JPH0415395Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案は電磁場鋳造装置に係り、特にその構造
の簡略化および冷却効率の向上が効果的に図られ
得る電磁場鋳造装置に関するものである。

（従来技術とその問題点） 金属、特にアルミニウム若しくはその合金の連
続鋳造法（半連続鋳造法をも含む。以下同じ）の
一種としての電磁場鋳造法は、良く知られている
ように、漸次下降せしめられる底台上において垂
直方向に形成される金属溶湯柱を、電磁場にて保
持しつつ、該溶湯柱の下部に形成される凝固鋳塊
部位に冷却水を噴出せしめて、該凝固鋳塊部位を
介して、かかる溶湯柱を連続的に冷却し、凝固せ
しめることにより、連続的に鋳塊を製造する手法
であつて、平滑な鋳塊表面が得られると共に、組
織的にも優れた鋳塊を得ることができるところか
ら、近年、その採用が大いに期待されている。

ところで、このような電磁場鋳造法にあつて
は、従来のダイレクトチル鋳造法に用いられるよ
うな、金属溶湯に直接的に接触する水冷鋳型は用
いられず、その代わりに、特公昭50−2787号公報
等に示されている如き、磁場発生用コイル、磁場
遮蔽用スクリーンおよび冷却水供給ジヤケツトか
ら構成される鋳造装置が用いられることとなる。

そして、このような構造の電磁場鋳造装置にお
いては、磁場発生用コイルが、それに供給される
大電流によつて発熱し、また、磁場遮蔽用スクリ
ーンも誘導電流によつて発熱するようになるため
に、それぞれ、冷却水を供給して冷却する必要が
あり、更に冷却水供給ジヤケツトに対しては、溶
湯柱を冷却、凝固させるための冷却水を供給する
必要がある。即ち、このように電磁場鋳造装置に
あつては、コイル用、スクリーン用および溶湯柱
用の３つの冷却水の系統が必要とされるのであ
り、そしてこれらの冷却水系を相互に独立的に構
成した場合には、鋳造装置の構造の複雑化および
大型化が惹起され、その製造および取扱いが極め
て困難となるのである。

そこで、このような鋳造装置の構造の複雑化を
できるだけ防止するために、例えば特開昭60−
203342号公報や米国特許第4004631号明細書にお
いては、スクリーン用と溶湯柱用の冷却水系を同
一とし、コイル用の冷却水系のみを独立とした構
造や、或いはコイル用と溶湯柱用の冷却水系を同
一とし、スクリーン用の冷却水系のみを独立とし
た構造等が提案されている。

しかしながら、このように２つの冷却水系とさ
れた構造の鋳造装置にあつても、従来の構造の複
雑さおよび大型化が完全に解決されたものとは言
い得ず、加えてそれら２つの冷却水系を構成する
部材は、通常、別体にて形成されて、ボルト等に
よつて相互に取り付けられるようにされていると
ころから、鋳造開始の際の鋳造装置の正確なセツ
テイングが難しく且つ面倒である等といつた問題
をも、内在していたのである。

（解決手段） ここにおいて、本考案は、上述の如き事情を背
景として為されたものであつて、その特徴とする
ところは、垂直方向に形成される金属溶湯柱を電
磁場にて保持しつつ、該溶湯柱の下部に形成され
る凝固鋳塊部位に冷却水を噴出せしめて、該凝固
鋳塊部位を介して前記溶湯柱を連続的に冷却し、
凝固せしめることにより、連続的に鋳塊を製造す
る電磁場鋳造に用いられる鋳造装置において、該
溶湯柱の周りに配置される筒状の冷却水ジヤケツ
トの筒壁内面上部を磁場遮蔽用スクリーンにて構
成すると共に、該筒壁内面下部を磁場発生用コイ
ルにて構成し、且つかかるコイルへの給電用ブス
バーを前記冷却水ジヤケツトの下端下方において
水平方向に配置する一方、前記冷却水ジヤケツト
の筒壁内において、その外周側部位に第１室を、
前記コイルの背部に位置するように第２室を、前
記スクリーンの背部に位置するように第３室を、
それぞれ設けると共に、それら第１室と第２室及
び第２室と第３室をそれぞれ連通せしめ、更に前
記スクリーンとコイルとの間の冷却水ジヤケツト
筒壁内面に前記第３室に通ずる冷却水噴出口を設
けて、前記冷却水ジヤケツトの第１室に供給され
た冷却水が該第１室から前記第２室、更には前記
第３室へと順次導かれて、前記コイル及び前記ス
クリーンが冷却されるようにすると共に、かかる
冷却水が前記冷却水噴出口より前記凝固鋳塊部位
に向かつて噴き付けられるようにしたことにあ
る。

（考案の効果） 従つて、このような本考案に従う構造とされた
電磁場鋳造装置にあつては、磁場発生用コイルお
よび磁場遮蔽用スクリーンが、冷却水ジヤケツト
と一体的に構成されると共に、それらコイル、ス
クリーンの冷却および溶湯柱に対する冷却が、１
系統の冷却水によつて行なわれることとなるとこ
ろから、その構造の簡略化およびコンパクト化が
極めて効果的に達成され得るのである。

そして、それによつて鋳造開始の際における鋳
造装置の正確なセツテイングが容易となると共
に、鋳造装置の多連装化も容易となり、鋳造作業
の迅速化および生産性の向上が有効に図られ得る
こととなるのである。

さらに、かかる鋳造装置にあつては、冷却水系
が１系統とされていることによつて、消費される
冷却水量を、従来の２或いは３系統のものに比し
て、実質的に減少させて、コイルおよびスクリー
ンをより有効に冷却することが可能となり、冷却
効率が効果的に向上され得ることとなるのであ
る。

加えて、本考案に従う構造とされた鋳造装置に
あつては、コイルへの給電用ブスバーが、従来の
鋳造装置のように冷却水ジヤケツト内を貫通する
ことなく、その下端下方において、水平方向に配
置されることとなるところから、かかる鋳造装置
の構造の簡略化がより有効に図られ得て、その製
造が容易となるといつた利点をも有しているので
ある。

（実施例） 以下、本考案を更に具体的に明らかにするため
に、本考案の一実施例について、図面を参照しつ
つ、詳細に説明することとする。

先ず、第１図には、本考案に従う構造とされた
電磁場鋳造装置の概略が示されている。

この図において、１０は底台であつて、その上
方に配されたノズル１２を通じて、アルミニウム
やその合金等の金属溶湯１４が、該底台１０上に
供給され、それによつて溶湯柱１６が形成される
ようになつている。なお、このノズル１２には、
図示はされていないが、フロート装置などの適当
なレベル制御機構が設けられており、底台１０上
における湯面が一定のレベルに保持され得るよう
になつている。

そして、かかる底台１０上に形成される溶湯柱
１６の周りには、その全周に亘つて位置するよう
に、角型筒状の鋳造装置１８が配設されており、
後述するように、該鋳造装置１８のコイルにて発
生せしめられる電磁場（電磁力）によつて、かか
る溶湯柱１６のうち、未だ溶融状態にある溶湯部
位１４の側面が保持され、コイル形状と相似形
（本実施例においては略矩形平面形状）の溶湯柱
１６が形成されるようになつているのであり、更
に、この溶湯柱１６の下部に形成された凝固鋳塊
部位１７の外表面に対して、鋳造装置１８から冷
却水が放出され、冷却、凝固せしめられると共
に、この生成鋳塊が底台１０の下降によつて連続
的に下方に引き抜かれることによつて、目的とす
る鋳塊が連続的に得られるようになつているので
ある。

より詳細には、かかる鋳造装置１８は、第２図
に示されているように、冷却水ジヤケツト２０、
スクリーン２２、およびコイル２４から構成され
ており、全体として筒状断面を有する矩形枠状平
面形態をもつて形成されている。即ち、この鋳造
装置１８を構成する冷却水ジヤケツト２０は、内
周側に開口する略コ字状断面の矩形枠形状を有し
ており、そしてその内周側開口部を全周に亘つて
覆蓋するように、板状のスクリーン２２およびコ
イル２４が、一体的に取り付けられているのであ
る。

また、この鋳造装置１８の中空内部には、それ
ぞれが周方向に同一断面をもつて連通する、第１
室２６、第２室２８および第３室３０の、３つの
空間が画成されている。即ち、冷却水ジヤケツト
２０の外周壁部３２に対して、内周側に所定距離
隔てた位置に、略平行に隔壁３４が形成されてい
ることによつて、それら外周壁部３２と隔壁３４
との間において、第１室２６が画成されているの
であり、また該隔壁３４から内周側に所定距離隔
てた位置において、冷却水ジヤケツト２０の上側
壁部３６に対して略Ｌ字形状の隔壁３８が立設さ
れており、該隔壁３８と冷却水ジヤケツト２０の
下側壁部４０との間の開口部が、前記コイル２４
にて覆蓋されていることによつて、それら隔壁３
４，３８およびコイル２４との間において、第２
室２８が画成されている。そして、更に、該隔壁
３８と冷却水ジヤケツト２０の上側壁部３６との
間の開口部が、前記スクリーン２２にて覆蓋され
ていることによつて、それら隔壁３８とスクリー
ン２２との間において、第３室３０が画成されて
いるのである。

そして、それら第１室２６と第２室２８とが、
隔壁３４の下部において、複数個の連通孔４２を
介して、また第２室２８と第３室３０とが、隔壁
３８の上部において、複数個の連通孔４４を介し
て、それぞれ連通せしめられていると共に、第３
室３０においては、隔壁３８の内周側先端周縁部
とスクリーン２２との間に、冷却水噴出口として
の、所定角度下傾したスリツト４６が、周方向に
連続して形成されている。なお、図示はされてい
ないが、かかる冷却水ジヤケツト２０には、冷却
水供給口が設けられており、該供給口を介して、
第１室に対する冷却水の供給が行なわれるように
なつている。

また、第２室２８の内周側壁部を構成するコイ
ル２４にあつては、第３図に示されているよう
に、給電用ブスバー４８，４８が、その下端部か
ら水平方向に延び出す状態で設けられており、そ
れによつて第２図に示される如く、冷却水ジヤケ
ツト２０に対する取付時において、かかるブスバ
ー４８，４８が、冷却水ジヤケツト２０内を貫通
することなく、その下側壁部４０下面に沿つて、
水平方向に配置されて、外方に取り出され得るよ
うになつている。

なお、これら冷却水ジヤケツト２０、スクリー
ン２２およびコイル２４の材質としては、特別に
限定されるものではなく、従来と同様のものが何
れも採用され得るものであり、例えば冷却水ジヤ
ケツト２０にあつては、ポリ塩化ビニル等が、ス
クリーン２２にあつては、ステンレス鋼などの非
磁性金属が、またコイル２４にあつては銅などの
導電材料が、それぞれ好適に用いられることとな
る。

そして、このような構造とされた鋳造装置１８
は、第１図に示されているように、底台１０と同
心的にセツトせしめられるのであり、その鋳造時
において、コイル２４に対して大電流が給電され
ることにより、溶湯柱１６の周囲に電磁場が形成
され、この電磁場によつて溶湯柱１６に対する半
径方向の圧力が作用せしめられる一方、スクリー
ン２２によつて、かかる溶湯柱１６のうち静水圧
の小さな上部に作用する電磁圧が減少せしめられ
ることによつて、該溶湯柱１６が凝固するまでの
形状の制御が為されるようになつているのであ
る。また、この鋳造装置１８にあつては、かかる
鋳造に際して、第１室２６に対して冷却水が供給
されることとなるのであり、そしてその冷却水
は、第１室２６から連通孔４２を介して第２室２
８内へ、更に第２室２８から連通孔４４を介して
第３室３０へと、順次導かれ、その後第３室の内
周面下部に設けられたスリツト４６から、所定の
放出角度をもつて、溶湯柱１６の凝固部位１７外
表面に向かつて噴き出されることとなる。

すなわち、かかる鋳造に際して、大電流の給電
によつて発熱するコイル２４および電磁場の作用
によつて発生される誘導電流によつて発熱するス
クリーン２２が、それぞれ、第１室に供給される
冷却水が第２室２８および第３室３０に導かれ、
それらの内側面に接触されることによつて、冷却
されることとなるのであり、更にこの冷却水がス
リツト４６から放出され、溶湯柱１６の凝固部位
１７の外表面に向かつて噴き付けられることによ
つて、該溶湯柱１６が連続的に冷却、凝固せしめ
られ、以て底台１０の下降によつて目的とする鋳
塊が連続的に製造されることとなるのである。

従つて、上述の如き構造とされた鋳造装置１８
を備えた電磁場鋳造装置にあつては、コイル２
４、スクリーン２２および溶湯柱１６に対する冷
却を行なうための冷却水系が、１系統の水系にて
構成されていると共に、コイル２４およびスクリ
ーン２２が冷却水ジヤケツト２０に対して一体的
に取り付けられることによつて、かかる鋳造装置
１８が構成されているところから、その構造の簡
略化およびコンパクト化が極めて有効に達成され
得るのであり、その製造性および取扱性が効果的
に向上され得ることとなるのである。

そしてまた、かかる鋳造装置１８が、コイル２
４およびスクリーン２２を含む一体的構造とされ
ていることによつて、鋳造開始の際における鋳造
装置の正確なセツテイングが容易に行なわれ得る
と共に、鋳造装置の多連装化も容易とされるとこ
ろから、鋳造作業の迅速化および生産性の向上が
有効に図られ得るのである。

さらに、冷却水系が１系統とされていることに
よつて、消費される冷却水量を、従来の２或いは
３系統のものに比して、実質的に減少させつつ、
コイル２４、スクリーン２２おおび溶湯柱１６に
対して、より多くの冷却水を接触させることが可
能となり、その冷却効率が効果的に向上され得る
こととなるのである。また、かかる鋳造装置１８
にあつては、外周側部位において、周方向に連通
する第１室２６を備えており、冷却水は、先ず、
該第１室２６に対して供給された後、隔壁３４に
形成された複数の連通孔４２を介して、第２室２
８へ、更に隔壁３８に形成された複数の連通孔４
４を介して、第３室３０へ導かれるようになつて
いるところから、コイル２４、スクリーン２２、
更には溶湯柱１６に対する冷却が均一に為され得
て、その優れた冷却効率がより有効に発揮され得
ることとなるのである。

加えて、かかる鋳造装置１８にあつては、コイ
ル２４への給電用ブスバー４８が、冷却水ジヤケ
ツト２０内を貫通することなく配され得るところ
から、その構造の簡略化がより有効に図られ得、
以て製造が容易となるといつた利点をも有してい
るのである。

以上、本考案に従う構造とされた電磁場鋳造装
置の一実施例について詳述してきたが、これは文
字通りの例示であつて、本考案は、そのような例
示の具体例にのみ限定して解釈されるべきもので
はない。

例えば、前記実施例における鋳造装置１８にあ
つては、矩形枠体形状をもつて形成されていた
が、その形状は、目的とする鋳塊の形状に応じて
決定されるべきものであることは言うまでもな
く、該鋳造装置１８内に画成される３つの空間
（第１〜３室）の形状としても、かかる具体例に
限定されるものではない。尤も、コイル２４およ
びスクリーン２２の冷却効率上、第１室２６、第
２室２８および第３室３０内における冷却水の滞
流の発生が、できるだけ防止され得る形態をもつ
て形成されるべきである。

また、前記実施例にあつては、第１室２６、第
２室２８および第３室３０の相互間の連通が、連
通孔４２，４４によつて為されるようにされてい
たが、それらをスリツト状等の形態をもつて形成
するようにしてもよい。

その他、一々列挙はしないが、本考案は、当業
者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良な
どを加えた態様において実施され得るものであ
り、またそのような実施態様が、本考案の趣旨を
逸脱しない限りにおいて、何れも本考案の範囲内
に含まれるものであることは、言うまでもないと
ころである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例としての電磁場鋳造
装置を示す概略断面図であり、第２図はかかる鋳
造装置の断面拡大説明図であり、第３図はかかる
鋳造装置に用いられるコイルを示す斜視説明図で
ある。 １０……底台、１４……金属溶湯、１６……溶
湯柱、１７……凝固鋳塊部位、１８……鋳造装
置、２０……冷却水ジヤケツト、２２……スクリ
ーン、２４……コイル、２６……第１室、２８…
…第２室、３０……第３室、３４，３８……隔
壁、４２，４４……連通孔、４６……スリツト、
４８……給電用ブスバー。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 垂直方向に形成される金属溶湯柱を電磁場にて
   保持しつつ、該溶湯柱の下部に形成される凝固鋳
   塊部位に冷却水を噴出せしめて、該凝固鋳塊部位
   を介して前記溶湯柱を連続的に冷却し、凝固せし
   めることにより、連続的に鋳塊を製造する電磁場
   鋳造に用いられる鋳造装置において、 該溶湯柱の周りに配置される筒状の冷却水ジヤ
   ケツトの筒壁内面上部を磁場遮蔽用スクリーンに
   て構成すると共に、該筒壁内面下部を磁場発生用
   コイルにて構成し、且つかかるコイルへの給電用
   ブスバーを前記冷却水ジヤケツトの下端下方にお
   いて水平方向に配置する一方、前記冷却水ジヤケ
   ツトの筒壁内において、その外周側部位に第１室
   を、前記コイルの背部に位置するように第２室
   を、前記スクリーンの背部に位置するように第３
   室を、それぞれ設けると共に、それら第１室と第
   ２室及び第２室と第３室をそれぞれ連通せしめ、
   更に前記スクリーンとコイルとの間の冷却水ジヤ
   ケツト筒壁内面に前記第３室に通ずる冷却水噴出
   口を設けて、前記冷却水ジヤケツトの第１室に供
   給された冷却水が該第１室から前記第２室、更に
   は前記第３室へと順次導かれて、前記コイル及び
   前記スクリーンが冷却されるようにすると共に、
   かかる冷却水が前記冷却水噴出口より前記凝固鋳
   塊部位に向かつて噴き付けられるようにしたこと
   を特徴とする電磁場鋳造装置。