JP3158936B2 - 連続鋳造用高周波コイル及び連続鋳造方法 - Google Patents
連続鋳造用高周波コイル及び連続鋳造方法Info
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Description
造にあたり、凝固シェル先端に磁界を集中させるための
連続鋳造用高周波コイル及び連続鋳造用高周波コイルを
使用した連続鋳造方法に関するものである。
面には、オシレーションマークと呼ばれる鋳型の振動に
起因する表面欠陥が発生する。このオシレーションマー
クは、鋳片の横割れの原因となったり、オシレーション
マークの谷部に偏析層ができ、これが鋼板製品の表面に
残って表面欠陥となる場合がある。このためオシレーシ
ョンマークの深さはできるだけ低減することが要求され
ている。
方法としては、鋳型の振動数を増加したり、振動波形の
変更(非サイン波形の使用)等の方法がある。
の下向き速度が鋳片の移動速度(鋳造速度)より大きく
なる時間、いわゆるネガティブストリップ期の時間を短
縮する方法である。この方法においても、オシレーショ
ンマークの深さの低減には限界があった。
深さを減少し且つ鋳型と鋳片の潤滑性を向上させるため
にモールドパウダーが使用されているが、連続鋳造の鋳
型内の溶鋼挙動の特性上、鋳型短辺と鋳型長辺とのコー
ナー部は二方向から鋳型により冷却されるためモールド
パウダーの溶融層厚みが薄くなること、又タンディッシ
ュの浸漬ノズルからの溶湯吐出流が鋳型短辺に衝突して
上昇流となり、鋳型短辺部は常に裸湯面となりやすくモ
ールドパウダーの厚みが薄くなる。そのため、鋳片の表
面性状は鋳片短辺部、特にコーナー部が鋳片長辺部に比
較して悪い。
開平5−115952号公報では、図8に示すように、
鋳型の内側に高周波コイルを設置して電磁力を溶融金属
に印加する方法が提案されている。図8において、1は
鋳型、2は浸漬ノズル、3は高周波コイル、4は高周波
コイル支持治具、5は溶鋼、6はモールドパウダー、7
はタンデッシュ、8は冷却水、9は凝固シェル、10は
短辺鋳型である。
れ、更に浸漬ノズル2を経由して冷却水8で水冷された
鋳型1内に注入される。又鋳型1内の溶鋼5表面には、
モールドパウダー6が散布され、その上方に高周波コイ
ル3が配置されている。高周波コイル3は短辺鋳型10
の上に設置された高周波コイル支持治具4によって支持
されている。この方法では鋳片幅と高周波コイル長さと
は略同一の長さを有し、高周波コイル3で鋳片幅全域に
電磁力を印加し、且つ高周波コイルを湯面近くに設置し
て湯面に強い電磁力を印加し、表面欠陥の少ない鋳片を
製造している。
5−115952号公報に公開されている技術を適用す
ると、溶融金属上の高周波コイル3の断面形状は、図8
(c)に示すように長方形であり、且つ鋳型内の溶融金
属の湯面が変動して高周波コイル3を溶融金属の湯面に
近接することができないため、凝固シェルにかかる磁界
が弱まるという問題があった。
たものであって、溶融金属の凝固シェルに電磁力をより
強力に集中させることにより、モールドパウダーの潤滑
性を向上させ、オシレーションマークを浅くし、表面欠
陥の少ない鋳片を製造することのできる連続鋳造用高周
波コイル及びこのコイルを用いた溶融金属の連続鋳造方
法を提供することを目的とする。
波コイルは、鋳型内側の溶湯湯面に高周波磁界を印加す
る連続鋳造用高周波コイルであって、その断面形状が上
部側の幅より下部側の幅の方が狭い断面形状を有し、前
記溶湯湯面の鉛直方向上方に配置され、溶湯湯面上方か
ら溶湯湯面に高周波磁界を印加することを特徴とするも
のである。
溶湯湯面に高周波磁界を印加する連続鋳造方法であっ
て、上部側の幅より下部側の幅の方が狭い断面形状を有
する高周波コイルを使用して、高周波電流を鋳型振動の
ネガテイブストリップ期に強く印加しポジテイブストリ
ップ期には弱く印加するか、ネガテイブストリップ期の
みに強く印加することを特徴とするものである。
磁場を集中させるために、高周波コイルの形状に関して
検討を行った。
との間に磁場測定用プローブ11を配置した。磁場測定
用プローブ11の先端は鋳型1から5mm離れており、
溶湯湯面12と凝固シェル9とから共に近い位置で図中
のA示す場所である。高周波コイル3の溶融金属上の配
置場所は溶湯湯面12から高周波コイル3の下端までの
距離を50mmとした。この距離はモールドパウダーの
厚みと鋳型の振幅長さから決めた。高周波コイルは一般
に長方形であるが、高周波コイルの形状をいろいろ変え
て試験を行った。図6は、Xを高周波コイルの上端面の
幅、Yを高周波コイルの下端面の幅とした場合の、場所
Aでの磁場強さと高周波コイルの断面形状指数(X/
Y)との関係を示すグラフ図である。この図から明らか
なように高周波コイルの断面形状指数が1より大きいほ
ど場所Aでの磁場強さが強くなり、断面形状指数が1よ
り小さいほど磁場強さが弱くなる。
で、(a)は本発明の高周波コイルで、(b)は従来の
高周波コイルである。図中の矢印は磁力線13で、●は
磁場の最強点Bを示している。この図から明らかなよう
に本発明のコイルでは磁場の最強点Bは凝固シェル側に
近くなっている。
距離分だけ離しても、本発明のコイルでは磁場が強いの
で凝固シェルに電磁力を集中させることができる。
ェル部に誘導電流によるジュール熱が発生する。このジ
ュール熱で、オシレーションマークが形成される溶湯湯
面部が加熱され、この加熱により凝固遅れが発生して、
オシレーションマークの深さが浅くなり、鋳片の表面品
質を向上させることができる。更に、磁力と誘導電流の
相互作用により凝固シェル先端が内側に曲げられ、鋳型
と凝固シェルとの間のモールドパウダーの流入する間隔
が広まり、モールドパウダーの消費量が増大して、モー
ルドパウダーの潤滑が向上し、凝固シェルに加わる引張
応力が軽減される。
ップ期に生成されるために、鋳型の振動周期に合わせ
て、高周波コイルの印加タイミングをネガティブストリ
ップ期は強く、ポジティブストリップ期に弱くする、又
はネガティブストリップ期のみ印加するようにすること
によって効果は更に期待できる。
造鋳型の概要図で、(a)は平面図、(b)は(a)の
X−Xの側面図、(c)は(a)のY−Yの断面図であ
る。図において、第8図と同じ部位には同じ符号を付し
て説明を省略する。
辺幅が950mmである。本発明の高周波コイルの断面
形状は上辺は10mm,下辺は5mm,高さは10mm
で、従来の高周波コイルは断面形状は上辺は10mm,
下辺は10mm,高さは10mmである。尚、高周波コ
イル3と鋳型1との間隔は本発明及び従来例とも10m
mである。
し、電源(図示せず)と連結されており、印加のタイミ
ングを鋳型の振動周期に合わせて変えることができる。
ン数が多い方が同一高周波コイル電流で磁束密度が高く
なるが、ターン数が多い程高周波コイルのインピーダン
スが増えるので、電源の二次電圧(高周波コイル電流)
を高くする必要が生ずるという不利な点がある。実機に
おいては、ターン数を増やすことで得られる効果と電圧
上昇という不利な点との総合的に判断してターン数を決
めれば良い。
力300KWであり、最大高周波コイル電流値は8000
Aである。
炭素鋼を用い、タンディッシュ内の溶鋼過熱度は、各実
施例とも20℃〜30℃となるように調整した。使用し
たモールドパウダーは表1に示すような潤滑に有利な低
粘性・低融点モールドパウダーを使用した。
用したモールドパウダー消費量を鋳片の表面積で割った
ものである。オシレーションマーク深さは鋳造した鋳片
を切り出して、その鋳造方向の断面からオシレーション
マーク深さを測定した。
の振動速度波形と高周波磁場の印加のパターンを示すグ
ラフ図で、(a)はサイン波形の鋳型振動速度であり、
(b)は非サイン波形の鋳型振動速度である。1サイク
ル中で鋳造速度より鋳型下降速度の速い時期をネガティ
ブストリップ期(以下NS期という)といい、鋳造速度
より鋳型下降速度の遅い時期をポジティブストリップ期
(以下PS期という)という。
波コイルの電流印加パターンは、 :高周波コイルの電流をPS期は弱く印加し、NS
期は強くして印加したもの、 :高周波コイル電流をPS期は印加せず、NS期の
み印加したもの、 この他にPS期に強くNS期に弱くする、PS期のみ印
加する、又は全期間を連続的に印加する方法がある。
パターンを示したものである。図3は鋳造速度2.0m
/分、鋳型振動数142cpm,鋳型振幅巾±4mm,
鋳型振動波形はサイン波の一定の条件のもとで、高周波
コイルの電流印加パターンを、(a)図2(c)で示
すNS期のみ印加、(b)全期間を連続的に印加する、
及び(c)PS期のみ印加した時の、高周波コイルの電
流値と鋳片のオシレーションマーク深さとの関係を示し
たものである。各印加条件とも高周波コイルの電流値を
増加するとオシレーションマーク深さは減少するが、N
S期のみ印加したものは高周波コイルの電流値が500
0Aを過ぎるとオシレーションマーク深さの低減が著し
くなるが、連続印加のもの及びPS期のみ印加したもの
はオシレーションマーク深さの低減が少ない。
磁力は凝固シェルに鉛直下向きに作用するために、連続
印加したものは、PS期も凝固シェルに電磁力が鉛直下
向きに作用するので、凝固シェルが曲がったままである
ため、ジュール熱効果はあるもののオシレーションマー
ク深さはあまり浅くならなく、又、オシレーションマー
クはNS期に生成するために、PS期のみ印加したもの
はオシレーションマーク生成時での電磁力の効果が少な
いものと考えられる。
示す印可パターンと同一の効果が得られた。
周波コイル電流を6000Aの一定値の条件で実施した
結果を纏めて示したものであり、又、非サイン波形の歪
み率は全て40%を採用した。
長方形の断面形状の高周波コイルと、実施例の高周波コ
イルの断面形状を上部側の幅より下部側の幅の方が狭く
したもの(X/Y=2)とのモールドパウダー消費量、
オシレーションマーク深さの関係を比較して示してい
る。この表から明らかなように本発明は、従来例に比較
してモールドパウダー消費量が多くなり、オシレーショ
ンマーク深さが減少し表面性状が良好な鋳片が得られ
る。
鋳型の概要図である。図1と異なる所は鋳型1の上部を
切り欠き部14を設けた所が特徴である。この例では、
高周波コイルを鋳型により近づけたもので、前述の実施
例よりも凝固シェル先端部に更に強力な電磁力を集中さ
せることができる。
側の幅より下部側の幅の方が狭くしたこと及び高周波コ
イルの印加パターンを制御することにより、高速鋳造時
にも安定したモールドパウダーの潤滑を確保でき、操業
上のトラブルもなく表面欠陥の極めて少ない鋳片を得る
ことができる。
定して製造でき、歩留の向上、製造コストの低減など、
その効果は非常に大きい。
要図で、(a)は平面図、(b)は(a)のX−Xの側
面図、(c)は(a)のY−Yの断面図である。
磁場の印加のパターンを示すグラフ図である。
のオシレーションマークの深さとの関係を示すグラフ図
である。
で、(a)は平面図、(b)は(a)のX−Xの側面
図、(c)は(a)のY−Yの断面図である。
る。
係を示すグラフ図である。
(a)は本発明によるコイル、(b)は従来のコイルで
ある。
(a)は平面図、(b)は(a)のX−Xの側面図、
(c)は(a)のY−Yの断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 鋳型内側の溶湯湯面に高周波磁界を印加
する連続鋳造用高周波コイルにおいて、その断面形状が
上部側の幅より下部側の幅の方が狭い断面形状を有し、
前記溶湯湯面の鉛直方向上方に配置され、溶湯湯面上方
から溶湯湯面に高周波磁界を印加することを特徴とする
連続鋳造用高周波コイル。 - 【請求項2】 鋳型内側の溶湯湯面に高周波磁界を印加
する連続鋳造方法において、上部側の幅より下部側の幅
の方が狭い断面形状を有する高周波コイルを使用して、
高周波電流を鋳型振動のネガテイブストリップ期に強く
印加しポジテイブストリップ期は弱く印加するか、ネガ
テイブストリップ期のみに強く印加することを特徴とす
る連続鋳造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05718395A JP3158936B2 (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 連続鋳造用高周波コイル及び連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05718395A JP3158936B2 (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 連続鋳造用高周波コイル及び連続鋳造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08252658A JPH08252658A (ja) | 1996-10-01 |
JP3158936B2 true JP3158936B2 (ja) | 2001-04-23 |
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Family Applications (1)
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JP05718395A Expired - Fee Related JP3158936B2 (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 連続鋳造用高周波コイル及び連続鋳造方法 |
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JP (1) | JP3158936B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020051480A (ko) * | 2000-12-22 | 2002-06-29 | 이구택 | 전자기장을 이용한 연속주조 몰드 내부의 용강 탕면가열장치 |
-
1995
- 1995-03-16 JP JP05718395A patent/JP3158936B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH08252658A (ja) | 1996-10-01 |
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