连续铸造方法、板坯铸坯及连续铸造机

文档序号:957529 发布日期:2020-10-30 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 连续铸造方法、板坯铸坯及连续铸造机 (Continuous casting method, slab casting blank, and continuous casting machine ) 是由 永井真二 沟口利明 久保宪司 石井诚 于 2019-03-01 设计创作,主要内容包括:一种连续铸造方法,将从铸模输送的铸坯内的未凝固部用第一电磁搅拌装置和配置在比上述第一电磁搅拌装置靠上述铸坯的输送方向下游侧的第二电磁搅拌装置分别搅拌后、将上述铸坯用压下辊压下,上述第一电磁搅拌装置向上述铸坯交替地赋予使上述未凝固部向上述铸坯的宽度方向一侧以5cm/s以上的流动速度流动的一侧电磁力和使上述未凝固部向上述铸坯的宽度方向另一侧以5cm/s以上的流动速度流动的另一侧电磁力。(A continuous casting method in which an unconsolidated portion in a cast slab conveyed from a mold is stirred by a first electromagnetic stirring device and a second electromagnetic stirring device disposed on the downstream side of the first electromagnetic stirring device in the conveying direction of the cast slab, and then the cast slab is rolled down by a roll, wherein the first electromagnetic stirring device alternately provides the cast slab with a first electromagnetic force that causes the unconsolidated portion to flow at a flow rate of 5cm/s or more to one side in the width direction of the cast slab and a second electromagnetic force that causes the unconsolidated portion to flow at a flow rate of 5cm/s or more to the other side in the width direction of the cast slab.)

连续铸造方法、板坯铸坯及连续铸造机

技术领域

本申请所公开的技术涉及连续铸造方法、板坯铸坯及连续铸造机。

背景技术

已知有用电磁搅拌器搅拌从铸模输送来的铸坯内的未凝固部的连续铸造方法(例如,日本特开2010-179342号公报、国际公开第2009/133739号及日本特开2005-305517号公报)。

发明内容

发明要解决的课题

此外,有如下技术:抑制由于偏析(凝固偏析)而规定成分浓化的钢液(以下称作“浓化钢液”)作为宏观偏析(macro segregation)残留于铸坯上的技术。作为该技术,有将具有未凝固部的铸坯用压下辊压下、将未凝固部内的浓化钢液从压下辊向铸模侧推回的(排出)技术。

但是,被从压下辊向铸模侧推回的浓化钢液难以与被从铸模向压下辊输送的钢液(母钢液)混合。因而,为了抑制浓化钢液作为宏观偏析而残留在铸坯上,有进一步的改善的余地。

此外,如果在铸坯的未凝固部内存在多个枝晶(dendrite),则这些枝晶成为被从压下辊向铸模侧推回的浓化钢液的流动阻力(障碍)。因此,难以从压下辊向铸模侧将浓化钢液推回,在铸坯上容易残留宏观偏析。

进而,在相邻的枝晶间,容易捕捉到半宏观偏析。因此,如果在铸坯的未凝固部存在枝晶,则在铸坯上容易残留半宏观偏析。

本申请所公开的技术其目的在于减小铸坯的宏观偏析及半宏观偏析。

用来解决课题的手段

有关第1技术方案的连续铸造方法,在将从铸模输送的铸坯内的未凝固部用第一电磁搅拌装置和配置在比上述第一电磁搅拌装置靠上述铸坯的输送方向下游侧的第二电磁搅拌装置分别搅拌后、将上述铸坯用压下辊压下,上述第一电磁搅拌装置向上述铸坯交替地赋予使上述未凝固部向上述铸坯的宽度方向一侧以5cm/s以上的流动速度流动的一侧电磁力和使上述未凝固部向上述铸坯的宽度方向另一侧以5cm/s以上的流动速度流动的另一侧电磁力。

根据有关第1技术方案的连续铸造方法,将从铸模输送的铸坯内的未凝固部用第一电磁搅拌装置及第二电磁搅拌装置分别搅拌。

接着,由压下辊将具有未凝固部的铸坯压下。由此,未凝固部内的浓化钢液被从压下辊向铸模侧推回(被排出)。

此外,第一电磁搅拌装置向铸坯交替地赋予使未凝固部向铸坯的宽度方向一侧以5cm/s以上的流动速度流动的一侧电磁力和使未凝固部向铸坯的宽度方向另一侧以5cm/s以上的流动速度流动的另一侧电磁力。

这样,由一侧电磁力使未凝固部向铸坯的宽度方向一侧以5cm/s以上的流动速度流动,从而在未凝固部内的枝晶的前端部作用规定值以上的剪切力。与此同样,由另一侧电磁力使未凝固部向铸坯的宽度方向另一侧以5cm/s以上的流动速度流动,从而在未凝固部内的枝晶的前端部作用规定值以上的剪切力。结果是枝晶的前端部被切断,容易生成等轴晶。

进而,第一电磁搅拌装置将一侧电磁力和另一侧电磁力交替地向铸坯赋予。由此,在本技术方案中,与由第一电磁搅拌装置使未凝固部仅向铸坯的宽度方向一侧流动的情况相比,未凝固部内的枝晶的前端部容易被切断。

并且,如果枝晶的前端部被切断,则被从压下辊向铸模侧推回的浓化钢液的流动阻力(障碍物)减小。由此,浓化钢液容易被从压下辊向铸模侧推回。因而,进一步抑制了浓化钢液作为宏观偏析而残留在铸坯上的情况。

此外,由第一电磁搅拌装置将枝晶的前端部切断,从而在枝晶间被捕捉到的半宏观偏析减少。因而,抑制了半宏观偏析残留于铸坯。

这样,在本技术方案中,能够减少铸坯的宏观偏析及半宏观偏析。

有关第2技术方案的连续铸造方法:在有关第1技术方案的连续铸造方法中,上述第一电磁搅拌装置将上述一侧电磁力和上述另一侧电磁力间歇性地向上述铸坯赋予。

根据上述的连续铸造方法,第一电磁搅拌装置将一侧电磁力和另一侧电磁力间歇性地向铸坯赋予。即,第一电磁搅拌装置将一侧电磁力和另一侧电磁力隔开时间地向铸坯赋予。

由此,例如在从针对铸坯的一侧电磁力的赋予被停止到另一侧电磁力的赋予被开始的期间中,未凝固部的流动速度减小。因此,在针对铸坯的另一侧电磁力的赋予被开始时,未凝固部的流动方向的反转被平滑地进行,未凝固部容易向铸坯的宽度方向另一侧流动。与此同样,在向铸坯赋予的电磁力被从另一侧电磁力向一侧电磁力切换时,未凝固部的流动方向的反转也被平滑地进行,未凝固部容易向铸坯的宽度方向一侧流动。

因而,能够降低第一电磁搅拌装置的耗电,并且将未凝固部内的枝晶的前端部切断。

有关第3技术方案的连续铸造方法:在有关第1技术方案或第2技术方案的连续铸造方法中,上述铸坯具有内包上述未凝固部的凝固壳部;向上述第一电磁搅拌装置施加满足式(1)的交流电流,使该第一电磁搅拌装置产生上述一侧电磁力及上述另一侧电磁力。

根据上述的连续铸造方法,向第一电磁搅拌装置施加满足式(1)的交流电流,使第一电磁搅拌装置产生一侧电磁力及另一侧电磁力。

这里,未凝固部内的枝晶的前端部的位置根据凝固壳部的厚度而变动。具体而言,如果凝固壳部的厚度变厚,则枝晶的前端部的位置向铸坯的厚度方向的中心侧移动。另一方面,如果凝固壳部的厚度变薄,则枝晶的前端部的位置向铸坯的厚度方向的表面侧移动。

此外,电磁力(一侧电磁力及另一侧电磁力)对于铸坯的深度(渗透深度)根据向第一电磁搅拌装置施加的交流电流的频率而变动。具体而言,如果向第一电磁搅拌装置施加的交流电流的频率变小,则电磁力对于铸坯的渗透深度变深。另一方面,如果向第一电磁搅拌装置的电磁线圈施加的交流电流的频率变大,则电磁力对于铸坯的渗透深度变浅。

所以,在本技术方案中,将满足式(1)的频率的交流电流向第一电磁搅拌装置施加。具体而言,随着凝固壳部的厚度变厚,减小向第一电磁搅拌装置施加的交流电流的频率。另一方面,随着凝固壳部的厚度变薄,增大向第一电磁搅拌装置施加的交流电流的频率。

由此,不论凝固壳部的厚度如何,都能够使一侧电磁力及另一侧电磁力作用于枝晶的前端部。因而,能够将枝晶的前端部有效率地切断。

有关第4技术方案的连续铸造方法:在有关第1技术方案~第3技术方案的任一项的连续铸造方法中,上述一侧电磁力及上述另一侧电磁力使上述未凝固部的凝固界面处的流动速度分别成为5cm/s以上。

根据上述的连续铸造方法,通过一侧电磁力及另一侧电磁力,使未凝固部的凝固界面处的流动速度分别成为5cm/s以上。由此,能够将枝晶的前端部有效率地切断。

有关第5技术方案的连续铸造方法:在有关第1技术方案~第4技术方案的任一项的连续铸造方法中,上述第二电磁搅拌装置搅拌由上述压下辊向上述铸模侧推回的上述未凝固部内的钢液。

根据上述的连续铸造方法,第二电磁搅拌装置搅拌(电磁搅拌)从压下辊向铸模侧推回的未凝固部内的浓化钢液。由此,从压下辊向铸模侧被推回的浓化钢液容易与从铸模向压下辊输送的钢液(母钢液)混合。结果是浓化钢液被稀释。因而,抑制了浓化钢液作为宏观偏析残留在铸坯上。

有关第6技术方案的连续铸造方法:在有关第1技术方案~第5技术方案的任一项的连续铸造方法中,上述第二电磁搅拌装置向上述铸坯交替地赋予使上述未凝固部向上述铸坯的宽度方向一侧流动的一侧电磁力和使上述未凝固部向上述铸坯的宽度方向另一侧流动的另一侧电磁力。

根据上述的连续铸造方法,第二电磁搅拌装置向铸坯交替地赋予使未凝固部向铸坯的宽度方向一侧流动的一侧电磁力和使未凝固部向铸坯的宽度方向另一侧流动的另一侧电磁力。由此,从压下辊向铸模侧被推回的浓化钢液更容易与从铸模向压下辊输送的钢液(母钢液)混合。结果是浓化钢液被稀释。因而,进一步抑制了浓化钢液作为宏观偏析残留在铸坯上。

有关第7技术方案的连续铸造方法:在有关第1技术方案~第6技术方案的任一项的连续铸造方法中,使上述铸坯的厚度为250~300mm的范围内;使上述铸坯的输送速度为0.7~1.1m/min的范围内;在从上述铸模内的弯液面沿着上述铸坯的输送方向向下游侧6~10m的范围内,配置上述第一电磁搅拌装置。

根据上述的连续铸造方法,使铸坯的厚度为250~300mm的范围内。此外,使铸坯的输送速度为0.7~1.1m/min的范围内。进而,将第一电磁搅拌装置配置在从铸模内的弯液面沿着铸坯的输送方向向下游侧6~10m的范围内。

由此,能够由第一电磁搅拌装置将铸坯的未凝固部内的枝晶的前端部有效地切断,生成等轴晶。因而,能够进一步减少铸坯的宏观偏析及半宏观偏析。

有关第8技术方案的板坯铸坯具备:中心负偏析带,被生成在板坯铸坯的厚度方向的中心区域,Mn偏析度的最低值处于0.92~0.95的范围内;表面侧负偏析带,被生成在上述板坯铸坯的式(3)的区域L1内,Mn偏析度的最低值处于0.95~0.98的范围内;以及中间负偏析带,被生成在位于上述板坯铸坯的上述中心区域与上述区域L1之间的式(4)的区域L2内,Mn偏析度的最低值处于0.96~0.97的范围内。

上述的板坯铸坯具备中心负偏析带、表面侧负偏析带及中间负偏析带。中心负偏析带被生成在板坯铸坯的厚度方向的中心区域。此外,中心负偏析带的Mn偏析度的最低值为0.92~0.95的范围内。

表面侧负偏析带被生成在式(3)的区域L1内。此外,表面侧负偏析带的Mn偏析度的最低值为0.95~0.98的范围内。

中间负偏析带被生成在位于中心区域与区域L1之间的式(4)的区域L2内。此外,中间负偏析带的Mn偏析度的最低值为0.96~0.97的范围内。

这样具备规定的中心负偏析带、表面侧负偏析带及中间负偏析带的板坯铸坯例如通过有关第1技术方案~第7技术方案的任一项的连续铸造方法来被连续铸造。

有关第9技术方案的连续铸造机具备:铸模;第一电磁搅拌装置,搅拌从上述铸模输送的铸坯内的未凝固部;第二电磁搅拌装置,被配置在相对于上述第一电磁搅拌装置靠上述铸坯的输送方向下游侧,搅拌上述未凝固部;压下辊,被配置在相对于上述第二电磁搅拌装置靠上述铸坯的输送方向下游侧,将上述铸坯压下;以及控制部,使上述第一电磁搅拌装置交替地产生使上述未凝固部向上述铸坯的宽度方向一侧以5cm/s以上的流动速度流动的一侧电磁力、和使上述未凝固部向上述铸坯的宽度方向另一侧以5cm/s以上的流动速度流动的另一侧电磁力。

根据上述的连续铸造机,通过第一电磁搅拌装置及第二电磁搅拌装置分别搅拌从铸模输送的铸坯内的未凝固部。

接着,由压下辊将具有未凝固部的铸坯压下。由此,未凝固部内的浓化钢液被从压下辊向铸模侧推回(被排出)。

此外,控制部控制第一电磁搅拌装置。由此,第一电磁搅拌装置向铸坯交替地赋予使未凝固部向铸坯的宽度方向一侧以5cm/s以上的流动速度流动的一侧电磁力和使未凝固部向铸坯的宽度方向另一侧以5cm/s以上的流动速度流动的另一侧电磁力。

这样,由一侧电磁力使未凝固部向铸坯的宽度方向一侧以5cm/s以上的流动速度流动,由此在未凝固部内的枝晶的前端部作用规定值以上的剪切力。与此同样,由另一侧电磁力使未凝固部向铸坯的宽度方向另一侧以5cm/s以上的流动速度流动,由此在未凝固部内的枝晶的前端部作用规定值以上的剪切力。结果,枝晶的前端部被切断,容易生成等轴晶。

进而,第一电磁搅拌装置将一侧电磁力和另一侧电磁力交替地向铸坯赋予。由此,在本技术方案中,与由第一电磁搅拌装置使未凝固部仅向铸坯的宽度方向一侧流动的情况相比,未凝固部内的枝晶的前端部容易被切断。

并且,如果枝晶的前端部被切断,则从压下辊向铸模侧被推回的浓化钢液的流动阻力(障碍物)减小。由此,浓化钢液容易被从压下辊向铸模侧推回。因而,进一步抑制了浓化钢液作为宏观偏析而残留在铸坯的情况。

此外,由第一电磁搅拌装置将枝晶的前端部切断,由此在枝晶间被捕捉到的半宏观偏析减少。因而,抑制了半宏观偏析残留于铸坯。

这样,在本技术方案中,能够减少铸坯的宏观偏析及半宏观偏析。

有关第10技术方案的连续铸造机:在有关第9技术方案的连续铸造机中,上述控制部使上述第一电磁搅拌装置间歇性地产生上述一侧电磁力和上述另一侧电磁力。

根据上述的连续铸造机,控制部控制第一电磁搅拌装置。由此,第一电磁搅拌装置将一侧电磁力和另一侧电磁力间歇性地向铸坯赋予。即,第一电磁搅拌装置将一侧电磁力和另一侧电磁力隔开时间地向铸坯赋予。

由此,例如在从针对铸坯的一侧电磁力的赋予被停止到另一侧电磁力的赋予被开始的期间,未凝固部的流动速度减小。因此,在开始针对铸坯赋予另一侧电磁力时,未凝固部的流动方向的反转被平滑地进行,未凝固部容易向铸坯的宽度方向另一侧流动。与此同样,在向铸坯赋予的电磁力从另一侧电磁力切换至一侧电磁力时,未凝固部的流动方向的反转也被平滑地进行,未凝固部容易向铸坯的宽度方向一侧流动。

因而,能够降低第一电磁搅拌装置的耗电,并且将未凝固部内的枝晶的前端部切断。

有关第11技术方案的连续铸造机:在第9技术方案或有关第10技术方案的连续铸造机中,上述铸坯具有内包上述未凝固部的凝固壳部;上述控制部将满足式(1)的交流电流向上述第一电磁搅拌装置施加,使该第一电磁搅拌装置产生上述一侧电磁力及上述另一侧电磁力。

根据上述的连续铸造机,控制部向第一电磁搅拌装置施加满足式(1)的交流电流,使第一电磁搅拌装置产生一侧电磁力及另一侧电磁力。

这里,未凝固部内的枝晶的前端部的位置根据凝固壳部的厚度而变动。具体而言,如果凝固壳部的厚度变厚,则枝晶的前端部的位置向铸坯的厚度方向的中心侧移动。另一方面,如果凝固壳部的厚度变薄,则枝晶的前端部的位置向铸坯的厚度方向的表面侧移动。

此外,电磁力(一侧电磁力及另一侧电磁力)对于铸坯的深度(渗透深度)根据向第一电磁搅拌装置施加的交流电流的频率而变动。具体而言,如果向第一电磁搅拌装置施加的交流电流的频率变小,则电磁力对于铸坯的渗透深度变深。另一方面,如果向第一电磁搅拌装置的电磁线圈施加的交流电流的频率变大,则电磁力对于铸坯的渗透深度变浅。

所以,控制部将满足式(1)的频率的交流电流向第一电磁搅拌装置施加。具体而言,随着凝固壳部的厚度变厚,减小向第一电磁搅拌装置施加的交流电流的频率。另一方面,随着凝固壳部的厚度变薄,增大向第一电磁搅拌装置施加的交流电流的频率。

由此,不论凝固壳部的厚度如何,都能够使一侧电磁力及另一侧电磁力作用于枝晶的前端部。因而,能够将枝晶的前端部有效地切断。

有关第12技术方案的连续铸造机:在有关第9技术方案~第11技术方案的任一项的连续铸造机中,上述一侧电磁力及上述另一侧电磁力使上述未凝固部的凝固界面处的流动速度分别为5cm/s以上。

根据上述的连续铸造机,通过一侧电磁力及另一侧电磁力,使未凝固部的凝固界面处的流动速度分别为5cm/s以上。由此,能够将枝晶的前端部有效地切断。

有关第13技术方案的连续铸造机:在有关第9技术方案~第12技术方案的任一项的连续铸造机中,上述第二电磁搅拌装置搅拌被上述压下辊向上述铸模侧推回的上述未凝固部内的钢液。

根据上述的连续铸造机,第二电磁搅拌装置搅拌被从压下辊向铸模侧推回的未凝固部内的浓化钢液(电磁搅拌)。由此,被从压下辊向铸模侧推回的浓化钢液容易与被从铸模向压下辊输送的钢液(母钢液)混合。结果是浓化钢液被稀释。因而,抑制了浓化钢液作为宏观偏析残留在铸坯。

有关第14技术方案的连续铸造机:在有关第9技术方案~第13技术方案的任一项的连续铸造机中,上述第二电磁搅拌装置向上述铸坯交替地赋予使上述未凝固部向上述铸坯的宽度方向一侧流动的一侧电磁力和使上述未凝固部向上述铸坯的宽度方向另一侧流动的另一侧电磁力。

根据上述的连续铸造机,第二电磁搅拌装置向铸坯交替地赋予使未凝固部向铸坯的宽度方向一侧流动的一侧电磁力和使未凝固部向铸坯的宽度方向另一侧流动的另一侧电磁力。由此,被从压下辊向铸模侧推回的浓化钢液更容易与被从铸模向压下辊输送的钢液(母钢液)混合。结果是浓化钢液被稀释。因而,进一步抑制了浓化钢液作为宏观偏析残留在铸坯。

发明效果

根据本申请公开的技术,能够减小铸坯的宏观偏析及半宏观偏析。

附图说明

图1是将有关一实施方式的连续铸造机从铸坯的宽度方向观察的侧视图。

图2是表示铸坯的凝固壳部的厚度D与施加在第一电磁搅拌装置的电磁线圈上的交流电流的频率F的关系的图。

图3是将图1所示的铸坯从第一电磁搅拌装置侧观察的平面图。

图4是表示在连续铸造试验中使用的铸坯的各指标(规格)、第一电磁搅拌装置的设定及铸坯的评价结果的表。

图5是表示铸坯的输送速度VC与距铸坯的表面的距离的关系的图。

图6是表示铸坯的输送速度VC与距铸坯的表面的距离的关系的图。

图7是表示在连续铸造试验中连续铸造出的有关实施例2的铸坯的厚度方向的Mn偏析度的分布的图。

具体实施方式

以下,对有关一实施方式的连续铸造机及连续铸造方法进行说明。

(连续铸造机)

首先,对连续铸造机的结构进行说明。

在图1中,表示了有关本实施方式的连续铸造机10。该连续铸造机10具备中间包(tundish)12、铸模16、输送装置30、压下装置40、第一电磁搅拌装置50和第二电磁搅拌装置60。

(中间包)

中间包12被作为暂时储存钢液W的容器。对于该中间包12,从未图示的浇包注入钢液W。此外,在中间包12的底部,设有将钢液W排出的浸渍喷嘴14。在该中间包12的下方配置有铸模16。

(铸模)

铸模16例如为水冷式的铜制铸模。该铸模16将从中间包12的浸渍喷嘴14注入的钢液W冷却,使钢液W的表层凝固。由此,成形规定形状的铸坯20。

铸模16被形成为轴向的两端开口的筒状。此外,铸模16将轴向作为上下方向而配置。在该铸模16的上端,形成有注入口16U。在注入口16U中***着中间包12的浸渍喷嘴14。从该浸渍喷嘴14向铸模16内注入钢液W。

另外,在浸渍喷嘴14,设有调整钢液W的排出量的调整阀等的调整机构。由该调整机构调整从浸渍喷嘴14向注入口16U排出的钢液W的排出量,以使铸模16内的钢液W的液面(以下称作“弯液面M”)成为规定高度。

被注入到铸模16中的钢液W通过铸模16被冷却,从表层起逐渐被凝固。由此,表层的钢液W被凝固,形成在内部中残留有钢液W的铸坯20。此外,铸模16的截面形状为矩形状。由此,铸坯20的截面形状被成形为矩形状。另外,以下将钢液W凝固的铸坯20的表层侧作为凝固壳部20A,将残留在铸坯20的内部的未凝固的钢液W作为未凝固部20B。

在铸模16的下端,形成有排出口16L。从该排出口16L将由铸模16成形的铸坯20排出。此外,在铸模16的下侧配置有输送装置30。

(输送装置)

输送装置30将从铸模16排出的铸坯20一边冷却一边向规定方向(箭头H方向)输送。另外,以下将箭头H方向设为输送装置30的输送方向(铸造方向)。

输送装置30具有多对支撑辊32。多对支撑辊32在铸坯20的厚度方向(箭头t方向)的两侧、在铸坯20的输送方向上隔开间隔地排列。此外,各支撑辊32的轴向的两端部在铸坯20的宽度方向的两侧被未图示的轴承部支承为能够旋转。通过这些支撑辊32,形成从铸模16的排出口16L朝向后述的压下装置40平缓地弯曲后、沿大致水平方向延伸的输送路34。

多对支撑辊32一边从厚度方向的两侧把持铸片20,一边在输送方向输送该铸坯20。由此,铸坯20在厚度方向上***的鼓胀被抑制。另外,多个支撑辊32的一部分被作为旋转驱动的驱动辊。由该驱动辊调整铸坯20的输送速度(铸造速度)。

另外,铸坯20的输送速度,在加快驱动辊的旋转速度的情况下则变快。此外,铸坯20的输送速度在减慢驱动辊的旋转速度的情况下则变慢。

输送装置30具有将铸坯20冷却的未图示的多个冷却器(二次冷却器)。多个冷却器例如具有喷射冷却水的喷雾喷嘴。这些冷却器在铸坯20的输送方向上隔开间隔地排列,对于铸坯20喷射冷却水。由此,铸坯20被冷却,铸坯20的未凝固部20B逐渐被凝固。

另外,铸坯20的冷却速度,在增多从冷却器向铸坯20喷射的冷却水的喷射量的情况下则变快。此外,铸坯20的冷却速度,在减少从冷却器向铸坯20喷射的冷却水的喷射量的情况下则变慢。进而,铸坯20的冷却速度,在降低从冷却器向铸坯20喷射的冷却水的温度的情况下则变快。此外,铸坯20的冷却速度,在提高从冷却器向铸坯20喷射的冷却水的温度的情况下则变慢。

另外,在输送路34,也可以设置将铸坯20的未凝固部20B电磁地搅拌的电磁搅拌装置。

(压下装置)

压下装置40被配置在沿大致水平方向延伸的输送路34的下游侧。该压下装置40具有一对压下辊(大压下辊)42。一对压下辊42一边将铸坯20从厚度方向的两侧把持一边将该铸坯20向输送方向输送。即,一对压下辊42形成铸坯20的输送路34。

此外,一对压下辊42将在内部具有未凝固部20B的铸坯20压下,由此将未凝固部20B内的浓化钢液从一对压下辊42之间向铸坯20的输送方向上游侧推回(排出)。由此,抑制了浓化钢液作为宏观偏析而残留在铸坯20的厚度方向的中心部。

一对压下辊42被形成为圆柱状。此外,一对压下辊42被配置在铸坯20的厚度方向的两侧。该一对压下辊42被配置为:以轴向(长度方向)为铸坯20的宽度方向。此外,一对压下辊42的轴向的两端部在铸坯20的宽度方向的两侧被未图示的轴承部支承为能够旋转。

此外,配置在铸坯20的上侧的压下辊42被液压缸等的推压装置向铸坯20推压(压下)。具体而言,推压装置将轴承部向铸坯20的厚度方向的中心侧(下侧)推压,上述轴承部支承被配置在铸坯20的上侧的压下辊42的轴向的两端部。由此,在一对压下辊42之间,铸坯20在厚度方向上被压缩。

这里,铸坯20如上述那样一边被输送装置30的多个冷却器冷却一边被输送。由此,铸坯20的未凝固部20B随着朝向输送方向的下游侧而逐渐被凝固。换言之,铸坯20随着朝向输送方向的下游侧而铸坯20的固相率R变高。

本实施方式的一对压下辊42被配置在铸坯20的输送路34中的铸坯20的厚度方向的中心部的固相率R(以下称作“中心固相率”)不到0.8的位置(R<0.8)。由此,由一对压下辊42将具有中心固相率R不到0.8的未凝固部20B的铸坯20压下。

另外,所述的固相率R,是指凝固部相对于铸坯20的比例(比率)。例如,在固相率R为0.8的情况下,凝固部相对于铸坯20的比例为8成(80%),凝固部相对于铸坯20的比例为2成(20%)。该固相率R例如通过将铸坯20凝固解析而求出。

(第一电磁搅拌装置)

第一电磁搅拌装置50为:对于输送装置30从铸模16输送来的铸坯20的未凝固部20B赋予电磁力、将该未凝固部20B搅拌(电磁搅拌)的非接触式的搅拌装置。

第一电磁搅拌装置50被配置在相对于铸模16的铸坯20输送方向下游侧。此外,第一电磁搅拌装置50被配置在相对于一对压下辊42的铸坯20的输送方向上游侧。进而,第一电磁搅拌装置50与穿过输送路34的弯曲部的铸坯20的上表面侧的凝固壳部20A对置地配置。另外,第一电磁搅拌装置50也可以被配置在铸坯20的下侧。

第一电磁搅拌装置50在铸坯20的表层部中搅拌未凝固部20B。换言之,第一电磁搅拌装置50在铸坯20的表层部有未凝固部20B的凝固界面的阶段,搅拌未凝固部20B。此外,第一电磁搅拌装置50在由一对压下辊42向铸坯20的输送方向上游侧推回的未凝固部20B内的浓化钢液没有达到的位置处,搅拌铸坯20的未凝固部20B。

第一电磁搅拌装置50具有与铸坯20的凝固壳部20A对置的未图示的电磁线圈(感应体)。如果对该电磁线圈施加交流电流(三相交流电流),则发生沿铸坯20的宽度方向移动的磁场(以下称作“移动磁场”)。通过该移动磁场作用于未凝固部20B,产生使未凝固部20B在铸坯20的宽度方向流动的电磁力EP(参照图3)。

另外,根据有效地生成等轴晶的观点,优选的是,第一电磁搅拌装置50被配置为,使该铸坯20的输送方向的中心位于从铸模16内的弯液面M沿着铸坯20的输送方向向下游侧6~10m的范围内。

(第一控制部)

在第一电磁搅拌装置50,电连接着第一控制部52。该第一控制部52控制第一电磁搅拌装置50所产生的电磁力EP,以使未凝固部20B的凝固界面处的流动速度为5cm/s以上。另外,第一控制部52是控制部的一例。

具体而言,第一控制部52施加在第一电磁搅拌装置50的电磁线圈的交流电流值变大,则电磁力EP变大。另一方面,第一控制部52施加在电磁线圈的交流电流值变小,则电磁力EP变小。

这里,枝晶在未凝固部20B的凝固过程中从凝固壳部20A朝向铸坯20的厚度方向的中心生成。该枝晶的前端部即未凝固部20B的凝固界面的位置对应于凝固壳部20A的厚度而变动。具体而言,随着凝固壳部20A的厚度变厚,未凝固部20B的凝固界面的位置向铸坯20的厚度方向的中心侧移动。

此外,渗透到铸坯20的电磁力EP的深度(渗透深度)根据施加在第一电磁搅拌装置50的电磁线圈的交流电流的频率而变动。具体而言,施加在第一电磁搅拌装置50的电磁线圈的交流电流的频率变小,则电磁力EP对于铸坯20的渗透深度变深。另一方面,施加在第一电磁搅拌装置50的电磁线圈的交流电流的频率变大,则电磁力EP对于铸坯20的渗透深度变浅。

所以,第一控制部52根据凝固壳部20A的厚度而增减向第一电磁搅拌装置50的电磁线圈施加的交流电流的频率。具体而言,随着凝固壳部20A的厚度变厚,减小向第一电磁搅拌装置50的电磁线圈施加的交流电流的频率。另一方面,随着凝固壳部20A的厚度变薄,增大向第一电磁搅拌装置50的电磁线圈施加的交流电流的频率。

更详细地说明,则在图2中示出了表示凝固壳部20A的厚度D与施加在第一电磁搅拌装置50的交流电流的频率的关系的解析结果。另外,凝固壳部20A的厚度D,是铸坯20的第一电磁搅拌装置50侧的凝固壳部20A中的、与第一电磁搅拌装置50的铸坯20的输送方向的中心对置的位置(部位)的厚度。该凝固壳部20A的厚度D根据凝固解析而求出。此外,图2所示的斜线的区域G是未凝固部20B的凝固界面处的流动速度为5cm/s以上的区域。

如图2所示,未凝固部20B的凝固界面的流动速度为5cm/s以上的区域G,为施加在第一电磁搅拌装置50的电磁线圈的交流电流的频率F是80/D以上且160/D以下的范围。

因此,第一控制部52将满足式(1)的频率F的交流电流施加在第一电磁搅拌装置50的电磁线圈。由此,在未凝固部20B内的凝固界面附近生成的枝晶的前端部,作用规定值以上的剪切力。结果是枝晶的前端部被切断,容易生成等轴晶。

[数式1]

其中,

F:交流电流的频率(Hz)

D:第一电磁搅拌装置侧的凝固壳部的厚度(mm)。

另外,式(1)使用常数A,则被变换为下述式(2)。

[数式2]

Figure BDA0002663913810000142

其中,

A:常数(80≤A≤160)。

此外,第一控制部52变更施加在第一电磁搅拌装置50的电磁线圈的交流电流的朝向,由此控制作用于未凝固部20B的电磁力EP的朝向。

具体而言,如图3所示,第一控制部52使规定方向的交流电流流经第一电磁搅拌装置50的电磁线圈,则产生使未凝固部20B向铸坯20的宽度方向一侧流动的电磁力EP(以下称作“一侧电磁力EP1”)。相对于此,第一控制部52使与规定方向相反方向的交流电流流经第一电磁搅拌装置50的电磁线圈,则产生使未凝固部20B向铸坯20的宽度方向另一侧流动的电磁力EP(以下称作“另一侧电磁力EP2”)。

进而,第一控制部52对第一电磁搅拌装置50进行控制,以使第一电磁搅拌装置50间歇性地产生一侧电磁力EP1和另一侧电磁力EP2。具体而言,第一控制部52将使第一电磁搅拌装置50产生一侧电磁力EP1的交流电流和使第一电磁搅拌装置50产生另一侧电磁力EP2的交流电流交替地且间歇性地向第一电磁搅拌装置50的电磁线圈施加。

另外,为了使未凝固部20B的凝固界面处的流动速度成为5cm/s以上,考虑到未凝固部20B的加速度、速度维持及减速度等,则优选的是一侧电磁力EP1及另一侧电磁力EP2在20~50秒的范围内交替地向铸坯赋予。此外,优选的是一侧电磁力EP1和另一侧电磁力EP2隔开1~10秒的间隔向铸坯20的未凝固部20B赋予。

(第二电磁搅拌装置)

第二电磁搅拌装置60为对于从一对压下辊42之间向铸模16侧被推回的浓化钢液赋予电磁力、搅拌该浓化钢液(电磁搅拌)的非接触式的搅拌装置。另外,所述的浓化钢液,是指通过偏析(凝固偏析)而规定成分浓化的钢液。

第二电磁搅拌装置60被配置在相对于第一电磁搅拌装置50的铸坯20的输送方向下游侧。此外,第一电磁搅拌装置50被配置在相对于一对压下辊42的铸坯20的输送方向上游侧。进而,第二电磁搅拌装置60与穿过沿大致水平方向延伸的输送路34的水平部的铸坯20的上表面侧的凝固壳部20A对置地配置。另外,第二电磁搅拌装置60也可以配置在铸坯20的下侧。

这里,第二电磁搅拌装置60为与第一电磁搅拌装置50同样的结构。此外,在第二电磁搅拌装置60,电连接着第二控制部62。该第二控制部62为与第一控制部52同样的结构。因此,第二电磁搅拌装置60交替且隔开规定时间地产生一侧电磁力和另一侧电磁力。

一侧电磁力使浓化钢液被排出后的未凝固部20B向铸坯20的宽度方向一侧流动。此外,另一侧电磁力使浓化钢液被排出后的未凝固部20B向铸坯20的宽度方向另一侧流动。此外,第二控制部62将满足上述式(1)的频率F的交流电流施加在第二电磁搅拌装置60的电磁线圈。由此,未凝固部20B的凝固界面的流动速度成为5cm/s以上。

由此,从一对压下辊42之间向铸模16侧被推回的浓化钢液容易与从铸模16向一对压下辊42输送的钢液(母钢液)混合。

另外,根据有效地搅拌从一对压下辊42向铸模16侧推回的浓化钢液的观点,优选的是,第二电磁搅拌装置60以该铸坯20的输送方向的中心位于从一对压下辊42的旋转中心沿着铸坯20的输送方向向上游侧4~8m的范围内的方式而配置。

(作用)

接着,一边说明有关本实施方式的连续铸造方法(铸坯制造方法),一边对本实施方式的作用进行说明。

根据有关本实施方式的连续铸造方法,将被从铸模16输送的铸坯20内的未凝固部20B用第一电磁搅拌装置50及第二电磁搅拌装置60分别搅拌。

接着,由压下辊42将具有未凝固部20B的铸坯20压下。由此,未凝固部20B内的浓化钢液被从一对压下辊42之间向铸模16侧推回。

这里,从一对压下辊42之间向铸模16侧推回的浓化钢液被第二电磁搅拌装置60搅拌。由此,从一对压下辊42之间向铸模16侧推回的浓化钢液容易与从铸模16向一对压下辊42之间输送的钢液(母钢液)混合。结果是浓化钢液被稀释。因而,抑制了浓化钢液作为宏观偏析残留在铸坯20的厚度方向的中心部。

此外,在相对于一对压下辊42的铸坯20的输送方向上游侧,配置有第一电磁搅拌装置50。该第一电磁搅拌装置50向铸坯20交替地赋予使未凝固部20B向铸坯的宽度方向一侧以5cm/s以上的流动速度流动的一侧电磁力EP1和使未凝固部20B向铸坯20的宽度方向另一侧以5cm/s以上的流动速度流动的另一侧电磁力EP2。

这样,由一侧电磁力EP1使未凝固部向铸坯的宽度方向一侧以5cm/s以上的流动速度流动,由此在未凝固部20B内的枝晶的前端部作用规定值以上的剪切力。与此同样,由另一侧电磁力EP2使未凝固部20B向铸坯20的宽度方向另一侧以5cm/s以上的流动速度流动,由此在未凝固部20B内的枝晶的前端部作用规定值以上的剪切力。因而,在铸坯20的表层部生成的枝晶的前端部被切断,容易生成等轴晶。

进而,第一电磁搅拌装置50交替地向铸坯赋予一侧电磁力EP1和另一侧电磁力EP2。由此,在本实施方式中,与由第一电磁搅拌装置50使未凝固部20B仅向铸坯20的宽度方向一侧流动的情况相比,未凝固部20B内的枝晶的前端部更容易被切断。

并且,若在铸坯20的表层部生成的枝晶的前端部被切断,则在相对于第一电磁搅拌装置50的铸坯20的输送方向下游侧,被从一对压下辊42之间向铸模16侧推回的浓化钢液的流动阻力(障碍物)减小。由此,浓化钢液容易被从一对压下辊42之间向铸模16侧推回。因而,抑制了浓化钢液作为宏观偏析残留在铸坯20的中心部。

此外,由第一电磁搅拌装置50将枝晶的前端部切断,由此在枝晶间被捕捉到的半宏观偏析减少。因而,抑制了半宏观偏析残留在铸坯20的中心部。

这样,在本实施方式中,首先,通过第一电磁搅拌装置50的一侧电磁力EP1及另一侧电磁力EP2将铸坯20的表层部的未凝固部20B搅拌。接着,将被一对压下辊42向铸模16侧推回的未凝固部20B内的浓化钢液用第二电磁搅拌装置60搅拌。由此,在本实施方式中,能够减少铸坯20的宏观偏析及半宏观偏析。

另外,在日本特开2010-179342号公报中,公开了由第一电磁搅拌装置及第二电磁搅拌装置将铸坯的未凝固部电磁搅拌的连续铸造机。日本特开2010-179342号公报所公开的连续铸造机,被压下辊对向铸模侧推回的未凝固部内的浓化钢液被第二电磁搅拌装置交变电磁搅拌。但是,配置在比第二电磁搅拌装置靠铸模侧的第一电磁搅拌装置不是交变电磁搅拌,而是使未凝固部向铸坯的宽度方向一方向流动的通常的单向电磁搅拌。

相对于此,在本实施方式中,配置在比第二电磁搅拌装置60靠铸模侧的第一电磁搅拌装置50通过一侧电磁力EP1及另一侧电磁力EP2交替地搅拌铸坯20的未凝固部20B。由此,本实施方式与日本特开2010-179342号公报所公开的技术相比,能够进一步降低铸坯20的宏观偏析及半宏观偏析。

此外,第一电磁搅拌装置50间歇性地向铸坯20的未凝固部20B赋予一侧电磁力EP1和另一侧电磁力EP2。即,第一电磁搅拌装置50在停止了对于铸坯20的一侧电磁力EP1的赋予后,隔开规定时间,开始对于铸坯20的另一侧电磁力EP2的赋予。与此同样,第一电磁搅拌装置50在停止了对于铸坯20的另一侧电磁力EP2的赋予后,隔开规定时间,开始对于铸坯20的一侧电磁力EP1的赋予。

由此,例如在从停止对于铸坯20的一侧电磁力EP1的赋予到开始另一侧电磁力EP2的赋予的期间中,向铸坯20的宽度方向一侧流动的未凝固部20B的流动速度减小。在此状态下,第一电磁搅拌装置50开始对于铸坯20的另一侧电磁力EP2的赋予。由此,平滑地进行未凝固部20B的流动方向的反转,未凝固部20B容易向铸坯20的宽度方向另一侧流动。

与此同样,当赋予铸坯20的电磁力从另一侧电磁力EP2切换为一侧电磁力EP1时,未凝固部20B的流动方向的反转也被平滑地进行,未凝固部20B容易向铸坯20的宽度方向一侧流动。

因而,能够降低第一电磁搅拌装置50的耗电,并且能够将未凝固部20B内的枝晶的前端部切断。

此外,如上述那样,枝晶的前端部即未凝固部20B的凝固界面的位置根据凝固壳部20A的厚度而变动。此外,渗透到铸坯20的电磁力EP的渗透深度根据施加在第一电磁搅拌装置50的电磁线圈的交流电流的频率而变动。

所以,第一控制部52将根据凝固壳部20A的厚度所决定的规定频率的交流电流施加在第一电磁搅拌装置50的电磁线圈。具体而言,将满足式(1)的交流电流施加在第一电磁搅拌装置50的电磁线圈。在该式(1)中,随着凝固壳部20A的厚度D变厚,向第一电磁搅拌装置50的电磁线圈施加的交流电流的频率F变小。另一方面,在式(1)中,随着凝固壳部20A的厚度D变薄,向第一电磁搅拌装置50的电磁线圈施加的交流电流的频率F变大。

由此,不论凝固壳部20A的厚度如何,都能够使一侧电磁力EP1及另一侧电磁力EP2作用于未凝固部20B的凝固界面附近的枝晶的前端部。因而,能够将枝晶的前端部有效切断。

此外,与第一电磁搅拌装置50同样,第二电磁搅拌装置60将一侧电磁力和另一侧电磁力交替且间歇性地向铸坯20的未凝固部20B赋予。由此,能够使被从一对压下辊42之间向铸模16侧推出的浓化钢液与被从铸模16向一对压下辊42之间输送的钢液有效地混合。因而,残留在铸坯20的中心部的宏观偏析被减少。

(变形例)

接着,对上述实施方式的变形例进行说明。

上述实施方式的第一电磁搅拌装置50交替且间歇性地向铸坯20赋予一侧电磁力EP1和另一侧电磁力EP2。但是,第一电磁搅拌装置50也可以交替且连续性地向铸坯20赋予一侧电磁力EP1和另一侧电磁力EP2。

此外,上述实施方式的第二电磁搅拌装置60与第一电磁搅拌装置50同样,交替且间歇性地向铸坯20赋予一侧电磁力和另一侧电磁力。但是,也可以是第二电磁搅拌装置60交替且连续性地向铸坯20赋予一侧电磁力和另一侧电磁力。此外,也可以是第二电磁搅拌装置60仅将一侧电磁力及另一侧电磁力的某一方连续性地或间歇性地赋予给铸坯20。

此外,上述实施方式的第一控制部52向第一电磁搅拌装置50的电磁线圈赋予满足式(1)的交流电流。但是,也可以是赋予第一电磁搅拌装置50的电磁线圈的交流电流的频率不使用式(1)来决定。

进而,第一电磁搅拌装置50及第二电磁搅拌装置60相对于输送路34的配置能够适当变更。此外,铸坯20的厚度及输送速度也能够适当变更。

(连续铸造试验)

接着,对连续铸造试验进行说明。

在该连续铸造试验中,通过图1所示的连续铸造机10连续铸造有关实施例1~5的多个铸坯,确认有无各铸坯内的半宏观偏析及宏观偏析。此外,连续铸造有关比较例1~3的多个铸坯,确认有无各铸坯内的半宏观偏析及宏观偏析。

(钢液)

钢液的组成为:以质量%计,由C:0.05~0.15%、Si:0.1~0.4%、Mn:0.8~1.5%、P:0.02%以下、S:0.008%以下、及其余部为Fe和杂质构成的组成。

(铸模)

接着,在铸模16中使用水冷式的铜制铸模。此外,将铸模16的各种尺寸表示在下述表1中。

[表1]

截面形状 轴向的长度(mm) 厚度(mm) 宽度(mm)
铸模 矩形 800 250~300 2300

(输送装置)

接着,由输送装置30进行的铸坯的铸造速度为0.7~1.1m/min。此外,输送装置30的冷却器(二次冷却器)的比水量为0.5~1.2L/kg-steel。由此,将被一对压下辊42压下的铸坯的厚度方向的中心的中心固相率R设定在0.01~0.2的范围内(参照图4)。

(第一电磁搅拌装置)

第一电磁搅拌装置50从铸模16内的弯液面M沿着铸坯20的输送方向配置在下游侧9m处。

此外,在图4中表示铸坯穿过第一电磁搅拌装置50时的凝固壳部的厚度。另外,凝固壳部的厚度是铸坯的第一电磁搅拌装置50侧的凝固壳部的厚度。该凝固壳部的厚度通过二维的凝固解析来计算。

此外,在图4中表示第一电磁搅拌装置50进行的铸坯的未凝固部的搅拌方法。这里,所述的交变搅拌,是指交替且间歇性地向铸坯的未凝固部赋予一侧电磁力和另一侧电磁力。在该连续铸造试验中,对于铸坯的未凝固部,将一侧电磁力和另一侧电磁力交替地各赋予30秒。此外,一侧电磁力和另一侧电磁力隔开5秒的间隔而向铸坯的未凝固部赋予。

此外,所述的单向搅拌,是指将一侧电磁力及另一侧电磁力的某个向铸坯的未凝固部连续性地赋予。

此外,在图4中表示施加在第一电磁搅拌装置50的电磁线圈的交流电流(三相交流电流)的频率。另外,施加在第一电磁搅拌装置50的电磁线圈的交流电流为600A。进而,在图4中表示铸坯的未凝固部的凝固界面处的流动速度。

另外,未凝固部的凝固界面处的流动速度使用Mn偏析度CMn从下述式(a)及式(b)换算来推定。此外,凝固速度V根据凝固计算来算出。

U=7500×V×Sh/(1-Sh)…(a)

Sh=(CMn-1)/(K0-1)…(b)

其中,

U:钢液的流动速度(cm/s)

V:凝固速度(cm/s)

K0:Mn的平衡分配系数(=0.77)。

(第二电磁搅拌装置)

第二电磁搅拌装置60从铸模16内的弯液面M沿着铸坯20的输送方向配置在下游侧14.6m处。

此外,第二电磁搅拌装置60进行的铸坯的未凝固部的搅拌方法与第一电磁搅拌装置50同样为交变搅拌。此外,第二电磁搅拌装置60,与第一电磁搅拌装置50同样,对于铸坯的未凝固部,将一侧电磁力和另一侧电磁力交替地各赋予30秒。此外,一侧电磁力和另一侧电磁力隔开5秒的间隔而向铸坯的未凝固部赋予。

此外,施加在第二电磁搅拌装置60的电磁线圈的交流电流(三相交流电流)为900A。此外,施加在第二电磁搅拌装置60的电磁线圈的交流电流的频率为1.5Hz。

(压下装置)

一对压下辊42从铸模16内的弯液面M沿着铸坯的输送方向配置在下游侧21.2m处。并且,通过将配置在铸坯的上侧的压下辊42用未图示的液压缸推压,由此将厚度方向及宽度方向的中心的中心固相率R为0.01~0.2的范围内的铸坯压下(参照图4)。

另外,压下辊42的最大压下力(最大输出)是600tonF(5.88MN)。此外,由压下辊42进行的铸坯的压下量为25~35mm(参照图4)。此外,图4所示的铸坯的厚度T是被压下辊42压下之前的铸坯的厚度。

(铸坯的评价方法)

在铸坯的评价中,通过目视确认从有关实施例1~5及比较例1~3的铸坯的横截面切割出的试样的宏观组织,分别确认有无半宏观偏析及宏观偏析。并且,将有半宏观偏析及宏观偏析的至少一方的情况设为不合格(×),将没有半宏观偏析及宏观偏析双方的情况设为合格(○)。

此外,对于有关实施例1~5及比较例1~3的铸坯的厚度方向,进行由ElectronProbe Micro Analyzer(EPMA、电子探针微分析仪)进行的映射分析,制作出铸坯的厚度方向的Mn浓度分布。并且,通过将分析出的各铸坯的Mn浓度分布除以从中间包12采取的钢液的Mn浓度,由此制作出铸坯的厚度方向的Mn偏析度CMn的分布。

此外,根据被压下辊42压下后的各铸坯的厚度方向的Mn偏析度CMn的分布,分别求出沿着铸坯的厚度方向的中心区域、区域L1及区域L2的Mn偏析度的最低值(参照图4)。

另外,这里所述的中心区域,是指从铸坯的厚度方向的中心向两侧分别为10mm的区域(合计20mm的区域)。此外,区域L1(mm)是被第一电磁搅拌装置50搅拌的区域,是指下述式(3)的范围内的区域。此外,区域L2(mm)是被第二电磁搅拌装置60搅拌的区域,是指下述式(4)的范围内的区域。

[数式3]

Figure BDA0002663913810000221

其中,

VC:输送速度(m/min)。

另外,上述式(3)及式(4)如果使用常数B1或常数B2,则分别被变换为下述式(5)及式(6)。

[数式4]

其中,

B1:常数(66≤B1≤78)

B2:常数(85≤B2≤101)

VC:输送速度(m/min)。

这里,对区域L1、L2进行补充。在图5及图6中,表示铸坯的输送速度VC(铸造速度)与距铸坯的表面的距离的关系。此外,图5及图6所示的区域H1、H2是未凝固部的流动速度为5cm/s以上的区域。另外,图5及图6所示的图根据铸坯的凝固解析而得到。

铸坯的未凝固部的流动速度为5cm/s以上的,是图5所示的区域H1和图6所示的区域H2两个区域。将这两个区域H1、H2中的铸坯的表面侧(第一电磁搅拌装置50侧)的区域H1推断为被第一电磁搅拌装置50搅拌的区域L1,将铸坯20的厚度方向的中心侧的区域H2推断为被第二电磁搅拌装置60搅拌的区域L2。

(评价结果)

在图4中表示有关实施例1~5及比较例1~3的铸坯的评价结果。

(实施例)

在实施例1~实施例5中,皆未确认到宏观偏析及半宏观偏析。考虑这是因为,在实施例1~实施例5中,由第一电磁搅拌装置50将铸坯的未凝固部通过交变搅拌进行搅拌,使未凝固部的凝固界面的流动速度为5.0cm/s以上。由此,未凝固部内的枝晶的前端部被有效率地切断,生成了等轴晶。

此外,在实施例1~实施例5中,铸坯的中心区域的Mn偏析度的最低值为0.92~0.95。此外,铸坯的区域L1的Mn偏析度的最低值为0.95~0.98。进而,铸坯的区域L2的Mn偏析度的最低值为0.96~0.97。

进而,在图7中表示有关实施例2的铸坯的厚度方向的Mn偏析度的分布。根据该图7所示的Mn偏析度的分布,分别确认了中心区域、区域L1、L2有无负偏析带。

这里,所述的负偏析带,是指Mn偏析度不到1.0的区域在铸坯的厚度方向上连续5mm以上的区域。另外,中心区域的负偏析带是中心负偏析带的一例。此外,区域L1的负偏析带是表面侧负偏析带的一例。进而,区域L2的负偏析带是中间负偏析带的一例。

此外,实施例2的压下辊42的压下量是30mm。因而,铸坯的厚度方向的中心距铸坯的表面为135mm。并且,铸坯的中心区域为距铸坯的表面125mm~145mm的范围内的区域。此外,实施例2的铸坯的输送速度VC为0.7m/min。因而,实施例2的区域L1、L2根据上述式(3)而为以下这样。

78.9mm≤L1≤93.2mm

101.6mm≤L2≤120.7mm

如图7所示,在中心区域,Mn偏析度不到1.0的区域在铸坯的厚度方向上连续17mm。此外,在区域L1,Mn偏析度不到1.0的区域在铸坯的厚度方向上连续10mm。此外,在区域L2,Mn偏析度不到1.0的区域在铸坯的厚度方向上连续8mm。因此,确认了在沿着铸坯的厚度方向的中心区域及区域L1、L2分别生成了负偏析带。

(比较例)

如图4所示,在比较例1中,虽然没有确认到宏观偏析,但确认到了半宏观偏析。可以考虑是,在比较例1中,将第一电磁搅拌装置50进行的铸坯的未凝固部的搅拌方法设为单向搅拌。因此,未凝固部内的枝晶的前端部没有被充分地切断。

接着,在比较例2中,确认到宏观偏析及半宏观偏析。可以考虑是因为,在比较例2中,将施加在第一电磁搅拌装置50的电磁线圈的交流电流的频率设为1Hz。因此,可以考虑第一电磁搅拌装置50的电磁力(一侧电磁力及另一侧电磁力)作用在比未凝固部的凝固界面深的位置。结果,凝固界面的流动速度变慢为3.5cm/s,未凝固部内的枝晶的前端部没有被充分地切断。

接着,在比较例3中,虽然没有确认到宏观偏析,但确认到了半宏观偏析。可以考虑是因为,在比较例3中,将施加在第一电磁搅拌装置的电磁线圈的交流电流的频率设为4Hz。因此,第一电磁搅拌装置50的电磁力(一侧电磁力及另一侧电磁力)作用在比未凝固部的凝固界面浅的位置。结果,凝固界面的流动速度变慢为4.5cm/s,未凝固部内的枝晶的前端部没有被充分地切断。

另外,在如比较例2及比较例3那样凝固壳部的厚度是68mm的情况下,为了使未凝固部的凝固界面的流动速度成为5cm/s以上,需要将频率为1.2~2.4Hz的范围内的交流电流向第一电磁搅拌装置的电磁线圈施加。

(评价结果的总结)

根据以上的评价结果可知,在实施例1~5中,得到了不存在宏观偏析及半宏观偏析的高品质的铸坯。

以上,对本申请所公开的技术的一实施方式进行了说明,但本申请所公开的技术并不限定于这样的实施方式,当然也可以将一实施方式及各种变形例适当组合使用,也可以在不脱离本申请所公开的技术的主旨的范围中以各种形态实施。

另外,将2018年3月8日提出申请的日本专利申请2018-042106号的公开通过参照其整体而援引在本说明书中。

本说明书所记载的全部的文献、专利申请及技术规格,以与具体且分别地记述了将各个文献、专利申请及技术规格通过参照而引用的情况相同程度地、通过参照而在本说明书中引用。

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