JPS61229451A - 連続鋳造機用タンデイツシユ内溶鋼の加熱方法 - 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】 （産業上の利用分野） 一般に連続鋳造機用タンディツシュ内にはじめて受入れ
る溶鋼は、内張り耐火物による吸熱あるいは浴面からの
放熱等によって著しく温度が下がる。その結果、こうし
た溶鋼を注入すると鋳片の一部が品質不良となる。従っ
て、かような温度低下は償わねばならない。

本発明は、上記タンディツシュに水平溝型の誘導加熱装
置を取付けてその内部に　該溶鋼を迂回導入し加熱して
再びタンディツシュ内へ還流させることにより、かかる
要請に応えられる技術を提供する。

なお、本発明の溶鋼の加熱方法は、鋼の連続鋳造機用タ
ンディツシュに対して好適に採用されるが、受は入れた
金属溶湯に対して不可避に生じる著しい奪熱による温度
低下を回避しなければならないようなケースにおける、
誘導加熱装置を付帯さるタンディツシュ以外の金属溶湯
保持容器に対しても適用し得る。

（従来の技術） 連続鋳造に際し、溶鋼はまず取鍋を経てタンディツシュ
に注入されるが、注入流からの放熱、内張り耐火物によ
る吸熱、鋼浴表面からの輻射放熱により著しい温度低下
を招く。

こうした温度低下を補償する一般的な技術としては、特
開昭５４−１６３７３０号として開示されているような
、溶融金属貯蔵容器の底壁に該溶融金属を上下方向に還
流させる垂直型の誘導加熱装置を取付けて加熱する技術
があった。しかし、この開示技術は、底壁に対して垂直
型の誘導加熱装置を取付けて使うため、連続鋳造機用タ
ンディツシュへの適用は困難であった。

これに対し、最近タンディツシュ内溶鋼加熱のために、
特開昭５８−３５０５０号として開示されているような
、水平溝型誘導加熱装置を、タンディツシュの側面に取
付ける技術が提案された。この技術に使用する装置を第
１図、第２図に示す。図示の水平溝型誘導加熱装置２は
、タンディツシュ１の側壁に取付けられる。この誘導加
熱装置２の本体は、外殻を構成する鉄皮６内に耐火物７
を施工したものによって造成され、タンディツシュ１内
に面して開口した入・出口８ａ　、　８ｂからループ状
に形成した迂回通路８を有し、かつその迂回通路８に囲
まれた中心部に溶鋼の流動方向とは直交する向きに貫通
する通孔９を設けてなるものである。

なお、図示の符号３は受鋼用ノズル位置を示し、４は流
出口、５は必要に応じて設けられる溶鋼流誘導用仕切壁
である。

そして、上記の通孔９には、前記迂回通路８内溶鋼流に
、誘導電流ｉを発生させる一次誘導コイルｌＯがコア１
０ａを介して挿入組込んである。この−次誘導コイル１
０への通電によってコア１０ａは磁界φを発生し、それ
に伴って迂回通路８内溶鋼流ｉが流れるから１２・Ｒの
ジュール熱を発生し、その結果溶鋼の加熱が果たされる
のである。要するに、迂回通路８という溶鋼通路を設け
ることにより、その迂回の途中で溶鋼を加熱するように
構成したものである。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、この誘導加熱装置２を使用する場合、装置へ
の電力供給スケジュールの如何によっては、所期した溶
鋼加熱が、適宜にかつ円滑に進行しないことがしばしば
経験されたのである。

すなわち、溶鋼加熱にあたって誘導加熱装置２のコイル
１０に、常に正規の定格電力を供給すると、特に溶鋼加
熱が最も必要とされるタンディツシュ１内の溶鋼貯蔵量
が少ないとき、すなわち取鍋からタンディツシュ１への
溶鋼の注入初期段階では、該迂回通路８内に空気が残留
していることが多く、このような空気が残留したままの
迂回通路８については、溶鋼流の断面積が小さく、二次
誘導電流密度が大きくなり、迂回通路８でのピンチング
という現象が著しくなるとともに、時には該通路８での
溶鋼の離断が生じて誘導電流が遮断されることがある。

このようにピンチング現象が著しくなると、コイル１０
を流れる電流の変動が大きくなって溶鋼の加熱に必要な
電力を安定して供給することができなくなり、時には電
源がトリップすることすらある。また、ビンチング現象
による導通遮断は、その回復に時間がかかると共に、同
様な導通遮断が反復して起る。そして、上記ピンチング
現象が一層激しくなった場合には、耐火物層の損傷が補
修を困難にする程に大きくなり、洩鋼にいたる危険すら
生じる。このような現象に対しては、供給する電力を抑
えることが有効であるが、それでは所期した注入初期の
溶鋼温度低下が防止できなくなる。

かような電力供給スケジュールの適否に伴なうピンチン
グ現象の有無は、連鋳用タンディツシュ以外の一般的な
金属溶湯保持容器の場合ではほとんど問題にならない。

なぜなら、かかる保持容器の場合は、安定して電力が投
入できるまでに浴面レベルが達してから、電力を投入し
ても遅くないからである。しかし、連鋳用タンディツシ
ュにあっては、注入初期の温度低下が大きいと、鋳片品
質にも悪影響を及ぼすようになるから、電力の早期投入
による加熱を急がねばならないという要請に応えるため
に、電力の供給制御が不可決となるのである。

この意味において、タンディツシュへの溶鋼の注入初期
段階に、ピッチングが発生しない限度内で最大の電流を
供給して温度低下を効果的に防止する技術の開発が必要
であり、本発明は正にこうした要請に応えられる水平溝
型誘導加熱装置を使うタンディツシュ内溶鋼の加熱方法
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） すなわち、本発明は、連続鋳造機用タンディツシュ内溶
鋼を、該タンディツシュ内部と連通ずるループ状に設け
た迂回通路と、この迂回通路内を流動する溶鋼流に鎖交
する磁束を発生させるコイルとを有し、このコイルに通
電することによって上記迂回通路を通る溶鋼に誘導電流
を発生させてそのジュール熱で加熱する溝型誘導加熱装
置内に導いて加熱する当り、前記誘導加熱装置に供給す
る電力を、タンディツシュ内鋼深さＨａｍと上記迂回通
路的溶鋼流の誘導電流密度ＤＡ／ｃＩＩＩｚとき関係が
、次式 ％式％ を満足するように、制御することを特徴とする連続鋳造
機用タンディツシュ内溶鋼の加熱方法である。こうした
電力の供給により、迂回通路的溶鋼流に流れる二次誘導
電流のピッチングによるトリップ現象が回避され、安定
したタンディツシュ内溶鋼加熱が果たされる。

（作用） 本発明者らは、上記ピッチングが迂回通路内に作用する
電磁力とタンディツシュ内溶綱静圧と間にある種の相関
関係があることを知見した。そこで、゛電磁力の指標と
して、迂回通路的溶鋼流に流れる電流密度Ｄ　（Ａ／ｅ
ｌｌ”）を用い、溶鋼静圧として鋼浴面からタンディツ
シュ内迂回通路の最上部までの深さＨ鶴を取り、安定な
電力の投入範囲について調べた。

使用した誘導加熱装置の上記迂回通路の形状は、平面形
状が約１００　Ｘ２００（ｍｓ）の長楕円形で、該通路
断面積は１８４　ｃｍ”　、通路長さは１５５　ｃｓ、
　１次コイルターン数４２のものと、平面形状円環形（
１００ｗφ）に近い通路断面積７９（Ｊ”、通路長１０
０　ｃｓ、　１次コイルターン数３０のものの２種を用
いた。

第３図に示すように、鋼浴深さＨｍと電流密度Ｄ　（Ａ
／ａｍ”）との関係について調べたところ、断面形状、
面積、通路長および１次コイルターン数は変わっても鋼
浴深さＨに対する適性電流密度は一定していることが判
った。なお、図中の・△プロットはピッチングによって
電源がトリップし加熱が中断されたことを示す。

従って以下に示す条件（１式）の範囲内の電流密度りと
なるように供給する電力を調節すれば、ピッチングによ
る問題を回避して望ましい誘導加熱ができることが判っ
た。

Ｄ≦０．４５８　＋１９０　　　　　　　（Ｉ）但し、
通路内を溶鋼が満たすまでは電流が不安定であるので通
電加熱はできない。

また、タンディツシュから鋳型へ溶鋼を注入する鋳込初
期においては、可能なかぎり早期に最大加熱を行う必要
があるため、上述の条件（１式）のもとてさらに次式； Ｄ＞０．４５８　＋５　　　　　　　（ｎ）をも満足す
るような範囲で通電加熱することが望ましい。

上記電流の安定している領域では、溶鋼重量に従って供
給電力を増していく制御を取り、タンディツシュが溶鋼
で充満する前に最高電力を供給する。

なお、鋳込み初期を除く時期においては、Ｄ≦０．４５
）１　＋５の範囲ではピッチングの発生がなく安定であ
るが、溶鋼加熱が有効に行われにくいという制約がある
。

（実施例） 次に本発明法の好適実施態様を明らかにすべ〈実施した
例につき説明する。使用した誘導加熱装置は、通路縦断
面積Ｓ＝１８４ｃｍ”（高さ２１（ＪＩＸ水平方向１１
ｃｎの楕円形状）で第１図に示す入口から出口に至る間
の通路長Ｌ＝２２５ｃａからなる溶鋼の迂回通路８を持
つ構造のもの用いた。加熱対象として、鋼を用いたがこ
の鋼の比抵抗は、ρ＝１４１　Ｘ１０−＆Ω・ｃｌＩＩ
（１６００℃）であり、通路を満たした溶鋼の電気抵抗
Ｒは、 Ｒ＝ρ−＝１４１　Ｘｌ０−＆Ｘ２２５　＋１８４＝１
．７２Ｘ１０−’Ωである。また、通路縦断面の電流密
度を均一と考えると、該通路を流れる全電流■は、次式
で計算される。

１＝ＤＸＳ−１８４ＸＤ そして好適電流は次のような範囲が望ましい。

１８４　Ｘ（０，４５）１＋１９０）≧１＞１８４　ｘ
（０，４５ｎ＋５）このときの出力（電力）は、電流と
抵抗とから、Ｐ　＝　Ｉ”Ｒ で表現できるので、望ましい電力範囲は溶鋼深さＨ（＋
ｎ　）により次のようにあられされる。

９９Ｂ＋１＋２１１　ＸＩＯ’　＋１．１８Ｈ！＞Ｐ（
Ｗ）＞２６．３Ｈ＋１４６　＋１．１８Ｈ” 上記不等式に示す上限下限を、第４図中の破線Ａ、Ｂに
てそれぞれ示した。

上述した装置、条件を採用して実施した結果を以下に説
明する。なお、タンディツシュの深さは７００ｆｌ、溝
形誘導加熱装置最大出力は１０００ｋＷを用いた。第４
図に投入電力の例を示す。

本発明実施例■は、適正電力範囲内に収まっており溶鋼
深さに従って電力を増加させた例であり、実際の電力制
御は次のとおりである。

Ｈ＝ＯＩＩｍのとき、出力Ｐ−ＯｋＷ、Ｈ＝３００鶴ま
で、出力Ｐ−６００ｋＷとなるように増加させる、 Ｈ＝３５０鶴まで、出力Ｐ−６００に−を維持、Ｈ＝５
００ｍ＋＊まで、出力Ｐ＝１０００に−となるように増
加させる、 比較例■（一点鎖線）は、安定した電流密度ではあるが
、鋳込み初期を有効電力以下で加熱した例である。すな
わち、 Ｈ＝　ＯａｍからＨ＝２００ｍｍまでＰ＝ＯｋＷ、Ｈ＝
５００までＰｍ２Ｏ３に−となるように増加させる、 満杯直後に１０００に−で加熱した。

比較例■は加熱を全く行わなかった例である。

上記の例につき投入電力に応じた溶鋼温度の経時変化を
、第５図に示す。この図かられかるように、タンディツ
シュへの注入初期の温度低下は、本発明法（実施例■）
によって最適電流値を供給したヒートでは著しく小さく
、その他の２例ではいずれも程度の差こそあれ、溶鋼温
度の低下が見られた。

（発明の効果） 以上説明したように本発明方法に従った電力供給を行え
ば、ピンチングを発生させることなく、それぞれの鋼浴
深さに対応する最大の電力を供給し得る上、耐火物の保
護が達せられる。また連鋳能率の向上が達せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、コイルを外した状態の誘導加熱装置付タンデ
ィツシュの水平断面図、 第２図は、第１図のＡ−Ａ部矢視部縦断面図、第３図は
、ピンチング発生に対する鋼浴深さと電流密度との関係
を示すグラフ、 第４図は、溶鋼深さと各種の投入電カバターンについて
示すグラフ、 第５図は、電力投入パターンの違いによる溶鋼温度推移
のグラフである ｌ・・・タンディツシュ ２・・・誘導加熱装置（インダクター）３・・・ノズル
位置　　　４・・・流出口５・・・仕切壁　　　　　６
・・・鉄皮７・・・耐火物　　　　　８・・・迂回通路
９・・・通孔　　　　　　１０・・・コイル１０ａ・・
・コア 第１図 第２図 ８迂口４路 第３図 Ｏｆｏｏ　　　　　２００　　　３０ｏ４００電濃ＦＩ
ＴＴＥＤ（％−） 第５図 口 時Ｍ　（今）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続鋳造機用タンディッシュ内溶鋼を、該タンディ
   ッシュ内部と連通するループ状に設けた迂回通路と、こ
   の迂回通路内を流動する溶鋼流に鎖交する磁束を発生さ
   せるコイルとを有し、このコイルに通電することによっ
   て上記迂回通路を通る溶鋼に誘導電流を発生させてその
   ジュール熱で加熱する溝型誘導加熱装置内に導いて加熱
   するに当り、前記誘導加熱装置に供給する電力を、タン
   ディッシュ内鋼深さＨｍｍと上記迂回通路内溶鋼流の誘
   導電流密度ＤＡ／ｃｍ＾２との関係が、次式 Ｄ≦０．４５Ｈ＋１９０ を満足するように、制御することを特徴とする連続鋳造
   機用タンディッシュ内溶鋼の加熱方法。 ２、上記誘導加熱装置に供給する電力を、加熱溶鋼を鋳
   型内へ注入する鋳込み初期については、鋼浴深さ（Ｈ）
   と誘導電流密度との関係が、次式； ０．４５Ｈ＋５＜Ｄ≦０．４５Ｈ＋１９０ を満足するように制御することを特徴とする特許請求の
   範囲１記載の方法。