(57)【要約】【課題】連続鋳造される鋳片に含まれるＡｒガス気泡を減少させ、鋳片の品質を向上させる。【解決手段】連続鋳造装置１は、一対の長辺壁２ａと一対の短辺壁２ｂを備えた鋳型２と、鋳型２内に溶鋼８を吐出する浸漬ノズル６とを有している。長辺壁２ａにおける銅板３ａの内側面の上部中央には、ステンレス製ボックス４ａ側に湾曲した湾曲部５が形成されている。湾曲部５は、浸漬ノズル６に対向して形成されている。長辺壁２ａの銅板３ａの外側面は、平坦面に形成されている。長辺壁２ａのステンレス製ボックス４ａ内には、鋳型２内の上部の溶鋼８を攪拌する電磁攪拌装置２０が設けられている。電磁攪拌装置２０の下方には、鋳型２の幅方向に一様な磁束密度分布を有する直流磁界を鋳型２の厚み方向に付与する電磁ブレーキ装置が設けられている。【選択図】図１
2010110765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼の連続鋳造装置であって、
一対の長辺壁と一対の短辺壁を備えた溶鋼鋳造用の鋳型と、
前記鋳型内に溶鋼を吐出する浸漬ノズルと、
前記一対の長辺壁に沿って配置され、前記鋳型内の上部の溶鋼を攪拌する電磁攪拌装置と、
前記電磁攪拌装置の下方に配置され、前記鋳型の長辺壁に沿った鋳型幅方向に一様な磁束密度分布を有する直流磁界を、前記鋳型の短辺壁に沿った鋳型厚み方向に付与する電磁ブレーキ装置と、を有し、
前記各長辺壁には、少なくとも前記浸漬ノズルに対向する位置に、前記電磁攪拌装置側に湾曲した湾曲部が形成され、
平面視における前記湾曲部の頂部と前記浸漬ノズル間の水平距離は、３５ｍｍ以上であって、かつ５０ｍｍ未満であることを特徴とする、鋼の連続鋳造装置。
【請求項２】
前記湾曲部は、前記長辺壁の内側面に形成され、
前記長辺壁の外側面は、平坦面であることを特徴とする、請求項１に記載の鋼の連続鋳造用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型内に溶鋼を供給して鋳片を製造する鋼の連続鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造プロセスでは、鋳造された鋳片の品質向上を目的として、例えば鋳型内に吐出された溶鋼に直流磁場を印加することが行われている。この直流磁場中での溶鋼の吐出流の周囲には、主流とは逆向きの対向流が発生することが知られている。
【０００３】
例えば通常の溶鋼の連続鋳造においては、図７に示すように、溶鋼１００を鋳型１０１内に吐出する浸漬ノズル１０２が使用される。浸漬ノズル１０２の側面の下端近傍には、水平方向に対して下向きの吐出孔１０３が２箇所に形成されている。そして、浸漬ノズル１０２内を洗浄するために、非酸化性ガス、例えばＡｒガス（アルゴンガス）を吹き込みながら、吐出孔１０３から鋳型１０１内に溶鋼１００が吐出される。この吐出孔１０３から吐出された溶鋼１００の吐出流１０４に対して、例えば電磁ブレーキ装置によって直流磁場を印加した場合、吐出流１０４の周囲に逆向きの対向流１０５が発生する。その結果、吐出流１０４に含まれるＡｒガス気泡１０６は、この対向流１０５によって、鋳型１０１内の溶鋼１００に深く侵入し難くなる。その結果、溶鋼１００が鋳造された鋳片の内部において、Ａｒガス気泡１０６の個数を減少させることができる。
【０００４】
しかしながら、Ａｒガス気泡１０６は、浸漬ノズル１０２に沿って上昇する対向流１０５に乗って、浸漬ノズル１０２の周囲に集中してメニスカス１０７まで浮上するため、メニスカス１０７で除去しきれない場合がある。そうすると、Ａｒガス気泡１０６の一部は、鋳型１０１の側面に形成された凝固シェル１０８に捕捉されてしまう。その結果、溶鋼１００が鋳造された鋳片表層のＡｒガス気泡１０６の個数が増加する。
【０００５】
そこで、このようにＡｒガス気泡１０６が鋳型１０１の凝固シェル１０８に捕捉されてしまうことを防止するために、鋳型１０１の上部のメニスカス１０７近傍で溶鋼１００を電磁攪拌することが提案されている。この電磁攪拌により、例えば図８に示すように、メニスカス１０７近傍の溶鋼１００に攪拌流１０９が形成され、Ａｒガス気泡１０６の凝固シェル１０８での捕捉が減少する（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２７１７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のように電磁攪拌を併用する場合でも、鋳片表層のＡｒガス気泡１０６の個数を十分に減少させるには至らなかった。この原因について発明者らが調べたところ、鋳型１０１の長辺壁１０１ａと浸漬ノズル１０２間の領域１１０において、Ａｒガス気泡１０６が長辺壁１０１ａの凝固シェル１０８に捕捉されていることが分かった。上述したようにＡｒガス気泡１０６は、対向流１０５に乗って浸漬ノズル１０２に沿って上昇するが、Ａｒガス気泡１０６の一部は上昇中に拡散する。そうすると、例えば図９に示すように長辺壁１０１ａと浸漬ノズル１０２間が狭いため、Ａｒガス気泡１０６は、長辺壁１０１ａの凝固シェル１０８に捕捉されてしまう。また、例えば図８に示すように、長辺壁１０１ａと浸漬ノズル１０２間が狭いため、電磁攪拌により攪拌流１０９を形成しても、領域１１０では溶鋼１００が流れ難くなる。そうすると、領域１１０の溶鋼１００中のＡｒガス気泡１０６が長辺壁１０１ａの凝固シェル１０８に捕捉され易くなる。
【０００８】
このように領域１１０のＡｒガス気泡１０６が鋳片の表層に残存するため、鋳片の強度の低下や、鋳片の表面疵の原因となり、鋳片の品質に改善の余地があった。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、連続鋳造される鋳片に含まれるＡｒガス気泡を減少させ、鋳片の品質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明は、鋼の連続鋳造装置であって、一対の長辺壁と一対の短辺壁を備えた溶鋼鋳造用の鋳型と、前記鋳型内に溶鋼を吐出する浸漬ノズルと、前記一対の長辺壁に沿って配置され、前記鋳型内の上部の溶鋼を攪拌する電磁攪拌装置と、前記電磁攪拌装置の下方に配置され、前記鋳型の長辺壁に沿った鋳型幅方向に一様な磁束密度分布を有する直流磁界を、前記鋳型の短辺壁に沿った鋳型厚み方向に付与する電磁ブレーキ装置と、を有し、前記各長辺壁には、少なくとも前記浸漬ノズルに対向する位置に、前記電磁攪拌装置側、すなわち外側に湾曲した湾曲部が形成され、平面視における前記湾曲部の頂部と前記浸漬ノズル間の水平距離は、３５ｍｍ以上であって、かつ５０ｍｍ未満であることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、鋳型の長辺壁には、少なくとも浸漬ノズルに対向する位置に湾曲部が形成されているので、湾曲部と浸漬ノズル間に湾曲領域を形成することができる。この湾曲領域は、従来の直線状の壁体で形成される領域よりも湾曲した分、広くできるため、浸漬ノズルに沿って上昇する溶鋼中のＡｒガス気泡が拡散できる領域が広くなる。しかしながら、発明者らが調べたところ、単に湾曲領域を形成しただけでは、Ａｒガス気泡が鋳型の長辺壁の凝固シェルに捕捉されるのを抑制できないことが分かった。具体的には、平面視における湾曲部の頂部と浸漬ノズル間の水平距離が３５ｍｍ未満であると、湾曲領域において溶鋼が流れ難くなり、溶鋼中のＡｒガス気泡が凝固シェルに捕捉され易くなる。また、前記水平距離が５０ｍｍ以上であると、湾曲領域において溶鋼の均一な流れを確保し難くなって、溶鋼の流速が遅い領域では、溶鋼中のＡｒガス気泡が凝固シェルに捕捉され易くなる。この点、本発明によれば、前記水平距離が３５ｍｍ以上であって、かつ５０ｍｍ未満になるように湾曲領域が形成されるため、浸漬ノズルに沿って上昇する溶鋼中のＡｒガス気泡が拡散しても、Ａｒガス気泡はメニスカスまで浮上できる。したがって、Ａｒガス気泡が鋳型の長辺壁の凝固シェルに捕捉されるのを抑制することができる。また、湾曲領域により前記水平距離を確保できるため、この湾曲領域において、電磁攪拌装置により形成される溶鋼の攪拌流が流れ易くなる。そうすると、鋳型上部においてＡｒガス気泡が攪拌され、凝固シェルに捕捉されるのをさらに抑制することができる。このようにＡｒガス気泡の凝固シェルでの捕捉を抑制できるので、鋳片に含まれるＡｒガス気泡を減少させることができ、鋳片の品質を向上させることができる。
【００１２】
前記湾曲部は、前記長辺壁全体を外側に湾曲して湾曲部を構成してもよいが、前記湾曲部は、前記長辺壁の内側面に形成され、前記長辺壁の外側面は、平坦面であるのが好ましい。かかる場合、湾曲部と電磁攪拌装置との距離は、湾曲部以外の長辺壁と電磁攪拌装置との距離よりも短くなる。そうすると、湾曲部と浸漬ノズル間の湾曲領域の溶鋼は、攪拌され易くなる。したがって、湾曲領域の溶鋼中のＡｒガス気泡を十分に攪拌することができるので、浸漬ノズルに沿ってＡｒガス気泡が浮上しても、湾曲領域のＡｒガス気泡が凝固シェルに捕捉されるのをさらに抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、鋳片に含まれるＡｒガス気泡を減少させて、鋳片の品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる鋼の連続鋳造装置１の鋳型近傍の構成を示す横断面図であり、図２及び図３は、連続鋳造装置１の鋳型近傍の構成を示す縦断面図である。
【００１５】
連続鋳造装置１は、図１に示すように例えば水平断面が長方形の鋳型２を有している。鋳型２は、一対の長辺壁２ａと一対の短辺壁２ｂを有している。長辺壁２ａは、内側に設けられた銅板３ａと外側に設けられたステンレス製ボックス４ａから構成されている。また、短辺壁２ｂは、内側に設けられた銅板３ｂと外側に設けられたステンレス製ボックス４ｂから構成されている。なお、本実施の形態において、短辺壁２ｂの長さ（鋳造厚み）は例えば５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度である。詳細には、要求される鋳片幅として、薄幅鋳片であれば５０ｍｍ〜８０ｍｍ程度であり、中厚幅鋳片であれば８０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度であり、通常幅の鋳片であれば１５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度である。また、長辺壁２ａに沿った水平方向（図１〜図３中のＸ方向）を鋳型幅方向といい、短辺壁２ｂに沿った水平方向（図１〜図３中のＹ方向）を鋳型厚み方向という。
【００１６】
長辺壁２ａの銅板３ａの内側面の中央部には、ステンレス製ボックス４ａ側に湾曲した湾曲部５が形成されている。湾曲部５は、後述する鋳型２内に設けられた浸漬ノズル６に対向して形成されている。また、湾曲部５は、図２及び図３に示すように銅板３ａの上端から浸漬ノズル６に対向して形成される。湾曲部５の下端は浸漬ノズル６の下端と同じ高さでもよく、また浸漬ノズル６の下端より下方になるように形成されていてもよい。なお、湾曲部５は、例えば銅板３ａの内側面を削ることにより形成される。そして、この湾曲部５と浸漬ノズル６の間に、図１に示すように湾曲領域７が形成される。なお、鋳型２を上から見た場合の湾曲部５の湾曲頂部と浸漬ノズル６間の水平距離Ｌ１は、後述するＡｒガス気泡１１が凝固シェルに捕捉されない距離を確保するという観点から、所定の距離以上とすることが好ましく、例えば３５ｍｍ以上であることが推奨される。水平距離Ｌ１が３５ｍｍ未満であると、湾曲領域７において溶鋼８が流れ難くなり、溶鋼８中のＡｒガス気泡１１が凝固シェルに捕捉され易くなるためである。また、水平距離Ｌ１は５０ｍｍ未満であることが推奨される。水平距離Ｌ１が５０ｍｍ以上であると、湾曲領域７において溶鋼８の均一な流れを確保し難くなって、溶鋼８の流速が遅くなり、溶鋼８中のＡｒガス気泡１１が凝固シェルに捕捉され易くなるためである。また、湾曲部５の湾曲距離Ｌ２（湾曲部５の湾曲頂部と端部間の最短水平距離であって、湾曲部５を形成する際の削り込み距離）は、上記の水平距離Ｌ１が所定の距離を確保できていれば特に規定されるものではなく、また、浸漬ノズル６の径や鋳型２の厚みに応じて、適宜、決定されるものである。但し、湾曲部５の湾曲距離Ｌ２は、鋳片の引抜きに際して歪みを受け難くするという観点から、極力小さいほど好ましい。なお、本実施の形態においては、上記の水平距離Ｌ１と湾曲距離Ｌ２の差（Ｌ１−Ｌ２）は、所定の距離未満、例えば４０ｍｍ未満となっている。また、長辺壁２ａの銅板３ａの外側面とステンレス製ボックス４ａの両側面は、平坦に形成されている。
【００１７】
鋳型２内の上部には、図２及び図３に示すように浸漬ノズル６が設けられ、浸漬ノズル６はその下部が鋳型２内の溶鋼８に浸漬している。浸漬ノズル６の側面の下端近傍には、鋳型２内へ斜め下向きに溶鋼８を吐出する吐出孔９が２箇所形成されている。吐出孔９、９は、鋳型２の短辺壁２ｂ側に形成されている。吐出孔９から吐出される吐出流１０には、浸漬ノズル６内を洗浄するために吹き込まれるＡｒガス気泡１１などが含まれている。
【００１８】
鋳型２の長辺壁２ａのステンレス製ボックス４ａ内には、メニスカス１２近傍に、図１〜図３に示すように例えば電磁攪拌コイルなどの一対の電磁攪拌装置２０、２０が設けられている。電磁攪拌装置２０は、ステンレス製ボックス４ａの側面と平行に配置されている。この電磁攪拌装置２０の電磁攪拌により、図４に示すように鋳型２内のメニスカス１２近傍の溶鋼８を水平面内で旋回させて、攪拌流２１を形成することができる。ここで、湾曲領域７は、従来の直線状の壁体で形成される領域よりも湾曲した分、広く形成されているため、従来のように長辺壁と浸漬ノズル間の流れが停滞することなく、攪拌流２１は、長辺壁２ａ及び短辺壁２ｂに沿って浸漬ノズル６回りを旋回する。また、鋳型２を上から見た場合の湾曲部５の湾曲頂部と電磁攪拌装置２０との間の距離Ｄ１は、湾曲部５以外の銅板３ａの内側面と電磁攪拌装置２０との間の距離Ｄ２よりも短くなる。これにより、湾曲領域７の溶鋼８は、攪拌流２１の流路としては狭くなるものの、同時に電磁攪拌装置２０により攪拌され易くなる。
【００１９】
電磁攪拌装置２０の下方には、図２に示すように例えば電磁石などの電磁ブレーキ装置２２が設けられている。電磁ブレーキ装置２２の中心線位置（最大磁束密度の位置）は、浸漬ノズル６の吐出孔９の下方に位置している。電磁ブレーキ装置２２は、図５に示すように鋳型２の長辺壁２ａの外側に設けられている。電磁ブレーキ装置２２は、図５及び図６に示すように、吐出孔９から吐出した直後の溶鋼８の吐出流１０に対して、鋳型２の長辺壁２ａに沿った鋳型幅方向（図５中のＸ方向）に亘ってほぼ一様な磁束密度分布を有する直流磁界２３を、鋳型２の短辺２ｂに沿った鋳型厚み方向（図５中のＹ方向）に付与することができる。この直流磁界２３と吐出孔９から吐出した溶鋼８の吐出流１０によって、図６に示すように、鋳型２の長辺壁２ａに沿った鋳型幅方向（図６中のＸ方向）に誘導電流２４が発生し、この誘導電流２４と直流磁界２３によって、吐出流１０の近傍に吐出流１０と逆向きの対向流２５が形成される。対向流２５は吐出流１０の吐出角度とほぼ同じ角度で浸漬ノズル６に衝突して、浸漬ノズル６に沿ってメニスカス１２まで上昇する。
【００２０】
鋳型２の内側面には、図２及び図３に示すように溶鋼８が冷却されて凝固した凝固シェル２６が形成されている。
【００２１】
本実施の形態にかかる連続鋳造装置１は以上のように構成されており、次にこの連続鋳造装置１を用いた溶鋼８の連続鋳造方法について説明する。
【００２２】
先ず、浸漬ノズル６内にＡｒガスを吹き込みながら、浸漬ノズル６の吐出孔９から鋳型２内に溶鋼８を吐出する。溶鋼８は斜め下方に吐出され、吐出孔９から鋳型２の短辺壁２ｂに向かって吐出流１０が形成される。吐出流１０にはＡｒガス気泡１１が含まれており、Ａｒガス気泡１１は、鋳型２内の溶鋼８中に浮遊する。
【００２３】
浸漬ノズル６から溶鋼８を吐出すると同時に、電磁ブレーキ装置２２を作動させる。この電磁ブレーキ装置２２によって、吐出流１０と逆向きの対向流２５が形成される。この対向流２５は、浸漬ノズル６に衝突して、メニスカス１２へ上昇する。そして、溶鋼８中に浮遊しているＡｒガス気泡１１が、対向流２５に乗ってメニスカス１２近傍まで浮上する。
【００２４】
上述の電磁ブレーキ装置２２の作動と同時に、電磁攪拌装置２０も作動させる。この電磁攪拌装置２０の電磁攪拌により、鋳型２内のメニスカス１２近傍の溶鋼８に攪拌流２１が形成される。そして、対向流２５に乗ってメニスカス１２近傍まで浮上したＡｒガス気泡１１は、攪拌流２１によって旋回し、鋳型２の凝固シェル２６に捕捉されることなく、例えば溶融酸化物を有する連続鋳造パウダー（図示せず）に取り込まれて除去される。
【００２５】
このようにＡｒガス気泡１１が除去された溶鋼８は、その後、固化して鋳片に鋳造される。
【００２６】
以上の実施の形態によれば、鋳型２の長辺壁２ａの上部中央に、湾曲部５が形成され、湾曲部５と浸漬ノズル６間に湾曲領域７が形成された。この湾曲領域７により前記の水平距離Ｌ１が確保されるため、対向流２５に乗って浸漬ノズル６に沿って上昇するＡｒガス気泡１１が拡散しても、Ａｒガス気泡１１はメニスカス１２まで浮上できる。したがって、Ａｒガス気泡１１が鋳型２の長辺壁２ａの凝固シェル２６に捕捉されるのを抑制することができる。また、湾曲領域７により前記の水平距離Ｌ１が確保されるため、この湾曲領域７において、電磁攪拌装置２０により形成される攪拌流２１が流れ易くなる。そうすると、鋳型２の上部においてＡｒガス気泡１１が攪拌され、凝固シェル２６に捕捉されるのをさらに抑制することができる。このようにＡｒガス気泡１１の凝固シェル２６での捕捉を抑制できるので、鋳片に含まれるＡｒガス気泡１１を減少させることができ、鋳片の品質を向上させることができる。
【００２７】
また、湾曲部５は、長辺壁２ａにおける銅板３ａの内側面に形成され、銅板３ａの外側面は平坦面に形成されたので、湾曲部５の湾曲頂部と電磁攪拌装置２０との間の距離Ｄ１は、湾曲部５以外の銅板２ａの内側面と電磁攪拌装置２０との間の距離Ｄ２よりも短くなる。そうすると、湾曲領域７の溶鋼８は、攪拌流２１の流路としては狭くなるものの、同時に攪拌され易くなる。したがって、湾曲領域７の溶鋼８中のＡｒガス気泡１１を鋳型２内で十分に攪拌することができるので、浸漬ノズル６に沿ってＡｒガス気泡１１が浮上しても、湾曲領域７のＡｒガス気泡１１が凝固シェル２６に捕捉されるのをさらに抑制することができる。
【００２８】
また、電磁ブレーキ装置２２によって直流磁場２３を印加し、吐出孔９から鋳型２内に吐出流１０近傍に逆向きの対向流２５が形成される。これによって、吐出流１０中のＡｒガス気泡１１が鋳型２内の溶鋼８に深く進入しなくなる。その結果、鋳片の内部に含まれるＡｒガス気泡１１を減少させることができる。
【実施例１】
【００２９】
以下、本発明の鋼の連続鋳造装置を用いた場合に、溶鋼に含まれるＡｒガス気泡を除去する効果について説明する。本実施例を行うに際し、鋼の連続鋳造装置として、先に図１〜図３に示した連続鋳造装置１を用いた。なお、本実施例においては、Ａｒガス気泡の他、溶鋼中に含まれる介在物の除去効果についても評価を行った。
【００３０】
連続鋳造装置１の鋳型２には、幅が１２００ｍｍ、高さが９００ｍｍ、厚みが２５０ｍｍの鋳型を用いた。鋳型２の下方には、長さが２．５ｍの垂直部（図示せず）と曲げ半径が７．５ｍの曲げ部（図示せず）が上からこの順で設けられている。電磁攪拌装置２０は、高さが１５０ｍｍ、推力１００ｍｍＦｅであり、その上端がメニスカス１２と同一の位置となる位置に設けられている。電磁ブレーキ装置２２は、その中心線位置すなわち最大磁束密度の位置が、メニスカス１２から５００ｍｍ深さとなるように設けられている。溶鋼４には低炭アルミキルド鋼を用い、鋳造速度２ｍ／分（０．０３３ｍ／秒）の条件で鋼の鋳造を行った。浸漬ノズル６には、外径が１５０ｍｍで、内径が９０ｍｍのノズルを用いた。浸漬ノズル６は、その吐出孔８の中心位置がメニスカス１２から３００ｍｍ深さとなる位置に設けられている。浸漬ノズル６には円形の吐出孔８が鋳型２の短辺壁２ｂ側に２箇所に形成されている。吐出孔８の直径は６０ｍｍであり、吐出孔８の吐出角度θは、水平面から下向きに３０度である。
【００３１】
以上の連続鋳造装置１において、鋳型２の湾曲部５の湾曲頂部と浸漬ノズル６間の水平距離Ｌ１として、３０ｍｍ、３５ｍｍ、４０ｍｍ、４５ｍｍ、５０ｍｍの５通りの条件で鋼の鋳造を行った。また、水平距離Ｌ１が３０ｍｍの場合には、湾曲部５の湾曲距離Ｌ２を０ｍｍ、５ｍｍに変化させ、水平距離Ｌ１が３５ｍｍ以上の場合には、水平距離Ｌ１の変化に対応して、湾曲距離Ｌ２を５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍに変化させた。なお、湾曲距離Ｌ２が０ｍｍであるとは、鋳型２の長辺壁２ａに湾曲部５が形成されていない状態をいう。そして、鋳造された鋳片において、その表面から深さ５０ｍｍの表層に含まれる１００μｍ以上の径のＡｒ気泡１１と介在物の個数を計測した。これは、鋳片の表面から深さ５０ｍｍの表層に含まれる１００μｍ以上の径のＡｒ気泡および介在物が、鋳片の品質に影響することを確認しているためである。
【００３２】
以上の条件で鋳造を行った結果を表１に示す。表１中、Ａｒガス気泡個数指標は、水平距離Ｌ１が３０ｍｍであって、湾曲距離Ｌ２が０ｍｍ、すなわち湾曲部５を形成しない場合のＡｒガス気泡の個数を１として、各条件におけるＡｒガス気泡の個数の比率を示している。また、介在物個数指標は、水平距離Ｌ１が３０ｍｍであって、湾曲距離Ｌ２が０ｍｍの場合の介在物の個数を１として、各条件における介在物の個数の比率を示している。
【００３３】
表１を参照すると、水平距離Ｌ１が３０ｍｍである場合には、湾曲距離Ｌ２を５ｍｍにして湾曲部５を形成しても、Ａｒガス気泡個数指標と介在物個数指標は共に１のままであり、Ａｒガス気泡と介在物の個数を減少させることができないことが分かった。また、水平距離Ｌ１が５０ｍｍである場合には、湾曲距離Ｌ２を２０ｍｍにして湾曲部５を形成しても、Ａｒガス気泡個数指標が１に極めて近くなると共に、介在物個数指標が１より大きくなり、Ａｒガス気泡と介在物の個数を十分に減少させることができないことが分かった。
【００３４】
これに対して、水平距離Ｌ１が３５ｍｍ、４０ｍｍ、４５ｍｍであって、湾曲部５を形成した場合には、Ａｒガス気泡個数指数と介在物個数指数が共に１未満となり、Ａｒガス気泡と介在物の個数が減少することが分かった。したがって、本発明の連続鋳造装置を用いて溶鋼を鋳造すると、Ａｒガス気泡と介在物を適切に除去することができ、鋳片の品質を向上できることが分かった。
【００３５】
【表１】
2010110765.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、鋳型内に溶鋼を供給して鋳片を製造する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施の形態にかかる連続鋳造装置の鋳型近傍の構成の概略を示す横断面の説明図である。
【図２】本実施の形態にかかる連続鋳造装置の鋳型近傍の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図３】本実施の形態にかかる連続鋳造装置の鋳型近傍の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図４】電磁攪拌装置を作動させた場合の鋳型上部の溶鋼の流れを示す説明図である。
【図５】電磁ブレーキ装置を作動させた場合の直流磁場を示す説明図である。
【図６】電磁ブレーキ装置を作動させた場合の直流磁場、誘導電流、対向流の流れを示した説明図である。
【図７】従来の連続鋳造装置の鋳型近傍の構成の概略を示す横断面の説明図である。
【図８】従来の連続鋳造装置の鋳型近傍の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図９】従来の連続鋳造装置の鋳型近傍の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    連続鋳造装置
２    鋳型
２ａ  長辺壁
２ｂ  短辺壁
３ａ、３ｂ  銅板
４ａ、４ｂ  ステンレス製ボックス
５    湾曲部
６    浸漬ノズル
７    湾曲領域
８    溶鋼
９    吐出孔
１０  吐出流
１１  Ａｒガス気泡
１２  メニスカス
２０  電磁攪拌装置
２１  攪拌流
２２  電磁ブレーキ装置
２３  直流磁界
２４  誘導電流
２５  対向流
２６  凝固シェル
【図１】
2010110765.tif 000004
【図２】
2010110765.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010110765.tif 000011
【図９】
2010110765.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月22日(2010.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
鋼の連続鋳造装置であって、
一対の長辺壁と一対の短辺壁を備えた溶鋼鋳造用の鋳型と、
前記鋳型内に溶鋼を吐出する浸漬ノズルと、
前記一対の長辺壁に沿って配置され、前記鋳型内の上部の溶鋼を攪拌する電磁攪拌装置と、
前記電磁攪拌装置の下方に配置され、前記鋳型の長辺壁に沿った鋳型幅方向に一様な磁束密度分布を有する直流磁界を、前記鋳型の短辺壁に沿った鋳型厚み方向に付与する電磁ブレーキ装置と、を有し、
前記各長辺壁には、少なくとも前記浸漬ノズルに対向する位置に、前記電磁攪拌装置側に湾曲した湾曲部が形成され、
前記湾曲部と前記浸漬ノズル間との間に形成される湾曲領域における、前記湾曲部の頂部と前記浸漬ノズル間の水平距離は、最短で３５ｍｍ以上であって、かつ最長で５０ｍｍ未満であることを特徴とする、鋼の連続鋳造装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明は、鋼の連続鋳造装置であって、一対の長辺壁と一対の短辺壁を備えた溶鋼鋳造用の鋳型と、前記鋳型内に溶鋼を吐出する浸漬ノズルと、前記一対の長辺壁に沿って配置され、前記鋳型内の上部の溶鋼を攪拌する電磁攪拌装置と、前記電磁攪拌装置の下方に配置され、前記鋳型の長辺壁に沿った鋳型幅方向に一様な磁束密度分布を有する直流磁界を、前記鋳型の短辺壁に沿った鋳型厚み方向に付与する電磁ブレーキ装置と、を有し、前記各長辺壁には、少なくとも前記浸漬ノズルに対向する位置に、前記電磁攪拌装置側に湾曲した湾曲部が形成され、前記湾曲部と前記浸漬ノズル間との間に形成される湾曲領域における、前記湾曲部の頂部と前記浸漬ノズル間の水平距離は、最短で３５ｍｍ以上であって、かつ最長で５０ｍｍ未満であることを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明によれば、鋳型の長辺壁には、少なくとも浸漬ノズルに対向する位置に湾曲部が形成されているので、湾曲部と浸漬ノズル間に湾曲領域を形成することができる。この湾曲領域は、従来の直線状の壁体で形成される領域よりも湾曲した分、広くできるため、浸漬ノズルに沿って上昇する溶鋼中のＡｒガス気泡が拡散できる領域が広くなる。しかしながら、発明者らが調べたところ、単に湾曲領域を形成しただけでは、Ａｒガス気泡が鋳型の長辺壁の凝固シェルに捕捉されるのを抑制できないことが分かった。具体的には、湾曲部の頂部と浸漬ノズル間の水平距離が３５ｍｍ未満であると、湾曲領域において溶鋼が流れ難くなり、溶鋼中のＡｒガス気泡が凝固シェルに捕捉され易くなる。また、前記水平距離が５０ｍｍ以上であると、湾曲領域において溶鋼の均一な流れを確保し難くなって、溶鋼の流速が遅い領域では、溶鋼中のＡｒガス気泡が凝固シェルに捕捉され易くなる。この点、本発明によれば、前記水平距離が最短で３５ｍｍ以上であって、かつ最長で５０ｍｍ未満になるように湾曲領域が形成されるため、浸漬ノズルに沿って上昇する溶鋼中のＡｒガス気泡が拡散しても、Ａｒガス気泡はメニスカスまで浮上できる。したがって、Ａｒガス気泡が鋳型の長辺壁の凝固シェルに捕捉されるのを抑制することができる。また、湾曲領域により前記水平距離を確保できるため、この湾曲領域において、電磁攪拌装置により形成される溶鋼の攪拌流が流れ易くなる。そうすると、鋳型上部においてＡｒガス気泡が攪拌され、凝固シェルに捕捉されるのをさらに抑制することができる。このようにＡｒガス気泡の凝固シェルでの捕捉を抑制できるので、鋳片に含まれるＡｒガス気泡を減少させることができ、鋳片の品質を向上させることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
長辺壁２ａの銅板３ａの内側面の中央部には、ステンレス製ボックス４ａ側に湾曲した湾曲部５が形成されている。湾曲部５は、後述する鋳型２内に設けられた浸漬ノズル６に対向して形成されている。また、湾曲部５は、図２及び図３に示すように銅板３ａの上端から浸漬ノズル６に対向して形成される。湾曲部５の下端は浸漬ノズル６の下端と同じ高さでもよく、また浸漬ノズル６の下端より下方になるように形成されていてもよい。なお、湾曲部５は、例えば銅板３ａの内側面を削ることにより形成される。そして、この湾曲部５と浸漬ノズル６の間に、図１に示すように湾曲領域７が形成される。なお、湾曲部５の湾曲頂部と浸漬ノズル６間の水平距離Ｌ１は、後述するＡｒガス気泡１１が凝固シェルに捕捉されない距離を確保するという観点から、所定の距離以上とすることがよく、３５ｍｍ以上であることがよい。水平距離Ｌ１が３５ｍｍ未満であると、湾曲領域７において溶鋼８が流れ難くなり、溶鋼８中のＡｒガス気泡１１が凝固シェルに捕捉され易くなるためである。また、水平距離Ｌ１は５０ｍｍ未満であることがよい。水平距離Ｌ１が５０ｍｍ以上であると、湾曲領域７において溶鋼８の均一な流れを確保し難くなって、溶鋼８の流速が遅くなり、溶鋼８中のＡｒガス気泡１１が凝固シェルに捕捉され易くなるためである。また、湾曲部５の湾曲距離Ｌ２（湾曲部５の湾曲頂部と端部間の最短水平距離であって、湾曲部５を形成する際の削り込み距離）は、上記の水平距離Ｌ１が所定の距離を確保できていれば特に規定されるものではなく、また、浸漬ノズル６の径や鋳型２の厚みに応じて、適宜、決定されるものである。但し、湾曲部５の湾曲距離Ｌ２は、鋳片の引抜きに際して歪みを受け難くするという観点から、極力小さいほど好ましい。なお、本実施の形態においては、上記の水平距離Ｌ１と湾曲距離Ｌ２の差（Ｌ１−Ｌ２）は、所定の距離未満、例えば４０ｍｍ未満となっている。また、長辺壁２ａの銅板３ａの外側面とステンレス製ボックス４ａの両側面は、平坦に形成されている。
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月22日(2010.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
鋼の連続鋳造装置であって、
一対の長辺壁と一対の短辺壁を備えた溶鋼鋳造用の鋳型と、
前記鋳型内に溶鋼を吐出する浸漬ノズルと、
前記一対の長辺壁に沿って配置され、前記鋳型内の上部の溶鋼を攪拌する電磁攪拌装置と、
前記電磁攪拌装置の下方に配置され、前記鋳型の長辺壁に沿った鋳型幅方向に一様な磁束密度分布を有する直流磁界を、前記鋳型の短辺壁に沿った鋳型厚み方向に付与する電磁ブレーキ装置と、を有し、
前記各長辺壁には、少なくとも前記浸漬ノズルに対向する位置に、前記電磁攪拌装置側に湾曲した湾曲部が形成され、
前記湾曲部と前記浸漬ノズルとの間に形成される湾曲領域における、前記湾曲部の頂部と前記浸漬ノズル間の水平距離は、最短で３５ｍｍ以上であって、かつ最長で５０ｍｍ未満であることを特徴とする、鋼の連続鋳造装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明は、鋼の連続鋳造装置であって、一対の長辺壁と一対の短辺壁を備えた溶鋼鋳造用の鋳型と、前記鋳型内に溶鋼を吐出する浸漬ノズルと、前記一対の長辺壁に沿って配置され、前記鋳型内の上部の溶鋼を攪拌する電磁攪拌装置と、前記電磁攪拌装置の下方に配置され、前記鋳型の長辺壁に沿った鋳型幅方向に一様な磁束密度分布を有する直流磁界を、前記鋳型の短辺壁に沿った鋳型厚み方向に付与する電磁ブレーキ装置と、を有し、前記各長辺壁には、少なくとも前記浸漬ノズルに対向する位置に、前記電磁攪拌装置側に湾曲した湾曲部が形成され、前記湾曲部と前記浸漬ノズルとの間に形成される湾曲領域における、前記湾曲部の頂部と前記浸漬ノズル間の水平距離は、最短で３５ｍｍ以上であって、かつ最長で５０ｍｍ未満であることを特徴としている。