JPH11342456A - 成分混合領域の少ない異鋼種の連々鋳造方法 - Google Patents

成分混合領域の少ない異鋼種の連々鋳造方法

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JPH11342456A
JPH11342456A JP16437398A JP16437398A JPH11342456A JP H11342456 A JPH11342456 A JP H11342456A JP 16437398 A JP16437398 A JP 16437398A JP 16437398 A JP16437398 A JP 16437398A JP H11342456 A JPH11342456 A JP H11342456A
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molten steel
magnetic field
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steel
electromagnetic
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JP16437398A
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Kiyoshi Shigematsu
清 重松
Takeo Imoto
健夫 井本
Takayuki Shiragami
孝之 白神
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、溶鋼成分が互いに異なる複数の鋼
種を連続的に鋳造する際に、成分が異なる鋼種の間の鋳
片内成分混合領域を最小限に抑える方法を提供する。 【解決手段】 異鋼種を連々鋳造によって鋳片を製造す
るに際し、鋳型内上部の前鍋鋼種の溶鋼滞留部分に、移
動磁界による溶鋼攪拌力を付与すると共に、浸漬ノズル
からの溶鋼吐出流存在該当部分に静磁場による制動力を
付与する。さらには、溶鋼への攪拌力の付与に当たっ
て、移動磁場発生装置磁束密度、移動磁場移動速度のう
ち1以上を制御し、特定の数式の値を満足せしめること
により成分混合領域の少ない異鋼種の連々鋳造方法を行
う。 【効果】 鋳片において溶鋼成分が混合している領域を
低減せしめることができ、鋳片継ぎ目部分における格落
ち部材を極力少なくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶鋼成分が互いに
異なる複数の鋼種を連続的に鋳造する際に、成分が異な
る鋼種の間の鋳片内成分混合領域を最小限に抑える方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造にあたり、生産性を向上さ
せ、かつ製造コストの低減を図るために、複数の溶鋼鍋
の溶鋼を一つの鋳型内で連続的に鋳造する方法、いわゆ
る連々鋳が広く行われている。また、これをさらに拡張
した方法として、溶鋼成分が互いに異なる複数の鋼種の
連々鋳いわゆる異鋼種連々鋳が実施されている。しか
し、異鋼種連々鋳を実施する際には、溶鋼鍋を交換する
時に鋳造した部分(継ぎ目部)で成分混合が生じ、その
結果、成分が製造目的に合わない鋳片ができるため、継
ぎ目部の鋳片を格落ち処理やスクラップ処理あるいは継
ぎ目部前後の鋳片を成分判定結果が出るまでの間圧延を
保留するため、これらの障害が異鋼種連々鋳の大きな問
題となっていた。
【0003】そこで、この異鋼種連々鋳を行う際に発生
する継ぎ目部の成分混合を低減する方法として、タンデ
ィッシュ内の前鍋の残湯量をできる限り少なくした後に
後鍋の溶鋼を注入することによってタンディッシュでの
成分混合を防止する方法、後鍋の溶鋼の鋳造を開始する
ときの鋳造速度を一時的に低下させ、注湯ノズルからの
吐出流が鋳型内溶鋼中に浸透する深さを浅くして鋳型内
での混合を防止する方法、継ぎ目部で一旦鋳造を中止
し、鋳型内に鉄板を遮蔽板として挿入して鋳型内での混
合を防止する方法(例えば、特開昭57−25256号
公報)、静磁場を鋳型直下に形成し、継ぎ目部で循環流
を抑制しながら鋳造する方法(例えば、特開昭61−1
459号公報)、溶鋼密度の大きい鋼種から小さい鋼種
へと順に鋳造する方法またはこれに加えて鋳型内で鋳片
の厚みを横切る方向に直流磁束を鋳型広面全幅に亘って
付与し、鋳型内鋳造方向に静磁場帯を形成する方法(例
えば、特開平5−111736号公報)等が提案されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来の技術では、継ぎ目部毎に鋳造速度を低下さ
せるため、連続鋳造自体の生産性を損ねるばかりか、こ
れにより鋳片の温度が部分的に低くなるため、鋳片の曲
げ・矯正等での連々機への機械的負荷が大きくなって設
備寿命が短くなること、熱間直送圧延のスケジュールに
障害を与えること、鉄板を鋳型内に挿入するために極め
て危険な作業を伴うこと、さらに、これら改善のわりに
は異鋼種連々鋳時の継ぎ目部における成分混合領域を必
ずしも満足のいく程度にまで減少させているとは言え
ず、得られた鋳片中の格落ち部分の長さ或いは屑化部分
の長さの判定が困難である。
【0005】そのため、これを補う方法として、継ぎ目
部前後の鋳片に対して成分チェックを実施している。し
たがって、圧延のスケジュールを乱すのみならず、一時
的に在庫(余材)量の拡大を招く問題があった。本発明
は、上述の異鋼種の連々鋳において成分が異なる鋼種間
の鋳片内成分混合領域を最小限に抑制する鋳造方法を提
供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために開発されたもので、その要旨とすることろ
は下記手段にある。 (1) 異鋼種を連々鋳造によって鋳片を製造するに際
し、鋳型内上部の前鍋鋼種の溶鋼滞留部分に、移動磁界
による溶鋼攪拌力を付与し、かつ、浸漬ノズルからの溶
鋼吐出流存在該当部分に静磁場による制動力を付与する
成分混合領域の少ない異鋼種の連々鋳造方法。 (2) 異鋼種を連々鋳造によって鋳片を製造するに際
し、下記(1)式を満たすように、移動磁場の磁束密度
または移動速度のうち1以上を制御する(1)記載の成
分混合領域の少ない異鋼種の連々鋳造方法。 A=U2 Q/(2ρV)+0.01σB1 22 /ρ>0.05 ・・・(1) ただし、A:攪拌エネルギー指数(−) U:浸漬ノズルからの平均溶鋼吐出流速(m/s) Q:注入流量(kg/s) ρ:溶鋼密度(g/cm3 ) V:メニスカスから静磁場発生装置までの溶鋼体積(m
3 ) σ:溶鋼電気伝導度(1/Ωm) B1 :移動磁場発生装置磁束密度(T) u:移動磁場移動速度(m/s) (3) (2)におけるAの値を0.14までとした成
分混合領域の少ない異鋼種の連々鋳造方法。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明者らは、前述したような異
鋼種の連々鋳において、前鍋溶鋼成分が取鍋交換後も後
鍋溶鋼成分に影響を及ぼす原因についての検討を重ねた
結果、次のようなことが大きな要因となっていることを
突き止めた。すなわち、通常の連続鋳造においては、図
3に示すように短辺方向に向いた2個の吐出口3を有す
る浸漬ノズル2を、鋳型1中央部に配置して溶鋼を鋳型
内へ注入しており、この吐出流6は、鋳型短辺面に衝突
して上部方向に反転し上昇流13となり、他方は下部方
向に向かう下降流14に分岐する。上昇流13は、メニ
スカス8の近傍では両側の短辺側からノズル側へと向か
う反転流15が生成されるが、鋳型幅中央部では、メニ
スカス8近傍の反転流の流速が遅くなり、ノズル吐出口
3上部とメニスカス部8の中間部近傍に溶鋼の滞留(淀
み)部12が発生する。
【0008】このような状態において、異鋼種の連々鋳
を行った場合、取鍋の交換を行い、前鍋と後鍋との切換
を行った後に、上記鋳型内の滞留部12に淀んでいる前
鍋の溶鋼が後鍋の溶鋼を鋳型内へ供給中に徐々に後鍋の
溶鋼中に侵入拡散し、前・後鍋の溶鋼成分の混合が起こ
り、この前鍋溶鋼成分と後鍋溶鋼成分の混合領域の存在
部分が長く継続するため、鋳造鋳片においても両者の混
合した成分を有する前鍋・後鍋どちらの規格成分値も満
足しない鋳片が発生することを知見した。
【0009】一方、近年鋳型内溶鋼に電磁力を作用させ
る技術が開発され、本発明とは目的を異にするが、鋳型
の上部または/および鋳型の下方部に電磁力発生装置を
設置し、電磁力によって鋳片内介在物を低減させる試み
がなされている。これらの技術は、鋳型下方部に溶鋼の
流れを止める電磁制動装置を設置して、鋳造ノズルから
の吐出流6を鋳型短辺に衝突させ、これに沿って流れる
下降流14に静磁場を作用させて減衰させると共に、鋳
型上部に溶鋼を攪拌するための電磁攪拌装置を設置し
て、メニスカス8の反転流15に移動磁界を作用させ、
攪拌による強制流によってメニスカス8の流れを促進さ
せて、鋳型内部、表層共に介在物や気泡がなく欠陥発生
の少ない鋳片を製造するための方法や装置で、数多く提
案されている(例えば、本出願人が開発した特開平5−
177317号、特開平7−11224号公報)。
【0010】本発明は前記事実に着目し、後鍋注入終了
後鋳型内での前鍋成分の溶鋼滞留部分に電磁力を印加
し、該滞留部分の溶鋼に積極的な攪拌力を付与すること
によって前鍋溶鋼の滞留を迅速に解消し、鋳造鋳片を後
鍋溶鋼成分に速やかに到達させ、鋳造鋳片において前・
後鍋交換部(継ぎ目部)の前・後鍋溶鋼成分混合領域を
できる限り短くし、成分による規格外れ部分を最小限に
止めようとするものである。
【0011】図2は前・後鍋での成分混合距離が電磁攪
拌エネルギーによってどのように変化するかを示したも
のである。対象とした鋼種は通常の低炭アルミキルド鋼
であり、鋳型寸法(鋳片寸法)は厚み280mm×幅1
800mmである。また、タンディッシュは70tの容
量のものを用いた。前鍋溶鋼成分と後鍋溶鋼成分の混合
領域の算出は、鋳片を0.1mピッチに切断し中心偏析
部を除き、厚み方向表層と1/4、厚中心部の3点から
サンプルを採取し、3点共に溶鋼成分中Mn値(wt%
以下同様)が前鍋成分では0.2%であったのが、後鍋
成分の0.5%に到達した時点をもって鋳型内に滞留す
る前鍋溶鋼が皆無となったものとし判断の基準とした。
【0012】なお、溶鋼成分中Mnを取り挙げたのは過
去の経験から、溶鋼中のMn組成値が後鍋組成と一致す
れば、その他の組成も一致していると推定しても大きな
誤りがないため、Mnをもって混合領域を判定するのが
一番適しているためである。また、成分混合距離は、取
鍋交換時にタンディッシュに残存する前鍋溶鋼の量を加
味したうえでその点を零mとして算出し、それ以降の鋳
片長さによって表した。
【0013】さらに、攪拌エネルギー指数Aは下記
(1)式によって算出した値である。 A=U2 Q/(2ρV)+0.01σB1 22 /ρ>0.05 ・・・(1) ただし、A:攪拌エネルギー指数(−) U:浸漬ノズルからの平均溶鋼吐出流速(m/s) Q:注入流量(kg/s) ρ:溶鋼密度(g/cm3 ) V:メニスカスから静磁場発生装置までの溶鋼堆積(m
3 ) σ:溶鋼電気伝導度(1/Ωm) B1 :移動磁場発生装置磁束密度(T) u:移動磁場移動速度(m/s)
【0014】図2の攪拌エネルギー指数Aを算出するに
当たって用いた因子の数値は、U=0.8〜1.3(m
/s)、Q=60.9〜91.4(kg/s)、ρ=7
200(g/cm3 )、V=0.5(m3 )、σ=7×
105 (1/Ωm)、B1 =0〜0.2(T)、u=0
〜3.5(m/s)であった。なお、上記(1)式は実
験によって求めた実験式であり、図中の実線は(1)式
より求めた値であるが、プロットされた値は実測値であ
る。両者の間には大差のないことが明らかであり、前記
(1)式によって鋳片での溶鋼成分混合領域を推定する
のに差し支えないことが理解できる。本発明において、
調整できる因子としては、移動磁場発生装置密度、移動
磁場移動速度があり、これらを適宜制御して最適の状態
に維持することによって本発明の目的を達成することが
できる。
【0015】また、図2での値は後述する図1に示され
る鋳型下方部に設置されている溶鋼流へ電磁制動を付与
した時の状態である。図から明らかなように、鋳型上部
に滞留する溶鋼を攪拌して拡散し、淀み領域を解消する
には攪拌エネルギーで0.05以上を必要とすることが
判った。また、この値を極力増大しても鋳型内での成分
混合ではなく、タンディッシュ内における成分混合に律
速されて、鋳片における成分混合領域(距離)の短縮に
はならず、徒らに電磁力のみを無駄に消費することにな
り、コストアップに繋がるのでその上限は0.14程度
に止めるのが好ましい。これらの値は鋳造する鋼種、連
々鋳する異鋼種の溶鋼成分差、鋳造する鋳片のサイズ、
タンディッシュの容量等によっても当然左右されるが、
概ね現在通常鋳造されている連々鋳材を全て包含できる
値である。
【0016】溶鋼に対する電磁力の印加については、鋳
型内の溶鋼滞留部分に電磁攪拌力を付与するのは必須要
件であることは、前述の記載内容から容易に理解できる
ことであるが、それに加えて鋳型下方部に浸漬ノズルか
ら吐出する溶鋼流に対して電磁制動力を印加することも
必要であり、このことにより吐出溶鋼流が均一化され、
ストランドプール内へ急速に溶鋼流が侵入するのを防
ぎ、溶鋼内部に侵入する深さを抑制することができる。
【0017】この電磁制動力印加装置の設定位置は特段
に限定されず、浸漬ノズルからの溶鋼吐出流を制動でき
ればよいので、溶鋼吐出流存在位置または、鋳片凝固シ
ェルに衝突して下降流となる位置のどちらでもよく、特
にこだわらない。なお、電磁力の印加時期(期間)は当
然のことながら、前・後鍋の交換時から開始し、溶鋼成
分が後鍋成分と一致した時点で終了することが、無駄な
電力の消費を行わなくて済む。
【0018】
【実施例】以下、本発明を実施例と共に比較例によって
その内容を詳細に説明し、本発明の効果を明らかにす
る。実施例に用いた溶鋼の組成を表1に示した。
【0019】
【表1】
【0020】この溶鋼を図1に示した如き湾曲型連続鋳
造装置に適用した。浸漬ノズル2は、内径90mm、吐
出口直径80mmで水平から下向き25度の吐出口3を
有し、ここから鋳型1の短辺側に溶鋼流が吐出される。
鋳型1内の溶鋼滞留部分12、該当部分に移動磁界によ
る水平方向の電磁力を印加する電磁攪拌装置4を配設し
た。鋳型1内の浸漬ノズル2の吐出口3から鋳型1の短
辺側に流れる溶鋼吐出流速は、吐出口片側当たり0.8
〜1.3m/secであった。溶鋼の吐出流6を制動す
るための均一直流磁界による制動電磁力を印加する電磁
制動装置5は、ノズル吐出口3より下方(H)0.7m
の位置に配設した。なお、使用したタンディッシュの最
大溶鋼収容能力は70tであった。このような条件下で
溶鋼を鋳造した結果を表2に比較例と共に示した。
【0021】
【表2】
【0022】表2から明らかなように、実施例1〜7は
本発明により製造された鋳片であるが、実施例6は移動
磁場の磁束密度を増加した例であり、実施例7は移動磁
場の移動速度を上昇させた例である。溶鋼成分の混合領
域は制御する因子の値によって変わっているが、成分混
合距離の長い鋳片においても10.2mに収っている。
【0023】これに対して比較例1、2は移動磁界を作
用させなかった例であり、また比較例3は移動磁場磁束
密度を下げた例で、何れも攪拌エネルギー指数が本発明
範囲から逸脱している。この結果、溶鋼成分の混合領域
の存在する部分が長くなり、鋳片での成分混合距離は最
少でも11.6mであった。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、異鋼種の連々鋳におい
て鋳型内溶鋼滞留部分に電磁力を印加することにより、
鋳片継ぎ目部に該当する鋳型内に注入された溶鋼は電磁
攪拌力で混合せしめられ、さらに浸漬ノズルからの溶鋼
吐出流を静磁場により吐出流を減衰させることができ
る。これにより鋳片において溶鋼成分が混合している領
域を低減せしめることができ、鋳片継ぎ目部分における
格落ち部材を極力少なくすることができる。したがっ
て、連々鋳における鋳片製造に寄与する効果は多大なも
のがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の概要を説明するための概略側面図
【図2】連々鋳において、電磁印加力の大きさと取鍋交
換後の鋳片の成分混合距離との関係を示した図
【図3】従来の連続鋳造鋳型内における溶鋼の流動状況
を説明する概略側面図
【符号の説明】
1 鋳型 2 浸漬ノズル 3 吐出口 4 電磁攪拌装置 5 電磁制動装置 6 吐出流 7 攪拌流 8 メニスカス 9 凝固シェル 12 滞留部 13 上昇流 14 下降流 15 反転流

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 異鋼種を連々鋳造によって鋳片を製造す
    るに際し、鋳型内上部の前鍋鋼種の溶鋼滞留部分に、移
    動磁界による溶鋼攪拌力を付与し、かつ、浸漬ノズルか
    らの溶鋼吐出流存在該当部分に静磁場による制動力を付
    与することを特徴とする成分混合領域の少ない異鋼種の
    連々鋳造方法。
  2. 【請求項2】 異鋼種を連々鋳造によって鋳片を製造す
    るに際し、下記(1)式を満たすように、移動磁場の磁
    束密度または移動速度のうち1以上を制御することを特
    徴とする請求項1記載の成分混合領域の少ない異鋼種の
    連々鋳造方法。 A=U2 Q/(2ρV)+0.01σB1 22 /ρ>0.05 ・・・(1) ただし、A:攪拌エネルギー指数(−) U:浸漬ノズルからの平均溶鋼吐出流速(m/s) Q:注入流量(kg/s) ρ:溶鋼密度(g/cm3 ) V:メニスカスから静磁場発生装置までの溶鋼体積(m
    3 ) σ:溶鋼電気伝導度(1/Ωm) B1 :移動磁場発生装置磁束密度(T) u:移動磁場移動速度(m/s)
  3. 【請求項3】 請求項2におけるAの値を0.14まで
    としたことを特徴とする成分混合領域の少ない異鋼種の
    連々鋳造方法。
JP16437398A 1998-05-29 1998-05-29 成分混合領域の少ない異鋼種の連々鋳造方法 Withdrawn JPH11342456A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009148789A (ja) * 2007-12-20 2009-07-09 Sanyo Special Steel Co Ltd 異鋼種の連々鋳方法
CN108500228A (zh) * 2017-02-27 2018-09-07 宝山钢铁股份有限公司 板坯连铸结晶器流场控制方法

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Effective date: 20050802