本發(fā)明涉及鋼的連續(xù)鑄造方法。

背景技術(shù)：

鋼的連續(xù)鑄造可在將中間包內(nèi)的鋼液借助浸漬噴嘴向連續(xù)鑄造設(shè)備的鑄模內(nèi)供給的同時(shí)進(jìn)行。鋼液從形成于浸漬噴嘴的下端部的噴出孔向鑄模內(nèi)噴出，在鑄模內(nèi)被冷卻，在確保了不漏鋼的程度的凝固殼厚的狀態(tài)下從鑄模出口拔出。凝固殼在拔出過程中利用噴射進(jìn)行二次冷卻，在完全凝固了之后被切斷，成為鑄坯。

作為使鑄坯的清潔度提高的技術(shù)，在例如專利文獻(xiàn)1中公開了如下技術(shù)：通過將電磁攪拌裝置相對(duì)設(shè)置于鑄模的長(zhǎng)邊側(cè)彎液面附近，使回轉(zhuǎn)流在鑄模內(nèi)的鋼液的表面產(chǎn)生，利用該回轉(zhuǎn)流的清洗效果來抑制成為鑄坯缺陷的主要原因的夾雜物、氣泡附著于鑄模的表面的現(xiàn)象。另外，在專利文獻(xiàn)2中公開了如下技術(shù)：使電磁制動(dòng)作用于從浸漬噴嘴的噴出孔噴出的噴出流，抑制鋼液的下降速度，確保鋼液中的夾雜物上浮的時(shí)間。

不過，在上述專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，電磁制動(dòng)未作用于從浸漬噴嘴的噴出孔噴出來的噴出流，因此，噴出流的下降速度未被抑制。因此，存在如下問題：殘存于鋼液中的氧化鋁等夾雜物、氣泡未充分地上浮去除就直接進(jìn)入鑄坯的深部而成為內(nèi)部缺陷的原因。該問題能夠如上述專利文獻(xiàn)2那樣使電磁制動(dòng)作用于噴出流來避免。

在使電磁制動(dòng)作用到噴出流的情況下，如圖3(鑄模的主視剖視圖)和圖4(鑄模的側(cè)視剖視圖)所示，產(chǎn)生沿著浸漬噴嘴2的上升流，該上升流在鋼液的表面附近翻轉(zhuǎn)而成為下降流。在此，尤其是，在用于制造厚度較薄的鑄坯的鑄模中，鑄模的長(zhǎng)邊面之間的距離(d0)變近。因此，產(chǎn)生如下新的問題：上述下降流所運(yùn)送的夾雜物、氣泡與在構(gòu)成鑄模的長(zhǎng)邊的長(zhǎng)邊壁3a、3b之上形成的凝固殼8接觸，在此易于被捕捉，成為表面缺陷的主要原因。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2008-183597號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特許第5245800號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

本發(fā)明的目的在于提供一種如下技術(shù)：解決上述的以往的問題點(diǎn)，能夠利用電磁制動(dòng)來抑制內(nèi)部缺陷且避免因該電磁制動(dòng)引起的表面缺陷的產(chǎn)生，與現(xiàn)有技術(shù)相比，提高鑄坯的清潔度。

用于解決問題的方案

在解決上述問題的本發(fā)明中，一種鋼的連續(xù)鑄造方法，在該鋼的連續(xù)鑄造方法中，一邊對(duì)從浸漬噴嘴的噴出孔噴出的噴出流施加電磁制動(dòng)，一邊向鑄模內(nèi)供給鋼液，其中，將電磁制動(dòng)的磁通密度(b)設(shè)為下述(式1)的范圍。在此，電磁制動(dòng)的磁通密度(b)是指電磁制動(dòng)線圈中心處的磁通密度。

bmin≤b≤bmax…(式1)

其中，

[數(shù)1]

[數(shù)2]

d0＝在水平截面形狀中具有短邊和長(zhǎng)邊的鑄模的、長(zhǎng)邊兩端的作為在鑄模內(nèi)相對(duì)的長(zhǎng)邊之間的距離所計(jì)量的鑄模厚度，其單位為m，

dmax＝在水平截面形狀中具有短邊和長(zhǎng)邊的鑄模的、長(zhǎng)邊中央的作為在鑄模內(nèi)相對(duì)的長(zhǎng)邊之間的距離所計(jì)量的鑄模厚度的最大值，其單位為m，

h0＝從鋼液表面到電磁制動(dòng)線圈中心的鉛垂方向距離，其單位為m，

hsen＝從浸漬噴嘴底面到電磁制動(dòng)線圈中心的鉛垂方向距離，其單位為m，

v＝從浸漬噴嘴噴出來的鋼液的流速，其單位為m/s，

θ＝以朝上為正、作為與水平線所成的角度求出的、鋼液的噴出角度，其單位為°。

另外，在上述本發(fā)明中，能夠使用在水平截面形狀中具有短邊和長(zhǎng)邊的矩形鑄模作為鑄模。

另外，在使用矩形鑄模作為鑄模的上述本發(fā)明中，優(yōu)選上述鋼液的流速v是0.685m/s～0.799m/s。由此，上升流整體上平緩地形成，容易抑制沿著凝固界面的下降流的形成。

另外，在上述本發(fā)明中，優(yōu)選使用漏斗形鑄模作為鑄模，該漏斗形鑄模在水平截面形狀中具有短邊和長(zhǎng)邊，且長(zhǎng)邊中央的在鑄模內(nèi)相對(duì)的長(zhǎng)邊之間的距離比長(zhǎng)邊兩端的在鑄模內(nèi)相對(duì)的長(zhǎng)邊之間的距離長(zhǎng)。

另外，在使用漏斗形鑄模作為鑄模的上述本發(fā)明中，優(yōu)選dmax/d0是1.16～1.24。由此，在夾雜物被下降流運(yùn)送的情況，也容易使該夾雜物向凝固界面供給的頻度降低。

另外，在使用漏斗形鑄模作為鑄模的上述本發(fā)明中，優(yōu)選hsen/h0是0.161～0.327。由此，上升流整體上平緩地形成，容易抑制沿著凝固界面的下降流的形成。

另外，在使用漏斗形鑄模作為鑄模的上述本發(fā)明中，優(yōu)選上述鋼液的流速v是0.441m/s～1.256m/s。由此，使鑄模內(nèi)的鋼液流動(dòng)穩(wěn)定，容易地抑制鋼液表面的變動(dòng)。

另外，在上述本發(fā)明中，優(yōu)選上述鋼液的噴出角度θ是-45°～-5°。由此，使鑄模內(nèi)的鋼液流動(dòng)穩(wěn)定，容易抑制鋼液表面的變動(dòng)。

發(fā)明的效果

在一邊對(duì)從浸漬噴嘴的噴出孔噴出的噴出流施加電磁制動(dòng)一邊將鋼液向鑄模內(nèi)供給的鋼的連續(xù)鑄造方法中，根據(jù)采用了將電磁制動(dòng)的磁通密度(b)設(shè)為上述(式1)的范圍的構(gòu)成的本發(fā)明，享有抑制鋼液的下降速度而使鋼坯的內(nèi)部缺陷減少這樣的、電磁制動(dòng)的效果，且即使是使用用于制造厚度較薄的鑄坯的鑄模的情況下，也能夠有效地避免因電磁制動(dòng)引起的表面缺陷的產(chǎn)生。

即、根據(jù)本發(fā)明，以按照上述(式1)將電磁制動(dòng)設(shè)為適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度這樣的極簡(jiǎn)便的方法就能夠使鑄模的內(nèi)部缺陷和表面缺陷這兩者可靠地減少，提高鑄坯的清潔度。

附圖說明

圖1是示意性地表示本發(fā)明的1個(gè)實(shí)施方式中的、用于表示連續(xù)鑄造裝置的鑄模附近的結(jié)構(gòu)的概略的平面的說明圖。

圖2是示意性地表示本發(fā)明的1個(gè)實(shí)施方式中的、用于表示連續(xù)鑄造裝置的鑄模附近的結(jié)構(gòu)的概略的正面截面的說明圖。

圖3是說明使電磁制動(dòng)起作用之際的鑄模內(nèi)的鋼液的流動(dòng)狀態(tài)的主視剖視圖。

圖4是說明使電磁制動(dòng)起作用之際的鑄模內(nèi)的鋼液的流動(dòng)狀態(tài)的側(cè)視剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。

在本實(shí)施方式中，如圖1所示，在水平截面形狀是大致長(zhǎng)方形的鑄模1的、長(zhǎng)邊和短邊的大致中央附近配置有浸漬噴嘴2，如圖2所示，在鑄模1的構(gòu)成長(zhǎng)邊的長(zhǎng)邊壁3的外側(cè)，在比浸漬噴嘴2的下端靠下方的高度位置隔著鑄模1而相對(duì)配置有電磁制動(dòng)裝置4。

在本實(shí)施方式中，如圖1所示，使用了漏斗形鑄模，該漏斗形鑄模在水平截面形狀中具有短邊和長(zhǎng)邊，且長(zhǎng)邊中央的在鑄模內(nèi)相對(duì)的長(zhǎng)邊間距離(dmax)比長(zhǎng)邊兩端的在鑄模內(nèi)相對(duì)的長(zhǎng)邊間距離(d0)長(zhǎng)。此外，在本發(fā)明中，也能夠使用dmax＝d0的矩形鑄模。在此，通過設(shè)為dmax>d0，除了能夠使鋼液表面附近的水平方向的回轉(zhuǎn)流穩(wěn)定之外，通過使凝固殼遠(yuǎn)離在鋼液表面附近翻轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的下降流，能夠減少夾雜物和氣泡的捕捉機(jī)會(huì)。

在浸漬噴嘴2的、面對(duì)鑄模1的短邊壁7a、7b的部分分別形成有將鋼液斜向下地向鑄模1內(nèi)噴出的噴出孔5。由于向浸漬噴嘴2內(nèi)吹入了ar氣體，因此，從噴出孔5噴出來的噴出流6含有ar氣體的氣泡、氧化鋁、熔渣系的夾雜物。

為了避免這些ar氣體的氣泡、氧化鋁、熔渣系的夾雜物在鑄模1內(nèi)未被充分地上浮去除就直接進(jìn)入鋼坯的深部而成為內(nèi)部缺陷的現(xiàn)象，在本實(shí)施方式中，在比浸漬噴嘴2的下端部靠下方的高度位置，隔著鑄模1相對(duì)配置有電磁制動(dòng)裝置4。

電磁制動(dòng)裝置4由電磁鐵等構(gòu)成，能夠在沿著鑄模1的短邊壁7a、7b的鑄模厚度方向(圖1的y方向)上對(duì)剛剛從浸漬噴嘴2的噴出孔5噴出來之后的噴出流6施加直流磁場(chǎng)，該直流磁場(chǎng)在沿著鑄模1的長(zhǎng)邊壁3a、3b的鑄模寬度方向(圖1的x方向)上具有大致一樣的磁通密度分布。利用該直流磁場(chǎng)和噴出流沿著圖1的x方向產(chǎn)生感應(yīng)電流，在該感應(yīng)電流和所述的直流磁場(chǎng)的作用下，在噴出流6的附近形成與噴出流6反向的相對(duì)流，鋼液的下降速度被抑制。由此，能夠避免殘存于鋼液中的氧化鋁等夾雜物、氣泡未被充分地上浮去除就直接進(jìn)入鋼坯的深部的現(xiàn)象。

此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，在使電磁制動(dòng)作用到噴出流的情況下，如圖3和圖4所示，產(chǎn)生沿著浸漬噴嘴2的上升流，該上升流在鋼液的表面附近翻轉(zhuǎn)而成為下降流。尤其是在d0是400mm以下程度的鑄模中，存在如下問題：被該下降流運(yùn)送的夾雜物、氣泡與長(zhǎng)邊壁3a、3b上的凝固殼8接觸而易于被捕捉，易于成為表面缺陷的主要原因。相對(duì)于此，本發(fā)明中，通過按照上述(式1)將電磁制動(dòng)的磁通密度設(shè)為適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，可抑制被下降流運(yùn)送的夾雜物、氣泡被長(zhǎng)邊壁3a、3b上的凝固殼8捕捉的現(xiàn)象。

上述(式1)是通過發(fā)明人的各種研究導(dǎo)出來的，通過構(gòu)成上述(式1)的全部的要素的組合，第一次起到本發(fā)明的效果。在此，bmin是電磁制動(dòng)的磁通密度的適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度范圍的下限值，若磁通密度低于該下限值，則無法完全防止夾雜物、氣泡隨著噴出流而進(jìn)入下方。另外，bmax是電磁制動(dòng)的磁通密度的適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度范圍的上限值，若磁通密度超過該上限值，則沿著浸漬噴嘴2的上升流過強(qiáng)，因此，與此相應(yīng)地翻轉(zhuǎn)的下降流也變強(qiáng)，被該下降流運(yùn)送的夾雜物、氣泡與凝固殼8的接觸頻度變高。其結(jié)果，易于產(chǎn)生表面缺陷。該bmin和bmax通過對(duì)鑄模內(nèi)的流動(dòng)造成影響的各因素的組合來定義。

具體而言，通過將如下因素組合成滿足上述(式1)，從而第一次能夠使鑄模的內(nèi)部缺陷和表面缺陷這兩者減少，提高鑄坯的清潔度，這些因素是：在水平截面形狀中具有短邊和長(zhǎng)邊的鑄模的、作為長(zhǎng)邊兩端的在鑄模內(nèi)相對(duì)的長(zhǎng)邊之間的距離所計(jì)量的鑄模厚度(d0)；在水平截面形狀中具有短邊和長(zhǎng)邊的鑄模的、作為長(zhǎng)邊中央的在鑄模內(nèi)相對(duì)的長(zhǎng)邊之間的距離所計(jì)量的鑄模厚度的最大值(dmax)；從鋼液表面到電磁制動(dòng)線圈中心的鉛垂方向距離(h0)；從浸漬噴嘴底面到電磁制動(dòng)線圈中心的鉛垂方向距離(hsen)；從浸漬噴嘴噴出來的鋼液的流速(v)；鋼液的噴出角度(θ)。

hsen的值越小，電磁制動(dòng)對(duì)噴出流的制動(dòng)力越大，因此，噴出流的下降速度被抑制，圖3和圖4所示的上升流的流速變大。其結(jié)果，該上升流在鋼液的表面附近翻轉(zhuǎn)而形成的下降流的流速也變大，因此，被該下降流運(yùn)送的夾雜物、氣泡與鑄模的長(zhǎng)邊壁3a、3b上的凝固殼8接觸而被捕捉并成為表面缺陷的概率變高。

另一方面，若hsen的值大而接近h0，則除了電磁制動(dòng)的效果變小之外，鋼液表面的變動(dòng)也變大。其結(jié)果，易于產(chǎn)生保護(hù)渣的卷入。

另外，若θ的值越大，則存在需要越大的由電磁制動(dòng)產(chǎn)生的制動(dòng)力、上升流也越大的傾向。

這樣，上述(式1)的各變量的增減分別起到不同的作用，因此，以往，在將這些組合而構(gòu)成的連續(xù)鑄造設(shè)備中，每次變更鑄模尺寸、鑄造速度、浸漬噴嘴等，都難以確定電磁制動(dòng)的最佳的強(qiáng)度。與此相對(duì)，根據(jù)本發(fā)明，以按照上述(式1)將電磁制動(dòng)設(shè)為適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度這樣的極簡(jiǎn)便的方法就能夠使鑄模的內(nèi)部缺陷和表面缺陷這兩者可靠地減少，提高鑄坯的清潔度。

在本發(fā)明中，在鑄模是dmax＝d0的矩形鑄模的情況下，優(yōu)選從浸漬噴嘴噴出的鋼液的流速v是0.685m/s～0.799m/s。通過使鋼液流速v是0.685m/s以上，容易獲得用于抑制夾雜物向凝固界面的捕捉的鋼液流動(dòng)。另外，通過使鋼液流速v是0.799m/s以下，容易抑制鋼液表面的變動(dòng)。

另一方面，在本發(fā)明中，在鑄模是漏斗形鑄模的情況下，優(yōu)選dmax/d0是1.16～1.24。通過使dmax/d0是1.16以上，上升流整體上平緩地形成，容易抑制沿著凝固界面的下降流的形成。另外，通過使dmax/d0是1.24以下，容易縮小從鑄模內(nèi)拔出凝固殼之際的阻力。在鑄模是漏斗形鑄模的情況下，出于使上述的效果顯著這樣的觀點(diǎn)考慮，更優(yōu)選dmax/d0是1.18～1.22。

另外，在鑄模是漏斗形鑄模的情況下，優(yōu)選hsen/h0是0.161～0.327。通過使hsen/h0是0.161以上，容易使向鋼液表面的熱供給穩(wěn)定。另外，通過使hsen/h0是0.327以下，容易抑制鋼液表面的變動(dòng)。在鑄模是漏斗形鑄模的情況下，出于使上述的效果顯著這樣的觀點(diǎn)考慮，更優(yōu)選hsen/h0是0.15～0.30。

另外，在鑄模是漏斗形鑄模的情況下，優(yōu)選從浸漬噴嘴噴出的鋼液的流速v是0.441m/s～1.256m/s。通過使鋼液流速v是0.441m/s以上，可獲得抑制夾雜物的捕捉的鋼液流動(dòng)，并且容易進(jìn)行向鋼液表面的熱供給。另外，通過使鋼液流速v是1.256m/s以下，容易抑制鋼液表面的變動(dòng)。在鑄模是漏斗形鑄模的情況下，出于使上述的效果顯著這樣的觀點(diǎn)考慮，更優(yōu)選鋼液流速v是0.500m/s～1.100m/s。

另外，在鑄模是漏斗形鑄模的情況下，優(yōu)選鋼液的噴出角度θ是-45°～-5°。通過使鋼液的噴出角度θ是-45°以上，容易進(jìn)行向鋼液表面的熱供給。另外，通過使鋼液的噴出角度θ是-5°以下，容易地抑制鋼液表面的變動(dòng)。在鑄模是漏斗形鑄模的情況下，出于使上述的效果顯著這樣的觀點(diǎn)考慮，更優(yōu)選鋼液的噴出角度θ是-45°～-15°。

實(shí)施例

以下述表1所示的各條件的鑄造條件進(jìn)行鋼的連續(xù)鑄造，對(duì)制造出的線圈的品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。對(duì)于線圈的品質(zhì)評(píng)價(jià)，具體而言，針對(duì)各50個(gè)以上的線圈，通過目視檢查對(duì)起皮缺陷(sliverdefects)進(jìn)行計(jì)數(shù)，利用該缺陷個(gè)數(shù)給予了如下的各評(píng)價(jià)：◎(缺陷個(gè)數(shù)≤0.5個(gè)/線圈)、○(0.5個(gè)/線圈＜缺陷個(gè)數(shù)≤1.0/線圈)、×(缺陷個(gè)數(shù)>1.0個(gè)/線圈)。

[表1]

實(shí)施例1、2、4、5、6、7、8、9、11、13、14、15、18、20、21、23、24是電磁制動(dòng)磁通密度處于適當(dāng)范圍內(nèi)且使用了漏斗形鑄模的實(shí)施例。如這些實(shí)施例所示，在電磁制動(dòng)磁通密度處于適當(dāng)范圍內(nèi)、且使用了漏斗形鑄模的情況下，不受其他鑄造條件(鑄造速度、鑄造寬度、漏斗部的鼓起厚度和浸漬噴嘴條件)影響，都確認(rèn)到呈現(xiàn)極良好◎的線圈品質(zhì)。

實(shí)施例3、26都是電磁制動(dòng)磁通密度處于適當(dāng)范圍內(nèi)、但使用了沒有漏斗部的矩形鑄模的實(shí)施例。該條件下的線圈品質(zhì)是良好○。

實(shí)施例10、17、19、27都是使用漏斗形鑄模、且使電磁制動(dòng)磁通密度處于適當(dāng)范圍內(nèi)、且降低了鑄造速度的例子。該條件下的線圈品質(zhì)都是良好○。

實(shí)施例22是使用漏斗形鑄模、且使電磁制動(dòng)磁通密度處于適當(dāng)范圍內(nèi)、且加快了鑄造速度的例子。該條件下的線圈品質(zhì)是良好○。

實(shí)施例25是使用漏斗形鑄模、且使電磁制動(dòng)磁通密度處于適當(dāng)范圍內(nèi)、且增大噴出角度(-5°)的例子。該條件下的線圈品質(zhì)是良好○。

比較例1～10都是電磁制動(dòng)磁通密度沒有處于適當(dāng)范圍內(nèi)的例子。該條件下的線圈品質(zhì)都是不良×。

比較例7、8和實(shí)施例12～16是使除了電磁制動(dòng)磁通密度以外的其他條件統(tǒng)一、上述(式1)的電磁制動(dòng)磁通密度的適當(dāng)范圍是657～4795(gauss)的例子。

實(shí)施例13～15是電磁制動(dòng)磁通密度處于適當(dāng)范圍且都遠(yuǎn)離上限值和下限值的例子，都確認(rèn)到呈現(xiàn)極良好◎的線圈品質(zhì)。

比較例7的電磁制動(dòng)磁通密度比適當(dāng)下限值小24％、比較例8的電磁制動(dòng)磁通密度比適當(dāng)上限值大4％。它們的線圈品質(zhì)都是不良×。

使用了漏斗形鑄模的實(shí)施例12是如下例子：電磁制動(dòng)磁通密度處于適當(dāng)范圍內(nèi)，但與實(shí)施例13～15的電磁制動(dòng)磁通密度相比，靠近下限值。該條件下的線圈品質(zhì)是良好○。

使用了漏斗形鑄模的實(shí)施例16是如下例子：電磁制動(dòng)磁通密度處于適當(dāng)范圍內(nèi)，但與實(shí)施例13～15的電磁制動(dòng)磁通密度相比，靠近上限值。該條件下的線圈品質(zhì)是良好○。

附圖標(biāo)記說明

1、鑄模；2、浸漬噴嘴；3、3a、3b、長(zhǎng)邊壁；4、電磁制動(dòng)裝置；5、噴出孔；6、噴出流；7a、7b、短邊壁；8、凝固殼；9、電磁制動(dòng)線圈中心。