JP3188273B2

JP3188273B2 - 直流磁場による鋳型内流動の制御方法

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Publication number: JP3188273B2
Application number: JP52507895A
Authority: JP
Inventors: 寛原田; 栄一竹内; 健彦藤; 孝宣石井
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 2001-07-16
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: EP0707909A1; EP0707909B1; CA2163998C; DE69419153T2; EP0707909A4; WO1995026243A1; US5657816A; DE69419153D1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は連続鋳造方法において直流磁場を鋳型の幅方
向全体にわたって鋳型厚み方向に加えることで溶鋼流れ
を均一化する技術に関し、特に鋳型内のメニスカス流速
を一定範囲に制御する技術に関する。

背景技術連造鋳造鋳型内流動は鋳片品質や操業性に大きく影響
することが知られている。すなわち、ノズルから吐出さ
れた溶鋼の流れは溶鋼中に内在するスラグ系介在物をス
トランドプール下方の奥深くまで持ち込むため、介在物
の持ち込まれた深さが深いほど凝固シェルに捕捉されや
すくなり、鋳片欠陥を引き起こす。そのため、下降流の
侵入深さは出来るだけ浅いほうが望ましい。一方、溶湯
表面においては、高速鋳造の場合のようにメニスカス流
速が速い場合には溶湯表面にあるパウダーが溶湯内に巻
き込まれたり、あるいは湯面レベル変動が大きくなる。
また、低速鋳造の場合のようにメニスカス流速が遅い場
合には、溶湯表面でデッケルが形成され操業に支障をき
たしたり、介在物や気泡が凝固シェルに捕捉され鋳片極
表層の品質劣化を引き起こす。そのため、メニスカス流
速は一定レベルの流速に制御する必要がある。

このような流動パターンをノズル形状や浸漬深さを調
整することによって得ることは困難なため、従来から直
流磁場を用いて鋳型内流動を制御する方法が幾つか開示
されている。

特公平２−20349号は、直流磁場を用いて鋳型内流動
を制御する方法を開示している。この方法は浸漬ノズル
から吐出される溶湯の主たる流路の一部に直流磁場を作
用させることで、溶湯の主流を減速させストランドプー
ル奥深くに侵入する下降流を抑制するとともに、主流を
小さい流れに分割してプール内部での溶湯の攪拌を行な
うというものである。しかしながらこの方法では鋳型の
幅方向の一部に直流磁場を作用させるため、ノズル吐出
流がブレーキ帯（磁場帯）を迂回する場合が生じる。す
なわち、ブレーキの弱い箇所からプール下部へと向かう
流れが生じ、介在物をプール奥深くに持ち込むだけでな
く、この現象が安定しないため、鋳型内流れも不安定と
なり、プール上部での攪拌が安定しないという問題点が
あった。そのため、鋳片品質を向上させる技術とはなり
得なかったのである。

特開平２−284750号は、鋳型の幅方向全域に直流磁場
を加える方法であり、この技術によってブレーキ帯より
も下方の流れはプラグフロー化できるものの、制動を加
えたい場所に直流磁場を加えるものであって、メニスカ
ス流速の調整も鋳型全体に直流磁場を加えるか、または
２段の直流磁場を加えてその流速を抑制していた。ま
た、ノズル吐出孔よりも下側に直流磁場を加える方法も
この発明の中で開示されているが、後述するように、メ
ニスカス流速はノズル吐出角度、磁場位置及び磁束密度
に大きく影響されるので依然として不安定な技術であっ
た。

このように従来技術ではブレーキ帯より下方のプラグ
フロー化のための技術を開示しているがミニスカス流速
の制御についてその流速に応じた調整技術は何ら開示さ
れていなかった。

発明の開示本発明は溶鋼の下降流の侵入深さを浅くするととも
に、特に溶湯表面におけるメニスカス流速を鋳造速度に
応じて制御することによって、上記の公知技術では得ら
れなかった表面品質の非常に優れた鋳片を提供するもの
である。

すなわち、本発明は鋳型の幅方向全体にわたってほゞ
均一な磁束密度分布を有する直流磁場を鋳型の厚み方向
に加え、これによって溶鋼の流れを制御しつゝ連続鋳造
する方法において、前記鋳型内の溶湯表面におけるメニ
スカス流速を磁場を加えつゝ0.20〜0.40m/秒の範囲内に
制御することを特徴とするものであり、前記メニスカス
流速を大幅に加速する場合には、溶湯ノズル吐出流が磁
場帯を横切らずに直接鋳型の短辺壁に衝突するようにノ
ズル吐出角度と磁場位置を定め、次いで下記式（１）に
基づいて磁束密度Ｂを調整することによりメニスカス流
速を上記範囲内に制御する。

V_P/V_O＝１＋α_１｛１−exp（−β_１・H²）｝ ……（１）こゝで、Ｈ＝185.8・B²・Ｄ・T/（Ｄ＋Ｔ）Ｖたゞし、V_P…磁場を加えたときのメニスカス流速（m/
秒） V_O…磁場を加えないときのメニスカス流速
（m/秒）Ｂ…直流磁場の高さ方向中心での磁束密度
（Ｔ）Ｄ…鋳型幅（ｍ）Ｔ…鋳型厚（ｍ）Ｖ…ノズル吐出孔からの平均流速（m/秒） α₁,β_１…定数なお、こゝでV_Oは測定値であり、D,T,Vはあらかじめ
定めた値である。したがって磁束密度Ｂを調整すること
によりメニスカス流速V_Pを制御することができる。

また、前記メニスカス流速を加速又は減速する場合に
は、溶湯ノズル吐出流が磁場帯を横切った後で鋳型の短
辺壁に衝突するようにノズル吐出角度と磁場位置を定
め、次いで下記式（２）に基づいて磁束密度を調整する
ことによりメニスカス流速を上記範囲内に制御するので
ある。

V_P/V_O＝１＋α_２｛sin（β_２・Ｈ）exp（−γ・Ｈ）｝ ……（２）こゝで、Ｈ＝185.8・B²・Ｄ・T/（Ｄ＋Ｔ）Ｖたゞし、α₂,β₂,γ…定数本発明は上記のような方法によってメニスカス流速を
制御するので、鋳造速度に応じて適格に鋳型内の溶鋼流
動を制御することが可能となり、したがって介在物や気
泡などによる鋳片表層の品質劣化を確実に防止すること
ができる。

図面の簡単な説明第１図はメニスカス流速と鋳片表層欠陥指数との関係
を示した図であり、本発明の最適なメニスカス流速の範
囲を示している。

第２図は直流磁場を発生させる磁場コイルの概略を示
した平面図である。

第３図はパラメータＨ数と鋳造速度との関係を示す図
であり、プラグフロー化に必要なパラメータＨ数を示し
ている。

第４図はノズル吐出流を直接鋳型短辺壁に衝突した場
合のパラメータＨ数とメニスカス流速比との関係を示す
図である。

第５図はノズル吐出流が磁場帯を横切った後に鋳型短
辺壁に衝突した場合のパラメータＨ数とメニスカス流速
比との関係を示す図である。

第６図（Ａ）はノズル吐出流が直接鋳型短辺壁に衝突
する状態を示す概略図である。

第６図（Ｂ）はノズル吐出流が磁場帯を横切った後に
鋳型短辺壁に衝突する状態を示す概略図である。

第７図（Ａ）〜第７図（Ｄ）はノズル吐出流と磁場帯
との関係を模式的に示した図である。

第８図は実施例１〜３と比較例１〜３で得られた鋳片
表層欠陥指数を示す図である。

第９図は実施例１〜３と比較例１〜３で得られた鋳片
内部欠陥指数を示す図である。

第10図は実施例４〜６と比較例４〜６で得られた鋳片
表層欠陥指数を示す図である。

第11図は実施例４〜６と比較例４〜６で得られた鋳片
内部欠陥指数を示す図である。

第12図は実施例７〜９と比較例７〜９で得られた鋳片
表層欠陥指数を示す図である。

第13図は実施例７〜９と比較例７〜９で得られた鋳片
内部欠陥指数を示す図である。

発明を実施するための最良の形態以下、本発明を実施するための最良の形態について説
明する。

連続鋳造方法は、その鋳造速度により、低速鋳造、中
高速構造および高速鋳造の３方式に大別できる。

低速鋳造工程ではほゞ0.8m/分未満の鋳造速度で垂直
鋳造機を用いて厚手材の構造が行われている。

また、中速鋳造工程ではほゞ0.8〜1.8m/分未満の鋳造
速度で曲げ型連続鋳造機又は垂直曲げ型連続鋳造機など
を用いて行われており、高速鋳造工程ではほゞ1.8〜3m/
分未満の鋳造速度で垂直曲げ型連続鋳造機などを用いて
薄手材の鋳造が行われている。

このように、鋳造速度は各鋳造工程によってかなりの
差を有しているので、溶湯表面におけるメニスカス速度
も鋳造条件（鋳造速度、鋳片サイズなど）に応じて変動
する。

前述のようにメニスカス流速が速い場合には湯面レベ
ル変動が大きくなって溶湯表面のあるパウダーが溶湯内
に巻込まれ、またメニスカス流速が遅い場合には介在物
や気泡が凝固シェルに捕捉されて、いずれも表面品質を
劣化させる。

したがって、メニスカス流速を抑制するだけでは優れ
た表面品質の鋳片を得ることはできない。

本発明者らはかゝる認識のもとに、最適なメニスカス
流速の範囲を究明した。すなわち、実際の連鋳機を用
い、様々な鋳造条件により鋳造を行い、メニスカス流速
と鋳片欠陥との関係を調査した。その結果、メニスカス
流速が0.20〜0.40m/秒の範囲にあると鋳片欠陥が著るし
く少くなることが判明した。この結果を第１図に示す。
同図で示すとおり、メニスカス流速が0.20〜0.40m/秒の
範囲では鋳片の表面欠陥指数が1.0以下となり、この範
囲で鋳片の表面品質が向上していることを明らかにして
いる。

以下、上記範囲のメニスカス流速を得るための手段に
ついて説明する。

本発明者らは実機の約1/2のスケールに相当する設備
に水銀を用いてモデル実験を行い、ノズル吐出角度、磁
場位置及び磁束密度の影響を明らかにした。

先ず直流磁場を例えば第２図に示すように、コの字型
の鉄芯２の相対する脚3,3に一対のコイル4,4を設け、該
コイル4,4に直流電流を流すことによって形成した。こ
の際、磁極の幅を鋳型の幅以上にすることにより幅方向
に均一な磁束密度を有する直流磁場を得ることができ
た。

次に、かゝる直流磁場を使用し、溶鋼に加えられる前
記磁場帯より下方の溶鋼流れのプラグフロー化を行うた
めの条件を明らかにした。

基本的には磁束密度が高いほどプラグフロー化が可能
となるが、本発明者らは注湯量に応じて最低必要量とな
る磁束密度を次のパラメータＨによって定義した。

Ｈ＝185.8・B²・Ｄ・T/（Ｄ＋Ｔ）ＶこゝでＢ…磁場の高さ方向中心での磁束密度Ｄ…鋳型幅Ｔ…鋳型厚Ｖ…ノズル吐出孔からの平均流速このパラメータＨは直流磁場によって溶融金属に作用
する電磁気力とノズル吐出流が持つ慣性力との比を示し
たものであり、Ｂが大きくなるほど、また、Ｖが小さく
なるほど大きくなる。プラグフロー化する条件を得るた
めにパラメータＨと磁場帯下方の鋳型短辺壁近傍の下降
流速との関係を調べたところ、ノズル吐出角度と磁場位
置により、若干制動効率が異なるものの、第３図に示す
ようにＨを2.6以上とすることによって磁場帯下方での
流れをプラグフロー化できることがわかった。

なお、第３図における縦軸は連続鋳造技術における鋳
造速度を表わし、Ｗは磁場帯下方の短辺壁近傍の下降流
速であり、V_cはノズル吐出量をプール水平断面積で割っ
た値である。

次に、本発明者らはメニスカス流速の実体を知るため
に、直流磁場を与えた状態でノズル吐出角度、磁場位置
及び溶鋼の流速などを変化させてメニスカス流速とパラ
メータＨとの関係を調査した。その結果、磁場を加えた
ときのメニスカス流速V_Pと磁場を加えないときのメニス
カス流速V_Oの比V_P/V_OとパラメータＨとの間に明白な関
係があり、しかもその関係に２つの傾向があることが判
明した。

すなわち、その１つは第４図で示すように、パラメー
タＨが上昇するとメニスカス流速が加速のみされる場合
であり、他の１つは第５図に示すように、パラメータＨ
が上昇するとメニスカス流速が一旦加速された後減速に
転じる場合である。

そしてこのような２つの傾向が見られるのはノズル吐
出流が鋳型短辺壁に衝突する際に磁場帯の磁束密度の最
も高い領域を直接横切るか否かによることがわかった。

第６図（Ａ）に示すように、鋳型１内におけるノズル
５からのノズル吐出流７が磁場帯６を横切る前に鋳型短
辺壁1Aに衝突する場合には、メニスカス流８のメニスカ
ス流速比V_P/V_Oは第４図のような傾向を示す。

また、第６図（Ｂ）に示すように、ノズル吐出流７が
磁場帯６を横切った後に鋳型短片壁1Aに衝突する場合に
は、メニスカス流速比は第５図のような傾向を示す。

以上の結果より、第６図（Ａ）の場合において、パラ
メータＨが0.3以上の場合にメニスカス流速V_Pはメニス
カス流速V_Oにくらべて明らかに大きくなっており、一
方、第６図（Ｂ）の場合では、パラメータＨが5.3未満
の場合にメニスカス流速V_Pはメニスカス流速V_Oより大き
いが、パラメータＨが5.3以上になるとメニスカス流速P
_Vはメニスカス流速P_Oより減速されるということが判明
した。

すなわち、メニスカス流速を制御するにはノズル吐出
し位置、ノズル吐出し角度、磁場帯の位置等の調整が重
要であることがわかる。

さて、メニスカス流速を先の最適範囲内に制御するた
めには、磁場を加えない場合のメニスカス流速V_Oに対し
てノズル条件、磁場条件をどのように設定するかを明ら
かにする必要がある。このためには、先のパラメータＨ
とメニスカス流速V_Oと磁場を加えた場合のメニスカス流
速V_Pとの比V_P/V_Oとの関係を明らかにすればよい。その
際、前述したようにノズル吐出流が直接磁場帯を横切る
か否かによってメニスカス流速の制御性が大きく異なる
ため、２つに分けて考える必要がある。

まず、ノズル吐出流が直接磁場帯を横切る前に鋳型短
辺壁に衝突する場合には第４図からわかるようにパラメ
ータＨの増大とともにメニスカス流速は増大するため、
V_P/V_OはＨの増加関数となる。その関数には、たとえば
次のような式（１）を用いると実験結果によく適合す
る。

V_P/V_O＝１＋α_１｛１−exp（−β_１・H²）｝ ……（１）ここで、本実験の場合に、常数値としてα_１＝2.6、
β_１＝0.3を用いた。

一方、ノズル吐出流が直接磁場帯を横切る場合には、
第５図からわかるようにパラメータＨの増大とともに一
旦メニスカス流速は増大し、その後減少するため、V_P/V
_OはＨの増大とともに一旦増加した後減少する関数を用
いればよく、その関数にはたとえば次のような式（２）
を用いると実験結果によく適合する。

V_P/V_O＝１＋α_２｛sin（β_２・Ｈ）exp（−γ・Ｈ）｝ ……（２）ここで、本実験の場合に、常数値としてα_２＝6.5、
β_２＝0.63、γ＝0.35を用いた。

上記２式にはそれぞれパラメータＨの式を代入してメ
ニスカス流速V_Pを求め、磁束密度Ｂの調整によってメニ
スカス流速V_Pを第１図に示す範囲に制御するのである。

次に、メニスカス流速の制御方法を具体的に述べる。

先ず、磁場を加えない場合のメニスカス流速V_Oを測定
する。その測定方法として、例えば金属棒を溶鋼中に浸
漬して金属棒にかゝる荷重を歪ゲージにより測定し、荷
重を流速に換算して所望の流速を求める。

次に磁場を加えた場合のメニスカス流速V_Pを0.20〜0.
40m/秒の範囲内にするためのメニスカス流速比V_P/V_Oを
求める。これはメニスカス流速の目標範囲（0.20〜0.40
m/秒）を磁場に加えない場合のメニスカス流速で割った
値を先に計算すればよい。そして、その比率が１を超え
る場合にはメニスカス流速を加速する条件なので式
（１）を用いる式（２）のパラメータＨが5.3未満の中
で、あらかじめ求めたV_P/V_Oの値になるパラメータＨ、
すなわち磁束密度Ｂを決定すればよい。ここで、式
（１）を用いるか式（２）を用いるかはV_Oの値の大小に
よって選択する必要がある。即ち、メニスカス流速が小
さい場合には加速度合いが大きいので式（１）を用い、
一方、加速度合いが小さい場合には式（２）の一旦加速
された後、減速に転じる範囲を用いればよい。一方、V_P
/V_Oが１未満の場合には式（２）のパラメータＨが5.3以
上の条件の中で、あらかじめ求めたV_P/V_Oの値になるパ
ラメータＨ、すなわち磁束密度Ｂを決定すればよい。

以上から、鋳型の幅方向にほぼ均一な磁束密度分布を
有する直流磁場を厚み方向に加えることで、磁場帯下方
の流れをプラグフロー化しつつメニスカス流速を最適範
囲に制御することが可能となった。

なお、このメニスカス流速が一旦加速された後、減速
される現象については次のように説明できる。鋳型内に
おけるメニスカス流８の流速、ノズル吐出流７の侵入深
さは、ノズル吐出孔から噴出した吐出流７が徐々に広が
りながら短辺壁1Aに衝突し、その後上方あるいは下方へ
分配さるところの分配の状態によって決まる（第７図
（Ａ）参照）。本発明の方法において、幅方向にほぼ均
一な直流磁場６をノズル吐出孔近傍に加えるとき、最初
に電磁ブレーキによりノズル吐出流の下方への侵入が抑
制される。そのため、磁場帯６よりも上方に向かう流れ
が大きくなり、メニスカスでの流れが加速される（第７
図（Ｂ）参照）。次に磁束密度を上げていると、磁場帯
６内での流れが平均化され、磁場帯６よりも下方の流れ
がプラグフロー化される（第７図（Ｃ）参照）。さら
に、磁束密度をあげていくと、湯面位置近傍まで磁束密
度の高い領域が及ぶことになり、磁場帯よりも下方の流
れがプラグフロー化されるのと同様に、短辺壁に沿って
上昇する流れが制動を受けるため、ある磁束度以上でメ
ニスカスでの流れを磁場を加えない場合よりも小さくす
ることができるのである（第７図（Ｄ）参照）。

実施例低炭素アルミキルド鋼（AISI:A569−72）の溶鋼を内
側幅方向寸法（Ｄ）:1〜2m、同厚さ方向寸法（Ｔ）:0.2
〜0.25mの鋳型に注入し、ノズル吐出孔からの平均流速
（Ｖ）を鋳造速度に応じて0.2〜1.3m/秒の範囲にして第
１表に示す条件で鋳造した。

また、直流磁場が鋳型の幅方向に均一に加えられるよ
うに電磁コイルを鋳型外周にかつ鋳造速度を考慮して設
置した。各鋳造速度における各条件は次のようであっ
た。

（１）低速鋳造法共通の条件として、磁場を加えない場合のメニスカス
流速V_Oは7cm/秒であり、パラメータＨ数が2.6以上にな
る磁束密度Ｂの値は0.15T（テスラ）であった。

この実施例ではメニスカス流速が小さく、加速度合い
を大きくとる必要があるので、磁束密度の増加とともに
メニスカス流速が増速される条件である、ノズル吐出流
が直接高磁場帯を横切らないようにノズル吐出角度、磁
場位置を調整した。そして、式（１）を使用し、メニス
カス流速を0.20〜0.23m/秒の範囲内にするためのＨを求
めた。

すなわち、鋳造速度0.3m/分の場合鋳型に付加すべき
磁束密度、すなわち、メニスカス流速V_Pを0.22m/秒まで
加速するための磁束密度Ｂは、式（１）より、 V_P/V_O＝0.22/0.7＝１＋2.2｛１−exp（−0.4×H²）｝したがって、Ｈ＝4.3＝185.8×B²×1.5×0.25/（1.5＋0.25）×0.27 これよりＢ＝0.17T であった。

こゝでα₁:2.2,β₁:0.4とし、他の条件は第１表に従
った。

同様に鋳造速度0.4m/分の場合、磁束密度を0.16Tと
し、パラメータＨ数を3.2とした。

また、鋳造速度0.5m/分の場合は磁束密度を0.16Tと
し、パラメータＨ数を2.6とした。

以上の鋳造条件で得られた鋳片の表層及び内部の欠陥
を調査し、その結果を第１表及び第８図、第９図に示し
た。

一方、比較例として、同じ鋳造条件において、磁場を
全く加えない場合（１），（２）と、鋳型幅方向に不均
一に磁場を加えた場合（この場合では鋳型の幅方向の一
部に、コイル高さ及び厚さともに370mmの鉄芯で直流磁
場方向を左右逆にし、磁束密度を0.3Tとする条件で厚み
方向に直流磁場を加えた。）（３）の鋳片表層及び内部
の欠陥の状態を第１表及び第８図、第９図にそれぞれ示
した。

上記表及び図面から明らかのように、本実施例によれ
ばメニスカス流速の加速に基づき凝固シェル前面でのウ
オッシングによって鋳片表層の介在物捕捉を抑制するこ
とができたので、比較例にくらべ、内部欠陥指数ととも
に表層の介在物欠陥指数を大幅に下げることができた。

（２）中速鋳造法共通の条件として、メニスカス流速V_Oは0.12m/秒であ
り、パラメータＨ数が2.6以上になる磁束密度Ｂの値は
0.18Tであった。

この実施例では低速鋳造に比べるとメニスカス流速は
速いもののまだ加速する必要があるので、磁束密度が増
加する際、一旦メニスカス流速が加速した後、減速に転
じる条件である。ノズル吐出流が直接磁場帯を横切るよ
うにノズル吐出角度、磁場位置を調整した。そしてメニ
スカス流速が最大値をとるＨから磁場を加えない場合の
メニスカス流速と同じになるＨ、すなわち5.3までの間
の式（２）を使用し、メニスカス流速V_Pを0.31m/秒にす
るためのＨ（Ｂ）を求めた。

すなわち、鋳造速度0.8m/分の場合、鋳型に付加すべ
き磁束密度Ｂは式（２）より、 V_P/V_O=0.31/0.12=１+5.5{sin(0.6×Ｈ)exp(-0.3×
Ｈ)} したがって、Ｈ＝3.5＝185.8×B²×1.5×0.25/（1.5＋0.25）×0.52 これより、Ｂ＝0.21T であった。

こゝでα₂:5.5,β₂:0.6,γ:0.3とし、他の条件は第１
表に従った。

同様に、鋳造速度1.0m/分、1.2m/分の場合は、磁束密
度をそれぞれ0.28T,0.34Tとし、パラメータＨ数をそれ
ぞれ4.1,4.7とした。

以上の鋳造条件で得らた鋳片の表層及び内部の欠陥を
調査し、第１表及び第10図、第11図に示した。

一方、比較例として、同じ鋳造条件において、磁場を
全く加えない場合（４）と鋳型幅方向に不均一に磁場を
加えた場合（５），（６）の鋳片表層及び内部の欠陥の
状態を第１表及び第10図、第11図に示した。

上記表及び図面から明らかなように、本実施例によれ
ば、比較例にくらべ低速鋳造法の場合と同様鋳片の表層
及び内部の欠陥を大幅に改善することができた。

（３）高速鋳造法共通の条件として、メニスカス流速V_Oは0.50m/秒であ
り、パラメータＨ数が2.6以上になる磁束密度Ｂの値は
0.29Tであった。

この実施例ではメニスカス流速が大きいので、これを
減速する必要がある。したがってノズル吐出流が直接磁
場帯を横切るようにノズル吐出角度、磁場位置を調整
し、式（２）を用いてメニスカス流速V_Pを0.37m/秒にす
るためのＨ（Ｂ）を求めた。

すなわち、鋳造速度2.0m/分の場合、鋳型に付加すべ
き磁束密度Ｂは式（２）より、 V_P/V_O=0.37/0.50=１+5.5{sin(0.6×Ｈ)exp(-0.3×
Ｈ)} したがって、Ｈ＝5.6＝185.8×B²×1.1×0.25/（1.1＋0.25）×1.19 これよりＢ＝0.42T であった。

こゝで、α₂:5.5,β₂:0.6,γ:0.3とし、他の条件は第
１表に従った。

同様に鋳造速度2.3m/分、1.8m/分の場合は磁束密度を
それぞれ0.44T,0.43Tとし、パラメータＨ数をそれぞれ
5.8,6.0とした。

以上の鋳造条件で得られた鋳片の表層及び内部の欠陥
を調査し、これを第１表及び第12図、第13図に示した。

一方比較例として、同じ鋳造条件において、磁場を全
く加えない場合（９）と鋳型幅方向に不均一に磁場を加
えた場合（７），（８）の鋳片表層及び内部の欠陥の状
態を第１表及び第12図、第13図に示した。

上記表及び図面から明らかなように、本実施例によれ
ば、比較例にくらべ、パウダー巻込みによって生じる鋳
片表層の介在物欠陥を大幅に低減することができ、ま
た、湯面レベルの変動も小さくなるため、表面性状も同
様に向上した。また、同時に磁場帯下方での溶鋼流れを
プラグフロー化することができたので鋳片の内部欠陥も
大幅に改善された。

産業上の利用可能性以上詳述したごとく、本発明はその必要性に応じて磁
場帯下方での流れをプラグフロー化しながら、安定して
メニスカス流速を加速したり減速したりすることができ
るため、一定の範囲内（0.20〜0.40m/秒）にメニスカス
流速を制御することが可能となったので、表層及び内部
とも欠陥が極めて少く品質の向上した鋳片を鋳造するこ
とができる。また、鋳造中に鋳造速度を変化する必要が
ある場合にも本発明によれば柔軟に鋳造条件の変化に対
応することができる。そのうえ、磁場帯下方での流れを
確実にプラグフロー化することで、異鋼種連続鋳造を従
来の鉄板挿入無しで行うことが可能となるだけでなく、
その前後の鋳片品質の劣化を防ぐこともできる。

このように、本発明は連続鋳造技術において極めて有
益な発明である。

フロントページの続き (72)発明者石井孝宣愛知県東海市東海町５―３新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内 (56)参考文献特開平６−79424（ＪＰ，Ａ) 特開平５−329594（ＪＰ，Ａ) 特開平５−329599（ＪＰ，Ａ) 特開平２−284750（ＪＰ，Ａ) 特公平２−20349（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/115 B22D 11/11 B22D 11/10 B22D 11/04 311 B22D 11/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳型の幅方向全体にわたってほぼ均一な磁
束密度分布を有する直流磁場を鋳型の厚み方向に加えて
ノズルから吐出される溶鋼の流れを制御しつつ連続鋳造
する方法において、鋳型内の溶湯表面におけるメニスカ
ス流速を加速する場合に、溶湯ノズル吐出流が磁場帯を
横切らずに直接鋳型の短辺壁に衝突するようにノズル吐
出角度と磁場位置を定め、次いで下記式（１）に基づい
て磁束密度を調整することによりメニスカス流速を0.20
〜0.40m/秒の範囲に制御することを特徴とする直流磁場
における鋳型内流動の制御方法。 V_P/V₀＝１＋α_１｛１−exp（−β_１・H²）｝……（１）ここで、Ｈ＝185.8・B²・Ｄ・T/（Ｄ＋Ｔ）Ｖただし、V_P……磁場を加えたときのメニスカス流速（m/
秒） V₀……磁場を加えないときのメニスカス流速（m/秒）Ｂ……直流磁場の高さ方向中心での磁束密度（Ｔ）Ｄ……鋳型幅（ｍ）Ｔ……鋳型厚（ｍ）Ｖ……ノズル吐出孔からの平均流速（m/秒） α_１、β_１……定数
【請求項２】鋳型内の溶湯表面におけるメニスカス流速
を加速又は減速する場合に、溶湯ノズル吐出流が磁場帯
を横切った後で鋳型の短辺壁に衝突するようにノズル吐
出角度と磁場位置を定め、次いで下記式（２）に基づい
て磁束密度を調整することによりメニスカス流速を0.20
〜0.40m/秒の範囲に制御することを特徴とする請求項１
記載の直流磁場における鋳型内流動の制御方法。 V_P/V₀＝１＋α_２｛sin（β_２・Ｈ）exp（−γ・Ｈ）｝ ……（２）ここで、Ｈ＝185.8・B²・Ｄ・T/（Ｄ＋Ｔ）Ｖただし、α_２、β_２、γ……定数
【請求項３】パラメータＨ数を2.6以上に制御すること
特徴とする請求項１または２記載の直流磁場における鋳
型内流動の制御方法。