JPH03207558A - 溶融金属から金属フィラメントを製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利川分舒］ 本発明は、溶解炉または溶融金属保持炉中の溶融金属と
円板または円筒状の回転可能な冷却部材を接触させて回
転冷却部材の周縁上に溶融金属を凝固させ、溶融金属か
ら直接、短繊維、線および帯状の金属製品を連続的に製
造する方法に関するもので、溶融金属湯面と冷却部材の
接触方法および湯面の位置を常に一定に維持し、厚さの
均−な製品を連続して製造することを町能ならしめるこ
とを目的どしたものである。

［従来の技術コ 溶融金属から金属繊維を製造する方法として、溶融金属
プールに回転鋳造用具の周縁を導入し、この周縁上に溶
融金属を凝固させ、短繊維、線または帯状の金属製品を
製造することは、特公昭５１８８２１号公報に記載され
ている。

かかる方法によって短繊維、線または帯状金属製品を製
造する場合、凝固する金属層の厚さは、回転鋳造用具周
縁の周速、浸漬深さ、回転鋳造用具周縁の形状および溶
融金属の材質、温度なとの変数を関数として定まり、従
って製品厚さのばらつきを小さくするためには上述した
変数の値を定に制御しなければならない。

回転鋳造用具周縁を溶融金属に導入する深さを定にする
方法は、例えば回転鋳造用具周縁から鋳造される量と同
じ量の冷材を鋳造炉に送りレヘルを制御する方法、回転
鋳造用具周縁から鋳造される量と鋳造炉内の溶融金属プ
ール面の降下量とか比例することを利用して回転鋳造用
具を下降させ溶融金属プール面と回転鋳造用具周縁との
相対位置を一定に制御する方法、および難溶材を鋳造炉
内の溶融金属プールに浸漬させて溶融金属プルのレヘル
を制御する方法がある。しかし、これらの方法は、溶融
金属プール温度を一定にすることか極めて困難となるな
とのため、い１−れも短時間しか連続鋳造するこどがて
きなかった。

これらの点に関して特公昭５２−３６９：１４−号公報
で改善方法か開示された。特公昭５２−３６Ｌ１４号公
報は、上述した導入深さ一定方法とは考えを異にし、溶
解炉およひ鋳造装置が設置された鋳造炉の２つの炉を使
用し溶融金属の補給は２つの炉を連結して行なうもので
、鋳造炉内の溶融金属の消粍量に対応ずる量の溶融金属
を別個の炉（溶解炉）から供給することによって鋳造炉
内の溶融金属プールのレベルを一定に保持するものてあ
る。即ち、鋳造炉と溶解炉は連通された通路を有してお
り、溶融金属は連通路を通って溶解炉から鋳造炉に輸送
される。溶融金属の輸送は、連通路に移動磁界を作用せ
しめ電磁力によって行なわれるものである。

輸送量は磁界の強さを変えることで、輸送方向は磁界の
向きを変えることて行なうことができるとしている。従
って、溶解炉と鋳造炉を逆にして使用するこども可能で
炉の損傷状態に左右されず連続した操業か可能であると
している。

しかし、２つの炉を使用することによって、溶融金属の
連続的補給をする際に−見温度降下がなく達成できるよ
うに思われるが、いずれにしても冷材から溶融状態まで
加熱昇温することは避けられないので安定した連続供給
ばてきないこと、更に炉の損傷か少なくとも１つの炉で
起こった場合に操業を続けることは極めて危険な行九で
、加熱炉に用いる冷却水などの溶融金属中への漏洩によ
る水蒸気爆発を考えると、十分な安全が確保できるとは
考えられず生産を継続できる状態ではない。

また、該方式による場合、回転鋳造用具周縁に凝固する
量か生産量に直接結びつくことから短繊維、線および帯
状の金属製品の生産性が凝固付着量に支配され極めて低
いものであることは明らかで、２つの炉を用いることは
炉村費を大幅に上昇させ大幅なコスト上昇をもたらすも
のである。

更には、連通管内の溶融金属の輸送に用いる移動磁界は
、イＪ効な手段であるか連通管から鋳造炉に至る際に溶
融金属の強い流動を伴うためにその影響が湯面に現れ湯
面を乱し制御牲が挿めて悪い。

即ち、木方式によって得られる製品の板厚は極めて薄い
もので高々数ミリメートルであることから、良好な製品
を得るには製品厚さの十分の１以−トにする必要がある
と思われ、溶鋼流動の影響を大幅に抑制する必要がある
と考えられる。

然るに、溶融金属プール面に回転鋳造用具周縁に溶融金
属をト］着凝固せしめ金属フィラメントを製造する場合
、設備費が低廉でかつ効果的な湯面制御の開発が重要で
あると言える。

そこで、本発明者らは、溶融金属を溶融金属湯面に冷却
部材を接触させ良好な金属フィラメントを得る方法を開
発するに当り溶融金属との接触を容易−目一つ精奇に行
なう方法を詳細に検討した。

［発明が解決しようとする課Ｍ］ 本発明の目的は、溶融金属プール面に回転鋳造用具周縁
に溶融金属を付着凝固せしめ金属フィラメントを製造す
る場合、安価かつ良好な金属フィラメントの製造方法を
具体的に提供することである。

［課題を解決するための千段］ 本発明者らは、これらの問題点に関して実験的検討を重
ね以ドの結論を得た。即ち、本発明の主旨は、溶融金属
材料溶解保持用炉内溶融金属と高速回転ずる冷却部材を
接触させ溶融金属をフィラメントの形態で凝固させてフ
ィラメント材料を製造１−るに際し、溶融金属材料用溶
解保持炉内溶融金属の湯面を電磁力を用いて部分的に上
昇せしめ該冷却部材と接触させることを特徴とする金属
フィラメントの製造方法、溶融金属材料溶解保持炉の２
個以上の電磁誘導装置を設けそれぞれ独立した電源を用
い加熱および湯面を上昇させることを特徴とする金属フ
ィラメントの製造方法、ならびに溶融金属材料溶解保持
炉内溶融金属の湯面に電磁制動力を作用させ湯面の動揺
を防止し該冷却部材と安定して接触させることを特徴と
する金属フィラメントの製造方法である。

［作川］ 以下、本発明について図面を用いて詳細に説明１−る。

第１図は、本発明を実施する場合に用いる金属フィラメ
ント製造装置例を示す鳥敞図、第２図は、溶融金属湯面
を部分的に上昇せしめる電磁力付与装置を示す平面図、
第３図は、溶融金属溶解炉を２つ以上の加熱装置で構成
した金属フィラメント製造用溶解保持炉の装置平面図、
第４図は、溶融金属の湯面変動を電気的即ち電磁気力に
よって抑制する装置の鳥敵図および電磁制動模式図、第
５図は、電磁制動装置を組込んだ溶解炉縦断面図および
制御回路図である。

次に、本発明にかかわる効果を明らかとするため、先ず
第１図を用いて装置構成を詳細に述べる。

１は溶融金属、２は溶融金属溶解保持炉、３＆よ溶解保
持炉保持手段、４は炉傾動手段、５は炉上昇下降手段、
６は炉上昇下降駆動手段、７は炉傾動駆動手段、８は会
属フィラメント製造用回転冷却部材、９は冷却部材四転
手段、１０は金属フィラメント、１１は溶解保持炉加熱
千段（誘導加熱コイル）、１２は加熱コイル電流方向（
紙而に対し史側から表側に向った電流）、１２ａは誘導
加熱によって溶融金属に生しる渦電流（紙面に対し”Ｃ
表側から裏側に向って流れる電流）、Ｉ３は溶融金屈湯
面位置測定手段、１４は溶融金属温度測定手段、１５は
溶融金属電磁制動コイル、１６は独立誘導加熱コイルで
ある。

次に、溶融金属が鋳造され金属フィラメントとなる過程
を第１図を用いて具体的に示す。

溶融金属１は、溶融金属溶解保持炉２により溶解または
／および特定温度に保持される。溶解保持炉保持千段３
に設けた炉上昇下降千段５および駈動千段６によって回
転冷却部材８に接触ないｌノは８の極〈近傍まで移動す
る。回転冷却部材８の外周には、所望の寸法形状で加工
した外周突起物（例えば、環状ないしねじ山状更にこれ
らを周方向に適当に分割したもの）が設けられ、回転冷
却部材８は、必ずしも必須ではないが、必要に応じて内
部が水冷などの冷却媒体で強制冷却されている。また、
回転冷却部材８は駆動千段９によって任意の回転数のも
とて回転可能な構造である。

更に、湯面と回転冷却部材が炉上昇下降手段あるいは後
述する電磁誘導装置を用いて一定の浸漬深さを以て接触
し、回転冷却過程で溶融金属１が回転冷却部材８の予め
設けた突起物の表面に付着凝固する。付着凝固物は、回
転冷却部材８の回転によって炉内溶融金属面から分離抽
出される。また、この間にも冷却が継続されるため凝固
物は次第に収縮し回転部材８から剥離し、回転に伴う遠
心力によって炉外に飛行する。この際、回転冷却部材８
の円周突起物の稜線が円周方向に連続している場合は連
続した金属フィラメントが、円周方向に分割されている
場合には金属フィラメントファイバーか得られる。

金属フィラメントの厚さは、回転冷却部材８と溶融金属
１の凝固付着量によって決定され、接触時間即ち浸漬深
さと回転周速度によって決まる。

また、フィラメント幅は冷却部材円周突起物例えばねじ
山状に円周突起物を設けた場合にはねじ山頂点の幅によ
って、フィラメントの長さはねし１１１の連続した長さ
あるいは環状突起物の場合は四転冷却部材の総回転数に
よって決定される。

即ち、本方法によって円周突起物の設け方、浸漬条件お
よび回転条件によって任意の寸法形状をした金属フィラ
メントが容易に得られる。

しかし、浸漬条件即ち回転冷却部材と湯面の相対的位置
関係が常に一定であることが、均質な金属フィラメント
を得る−Ｌで重要なポイントとなる。

そこで、本発明では溶融金属溶解保持炉２に湯面を制御
する手段を具備ｌノ良好な金属フィラメントを得る方法
を具体的に示す。

溶融金属湯面を回転冷却部材８に接触させる場合、その
相対的位置関係を制御するには、回転冷却部材を上下さ
せる場合、溶融金属湯面を上下させる場合およびこの両
者を用いる場合がある。

本発明では、溶融金属面を上下させるものてあ１１ るか、回転冷却部材の上下と組合せることを否定するも
のではない。

次に、溶融金属湯面をと下させて回転冷却接触を制御す
るト段を詳細に説明する。

第２図は、溶融金属溶解保持炉２を誘導加熱コイル１１
を用いて構成した場合である。炉縦断面を第２図（ａ）
、制御回路を（ｂ）に示す。

溶融金属１は、溶解保持炉２に保持されながら回転冷却
部材８と接触させられるものであり、溶融金屁ｌは独立
した別の溶解手段によって溶解し溶解保持炉２に輸送し
・でもかまわないが、溶解保持炉２には温度制御用の加
熱千段１１を有していることからこの炉を用いた溶解成
分調整によっても溶製可能である。溶融金属工は、加熱
コイル１１によって温度が制御された状態で一定の温度
に維持される。溶融金属の加熱温度は、該金属融点上５
〜２００　ｔ：　４’，ｌ堆、望ましくは２０〜５０℃
＋′１堆のＺｌ′Ｉｌｉ段に加熱昇温し一定に保持する
、次に、炉上昇千段５、６によってｊｉ′１転冷却部材
８の近傍まで移動する。ここで近傍とは、回転冷却部材
下概ね２　０ｍｍ程１　２ 度の範囲を指し、望ましくは５〜１０ｍｍの範囲であれ
ば電磁誘導コイルによって容易に接触させることができ
る。次に、加熱コイル１】の出力電力を調撃し門転冷却
部材８と桜触する領域の湯面をｌ．．．　；７させ、温
度と接触深さを調整する。

また、金属フィラメントが製造されるに従って湯面位置
が変化するので、炉上昇千段５およびコイル電力を調整
して常に一定となる様に調整し安定して金属フィラメン
トを製造する。

ここで、加熱コイルによって湯面制御を行なう原理につ
いて簡即に説明する。第２図（ａ）は、溶解保持炉２の
縦断面を示す模式図である。加熱コイル１１は、一般的
にはソレノイト状コイルで構成され、コイルに電力即ち
電流（一般には交流）　１２を印加することによって誘
導磁場Ｂが生しる（図中では、交流電流のある瞬間の状
態を示す）。即ちコイルの軸力１ｆりに磁場が発上ずる
。−力、コイル内面と向い合う溶融金属にはコイル電流
と逆向きの電流１２ａ（渦電流）が誘導される。この時
、コイルによって生じる磁場中の物体に電流を印加１　
３ したことと同し原理即ちフレミングの左手の法則によっ
て電流と磁場のベクトル積によって力Ｆが生しる。この
力Ｆは、溶融金属の内向きに作用し収縮させる力となる
ことから一般にはビンヂカと称される。ピンチ力によっ
て炉内溶融金属の側而か収縮されることから、必然的に
溶融金属の自由表面である湯面がト昇することになる。

これによって溶融金属１の湯面は１ａのように炉体壁面
に対して内部が上昇した形状となる。

湯面上昇量は、加熱コイル形状、溶融金属の量およびコ
イル印加電力条件（周波数、電力）によって決定される
。しかし、木方式の場合、一度溶解保持炉を製作すれば
コイル形状、溶融金属溶解保持量は大きく変化しないの
で、湯面上昇量は加熱コイル電力によってぽぼー・義的
に決定される。

この際、木方式によって制御すべき湯面の上昇量は、金
属フィラメントのサイズによって決定されるが、金属フ
ィラメント厚さか高々１〜２ｍｍであることから容易に
上昇可能な高さである。

第２図（ｂ）は、この際に用いる炉の制御回路を示すブ
ロック図である。溶融金属の温度調整は、温度測定手段
１４によって温度を測定する。

温度測定千段１４は、溶解保持炉２の側面または上方か
ら挿入することで簡単に行なうことかできる。溶融金属
の湯面ば、湯面位置測定千段１３によって計測し電気信
号として出力される。以上の温度、湯面位置の検出手段
によって温度および湯面情報を加熱コイル１ｌおよび炉
−１−昇下降手段６の制御回路にフィードバックしてお
のおの出力が調整され湯面と温度が一定に維持される。

長時間の鋳造によって溶融金属抽出量が多くなると炉内
溶融金属の絶対量が減少するので、加熱コイルの出力調
整のみでは湯面を上昇できなくなるか、電力印加によっ
て目標温度より溶融金属の温度を越える可能性がある。

この場合には、温度および湯面信号を処理する場合に判
定ロジックを前段に設けて溶解保持炉の機械的上昇を行
なうかコイル電力調整による電気的制御を行なうか判定
することで実現可能である。

ここで、溶解炉自体の上昇はあくまでも湯面位１　５ 置の粗調整を行なう機能を主とし、コイル１１によって
微調整を行なうものであるが、炉七昇機構や炉体保持機
構のガタ、ゆるみなどを完全に防止すれば上界機構によ
って調整しても良い。

第３図は、溶解保持炉２に用いるコイルを２系統に分割
した例でコイル１１および１６からなる。また、コイル
は最低２系統に分割されれば十分であるが設備費の増加
を除けば湯面制御の機能上はこれ以上、即ち３系統以上
に分割しても何等問題がない。第３図（ａ）は炉縦断面
、（ｂ）は制御回路を示す。

第３図は、第２図の渇面制御を効率的に且つ確実に行な
うための手段を提供するものである。即ち、ソレノイド
状コイルによって渇面を上昇させる点ては、第２図に示
した方法と同゛一である。しかし、前述したように湯面
上昇量（ピンチカに相当）は、コイルに投入する電力、
電源周波数によって変化する。つまり同−投入電力であ
っても、電源周波数が、数十Ｈｚ、数百Ｈｚ、数千Ｈｚ
と増加するに従って、投入電力は渇面上昇させるビンチ
カ１　６ から加熱のための電力の占める割合か増加する方向に変
化する。即ち、定性的には周波数が低い領域ではピンチ
カが、周波数か高い領域では加熱が支配的に起こる。

以上のことから、電源周波数を変えることによって同し
加熱コイルでも加熱と湯面−［昇をある程度区別して行
なうことができる。

従って、第２図の単一コイルによっても電源側の周波数
が可変型とすることにより湯面制御と溶融金属の温度制
御保持も理論的に可能である。

しかし、木発明ではこれらの機能をより効果的に利用す
るためにコイルを分割する訳である。なお、本発明者ら
は、単一コイルを用いて可変周波数とすることにより湯
面制御と温度制御を達成できることを確詔した。イ０し
、工業上難しいことではないが周波数を変化させること
により、コイルを含めた負荷インピーダンスが変化する
のでインピータンスのマッチングを図る回路を設ける必
要がある。

第３図の様に電源を分割することで、インビー１　７ ダンスの整合の点で簡単に行なうことができ、温度制御
、湯面制御の点で極めて自由度が広がることになる。

第３図（ａ）は、コイルの高さ方向に２分割してそれぞ
れ独立した電源から電力を供給するものである。それぞ
れのコイルは基本的には異なった電源周波数の電源に接
続されており、特に限定をするものてはないが例えば湯
面近傍のコイルに高周波数側電源、炉底側に定周波数側
電源を桜続することで、湯面近傍の優先的加熱を行なっ
て湯面からの熱放散を防ＩＦシ下部コイルのみによって
湯面上昇を行なうことができる。

勿論、湯面からの熱放散より湯面上昇量を大きくしたい
場合には、Ｌ部コイルに低周波数を、下部コイルに高周
波数電源を接続することが有効である。

以上の点から、電源を異にすることにより上下コイルに
よる制御が可能である。また望ましくは電源周波数が可
変であれば、Ｅ述の操作をより柔軟に行なうことができ
る。

１　８ 第３図（ｂ）は、複数のコイルを用いた場合の制御ブロ
ックを示す。

コイルは１１および１６から構成され、湯面位置測定千
段ｌ３および温度測定千段ｌ４のイＪ；号がそれぞれ加
熱電源の制御回路に接続されている。湯面位１トＩ測定
千段１３からの信号は、炉上昇千段５、６川信号と共有
され前置型判定ロジック回路を通って分配される。

第４図（ａ）は、溶融金属溶解保持炉２の湯面近傍に電
磁制動装置１５を設（うた場合の烏瞼図である。第４図
（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）は、電磁制動製置を対＋Ｆリに
１組設けた場合の平而図、断面Ａ−ＡおよびＢＢの湯面
状態を示す模式図である。また、第４図（ｃ）　（ｆ）
　（ｇ）は、電磁制動装置を２組用いる場合の平面図、
直流電流印加および間欠電流印加を示す概念図である。

第５図は、（ａ）は電磁制動装置を用いた場合の溶融金
属溶解保持炉２の縦断面図、（ｂ）がその制御ブロック
図である３， 第４図および第５図を用いて、電磁制動力利用１９ 技術について詳述する。

静磁場中を物体が移動する場合、電磁作用によって物体
の運動速度を減衰する方向にローレンッ力が作用するこ
とが知られている。

第４図（Ｃ）　（ｄ）は、後述する実施例の湯面状態を
模式的に示したものであるが、磁場方向の湯面動揺は減
衰（Ｃ）され、直交方向（ｄ）にはあまり減衰しない。

従って、回転冷却部材８の幅が例えば炉「ｌ径の１／１
０〜Ｉ７５なと小さい場合には、電磁制動装置は（ｂ）
の１組設けた場合で十分であることが多い。また、冷却
部材８の幅を炉［−１径近くまて大きくし生産＋’Ｅを
向−Ｌさせる場合には、２組設けること（ｅ）が有効で
これによって溶融金属湯面全体を制動させることができ
る。

電磁制動装置を２紹設けそれぞれの電磁石に対して電流
を印加する場合、常に直流電流を投入する（ｆ）のと断
続的に投入する（ｇ）場合を採用することができる。通
常前者の形態にて適用し対向するコイルにＮ極Ｓ極を生
じさせて磁場を形成するものである。後者は、隣同士の
コイルによって生２　０ じるＮ，Ｓ極の干渉を防止するために時間をずらして投
入するものである。これら、２つの形式はいずれの方式
ても良く、効果的に湯面制動を可能とするが、電流投入
を時間で即ちオンオフを任意に変えられる構成が望まし
い。

更に、この電磁制動は電磁力を大きく（例えば、溶融金
属が鉄系の場合、０．５テスラ以−Ｌ）すれば溶融金属
流動をほぼ完全に抑えることが可能で、炉内の温度差に
よって生じる熱対流も抑制でき、溶融金属を付着凝固さ
せる場合重要な温度むらも同時に抑制することができ極
めて有効な手段である。

次に、第５図を用いて制御ブロックを詳細に説明する。

溶融金属１は、溶融金属溶解保持炉２に保持されるが、
溶解保持炉２は下部が加熱保持手段（加熱コイルなど）
１ｌ．電磁制動装置１５によって構成されている。溶融
金属保持炉２を上昇下降千段５および６によって回転冷
却部材８の近傍まて機械的に上昇せしめ、次にコイルｌ
１によって僅かに湯２１ 面を上昇せしめ回転冷却部材８に接触させ金属フィラメ
ント１０を得る。この際、コイル１１によって湯面を上
昇させる操作を開始する前に、電磁制動装置１５に電流
を投入し湯面近傍に湯面乱れを抑制する電磁場を作用さ
せておくことによって、ほぼ脈打ちのない湯面状態とし
て冷却部材８に接触可能でｑ′法形状に優れた金属フィ
ラメントを得ることができる。

この際の制御ブロック第５図（ｂ）は、温度測定ｆ段ｌ
４、湯面位慢測定千段Ｉ３によって溶融金属温度および
湯面位置が測定され一定に維持される。

即ち、温度および湯面情報を基に加熱コイル出力が、湯
面情報を基に電磁制動装置出力および炉上昇機構の駆動
がなされる。

［実施例］ 以下実施例、比較例を用いて説明する。

鋳造に用いた金属成分は実施例、比較例共に、０．０５
重量％Ｃ、０．２０重量％Ｓｉ、０．３０重量％Ｍｎ、
０．００５重量％Ｐ、０．００４重量％Ｓの低炭素鋼で
ある。

また、各試験条件で共通するのは、溶融金属溶解保持炉
、回転冷却部材形状であり、溶融金属溶解炉炉Ｉ二１径
φ３００ｍｍ　．深さ：１５０ｍｍ　、回転冷却部材は
銅合金製のロールて、径φ２００ｍｍ　、幅５０ｍｍ、
固周突起物形状は三角山型で環状、頂点角度９０度，頂
点幅０．５ｍｍで５条、円周方向分割数は２４本である
。これによって得られる金属フィラメン］・は、ファイ
ハー状で長さ約３　０ｍｍ、幅約０．５ｍｍ　，厚さ約
０．：ｌｍｍてある。以後、尖施例、比較例においては
、得られる金属フィラメントが短いので金属ファイハー
ないしは争にファイハーと、回転冷却部材を冷却ロール
ないしは単にロールと称する。

また、実施例、比較例の鋳造条件は、回転冷却ロール回
転数をＩＯＯｒｐｍ、溶鋼温度を１５７０℃とし、両者
同−条件で行なった。

次に、鋳造後金属ファイバーの寸法測定を行ない、厚さ
０．３ｍｍ±Ｏ．］＋ｎｍの範囲の集率を用いて歩留り
評価を行なった。

１）実施例１ 加熱コイル径３５０ｍｍ　，長さ４００ｍｍを用い、電
源２　３ は周波数１　０　０　０　１１　ｚ、１５０ＫＷを用い
た。溶鋼温度調整および冷却ロール回転後、溶解保持炉
を上昇させ冷却ロール下約５ｍｍの位置で停止し、その
後加熱コイルを用いて湯面を上昇させ冷却ロールに接触
させ、浸漬深さを０．５±Ｏ．Ｉｍｍの範囲で制御を行
ない約２０分間鋳造を行なった。

鋳造後、金属ファイバーの寸法測定を行なった結果、金
属ファイハー厚さが許容範囲０．３ｍｍ±０．１ｍｍに
入る集率（歩留り）は、７２％であった。

２）実施例２ 実施例２は、加熱コイルを２分割した場合である。

上部コイル径３５０＋ｎｍ　．長さ１５０ｍｍ　，下部
コイル径３５０ｍｍ長さ２５０ｍｍとし、電源は、−Ｌ
側に周波数］０００Ｈｚ、１５０Ｋｖ　　（上記電源を
流用〉を用い、下側には周波数１６０１１ｚ　、５０Ｋ
ｗを用いた。

本実施例では、湯面の放散熱か大きかったので上側を高
周波数側としたが、逆でも構築可能である。

溶鋼の温度維持には、上部コイルに約３０〜３５ＫＷ２
　４ を投入することで温度が平衡した。また、−ト側のコイ
ルは、低周波数で主に溶鋼の湯面−上昇に用いるもので
あるが、コイル電流約５００八投入することで５＋ｙ＋
ｍ程度、２０００ＡでＩ　５ｍｍ程度七昇した。

溶鋼温度調幣および冷却ロール四転後、溶解保持炉を上
昇させ冷却ロール下約５ｍｍの位置で停止し、その後加
熱コイルを用いて湯面を上昇させ冷却ロールに接触させ
、浸漬深さを０，５±Ｏ．ｌｍｍの範囲で制御を行ない
約２０分間鋳造を行なった。

鋳造後、寸法測定を行なった結果金属ファイバーの歩留
りは、８８％であった。

３）実施例３ 加熱コイルは、径３５０ｍｍ　、長さ２５０ｍｍとし、
電源には上記と同し１０００Ｈｚ．＋５０Ｋｗを川いた
。

電磁制動装置は、１組の電磁石を用い溶鋼湯面を通る電
磁場は約０．７テスラを与えることがてきる。一個の電
磁石の大きさは、幅か約５００ｍｍ　．高さが約２００
ｍｍである。

溶鋼温度調整および冷却ロール回転後、電磁石に０．７
テスラの静磁場を与え、続いて溶解保持炉２　５ を上昇させ冷却ロール下約５ｍｍの位置で停止し、その
後加熱コイルを用いて湯面を上昇させ冷却ロールに桜触
させ、浸漬深さを０．５±０．ｌｍｍの範１用で制御を
行ない約２０分間鋳造を行なった。

その結果、一方向の磁場であるため湯面動揺は、磁場力
向の動揺か激減した。回転ロール接触によって得られた
、歩留りは約９０％で上記実施例と比べ若干改善された
。

４）実施例４ 実施例３と同し構成の加熱コイル径：ｌ５０ｍｍ　，長
さ２５０ｍｍ　、電源周波数１　０　０　０　８　７．
、１５０Ｋｗを用い、電磁制動装置のみ２組の対向電Ｗ
ｔ石を用いた。

電磁力は、それぞれ０．７テスラで２コイルとも通電し
た場合は約１テスラの磁場を与えることかできる。

溶鋼温度調整および冷却ロール回転後、電磁制動装置に
通電しおのおの０．７テスラの磁場を発生させ、次に溶
解保持炉をＬ昇させ冷却ロール下約５ｍｍの位置で停止
し、その後電磁制動装置下部の加熱コイルを用いて湯面
を上昇させ冷却ロールに２　６ 接触させ、浸漬深さを０．５±Ｏ．ｌｍｍの範囲て制御
を行ない約２０分間鋳造を行なった。

その結果、金属ファイバー厚さが許容範四〇．３ｍｍ±
０．１ｍｍに入る歩留りは９６％で最も集率が高く、平
均０．３］ｍｍでばらつきが少ないものが得られた。

５）比較例 抵抗体間接加熱方式溶解炉を使用。抵抗体間接溶解炉は
炉径３００ｍｍ　、長さ１５０ｍｍで、発熱体は黒鉛を
使用し、るつぼを間接加熱するものである。

従って、間接加熱方式であるので溶鋼湯面の−１二昇を
行なうことができない構造の溶解炉である。

また、冷却ロール側に」二下動機構を設け、設定精度０
．１ｍｍの強度を有ずる様設計製作を行ないロール上下
で浸漬量を調整する装置とした。

実験方法は、溶鋼温度調整および冷却ロール回転後、溶
解保持炉上に冷却ロールを徐々に下降させ溶鋼面に接触
させ、浸漬深さを０．５ｍｍとして約ＩＯ分間鋳造を行
なった。また、鋳造中は湯面検出信号によりロールを下
降させた。

２　７ しかし、鋳造後金属ファイバーの寸法測定を行ない金属
ファイハーの歩留りを評価したところ、集率が著しく低
く２８％にすぎなかった。

また、得られたファイハ−ｙｆさの平均イ〆１は０．１
５ｍｍでほぼ良好に見えたが、ばらつきが太き＜　０．
２５ｍｍにも達した。

これは、Ｅ記実施例より著しく劣る結果であった。その
主な原因は、湯面の乱れによる接触時間の変動や湯面か
らの放熱による局部的温度変動によって生しる凝固イ４
着量の変動によるものと考えられる。

特に、湯面検出信号を用いて機械的運動機構によって下
降させたため、ガタなどが避けられないこと、熱変形に
よって接触量か変化すること、電気的手段の様に滑らか
な相対運動を与えることが困難であることなどが考えら
れる。

従って、）′Ｅ気的手法と機械的手法を組合せることに
よって、円滑で且つ精密な制御か可能で結果的に良好な
金属ファイハーを製造てきたものと推定される。

２　８ 最後に、上記手法によって得られた金属ファイバーの機
械的特性値は、鋳造ままで引張強度４０Ｋｇ『／ｌＴｌ
ｍ２以上、焼入れ焼戻し後９０Ｋｇ／ｍｍ２で高強度で
あり、　ＩＩ’ｌＯ゜繰返し曲げＰトも良好な金属ファ
イバーで、コンクリート補強用金属ファイバーとして何
等問題なく実用可能であることを確認した。

［発明の効果］ 以−ｌ二示したように、溶融金属材料溶解保持用灯ｉ内
溶融金属と高速回転ずる冷却部材を接触させ溶融金属を
フィラメントの形態で凝固させてフィラメント材料を製
造するに際し、溶融金属材料用溶解保持炉を上ド動およ
び湯面を部分的に上シ，１せしめる電磁力および／ある
いは電磁制動力を用いることによって、溶融金属面と回
転冷却部材の接触状態を高精度に制御することによって
良好な金属フィラメントを効率良く製造できることを示
した。

従って、本発明方法によって製品品質の向−Ｌを達成す
ることは勿論、製品歩留りを飛躍的に改善でき、ひいて
は製造コストを大幅に低減できるも２　９ のであり、産業上極めて有益な発明と言える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の金属フィラメンｌ・製造装置を示す
鳥瞼図。 第２図は、溶融金属湯面を部分的に上昇せしめる電磁力
付り′，装置を示す平面図。 第３図は、溶融金属溶解炉を２つ以上の加熱装置で構成
した金属フィラメント製造用溶解保持炉の装置平１ｎ■
同。 第４図は、溶融金属の湯面変動を電気的即ち電磁気力に
よって抑制する装置の鳥脆図および電磁制動模式図。 第５図は、電磁制動装置を組込んだ溶解炉縦断面図およ
び制御回路図。 １・・・溶融金属、２・・・溶融金属溶解保持炉、３・
・・溶解保持炉保持手段、４・・・炉傾動手段、５・・
・炉−｝二昇下降手段、６・・・炉上昇下降駈動手段、
７・・・炉傾動駆動手段、８・・・金属フィラメント製
造用回転冷却部材、９・・・冷却部材回転手段、１０・
・・金属フィラメント、１１・・・溶解保持炉加熱手段
（誘導加熱コイ３　０ ル）、１２・・・加熱コイル電流方向（紙面に対し裏側
から表側に向った電流）、ｌ２ａ・・・誘導加熱によっ
て溶融金属に生じる渦電流（紙面に対して表側から裏側
に向って流れる電流）、１３・・・溶融金属湯面位置測
定手段、ｌ４・・・溶融金属温度測定手段、１５・・・
溶融金属電磁制動コイル、１６・・・独立誘導加熱コイ
ル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融金属材料溶解保持用炉内溶融金属と高速回転す
   る冷却部材を接触させ、これにより溶融金属をフィラメ
   ントの形態で凝固させてフィラメント材料を製造するに
   際し、前記溶融金属材料用溶解保持炉内溶融金属の湯面
   を電磁力を用いて部分的に上昇せしめ該冷却部材と接触
   させることを特徴とする金属フィラメントの製造方法。 ２、溶融金属材料溶解保持用炉内溶融金属と高速回転す
   る冷却部材を接触させ、これにより溶融金属をフィラメ
   ントの形態で凝固させてフィラメント材料を製造するに
   際し、前記溶融金属材料溶解保持炉に２個以上の電磁誘
   導装置を設けそれぞれ独立した電源を用い加熱および湯
   面を上昇させることを特徴とする金属フィラメントの製
   造方法。 ３、溶融金属材料溶解保持用炉内溶融金属と高速回転す
   る冷却部材を接触させ、これにより溶融金属をフィラメ
   ントの形態で凝固させてフィラメント材料を製造するに
   際し、前記溶融金属材料溶解保持炉内溶融金属の湯面に
   電磁制動力を作用させ湯面の動揺を防止し該冷却部材と
   安定して接触させることを特徴とする金属フィラメント
   の製造方法。