金屬的連鑄方法及其裝置制造方法及圖紙

提供一種金屬連鑄方法，在這種邊將靜磁場外加在連鑄厚度方向上、邊進行連鑄的金屬連鑄方法中，通過間歇地外加上述靜磁場的方法，可以得到基本上沒有助熔劑卷入和表面偏析的連鑄坯。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋼的連鑄過程中利用磁場對鋼液的流動進行控制的連鑄方法及裝置。
技術介紹
在連鑄過程中，將液態金屬(金屬液)向鑄模內澆注時，多用浸漬噴嘴。這種情況下，若金屬液表面的流速太大，則會將金屬液上部的助熔劑卷入，若金屬液表面的流速太小，則金屬液往往會在其位置上滯流而產生偏析，最終形成表面偏析。減少這種表面缺陷的辦法，眾所周知的方法是將靜磁場及(或)移動磁場(交流移動磁場)外加在鑄模內的金屬液內，對金屬液的流速進行控制。但是，該方法存在著下述問題用靜磁場對金屬液流進行制動(電磁制動)時，金屬液容易在滯流位置上產生偏析；用移動磁場攪拌(電磁攪拌)金屬液時，在流速大的位置上容易將助熔劑卷入(卷入熔劑)。關于解決這個問題的辦法，人們提了若干個對磁場的施加方法進行過研究的方案。例如，特開平9 182941號公報中所揭示的利用移動磁場周期性地使金屬液的攪拌方向相反，防止夾雜物從攪拌部向下方擴散的方法；在特開平8 187563號公報中揭示的根據鑄模振動。相應地改變高頻電磁力的大小，以防止拉漏的方法；特開平8 267197號公報中揭示的、轉換電磁制動力時磁通密度變化率具有斜度，使鋼液流動的變化減小，可防止產生夾雜物缺陷的方法；特開平8 155605號公報中揭示的、通過連續的低導電層將10～1000Hz的水平方向移動磁場外加在鑄模厚度方向上，對金屬液施加收縮力，減小鑄模與金屬液之間的接觸壓力的方法。但是，無論哪一種方法，移動磁場都會引起很大的金屬液流動，或在靜磁場小的部位使金屬液流速增大，不能充分地防止助熔劑卷入。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種金屬連鑄方法，這種連鑄方法打破了現有技術的界限，可獲得助熔劑卷入極少、在金屬表面附近捕捉的氣泡或非金屬夾雜物、及表面偏析級少的連鑄坯。本專利技術者為了達到上述目的，反復進行了銳意調查，結果獲得了下述知識。專利技術A外加非移動振動交流磁場1)靜磁場對金屬液流動的控制對防止助熔劑的卷入及夾雜物的侵入極為有效，但在磁場強時流速減小，因在金屬液表面產生半凝固現象而引起表面偏析⑤(參照圖1)。2)利用移動磁場控制金屬液流動，雖可防止表面偏析⑤、或防止捕捉凝固界面上的異物(氣泡或非金屬夾雜物)，但由于金屬液流速②加快，故容易產生助熔劑卷入現象，卷入的助熔劑③的量容易增加(參照圖1)。3)為了既可抑制助熔劑的卷入、又可防止金屬液表面的半凝固、及凝固界面捕捉異物，使不引起大的流動、只產生振動的電磁力作用于金屬液的方法非常有效，這種電磁力可利用不移動、而進行振動的交流磁場(下稱非移動振動磁場)產生。本專利技術是基于這種知識而開發的。即，本專利技術為一種金屬連鑄方法，其特征在于將非移動振動磁場外加于鑄模內的金屬液中，只引起該金屬液振動。上述非移動振動磁場最好是將線圈安裝在鐵心上構成的電磁鐵在鑄模厚度方向的兩側相向地配列在鑄模寬度方向上，并且各線圈中通入單相交流電流而形成的。上述鐵心可以是各自分開的單個鐵心，也可以是作為線圈安裝部的具有梳齒部的梳狀鐵心。上述單相交流電流的頻率最好為0.10～60Hz。另外，也可將直流磁場和產生非移動振動磁場的交流磁場重疊地外加在連鑄坯厚度方向上。專利技術B間歇地外加靜磁場1)利用靜磁場控制金屬液流動雖可極有效地防止助熔劑卷入及防止夾雜物侵入，但磁場強時如圖6的左半部分所示，流速減小，因金屬液表面凝固而產生偏析。2)利用移動磁場控制金屬液流動如圖6的右半部分所示，金屬液流速加快，故容易產生助熔劑卷入現象。即，在金屬液表面產生流速小的區域，在這里一旦形成半凝固狀態就會產生偏析，最終會產生產品缺陷，但是，為了避免引起產品缺陷而使金屬液產生快速流動時，會加速助熔劑卷入而產生新的缺陷。3)為了既能抑制助熔劑卷入、又可防止在金屬液表面形成半凝固現象，間歇地外加靜磁場的方法極為有效。本專利技術金屬連鑄方法的特征在于，在連鑄厚度方向上邊外加靜磁場，邊進行澆注的金屬連鑄方法中是間歇地外加靜磁場。在此，所謂間歇地外加，意味著交替地反復外加(ON)和不外加(OFF)。上述間歇地外加最好是ON時間t1＝0.10-30秒，OFF時間t0＝0.10～30秒。上述靜磁場最好外加在金屬液表面上。另外，最好ON時間t1＝0.3～30秒，OFF時間t0＝0.3-30秒。另外，在鑄模內鋼液的浸漬噴嘴排出口上方及下方的部位上，邊將交流磁場與直流磁場重疊地外加在連鑄厚度方向上、邊進行連鑄的情況下，也可將上述交流磁場從連鑄寬度的兩端左右對稱地向中心移動。這種情況下，也可使用具有下述特征的鋼的連鑄裝置，即把產生交流磁場的線圈和產生直流磁場的線圈纏繞在共同的鐵心上，使磁場方向與連鑄厚度方向一致地配設在鑄模的連鑄厚度方向兩側，其中交流磁場從連鑄寬度的兩端、左右對稱地向中心移動。附圖說明圖1是表示助熔劑卷入、表面偏析、異物捕捉的產生機理的模式圖。圖2是表示非移動振動磁場的形成方法之第1例的模式圖。圖3是表示非移動振動磁場的形成方法之第2例的模式圖。圖4是表示移動磁場形成方法的例子之模式圖。圖5是表示梳狀鐵心的例子之模式圖。圖6是表示助熔劑卷入和表面偏析之發生機理的模式圖。圖7是表示本專利技術要點的模式圖。圖8是表示外加靜磁場的澆注實驗要領的模式圖。圖9是表示本專利技術裝置之一例的水平剖面模式圖(A)和側剖面模式圖(B)。圖10是表示單獨外加交流磁場情況下的磁通密度之一例的波形圖。圖11是表示單獨外加交流磁場情況下的鋼液流的發生狀況之說明圖。圖12是表示重疊外加交流、直流磁場情況下的磁通密度之一例的波形圖。圖13是表示重疊外加交流、直流磁場情況下的鋼液流發生狀況的說明圖。圖14是表示在彎液面部的電磁攪拌所產生的旋轉流與排出逆轉上浮流的干擾情況的水平剖面模式圖。圖15是表示左右對稱移動的交流磁場與直流磁場重疊二段外加情況下排出流引起的鋼液流動圖形之側面模式圖。圖16是表示直流磁場單獨二段外加情況下排出流引起的鋼液流動圖形的側面模式圖。圖17是表示本專利技術裝置之一例的水平剖面模式圖(A)及(B)側剖面模式圖。具體實施例方式專利技術A就“外加非移動振動交流磁場的專利技術”進行下述說明。本專利技術是將非移動振動磁場外加給連鑄中的鑄模內的金屬液，只在該金屬液內引起振動。由于是非移動磁場，故不會引起像移動磁場內的那種金屬液大流股(巨大的流動)，因此，不易產生助熔劑卷入現象。又因為是振動磁場，故凝固界面附近的金屬液會產生微小振動，這種微小振動可防止異物(氣泡和非金屬夾雜物)聚集在凝固界面上，而且，還可抑制彎液面(金屬液表面)附近的不均勻凝固，這種不均勻凝固是產生表面偏析的原因。非移動振動磁場可以這樣構成，例如如圖2、圖3所示，在鑄模6的厚度方向兩側，使電磁鐵7相向地配列在鑄模6的寬度方向上，該電磁鐵是將線圈9裝在鐵心8上構成的，各線圈9中通入單相交流電流。在圖2、圖3中，20是磁力線。圖2的例子(第1例)是將相向的2個線圖9、9相互朝著同一方向(X、X或Y、Y)纏繞，并且，在同一配列內相鄰的2個線圈9、9相互朝著相反的方向(X、Y)纏繞，并通入單相交流電的例子，在同一配列內相鄰的2個電磁鐵7、7之間，磁力的方向按照時間而變成相反方向，故在金屬液內只引起鑄模寬度方向的振動流10、而不產生很大的流股。圖3的例子(第2例)是將相向的2個線圈9、9相互朝著相反(X、Y)方本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種金屬連鑄方法，其特征在于：間歇地將靜磁場外加在連鑄厚度方向上。

【技術特征摘要】
JP 2000-7-10 207973/2000;JP 2000-7-10 207972/20001.一種金屬連鑄方法，其特征在于間歇地將靜磁場外加在連鑄厚度方向上。2.如權利要求1所述的金屬連鑄方法，其特征在于上述間歇外加的ON時間t1＝0.10～30秒，OFF時間t0＝0.10～30秒。3.如權利要求1或2所述的金屬連鑄方法，其特征在于上述靜磁場外加在金屬液表面上。4....

【專利技術屬性】
技術研發人員：山根浩志，別所永康，三木祐司，竹內秀次，桐原理，
申請(專利權)人：杰富意鋼鐵株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[]