JPS5813263B2 - 連続鋳造法 - Google Patents

連続鋳造法

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JPS5813263B2
JPS5813263B2 JP52002122A JP212277A JPS5813263B2 JP S5813263 B2 JPS5813263 B2 JP S5813263B2 JP 52002122 A JP52002122 A JP 52002122A JP 212277 A JP212277 A JP 212277A JP S5813263 B2 JPS5813263 B2 JP S5813263B2
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JP
Japan
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slab
continuous casting
unsolidified
stirring
unsolidified portion
Prior art date
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Expired
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JP52002122A
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English (en)
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JPS5386634A (en
Inventor
姉崎正治
杉田宏
石村進
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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  • Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、連続鋳造において永久磁石による磁力と電
流との相互作用により生ずる推力で鋳片の未凝固部分を
撹拌しながら凝固せしめる連続鋳造法の撹拌方法に特徴
を有する連続鋳造法に関する。
連続鋳造により製造される鋳片の中心部には炭素、いお
う、りん等が富化した偏析部が発生し易い。
この偏析部はマクロ組織で正常部と異なった色調を呈し
、この鋳片から作られる成品は機械的性質並に商品価値
が著しく低下する欠点がある。
前記中心偏析は、鋳片中心部に等軸晶を多く生成させる
ことによって軽減できることが知られており、その方法
として鋳片の凝固途中で鋳片内部の未凝固溶融金属を撹
拌することが提案されている。
従来の未凝固溶融金属の撹拌方法は、凝固中の連続鋳造
鋳片に回転磁場あるいは移動磁場を作用させて、鋳片内
部の未凝固部分に磁場の移動方向の推力を与えて撹拌す
る方法が行われているが、その電磁撹拌は第1図に模式
的に示すように、いずれも鋳片の巾方向において一方向
の流れを基本としており、撹拌装置の設置位置を境にし
て鋳込方向の上下において円形状の流れで撹拌される場
合(第1図a)、鋳片横断面の凝固殼近傍の未凝固溶融
金属に互に逆向きの電磁力を加えた対向流により橢円状
に流動して撹拌される場合(第1図b)、及び鋳込方向
に複数の撹拌装置を並べて各撹拌装置の電磁力の方向を
互に逆向きとして鋳込方向でS形状に流動して撹拌させ
る場合(第1図C)の各方法である。
しかし、未凝固溶融金属を撹拌しつつ凝固させた場合、
撹拌下で凝固した領域では溶質成分はすべて負偏析して
おり、サルファプリントは白く見えるため、その領域を
一般にはホワイトバンドと称している。
このホワイトバンドは溶融金属の流速によって、その濃
度の程度が異なり、流速が速くなると白さが顕著になる
そのため流速にむらがある場合にはホワイトバンドの現
出が場所的に変化し、マクロパターンの点で好ましくな
い。
したがって、ホワイトバンドを一様にするため電磁撹拌
による溶融金属の流速を一定に保つ必要がある。
しかるに、前記第1図a及びCに示す場合の撹拌による
流れは長い経路のループを形成するため、流速が場所に
よって大きく変化する。
そのためホワイトバンドは場所によって異なりマクロパ
ターンを著しく害する。
又第1図bに示す場合の撹拌による流れは橢円状をなし
、ホワイトバンドはほぼ均−に現われる。
しかし撹拌装置を対向させて逆向きに力を作用させるの
は、スラブの厚さ方向で磁場が部分的に相殺されるため
電磁気的な効率が悪くなり撹拌方法としては好ましくな
い。
この発明は、従来法における前記欠点を除くた,め、撹
拌による未凝固溶融金属の流れを小さなループから形成
してホワイトバンドを均一になし、かつその程度を軽減
させ得る連続鋳造法を提案するものである。
次に、この発明の一実施例を図面について説明、する。
第2図は彎曲型連続鋳造機の要部を示すもので、1は鋳
型、2は鋳片、3はローラエプロンを形成するローラで
ある。
このローラ群の所要個所においてローラ間に永久磁石4
を設ける。
図には鋳込方向に4ケ所設置した場合を示したが、設置
数は任意に変えられる。
この永久磁石4は、第3図に示すように、推力により溶
融金属がループをえかいて撹拌される際、ループ巾Lが
400mm以下の小さなループが形成されるように、鋳
片2の巾方向全体にわたって複数の永久磁石を直列に配
設したもので、各永久磁石のN極及びS極がともに鋳片
表面と対向し、かつ近接して置かれ、さらに鋳片2を挟
んで両面に対向する永久磁石4の磁極が互に逆となるよ
うに設けられる。
ループ巾Lを400闘以下に限定したのは発明者らの多
くの実験の結果に基くものである。
すなわち、一般にループ径が大きくなるとホワイトバン
ドは不均一になることは前前のとおりであるが、このホ
ワイトバンドの巾方向での不均一さが商品として許容さ
れる限界を実験により求めたところ400mm以下であ
ることが判明した。
一方、前記のごとく配設された永久磁石群の最上部磁石
に相対する上側のローラ7,7、及び最下部磁石に相対
する下側のローラ8,8にはそれぞれブラシ6,6、9
,9を設け、各ブラシを直流電源回路10に接続し、第
4図に示すように通電の際、電流がブラシ6、ローラ7
から鋳片2の未凝固溶融金属中を通リローラ8、ブラシ
9へ流れるように構成する。
この直流回路は電流が他のローラから漏洩するのを防止
するため、各ローラは軸受部分で連続鋳造機本体から絶
縁される。
前記永久磁石は残留磁束密度Br5〜10KG、保持力
Hc5〜10KOeで、最大エネルギー積[BrHc]
maxが大きいものが適しており、YCo5、CeCo
5、SmCo5、SmPrCo5等の成分をもつ希土類
コバルトa石が最適である。
この装置により連続鋳造すれば、鋳型1より引抜かれロ
ーラエプロン部分で凝固途中の鋳片2には、第3図に示
すように相対向する永久磁石4により主方向が引抜き方
向と直角の磁界5が作用する。
一方前記直流回路への通電により鋳片内部には主方向が
鋳片の引抜き方向と同じ方向に直流電流が作用し、前記
磁界5との相乗作用、いわゆるフレミングの左手の法則
に従って、鋳片内部の未凝固溶融金属には鋳片巾方向の
電磁気力Fが作用する。
この場合、磁場5の方向が交互に逆向きになるよう複数
の永久磁石が配設されているため、電磁気力Fは鋳片巾
方向において交互に逆向きに作用する。
したがって溶融金属は小さな流れのループを作って移動
する。
この流れのループは設置する永久磁石の磁極の数を増す
ことにより小さくできる。
又、第4図に示すように鋳片の引抜き方向の4個所に永
久磁石4を配設する場合、第5図に示すように、上下に
配設した2組の永久磁石の電磁気力F1 とF2が互に
逆向きに作用するように構成すれば、その間に部分的に
回動する推力fが生ずる。
この推力fは第5図に実線矢印で示すように各部に生じ
るから未凝固溶融金属は引抜き方向において多数の小ル
ープを作り、部分的に対流しながら全体が撹拌され、鋳
片中心部の偏析は解消される。
さらに、溶融金属を流動させる前記推力fは、直流電流
又は磁界の強さを変えることにより変化させることがで
きる。
したがって、第4図の実施例において永久磁石4の強さ
を上から弱→強→弱→強の順に変化して配列ル、流動の
強さを変えると、ホワイトバンドの境界を不明瞭にする
と同時に等軸晶を増殖させることができる。
その理由は、磁界の強さが0. 6 K G以上になれ
ば等軸晶が急増するが、同時に負偏析度が徐々に著しく
なり好ましくない。
そのため磁界の強さを強弱交互に変えることにより前記
の欠陥を除くことができるためである。
実施例 1 160t転炉で連続して溶製した3チャージの低炭素ア
ルミーけい素キルド鋼(成分:炭素0.16%、けい素
0.3%、マンガン1.45%、りん0.018%、い
おう0.013覧鉄残り)を2ストランドの彎曲型スラ
ブ連続鋳造機にて連続して、鋳込温度1540℃、引抜
き速度0.8 m/minの条件で鋳込み、断面寸法が
190mm×1600mmの鋳片を各ストランド240
t製造した。
この際第1ストランドの鋳片は、この発明の実施により
、鋳片の厚さ方向中央での磁束密度が1. 0 K G
で、スラブ巾方向にN極、S極がそれぞれ2組交互にあ
るように配設した永久磁石(SmCo5)を鋳型上面よ
り450cm、475cm及び530cm、560cm
離れた4個所に、第3図、第4図に示した状態で配設し
、又ローラエプロンの上から10番目と15番目のロー
ラに通電用ブラシを設置し、引抜き方向に電圧20V、
電流5500Aの直流電流を流して未凝固部を撹拌しな
がら凝固させた。
他方の第2ストランドの鋳片は第6図aに示すようにス
ラブ表面に近接して、一表面にN極を、他表面にS極を
それぞれ対向して設けた撹拌装置を使い、前記と同じ条
件で鋳造した。
そして、鋳込開始後2 0 m, 5 0 m,
8 0 mの個所より試験片を切出し、横断面のサルフ
ァプリントを行なうと共に鋳片巾方向における撹拌下で
凝固した領域(いわゆるホワイトバンド部)の成分分布
を調べてその領域の均一性を調査した。
その結果を第7図に示す。
この第7図はりんの分布状況を示したものであるが、曲
線Aはこの発明の実施による第1ストランド鋳片の試料
、曲線Bは1ループの流れにより撹拌した第2ストラン
ド鋳片の試料の分布曲線である。
この図から明らかなように、1ループの流れにより撹拌
したものはりん含有量に大きな差があり、ホワイトバン
ド(りんが0.011%付近以下の含有で顕著)が存在
し明らかに負偏析が認められるに対し、この発明の実施
によるものはスラブ巾方向の全体にわたり含有量はほぼ
均一であり、かつサルファプリント上でホワイトバンド
はほとんど見えない程度に軽減している。
実施例 2 実施例1と同じ連続鋳造機において、永久磁石の強さを
上から順に、鋳片の厚さ方向中央での磁束密度を0.2
KG,0.6KG,0.5KG,1.0KGとして、他
は同じ条件で鋳造した。
その結果負偏析度が減少しサルファプリント上でのホワ
イトバンドはほとんど見えない程度になっていることを
確認した。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の連続鋳造鋳片の未凝固溶融金属の電磁撹
拌における溶融金属の流動を模式的に示した説明図、第
2図はこの発明の実施による彎曲型連続鋳造機の要部を
示す斜視図、第3図は同上磁石設置部の横断面図、第4
図は直流回路を示す説明図、第5図は鋳片内の未凝固溶
融金属の対流状況を示す説明図、第6図は従来法により
鋳片巾方向に1ループの流れを作って撹拌する場合の説
明図、第7図は鋳片のりん偏析状況を示す図表である。 図中、1……鋳型、2……鋳片、3……ローラ、4……
永久磁石、5……磁界、6,9……ブラシ、7,8……
ローラ、10……直流電源回路、A……この発明の実施
により撹拌した鋳片のりん含有量を示す分布曲線、B…
…同じく従来法による場合の分布曲線、F……電磁気力
、f……推力。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 連続鋳造において、鋳片の内部に未凝固部分が存在
    する2次冷却帯で、該未凝固部分に永久磁石により磁場
    を形成するとともに、鋳片に電流を通じ、これにより生
    ずる推力で未凝固部分を撹拌しながら凝固せしめる連続
    鋳造法の、鋳片巾方向にループ径Lが400期以下の小
    さな流れのループを複数個形成せしめて未凝固部分の撹
    拌を行い、鋳片巾方向での成分分布を均一にし、かつホ
    ワイトバンドを軽減させることを特徴とする連続鋳造法
    。 2 連続鋳造において、鋳片の内部に未凝固部分が存在
    する2次冷却帯で、該未凝固部分に永久磁石により磁場
    を形成するとともに、鋳片に電流を通じ、これにより生
    ずる推力で未凝固部分を撹拌しながら凝固せしめる連続
    鋳造法の、鋳型上面からの距離が異なる複数の位置で、
    鋳片の未凝固部分を鋳片巾方向にループ径Lが400m
    m以下の小さな流れのループを複数個形成し、かつ相互
    に逆向きの対向流となるように流動せしめ、さらに上下
    位置での流れ方向を互に逆向きとなすことにより、鋳片
    の未凝固部分に縦向きの小さなループの流れを複数形成
    して撹拌しながら凝固せしめ、ホワイトバンド部の鋳片
    巾方向での成分分布を均一にし、かつホワイトバンド自
    身を軽減させることを特徴とする連続鋳造法。
JP52002122A 1977-01-11 1977-01-11 連続鋳造法 Expired JPS5813263B2 (ja)

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JPS5386634A JPS5386634A (en) 1978-07-31
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