JP3275823B2 - 広幅薄・中厚鋳片の鋳型内流動制御方法 - Google Patents

広幅薄・中厚鋳片の鋳型内流動制御方法

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JP3275823B2 JP04221898A JP4221898A JP3275823B2 JP 3275823 B2 JP3275823 B2 JP 3275823B2 JP 04221898 A JP04221898 A JP 04221898A JP 4221898 A JP4221898 A JP 4221898A JP 3275823 B2 JP3275823 B2 JP 3275823B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、広幅薄・中厚鋳片
の連続鋳造において、安定した鋳造を可能とする広幅薄
・中厚鋳片の鋳型内流動制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、精錬技術や鋳造技術の著しい進歩
により品質性状の良好な鋳片の製造が容易化したこと
や、省力・省エネルギの思想の高まり等を背景にして熱
間圧延工程の大幅な省略や熱間圧延を施すことなく溶湯
から直接的かつ連続的に薄鋳片を製造しようする試みが
比較的融点の低い非金属ばかりでなく鉄系金属にまで行
われるようになってきた。
【0003】この薄鋳片を連続的に鋳造する手段とし
て、これまで以下のような方法が提案されている。 (1) ベルト式壁面移動鋳型を使用した連続鋳造方法。 (2) 異形断面鋳型を使用した連続鋳造方法(SMS方
式)。 (3) 双ロール式連続鋳造方法。
【0004】しかし、上記方法には、次のような問題点
が存在している。すなわち、上記(1) の連続鋳造方法
は、ベルト冷却の困難さによるメンテナンス費用やラン
ニングコストが高いという問題のほか、この種の鋳型で
は配設に大きな困難性を伴いがちな浸漬ノズルによる断
気鋳造をおこなわないと表面品質を維持することが非常
に難しいという問題がある。上記(2) の連続鋳造方法
は、漸次ではあるが鋳造方向に向かって鋳型内の断面積
が減少するために鋳型内面と鋳片表面との間に大きな摩
擦力が生じ、この摩擦力による鋳型内面の摩耗が激しく
鋳型寿命が短くなるという問題が指摘されている。上記
(3) の連続鋳造方法は、未凝固部でのロール圧下時に溶
湯の流動が激しく介在物の浮上分離が困難なことや、偏
析が生じ易いという問題点ある。
【0005】このように、従来の薄鋳片の連続鋳造方法
は、何れも充分に満足できる品質の薄鋳片を良好な作業
性の下で安定製造するという観点からは未解決な問題を
多く有し、特に鉄系金属薄板材の工業的製造において熱
間圧延を伴う従来法に代替し得るほどの域に達していな
い。
【0006】本発明者らは、上記に代わる方法として、
鋳型厚さを90〜120mm程度とした中厚鋳片の高速
鋳造方法を提案し、さらに、特開平8−90187号公
報において未凝固層を有する中厚鋳片をローラエプロン
帯で圧下するいわゆる未凝固圧下をおこなう連続鋳造方
法を提案した。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】広幅薄・中厚鋳片の連
続鋳造方法は、生産量の確保の観点から高速鋳造が必須
であり、通常、鋳造速度は3m/分程度以上でおこなわ
れる。高速鋳造の安定操業には、特に湯面レベル制御が
重要であり、鋳型の背面に電磁ブレーキ(EMBr)を
設け、電磁気力により浸漬ノズル(SEN)からの吐出
流を減速し鋳型内での湯面変動を小さくすることがおこ
なわれている。
【0008】しかし、上工程や下工程の操業トラブルな
どにより鋳造速度が低下した時に、下記の問題が発生す
ることが判った。 (1) 鋳型厚みが90〜120mmと薄いため、SENと
鋳型内壁との間隔が小さく、この部分の溶鋼流動が少な
くなり、温度の高い溶鋼の供給が少ないため鋳型内での
湯面の皮張りが発生しやすい。
【0009】(2) 特にSENが扁平形状の場合には、鋳
型内壁とSENとの間隔の小さい部分が広範囲に存在
し、上記(1) の問題が顕著になる。 (3) 未凝固圧下を実施すると、鋳造速度が同じでも溶鋼
注入量が減少するため鋳型内流動が低下し、上記(1) の
傾向は強くなる。 (4) 上記湯面の皮張りが発生すると、パウダの滓化不良
を引き起こして縦割れの発生やブレークアウトを誘発す
る恐れがある。
【0010】本発明の目的は、鋳造速度の変動に応じ、
特に低速鋳造時における鋳型内流動を制御して安定した
鋳造を可能とする広幅薄・中厚鋳片の鋳型内流動制御方
法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、広幅薄・
中厚鋳片の安定鋳造に関する技術開発を推進し、鋳造速
度のレベルに応じて、鋳型内の溶鋼に作用する電磁気力
の印加方向を変更することにより、安定した鋳造が可能
であるとの知見を得た。すなわち、前述したように、広
幅薄・中厚鋳片の鋳造においては、操業トラブルなどに
より鋳造速度が低下したとき、湯面の皮張りが発生し操
業が不安定になる。この操業の不安定は、鋳造速度が鋳
片サイズで設定される基準値未満になったときは、SE
Nからの溶鋼流を加速するように電磁気力を印加するこ
とにより改善される。
【0012】本発明は上記知見に基づくもので、その要
旨は、「広幅薄・中厚鋳片の連続鋳造において、鋳造速
度の基準値に基づき、基準値以上であれば浸漬ノズルか
らの溶鋼流を減速し、基準値未満であれば前記溶鋼流を
加速するように電磁気力の印加方向を変更して鋳造する
ことを特徴とする広幅薄・中厚鋳片の鋳型内流動制御方
法」である。
【0013】上記において、「広幅薄・中厚鋳片」と
は、連続鋳造機の出口で、幅が800〜1800mm程
度、厚さが50〜120mm程度のものを指す。鋳造速
度の基準値とは、たとえば、鋳片の厚×幅が12000
0mm2 程度未満では2.5〜3.0m/分程度、12
0000mm2 程度以上では2.0〜2.5m/分程度
の範囲で設定した値である。なお、本発明の方法は、特
に未凝固層を有する鋳片をローラエプロン帯で圧下する
連続鋳造に適する。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の方法は、広幅薄・中厚鋳
片の連続鋳造において、鋳造速度の基準値に基づき、基
準値以上であればSENからの溶鋼流を減速し、基準値
未満であれば前記溶鋼流を加速するように電磁気力の印
加方向を変更して鋳造することを特徴とする。
【0015】なお、以下の説明で簡易的に用いる高速鋳
造と低速鋳造は、鋳造速度がそれぞれ上記基準値以上と
基準値未満の場合を指す。図1は、本発明の高速鋳造時
の鋳型内流動パターンを模式的に示す鋳型上部の縦断面
図である。
【0016】同図に示すように、SEN1から鋳型2内
に注入された溶鋼は、短辺3側に向かう吐出流4を形成
し、この吐出流4は短辺面に衝突し、上昇流5と下降流
6に分岐する。上昇流5は湯面7近傍でSEN1方向に
向かう上層流8となる。上記短辺3側に向かう吐出流4
は、鋳型2の背面を周回するように設けられた電磁コイ
ル9で印加された電磁気力の作用により減速する。した
がって、湯面7方向に向かう上昇流5も減速し、鋳型内
での湯面変動が抑制される。
【0017】図2は、本発明の低速鋳造時の鋳型内流動
パターンを従来法と比較して模式的に示す鋳型上部の縦
断面図で、同図(a)は電磁気力を印加した本発明法の
場合、同図(b)は電磁気力を印加しない従来法の場合
である。なお、図1と同じ要素は同じ符号で示す。操業
トラブルなどにより鋳造速度が低下すると、SENから
の溶鋼吐出量が減少する。
【0018】図2(b)に示すように、電磁気力を印加
しない従来法においては、溶鋼吐出量の低下とともに上
昇流5も少なくなる。したがって、湯面7近傍でSEN
1方向に向かう上層流8が減少し、SEN1近傍で溶鋼
の流動が極めて低下したデッドゾーン10が発生し、湯
面の皮張りが生じる。
【0019】図2(a)に示す本発明法においては、鋳
型の背面を周回するように設けた電磁コイル9により、
図1で説明した高速鋳造の場合と反対方向に電磁気力を
印加する。同図に示すように、上記電磁気力の印加によ
り、SEN1からの吐出流4が加速され、上昇流5が促
進され、湯面7近傍でのSEN1方向への上層流8が増
加する。
【0020】ここで電磁気力の印加方向を変更する鋳造
速度の基準値は、例えば、鋳片の厚×幅が120000
mm2 程度未満では2.5〜3.0m/分程度、120
000mm2 程度以上では2.0〜2.5m/分程度の
範囲で設定した値である。但し、鋳片の厚と幅は、連続
鋳造機出口の寸法であり、鋳造速度は、その引き抜き速
度である。
【0021】すなわち、鋳片断面積が120000mm
2 程度未満では、基準値を2.5〜3.0m/分程度の
範囲で設定し、また120000mm2 程度以上では、
基準値を2.0〜2.5m/分程度の範囲で設定し、鋳
造速度が前記基準値以上の時にはSENからの吐出流を
減速するように電磁気力を印加し、鋳造速度が前記基準
値未満になった時には前記吐出流を加速するように電磁
気力を印加した。
【0022】
【実施例】(本発明例)表1に示す主仕様の垂直曲げ型
連続鋳造機を用いて、表2に示す成分の中炭素アルミキ
ルド鋼を鋳造した。鋳型の背面を周回するように電磁コ
イルを設け、鋳造速度の基準値を2.5m/分と設定
し、その基準値に基づいて電磁気力の印加方向を変更し
た。すなわち、鋳造速度が前記基準値以上のときは、S
ENからの吐出流を減速する方向に電磁気力を印加(以
下、減速印加という)し、基準値未満の時には、前記吐
出流を加速する方向に電磁気力を印加(以下、加速印加
という)した。なお、電磁気力の印加強度は鋳型の中心
で4000ガウスとした。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】表3に鋳造条件を示す。同表に示すよう
に、鋳造速度を鋳造の途中で5m/分から1.5m/分
に変更した。
【0026】
【表3】
【0027】高速鋳造時の湯面レベルの変動、ならびに
低速鋳造時の鋳型内での湯面の皮張り状況および鋳片の
縦割れ発生状況を調査した。
【0028】(比較例1)鋳造速度5m/分で鋳造中に
電磁気力の印加すなわち減速印加を停止した以外は、上
記本発明例と同じ条件で鋳造をおこなった。
【0029】(比較例2)鋳造速度1.5m/分で鋳造
中に電磁気力の印加すなわち加速印加を停止した以外
は、上記本発明例と同じ条件で鋳造をおこなった。
【0030】本発明例は、鋳造速度5m/分で湯面レベ
ル変動が±3mm以内と少なく、また、鋳造速度1.5
m/分で鋳型とSEN間の流動も良好でパウダの滓化状
況も鋳造速度5m/分のときと大きな差違はなく、安定
した鋳造ができた。
【0031】比較例1は、鋳造速度5m/分で湯面レベ
ル変動が±20mm以上と非常に大きくなり、電磁気力
の印加(減速印加)を停止した約4分後にブレークアウ
トが発生したので、それ以降の鋳造を中止した。
【0032】比較例2は、電磁気力の印加(加速印加)
の停止後、鋳型とSEN間に湯面の皮張りが発生して、
スラグリムも大きく成長し、不安定な鋳造となった。表
4に、本発明例と比較例2の鋳片の縦割れ発生状況を、
縦割れ指数(鋳片長さに対する縦割れ総長さの比)で示
す。
【0033】
【表4】
【0034】本発明例では、縦割れの発生は著しく低減
しており、低速鋳造下における吐出流の加速により、パ
ウダの良好な滓化が実現しているものと判断される。一
方、比較例2では、パウダの滓化が悪くパウダの不均一
流入により縦割れが多く発生したものと考えられる。
【0035】また、長期間操業時の本発明例と比較例2
のブレークアウトの発生率を表4に併せて示す。同表に
示すように、ブレークアウトの発生率においても両者に
は大きな差違があり、メニスカス部分に適切な溶鋼流動
を付与することにより、低速鋳造時においても安定した
鋳造が可能であることが判明した。
【0036】
【発明の効果】本発明方法によれば、広幅薄・中厚鋳片
の連続鋳造において、低速鋳造時においても安定した鋳
造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高速鋳造時の鋳型内流動パターンを模
式的に示す鋳型上部の縦断面図である。
【図2】本発明の低速鋳造時の鋳型内流動パターンを従
来法と比較して模式的に示す鋳型上部の縦断面図で、同
図(a)は電磁気力を印加した本発明法の場合、同図
(b)は電磁気力を印加しない従来法の場合である。
【符号の説明】
1 浸漬ノズル(SEN) 2 鋳型 3 短辺 4 吐出流 5 上昇流 6 下降流 7 湯面 8 上層流 9 電磁コイル 10 デッドゾーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−192801(JP,A) 特開 平2−92445(JP,A) 特開 平1−99763(JP,A) 特開 平8−71716(JP,A) 特開 平9−108797(JP,A) 特開 平8−90187(JP,A) 特開 平8−229649(JP,A) 特開 平10−263777(JP,A) 特開 平7−314100(JP,A) 国際公開95/26243(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/115 B22D 11/11 B22D 11/04 311 B22D 11/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 広幅薄・中厚鋳片の連続鋳造において、
    鋳造速度の基準値に基づき、基準値以上であれば浸漬ノ
    ズルからの吐出流を減速し、基準値未満であれば前記吐
    出流を加速するように電磁気力の印加方向を変更して鋳
    造することを特徴とする広幅薄・中厚鋳片の鋳型内流動
    制御方法。
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JP5079663B2 (ja) * 2008-11-07 2012-11-21 株式会社神戸製鋼所 鋳型狭面の上昇流に対して静磁場を作用させるスラブの連続鋳造方法
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