(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平な矩形断面形状を有する鋳型を取り囲むようにソレノイド式電磁コイルを配設或いは鋳型壁内に埋設し、交流電流を前記ソレノイド式電磁コイルに通電して前記鋳型内の溶融金属に電磁力を付与し、メニスカス形状を変化させながら鋳造を行う際に、下記（１）式で表される直流磁場を重畳することを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。
【数１】
0003796130.tif 000005
【請求項２】
扁平な矩形断面形状を有する鋳型を取り囲むようにソレノイド式電磁コイルを配設或いは鋳型壁内に埋設し、振幅又は波形を周期的に変化させた大電流通電期間と小電流通電期間を有する交流電流を前記ソレノイド式電磁コイルに通電して前記鋳型内の溶融金属に電磁力を付与し、メニスカス形状を変化させながら鋳造を行う、請求項１記載の溶融金属の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属から鋳片を連続的に鋳造する方法に関し、潤滑改善効果と鋳片表面性状改善効果を安定して得ることのできることを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造にあたっては、溶融金属からの熱で溶融したパウダーは、上下に振動する鋳型と、一定速度で引き抜かれる凝固シェルの相対運動によって、これらの間隙に流入する。この溶融パウダーの流入の際に発生する動圧によってメニスカス凝固シェル先端が変形する。この変形は鋳型オシレーションの周期で繰り返されるため、鋳片表面にはオシレーションマークとよばれる周期的な皺が形成される。
【０００３】
ここで、通常程度の深さの規則的なオシレーションマークの形成は、鋳造操業や鋳片表面品質の安定化に寄与することが知られている。以上述べた初期凝固を制御する方法として、特開昭６４−８３３４８号公報に記載された、電磁コイルによって鋳型内の溶融金属に電磁力を与える際に、交流磁場をパルス状に付与することによって、電磁力を間欠的に印加して、パウダーキャスティングにおいて、さらなる表面性状の改善を行う方法も提案されている。
【０００４】
上記の特開昭６４−８３３４８号公報に示されているように、電磁コイルによって鋳型内の溶融金属に間欠的に電磁力を与えることによって、凝固シェルと鋳型壁間へのパウダーの流れが一層促進され、鋳片の表面性状が改善された。
【０００５】
しかしながら、鋳型断面が大きい場合、溶融金属表面に不安定な波動が生成する場合が見られる。この波動は、溶融金属プールメニスカスの擾乱を引き起こして電磁力印加の効果の妨げとなり、鋳片の表面性状改善効果を低減させるという問題を抱えていた。
【０００６】
また、特開平５−２９３６１３号公報に記載された、電磁コイルによって鋳型内の溶融金属に電磁力を与える際に、交流電流に直流電流を重畳させ、交流磁界による電磁力をメニスカス近傍に与えつつ、同時に発生せんとする溶融金属内の流動を直流磁界によって抑制する方法も提案されている。
【０００７】
しかしながら、直流磁界による溶融金属の流動の抑制効果が小さすぎる場合、溶融金属プールメニスカスの擾乱を引き起こして交流電磁力印加の効果の妨げとなり、鋳片の表面性状改善効果が低減してしまう。また、直流磁界による溶融金属の流動の抑制効果が大きすぎる場合、メニスカスへの温度供給が低減し、鋳片の表面性状が悪化してしまう。つまり、交流磁場と直流磁場を独立に制御する方法では、安定的に鋳片の表面性状改善効果を得ることができなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、溶融金属から鋳片を連続的に鋳造する方法に関し、メニスカス部に印加する交流磁場強度と直流磁場強度の範囲を限定することにより、溶融金属メニスカス挙動を安定化し、潤滑改善効果と鋳片表面性状改善効果を安定して得ることのできる鋳造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、扁平な矩形断面形状を有する鋳型を取り囲むようにソレノイド式電磁コイルを配設或いは鋳型壁内に埋設し、交流電流を前記ソレノイド式電磁コイルに通電して前記鋳型内の溶融金属に電磁力を付与し、メニスカス形状を変化させながら鋳造を行う際に、下記（１）式で表される直流磁場を重畳する。
【数２】
0003796130.tif 000002
【００１０】
本発明は上記鋳造方法において、通電する交流電流を大電流通電期間と小電流通電期間に周期的に変化させながら鋳造を行う。
【００１１】
本発明に係る上述の連続鋳造方法によって、溶融金属のメニスカス挙動を安定化させ、潤滑改善効果と鋳片表面性状改善効果を安定して得ることのできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
溶融金属の連続鋳造プロセスにおいて、図１の電磁力発生原理の概要図に示されるとおり、ソレノイダル状電磁コイル４に交流電流を通電し、鋳型内に注入され凝固を開始せんとする溶融金属２に電磁力７を印加しながら連続鋳造するもので、誘導電流９と誘導磁場８の方向から前記電磁力７の方向に作用する。すると、図３（ａ）に示すように電磁力７によって凝固シェル５先端との間隔が拡大され、鋳型壁と凝固シェル間に潤滑材としてのパウダー供給が促進され、鋳片の表面性状が改善される。
【００１３】
さらには、直流磁場を印加すると、前記電磁力７により溶融金属内に誘起される溶鋼流動が抑制される。
【００１４】
本発明者は、鋳型内の直流磁束密度の最大値と鋳型内の交流磁束密度の最大値の比が０．４未満の場合、直流磁界による溶融金属の流動の抑制効果が小さすぎ、溶融金属プールメニスカスの擾乱を引き起こして交流電磁力印加の効果の妨げとなり、鋳片の表面性状改善効果が低減してしまうことを見出した。
【００１５】
また、本発明者は、鋳型内の直流磁束密度の最大値と鋳型内の交流磁束密度の最大値の比が６．５より大きい場合、直流磁界による溶融金属の流動の抑制効果が大きすぎ、メニスカスへの温度供給が低減し、鋳片の表面性状が悪化してしまうことを見出した。
【００１６】
本発明者は、鋳型内の直流磁束密度の最大値と鋳型内の交流磁束密度の最大値の比を０．４以上、６．５以下とすることにより、溶融金属メニスカスの安定性と温度供給を保持し、潤滑改善効果と鋳片表面性状改善効果を安定して得ることができることが可能になった。
【００１７】
また、本発明は上記鋳造方法において、図２に示すように通電する交流電流を大電流通電期間と小電流通電期間に周期的に変化させることにより、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような凝固殻と鋳型間の間隙のくびれが周期的に発生してパウダー供給がさらに促進され、潤滑改善効果と鋳片表面性状改善効果を安定して得ることができることが可能になった。
【００１８】
このような磁場の印加により、溶融金属の初期凝固不安定性が抑制され、潤滑改善効果と鋳片表面性状改善効果を安定して得ることができる。
【００１９】
【実施例】
本発明の実施例として、下記試験条件によって鋳造した。
0003796130.tif 000003
上記試験条件で得られた結果を表１に示す。なお、この表１は鋳造時の鋳型内の直流磁束密度の最大値と鋳型内の交流磁束密度の最大値の比を示しているものである。
【００２０】
【表１】
0003796130.tif 000004
【００２１】
図４から明らかなように、ＢDC／ＢACが０．４以上になると、直流磁場の流動制動効果により溶鋼湯面変動が小さくなり、メニスカス形状を安定的に保持できるようになる。
【００２２】
次に、図５から明らかなように、ＢDC／ＢACが６．５より大きくなると、直流磁場の流動制動効果が大きくなり、湯面へ温度供給が不十分になることがわかる。
【００２３】
図６から明らかなように、以上説明した機構により、鋳型内の直流磁束密度の最大値と鋳型内の交流磁束密度の最大値の比を０．４以上、６．５以下とすることにより、溶融金属メニスカスの安定性と温度供給を保持し、潤滑改善効果と鋳片表面性状改善効果を安定して得ることができることが確認できた。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、鋳型内の直流磁束密度の最大値と鋳型内の交流磁束密度の最大値の比を０．４以上、６．５以下とすることにより、溶融金属メニスカスの安定性と温度供給を保持し、潤滑改善効果と鋳片表面性状改善効果を安定して得ることができることができるので工業的効果は甚大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁力を示す図である。
【図２】従来のステップ状で非通電期がないモードを示す図である。
【図３】従来の電磁力による変形を示し、（ａ）変形したメニスカス、（ｂ）静止メニスカス、（ｃ）繰り返し時の凝固シェルを示す図である。
【図４】鋳造時の湯面変動を渦流式メニスカスレベル計にて測定した結果であり、（ａ）は交流磁場の連続的印加条件、（ｂ）は交流磁場の間欠印加条件である。
【図５】鋳造時の湯面における溶鋼温度を測定した結果であり、（ａ）は交流磁場の連続的印加条件、（ｂ）は交流磁場の間欠印加条件である。
【図６】得られた鋳片の表面素度を測定した結果であり、（ａ）は交流磁場の連続的印加条件、（ｂ）は交流磁場の間欠印加条件である。
【符号の説明】
１…鋳型
２…溶融金属
３…メニスカス
４…電磁コイル
５…凝固シェル
６…電磁場付加メニスカス
７…電磁力
８…誘導電流
９…誘導磁場
【図１】
0003796130.tif 000006
【図２】
0003796130.tif 000007
【図３】
0003796130.tif 000008
【図４】
0003796130.tif 000009
【図５】
0003796130.tif 000010
【図６】
0003796130.tif 000011