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JP3191594B2 - Continuous casting method using electromagnetic force - Google Patents

Continuous casting method using electromagnetic force

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Publication number
JP3191594B2
JP3191594B2 JP01559095A JP1559095A JP3191594B2 JP 3191594 B2 JP3191594 B2 JP 3191594B2 JP 01559095 A JP01559095 A JP 01559095A JP 1559095 A JP1559095 A JP 1559095A JP 3191594 B2 JP3191594 B2 JP 3191594B2
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JP
Japan
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electromagnetic force
mold
coil
period
continuous casting
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康一 堤
信一 西岡
正之 中田
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JFE Engineering Corp
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JFE Engineering Corp
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  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、鋼などの溶融金属の連
続鋳造に関し、鋳型と鋳片の潤滑を向上させ、表面欠陥
の少ない鋳片を製造する連続鋳造技術に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to continuous casting of molten metal such as steel, and more particularly to a continuous casting technique for improving the lubrication of a mold and a slab and producing a slab with few surface defects.

【0002】[0002]

【従来技術】鋼などの金属の連続鋳造方法においては、
鋳片と鋳型の摩擦を軽減させて鋳片の焼き付き防止、あ
るいは、ブレークアウト事故を防止するのが大きな課題
である。鋳片と鋳型の摩擦を軽減させるために通常鋳型
を上下に振動させながら鋳造することが行われている。
2. Description of the Related Art In a continuous casting method of a metal such as steel,
A major problem is to reduce the friction between the slab and the mold to prevent seizure of the slab or prevent a breakout accident. In order to reduce the friction between the slab and the mold, casting is usually performed while the mold is vibrated up and down.

【0003】通常、鋳型振動の波形は正弦波形であり、
この波形を含むオシレーション条件を鋳造条件に応じて
適切に変化させる。特殊な方法として、特公平4−79
744号公報で開示された非正弦波形を採用することに
よって、ネガティブストリップ(以下NSと記す)期を
一定以上確保しつつ、他方ポジティブストリップ(以下
PSと記す)期に鋳型の上昇速度を減少させることで、
鋳型と鋳片の間の潤滑を向上させ鋳型と鋳片の摩擦を軽
減させている。
[0003] Usually, the waveform of the mold vibration is a sine waveform,
The oscillation condition including this waveform is appropriately changed according to the casting condition. As a special method, 4-79
By adopting the non-sinusoidal waveform disclosed in Japanese Patent No. 744, the rising speed of the mold is reduced during the positive strip (hereinafter, referred to as PS) while the negative strip (hereinafter, referred to as NS) is maintained at a certain level or more. By that
It improves lubrication between the mold and the slab and reduces friction between the mold and the slab.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記オシレーション条
件を鋳造条件に応じて適切に変化させる方法としては、
連続鋳造に生成した凝固シェルに圧縮力をかける観点か
ら、例えば鉄と鋼 vol.60(1974)No.7 ,P763 に示される
通り、一定値以上のネガティブストリップ時間比率(以
下NSRと記す)を確保する必要がある。過去の経験か
らNSRが30%以上ないと鋳片にかかる圧縮力不足が
起因とするブレークアウトが発生して操業上問題が多か
った。
As a method for appropriately changing the oscillation conditions according to the casting conditions, there are the following methods.
From the viewpoint of applying a compressive force to the solidified shell formed in continuous casting, for example, as shown in Iron and Steel vol.60 (1974) No. Need to secure. According to past experience, if the NSR is not more than 30%, breakout occurs due to insufficient compression force applied to the slab, and there are many operational problems.

【0005】さらに、シェルに一定の圧縮力をかける必
要性からNSRを30%を確保し、鋳造速度を3m/分
とするには、鋳造速度の増加に伴い、振動数又は振幅を
増加させる必要があった。例えば、 (1)鋳造速度 3m/分、振幅±4mmの場合には2
00cpmの振動数が必要である。 (2)鋳造速度 4m/分、振幅±4mmの場合には2
70cpmの振動数が必要である。 (3)鋳造速度 5m/分、振幅±4mmの場合には3
38cpmの振動数が必要である。 (4)鋳造速度 6m/分、振幅±4mmの場合には4
08cpmの振動数が必要である。
[0005] Further, in order to secure the NSR of 30% and increase the casting speed to 3 m / min from the necessity of applying a constant compressive force to the shell, it is necessary to increase the frequency or amplitude as the casting speed increases. was there. For example, (1) When the casting speed is 3 m / min and the amplitude is ± 4 mm, 2
A frequency of 00 cpm is required. (2) Casting speed 4m / min, amplitude ± 4mm, 2
A frequency of 70 cpm is required. (3) Casting speed: 5 m / min, amplitude: ± 4 mm, 3
A frequency of 38 cpm is required. (4) For casting speed 6m / min, amplitude ± 4mm, 4
A frequency of 08 cpm is required.

【0006】しかし、連鋳機の機械的剛性の点から振動
数はあまり大きくすることができない。そこで、上記を
満たす振動数が確保でず、従って例えば100mm角以
下のような小型の鋳片を除けば3m/分以上の鋳造速度
においては安定な操業を確保が困難であった。また、高
速化に伴い鋳型と鋳片間の潤滑が不足する。潤滑が不足
すると摩擦力が増大し操業上のトラブルであるブレーク
アウト発生する。
However, the frequency cannot be increased so much in view of the mechanical rigidity of the continuous caster. Therefore, it was not possible to secure a frequency that satisfies the above, and it was difficult to secure a stable operation at a casting speed of 3 m / min or more, except for small cast pieces having a size of, for example, 100 mm square or less. In addition, lubrication between the mold and the slab becomes insufficient with the increase in speed. Insufficient lubrication increases the frictional force and causes breakouts, which are operational problems.

【0007】尚、NS期及びPS期は図6(a)に示す
ように、鋳型振動の1サイクルで鋳造速度よりも鋳型下
降速度の速い時期をNS期といい、それ以外の時期をP
S期と呼んでおり、NS時間比率(以下NSRと記す)
は以下の式で表される。
In the NS period and the PS period, as shown in FIG. 6A, a period in which the mold descending speed is faster than the casting speed in one cycle of the mold vibration is called an NS period, and other periods are called P periods.
Called S period, NS time ratio (hereinafter referred to as NSR)
Is represented by the following equation.

【0008】 NSR={tN /(tP +tN )}×100 で、鋳型振動が正弦波形の場合は以下の様に表すことが
できる。 NSR={1−〔cos-1(−Vc/2πAf)/π〕}×100 ここで、tN ;1サイクルにおけるネガティブストリッ
プの時間 tP ;1サイクルにおけるポジティブストリップの時間 Vc;鋳造速度 A ;鋳型振動の振幅 f ;鋳型振動の振動数
When NSR = {t N / (t P + t N )} × 100 and the mold vibration has a sine waveform, it can be expressed as follows. NSR = {1− [cos −1 (−Vc / 2πAf) / π]} × 100 where, t N ; time of negative strip in one cycle t P ; time of positive strip in one cycle Vc; casting speed A; Amplitude of mold vibration f; frequency of mold vibration

【0009】また、連続鋳造法においては、溶融金属の
上に鋳型パウダーを添加して鋳造する。パウダーには鋳
型と鋳片の潤滑の他に、溶融金属の保温機能、溶融金属
中の介在物の浮上後の捕捉などの様々な役割がある。鋳
型と鋳片の潤滑を良くさせるためにはパウダーの粘性の
低いものを選択したり、結晶化温度を低くするなどして
いた。
In the continuous casting method, casting is performed by adding a mold powder onto a molten metal. In addition to lubrication of the mold and the slab, the powder has various functions such as a function of keeping the molten metal warm and trapping of inclusions in the molten metal after floating. In order to improve the lubrication of the mold and the slab, powders having low viscosity were selected or the crystallization temperature was lowered.

【0010】しかし、パウダーの物性、オシレーション
条件の変更だけでは潤滑向上には、限界があり、以下に
記すような電磁力を利用した鋳造方法が提案されてい
る。即ち、特開昭52−32824号公報に示されるよ
うに、鋳型の外側から磁場を印加してシェル先端を押し
て、鋳型から鋳片が離れるように電磁力を付加して、鋳
型と鋳片の隙間を広げ、パウダーが流れ込み易くする方
法である。しかしながら、このような磁場の連続印加で
は十分に安定した鋳片性状が得られなかった。
However, there is a limit in improving lubrication only by changing the physical properties of the powder and the oscillation conditions, and the following casting method using an electromagnetic force has been proposed. That is, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-32824, a magnetic field is applied from the outside of the mold to press the tip of the shell, and an electromagnetic force is applied so that the slab separates from the mold. This is a method to widen the gap and make it easier for the powder to flow. However, continuous application of such a magnetic field did not provide sufficiently stable slab properties.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らはこのような
実情に鑑み、電磁力を用いた連続鋳造において、コイル
を鋳型の外側だけでなく、内側、即ち溶融金属の湯面近
傍にもコイルを配置して、高周波磁場を印加する方法を
見いだした。
In view of such circumstances, the present inventors have considered that in continuous casting using electromagnetic force, the coil is placed not only outside the mold but also inside, that is, near the molten metal surface. A method of applying a high-frequency magnetic field by arranging coils has been found.

【0012】また同時に鋳型の振動周期に同期若しくは
関連させて、外側のコイル(以下外コイルという)と内
側のコイル(以下内コイルという)のそれぞれの電磁力
(以下外電磁力、内電磁力という)の印加タイミング
を、ネガティブストリップ期には、内電磁力>外電磁力
とし、ポジティブストリップ期には、外電磁力>内電磁
力とするように磁場を印加する方法である。
Simultaneously or synchronously with or related to the vibration cycle of the mold, the respective electromagnetic forces (hereinafter referred to as an external electromagnetic force and an internal electromagnetic force) of an outer coil (hereinafter referred to as an outer coil) and an inner coil (hereinafter referred to as an inner coil) are respectively referred to. This is a method of applying a magnetic field so that the application timing of ()) is such that the internal electromagnetic force> the external electromagnetic force in the negative strip period and the external electromagnetic force> the internal electromagnetic force in the positive strip period.

【0013】かかる手法により溶融金属表面部分に集中
して高周波電磁力を印加することができ、そのためオシ
レーションマークまたは爪の先端部にローレンツ力及び
ジュール熱を効果的に発生することができ、鋳片の表面
品質を向上させることができる。さらに、上記の手段は
NSRが20%以下の場合には特に有効である。
According to this method, a high-frequency electromagnetic force can be applied to the surface of the molten metal in a concentrated manner, so that the Lorentz force and Joule heat can be effectively generated at the tip of the oscillation mark or the claw. The surface quality of the piece can be improved. Further, the above means is particularly effective when the NSR is 20% or less.

【0014】[0014]

【作用】本発明の電磁コイルを鋳型の外側と内側の両方
に配置し、鋳型内メニスカスに近傍に高周波電磁力を印
加する。図1に示す通り、高周波磁界を溶融金属の回り
に印加すると溶融金属に誘導電流が発生し、この誘導電
流と印加された磁界との相互作用によりコイルと反発す
る方向にローレンツ力、即ち電磁力が発生する。
The electromagnetic coil of the present invention is arranged on both the outside and the inside of the mold, and a high-frequency electromagnetic force is applied near the meniscus in the mold. As shown in FIG. 1, when a high-frequency magnetic field is applied around the molten metal, an induced current is generated in the molten metal, and the interaction between the induced current and the applied magnetic field causes the Lorentz force, that is, the electromagnetic force to repel the coil. Occurs.

【0015】同時に前記誘導電流によるジュール熱も発
生する。本発明はこのローレンツ力、及びジュール熱を
利用するものである。高周波磁界(1000サイクル/
秒以上)は低周波磁界(1000サイクル/秒未満)に
比較して攪拌力は十分小さく、磁気圧力の効果のみ期待
できるためである。
At the same time, Joule heat is also generated by the induced current. The present invention utilizes this Lorentz force and Joule heat. High frequency magnetic field (1000 cycles /
(Seconds or more) is because the stirring force is sufficiently small compared to the low-frequency magnetic field (less than 1000 cycles / second), and only the effect of the magnetic pressure can be expected.

【0016】本発明で低周波磁界を用いない理由は、低
周波磁界の場合には電磁力による圧力のみならず、大き
な攪拌力を生ずるための湯面の不安定性を助長するため
である。これに対し高周波磁界の場合は攪拌力は充分小
さく電磁力による圧力、誘導ジュール熱の効果が期待で
きる。
The reason why the low-frequency magnetic field is not used in the present invention is that in the case of the low-frequency magnetic field, not only the pressure due to the electromagnetic force but also the instability of the molten metal surface for generating a large stirring force is promoted. On the other hand, in the case of a high-frequency magnetic field, the stirring force is sufficiently small, and the effects of pressure and induced Joule heat by the electromagnetic force can be expected.

【0017】図2(a)に鋳型と電磁コイルの配置状況
の縦断面図、同(b)には平面図を示す。鋳型の外側の
電磁コイル(外コイルという)は、主にローレンツ力に
より凝固シェルの内側への湾曲作用を、鋳型の内側の電
磁コイル(内コイルという)は凝固シェルへローレンツ
力の作用しにくい設置位置であり、主に誘導電流による
ジュール熱を付与する作用がある。
FIG. 2A is a longitudinal sectional view showing the arrangement of the mold and the electromagnetic coil, and FIG. 2B is a plan view. The electromagnetic coil outside the mold (referred to as outer coil) has a bending action to the inside of the solidified shell mainly due to Lorentz force, and the electromagnetic coil inside the mold (referred to as inner coil) is hard to apply the Lorentz force to the solidified shell. Position, which mainly acts to impart Joule heat by induced current.

【0018】即ち、鋳型外部から印加された高周波磁界
により、コイルから遠ざかる方向に方向にローレンツ力
が作用すると、ネガティブストリップの際に、シェル先
端から溶鋼がオーバーフローして新たなシェルが形成さ
れるが、この際に内向きの電磁力のため、鋳型から離れ
た位置でシェルが形成されるため、鋳型と凝固シェル間
のパウダー流入の間隔が広まり、ネガティブストリップ
の際の鋳型の移動によるシェルに加わる引張応力が軽減
される。
That is, when a Lorentz force acts in a direction away from the coil by a high-frequency magnetic field applied from the outside of the mold, molten steel overflows from the shell tip at the time of a negative strip, and a new shell is formed. At this time, the shell is formed at a position away from the mold due to the inward electromagnetic force, so that the interval of powder inflow between the mold and the solidified shell is widened, and the shell is added by the movement of the mold during the negative strip. Tensile stress is reduced.

【0019】また、鋳型内部から印加された高周波電磁
力によりメニスカス部に、誘導電流によるジュール熱が
付与され、オシレーションマークが形成されるメニスカ
ス部が加熱され、凝固遅れが発生して、オシレーション
マークの所謂爪の深さを浅くする。以上の通り、外電磁
力と内電磁力はそれぞれ異なる効果があり、それぞれを
単独で適用してもよく、また両者を併用しても鋳片の品
質を向上できる。
In addition, Joule heat is applied to the meniscus by an induced current due to the high-frequency electromagnetic force applied from the inside of the mold, and the meniscus where an oscillation mark is formed is heated. The so-called nail depth of the mark is reduced. As described above, the external electromagnetic force and the internal electromagnetic force have different effects, and each may be applied alone, or the quality of the slab can be improved by using both together.

【0020】更に、鋳型の振動周期に同期もしくは関連
させて、外コイルと内コイルに対する電流の印加タイミ
ングと強度を下記の様に制御することはより望ましい。
ネガティブストリップ期には、 (内電磁力)>(外電磁力) となるように制御する。ポジティブストリップ期には、 (内電磁力)<(外電磁力) となるように制御する。この様な高周波磁場を印加する
ことによって、より有効に電磁力を応用し、前述の効果
が更に増長される。
Further, it is more desirable to control the timing and intensity of current application to the outer coil and the inner coil in the following manner in synchronization with or related to the vibration cycle of the mold.
In the negative strip period, control is performed so that (internal electromagnetic force)> (external electromagnetic force). In the positive strip period, control is performed so that (internal electromagnetic force) <(external electromagnetic force). By applying such a high-frequency magnetic field, the electromagnetic force is more effectively applied, and the above-mentioned effect is further enhanced.

【0021】従来ブレイクアウトを防止する為にはネガ
ティブストリップ比を少なくとも20%以上、望ましく
は30%以上としなければならなかったが、上記の手段
を採用した場合には、ネガティブストリップ比を20%
以下とすることができる。即ち、連続鋳造の鋳造速度を
従来よりも高めることができる。
Conventionally, in order to prevent breakout, the negative strip ratio must be at least 20% or more, preferably 30% or more. However, when the above means is adopted, the negative strip ratio is reduced to 20%.
It can be: That is, the casting speed of the continuous casting can be increased as compared with the conventional case.

【0022】[0022]

【実施例】本発明の実施例の縦断面図を図2(a)に、
図2(b)に平面図を示す。溶鋼は取鍋からタンディッ
シュ8、浸漬ノズル2を経由して鋳型1に注入される。
外側から磁場を鋳型内に印加するためのコイルと鋳型の
態様には以下のような場合がある。
FIG. 2A is a longitudinal sectional view of an embodiment of the present invention.
FIG. 2B shows a plan view. Molten steel is injected into the mold 1 from the ladle via the tundish 8 and the immersion nozzle 2.
Embodiments of the coil and the mold for applying a magnetic field from outside to the mold include the following cases.

【0023】例えば、図3のように鋳型の外側にコイル
を巻き、鋳型にコイルの巻き方向とは直角な方向のスリ
ットを鋳型途中まで切る場合、図4のように鋳型の外側
にコイルを巻き、鋳型にコイルの巻き方向とは直角な方
向のスリットを鋳型上部まで切る場合、図5に示す通り
鋳型の内側にコイルを組み込む場合等がある。
For example, when a coil is wound around the outside of the mold as shown in FIG. 3 and a slit in the direction perpendicular to the winding direction of the coil is cut in the middle of the mold, the coil is wound around the outside of the mold as shown in FIG. In some cases, a slit is cut in the mold in a direction perpendicular to the winding direction of the coil up to the top of the mold, or the coil is incorporated inside the mold as shown in FIG.

【0024】尚、図3、図4に示すスリット部は通常空
間となっていて、溶鋼がこのスリット内に差し込まない
ように極めて狭いものであるが、このスリット部に例え
ば耐火物を挿入することは望ましい。本実施例では図4
に示すスリットを鋳型上部まで切った構造の鋳型(内側
寸法:短辺180mm長辺400mm)を用い、外側コ
イルは4ターン、内側コイルは1ターンとし、外側コイ
ル、内側コイルはそれぞれ別の電源と連結されており、
それぞれの電流の印加タイミングを鋳型の振動時期に合
わせて変えることができるものである。
The slits shown in FIGS. 3 and 4 are usually spaces and are extremely narrow so that molten steel does not enter into the slits. For example, a refractory must be inserted into the slits. Is desirable. In this embodiment, FIG.
Using a mold with a structure shown in (1), in which the slit is cut up to the top of the mold (inner dimension: short side 180 mm, long side 400 mm), the outer coil has 4 turns, the inner coil has 1 turn, and the outer coil and the inner coil have different power sources. Connected,
The application timing of each current can be changed according to the vibration timing of the mold.

【0025】コイルは、例えば内部を水冷した銅または
銅合金製のものが好ましい。コイルのターン数は理論的
にはターン数が多い方が同一コイル電流で磁束密度が高
くなる傾向にあるが、ターン数が多い程コイルのインピ
ーダンスが増えるので、電源の二次電圧(コイル電流)
を高くする必要が生ずるという不利な点が有る。これよ
り実機においてはターン数を増やすことで得られる効果
と、電圧上昇という不利な点との総合的な観点からター
ン数を決めれば良い。
The coil is preferably made of, for example, water-cooled copper or copper alloy. Theoretically, the number of turns of the coil is such that the larger the number of turns, the higher the magnetic flux density at the same coil current, but the larger the number of turns, the greater the impedance of the coil, so the secondary voltage of the power supply (coil current)
However, there is a disadvantage that it is necessary to increase the height. Thus, in the actual machine, the number of turns may be determined from the comprehensive viewpoint of the effect obtained by increasing the number of turns and the disadvantage of increasing the voltage.

【0026】電源の高周波発振器は周波数10KHZ、3
00KWであり、外コイル、内コイル共最大コイル電流値
は8000Aであった。図6に高周波電流の印加方法の
様態を示した。この方法では鋳型振動と外コイルと内コ
イルへの電流印加のタイミングを種々変化させることが
できる。図6で(a)は鋳型振動波型であり、(b)〜
(e)は電流印加の態様を示した。
The high frequency oscillator of the power supply has a frequency of 10 KHz, 3
00KW, and the maximum coil current value of both the outer coil and the inner coil was 8000A. FIG. 6 shows the manner of applying the high-frequency current. In this method, it is possible to variously change the timing of the vibration of the mold and the application of the current to the outer coil and the inner coil. In FIG. 6, (a) shows a mold vibration wave type, and (b) to
(E) shows the mode of current application.

【0027】(b)は外コイルのみを鋳型振動に関わら
ず、連続的に電流を印加したもの、(c)は外コイルの
みにPS期のみ印加したもの、(d)は外コイルのみに
NS期のみ印加したもの、(e)は内コイルのみを鋳型
振動に関わらず、連続的に電流を印加したもの、(f)
は内コイルのみにNS期のみ印加したもの,(g)は内
コイルのみにPS期のみ印加したものを示す。
(B) is a case where a current is continuously applied only to the outer coil irrespective of the mold vibration, (c) is a case where only the PS period is applied to the outer coil only, and (d) is NS where only the outer coil is applied to the NS. (E) only the inner coil is continuously applied irrespective of mold vibration, (f)
Shows the case where only the NS phase was applied to only the inner coil, and (g) shows the case where only the PS phase was applied to only the inner coil.

【0028】表1にはこれらの種々の組合せの内、実施
した例を示したものである。尚、図6において切電して
いる時期に極微量の電流を流すことも可能で、通電しな
い場合と同一の効果があった。
Table 1 shows working examples of these various combinations. In FIG. 6, a very small amount of current can be supplied during the period when the power is turned off, and the same effect as in the case where no power is supplied can be obtained.

【0029】実施例で鋳造した鋼種は炭素濃度が0.1
%の炭素鋼で、タンディッシュ内の溶鋼過熱温度は、各
実施例とも25℃となるように調整した。使用したパウ
ダーは表2に示す通り潤滑に有利な低粘性・低融点パウ
ダーを使用し、パウダー消費量は鋳造終了時、鋳片を鋳
型内に中止めし、冷却後取り出して鋳片の表面に付着し
ているパウダー厚みより計算で求めた。
The steel type cast in the examples had a carbon concentration of 0.1.
%, The superheating temperature of the molten steel in the tundish was adjusted to 25 ° C. in each example. As shown in Table 2, the powder used is a low-viscosity, low-melting-point powder that is advantageous for lubrication. At the end of casting, the slab is suspended in the mold at the end of casting, taken out after cooling, and removed from the surface of the slab. It was obtained by calculation from the thickness of the attached powder.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】図7は表1のcase及びcaseに
示す印加条件で、表3に示す鋳型振動での試験結果であ
り、外コイルのみに電流を印加し、コイル電流とパウダ
ー消費量との関係を示すものである。外コイルに鋳型振
動の全域に電流を印加した場合、電流を大きくすること
で、パウダー消費量が増大する現象が確認された。
FIG. 7 shows the test results under the mold vibrations shown in Table 3 under the application conditions shown in Table 1 and under the application conditions shown in Table 1. The relationship between the coil current and the powder consumption is shown by applying a current only to the outer coil. It is shown. When a current was applied to the entire area of the mold vibration to the outer coil, it was confirmed that increasing the current increased the powder consumption.

【0033】[0033]

【表3】 [Table 3]

【0034】一方、外コイルにPS期のみ電流を印加し
ても、ほぼ同様の効果が確認されており、連続的に通電
したものと大差ない結果となった。これは鋳型振動の
際、PS期に優先的にパウダーが鋳型と凝固シェル間に
流入していることを示すものである。即ち外コイルに通
電することでコイルから離れる方向に凝固シェルにロー
レンツ力が作用し、流入するパウダーの厚みが増すこと
によると考えられる。
On the other hand, when a current was applied to the outer coil only in the PS period, almost the same effect was confirmed, and the result was not much different from that when the current was continuously supplied. This indicates that the powder is preferentially flowing between the mold and the solidified shell during the PS phase during mold vibration. That is, it is considered that the energization of the outer coil causes a Lorentz force to act on the solidified shell in a direction away from the coil, thereby increasing the thickness of the flowing powder.

【0035】連続的に高周波磁界を印加したものがPS
期のみのものと大差ない理由は、NS期に外コイルに通
電しても、すでに凝固シェルがある程度強度を持ってお
り、これにローレンツ力を作用させても、凝固シェルが
移動せず、パウダー流入量にはほとんど貢献しないため
と考えられる。従ってNS期に外コイルに通電する必要
性は少ない。
The one to which a high-frequency magnetic field is continuously applied is PS
The reason is not much different from that of the period only when the outer coil is energized during the NS period, the solidified shell already has some strength, and even if Lorentz force is applied to it, the solidified shell does not move and the powder does not move. This is probably because it hardly contributes to the inflow. Therefore, there is little need to energize the outer coil during the NS period.

【0036】図8は表1のcase及びcaseに
示す印加条件で、表3に示す鋳型振動条件での試験結果
で、鋳型内コイルのみに電流を印加し、オシレーション
マークの深さ(鋳片表面からの凹み深さ)への影響を示
すものである。コイル電流を増加するとオシレーション
マーク深さは減少するが、NS期のみ印加したものは電
流値が5000Aを過ぎてオシレーションマーク深さの
低減効果が著しくなるが、連続印加のものは除々に低下
するのみで、効果が少ない。
FIG. 8 shows the test results under the application conditions shown in Table 1 and under the mold vibration conditions shown in Table 3. The current was applied only to the coil in the mold, and the depth of the oscillation mark (cast slab) was obtained. (Depth of the recess from the surface). When the coil current is increased, the depth of the oscillation mark decreases. However, when the voltage is applied only during the NS period, the current value exceeds 5000 A, and the effect of reducing the depth of the oscillation mark becomes remarkable. Only effect, little effect.

【0037】この理由は、内側コイルの電磁力は凝固シ
ェルには鉛直下向きに作用するため、内側コイルに全域
印加したものは、PS期も凝固シェルに電磁力が鉛直下
向きに作用することで、メニスカスが曲がったままであ
るため、ジュール熱効果はあるものの、オシレーション
マーク深さがあまり浅くならないものと考えられる。
The reason is that the electromagnetic force of the inner coil acts vertically downward on the solidified shell, so that the electromagnetic force applied vertically to the inner coil acts on the solidified shell vertically downward also in the PS phase. Since the meniscus is still bent, it is considered that the oscillation mark depth does not become too shallow, though there is a Joule heat effect.

【0038】表4は表1のcaseに示す印加パター
ン、即ち外コイルにはPS期に印可し、内コイルにはN
S期に印加する方法で、コイル電流値は外・内コイル共
5000Aの一定値の条件で実施した結果をまとめて示
したものであり、表4には実際に鋳造したときの鋳造条
件と共に、パウダー消費量、オシレーションマーク深さ
の調査結果を示している。
Table 4 shows the application patterns shown in the case of Table 1, that is, the outer coil is applied in the PS period, and the inner coil is applied in the N period.
In the method applied in the S phase, the coil current value is a summary of the results obtained under the condition of a constant value of 5000 A for both the outer and inner coils, and Table 4 shows the casting conditions at the time of actual casting. It shows the results of surveys on powder consumption and oscillation mark depth.

【0039】また、使用した鋳型は図4に示す鋳型を用
い、非正弦波形の歪み率は全て40%を採用し、NSR
は一般的に必要とされている20%以上を採用した。こ
こで、非サイン波形の歪み率α=( t1 −t0 )×100/ t
0 である。ここで、t1:正弦波振動における変位が零か
ら最大値になるまでの時間、t0: 非正弦波振動における
変位が零から最大値になるまでの時間であり、t1 >t0
である。
The mold used was the mold shown in FIG. 4 and the distortion rate of all non-sinusoidal waveforms was 40%.
Employed over 20%, which is generally required. Here, the distortion rate α of the non-sine waveform = (t 1 −t 0 ) × 100 / t
It is 0 . Here, t 1 is the time required for the displacement in the sine wave vibration to go from zero to the maximum value, t 0 is the time required for the displacement in the non-sine wave vibration to go from zero to the maximum value, and t 1 > t 0
It is.

【0040】[0040]

【表4】 [Table 4]

【0041】尚、表4には同一鋳造条件における高周波
磁界のない状態でのパウダー消費量、及びオシレーショ
ンマーク深さの調査結果を比較として記載している。電
磁力使用により種々の鋳造速度において、パウダー消費
量が増加すると共に、オシレーションマーク深さが減少
し、安定鋳造と表面性状の良好な鋳片が得られた。
Table 4 shows comparison results of powder consumption and oscillation mark depth without a high-frequency magnetic field under the same casting conditions. At various casting speeds due to the use of electromagnetic force, the powder consumption increased and the oscillation mark depth decreased, resulting in stable casting and slabs with good surface properties.

【0042】次に、正弦波のみを用い、NSRが20%
以下における本発明の実施例を示す。使用したパウダー
には前述の表2に示した潤滑に有利な低粘性・低融点パ
ウダーである。高周波電磁力の印加のパターンは外コイ
ルについては図6の(c)のパターン、内コイルについ
ては同図の(f)のパターンを適用した。即ち、外コイ
ルにはPS期に電流を印加し、内コイルにはNS期に電
流を印加するパターンである。
Next, only the sine wave is used, and the NSR is 20%.
Examples of the present invention are described below. The powder used is a low-viscosity, low-melting-point powder advantageous for lubrication as shown in Table 2 above. The pattern of application of the high-frequency electromagnetic force was the pattern of FIG. 6C for the outer coil, and the pattern of FIG. 6F for the inner coil. That is, the current is applied to the outer coil in the PS period, and the current is applied to the inner coil in the NS period.

【0043】表5に実際に鋳造したときの鋳造条件とパ
ウダー消費量、オシレーションマーク深さの結果を示
す。この場合用いた鋳型は図4に示したモールド上部ま
でスリットを切ったモールドを用いた時のものである。
表5から明らかなように、本発明の方法を用いた鋳造方
法においては従来スラブの鋳造では達することができな
いような5m/分においても安定した鋳造が達成でき
た。
Table 5 shows the results of the casting conditions, powder consumption, and oscillation mark depth when casting was actually performed. The mold used in this case is a mold in which a slit is cut up to the top of the mold shown in FIG.
As is evident from Table 5, in the casting method using the method of the present invention, stable casting could be achieved even at 5 m / min, which cannot be achieved by conventional slab casting.

【0044】[0044]

【表5】 [Table 5]

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように高周波電磁力を用い
た連続鋳造において、適切なコイルを配置し、磁場の印
加による電磁力をかけることにより、高速鋳造時にも安
定したパウダー潤滑を確保でき、操業上のトラブルもな
く表面欠陥の極めて少ない鋳片を得ることができる。そ
の結果、無手入れ圧延が可能な鋳片を安定して製造する
ことができ、鋳片歩留まりの向上、製造コストの低減な
ど、その効果は極めて大きい。
As described above, in continuous casting using high-frequency electromagnetic force, by arranging appropriate coils and applying electromagnetic force by applying a magnetic field, stable powder lubrication can be ensured even during high-speed casting. A slab with extremely few surface defects can be obtained without any trouble in operation. As a result, slabs that can be maintained without rolling can be stably manufactured, and the effects thereof are extremely large, such as improvement in slab yield and reduction in manufacturing cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】高周波電流が溶融金属に与えるローレンツ力を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing Lorentz force applied to a molten metal by a high-frequency current.

【図2】本発明における高周波電磁力コイルを備えた鋳
型を示す図である。
FIG. 2 is a view showing a mold provided with a high-frequency electromagnetic force coil according to the present invention.

【図3】本発明における鋳型の一態様を示す図である。FIG. 3 is a view showing one embodiment of a mold according to the present invention.

【図4】本発明における鋳型の一態様を示す図である。FIG. 4 is a view showing one embodiment of a mold according to the present invention.

【図5】本発明における鋳型の一態様を示す図である。FIG. 5 is a view showing one embodiment of a mold according to the present invention.

【図6】本発明における外コイルと内コイルに電流を印
加する態様を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a mode of applying a current to an outer coil and an inner coil in the present invention.

【図7】外コイルの電流値とパウダー消費量との関係を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a current value of an outer coil and a powder consumption amount.

【図8】内コイルの電流値とオシレーションマーク深さ
との関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a current value of an inner coil and an oscillation mark depth.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 鋳型 2 浸漬ノズル 3 凝固シェル 4 モールドパウダー 5 外コイル 6 内コイル 7 溶融金属 8 タンデッシュ 10 溶融金属 11 電磁コイル 12 高周波電流 13 誘導電流 14 ローレンツ力 REFERENCE SIGNS LIST 1 mold 2 immersion nozzle 3 solidified shell 4 mold powder 5 outer coil 6 inner coil 7 molten metal 8 tundish 10 molten metal 11 electromagnetic coil 12 high frequency current 13 induced current 14 Lorentz force

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−115952(JP,A) 特開 平3−90255(JP,A) 特開 昭59−104257(JP,A) 特開 昭64−83348(JP,A) 特開 平8−168851(JP,A) 特開 平7−96360(JP,A) 特開 平8−257693(JP,A) 特開 昭62−107848(JP,A) 特開 昭58−53354(JP,A) 国際公開96/5926(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/07 B22D 11/04 311 B22D 11/11 B22D 11/115 B22D 11/16 105 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-5-111552 (JP, A) JP-A-3-90255 (JP, A) JP-A-59-104257 (JP, A) JP-A 64-64 83348 (JP, A) JP-A-8-168851 (JP, A) JP-A-7-96360 (JP, A) JP-A-8-257693 (JP, A) JP-A-62-107848 (JP, A) JP-A-58-53354 (JP, A) WO 96/5926 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B22D 11/07 B22D 11/04 311 B22D 11/11 B22D 11/115 B22D 11/16 105

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 鋳型振動を用いて鋳片にネガティブスト
リップとポジティブストリップとを与えながら溶融金属
を連続鋳造する方法において、溶融金属のメニスカス部
近傍に対して、鋳型の外部から高周波電磁力(以下外電
磁力という)を印加し、更に、鋳型の内側において高周
波電磁力(以下内電磁力という)を印加することを特徴
とする電磁力を応用した連続鋳造法。
In a method of continuously casting a molten metal while giving a negative strip and a positive strip to a slab using a mold vibration, a high-frequency electromagnetic force (hereinafter, referred to as “hereafter”) is applied to the vicinity of a meniscus portion of the molten metal from outside the mold. applying an external called electromagnetic force), further, a continuous casting method which applies an electromagnetic force and applying high-frequency electromagnetic force (hereinafter referred to internal electromagnetic force) inside the mold.
【請求項2】 前記鋳型のネガティブストリップの時期
(以下NS期という)には、前記内電磁力を前記電磁
力よりも大きく印加し、他方、前記鋳型振動のポジティ
ブストリップの時期(以下PS期という)には、前記外
電磁力を内電磁力よりも大きくすることを特徴とする請
求項1記載の電磁力を応用した連続鋳造法。
2. At the time of the negative strip of the mold (hereinafter, referred to as NS period), the inner electromagnetic force is applied larger than the outer electromagnetic force, and at the time of the positive strip of the mold vibration (hereinafter, PS period). 2. The continuous casting method according to claim 1, wherein the external electromagnetic force is made larger than the internal electromagnetic force.
【請求項3】 鋳型振動を用いて鋳片にネガティブスト
リップとポジティブストリップとを与えながら溶融金属
を連続鋳造する方法において、溶融金属のメニスカス部
近傍に対して、鋳型の外部から高周波電磁力(以下外電
磁力という)と、鋳型の内側において高周波電磁力(以
下内電磁力という)と、を印加する場合において、前記
鋳型のネガティブストリップの時期(以下NS期とい
う)には、前記外電磁力を印加せず内電磁力のみを印加
し、他方、前記鋳型振動のポジティブストリップの時期
(以下PS期という)には、前記内電磁力を印加せず外
電磁力のみを印加することを特徴とする連続鋳造法。
3. A negative strike on a slab using mold vibration.
Molten metal while giving lip and positive strip
The continuous casting of the molten metal in the meniscus portion of the molten metal
High frequency electromagnetic force (hereinafter referred to as external
Magnetic force) and high-frequency electromagnetic force (hereinafter
And lower inner electromagnetic force), and at the time of the negative strip of the mold (hereinafter referred to as NS period), only the inner electromagnetic force is applied without applying the outer electromagnetic force. A continuous casting method characterized by applying only the external electromagnetic force without applying the internal electromagnetic force during the period of the positive strip of vibration (hereinafter referred to as PS period).
【請求項4】 前記鋳型のネガティブストリップの時間
比率が20%未満である請求項1から3のいずれかに記
載された電磁力を応用した連続鋳造法。
4. The continuous casting method using an electromagnetic force according to claim 1, wherein a time ratio of the negative strip of the mold is less than 20%.
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