JPS628258B2 - - Google Patents

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JPS628258B2
JPS628258B2 JP10048680A JP10048680A JPS628258B2 JP S628258 B2 JPS628258 B2 JP S628258B2 JP 10048680 A JP10048680 A JP 10048680A JP 10048680 A JP10048680 A JP 10048680A JP S628258 B2 JPS628258 B2 JP S628258B2
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JP
Japan
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mold
molten steel
electrode
slab
magnetic pole
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JP10048680A
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English (en)
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JPS5725258A (en
Inventor
Masahiro Mizumura
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Kokan Ltd filed Critical Nippon Kokan Ltd
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Publication of JPS5725258A publication Critical patent/JPS5725258A/ja
Publication of JPS628258B2 publication Critical patent/JPS628258B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11Treating the molten metal
    • B22D11/114Treating the molten metal by using agitating or vibrating means
    • B22D11/115Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鋼の水平連続鋳造において、鋳型
内溶鋼の冷却凝固時における熱流束のアンバラン
スによる鋳片の化学成分や冶金的組織の偏析およ
び鋳片の変形等を防止し、品質の優れた鋳片の製
造を行なうことができる水平連続鋳造方法に関す
るものである。
鋼の水平連続鋳造は、タンデイツシユの側壁下
部に、フイードノズルを介して水平方向に設けら
れた鋳型から鋳片を連続的に引出し、前記鋳型に
連なる二次冷却帯で冷却し製造される。
第1図には、水平連続鋳造機におけるタンデイ
ツシユに設けられた鋳型部分が断面図により、第
2図には第1図のA−A線断面図により示されて
いる。図面において、1はタンデイツシユの側壁
で、鉄皮1aと、鉄皮1aの内側に配置した耐火
物1bとからなつている。2は側壁1の下部に設
けられた溶鋼流出口で、シーテイングリング3
と、シーテイングリング3の内面に設けられたフ
イードノズル嵌合用の凹部をもつフロントノズル
4とからなつている。
5は前記フロントノズル4の凹部に嵌合された
フイードノズルで、その端部にはブレークリング
6を介して鋳型7が設けられている。従つてタン
デイツシユ内の溶鋼は、フロントノズル4、フイ
ードノズル5、およびブレークリング6を通して
鋳型7に供給される。8は鋳型7の外周に設けら
れた鋳型7の冷却用チエンバー、9は冷却チヤネ
ルである。
鋳型7に供給された溶鋼は、鋳型7内で直ちに
冷却されて鋳型7と接触する部分から凝固し、シ
エル10が生成されつつ鋳型7から第1図におい
て右方向に引抜かれ、凝固層が発達して鋳片11
となる。
ところで、上記した鋳型から鋳片を引抜く際に
問題となるのは、鋳型内に流入した溶鋼は、その
自重と溶鋼静圧とによつて、鋳型の下面側に押し
つけられながら、凝固し収縮することである。從
つて、鋳型内周面と凝固シエルとの密着度は、鋳
型下面側では大であるが、一方、鋳型上面側およ
び側面側では、収縮により生ずるギヤツプの作用
もあり、その密着度は小となる。
溶鋼および凝固シエルから鋳型への伝熱は、主
として輻射(約105Kcal/m2・h)、および伝熱
(約106Kcal/m2・h)によつてなされるが、前記
したギヤツプの発生により、伝熱が妨げられ、初
期表層凝固生成部における熱の流れ(熱流束)
は、鋳型の下面側に大きく、上面側および側面側
では小となり、アンバランスが生ずる。この局所
的に大きな伝熱点(ホツトスポツト)では、熱流
束が約107Kcal/m2・hにも達する結果、鋳型内
の上部と下部における溶鋼の凝固速度および温度
分布に差が生じ、最悪の場合は、鋳片の化学成分
や冶金的組織に偏析が起り、また、鋳片下部の冷
却が上部に比し大となる結果、鋳片下部が収縮し
て下方に曲る鋳片長さ方向の彎曲が発生して形状
不良となる等の問題があつた。
また最近、第3図に側面図で、第4図に第3図
A−A線断面図で示す如く、円周面に凹部13が
形成された回転するドラム状鋳型12と、前記ド
ラム状鋳型12の下部周面上に、前記凹部13を
覆うような状態で接触しながら、ドラム状鋳型1
2の回転と共に移動する耐熱、可撓性を有する無
端ベルト14とからなる回転鋳型を使用し、前記
ドラム状鋳型12の円周面に形成された凹部13
内に、無端ベルト14の一方端から溶鋼を注入
し、前記凹部13内で凝固させつつ、他方端から
鋳片11として抽出する回転鋳型を使用した鋳造
方法も知られている。
この方法によれば、鋳型の回転と共に鋳片の引
抜きが行なわれるから、鋳型と鋳片との摩擦を無
くすことができるが、その反面次のような問題が
あつた。
(1) 溶鋼を回転鋳型に注入する際、溶鋼を空気か
らシールすることが困難であり、フイードノズ
ルの構造が複雑となる。もし少しでも空気が溶
鋼中に混入すると、溶鋼静圧がたたなくなり、
表面酸化が生ずる。またシールが不完全である
と、溶鋼の外部漏出が生ずる。
(2) 高温で作動する可動機構が必要であり、操業
中に故障が発生しやすく、保守に多大の手間を
要する。
(3) 凝固シエルが発達した時点で鋳片を回転鋳型
から離脱させる工程が必要となるため、そのと
きの鋳片の曲げにより、シエルが破断し、ある
いは鋳片の金属組織の不要や真直度に対し悪影
響が生ずる等のおそれがある。
(4) 造塊形状に制約が多く、複雑な形状のもの特
に無端ベルトと接触する面が平面でないもの、
例えば丸ビレツト等の鋳造は困難である。
この発明は、上述のような観点から、水平連続
鋳造において鋳型から表層が凝固しつつある鋳片
を引抜くに当り、鋳型内溶鋼の冷却凝固時におけ
る熱流束のアンバランスによる鋳片の化学成分や
冶金的組織の偏析および鋳片の変形等を防止し、
品質の優れた鋳片をブレークアウトが発生せず、
効率高く製造することができる水平連続鋳造方法
を提供するもので、タンデイツシユの側壁下部
に、フロントノズル、フイードノズルおよびブレ
ークリングを介して水平方向に設けられた鋳型か
ら、連続的に鋳片を引抜く水平連続鋳造方法にお
いて、 非磁性体製のフイードノズルに電極を取り付
け、前記鋳型の非磁性体からなる初期表層凝固生
成部付近に磁極を取り付け、且つ、前記鋳型の開
放端部付近に、前記鋳型から引き抜かれた鋳片の
表面に接するように集電極を取り付け、前記電極
と前記集電極とを導線によつて電源に接続し、 前記鋳型に前記タンデイツシユから溶鋼を流し
こみ、初期表層凝固生成部に溶鋼が達した瞬間か
ら必要な表層厚さが発達するまで、前記電極と前
記集電極との間に電流を流すことにより、前記磁
極の作用によつて、前記鋳型内の溶鋼に対し、上
向き方向の電磁体積力を与え、溶鋼の初期凝固生
成部にかかる重力を軽減せしめながら鋳造を行な
うことに特徴を有するものである。
次に、この発明を実施例により図面と共に説明
する。第5図にはこの発明方法に使用される装置
の一例が上半部の断面図により、第6図には磁極
と電磁加力の関係を示す説明図により示されてい
る。図面において、15はその一端がタンデイツ
シユ側壁1の溶鋼流出口2に設けられたフロント
ノズル4に、他端がブレークリング6を介して鋳
型18に連なるフイードノズルで、非磁性体で電
気的絶縁性を有する耐火物からなり、フイードノ
ズル15の上面15aには、セラミツクス系の
ZrO2−CeO2、La1〜2CaXCrO3、Fe、Fe合金、
グラフアイト等からなる電極16が、その下面を
フイードノズル15の上部内周面に臨ませて垂直
方向に設けられている。なお、電極16の挿入方
向は、上下左右何れの方向でもよい。17は電極
棒抑えである。
鋳型18は、少くとも溶鋼の初期表層凝固生成
部に接触する部分およびその近傍が電気的絶縁性
を有する非磁性体で構成されている。19はフイ
ードノズル15と鋳型18とが接する端面間に介
装されたパツキン、20は鋳型18の外周に沿つ
て設けられた冷却流体を流すジヤケツトである。
鋳型18には、その初期表層凝固生成部に近い
部分の外周両側面に、一対の磁極21,22が対
向して配設されている。24はコイルである。ま
た、鋳型18から鋳片が抽出される部分、即ち鋳
型18の開放端部付近には、抽出された鋳片11
の上面に接するように、集電極23が設けられて
いる。なお、集電極23の配設方向は、上下左右
何れの方向でもよい。電極16と集電極23と
は、図示されていない導線によつて電源に接続さ
れ、電流は電極16からフイードノズル15内の
溶鋼を通り、鋳型18より抽出される鋳片11を
経て第5図に点線で図示したように集電極23へ
と流れる。
磁極21,22の鋳片引抜方向における長さ
は、鋳型18内における初期表層凝固生成部の長
さより、20〜40%長い長さとし、その中心軸は一
致させる。なお、初期表層凝固生成部の長さは、 (1) 鋳片の引抜摺動運動が断続的の場合には、1
回の運動ピツチ、 (2) 鋳片の引抜摺動運動が連続的の場合には、溶
鋼が鋳型に流入してから、摺動運動などによる
引張応力に耐える凝固シエルが形成されるまで
の距離、 により決定される。
上記した電極16、集電極23、および磁極2
1,22の配置により、第6図に示す如く、電流
は矢印25の方向に流れ、磁極21,22間には
矢印26の如き磁場が生ずる結果、鋳型18内の
溶鋼には、矢印27に示す上向きの方向即ち反重
力方向の電磁体積力が発生する。
上記した電流の流し方および磁場のかけ方は、
時間的に連続状態でも、あるいは断続状態でもよ
く、電源は直流、交流の何れでも、または直流と
交流が重複したものでもよい。なお、交流を使用
する場合には、電流と磁場とを同期させるように
構成する。なお交流の場合は、同時に両者の向き
が逆であつても、電磁力の方向は変らない。
この発明方法は上述のように構成されているの
で、鋳型18に溶鋼を流しこみ、初期表層凝固生
成部に溶鋼が達した瞬間から必要な表層厚さが発
達するまで、電極16,23間に電流を流し、第
6図に示す方向に磁場をかけるときは、上向きに
生ずる電磁体積力によつて初期表層凝固生成部に
かかる重力が軽減され、下向密着による熱流束の
アンバランスは少なくなる。從つて鋳片の化学成
分や冶金的組織の偏析および鋳片の変形等は、適
確に防止される。
上記により、溶鋼静圧200mmおよび自重に桔抗
する上向き電磁体積力を発生させるためには、約
4000アンペアの電流と3430ガウス=0.343テスラ
の磁束密度があればよく、約4KWの電源容量が
必要とされる。なお、この場合の電極間電圧はV
=0.5ボルト、溶鋼の電気抵抗はR=75×10-6
ームとした。
第7図および第8図には、この発明方法を適用
した装置の他の実施例が示されており、第7図は
上半部の断面図、第8図は第7図A−A線断面図
である。
この実施例においては、鋳型18における初期
表層凝固生成部付近の両側面に垂直方向にリニア
型電磁コイル28,28が対向して設けられてい
る。リニア型電磁コイル28は、磁極28aに水
平方向に走る溝28bを、磁極28aの長さ方向
に一定間隔で多数設け、この溝28bに電線28
cを通し、山部が垂直方向に交互に1山以上の任
意のピツチでN極とS極に磁化されるように配線
する。第8図においては、N極とS極とが1山ピ
ツチの場合について示したが、一般的には複数山
のピツチで正弦状にN.S.が変化する進行磁場を利
用する。
また、対向するリニア型電磁コイルは、そのN
極とS極とが夫々同一高さで互いに対向するよう
に設ける。なお、リニア型電磁コイルは、鋳型の
両側に設けず、その何れか一方側に設けてもよ
い。
このようなリニア型電磁コイルは、磁場が下部
から上部に、即ち重力と反対方向に所定の同期速
度で移動するように、交流で駆動させ、かつその
駆動は、リニア型電磁コイルが対向して設けられ
ている場合には、互いに等しい同期速度で行なわ
せる。
鋳型18は、少なくともリニア型電磁コイル2
8の設けられている部分では非磁性体でかつ電気
絶縁体であることが必要である。
この実施例は上述のように構成されているか
ら、鋳型18に溶鋼を流しこみ、初期表層凝固生
成部に溶鋼が達した瞬間から必要な表層厚さが発
達するまで、リニア型電磁コイル28に上向きの
同期速度をもつ進行磁場を発生させるときは、上
向きに生ずる矢印の如き電磁体積力によつて、初
期表層凝固生成部にかかる重力は軽減され、前述
と同様の効果が得られる。
上記により、溶鋼静圧200mmに拮抗する上向き
電磁体積力を発生させるためには、約3.5m/S
の同期速度をもつ2900ガウス=0.29テスラの進行
磁場があればよい。
この発明において、鋳型内の溶鋼に電磁的体積
力を印加する場所は、鋳型内で溶鋼がまだ凝固し
ていない部分、あるいは、凝固表層が例えば1mm
以下の厚く形成されていない部分とし、それ以外
の場所は不必要である。
以上述べたように、この発明によれば、水平連
続鋳造において、鋳型内の溶鋼に上向きの電磁体
積力が生ずることにより、鋳型内溶鋼の冷却凝固
時における熱流束のアンバランスによる鋳片の化
学成分や冶金的組織の偏析および鋳片の変形等は
確実に防止され、品質の優れた鋳片が製造できる
等、工業上優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は水平連続鋳造機におけるタンデイツシ
ユに設けられた鋳型部分の断面図、第2図は第1
図のA−A線断面図、第3図は回転鋳型式水平連
続鋳造機の概略側面図、第4図は第3図A−A線
断面図、第5図はこの発明方法を適用した装置の
概略を示す上半部断面図、第6図は磁極と電磁加
力の関係を示す説明図、第7図はこの発明方法を
適用した装置の他の実施例を示す上半部断面図、
第8図は第7図A−A線断面図である。図面にお
いて、 1……タンデイシユ側壁、2……溶鋼流出口、
3……シーテイングノズル、4……フロントノズ
ル、5……フイードノズル、6……ブレークリン
グ、7……鋳型、8……冷却用チエンバー、9…
…冷却チヤネル、10……シエル、11……鋳
片、12……ドラム状鋳型、13……凹部、14
……無端ベルト、15……フイードノズル、16
……電極、17……電極棒抑え、18……鋳型、
19……パツキン、20……ジヤケツト、21,
22……磁極、23……集電極、24……コイ
ル、28……リニア型電磁コイル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 タンデイツシユの側壁下部に、フロントノズ
    ル、フイードノズルおよびブレークリングを介し
    て水平方向に設けられた鋳型から、連続的に鋳片
    を引抜く水平連続鋳造方法において、 非磁性体製のフイードノズルに電極を取り付
    け、前記鋳型の非磁性体からなる初期表層凝固生
    成部付近に磁極を取り付け、且つ前記鋳型の開放
    端部付近に、前記鋳型から引き抜かれた鋳片の表
    面に接するように集電極を取り付け、前記電極と
    前記集電極とを導線によつて電源に接続し、 前記鋳型に前記タンデイツシユから溶鋼を流し
    こみ、初期表層凝固生成部に溶鋼が達した瞬間か
    ら必要な表層厚さが発達するまで、前記電極と前
    記集電極との間に電流を流すことにより、前記磁
    極の作用によつて、前記鋳型内の溶鋼に対し、上
    向き方向の電磁体積力を与え、溶鋼の初期凝固生
    成部にかかる重力を軽減せしめながら鋳造を行な
    うことを特徴とする水平連続鋳造方法。
JP10048680A 1980-07-24 1980-07-24 Horizontal continuous casting method Granted JPS5725258A (en)

Priority Applications (1)

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JP10048680A JPS5725258A (en) 1980-07-24 1980-07-24 Horizontal continuous casting method

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JP10048680A JPS5725258A (en) 1980-07-24 1980-07-24 Horizontal continuous casting method

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Publication Number Publication Date
JPS5725258A JPS5725258A (en) 1982-02-10
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ID=14275251

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0288953U (ja) * 1988-12-27 1990-07-13
KR20190110849A (ko) * 2018-03-21 2019-10-01 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0288953U (ja) * 1988-12-27 1990-07-13
KR20190110849A (ko) * 2018-03-21 2019-10-01 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

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