(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型壁に複数の縦方向スリットを形成し、且つその外周に周波数が１００ｋＨｚ以上となる高周波の電磁コイルを設置し、該電磁コイルによる電磁力を初期凝固殻に作用させつつ操業する電磁界鋳造方法において、鋳型と凝固殻の間に粘度が１．２ポイズ以下である溶融モールドパウダーを介在させつつ操業することによって、溶鋼の滲み出しによる鋳片の表面欠陥を防止することを特徴とする電磁界鋳造方法。
【請求項２】
電磁コイルによる磁束密度が６０ガウス以上である請求項１に記載の電磁界鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造によって鋳片を製造する際に、鋳型の外周に電磁コイルを配置して鋳片の初期凝固殻に電磁力を作用させることによって鋳片の表面性状を改善する電磁界鋳造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼の連続鋳造において、連続鋳片の初期凝固部に高周波磁界の電磁力を作用させ、電磁力のピンチ力および加熱効果によって鋳片の表面性状を改善するいわゆる電磁界鋳造方法が知られている。こうした技術として、例えば特公平１−６０３３７号、特開平４−１７８２４７号、「ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ」［vol.5.200(1992) ］等、様々なものが提案されている。
【０００３】
こうした技術について、図面を用いて説明する。図１は従来の電磁界鋳造方法における一般的な装置構成を示す概略説明図であり、図中１は水冷鋳型、２は電磁コイル、３は鋳型壁、４は縦方向スリット、５は浸漬ノズルの夫々を示す。
【０００４】
図示した様に、浸漬ノズル５より溶鋼を供給する水冷鋳型１の鋳型壁３には、所定間隔を開けて複数の縦方向スリット４が形成されているのが一般的であり、こうした構成を採用することによって、鋳型の高周波コイル２によって印加される高周波磁場が鋳片に浸透し易いようにされる。
【０００５】
本発明者らもかねてより、上記の様な電磁界鋳型を用いた鋼の連続鋳造方法について研究を重ねており、その研究の一環として鋳型と凝固殻の間にスラグ化したパウダーが入り易くして高速鋳造が可能な連続鋳造方法（例えば、特開平２−１４７１５０号）や、鋳造速度から規定した磁束密度と周波数を付与することによって、良好な表面性状の鋳片の製造を高速で行なことができる連続鋳造方法（例えば、特開平７−１０９３号）等について提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した様な高周波磁界を利用する電磁界鋳造では、鋳片表面の凹凸の改善に関しては効果が認められるものの、周波数が１００ｋＨｚ以上になると鋳片表層部に集中したジュール熱によって初期凝固殻が溶解してしまい、溶鋼が鋳片表面に滲み出ることがある。こうした現象が生じると、鋳片の表面品質が悪化することになる。
【０００７】
上述した様に、１００ｋＨｚ以上の高周波磁場を使用する電磁界鋳造方法においては、高周波磁場によって誘起される渦電流が初期凝固殻表層部に集中し、初期凝固殻の溶解が生じ、鋳片表面に溶鋼が滲み出して鋳片表面品質が悪化することがある。
【０００８】
本発明はこうした状況の下でなされたものであって、その目的は、初期凝固殻の溶解を防止して溶鋼の滲み出しを防ぎ、良好な表面性状の鋳片を製造することのできる電磁界鋳造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することのできた本発明の電磁界鋳造方法とは、鋳型壁に複数の縦方向スリットを形成し、且つその外周に周波数が１００ｋＨｚ以上となる高周波の電磁コイルを設置し、該電磁コイルによる電磁力を初期凝固殻に作用させつつ操業する電磁界鋳造方法において、鋳型と凝固殻の間に粘度が１．２ポイズ以下である溶融モールドパウダーを介在させつつ操業することによって、溶鋼の滲み出しによる鋳片の表面欠陥を防止する点に要旨を有するものである。上記方法は、電磁コイルによる磁束密度が６０ガウス以上であるときに特に有効である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、上記従来技術における問題を解決するために様々な角度から検討を加えた。そしてまず、次の様な知見が得られた。連続鋳造において鋳型内の溶鋼は鋳型に抜熱されることによって凝固殻が生成するが、その一方で電磁界鋳造では高周波磁場によって誘起された渦電流によって凝固殻にジュール熱が発生する。従って、凝固殻の溶解を防止するには、ジュール熱と凝固殻の溶解熱の差異以上の熱量を鋳型に抜熱してやる必要がある。そして、鋳型への抜熱量は凝固殻と鋳型壁との伝熱抵抗によって規定されることになる。
【００１１】
伝熱抵抗について図面を用いて説明する。図２（「鉄鋼便覧」II製銑・製鋼、第３版、ｐ618 による）は、鋳型と凝固殻の接触部を模式的に示した拡大部であり、図中Ｒ1 〜Ｒ6 は各部分における伝熱抵抗［単位：ｍ2 ・ｈ・℃／ｋｃａｌ］を示したものである。即ち、Ｒ1 〜Ｒ6 は、下に示す様な伝熱抵抗であり、鋳型内の総括伝熱抵抗は、これらの総和として表されるものである。
Ｒ1 ：冷却水と鋳型銅板表面間の伝熱抵抗
Ｒ2 ：鋳型銅板の伝熱抵抗
Ｒ3 ：鋳型と鋳片間の隙間による伝熱抵抗
Ｒ4 ：溶融モールドパウダー膜による伝熱抵抗
Ｒ5 ：凝固殻による伝熱抵抗
Ｒ6 ：溶鋼と凝固殻間の境膜による伝熱抵抗
【００１２】
鋳型内では、注入された溶鋼が鋳型と接触してまず薄い凝固殻を形成する。そして鋳型の上部では凝固殻は鋳型と密着しているが、やがて凝固殻の温度降下と共に凝固殻が収縮して凝固殻は鋳型との間（即ち、鋳型壁と溶融モールドパウダー膜の間）に空隙ができる。
【００１３】
図３（「鉄鋼便覧」II製銑・製鋼、第３版、ｐ618 による）に各部分における伝熱抵抗の計算結果の一例を示すが、鋳型壁と溶融モールドパウダー膜の間に空隙ができると、図３に示す様に伝熱抵抗（特に、伝熱抵抗Ｒ3 ，Ｒ5 ）が極端に大きくなり、凝固殻から鋳型への抜熱が大きく損なわれることになる。
【００１４】
そして本発明者らが、こうした空隙が生じる原因について検討したところ、溶融モールドパウダーの流入不良に起因する膜切れにより生成するものと考えられた。そしてこうした膜切れの発生を防止する為には、溶融モールドパウダーの粘性を低下させてやれば、流入不良による膜切れが防止できることを見出した。
【００１５】
一方、凝固殻に付与されるジュール熱を低減する為には、印加する磁束密度を減少させることが有効であるが、電磁界鋳造方法において鋳片の表面性状を改善するという観点からすれば、一定以上の磁束密度を印加する必要がある。図４は、空芯時の磁束密度と鋳片表面凹凸との関係を示したものであるが、この図から明らかな様に、表面凹凸を解消する為には、６０ガウス（GAUSS)以上の磁束密度を付与する必要があることがわかる。従って、鋳片表面の凹凸を解消しつつ凝固殻の溶解を防止する為には、磁束密度が６０ガウス以上で凝固殻の溶解を防止できる条件（溶融モールドパウダーの粘度の範囲）を見つけ出す必要がある。
【００１６】
本発明者らは、こうした観点から溶融モールドパウダーの粘性を種々変更した調査を詳細に行ない、磁束密度が６０ガウスにおいては溶融モールドパウダーの粘度を１．２ポイズ以下にすれば、凝固殻の溶解が防止できることを見出し、本発明を完成した。尚本発明は上述の如く、溶融モールドパウダーの粘度を１．２ポイズ以下にして操業するものであるが、上記趣旨から明らかな様に磁束密度が６０ガウス以上で大きくなるに応じて、溶融モールドパウダーの粘性を適切に調整する必要があるのは言う迄もない。
【００１７】
以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００１８】
【実施例】
下記表１に示す化学成分組成の溶鋼（中炭素鋼）を、溶融モールドパウダーの粘度を調整しつつ下記表２の鋳造条件で連続鋳造を行なった。そして溶鋼の滲み出しによる鋳片表面欠陥発生率低減に対して溶融モールドパウダーの粘度が与える影響について調査した。
【００１９】
【表１】
0004064542.tif 000002
【００２０】
【表２】
0004064542.tif 000003
【００２１】
その結果を図５（溶融モールドパウダーの粘度と表面欠陥発生率との関係を示すグラフ）に示すが、溶融モールドパウダーの粘度を１．２ポイズ以下とすることによって、溶鋼の滲み出しによる鋳片表面欠陥を完全に防止できることがわかる。
【００２２】
【本発明の効果】
本発明は以上の様に構成されており、初期凝固殻の溶解を防止して溶鋼の滲み出し、良好な表面性状の鋳片を製造することのできる電磁界鋳造方法が実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電磁界鋳造方法における一般的な装置構成を示す概略説明図である。
【図２】鋳型と凝固殻の接触部を模式的に示した拡大部である。
【図３】各部分における伝熱抵抗の計算結果の一例を示すグラフである。
【図４】空芯時の磁束密度と鋳片表面凹凸との関係を示したグラフである。
【図５】溶融モールドパウダーの粘度と表面欠陥発生率との関係を示すグラフである。
【図１】
0004064542.tif 000004
【図２】
0004064542.tif 000005
【図３】
0004064542.tif 000006
【図４】
0004064542.tif 000007
【図５】
0004064542.tif 000008