JP2633769B2 - 連続鋳造モールド内溶鋼流動制御方法 - Google Patents
連続鋳造モールド内溶鋼流動制御方法Info
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- JP2633769B2 JP2633769B2 JP13490292A JP13490292A JP2633769B2 JP 2633769 B2 JP2633769 B2 JP 2633769B2 JP 13490292 A JP13490292 A JP 13490292A JP 13490292 A JP13490292 A JP 13490292A JP 2633769 B2 JP2633769 B2 JP 2633769B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造モールド内溶鋼
流動制御方法に関する。
流動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】連続鋳造に際し、鋳片の未凝固部分を電
磁撹拌することによって、鋳片内部の偏析を軽減し、良
好な鋳片を得ることは、一般に行われている。例えば特
公昭６４−１０３０５号公報では鋳型の少なくとも１方
の長辺側のメニスカス近傍に、２つの電磁撹拌装置を対
向して設置し、長辺側に設置した電磁撹拌装置によっ
て、鋳型内溶鋼に巾方向の中心に向う流れを付与し、浸
漬ノズルからの溶鋼流の鋳型内溶鋼への浸透深さを浅く
して、良好な品質の鋳片を製造することが開示されてい
る。
磁撹拌することによって、鋳片内部の偏析を軽減し、良
好な鋳片を得ることは、一般に行われている。例えば特
公昭６４−１０３０５号公報では鋳型の少なくとも１方
の長辺側のメニスカス近傍に、２つの電磁撹拌装置を対
向して設置し、長辺側に設置した電磁撹拌装置によっ
て、鋳型内溶鋼に巾方向の中心に向う流れを付与し、浸
漬ノズルからの溶鋼流の鋳型内溶鋼への浸透深さを浅く
して、良好な品質の鋳片を製造することが開示されてい
る。
【０００３】又特開昭６４−２７７１号公報では浸漬ノ
ズルの左右吐出口からの溶鋼吐出流の強さに応じて移動
磁界を作用させて適正な大きさの湯面変動を実現して異
常な湯面変動にともなうモールドパウダー巻込み及び鋳
片の表面割れによる表面欠陥を防止することが開示され
ている。
ズルの左右吐出口からの溶鋼吐出流の強さに応じて移動
磁界を作用させて適正な大きさの湯面変動を実現して異
常な湯面変動にともなうモールドパウダー巻込み及び鋳
片の表面割れによる表面欠陥を防止することが開示され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】連続鋳造モールド内の
溶鋼の流動は鋳片品質を左右する重要な要素である。本
発明はモールド内のメニスカス流速を制御して表面性状
の優れた鋳片を得る連続鋳造モールド内溶鋼流動制御方
法を提供するものである。
溶鋼の流動は鋳片品質を左右する重要な要素である。本
発明はモールド内のメニスカス流速を制御して表面性状
の優れた鋳片を得る連続鋳造モールド内溶鋼流動制御方
法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、連続鋳
造モールドの溶鋼にノズルを浸漬して連続鋳造するに当
たり、ノズル吐出孔角度が水平方向を０°としたときに
上向き２２．５°〜下向き９０°のノズルを、浸漬深さ
が５０mm〜４００mmの範囲に設けて、モールド幅方向に
２分割以上に区分されたコイルにより、下記式により定
まる移動磁界で、鋳造鋼種、鋳造幅、鋳造速度、浸漬ノ
ズル形状等の操業条件に応じて、（ａ）モールドの中心
から両短辺方向に向かって電磁力を印加するか、又は
（ｂ）モールドの両短辺側から中心に向かって電磁力を
印加する、のいずれかを選択して、吐出反転流を加速、
減速し、メニスカス部の溶鋼流速を１０cm/sec〜６０cm
/secとすることを特徴とする連続鋳造モールド内溶鋼流
動制御方法である。
造モールドの溶鋼にノズルを浸漬して連続鋳造するに当
たり、ノズル吐出孔角度が水平方向を０°としたときに
上向き２２．５°〜下向き９０°のノズルを、浸漬深さ
が５０mm〜４００mmの範囲に設けて、モールド幅方向に
２分割以上に区分されたコイルにより、下記式により定
まる移動磁界で、鋳造鋼種、鋳造幅、鋳造速度、浸漬ノ
ズル形状等の操業条件に応じて、（ａ）モールドの中心
から両短辺方向に向かって電磁力を印加するか、又は
（ｂ）モールドの両短辺側から中心に向かって電磁力を
印加する、のいずれかを選択して、吐出反転流を加速、
減速し、メニスカス部の溶鋼流速を１０cm/sec〜６０cm
/secとすることを特徴とする連続鋳造モールド内溶鋼流
動制御方法である。
【０００６】以下本発明を詳述する。図１は本発明に係
る連続鋳造用の鋳型要部を見易くするため一部破断して
示した図である。鋳型は長辺鋳型銅板１−１，１−２と
短辺鋳型銅板１−３，１−４からなり、図示しないタン
ディッシュに取付けられた浸漬ノズル２の下部が挿入さ
れている。この浸漬ノズル２の下部に設けられた吐出孔
は鋳型短辺方向に対向して浸漬ノズルの両側に１個ずつ
開口しているが格別限定されない。この浸漬ノズルを介
してタンディッシュから鋳型内に溶鋼３が注入される
が、浸漬ノズルから吐出した吐出流５は短辺方向に向か
い短辺に当って上，下に別れ、上方に向かった溶鋼流は
吐出反転流ａとなりメニスカス流６を形成する。一方下
方に向かった溶鋼流ｂは下降流となる。
る連続鋳造用の鋳型要部を見易くするため一部破断して
示した図である。鋳型は長辺鋳型銅板１−１，１−２と
短辺鋳型銅板１−３，１−４からなり、図示しないタン
ディッシュに取付けられた浸漬ノズル２の下部が挿入さ
れている。この浸漬ノズル２の下部に設けられた吐出孔
は鋳型短辺方向に対向して浸漬ノズルの両側に１個ずつ
開口しているが格別限定されない。この浸漬ノズルを介
してタンディッシュから鋳型内に溶鋼３が注入される
が、浸漬ノズルから吐出した吐出流５は短辺方向に向か
い短辺に当って上，下に別れ、上方に向かった溶鋼流は
吐出反転流ａとなりメニスカス流６を形成する。一方下
方に向かった溶鋼流ｂは下降流となる。
【０００７】本発明は鋳型の相対向する長辺側面１−
１，１−２の外側にモールド幅方向に２分割以上に区分
された撹拌用コイル７−１，７−２が設けられ移動磁界
を発生する。又鋳型から離れた制御室１０に移動磁界の
方向を変える相順切換器と電流制御器が設けられ、交流
電源に導通される。図３のＬはコイルのポールピッチで
ある。
１，１−２の外側にモールド幅方向に２分割以上に区分
された撹拌用コイル７−１，７−２が設けられ移動磁界
を発生する。又鋳型から離れた制御室１０に移動磁界の
方向を変える相順切換器と電流制御器が設けられ、交流
電源に導通される。図３のＬはコイルのポールピッチで
ある。
【０００８】本発明者らの実験によると浸漬ノズルから
注湯された溶鋼の凝固シェルへの衝突強さを確保しつ
つ、かつ吐出反転流により形成されるメニスカス流を一
定範囲に制御することは鋳片の表面性状向上に極めて有
効なる知見を得た。即ち本発明においては５０≦Ｌ×ｆ
≦４００００（ただしコイルピッチ：Ｌmm、磁界周波
数：ｆHzとする）を満足する移動磁界を溶鋼に印加して
１０cm/sec〜６０cm/secのメニスカス流速を得るもので
あるが、これは次の理由による。
注湯された溶鋼の凝固シェルへの衝突強さを確保しつ
つ、かつ吐出反転流により形成されるメニスカス流を一
定範囲に制御することは鋳片の表面性状向上に極めて有
効なる知見を得た。即ち本発明においては５０≦Ｌ×ｆ
≦４００００（ただしコイルピッチ：Ｌmm、磁界周波
数：ｆHzとする）を満足する移動磁界を溶鋼に印加して
１０cm/sec〜６０cm/secのメニスカス流速を得るもので
あるが、これは次の理由による。
【０００９】即ちモールド内溶鋼に移動磁界を印加する
とき、磁界移動速度Ｖは（１）式で表される。 Ｖ＝Ｃ1 ×Ｌ×ｆ＋Ｃ2 …………………（１） （Ｌ：コイルのポールピッチ、ｆ：磁界周波数、Ｃ1 ，
Ｃ2 ：調整係数） 又、メニスカス流速Ｖｐによって磁界移動速度を決定す
るため、磁界移動速度ＶはＶｐの関数となる。このと
き、関数は１次式（２）、又は２次式（３）で考える。 Ｖ＝ｆ（Ｖｐ）＝Ｃ3 ×Ｖｐ＋Ｃ4 …………………（２） ＝Ｃ3 ×Ｖｐ2 ＋Ｃ4 ×Ｖｐ＋Ｃ5 …………………（３）
とき、磁界移動速度Ｖは（１）式で表される。 Ｖ＝Ｃ1 ×Ｌ×ｆ＋Ｃ2 …………………（１） （Ｌ：コイルのポールピッチ、ｆ：磁界周波数、Ｃ1 ，
Ｃ2 ：調整係数） 又、メニスカス流速Ｖｐによって磁界移動速度を決定す
るため、磁界移動速度ＶはＶｐの関数となる。このと
き、関数は１次式（２）、又は２次式（３）で考える。 Ｖ＝ｆ（Ｖｐ）＝Ｃ3 ×Ｖｐ＋Ｃ4 …………………（２） ＝Ｃ3 ×Ｖｐ2 ＋Ｃ4 ×Ｖｐ＋Ｃ5 …………………（３）
【００１０】（１）式と（２）式又は（３）式を連立さ
せてＶｐについて解くと、（４）式又は（５）式とな
る。 Ｖｐ＝Ｃ6 ×Ｌ×ｆ＋Ｃ7 …………………（４） ＝Ｃ6 ×Ｌ0.5 ×ｆ0.5 ＋Ｃ7 …………………（５） 又、Ｖ＝ｆ（Ｖｐ）を高次式で表す場合を考えるとＶｐ
は一般的には（６）式のようになる（Ｃ7 ＝１／次
数）。 Ｖｐ＝Ｃ6 ×ＬC7×ｆC7＋Ｃ8 …………………（６） このとき、Ｌ，ｆと同様にＶｐに影響を与えるコイル電
流Ｉの変動は、Ｃ6 ，Ｃ8 の変化範囲に含まれる。実際
には０〜２５００mAの範囲で操業を行った。
せてＶｐについて解くと、（４）式又は（５）式とな
る。 Ｖｐ＝Ｃ6 ×Ｌ×ｆ＋Ｃ7 …………………（４） ＝Ｃ6 ×Ｌ0.5 ×ｆ0.5 ＋Ｃ7 …………………（５） 又、Ｖ＝ｆ（Ｖｐ）を高次式で表す場合を考えるとＶｐ
は一般的には（６）式のようになる（Ｃ7 ＝１／次
数）。 Ｖｐ＝Ｃ6 ×ＬC7×ｆC7＋Ｃ8 …………………（６） このとき、Ｌ，ｆと同様にＶｐに影響を与えるコイル電
流Ｉの変動は、Ｃ6 ，Ｃ8 の変化範囲に含まれる。実際
には０〜２５００mAの範囲で操業を行った。
【００１１】ここで、メニスカス流速Ｖｐの適正値範囲
（Ｖｐmin ，Ｖｐmax ）と（６）式より（７）式が得ら
れる。 Ｖｐmin ≦Ｃ6 ×ＬC7×ｆC7＋Ｃ8 ≦Ｖｐmax …………………（７） これを変形すると（８）式が得られる。 Ｃ9 ≦Ｌ×ｆ≦Ｃ10 …………………（８）
（Ｖｐmin ，Ｖｐmax ）と（６）式より（７）式が得ら
れる。 Ｖｐmin ≦Ｃ6 ×ＬC7×ｆC7＋Ｃ8 ≦Ｖｐmax …………………（７） これを変形すると（８）式が得られる。 Ｃ9 ≦Ｌ×ｆ≦Ｃ10 …………………（８）
【００１２】以上の導出より、Ｖ＝ｆ（Ｖｐ）の次数を
問わず（８）式は得られることが明白なため、Ｃ9 ，Ｃ
10を得るために図５のように横軸をＬ×ｆ、縦軸をＶｐ
という１次式前提で示す。
問わず（８）式は得られることが明白なため、Ｃ9 ，Ｃ
10を得るために図５のように横軸をＬ×ｆ、縦軸をＶｐ
という１次式前提で示す。
【００１３】図５により、モールド電磁撹拌装置のコイ
ルピッチと磁界周波数の積Ｌ×ｆを５０≦Ｌ×ｆ≦４０
０００（Ｌ：コイルピッチ（mm）、ｆ：磁界周波数（H
z））とすれば、メニスカス流速を適正に制御すること
が可能となる。
ルピッチと磁界周波数の積Ｌ×ｆを５０≦Ｌ×ｆ≦４０
０００（Ｌ：コイルピッチ（mm）、ｆ：磁界周波数（H
z））とすれば、メニスカス流速を適正に制御すること
が可能となる。
【００１４】又実験によると凝固シェルの表層を洗い流
し、介在物や偏析を除去するために、ある程度の溶鋼吐
出流速は必要である。さらに、メニスカスでの介在物捕
捉防止のためにはメニスカス流のコントロールが必要で
ある。
し、介在物や偏析を除去するために、ある程度の溶鋼吐
出流速は必要である。さらに、メニスカスでの介在物捕
捉防止のためにはメニスカス流のコントロールが必要で
ある。
【００１５】即ち、溶鋼吐出流をメニスカスからの距離
別にみると図６となる。即ちメニスカスから３００mmを
臨界点とすることができる。従って、メニスカス流のみ
が存在するメニスカスから直下３００mm下までの範囲に
コイル中心を設置し、メニスカス流のみをコントロール
する。
別にみると図６となる。即ちメニスカスから３００mmを
臨界点とすることができる。従って、メニスカス流のみ
が存在するメニスカスから直下３００mm下までの範囲に
コイル中心を設置し、メニスカス流のみをコントロール
する。
【００１６】メニスカス流速が１０cm/sec未満の場合、
メニスカス流速が小さくなることにより、メニスカス部
への熱の供給量が減少してよどんだ状態となり、例えば
パウダーが凝固した固まりが生成して溶鋼中に巻き込ま
れ、凝固シェルに捕捉されて鋳片表面欠陥の原因となっ
たり、あるいはメニスカス部の溶鋼が凝固し皮が張った
ような状態となり、操業トラブルの原因となる。また逆
にメニスカス流速が６０cm/sec超では、溶鋼湯面の波立
ちが大きくなると共に、パウダーの削り込みが発生し、
パウダー性表面欠陥の原因となる。従って本発明はメニ
スカス流速を１０〜６０cm/secの範囲に制御するもので
ある。このため電磁撹拌コイル中心は鋳造方向のメニス
カス〜直下３００mmに設置することが必要である。メニ
スカス流速は、例えば溶鋼流中にサーモアロイ製の円筒
を装入し流れによる抵抗力Ｆを歪みゲージで測定する。
歪みと抵抗力は予め分銅を用いて検量線を引き回帰式よ
り定めることができる。
メニスカス流速が小さくなることにより、メニスカス部
への熱の供給量が減少してよどんだ状態となり、例えば
パウダーが凝固した固まりが生成して溶鋼中に巻き込ま
れ、凝固シェルに捕捉されて鋳片表面欠陥の原因となっ
たり、あるいはメニスカス部の溶鋼が凝固し皮が張った
ような状態となり、操業トラブルの原因となる。また逆
にメニスカス流速が６０cm/sec超では、溶鋼湯面の波立
ちが大きくなると共に、パウダーの削り込みが発生し、
パウダー性表面欠陥の原因となる。従って本発明はメニ
スカス流速を１０〜６０cm/secの範囲に制御するもので
ある。このため電磁撹拌コイル中心は鋳造方向のメニス
カス〜直下３００mmに設置することが必要である。メニ
スカス流速は、例えば溶鋼流中にサーモアロイ製の円筒
を装入し流れによる抵抗力Ｆを歪みゲージで測定する。
歪みと抵抗力は予め分銅を用いて検量線を引き回帰式よ
り定めることができる。
【００１７】本発明においてはノズル浸漬深さは浴面か
ら５０mm〜４００mmの範囲とする。即ち図７に示すよう
に５０mm未満では溶鋼表面に極端な波立ち現象Ｗがみら
れ、一方４００mm超では溶鋼表面に新たな溶鋼の供給が
なく、死に湯状態Ｚとなり、好ましくない。
ら５０mm〜４００mmの範囲とする。即ち図７に示すよう
に５０mm未満では溶鋼表面に極端な波立ち現象Ｗがみら
れ、一方４００mm超では溶鋼表面に新たな溶鋼の供給が
なく、死に湯状態Ｚとなり、好ましくない。
【００１８】又ノズル吐出孔角度は上向き２２．５°〜
下向き９０°とする。即ち図８に示すように上向き４５
°〜上向き６７．５°では溶鋼表面に極端な波立ち現象
Ｗが生じて好ましくない。実験によると、浸漬ノズルに
設けられる吐出孔の数は本発明においては格別限定され
ない。又ノズル吐出孔の形状は丸、楕円、長方形又は正
方形のいずれも用いられる。
下向き９０°とする。即ち図８に示すように上向き４５
°〜上向き６７．５°では溶鋼表面に極端な波立ち現象
Ｗが生じて好ましくない。実験によると、浸漬ノズルに
設けられる吐出孔の数は本発明においては格別限定され
ない。又ノズル吐出孔の形状は丸、楕円、長方形又は正
方形のいずれも用いられる。
【００１９】本発明における撹拌パターンを図４に示
す。（ａ）はモールド中心から短辺方方向に電磁力を印
加するもの、（ｂ）は短辺側からモールド中心に電磁力
を印加するものである。
す。（ａ）はモールド中心から短辺方方向に電磁力を印
加するもの、（ｂ）は短辺側からモールド中心に電磁力
を印加するものである。
【００２０】図２に示す制御部１０は、各コイル７−
１，７−２…を各別に移動磁界の方向と強さを５０≦Ｌ
×ｆ≦４００００の範囲に制御して、鋳造幅等のスラブ
形状や、鋳造鋼種、鋳造速度、浸漬ノズル形状、吐出孔
等の操業条件に応じて、図４に示す所望の撹拌パターン
を選択することができる。撹拌パターンの形成は、吐出
反転流に移動磁界を印加してメニスカス流速を加速、減
速して行う。
１，７−２…を各別に移動磁界の方向と強さを５０≦Ｌ
×ｆ≦４００００の範囲に制御して、鋳造幅等のスラブ
形状や、鋳造鋼種、鋳造速度、浸漬ノズル形状、吐出孔
等の操業条件に応じて、図４に示す所望の撹拌パターン
を選択することができる。撹拌パターンの形成は、吐出
反転流に移動磁界を印加してメニスカス流速を加速、減
速して行う。
【００２１】
【実施例】表１に示すモールド条件及び電磁撹拌条件に
よって連続鋳造して表面欠陥の発生率を調べた。図９に
比較例とともに示す。
よって連続鋳造して表面欠陥の発生率を調べた。図９に
比較例とともに示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】このときのコイル仕様及び能力を表２に示
す。
す。
【００２４】
【表２】
【００２５】本発明によれば図９（ｂ）に示すように、
メニスカス流速１０〜６０cm/secの範囲内で表面欠陥の
発生率は５％以下であった。
メニスカス流速１０〜６０cm/secの範囲内で表面欠陥の
発生率は５％以下であった。
【００２６】
【発明の効果】本発明によると連続鋳造の鋳型内溶鋼の
メニスカス流速を制御するので、表面性状に優れた鋳片
を得ることができる。
メニスカス流速を制御するので、表面性状に優れた鋳片
を得ることができる。
【図１】本発明の一部切欠き説明図である。
【図２】本発明の部分斜視図である。
【図３】本発明の部分平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｂ）は本発明の撹拌パターンを示す
図である。
図である。
【図５】メニスカス流速とＬ×ｆとの関係の図表であ
る。
る。
【図６】単位体積当りの溶鋼吐出流とメニスカスからの
距離との関係の図表である。
距離との関係の図表である。
【図７】メニスカス流速のＥＭＳ制御可能範囲とノズル
浸漬深さとの関係の図表である。
浸漬深さとの関係の図表である。
【図８】メニスカス流速のＥＭＳ制御可能範囲とノズル
吐出孔角度との関係の図表である。
吐出孔角度との関係の図表である。
【図９】（ａ）と（ｂ）はメニスカス流速と表面欠陥発
生率との関係の図表である。
生率との関係の図表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−70354（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−104763（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−28702（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−38303（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】 連続鋳造モールドの溶鋼にノズルを浸漬
して連続鋳造するに当たり、ノズル吐出孔角度が水平方
向を０°としたときに上向き２２．５°〜下向き９０°
のノズルを、浸漬深さが５０mm〜４００mmの範囲に設け
て、モールド幅方向に２分割以上に区分されたコイルに
より、下記式により定まる移動磁界で、鋳造鋼種、鋳造
幅、鋳造速度、浸漬ノズル形状等の操業条件に応じて、
（ａ）モールドの中心から両短辺方向に向かって電磁力
を印加するか、又は（ｂ）モールドの両短辺側から中心
に向かって電磁力を印加する、のいずれかを選択して、
吐出反転流を加速、減速し、メニスカス部の溶鋼流速を
１０cm/sec〜６０cm/secとすることを特徴とする連続鋳
造モールド内溶鋼流動制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13490292A JP2633769B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 連続鋳造モールド内溶鋼流動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13490292A JP2633769B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 連続鋳造モールド内溶鋼流動制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05329599A JPH05329599A (ja) | 1993-12-14 |
| JP2633769B2 true JP2633769B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=15139199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13490292A Expired - Lifetime JP2633769B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 連続鋳造モールド内溶鋼流動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2633769B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2163998C (en) * | 1994-03-29 | 2000-05-23 | Hiroshi Harada | Method of controlling flow in casting mold by using dc magnetic field |
-
1992
- 1992-05-27 JP JP13490292A patent/JP2633769B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05329599A (ja) | 1993-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970212 |