JP2002143995A - 溶融金属の流動制御装置 - Google Patents
溶融金属の流動制御装置Info
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- JP2002143995A JP2002143995A JP2000345684A JP2000345684A JP2002143995A JP 2002143995 A JP2002143995 A JP 2002143995A JP 2000345684 A JP2000345684 A JP 2000345684A JP 2000345684 A JP2000345684 A JP 2000345684A JP 2002143995 A JP2002143995 A JP 2002143995A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リニアモータによって生成される循環速度の
変動を抑制することの可能な溶融金属の流動制御装置を
提供する。 【解決手段】 溶鋼はメニスカス位置に配置されたリニ
アモータによってモールド３０内を循環する。リニアモ
ータコイル３２１及び３２２の外側又は鉄心３１１及び
３１２の周囲に巻回された直流励磁コイル３４(又は６
１及び６２）が直流電源によって励磁されると、溶鋼の
流れと直角に直流磁界が発生し、モールド内に溶鋼の流
れ及び直流磁界の直交方向に電流が惹起される。この電
流と直流磁界の相互作用により溶鋼の流れと逆向きにロ
ーレンツ力が発生し、溶鋼の流速の時間的変動を抑制す
る制動力として作用する。
変動を抑制することの可能な溶融金属の流動制御装置を
提供する。 【解決手段】 溶鋼はメニスカス位置に配置されたリニ
アモータによってモールド３０内を循環する。リニアモ
ータコイル３２１及び３２２の外側又は鉄心３１１及び
３１２の周囲に巻回された直流励磁コイル３４(又は６
１及び６２）が直流電源によって励磁されると、溶鋼の
流れと直角に直流磁界が発生し、モールド内に溶鋼の流
れ及び直流磁界の直交方向に電流が惹起される。この電
流と直流磁界の相互作用により溶鋼の流れと逆向きにロ
ーレンツ力が発生し、溶鋼の流速の時間的変動を抑制す
る制動力として作用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は溶鋼流動制御装置に
係り、特にモールド内における溶鋼の流動変動を抑制す
ることの可能な溶融金属の流動制御装置に関する。
係り、特にモールド内における溶鋼の流動変動を抑制す
ることの可能な溶融金属の流動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】連続鋳造においては溶融金属からスラブ
を生成するために、レードル内の溶融金属をノズルから
モールドに注入し、モールド底部から引き出してモール
ドに成形にする。このときモールド内の溶融金属の水平
方向温度分布を均一にすることがモールドの品質を向上
する上で重要となる。
を生成するために、レードル内の溶融金属をノズルから
モールドに注入し、モールド底部から引き出してモール
ドに成形にする。このときモールド内の溶融金属の水平
方向温度分布を均一にすることがモールドの品質を向上
する上で重要となる。
【０００３】そこで溶融金属の水平方向温度分布を均一
にするために、モールド外部のメニスカス位置に三相交
流で励磁されるリニアモータを設置し、モールド内で溶
融金属を循環させることが一般的である。又溶融金属が
直接モールドに接触してモールドが溶解することを防止
するために、メニスカス上面のパウダをモールドと溶融
金属の境界に導くことが必要となる。
にするために、モールド外部のメニスカス位置に三相交
流で励磁されるリニアモータを設置し、モールド内で溶
融金属を循環させることが一般的である。又溶融金属が
直接モールドに接触してモールドが溶解することを防止
するために、メニスカス上面のパウダをモールドと溶融
金属の境界に導くことが必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リニア
モータにより溶融金属に付与される循環力は時間的に一
定でないため、循環速度が時間的に変動することを回避
できない。図１は溶鋼の循環速度の時間的変動を示すグ
ラフであって、横軸は時間を、縦軸は溶融金属の循環速
度を表す。
モータにより溶融金属に付与される循環力は時間的に一
定でないため、循環速度が時間的に変動することを回避
できない。図１は溶鋼の循環速度の時間的変動を示すグ
ラフであって、横軸は時間を、縦軸は溶融金属の循環速
度を表す。
【０００５】溶融金属の循環速度Ｖは平均速度ＶMを中
心に変動するが、循環速度Ｖが上限速度ＶU以上となる
とモールドとの境界以外の場所でパウダの巻き込みが発
生し、循環速度Ｖが下限速度ＶL以下となると溶融金属
中に巻き込まれたパウダをはじめとする介在物が溶融金
属中にトラップされ易くなり、スラブの品質が劣化する
ことを回避できない。
心に変動するが、循環速度Ｖが上限速度ＶU以上となる
とモールドとの境界以外の場所でパウダの巻き込みが発
生し、循環速度Ｖが下限速度ＶL以下となると溶融金属
中に巻き込まれたパウダをはじめとする介在物が溶融金
属中にトラップされ易くなり、スラブの品質が劣化する
ことを回避できない。
【０００６】従って、循環速度の時間的変化を所定の範
囲内に抑制することが重要となる。本発明は上記課題に
鑑みなされたものであって、リニアモータによって生成
される循環速度の変動を抑制することの可能な溶融金属
の流動制御装置を提供することを目的とする。
囲内に抑制することが重要となる。本発明は上記課題に
鑑みなされたものであって、リニアモータによって生成
される循環速度の変動を抑制することの可能な溶融金属
の流動制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る溶融金属の
流動制御装置は、溶融金属を収納する矩形のモールドの
対向する各長辺側壁のメニスカス位置に水平に設置され
た鉄心と、それぞれが鉄心の軸に対して垂直な面内で鉄
心の周囲に巻回され、鉄心の軸方向に一様な間隔を隔て
て配置される複数のリニアモータコイルと、リニアモー
タコイルに多相交流を供給する多相交流電源とで構成さ
れ、モールド内の溶融金属にモールド内壁に沿う流れを
惹起する攪拌手段と、モールド内の溶融金属に作用する
モールドの各長辺側壁に沿う流れと直角方向の直流磁界
を生成する直流磁界生成手段を具備する。
流動制御装置は、溶融金属を収納する矩形のモールドの
対向する各長辺側壁のメニスカス位置に水平に設置され
た鉄心と、それぞれが鉄心の軸に対して垂直な面内で鉄
心の周囲に巻回され、鉄心の軸方向に一様な間隔を隔て
て配置される複数のリニアモータコイルと、リニアモー
タコイルに多相交流を供給する多相交流電源とで構成さ
れ、モールド内の溶融金属にモールド内壁に沿う流れを
惹起する攪拌手段と、モールド内の溶融金属に作用する
モールドの各長辺側壁に沿う流れと直角方向の直流磁界
を生成する直流磁界生成手段を具備する。
【０００８】本発明にあっては、直流磁界生成手段によ
って生成される直流磁界はモールド内の溶融金属にモー
ルドの各長辺側壁に沿う流れと直角方向に作用し溶融金
属内に電流を惹起する。この電流と直流磁界の相互作用
により発生する溶融金属の流れと逆向きのローレンツ力
が溶融金属のモールド内循環流速の時間的変動を抑制す
る。
って生成される直流磁界はモールド内の溶融金属にモー
ルドの各長辺側壁に沿う流れと直角方向に作用し溶融金
属内に電流を惹起する。この電流と直流磁界の相互作用
により発生する溶融金属の流れと逆向きのローレンツ力
が溶融金属のモールド内循環流速の時間的変動を抑制す
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】図２は本発明に係る溶融金属の流
動制御装置の動作原理を説明するためのリニアモータを
装備するモールドの切断斜視図であって、矩形であるモ
ールド２０の長辺外壁上に鉄心２１が配置されている。
さらに鉄心２１には長辺外壁に垂直な平面内に複数のリ
ニアモータコイル２２が巻回されている。このリニアモ
ータコイル２２を三相交流により励磁することにより、
モールド２１内のメニスカス近傍の溶融金属(例えば溶
鋼）はＸ軸方向に速度ＶXで駆動される。
動制御装置の動作原理を説明するためのリニアモータを
装備するモールドの切断斜視図であって、矩形であるモ
ールド２０の長辺外壁上に鉄心２１が配置されている。
さらに鉄心２１には長辺外壁に垂直な平面内に複数のリ
ニアモータコイル２２が巻回されている。このリニアモ
ータコイル２２を三相交流により励磁することにより、
モールド２１内のメニスカス近傍の溶融金属(例えば溶
鋼）はＸ軸方向に速度ＶXで駆動される。
【００１０】この状態でメニスカス近傍に溶鋼速度ＶX
に対して直角方向に直流磁界（ＢY又はＢZ）を印加する
と、速度ＶX及び直流磁界（ＢY又はＢZ）の双方に直角
に電流（ｉZ又はｉY）が発生する。すると、直流磁界
（ＢY又はＢZ）と電流（ｉZ又はｉY）の相互作用によ
り、直流磁界（ＢY又はＢZ）及び電流（ｉZ又はｉY）の
双方に対する直角方向に、即ち速度ＶXと反対方向にロ
ーレンツ力ＦXが生じる。
に対して直角方向に直流磁界（ＢY又はＢZ）を印加する
と、速度ＶX及び直流磁界（ＢY又はＢZ）の双方に直角
に電流（ｉZ又はｉY）が発生する。すると、直流磁界
（ＢY又はＢZ）と電流（ｉZ又はｉY）の相互作用によ
り、直流磁界（ＢY又はＢZ）及び電流（ｉZ又はｉY）の
双方に対する直角方向に、即ち速度ＶXと反対方向にロ
ーレンツ力ＦXが生じる。
【００１１】このローレンツ力ＦXは速度ＶXが大となれ
ば大となり、逆に速度ＶXが小となれば小となる。即
ち、ローレンツ力ＦXは速度ＶXに対する制動力として作
用するので、速度ＶXの時間的な変動を抑制することが
可能となる。図３、図４及び図５は本発明に係る溶融金
属の流動制御装置の第１実施形態の斜視図、Ｔ−Ｔ断面
図及びＵ−Ｕ断面図であって、リニアモータの外側に直
流コイルが胴巻きにされた構成を有する。
ば大となり、逆に速度ＶXが小となれば小となる。即
ち、ローレンツ力ＦXは速度ＶXに対する制動力として作
用するので、速度ＶXの時間的な変動を抑制することが
可能となる。図３、図４及び図５は本発明に係る溶融金
属の流動制御装置の第１実施形態の斜視図、Ｔ−Ｔ断面
図及びＵ−Ｕ断面図であって、リニアモータの外側に直
流コイルが胴巻きにされた構成を有する。
【００１２】即ち、矩形断面のモールド３０の対向する
長辺側壁３０１及び３０２のメニスカス位置には鉄心３
１１及び３１２が配置されている。そして、鉄心３１１
及び３１２には複数のリニアモータコイル３２１及び３
２２が長辺側面に垂直な平面内に巻回されている。リニ
アモータコイル３２１及び３２２は、夫々３６個のコイ
ルから構成され、鉄心３１１及び３１２の軸方向に等間
隔に配置される。３６個のコイルは連続する６個のコイ
ルを一組とする６組のコイルに分割されている。
長辺側壁３０１及び３０２のメニスカス位置には鉄心３
１１及び３１２が配置されている。そして、鉄心３１１
及び３１２には複数のリニアモータコイル３２１及び３
２２が長辺側面に垂直な平面内に巻回されている。リニ
アモータコイル３２１及び３２２は、夫々３６個のコイ
ルから構成され、鉄心３１１及び３１２の軸方向に等間
隔に配置される。３６個のコイルは連続する６個のコイ
ルを一組とする６組のコイルに分割されている。
【００１３】リニアモータコイル３２１及び３２２は三
相交流電源３３に接続されるが、リニアコイル３２１の
各組には右から順に正Ｗ相、逆Ｖ相、正Ｕ相、逆Ｗ相、
正Ｖ相、及び正Ｕ相が供給され、リニアコイル３２２の
各組には右から順に逆Ｕ相、正Ｖ相、逆Ｗ相、正Ｕ相、
逆Ｖ相、及び正Ｗ相が供給される。従って、リニアモー
タが三相交流電源３３によって励磁されると、リニアコ
イル３２１は右から左に向かう移動磁界を、リニアコイ
ル３２２は左から右に向かう移動磁界を発生し、モール
ド３０内の溶鋼に循環力が発生する。
相交流電源３３に接続されるが、リニアコイル３２１の
各組には右から順に正Ｗ相、逆Ｖ相、正Ｕ相、逆Ｗ相、
正Ｖ相、及び正Ｕ相が供給され、リニアコイル３２２の
各組には右から順に逆Ｕ相、正Ｖ相、逆Ｗ相、正Ｕ相、
逆Ｖ相、及び正Ｗ相が供給される。従って、リニアモー
タが三相交流電源３３によって励磁されると、リニアコ
イル３２１は右から左に向かう移動磁界を、リニアコイ
ル３２２は左から右に向かう移動磁界を発生し、モール
ド３０内の溶鋼に循環力が発生する。
【００１４】さらにリニアモータの外側には直流励磁コ
イル３４がモールド３０に胴巻きに巻回される。従っ
て、直流励磁コイル３４が直流電源３５によって励磁さ
れるとメニスカス部に鉛直方向の直流磁界ＢZが生じ溶
鋼内に直流電流ｉYを惹起する。すると、直流磁界ＢZと
直流電流ｉYの相互作用によりローレンツ力ＦXが発生
し、溶鋼の循環速度を制動する制動力として機能し、溶
鋼の循環速度の変動が抑制される。
イル３４がモールド３０に胴巻きに巻回される。従っ
て、直流励磁コイル３４が直流電源３５によって励磁さ
れるとメニスカス部に鉛直方向の直流磁界ＢZが生じ溶
鋼内に直流電流ｉYを惹起する。すると、直流磁界ＢZと
直流電流ｉYの相互作用によりローレンツ力ＦXが発生
し、溶鋼の循環速度を制動する制動力として機能し、溶
鋼の循環速度の変動が抑制される。
【００１５】上記の第１実施形態にあっては、直流励磁
コイル３４はリニアモータコイル３２１及び３２２の外
側に設置されるので装置が大型化する。図６、図７及び
図８は本発明に係る溶融金属の流動制御装置の第２実施
形態の斜視図、Ｗ−Ｗ断面図及びＶ−Ｖ断面図であっ
て、上記課題を解決するものである。なお、第１実施形
態と同一の要素に対しては同一の参照番号を使用する。
コイル３４はリニアモータコイル３２１及び３２２の外
側に設置されるので装置が大型化する。図６、図７及び
図８は本発明に係る溶融金属の流動制御装置の第２実施
形態の斜視図、Ｗ−Ｗ断面図及びＶ−Ｖ断面図であっ
て、上記課題を解決するものである。なお、第１実施形
態と同一の要素に対しては同一の参照番号を使用する。
【００１６】即ち、リニアモータ用の鉄心３１１及び３
１２に垂直でありモールド３０の長辺側壁３０１及び３
０２に平行な面内に直流励磁コイル６１及び６２が巻回
される。リニアモータにより溶鋼がモールド内で循環す
るのは第一実施形態と同様である。直流励磁コイル６１
及び６２を直流電源で励磁するとメニスカス面にモール
ド長辺と垂直な直流磁界ＢYが生じ生じ溶鋼内に直流電
流ｉZを惹起する。すると上記の通り溶鋼の循環速度を
制動する制動力ＦXが生じ、溶鋼の循環速度の変動が抑
制される。
１２に垂直でありモールド３０の長辺側壁３０１及び３
０２に平行な面内に直流励磁コイル６１及び６２が巻回
される。リニアモータにより溶鋼がモールド内で循環す
るのは第一実施形態と同様である。直流励磁コイル６１
及び６２を直流電源で励磁するとメニスカス面にモール
ド長辺と垂直な直流磁界ＢYが生じ生じ溶鋼内に直流電
流ｉZを惹起する。すると上記の通り溶鋼の循環速度を
制動する制動力ＦXが生じ、溶鋼の循環速度の変動が抑
制される。
【００１７】第２実施形態にあっては、直流励磁コイル
６１及び６２はリニアモータコイル３２１及び３２２の
内側に配置されるため装置が大型化することを防止する
ことが可能となる。
６１及び６２はリニアモータコイル３２１及び３２２の
内側に配置されるため装置が大型化することを防止する
ことが可能となる。
【００１８】
【発明の効果】本発明に係る溶融金属の流動制御装置に
あっては、モールド長辺に沿う溶融金属の流れ方向と直
角に直流磁界を印加することにより、リニアモータによ
りモールド内を循環する溶融金属の流速の時間的変動を
抑制することが可能となる。
あっては、モールド長辺に沿う溶融金属の流れ方向と直
角に直流磁界を印加することにより、リニアモータによ
りモールド内を循環する溶融金属の流速の時間的変動を
抑制することが可能となる。
【図１】溶鋼の循環速度の時間的変動を示すグラフであ
る。
る。
【図２】リニアモータを装備するモールドの切断断面図
である。
である。
【図３】第１実施形態の斜視図である。
【図４】第１実施形態のＴ−Ｔ断面図である。
【図５】第１実施形態のＵ−Ｕ断面図である。
【図６】第２実施形態の斜視図である。
【図７】第２実施形態のＷ−Ｗ断面図である。
【図８】第２実施形態のＶ−Ｖ断面図である。
３０…モールド ３０１，３０２…長辺側壁 ３１１，３１２…鉄心 ３２１，３２２…リニアモータコイル ３４，６１，６２…直流励磁コイル
Claims (3)
- 【請求項１】 溶融金属を収納する矩形のモールドの対
向する各長辺側壁のメニスカス位置に水平に設置された
鉄心と、それぞれが前記鉄心の軸に対して垂直な面内で
前記鉄心の周囲に巻回され、前記鉄心の軸方向に一様な
間隔を隔てて配置される複数のリニアモータコイルと、
前記リニアモータコイルに多相交流を供給する多相交流
電源とで構成され、前記モールド内の溶融金属に前記モ
ールド内壁に沿う流れを惹起する攪拌手段と、 前記モールド内の溶融金属に作用する前記モールドの各
長辺側壁に沿う流れと直角方向の直流磁界を生成する直
流磁界生成手段を具備する溶融金属の流動制御装置。 - 【請求項２】 前記直流磁界生成手段が、 前記リニアモータコイルの外側に配置され、前記モール
ドに胴巻きに巻回される直流励磁コイルと、 前記直流励磁コイルに直流電力を供給する直流電源を具
備する請求項１に記載の溶融金属の流動制御装置。 - 【請求項３】 前記直流磁界生成手段が、 前記鉄心の軸を通り前記各長辺側壁と平行な面内で前記
鉄心の周囲に巻回される直流励磁コイルと、 前記直流励磁コイルに直流電力を供給する直流電源を具
備する請求項１に記載の溶融金属の流動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000345684A JP2002143995A (ja) | 2000-11-13 | 2000-11-13 | 溶融金属の流動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000345684A JP2002143995A (ja) | 2000-11-13 | 2000-11-13 | 溶融金属の流動制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002143995A true JP2002143995A (ja) | 2002-05-21 |
Family
ID=18819669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000345684A Withdrawn JP2002143995A (ja) | 2000-11-13 | 2000-11-13 | 溶融金属の流動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002143995A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007098398A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Nippon Steel Corp | 溶鋼流動制御装置 |
-
2000
- 2000-11-13 JP JP2000345684A patent/JP2002143995A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007098398A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Nippon Steel Corp | 溶鋼流動制御装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080205 |