[發(fā)明專利]金屬的連鑄方法及其裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 00128484.3 | 申請日： | 2000-11-17 |
| 公開（公告）號： | CN1332049A | 公開（公告）日： | 2002-01-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 山根浩志;別所永康;三木祐司;竹內(nèi)秀次;桐原理 | 申請（專利權(quán)）人： | 川崎制鐵株式會社 |
| 主分類號： | B22D11/115 | 分類號： | B22D11/115 |
| 代理公司： | 中國專利代理(香港)有限公司 | 代理人： | 張?zhí)彀?溫大鵬 |
| 地址： | 日本*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 金屬 方法 及其 裝置 | ||
本發(fā)明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。
在連鑄過程中，將液態(tài)金屬(金屬液)向鑄模內(nèi)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(chǎn)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(nèi)的金屬液內(nèi)，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(chǎn)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(guān)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(jù)鑄模振動。相應(yīng)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(zhuǎn)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(chǎn)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(xù)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。
本發(fā)明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(xiàn)有技術(shù)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。
本發(fā)明者為了達到上述目的，反復進行了銳意調(diào)查，結(jié)果獲得了下述知識。
發(fā)明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(chǎn)生半凝固現(xiàn)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(chǎn)生助熔劑卷入現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)生。
本發(fā)明是基于這種知識而開發(fā)的。
即，本發(fā)明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(nèi)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(gòu)成的電磁鐵在鑄模厚度方向的兩側(cè)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(chǎn)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。
發(fā)明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(chǎn)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(chǎn)生助熔劑卷入現(xiàn)象。
即，在金屬液表面產(chǎn)生流速小的區(qū)域，在這里一旦形成半凝固狀態(tài)就會產(chǎn)生偏析，最終會產(chǎn)生產(chǎn)品缺陷，但是，為了避免引起產(chǎn)品缺陷而使金屬液產(chǎn)生快速流動時，會加速助熔劑卷入而產(chǎn)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(xiàn)象，間歇地外加靜磁場的方法極為有效。
本發(fā)明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。
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