JP6164040B2 - 鋼の連続鋳造方法 - Google Patents
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Description
(1)水平断面内で旋回流を形成する電磁攪拌装置を鋳型内湯面近傍に設置し、連続鋳造の鋳型内流動を制御する方法において、鋳型銅板厚みDCu、鋳造速度Vc、ノズル浸漬深さL、電磁攪拌装置の印加周波数f、銅板電気伝導度σを以下の関係式を満足するように調整することを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
DCu<√(1/(2σωμ))<DCu+k√(L/Vc) (i)
ここで、ω=2πfは角周波数(rad/s)、μは真空の透磁率(N/A2)、kは凝固シェル成長速度係数である。
(2)(1)において、水平断面内で旋回流を形成する電磁攪拌装置よりも下側に幅方向に一様な磁束密度分布を有する直流磁界を鋳型厚み方向に付与する直流磁界発生装置と併せて使用することを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
F=5944.2×exp(−24.82×y) (ii)
となり、相関係数はR2=0.9898であった。
B=B0×exp(−y/δ1) (iii)
I=I0×exp(−y/δ1) (iv)
δ1=√(2/σωμ) (v)
ここで、B0、I0はy=0における磁力及び電流である。また図4の縦軸は電磁力であり、電磁力=磁場×電流のため、電磁力表皮深さδ2は電流と磁場の表皮深さδ1の1/2となる。
δ2=√(1/2σωμ) (vi)
F=F0×exp(−y/δ2) (vii)
を同じ図4に破線としてプロットした。すると、電磁場解析ソフトの評価結果である■プロットは、破線よりもはるかに短い距離で電磁力が減衰していることが判明した。図4には、(vi)式の電磁力表皮深さδ2を算出する際に用いる電気伝導度として、溶鋼ではなく銅板の電気伝導度を用い、(vii)式を算出した結果を一点鎖線で示している。解析結果をみると溶鋼ではなく鋳型の銅板の電気伝導度で決まる表皮深さによって厚み方向の分布が決まっていることを見出した。すなわち、銅板があるためにより銅板近傍に電磁力が集中していることを意味する。鋼と銅では約20倍電気伝導度が異なるため、鋳型銅板近傍には約20倍の周波数の磁場を印加したのと同じ電磁場の浸透深さとなる。すなわち、電磁攪拌装置によって銅板を介して溶鋼中に形成される電磁力は鋳型表面近傍に集中することになる。
DCu<√(1/(2σωμ))<DCu+k√(L/Vc) (i)
ここで、ω=2πfは角周波数(rad/s)、fは電磁攪拌装置の印加周波数(Hz)、μは真空の透磁率(N/A2)、kは凝固シェル成長速度係数である。
DSH=k√(L/Vc) (viii)
で表すことができる。ここで、Vcは鋳造速度、kは凝固シェル成長速度係数である。そして、浸漬深さLにおける凝固シェル厚DSHにおいて、電磁攪拌装置による電磁力が凝固シェル内側の溶鋼に及ばないように調整すれば、電磁攪拌装置による溶鋼の撹拌流と、浸漬ノズルから吐出したノズル吐出流との干渉を回避することができる。前述のとおり、電磁場解析ソフトを用いた解析結果によると、鋳型内溶鋼中における電磁力の減衰状況は、電気伝導度として鋳型銅板の電気伝導度を用いた場合の減衰状況に近いことが判明した。従って、δ2=√(1/(2σωμ))のσに銅板の電気伝導度を用いた場合の表皮深さが、DCu+DSHよりも小さい値となれば、浸漬深さLにおいて電磁攪拌の効果が及ばないこととなる。即ち、上記(i)式の中辺と右辺の不等式を満足すればいい。この条件を満足する周波数が周波数の下限値となる。
2 浸漬ノズル
3 電磁攪拌装置
4 吐出口
5 鉄芯(コア)
6 コイル
8 直流磁界発生装置
10 溶鋼
11 吐出流
12 旋回流
13 移動磁界
14 電磁力(ローレンツ力)
Claims (2)
- 水平断面内で旋回流を形成する電磁攪拌装置を鋳型内湯面近傍に設置し、連鋳鋳型内流動を制御する鋼の連続鋳造方法において、鋳型銅板厚みDCu、鋳造速度Vc、ノズル浸漬深さL、電磁攪拌装置の印加周波数f、銅板電気伝導度σを以下の関係式を満足するように調整することを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
DCu<√(1/(2σωμ))<DCu+k√(L/Vc) (i)
ここで、ω=2πfは角周波数(rad/s)、μは真空の透磁率(N/A2)、kは凝固シェル成長速度係数である。 - 請求項1において、水平断面内で旋回流を形成する電磁攪拌装置よりも下側に幅方向に一様な磁束密度分布を有する直流磁界を鋳型厚み方向に付与する直流磁界発生装置と併せて使用することを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
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