JPS58100955A - 連続鋳造鋳型内溶鋼の撹拌方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は連続鋳造鋳型内溶鋼の攪拌方法およびその装
置に関するもので、とくに鋳型的溶鋼の流動速度を場所
によって変えることにより、適度な攪拌を行って−の品
質の向上を図るようにした技術についての提案である。

従来、リムド鋼、セミキルド鋼相当の未脱酸鋼、弱脱酸
鋼の連続鋳造は、操業面および品質面、とりわけ表面気
泡欠陥が多発する問題点があるために、実用化が遅れて
いるのが実情である。しかし、最近は鋳型内において電
磁攪拌装置を利用して溶鋼を循環流動させることにより
、該溶鋼中のガス気泡を除去する技術についての検削が
進み、実際既に多数の研究報告がなされている。こうし
た鋳型的溶鋼の電磁攪拌方法および装置については、種
々の方式があるが、操業性や鋳片品質に対する改善効果
を考暉すると、第１図に示すような水平面で旋回する形
の循環流動が最も効果的といえる。

上記のかかる攪拌技術は、鋳型コの両長辺２ａ　。

ユ′ａ側の四壁に沿って電磁攪拌装置ｌｔ３．．３’を
対向させて設置し、互いに逆方向の電磁力＜ｚ、＜ｚ’
を溶鋼流に作用させることにより、該溶鋼／を矢印５．
５′で示す方向に流動させ撹拌を果すものである。この
ような流動を起させると１．炭固界面付近に捕捉された
気泡が再び抗い流されて湯面上への浮上が促進され、溶
鋼中の気泡の除去が効果的になされる。気泡除去に必要
な溶鋼流速は略θ０．２〜／、Ｏｍ／ｓであり、一般的
ニＨＯ，３ｒｎ／３　以上力Ａ　＊しいといわれている
。

第コ、３図は第１図に示す溶鋼流動の場合における流速
分布を示すものである。これらの図は溶鋼の平均流速が
０．３　”／８のときの加速初期における分布を示すも
のである。しかもその速度分布は鋳片の厚み方向（第７
図で示すｙ方向）においても一定ではなく、第３図に示
すような分布をもつ。

したがって、流速が最大（ｖ、ｎｏａｘ　）となる位置
（第３図のイおよび口）および平均流速（ｖｍｅａｎ　
）を代表点として、鋳片巾方向（第１図のＸ方向）の速
度分布を示すと第２図のようになる。これによると、加
速前半（Ｅ−Ｌ）では流速不足であり、逆に加速後半（
Ｌ−Ｆ）では過流速となる。とぐに加速終点（Ｆ−Ｂ’
）で短辺壁、２ｂと衝突する位置では最大／、４ｔ１ｎ
／ｓとなり、平均値の３倍近くなる。このように鋳型内
水平方向の鋳型に沿う循環流の速度にムラがあると、速
度不足の位置では、気泡除去不足となってピンホール等
の表面欠陥が発生し、逆に速度過剰の位置ではパウダー
の巻込み等により、のろかみ、湯じわ等の欠陥発生の原
因をつくる。とりわけ短辺壁λｂとの衝突部においては
、湯面の沸き十がりにより、パウダー巻込みの危険性が
大である。

上述のような神々の問題点に対する従来の対策として−
は、鋳片［１〕方向の速度の過不足による弊害が最小限
になるよつＶＣ電磁攪拌装＃３の攪拌強度を一律に調整
する程度にすさ゛なかった。

しかし、こうした攪拌強度の一律な調整は、速度の絶対
値は調整できても、前述した流速むらのパターンまでは
調整できないので、根本的な解決にはならない。

一方、短辺壁衝突部の湯面の佛き上がりに対しては、従
来第３図、第６図に示すように、短辺壁ｕｂ　、　２ｂ
’の形状を半円状にしたり、各隅角部を切り落した形状
にし、溶鋼循環流の流れが円滑化して沸き一ヒがりなく
流虻させる方法も報告されている。

しかし、スラブ鋳型の多くは、第６図に示すように、鋳
片の巾変更ができるようにするため、長辺壁コの短辺壁
ユｂは、分割構造とするのが普通である。したがって、
短辺、２ｂ形状を半円形とすると、第６図の図示Ａの部
分（短辺壁両端部）が極端に薄くなって、溶損、変形が
起りやすくなるし、実際上、このような形状にするのは
困難である。

そのため、従来実用的には第Ｓ図に示すような形状にす
るのが普通であるが、この場合、短辺壁衝突部の湯面の
沸き一ヒがつは十分には避は得す、これのみでは根本的
な解決にはなっていないのが実情であった。

本発明は以上のような事情にかんがみ、鋳片巾方向（長
辺壁１μｍ１）の溶鋼流動を出来るだけ均一な流れとす
ることにより速度の過不足による一片欠陥の発生を防ぎ
、かつ短辺壁衝突部分における溶鋼流速を減速させるこ
とにより、湯面の沸き上がりによる表面欠陥の発生を防
止するのに好適な溶鋼の電磁攪拌方法およびその装置の
提供を目的とする。本発明の要旨構成を述べると、 連続鋳造鋳型壁に取付けた電磁攪拌装置により、該鋳型
内溶鋼な鋳型に沿う水平方向の循環流として流動させ攪
拌するのに当り、複数個の上記電磁攪拌装置で場所によ
って磁界強度を変化させることにより、該循環流を場所
によって流れの方向に加速しまたは減車させながら攪拌
を行うことを特ｒ４！！！とする連続鋳造鋳型内溶鋼の
攪拌方法、および連続鋳造鋳型の両長辺壁水平方向に沿
ってそれぞれ磁界強度の異なる複数個の電磁攪拌装置を
配設したものによってｔｃろ溶鋼の攪拌装置、の点にあ
る。以下にその構成の詳細を説明する。

本発明者らの研究によれば納型内溶鋼流動の理想的な速
度パターンとしては、第７図に示す流速パターンが漬ま
しいことを知見した。すなわら、電磁攪拌装置３，３′
による加速は、初期のヴ上り（ＡＭ区間）部分において
出来るだけ迅速に所要流速ｖｎまで加速でき、その後は
変動な起させることなく　ｖｎを維持し、８点の短辺壁
２ｂ衝突時においては、パウダーの巻き込み等の生じな
いその限界流速ｖｂまで速やかに減速するのが良い。す
なわち、鋳型長辺壁コａのＭ−Ｎの範囲内で主として上
記溶嘱流動が生起するように攪拌することが望ましい。

これに対し、第１図に示す従来方式だと、流動パターン
は第１図のようになり、上記のような望ましい流動パタ
ーンにならない。

そこで、本発明は長辺壁３ａＫ取付ける電磁攪拌装置３
．３′として磁界強度の異なる複数個のものを用いろよ
うにした。すなわち、これらの＠、　ｔａｌ攪拌装置ｆ
　（、ｌｕ下スターラーという）　、？ａ　、　、？ａ
’、　、？ｂ　。

３ｂ’、　、？ｃ　、　３Ｃ′は、それぞれコイルや雷
、流を骨化させて磁界の大きさと方向とを変えたもの：
即ち磁界強度が異なるものである。要するに本発明は、
これらのスターテ３ａ・・・３Ｃ’Ｙ用いることによっ
て、第７図に示すような理想パターンを得ようとする技
術である。第３図に本発明方法の実施に当って用いるス
ターク−配列の具体例を示す。この例は、スターテ−３
ａ　＊　３ａ　’　＋　３ｂ　１３ｂ　’　、Ｊ　ｃ　
、３　ｃ　’を片側３種類で構成したものである。理想
ノくターンを得るには、これら３つのスターテ３ａ・・
・３ｃ’を次のように用いればよい。すなわち１．急加
速が必要な領域（工〜Ｊ１Ｍ〜Ｎ）に設置するスターク
ー）　３ａ　、　、？ａ’は、磁界の大きい強攪拌用の
コイルを用いて、速やかに所要流速ｖｎ　Ｋ達するまで
急加速できるものとする。また、加速も減速も必使とし
ない中間の位置に設置するスターテ３ｂ。

３ｂ′は、弱攪拌用のものを用いることにより、流体抵
抗による減速分だけ加速してやり、ｖｎを保持できる程
度のものとする。さらに、減車が必要な領域に〜Ｌ、Ｏ
〜Ｐ間に設置するスターテＪｃ。

３０′は、逆巻きのコイルで逆加速し石調にブレーキを
かけ、パウダー巻き込みのない限界流速ｖｂまでｊ車や
かに減・ヤする形式のスターテ３ｃ　、　３ｃ’である
。要するに、鋳型長辺壁コａ　、　、２ａ’に沿って配
置するスターテ、？ａ　、　、７ｂ　、　３ｃ　＊　３
ａ’、　３ｂ’、　Ｌ？Ｃ’をそれぞれｊＪｌｌ連用、
定速用、減速用という磁界強度の異なるものを選び、ω
コ型内に整流された？ＩＮ　１ｌｉｔ流が生起するよう
に用いればよい。こうした好適な速度パターンな第９図
に示すが、従来パターンの第２図に比べると明らかに理
想パターン（第７図）に近くなる。

Ｅ起倒では長辺壁２．．２’にそれぞれ３種のスターク
ー３ａ・・・３ｃ’をを付けたが、鋳片幅方向をさらに
細かぐ分割してより多種のスタークーを設置し、その各
々の攪拌前１曲を電界強度のに周部によってコントロー
ルすれば、より以上理想パターンに近づける事が０Ｔ能
にｔ（る。たたし、機能的には、加速、定速、減速の３
領域に区分するのが原則的な考え方であって、これが有
効になるのは鋳片幅変（に追随させる場合である。また
、本例の変形・例として、よりシンプルな構造にするた
め、前記スタークーをユ個を／絹として使う方式でもよ
い。

第７０図はスタークー、？ａと３ｂを同じ磁界強度にｌ
−たものを合体させ等しく加速用として用い、残る他の
１つのスタークー、？Ｃを減＋Ｉｔｊ用としたコブ・ロ
ック構成のものである。第１１図は、減速を自然の流体
抵抗で行わせ上記例の減速用スタークー３ｃを省いたも
のである。さらに第１コ図に示す例は、ｕ　ｆＩ＆１の
スタークー、？ａ、、？ｂをともに加速用の構成のもの
とし、その位信を鋳型の加速前半域に寄せることで、上
記例の減速用スターン−３０を省線、２個組み／ブロッ
クのものにしたタイプである。これらの例は、速度パタ
ーンとしては第３図に示す、？個組みのタイプに劣るが
スラブサイズが小さく、多数のスタークー／が配置１５
′できない場合は本発明の他の実施形、兜とし′Ｃ有Ｗ
ｊて゛ある。

また本方式とＦグ、左図に示す短辺形状の改善と組合せ
て使用すればより効果的７；Ｃ浴ｊ＋ｆｌ流動を得るこ
とができる。

なお、磁界強度（撹拌強度）の制御は、個々のスターテ
３ａ・・・、？Ｃ′の電流および極性を変え、励磁強度
を１強、弱、零、逆」のように種々の組合わせにセット
してｌｊ　鋼に動をコントロールしてもよく、また、分
割した個々のスタークーに対し、重錘を別々に設け、周
ｆｉ斂を致えて離′４１Ｉ流動をコントロールするよう
にしてもよい。

以上説明したような構成によってなる本発明は次のよう
な効果がある。

（１）　　鋳片巾方回に設置賀シた各スタークーによる
・４磁攪拌力を独立してコントロールできるので、はぼ
鋳片＃固界面全長にわたり、気泡浮上に必要な最適の流
１速に制御が可能であり、鋳片品質の向上がはかれる。

（２）　　溶鋼流の短辺壁衝突部近傍においては、減速
用のスターラーにより減速するので、短辺壁衝突部で湯
面の沸き上がりによるパウダー巻込みのおそれがなく、
のろかみゃ湯じわ等の品質欠陥が防止できる。

（５）　　採用するスターラーは、独立タイプのもので
あり、■、かも使用条件に応じて任意の分割が可能であ
るから、ｍ動仙伺ｊに対する自由朋が太き℃１゜ （４）　　装置も従来のものをシ気設備的Ｋｍ数ブロッ
クに分割するだけでも適用できるから、それほどコスト
アップにならず設備費が安価である。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来方式にもとづ〈′解磁撹拌方法を適用した
ときの鋳型の平面図、第２図および第３図は第１図にお
ける溶鋼のＸ方向およびｙ方向の胡１「パターンの特性
図、第１図および第５回は従来例の鋳型短辺壁の形状を
示す平面図、第６図は第９図の部分詳細平面図、第７図
は理想流動速度パターンの特性図、第３図は本発明方法
の一実施例を示す平面図、第９図は第３図にもとづ＜　
ｉｃ１度パターンの特性図、第１０図、第１／図および
７．２図は本発明の他の実施例を示す溶鋼流動を示す平
面図である。 ／・・・溶鋼、ユ・・・鋳型、２ａ・・・長辺壁、２ｂ
・・・短辺壁、３・・・電磁攪拌装置（スターラー）１
、？ａ　、　３ａ’・・・加岸用スターラー、３ｂ　、
　、？ｂ’・・・定速用スターラー、３ｃ　、　３ｃ’
・・・減速用スターラー、ｖ、ｑ’・・・スターラーの
攪拌力方向１．５−、、ｔ’・・・溶鋼の流動方向。 第１図 第２図　　　　’Ｊ：’ｉ　；’（ □ぴ帽４Ａ シイｅａｒ −２〔 第４図 竺５− ）ｔ−＋＋’　　　ｒノ 第６ｒ 第７図 Ａ」 第１１［・、； 第１２万 ｊり十ｊｂ ２６１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　連続鋳造鋳型壁に取付けた電、磁攪拌装置により、
   該鋳型的溶鋼を四壁に沿う水平方向の循環流と１．て流
   動させ攪拌するのに当り、複数個の上記電磁攪拌装置で
   場所によって磁界強度を変化させることにより、該循環
   流を場所によって流れの方向に加速しまたは減速さｌせ
   る流動を導き攪拌を行うことを特徴とする連続鋳造鋳型
   内溶鋼の攪拌方法。 ２　連続鋳造鋳型の両長辺卵水平方向に沿ってそれぞれ
   磁界強度の異なる複数個の電磁攪拌装置を配設したもの
   によってなる溶鋼の攪拌ｆ装置。