋼流れ
は、サイクロコンバータ4a〜4bを使用し、コイルa,a′
とコイルd,d′に200アンペア、5Hz,コイルb,b′とコイ
ルc,c′に400アンペア、5Hzを通電した場合の溶鋼流れ
であり、第7図(ロ)および第7図(ハ)に示す鋳型内
溶鋼流れは、比較のために行ったもので、前者は、通電
条件を上記と同じにし各コイルの電流位相の同期をとら
なかった場合の溶鋼流れ、後者は、電磁撹拌を使用しな
かった場合の溶鋼流れである。この第7図においても、
図より明らかなように、第7図(ハ)に示す溶鋼流れに
比較して第7図(ロ)に示す溶鋼流れの方が、さらに第
7図(ロ)に示す溶鋼流れに比較して第7図(イ)に示
す溶鋼流れのほうが、浸漬ノズル7の吐出孔8から挟面
方向に向いて吐出される溶鋼流9の吐出流速が十分に低
減され、可変幅鋳型Mの狭面に沿ってスラブS内へ浸入
する溶鋼流10の浸入深さが抑制されている。
尚、第6図および第7図は、広面から見ると左右対称
となるので、左半分のみを示し説明した。
〔発明の効果〕
上述したように、本発明に係わるスラブの連続鋳造に
おける鋳型内電磁撹拌方法によれば、スラブ用可変幅鋳
型の内外両広面に設けた電磁撹拌装置の引抜方向の推力
を、鋳造されるスラブ広面の左右の側端(狭面)より所
定長さ除いた範囲に十分確実に作用させ得るので、鋳型
の狭面に沿ってスラブ内へ浸入する溶鋼流の浸入深さが
抑制され、溶鋼流に巻き込まれた介在物やアルゴンガス
などの気泡がスラブ内部へ深く浸入することが防止さ
れ、品質の良いスラブが得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のスラブの連続鋳造における鋳型内電
磁撹拌方法に適用される装置の説明図、第2図は、第1
図に示す電磁撹拌装置の配線図、第3図は、本発明に係
わる電磁撹拌装置のコイルの巻線構造の説明図、第4図
は、コイルの磁場分布状態の説明図、第5図は、鋳型厚
方向における磁束密度の大きさを示す図、第6図乃至第
7図は、鋳型内溶鋼流れを示す説明図、第8図は、従来
技術の説明図、第9図は、比較例の電磁撹拌装置の配線
図である。 1,1′……鋳型の広面 2……鋳型の狭面 3a〜3d……変圧器 4a〜4b……サイクロコンバータ 5……周波数設定装置 6……鉄心 7……浸漬ノズル 8……吐出孔 9……浸漬ノズルから吐出される溶鋼流 10……狭面に沿ってスラブ内へ浸入する溶鋼流 a〜d′……電磁撹拌装置のコイル M……可変幅鋳型 S……スラブ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】曲げ型連鋳機におけるスラブ用可変幅鋳型
    の内外両広面の幅中心軸の左右対称位置に、スラブの引
    抜方向に推力を発生する電磁撹拌装置を少なくとも2対
    づつ設けるとともに、電磁撹拌装置のコイルの磁極の極
    性を、鋳型を挟んで対向するコイルに対しては、各磁極
    が異極となるように、隣り合うコイルに対しては、各磁
    極が同極となるように磁極の位相を揃えて溶鋼の電磁撹
    拌を行うことを特徴とするスラブの連続鋳造における鋳
    型内電磁撹拌方法。
JP2220575A 1990-08-21 1990-08-21 スラブの連続鋳造における鋳型内電磁撹拌方法 Expired - Fee Related JPH084885B2 (ja)

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