JPS5944944B2

JPS5944944B2 - 連続鋳造における未凝固溶融金属の撹拌方法

Info

Publication number: JPS5944944B2
Application number: JP52003268A
Authority: JP
Inventors: 正治姉崎; 明夫桑原; 進石村; 国雄井上
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1977-01-13
Filing date: 1977-01-13
Publication date: 1984-11-02
Also published as: JPS5387932A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、連続鋳造における未凝固溶融金属の電磁攪
拌において、溶融金属の流動形態を制御して、鋳片に生
ずるホワイトバンドの不均一を解消する連続鋳造におけ
る未凝固溶融金属の攪拌方法に関する。

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分が発生し易い。

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た成品は機械的性質や溶接性のば
らつきがわり、又商品価値が著しく低下する欠点かめる
。

上記欠点を改善するため発明者は種々検討した結果、短
辺側の広巾ホワイトバンドを狭くし、鋳片全体にわたっ
て均一に、かつ不明瞭となして十分な攪拌効果を得るに
は、鋳片に硫す直流電流の方向を短時間に正方向と逆方
向に交互に切換えることが有効なことを確認した。

この発明はこの知見に基き、ホワイトバンドが鋳片全体
にわたって狭く均一で不明瞭に現れる電磁攪拌法を提案
するものでるる。

すなわち、この発明は、連続鋳造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きともに、鋳片に電流を通じ、これ
により生ずる推力により未凝固部分を攪拌しながら凝固
せしめる連続鋳造の、鋳片に通電する直流電流の方向を
、鋳片引抜き方向に平行で、かつ短時間毎に、１〜２Ａ
／ｌｒＡの電流値範囲で交互に切換えることを要旨とし
た連続鋳造における未凝固溶融金属の攪拌方法でるり、
その特徴はホワイトバンド有無試験を行った試料の全数
量に対するホワイトバンド不明瞭化試料の数量を比率で
表わしたマクログレード総合判定（イ）が４０％以上で
、鋳片中心部の偏析を解消しホワイトバンドを全体に均
一化しかつ不明瞭としたことにるる。

次に、この発明の実施例を図面について説明する。

第１図に示すように、鋳型１の下方の２次冷却帯におけ
るローラエプロンの任意個所において上下ローラ３間に
鋳片中全長にわたって鋳片４の表面に近接して一方の磁
極を対向せしめた永久磁石２，２を鋳片の両面に対設す
る。

この場合名永久磁石は互にＮ極とＳ極の逆磁極が鋳片表
面に対向するように設け、鋳片内部に鋳片引抜き方向に
対し直各方向の静止磁界５が生ずるようにする。

そして永久磁石２，２に近接する上下のローラに通電用
ブラシ８，８を設け、これを直流電源回路９に接続し、
電流が上下ローラ間において鋳片を回路の一部として流
れるように構成し、かつこの回路には電流切換装置１０
を挿入する。

前記電流切換装置１０は一般に知られている直流電流交
換器等を用い、直流電流値１〜２Ａ／、：４の範囲の電
流を通電時間６０秒以下で正逆方向に交互に切換える。

直流電流値を１〜２Ａ／Ｊｕｔの範囲としたのは、偏析
を解消するのに十分な効果が得られる範囲を選んだもの
でめり、ＩＡ／ｃｆＬ以下では十分な攪拌効果が得ら
れず、又２Ａ／１ｒｒｔを越えると攪拌流が強すぎ
負偏析が起り、電流変換によってもその悪影響を排除で
きなくなるためである。

又通電時間は一方向への通電時間は長くなると攪拌流が
強くなりホワイトバンドが厚く明瞭になるから望ましく
ない。

しかし、通電時間が極端に短く数秒以下にすれば十分な
攪拌効果が得られないから実際には５秒〜６０秒の範囲
で切換えることが望ましい。

又永久磁石は、残留磁束密度Ｂｒ５〜ｌ０ＫＧ、保磁力
Ｈｃ５〜１０ＫＯｅで、最大エネルギー積（ＢｒＨ
ｃ）ｍａｘが大きいものが適しており、ＹＣＯ
５，ＣｅＣ０５ｙＰｒＣＯ５＊ＳｍＣｏ５．ＳｍＰ
ｒＣｏ５等の成分をもつ希土類コバルト磁石が最適でろ
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４には、第１図すに
示すように、引抜き方向と直角の静止磁界５と引抜き方
向と同じ方向の直流電流との作用により、鋳片内部の未
凝固溶融金属には鋳片巾方向の電磁力Ｆが作用する。

そして直流電流を短時間毎に正逆方向に切換えることに
より、前記電磁力Ｆの向きは交互に変る。

したがって、前記のごとく向きが短時間毎に変る電磁力
Ｆにより、未凝固溶融金属は鋳片巾方向の左右方向に交
互に流動しながら攪拌され、鋳片中心部の偏析は解消し
、かつホワイトバンドは全体に均一化し、かつ不明瞭と
なる。

実施例１６０を転炉で連続して溶製した３チヤージの低炭素ア
ルミ−けい素キルド鋼（成分：炭素０．１６係、けい素
０．３％、マンガン１．４５％、りん０．０１８係、い
おう０．０１３％、残り鉄）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０．８ｍ／ｍｖｔの条件で鋳込み、断面寸法
が１９０ｒｎｍ／１６００朋の鋳片を各ストランド
２４０を製造した。

この際各ストランドには第１図に示す電磁攪拌装置が設
けられており、スラブの厚さ方向中央部で磁場の強さ１
．０ＫＧの２つの永久磁石はスラブの巾方向にＮ極とＳ
極が対向するように鋳型上面から４００Ｃｍ下方の位置
に対設され、鋳型下１０番目と１１番目の各ローラに通
電用ブラシを設け、第１ストランドの場合はスラブの引
抜き方向に電圧２０Ｖ、電流５５００Ａの直流電流を流
し、第２ストランドはこの発明の実施により直流回路中
に電流変換器を挿入して５秒、１０秒、１５秒、２０秒
、３０秒毎に電流方向を切替えられるようにした。

そして、鋳込開始後２０ｍ、５０ｍ、８０ｍの個所より
試験片を切り出し、横断面のマクロエッチを行いホワイ
トバンドの均一性、濃淡を調べた。

その結果を第４図〜第６図に示す。

第４図は横断面マクロエッチを示すもので、ａ図は比較
法によるスラブ、ｂ図はこの発明の実施により直流電流
を２０秒ごとに切換えた場合のスラブである。

ａ図の場合は外周部のデンドライト１１と内部の等軸晶
１２の間に不拘−厚さのホワイトバンド１３が明瞭に現
れているのに対し、ｂ図の場合はホワイトバンド１３′
は不明瞭になっていることがわかる。

又その結果商品価値としてもすぐれ、機械的強度や溶接
性のばらつきも少くなった。

又第５図はスラブの厚さ方向のりん含有量を表面分析値
に対する偏析量で表わしたものであるが、比較法による
ａ図の場合には表面寄りに負偏析が生じておりホワイト
バンドが明瞭に現れていることがわかる。

これに対し、この発明の実施によるｂ図の場合には中心
部の偏析及び表面寄りの負偏析も少なくホワイトバンド
が不明瞭なことがわかる。

第６図は第２ストランドのスラブから作られた９ｍｍ厚
さの圧延板マクロ組織を、各通電時間とも試料１０個を
採取して、中心偏析がなく、ホワイトバンドが不明瞭と
なり良好と判定した試料の全試料に対する比率すなわち
、下記式で表したマクログレード総合判定（％）を示し
たものであるが、通電切換を行わない場合の判定値４０
係に対し、この発明の実施により切換時間５〜３０秒で
通電切換を行ったものはすべて判定値は６０％以上あり
好結果が得られていることがわかる。

マクログレード総合判定（俸）

【図面の簡単な説明】

第１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（ａ図）及び磁石設置部の横断面図（ｂ図
）、第２図は電磁攪拌を行なわない連続鋳片の横断面図
（ａ図）及び従来の電磁攪拌を行った鋳片の横断面図（
ｂ図）、第３図は鋳片の広巾ホワイトバンド部を含む部
分から作られた成品の横断面図（ａ図）及び狭巾のホワ
イトバンド部を含む部分から作られた成品の横断面図（
ｂ図）、第４図は従来の電磁攪拌を行った場合（ａ図）
とこの発明の電磁攪拌を実施した場合（ｂ図）の鋳片横
断面におけるマクロ組織図、第５図は同じく鋳片中央部
断面におけるりん偏析状態を示す図表、第６図は直流電
流の通電時間とマクロ組織の状態との関係を示す図表で
める。図中、１・・・鋳型、２・・・永久磁石、３・・・ロー
ラ、４・・・鋳片、５・・・静止磁界、６・・・中心偏
析、７・・・ホワイトバンド、８・・・通電用ブラシ、
９・・・直流電源回路、１０・・・電流切換装置、１１
・・・デンドライト、１２・・・等軸晶、１３・・・ホ
ワイトバンド、Ｆ・・・電磁力。

Claims

【特許請求の範囲】

１連続鋳造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に
より未凝固部分を攪拌しながら凝固せしめる連続鋳造の
、鋳片に通電する直流電流の方向を、鋳片引抜き方向に
平行で、かつ短時間毎に、１〜２Ａ／ｌａの電流値
範囲で交互に切換えたことを特徴とする連続鋳造におけ
る未凝固溶融金属の攪拌方法。