專(zhuān)利名稱(chēng)：連續(xù)鑄造用鋼水供給裝置及利用該裝置的連續(xù)鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種為了用于連續(xù)鑄造而設(shè)計(jì)的鋼水供給裝置及使用該鋼水供給裝置，并能夠有效防止浸漬鑄口等堵塞或能夠有效抑制鑄片表面缺陷的連續(xù)鑄造方法。
這時(shí)，如果連續(xù)鑄造Al脫酸后的鋼水，則鋼水中的Al氧化物等容易在浸漬鑄口內(nèi)面附著，而阻礙浸漬鑄口中鋼水的流動(dòng)。因此，利用具有多個(gè)排出孔的浸漬鑄口進(jìn)行鑄造時(shí)，容易使排出流不均勻，且使特定的排出流變得強(qiáng)勁等，結(jié)果容易使鑄模內(nèi)的鋼水流動(dòng)成為不均勻流動(dòng)。如果產(chǎn)生不均勻流，則添加到鑄模內(nèi)的鋼水表面的鑄模粉末容易卷入到鋼水之中或附著于浸漬鑄口內(nèi)面的Al氧化物等容易剝離，并卷入到鋼水之中。
卷入到鑄模內(nèi)部鋼水之中的鑄模粉末或Al氧化物等被鑄模內(nèi)部的凝固外殼捕捉，所以，容易在鋼片表面產(chǎn)生粉末性缺陷、溶渣斑點(diǎn)等。而這些鑄片表面的缺陷是以該鑄片作為原材料，進(jìn)行熱軋后得到的制品的表面缺陷根源。
另外，如果在浸漬鑄口內(nèi)面的Al氧化物的附著量顯著增加，則產(chǎn)生所謂的管口堵塞，使很難連續(xù)進(jìn)行之后的鑄造。在這種情況下，通過(guò)用氧氣洗滌浸漬鑄口內(nèi)面，能夠解除管口堵塞，但是，鑄片的清潔度變差。
為了防止在浸漬鑄口內(nèi)部附著鋼水中的Al氧化物等，已知在通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水之中吹入惰性氣體(鐵和鋼，vol.66.S868)的方法，而在最近，提出種種能夠適用于操作的防止方法。例如，在特開(kāi)平4-319055號(hào)公報(bào)中提出的方法是，向通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水中吹入惰性氣體，并根據(jù)通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水流量(t/分)，調(diào)整吹入鋼水之中的惰性氣體量(L(Nl)/分)。
另外，在特開(kāi)平6-182513公報(bào)中提出，在設(shè)置于浸漬鑄口內(nèi)壁的吹入氣體用的多孔耐火材料和通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水之間通入交流電流或直流電流，同時(shí)，在鋼水中吹入惰性氣體的方法。在該方法中，通過(guò)向鋼水中吹入惰性氣體，防止Al氧化物等附著于浸漬鑄口內(nèi)面的同時(shí)，通過(guò)在浸漬鑄口內(nèi)壁和鋼水之間通電，使磁電力作用于鋼水，并促進(jìn)吹入的惰性氣體氣泡從吹入用的耐火材料脫離，結(jié)果使生成的氣泡變小。因此，鋼水中被凝固外殼捕捉的氣泡變小，且以該鑄片為原材料熱軋的制品表面上很難產(chǎn)生由鑄片的氣泡產(chǎn)生的缺陷。
但是，用上述公報(bào)中提出的方法，因?yàn)楹茈y把惰性氣體氣泡捕捉到鑄模內(nèi)的凝固外殼中，所以，如果減少惰性氣體的吹入量，則無(wú)法防止鋼水中的Al氧化物等向浸漬鑄口內(nèi)面的附著，并且，相反，如果要想防止Al氧化物等向浸漬鑄口內(nèi)面附著，則惰性氣體的吹入量變大，而惰性氣體氣泡大量地被捕捉到鑄模內(nèi)的凝固外殼，從而有時(shí)在以該鑄片作為原材料的制品表面上產(chǎn)生缺陷。
如上述，按照以往的方法，不能防止鋼水中的Al氧化物等向浸漬鑄口內(nèi)面附著。并且，即使能夠防止鋼水中的Al氧化物等向浸漬鑄口內(nèi)面附著，但有時(shí)在鑄片表層部產(chǎn)生氣泡性缺陷，且在以該鑄片作為原材料的制品表面上產(chǎn)生缺陷。因此，希望開(kāi)發(fā)出一種在鑄片表面不產(chǎn)生氣泡性缺陷，且能夠穩(wěn)定有效地防止鋼水中的Al氧化物等向浸漬鑄口內(nèi)面附著的方法。
為了達(dá)到上述目的，作為防止向浸漬鑄口內(nèi)面附著鋼水中的Al氧化物等的方法，本發(fā)明者們著眼于電毛細(xì)管現(xiàn)象，并進(jìn)行了反復(fù)的探討。這里的毛細(xì)管現(xiàn)象是指，存在于離子溶液中的電極和溶液之間的表面張力隨電極電壓變化的現(xiàn)象，本發(fā)明者們銳意地探討這些現(xiàn)象的結(jié)果，得到了下面①～⑦的結(jié)論。
①連續(xù)鑄造裝置的上鑄口、流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及浸漬鑄口是由耐火材料所組成，而這些耐火材料中有在高溫下具有電子傳導(dǎo)性或離子傳導(dǎo)性的材料。因此，在連續(xù)鑄造時(shí)，只要在高溫下具有電子傳導(dǎo)性和離子傳導(dǎo)性的耐火材料和鋼水之間外加電位差，則在兩者界面上產(chǎn)生毛細(xì)管現(xiàn)象，從而減少界面張力，并抑制鋼水中的Al氧化物等附著于耐火材料表面的附著力，使鋼水中的Al氧化物等很難附著于耐火材料表面。
②根據(jù)上述的推斷，使用實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的坩堝，在鋼水中浸漬具有導(dǎo)電性的耐火性能的棒和電極，并在兩者之間通電，進(jìn)行了在耐火性能的棒和電極之間外加電位差的實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果，電位差小時(shí)，附著于耐火材料表面的鋼水中的Al氧化物等附著量減少，并且確認(rèn)，不管電位的正負(fù)，電位差的絕對(duì)值越大，附著于耐火材料表面的鋼水中的Al氧化物等附著量越少。
③由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果加快了對(duì)能夠防止向浸漬鑄口內(nèi)面附著鋼水中的Al氧化物等的方法的探討，并且電絕緣一對(duì)電極之間的方法，作為在導(dǎo)電性的耐火材料和通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水之間有效通電的方法受到關(guān)注。通常，使用于絕緣的耐火材料是，只要在室溫下具有1×105Ω·m以上的電阻(比阻)，就能夠保證足夠的絕緣，但如果在鋼水溫度等高溫下，則產(chǎn)生離子傳導(dǎo)，從而電阻明顯下降，絕緣性能也降低。
④如由上述③等現(xiàn)象，如果一對(duì)電極之間的電絕緣性降低，則電流沒(méi)有完全流向通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水，而流向鋼水之外的短路。因此，不能得到完全防止鋼水中的Al氧化物等向浸漬管內(nèi)面附著的效果。另外，不僅浪費(fèi)了外加電力，而且由于向外部漏電，有微量放電的危險(xiǎn)，并導(dǎo)致觸電或周?chē)鷻C(jī)器的不當(dāng)操作。
⑤無(wú)論在預(yù)熱澆盤(pán)等或不予熱澆盤(pán)而再利用熱的哪一種情況下，都通過(guò)在開(kāi)始向澆盤(pán)供給鋼水之前，使一端電極和另一端電極之間的初始電阻大于500Ω，而能夠在鑄造開(kāi)始到鑄造結(jié)束為止期間，防止電流沒(méi)有完全流向浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水中，而流向鋼水之外的短路。另外，上述的“從鑄造開(kāi)始到鑄造結(jié)束為止的期間”是，隨連續(xù)鑄造機(jī)、鑄片尺寸、鑄造速度及連續(xù)進(jìn)行鑄造的鋼水爐次的不同而不同，但大約是在60～500分左右。
⑥鑄造開(kāi)始到結(jié)束為止期間，由一對(duì)電極間的電流和電壓計(jì)算得到的鑄造中的電阻最好是，向澆盤(pán)內(nèi)供給鋼水之前的結(jié)束澆盤(pán)預(yù)熱時(shí)或不予熱已使用于鑄造的澆盤(pán)，而直接用于再鑄造的情況下，在向澆盤(pán)內(nèi)供給鋼水之前的澆盤(pán)中，一端電極和另一端電極之間的初始電阻的1/10以下。
⑦換句話(huà)說(shuō)明⑥是，隨著鑄造時(shí)間的經(jīng)過(guò)，由以通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水作為電路的一對(duì)電極間的電流和電壓計(jì)算得到的電阻漸增。漸增后，該鑄造過(guò)程的電阻變大，則通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水中電流流動(dòng)不充分，而電流開(kāi)始流向鋼水之外的短路。所以，通過(guò)使結(jié)束鑄造為止的鑄造過(guò)程的電阻小于即將向澆盤(pán)內(nèi)供應(yīng)鋼水之前的一端電極和另一端電極間的初始電阻的1/10，能夠更有效地，向通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水中流進(jìn)充足的電流，而能夠防止向鋼水之外的短路流進(jìn)電流。
本發(fā)明是，根據(jù)上述的結(jié)論而完成的，其要旨是，下述的(1)及(2)的鋼水供給裝置和(3)～(7)的連續(xù)鑄造方法。
(1)一種用于連續(xù)鑄造的鋼水供給裝置，是具備裝入鋼水的澆盤(pán)、設(shè)置于澆盤(pán)底部的上鑄口、控制向鑄模供給裝入的鋼水流量的流量控制機(jī)構(gòu)及流通裝入鋼水的浸漬鑄口的鋼水供給裝置，其特征在于，設(shè)置一對(duì)電極及與它們連接的電源部，上述上鑄口、流量控制機(jī)構(gòu)及浸漬鑄口中的與上述鋼水接觸的任意一個(gè)內(nèi)面是由在鋼的熔點(diǎn)以上溫度具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成，并且使上述一對(duì)電極中的一端電極接觸到上述澆盤(pán)、上鑄口、流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及浸漬鑄口中的任意一個(gè)內(nèi)部空間，將另一端電極設(shè)置于由具有上述導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成的部分上。
(2)在上述(1)的鋼水供給裝置中，在鋼的熔點(diǎn)下，具有導(dǎo)電性的耐火材料的電導(dǎo)率最好在1×103S/m以上，或/和氧化鋁石墨材質(zhì)。另外在上述(1)的鋼水供給裝置中，最好是，在設(shè)置一端電極和另一端電極的之間設(shè)置絕緣體，或/和在任意的沒(méi)有設(shè)置電極的上鑄口、流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及浸漬鑄口中設(shè)置氣體吹入部。
(3)利用上述(1)(2)中所述的鋼水供給裝置，向鑄模供給裝入于澆盤(pán)中的鋼水，并在設(shè)置有一對(duì)電極中的另一端電極的上鑄口、流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及浸漬鑄口內(nèi)面和通過(guò)其內(nèi)部的鋼水之間通電的連續(xù)鑄造方法。
(4)利用上述(1)(2)中所述的鋼水供給裝置的連續(xù)鑄造方法，其特征在于，向鑄模供給裝入于澆盤(pán)中的鋼水時(shí)，向澆盤(pán)內(nèi)供給鋼水之前的澆盤(pán)預(yù)熱結(jié)束時(shí)，或不予熱已用于鑄造的澆盤(pán)，而用于再鑄造的情況下，在向澆盤(pán)內(nèi)供給鋼水之前，使上述一端電極和另一端電極之間的電阻大于500Ω。
(5)在上述(4) 中所述的連續(xù)鑄造方法中，鑄造開(kāi)始到結(jié)束為止期間，由外加于上述一端電極和另一端電極的電流和電壓計(jì)算得到的電阻最好是，向澆盤(pán)內(nèi)供給鋼水之前的結(jié)束澆盤(pán)預(yù)熱時(shí)的或不予熱已用于鑄造的澆盤(pán)，而直接用于再鑄造的情況下，在向澆盤(pán)內(nèi)供給鋼水之前的，上述一端電極和另一端電極之間電阻的1/10以下。
(6)在上述(3)～(5)中所述的連續(xù)鑄造方法中，最好使外加的電流密度大于0.001A/cm2而小于0.3A/cm2，或/和外加的電壓大于0.5V，而小于100V。
(7)一種連續(xù)鑄造方法，其特征在于，利用上述(1)(2)所述的鋼水供給裝置向鑄模供給裝在澆盤(pán)的鋼水時(shí)，由至少在鋼水熔點(diǎn)以上溫度具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成浸漬鑄口，同時(shí)，設(shè)置另一端電極，并通過(guò)將該浸漬鑄口側(cè)作為負(fù)電位，在浸漬鑄口和通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水之間通入直流電流，從而防止浸漬鑄口的堵塞。
在本發(fā)明中，由在鋼水熔點(diǎn)以上溫度具有電導(dǎo)性的耐火材料構(gòu)成浸漬鑄口是為了使在該耐火材料和鋼水之間通電的緣故。在以下的說(shuō)明中，有時(shí)將“在鋼水熔點(diǎn)以上溫度具有導(dǎo)電性的耐火材料”簡(jiǎn)單地記為“具有導(dǎo)電性的耐火材料”。
在本發(fā)明的上述(4)、(5)中規(guī)定的“向澆盤(pán)內(nèi)供給鋼水之前的澆盤(pán)預(yù)熱結(jié)束之后時(shí)的”是代表以下含義。
即，向澆盤(pán)內(nèi)部供給鋼水而開(kāi)始連續(xù)鑄造之前，通常，利用燃?xì)忸A(yù)熱設(shè)置在澆盤(pán)內(nèi)部的耐火材料、上鑄口、用于控制向鑄模內(nèi)部的鋼水供給量的閘板及浸漬鑄口等耐火材料。是為了防止注入鋼水時(shí)由熱沖擊引起耐火材料的破損和防止初期供應(yīng)的鋼水變成生鐵塊而附著于這些耐火材料上。在這種情況下，結(jié)束這些耐火材料預(yù)熱時(shí)的表面溫度通常是800～1300℃。但是，這些耐火材料等的結(jié)束預(yù)熱之后的目標(biāo)表面溫度是，隨澆盤(pán)容量、向澆盤(pán)內(nèi)開(kāi)始供給鋼水至向鑄模內(nèi)開(kāi)始供給鋼水為止的時(shí)間等鑄造操作條件的不同而不同。
另外，在澆盤(pán)內(nèi)沒(méi)有鋼水狀態(tài)下，結(jié)束預(yù)熱時(shí)，一對(duì)電極間的電路中存在設(shè)置于澆盤(pán)內(nèi)部的耐火材料、上鑄口、閘板、浸漬鑄口等耐火材料及支撐該耐火材料的鋼結(jié)構(gòu)物等。這些耐火物及鋼結(jié)構(gòu)物的電阻通常隨溫度的上升而下降。
由此，“預(yù)熱結(jié)束時(shí)的一端電極和另一端電極間的電阻”是指，由預(yù)熱至目標(biāo)溫度的設(shè)置在澆盤(pán)內(nèi)部的耐火材料、上鑄口、閘板、浸漬鑄口等耐火材料及支撐這些耐火材料的鋼結(jié)構(gòu)物等所構(gòu)成的電路中的一端電極和另一端電極間的電阻，并且，是指即將向澆盤(pán)內(nèi)部供給鋼水之前的最小電阻。在以下說(shuō)明中，有時(shí)將該電阻記為“初始電阻”。
同樣，在本發(fā)明的上述(4)、(5)中規(guī)定的“對(duì)已用于鑄造的澆盤(pán)不進(jìn)行預(yù)熱，而使用于再次鑄造時(shí)，在向澆盤(pán)供給鋼水之前的一端電極和另一端電極間的電阻”是指下面的意思。
即，近年來(lái)，從節(jié)省能源費(fèi)用的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，實(shí)行不冷卻澆盤(pán)而力圖再利用的即所謂的澆盤(pán)的熱再利用，在這種情形下，有時(shí)預(yù)熱澆盤(pán)而有時(shí)不予熱而直接向澆盤(pán)內(nèi)部供給新鮮鋼水。即使是在不預(yù)熱的情形下，設(shè)置在澆盤(pán)內(nèi)部的耐火材料的表面溫度達(dá)到1000～1400℃。是指在這種高溫狀態(tài)下，由上述耐火材料及鋼結(jié)構(gòu)物等所組成的電路中，一端電極和另一端電極間的電阻，而即將向澆盤(pán)供給鋼水之前的電阻是指初始電阻。
在本發(fā)明的上述(5)中規(guī)定的“由鑄造開(kāi)始至結(jié)束為止期間的一端電極和另一端電極間的電流和電壓而求得的電阻”是指，以向澆盤(pán)內(nèi)部供應(yīng)的鋼水作為電路的一端電極和另一端電極間的電阻。這種將鋼水作為電路的電阻是隨鑄造時(shí)間的經(jīng)過(guò)而增大。在下面，有時(shí)，將該電阻記為“鑄造過(guò)程中的電阻”。
圖2為表示另一端電極埋入于浸漬鑄口內(nèi)部的另一實(shí)施例的縱斷面圖。
圖3及圖4為表示另一端電極被安裝于浸漬鑄口外部的另一實(shí)施例的主視圖。
圖5為例示鑄造中的一端電極和另一端電極之間的電阻變化的圖。
圖6為表示一端電極和另一端電極間的電阻對(duì)冷軋制品的表面形狀影響的圖。
圖7為表示在鑄造過(guò)程中附著于浸漬鑄口內(nèi)面的Al氧化物等附著物的厚度和外加于另一端電極和一端電極間的電壓之間關(guān)系的圖。
1.裝置的結(jié)構(gòu)根據(jù)

圖1至圖4說(shuō)明本發(fā)明的鋼水供給裝置結(jié)構(gòu)。圖1為表示本發(fā)明的鋼水供給裝置的一例模型圖的縱斷面圖。在該圖中，作為鋼水的流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)表示了3層式的滑動(dòng)閘門(mén)，但本發(fā)明并不限于該形式，也可以是2層式的形式或也可以是利用擋塊進(jìn)行控制的形式。
在圖1中，鋼水供給裝置具備，在底部設(shè)有上鑄口2的澆盤(pán)1、設(shè)置于上鑄口2下部的滑動(dòng)閘門(mén)3及緊埃著滑動(dòng)閘門(mén)3設(shè)置的浸漬鑄口4、在澆盤(pán)1側(cè)壁上設(shè)置的一端電極5、設(shè)置于浸漬鑄口4的另一端電極6及連接于一端電極5和另一端電極6的電源部7。裝入鋼水8的澆盤(pán)1的形狀及內(nèi)襯耐火材料是可使用普通的。
設(shè)置于澆盤(pán)1底部的上鑄口2具有向下部供應(yīng)澆盤(pán)1中的鋼水8的供給孔2a，并由耐火材料所構(gòu)成?；瑒?dòng)閘門(mén)3具備上板31、下板32及設(shè)置于它們中間的可動(dòng)板33的3層結(jié)構(gòu)。上板31、下板32及可動(dòng)板33分別設(shè)有流通孔31a、32a、33a的耐火材料。并且，通過(guò)未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)水平移動(dòng)可動(dòng)板33，從而控制向下部供應(yīng)的鋼水8的供給量。
浸漬鑄口4在下部具有2個(gè)排出孔4a，而將包含這些排出孔4a的部分插入到鑄模9的內(nèi)部。該浸漬鑄口4的形狀也并不限定于圖示的形狀。例如，也可以是，排出孔4a的個(gè)數(shù)超過(guò)2個(gè)、在內(nèi)部軸向上具有內(nèi)徑梯度及在內(nèi)面具備軸向整流板、在內(nèi)面具備螺旋狀凸起及在上部具備內(nèi)裝管口的2層結(jié)構(gòu)。
另一方面，電極5貫穿澆盤(pán)1的側(cè)壁而設(shè)置，且其前端接觸于澆盤(pán)1的內(nèi)部空間，并且，向澆盤(pán)1內(nèi)供給鋼水8時(shí)，電極5的前端浸漬于鋼水8中。電極5中的浸漬于鋼水8并與鋼水接觸部分側(cè)的表面積只要在10cm2以上就可以。
要求構(gòu)成這一端電極5的材料，在與澆盤(pán)1內(nèi)的鋼水8接觸的狀態(tài)下，長(zhǎng)時(shí)間耐久、并具有導(dǎo)電性，可以使用耐火材料、石墨、鋼、鉬或鎢等高熔點(diǎn)金屬，或者是它們的復(fù)合材料。
安裝一端電極5的方法是，如圖1所示，可以是先在澆盤(pán)1側(cè)壁的鐵皮及耐火材料等上設(shè)置用于安裝電極的孔，然后貫穿這些鐵皮或耐火材料等設(shè)置電極的方法，也可以是從澆盤(pán)中的鋼水8表面上方浸漬于鋼水內(nèi)的方法。另外，利用擋塊作為向鑄模內(nèi)流入的鋼水的流量控制機(jī)構(gòu)時(shí)，可以把擋塊作為具有導(dǎo)電性的耐火材料，并能夠?qū)⒃摀鯄K作為一端電極5。
另外，也可以將上鑄口或滑動(dòng)閘門(mén)作為具有導(dǎo)電性的耐火材料，并把它們作為一端電極5。無(wú)論哪一種方法都能產(chǎn)生同樣的效果，所以從成本或施工方便的角度進(jìn)行選擇就可以。但是，如果將一端電極5設(shè)置在鑄模內(nèi)，則容易通過(guò)浸漬鑄口外表面而通電流，且不能有效地防止在浸漬鑄口內(nèi)面附著鋼水中的Al等，所以，不能采用在鑄模內(nèi)設(shè)置一端電極5的方法。
另一端的電極6是因?yàn)椴恢苯咏佑|于鋼水，所以只要使用具有1200℃左右為止的耐熱性的金屬材料電極、或TiB2、ZrB2、SiC或石墨等耐火材料就可以。碳鋼或不銹鋼、Ni等金屬的導(dǎo)電性比上述耐火物質(zhì)導(dǎo)電性良好，但有與浸漬鑄口中含有的碳發(fā)生反應(yīng)，而被低熔點(diǎn)化、熔損的問(wèn)題。因此，在電極的熱負(fù)荷大的情況下，較好作成耐火材料電極。
另一端電極6是，有必要與由導(dǎo)電性的耐火材料所構(gòu)成的部分相連接。在圖1中所示的另一端電極6是，從浸漬鑄口4的上端附近到比鑄模9中的鋼水液面高出若干位置為止而設(shè)置的圓筒形，并埋入于構(gòu)成浸漬鑄口4的耐火材料中。該另一端電極6是，面對(duì)浸漬鑄口4的整個(gè)內(nèi)面設(shè)置為好，但如果設(shè)置在浸漬鑄口4的鑄模9內(nèi)部的被鋼水浸漬的部分中，則由材質(zhì)的不同而被熔融的麻煩。因此，采用如圖1所示的布置。
如果將另一端電極6以圓筒形且如上述布置，則在連續(xù)鑄造時(shí)，在大部分的浸漬鑄口4上，通過(guò)另一端電極6和通過(guò)浸漬鑄口4內(nèi)面的鋼水鄰近，同時(shí)其距離也變得幾乎相等。因此，當(dāng)電流通過(guò)組成浸漬噴管4的耐火材料時(shí)，能夠防止電壓部分降低。
另一端電極6是，并不限定于圖1所示的布置或形狀，也可以是圖2至圖4所示的方式。另外，組成另一端電極6的材料是，可以使用與電極5相同的耐火材料。
圖2是表示另一端電極6被埋入于浸漬鑄口4之中的另一例的縱斷面圖。在該圖中，另一端電極6a是由金屬材料或?qū)щ娦阅突鸩牧纤鶚?gòu)成的棒狀體，并從浸漬鑄口4的外部埋入于浸漬鑄口4的一部分。通過(guò)煅燒制造浸漬鑄口4時(shí)設(shè)置孔或在被煅燒的浸漬鑄口4中設(shè)置孔的方法，實(shí)現(xiàn)這種埋入。
如果把具有很大電導(dǎo)率的材質(zhì)作為接觸于鋼水的耐火材料而使用，則即使使用上述的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的電極，也不會(huì)產(chǎn)生局部電流而能夠在廣泛范圍內(nèi)發(fā)揮效果。該電極6a也可以是，埋入于浸漬鑄口4之中并在前端具備平行于浸漬鑄口4軸的部分的形狀。
圖3為表示另一端電極6安裝于浸漬鑄口外部的例子的主視圖。在該圖中，另一端電極6b是金屬材料線(xiàn)狀體或棒狀體，并纏繞于浸漬鑄口4的外部。在浸漬鑄口4的外部，通常蝕刻有防氧化劑。因?yàn)樵撗趸乐箘┚哂薪^緣性，所以，將另一端電極6b纏繞于浸漬鑄口4時(shí)，去除被蝕刻的防氧化劑。
圖4為將另一端電極6安裝于浸漬鑄口外部的另一例子的主視圖。在該圖中，另一端電極6c是一部分敞開(kāi)的金屬材料環(huán)狀體，在敞開(kāi)的部分具備夾緊部，并且埋入于浸漬鑄口4的外部之后，用螺栓和螺母緊固。這時(shí)，也去除蝕刻于浸漬鑄口1外部的防氧化劑。
電源部7是，用電線(xiàn)7a連接一對(duì)電極即一端電極5和另一端電極6，并在必要時(shí)向電極5、6通電。
在圖1所示的鋼水供給裝置中，利用具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成浸漬鑄口4，但即便是上鑄口2及滑動(dòng)閘板3，也可以用具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成與鋼水接觸的內(nèi)面。然而，在設(shè)置另一端電極6的構(gòu)件，即在圖1中的浸漬鑄口4中，有必要用具有電導(dǎo)性的耐火材料構(gòu)成與鋼水接觸的內(nèi)面。
在圖1所示的鋼水供給裝置中，將另一端電極6設(shè)置于浸漬鑄口4是因?yàn)椋谶B續(xù)鑄造時(shí)Al等氧化物等很容易附著于浸漬鑄口4的內(nèi)側(cè)面，所以，在通過(guò)浸漬鑄口4內(nèi)側(cè)面的鋼水之間通電的緣故。
用具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成浸漬鑄口4時(shí)，可以用具有上述導(dǎo)電性的耐火材料做整個(gè)浸漬鑄口4。另外，也可以在直徑方向?qū)⒔n鑄口4的耐火材料作成2層以上結(jié)構(gòu)，即外層部分確保強(qiáng)度等，而用上述的具有電導(dǎo)性的耐火材料做成與鋼水連接的內(nèi)層。另外，可利用高純度氧化鋁等低電導(dǎo)率材料構(gòu)成內(nèi)層或外層的一部分。
另一方面，在A(yíng)l的氧化物等容易附著于滑動(dòng)閘板3的情況下，可以用具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成滑動(dòng)閘板3，并在滑動(dòng)閘板3設(shè)置另一端電極6。另外，可以在上鑄口2、滑動(dòng)閘板3及浸漬鑄口4中任選2個(gè)以上，使它們由具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成，并可在它們之中設(shè)置另一端電極6。
由具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成滑動(dòng)閘板3時(shí)，理想的是由上述具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成管路最狹窄且Al氧化物等容易附著的可動(dòng)板33。這時(shí)，與上鑄口2同樣地，可以在徑向上具有2層以上結(jié)構(gòu)，并且用上述的具有導(dǎo)電性的耐火材料做成與鋼水接觸的內(nèi)面。
在上鑄口2、滑動(dòng)閘板3及浸漬鑄口4的任意方中設(shè)置由具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成的另一端電極6時(shí)，理想的是在浸漬鑄口4設(shè)置另一端電極6。這是因?yàn)?，在連續(xù)鑄造時(shí)，附著于浸漬鑄口4內(nèi)面的Al氧化物等影響連續(xù)鑄造的操作穩(wěn)定性或產(chǎn)品質(zhì)量，所以在浸漬鑄口4的內(nèi)面和鋼水之間通電。
另外，在多個(gè)構(gòu)件上設(shè)置另一端電極6時(shí)，有必要使每個(gè)電路的電阻值之間沒(méi)有太大的差別。這是因?yàn)槿绻娮柚档牟顒e大，則只在特定路徑上有電流，而在其它路徑幾乎沒(méi)有電流，從而在其余路徑上得不到防止附著效果的緣故。
2.具有導(dǎo)電性的耐火材料作為具有導(dǎo)電性的耐火材料，較好是在裝入的鋼水8的熔點(diǎn)溫度以上溫度下，電導(dǎo)率為1×102S/m以上，而更好是在1×104S/m～1×106S/m。通常，作為具有導(dǎo)電性的耐火材料可以舉例為，氧化鋁石墨材質(zhì)、氧化鋯石墨及氧化鎂石墨等以石墨作為一種主要成分的耐火材料；固體電解質(zhì)；TiB2或ZrB2等硼化物系材質(zhì)。下面，分別說(shuō)明各種材質(zhì)的特性。
氧化鋁石墨材質(zhì)的耐火材料多用于浸漬鑄口等的氧化鋁石墨材質(zhì)耐火材料，較好是含有5～35質(zhì)量％的石墨。如果石墨含量大于5質(zhì)量％，則能夠在室溫至鋼的熔融狀態(tài)為止的溫度范圍內(nèi)具有導(dǎo)電性。另外，如大于約12質(zhì)量％，則電導(dǎo)率大于1×104S/m，所以更好。
但是，如果石墨含量超過(guò)35質(zhì)量％，則強(qiáng)度變差。并且，對(duì)鋼水的耐蝕性也變差，從而發(fā)生熔損問(wèn)題。該氧化鋁石墨材質(zhì)耐火材料即使含有20質(zhì)量％左右的SiO2，通電時(shí)也不會(huì)有障礙。而SiO2主要是具有降低氧化鋁石墨材質(zhì)耐火材料的熱膨脹率，并防止熱沖擊引起的折損等效果。另外，替代SiO2，含有SiC也可以。
氧化鋯石墨材質(zhì)耐火材料氧化鋯石墨材質(zhì)耐火材料較好是含有5～20質(zhì)量％的石墨。如果石墨含量在5質(zhì)量％以上，則在室溫至鋼的熔融狀態(tài)為止的溫度范圍內(nèi)具有導(dǎo)電性。另外，如果在大約10質(zhì)量％以上，則電導(dǎo)率大于1×104S/m，所以更好。但是，如果石墨含量超過(guò)20質(zhì)量％，則出現(xiàn)強(qiáng)度降低的問(wèn)題。因此，與氧化鋁石墨材質(zhì)的耐火材料相比降低石墨含量的上限是因?yàn)?，與氧化鋁相比較氧化鋯的密度大，所以含有小密度石墨時(shí)的耐火材料自身密度變化變大的緣故。
固體電解質(zhì)耐火材料例如是，似氧化鋯固體電解質(zhì)，不含有石墨的固體電解質(zhì)耐火材料。該固體電解質(zhì)耐火材料，在鋼的熔融狀態(tài)溫度下具有導(dǎo)電性。但是，這種耐火材料在鋼水的熔融溫度下的電導(dǎo)率約為1×102S/m，并不具有足夠的導(dǎo)電性。如果使用這樣的材質(zhì)，會(huì)出現(xiàn)短路、局部有電流的問(wèn)題。所以，在大面積上獲得防止氧化鋁等附著效果是困難的。
為了解決這類(lèi)問(wèn)題，有必要設(shè)計(jì)浸漬鑄口4，埋入如圖1所示的圓筒狀的另一端電極6，設(shè)法在廣泛的范圍內(nèi)流動(dòng)等電流。在這種想法的基礎(chǔ)上，在本發(fā)明的鋼水供給裝置中規(guī)定使用在鋼水熔點(diǎn)下電導(dǎo)率大于1×103S/m的耐火材料。并且，因?yàn)楣腆w電解質(zhì)的耐熱沖擊性很差，所以，它很難適用于如鋼水的連續(xù)鑄造先預(yù)熱之后再流動(dòng)鋼水的過(guò)程。并且，如果使用這樣的材質(zhì)，將出現(xiàn)耐火材料的制造費(fèi)用升高的問(wèn)題。
硼化物系耐火材料例如，TiB2或ZrB2的電導(dǎo)率都是1×105S/m以上，可作為與鋼通電的耐火材料使用。
如上所述，可以使用以石墨作為主要成分的耐火材料或硼化物系耐火材料。但是，硼化物系耐火材料具有制造成本高，且結(jié)構(gòu)大的缺點(diǎn)。所以，硼化物系耐火材料使用于鋼水流道時(shí)，限定于局部而使用。
因此，本發(fā)明對(duì)象的耐火材料，最好是以石墨為主要成分。綜合考慮耐熱沖擊性、強(qiáng)度、耐熔損性及制造成本，最好的是氧化鋁石墨材質(zhì)的耐火材料。
3、絕緣施工在本發(fā)明的鋼水供給裝置中，理想的是，在由具有導(dǎo)電性的耐火材料所構(gòu)成的上鑄口2、滑動(dòng)閘板3及浸漬鑄口4中，在設(shè)有另一端電極6的構(gòu)件和一端電極5之間設(shè)置絕緣體。
在如圖1所示的鋼水供給裝置中，一端電極5設(shè)置于澆盤(pán)1中，而另一端電極設(shè)置于浸漬鑄口4中，在這種情形下，理想的是，在澆盤(pán)1和一端電極5之間；在澆盤(pán)1和上鑄口2之間；在上鑄口2和滑動(dòng)閘板3之間及在滑動(dòng)閘板3和浸漬鑄口4之間的任意中設(shè)置絕緣體。
由此，通電時(shí)，能夠防止一端電極5和設(shè)置有另一端電極6的浸漬鑄口4之間形成短路。這時(shí)，如果在設(shè)置另一端電極6的浸漬鑄口4和臨接的滑動(dòng)閘板3之間設(shè)置絕緣體，則在通電時(shí)，能夠防止在滑動(dòng)閘板上通電流，并高效率向鋼水通電。
這時(shí)的絕緣程度是，在向澆盤(pán)供給鋼水之前的澆盤(pán)預(yù)熱結(jié)束時(shí)，或不再次預(yù)熱已用于鑄造的澆盤(pán)而直接使用于再次鑄造時(shí)的向澆盤(pán)供給鋼水前的澆盤(pán)中，一端電極5和另一端電極6之間的初始電阻達(dá)到500Ω以上。如果這時(shí)的初始電阻小于500Ω，則在鑄造過(guò)程中，在通過(guò)浸漬鑄口4內(nèi)部的鋼水中電流不充足，而電流流向鋼水之外的短路，不能有效地防止在浸漬鑄口內(nèi)部附著鋼水中Al氧化物等。
作為絕緣加工形態(tài)，可以是在澆盤(pán)1和一端電極5之間；上鑄口2和澆盤(pán)1的耐火材料及澆盤(pán)的鐵皮之間；滑動(dòng)閘板3和澆盤(pán)1的鐵皮之間等加入低導(dǎo)電性的耐火材料的結(jié)構(gòu)。另外，也能夠?qū)⒂刹ＡЮw維構(gòu)成的絕緣薄板插入到它們之間。最好在上鑄口2、滑動(dòng)閘板3及浸漬鑄口4相互之間；上述這些和支撐構(gòu)件之間及2層結(jié)構(gòu)的層與層之間等，設(shè)置絕緣性的薄板。
更具體地說(shuō)，用具有導(dǎo)電性的耐火材料做成浸漬鑄口4，設(shè)置在另一端電極6，并在該浸漬鑄口和通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水之間通電時(shí)，最好將①澆盤(pán)1和一端電極5之間和/或②浸漬鑄口和接觸于該浸漬鑄口的閘板3之間及浸漬鑄口和在滑動(dòng)閘板上保持浸漬鑄口的架之間電絕緣。由此，浸漬鑄口4和澆盤(pán)的內(nèi)襯耐火材料及由鐵皮組成的澆盤(pán)1主體之間也被電絕緣。
另外，用具有導(dǎo)電性的耐火材料做成浸漬澆盤(pán)4及閘板3，并分別設(shè)置另一端電極，然后在這些浸漬鑄口4及上鑄口2和通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水之間通電時(shí)，最好將①澆盤(pán)1和一端電極5之間和/或②澆盤(pán)主體和閘板3之間，閘板3和上鑄口之間及閘板3和將閘板支撐在澆盤(pán)鐵皮等的盒架之間電絕緣。
使用于絕緣的礦物性材料，通常在室溫下具有1×105S/m以上的電阻，并具有足夠的絕緣性，但因?yàn)榇蠖鄶?shù)材質(zhì)暴露于如鋼水溫度等高溫時(shí)產(chǎn)生離子傳導(dǎo)，所以降低電阻。因此，即使在如鋼水溫度的高溫下，能夠使用電阻下降少的耐火材料，例如由Al2O3、SiO2等絕緣性耐火材料纖維等所組成的絕緣薄板、Al2O3、SiO2等涂敷材料。
這些絕緣薄板、涂敷材料等的具體加工方法，例如可以是在與浸漬鑄口接觸的閘板部分及與浸漬鑄口接觸的、把浸漬鑄口保持在滑動(dòng)閘板的架部分插入絕緣薄片而夾住的結(jié)構(gòu)。這時(shí)，夾厚較好為1至4mm。并且，更好的是結(jié)合使用，在應(yīng)該絕緣的部分涂敷涂敷材料的同時(shí)，也涂敷粘接劑的方法。這時(shí)，涂敷材料的較好涂敷厚度是2至1.0mm。另外，也可以在粘接劑中使用氧化鋁或硅膠材料。
初始的電阻上限，最好是無(wú)限大，但考慮到實(shí)際連續(xù)鑄造機(jī)的從澆盤(pán)至鑄模的鋼水供給裝置，實(shí)際的理想上限為1×108Ω。
在本發(fā)明的連續(xù)鑄造方法中，在鑄造開(kāi)始到結(jié)束過(guò)程中，由一端電極5和另一端電極6之間的電流和電壓計(jì)算得到的鑄造過(guò)程中的電阻最好小于向澆盤(pán)內(nèi)部供給鋼水之前的澆盤(pán)預(yù)熱結(jié)束時(shí)的或不予熱已使用于鑄造中的澆盤(pán)而直接將它利用于再次鑄造時(shí)，向澆盤(pán)內(nèi)供給鋼水之前的澆盤(pán)中，一端電極和另一端電極之間的初始電阻的1/10。下面說(shuō)明其理由。
圖5為例示鑄造中的一端電極和另一端電極之間的電阻變化的圖。在該圖中，初始電阻為0.7Ω。也有經(jīng)過(guò)鑄造時(shí)間即通電時(shí)間電阻幾乎不變的情況，但是，通常，通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水流動(dòng)電流的電阻變大。這推斷為，設(shè)置于浸漬鑄口的具有導(dǎo)電性的耐火材料中，與鋼水接觸的表面隨時(shí)間變質(zhì)，或因?yàn)楦街趸X等非導(dǎo)電性的物質(zhì)的緣故。
如果鑄造中的電阻超過(guò)初始電阻的1/10，則通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水中的電流流動(dòng)不合適，而向鋼水之外的短路流進(jìn)一部分電流，從而不能夠防止在浸漬鑄口內(nèi)面附著鋼水中的Al氧化物等。另外，如果鋼水中的電阻明顯超過(guò)初始電阻的1/10，則不僅浪費(fèi)外加電力且過(guò)多的電流流向鋼水之外的短路電路，并通過(guò)向外部漏電出現(xiàn)微量放電的危險(xiǎn)。這種情況下，有可能觸電或?qū)е轮車(chē)鷻C(jī)器的錯(cuò)誤動(dòng)作。
圖6為一端電極和另一端電極之間的電阻對(duì)冷軋制品表面性狀的影響。其中，橫軸為即將開(kāi)始鑄造之前的一端電極和另一端電極之間的初始電阻值?？v軸為把由開(kāi)始進(jìn)行鑄造后的鑄造末期的一端電極和另一端電極之間的電流和電壓計(jì)算得到的鑄造中的電阻值用初始電阻值除之后的值。
將鑄片熱軋成5mm厚的鋼帶，然后酸洗冷軋，得到厚度為0.8mm的鋼帶。調(diào)查制品表面是否有缺陷以及其產(chǎn)生狀況，用鋼帶全長(zhǎng)除以由鑄模粉末、Al氧化物等的鑄片缺陷產(chǎn)生的制品表面缺陷部分的舍去總長(zhǎng)度，并用％表示，求得次品發(fā)生率。圖中的○標(biāo)記表示沒(méi)有由鑄模粉末或鋼水中的Al氧化物等鑄片表面缺陷產(chǎn)生的制品表面缺陷。
圖6中的△標(biāo)記表示，上述的次品發(fā)生率在0.5％以?xún)?nèi)，只有少量的制品有表面缺陷。另外，圖中的▲標(biāo)記表示上述次品率在1％以?xún)?nèi)，從而存在制品表面缺陷的情況。但是，如果該次品發(fā)生率在1％以?xún)?nèi)，則缺陷發(fā)生狀況并不特別嚴(yán)重。另外，圖中的×表示上述次品發(fā)生率超過(guò)5％，從而制品表面缺陷明顯多的情形。并表示出通過(guò)改變絕緣部的加工方法，而改變初始電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
從圖6的結(jié)果可以看出，通過(guò)使初始電阻大于500Ω，能夠防止制品表面的缺陷。另外，如果由鑄造結(jié)束時(shí)的一端電極和另一端電極之間的電流和電壓，計(jì)算得到的鑄造過(guò)程電阻小于初始電阻的1/10，則能夠得到更好的制品表面。并且，鑄造過(guò)程的電阻與初始電阻之比的理想下線(xiàn)是0，但考慮到實(shí)際連續(xù)鑄造機(jī)的從澆盤(pán)向鑄模內(nèi)供給鋼水的裝置，實(shí)際下限為0.00001/10。
4、吹氣可以在上鑄口2、滑動(dòng)閘板3及浸漬鑄口4中任選的其一設(shè)置省略圖示的由多孔耐火材料組成的氣體吹入部。按下述使用該氣體吹入部。
由轉(zhuǎn)爐、RH等操作狀態(tài)，鋼水中的Al氧化物等變多，并處理該鋼水時(shí)，為了防止在浸漬鑄口1的內(nèi)面附著Al氧化物等，吹入惰性氣體等。另外，為了防止在鑄造開(kāi)始時(shí)由鋼水凝固引起的浸漬鑄口開(kāi)口的不適當(dāng)，或?yàn)榱烁纳畦T模內(nèi)的鋼水流動(dòng)，吹入惰性氣體。
在這種情形下，在上鑄口2、滑動(dòng)閘板3及浸漬鑄口4中任選的其一或其二而最好是在浸漬鑄口4設(shè)置另一端電極6，而在沒(méi)有設(shè)置另一端電極6的其一或其二構(gòu)件中設(shè)置氣體吹入部。由此，因?yàn)樵诿總€(gè)構(gòu)件上不同時(shí)存在另一端電極6和氣體吹入部，所以能夠防止降低耐火物材料的強(qiáng)度。
在上圖1所示的鋼水供給裝置中，貫穿澆盤(pán)1的內(nèi)壁設(shè)置一端電極5，使其前端接觸到澆盤(pán)1的內(nèi)部空間，但也可以不貫穿澆盤(pán)1的內(nèi)壁，從澆盤(pán)1的上部達(dá)到內(nèi)部空間地設(shè)置。另外，也可以用具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成澆盤(pán)1的一部分側(cè)壁，并將該部分作為一端電極5。
另外，也可以用具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成上鑄口2或滑動(dòng)閘板3，并在該上鑄口2或滑動(dòng)閘板3中設(shè)置一端電極5。在上鑄口2中設(shè)置電極5時(shí)，用具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成滑動(dòng)閘板3和浸漬鑄口4中的任一方或全部，并在上述任一或全部上設(shè)置另一端電極6。
在滑動(dòng)閘板3設(shè)置一端電極5時(shí)，用具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成上鑄口2和浸漬鑄口4中的任一方或全部，并在任一方或兩者中設(shè)置另一端電極6。無(wú)論在哪一種情況下，在設(shè)置一端電極5的構(gòu)件和設(shè)置另一端電極5的構(gòu)件之間設(shè)置絕緣體。并且，也可以在上鑄口2和澆盤(pán)1之間設(shè)置絕緣體，使?jié)脖P(pán)1中不流電流。
5、電流、電壓的外加在使用如圖1所示的鋼水供給裝置的連續(xù)鑄造方法中，在鑄模9的上面設(shè)置鋼水供給裝置，并通過(guò)上鑄口2、滑動(dòng)閘板3及浸漬鑄口4，向鑄模9內(nèi)部供給澆盤(pán)1中的鋼水8。
這時(shí)，開(kāi)啟電源部7。電源部7通過(guò)電線(xiàn)7a，連接于一端電極5及另一端電極6。并且，一端電極5浸漬于澆盤(pán)1內(nèi)的鋼水之中，而另一端電極6設(shè)置于由具有導(dǎo)電性的耐火材料所構(gòu)成的浸漬鑄口4中。因此在浸漬鑄口4的內(nèi)面和通過(guò)浸漬鑄口4內(nèi)部的鋼水之間通電。
通電的電流可以是直流，也可以是交流。在直流的情況下，把浸漬鑄口側(cè)作為正負(fù)哪一種電位都可以。另外，也可以是脈沖波或矩形波。該通電可以不連續(xù)、而是間歇的。
如上述，如果在浸漬鑄口4的內(nèi)面和通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水之間通電，則通過(guò)上述電毛細(xì)管現(xiàn)象，浸漬鑄口4的內(nèi)面和鋼水之間的表面張力變小。因此，降低了鋼水中的Al氧化物等附著于耐火材料表面的力，從而難以在浸漬鑄口4的內(nèi)面附著Al氧化物等。
通電時(shí)，在具有導(dǎo)電性的耐火材料之中，具有導(dǎo)電性部分的單位表面積相當(dāng)?shù)碾娏髅芏茸詈迷?.001～0.3安培/cm2(A/cm2)。如果超過(guò)0.3A/cm2，則效果飽和，同時(shí)由于電阻耐火材料發(fā)熱。另外，跨大面積流過(guò)大電流密度時(shí)，電源部7或布線(xiàn)等裝置變得大型化，故需要大量電力。另外，如小于0.001A/cm2，則得不到防止附著的效果。比較理想的是在0.01～0.1A/cm2。
在另一端電極6和一端電極5之間的外加電壓取決于上述電流密度、耐火材料的電阻、由附著于耐火材料內(nèi)面的附著物產(chǎn)生的電阻，而最好是0.5～100伏特(V)。外加電壓如果小于0.5V，則由于通電路徑的電阻，沒(méi)有有效的電流，且電壓、電流的檢測(cè)變得困難。如果外加電壓的上限定為100V，則只要適當(dāng)設(shè)定通電路徑的電阻，則得到需要的電流，但超過(guò)100V，觸電的危險(xiǎn)性急劇增大。因此，外加電源的更理想的范圍是在1～60V。
圖7表示，用具有導(dǎo)電性的耐火材料組成浸漬鑄口4的同時(shí)，在浸漬鑄口4埋設(shè)另一端電極6，并且在相同于后述的實(shí)施例1的條件下連續(xù)鑄造時(shí)，附著在浸漬鑄口4內(nèi)面的Al氧化物等的附著物厚度和另一端電極6和一端電極5之間的外加電壓之間關(guān)系的圖。在圖7中，通過(guò)統(tǒng)一通電路徑和鋼水和具有導(dǎo)電性的耐火材料之間的接觸面積，隨電壓的增加電流值和電流密度也增加。
從該圖中清楚地看到，不通入氬氣的情況下(圖中●標(biāo)記)，電位等于0時(shí)附著物的厚度在13mm左右，而如果電位在+1V或-1V，則附著物的厚度減少到8mm左右。另外，如果電位在+5V或-5V，則附著量的厚度減少到大約4mm。該附著物的厚度比在0電位下，氬氣的流量為20L(NI)/分時(shí)(圖中的○標(biāo)記)的附著物厚度5mm薄。另外，如果電位在+20V或-20V，則附著物的厚度將減少至1mm左右。另外，雖然在該圖中沒(méi)有明顯的差別，但將浸漬鑄口4作為負(fù)(-)電位的情形與將它作為正(+)電位時(shí)的情形相比，存在附著于浸漬鑄口4內(nèi)面的附著物的厚度變薄的傾向。
6、浸漬鑄口側(cè)作為負(fù)電位的情況如果把浸漬鑄口4作為負(fù)電位，在鋼水之間通電，則與把浸漬鑄口4作為正電位時(shí)的情形相比，有附著于浸漬鑄口4內(nèi)面的附著物的厚度變薄的傾向。它的理由如下。
如果在如氧化鋁石墨等含碳的耐火材料中通電流，則主要是碳中的電子傳導(dǎo)，而在氧化物中發(fā)生極化。該極化是上述的表面張力發(fā)生變化的原因，在形成耐火材料的氧化物中發(fā)生如下式(a)～(c)表示的反應(yīng)。
---(a)---(b)---(c)這時(shí)，如使具有導(dǎo)電性的耐火材料作為負(fù)電位，(a)和(b)的反應(yīng)向右進(jìn)行，而無(wú)法進(jìn)行(c)反應(yīng)。因此，無(wú)法生成作為氧化鋁生成源的氧，從而能夠防止向管口內(nèi)面的附著。
以具有導(dǎo)電性的耐火材料作為負(fù)電極，在該耐火材料和鋼水之間通直流電流時(shí)，除了降低表面張力，還抑制了上述(c)式反應(yīng)，從而能夠防止鋼水中的Al氧化物等附著于耐火材料的表面。
把該耐火材料作為正電位通入直流電流的情況下，即使降低了表面張力，但是因?yàn)榇龠M(jìn)了上述(c)式的反應(yīng)，所以防止Al氧化物等附著于耐火材料表面的效果小。另外，在具有導(dǎo)電性的耐火材料和鋼水之間通入交流電流時(shí)，交替發(fā)生上述(c)式反應(yīng)的促進(jìn)和抑制，從而防止Al氧化物等附著于耐火材料表面的效果小。因此，最好以浸漬鑄口4作為(-)電位通入直流電流。
如上述，在浸漬鑄口2的內(nèi)面和通過(guò)其內(nèi)部的鋼水8之間通電，同時(shí)向鑄模9內(nèi)部供給澆盤(pán)1中的鋼水。另外，為了保溫鑄模9內(nèi)部的鋼水和防止鋼水的氧化及為了潤(rùn)滑鑄模9和凝固外殼，在鑄模9中的鋼水上面添加鑄模粉末11。從接觸于鑄模9的表面，向鑄模9內(nèi)部供應(yīng)的鋼水8形成凝固外殼10，然后，利用未圖示的拉拔裝置被拉拔形成鑄片。
因?yàn)殇撍?通過(guò)浸漬鑄口4內(nèi)部時(shí)，它與浸漬鑄口4內(nèi)面之間通電產(chǎn)生電位差，所以，不會(huì)在浸漬鑄口4的內(nèi)面上附著Al氧化物等。并且，因?yàn)槲赐ㄈ霘鍤獾榷栊詺怏w，所以在鑄片上不會(huì)有氣泡產(chǎn)生的缺點(diǎn)。
在本發(fā)明的連續(xù)鑄造方法中，最好利用在上鑄口2設(shè)置氣體吹入部的鋼水供給部，從上鑄口向通過(guò)上鑄口2的鋼水之中吹入在鑄片表層部不產(chǎn)生氣泡性缺陷量的惰性氣體。當(dāng)惰性氣體氣泡浮上鑄模內(nèi)的鋼水中時(shí)，鋼水中的氧化物與氣泡一同浮上鋼水中，并被鋼水表面上的熔融的鑄模粉末捕捉，去除到鋼水系統(tǒng)之外。因此，鑄片的清潔度提高，能夠得到清潔度良好的制品。這時(shí)的惰性氣體的流量依賴(lài)于鑄片的尺寸，但最好是2～10L(NI)/分。
如上所述，本發(fā)明的鋼水供給裝置最好采用用Al脫酸后的鋼水的連續(xù)制造法。但是，本發(fā)明的鋼水供給裝置并不限于此，在含有堵塞浸漬鑄口等根源的元素，如鋯、鈣、稀土類(lèi)金屬等金屬的連續(xù)鑄造中，也能夠防止這些金屬氧化物附著于浸漬鑄口內(nèi)面。
實(shí)施例1利用垂直彎曲型連續(xù)鑄造機(jī)，用Al脫酸后的A或B的鋼水，制造厚度為270mm、寬度為1600mm的鑄片。在表1中表示出鋼水的化學(xué)組成。
表1

垂直彎曲型連續(xù)鑄造機(jī)使用了具備上鑄口、滑動(dòng)閘板及浸漬鑄口中的至少1個(gè)是用具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成，并在由具有導(dǎo)電性的耐火材料所構(gòu)成的構(gòu)件中埋設(shè)另一端電極的鋼水供給裝置。另外，在實(shí)驗(yàn)中，在滑動(dòng)閘板的上平板或上鑄口部分設(shè)置氣體吹入部，并吹入用于澆鑄初期開(kāi)孔所必須的3至5Nl/分的少量氣體。因?yàn)橐陨鲜龃等肓?，不?huì)在鑄片表面產(chǎn)生氣泡，并且鑄模內(nèi)部幾乎沒(méi)有冒出的氣體，所以，幾乎所有的氣體不會(huì)帶入到鑄模內(nèi)部，而浮到澆盤(pán)側(cè)?；瑒?dòng)閘板的上平板使用了不具有電極的以往平板，而在一部分實(shí)驗(yàn)中，使用了由具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成且與另一端電極連接的滑動(dòng)閘板的上平板。使用的澆盤(pán)的形狀是通常為盒形，且容量為85噸。
浸漬鑄口內(nèi)徑為90mm、并具有2個(gè)向下35°的排氣孔。另外，以質(zhì)量％表示，埋設(shè)另一端電極的構(gòu)件中含有22％的石墨和12％的SiO2，其余部分是由具有導(dǎo)電性的由氧化鋁及雜質(zhì)組成的氧化鋁石墨材質(zhì)的耐火材料所組成。
在埋設(shè)另一端電極的構(gòu)件和臨接于它的構(gòu)件之間，夾雜由氧化鋁和硅膠纖維而成的薄板或氧化鋁的耐火材料形成絕緣。并且，氧化鋁石墨作為一端電極，從裝入于澆盤(pán)的鋼水表面浸漬。而各種各樣地改變作為另一端電極石墨或鋼的設(shè)置位置。
連續(xù)鑄造時(shí)，連續(xù)鑄造6爐鋼水，而每爐約熔煉270噸鋼水。這時(shí)，澆盤(pán)內(nèi)的鋼水過(guò)熱度是20～30℃，鑄造速度為1.5～1.8m/分。并且，在一端電極和另一端電極之間通入交流電或直流電，施加0至20V電位。這時(shí)的電流范圍是0～120A。這時(shí)，各種各樣地改變電流值a和接合于另一端電極并面向鋼水的耐火材料內(nèi)面中具有導(dǎo)電性部分的表面積b，進(jìn)行了按下式(d)規(guī)定的電流密度(A/cm2)的變化實(shí)驗(yàn)。
電流密度(A/cm2)＝a/b ---(d)這里，a電流值(A)b接合于另一端電極并面向鋼水的耐火材料中，具有導(dǎo)電性部分的內(nèi)表面積(cm2)通直流電時(shí)，將另一端電極側(cè)作為正或負(fù)電位。并且，在一部分實(shí)驗(yàn)中，在一端電極和另一端電極之間未通電。在下頁(yè)表2中表示了這些實(shí)驗(yàn)條件。表2

結(jié)束了上述的連續(xù)鑄造后，回收上鑄口、滑動(dòng)閘板及浸漬鑄口，并將它們縱向切斷以測(cè)定內(nèi)面的附著厚度。內(nèi)面的附著厚度是用在上鑄口、滑動(dòng)閘板及浸漬鑄口中設(shè)置的另一端電極的長(zhǎng)度方向3個(gè)位置，在圓周方向的2個(gè)位置上測(cè)定其內(nèi)徑，并從使用前的內(nèi)徑值減去其平均值后所得到值的1/2表示。
然后，用得到的鑄片作為原材料，熱軋成4～6mm厚的鋼帶，接著，酸洗，之后冷軋成0.8～1.2mm厚的鋼帶，并調(diào)查鋼帶的表面缺陷發(fā)生率。鋼帶的表面缺陷發(fā)生率是，先用肉眼觀(guān)察鋼帶表面是否有缺陷，然后僅切斷有表面缺陷部分的長(zhǎng)度，并用冷軋長(zhǎng)度除以切斷的總長(zhǎng)度表示表面缺陷發(fā)生率。將上述結(jié)果示于表2中，從表2的結(jié)果中可知以下。
實(shí)驗(yàn)1是，不外加電壓且用于鑄造初期開(kāi)孔的氬氣吹入也是少量即5Nl/min，所以，浸漬鑄口內(nèi)面的附著物厚度為31.4mm，較厚，且表面缺陷發(fā)生率為9.6％，較高。接著，實(shí)驗(yàn)2是，雖然不外加電源，但因?yàn)榇等氪罅考?0Nl/min的氬氣，所以，浸漬鑄口內(nèi)面的附著物厚度為5.4mm，與實(shí)驗(yàn)1相比薄，且表面缺陷發(fā)生率為3.8％，較低。
實(shí)驗(yàn)3～8是在埋設(shè)另一端電極的浸漬鑄口中通入直流電，且外加+2V、+5V、+20V、-2V、-5V、或-20V電位，所以，耐火材料(浸漬鑄口)內(nèi)面的附著物厚度及表面缺陷的發(fā)生率也比實(shí)驗(yàn)1低。特別是電位為+5V、+20V、-5V、或-20V時(shí)，耐火材料(浸漬鑄口)內(nèi)面的附著物厚度及表面缺陷發(fā)生率均優(yōu)于實(shí)驗(yàn)2。
實(shí)驗(yàn)9、10是在埋設(shè)另一端電極的浸漬鑄口中通入直流電，且外加+2V、-2V電位，向浸漬鑄口中直接吹入5Nl/min的氬氣。因此，與以同樣條件外加電源，且未吹入氬氣的實(shí)驗(yàn)3或?qū)嶒?yàn)6相比較，耐火材料(浸漬鑄口)內(nèi)面的附著物厚度變薄，但表面缺陷發(fā)生率是相同的。并且，有氣體吹入部的損耗。表面缺陷是由于在氣體吹入部外加電流，所以管口的耐火材料被帶入到鑄片內(nèi)部，且因?yàn)樵诮n鑄口中直接吹入氬氣，所以，氬氣被帶入到鑄模內(nèi)部。
實(shí)驗(yàn)11是在埋設(shè)另一端電極的浸漬鑄口中通入交流電，且外加5V、電位，所以，耐火材料(浸漬鑄口)內(nèi)面的附著物厚度及表面缺陷發(fā)生率均與以相同電位外加直流電的實(shí)驗(yàn)4及實(shí)驗(yàn)7是相同的。
實(shí)驗(yàn)12是在作為氬氣吹入部的滑動(dòng)閘板中埋設(shè)另一端電極，并在滑動(dòng)閘板中外加+2V電位的直流電進(jìn)行通電，所以，損耗了滑動(dòng)閘板而不能進(jìn)行鑄造。在上述的實(shí)驗(yàn)9、10中，即使將另一端電極埋設(shè)于浸漬鑄口中也沒(méi)有問(wèn)題，但是損耗滑動(dòng)閘板部將是中止鑄造的原因。
實(shí)驗(yàn)13至14是，在不具有氬氣吹入部的滑動(dòng)閘板中埋設(shè)另一端電極，并在滑動(dòng)閘板上外加+2V或+5V電位的直流電進(jìn)行通電，所以，耐火材料(滑動(dòng)閘板)內(nèi)面的附著物厚度較薄良好，但表面缺陷發(fā)生率高于在鑄口通電時(shí)的情形。
實(shí)驗(yàn)15是，在上鑄口中埋設(shè)另一端電極，并在上鑄口中外加-5V電位的直流電進(jìn)行通電，所以，耐火材料(上鑄口)內(nèi)面上的附著物厚度較薄并良好，但表面缺陷發(fā)生率高于在鑄口通電時(shí)的情形。
實(shí)驗(yàn)16至17是，在上鑄口和浸漬鑄口中埋設(shè)另一端電極，并在這些外加+2V或-5V電位的直流電進(jìn)行通電，所以，耐火材料(上鑄口)內(nèi)面上的附著物厚度和表面缺陷發(fā)生率均良好。
實(shí)驗(yàn)18～27是用鋼種B(超低碳鋼)進(jìn)行了相同實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。超低碳鋼的情形是，附著物量增加并因?yàn)閷?duì)制品表面性狀的要求程度也高，所以有表面缺陷發(fā)生率上升的傾向。在實(shí)驗(yàn)22和實(shí)驗(yàn)26中把電流密度降低至0.0009A/cm2并使電位+0.6V或-0.6V，但兩者幾乎都沒(méi)有防止附著效果，且表面缺陷發(fā)生率也很高。
在電流密度為0.006A/cm2的實(shí)驗(yàn)21及實(shí)驗(yàn)25中，達(dá)到了附著防止效果。并且，增加電流密度的實(shí)驗(yàn)19、20、23及24中，達(dá)到更好的效果。另外，外加負(fù)電位的實(shí)驗(yàn)23～26中，與外加正電位的實(shí)驗(yàn)19～22相比，附著防止效果相對(duì)良好。
(實(shí)施例2)用相同于實(shí)施例1方法，以1.4～1.7m/分的速度，鑄造厚度為270mm、寬度為1200～1600mm鑄片。但是，以質(zhì)量％表示，浸漬鑄口的材質(zhì)含有31％的石墨和14％的SiO2，而其余部分是幾乎都由氧化鋁組成的在鋼水溫度下具有導(dǎo)電性的氧化鋁石墨材質(zhì)。在該浸漬鑄口的外周部安裝由碳鋼組成的一端電極。并且，由氧化鋁石墨組成的另一端電極從澆盤(pán)中的鋼水表面浸漬到鋼水之中。
在浸漬鑄口和接觸于該浸漬鑄口的滑動(dòng)閘板之間及在浸漬鑄口和把浸漬鑄口支撐在滑動(dòng)閘板的架子之間涂敷由以Al2O3及SiO3作為主要成分的耐火材料纖維所構(gòu)成的薄板和/或以SiO2為主要成分的防氧化劑，并分別進(jìn)行電絕緣。這時(shí)，改變薄板及涂敷材料的厚度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
在進(jìn)行鑄造實(shí)驗(yàn)之前，利用通常的燃?xì)?，將澆盤(pán)、上鑄口、滑動(dòng)閘板及浸漬鑄口等大約預(yù)熱3小時(shí)，并使?jié)脖P(pán)的內(nèi)襯耐火材料的表面溫度為1000～1200℃。預(yù)熱即將結(jié)束之前，測(cè)定一端電極和另一端電極之間的初始電阻。
在鑄造實(shí)驗(yàn)中，連續(xù)鑄造6爐鋼水，而每爐約熔煉270噸鋼水。并且，在鑄造開(kāi)始至結(jié)束為止期間，在一端電極和另一端電極之間通入一定的電流或電壓。這時(shí)的電流范圍是10～100A，電壓為3～80V。由這些電流值和電壓值，求得在鑄造過(guò)程中一端電極和另一端電極之間的電阻。
另外，在鑄造過(guò)程中，從設(shè)置于滑動(dòng)閘板的多孔耐火材料至通過(guò)其內(nèi)部的鋼水之中，以2～5L(Nl)/分的流量吹入氬氣。而事先已確認(rèn)該吹入流量在鑄片表面不會(huì)產(chǎn)生氣泡性缺陷。
結(jié)束鑄造后，回收上鑄口并縱向切斷，之后調(diào)查其內(nèi)部是否有附著物及其附著物的厚度。并且，將在第2爐鋼水和第3爐鋼水中得到的鑄片，熱軋成為4～6mm厚的鋼帶，接著，酸洗，之后冷軋，做成厚度為1.6～1.2mm的鋼帶。調(diào)查是否有鋼帶的表面缺陷及其發(fā)生狀況，并求得次品發(fā)生率。該次品發(fā)生率是通過(guò)用鋼帶全長(zhǎng)除以由鑄模粉末、Al氧化物等鑄片缺陷產(chǎn)生的制品表面缺陷部分的切斷總長(zhǎng)度，并以％表示得到的。實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示于下頁(yè)的表3。
在實(shí)驗(yàn)28中，在浸漬鑄口和滑動(dòng)閘板之間插入由耐火材料纖維構(gòu)成的厚度為2.5mm的薄板，并在浸漬鑄口和其架子之間涂敷厚度為0.2mm的SiO2系防氧化劑。剛結(jié)束澆盤(pán)預(yù)熱時(shí)，一端電極和另一端電極之間的初始電阻為600Ω。該值在本發(fā)明規(guī)定的條件范圍之內(nèi)。另外，即將對(duì)第6爐鋼水結(jié)束鑄造時(shí)的鑄造過(guò)程電阻為72Ω。用初始電阻除以該鑄造過(guò)程電阻的值(下面，記為電阻比)為1.2/10，該值稍超出理想條件范圍。在實(shí)驗(yàn)28中，鑄造后的浸漬鑄口的附著物厚度為5mm，為較薄結(jié)果較好。另外，將第2爐鋼水及第6爐鋼水的鑄片作為原材料的次品發(fā)生率分別為0.6％和0.9％，是還算不錯(cuò)的結(jié)果。表3

在實(shí)驗(yàn)29中，在浸漬鑄口和滑動(dòng)閘板之間插入由耐火材料纖維構(gòu)成的厚度為2.2mm的薄板，并在浸漬鑄口和其架子之間涂敷厚度為0.4mm的SiO2系防氧化劑。即將結(jié)束澆盤(pán)預(yù)熱時(shí)，一端電極和另一端電極之間的初始電阻為600Ω。該值在本發(fā)明規(guī)定的條件范圍之內(nèi)。另外，即將結(jié)束對(duì)第6爐鋼水的鑄造之前的鑄造過(guò)程電阻為58Ω。該鑄造過(guò)程的電阻比為0.97/10，是屬于理想的條件范圍。在實(shí)驗(yàn)29中，鑄造后的浸漬鑄口的附著物厚度為4mm，為較薄，結(jié)果較好。另外，將第2爐鋼水及第6爐鋼水的鑄片作為原材料的次品發(fā)生率分別為0.3％和0.5％，較少，結(jié)果良好。
在實(shí)驗(yàn)30中，在浸漬鑄口和滑動(dòng)閘板之間插入厚度為4.0mm的薄板，并在浸漬鑄口和其架子之間插入厚度為1.0mm的薄板，同時(shí)涂敷厚度為0.5mm的防氧化劑。即將結(jié)束澆盤(pán)預(yù)熱時(shí)，一端電極和另一端電極之間的初始電阻為1200Ω。該值在本發(fā)明規(guī)定的條件范圍之內(nèi)。與實(shí)驗(yàn)29相比較，初始值變成2倍是因?yàn)樵龊窠n鑄口和滑動(dòng)閘板之間的薄板厚度和在浸漬鑄口和其架子之間加入薄板，涂敷防氧化劑的緣故。另外，對(duì)第6爐鋼水即將結(jié)束鑄造之前的鑄造過(guò)程電阻為8Ω。因此，電阻比為0.07/10，是屬于理想條件范圍內(nèi)的值。在實(shí)驗(yàn)30中，鑄造后的浸漬鑄口的附著物厚度為4mm，為較薄，結(jié)果較好。另外，利用第2爐鋼水及第6爐鋼水的鑄片的次品發(fā)生率分別為0.3％和0.4％，較少，結(jié)果良好。
在實(shí)驗(yàn)31中，絕緣加工的方法相同于實(shí)驗(yàn)30，即將結(jié)束澆盤(pán)預(yù)熱時(shí)，一端電極和另一端電極之間的初始電阻為1050Ω。即將結(jié)束鑄造第6爐鋼水之前的鑄造過(guò)程電阻為0.5Ω，從而鑄造過(guò)程電阻增加較少。因此，電阻比為0.005/10，是屬于理想條件范圍內(nèi)的值。在實(shí)驗(yàn)31中，鑄造后的浸漬鑄口的附著物厚度為2mm，為較薄，是較好的結(jié)果。另外，使用第2爐鋼水及第6鋼水鑄片時(shí)的次品發(fā)生率分別為0.3％，較少，是良好的結(jié)果。
在實(shí)驗(yàn)32中，使浸漬鑄口和滑動(dòng)閘板之間的薄板厚度為2mm，還夾雜3mm厚的氧化鋁板。另外，使浸漬鑄口和其架子之間的薄板厚度為1.8mm，并涂敷0.7mm厚的防氧化劑。即將結(jié)束澆盤(pán)預(yù)熱之前，一端電極和另一端電極之間的初始電阻為380×103Ω。該值在本發(fā)明規(guī)定的條件范圍之內(nèi)。因?yàn)?，加大了薄板及涂敷材料厚度，所以初始值變得非常大。另外，即將結(jié)束鑄造第6爐鋼水之前的鑄造過(guò)程電阻為13Ω。因此，電阻比為0.0003/10。是理想的條件范圍內(nèi)的值。在實(shí)驗(yàn)32中，鑄造后的浸漬鑄口的附著物厚度為1mm，非常薄，得到了最好的效果。另外，將第2爐鋼水及第6爐鋼水的鑄片作為原材料的次品發(fā)生率分別為0.1％和0.2％，非常少，結(jié)果良好。
在實(shí)驗(yàn)33中，使薄板厚度為2.0mm，且使涂敷材料厚度為0.6mm。即將結(jié)束澆盤(pán)預(yù)熱之前，一端電極和另一端電極之間的初始電阻為420Ω。該值超出本發(fā)明規(guī)定的條件，是較小的值。另外，即將結(jié)束鑄造第6爐鋼水之前的鑄造過(guò)程電阻為64Ω。因此，電阻比上升到1.5/10，脫離了理想條件范圍。在實(shí)驗(yàn)33中，鑄造后的浸漬鑄口的附著物厚度為7mm，稍微厚。另外，將第2爐鋼水及第6爐鋼水的鑄片作為原材料的次品發(fā)生率分別為0.8％和7.9％，尤其是第6爐鋼水的結(jié)果很差。
在實(shí)驗(yàn)34中，沒(méi)有使用由耐火材料纖維所組成的薄板，而在浸漬鑄口和滑動(dòng)閘板之間及浸漬鑄口和其架子之間均涂敷厚度分別為0.7mm和0.5mm的SiO2系防氧化劑。即將結(jié)束澆盤(pán)預(yù)熱之前，一端電極和另一端電極之間的初始電阻為30Ω。該值超出本發(fā)明規(guī)定的條件，是很小的值。另外，即將結(jié)束鑄造第6爐鋼水之前的鑄造過(guò)程電阻為32Ω。因此，電阻比上升到10.6/10，成為脫離理想條件的很大的值。在實(shí)驗(yàn)34中，鑄造后的浸漬鑄口中附著物厚度為11mm，相當(dāng)厚。另外，將第2爐鋼水及第6爐鋼水的鑄片作為原材料的次品發(fā)生率分別為8.4％和12.3％，均是很差的結(jié)果。
在實(shí)驗(yàn)35中，沒(méi)有進(jìn)行電絕緣，也沒(méi)有通電。鑄造后的浸漬鑄口中附著物的厚度為13mm，最厚，結(jié)果非常不好。另外，將第2爐鋼水及第6爐鋼水的鑄片作為原材料的次品發(fā)生率分別為9.8％和11.8％。
(實(shí)施例3)用與實(shí)施例1相同的方法，制造厚度為270mm、寬度為1000mm的鑄片。垂直彎曲型連續(xù)鑄造機(jī)使用了在滑動(dòng)閘板的上鑄口具有由多孔耐火材料組成的氣體吹入部的如圖1所示的鋼水供給裝置。
連續(xù)鑄造時(shí)，使一端電極和浸漬鑄口間的電位差為1.5～25V，并在其間通入直流或交流電。通直流電時(shí)，將浸漬鑄口側(cè)的電位作為正或負(fù)。在一部分實(shí)驗(yàn)中，從設(shè)置于滑動(dòng)閘板的氣體吹入部以20L(Nl)/分的流量向鋼水中吹入氬氣。
結(jié)束鑄造后，回收浸漬鑄口并縱向切斷，之后調(diào)查在排出孔附近是否有附著物及其附著物的厚度。并且，用相同于實(shí)施例1的方法，將得到的鑄片冷軋成為0.8～1.2mm厚的鋼帶，接著用與實(shí)施例1相同的方法調(diào)查表面缺陷發(fā)生率。將實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示于表4中。
在實(shí)驗(yàn)36中，因?yàn)閷⒔n鑄口側(cè)作為正電位，并以0.17A/cm2的電流密度通入直流電，所以浸漬鑄口內(nèi)面的附著物厚度為3.0mm，且表面缺陷發(fā)生率為1.8％。表4

在實(shí)驗(yàn)37中，以浸漬鑄口側(cè)作為負(fù)電位，而其它條件相同于實(shí)驗(yàn)36。其結(jié)果，浸漬鑄口內(nèi)面的附著物厚度為1.3mm，且表面缺陷發(fā)生率為0.2％，浸漬鑄口內(nèi)面的附著物厚度和表面缺陷發(fā)生率均優(yōu)于實(shí)驗(yàn)36。
在實(shí)驗(yàn)38中，以浸漬鑄口側(cè)作為正電位，并以0.092A/cm2的電流密度通入直流電，結(jié)果浸漬鑄口內(nèi)面的附著物厚度為3.5mm，且表面缺陷發(fā)生率為2.1％。
實(shí)驗(yàn)39是，以浸漬鑄口側(cè)作為負(fù)電位，而其它條件相同于實(shí)驗(yàn)38。其結(jié)果，浸漬鑄口內(nèi)面的附著物厚度為1.8mm，且表面缺陷發(fā)生率為0.3％，浸漬鑄口內(nèi)面的附著物厚度和表面缺陷發(fā)生率均優(yōu)于實(shí)驗(yàn)38。
在實(shí)驗(yàn)40中，以0.17A/cm2的電流密度通入交流電，而其它條件相同于實(shí)驗(yàn)36。其結(jié)果，浸漬鑄口的排出孔附近的附著物厚度為3.0mm，且表面缺陷發(fā)生率為1.8％，浸漬鑄口內(nèi)面的附著物厚度和表面缺陷發(fā)生率均與實(shí)驗(yàn)36相近。
在實(shí)驗(yàn)41中，沒(méi)有通電，而從滑動(dòng)閘板以20L(Nl)/分的流量向鋼水中吹入氬氣，所以，浸漬鑄口的排出孔附近的附著物厚度為5.0mm，且表面缺陷品發(fā)生率為2.3％，浸漬鑄口內(nèi)面的附著物厚度和表面缺陷發(fā)生率均是很差的結(jié)果。
在實(shí)驗(yàn)42中，沒(méi)有通電，而從滑動(dòng)閘板向鋼水中吹入氬氣，所以，在鑄造過(guò)程中發(fā)生浸漬鑄口的堵塞，且在鑄造過(guò)程中不得不中止鑄造第3次熔煉量。在鑄造后的浸漬鑄口附近附著13mm厚的附著物，且表面缺陷發(fā)生率為5.1％。
根據(jù)本發(fā)明的鋼水供給裝置能夠穩(wěn)定地防止，在上鑄口、流量控制機(jī)構(gòu)及浸漬鑄口內(nèi)面附著鋼水中的Al氧化物等。并且，如果使用利用該鋼水供給裝置的連續(xù)鑄造方法，則能夠防止在得到的制品中產(chǎn)生由鑄模粉末、Al氧化物、氣泡等鑄片缺陷引起的缺陷，進(jìn)而，因?yàn)樵谶B續(xù)鑄造過(guò)程中能夠有效地防止浸漬鑄口被堵塞，所以，用作連續(xù)鑄造能夠應(yīng)用于廣泛的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于連續(xù)鑄造的鋼水供給裝置，具備裝入鋼水的澆盤(pán)、設(shè)置于澆盤(pán)底部的上鑄口、對(duì)裝入的鋼水向鑄模的供給流量進(jìn)行控制的流量控制機(jī)構(gòu)、流通供給鋼水的浸漬鑄口，其特征在于，設(shè)置一對(duì)電極及與它們連接的電源部，上述上鑄口、流量控制機(jī)構(gòu)及浸漬鑄口中與上述鋼水接觸的任意一個(gè)內(nèi)面是由在鋼的熔點(diǎn)以上溫度具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成，并且使上述一對(duì)電極中的一端電極接觸到上述澆盤(pán)、上鑄口、流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及浸漬鑄口中的任意一個(gè)內(nèi)部空間，將另一端電極設(shè)置于由具有上述導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成的部分上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連續(xù)鑄造的鋼水供給裝置，其特征在于，在上述鋼的熔點(diǎn)下具有導(dǎo)電性的耐火材料的電導(dǎo)率在1×103S/m以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于連續(xù)鑄造的鋼水供給裝置，其特征在于，上述的在鋼的熔點(diǎn)下具有導(dǎo)電性的耐火材料為氧化鋁石墨材質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)中所述的用于連續(xù)鑄造的鋼水供給裝置，其特征在于，在一端電極和另一端電極之間設(shè)置絕緣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)中所述的用于連續(xù)鑄造的鋼水供給裝置，其特征在于，在沒(méi)有設(shè)置電極的上鑄口、流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及浸漬鑄口中，選擇1個(gè)或2個(gè)以上設(shè)置氣體吹入部。
6.一種連續(xù)鑄造方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)中所述的鋼水供給裝置，向鑄模供給裝入于澆盤(pán)的鋼水，并在設(shè)置有一對(duì)電極中的另一端電極的上鑄口、流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及浸漬鑄口內(nèi)面和通過(guò)其內(nèi)部的鋼水之間通電。
7.一種連續(xù)鑄造方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的鋼水供給裝置，向鑄模供給裝入于澆盤(pán)中的鋼水時(shí)，向澆盤(pán)內(nèi)供給鋼水之前的澆盤(pán)預(yù)熱結(jié)束時(shí)或不予熱在鑄造中已使用的澆盤(pán)，而將澆盤(pán)用于再鑄造情況下向澆盤(pán)內(nèi)供給鋼水之前，上述一端電極和另一端電極之間的電阻大于500Ω。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的連續(xù)鑄造方法，其特征在于，在鑄造開(kāi)始到結(jié)束為止期間，由上述一端電極和另一端電極上所加的電流和電壓計(jì)算得到的鑄造過(guò)電阻小于，向澆盤(pán)內(nèi)供給鋼水之前的澆盤(pán)預(yù)熱結(jié)束時(shí)的或不予熱已使用于鑄造的澆盤(pán)，而直接用于再鑄造的情況下向澆盤(pán)內(nèi)供給鋼水之前的，上述一端電極和另一端電極之間的初始電阻的1/10。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任意一項(xiàng)中所述的連續(xù)鑄造方法，其特征在于，外加的電流密度大于0.001A/cm2而小于0.3A/cm2。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9任意一項(xiàng)中所述的連續(xù)鑄造方法，其特征在于，外加的電壓大于0.5V，而小于100V。
11.一種連續(xù)鑄造方法，其特征在于，利用上述權(quán)利要求1至5所述的鋼水供給裝置向鑄模供給裝在澆盤(pán)的鋼水時(shí)，由至少在鋼水熔點(diǎn)以上溫度下具有導(dǎo)電性的耐火材料構(gòu)成浸漬鑄口，同時(shí)，設(shè)置另一端電極，并通過(guò)以該浸漬鑄口側(cè)作為負(fù)電位，在浸漬鑄口和通過(guò)浸漬鑄口內(nèi)部的鋼水之間通入直流電流，從而防止浸漬鑄口的堵塞。
全文摘要
一種連續(xù)鑄造用的鋼水供給裝置以及利用該裝置的連續(xù)鑄造方法，其中，上述連續(xù)鑄造用的鋼水供給裝置具有，在底部設(shè)有上鑄口(2)的澆盤(pán)(1)、設(shè)置于上鑄口(2)下部的流量控制機(jī)構(gòu)(3)、由具有電導(dǎo)性的耐火材料構(gòu)成的浸漬鑄口(4)、面向澆盤(pán)(1)的內(nèi)部空間的一端電極(5)、設(shè)置于浸漬鑄口(4)的另一端電極(6)及連接于兩端電極(5)和(6)的電源部(7)。連續(xù)鋼水鑄造方法是利用上述鋼水供給裝置，邊在浸漬鑄口(4)的內(nèi)面和通過(guò)其內(nèi)部的鋼水(8)之間進(jìn)行通電，邊向鑄模內(nèi)供給鋼水。利用該鋼水供給裝置和該連續(xù)鑄造方法，不僅能夠防止在浸漬鑄口內(nèi)面附著鋼水中的Al等氧化物等，也能夠防止產(chǎn)生制品缺陷。
文檔編號(hào)B22D11/10GK1400929SQ01805117
公開(kāi)日2003年3月5日 申請(qǐng)日期2001年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月25日
發(fā)明者加藤?gòu)? 西田典弘, 原昌司, 川本正幸, 村上敏彥 申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社