JPH028820B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する技術分野］ この発明は連鋳機のタンデイツシユの加熱装置
に関するものである。

［従来技術とその問題点］ 主に鉄鋼業界で用いられる連鋳機には、モール
ドの前に定量注湯及び溶湯中の不純物除去を目的
とする装置としてタンデイツシユが設けられてい
るが、従来はタンデイツシユ自体には加熱装置は
備えられていなかつた。それ故タンデイツシユ内
で一度溶湯の温度が低下した場合、該タンデイツ
シユの出湯ノズル近傍で溶鋼が固化してしまうこ
とがあつた。一度溶鋼が固化するとそれを再溶解
するには多大のエネルギーが必要であり、操業停
止による損失も多大であつた。

この問題を解決するにはタンデイツシユ自身に
加熱装置を設ければよいが、タンデイツシユの耐
火材の交換等に備えて、加熱装置と比較的容易
に、タンデイツシユに着脱できる構成でなければ
ならない。

この問題を解決するためにタンデイツシユの受
湯室と注湯室の間にしやへいブロツクを設けて、
このしやへいブロツクに設けた孔に誘導加熱コイ
ルを装着する一方、しやへいブロツクに２条の溶
湯の流通路を設けて、誘導加熱コイルによつて生
じる磁界と溶湯の電流通路とを鎖交させて溶湯を
誘導加熱するようにしたタンデイツシユが提案さ
れている。

しかしながら、上述のタンデイツシユにおいて
は流通路に大電流が流れる時、電流と電流が互い
に引き付け合う作用を生じるため、流通路中の溶
湯には断面を収縮する方向の力が働き、この作用
を一般的にピンチ効果と称される。ここではこの
時の力をピンチ力と呼ぶことにする。

ここでは、溶湯の切断現象が発生することを
“ピンチ発生”と呼び、また任意の電力投入時に
“ピンチ発生”を生ずる際の、溶湯静圧に相当す
る連通溝から湯面までの高さを“ピンチ発生湯高
さ”と呼ぶ。

このピンチ発生湯高さＨ（cm）は通常の溝型誘
導加熱炉にて適用されている。F.Walterの式に
よれば Ｈ＝0.51N₂×10⁸／δ・ρ・ｌ （cm） …(1) である。

但し、N₂：溶鋼中に発生する電力 （KW） δ ：溶湯密度 （ｇ／cm³） ρ ：固有抵抗 （Ω―cm） ｌ ：溝の長さ （cm） (1)式から、ピンチ発生湯高さは溶鋼中に発生する
電力N₂に比例することがわかる。しかしこれは、
加熱装置の電気効率がほぼ一定であることから、
加熱装置の入力に比例するとしてよい。

連鋳末期にはタンデイツシユへの溶湯の供給が
無くなり、湯面が低下する一方であるが、この過
程で湯高が式(1)のＨより低くなるとピンチが発生
し、溶湯による電気回路の切断に到り、電力が投
入できなくなる。

ピンチ力が大きく、流通路に加わる静圧が小さ
い場合には流通路中の溶湯断面が縮小され、つい
には断面の切断、電流通路の切断を生じる。この
ような場合、加熱のための電力が安定して投入で
きなくなるため、加熱装置としての用を果すこと
ができなくなる。

従来、この種の装置に用いられる流通路の断面
形状には、円形、角形、縦小判形等が用いられて
いたが、いずれの場合も流通路中溶湯に生じるピ
ンチ力が比較的大きい。特にタンデイツシユ内の
溶湯が全出湯される連鋳の末期には、湯面が流通
路断面に到つた後にも一定電力を投入し続けると
ピンチ力が抑えきれなくなり、電流通路が切断さ
れるため、早い時期に投入電力を大巾に減少させ
なければならなくなることから、溶湯の加熱不足
を生じ易い欠点があつた。

ところで、上述のタンデイツシユにおいては、
第６図に示すように誘導加熱用のコイル４ａと耐
火物５に設けた孔６に挿入し、かつコイルと耐火
物との間のギヤツプに上方から冷風を吹き込んで
コイルを冷却している。それ故、耐火物５に水分
を含んでいる場合、高温下において生じる水蒸気
が図示点線のごとく流れ、この水蒸気の分圧が流
通路７，８の外周に加わり、流通路内の溶湯の断
面を縮少する傾向が生じ、このため溶湯に生じる
ピンチ力を増大する。

そのうえ、コイル側耐火物表面に送り込まれた
冷却風も耐火物の気孔を通つて、流通路内の溶湯
表面に加わり、水蒸気分圧と同様に溶湯断面積を
縮少する傾向を生じ、ピンチ力増大の働きをす
る。

したがつて、上述の加熱電力がさらに限定され
ることとなる。

［発明の目的］ この発明は上述の問題を解決するためになされ
たものであつて、誘導加熱装置を備えたタンデイ
ツシユにおいて、加熱コイルと耐火物とのギヤツ
プに負圧を加えることにより、不要な気圧が流通
路中の溶湯に加わるのを防止して、ピンチ力の発
生を低減し、安定した加熱を行ない得るタンデイ
ツシユを提供することを目的とする。

［発明の要点］ 誘導加熱コイルの磁界と鎖交する電流通路を成
す溶湯の流通路を有するタンデイツシユにおい
て、上記流通路の周辺に、流通路からの気体を吸
い込む通路を設けるとともに、加熱コイルとしや
へいブロツクとのギヤツプを負圧にして、蒸気圧
が溶湯の流通路に加えられるのを防止し、溶湯に
不要な圧力の加わるのを抑止し、ピンチ力の発生
を阻止する。

［発明の実施例］ 第１図において、タンデイツシユ本体１は概略
方形状の鋼板にてなる保護筐体２の内周に耐火材
にてなる保護壁３が設けられている。タンデイツ
シユ本体１の中央部には誘導加熱用のコア４を装
着し、かつ受湯室１ａと注湯室１ｂとに仕切るた
めのしやへいブロツク５が着脱可能に設置されて
いる。

しやへいブロツク５は第３図に示すように概略
方形状の耐火材で構成され、その中央部にはコア
４を挿通するための貫通孔６が垂直方向にあけら
れ、また受湯室１ａと注湯室１ｂとを連通させる
ための連通溝７，８がしやへいブロツク５の底部
に、かつ貫通孔６の両側に位置するように形成さ
れている。

連通溝７，８をブロツク５の底部に位置させる
ので、できるだけ最後の溶湯まで加熱でき、押し
湯が高くなつてピンチが発生しにくい。

しやへいブロツク５はタンデイツシユ本体１の
製作とは別に前以つてタンデイツシユ本体に嵌着
できる形状にカセツト形式で製作される。これは
下記の理由による。

(i) しやへいブロツクを現場で成型する場合には
耐火物の施工と乾燥に時間がかかるためタンデ
イツシユの稼動率の低下をまねく。

(ii) またこのように形成した耐火構造物は作業性
の悪い環境下での施工によるものであるため、
構造物各部の寸法精度は低くくなる。この結果
次のような問題が生じる。

(イ) 誘導加熱時の電流通路となる溝の形状、溝
とコイルとの相関関係が不正確になり、加熱
時の電気特性が不正確になる、このことは加
熱制御を困難にする。

(ロ) 耐火物とコイル、鉄心とのギヤツプの確保
がしにくくなり、コイル、鉄心の組込作業を
困難にする。

(ハ) 耐火物とコイル（鉄心）とのギヤツプは、
耐火物とコイルの冷却風を流す通路である
が、このギヤツプが不均等になることは安定
した風冷効果が得られないことにつながる。

以上の問題はこの実施例に示すように、しやへ
いブロツク５をカセツト形式で前以つて製作する
ことにより、解決される。

製作時においては第３図に示すようにコの字形
に保護壁３を形成し、保護壁３，３の対向してい
る空間９にしやへいブロツク５を嵌め込むととも
に、しやへいブロツクの底面がタンデイツシユ本
体１の底に敷設した耐火材にてなる床（図示せ
ず）に接触するように設置し、保護壁３ならびに
床等としやへいブロツク５との接触部（１１で例
示している。）をセメント等によつてシールする。

コア４は４角形の環状に形成されその一つの脚
部には誘導加熱用のコイル４ａが巻着されたもの
であり、このコイル４ａがしやへいブロツク５の
貫通孔６に嵌め込まれる。コイル４ａによつて発
生する磁界はタンデイツシユ本体１内の溶湯を垂
直方向に横切るように作用する。

連通溝７，８の断面形状は第７図に示すよう
に、水平方向に長い扁平形状とする。その縦横比
Ａ／Ｂは1.5以上とするのが好ましい。

連通溝７，８の上下の周辺には第７図に示すよ
うにこの連通溝７，８と平行に吸込パイプ２０が
埋設され、この吸込パイプ２０には第８図に示す
ように複数の小孔２１が列状にあけられている。

各吸込パイプ２０はしやへいブロツク５の端部
で２２で示すように上方向に立ち上つてブロツク
５の外部に導出されており、吸込ポンプ等に連結
される。

また、加熱コイル４ａとしやへいブロツク５と
のギヤツプは他の吸込ポンプに連結され、このギ
ヤツプ部分で負圧になるよう吸気される。

なお保護筐体２には、上述の磁界による電流の
一周通路が生成されるのを避けるために、適宜な
位置に縦方向に絶縁ギヤツプ１２を設ける。

上記のように構成したタンデイツシユにおい
て、受湯室１ａに溶湯を供給すると、溶湯は連通
溝７，８を通つて注湯室１ｂにも貯留される。し
たがつて受湯室１ａ、注湯室１ｂ、連通溝７，８
に存在する溶湯によつて電流の１周通路が形成さ
れる。

ここで加熱コイル４ａに交流を供給してコア４
を励磁して、コア４を通る磁界と連通溝７，８を
通る溶湯で形成される電流通路とを鎖交させるこ
とによりこの電流通路に大電流を誘起する。そし
て、連通溝７，８内の溶湯にジユール熱を発生
し、溶湯を加熱することができる。

加熱された溶湯は図示しないノズルの開閉によ
つて注湯室１３から随意にストランド（図示せ
ず）の方へ注出される。

この実施例のように連通溝７，８を横長にする
ことにより、ピンチ力を決定する連通溝断面中、
溝表面の電流に働く力が減少する。即ち、断面中
溝表面で力は最大になる。

また、縦長に比べ連通溝全体を溶湯中下部に位
置させることができるため、溝部に対して溶湯の
静圧を大きくできることからピンチ力を抑えるこ
とができる。

実験の結果では、縦横比Ａ／Ｂを1.5倍にすれ
ば、従来の溝に比してピンチ力は1/1.3倍以下に
抑えられることがわかつた。

また、吸込パイプ２０によつて連通溝７，８の
周辺の蒸気は外部に吸い出され、また加熱コイル
としやへいブロツクの間のギヤツプは負圧になる
ので、この部分からも水蒸気は外部に吸い出され
る。したがつて、連通溝７，８内の水蒸気による
圧力上昇が防止され、ピンチ効果が抑止される。

なお、この発明は上述の実施例に限らず、種々
の変形が可能でありたとえば連通溝７，８はしや
へいブロツク５の底面に７′，８′で示したように
溝で形成することもできる。その他、タンデイツ
シユ、しやへいブロツク、コア等の形状は随意に
選定し得る。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明はタンデイツシ
ユ内に耐火材にて島状のしやへいブロツクを設け
て、このしやへいブロツクに形成した孔に誘導加
熱装置のコアを挿通する一方しやへいブロツクに
設けた連通部に溶湯を通すようにして、溶湯によ
る電流通路と磁界とを鎖交させて加熱するように
したものにおいて、連通溝の周辺の水蒸気を外部
に吸出すようにしたから、溶湯に作用する水蒸気
圧による圧力上昇によるピンチ力の増大を防止
し、電流通路のしや断を阻止するから、大電力の
投入も可能となり、充分な加熱力を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のタンデイツシユの一実施例
を示す斜視図、第２図は第１図の実施例に用いら
れるコアの一例を示す斜視図、第３図は第１図の
実施例の分解斜視図、第４図は第１図の実施例の
コアを除いたタンデイツシユを示す斜視図、第５
図は第１図の実施例の平面図、第６図は連通溝の
周辺の一例を示す断面図、第７図は連通溝の周辺
に設けた吸込パイプの一例を示す図、第８図は吸
込パイプの斜視図である。 １…タンデイツシユ本体、１ａ…受湯室、１ｂ
…注湯室、２…保護筐体、３…保護壁、４…コ
ア、５…しやへいブロツク、６…貫通孔、７，８
…連通溝、９…空間、１３…注湯口、２０…吸込
パイプ、２１…小孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 連鋳機のタンデイツシユ内で、受湯室と注湯
   室との間に耐火材にてなるしやへいブロツクを形
   成し、このしやへいブロツクには受湯室と出湯口
   に連通する水平方向に扁平な形状の連通路を所定
   間隔であけるとともに、しやへいブロツクを縦方
   向に連通する孔に誘導加熱コイルを有するコアを
   着脱可能に連通させ、かつ連通路の周辺に空気引
   込用の通路を形成し、さらに誘導加熱コイルとし
   やへいブロツクとのギヤツプを負圧にする手段を
   備えたことを特徴とするタンデイツシユ加熱装
   置。