JPH0418933B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は鋼などの金属の連続鋳造に関する。

［従来技術］ 従来より、一般に鋼のビレツトを作るための水
平式連続鋳造においては、溶融した鋼が水平方向
に冷却された鋳型の中を通過して、そこで固化さ
せられる。鋳型は、その鋳型の中を通過するとき
冷却固化された鋼を鋳型の壁から引き離し、ま
た、鋳造された鋼を鋳型から取出すため、機械的
振動装置を用いることによつて前後方向に振動さ
せられる。

［発明が解決しようとする問題点］ 鋳型から連続的に鋳造された鋼を取出すために
必要なこの振動は往々割れや引つかき傷などの表
面欠陥を惹起し、また一般的に表面粗度を大きく
する。このような欠陥のある製品はそのままの状
態で圧延機にかけることができない。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、冷却された延長する鋳造域を通して
溶融金属を通過させてこれを固化させ、固化した
金属をその成形ゾーンから取出すという鋼などの
溶融金属の連続鋳造の方法であつて、成形ゾーン
の中の溶融金属を速い脈動波の高強度の磁界の影
響下におくことによつて、溶融金属のその内方へ
のたわみを生じさせるような方法を提供するもの
である。

本発明による鋼などの連続鋳造の改良された方
法では、長さ方向の振動を用いない故、既存技術
において見られるような欠陥が製品に生ずること
がない。

本発明の１実施態様においては、鋳型は電気伝
導性の材料でできていて、電磁コイルがこれを取
巻いており、鋳型の中の溶融金属はこのコイルに
通される脈動波形の直流電流によつて生ずる脈動
波形の磁界の影響下におかれる。

通例、約50μsの間持続する高強度の磁界が、コ
イルを通る電流の１パルスごとに生ずる。その結
果、鋳型の中で誘起される渦電流がコイルの磁界
と作用し合つて磁界と鋳型の相互間の斥力が生
じ、その結果、鋳型が僅かに内方にたわんで冷却
されている溶融金属を圧縮し、磁界が消滅したと
き、冷却固化された金属は鋳型の壁から離れるこ
ととなる。このようにして、振動によつて取出す
方式において見られるような製品表面の欠陥は生
ずることがなく、鋳型の中での金属の適正な連続
した流れが実現される。

本発明による方法を用いて冷却され、できた鋼
のビレツトは実質的に表面欠陥がない故、圧延し
て最終製品とすべく、そのまま圧延機にかけられ
る。

本発明はまた、本発明による方法を実施するた
めの装置を提供するものである。すなわち、本発
明は、延長する管状で鋳造用の空所をその中に有
し、１端には溶融金属の入口を、他端にはビレツ
ト形状の固化した金属の出口を有する電気伝導性
の材料で作られた鋳型と、管状の鋳型の外面をこ
れとの間に距離をおいて取囲み、冷却水が一端か
ら他端へと流れる環状断面の流路を形成している
中が空所になつた環状体ハウジングと、環状断面
の流路の１端と連通し、また、冷却水の入口と連
通しているが環状体ハウジングとは連通していな
い第１の空所を囲む第１の環状ハウジングと、環
状流路の他端と連通し、また、冷却水の出口と連
通しているが、環状体ハウジングとは連通してい
ない第２の空所を囲む第２の環状ハウジングと、
脈動する直流電流を通ずれば、その結果生ずる脈
動する高強度の磁界が、鋳造のための空所の断面
寸法を減らすよう管状の鋳型と組合つていて、電
流を通じるとこれに磁界を与える電磁コイルを有
する金属の連続鋳造に適する鋳造装置を提供す
る。

［実施例］ 本発明について以下図面を用いてさらに説明す
る。

第１図において、溶融した鋼あるいはその他の
金属の連続鋳造に適する鋳型１８には延長する空
所１２があり、その１端に鋳造されるべき溶融し
た鋼をタンデイシユ（図には示さない）から受入
れるための入口１４、他端に冷却固化した鋼など
の金属の出口１６がある。

図示の実施態様においては、延長する空所１２
は円形や断面をもつているが、他の断面形、例え
ば長方形やドツグボーン形の断面形もそれに応じ
た形の棒鋼あるいは鋼板を作るため用いられる。
延長する空所１２は円筒形の内面１９をもつた管
状の鋳型１８の中に形成されている。

この管状の鋳型１８は、その中で磁界が生成さ
れる材料であつて、また溶融した金属がそこを通
過するとき固体の状態を維持するような手頃の電
気伝導性材料で作られる。適当な構造材料の１つ
は銅であるが、それは他の金属との合金として強
靭性を高めた銅であつてよい。

第１図および第２図に示す実施態様では、鋳型
１８は水平におかれているので溶融金属は成形用
空所１２の中を水平方向に流れる。詳しくは後述
する本発明の原理は、鋳型の姿勢や溶融金属の流
れ方向がどうであつても応用できる。すなわち、
垂直方向の姿勢で溶融金属の流れが上向きあるい
は下向きの場合、傾斜した姿勢で溶融金属の流れ
が上りあるいは下りの場合にも応用できる。

環状の冷却流路２０は管状の鋳型１８の外表面
２１を取囲んでいる。鋳造用空所１２の入口端１
４の近くにおいて、冷却流路２０の上流端はハウ
ジング２４で囲まれた環状空所２２と連通してお
り、この空所２２には、そこを通つて冷却流路２
０に流れ込む新しく供給される冷却水の入口流路
２６がついている。鋳造用空所１２の出口端１６
の近くにおいて、冷却流路２０の下流端はハウジ
ング３０で囲まれた第２の環状空所２８と連通し
ており、この空所２８には、使われた冷却水がそ
こから出るための出口流路３２がついている。も
し望まれるならば、流路２６および３２での冷却
水の流れ方向を逆にすることにより、冷却流路２
０での流れ方向を逆にすることもできる。

冷却流路２０を取囲んで一方に長い環状体ハウ
ジング３４があり、その内壁部分が冷却流路２０
の外周面を形成しているが、この内壁部分にある
螺線形の溝３７の中にコイル巻線３６が、この内
壁の半径方向で内側の表面に近接するよう取付け
られている。環状体ハウジング３４は、１例とし
ては銅であるが、その中で磁界が生成される手頃
な導電材料で作られうる。コイル巻線３６は、ハ
ウジング３４を通じて短絡が起らないよう、螺線
形溝３７との間を絶縁されている。

コイル巻線３６の両端はリード線３８，４０に
それぞれ接続されており、これらリード線は、コ
イル巻線を通して周期的に短時間持続する電流が
流れ、それにより短時間持続する高強度の磁界が
生ずるよう、脈動波形の直流電源に接続されてい
る。

図示の装置の運転においては、溶融した鋼ある
いはその他の溶融金属が鋳造用空所１２の入口１
４に供給される。冷却水は入口管２６を通つて環
状の冷却流路２０へ、そしてそこから出口管３２
へと流れる。タンデイシユの中で溶融金属が圧力
をもつている故、溶融金属は鋳造用空所１２を連
続的に流れる。冷却流路２０の働きにより、鋳造
用空所１２の内壁面１９に最も近接した金属は冷
却されて固化し、それより半径方向内側にある金
属は溶融状態のままであるが、最終的には全断面
積にわたつて金属は固化し、中実のビレツトの形
で鋳造用空所１２の出口１６から取出される。

本発明によれば、電磁コイル３６を取巻く高強
度の磁界を生成するため、周期的にコイル巻線３
６に周波数が通常約1000Hzまでの短時間持続する
直流パルス電流が与えられる。この磁界は、持続
時間が通常約10〜約100μsという短時間で、強度
が通常約5000〜約20000Aという高強度である。

コイル巻線３６によつて作られる磁界は、溶融
金属の断面積寸法がその磁界が適用されている間
は収縮するという結果を生むような多重な斥力作
用を生ずる。この磁界は、環状体ハウジング３
４、鋳型１８および溶融金属に渦電流を誘起さ
せ、それら渦電流が磁界と互いに作用し合つて、
相互間の斥力が生じるのである。

環状体ハウジング３４は結果として僅かに半径
方向内側に変形して動くこととなり、その結果、
冷却流路２０の中の冷却水の圧力が変り、それが
鋳型１８に伝わる。この圧力と上記相互間の斥力
の効果が相俟つて、鋳型１８もまた僅かに半径方
向内側へ変形して動き、溶融金属に圧力を及ぼし
てその断面寸法を収縮させることとなる。この収
縮は金属の中の渦電流によつて起る相互間の斥力
にも助けられるが、この働きは鋳型１８によつて
生じる収縮力に比べると小さいものである。

直流電流のパルスとパルスの間の期間において
は、磁界およびそれによつて起る渦電流はおさま
り、ないし低下し、鋳型１８や環状体ハウジング
３４はそれらの元の位置に復帰する。溶融金属
は、冷却流路２０に冷却水が流れていることによ
る冷却作用の結果として固化した金属の表皮をも
つている故に、次のパルスが再び鋳型１８の半径
方向内側への変形運動を生じる前においては、鋳
型１８ほどには応力を解消されない。

以上の過程は個々のパルスが与えられる度に繰
返され、金属は鋳型１８を通つて流れて行く。金
属が鋳造用空所を通つて進むに従い、その断面の
うちで固化した金属の部分が増加するので、鋳造
用空所の下流に進むに従い、金属の半径方向のた
わみの度合が減少する。それ故に、鋳型１８の半
径方向の急速な反覆運動によつて、鋳造用空所の
内壁面から効果的に金属が引き離される。

［発明の効果］ それ故に、従来技術で行なわれているような長
さ方向の往復振動を利用しないでも、鋳造用空所
１２から連続的に、鋳造された製品を取出すこと
ができる。金属は鋳造用空所の中を連続的に下流
への一方向に流れ、磁界の影響の下でたわみ作用
を受け、著しい表面欠陥を生成することなく、鋳
造用空所１２から容易に取出されうることとな
り、既存技術における問題が克服される。表面欠
陥がない故、鋳造された製品は直接に圧延機にか
けられる。

前述のように、管状の鋳型の中に設けられる延
長する空所は矩形断面のものにもできる。このよ
うな空所の断面形は金属の非常に薄い板あるいは
鋼帯を作るとき用いられるが、この場合、磁界
は、この矩形断面の空所の壁の近くに設けられた
電磁コイルによつて生成される。

総括的に説明すると、本発明は、表面欠陥を最
小にし、処理量を増大させるような、溶融した鋼
などの金属の連続鋳造の改良された方法と装置を
提供するものである。なお、本発明の枠内で変形
が可能であることを記しておく。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施態様である連続鋳造用
鋳型の立面断面図、第２図は第１図に示す鋳型の
入口端を明瞭にするため部分的に切取つた斜視
図、第３図は第１図の鋳型の出口端の正面図であ
る。 １２：鋳造用空所、１４：鋳造用空所１２の入
口端、１６：鋳造用空所１２の出口端、１８：鋳
型、１９：鋳型１８の内壁面、２０：冷却流路、
２１：鋳型１８の外表面、２２：第１の環状空
所、２４：第１の環状ハウジング、２６：冷却水
入口、２８：第２の環状空所、３０：第２の環状
ハウジング、３２：冷却水出口、３４：環状ハウ
ジング、３６：コイルの巻線、３７：螺線形溝、
３８，４０：リード線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属を冷却された延長する鋳造域を通過
   させることによる鋼などの溶融金属の連続鋳造の
   方法において、 鋳造域は導電性材料で作られた延長する管状の
   鋳型により形成されており、持続時間が約10ない
   し100μsである磁界を生成するため延長する鋳型
   のまわりに配置された電磁コイルに強度が約5000
   ないし20000Aの脈動する直流電流を通じること
   により、急速に脈動する高強度の磁界が、前記鋳
   型中に渦電流を誘導して、まず、渦電流と磁界と
   の間に反発作用を起させ、それによつて脈動サイ
   クルにしたがう鋳型の溶融金属を圧縮する内方へ
   のたわみを起させるように、この鋳型の実質的な
   長さにわたつて加えられることを特徴とする鋼な
   どの溶融金属の連続鋳造の方法。 ２ 鋳造域は断面が円形でその軸線が実質的に水
   平に延びるようにおかれ、溶融金属はその鋳造域
   の１端に供給されてその中を連続的に流れ、固化
   した金属はその鋳造域の他端か取出される特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 鋳造域の冷却は、鋳造域の外表面に沿つて環
   状の冷却域の中を流れる冷却水の環状断面の流れ
   によつてなされ、急速に脈動する磁界は、この冷
   却域の外表面に巻きつけられた電磁コイルに脈動
   する直流電流を通じることによつて生成される特
   許請求の範囲第２項に記載の方法。 ４ 鋼などの溶融金属の連続鋳造装置において、 鋳造用の空所１２を内部に形成し、１端は溶融
   金属の入口１４を、他端にはピレツト形状の固化
   した金属の出口１６を有する導電性の材料で作ら
   れた延長する管状の鋳型１８と、 管状の鋳型１８の外面をこれとの間に距離をお
   いて取囲み、冷却水が一端から他端へと流れる環
   状断面の流路２０を形成している中が空所になつ
   た環状体ハウジング３４と、 環状断面の流路２０の１端と連通し、また、冷
   却水の入口（２６あるいは３２）と連通している
   が、環状体ハウジング３４とは流路を連通してい
   ない第１の空所（２２あるいは２８）を囲む第１
   の環状ハウジング手段（２４あるいは３０）と、 環状断面の流路２０の他端と連通し、また、冷
   却水の出口（３２あるいは２６）と連通している
   が、環状体ハウジング３４とは流路を連通してい
   ない第２の空所（２８あるいは２２）を囲む第２
   の環状ハウジング手段（３０あるいは２４）と、 電流を通じると管状の鋳型１８に磁界を加える
   ために、そのまわりを取り囲んでいる電磁コイル
   ３６と、 脈動する高強度の磁界を生成するため電磁コイ
   ル３６に脈動する直流電流を通じる手段とを有す
   ることを特徴とし、該磁界は鋳型内に渦電流を発
   生し、この渦電流との間の当初の反発作用と続い
   ての脈動サイクルにしたがう鋳型１８の内方への
   運動とを引き起して、鋳造用の空所１２の断面寸
   法を周期的に減らすものである鋼などの溶融金属
   の連続鋳造装置。 ５ 環状体ハウジング３４は、鋳型１８の外面と
   共に環状流路２０を取囲みこの流路２０を形成し
   ている導電性の材料よりなる内壁部分を有し、こ
   の部分にはその１端の近くから他端の近くにわた
   つて連続した螺旋形の溝３７があり、電磁コイル
   ３６はこの螺旋形の溝の中に位置する連続した導
   線よりなる特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６ 管状の鋳型１８が円形の断面を有する特許請
   求の範囲第４項または第５項に記載の装置。 ７ 管状の鋳型１８が矩形断面を有する特許請求
   の範囲第４項または第５項に記載の装置。 ８ 管状の鋳型１８がドツクボーン形の断面を有
   する特許請求の範囲第４項または第５項に記載の
   装置。