(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速がモールドパウダー巻き込み臨界流速を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を介在物付着臨界流速以上でモールドパウダー巻込み臨界流速以下の範囲に制御し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が介在物付着臨界流速未満の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように、下記の（１）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加して、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を介在物付着臨界流速以上でモールドパウダー巻込み臨界流速以下の範囲に制御することを特徴とする、鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数１】
0004380171.tif 000024
但し、（１）式において、Ｒは溶鋼と磁場との相対速度、γは装置毎に決まる定数、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）、ｆは移動磁場発生装置への投入電流周波数である。
【請求項２】
スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速がモールドパウダー巻き込み臨界流速を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を介在物付着臨界流速以上でモールドパウダー巻込み臨界流速以下の範囲に制御し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が介在物付着臨界流速未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように、下記の（２）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を介在物付着臨界流速以上でモールドパウダー巻込み臨界流速以下の範囲に制御することを特徴とする、鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数２】
0004380171.tif 000025
但し、（２）式において、Ａv は鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示し、移動磁場を印加しないで鋳造したときの溶鋼表面流速を分母とし、磁束密度Ｂで移動磁場を印加したときの溶鋼表面流速を分子としたときの比、εは係数、Ｌは移動磁場の移動速度、Ｕ0は浸漬ノズル吐出口からの溶鋼吐出流の線速度の鋳型幅方向に沿った平均値（ｍ／秒）、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）である。
【請求項３】
浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、下記の（３）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数３】
0004380171.tif 000026
但し、（３）式において、Ｒv は鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示し、移動磁場を印加しないで鋳造したときの溶鋼表面流速を分母とし、磁束密度Ｂで移動磁場を印加したときの溶鋼表面流速を分子としたときの比、βは係数、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）、Ｖ0は浸漬ノズル吐出口からの溶鋼吐出流の線速度（ｍ／秒）である。
【請求項４】
前記モールドパウダー巻き込み臨界流速を０．３２ｍ／秒とし、前記介在物付着臨界流速を０．２０ｍ／秒とすることを特徴とする、請求項１ないし請求項３の何れか１つに記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項５】
スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速がモールドパウダー巻き込み臨界流速を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を介在物付着臨界流速以上でモールドパウダー巻込み臨界流速以下の範囲に制御し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が介在物付着臨界流速未満で且つ湯面皮張り臨界流速以上の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を介在物付着臨界流速以上でモールドパウダー巻込み臨界流速以下の範囲に制御し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が湯面皮張り臨界流速未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を介在物付着臨界流速以上でモールドパウダー巻込み臨界流速以下の範囲に制御することを特徴とする、鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項６】
鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、下記の（１）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とする、請求項５に記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数４】
0004380171.tif 000027
但し、（１）式において、Ｒは溶鋼と磁場との相対速度、γは装置毎に決まる定数、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）、ｆは移動磁場発生装置への投入電流周波数である。
【請求項７】
浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、下記の（２）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数５】
0004380171.tif 000028
但し、（２）式において、Ａv は鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示し、移動磁場を印加しないで鋳造したときの溶鋼表面流速を分母とし、磁束密度Ｂで移動磁場を印加したときの溶鋼表面流速を分子としたときの比、εは係数、Ｌは移動磁場の移動速度、Ｕ0は浸漬ノズル吐出口からの溶鋼吐出流の線速度の鋳型幅方向に沿った平均値（ｍ／秒）、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）である。
【請求項８】
浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、下記の（３）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とする、請求項５ないし請求項７の何れか１つに記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数６】
0004380171.tif 000029
但し、（３）式において、Ｒv は鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示し、移動磁場を印加しないで鋳造したときの溶鋼表面流速を分母とし、磁束密度Ｂで移動磁場を印加したときの溶鋼表面流速を分子としたときの比、βは係数、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）、Ｖ0は浸漬ノズル吐出口からの溶鋼吐出流の線速度（ｍ／秒）である。
【請求項９】
前記モールドパウダー巻き込み臨界流速を０．３２ｍ／秒とし、前記介在物付着臨界流速を０．２０ｍ／秒とし、前記湯面皮張り臨界流速を０．１０ｍ／秒とすることを特徴とする、請求項５ないし請求項８の何れか１つに記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項１０】
スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が、モールドパウダーの巻き込みが最も少なく且つ凝固シェルへの介在物の付着が最も少ない最適流速値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が前記最適流速値未満の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように、下記の（１）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加することを特徴とする、鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数７】
0004380171.tif 000030
但し、（１）式において、Ｒは溶鋼と磁場との相対速度、γは装置毎に決まる定数、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）、ｆは移動磁場発生装置への投入電流周波数である。
【請求項１１】
スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が、モールドパウダーの巻き込みが最も少なく且つ凝固シェルへの介在物の付着が最も少ない最適流速値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が前記最適流速値未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように、下記の（２）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加することを特徴とする、鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数８】
0004380171.tif 000031
但し、（２）式において、Ａv は鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示し、移動磁場を印加しないで鋳造したときの溶鋼表面流速を分母とし、磁束密度Ｂで移動磁場を印加したときの溶鋼表面流速を分子としたときの比、εは係数、Ｌは移動磁場の移動速度、Ｕ0は浸漬ノズル吐出口からの溶鋼吐出流の線速度の鋳型幅方向に沿った平均値（ｍ／秒）、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）である。
【請求項１２】
前記最適流速値を０．２５ｍ／秒とすることを特徴とする、請求項１０又は請求項１１に記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項１３】
スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が、モールドパウダーの巻き込みが最も少なく且つ凝固シェルへの介在物の付着が最も少ない最適流速値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が前記最適流速値未満で且つ湯面皮張り臨界流速以上の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が湯面皮張り臨界流速未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加することを特徴とする、鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項１４】
前記最適流速値を０．２５ｍ／秒とし、前記湯面皮張り臨界流速を０．１０ｍ／秒とすることを特徴とする、請求項１３に記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項１５】
浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を制御する際に、浸漬ノズルから鋳型幅の１／４の距離だけ鋳型短辺側に離れた鋳片厚み中央位置における溶鋼湯面の溶鋼流速を、鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示したときに、−０．０７ｍ／秒から０．０５ｍ／秒の範囲内とすることを特徴とする、請求項１ないし請求項１４の何れか１つに記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項１６】
移動磁場の印加に当たり、下記の（４）式によって磁場を印加しない状態での鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速を推定し、推定した溶鋼流速に基づいて所定の移動磁場を印加することを特徴とする、請求項１ないし請求項１５の何れか１つに記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数９】
0004380171.tif 000032
但し、（４）式において、ｕは鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速即ち溶鋼表面流速（ｍ／秒）、ｋは係数、ρは溶鋼の密度（ｋｇ／ｍ3 ）、ＱL は単位時間当たりの溶鋼注入量（ｍ3／秒）、Ｖe は溶鋼吐出流が鋳型短辺面と衝突する時の速度（ｍ／秒）、θは溶鋼吐出流が鋳型短辺面と衝突する位置における水平となす角度（ｄｅｇ）、Ｄは溶鋼吐出流が鋳型短辺面に衝突する位置から鋳型内溶鋼湯面までの距離（ｍ）である。
【請求項１７】
鋳造中に前記（４）式を用いて鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速を繰り返し推定し、その都度、推定した溶鋼流速に基づいて所定の移動磁場を印加することを特徴とする、請求項１６に記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項１８】
スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳造条件から得られる下記の（５）式に示すＦ値がモールドパウダー巻き込み臨界Ｆ値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が介在物付着臨界Ｆ値未満の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように、下記の（１）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加することを特徴とする、鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数１０】
0004380171.tif 000033
但し、（１）式において、Ｒは溶鋼と磁場との相対速度、γは装置毎に決まる定数、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）、ｆは移動磁場発生装置への投入電流周波数である。また、（５）式において、ρは溶鋼の密度（ｋｇ／ｍ3 ）、ＱL は単位時間当たりの溶鋼注入量（ｍ3／秒）、Ｖe は溶鋼吐出流が鋳型短辺面と衝突する時の速度（ｍ／秒）、θは溶鋼吐出流が鋳型短辺面と衝突する位置における水平となす角度（ｄｅｇ）、Ｄは溶鋼吐出流が鋳型短辺面に衝突する位置から鋳型内溶鋼湯面までの距離（ｍ）である。
【請求項１９】
スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳造条件から得られる下記の（５）式に示すＦ値がモールドパウダー巻き込み臨界Ｆ値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が介在物付着臨界Ｆ値未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように、下記の（２）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加することを特徴とする、鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数１１】
0004380171.tif 000034
但し、（２）式において、Ａv は鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示し、移動磁場を印加しないで鋳造したときの溶鋼表面流速を分母とし、磁束密度Ｂで移動磁場を印加したときの溶鋼表面流速を分子としたときの比、εは係数、Ｌは移動磁場の移動速度、Ｕ0は浸漬ノズル吐出口からの溶鋼吐出流の線速度の鋳型幅方向に沿った平均値（ｍ／秒）、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）である。また、（５）式において、ρは溶鋼の密度（ｋｇ／ｍ3 ）、ＱL は単位時間当たりの溶鋼注入量（ｍ3／秒）、Ｖe は溶鋼吐出流が鋳型短辺面と衝突する時の速度（ｍ／秒）、θは溶鋼吐出流が鋳型短辺面と衝突する位置における水平となす角度（ｄｅｇ）、Ｄは溶鋼吐出流が鋳型短辺面に衝突する位置から鋳型内溶鋼湯面までの距離（ｍ）である。
【請求項２０】
浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、下記の（３）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とする、請求項１８又は請求項１９に記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数１２】
0004380171.tif 000035
但し、（３）式において、Ｒv は鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示し、移動磁場を印加しないで鋳造したときの溶鋼表面流速を分母とし、磁束密度Ｂで移動磁場を印加したときの溶鋼表面流速を分子としたときの比、βは係数、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）、Ｖ0は浸漬ノズル吐出口からの溶鋼吐出流の線速度（ｍ／秒）である。
【請求項２１】
前記モールドパウダー巻き込み臨界Ｆ値を４．３とし、前記介在物付着臨界Ｆ値を２．７とすることを特徴とする、請求項１８ないし請求項２０の何れか１つに記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項２２】
スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳造条件から得られる下記の（５）式に示すＦ値がモールドパウダー巻き込み臨界Ｆ値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が介在物付着臨界Ｆ値未満で且つ湯面皮張り臨界Ｆ値以上の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が湯面皮張り臨界Ｆ値未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加することを特徴とする、鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数１３】
0004380171.tif 000036
但し、（５）式において、ρは溶鋼の密度（ｋｇ／ｍ3 ）、ＱL は単位時間当たりの溶鋼注入量（ｍ3 ／秒）、Ｖe は溶鋼吐出流が鋳型短辺面と衝突する時の速度（ｍ／秒）、θは溶鋼吐出流が鋳型短辺面と衝突する位置における水平となす角度（ｄｅｇ）、Ｄは溶鋼吐出流が鋳型短辺面に衝突する位置から鋳型内溶鋼湯面までの距離（ｍ）である。
【請求項２３】
鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、下記の（１）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とする、請求項２２に記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数１４】
0004380171.tif 000037
但し、（１）式において、Ｒは溶鋼と磁場との相対速度、γは装置毎に決まる定数、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）、ｆは移動磁場発生装置への投入電流周波数である。
【請求項２４】
浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、下記の（２）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とする、請求項２２又は請求項２３に記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数１５】
0004380171.tif 000038
但し、（２）式において、Ａv は鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示し、移動磁場を印加しないで鋳造したときの溶鋼表面流速を分母とし、磁束密度Ｂで移動磁場を印加したときの溶鋼表面流速を分子としたときの比、εは係数、Ｌは移動磁場の移動速度、Ｕ0は浸漬ノズル吐出口からの溶鋼吐出流の線速度の鋳型幅方向に沿った平均値（ｍ／秒）、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）である。
【請求項２５】
浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、下記の（３）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とする、請求項２２ないし請求項２４の何れか１つに記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数１６】
0004380171.tif 000039
但し、（３）式において、Ｒv は鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示し、移動磁場を印加しないで鋳造したときの溶鋼表面流速を分母とし、磁束密度Ｂで移動磁場を印加したときの溶鋼表面流速を分子としたときの比、βは係数、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）、Ｖ0は浸漬ノズル吐出口からの溶鋼吐出流の線速度（ｍ／秒）である。
【請求項２６】
前記モールドパウダー巻き込み臨界Ｆ値を４．３とし、前記介在物付着臨界Ｆ値を２．７とし、前記湯面皮張り臨界Ｆ値を１．４とすることを特徴とする、請求項２２ないし請求項２５の何れか１つに記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項２７】
スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳造条件から得られる下記の（５）式に示すＦ値が、モールドパウダーの巻き込みが最も少なく且つ凝固シェルへの介在物の付着が最も少ない最適流速値に対応する最適Ｆ値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が最適Ｆ値未満の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように、下記の（１）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加することを特徴とする、鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数１７】
0004380171.tif 000040
但し、（１）式において、Ｒは溶鋼と磁場との相対速度、γは装置毎に決まる定数、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）、ｆは移動磁場発生装置への投入電流周波数である。また（５）式において、ρは溶鋼の密度（ｋｇ／ｍ3 ）、ＱL は単位時間当たりの溶鋼注入量（ｍ3／秒）、Ｖe は溶鋼吐出流が鋳型短辺面と衝突する時の速度（ｍ／秒）、θは溶鋼吐出流が鋳型短辺面と衝突する位置における水平となす角度（ｄｅｇ）、Ｄは溶鋼吐出流が鋳型短辺面に衝突する位置から鋳型内溶鋼湯面までの距離（ｍ）である。
【請求項２８】
スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳造条件から得られる下記の（５）式に示すＦ値が、モールドパウダーの巻き込みが最も少なく且つ凝固シェルへの介在物の付着が最も少ない最適流速値に対応する最適Ｆ値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が最適Ｆ値未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように、下記の（２）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加することを特徴とする、鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数１８】
0004380171.tif 000041
但し、（２）式において、Ａv は鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示し、移動磁場を印加しないで鋳造したときの溶鋼表面流速を分母とし、磁束密度Ｂで移動磁場を印加したときの溶鋼表面流速を分子としたときの比、εは係数、Ｌは移動磁場の移動速度、Ｕ0は浸漬ノズル吐出口からの溶鋼吐出流の線速度の鋳型幅方向に沿った平均値（ｍ／秒）、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）である。また、（５）式において、ρは溶鋼の密度（ｋｇ／ｍ3 ）、ＱL は単位時間当たりの溶鋼注入量（ｍ3／秒）、Ｖe は溶鋼吐出流が鋳型短辺面と衝突する時の速度（ｍ／秒）、θは溶鋼吐出流が鋳型短辺面と衝突する位置における水平となす角度（ｄｅｇ）、Ｄは溶鋼吐出流が鋳型短辺面に衝突する位置から鋳型内溶鋼湯面までの距離（ｍ）である。
【請求項２９】
前記最適Ｆ値を３．４とすることを特徴とする、請求項２７又は請求項２８に記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項３０】
スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳造条件から得られる下記の（５）式に示すＦ値が、モールドパウダーの巻き込みが最も少なく且つ凝固シェルへの介在物の付着が最も少ない最適流速値に対応する最適Ｆ値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が最適Ｆ値未満で且つ湯面皮張り臨界Ｆ値以上の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が湯面皮張り臨界Ｆ値未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加することを特徴とする、鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【数１９】
0004380171.tif 000042
但し、（５）式において、ρは溶鋼の密度（ｋｇ／ｍ3 ）、ＱL は単位時間当たりの溶鋼注入量（ｍ3 ／秒）、Ｖe は溶鋼吐出流が鋳型短辺面と衝突する時の速度（ｍ／秒）、θは溶鋼吐出流が鋳型短辺面と衝突する位置における水平となす角度（ｄｅｇ）、Ｄは溶鋼吐出流が鋳型短辺面に衝突する位置から鋳型内溶鋼湯面までの距離（ｍ）である。
【請求項３１】
前記最適Ｆ値を３．４とし、前記湯面皮張り臨界Ｆ値を１．４とすることを特徴とする、請求項３０に記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項３２】
浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を制御する際に、浸漬ノズルから鋳型幅の１／４の距離だけ鋳型短辺側に離れた鋳片厚み中央位置における溶鋼湯面の溶鋼流速を、鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示したときに、−０．０７ｍ／秒から０．０５ｍ／秒の範囲内とすることを特徴とする、請求項１８ないし請求項３１の何れか１つに記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項３３】
鋳造中に前記（５）式を用いてＦ値を繰り返し算出し、その都度、算出したＦ値に基づいて所定の移動磁場を印加することを特徴とする、請求項１８ないし請求項３２の何れか１つに記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項３４】
鋳造条件として、鋳片厚み、鋳片幅、鋳造速度、溶鋼流出孔内への不活性ガス吹き込み量、及び浸漬ノズル形状の少なくとも５つの条件を取得する第１の工程と、取得した鋳造条件に基づいて鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速を算出する第２の工程と、算出して得られた溶鋼流速をモールドパウダー巻込み臨界流速、介在物付着臨界流速及び湯面皮張り臨界流速と比較し、得られた溶鋼流速が、モールドパウダー巻込み臨界流速を超えているか否か、介在物付着臨界流速より低いか否か、及び湯面皮張り臨界流速より低いか否か、を判定する第３の工程と、得られた溶鋼流速がモールドパウダー巻込み臨界流速を超えている場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、得られた溶鋼流速が介在物付着臨界流速未満で且つ湯面皮張り臨界流速以上の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加し、得られた溶鋼流速が湯面皮張り臨界流速未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加する第４の工程と、を備え、スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に所定の移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御することを特徴とする、鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項３５】
前記第１の工程から第４の工程を鋳造中に繰り返し実施し、その時点の鋳造条件に対して最適な移動磁場を印加することを特徴とする、請求項３４に記載の鋳型内溶鋼の流動制御方法。
【請求項３６】
スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する装置であって、鋳造条件として、鋳片厚み、鋳片幅、鋳造速度、溶鋼流出孔内への不活性ガス吹き込み量、及び浸漬ノズル形状の少なくとも５つの条件を取得する鋳造条件取得手段と、取得した鋳造条件に基づいて鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速を算出する演算出手段と、算出して得られた溶鋼流速をモールドパウダー巻込み臨界流速、介在物付着臨界流速及び湯面皮張り臨界流速と比較し、得られた溶鋼流速が、モールドパウダー巻込み臨界流速を超えているか否か、介在物付着臨界流速より低いか否か及び湯面皮張り臨界流速より低いか否か、を判定する判定手段と、得られた溶鋼流速がモールドパウダー巻込み臨界流速を超えている場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、得られた溶鋼流速が介在物付着臨界流速未満で且つ湯面皮張り臨界流速以上の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加し、得られた溶鋼流速が湯面皮張り臨界流速未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加する制御手段と、該制御手段からの出力に基づいて所定の移動磁場を発生する移動磁場発生装置と、を備えていることを特徴とする、鋳型内溶鋼の流動制御装置。
【請求項３７】
請求項１ないし請求項３５の何れか１つに記載の流動制御方法により鋳型内溶鋼の流動制御を行いながら、タンディッシュ内の溶鋼を鋳型内に注入し、鋳型内で生成した凝固シェルを下方に引き抜いてスラブ鋳片を製造することを特徴とする、連続鋳造鋳片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラブ連続鋳造機における鋳型内溶鋼の流動制御方法及び流動制御装置、並びにそれを利用したスラブ鋳片の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スラブ連続鋳造機により鋳造される鋼のスラブ鋳片（以下、単に「鋳片」とも記す）に要求される品質の１つとして、鋳片表層の介在物量が少ないことが挙げられる。鋳片表層に捕り込まれる介在物には、（１）：Ａｌなどによる溶鋼の脱酸工程で発生し、溶鋼中に懸濁している脱酸生成物、（２）：タンディッシュや浸漬ノズルで溶鋼内に吹き込まれるＡｒガス気泡、（３）：鋳型内溶鋼湯面上に散布したモールドパウダーが溶鋼中に巻込まれて懸濁したものなどがある。これらは何れも鉄鋼製品において表面欠陥となるため、何れも少なくすることが重要である。
【０００３】
この内、脱酸生成物やＡｒガス気泡を低減する手段として、鋳型内の溶鋼に移動磁場を印加し、鋳型内溶鋼を水平方向に回転させ、溶鋼界面における溶鋼流速を付与して凝固界面を洗浄させ、介在物の捕捉を防止する方法が、広く行なわれている。鋳型内溶鋼を水平方向に回転させるための具体的な磁場の印加方法は、鋳型の長辺方向に沿って水平に移動する磁界を、相対する長辺面に沿ってそれぞれ相反する向きに移動させ、凝固界面に沿って水平方向に回転するような溶鋼流動を誘起させる印加方法であり、本稿においては、この印加方法を「EMRS」、「EMRSモード」或いは「EMRSモードによる磁場印加」と記すこととする（EMRS:electromagnetic rotative stirring）。この技術の例としては、例えば特許文献１や特許文献２などが挙げられる。
【０００４】
しかしながら、EMRSのモードによる磁場印加では鋳型内の溶鋼湯面にも旋回流が付与されるので、鋳造速度を増した場合には、浸漬ノズルから吐出される溶鋼流速自体が増加し、鋳型内の溶鋼湯面位置の溶鋼流速も速くなるため、この状態でEMRSモードで印加すると、鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が更に増大し、モールドパウダーの巻込みを発生させることがあった。
【０００５】
一方、モールドパウダーの巻き込みは、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速が速い場合に発生することから、これを低減する手段として、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加させ、それによって鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を減速させる方法が適用されている。浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるための具体的な磁場の印加方法は、鋳型の長辺方向に沿って水平に移動する磁界を、鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向かう方向、即ち、浸漬ノズルの吐出方向と反対方向に移動させ、溶鋼吐出流に制動力を与えるような溶鋼流動を誘起させる印加方法であり、本稿においては、この印加方法を「EMLS」、「EMLSモード」或いは「EMLSモードによる磁場印加」と記すこととする（EMLS:electromagnetic level stabilizer/slowing-down）。EMLSのモードで磁場を印加した場合には、鋳造速度が速い場合、即ち単位時間当たりの溶鋼注入量が多い場合でも、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を減衰させることが可能なため、モールドパウダーの巻込みが防止される。この技術の例としては、例えば特許文献３や特許文献４などが挙げられる。
【０００６】
しかしながら、鋳造速度が速くなく、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流によるモールドパウダーの巻込みが生じないような鋳造条件では、凝固界面に沿った溶鋼流速も小さいため、この状態でEMLSモードで印加すると、凝固界面に沿った溶鋼流れが更に減速し、脱酸生成物やＡｒガス気泡が付着し易くなることがあった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−３２９５９４号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平５−３２９５９６号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開昭６３−１６８４０号公報
【００１０】
【特許文献４】
特開昭６３−１６８４１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のEMLSモード若しくはEMRSモードの何れか一方による鋳型内溶鋼流動制御方法では、広い鋳造速度範囲に亘って常に良好な表面品質の鋳片を得ることが難しいと云う問題点があった。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、鋼の連続鋳造において、どのような鋳造速度であっても鋳片表層の介在物量が少なく、品質の良好な鋳片を得ることを可能とする、鋳型内溶鋼の流動制御方法及び流動制御装置を提供すること、並びに、それを利用した連続鋳造鋳片の製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った。以下に検討内容を詳説する。
【００１４】
先ず、従来の問題点を整理した。その結果、鋳造速度の高速側ではEMRSモードによる磁場印加の効果が減少し、逆に、鋳造速度の低速側ではEMLSモードによる磁場印加の効果が減少することが判明した。
【００１５】
ここで、鋳型内のモールドパウダー巻込みなどの現象に対して移動磁場印加要否の判定を行うにあたり、鋳型内溶鋼湯面のどの位置の溶鋼流速で判定するべきかを検討した。そのため、鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速を調査した。その結果を図１に示す。図１は、鋳片厚みが２２０ｍｍ、鋳片幅が１０００ｍｍのスラブ鋳片を、表１に示すケース１〜３の３種類の鋳造条件で鋳造したときの、鋳型厚み中央部即ち鋳片厚み中央部の鋳型幅方向に沿った鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速のプロファイルを、数値流体シミュレーションによって求めた結果を示す図である。この場合、ケース１〜３は、共に磁場が印加されていない。又、図１には、実機において、ケース２及びケース３の鋳造条件で鋳型幅方向の異なる３点で溶鋼湯面における溶鋼流速を実測した結果を併せて示す。図中、符号●がケース２で、符号○がケース３である。実機における溶鋼流速の測定は、Ｍｏ−ＺｒＯ2 サーメットの細棒を、棒の上端を回動支点として鋳型内溶鋼湯面に浸漬し、この細棒が溶鋼流から抗力を受けて傾く角度から力の釣合い計算によって溶鋼流速を求める方法で行った（鉄と鋼，86(2000)，p271参照）。尚、表１には後述するＦ値を併せて示す。
【００１６】
【表１】
0004380171.tif 000002
【００１７】
図１に示すように、数値流体シミュレーションの結果と実機の流速測定結果とは良く一致しており、数値シミュレーション結果によれば、鋳型幅方向における溶鋼湯面流速は、鋳型短辺から５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度離れた位置（以下、「鋳型短辺近傍」と記す）で最も速くなることが分かる。又、鋳造速度即ち溶鋼の時間当たり鋳造流量を増減すれば、鋳型短辺近傍の溶鋼湯面流速はそれに比例して増減し、同様に鋳型幅方向の他の位置の溶鋼流速も増減することが分かる。このように、鋳型内溶鋼湯面における鋳型短辺近傍の溶鋼流速は、鋳造条件によって大きく変化するので、鋳型内の溶鋼流動の強さを知るための指標となり得ることが分かる。従って、磁場を印加しない状態において、鋳型短辺近傍の鋳型内湯面溶鋼流速を指標とすることで、移動磁場印加要否の判定を行うことが十分に可能であるとの知見を得た。
【００１８】
EMRSのモードで印加した場合、一般的に凝固界面における溶鋼流速を増大させるほど、EMRSの洗浄効果による介在物付着防止効果が大きいことが知られている。即ち、EMRSにより凝固界面での流速を増加させるほど、凝固シェルに捕捉される介在物の大きさ及びその個数が減少することが知られている。そこで、本発明者等は、鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速を変更させた試験を行い、凝固シェルに捕捉される介在物量を測定して介在物が付着しない臨界流速（以下、「介在物付着臨界流速」と記す）を調査した。その結果、鋳型内溶鋼湯面における鋳型短辺近傍の溶鋼流速を０．２０ｍ／秒以上に維持すれば、一般的な鉄鋼製品の表面欠陥の原因となる直径１００μｍ以上の介在物は凝固シェルに捕捉されないことを確認した。即ち、介在物付着臨界流速は、０．２０ｍ／秒であることを確認した。
【００１９】
但し、鋳造速度が低速で、浸漬ノズルからの溶鋼吐出量が少ない場合には、本来、鋳型内溶鋼湯面への新しい溶鋼（タンディッシュから供給された直後の温度の高い溶鋼）の供給量は少なくなる。EMRSでは、溶鋼を水平に旋回させるため、鋳型内溶鋼湯面近傍の溶鋼の更新を促進させる効果は少なく、逆に、鋳型内溶鋼湯面における溶鋼の均一な温度低下を促進させる。従って、鋳造速度が或る限度以下に低い場合には、鋳型内溶鋼湯面における皮張りの発生、及び、それに伴うパウダー噛み込みが生じる恐れがある。
【００２０】
そこで、本発明者等は、鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速を変化させた試験を行い、皮張り発生の臨界流速（以下、「湯面皮張り臨界流速」と記す）を調査した。その結果、鋳型内溶鋼湯面における鋳型短辺近傍の溶鋼流速が０．１０ｍ／秒未満の場合には、EMRSモードによって磁場を印加しても、鋳型内溶鋼湯面で皮張りを誘発する傾向が高いことが分かった。即ち、湯面皮張り臨界流速は０．１０ｍ／秒であることを確認した。
【００２１】
このような場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加することが好ましい。吐出流に加速力を与え、吐出流速を加速させることにより、吐出流が鋳型短辺に衝突した後の鋳型内溶鋼湯面への上昇溶鋼量が増大し、鋳型内溶鋼湯面における溶鋼の更新が促進されると共に、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速も加速されるので、皮張りの防止と介在物の付着防止とを両立させることができる。
【００２２】
浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるための具体的な磁場の印加方法は、鋳型の長辺方向に沿って水平に移動する磁界を浸漬ノズル側から鋳型短辺側に向かう方向、即ち、浸漬ノズルの吐出方向と同一方向に移動させ、溶鋼吐出流に加速力を与えるような溶鋼流動を誘起させる印加方法であり、本稿においては、この印加方法を「EMLA」、「EMLAモード」或いは「EMLAモードによる磁場印加」と記すこととする（EMLA:electromagnetic level accelerating ）。
【００２３】
このEMLAモードによる磁場印加により、吐出流が加速されるため、吐出流が鋳片短辺面に衝突し、その後短辺面に沿って上下に分岐し、上側に分岐したものは溶鋼湯面で鋳型短辺側から浸漬ノズル側へ向かう溶鋼表面流となり、結果的に「吐出流→短辺側上昇流→溶鋼表面流→吐出流に合流」という循環流を形成する。本発明者等は、この循環流は、長辺面の凝固界面においては、介在物の付着防止のために十分な流速を持ち得ることを確認した。従って、凝固シェルへの介在物の付着を防止するための手段として、上記のEMRSの代替としてEMLAを用いることも可能である。
【００２４】
一方、モールドパウダーの巻込みは、鋳型内の溶鋼湯面における溶鋼流速が増大するほど発生することが知られており、従って、本発明者等は鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速を変化させた試験を行い、モールドパウダーの巻き込み臨界流速（以下、「モールドパウダー巻き込み臨界流速」と記す）を調査した。その結果、鋳型内溶鋼湯面における鋳型短辺近傍の溶鋼流速が０．３２ｍ／秒を越えるとモールドパウダーの巻き込みが発生することを確認した。即ち、モールドパウダー巻き込み臨界流速は、０．３２ｍ／秒であることを確認した。
【００２５】
又、鋳型内の溶鋼湯面における溶鋼流速がモールドパウダー巻き込み臨界流速と介在物付着臨界流速との間であれば、鋳片の品質は安定するが、特に、鋳型短辺近傍の溶鋼流速が０．２５ｍ／秒のときに、モールドパウダーの巻き込みが最も少なく且つ凝固シェルへの介在物の付着が最も少ないことを確認した。換言すれば、鋳型内の溶鋼湯面における鋳型短辺近傍の溶鋼流速を０．２５ｍ／秒に維持することが好ましいことを確認した。以下、本発明では品質的に最も好ましいこの流速値を「最適流速値」と称する。
【００２６】
これらの結果から、溶鋼流速の境界値を設け、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速がモールドパウダー巻き込み臨界流速より速い場合には、EMLSのモードで印加してモールドパウダーの巻込みを防止し、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速が介在物付着臨界流速より遅い場合には、EMRSのモード又はEMLAのモードで印加して、凝固界面における溶鋼流速を維持して介在物の付着を防止することにより、広い鋳造速度範囲に亘って良好な表面品質の鋳片を鋳造することができるとの知見を得た。更に、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速が湯面皮張り臨界流速未満の場合には、EMLAのモードで印加して、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼を更新させると同時に鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速を維持することにより、広い鋳造速度範囲に亘り、より一層良好な表面品質の鋳片を鋳造することができるとの知見を得た。
【００２７】
又、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速が最適流速値とモールドパウダー巻き込み臨界流速との間であっても、EMLSのモードで印加することによって溶鋼表面流速を最適流速値に近づけることにより、より一層良好な表面品質の鋳片を鋳造することができること、同様に、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速が介在物付着臨界流速と最適流速値との間であっても、EMRSのモード又はEMLAのモードで印加することによって溶鋼表面流速を最適流速値に近づけることにより、より一層良好な表面品質の鋳片を鋳造することができるとの知見を得た。
【００２８】
磁場を印加しない状態における鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を求める手段として種々の方法があるが、この場合に、手嶋等（鉄と鋼，79(1993)，p576）が提案した、鋳型内の湯面変動を表す実験式である湯面波動指数（以下、「Ｆ値」と呼ぶ）を引用することが好ましい。Ｆ値は下記の（５）式により表され、Ｆ値から求まる湯面波動の大きさは、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速と比例関係にあることが分かっている。従って、溶鋼湯面における溶鋼流速の算定にあたりＦ値を用いることで、机上で溶鋼流速値を推定することができる。
【００２９】
【数２０】
0004380171.tif 000003
【００３０】
そこで、鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速を表す式として、Ｆ値を変形した下記の（４）式を用いることとした。鋳造条件に基づいて下記の（４）式を計算することにより、鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速の値を推定することができる。尚、（４）式は鋳型短辺近傍の溶鋼流速を表す式として提案された式である。
【００３１】
【数２１】
0004380171.tif 000004
【００３２】
但し、（４）式及び（５）式において、ｕは鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速即ち溶鋼表面流速（ｍ／秒）、ｋは係数、ρは溶鋼の密度（ｋｇ／ｍ3 ）、ＱL は単位時間当たりの溶鋼注入量（ｍ3 ／秒）、Ｖe は溶鋼吐出流が鋳型短辺面側と衝突する時の速度（ｍ／秒）、θは溶鋼吐出流が鋳型短辺面側と衝突する位置における水平となす角度（ｄｅｇ）、Ｄは溶鋼吐出流が鋳型短辺面側に衝突する位置から鋳型内溶鋼湯面までの距離（ｍ）である。尚、（５）式は、「鋳型短辺面側に衝突した溶鋼吐出流が上下２方向に分離して形成される上昇流の運動量が、鋳型内溶鋼湯面の盛り上がりや湯面波動を発生させる」との実験結果から導き出した実験式であり、次のようにして導き出される。
【００３３】
即ち、下部に２つの吐出孔を有する浸漬ノズルから片側の鋳型短辺に向かって吐出される溶鋼注入量はＱL ／２となる。又、鋳型短辺面側への衝突速度をＶe とすると衝突時の溶鋼吐出流が持つ運動量はρＱL Ｖe ／２となる。衝突後の溶鋼流は上方へ（１−sin θ）／２、下方へ（１＋sin θ）／２の比で振り分けられる。従って、衝突後の上方に向かう溶鋼流の運動量は（ρＱL Ｖe ／２）×（１−sin θ）／２で表される。衝突時に保有していた運動量は溶鋼流が上昇して溶鋼湯面に到達するまでに減衰する。このため、溶鋼流が溶鋼湯面に到達した時に保有している運動量は、衝突時に保有していた運動量の１／Ｄn （通常、ｎは約１）になると考えられる。従って、溶鋼の上昇流は鋳型内の溶鋼湯面位置において上記（５）式で示す運動量を有していることになる。速度（Ｖe ）、角度（θ）及び距離（Ｄ）は、別途回帰式により求めることができる。
【００３４】
（４）式の妥当性を確認するため、実機において鋳型内溶鋼湯面における鋳型短辺近傍の溶鋼流速を実測した。その結果を図２に示す。図２は、実機で測定した鋳型短辺近傍の鋳型内溶鋼湯面流速と、そのときの鋳造条件から計算されるＦ値との関係を示す図である。この測定は、厚みが２２０ｍｍで幅が１５５０ｍｍ〜１６００ｍｍの鋳片を、吐出孔角度が下向き４５°で吐出孔形状が８８ｍｍ角のプール底付き浸漬ノズルを用い、１．４ｍ／分〜２．１ｍ／分の鋳造速度で鋳造したときの結果である。図２から明らかなように、実機での実測結果においてもＦ値と鋳型短辺近傍の鋳型内溶鋼湯面流速とには、良い比例関係があることが分かる。即ち、（４）式による鋳型内溶鋼表面流速の推定が可能であることが分かる。因みに本発明者等は、Ｆ値と溶鋼表面流速（ｕ）との間には、「溶鋼表面流速ｕ（ｍ／秒）＝０．０７４×Ｆ値」の関係があり、この関係は全ての鋳造条件に当てはまることを確認している。
【００３５】
この関係から、前述したモールドパウダー巻き込み臨界流速（＝０．３２ｍ／秒）、最適流速値（＝０．２５ｍ／秒）、介在物付着臨界流速（＝０．２０ｍ／秒）及び湯面皮張り臨界流速（＝０．１０ｍ／秒）は全てＦ値で表すことができ、モールドパウダー巻き込み臨界流速に対応するＦ値（以下、「モールドパウダー巻き込み臨界Ｆ値」と記す）は４．３、最適流速値に対応するＦ値（以下、「最適Ｆ値」と記す）は３．４、介在物付着臨界流速に対応するＦ値（以下、「介在物付着臨界Ｆ値」と記す）は２．７、湯面皮張り臨界流速に対応するＦ値（以下、「湯面皮張り臨界Ｆ値」と記す）は１．４となる。従って、上記（４）式を用いてＦ値を溶鋼流速に換算しなくても、直接Ｆ値を用いて鋳型内の溶鋼流動を制御することができる。
【００３６】
移動磁場によって鋳型内の溶鋼流動を制御するには、磁場の強度を所定の強度にする必要があり、本発明では以下の如く磁場強度を設定した。
【００３７】
鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるような移動磁場、即ちEMRSの強度は、以下の方法によって求めることができる。
【００３８】
溶鋼の単位体積に働くローレンツ力Ｆは下記の（６）式で表される。但し、（６）式において、σは溶鋼の電気伝導度、Ｒは溶鋼と磁場との相対速度、Ｂは磁束密度である。
【００３９】
【数２２】
0004380171.tif 000005
【００４０】
体積Ｚの溶鋼にローレンツ力Ｆが働いた時になされる仕事Ｑは下記の（７）式で表される。但し、（７）式において、τは移動磁場発生装置のポールピッチ、ｆは移動磁場発生装置への投入電流周波数、ρは溶鋼の密度である。
【００４１】
【数２３】
0004380171.tif 000006
【００４２】
仕事Ｑが、ロスを無視してすべて溶鋼の運動エネルギーに転換されたとすると下記の（８）式が得られ、この（８）式を溶鋼と磁場との相対流速Ｒについて解くと下記の（９）式が得られる。
【００４３】
【数２４】
0004380171.tif 000007
【００４４】
【数２５】
0004380171.tif 000008
【００４５】
実際には、移動磁場の移動速度と駆動される溶鋼の移動速度との間には、滑りも存在するため、それを考慮した装置毎に決まる係数γを設けると、（９）式は下記の（１）式で表される。即ち、EMRSモードで移動磁場を印加する場合、下記の（１）式で定まる磁束密度Ｂで移動磁場を印加することが好ましい。
【００４６】
【数２６】
0004380171.tif 000009
【００４７】
又、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるような移動磁場、即ちEMLAの強度は、以下の方法によって求めることができる。
【００４８】
密度ρで電気伝導度σの溶鋼に磁束密度Ｂの磁場を、溶鋼と磁場との相対速度Ｒの条件下で印加した際に働く、溶鋼の単位体積当たりのローレンツ力Ｆは、前述したように上記（６）式で表される。このローレンツ力Ｆを時間Δｔの期間だけ印加した場合における溶鋼の速度変化量の絶対値Δｕは、下記の（１０）式で表される。
【００４９】
【数２７】
0004380171.tif 000010
【００５０】
ここで、EMLAを印加しない状態の溶鋼湯面流速をｕ0 、浸漬ノズル吐出口からの溶鋼吐出流の線速度の鋳型幅方向に沿った平均値をＵ0 とし、EMLA印加後の溶鋼湯面流速をｕ1 、溶鋼吐出流の線速度の鋳型幅方向に沿った平均値をＵ1 とし、更に、EMLAの磁場の移動速度をＬとすると、吐出流から見た磁場の相対速度は（Ｌ−Ｕ0 ）となる。この時、EMLAによる溶鋼湯面流速の速度変化率Ａv は下記の（１１）式で表される。
【００５１】
【数２８】
0004380171.tif 000011
【００５２】
ここで時間Δｔを吐出流の流速Ｕ0 と鋳型幅Ｗの比で代表させると、速度変化率Ａv は下記の（１２）式となる。
【００５３】
【数２９】
0004380171.tif 000012
【００５４】
更に、ε＝（σ／ρ）・Ｗとすると、速度変化率Ａv は下記の（２）式となる。即ち、EMLAモードで移動磁場を印加する場合、下記の（２）式で定まる磁束密度Ｂで移動磁場を印加することが好ましい。
【００５５】
【数３０】
0004380171.tif 000013
【００５６】
本発明者等は、（２）式が実機で実際に成り立っているかどうかを調査した。調査は、EMLAの投入電流を段階的に変えながら、前述した溶鋼流速の測定方法、つまりＭｏ−ＺｒＯ2 サーメットの細棒を溶鋼に浸漬し、細棒が溶鋼流から抗力を受けて傾く角度から溶鋼流速を求める方法を用いて行った。この時の鋳造条件は、鋳片厚み２５０ｍｍ、鋳片幅１１８６ｍｍ、鋳造速度１．０ｍ／分、浸漬ノズル内へのＡｒガス吹き込み量１２Ｎｌ／分で、浸漬ノズルは、吐出口が下向き２５°、一辺が８５ｍｍの角孔のものを使用した。
【００５７】
その結果得られたEMLAの投入電流と溶鋼表面流速との関係を図３に示し、又、縦軸を（２）式の速度変化率Ａv とし、横軸を（Ｌ−Ｕ0 ）／Ｕ0 2 ・Ｂ2 として両者の関係を調査した結果を図４に示す。ここでＵ0 は、Ｆ値から溶鋼表面流速ｕを計算する過程で用いる、後述する（１３）式によって求められる吐出流速を、鋳型幅方向で平均することにより求めることができる。
【００５８】
図４に示すように、図４中のプロットは直線上に載ることから、（２）式の関係が実機のEMLA印加においても成立することが分かる。図４中の近似直線の傾きが（２）式のεに相当する。従って、複数の鋳型幅で同様の実験を行い、それぞれの鋳型幅におけるεを求めれば、必要とする加速率Ａv に対応するEMLAの磁束密度Ｂを（２）式から算出することができる。
【００５９】
又、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるような移動磁場、即ちEMLSの強度は、本発明者等による日本特許第３１２５６６５号に開示された下記の（３）式を用いることが好ましい。但し、（３）式において、Ｒv は鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示し、移動磁場を印加しないで鋳造したときの鋳型内溶鋼表面流速を分母とし、磁束密度Ｂで移動磁場を印加したときの鋳型内溶鋼表面流速を分子としたときの比、βは係数、Ｂは移動磁場の磁束密度（テスラ）、Ｖ0 は浸漬ノズル吐出口からの溶鋼吐出流の線速度（ｍ／秒）である。
【００６０】
【数３１】
0004380171.tif 000014
【００６１】
この場合に（３）式のＲv の分子に代入すべきEMLS印加後の目標流速は、本発明者等による日本特許第３１２５６６４号に開示されている流速を引用することが好ましい。即ち、浸漬ノズルから鋳型幅の１／４の距離だけ鋳型短辺側に離れた鋳片厚み中央位置における溶鋼湯面の溶鋼流速を、鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示したときに、−０．０７ｍ／秒から０．０５ｍ／秒の範囲内に制御することである。
【００６２】
ここで注意したいことは、EMLS印加後の上記位置における溶鋼流速は−０．０７ｍ／秒から０．０５ｍ／秒であり、単に流速の値としては、モールドパウダー巻込み臨界流速を下回っているものの、磁場を印加しない場合の介在物付着臨界流速や皮張り臨界流速をも下回っている。しかしながら、介在物の付着サイトとなる凝固界面での流速は、介在物付着防止に必要なだけ維持されること、及び、鋳型内溶鋼湯面への熱供給も必要なだけ維持され、溶鋼湯面での皮張りも発生しないことを本発明者等は確認している。
【００６３】
このようになる理由は、EMLSを印加した場合には、磁場を印加しない場合と比較して鋳型内の溶鋼流動パターンが大幅に異なるためである。具体的には図５に示したように、磁場が印加されない場合には、溶鋼吐出流４によって形成される湯面直下溶鋼流２１と、この流れに伴って形成される凝固界面に沿った界面溶鋼流２２とが形成されるが、EMLSを印加した場合には、EMLS印加前の溶鋼吐出流４によって形成される本来の湯面直下溶鋼流２１と、EMLS印加によって駆動された溶鋼流が作る湯面直下溶鋼流２３とが逆向きとなり、これらの溶鋼流がバランスすることで、両者の流速は減少し、鋳型幅４分の１の鋳型短辺寄りの鋳片厚み中央部位置２５における湯面直下溶鋼流速は０ｍ／秒近傍になるのである。
【００６４】
そして、その際にEMLS印加によって減速された溶鋼吐出流４が鋳型長辺面に沿って発散することで発生する凝固界面に沿った界面溶鋼流２４により凝固界面における溶鋼流速が維持され、又、溶鋼湯面への熱供給も維持されることになる。尚、図５は鋳型内の溶鋼流動を模式的に示す図で、（Ａ）は磁場が印加されない状態を示す図で、（Ｂ）はEMLSが印加された状態を示す図である。図中の符号１１は浸漬ノズルである。
【００６６】
本発明は上記検討結果に基づきなされたもので、第１の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速がモールドパウダー巻き込み臨界流速を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を介在物付着臨界流速以上でモールドパウダー巻込み臨界流速以下の範囲に制御し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が介在物付着臨界流速未満の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように、上記の（１）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加して、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を介在物付着臨界流速以上でモールドパウダー巻込み臨界流速以下の範囲に制御することを特徴とするものである。
【００６８】
第２の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速がモールドパウダー巻き込み臨界流速を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を介在物付着臨界流速以上でモールドパウダー巻込み臨界流速以下の範囲に制御し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が介在物付着臨界流速未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように、上記の（２）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を介在物付着臨界流速以上でモールドパウダー巻込み臨界流速以下の範囲に制御することを特徴とするものである。
【００７０】
第３の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第１又は第２の発明において、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、上記の（３）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とするものである。
【００７１】
第４の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第１ないし第３の発明において、前記モールドパウダー巻き込み臨界流速を０．３２ｍ／秒とし、前記介在物付着臨界流速を０．２０ｍ／秒とすることを特徴とするものである。
【００７２】
第５の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速がモールドパウダー巻き込み臨界流速を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を介在物付着臨界流速以上でモールドパウダー巻込み臨界流速以下の範囲に制御し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が介在物付着臨界流速未満で且つ湯面皮張り臨界流速以上の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を介在物付着臨界流速以上でモールドパウダー巻込み臨界流速以下の範囲に制御し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が湯面皮張り臨界流速未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を介在物付着臨界流速以上でモールドパウダー巻込み臨界流速以下の範囲に制御することを特徴とするものである。
【００７３】
第６の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第５の発明において、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、上記の（１）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とするものである。
【００７４】
第７の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第５又は第６の発明において、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、上記の（２）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とするものである。
【００７５】
第８の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第５ないし第７の発明の何れかにおいて、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、上記の（３）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とするものである。
【００７６】
第９の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第５ないし第８の発明の何れかにおいて、前記モールドパウダー巻き込み臨界流速を０．３２ｍ／秒とし、前記介在物付着臨界流速を０．２０ｍ／秒とし、前記湯面皮張り臨界流速を０．１０ｍ／秒とすることを特徴とするものである。
【００７７】
第１０の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が、モールドパウダーの巻き込みが最も少なく且つ凝固シェルへの介在物の付着が最も少ない最適流速値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が前記最適流速値未満の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように、上記の（１）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加することを特徴とするものである。
【００７８】
第１１の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が、モールドパウダーの巻き込みが最も少なく且つ凝固シェルへの介在物の付着が最も少ない最適流速値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が前記最適流速値未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように、上記の（２）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加することを特徴とするものである。
【００７９】
第１２の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第１０又は第１１の発明において、前記最適流速値を０．２５ｍ／秒とすることを特徴とするものである。
【００８０】
第１３の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が、モールドパウダーの巻き込みが最も少なく且つ凝固シェルへの介在物の付着が最も少ない最適流速値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が前記最適流速値未満で且つ湯面皮張り臨界流速以上の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加し、前記鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速が湯面皮張り臨界流速未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加することを特徴とするものである。
【００８１】
第１４の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第１３の発明において、前記最適流速値を０．２５ｍ／秒とし、前記湯面皮張り臨界流速を０．１０ｍ／秒とすることを特徴とするものである。
【００８２】
第１５の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第１ないし第１４の発明の何れかにおいて、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を制御する際に、浸漬ノズルから鋳型幅の１／４の距離だけ鋳型短辺側に離れた鋳片厚み中央位置における溶鋼湯面の溶鋼流速を、鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示したときに、−０．０７ｍ／秒から０．０５ｍ／秒の範囲内とすることを特徴とするものである。
【００８３】
第１６の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第１ないし第１５の発明の何れかにおいて、移動磁場の印加に当たり、上記の（４）式によって磁場を印加しない状態での鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速を推定し、推定した溶鋼流速に基づいて所定の移動磁場を印加することを特徴とするものである。
【００８４】
第１７の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第１６の発明において、鋳造中に前記（４）式を用いて鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速を繰り返し推定し、その都度、推定した溶鋼流速に基づいて所定の移動磁場を印加することを特徴とするものである。
【００８５】
第１８の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳造条件から得られる上記の（５）式に示すＦ値がモールドパウダー巻き込み臨界Ｆ値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が介在物付着臨界Ｆ値未満の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように、上記の（１）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加することを特徴とするものである。
【００８７】
第１９の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳造条件から得られる上記の（５）式に示すＦ値がモールドパウダー巻き込み臨界Ｆ値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が介在物付着臨界Ｆ値未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように、上記の（２）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加することを特徴とするものである。
【００８９】
第２０の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第１８又は第１９の発明において、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、上記の（３）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とするものである。
【００９０】
第２１の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第１８ないし第２０の発明の何れかにおいて、前記モールドパウダー巻き込み臨界Ｆ値を４．３とし、前記介在物付着臨界Ｆ値を２．７とすることを特徴とするものである。
【００９１】
第２２の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳造条件から得られる上記の（５）式に示すＦ値がモールドパウダー巻き込み臨界Ｆ値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が介在物付着臨界Ｆ値未満で且つ湯面皮張り臨界Ｆ値以上の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が湯面皮張り臨界Ｆ値未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加することを特徴とするものである。
【００９２】
第２３の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第２２の発明において、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、上記の（１）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とするものである。
【００９３】
第２４の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第２２又は第２３の発明において、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、上記の（２）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とするものである。
【００９４】
第２５の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第２２ないし第２４の発明の何れかにおいて、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加する際に、当該移動磁場の磁束密度を、上記の（３）式によって定められる磁束密度とすることを特徴とするものである。
【００９５】
第２６の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第２２ないし第２５の発明の何れかにおいて、前記モールドパウダー巻き込み臨界Ｆ値を４．３とし、前記介在物付着臨界Ｆ値を２．７とし、前記湯面皮張り臨界Ｆ値を１．４とすることを特徴とするものである。
【００９６】
第２７の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳造条件から得られる上記の（５）式に示すＦ値が、モールドパウダーの巻き込みが最も少なく且つ凝固シェルへの介在物の付着が最も少ない最適流速値に対応する最適Ｆ値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が最適Ｆ値未満の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように、上記の（１）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加することを特徴とするものである。
【００９７】
第２８の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳造条件から得られる上記の（５）式に示すＦ値が、モールドパウダーの巻き込みが最も少なく且つ凝固シェルへの介在物の付着が最も少ない最適流速値に対応する最適Ｆ値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が最適Ｆ値未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように、上記の（２）式によって定められる磁束密度の移動磁場を印加することを特徴とするものである。
【００９８】
第２９の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第２７又は第２８の発明において、前記最適Ｆ値を３．４とすることを特徴とするものである。
【００９９】
第３０の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する方法であって、鋳造条件から得られる上記の（５）式に示すＦ値が、モールドパウダーの巻き込みが最も少なく且つ凝固シェルへの介在物の付着が最も少ない最適流速値に対応する最適Ｆ値を越える場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が最適Ｆ値未満で且つ湯面皮張り臨界Ｆ値以上の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加し、前記Ｆ値が湯面皮張り臨界Ｆ値未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加することを特徴とするものである。
【０１００】
第３１の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第３０の発明において、前記最適Ｆ値を３．４とし、前記湯面皮張り臨界Ｆ値を１．４とすることを特徴とするものである。
【０１０１】
第３２の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第１８ないし第３１の発明の何れかにおいて、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加して鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速を制御する際に、浸漬ノズルから鋳型幅の１／４の距離だけ鋳型短辺側に離れた鋳片厚み中央位置における溶鋼湯面の溶鋼流速を、鋳型短辺側から浸漬ノズル側に向いた溶鋼流速を正の数値で表示し、その逆の方向の溶鋼流速を負の数値で表示したときに、−０．０７ｍ／秒から０．０５ｍ／秒の範囲内とすることを特徴とするものである。
【０１０２】
第３３の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第１８ないし第３２の発明の何れかにおいて、鋳造中に前記（５）式を用いてＦ値を繰り返し算出し、その都度、算出したＦ値に基づいて所定の移動磁場を印加することを特徴とするものである。
【０１０４】
第３４の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、鋳造条件として、鋳片厚み、鋳片幅、鋳造速度、溶鋼流出孔内への不活性ガス吹き込み量、及び浸漬ノズル形状の少なくとも５つの条件を取得する第１の工程と、取得した鋳造条件に基づいて鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速を算出する第２の工程と、算出して得られた溶鋼流速をモールドパウダー巻込み臨界流速、介在物付着臨界流速及び湯面皮張り臨界流速と比較し、得られた溶鋼流速が、モールドパウダー巻込み臨界流速を超えているか否か、介在物付着臨界流速より低いか否か、及び湯面皮張り臨界流速より低いか否か、を判定する第３の工程と、得られた溶鋼流速がモールドパウダー巻込み臨界流速を超えている場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、得られた溶鋼流速が介在物付着臨界流速未満で且つ湯面皮張り臨界流速以上の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加し、得られた溶鋼流速が湯面皮張り臨界流速未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加する第４の工程と、を備え、スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に所定の移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御することを特徴とするものである。
【０１０５】
第３５の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御方法は、第３４の発明において、前記第１の工程から第４の工程を鋳造中に繰り返し実施し、その時点の鋳造条件に対して最適な移動磁場を印加することを特徴とするものである。
【０１０７】
第３６の発明に係る鋳型内溶鋼の流動制御装置は、スラブ連続鋳造機の鋳型内溶鋼に移動磁場を印加して鋳型内溶鋼の流動を制御する装置であって、鋳造条件として、鋳片厚み、鋳片幅、鋳造速度、溶鋼流出孔内への不活性ガス吹き込み量、及び浸漬ノズル形状の少なくとも５つの条件を取得する鋳造条件取得手段と、取得した鋳造条件に基づいて鋳片厚み中央部の鋳型短辺近傍位置での鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速を算出する演算出手段と、算出して得られた溶鋼流速をモールドパウダー巻込み臨界流速、介在物付着臨界流速及び湯面皮張り臨界流速と比較し、得られた溶鋼流速が、モールドパウダー巻込み臨界流速を超えているか否か、介在物付着臨界流速より低いか否か及び湯面皮張り臨界流速より低いか否か、を判定する判定手段と、得られた溶鋼流速がモールドパウダー巻込み臨界流速を超えている場合には、浸漬ノズルからの吐出流に制動力を与えるように移動磁場を印加し、得られた溶鋼流速が介在物付着臨界流速未満で且つ湯面皮張り臨界流速以上の場合には、鋳型内の溶鋼を水平方向に回転させるように移動磁場を印加し、得られた溶鋼流速が湯面皮張り臨界流速未満の場合には、浸漬ノズルからの吐出流に加速力を与えるように移動磁場を印加する制御手段と、該制御手段からの出力に基づいて所定の移動磁場を発生する移動磁場発生装置と、を備えていることを特徴とするものである。
【０１０８】
第３７の発明に係る連続鋳造鋳片の製造方法は、第１ないし第３５の発明の何れか１つに記載の流動制御方法により鋳型内溶鋼の流動制御を行いながら、タンディッシュ内の溶鋼を鋳型内に注入し、鋳型内で生成した凝固シェルを下方に引き抜いてスラブ鋳片を製造することを特徴とするものである。
【０１０９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図６〜図８は、本発明を実施する際に用いたスラブ連続鋳造機の概略図であり、図６は、鋳型部位の概略斜視図、図７は、鋳型部位の概略正面図、図８は、印加する磁場を制御するための磁場制御設備の概略構成図である。
【０１１０】
図６〜図８において、相対する鋳型長辺７と、この鋳型長辺７内に内装された相対する鋳型短辺８とを具備した鋳型６の上方所定位置にタンディッシュ９が配置されており、このタンディッシュ９の底部には上ノズル１６が設置され、そして、上ノズル１６の下面に接して、固定板１７、摺動板１８及び整流ノズル１９からなるスライディングノズル１０が配置され、更に、スライディングノズル１０の下面に接して、下部に一対の吐出孔１２を有する浸漬ノズル１１が配置され、タンディッシュ９から鋳型６への溶鋼流出孔２０が形成されている。浸漬ノズル１１の内壁面へのアルミナ付着防止のために、上ノズル１６、固定板１７、浸漬ノズル１１などから溶鋼流出孔２０内にＡｒガスや窒素ガスなどの不活性ガスが吹き込まれている。
【０１１１】
鋳型長辺７の背面には、浸漬ノズル１１を境として鋳型長辺７の幅方向左右で２つに分割された合計４基の移動磁場発生装置１３が、その鋳造方向の中心位置を吐出孔１２の直下位置とし、鋳型長辺７を挟んで対向して配置されている。それぞれの移動磁場発生装置１３は電源２８と結線され、又、電源２８は、磁場の移動方向及び磁場強度を制御する制御装置２７と接続されており、制御装置２７から入力される磁場移動方向及び磁場強度に基づいて電源２８から供給される電力により、移動磁場発生装置１３から印加される磁場強度及び磁場移動方向がそれぞれ個別に制御されるようになっている。制御装置２７は、連続鋳造操業を制御するプロセス制御装置２６と接続されており、プロセス制御装置２６から送られてくる操業情報に基づいて磁場印加の時期などを制御している。
【０１１２】
この移動磁場発生装置１３により印加される磁場は移動磁場であり、浸漬ノズル１１からの溶鋼吐出流４に制動力を与えるためのEMLSモードによる印加の場合には、図９に示すように、移動磁場の移動方向を鋳型短辺８側から浸漬ノズル１１側とし、一方、凝固界面に沿って水平方向に回転するような溶鋼流動を誘起させるためのEMRSモードによる印加の場合には、図１０に示すように、移動磁場の移動方向を相対する鋳型長辺７に沿ってそれぞれ相反する向きとし、又、浸漬ノズル１１からの溶鋼吐出流４に加速力を与えるためのEMLAモードによる印加の場合には、図１１に示すように、移動磁場の移動方向を浸漬ノズル１１側から鋳型短辺８側とする。図１０では、移動磁場が時計廻りの方向に旋回するような移動モードとなっているが、反時計廻りの方向に磁場が移動する場合でも効果は同一である。尚、図９、図１０、図１１は、EMLS、EMRS及びEMLA各々のモードにおける磁場の移動方向を鋳型６の真上から示した図であり、図中の矢印が磁場の移動方向を表している。
【０１１３】
鋳型６の下方には、鋳造される鋳片５を支持するための複数のガイドロール（図示せず）と鋳片５を鋳型６の下方に引き抜くための複数のピンチロール１４が設置されている。尚、図７ではピンチロール１４を１つのみ記載し、他のピンチロールは省略している。
【０１１４】
このように構成される連続鋳造機において、鋳片５の表層に介在物が少なく、良好な品質の鋳片５を鋳造するには、次のようにして行う。
【０１１５】
溶鋼１を取鍋（図示せず）からタンディッシュ９に注入し、タンディッシュ９内の溶鋼量が所定量になったなら、摺動板１８を開き、溶鋼流出孔２０を介して溶鋼１を鋳型６内に注入する。溶鋼１は、鋳型６内の溶鋼１に浸漬された吐出孔１２から、鋳型短辺８に向かう溶鋼吐出流４となって鋳型６内に注入される。鋳型６内に注入された溶鋼１は鋳型６により冷却され、凝固シェル２を形成する。そして、鋳型６内に所定量の溶鋼１が注入されたならピンチロール１４を駆動して、外殻を凝固シェル２として内部に未凝固の溶鋼１を有する鋳片５の引き抜きを開始する。引き抜き開始後は溶鋼湯面３の位置を鋳型６内の略一定位置に制御しながら、鋳造速度を増速して所定の鋳造速度とする。鋳型６内の溶鋼湯面３の上にはモールドパウダー１５を添加する。モールドパウダー１５は溶融して、溶鋼１の酸化防止や凝固シェル２と鋳型６との間に流れ込み潤滑剤としての効果を発揮する。
【０１１６】
この鋳造に際し、各々の鋳造条件において溶鋼湯面３における鋳型短辺近傍の溶鋼流速を定める。溶鋼流速を定めるための一つの方法は、前述した（４）式を用いて各々の鋳造条件に基づき、溶鋼湯面３における溶鋼流速を推定する方法である。この場合には、机上で推定することができるために実測する必要がなく、種々の鋳造条件に迅速に対応することができるので、溶鋼流速を定める方法として好ましい。
【０１１７】
他の方法は、溶鋼湯面３における溶鋼流速を実測する方法である。溶鋼湯面３における溶鋼流速は、鋳造条件が決まればその条件下では略一定であるので、予め各鋳造条件下で溶鋼湯面３における溶鋼流速を実測しておき、該当する鋳造条件から定めることができる。この場合、溶鋼流速の実測値をリアルタイムで取り込み、取り込んだ測定値を溶鋼流速と定めてもよい。溶鋼流速の実測は、例えば、溶鋼湯面３に耐火物製の細棒を浸漬させ、この細棒の受ける運動エネルギーから測定することができる。
【０１１８】
そして、溶鋼湯面３における鋳型短辺近傍の溶鋼流速が介在物付着臨界流速未満の場合、具体的には０．２０ｍ／秒未満の場合には、EMRS若しくはEMLAのモードで移動磁場を印加し、一方、溶鋼湯面３における鋳型短辺近傍の溶鋼流速がモールドパウダー巻き込み臨界流速を越える場合、具体的には０．３２ｍ／秒を越える場合には、EMLSのモードで移動磁場を印加する。
【０１１９】
更に、溶鋼湯面３における鋳型短辺近傍の溶鋼流速が介在物付着臨界流速未満の場合には移動磁場の印加方法を２通りに細分し、当該溶鋼流速が湯面皮張り臨界流速未満の場合、具体的には０．１０ｍ／秒未満の場合には、EMLAのモードで移動磁場を印加し、当該溶鋼流速が介在物付着臨界流速未満で且つ湯面皮張り臨界流速以上の場合、具体的には０．１０ｍ／秒以上で０．２０ｍ／秒未満の場合には、EMRSのモードで移動磁場を印加することが好ましい。
【０１２０】
移動磁場の磁束密度は、鋳型６内の溶鋼１を水平方向に回転させるように移動磁場を印加する場合には上記（１）式に基づき設定し、浸漬ノズル１１からの溶鋼吐出流４に加速力を与えるように移動磁場を印加する場合には上記（２）式に基づき設定し、浸漬ノズル１１からの溶鋼吐出流４に制動力を与えるように移動磁場を印加する場合には上記（３）式に基づいて設定する。移動磁場印加後の溶鋼湯面３における溶鋼流速の目標値は０．２５ｍ／秒とする。
【０１２１】
Ｆ値に基づき、このようにして移動磁場を印可する際のフローチャートを図１２〜図１７に示す。図１２は、Ｆ値による鋳型短辺近傍の溶鋼表面流速が介在物付着臨界流速未満のときにはEMRSモードで印加する場合のフローチャート図（フローチャートＡ−１）、図１３は、Ｆ値による鋳型短辺近傍の溶鋼表面流速が介在物付着臨界流速未満のときにはEMLAモードで印加する場合のフローチャート図（フローチャートＡ−２）、図１４は、Ｆ値による鋳型短辺近傍の溶鋼表面流速が湯面皮張り臨界流速未満のときにはEMLAモードで印加し、Ｆ値による鋳型短辺近傍の溶鋼表面流速が介在物付着臨界流速未満で且つ湯面皮張り臨界流速以上のときにはEMRSモードで印加する場合のフローチャート図（フローチャートＡ−３）、図１５は、EMLSモードで印可する場合の磁束密度の決定方法を示すフローチャート図（フローチャートＢ）、図１６は、EMLAモードで印可する場合の磁束密度の決定方法を示すフローチャート図（フローチャートＣ）、図１７は、EMRSモードで印可する場合の磁束密度の決定方法を示すフローチャート図（フローチャートＤ）である。
【０１２２】
図１２〜１４に示すように、鋳片厚み、鋳片幅、鋳造速度、溶鋼流出孔２０内へのＡｒガスなどの不活性ガスの吹き込み量、及び使用している浸漬ノズル１１の形状を含む鋳造条件情報に基づき、前述した（５）式を用いてその鋳造条件におけるＦ値を求め、前述した（４）式を用いて求めたＦ値から鋳型短辺近傍における溶鋼表面流速を算出する。そして、算出により得られた溶鋼表面流速をモールドパウダー巻き込み臨界流速、介在物付着臨界流速及び湯面皮張り臨界流速と対比させ、流速区分に応じて印可する移動磁場をEMLSモード、EMLAモード、EMRSモードに振り分ける。EMLSモードで印加する場合には図１５のフローチャートＢに基づき、必要な磁束密度を算出して所定の電流値を定めて印加し、EMLAモードで印加する場合には図１６のフローチャートＣに基づき、必要な磁束密度を算出して所定の電流値を定めて印加し、EMRSモードで印加する場合には図１７のフローチャートＤに基づき、必要な磁束密度を算出して所定の電流値を定めて印加する。
【０１２３】
この場合、鋳造条件はプロセス制御装置２６の保有する情報が制御装置２７に入力され、制御装置２７ではＦ値の算出工程から所定の磁束密度を発生するための電流値の算出工程までを行い、電源２８は、制御装置２７から入力された磁場モード及び電流値に基づいて移動磁場発生装置１３へ電力を供給する。鋳造中、制御装置２７は、定期的或いは鋳造条件が変更された時点で上記フローチャートに沿って移動磁場の種類及び磁束密度を求め、その都度、電源２８に移動磁場の種類及び電流値を指示する。従って、鋳造条件が変更されても常に最適なモードで移動磁場を印加することができる。
【０１２４】
尚、図１２〜１４ではＦ値を溶鋼表面流速に換算しているが、前述したようにＦ値と溶鋼流速とは一対一の関係があるため、溶鋼表面流速に換算せずに、Ｆ値を用いて制御することができる。又、図１５において「Ｆ値からの回帰式により１／４幅位置の湯面直下溶鋼流速を求める」と記しているが、前述の（４）式は鋳型短辺近傍の溶鋼流速であり、１／４幅位置の湯面直下溶鋼流速を求める場合には（４）式の係数ｋを変えることによって求めることができる。１／４幅位置の湯面直下溶鋼流速と鋳型短辺近傍の溶鋼流速とは前述した図１に示すように相関があり、１／４幅位置の湯面直下溶鋼流速もＦ値から求めることができる。
【０１２５】
上記説明の磁場印加方法では、鋳型短辺近傍の溶鋼表面流速が、介在物付着臨界流速以上でモールドパウダー巻き込み臨界流速以下の範囲では移動磁場を印加していないが、この範囲でも移動磁場を印可することが好ましい。
【０１２６】
即ち、前述したように、鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速には鋳片品質上の最適流速値（＝０．２５ｍ／秒）が存在し、常にこの最適流速値となるように制御することが好ましい。従って、鋳型内溶鋼湯面における鋳型短辺近傍の溶鋼流速が介在物付着臨界流速以上で最適流速値未満の場合には、溶鋼表面流速を最適流速値にするために、EMRSモード又はEMLAモードで印加し、一方、鋳型内溶鋼湯面における鋳型短辺近傍の溶鋼流速が最適流速値を超えてモールドパウダー巻き込み臨界流速未満の場合には、溶鋼表面流速を最適流速値にするために、EMLSモードで印加する。この場合、鋳型内溶鋼湯面における鋳型短辺近傍の溶鋼流速が最適流速値に近づくと共に、印加する磁束密度を小さくする必要がある。この印加方法でＦ値に基づき制御する場合には、図１２〜１４のフローチャートの「モールドパウダー巻き込み臨界流速」を「最適流速値」に替えたフローチャートで実施すればよい。
【０１２７】
図１８に、これらの考え方によって鋳型内溶鋼の流動制御を行う方法の模式図を示す。溶鋼湯面３における鋳型短辺近傍の溶鋼流速が０．２０ｍ／秒以上から０．３２ｍ／秒以下の範囲の場合には移動磁場を印加する必要はないが、前述したように、溶鋼流速の目標値を最適流速値の０．２５ｍ／秒とするために、図１８に示すように、溶鋼湯面３における鋳型短辺近傍の溶鋼流速が０．２０ｍ／秒以上から０．２５ｍ／秒未満の範囲の場合にはEMRS若しくはEMLAのモードで印加し、０．２５ｍ／秒を越えて０．３２ｍ／秒以下の範囲の場合にはEMLSのモードで印加することもできる。この場合、溶鋼流速が目標値の０．２５ｍ／秒に近づくにつれ、磁場強度を小さくする。
【０１２８】
このようにして、鋳型６内の溶鋼流動を制御しつつ溶鋼１を連続鋳造することにより、広範囲の鋳造速度においても脱酸生成物やＡｒガス気泡のみならず、モールドパウダー１５の巻込みが極めて少なく、清浄な高品質の鋳片５を安定して鋳造することが可能となる。
【０１２９】
尚、上記説明では２枚板構成のスライディングノズル１０の例を挙げたが、３枚板構成のスライディングノズルについても上記に沿って本発明を適用することができる。又、ストッパー方式の場合にも、上記に沿って本発明を適用することができる。
【０１３０】
【実施例】
図６〜図８に示すスラブ連続鋳造機を用い、鋳造速度を４水準に変化させた条件下で、EMRSモードの磁場印加、EMLSモードの磁場印加、EMLAモードの磁場印加、及び磁場印加なしの４水準の条件で鋳造し、磁場印加による鋳片表面品質に及ぼす影響を調査した。表２に用いた連続鋳造機の仕様を示し、表３に用いた移動磁場発生装置の諸元を示す。鋳造には、Ｃ：０．０３〜０．０５mass％、Ｓｉ：０．０３mass％以下、Ｍｎ：０．２〜０．３mass％、Ｐ：０．０２０mass％以下、sol.Ａｌ：０．０３〜０．０６mass％、Ｎ：０．００３〜０．００６mass％の低炭素Ａｌキルド鋼を供した。
【０１３１】
【表２】
0004380171.tif 000015
【０１３２】
【表３】
0004380171.tif 000016
【０１３３】
鋳型内溶鋼湯面における鋳型短辺近傍の溶鋼流速（ｕ）は前述した（４）式により推定した。しかし、（４）式から鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速を求めるには、前述したように、速度（Ｖe ）、角度（θ）及び距離（Ｄ）を求める必要があり、本実施例ではこれらを次のようにして求めた。
【０１３４】
速度（Ｖe ）は、溶鋼吐出流軌跡に関する水モデル実験における結果を重回帰分析して得られた下記の（１３）式により求めた。但し、（１３）式において、Ｗは鋳片全幅（ｍｍ）、ＱL は単位時間当たりの溶鋼注入量（ｍ3 ／秒）、ｄは吐出孔径（ｍ）、αは浸漬ノズルの吐出角度（ｄｅｇ）、Ｑg は溶鋼流出孔内へのＡｒガス吹き込み量（Ｎｍ3 ／秒）、Ａ1 、Ｂ1 、ｌ、ｍ、ｎ、ｐは定数であり、その値を表４に示す。
【０１３５】
【数３２】
0004380171.tif 000017
【０１３６】
【表４】
0004380171.tif 000018
【０１３７】
又、角度（θ）及び距離（Ｄ）は、溶鋼吐出流の軌跡から求めた。この場合、先ず、溶鋼吐出流の軌跡を溶鋼吐出流軌跡に関する水モデル実験における結果を重回帰分析して得られた下記の（１４）式により求めた。但し、（１４）式において、ｙは浸漬ノズル吐出孔出口を原点とした垂直方向距離（ｍ）、ｘは浸漬ノズル吐出孔出口を原点とした水平方向距離（ｍ）、αは浸漬ノズルの吐出角度（ｄｅｇ）、Ｓは平均吐出孔径（ｍ）、ａ1 、ａ2 、ｂ1 、ｂ2 、ｃ1 、ｃ2 、ｄ1 、ｄ2 は、その値を表４に示す定数、Ｇ1 及びＧ2 は下記の（１５）式で定まる数値である。但し、（１５）式において、ＱL は単位時間当たりの溶鋼注入量（ｍ3 ／秒）、Ｑg は溶鋼流出孔内へのＡｒガス吹き込み量（Ｎｍ3 ／秒）、ζ1 、ζ2 、ξ11、ξ12、ξ13、ξ14、ξ21、ξ22、ξ23、ξ24は定数であり、その値を表４に示す。
【０１３８】
【数３３】
0004380171.tif 000019
【０１３９】
【数３４】
0004380171.tif 000020
【０１４０】
そして、（１４）式から得られる溶鋼吐出流の軌跡のｘ＝Ｗ／２位置における微分値から角度（θ）を求め、（１４）式から得られる溶鋼吐出流の軌跡のｘ＝Ｗ／２位置におけるｙ値に基づき距離（Ｄ）を求めた。これらの算出方法を下記の（１６）式及び（１７）式に示す。但し（１７）式におけるｈは鋳型内溶鋼湯面から吐出孔上端までの距離（ｍ）である。
【０１４１】
【数３５】
0004380171.tif 000021
【０１４２】
【数３６】
0004380171.tif 000022
【０１４３】
このようにして求めた速度（Ｖe ）、角度（θ）及び距離（Ｄ）と、鋳造条件及び溶鋼密度（７０００ｋｇ／ｍ3 ）から溶鋼流速（ｕ）を算出した。定数ｋは０．０３６とした。
【０１４４】
表５に、試験Ｎo.１〜１１の各試験鋳造における鋳造条件を示す。表５に示すように、試験条件は、鋳造速度によってＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４水準に大別され、水準Ａは、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速が過大でモールドパウダー巻き込み臨界流速を超えている場合であり、逆に水準Ｂ及び水準Ｄは、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速が過小で、介在物付着臨界流速を下回っている場合であり、特に、水準Ｄは湯面皮張り臨界流速さえも下回っている場合である。
【０１４５】
水準Ａ、水準Ｂ及び水準Ｄのそれぞれの水準で、（１）：本発明方法に基いて最適な移動磁場のモードと強度を選択した場合（試験Ｎo.１，試験Ｎo.５，試験Ｎo.１０；この場合、磁場を印加した後の鋳型内溶鋼湯面における溶鋼流速の目標値は０．２５ｍ／秒とした）、（２）：最適な移動磁場のモードと異なるモードの移動磁場を印加した場合（試験Ｎo.２，試験Ｎo.４，試験Ｎo.６，試験Ｎo.９）、（３）：移動磁場を印加しなかった場合（試験Ｎo.３，試験Ｎo.７，試験Ｎo.１１）の３ケースをそれぞれ設けた。これらの条件を前述した図１８に重ね合わせた模式図を図１９に示す。水準Ｃ（試験Ｎo.８）は、鋳型内溶鋼湯面の溶鋼流速が適切な範囲であり、移動磁場は印加していない。
【０１４６】
【表５】
0004380171.tif 000023
【０１４７】
鋳造後の鋳片を長辺表面から１ｍｍ研削し、エッチング処理を行なった後に光学顕微鏡で観察し、直径６０μｍ以上の介在物の個数を計数した。又、介在物は検鏡時の色調・形状から脱酸生成物（アルミナ）、モールドパウダーの別を判定し、種類別に個数を計数した。検鏡視野は１試験当り３６００ｍｍ2 である。
【０１４８】
この検鏡結果を図２０〜図３０に示す。これらの図に示すように、水準ＡではEMLSを印加した試験Ｎo.１（水準Ａ−１）において、介在物個数は最も少なくなっており、且つ、モールドパウダーと判定された介在物はなかった。これは、EMLSによって溶鋼湯面の溶鋼流速が、モールドパウダー巻込み臨界流速以下の目標値に制御されたためと考えられる。一方、他の２つの試験（水準Ａ−２，Ａ−３）ではモールドパウダーと判定された介在物があり、これらの介在物は大きさも１００μｍ以上であるため、圧延後にスリバーなどの表面欠陥を生成する可能性が高いことが分かった。
【０１４９】
水準Ｂでは、EMRSを印加した試験Ｎo.５（水準Ｂ−２）において、介在物の個数が最も少なくなっていた。これはEMRSによって凝固界面の流速が介在物付着臨界流速以上の目標値によく制御されたためと考えられる。又、EMLAを印加した試験Ｎo.６（水準Ｂ−３）においても、試験Ｎo.５と同様に介在物個数は少なく良好であった。但し、EMLAの場合には、吐出流を加速するので、印加強度が過大になると、モールドパウダーの巻込みの頻度が大きくなるため、Ｆ値に応じてEMLAの印加強度を調節する必要があり、EMRSと比較するとその操作は煩雑である。一方、EMLSを印加した試験Ｎo.４（水準Ｂ−１）及び移動磁場を何も印加しなかった試験Ｎo.７（水準Ｂ−４）では、凝固界面流速が過小であると考えられるため、介在物の個数が多くなっていた。
【０１５０】
水準Ｄでは、EMLAを印加した試験Ｎo.１０（水準Ｄ−２）において、介在物の個数が最も少なくなっていた。これはEMLAによって鋳型内溶鋼湯面における溶鋼が更新されると共に、鋳型内溶鋼湯面の流速が増大したことにより、皮張りの防止と介在物の付着防止とがなされたためと考えられる。EMRSを印加した試験Ｎo.９（水準Ｄ−１）では、介在物の総数は少ないものの、皮張りによるモールドパウダーの噛み込みに起因すると考えられる大型のモールドパウダー性介在物が観察された。磁場を印加しない試験Ｎo.１１（水準Ｄ−３）では、凝固界面流速が過小であると考えられるため、介在物の個数が多くなっていた。
【０１５１】
尚、試験Ｎo.８（水準Ｃ−１）では、溶鋼湯面の溶鋼流速がモールドパウダー巻込み臨界流速以下で、且つ介在物付着臨界流速以上であったため、EMLS、EMRS、EMLAの何れも印加しない条件ではあるが、介在物の個数は少ないことが分かった。
【０１５２】
【発明の効果】
本発明によれば、広範囲の鋳造速度において表層介在物の少ない高品質の鋳片を鋳造することが可能となる。その結果、鋳片を手入れすることなく直接圧延することが可能となり、鋳片の手入れ作業費、圧延加熱炉の燃料原単位、鋳造から圧延までのリードタイムの何れをも低減することが達成される。このように鉄鋼製品の製造コストの低減において本発明の寄与は極めて大きい。又、本発明におけるEMLS、EMRS、EMLAの各モードによる磁場印加は、磁場の移動方向を切り替えることによって１つの移動磁場発生装置で得ることができるため、溶鋼流動を制御するための磁場発生装置に費やす設備費を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】数値流体シミュレーションによる鋳型厚み中央の幅方向に沿った鋳型内溶鋼湯面流速のプロファイルを示す図である。
【図２】実機で測定した鋳型短辺近傍の鋳型内溶鋼湯面流速とその鋳造条件でのＦ値との関係を示す図である。
【図３】実機で実測した溶鋼表面流速とEMLA投入電流との関係を示す図である。
【図４】図３のプロットを（２）式のパラメーターでプロットし直した図である。
【図５】鋳型内の溶鋼流動を模式的に示す図で、（Ａ）は磁場が印加されない状態を示す図で、（Ｂ）はEMLSが印加された状態を示す図である。
【図６】本発明を実施する際に用いたスラブ連続鋳造機の概略図であり、鋳型部位の概略斜視図である。
【図７】本発明を実施する際に用いたスラブ連続鋳造機の概略図であり、鋳型部位の概略正面図である。
【図８】本発明を実施する際に用いたスラブ連続鋳造機の概略図であり、印加する磁場を制御するための磁場制御設備の概略構成図である。
【図９】  EMLSモードにおける磁場の移動方向を鋳型の真上から示した図である。
【図１０】  EMRSモードにおける磁場の移動方向を鋳型の真上から示した図である。
【図１１】  EMLAモードにおける磁場の移動方向を鋳型の真上から示した図である。
【図１２】本発明の実施の形態例を示す図で、Ｆ値による鋳型短辺近傍の溶鋼表面流速が介在物付着臨界流速未満のときにはEMRSモードで印加する場合のフローチャート図である。
【図１３】本発明の実施の形態例を示す図で、Ｆ値による鋳型短辺近傍の溶鋼表面流速が介在物付着臨界流速未満のときにはEMLAモードで印加する場合のフローチャート図である。
【図１４】本発明の実施の形態例を示す図で、Ｆ値による鋳型短辺近傍の溶鋼表面流速が湯面皮張り臨界流速未満のときにはEMLAモードで印加し、Ｆ値による鋳型短辺近傍の溶鋼表面流速が介在物付着臨界流速未満で且つ湯面皮張り臨界流速以上のときにはEMRSモードで印加する場合のフローチャート図である。
【図１５】本発明の実施の形態例を示す図で、EMLSモードで印可する場合の磁束密度の決定方法を示すフローチャート図である。
【図１６】本発明の実施の形態例を示す図で、EMLAモードで印可する場合の磁束密度の決定方法を示すフローチャート図である。
【図１７】本発明の実施の形態例を示す図で、EMRSモードで印可する場合の磁束密度の決定方法を示すフローチャート図である。
【図１８】本発明による鋳型内溶鋼の流動制御を行う方法の模式図である。
【図１９】実施例の試験条件を図１８に重ね合わせた模式図である。
【図２０】実施例の水準Ａ−１における鋳片の検鏡結果を示す図である。
【図２１】実施例の水準Ａ−２における鋳片の検鏡結果を示す図である。
【図２２】実施例の水準Ａ−３における鋳片の検鏡結果を示す図である。
【図２３】実施例の水準Ｂ−１における鋳片の検鏡結果を示す図である。
【図２４】実施例の水準Ｂ−２における鋳片の検鏡結果を示す図である。
【図２５】実施例の水準Ｂ−３における鋳片の検鏡結果を示す図である。
【図２６】実施例の水準Ｂ−４における鋳片の検鏡結果を示す図である。
【図２７】実施例の水準Ｃ−１における鋳片の検鏡結果を示す図である。
【図２８】実施例の水準Ｄ−１における鋳片の検鏡結果を示す図である。
【図２９】実施例の水準Ｄ−２における鋳片の検鏡結果を示す図である。
【図３０】実施例の水準Ｄ−３における鋳片の検鏡結果を示す図である。
【符号の説明】
１  溶鋼
２  凝固シェル
３  溶鋼湯面
４  溶鋼吐出流
５  鋳片
６  鋳型
７  鋳型長辺
８  鋳型短辺
９  タンディッシュ
１０  スライディングノズル
１１  浸漬ノズル
１２  吐出孔
１３  移動磁場発生装置
１４  ピンチロール
１５  モールドパウダー
２６  プロセス制御装置
２７  制御装置
２８  電源
【図１】
0004380171.tif 000043
【図２】
0004380171.tif 000044
【図３】
0004380171.tif 000045
【図４】
0004380171.tif 000046
【図５】
0004380171.tif 000047
【図６】
0004380171.tif 000048
【図７】
0004380171.tif 000049
【図８】
0004380171.tif 000050
【図９】
0004380171.tif 000051
【図１０】
0004380171.tif 000052
【図１１】
0004380171.tif 000053
【図１２】
0004380171.tif 000054
【図１３】
0004380171.tif 000055
【図１４】
0004380171.tif 000056
【図１５】
0004380171.tif 000057
【図１６】
0004380171.tif 000058
【図１７】
0004380171.tif 000059
【図１８】
0004380171.tif 000060
【図１９】
0004380171.tif 000061
【図２０】
0004380171.tif 000062
【図２１】
0004380171.tif 000063
【図２２】
0004380171.tif 000064
【図２３】
0004380171.tif 000065
【図２４】
0004380171.tif 000066
【図２５】
0004380171.tif 000067
【図２６】
0004380171.tif 000068
【図２７】
0004380171.tif 000069
【図２８】
0004380171.tif 000070
【図２９】
0004380171.tif 000071
【図３０】
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