JPH09277006A - 溶融金属の連続鋳造方法 - Google Patents

溶融金属の連続鋳造方法

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JPH09277006A
JPH09277006A JP8861296A JP8861296A JPH09277006A JP H09277006 A JPH09277006 A JP H09277006A JP 8861296 A JP8861296 A JP 8861296A JP 8861296 A JP8861296 A JP 8861296A JP H09277006 A JPH09277006 A JP H09277006A
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JP
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molten metal
mold
immersion nozzle
electromagnetic brake
continuous casting
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Masahiro Tani
雅弘 谷
Eiichi Takeuchi
栄一 竹内
Takehiko Fuji
健彦 藤
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁ブレーキ装置を用いることにより、浸漬
ノズル内の溶融金属流動の速度分布を制御して鋳型内溶
融金属流動の偏流を防止し、内部品質の優れた連鋳鋳片
を製造することのできる連続鋳造方法の提供。 【解決手段】 鋳型に埋設した熱電対もしくは浸漬ノズ
ルと鋳型との間に設置したレベル計により鋳型内におけ
る溶融金属流動の偏流を検知し、浸漬ノズルの外周に配
設した電磁ブレーキ装置を用いて浸漬ノズル内の溶融金
属流動の速度分布を制し、鋳型内における溶融金属の偏
流を防止する。電磁コイルはビターコイルを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属の連続鋳
造方法において、浸漬ノズル内の溶融金属流動を制御す
ることにより、溶融金属の鋳型内偏流を防止することの
できる連続鋳造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造工程においてタンディッシュ内
の溶融金属を鋳型内に注入する際に、浸漬ノズルとタン
ディッシュの間に設置されるスライディングノズルの絞
り開度や鋳造速度により溶融金属流動に揺らぎが生じた
場合も、もしくは浸漬ノズル内壁における酸化物系介在
物の付着が生じた場合、浸漬ノズル内部を流動する溶融
金属の速度分布の対称性が悪化し、浸漬ノズルから吐出
する溶融金属の速度分布も対称性が悪化する。この結
果、鋳型内において、溶融金属流動の鋳型長辺及び短辺
方向に対する対称性が損なわれた、いわゆる偏流現象が
生じる。
【0003】この偏流が生じると偏流が無い場合に比べ
て、ノズルから吐出する溶融金属が鋳型内の深部まで達
して溶融金属中の非金属介在物が鋳型内の深部まで達
し、大部分は湯面に浮上するが、残る一部は鋳片内部に
補足されて製品欠陥を誘発させる。
【0004】従来、鋳型内溶融金属の偏流を制御する手
段として、特開昭62−252650号公報には、鋳型
の両短辺に埋設された熱電対による温度情報から偏流を
検知し、鋳型に配設した電磁撹拌装置を用いて解消する
方法が開示されている。また、特開平3−294053
号公報には、湯面に設けた複数個の渦流センサーにより
偏流を検知し、鋳型に配設した電磁ブレーキ装置により
解消する方法が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記したように、特開
昭62−252650号公報には、鋳型内電磁撹拌装置
を用いて、また、特開平3−294053号公報には、
鋳型内電磁ブレーキ装置を用いて鋳型内における溶融金
属の偏流を防止する方法が開示されているが、電磁力の
作用体積が大きいために制御性が悪いばかりか効率も悪
い。本発明の目的は、電磁ブレーキ装置を用いることに
より、浸漬ノズル内の溶融金属流動の速度分布を制御し
て鋳型内溶融金属流動の偏流を防止し、内部品質ならび
に表面品質の優れた連鋳鋳片を製造することのできる連
続鋳造方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためのものであり、その要旨とするところは下記の
通りである。 (1)溶融金属の連続鋳造方法において、鋳型に埋設し
た熱電対もしくは浸漬ノズルと鋳型との間に複数個設置
したレベル計により鋳型内における溶融金属流動の偏流
を検知し、タンディッシュ内の溶融金属を鋳型内に注入
する浸漬ノズルの外周に設置した電磁ブレーキ装置を用
いて浸漬ノズル内の溶融金属流動の速度分布を制御する
ことにより、鋳型内における溶融金属の偏流を防止する
ことを特徴とする、溶融金属の連続鋳造方法である。そ
して、(2)前項(1)に記載の電磁ブレーキ装置が、
溶融金属の注入方向に対して垂直方向に移動可能な構造
を持つことを特徴とする、溶融金属の連続鋳造方法であ
り、また、(3)前記(1)或いは(2)に記載の電磁
ブレーキ装置が、溶融金属の注入方向に対して垂直方向
に設置された複数の電磁コイルから構成され、かつ、各
々の電磁コイルに異なる電流を通電できる構造を持つ電
磁ブレーキ装置を用いることを特徴とする、溶融金属の
連続鋳造方法であり、(4)前記(1)に記載の浸漬ノ
ズルの平断面形状が矩形形状であって、かつ、長辺と短
辺の長さの比が3以上20以下である浸漬ノズルを用い
ることを特徴とする、溶融金属の連続鋳造方法。さら
に、(5)前記(1),(2)或いは(3)の何れかに
記載の電磁ブレーキ装置が、偏平な導電体と絶縁物を交
互に重ねて形成される螺旋コイルの軸方向に、冷却水を
通水させるための複数の通水路を貫通させて、該電磁コ
イルを冷却する構造であるビターコイルを利用すること
を特徴とする、溶融金属の連続鋳造方法である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1〜7に
従って説明する。図1〜3に示す溶融金属の連続鋳造に
おいて、溶融金属1は、タンディッシュ2から浸漬ノズ
ル3を通して鋳型4に注入される。浸漬ノズル3内の溶
融金属流動に揺らぎが生じた場合、もしくは浸漬ノズル
内壁における酸化物介在物の付着が生じた場合、浸漬ノ
ズル内部の溶融金属の流速6a,6b、浸漬ノズルから
吐出する溶融金属の流速7a,7bに差が生じる。その
結果、鋳型下部への溶融金属流速8a,8b、鋳型上部
への溶融金属流速9a,9bに差が生じ、さらに、溶融
金属自由表面における湯面の盛り上がり10a,10b
にも差Δhが生じる。
【0008】この時、図2においては、Δhを鋳型4
a,4bに埋設した熱電対11a,11bにより検知す
る。検知された信号は、A/D変換器などの入力装置1
3に入力され、演算装置14で処理され、制御装置15
を介して、図4〜5に示すように電磁ブレーキ装置5a
を溶融金属の注入方向に対して垂直方向に移動させる。
この電磁ブレーキ装置5aにおいては、印加電流によっ
て発生する電磁力により、浸漬ノズル内の溶融金属流速
6a,6bを調節して、浸漬ノズル吐出流7a,7bを
均一化し、鋳型内偏流の抑制を行なう。
【0009】また、図3においては、溶融金属自由表面
における湯面の盛り上がり10a,10bの差Δhをモ
ールド内湯面レベル計12a,12bにより検知する。
検知された信号は、A/D変換器などの入力装置13に
入力され、演算装置14で処理され、制御装置16を介
して、図6に示すように浸漬ノズルに設置した電磁ブレ
ーキ装置5b,5cへの印加電流を独立に制御する。こ
れらの、電磁ブレーキ装置5b,5cにおいては、印加
電流によって発生する電磁力により、浸漬ノズル内の溶
融金属流速6a,6bを調節して、浸漬ノズル吐出流7
a,7bを均一化し、鋳型内偏流の抑制を行なう。
【0010】また、ここで用いる浸漬ノズル3は、図4
〜6に示すようにその断面形状の長辺部と短辺部の比が
3以上20以下の矩形形状であることが望ましい。長さ
の比が3以下になると、電磁ブレーキの磁極間距離が大
きくなり、その制動効果が小さくなる。また、長さの比
が20以上になると、浸漬ノズルにおける溶融金属の流
路の短辺方向長さが短くなり、アルミナ等の酸化物介在
物の付着による閉塞が懸念される。
【0011】さらに、浸漬ノズル3の外周に設置した電
磁ブレーキ装置5(5a,5b,5c)は、ビターコイ
ルを用いることが望ましい。ビターコイルとは、M.Garn
ierが1990年にIISC名古屋で公開しているコイ
ル構造で、図7に示す偏平な導電体17、絶縁物18、
冷却水孔19、ボルト孔20から形成される構造であ
り、コイルの軸方向に導電体17と絶縁物18を貫通さ
せて冷却水を流動させる。このビターコイルの構造に関
しては、Proceeding of The 6th IISC,1990,Nagoya,ISI
J Vol.4 P233,Fig-1及び本文に記載されている。通常の
水冷管を用いた水冷コイルに比べて、ビターコイルでは
冷却水の流路における圧損が少なく大量の冷却水を供給
できるので、大電流の印加に適しており、コイルのコン
パクト化が可能である。
【0012】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。 [実施例1]本発明の効果を検討するために、幅138
0mm、厚み250mmの断面を有する湾曲型スラブ連鋳機
(半径10.5m)を用いて、引き抜き速度1.0m/m
inで中炭素アルミキルド鋼の鋳造を実施した。浸漬ノズ
ルは幅800mm、厚み150mmの矩形平断面形状のもの
であり、電磁ブレーキ装置は図4〜5に示す溶融金属の
注入方向に対して垂直方向に移動可能な構造を持ち、磁
場強度は2Tとした。鋳型内溶鋼流動の偏流検知は、鋳
型短辺より100mmの位置に設置した2組の渦流式レベ
ルセンサーを用いた。
【0013】図8に湯面高さの差Δhを比較した一例を
示す。本発明法の平断面が矩形状の浸漬ノズルを用い
て、浸漬ノズル内電磁ブレーキを使用しない従来法の場
合よりも湯面盛り上がり高さの差Δhが明らかに小さく
なっており、鋳型内での偏流防止効果が大なることを示
している。
【0014】[実施例2]本発明の効果を検討するため
に、幅1380mm、厚み250mmの断面を有する湾曲型
スラブ連鋳機(半径10.5m)を用いて引き抜き速度
1.0m/minで中炭素アルミキルド鋼の鋳造を実施し
た。浸漬ノズルは幅800mm、厚み150mmの矩形平断
面形状のものであり、電磁ブレーキ装置は図6に示す溶
融金属の注入方向に対して垂直方向に設置された2組み
の電磁コイルにより構成される構造を持ち、磁場強度は
2Tとした。鋳型内溶鋼流動の偏流検知は、鋳型短辺よ
り100mmの位置に設置した2組の渦流式レベルセンサ
ーを用いた。
【0015】図9に湯面高さの差Δhを比較した一例を
示す。本発明法の平断面が矩形状の浸漬ノズルを用い
て、浸漬ノズル内電磁ブレーキを使用しない従来法の場
合よりも湯面盛り上がり高さの差Δhが明らかに小さく
なっており、鋳型内での偏流防止効果が大なることを示
している。
【0016】
【発明の効果】本発明の連続鋳造方法を採用することに
より、溶融金属の連続鋳造工程におけるタンディッシュ
内の溶融金属を鋳型内の注入する浸漬ノズル内の溶融金
属の流動を制御することにより、鋳型内における溶融金
属の偏流を防止できるので、内部欠陥、表面欠陥の極め
て少ない連鋳鋳片の製造が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶融金属の連続鋳造工程におけるタンディッシ
ュ、浸漬ノズル、鋳型および電磁コイルの取り合いを示
す概要図である。
【図2】本発明法による鋳型内溶融金属の偏流防止装置
(電磁コイルが1個の場合)の構成ならびに鋳型内溶融
金属流動状況を模式的に示した図である。
【図3】本発明法による鋳型内溶融金属の偏流防止装置
(電磁コイルが2個の場合)の構成ならびに鋳型内溶融
金属流動状況を模式的に示した図である。
【図4】実施例1の場合の浸漬ノズルと電磁ブレーキの
取り合いを示す概念図であって、浸漬ノズル内右側の溶
鋼の流速を抑制する場合の電磁コイルの位置を示し、
(a)は斜視図、(b)は上面図である。
【図5】実施例1の場合の浸漬ノズルと電磁ブレーキの
取り合いを示す概念図であって、浸漬ノズル内左側の溶
鋼の流速を抑制する場合の電磁コイルの位置を示し、
(a)は斜視図、(b)は上面図である。
【図6】実施例2の場合の電磁コイルを2個設置した場
合の浸漬ノズルと電磁ブレーキの取り合いを示す概念図
であり、(a)は斜視図、(b)は上面図である。
【図7】本発明に用いるビターコイルの概念図であり、
(a)は構成説明図、(b)は電導体及び絶縁物の単体
を示す。
【図8】実施例1の場合の湯面盛り上がり高さの従来法
と本発明法の差Δhの比較を示す図である。
【図9】実施例2の場合の湯面盛り上がり高さの従来法
と本発明法の差Δhの比較を示す図である。
【符号の説明】
1 溶融金属 2 タンディッシュ 3 浸漬ノズル 4 鋳型 4,4a,4b 鋳型 5,5a,5b,5c 電磁コイル 6a,6b ノズル内溶鋼流動 7a,7b ノズル吐出流動 8a,8b 鋳型下降流 9a,9b 鋳型上昇流 10a,10b 湯面盛り上がり 11a,11b 鋳型内熱電対 12a,12b モールド内湯面レベル計 13 入力装置 14 演算装置 15 電磁ブレーキ制御装置 16 電磁ブレーキ制御装置 17 電導体 18 絶縁物 19 冷却水孔 20 ボルト孔 Δh 湯面高さの差

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融金属の連続鋳造方法において、鋳型
    に埋設した熱電対もしくは浸漬ノズルと鋳型との間に複
    数個設置したレベル計により鋳型内における溶融金属流
    動の偏流を検知し、タンディッシュ内の溶融金属を鋳型
    内に注入する浸漬ノズルの外周に配設した電磁ブレーキ
    装置を用いて浸漬ノズル内の溶融金属流動の速度分布を
    制御することにより、鋳型内における溶融金属の偏流を
    防止することを特徴とする、溶融金属の連続鋳造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の電磁ブレーキ装置が、
    溶融金属の注入方向に対して垂直方向に移動可能な構造
    を持つことを特徴とする、溶融金属の連続鋳造方法。
  3. 【請求項3】 電磁ブレーキ装置が、溶融金属の注入方
    向に対して垂直方向に設置された複数の電磁コイルから
    構成され、かつ、各々の電磁コイルに異なる電流を通電
    できる構造を持つ電磁ブレーキ装置を用いることを特徴
    とする、請求項1あるいは2に記載の溶融金属の連続鋳
    造方法。
  4. 【請求項4】 浸漬ノズルの平断面形状が矩形形状であ
    って、かつ、長辺と短辺の長さの比が3以上20以下で
    ある浸漬ノズルを用いることを特徴とする、請求項1に
    記載の溶融金属の連続鋳造方法。
  5. 【請求項5】 電磁ブレーキ装置が、偏平な導電体と絶
    縁物を交互に重ねて形成される螺旋コイルの軸方向に、
    冷却水を通水させるための複数の通水路を貫通させて、
    該電磁コイルを冷却する構造であるビターコイルを利用
    することを特徴とする、請求項1,2あるいは3の何れ
    かに記載の溶融金属の連続鋳造方法。
JP8861296A 1996-04-10 1996-04-10 溶融金属の連続鋳造方法 Withdrawn JPH09277006A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6494249B1 (en) * 1997-09-03 2002-12-17 Abb Ab Method and device for control of metal flow during continuous casting using electromagnetic fields
CN107498001A (zh) * 2017-09-08 2017-12-22 大连理工大学 用于球铁铸模连续化生产的带电磁净化处理的浇口杯装置

Cited By (3)

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CN107498001A (zh) * 2017-09-08 2017-12-22 大连理工大学 用于球铁铸模连续化生产的带电磁净化处理的浇口杯装置
CN107498001B (zh) * 2017-09-08 2023-08-11 大连理工大学 用于球铁铸模连续化生产的带电磁净化处理的浇口杯装置

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Effective date: 20030701