JP3205018B2 - 表面性状の優れた連続鋳造鋳片の製造方法 - Google Patents
表面性状の優れた連続鋳造鋳片の製造方法Info
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- JP3205018B2 JP3205018B2 JP30671891A JP30671891A JP3205018B2 JP 3205018 B2 JP3205018 B2 JP 3205018B2 JP 30671891 A JP30671891 A JP 30671891A JP 30671891 A JP30671891 A JP 30671891A JP 3205018 B2 JP3205018 B2 JP 3205018B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属、特に溶鋼の
連続鋳造方法（以下連鋳法と略す）に関するものであ
る。以下の説明では主として溶鋼の連鋳法に関して記載
するが、他の溶融金属、例えばアルミニウム、銅等の非
鉄金属にも適用可能な連鋳法に関するものである。
連続鋳造方法（以下連鋳法と略す）に関するものであ
る。以下の説明では主として溶鋼の連鋳法に関して記載
するが、他の溶融金属、例えばアルミニウム、銅等の非
鉄金属にも適用可能な連鋳法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】溶鋼の連鋳法で製造される鋳片の表面に
は、オシレ−ションマ−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−ションマ−ク
は、鋳片表面の横割れの原因となったり、オシレ−ショ
ンマ−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
−ションマ−クの深さはできるだけ低減することが要求
されている。従来、オシレ−ションマ−クの深さの低減
方法として、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）等の方法がとられてきた。こ
れらはいずれも、鋳型振動の下向き速度が鋳片の下向き
移動速度（鋳造速度）より負で大きくなる時間、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
り、周知の技術である。
は、オシレ−ションマ−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−ションマ−ク
は、鋳片表面の横割れの原因となったり、オシレ−ショ
ンマ−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
−ションマ−クの深さはできるだけ低減することが要求
されている。従来、オシレ−ションマ−クの深さの低減
方法として、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）等の方法がとられてきた。こ
れらはいずれも、鋳型振動の下向き速度が鋳片の下向き
移動速度（鋳造速度）より負で大きくなる時間、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
り、周知の技術である。
【０００３】一方、オシレ−ションマ−クの生成機構に
関しては多くの研究があり、一般的に考えられている生
成機構は以下の通りである。すなわち、上述したネガテ
ィブストリップ期には、鋳型と初期凝固シェル間に存在
する溶融モ−ルドパウダ−中に正圧が発生し、初期凝固
シェルを鋳型から離れる方向に押し倒す。ネガティブス
トリップ期からポジティブストリップ期に移ると、逆に
溶融モ−ルドパウダ−中に負圧が発生し、初期凝固シェ
ルは鋳型の方へ倒れる。
関しては多くの研究があり、一般的に考えられている生
成機構は以下の通りである。すなわち、上述したネガテ
ィブストリップ期には、鋳型と初期凝固シェル間に存在
する溶融モ−ルドパウダ−中に正圧が発生し、初期凝固
シェルを鋳型から離れる方向に押し倒す。ネガティブス
トリップ期からポジティブストリップ期に移ると、逆に
溶融モ−ルドパウダ−中に負圧が発生し、初期凝固シェ
ルは鋳型の方へ倒れる。
【０００４】以上の機構を図６に模式的に示した。（Me
tallurgical Transaction B, Vol15B, 1984, p504から
転記) ここで横軸は時間で、（ａ）は鋳型の速度および
鋳造速度の経時的変化を示し、（ｂ）はそれに伴う初期
凝固シェルの形状の経時的変化を模式的に示した図であ
る。オシレ−ションマ−クの深さの低減方法としては前
述のように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）等の方法がとられてきた。しかし、こ
れらの方法では、鋳型と鋳片間の潤滑の役目を果してい
る溶融モ−ルドパウダ−の消費量が減少して摩擦力が大
きくなり、最悪の場合はブレ−クアウトを起こす危険が
あった。その理由は、溶融モ−ルドパウダ−が鋳型と鋳
片間に流入する時期であるネガティブストリップ期を故
意に短縮しているためであり、当然予想される結果であ
る。
tallurgical Transaction B, Vol15B, 1984, p504から
転記) ここで横軸は時間で、（ａ）は鋳型の速度および
鋳造速度の経時的変化を示し、（ｂ）はそれに伴う初期
凝固シェルの形状の経時的変化を模式的に示した図であ
る。オシレ−ションマ−クの深さの低減方法としては前
述のように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）等の方法がとられてきた。しかし、こ
れらの方法では、鋳型と鋳片間の潤滑の役目を果してい
る溶融モ−ルドパウダ−の消費量が減少して摩擦力が大
きくなり、最悪の場合はブレ−クアウトを起こす危険が
あった。その理由は、溶融モ−ルドパウダ−が鋳型と鋳
片間に流入する時期であるネガティブストリップ期を故
意に短縮しているためであり、当然予想される結果であ
る。
【０００５】以上のことから、ネガティブストリップ期
の時間を短縮することによってオシレ−ションマ−クの
深さを低減する方法には限界がある。加うるに上記の方
法には潜在的なブレ−クアウトの危険を伴う。以上のよ
うな事情で、従来は実質的にオシレ−ションマ−クを完
全に消滅することは不可能とされていた。
の時間を短縮することによってオシレ−ションマ−クの
深さを低減する方法には限界がある。加うるに上記の方
法には潜在的なブレ−クアウトの危険を伴う。以上のよ
うな事情で、従来は実質的にオシレ−ションマ−クを完
全に消滅することは不可能とされていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
現状にかんがみてなされたもので、ネガティブストリッ
プ期を短縮せずに初期凝固シェルが鋳型の振動によって
変形することを防止して、オシレ−ションマ−クの深さ
を低減する連鋳法を提供するためになされたものであ
る。
現状にかんがみてなされたもので、ネガティブストリッ
プ期を短縮せずに初期凝固シェルが鋳型の振動によって
変形することを防止して、オシレ−ションマ−クの深さ
を低減する連鋳法を提供するためになされたものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶融金属を連
続鋳造方法により鋳片とする連続鋳造鋳片の製造方法に
おいて、溶融金属の鋳型内の初期凝固位置に外部から交
番磁界を印加するに当り、前記鋳型の振動によるネガテ
ィブストリップ期とポジティブストリップ期に発生する
初期凝固シェルの変形を抑制するように、前記鋳型の振
動のネガティブストリップ期とポジティブストリップ期
に同期させて前記交番磁界の強度を変化させることを特
徴とする表面性状の優れた連続鋳造鋳片の製造方法であ
る。
続鋳造方法により鋳片とする連続鋳造鋳片の製造方法に
おいて、溶融金属の鋳型内の初期凝固位置に外部から交
番磁界を印加するに当り、前記鋳型の振動によるネガテ
ィブストリップ期とポジティブストリップ期に発生する
初期凝固シェルの変形を抑制するように、前記鋳型の振
動のネガティブストリップ期とポジティブストリップ期
に同期させて前記交番磁界の強度を変化させることを特
徴とする表面性状の優れた連続鋳造鋳片の製造方法であ
る。
【０００８】
【作用】本発明の方法では、外部から印加する交番磁界
は、実質的に溶融金属の鋳型内の初期凝固位置に印加す
ることが要求される。また、鋳型の振動と同期させて外
部から印加する交番磁界の磁界強度を変化させる方法
は、初期凝固位置と磁界発生用コイル（以下コイルと略
す）との相対距離を変化させる方法によっておこなって
もよいし、あるいは、単にコイルに印加する交番電流の
強度を変化させる方法によっておこなってもよい。本発
明の実施に際しては、交番磁界を発生する装置（一般に
は交流電源）とコイルが必要である。交番磁界の周波数
は、コイルと鋳型との相対位置関係や溶融金属の種類、
鋳型材質等によって最適な範囲が存在する。例えば銅製
鋳型を使用する溶鋼の連続鋳造の場合には、図１に示す
コイルの配置が考えられ、使用周波数は５０Ｈｚ以上、
好ましくは１ｋＨｚ以上がよい。
は、実質的に溶融金属の鋳型内の初期凝固位置に印加す
ることが要求される。また、鋳型の振動と同期させて外
部から印加する交番磁界の磁界強度を変化させる方法
は、初期凝固位置と磁界発生用コイル（以下コイルと略
す）との相対距離を変化させる方法によっておこなって
もよいし、あるいは、単にコイルに印加する交番電流の
強度を変化させる方法によっておこなってもよい。本発
明の実施に際しては、交番磁界を発生する装置（一般に
は交流電源）とコイルが必要である。交番磁界の周波数
は、コイルと鋳型との相対位置関係や溶融金属の種類、
鋳型材質等によって最適な範囲が存在する。例えば銅製
鋳型を使用する溶鋼の連続鋳造の場合には、図１に示す
コイルの配置が考えられ、使用周波数は５０Ｈｚ以上、
好ましくは１ｋＨｚ以上がよい。
【０００９】また、凝固点が鋼より低い非鉄金属の連続
鋳造の場合には図３に示したようにグラファイト製鋳型
の外側にコイルを配置することが考えられる。この場合
は、あまり周波数の高い交番磁界を印加すると、鋳型に
よって磁界が吸収されるので、適正な周波数領域は５０
Ｈｚ〜２０ｋＨｚ程度となる。なお、図３はアルミニウ
ムの連続鋳造の例である。
鋳造の場合には図３に示したようにグラファイト製鋳型
の外側にコイルを配置することが考えられる。この場合
は、あまり周波数の高い交番磁界を印加すると、鋳型に
よって磁界が吸収されるので、適正な周波数領域は５０
Ｈｚ〜２０ｋＨｚ程度となる。なお、図３はアルミニウ
ムの連続鋳造の例である。
【００１０】次に、鋳型の振動と同期させて磁界強度Ｂ
を変化する方法について説明する。まず、この方法を達
成する手段としては、図１のようなコイル配置の場合に
は、鋳型内の溶湯表面からコイルまでの距離を機械的に
変化させてもよいし、あるいは電流強度を周期的に変化
させてもよい。図３のコイル配置の場合も同様な手段を
とることができる。鋳型の振動と磁界強度の変化との同
期の仕方は、コイル配置によって異なる。すなわち、図
１の場合には鉛直下向きに電磁力が作用するので、鋳型
の振動がネガティブストリップ期に磁界強度が大きく、
ポジティブストリップ期に磁界強度が小さくなるような
変化モ−ドを与える。これを図２によって説明すると、
図中ｔN 部がネガティブストリップ期であるので磁界強
度Ｂを大きくし、ポジティブストリップ期ｔp 部では磁
界強度Ｂを小さくする。磁界強度Ｂの変化波形としては
振動波形と同様にサイン波としてもよいし、より正確に
は溶融モ−ルドパウダ−中に発生する圧力変化を計算に
よって求め、これを打ち消すような強度変化を持つモ−
ドの波形を与えるのが望ましい。
を変化する方法について説明する。まず、この方法を達
成する手段としては、図１のようなコイル配置の場合に
は、鋳型内の溶湯表面からコイルまでの距離を機械的に
変化させてもよいし、あるいは電流強度を周期的に変化
させてもよい。図３のコイル配置の場合も同様な手段を
とることができる。鋳型の振動と磁界強度の変化との同
期の仕方は、コイル配置によって異なる。すなわち、図
１の場合には鉛直下向きに電磁力が作用するので、鋳型
の振動がネガティブストリップ期に磁界強度が大きく、
ポジティブストリップ期に磁界強度が小さくなるような
変化モ−ドを与える。これを図２によって説明すると、
図中ｔN 部がネガティブストリップ期であるので磁界強
度Ｂを大きくし、ポジティブストリップ期ｔp 部では磁
界強度Ｂを小さくする。磁界強度Ｂの変化波形としては
振動波形と同様にサイン波としてもよいし、より正確に
は溶融モ−ルドパウダ−中に発生する圧力変化を計算に
よって求め、これを打ち消すような強度変化を持つモ−
ドの波形を与えるのが望ましい。
【００１１】また、図３のようなコイル配置の場合は、
水平方向に電磁力が作用するのでネガティブストリップ
期に磁界強度が小さく、ポジティブストリップ期に大き
くなるような変化モ−ド（図４）を与えることによって
初期凝固シェルの変形を抑制することができる。図４に
よって説明すると、ネガティブストリップ期ｔN 部では
磁界強度Ｂを小さくし、ポジティブストリップ期ｔp 部
では磁界強度Ｂを大きくする。磁界強度Ｂの変化波形に
ついては前述と同様の考え方である。いずれにしても、
鋳片と鋳型間の溶融モ−ルドパウダ−中に発生する正、
負の圧力によって初期凝固シェルが変形することを抑制
することが目的なので、この変形を与える圧力変動を打
ち消すだけの電磁力を、打ち消すようなモ−ドで印加す
ることが肝要である。
水平方向に電磁力が作用するのでネガティブストリップ
期に磁界強度が小さく、ポジティブストリップ期に大き
くなるような変化モ−ド（図４）を与えることによって
初期凝固シェルの変形を抑制することができる。図４に
よって説明すると、ネガティブストリップ期ｔN 部では
磁界強度Ｂを小さくし、ポジティブストリップ期ｔp 部
では磁界強度Ｂを大きくする。磁界強度Ｂの変化波形に
ついては前述と同様の考え方である。いずれにしても、
鋳片と鋳型間の溶融モ−ルドパウダ−中に発生する正、
負の圧力によって初期凝固シェルが変形することを抑制
することが目的なので、この変形を与える圧力変動を打
ち消すだけの電磁力を、打ち消すようなモ−ドで印加す
ることが肝要である。
【００１２】
【実施例】本発明を溶鋼の連鋳法に適用した実施例につ
いて図１にしたがって述べる。使用した設備は「垂直曲
げ型」の一般的な形式の設備で、鋳型７は銅製で短辺２
が１５０ｍｍ、長辺１が６００ｍｍの断面が矩形の組立
鋳型である。交番磁界は図１のコイル配置にしたがって
コイル３によって印加した。３′はコイル３の導線であ
る。用いた交番磁界の周波数は約１０ｋＨｚであり、溶
鋼表面に相当する位置での磁界強度は０．０５６テスラ
であった。
いて図１にしたがって述べる。使用した設備は「垂直曲
げ型」の一般的な形式の設備で、鋳型７は銅製で短辺２
が１５０ｍｍ、長辺１が６００ｍｍの断面が矩形の組立
鋳型である。交番磁界は図１のコイル配置にしたがって
コイル３によって印加した。３′はコイル３の導線であ
る。用いた交番磁界の周波数は約１０ｋＨｚであり、溶
鋼表面に相当する位置での磁界強度は０．０５６テスラ
であった。
【００１３】通常の連鋳操業と同様に、溶湯供給用浸積
ノズル４を介してタンディッシュから溶鋼を鋳型７内に
供給した。同時に鋳型内の溶鋼表面へはモ−ルドパウダ
−を連続的に供給した。鋳造速度は１．２ｍ／ｍｉｎ、
鋳型振動は１２０ｃｐｍの振動数でストロ−クは４ｍｍ
のサイン波形とした。磁界強度Ｂは、図２に示したよう
なサイン波形に近いモ−ドとなるように鋳型の振動に同
期させて強度を変化させるようにした。なお、実際には
鋳型振動を発生させているコンピュ−タの出力信号を磁
界発生用の電源制御装置にも取り込み、ネガティブスト
リップ期、ポジティブストリップ期を正確に同期させる
ように構成した。
ノズル４を介してタンディッシュから溶鋼を鋳型７内に
供給した。同時に鋳型内の溶鋼表面へはモ−ルドパウダ
−を連続的に供給した。鋳造速度は１．２ｍ／ｍｉｎ、
鋳型振動は１２０ｃｐｍの振動数でストロ−クは４ｍｍ
のサイン波形とした。磁界強度Ｂは、図２に示したよう
なサイン波形に近いモ−ドとなるように鋳型の振動に同
期させて強度を変化させるようにした。なお、実際には
鋳型振動を発生させているコンピュ−タの出力信号を磁
界発生用の電源制御装置にも取り込み、ネガティブスト
リップ期、ポジティブストリップ期を正確に同期させる
ように構成した。
【００１４】次に比較例として、上記の交番磁界を印加
せずに、その他は全く同じ鋳造条件で溶鋼の連鋳を実施
した。次いで実施例と比較例の鋳片のオシレ−ションマ
−クの深さを測定した。測定結果を図５に示した。図５
から明らかなように本発明の実施例では鋳片のオシレ−
ションマ−クの深さは平均値で約４０μｍとなり、比較
例の約２００μｍ（平均値）に対して鋳片のオシレ−シ
ョンマ−クの深さは１／５以下と大幅に低減することが
できた。このときのモ−ルドパウダ−の消費量は両者と
もほぼ同一であり、鋳型と鋳片間の摩擦力が増大するこ
とはなかった。もちろん、ブレ−クアウトにつながるよ
うな鋳型銅板温度の異常な変動もおこらなかった。ま
た、実施例の連鋳法では、使用する交番磁界によって溶
鋼表面がジュ−ル加熱され、モ−ルドパウダ−の溶融が
促進され、いわゆる「ノロかみ」と称されるモ−ルドパ
ウダ−が鋳片にトラップされる欠陥も殆ど発生しなかっ
た。次いで、図３の装置によって溶融アルミニウムの連
鋳操業を実施したが溶鋼の場合とほぼ同様の好結果をえ
ることができた。
せずに、その他は全く同じ鋳造条件で溶鋼の連鋳を実施
した。次いで実施例と比較例の鋳片のオシレ−ションマ
−クの深さを測定した。測定結果を図５に示した。図５
から明らかなように本発明の実施例では鋳片のオシレ−
ションマ−クの深さは平均値で約４０μｍとなり、比較
例の約２００μｍ（平均値）に対して鋳片のオシレ−シ
ョンマ−クの深さは１／５以下と大幅に低減することが
できた。このときのモ−ルドパウダ−の消費量は両者と
もほぼ同一であり、鋳型と鋳片間の摩擦力が増大するこ
とはなかった。もちろん、ブレ−クアウトにつながるよ
うな鋳型銅板温度の異常な変動もおこらなかった。ま
た、実施例の連鋳法では、使用する交番磁界によって溶
鋼表面がジュ−ル加熱され、モ−ルドパウダ−の溶融が
促進され、いわゆる「ノロかみ」と称されるモ−ルドパ
ウダ−が鋳片にトラップされる欠陥も殆ど発生しなかっ
た。次いで、図３の装置によって溶融アルミニウムの連
鋳操業を実施したが溶鋼の場合とほぼ同様の好結果をえ
ることができた。
【００１５】
【発明の効果】本発明にかかる連鋳法によって、鋳片の
オシレ−ションマ−クの原因である初期凝固シェルの鋳
型振動による変形を抑制することが可能となったため、
鋳片のオシレ−ションマ−クの深さが大幅に低減され、
鋳片の表面性状が顕著に向上した。
オシレ−ションマ−クの原因である初期凝固シェルの鋳
型振動による変形を抑制することが可能となったため、
鋳片のオシレ−ションマ−クの深さが大幅に低減され、
鋳片の表面性状が顕著に向上した。
【図１】実施例における溶鋼の連鋳に使用した鋳型とコ
イルの配置および初期凝固シェルの位置関係を示す平断
面図（ａ）および側断面図（ｂ）である。
イルの配置および初期凝固シェルの位置関係を示す平断
面図（ａ）および側断面図（ｂ）である。
【図２】図１の装置での鋳造速度、鋳型速度（ａ）およ
び磁界強度（ｂ）の経時的変化を説明するグラフであ
る。
び磁界強度（ｂ）の経時的変化を説明するグラフであ
る。
【図３】実施例における溶融アルミニウムの連鋳に使用
した鋳型とコイルの配置および初期凝固シェルの位置関
係を示す平断面図（ａ）および側断面図（ｂ）でであ
る。
した鋳型とコイルの配置および初期凝固シェルの位置関
係を示す平断面図（ａ）および側断面図（ｂ）でであ
る。
【図４】図３の装置での鋳造速度、鋳型速度（ａ）およ
び磁界強度（ｂ）の経時的変化を説明するグラフであ
る。
び磁界強度（ｂ）の経時的変化を説明するグラフであ
る。
【図５】実施例と比較例とのオシレ−ションマ−クの深
さ（測定値）を示す特性図である。
さ（測定値）を示す特性図である。
【図６】鋳造速度、鋳型速度（ａ）および初期凝固シェ
ルの形状（ｂ）の経時的変化を説明するグラフである。
ルの形状（ｂ）の経時的変化を説明するグラフである。
１ 鋳型の長辺 ２ 鋳型の短辺 ３ 磁界発生用コイル ３′ 磁界発生用コイルの導線 ４ 溶湯供給用浸積ノズル ５ 溶融モ−ルドパウダ− ６ 溶融アルミニウム ７ 鋳型 ８ 初期凝固シェル ９ 溶鋼
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−206550（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 11/16 105 B22D 11/053 B22D 11/11 B22D 11/115
Claims (1)
- 【請求項１】 溶融金属を連続鋳造方法により鋳片とす
る連続鋳造鋳片の製造方法において、溶融金属の鋳型内
の初期凝固位置に外部から交番磁界を印加するに当り、
前記鋳型の振動によるネガティブストリップ期とポジテ
ィブストリップ期に発生する初期凝固シェルの変形を抑
制するように、前記鋳型の振動のネガティブストリップ
期とポジティブストリップ期に同期させて前記交番磁界
の強度を変化させることを特徴とする表面性状の優れた
連続鋳造鋳片の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30671891A JP3205018B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 表面性状の優れた連続鋳造鋳片の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30671891A JP3205018B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 表面性状の優れた連続鋳造鋳片の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05115952A JPH05115952A (ja) | 1993-05-14 |
| JP3205018B2 true JP3205018B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=17960465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30671891A Expired - Fee Related JP3205018B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 表面性状の優れた連続鋳造鋳片の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3205018B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100365085B1 (ko) * | 1997-12-26 | 2003-02-07 | 주식회사 만도 | 중력주조용알루미늄용탕조절장치 |
| KR102005481B1 (ko) * | 2016-08-26 | 2019-07-30 | 한국중부발전(주) | 발전소 가스터빈의 연소실 내부 라이닝의 조성물 및 그 제조방법 |
| CN110270669B (zh) * | 2019-07-31 | 2021-10-26 | 东北大学 | 磁压约束控制大拉速条件下板坯结晶器弯月面变形的方法 |
-
1991
- 1991-10-25 JP JP30671891A patent/JP3205018B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05115952A (ja) | 1993-05-14 |
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