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    公开号:WO1983002079A1
    申请号:PCT/JP1982/000461
    申请日:1982-12-08
    公开日:1983-06-23
    发明作者:Steel Corporation Kawasaki
    申请人:Asea Ab；Kojima, Shinji；Mizota, Hisakazu；Kodama, Masanori；Miyazaki, Yasuharu；
    IPC主号:B22D11-00
    专利说明:
    [0001] 明 達続铸造铸型内溶鋼の攪拌方法およびその装置
    [0002] ¾ 術 分 こ の発明は 、 連続鎵造鐃型内溶鋼の攪拌方法お よ び
    [0003] 田
    [0004] Ϊ そ の装置に関 し 、 と く に タ ン デ イ シ ュ よ り 注入 した 達
    [0005] 続鎳造鏡型内溶鋼を 、 該铸型 内壁に沿って 流動 さ せ る こ と に よ り 脱ガ ス を促進す る 技術に あ って 、 そ の 溶鋼 流動速度 を場所 に よ って変え る こ と に よ り 、 適度の攪 拌 を行っ て円滑な溶鋼流動を導 き 、 鏡片品質の 向上 を
    [0006] S) 図る よ う に し た鉄鐧製造時の 連続鎳造の 分野に 属す る
    [0007] 技術につい て の提案であ る 。
    [0008] 従来、 リ ム ド鋼、 セ ミ キル ド鋼の よ う な未脱酸鋼 、 弱脱酸鋼の連続铸造は 、 操業面お よ び品質面での 問題 点、 す な わち鎵造中に 発生 し な い し は そ の ま ま 鎵片に 残留す る 気泡に よ る 欠陥が多発す る 問題点があ る た め に 、 実用化が遅れて い た 。 し か し 、 最近で は 、 電磁攪 拌装置 を利用 し て 連続铸造錶型 内溶鋼を循環流動 （ 攪
    [0009] OMPI
    [0010] V/IFO i 拌 ） さ せ る こ と に よ り 、 該溶鋼中 の ガ ス を 除去する 技 術につ いて の検討が進み、 実際既に多数の 研究報告が な されて いる 。 こ う し た上記鎳型内溶鋼を 電磁攪拌す る 方法お よ びその装置につい ては 、 種 々 の方式があ る
    [0011] 5 が、 操業性ゃ铸片品質に対する 改善効果を考慮す 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 効果的であ った。 こ の第 1 0に例示の攪拌技術 は、 鐯型 2 の 両長辺 2 a， 2 ' a 側の 鐃型外壁 に電磁攪拌 装置 3 ， 3 ' を対向さ せて設置 し 、 互 いに逆方向の電磁
    [0012] " 力 4 ， 4 ' を溶鐧流に作用 さ せる こ と に よ り 、 該溶鋼 1 を矢印 5 , 5 で示す方向に流動さ せ攪拌を果す も ので あ る 。 こ の よ う な流動を起さ せ る と 、 凝固界面付近に 捕捉さ れた気泡が再び洗い流 され て湯面上への浮上が 促進さ れ、 溶鎩中の気泡の 除去が効果的に な さ れる 。
    [0013] « 気泡除去に必要な溶鋼流速は 略 0 · 2〜； L . 0 mZs であ り、 一般的に は 0 . 5 m/s 以上が望ま し い と い われて いる o 第 2 ， 3 図は第 1 図に示す溶鐧流動の場合に お け る 流速分布を示す も のであ る 。 こ れ ら 第 2 ， 3 図は、 溶 鋼の平均流速が 0 · 5 m/s の と き の加速初期に お け る 分
    [0014] 80 布を示す も のであ る 。 し か も その 速度分布は铸片の厚 み方向 （ 第 1 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 max ) と な る 位置 （ 第 3 図の ィ お よ び 口 ）お i よ び平均流速 （v mean ) を代表点 と し て 、 鎵片幅方向（第
    [0015] 1 図の X 方向 ） の速度 分布を 示す と 第 2 図 の よ う に な る Ο
    [0016] こ れ ら の 図か ら 明白に判 る よ う に 、 か か る 従来技術
    [0017] S に あ って は 、 加速前半 （ E〜 L ) では流速不足であ り、
    [0018] 逆に加速後半 （ L 〜 F ) では過流速 と な る 。 と く に 、 加速終点 （ F 〜 B ) で短辺壁 2 b と 衝突する 位置では、 最大 1 · 4 m/s と な り 、 平均値の 3 倍.近 く な.る 。 こ の よ う に鎳型内水平方向の鎵壁に沿 う 循環流の速度に む ら
    [0019] 10 があ る と 、 速度不足の位置 では 、 気泡除去不足 と な つ
    [0020] 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 卷込み等に 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 2 b と の衝突部に おい て は 、 湯面の 沸き上が り に よ り 、 パ ゥ
    [0021] " ダー卷込みの危険性が大であ る 。
    [0022] 上述の よ う な種 々 の 問題点に対する 従来の対策 と し て は、 鎳片幅方 向の 速度 の過不足に よ る 弊害が最小限 にな る よ う に 、 電磁攪拌装置 3 の攪拌強度 を 一律に調 整する方法で対処 し て い た。
    [0023] 。 し か し 、 こ う し た攪拌強度の 一律調整は 、 速度の 大
    [0024] き さ は調整でき て も 、 前述 し た 場所 に よ っ て 起る 流速 む ら を克服する こ と ま では調整でき な い の で、 根本的 な解決に な ら な い 。 一 OMFI
    [0025] 、 一方、 短辺壁衝突部の 湯面の湧き上が り に対し て は
    [0026] 従来第 5 図、 第 6 図に示す よ う に 、 短辺壁 2b， 2b ' の
    [0027] 形状を 半円状に し た り 、 各隅角部を切 り 落 し た形状に
    [0028] する こ と に よ り 、 溶鐧循環流の流れを 円滑化させ て湧
    [0029] き上が り を起さ な い よ う な流動化の技術も 報告さ れて
    [0030] い る O
    [0031] し か し 、 ス ラ ブ鏡型の多 く は 、 第 6 図に示す よ う に、 鎵片の幅変更が でき る よ う にす る た め、 鐃型の短辺壁
    [0032] 2b は 、 分割搆造 と する のが普通であ る 。 し た がっ て、 短辺壁 2 b 形状を 半円形と する と 、 第 6 図の 図示 A の
    [0033] 部分 （ 短辺壁両端部 ） が極端に薄 く なつ て 、 溶損、 変
    [0034] 形が起 -り やす く な る し 、 実際上、 こ の よ う な形状にす
    [0035] る の は困難であ る 。 その め、 従来実甩的に は第 5
    [0036] 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 湯面の湧き上が り を十分には避け得ず、 こ れのみでは根本的な解決に は なっていないの が実情
    [0037] であっ た o
    [0038] そ こ で、 本発明は 、 上述し た よ う な従来鏡型内溶鋼
    [0039] 攪拌技術の欠点にかん がみ、 鐃片幅方向 （'長辺壁側 ）
    [0040] の 溶鋼流動ができ る だけ均一な流れ と なる よ う にす る
    [0041] こ と に よ り 、 従来技術で見 ら れた速度の過不足を原因
    [0042] と し て起る 上記各種の鏡片欠陥の 発生を防ぎ 、 あ わせ
    [0043] て短辺壁衝突部分 に おけ る 溶鋼流速を減速さ せ る こ と
    [0044] OMPI に よ り 、 湯面の 湧 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 。 発 明 の 開 示
    [0045] 5 本発明の連続鐃造鎳型内溶鋼の攪拌方法は 、 連続鎵
    [0046] 造鎳型壁に取付け た電磁攪拌装置に よ り 、 該餺型内溶 鋼を鎳壁に沿 う 水平方向の循環流 と し て流動 さ せ攪拌 す る の に複数個の 電磁攪拌装置 を用い し か も 場所に よ つ てか かる 各電磁攪拌装置の磁界強度 を変化 さ せ る こ " と に よ り 、 铸型 内に お ける 溶鋼循環流を場所に よ って
    [0047] 流れの方向に加 速 し ない し減速さ せな が ら 攪拌 を行 う こ と を特徵 と し 、 そ の方法の 実施の た めに好適に用い ら れる 具体例 と し て 、 連続铸造鏡型 の 両長辺壁水平方 向に沿っ てそれぞれ磁界強度 を異な ら し め得る 複数個
    [0048] » の 電磁攪拌装置 を配設 し た も の に よ ってな る 溶鋼の攪
    [0049] 拌装置があ る 。
    [0050] 本発明者 ら の 研究に よ る と 、 鎵型内溶鋼流動 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 が望ま し い こ と が判 った。 すな わ ち 、 電磁攪拌装置 M に よ る 加速は 、 初期の立上 ·り （ AM 区間 ） 部分 に おい て
    [0051] ffi来る だけ迅速に 所要流速 vn ま で加速で き 、 その後は
    [0052] OMPI
    [0053] ノノ 1 変動 を起させ る こ と な く V II を維持 し 、 B 点の 短辺壁 衝突時に おい て は 、 ノヽ' ウ ダ一 の卷き込み等の生 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 、 鐃型長辺壁の 1ί 〜 Ν の 範囲内で主 と し て上記
    [0054] 5 溶鋼流動が生起す る よ う に攪拌する こ と が望ま し い。
    [0055] こ れに対 し、 第 1 図に示す従来方式だと 、 流動バ タ — ン は第 2 図の よ う にな り 、 上記の よ う な望ま しい流 動ハ ' タ ー ン にな ら な レ、 ο
    [0056] そ こ で、 本発明は、 長辺壁に取付ける 電磁攪拌装置
    [0057] 1° と し て、 従来の よ う な単一の も の でな く 磁界強度を異
    [0058] な ら しめ得る 複数個の も の ： すなわ ち 、 こ れ ら の電磁 攪拌装置 （ 以下ス タ ー ラ 一 と い う ） は、 それぞれ コ ィ ル卷数や電流を変化させて磁界の大き さ と 方向 と が変 え ら れる も の であっ て 、 磁界強度が異なる も の であ る。
    [0059] " 要す る に本発明は 、 こ れ ら磁界強度の異なる 各ス ターラ
    [0060] 一を 用 レ、 る こ と に よ って 、 第 7 図に示す よ う な理想バ タ 一 ン を得よ う と する 技術であ る 。 . 図 面 の 簡 単 な 説 明 第 1 図は従来方式に も と づ く 電磁攪拌方法を 適用 し
    [0061] ^ た と き の鎵型の平面図、 第 2 図お よ び第 3 図は第 1 図
    [0062] に おけ る 溶鐧の X 方向お よ び y 方向の速度パ タ ー ン の
    [0063] ( 一 CI.iFI 特性図 、 第 4 図 お よ び第 5 図は 従来例の鐃型短辺壁の 形状を示す平面 0、 第 6 図は 第 4 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 8 図は本 発明方法の一実施例を示す平面図、 第 9 図は 第 8 図に も と づ く 速度 パ タ ー ン の特性図 、 第 1 0 図、 第 1 1 図 お よ び第 1 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 。 発明を実施するための最良の形態 第 8 図に本発明の実施に 当 っ て 用い る ス タ 一 ラ ー 配 i。 列の 有利な一具体例を 示す 。 'こ の例は 、 ス タ ー ラ 一 3 a， 3 a' , 3b , 3 b'， 3 C , 3 C 'を片側 3 種類で構成 し た も の で ある 。 理想ノ、' タ ー ン を得る に は 、 こ れ ら 3 つ の ス タ ー ラ 3 a …… 3 c 'を次の よ う に 構成すれ ばよ い。 ま ず、 急 加速が必要な 領域 （ I 〜 J , M 〜 N ) に 設置 する ス タ ー
    [0064] 18 ラ ー ） 3 a , 3 a ' は 、 磁界強度 の大 き い強攪拌用 の コ ィ ル を用い て、 速や かに所要流速 V n に達する ま で急加 速でき る も の を用い る 。 ま た 、 加速 も 減速 も 必要 と し なレ、 中間 の位置 に設置す る ス タ ー ラ ー 3 b， 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 w 速分だけ加速 し て や り 、 v n を保持で き る 程度 の も の を用レ、 る 。 さ ら に 、 減速が必要な領域 K〜 L ， 0 〜： P 間に設置する ス タ ー ラ — 3C, 3C' は 、 逆卷き の コ イ ル
    [0065] を甩いて逆加速す る こ と に よ り 溶鎩に ブ レ ー キ をか け、 バ ウ ダ 一卷き 込みの な い限界流速 vb まで速やかに減
    [0066] 速する 形式の ス タ ー ラ ー 3C， 3C' を甩レ、 る 。
    [0067] 以上要する に 、 鐃型長辺壁 2a， 2a' に沿っ て配置す
    [0068] る ス タ ー ラ 一 3a， 3b， 3c, 3a'， 3b', 3c' と し て、 そ
    [0069] れぞれ加速甩、 定速用、 減速用 と い う 磁界強度の異な る 3 種の も の を選び、 鎳型内に整流された循環流が生 起する よ う に用 いれ ばよ い。 上述の構成例の 実施で得 られ る速度パ タ ー ン を第 9 図 に示すが、 従来パ タ ー ン の第 2 に比べる と 明 ら かに理想パ タ ー ン （ 第 7 図 ) に近 く なる o
    [0070] な お、 上逑の 例では、 長辺壁 2 ， 2 ' にそれぞれ 3 種 の ス タ ー ラ 一 3a …… 3 C ' を取付けた が、 铸片幅方向を さ ら に細か く 分割し て よ り 多種の ス タ 一 ラ ー を設置 し、 その各々 の攪拌強度 を 磁界強度の調節に 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 可能に なる 。 ただ し、 機能的に は 、 加速、 定速、 減速
    [0071] 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 は鏡片幅変更に追随 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
    [0072] にする ため 、 前記ス タ ー ラ ー を 2 個を 1 組 と し て使 う 方式でも よ い。 SEA
    [0073] "ViFO . i 第 1 0 図は ス タ ー ラ 一 3 a と 3 b を 同 じ 磁界強度に し た も の を合体さ せ等 し く 加速用 と し て用レ、 、 残る 他の
    [0074] 1 つ の ス タ ー ラ 一 3 C を減速用 と し た 2 ブ ロ ッ ク 構成 の も の であ る 。 第 1 1 0は 、 減速を 自然の 流体抵抗で
    [0075] 5 行わせ上記例の 減速用 ス タ ー ラ 一 3 C を省い た も の であ る 。 さ ら に第 1 2 図に 示す例は 、 2 個の ス タ ー ラ 一 3 a,
    [0076] 3 b を と も に 加速用の 構成の も の と し 、 その位置 を餺型 の加速前半域に 寄せ る こ と で、 上記例の減速用 ス タ ー ラ ー 3 G を省き 、 2 個組み 1 ブ ロ ッ ク の も の に し た タ イ i。 プであ る 。 こ れ ら の 例は 、 速度 ノ、' ー ン と し て は第 8
    [0077] 図に示す 3 個組み の タ イ ブに劣 る が ス ラ ブサ イ ズが小 さ く 、 多数の ス タ ー ラ 一 1 が配置でき な い場合は本発 明の他の実施形態 と し て有効であ る 。
    [0078] な お、 上述の本発明に か かる 方法 と第 4 , 5 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
    [0079] な 溶鋼流動 を得 る こ と がで き る 。
    [0080] 磁界強度 （ 攪 強度 ） の制御は 、 個 々 の ス タ ー ラ ー
    [0081] 3 a…… の 電流お よ び極性 を変え 、 励磁強度 を 「強、 弱、 零、 逆」 の よ う に種 々 の組合わせ に セ ッ ト し て 溶0 鋼流動を コ ン ト ロ ー ル し て も よ く 、 ま た、 分割 し た個
    [0082] 々 の ス タ ー ラ ー に 対し 、 電源 を別 々 に 設け 、 周波数 を 変えて 溶鐧流動 を コ ン ト ロ ー ルす る よ う に し て も よ い。
    [0083] 以上説明し た よ う な 構成に よ っ て な る 本発明 は 次の
    [0084] YV lr よ う な効果があ る o
    [0085] (1) 鎵片幅方向に設置し た各ス タ ー ラ ーに よ る 電磁攪 拌カを独立し て コ ン ト ロ ー ルでき る の で、 ほぼ鎳片 凝固界面全長にわ た り 、 ガ ス の浮上に必要な最適の 流速に制御が可能であ り 、 鏡片品質の 向上がは かれ る o
    [0086] (2) 溶鑭流の铸型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 で湯面の湧き 上が り に よ る パ ウ ダー卷込みの おそれ がな く 、 の ろ か みや湯 じわ等の 品質欠陥が防止でき る o '
    [0087] (3) 採甩す る ス タ — ラ ーは 、 独立 タ イ プの も の であ り、 し か も 使用条件に応 じて任意の 分割が可能であ る か ら 、 流動制御に対す る 自 由度が大きい。
    [0088] （4) 装置も 従来の も の を電気設備的に複数 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 ァ ッ プにな ら ず設備費が安価であ る 。
    权利要求:
    Claims

    求 の 連続餺造鏡型壁に取付け た 電磁攪拌装置に よ り 、
    該鏡型内溶鋼を 铸壁に沿 う 水平方向の循環流 と し て
    流動さ せ攪捽す る方法に お いて 、 複数個の 電磁攪拌
    装置 を用い し か も 場所に よ っ て か か る 電磁攪捽装置
    の磁界強度 を変化さ せる こ と に よ り 、 鐃型 内に お け
    る 溶鐡循環流を場所に よ って流れの方向に 加速 し な
    い し は減速さ せ る 流動 を導 き攪拌 を行 う こ と を特徵
    と する 連続鏡造鏡型 内溶鋼の攪拌方法。
    2. 上記鍀型内溶鋼循環流が 、 流れの方向に 沿 う 上流
    側短辺壁近傍 の位置 では加速 さ れ、 ま た 下流側短辺
    壁近傍の位置 では減速さ れ 、 そ し てそれ ら の 中間の
    位置に あ って は定速保持にな る よ う に磁界強度の 調
    節を行 う こ と を特徵 と す る 請求の 範囲 1 記載の方法。 . 連続鍀造鎳型の両長辺壁水平方向 に沿って それぞ
    れ磁界強度 を異な ら し め得る 複数個の 電磁攪拌装置
    を配設し た も の に よ って な る 溶鐧の攪拌装置。
    O FI
    。 "
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0096077B1|1987-03-04|
    US4565238A|1986-01-21|
    JPS6328702B2|1988-06-09|
    JPS58100955A|1983-06-15|
    DE3275510D1|1987-04-09|
    EP0096077A1|1983-12-21|
    EP0096077A4|1984-04-27|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1983-06-23| AK| Designated states|Designated state(s): US |
    1983-06-23| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): DE FR GB SE |
    1983-08-04| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1982903588 Country of ref document: EP |
    1983-12-21| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1982903588 Country of ref document: EP |
    1987-03-04| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1982903588 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP56/198359811211||1981-12-11||
    JP56198359A|JPS6328702B2|1981-12-11|1981-12-11||DE8282903588T| DE3275510D1|1981-12-11|1982-12-08|Method of agitating molten steel in continuously casting mold and apparatus therefor|
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