JPS5852457B2 - 鋼スラブの連続鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼スラブの連続鋳造方法に関し、特に鋳型内の
凝固界面）こ連続した電磁流動を効果的１ζ形威して連
続鋳造する方法に関する。

リムド鋼、セミキルド鋼相当の鋼を連続鋳造で製造する
試みは古くから行なわれて０）るが、操業性並びに品質
、特に鋳片表面に発生する気泡欠陥の問題から未だ実用
化に至っていない。

溶鋼中に発生するガス気泡を除去する方法（こついては
、例えば電磁攪拌力を利田するものが検討されている。

この電磁攪拌力を利用して溶鋼中のガス気泡を除去する
方法については多数の報告があるが、これら公知の方法
は何れもすでに生じてしまったガス気泡を除去する方法
に関するものであり、強烈な力を要する。

これは、発生してしまった後のガス気泡を物理的に除去
するからであり、このようにガス気泡を物理的に除去す
る場合には鋳型内湯面を大きく乱してしまい、パウダー
キャスティングのメリットを消失させてしまう結果とな
っている。

そこで本出願人は先にガス気泡に成長する前のガス気泡
の核の段階で流動を与える、すなわちガス気泡となって
しまった段階よりも、それｒζ成長する前の核の段階の
方がはるかに小さい力で除去できること並びにこのガス
気泡の核は鋳型内湯面からすでに発生することに看目し
、この湯面自身に溶鋼流動を与えれば湯面を大きく乱す
ことのない極めてゆるやかな流速でもって鋳片表面での
ガス気泡の発生が抑止できることを提案した（％願昭５
３−９９９７２号）。

しかしながら、この方法では、湯面への流動の与え方と
して湯面に対して垂直の回転流を採用した場合に、流速
が湯面を乱さないようなゆるやかなものであることから
、鋳型の両短辺側湯面部において溶鋼流動のないよどみ
部の生じるのは避けられず、酸素含有量によっては鋳片
表面にガス気泡が露呈する欠点があった。

しかして、上記欠点を解消すべく種々検討したところ、
鋳型内の凝固界面に連続した電磁流動を与えるようにす
れば上記欠点の解消できることが判明した。

すなわち、このような電磁流動であると上記のような溶
鋼流動のよどみ部の発生は無くなり鋳片表面でのガス気
泡の発生は確実に抑止できるものである。

本発明でいう電磁流動とは以下のものを指す。

前述の先願と同様 １）気泡の核発生はその成長に比べておこりにくく所定
以上の元素濃度を必要とする、 ２）気泡の核は凝固開始点すなわち湯面部位の凝固界面
からすでに発生する、 ３）元素濃度は凝固界面において蓄しく濃化する、事実
に着目し、鋳型内溶鋼湯面部位凝固界面における元素濃
度を気泡の核の発生限界以下とし、しかもその際に湯面
上パウダーを乱さない程度の流速の電磁流動を指す。

すなわち、鋳型内湯面部位の凝固界面全周囲に与えられ
る気泡の核の生成の抑制に有効な膜状の溶鋼流動をいい
、後（こ詳述する如く特に鋳型に設置したりニヤモータ
ーにて与える電磁流動をいう。

このように鋳造過程において湯面部位の凝固界面周壁に
溶鋼の電磁流動を与えることにより凝固界面での成分元
素の濃化が抑制されて得られる鋳片の表層部全周に健全
な凝固層が形成されしかもこの流動は後述の如くゆるや
かで、かつ凝固壁に近い部分に与えるものであることか
ら湯面（パウダー）を何ら乱すことがないものである。

上記電磁流動は、後述の如く気泡様の生成抑制に必要で
かつ湯面上パウダーを乱さないＯ１ｌ〜１．０ｍ／ｓｅ
ｃの流速である。

而して、この電磁流動の及ぶ範囲が広い場合には、溶鋼
注入用浸漬ノズルに影響を受けて湯面パウダーに乱れが
生じ、パウダー巻き込み等により正常なパウダーキャス
ティングが実施できなくなるので、電磁流動はできる限
り凝固壁に近い部分で生じさせるのが良い。

このためには、電磁流動を与えるリニヤモーターの周波
数を例えば５〜２０Ｈｚのうちでも高い側に設定し、得
られる流速勾配を太きくシ、凝固壁側で高く、離れる（
鋳型中央へ行く）に従って急速に低くなるようにする必
要がある。

ところが周波数を高く設定すると推力が小さくなってリ
ニヤモーターの影響範囲がせまくなり、鋳型高さ方向で
の設置個数を増加する必要が生じたり、あるいは流速の
絶対値そのものも低下するので、電流値を向上させるこ
とによりこれらを解消する。

なお鋳型中央にまで浴ａｍ、動を与える公知例のものは
、本発明でいう電磁流動とは逆に流速勾配を成るべく小
さくするため周波数を成るべく低く設定しているわけで
あるが、これであるといくら速度勾配が小さいといって
も壁面側の流速は早くなり、結果としてパウダーを乱す
ような流速となってしまう。

以上のように リムド、セミキルド鋼等のいわゆる未脱
酸鋼の連鋳化に際しては、鋳型内凝固界面における連続
した膜状の電磁流動が有効であるが、一方、キルド鋼に
おいてもこのような電磁流動が有効である。

すなわち、キルド鋼を連続鋳造により製造する場合、ア
ルミの割れ感受性により表面疵が発生し易く、このため
鋳型内パウダーを低粘性のものにして、パウダーの不均
一流入を防止したり、スラグ化率を改善して対処してい
るが、これらによっても抜本的に鋳片表面欠陥の発生は
防止されていない。

このようなキルド鋼の連続鋳造に尚って、上記のような
電磁流動を与えると、凝固界面に与えられる溶鋼流動］
こてここに元素濃度の低くなった擬似リム層が極めてゆ
るやかな流速でもって形成され、これによって鋳片表面
のアルミの割れ感受性が低くなり、表面欠陥の発生が抑
制できるものである。

このように、脱酸鋼、未脱酸鋼にかかわらず、鋼の連鋳
にとっては鋳型内凝固界面における連続した電磁流動が
極みて有効である。

ところが、上記の電磁流動を得ようとするには可成りの
困難が伴なう。

すなわち、一応理論的には上記の鋳型内凝固界面におい
て連続した膜状の電磁流動を与えることはできるが、実
際問題として、その対象が特に断面形状矩形のスラブで
ある場合には、鋳型長辺と短片との長さに相当な違いが
あるため、鋳型長辺で得られた溶鋼流動を短辺にスムー
スに伝えることができない。

与える流速が遅い場合にはそれがよどみとなって表われ
逆に早い場合には湯面の乱れとなって表われる。

前者の場合には所期の目的は達せられず、後者の場合に
はパウダーキャスティングによるメリットを消失させ、
最悪の場合はブレークアウトをおこす。

本発明は上記の欠点を解消するもので、鋳型内において
スムースな膜状の電磁流動が得られるようにした連続鋳
造方法である。

以下本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一例装置を示す。

第１図に示すように本発明においては、スラブ鋳型１の
両長辺２，２′に沿ってそれぞれリニヤモーター３，３
′を設置する。

そしてこの推力を互０）１こ異なる方向４，４′に与え
るようにして凝固界面に連続した膜状の電磁流動５を与
える。

この際本発明では鋳型１の短片形状として例えば外方凸
の弧状の短片６゜６′を用いて鋳型のすみ取りを行なう
。

このような短片６，６′を用いると長辺２，２′から短
片６，６′へ向う凝固界面溶鋼流をスムースに案内する
ので、流速が遅くてもよどみは生ぜずまた早くても湯面
に乱れは生ぜず、安定的に、連続したスムースな流れを
鋳型内凝固界面において付与できるものである。

上記の短片６，６′の弧状としては、鋳片厚みの１／２
〜２倍の曲率のものが好ましい。

曲率が２倍以上になると、長辺から短辺への流れのスム
ースさを損なう。

なお、以上の例では外方凸の弧状を示したが弧状以外の
すみ取りであってもよい。

上記の連続した電磁流動を与える位置（高さ方向）とし
ては、湯面を確実）コ含むなら鋳型内金てでもよいが、
経済性、設備面を考慮して戒るべく上方が好ましく、前
述の気泡のない層あるいは擬似リム層が適当量形成され
るように湯面を含み、そこから上記の適当凝固厚が形成
されるまでの間その部位における凝固界面に上記連続し
た電磁流車種を付与せしめるものである。

その一例を第２図に示す。

第２図は第１図のＡ−Ａ’断面図である。第２図に示す
ように湯面７〜湯面下ＬＯ〜２０ＣｒｒＬの範囲内１ζ
リニヤモーター３を設置すれば、上記事項を満足する。

更に上記連続した電磁流動の流速については０、１〜１
．０ ｍｌｓｅｃ特に０．４〜１．０ ｍｌｓｅｃが好
ましい。

すなわち、Ｏ，ｌ−０，４ｍｌｓｅｃ以上の流速であれ
ば、気泡核の生成の抑制並びに擬似リム層の形成に有効
であり、一方１．０ｍ／ｓｅｃ以上では効果が頭打ちと
なるばかりか、いくら上述の本発明に基づいてスムース
な水平回転流が得られるようにしても長辺からの流れの
短片への衝突エネルギーが大きくなり発生上昇流が強く
なりすぎて湯面を乱してしまうからである。

以上のように本発明においては、スラブ鋳型の短片形状
として外方凸の弧状のものを採用して鋳型のすみ取りを
行ない鋳型内凝固界面にスムースな連続した膜状電磁流
動を与えるようにしたものである。

次に本発明の実施例を比較例と共に説明する。

下記表に示す未脱酸鋼（Ａ６１．２）脱酸鋼（／ｉ６゜
３．４）を対象に本発明を実施した。

鋳造条件は以下の通りである。

処理量は何れも１００Ｔｏｎである。

鋳型寸法・・・・・・２５０％（厚）Ｘ２１００％（巾
・最大） 鋳型短辺形状・・・・・・１２５％Ｒの曲率のものを使
用（第１図） 鋳造速度・・−・−０，７ｍ ／ ｍｉ ｎリニヤモー
ター設置位置並びに推力方向、設置位置の鋳片凝固厚・
・・・・・鋳型内湯面下ＬＯＯｉｉで各長辺ｔこ１ケ、
それぞれ の推力方向が反対となる よう設置、凝固厚５駕 リニヤモーターの出力・・・・・・鋳型内湯面での水平
注入ノズル・・・・・・外径１１０％のものを鋳型中央
で使用 以上の実施例１〜４何れの場合も鋳型内湯面上パウダー
の乱れは一切なく、実施例１．２においては鋳片表面に
ガス気泡の無い層が周囲全体に約５％形成され、その内
部にガス気泡が位置していた。

そして実施例３，４においては鋳片表面に擬似リム層が
周囲全体に均一に５％形形成れていた。

そして以上の如くして得た鋳片を以後常法に従い最終成
品としたが、実施例１．２においてはガス気泡に基づく
表面欠陥は全く見られなかったし、３，４においては表
面手入れ率は通常のものに比べ５０ｆｏ減少した。

このように実施例では鋳型向凝固界面にスムースな連続
水平回転流が得られたものである。

比較例 実施例１〜４と同−組成の溶鋼を、短辺形状が平坦な通
常鋳型を採用し、／ｉ６１及び３の溶鋼については、こ
の条件以外は本発明実施例と同−条件で鋳造し、／１６
．２及び４についてはこれ以外に、電磁流動の＠鋼流速
を０．２ ｍ／ｓｅｃとしたものと、１、１ ｍ／ｓ
ｅ ｃとしたものについてそれぞれ鋳造した。

しかし、７ｇ６１．３及び２，４のうち鋳造速度を１、
ｔ ｍ／ｓｅｃとしたもの１こついては湯面の乱れが
激しく、パウダーが鋳型中央に寄り集まってしまいブレ
ークアウトのけ念があったので、途中でリニヤモーター
の推力を与えるのを止めて鋳造した。

この結果、Ａｌ１１及び２の鋳片はピンホールが多発し
、著しい歩留低下をきたし、／Ｉ６３，４の鋳片は表面
手入れ率は通常レベルに戻ってしまった。

そして、Ａ、２．４で、鋳造速度を０．２ ｍ／ｓｅｃ
としたもののうち／１６２については両短辺の対角部位
にピンホールが多発した。

／１６．４についても対角部位での手入れ率が上昇し、
本発明実施例ｆコ比べ歩留は５〜ｌＯ％低下した。

これは短辺形状が平坦でしかも流速が低いことからよど
みが生じ連続した電磁流動が凝固界面に得られなかった
ためと認められる。

なお、上記実施例並びに比較例で用いたパウダーは例れ
も以下のものを使用した。

ＣａＯ／Ｓ ｉ ０２ ＝ １．０ Ａ１２０３−１Ｏ（伸 Ｎａ＋−３，５ に＋＝２．５ Ｆ−＝４ Ｃ＝ ４．５ 粘性 ａｔ １５００°Ｇ、２ ・３Ｐｏｉｓｅ融点
１１５０８Ｃ 更に本発明の実施に際し、第３図に示したものを使用す
ると一層好ましい。

すなわち、ノズル９に仕切板１０を取り付けて、両長辺
で生ぜしめた反対方向の電磁流動が互いに干渉し合わな
いようにし、その上に、ノズル噴出口１１の噴出方向が
電磁流動方向とそうようにしてノズル噴出流が電磁流動
に影響を与えないようにしたものである。

以上実施例並びに比較例から明らかなように、本発明は
、鋳型向凝固界面に電磁流動を与えて連続鋳造するに当
り、短片形状として外方凸の弧状といったすみ取りとし
たものを用いるもので、よどみや、湯面の乱れを生じさ
せることなくスムースな連続した水平回転流を凝固界面
に与えて連続鋳造できる。

従って未脱酸鋼の連鋳化が安定して可能となると共に、
脱酸鋼の連鋳に当っては、表面キズの発生化減が可能と
なる。

このように本発明は未脱酸鋼並びに脱酸鋼の連鋳化に寄
与すること犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一例を示す上面模式図、第２図は第
１図のＡ−Ａ断面を示す模型図、第３図は本発明の他の
例を示す部分断面図である。 １・・・・・・スラブ鋳型、２，２′・・・・・・長辺
、３ 、３’・・・・・リニヤモーター、４，４’・・
・・・・推力方向、５・・・・・・電磁流動、６，６′
・・・・・・短辺、７・・・・・・湯面、８・・・・・
・パウダー、９・・・・・・注入ノズル、１０・・・・
・・仕切り板、１１・・・・・・噴出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内周を角取りした鋳型の両長辺Ｑコ沿って配置した
   りニヤモーターにて両長辺と接する鋳型的溶鋼に長辺長
   さ方向で互いに異なる方向に推力を与えて鋳型向凝固界
   面１ζ連続した電磁流動を形成しつつ鋳造することを特
   徴とする鋼スラブの連続鋳造方法。