JPS59104258A - 連続鋳造における溶鋼の電磁撹拌方法 - 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】 本発明はスリブ連続鋳造において良質の鋳片を得ること
のできる溶鋼の攪拌方法に関するものである。

連続鋳造技術の目ざましい発展に伴いブルーム連鋳やビ
レット連鋳からスラブ連鋳への応用が検討され、あるい
はステンレス鋼やばね鋼のような高級鋼の連鋳に止まら
ず普通鋼連鋳への普及が検討されるに及び、品質欠陥へ
の対応策が新たに重大課題として取シ上げられる様にな
ってきた。

例えばリムド鋼やキルド鋼等のスラブ連鋳においては、
リムド鋼の発生気泡を除去し、またキルド鋼の等軸晶の
増大を図ることを目的として、電磁力を応用してスラブ
鋳片（以下風に「鍔片」という）の凝固過程における未
凝固部分を攪拌させることＣ以下「電磁撹拌」という）
が最近行なわれている。即ち攪拌流を形成せしめて、上
記の如き発生気泡の浮上や等軸晶の形成を促進せしめる
方法である。現在までに実施され、又提案されている！
磁攪拌方式としては種々のものが有るが、攪拌方向の違
いによって、 ■鋳片凝固殻内の未凝固部分における攪拌主流の速度ベ
クトルが鋳片引抜方向に直角なもの（以下これを「横方
向攪拌」という） ■上記速度ベクトルが鋳片引抜方向に平行なもの（以下
これを「縦方向攪拌という） に大別される。

しかし横方向攪拌の場合には、第１図（ａ）　、　（ｂ
）　（但し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図〕に示す
様に攪拌時に鋳型１内の隅部２．２で溶鋼湯面が大きく
盛シ上がる状態となシ（図中Ｍ部）、溶鋼湯面は大きく
変動する。その結果、湯面上に散布されたパウダーが巻
き込まれ易くなる一方、浸漬ノズルの吐出溶鋼流も不安
定になシ易（、更に鋳型振動によっても生じる鋳片表層
部のオツシレーションマークもいきおい乱れがちとなル
易い。

これに対し縦方向攪拌の場合には、溶鋼湯面の変動量は
比較的少ないことが知られている。例えば第１図に示す
鋳型１と鋳型寸法を共通にして、鋳型広巾表面近傍の攪
拌流速が一定となるときの縦方向攪拌の湯面変動は、第
２図に示す様に横方向攪拌の場合に比べて非常に少さい
状態となる（第２図Ｍ′参照）。従って湯面変動の極小
化という観点からすれば、上記横方向攪拌の場合よりも
縦方向攪拌の場合の方が有利であシ、縦方向攪拌力；主
流になるものと思われる。ところで現在性なわれている
縦方向攪拌の代表例について説明すれば、例えばリムド
鋼の迫塊法でみられるようなリミングアクションを積極
的に形成させる趣旨から、第８図に示す様にスヲプ連続
鋳造によって鋳造されつつある鋳片４の広巾両面側に電
磁コイル８，３を設けて、藷コイル８，３による移動磁
界を鋳片引抜方向と平行上向きに作用させることによシ
、矢印の如き攪拌流を形成せしめている。

この場合、電磁コイル゛３．３に作用させる周波数とし
ては一般に２〜３Ｈｚ程度の低周波が利用される。これ
は攪拌を行なう為には、溶鋼の静圧に打ち勝つだけの揚
力を鋳型内の溶鋼に付与する必要があシ、その為には透
磁力の大きな低周波が有利だからである。即ち図に９い
て言えば磁束密度は鋳型表面から溶鋼中心部において徐
々に減少するけれども、溶鋼中心部にも十分な揚力が発
生し、第８図の上向き矢印長さに対応する大きさの揚力
によって溶鋼の挿し上けが行なわれる。そして押し上げ
られた溶鋼は反転して中央凹部へ反流となって下降しよ
うとする。

しかしこの様に２Ｈ２程度の低周波を作用させる縦方向
攪拌も、鋳片の厚み即ち鋳型の巾が狭くなってくる（例
えば２８０闘程度以下になる）と下記する様な新たな問
題が発生してくる。

即ち鋳型の巾が狭くなってくると、溶鋼の中央部付近Ｃ
においても磁束密度は未だ十分減衰していないから、該
中央部付近Ｃの上昇流が下降流に抵抗する状Ｂ（以下「
ブレーキ効果」という）を呈することになる。又上昇流
と下降流相互間の粘性抵抗が比較的大きいので、溶鋼中
央部付近Ｃにおいて十分な下降流を形成することによシ
十分な攪拌を得ようとすれば、どうしても鋳型直前の上
昇攪拌力を大きくしなければならない。しかしその為に
は電流を大きくしなければならなくなって、コスト的に
問題となる。更に上記の様に上昇攪拌力の増加によって
十分な攪拌が得られたとしても、鋳型表面近傍の攪拌力
をあまシ大きくするときは溶鋼湯面の変動量がかえって
増加し、横方向攪拌におけるような上述の問題点が発生
し易くなるという新たな問題があり、縦方向攪拌方式の
改良カニ望まれていた。

本発明はこうした事情に着目してなされたものでその目
的とするところは、鋳型中が比較的狭い場合においても
上述の始きブレーキ効果や粘性抵抗による流速減衰作用
を極力少なくし、比較Ｉｎ’ｌｌ　／ＪＸさい攪拌力を
用いることによって湯面の変動を可及的に抑制しつつ適
当な攪拌流を形成せしめることができるような電磁攪拌
方法を提供しようとする点にある。

しかしてこの様な目的を達成し得た本発明の電磁攪拌方
法とは、電磁コイルに作用させる周波数をｆ　（Ｈｚ　
）　ｓ　ｋ　ｍ巾をＷ　（ｒｎｍ　）としだとき、で示
される相関々係を満足する様に、鋳型中Ｗに応じて前記
周波数ｆを制御するようにした点に要旨を有するもので
ある。

以下実施例図面に基づき本発明の構成及び作用効果につ
いて説明する。

まず本発明では、良質の鋳片、例えば良質のリムド鋼を
得る為には連続鋳造以後のスケールロス分を考慮しても
、健全なリム層厚みとしては約５鮎確保できればよいと
の知見を得た。そこで８０〜１２０ｐｐｍの白肉（０）
を有するりλド幽を鋳造するにおいて気泡核生成を抑え
、鋳片表面よシ５　ｔｙｒｍ　’！での健全リム層を得
るに必要十分な鋳型表面近傍における攪拌流速を調べた
所、メニスカスの下方約８００闘で且つ鋳型表面から水
平方向に約８０ｍｍの位置に相当する攪拌上昇流の流速
（以下便宜上「局型前面の攪拌流速」と表記する）が、
約Ｑ、　５　ｍ／Ｓ６Ｃ以上であればその抑制効果が十
分得られること、従って鋳型表面から溶鋼中心へ向けて
約８０ｔｔｒｍＭＩれれば、磁束密度に起因する揚力は
刺〈てもよいということが分かった。こうして鋳型中が
狭くなる場合には、透磁力が比較的弱い、即ち減衰効果
が大きい周波数を適用し得ることにｇＡ到し、＆ｊ型巾
の狭小化が特に問題になる巾寸法、」ｊち２８０ｔｔｕ
ｎ程度以下の鋳型中を使用するスリブ連鋳の電磁攪拌に
は、鋳型中に応じた減衰効果を有する比較的高めの周波
数を電磁コイルに作用させるという特有の構成に到達し
た。

そこで本発明者等は鋳型中を２８０πＭから徐々に狭く
したときに、当面変動を特に大さくすることなしに前述
の鋳型前面の攪拌流速をＱ、　５　ｍ／ｓｅ　ｃに維持
することのできるＭ高の周波数を求める実験を行なった
。但し電磁コイルによる鋳型前面での攪拌力は一定とし
た。

この実験結果は第４図に示す通シであシ、図中○印は攪
拌流速を（１，５ｒ＄ｓｅｃに維持できた場合の周波数
、Ｘ印は維持できなかった場合の周波数を夫々示してい
る。この図から適正周波数領域は第５図の斜線部で表示
することができる。従って第４図及び第５図に示す実験
結果乃至鼻付けによシ、電磁コイルに作用させる周波数
ｆ（Ｈ２）、鋳型中をＷ　（ｗｒｓ　）としたとき、 で示される相関々係を満足するように、鋳型中Ｗに応じ
て周波数ｔを制御する手段を採用したものである。

同上記実施例では主としてリムド嬌における発生気泡の
除去を中ＩＣ＞に説明したが、ギルド鋼における醇軸晶
の増大を図る上でも本発明の主たる構成である周波数の
制御方式の採用は非常に有効である。

父上記実施例は皐に一代表例に過ぎないものであって本
発明を限定する性質のものではなく、前記の趣旨に徴し
て例えば電磁コイルの大きさや形状を変えたシ、周波数
制御装置の型式や規模等の設計変更を加えることは全て
本発明の技術的範囲に属する。

本発明は以上の様に構成されるが、要は鋳型中の減少に
応じた大きさの減衰効果を有する比較的高め（２Ｈｚ以
上）の周波数を反比例的に適用する様にしたので、以下
に要約する効果を享受できる様になった。

■鋳型巾が比較的狭い場合（約２８０πｍ以下の場合）
でも鋳型前面で必要な攪拌流速を確保できることになシ
、リムド鋼の発生気泡の除去又はキルド鋼の介在物除去
史には等軸晶の増大を実現することができる。

■比較的高めの周波数を採用し得るので、鋳型中が約２
８０闘以下では攪拌力、即ち電流を減少させることがで
き、電力コストを節約することが可能である。

■鋳型巾が約２８０餌以下になっても湯面変動は特に大
きぐならないので、連鋳操業の安全性及び安定性を確保
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は横方向攪拌の場合における湯面状ｅ説明図、同
図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）はその正面図である
。又第２図は縦方向攪拌の場合における湯面状態説明図
、第８図は両側上向き縦方向攪拌方法の概略説明図、第
４図は鋳型中と周波数の関係説明図、第５図は第４図に
基づく領域説明図である。 １・・・勝星 ８・・・電磁コイル 出願人　　株式会社神戸ｆ＃鋼所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続＃造によって鋳造されつつあるスラブ鋳片の
   広巾片面側のみに電磁コイルを設けて、該コイルによる
   移動磁界を鋳片引抜方向と重性上向きに作用させる溶鋼
   の電磁攪拌方法において、前記電磁コイルに作用させる
   周波数をｆ（Ｈｚ）、鋳壓巾をＷ　（ｗｔｓ　）とした
   とき、 で示される相関々係を濶足するように、鋳型中Ｗに応じ
   て前記周波数ｆを制御することを特徴とする連続鋳造に
   おける溶鋼の電磁攪拌方法。