JP2006502004A - 連続鋳造鋳型内へと流入する鋳鋼溶湯のための電磁的な制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、鋳型幅広側面３、４に所属して設けられ得る強磁性のコア５を有する少なくとも１つのマグネットコイル２を備える、連続鋳造鋳型１内へと流入する鋳鋼溶湯のための電磁的な制動装置に関する。
【解決手段】振動運動する質量を減少させるために、および同時に、磁界強度を高めるために、コア５は、一方では、このマグネットコイル２を収容するこれら幅広側面壁３、４に対して間隔をおいて移動可能な主部材６、および、他方では、この鋳型１の冷却水ボックス７、７′内において強固に設けられている付加的部材８、８′から成っており、その際、これらコア部材６、８が、互いに接近するように移動された作動位置内において、閉鎖された磁束１０を形成するためのＵ字形のヨーク９、９′を形成し、および、互いに離れるように移動された位置内においてこの磁束１０の遮断を生起する。

Description

本発明は、鋳型幅広側面に所属して設けられ得る強磁性のコアを有する少なくとも１つのマグネットコイルを備える、連続鋳造鋳型内へと流入する鋳鋼溶湯のための電磁的な制動装置に関する。

電磁的な制動装置を有する連続鋳造設備内において使用する場合、鋳型内へと流入する鋳込み流は、乱流の低減のために、この連続鋳造鋳型の幅広側面の間で作用する磁界によって制動、および整向される。
この磁界を形成するために、この連続鋳造鋳型の幅広側面の銅板に、強磁性体コアが装着され、これら強磁性体コアは、これら強磁性体コアを囲繞するコイルによって励磁される。この磁界によって生起される制動、および鋳込み流の整向は、鋼ストランドの均等な鋳造の目的で、鋼溶湯浴の沈静、およびこの当該の鋼溶湯浴の内での乱流の減少を生起する。

鋳型内に固定して一体にまとめられた電磁的な制動装置は公知である。この解決策における欠点は、この電磁的な制動装置によって条件付けられて、この鋳型の振動運動する質量が、著しく増大されることである。それに加えて、それぞれの鋳型のために、１つの電磁的な制動装置が必要であり、このことは、高い投資コストを誘起する。
それぞれの鋳型交換の際に、電気的な結合は、連結もしくは解離されるべきであり、このことによって、交換時間が、かなり増大される。
改善策は、いわゆるウィンドウ解決策（Window-Loesung）であり、この改善策の場合、それぞれのストランドに、１つの電磁的な制動装置が所属して設けられており、この制動装置が、鋳型交換の際にこの機械内において残留する。
１つの鋳型交換のために、その際に、電磁的な制動装置は、鋳型から取り出され、且つ、
鋳型の組込みが行われた後、再び、作動位置内へと進入される。
従って、電気的な結合の時間のかかる連結および分離は行う必要が無く、および、投資コストは、明確に減少される。
このウィンドウ解決策の欠点は、しかしながら、１つの現行の設備内における後のシステムアップが、ただ鋳込み台の担持構造の、大きな時間の消費および変更の手間暇だけでもって可能であることである。更に、旧来のウィンドウ解決策のための所要スペースは、特に多重ストランド製造設備の場合に非常に大きく、且つコストがかかる。

ドイツ連邦共和国特許公開第１９８ ０７ ８４２号明細書（特許文献１）から電磁的な制動装置を有する連続鋳造設備が公知であり、この制動装置は、鋳型幅広側面の少なくとも１つの鋳型幅広側面に所属して設けられた、強磁性のコアを有するコイル、並びに、少なくとも１つの所属して設けられたヨークから成っている。少なくとも、この電磁的な制動装置の個別の部材は、連続鋳造鋳型の担持状態の構成要素である。この電磁的な制動装置によって形成された磁界は、この連続鋳造鋳型に関連して、少なくとも１つの上側の、および下側の磁界へと分配されている。少なくとも、電磁的なコアの内部は、同時に、冷却室を形成し、この冷却室を介して、冷却水供給、および冷却水導出が行われる。この担持状態の構成要素としての電磁的な制動装置の連続鋳造鋳型内への統合によって、確かに重量においては著しく節約されるが、それにも拘らず、振動する質量が、相対的に高い状態にある。

いまだ公開されていないドイツ連邦共和国特許出願第１０１ ４６ ９９３．３号明細書（特許文献２）から、電磁的な制動装置の構成が明瞭であり、この電磁的な制動装置は、ヨーク、コイル、および強磁性のコアから成るこの電磁的な制動装置が、連続鋳造鋳型内へと、もしくはこの連続鋳造鋳型に対して、少なくとも１つの位置調節手段によって、内に旋回して入り込み可能、もしくは外に旋回して外れることが可能である、ことによって特徴付けられている。
この鋳型に対する旋回レバーを用いての枢着の結果として、この電磁的な制動装置が、連続鋳造鋳型と一緒に振動可能でないことは達成される。

ヨーロッパ特許０ ５７７ ８３１号明細書（特許文献３）は、鋳型の長手方向の側面において矩形の断面でもって設けられており、且つ、向かい合って位置する関係において互いに設けられている磁極を有する電磁石を備える、連続鋳造鋳型のための電磁的な制動装置を記載している。これら磁極は、一般的にこの鋳型の長手方向の側面の幅と同じである幅を有し、および、マグネットコイルの外側の縁部の周囲を巻回するコイルを有している。この電磁石は、この鋳型の垂直方向の指向の内側で設けられており、且つ、鉄コアが、この鋳型に対して囲繞した関係で設けられている。

ヨーロッパ特許公開０ ８２０ ８２４号明細書（特許文献４）は、連続鋳造鋳型の領域内において形成された磁界を有する連続鋳造設備を記載している。この磁界は、この連続鋳造鋳型との関連において、少なくとも１つの上側の磁界、および下側の磁界に分配されている。挿入されたマグネットによって、それぞれのマグネットは、中央コアを備えており、この中央コアが、鋳型側で、少なくとも１つの上側の磁界ための上側のコアへと、および、下側の磁界のための下側のコアへと分割されている。

ヨーロッパ特許公開０ ６９８ ４３４号明細書（特許文献５）は、連続鋳造設備のための電磁的な制動装置を記載しており、この制動装置が、鋳型幅広側面のそれぞれ１つの鋳型幅広側面に所属して設けられた、強磁性のコアを有するコイル、並びに、鋳型を囲繞するヨークから成っている。簡単で、コストの安い、且つ所定の状態に調節可能な制動装置を提供するために、これらコアが、それぞれ１つの主コア、および鋳込みストランド側の部分コアから形成されており、その際、種々の部分コアが、交番する鋳込み諸条件に対する磁界の適合のために、選択的に使用可能である。

国際公開第０１／１７７１３号パンフレット（特許文献６）は、鋳型のそれぞれの側面に設けられ且つこの鋳型と結合された少なくとも２つのマグネットコアと；更に、両方のマグネットコアと取外し可能に結合され且つこれらと相互の結合状態にあるヨークとを備える、電磁的な制動装置を有する連続鋳造設備を記載している。このヨークは、これらマグネットコアの間に設けられており且つこのヨークによって結合されている、少なくとも１つのコイルを担持している。
ドイツ連邦共和国特許公開第１９８ ０７ ８４２号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願第１０１ ４６ ９９３．３号明細書 ヨーロッパ特許０ ５７７ ８３１号明細書 ヨーロッパ特許公開０ ８２０ ８２４号明細書 ヨーロッパ特許公開０ ６９８ ４３４号明細書 国際公開第０１／１７７１３号パンフレット

従って、上記の公知技術を出発点として、本発明の根底をなす課題は、電磁的な制動装置の、可能な限り複雑でない実施形態を提供することであり、この実施形態によって、制動装置をも含めての鋳型の振動する質量を減少させること、および、特にアクティブな磁界をコントロールおよび加減調整するための複雑でない手段を講じること、および従って、この磁界強度を同じ取付けられた性能において相当に増大することの可能性が得られる。

この課題を解決するために、請求項１の上位概念内において言及された様式の電磁的な制動装置において、本発明でもって、コアが、一方では、このマグネットコイルを収容するこれら幅広側面壁に対して間隔をおいて移動可能な主部材、および、他方では、この鋳型の冷却水ボックス内において強固に設けられている付加的部材から成っており、その際、これらコア部材が、互いに接近するように移動された作動位置内において、閉鎖された磁束を形成するためのＵ字形のヨークを形成し、および、互いに離れるように移動された位置内においてこの磁束の遮断を生起することが提案される。

この構造様式の場合、電磁的な制動装置の作用を、与えられた鋳込み状況に対して問題無く適合するために、マグネットコイル、および移動可能なコアの主部材を必要によって交換することは、問題無く達成される。

本発明の１つの実施形態により、ヨークに、冷却水ボックス内において設けられた、コアの強磁性の付加的部材が所属して設けられ得る。

電磁的な制動装置の更に別の実施形態により、幅広側面壁は、冷却水ボックスの方を向いた側面において垂直方向に延在する切欠き部を有して形成されており、これら切欠き部内へと、強磁性の充填部材が押し嵌め可能である。その際に、これら強磁性の充填部材は、長さ、または幅、及び／または深さにおいて可変である。従って、電磁的な充填部材の問題の無い適合が、漸次の段階を有する現行の連続鋳造諸条件に対して達せられる。

簡単な方法で、マグネットコイルを有するコアの主部材は、案内部内において、液圧駆動装置、または電気駆動装置を用いて、幅広側面壁に対して垂直方向に移動され得る。

更に別の極めて有利な、本発明による構造様式の実施形態は、
一方では、この部分コアの主部材、および、マグネットコイル、移動ユニット並びに案内部を有する移動可能な部分コアが、
並びに他方では、鋳型の冷却水ボックス内において強固に設けられた、特に溶接して嵌め込まれた付加的コア部材が、
これら移動可能な部分コアと付加的コア部材の、接触位置において、如何なる強固な機械的な結合も形成せず、むしろ、これら移動可能な部分コアと付加的コア部材が、磁力によって結合されていることによって与えられる。
従って、この装置の振動可能な、および、振動可能でない質量を、作動状態において相互に分離することは達成される。

その際に、更に、本発明の利点でもって、これら接触位置は、滑り支承部またはローラ支承部として形成されており、これら接触位置の冷却水ボックスに所属して設けられた部材が、これら接触位置との協働で、鋳型との振動運動状態に励起され、これに対して、コアの主部材、並びにマグネットコイルに所属して設けられた部材が、移動ユニット、および案内部をも含めて、振動運動から解放されていることは可能である。作動状態の、基本的な改善のために、接触位置の領域内において、滑り支承部の滑り摩擦は、滑り層、特にエアークッションを介して、少なくとも大部分は消失されていることは可能である。
このエアークッションは、圧縮空気の導入によって、問題無く接触位置の中央の領域内へと維持されている。

本発明の更なる詳細、特徴、および利点は、図において概略的に図示された実施例の以下の説明から与えられる。

図１は、鋳型幅広側面３、４に所属して設けられた強磁性のコア５を有する少なくとも１つのマグネットコイル２を備える、連続鋳造鋳型１内へと流入する鋳鋼溶湯のための電磁的な制動装置を示している。
このコア５は、一方では、このマグネットコイル２を収容するこれら幅広側面壁３、４に対して間隔をおいて移動可能な主部材６、および、他方では、この鋳型１の冷却水ボックス７、７′内において強固に設けられている付加的部材８、８′から成っており、その際、これら部材６、８が、互いに接近するように移動された作動位置内において、閉鎖された磁束１０を形成するためのＵ字形のヨーク９、９′を形成し、および、そのことが図１の上側の半分に図示されているように、互いに離れるように移動された位置内においてこの磁束１０の遮断を生起する。

図２は、ヨーク９、９′に、冷却水ボックス７、７′内において設けられた、コア５の強磁性の付加的部材８、８′が、所属して設けられていることを示している。

この電磁的な制動装置の場合、幅広側面壁３、４は、冷却水ボックス７、７′の方を向いた側面において垂直方向に延在する切欠き部１１、１１′を有して形成されており、これら切欠き部内へと、強磁性の充填部材１２、１２′が押し嵌め可能である。これら強磁性の充填部材１２、１２′は、磁界の場の強度が鋳型の鋳込み過程の一般的な作動パラメータに対して適合されるべき場合、長さ、または幅、及び／または深さにおいて可変である。

マグネットコイル２を有するコア５の主部材６は、案内部１３、１３′内において、液圧駆動装置１５、または電気駆動装置１４を用いて、鋳型１の幅広側面壁３、４に対して垂直方向に移動可能である。これに伴って、マグネットコイル２およびマグネットコア５が、問題なく交換され得、且つ従って、現在の作動状況に対して、コストおよび作業時間に対する僅かの経費でもって適合可能であることは、達成される。

鋳型および制動装置を有するこの装置の本発明にとって本質的な構成により、
一方では、この部分コアの主部材６、および、マグネットコイル２、移動ユニット１４並びに案内部１３を有する移動可能な部分コアが、
並びに他方では、鋳型１の冷却水ボックス７、７′内において強固に設けられた、特に溶接して嵌め込まれた付加的コア部材８、８′が、
これら移動可能な部分コアと付加的コア部材の、接触位置１６、１６′において、如何なる強固な機械的な結合も形成せず、むしろ、これら移動可能な部分コアと付加的コア部材が、磁力によって結合されている。
これら接触位置１６、１６′は、滑り支承部またはローラ支承部１７として形成されており、これら接触位置の冷却水ボックス７、７′に所属して設けられた部材８、８′が、これら接触位置との協働で、鋳型１との振動運動状態に励起され、これに対して、コア５の主部材６、並びにマグネットコイル２に所属して設けられた部材が、移動ユニット１４、および案内部１３をも含めて、振動運動から解放されている。その際、この振動運動のために必要な力の消費は、この制動装置の共振する付加的負荷による負荷から解放される。
接触位置１６、１６′の領域内において、滑り支承部１７の滑り摩擦は、滑り層１８、１８′、特にエアークッションを介して、少なくとも大部分は消失されている。その際、このエアークッションは、圧縮空気の導入によって、接触位置１６、１６′の中央の領域内へと、簡単な、および信頼性の高い方法で維持されている。

電磁的な制動装置を有する連続鋳造のための鋳型の平面図である。 幾分変更された寸法でもっての、図１による制動装置を有する鋳型の図である。

符号の説明

１ 鋳型
２ マグネットコイル
３ 鋳型幅側面
４ 鋳型幅側面
５ コア
６ コアの主部材
７ 冷却水ボックス
８ コアの付加的部材
９ ヨーク
１０ 磁束
１１ 切欠き部
１２ 強磁性の充填部材
１３ 案内部
１４ 電気駆動装置
１５ 液圧駆動装置
１６ 接触位置
１７ 滑り支承部／ローラ支承部
１８ 滑り層

Claims (9)

1. 鋳型幅広側面（３、４）に所属して設けられ得る強磁性のコア（５）を有する少なくとも１つのマグネットコイル（２）を備える、連続鋳造鋳型（１）内へと流入する鋳鋼溶湯のための電磁的な制動装置において、
   コア（５）は、一方では、このマグネットコイル（２）を収容するこれら幅広側面壁（３、４）に対して間隔をおいて移動可能な主部材（６）、および、他方では、この鋳型（１）の冷却水ボックス（７、７′）内において強固に設けられている付加的部材（８、８′）から成っており、その際、これらコア部材（６、８）が、互いに接近するように移動された作動位置内において、閉鎖された磁束（１０）を形成するためのＵ字形のヨーク（９、９′）を形成し、および、互いに離れるように移動された位置内においてこの磁束（１０）の遮断を生起するように構成されていることを特徴とする制動装置。
2. ヨーク（９、９′）に、冷却水ボックス（７、７′）内において設けられた、コア（５）の強磁性の付加的部材（８、８′）が所属して設けられ得るように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の制動装置。
3. 幅広側面壁（３、４）は、冷却水ボックス（７、７′）の方を向いた側面において垂直方向に延在する切欠き部（１１、１１′）を有して形成されており、これら切欠き部内へと、強磁性の充填部材（１２、１２′）が押し嵌め可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の制動装置。
4. マグネットコイル（２）を有するコア（５）の主部材（６）は、案内部（１３、１３′）内において、液圧駆動装置、または電気駆動装置（１４）を用いて、幅広側面壁（３、４）に対して垂直方向に移動可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の制動装置。
5. 充填部材（１２、１２′）は、長さ、または幅、及び／または深さにおいて可変であるように構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の制動装置。
6. 一方では、この部分コアの主部材（６）およびマグネットコイル（２）、移動ユニット（１４）および案内部（１３）を有する移動可能な部分コアは、
   並びに他方では、鋳型（１）の冷却水ボックス（７、７′）内において強固に設けられた、特に溶接して嵌め込まれた付加的コア部材（８、８′）は、これら付加的コア部材の接触位置（１６、１６′）において、如何なる強固な機械的な結合も形成せず、むしろ、これら移動可能な部分コアが、磁力によって結合されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の制動装置。
7. これら接触位置（１６、１６′）は、滑り支承部またはローラ支承部（１７、１７′）として形成されており、これら接触位置の冷却水ボックス（７、７′）に所属して設けられた部材（８、８′）が、これら接触位置との協働で、鋳型（１）との振動運動状態に励起され、
   これに対して、コアの主部材（６）、並びにマグネットコイル（２）に所属して設けられた部材が、移動ユニット（１４）、および案内部（１３）をも含めて、振動運動から解放されているように構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の制動装置。
8. 接触位置（１６、１６′）の領域内において、滑り支承部（１７、１７′）の滑り摩擦は、滑り層（１８、１８′）、特にエアークッションを介して、少なくとも大部分は消失されているように構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の制動装置。
9. エアークッションは、圧縮空気の導入によって、接触位置（１６、１６′）の中央の領域内へと維持されているように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の制動装置。

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