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JPH09262651A - 連続鋳造における非金属介在物の低減方法 - Google Patents

連続鋳造における非金属介在物の低減方法

Info

Publication number
JPH09262651A
JPH09262651A JP9733196A JP9733196A JPH09262651A JP H09262651 A JPH09262651 A JP H09262651A JP 9733196 A JP9733196 A JP 9733196A JP 9733196 A JP9733196 A JP 9733196A JP H09262651 A JPH09262651 A JP H09262651A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
magnetic field
molten steel
slab
inclusions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9733196A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Miyazawa
憲一 宮沢
Hiroshi Harada
寛 原田
Takashi Morohoshi
隆 諸星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP9733196A priority Critical patent/JPH09262651A/ja
Publication of JPH09262651A publication Critical patent/JPH09262651A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続鋳造において、介在物の有害性が異なる
複数の鋼種を鋳造し、鋳造速度が速くても、鋳片表層の
介在物および鋳片内部の介在物を低減する。 【解決手段】 浸漬ノズル2の下端よりも上部の鋳型部
1に電磁撹拌用の電磁石7を設置し、かつ該浸漬ノズル
の下端より下方の鋳型部に移動磁界および静磁場を溶鋼
に印加する電磁石装置8を設置して、鋼種や鋳造速度に
応じて、鋳型内の上部と下部の両方の溶鋼を電磁撹拌し
たり、または、上部を電磁撹拌し下部では静磁場を印加
して鋳片の非金属介在物を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶鋼の連続鋳造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造では、一つの連鋳機で種々
の鋼種を鋳造する。薄板用の鋼種の中には、薄板製品の
外観や品質を向上させる目的から、鋳片の表面近くに存
在する比較的大きな非金属介在物や気泡を極力低減させ
たい鋼種や、一方、薄板製品の加工性をあげるために鋳
片内部の介在物を極力低減したい鋼種があり、これらの
鋼種を一台の同じ連鋳機で鋳造しているのが現状であ
る。
【0003】従来、鋳片表面近傍の介在物を鋳型内で低
減する方法として、鋳型内の凝固シェルの先端に溶鋼流
動を付与して、その洗浄効果により凝固シェルへの介在
物の捕捉を抑制するため、鋳型部の上部に設置した電磁
石によって溶鋼に移動磁界を印加し、凝固シェル先端に
沿った水平方向の撹拌流動を誘起させる方法が知られて
おり、特願平4ー134898公報や特願平4ー159
802公報では鋳型内の溶鋼に移動磁界を印加して撹拌
する方法を開示している。スリバー疵等の薄板製品の表
面疵を防止するためには、鋳片厚さや薄板製品の厚さに
よって異なるが、鋳片表面から約25mm程度までの厚
さ領域における比較的大きな介在物や気泡を低減しなけ
ればならない。このため、鋳造速度が遅い場合、鋳型上
部に設置した電磁石で鋳片表層の介在物を低減すること
が可能であるが、鋳造速度が早くなると、鋳型上部の電
磁石による撹拌効果が発揮できる鋳片表層厚さが薄くな
るため、完全に薄板表面疵を防止することができない。
【0004】一方、鋳片内部の非金属介在物の低減につ
いては、鋳型内の溶鋼に静磁場を印加し、浸漬ノズルの
吐出孔よりも下方へ流れる下向き流の浸透深さを低減す
ることにより、溶鋼内の介在物が鋳片内部へ捕捉される
ことを抑制することができ、溶鋼に静磁場を印加して溶
鋼流動を制動する方法は特願昭62−241439号公
報や特願平4ー127938号公報で開示されている。
【0005】しかし、一台の同じ連鋳機で、鋼種や鋳造
速度に応じて、鋳片表層の介在物や気泡を問題ないレベ
ルまで低減したり、鋳片内部の介在物を問題ないレベル
まで低減できるような鋳造方法が無いのが実状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一台の連続鋳造機にお
いて、介在物の有害性が異なる複数の鋼種を鋳造し、鋳
造速度が速くても、鋳片表層の介在物の量を低減した
り、鋳片内部の介在物の量を低減する効率的な連続鋳造
を安定に行うことが課題である。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために種々検討した結果、鋳型上部に移動磁
界を溶鋼に印加する電磁石装置を設置し、一方、鋳型の
下部には、一つの電磁石装置によって移動磁場を印加し
て溶鋼を撹拌させたり、静磁場を印加して溶鋼を制動で
きる電磁石装置を設置することにより、鋳片表層の介在
物を低減でき、かつ、鋳片内部の介在物も低減できるこ
とを見い出した。
【0008】本発明の要旨は、鋼の連続鋳造において、
溶鋼を浸漬ノズルを経て鋳型内へ注湯して鋳片を製造す
る際、浸漬ノズルの下端よりも上部の鋳型部に電磁撹拌
用の電磁石を設置し、かつ該浸漬ノズルの下端より下方
の鋳型部に移動磁界および静磁場を溶鋼に印加する電磁
石装置を設置して、鋼種や鋳造速度に応じて、鋳型内の
上部と下部の両方の溶鋼を電磁撹拌したり、または、上
部を電磁撹拌し下部では静磁場を印加して鋳片の非金属
介在物を低減することを特徴とする連続鋳造方法であ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、連続鋳造において、浸漬
ノズル2の吐出孔3を経て溶鋼4を鋳型1の中へ注湯す
る際、鋳型部の上部に移動磁界を溶鋼に印可するための
電磁石装置7を設置し、鋳型部の下部に移動磁界と静磁
場を溶鋼に印可するための電磁石装置8を設置した時の
縦断面図を示す。浸漬ノズルの吐出孔は、通常、水平方
向よりも下向きになっており、電磁石装置を作動させな
い場合、鋳型内へ注湯された溶鋼のノズル吐出流は、鋳
片の短片側の凝固シェル6に衝突して、ノズルの吐出孔
よりも下方へ流れる下向き流と、吐出孔よりも上へ流れ
る上向き流に分かれる。溶鋼は鋳型への抜熱により凝固
し、凝固シェルは連続的に下方へ引き抜かれる。下向き
流の速度が余りにも大きいと、吐出流の浸透深さが深く
なるため、非金属介在物の浮上除去にとって不利とな
り、鋳片の内部に介在物が多く残り、鋼製品の品質に悪
影響を及ぼす。
【0010】炭素濃度が約30−40ppm以下の極低
炭素鋼の場合、鋳片表層の比較的大きな介在物や気泡が
薄板製品の表面疵の起因となる場合があるため、鋳片表
層の介在物や気泡を極力低減しなければならない。その
ため、図1に示す鋳型上部の電磁石7を使って溶鋼に移
動磁場を印可すると、凝固シェルに沿った水平方向の溶
鋼の流動が誘起され、凝固シェル付近で介在物や気泡が
洗い流され、凝固シェルへの比較的大きな介在物や気泡
の捕捉が低減する。鋳型上部での電磁撹拌は、余りにも
強すぎると、溶鋼のメニスカス状の鋳造用フラックスが
溶鋼に巻き込まれることになり、鋳片内の非金属介在物
が増加する原因となるため、移動磁界印可の際の電磁撹
拌による溶鋼流速は、フラックス巻き込みの弊害が生じ
ない約0.4−0.6m/s以下の流速に抑える必要が
ある。鋳造速度が速くなると、鋳型部で形成される凝固
シェルの厚さは薄くなり、鋳型上部の電磁石装置7によ
る介在物や気泡の低減効果が享受できる鋳片表層厚さが
薄くなる。そのため、鋳片表層の介在物や気泡の除去が
重要な極低炭素鋼では、速い鋳造速度の場合、上部の電
磁石7に加え、下部の電磁石装置8も同時に使って溶鋼
に移動磁界を印可し、凝固シェルに沿って溶鋼流動を付
与すると、鋳片表層の約30mm厚さまでの介在物や気
泡が低減でき、薄板表面疵の防止が可能となる。なお、
鋳片内部の介在物が薄板製品に悪影響を及ぼすことは比
較的少ない。
【0011】一方、ブリキ製品に使われる低炭アルミキ
ルド鋼などのように、鋳片表面の大型介在物のみなら
ず、鋳片内部の非金属介在物の低減を厳格に行わねばな
らない鋼種を鋳造する場合、鋳型上部の電磁石装置を使
って鋳片表層の介在物や気泡を低減し、同時に鋳型下部
の電磁石装置8を使って、溶鋼に静磁場を印加すると、
静磁場中を流動する溶鋼に、溶鋼の流動の方向と逆方向
へ電磁気力が作用し、溶鋼の流速が低下する。このた
め、吐出流の浸透深さが大幅に低減し、非金属介在物が
溶鋼プールの深い位置まで侵入せず、メニスカスへの浮
上除去が促進される。
【0012】図2は、図1のA−Aの位置の水平断面の
模式図であり、鋳型の下部において鋳型1を挟んで一定
の間隔を保って対向配置された一対の電磁石8および
8’を示す。電磁石8と8’の構成や機能は同じであ
る。電磁石8は、鉄芯9、鉄芯から枝別れした磁極1
1、鉄芯に巻かれた複数のコイル10、枝別れした磁極
の鉄部分に巻かれたコイル12から構成される。次に説
明するように、コイル10や12に流す電流を変えるこ
とにより、鋳型内の溶鋼に移動磁界や静磁場を印加する
ことができる。
【0013】移動磁界の印加方法については、図2にお
いて、コイル10の隣接した3個のコイルu、v、w
に、交流電流の位相を120度づつずらした3相の交流
電流を流すと、コイルu、v、wに流す電流の経時変化
に応じて、各磁極11の先端から鋳型内の溶鋼に印加さ
れる磁界は時間的に変化し、磁極に近い溶鋼に移動磁界
が作用することになり、この移動磁界の作用により溶鋼
の流れ13が生じる。同様な方法で鋳型の対面側でも溶
鋼の流れ13’を生起させることができ、鋳型内の溶鋼
が撹拌されることになる。同様に、図2に示した構造の
電磁石を鋳型上部に設置し、鋳型上部の溶鋼に移動磁界
を印可して溶鋼撹拌を行うことができる。
【0014】溶鋼に静磁場を印加する場合、2図に示し
た電磁石装置の場合には、コイル12へ直流電流を流す
方法があり、コイル12に流す直流電流の向きを任意に
変えることにより、図3に示すように、磁極の極性がN
極とS極の交互の配置にすることができる。磁界は、N
極からS極へ向かうため、鋳型の対面側の磁極の極性を
N極とS極の交互の配置とすると、鋳型内の溶鋼にN極
からS極へ向かう静磁場が印加でき、この静磁場の中を
溶鋼が流動すると、流動の方向と反対側に電磁気力が作
用し、溶鋼の流動が抑制される。
【0015】
【実施例】スラブの連続鋳造において、図1に示すよう
に鋳型の上部と下部に電磁石を設置し、鋳片内の非金属
介在物に及ぼす鋳型上下部での移動磁界印加の場合の効
果、および鋳型上部は移動磁界印可で下部は静磁場印加
の場合の効果を調べる実験を行った。通常の銅鋳型を使
った連続鋳造機で、モールドフラックスを用いた鋳造実
験において、スラブ鋳片のサイズは厚さ170mm、幅
800mmで、鋳型の長さは800mm、ノズル吐出孔
の位置はメニスカスから250mm下である。鋳型上部
の電磁石に関し、鋳造方向における電磁石の中心位置は
メニスカスから100mmで、移動磁場印可のために電
磁石に約500Aの3相交流電流を流した。一方、鋳型
下部の電磁石については、磁石の中心位置がメニスカス
から400mm下になるように設置し、移動磁界を印可
する場合にはコイルに約500Aの電流を流し、静磁場
を印可する場合には、図2のコイル12に直流電流を流
すことにより、磁場強度が約0.3テスラの磁場を発生
させた。
【0016】炭素濃度が約30ppmの極低炭素鋼を使
い、異なった鋳造速度において鋳片表層の非金属介在物
の量に及ぼす鋳型の上部と下部における移動磁界印可に
よる溶鋼撹拌の効果を調べる鋳造実験を行った。鋳造実
験後、鋳片長辺側の表面から5mm間隔で鋳片表面に平
行な面を顕微鏡観察し、鋳片表層における10μm以上
の介在物の個数(個/cm2)を調査した。その結果、
鋳造速度が1m/minの場合には、介在物個数が約
1.0個/cm2以下と少なくなる鋳片表層の厚さは、
上部の電磁石のみを作動させた場合には約25mm厚さ
であり、上部と下部の電磁石を作動させた場合には、約
30mm厚さとなり、上下両方の電磁石を使った方が、
介在物の量を少なくしなければならない鋳片表層領域が
厚くなることが分かった。なお、電磁石の効果が及ばな
い鋳片内部での介在物量は、約1.5から2.0個/c
2程度であった。また、鋳造速度が1.6m/min
と速い場合、介在物個数が約1.0個/cm2以下と少
なくなる鋳片表層の厚さは、上部の電磁石のみを作動さ
せた場合には約15mm厚さであり、上部と下部の電磁
石を作動させた場合には、約25mm厚さとなり、鋳造
速度が速くなっても上下両方の電磁石を使うことによ
り、介在物の量を少なくしなければならない鋳片表層領
域の厚くを確保できることが分かった。
【0017】次に、炭素濃度が0.01%のアルミキル
ド鋼を使って、鋳型の上部で移動磁界印可による溶鋼撹
拌を実施し、一方、鋳型の下部では静磁場を印加して鋳
造実験を行い、鋳片内の介在物の量を調査した。鋳造速
度は1.6m/minとし、電磁石の使用の有無による
介在物量の違いを検討した。その結果、鋳片表面から2
0mmまでの鋳片表層の介在物量は、上下部の電磁石を
作動させない場合には約1.5個/cm2と多いの比較
し、電磁石を作動させると0.85個/cm2と少なく
なり、特に上部の電磁撹拌の効果によると思われる鋳片
表層の介在物の量の低減が確認できた。鋳片内部の介在
物量については、鋳片の上面側の1/4厚さの位置にお
ける介在物量が、上下部の電磁石の作動がない場合には
2.1個/cm2であるのに対し、上下部の電磁石を作
動させると1.3個/cm2にまで低減し、下部の電磁
石による静磁場の印可により、溶鋼の吐出流が静磁場の
印可により深くまで侵入せず、鋳片内部への介在物の捕
捉が少なくなり、鋳型内における介在物の浮上除去が促
進されたことが判明した。
【0018】以上のように、鋼種や鋳造速度に応じて、
鋳型上部の電磁石により溶鋼を撹拌し、かつ鋳型下部の
電磁石を使って溶鋼に移動磁界や静磁場を印加すること
により、鋳片表層の介在物や鋳片内部の介在物を低減す
ることが可能であることが分かった。
【0019】
【発明の効果】本発明を実施すれば、一台の連続鋳造機
において、鋳造速度が速くても、鋳片表層の介在物を低
減したり、また鋳片内部の介在物を低減して、効率的な
連続鋳造を安定に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】浸漬ノズル、鋳型、電磁石装置の関係を示す縦
断面図である。
【図2】図1のA−Aの位置の平面図であり、鋳型を挟
んで設置した電磁石装置の模式図である。
【図3】電磁石の磁極の極性が鋳型の両側で交互に対称
な場合の模式図である。
【符号の説明】
1 鋳型 2 浸漬ノズル 3 吐出孔 4 溶鋼 5 溶鋼の流れる方向 6 凝固シェル 7 電磁撹拌用電磁石 8、8’ 移動磁界印可および静磁場印可の兼用電磁石 9 鉄芯 10 コイル 11 磁極 12 コイル 13、13’ 溶鋼の撹拌方向

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼の連続鋳造において、溶鋼を浸漬ノズ
    ルを経て鋳型内へ注湯して鋳片を製造する際、浸漬ノズ
    ルの下端よりも上部の鋳型部に電磁撹拌用の電磁石を設
    置し、かつ該浸漬ノズルの下端より下方の鋳型部に移動
    磁界および静磁場を溶鋼に印加する電磁石装置を設置し
    て、鋼種や鋳造速度に応じて、鋳型内の上部と下部の両
    方の溶鋼を電磁撹拌したり、または、上部を電磁撹拌し
    下部では静磁場を印加して鋳片の非金属介在物を低減す
    ることを特徴とする連続鋳造方法。
JP9733196A 1996-03-28 1996-03-28 連続鋳造における非金属介在物の低減方法 Pending JPH09262651A (ja)

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20031125