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TWI679072B - 連續鑄造方法及連續鑄造裝置 - Google Patents

連續鑄造方法及連續鑄造裝置 Download PDF

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TWI679072B
TWI679072B TW107107244A TW107107244A TWI679072B TW I679072 B TWI679072 B TW I679072B TW 107107244 A TW107107244 A TW 107107244A TW 107107244 A TW107107244 A TW 107107244A TW I679072 B TWI679072 B TW I679072B
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continuous casting
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molten
discharge
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本田裕樹
Yuki Honda
森川廣
Hiroshi Morikawa
鈴木泰宏
Yasuhiro Suzuki
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日商日鐵不鏽鋼股份有限公司
Nippon Steel Stainless Steel Corporation
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Abstract

本發明係能夠有效地抑制異物被凝固殼體捕捉。本發明提供一種使用連續鑄造裝置的連續鑄造方法,其係包含:吐出步驟,從吐出孔(41A)吐出熔鋼;攪拌步驟,其係使在吐出步驟中被吐出的熔鋼直線前進時之熔鋼的到達位置(P)為鑄模內熔鋼的熔融表面(S),且其係使吐出孔(41A)與到達位置(P)所連起的整個線段被含於攪拌區域,來攪拌前述熔鋼。

Description

連續鑄造方法及連續鑄造裝置
本發明係關於利用電磁攪拌之鋼的連續鑄造方法及連續鑄造裝置。
在鋼的連續鑄造中,具有下述問題:因為凝固殼體捕捉鑄模(鑄型)內的熔鋼中所混入之不可避的氣泡及氧化物等,故於經過熱軋及冷軋步驟的鋼板(slab)表面形成缺陷(瑕疵)。就解決此問題的方法而言,作為其中一例,專利文獻1揭示一種被廣泛利用的方法,其係為了使熔鋼中的異物浮起,且為了使熔鋼中的異物被添加至熔鋼表面的鑄模粉補捉,而利用電磁攪拌來控制鑄模內的熔鋼流動。
在專利文獻1所揭示的技術中,使用具有兩個吐出孔的浸漬噴嘴,且前述吐出孔的吐出角度係在朝向上方5°~30°的範圍,並從上述兩個吐出孔朝向鑄型的短邊吐出熔融金屬。接著,具有一種構成,其係藉由電磁攪拌,在相對於鑄造方向之直角方向,賦予驅動力於鑄型之兩個長邊面的彎月面(Meniscus)附近的熔融金屬。藉此,在將熔融表面附近的熔融金屬溫度保持於高溫的同時,於鑄造方向形成熔融金屬之直角的均勻流動。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本國公開專利公報「特開平10-166120號公報(1998年6月23日公開)」
[發明概要]
然而,專利文獻1並未明示提高異物洗淨程度之攪拌流的形成方法,且在專利文獻1所載之技術中,具有無法充分地達到抑制異物被凝固殼體捕捉之效果的問題。
本發明的一態樣係以有效地抑制異物被凝固殼體捕捉,來作為目的。
為了解決上述課題,本發明一態樣之連續鑄造方法係使用連續鑄造裝置的連續鑄造方法,且前述連續鑄造裝置係包含:鑄模,其係包括圍繞構造,且前述圍繞構造具有第一面、及與前述第一面交叉的第二面;浸漬噴嘴,其係包括吐出孔,來吐出熔鋼;攪拌裝置,其係藉由攪拌前述鑄模內的熔鋼,來形成攪拌區域;其中,還包含:吐出步驟,從被配置於前述鑄模內的前述吐出孔,朝向沿著前述第一面的方向且較水平方向往上地吐出熔鋼;攪拌步驟,其係使在前述吐出步驟中被吐出的熔鋼直線前進時之前述熔鋼的到達位置為前述鑄模內熔鋼的熔融表面或前述第二面,且其係使前述吐出孔與前述到達位置所連起的整個線段被含於前述攪拌區域,來攪拌前述熔鋼。
在本發明一態樣之連續鑄造方法中,前述攪拌區域中熔鋼的流速係在0.20~0.40m/s的範圍。
在本發明一態樣之連續鑄造方法中,前述到達位置可為前述熔融表面。
在本發明一態樣之連續鑄造方法中,自前述浸漬噴嘴所吐出之熔鋼到達前述熔融表面為止所受到的衝量較佳係0.4×107G2/μΩ-m~2.5×107G2/μΩ-m。
本發明一態樣之連續鑄造裝置係包含:鑄模,其係包括圍繞構造,且前述圍繞構造具有第一面、及與前述第一面交叉的第二面;浸漬噴嘴,其係包括被配置於前述鑄模內的吐出孔,且從前述吐出孔沿著前述第一面的方向來吐出熔鋼;攪拌裝置,其係藉由攪拌前述鑄模內的熔鋼,來形成攪拌區域;其中,前述吐出孔在被含於前述攪拌區域的同時,前述吐出孔朝向較水平方向往上的方向吐出熔鋼;及,前述攪拌裝置係使從吐出孔被吐出的熔鋼直線前進時之前述熔鋼的到達位置為前述鑄模內熔鋼的熔融表面或前述第二面,且其係使前述吐出孔與前述到達位置所連起的整個線段被含於前述攪拌區域,來攪拌前述熔鋼。
在本發明一態樣之連續鑄造裝置中,前述攪拌區域中熔鋼的流速係在0.20~0.40m/s的範圍。
在本發明一態樣之連續鑄造裝置中,前述吐出孔較佳係從水平面朝上5°~30°來吐出熔鋼。
在本發明一態樣之連續鑄造裝置中,自前述浸漬噴嘴所吐出之熔鋼到達前述熔融表面為止所受到的衝量較佳係0.4×107G2/μΩ-m~2.5×107G2/μΩ-m。
根據本發明一態樣,能夠有效地抑制異物被凝固殼體捕捉。
1A、1B‧‧‧連續鑄造裝置
2‧‧‧盛鋼桶
3‧‧‧鋼液分配器
10‧‧‧鑄模
11A、11B‧‧‧長邊鑄模
12A、12B‧‧‧短邊鑄模
11Aa、11Ba‧‧‧長邊面(第一面)
12Aa、12Ba‧‧‧短邊面(第二面)
40A、40B‧‧‧浸漬噴嘴(浸漬噴嘴)
41A、41B‧‧‧吐出孔
50A、50B‧‧‧電磁攪拌裝置(攪拌裝置)
60‧‧‧吐出方向
A1~A3‧‧‧(攪拌)區域
C‧‧‧凝固殼體
L、W‧‧‧距離
S‧‧‧熔融表面
P、Q‧‧‧點
SD‧‧‧短邊方向
LD‧‧‧長邊方向
θ、φ‧‧‧吐出角度
〔圖1〕係顯示本發明實施形態1連續鑄造裝置構成的概略圖。
〔圖2〕係以上述連續鑄造裝置所具備之鑄模內熔鋼的熔融表面高度中的水平面,來切開上述連續鑄造裝置的剖面圖。
〔圖3〕係以通過上述鑄模中心且與上述鑄模所具備之長邊鑄模平行的平面,來切開上述連續鑄造裝置之熔融表面附近的剖面圖。
〔圖4〕係以通過上述鑄模中心且與上述鑄模所具備之短邊鑄模平行的平面,來切開上述連續鑄造裝置之熔融表面附近的剖面圖。
〔圖5〕係本發明實施形態2連續鑄造裝置的剖面圖,其係以通過上述連續鑄造裝置所具備之鑄模的中心且與鑄模所具備之長邊鑄模平行的平面,來切開連續鑄造裝置之熔融表面附近的剖面圖。
〔圖6〕係顯示本發明鑄片實施例及鑄片比較例中,每1mm2之條紋裂縫的個數之圖,(a)係顯示從表層到2mm位置處條紋裂縫的個數之圖,(b)係顯示從表層到3mm位置處條紋裂縫的個數之圖。
[用以實施發明之形態]
以下,基於圖1~圖4,針對本發明實施形態1的連續鑄造裝置1A及連續鑄造方法進行說明。再者,於本說明書中「A~B」係表示「A以上且B以下」。
圖1係顯示連續鑄造裝置1A構成的概略圖。如圖1所示,連續鑄造裝置1A係具備:接收從轉爐供應之熔鋼的盛鋼桶2、鋼液分配器3(Tundish)、鑄模10、浸漬噴嘴(吐出噴嘴)40A、電磁攪拌裝置(攪拌裝置)50A.50B。
鋼液分配器3係用於儲留來自盛鋼桶2之被注入的熔鋼並去除氧化物等異物之部件。被儲留在鋼液分配器3的熔鋼係透過後述之浸漬噴嘴40A,注入至鑄模10內。
鑄模10係用於將被注入的熔鋼冷卻並於內表面形成凝固殼體C再從鑄模10的底部將其送出之鑄型。圖2係以鑄模10內熔鋼的熔融表面高度中的水平面,來切開上述連續鑄造裝置1A的剖面圖。如圖2所示,以水平面切開之鑄模10裏面的輪廓形狀成為長方形。鑄模10係具備互相對向之一組長邊鑄模11A.11B及互相對向之一組短邊鑄模12A.12B。長邊鑄模11A.11B係各自具備構成鑄模10裏面的長邊面(第一面)11Aa.11Ba。短邊鑄模12A.12B係各自具備構成鑄模10裏面的短邊面(第二面)12Aa.12Ba。也就是說,藉由長邊面11Aa.11Ba以及與長邊面11Aa.11Ba交叉之短邊面12Aa.12Ba,來形成圍繞構造。在後述的說明中,如圖2所示,將平行於長邊鑄模11A.11B的水平方向稱為「長邊方向LD」,將平行於短邊鑄模12A.12B的水平方向稱為「短邊方向SD」。
浸漬噴嘴40A係用於將儲留在鋼液分配器3的熔鋼注入至鑄模10的部件。載置浸漬噴嘴40A,並使其上端與鋼液分配器3連接且使其下端位於鑄模10的略中心處(即圖2中,藉由長邊面11Aa.11Ba及短邊面12Aa.12Ba所形成之長方形的略中心處)。
圖3係以通過鑄模10中心且與鑄模10的長邊鑄模11A.11B平行的平面,來切開連續鑄造裝置1A之熔融表面S附近的剖面圖。再者,因為連續鑄造裝置1A係成為與浸漬噴嘴40A對稱的構造,故在圖3中,將含有浸漬噴嘴40A與短邊鑄模12B的區域擴大顯示。浸漬噴嘴40A係如圖3所示,具備兩個吐出孔41A。吐出孔41A係配置於鑄模10內,且係用於將由鋼液分配器3供給且通過浸漬噴嘴40A內部的熔鋼吐出之孔。吐出孔41A係各自形成於浸漬噴嘴40A長邊方向LD的兩側,並沿著長邊面11Aa.11Ba的方向吐出熔鋼。吐出孔41A係以使吐出流的吐出方向60成為相對於水平面朝上的方式來形成。於後述中,將吐出孔41A的吐出方向60與水平面的夾角稱為吐出角度θ。
在連續鑄造裝置1A中,將熔鋼從浸漬噴嘴40A的吐出孔41A連續供給至鑄模10,並於鑄模10內特定的高度位置形成熔鋼的熔融表面S(亦稱為彎月面)。再者,於連續鑄造中,雖然熔融表面S會有若干晃動,但在本說明書中,將平均熔融表面的高度作為熔融表面S的位置。又,於熔融表面S上,添加用於補捉氣泡及氧化物等異物的鑄模粉(未圖示)。
電磁攪拌裝置50A.50B係用於藉由電磁力來產生相對於鑄模10熔融表面S附近的溶鋼之攪拌流(旋回流)的裝置。圖4係以通過鑄模10中心且與鑄模10的短邊鑄模12A.12B平行的平面,來切開上述連續鑄造裝置1A之熔融表面S附近的剖面圖。如圖4所示,電磁攪拌裝置50A.50B係各自設置於長邊鑄 模11A.11B的背面。電磁攪拌裝置50A.50B係各自具備攪拌線圈芯51A.51B,且在攪拌線圈芯51A.51B的設置高度處,對於鑄模10內的熔鋼賦予電磁力。具體而言,電磁攪拌裝置50A的攪拌線圈芯51A係對於長邊鑄模11A附近的熔鋼,賦予平行於長邊方向LD的電磁力。同樣地,電磁攪拌裝置50B的攪拌線圈芯51B係對於長邊鑄模11B附近的熔鋼,賦予平行於長邊方向LD的電磁力。然而,在連續鑄造裝置1A中,藉由設定攪拌線圈芯51A所賦予之電磁力與攪拌線圈芯51B所賦予之電磁力,以針對熔鋼賦予逆向的電磁力。藉此,如圖2的黑色箭頭所示,在鑄模10內熔融表面S附近的水平方向形成攪拌流。在本實施形態中,電磁攪拌裝置50A.50B之攪拌線圈芯51A與攪拌線圈芯51B的上端係被載置於遠離熔融表面S下方特定距離的位置。
在圖4中,以區域A1表示鉛直方向中吐出孔41A的上端與下端之間的區域。如圖4所示,設置攪拌線圈芯51A.51B並使其含有鉛直方向中的整個吐出孔41A。藉此,從吐出之時間點起,由吐出孔41A吐出之熔鋼係被賦予來自攪拌線圈芯51A.51B的電磁力。
雖然藉由電磁攪拌裝置50A.50B於鑄模10內的熔鋼形成攪拌流,但攪拌流並非僅形成於設置有攪拌線圈芯51A與攪拌線圈芯51B之高度位置的區域。也就是說,若於設置有攪拌線圈芯51A與攪拌線圈芯51B的區域A2形成攪拌流,則存在於區域A2上下方向一定距離處的區域範圍之熔鋼亦在鑄模10內旋回,並形成攪拌流。在本說明書中,如圖4所示,將包含區域A2與上述之「於區域A2上下方向一定距離處的區域範圍」之區域,藉由電磁攪拌裝置50A.50B形成攪拌區域A3。具體而言,本說明書中的攪拌區域A3係意味著熔鋼流速在0.20~0.40m/s的範圍之區域。熔融表面S附近之熔鋼流速係在0.20~0.40m/s的範圍 之情況下,其係被認為能夠同時減少製造之鋼的表面缺陷及內部缺陷。在本實施形態之連續鑄造裝置1A中,以使攪拌區域A3含有熔融表面S的方式,設置攪拌線圈芯51A.51B。
再者,在連續鑄造裝置1A中,雖然攪拌線圈芯51A.51B的上端係以被載置於從熔融表面S朝下方遠離特定距離的位置之方式來構成,但本發明的連續鑄造裝置並不限於此,其亦可使攪拌線圈芯51A.51B的上端位於熔融表面S的高度位置或位於熔融表面S的高度位置更上方的位置之方式來構成。在於此之情況下,能夠以使攪拌區域包含熔融表面S的方式,來構成連續鑄造裝置。
在本實施形態的連續鑄造裝置1A中,藉由適當地設定吐出角度θ、吐出孔41A中心與熔融表面S的距離L、及短邊鑄模12A與短邊鑄模12B的距離W(即,長邊面11Aa.11Ba水平方向的長度),其係能以使從浸漬噴嘴40A之吐出孔41A所吐出之熔鋼的約略總量到達熔融表面S的方式,來構成。
此處,針對藉由吐出孔41A所吐出之熔鋼所產生之吐出流到達熔融表面S的「到達位置」,一邊參照圖3進行說明。如圖3所示,將吐出孔41A開口部的中央作為出發點,並將由該出發點朝吐出方向60延伸之半直線與熔融表面S的交點作為點P。換言之,點P係在吐出孔41A所吐出之熔鋼直線前進的情況下,吐出孔41A所吐出之熔鋼與到達熔融表面S的點。雖然從吐出孔41A所吐出之吐出流在某種程度上係一邊變寬一邊進入鑄模10內部的熔鋼中,但藉由設定從吐出孔41A之熔鋼吐出速度大於特定的速度,能夠使從吐出孔41A所吐出之熔鋼的約略總量直接到達點P及其附近的熔融表面S。在本實施形態中,將點P附近稱為「到達位置」。在本實施形態中,吐出孔41A開口部的中央與點P所連成之整個線段係被包含在攪拌區域A3。
再者,若吐出角度θ過大或距離L過小時,從吐出孔41A所吐出之吐出流直接到達熔融表面S(到達位置)所造成之熔融表面S的波狀起伏係變得過大,且存在於熔融表面S上的鑄模粉作為異物而被凝固殼體C吞沒的可能性變高。因此,吐出角度θ較佳係在30°以下,且在吐出流的速度為300~1150mm/s的情況下,距離L較佳係在180mm以上。
另一方面,在距離L過大的情況下,吐出流到達熔融表面S(到達位置)的時間變長。結果,高溫吐出流到達短邊鑄模12A.12B附近之熔融表面S的時間變長,且短邊鑄模12A.12B附近之熔融表面S的熔鋼溫度下降。熔鋼溫度下降係會導致具有爪狀剖面之不均勻初期凝固殼體的生成,且此成為增加異物被凝固殼體C吞沒的重要原因。因此,在吐出流速度為300~1150mm/s的情況下,距離L較佳係230mm以下。
就連續鑄造裝置1A構成的一例而言,在距離W大於520mm的情況下,藉由將吐出角度θ設為30°、將距離L設為150mm(例如,吐出孔41A上下方向的寬度為58mm,熔融表面S至吐出孔41A上端為止的距離為121mm),而能夠以使浸漬噴嘴40A的吐出孔41A所吐出之熔鋼約略整體的量到達熔融表面S(到達位置)的方式,來構成。
如以上般,就使用連續鑄造裝置1A之連續鑄造方法而言,其係包含:吐出步驟,從被配置於鑄模10內的吐出孔41A,朝向沿著長邊鑄模11A.11B的方向且較水平方向往上地吐出熔鋼;攪拌步驟,其係使吐出孔41A開口部的中央與點P所連成之整個線段係被包含在攪拌區域A3,來攪拌前述熔鋼。
藉由此構成,能夠使從吐出孔41A所吐出之高溫熔鋼的大部分到達熔融表面S,且能夠減緩熔融表面S附近的熔鋼凝固。因此,能夠增加了在熔 融表面S附近之電磁攪拌裝置50A.50B所產生之攪拌效果,並能夠有效地抑制熔鋼中的異物被凝固殼體C捕捉。
又,因為從吐出孔41A至熔融表面S為止的距離短,故在吐出流的流速還沒下降之前,吐出流即到達熔融表面S。因此,藉由流速快的吐出流,變得更輕易地使熔鋼中的氣泡及夾雜物等異物浮起,並能夠使該異物更容易被鑄模粉補捉。又,因為從吐出孔41A至熔融表面S為止的距離短,故能夠抑制吐出流到達熔融表面S為止之流路中吐出流的擴散,且能夠避開阻礙攪拌流的情形。
又,到達熔融表面S的吐出流係如圖3所示,於短邊鑄模12A.12B側以及浸漬噴嘴40A側(即鑄模10中心側)進行分流。結果,能夠使熔融表面S附近的熔鋼溫度均勻化。
[實施形態2]
針對本發明的其他實施形態,若基於圖5進行說明,則如下所述。再者,為了方便說明,就與前述實施形態中已說明過的部件具有相同功能的部件而言,標記相同符號,並省略其說明。
本實施形態的連續鑄造裝置1B之浸漬噴嘴40B的構造係與實施形態1的浸漬噴嘴40A的構造相異。
圖5係以鑄模10的中心且與鑄模10的長邊鑄模11A.11B平行的平面,來切開連續鑄造裝置1B之熔融表面S附近的剖面圖。
本實施形態中連續鑄造裝置1B係如圖5所示,作為實施形態1浸漬噴嘴40A的替代,其具備浸漬噴嘴40B。
浸漬噴嘴40B係如圖5所示,具備兩個吐出孔41B。吐出孔41B係以使熔鋼噴出方向70朝向相對於水平面往上的方式,來形成。於後述中,將吐出孔41B的吐出方向70與水平面的夾角稱為吐出角度φ。
在本實施形態的連續鑄造裝置1B中,藉由適當地設定吐出角度φ、吐出孔41B中心與熔融表面S的距離L、及短邊鑄模12A與短邊鑄模12B之間熔融表面S的距離W,能以使從吐出孔41B所吐出之熔鋼的約略總量到達短邊鑄模12A.12B(更詳細而言,形成於短邊鑄模12A.12B表面的凝固殼體C)的方式,來構成。
此處,針對藉由吐出孔41B所吐出之熔鋼所產生之吐出流到達短邊鑄模12A.12B的「到達位置」,一邊參照圖5進行說明。如圖5所示,將吐出孔41B開口部的中央作為出發點,並將由該出發點朝吐出方向70延伸之半直線與短邊鑄模12B的交點作為點Q。換言之,點Q係在吐出孔41B所吐出之熔鋼直線前進的情況下,吐出孔41B所吐出之熔鋼與短邊鑄模12B的點。雖然從吐出孔41B所吐出之吐出流在某種程度上係一邊變寬一邊進入鑄模10內部的熔鋼中,但藉由設定從吐出孔41B之熔鋼吐出速度大於特定的速度,能夠使從吐出孔41B所吐出之熔鋼的約略總量直接到達短邊鑄模12B。在本實施形態中,將點Q附近稱為「到達位置」。點Q係位於熔融表面S附近。
在本實施形態的連續鑄造裝置1B中,其係以下述方式來構成:藉由電磁攪拌裝置50A.50B所形成之攪拌區域為至少包含在鉛直方向上從「到達位置」(點Q附近)至吐出孔41B下端為止之區域。藉此,吐出孔41B開口部的中央與點Q所連成之整個線段係被包含在藉由電磁攪拌裝置50A.50B所形成之攪拌區域。
就連續鑄造裝置1B構成的一例而言,在距離W係1430~1650mm且吐出流的速度係300~1150mm/s的情況下,藉由將吐出角度φ設為5°、將距離L設為125mm(例如,吐出孔41B上下方向的寬度為50mm,熔融表面S至吐出孔41B上端為止的距離為100mm),而能夠以使浸漬噴嘴40B的吐出孔41B所吐出之熔鋼約略整體的量到達「到達位置」的方式,來構成。
如以上般,就使用連續鑄造裝置1B之連續鑄造方法而言,其係包含:吐出步驟,從被配置於鑄模10內的吐出孔41B,朝向沿著長邊鑄模11A.11B的方向且較水平方向往上地吐出熔鋼;攪拌步驟,其係使吐出孔41B開口部的中央與點Q所連成之整個線段係被包含在藉由電磁攪拌裝置50A.50B所形成之攪拌區域,來攪拌前述熔鋼。
藉由此構成,能夠使從吐出孔41A所吐出之高溫熔鋼的大部分到達熔融表面S,且能夠減緩熔融表面S附近的熔鋼凝固。因此,能夠增加了在熔融表面S附近之電磁攪拌裝置50A.50B所產生之攪拌效果,並能夠有效地抑制熔鋼中的異物被凝固殼體C捕捉。
在連續鑄造裝置1A及1B中,因為其係成為使一部分熔鋼與凝固殼體C從鑄模10下端被拔出的構造,故從吐出孔41B吐出之吐出流係受到向下的力。因此,在連續鑄造裝置1B的吐出角度φ較小的情況下,從吐出孔41B吐出之吐出流具有吐出至攪拌區域外面的可能性。因此,較佳係以吐出角度φ為5°以上的角度來吐出熔鋼。藉此,能夠使從吐出孔41B吐出之吐出流確實地被包含在攪拌區域。
[實施形態3]
在本實施形態中,針對連續鑄造之電磁攪拌裝置的較佳設定進行說明。
本實施形態之連續鑄造的參數如下所示。再者,[]內係各自的單位。
α:吐出孔41A或吐出孔41B的吐出角度[°]
A:吐出孔41A或吐出孔41B的吐出面積[m2]
W:鑄造寬度[m](短邊面12Aa.12Ba的水平距離)
T:鑄造厚度[m](短邊面11Aa.11Ba的水平距離)
V:自吐出孔41A或吐出孔41B的吐出速度[m/s]
Vc:鑄造速度[m/s]
L:浸漬噴嘴40A或浸漬噴嘴40B的浸漬深度[m](吐出孔41A或吐出孔41B的中心與熔融表面S的距離)
B:從長邊面11Aa.11Ba至熔鋼內水平方向15mm的位置處之磁束密度[G]
f:電磁攪拌裝置50A或電磁攪拌裝置50B的頻率數[Hz]
σ:二次導體(1500℃的熔鋼)的導電度[1/μΩ-m]
首先,因為自吐出孔41A或吐出孔41B吐出之熔鋼的體積與鑄造體積係相同的條件,故下述式1成立。
(A×2)×V=W×T×Vc...(式1)
從式1求出下述式2所示之吐出速度V。
V=W×T×Vc/2A...(式2)
因此,自吐出孔41A或吐出孔41B吐出之熔鋼之垂直方向的速度Vy係成為下述式3。
Vy=V×simα=W×T×Vc×sinα/2A...(式3)
藉此,自吐出孔41A或吐出孔41B吐出之熔鋼到達熔融表面S為止的時間t(熔融表面到達時間t)係成為下述式4。
t=L/Vy=L×W×T×Vc×sinα/2A...(式4)
施加於熔鋼之攪拌水的力量H係成為下述式5。
H=B2×f×σ...(式5)
因此,自吐出孔41A或吐出孔41B吐出之熔鋼到達熔融表面S為止所受的衝量I係成為下述式6。
I=H×t=B2×f×σ×L×W×T×Vc×sinα/2A...(式6)
在本實施形態的連續鑄造方法中,當吐出角度α、吐出面積A、鑄造寬度、鑄造厚度T及浸漬深度L在特定值時,較佳以使上述衝量I成為0.4×107G2/μΩ-m~2.5×107G2/μΩ-m的方式,設定磁束密度B、頻率數f及鑄造速度Vc。藉此,即使在熔鋼的種類變化之情況下,亦能夠形成異物之洗淨效果高的攪拌流。
本發明並非被限定於上述各實施形態,可在請求項所示之範圍內進行各種變更,且適當地組合各相異實施形態所揭示之技術手段所獲得的實施形態亦被包含在本發明的技術範圍內。
[實施例1]
若針對本發明的一實施例進行說明,則如下所示。
在本實施例中,於下述條件下,進行作為鐵素體系鋼種之SUH409L及SUS439的連續鑄造。
(連續鑄造條件)
吐出孔41A的吐出角度θ:30°
吐出孔41A鉛直方向的寬度:58mm
從熔融表面S到吐出孔41A中心為止之鉛直方向的距離L:180mm
短邊鑄模12A.12B之間的距離W:1042mm
鑄造速度:1.30m/min
吐出速度:865mm/s
鑄片厚度:200mm
自長邊面11Aa.11Ba之厚度方向15mm處的磁束密度:1150G
上述條件係為產生以下作用的條件:在藉由電磁攪拌裝置50A.50B進行攪拌的情況下,使從吐出孔41A吐出之熔鋼的約略總量直接到達熔融表面S,且從吐出孔41A吐出之位置到達熔融表面S為止的區域,係被包含在藉由電磁攪拌裝置50A.50B所形成的攪拌區域。
在本實施例中,進行電磁攪拌裝置50A.50B的攪拌並製作鑄片(將SUH409L的鑄片作為實施例1,將SUS439的鑄片作為實施例2),以及不進行電磁攪拌裝置50A.50B的攪拌並製作鑄片(將SUH409L的鑄片作為比較例1,將SUS439的鑄片作為比較例2),並對上述鑄片進行評價。
針對鑄片實施例1、2及鑄片比較例1、2,使用X射線穿透法,測定從表層至10mm以內之表面缺陷(氣泡或夾雜物被凝固單元(cell)捕捉所形成之缺陷)的個數。再者,在本評價中,測定表面缺陷在直徑0.4mm以上之表面缺陷的個數。將測定結果顯示於下述表1。在表1中,顯示每1cm3的缺陷個數。
[表1]
如表1所示,與鑄片比較例1、2相比,鑄片實施例1、2係能夠顯著地抑制表面缺陷的形成。在鑄片實施例1、2中,此係被認為是,因為藉由在下述狀態下經過鑄造,而能夠更有效地進行熔鋼的攪拌:從吐出孔41A吐出之熔鋼的約略總量直接到達熔融表面S,且從吐出孔41A吐出之位置到達熔融表面S為止的區域,係被包含在藉由電磁攪拌裝置50A.50B所形成的攪拌區域。
使用製作之鑄片實施例1、2及鑄片比較例1、2,進行一般之鐵素體系不鏽鋼鋼板的製造步驟(熱軋、退火、酸洗、冷軋、退火、酸洗),各自製造複數個板厚1mm的冷軋退火鋼板。進行經製造之鋼板的表面檢查,並判定是否具有作為製品的品質。結果,在使用鑄片比較例1、2所製成之鋼板中,儘管研磨了鋼板表面,仍有數%(SUH409L為3.9%,SUS439為2.2%)的鋼板不具有作為製品的品質。相對於此,在使用鑄片實施例1、2所製成之鋼板中,儘管未研磨鋼板表面,全部鋼板亦具有作為製品的品質。
[實施例2]
若針對本發明其他的實施例進行說明,則如下所述。
在本實施例中,於下述的條件下,進行SUS304的連續鑄造。
(連續鑄造條件)
吐出孔41B的吐出角度φ:5°
吐出孔41B鉛直方向的寬度:50mm
從熔融表面S到吐出孔41B中心為止之鉛直方向的距離L:220mm
短邊鑄模12A.12B之間的距離W:1038mm
鑄造速度:1.40m/min
吐出速度:932mm/s
鑄片厚度:200mm
自長邊面11Aa.11Ba之厚度方向15mm處的磁束密度:1150G
上述條件係為產生以下作用的條件:在藉由電磁攪拌裝置50A.50B進行攪拌的情況下,使從吐出孔41B吐出之熔鋼的約略總量直接到達鑄模10的短邊面12Aa.12Ba,且從吐出孔41B吐出之位置到達鑄模10的短邊面12Aa.12Ba為止的區域,係被包含在藉由電磁攪拌裝置50A.50B所形成的攪拌區域。
在本實施例中,針對進行電磁攪拌裝置50A.50B的攪拌並製作鑄片實施例3,以及針對不進行電磁攪拌裝置50A.50B的攪拌並製作鑄片比較例3,進行評價。再者,從將鑄片自鑄模10拉出900mm的時點開始,進行電磁攪拌裝置50A.50B的攪拌並製作鑄片實施例3。
針對鑄片實施例3及鑄片比較例3,藉由放射線穿透檢查,測定從表層離開2mm及離開3mm之位置中條紋裂縫(鑄模粉混入凝固殼體所造成之破裂)的個數。在距離鑄造開始位置800、1000、1200、1500、2000、2500及3000mm的地點中,針對鑄片頂面的中央部進行測定。再者,本評價中,測定直徑大於0.15mm之條紋裂縫的個數。將測定結果顯示於下述圖6。圖6係顯示鑄片實施例3 及鑄片比較例3中,每1mm2之條紋裂縫的個數之圖,(a)係顯示從表層到2mm位置處條紋裂縫的個數之圖,(b)係顯示從表層到3mm位置處條紋裂縫的個數之圖。
如圖6的(a)及(b)所示,在鑄片實施例3中,從表層到2mm位置處及從表層到3mm位置處之條紋裂縫的個數皆少於鑄片比較例3中條紋裂縫的個數。在鑄片實施例3中,此係被認為是,因為藉由在下述狀態下經過鑄造,而能夠更有效地進行熔鋼的攪拌:從吐出孔41B吐出之熔鋼的約略總量直接到達鑄模10的短邊面12Aa.12Ba,且從吐出孔41B吐出之位置到達短邊面12Aa.12Ba為止的區域,係被包含在藉由電磁攪拌裝置50A.50B所形成的攪拌區域。特別是,相對於如先前技術之鑄片比較例3般,其在距離鑄造開始位置1000~2000mm的地點中條紋裂縫的個數很多,而在鑄片實施例3中,即使在1000~2000mm的地點,亦能夠減少條紋裂縫的個數。從此等結果來看,在經過製作之鑄片的研磨中,吾人明白其良率係能夠從96.8%改善至97.5%。
[實施例3]
若針對本發明其他的實施例進行說明,則如下所述。
在本實施例中,於下述的條件下,進行SUS304的連續鑄造。
吐出孔41的吐出角度α:5°
吐出孔41的吐出面積A:0.0026m2
鑄造寬度W:1260mm
鑄造厚度T:200mm
吐出速度V:0.70m/min
鑄造速度Vc:0.7~1.2m/min
浸漬深度L:0.25m
二次導體的導電度σ:1/ρ=1/1.3(ρ是SUS304的比電阻,參照不鏽鋼便覽,單位μΩ-m)
在本實施例中,將磁束密度設為1150G、頻率數設為2.7Hz,並使用上述式1~式6,在算出衝量I時獲得下述式7。
0.4×107(G2/μΩ-m)<I<2.5×107(G2/μΩ-m)...(式7)
在施加有式7所示範圍的衝量之本實施例中,能夠形成異物之洗淨效果高的攪拌流,且能夠有效地抑制熔鋼中的異物被凝固殼體捕捉。

Claims (7)

  1. 一種連續鑄造方法,其係使用連續鑄造裝置的連續鑄造方法,且前述連續鑄造裝置係包含:鑄模,其係包括圍繞構造,且前述圍繞構造具有第一面、及與前述第一面交叉的第二面;浸漬噴嘴,其係包括吐出孔,來吐出熔鋼;攪拌裝置,其係藉由攪拌前述鑄模內的熔鋼,來形成攪拌區域;其中,還包含:吐出步驟,從被配置於前述鑄模內的前述吐出孔,朝向沿著前述第一面的方向且較水平方向往上地吐出熔鋼;攪拌步驟,其係使在前述吐出步驟中被吐出的熔鋼直線前進時之前述熔鋼的到達位置為前述鑄模內熔鋼的熔融表面,且使前述吐出孔與前述到達位置所連起的整個線段被含於前述攪拌區域,來攪拌前述熔鋼,其中,由前述吐出孔所吐出之吐出流的速度係300~1150mm/s,所述吐出孔與所述熔融表面的距離係180mm以上且230mm以下。
  2. 如請求項1所述之連續鑄造方法,其中,前述攪拌區域中熔鋼的流速係在0.20~0.40m/s的範圍。
  3. 如請求項1或2所述之連續鑄造方法,其中,自前述浸漬噴嘴所吐出之熔鋼到達前述熔融表面為止所受到的衝量係0.4×107G2/μΩ-m~2.5×107G2/μΩ-m。
  4. 一種連續鑄造裝置,其係包含:鑄模,其係包括圍繞構造,且前述圍繞構造具有第一面、及與前述第一面交叉的第二面;浸漬噴嘴,其係包括被配置於前述鑄模內的吐出孔,且從前述吐出孔沿著前述第一面的方向來吐出熔鋼;攪拌裝置,其係藉由攪拌前述鑄模內的熔鋼,來形成攪拌區域;其中,前述吐出孔在被含於前述攪拌區域的同時,前述吐出孔朝向較水平方向往上的方向吐出熔鋼;及前述攪拌裝置係使從吐出孔被吐出的熔鋼直線前進時之前述熔鋼的到達位置為前述鑄模內熔鋼的熔融表面,且其係使前述吐出孔與前述到達位置所連起的整個線段被含於前述攪拌區域,來攪拌前述熔鋼,其中,由前述吐出孔所吐出之吐出流的速度係300~1150mm/s,所述吐出孔與所述熔融表面的距離係180mm以上且230mm以下。
  5. 如請求項4所述之連續鑄造裝置,其中,前述攪拌區域中熔鋼的流速係在0.20~0.40m/s的範圍。
  6. 如請求項4或5所述之連續鑄造裝置,其中,前述吐出孔係從水平面朝上5°~30°來吐出熔鋼。
  7. 如請求項4或5所述之連續鑄造裝置,其中,自前述浸漬噴嘴所吐出之熔鋼到達前述熔融表面為止所受到的衝量係0.4×107G2/μΩ-m~2.5×107G2/μΩ-m。
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