金属的连铸方法及其装置制造方法及图纸

提供一种金属连铸方法，该金属连铸方法将非移动振动磁场外加给铸模内的金属液，使该金属液只产生振动，这样便可获得助熔剂卷入极少、表面附近聚集的气泡和非金属夹杂物及表面偏析极少的连铸坯。另外，还提供一种金属连铸方法，在这种边将静磁场外加在连铸厚度方向上、边进行连铸的金属连铸方法中，通过间歇地外加上述静磁场的方法，可以得到基本上没有助熔剂卷入和表面偏析的连铸坯。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及钢的连铸过程中利用磁场对钢液的流动进行控制的连铸方法及装置。在连铸过程中，将液态金属(金属液)向铸模内浇注时，多用浸渍喷嘴。这种情况下，若金属液表面的流速太大，则会将金属液上部的助熔剂卷入，若金属液表面的流速太小，则金属液往往会在其位置上滞流而产生偏析，最终形成表面偏析。减少这种表面缺陷的办法，众所周知的方法是将静磁场及(或)移动磁场(交流移动磁场)外加在铸模内的金属液内，对金属液的流速进行控制。但是，该方法存在着下述问题用静磁场对金属液流进行制动(电磁制动)时，金属液容易在滞流位置上产生偏析；用移动磁场搅拌(电磁搅拌)金属液时，在流速大的位置上容易将助熔剂卷入(卷入熔剂)。关于解决这个问题的办法，人们提了若干个对磁场的施加方法进行过研究的方案。例如，特开平9—182941号公报中所揭示的利用移动磁场周期性地使金属液的搅拌方向相反，防止夹杂物从搅拌部向下方扩散的方法；在特开平8—187563号公报中揭示的根据铸模振动。相应地改变高频电磁力的大小，以防止拉漏的方法；特开平8—267197号公报中揭示的、转换电磁制动力时磁通密度变化率具有斜度，使钢液流动的变化减小，可防止产生夹杂物缺陷的方法；特开平8—155605号公报中揭示的、通过连续的低导电层将10～1000Hz的水平方向移动磁场外加在铸模厚度方向上，对金属液施加收缩力，减小铸模与金属液之间的接触压力的方法。但是，无论哪一种方法，移动磁场都会引起很大的金属液流动，或在静磁场小的部位使金属液流速增大，不能充分地防止助熔剂卷入。本专利技术的目的在于提供一种金属连铸方法，这种连铸方法打破了现有技术的界限，可获得助熔剂卷入极少、在金属表面附近捕捉的气泡或非金属夹杂物、及表面偏析级少的连铸坯。本专利技术者为了达到上述目的，反复进行了锐意调查，结果获得了下述知识。专利技术A外加非移动振动交流磁场1)静磁场对金属液流动的控制对防止助熔剂的卷入及夹杂物的侵入极为有效，但在磁场强时流速减小，因在金属液表面产生半凝固现象而引起表面偏析⑤(参照附图说明图1)。2)利用移动磁场控制金属液流动，虽可防止表面偏析⑤、或防止捕捉凝固界面上的异物(气泡或非金属夹杂物)，但由于金属液流速②加快，故容易产生助熔剂卷入现象，卷入的助熔剂③的量容易增加(参照图1)。3)为了既可抑制助熔剂的卷入、又可防止金属液表面的半凝固、及凝固界面捕捉异物，使不引起大的流动、只产生振动的电磁力作用于金属液的方法非常有效，这种电磁力可利用不移动、而进行振动的交流磁场(下称非移动振动磁场)产生。本专利技术是基于这种知识而开发的。即，本专利技术为一种金属连铸方法，其特征在于将非移动振动磁场外加于铸模内的金属液中，只引起该金属液振动。上述非移动振动磁场最好是将线圈安装在铁心上构成的电磁铁在铸模厚度方向的两侧相向地配列在铸模宽度方向上，并且各线圈中通入单相交流电流而形成的。上述铁心可以是各自分开的单个铁心，也可以是作为线圈安装部的具有梳齿部的梳状铁心。上述单相交流电流的频率最好为0.10～60Hz。另外，也可将直流磁场和产生非移动振动磁场的交流磁场重叠地外加在连铸坯厚度方向上。专利技术B间歇地外加静磁场1)利用静磁场控制金属液流动虽可极有效地防止助熔剂卷入及防止夹杂物侵入，但磁场强时如图6的左半部分所示，流速减小，因金属液表面凝固而产生偏析。2)利用移动磁场控制金属液流动如图6的右半部分所示，金属液流速加快，故容易产生助熔剂卷入现象。即，在金属液表面产生流速小的区域，在这里一旦形成半凝固状态就会产生偏析，最终会产生产品缺陷，但是，为了避免引起产品缺陷而使金属液产生快速流动时，会加速助熔剂卷入而产生新的缺陷。3)为了既能抑制助熔剂卷入、又可防止在金属液表面形成半凝固现象，间歇地外加静磁场的方法极为有效。本专利技术金属连铸方法的特征在于，在连铸厚度方向上边外加静磁场，边进行浇注的金属连铸方法中是间歇地外加静磁场。在此，所谓间歇地外加，意味着交替地反复外加(ON)和不外加(OFF)。上述间歇地外加最好是ON时间t1＝0.10～30秒，OFF时间t0＝0.10～30秒。上述静磁场最好外加在金属液表面上。另外，最好ON时间t1＝0.3～30秒，OFF时间t0＝0.3～30秒。另外，在铸模内钢液的浸渍喷嘴排出口上方及下方的部位上，边将交流磁场与直流磁场重叠地外加在连铸厚度方向上、边进行连铸的情况下，也可将上述交流磁场从连铸宽度的两端左右对称地向中心移动。这种情况下，也可使用具有下述特征的钢的连铸装置，即把产生交流磁场的线圈和产生直流磁场的线圈缠绕在共同的铁心上，使磁场方向与连铸厚度方向一致地配设在铸模的连铸厚度方向两侧，其中交流磁场从连铸宽度的两端、左右对称地向中心移动。图1是表示助熔剂卷入、表面偏析、异物捕捉的产生机理的模式图。图2是表示非移动振动磁场的形成方法之第1例的模式图。图3是表示非移动振动磁场的形成方法之第2例的模式图。图4是表示移动磁场形成方法的例子之模式图。图5是表示梳状铁心的例子之模式图。图6是表示助熔剂卷入和表面偏析之发生机理的模式图。图7是表示本专利技术要点的模式图。图8是表示外加静磁场的浇注实验要领的模式图。图9是表示本专利技术装置之一例的水平剖面模式图(A)和侧剖面模式图(B)。图10是表示单独外加交流磁场情况下的磁通密度之一例的波形图。图11是表示单独外加交流磁场情况下的钢液流的发生状况之说明图。图12是表示重叠外加交流、直流磁场情况下的磁通密度之一例的波形图。图13是表示重叠外加交流、直流磁场情况下的钢液流发生状况的说明图。图14是表示在弯液面部的电磁搅拌所产生的旋转流与排出逆转上浮流的干扰情况的水平剖面模式图。图15是表示左右对称移动的交流磁场与直流磁场重叠二段外加情况下排出流引起的钢液流动图形之侧面模式图。图16是表示直流磁场单独二段外加情况下排出流引起的钢液流动图形的侧面模式图。图17是表示本专利技术装置之一例的水平剖面模式图(A)及(B)侧剖面模式图。专利技术A就“外加非移动振动交流磁场的专利技术”进行下述说明。本专利技术是将非移动振动磁场外加给连铸中的铸模内的金属液，只在该金属液内引起振动。由于是非移动磁场，故不会引起像移动磁场内的那种金属液大流股(巨大的流动)，因此，不易产生助熔剂卷入现象。又因为是振动磁场，故凝固界面附近的金属液会产生微小振动，这种微小振动可防止异物(气泡和非金属夹杂物)聚集在凝固界面上，而且，还可抑制弯液面(金属液表面)附近的不均匀凝固，这种不均匀凝固是产生表面偏析的原因。非移动振动磁场可以这样构成，例如如图2、图3所示，在铸模6的厚度方向两侧，使电磁铁7相向地配列在铸模6的宽度方向上，该电磁铁是将线圈9装在铁心8上构成的，各线圈9中通入单相交流电流。在图2、图3中，20是磁力线。图2的例子(第1例)是将相向的2个线图9、9相互朝着同一方向(X、X或Y、Y)缠绕，并且，在同一配列内相邻的2个线圈9、9相互朝着相反的方向(X、Y)缠绕，并通入单相交流电的例子，在同一配列内相邻的2个电磁铁7、7之间，磁力的方向按照时间而变成相反方向，故在金属液内只引起铸模宽度方向的振动流10、而不产生很大的流股。图3的例子(第2例)是将相向的2个线圈9、9相互朝着相反(X、Y)方向缠绕，并且，在同一配列本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属连铸方法，其特征在于：将非移动振动磁场外加于铸模内的钢液中，使该金属液只产生振动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：山根浩志，别所永康，三木祐司，竹内秀次，桐原理，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]