JPH0647500A - 磁気的に溶融金属を制限するための装置と方法 - Google Patents
磁気的に溶融金属を制限するための装置と方法Info
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- JPH0647500A JPH0647500A JP4250022A JP25002292A JPH0647500A JP H0647500 A JPH0647500 A JP H0647500A JP 4250022 A JP4250022 A JP 4250022A JP 25002292 A JP25002292 A JP 25002292A JP H0647500 A JPH0647500 A JP H0647500A
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0637—Accessories therefor
- B22D11/0648—Casting surfaces
- B22D11/066—Side dams
- B22D11/0662—Side dams having electromagnetic confining means
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- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/114—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means
- B22D11/115—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/02—Use of electric or magnetic effects
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶融金属をそのまま細長い形状、つまり鋼鉄
片に連続的に鋳造する装置を提供する。 【構成】 ストリップ連続鋳造装置の2つの対向回転ロ
ールの間隙を通過する溶融金属の間隙開口側漏出が、間
隙開口側に水平方向磁場を発生、通過させる近接効果磁
場閉じ込め装置により防止される。この装置は、磁場を
実質的に間隙開口側に閉じ込め、間隙開口側からの磁場
の放散を防止する構造を有する。
片に連続的に鋳造する装置を提供する。 【構成】 ストリップ連続鋳造装置の2つの対向回転ロ
ールの間隙を通過する溶融金属の間隙開口側漏出が、間
隙開口側に水平方向磁場を発生、通過させる近接効果磁
場閉じ込め装置により防止される。この装置は、磁場を
実質的に間隙開口側に閉じ込め、間隙開口側からの磁場
の放散を防止する構造を有する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般的に、溶融金属を磁
気的に制限するための装置と方法に関する。
気的に制限するための装置と方法に関する。
【0002】詳細には、本発明は特に、水平に一定間隔
を保った部材間で、垂直に広がる間隙の開口面を通して
溶融金属が漏れるのを防ぐための、装置と方法に関す
る。
を保った部材間で、垂直に広がる間隙の開口面を通して
溶融金属が漏れるのを防ぐための、装置と方法に関す
る。
【0003】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】本発明
が目的としているものは、溶融金属をそのまま細長い形
状、つまり鋼鉄片に連続的に鋳造する装置である。この
ような装置は、典型的に、各々の水平軸を中心にして反
対方向に回転するよう取り付けられた、水平に間隔を空
けた一対のロールから成っている。二つのロールは水平
に配置され、その間で溶融金属を受け取るために垂直に
広がる間隙の境界を限定している。ロールにより境界が
限定された間隙は、下方へ行くに従って先細になってい
る。ロールが冷やされると、溶融金属が間隙の間を降り
て行くにつれて、溶融金属も冷やされることになる。
が目的としているものは、溶融金属をそのまま細長い形
状、つまり鋼鉄片に連続的に鋳造する装置である。この
ような装置は、典型的に、各々の水平軸を中心にして反
対方向に回転するよう取り付けられた、水平に間隔を空
けた一対のロールから成っている。二つのロールは水平
に配置され、その間で溶融金属を受け取るために垂直に
広がる間隙の境界を限定している。ロールにより境界が
限定された間隙は、下方へ行くに従って先細になってい
る。ロールが冷やされると、溶融金属が間隙の間を降り
て行くにつれて、溶融金属も冷やされることになる。
【0004】この間隙は水平に配置され、向かい合って
いる開口端は二つのロールの端に隣接している。溶融金
属は間隙の開口端ではロールによる制限を受けない。間
隙の開口端から溶融金属が外側に漏れるのを防ぐため、
メカニカルダムやメカニカルシールが使用されている。
いる開口端は二つのロールの端に隣接している。溶融金
属は間隙の開口端ではロールによる制限を受けない。間
隙の開口端から溶融金属が外側に漏れるのを防ぐため、
メカニカルダムやメカニカルシールが使用されている。
【0005】メカニカルダムには、ダムが回転するロー
ルや溶融金属と物理的に接触するという障害がある。そ
の結果、ダムは摩耗、漏洩、破損しやすく、溶融金属を
凍らせたり、溶融金属に大きな温度勾配を生じさせるこ
とがある。更に、メカニカルダムと凝固金属との間の接
触が、金属片鋳造物の端に沿ってこのように不揃いを生
じさせることもあり、それにより、分厚く固いものから
金属ストリップを延ばすという従来の方法にまさる連続
鋳造方法の利点を相殺してしまっている。
ルや溶融金属と物理的に接触するという障害がある。そ
の結果、ダムは摩耗、漏洩、破損しやすく、溶融金属を
凍らせたり、溶融金属に大きな温度勾配を生じさせるこ
とがある。更に、メカニカルダムと凝固金属との間の接
触が、金属片鋳造物の端に沿ってこのように不揃いを生
じさせることもあり、それにより、分厚く固いものから
金属ストリップを延ばすという従来の方法にまさる連続
鋳造方法の利点を相殺してしまっている。
【0006】この金属片連続鋳造の利点と、メカニカル
ダムやメカニカルシールの使用から生じる障害について
は、Praegの米国特許No.4,936,374や
Lari等の米国特許No.4,974,661に詳細
に記載されており、それらの内容については本明細書に
おいて参照として具体的に取り上げている。
ダムやメカニカルシールの使用から生じる障害について
は、Praegの米国特許No.4,936,374や
Lari等の米国特許No.4,974,661に詳細
に記載されており、それらの内容については本明細書に
おいて参照として具体的に取り上げている。
【0007】メカニカルダムやメカニカルシールの使用
において生じる障害を克服するため、間隙の開口端に隣
接する一対の磁極を持ち、電導製コイルで囲まれた磁心
を備えた電磁石を使用し、それを通して交流電流を流
し、溶融金属をロール間の間隙の開口端に包含しようと
する努力が為されてきた。該磁石はコイルを通した交流
電流により動かされ、磁極間にある間隙の開口端を横切
って広がる交流あるいは時間により異なる磁界を生じ
る。この磁界は、磁極の配置によって、水平にも垂直に
も配置できる。水平の磁界を生じる磁石の例は、前記P
reagの米国特許No.4,936,374に記載さ
れており、垂直の磁界を生じる磁石の例は、前記Lar
i等の米国特許No.4,974,661に記載されて
いる。
において生じる障害を克服するため、間隙の開口端に隣
接する一対の磁極を持ち、電導製コイルで囲まれた磁心
を備えた電磁石を使用し、それを通して交流電流を流
し、溶融金属をロール間の間隙の開口端に包含しようと
する努力が為されてきた。該磁石はコイルを通した交流
電流により動かされ、磁極間にある間隙の開口端を横切
って広がる交流あるいは時間により異なる磁界を生じ
る。この磁界は、磁極の配置によって、水平にも垂直に
も配置できる。水平の磁界を生じる磁石の例は、前記P
reagの米国特許No.4,936,374に記載さ
れており、垂直の磁界を生じる磁石の例は、前記Lar
i等の米国特許No.4,974,661に記載されて
いる。
【0008】交流磁界には、間隙の開口端に隣接する溶
融金属内の渦電流が含まれ、該渦電流は溶融金属を磁界
から追い出す斥力を磁石により生じさせ、このようにし
て間隙の開口端から溶融金属を追い出す。
融金属内の渦電流が含まれ、該渦電流は溶融金属を磁界
から追い出す斥力を磁石により生じさせ、このようにし
て間隙の開口端から溶融金属を追い出す。
【0009】ロール間の間隙の開口端から溶融金属を外
側に押し出す定常圧力は、溶融金属の深さが増すにつれ
て増加し、交流磁界が出す磁気圧は、溶融金属に働く外
部へ向かう最大圧力に充分対抗できるはずである。こう
した研究に対するより詳細な議論と、これらの研究に含
まれる様々なパラメーターについては、前述のPrae
gとLari等の米国特許に記載されている。
側に押し出す定常圧力は、溶融金属の深さが増すにつれ
て増加し、交流磁界が出す磁気圧は、溶融金属に働く外
部へ向かう最大圧力に充分対抗できるはずである。こう
した研究に対するより詳細な議論と、これらの研究に含
まれる様々なパラメーターについては、前述のPrae
gとLari等の米国特許に記載されている。
【0010】一対の部材間の間隙の開口端に溶融金属を
包含するもう一つの手段は、間隙の開口端に隣接してコ
イルを配置し、そのコイルを通して交流電流を流すこと
である。これによりコイルは間隙の開口端に隣接する溶
融金属に渦電流を誘発する磁界を生じさせ、その結果、
電磁石により発生する磁界と関連して上記と同様の斥力
を生じる。この種の手段については、Olssonの米
国特許No.4,020,890に具体例が記載されて
おり、その内容については本明細書において参照として
取り上げている。
包含するもう一つの手段は、間隙の開口端に隣接してコ
イルを配置し、そのコイルを通して交流電流を流すこと
である。これによりコイルは間隙の開口端に隣接する溶
融金属に渦電流を誘発する磁界を生じさせ、その結果、
電磁石により発生する磁界と関連して上記と同様の斥力
を生じる。この種の手段については、Olssonの米
国特許No.4,020,890に具体例が記載されて
おり、その内容については本明細書において参照として
取り上げている。
【0011】間隙の開口端に隣接する磁界を直接発生さ
せるのにコイルを使用することは、電磁石を使用するよ
り効率的である。なぜなら、電磁石を使用した場合、コ
イルは磁石の磁心を動かすのに用いられ、それを通して
磁力線は磁極まで移動しなければならず、それから間隙
の開口端に隣接する磁界を発生させるからである。結果
として、コイルが電磁石を動かすのに用いられた場合
は、いわゆる「鉄損」を生じるが、コイルが間隙の開口
端に隣接する磁界を直接発生させるために使用された場
合は、鉄損はさして重要な要素とはならない。
せるのにコイルを使用することは、電磁石を使用するよ
り効率的である。なぜなら、電磁石を使用した場合、コ
イルは磁石の磁心を動かすのに用いられ、それを通して
磁力線は磁極まで移動しなければならず、それから間隙
の開口端に隣接する磁界を発生させるからである。結果
として、コイルが電磁石を動かすのに用いられた場合
は、いわゆる「鉄損」を生じるが、コイルが間隙の開口
端に隣接する磁界を直接発生させるために使用された場
合は、鉄損はさして重要な要素とはならない。
【0012】後者の方法の欠点は、溶融金属をその中に
包含することになる磁界を発生させるために、間隙の開
口端にきわめて近い場所にコイルを配置しなければなら
ないことである。電磁石を使用する方法では、コイルは
間隙の開口端からかなり離れた場所に配置できる。コイ
ルが溶融鋼鉄に近ければ近い程、コイルが置かれる温度
条件は厳しいものになる。間隙の開口端に磁界を直接発
生させるためコイルを使用する方法のもう一つの欠点
は、磁界の一部が間隙の開口端から離れた方向に放射さ
れ、それによりコイルの効率が低下することである。こ
の問題は、電磁石を使用した場合にもあてはまることで
ある。
包含することになる磁界を発生させるために、間隙の開
口端にきわめて近い場所にコイルを配置しなければなら
ないことである。電磁石を使用する方法では、コイルは
間隙の開口端からかなり離れた場所に配置できる。コイ
ルが溶融鋼鉄に近ければ近い程、コイルが置かれる温度
条件は厳しいものになる。間隙の開口端に磁界を直接発
生させるためコイルを使用する方法のもう一つの欠点
は、磁界の一部が間隙の開口端から離れた方向に放射さ
れ、それによりコイルの効率が低下することである。こ
の問題は、電磁石を使用した場合にもあてはまることで
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記先行
技術による方法の障害及び欠点は、本発明による装置及
び方法により解除することができる。
技術による方法の障害及び欠点は、本発明による装置及
び方法により解除することができる。
【0014】本発明による磁石により制限する方法及び
装置は、間隙の開口端に隣接して、間隙の開口端を通っ
て間隙の溶融金属まで伸びる水平の磁界を直接発生さ
せ、該磁界は実質的に間隙の開口端までに制限されると
いう近接効果を利用している。水平の磁界は、間隙の開
口端に隣接するコイルによって直接形成され、コイルの
表面部分は間隙の開口端に面している。典型的に、交流
はコイルを通して流され、間隙の開口端に面したコイル
の表面部分から、間隙の開口端を通って、溶融金属まで
伸びる水平の磁界を形成する。
装置は、間隙の開口端に隣接して、間隙の開口端を通っ
て間隙の溶融金属まで伸びる水平の磁界を直接発生さ
せ、該磁界は実質的に間隙の開口端までに制限されると
いう近接効果を利用している。水平の磁界は、間隙の開
口端に隣接するコイルによって直接形成され、コイルの
表面部分は間隙の開口端に面している。典型的に、交流
はコイルを通して流され、間隙の開口端に面したコイル
の表面部分から、間隙の開口端を通って、溶融金属まで
伸びる水平の磁界を形成する。
【0015】近接効果を利用するには、間隙の開口端で
の磁界の強さ(H)が溶融金属を間隙 の開口端を通っ
て外部に押し出す圧力を充分相殺できるよう、コイルを
間隙の開口端に充分近づけて配置する必要がある。コイ
ルと間隙の開口端との距離が増加するにつれて、コイル
により生じた磁界の強さは減少する。二つの電導面(こ
の場合はコイルと溶融金属)間の電磁石の圧力は、磁界
の強さの2乗(H)に正比例する。
の磁界の強さ(H)が溶融金属を間隙 の開口端を通っ
て外部に押し出す圧力を充分相殺できるよう、コイルを
間隙の開口端に充分近づけて配置する必要がある。コイ
ルと間隙の開口端との距離が増加するにつれて、コイル
により生じた磁界の強さは減少する。二つの電導面(こ
の場合はコイルと溶融金属)間の電磁石の圧力は、磁界
の強さの2乗(H)に正比例する。
【0016】コイルとそれに関連した組織は、間隙の開
口端に充分近付けて配置され、該間隙内に溶融金属を包
含し、このように近接させることにより生じる反作用
は、以下に詳細に述べるコイルを保護する組織を使用す
ることにより相殺することができる。
口端に充分近付けて配置され、該間隙内に溶融金属を包
含し、このように近接させることにより生じる反作用
は、以下に詳細に述べるコイルを保護する組織を使用す
ることにより相殺することができる。
【0017】間隙の開口端から離れた方向への磁界の消
失は、コイルが作りだす磁界を間隙の開口端までに実質
的に制限することにより防止できる。これは、部分的に
は、(1) コイルと電導的な関連があり、(2) 間
隙の開口端に面し、(3)間隙の開口端に充分近付けて
配置され、磁界を間隙の開口端までに実質的に制限す
る、非磁気的電導線を用意することで実行できる。コイ
ルは上部と底部の部分に分かれ、導線は実質的にコイル
の上部と底部の間の全体部分を占める。それに加えて、
磁気的部材で構成された組織があり、この組織は、
(a) 電流の流れを間隙の開口端に面したコイルの表
面部分に集中させ、(b) 間隙の開口端を通って広が
る直接生じた磁界のための磁気抵抗の低い帰路を提供す
る。
失は、コイルが作りだす磁界を間隙の開口端までに実質
的に制限することにより防止できる。これは、部分的に
は、(1) コイルと電導的な関連があり、(2) 間
隙の開口端に面し、(3)間隙の開口端に充分近付けて
配置され、磁界を間隙の開口端までに実質的に制限す
る、非磁気的電導線を用意することで実行できる。コイ
ルは上部と底部の部分に分かれ、導線は実質的にコイル
の上部と底部の間の全体部分を占める。それに加えて、
磁気的部材で構成された組織があり、この組織は、
(a) 電流の流れを間隙の開口端に面したコイルの表
面部分に集中させ、(b) 間隙の開口端を通って広が
る直接生じた磁界のための磁気抵抗の低い帰路を提供す
る。
【0018】該非磁気的導線は、間隙内の溶融金属の定
常圧力(つまり深さ)が増加するに従って、溶融金属に
対する磁気圧を増加させるために、間隙の先細りの形に
適合するよう形成されている。ある具体例においては、
該導線と、間隙の開口端に面するコイルの表面部分とが
一致している、つまりこの両者は一つになっているか、
同じになっている。
常圧力(つまり深さ)が増加するに従って、溶融金属に
対する磁気圧を増加させるために、間隙の先細りの形に
適合するよう形成されている。ある具体例においては、
該導線と、間隙の開口端に面するコイルの表面部分とが
一致している、つまりこの両者は一つになっているか、
同じになっている。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいてより
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【0020】初めに図1から3、12、及び13に関連
して述べると、通常30で示されているものは、本発明
の一例に従って組み立てられた磁気的制限装置である。
装置30は、連続片鋳造機において、二つの水平に間隔
を空けた金属ロール31、32の間に配置された、垂直
に伸びる間隙35の開口部36を通って、溶融金属が漏
れるのを防止するため近接効果を利用している。ロール
31と32は、各々の軸33、34を中心にして反対の
方向に回転する。通常溶融金属は間隙35内に包含され
ている。ロール31、32を、ここでは特に述べないが
従来の方法で冷却し、溶融金属が間隙35を通って垂直
に降りていくにつれて、該金属も冷却され、金属片37
(図12)に固化され、間隙35の最も狭い部分から下
方へ降りていく。
して述べると、通常30で示されているものは、本発明
の一例に従って組み立てられた磁気的制限装置である。
装置30は、連続片鋳造機において、二つの水平に間隔
を空けた金属ロール31、32の間に配置された、垂直
に伸びる間隙35の開口部36を通って、溶融金属が漏
れるのを防止するため近接効果を利用している。ロール
31と32は、各々の軸33、34を中心にして反対の
方向に回転する。通常溶融金属は間隙35内に包含され
ている。ロール31、32を、ここでは特に述べないが
従来の方法で冷却し、溶融金属が間隙35を通って垂直
に降りていくにつれて、該金属も冷却され、金属片37
(図12)に固化され、間隙35の最も狭い部分から下
方へ降りていく。
【0021】しかし装置30では、間隙35内の溶融金
属は、間隙35の開口部36を通って漏洩する。間隙3
5の片一方の開口部と一方の装置30しか図では示され
ていないが、間隙35の各開口端には開口部があり、各
開口部には装置30があることは理解されるであろう。
属は、間隙35の開口部36を通って漏洩する。間隙3
5の片一方の開口部と一方の装置30しか図では示され
ていないが、間隙35の各開口端には開口部があり、各
開口部には装置30があることは理解されるであろう。
【0022】装置30には、間隙35の開口部36に隣
接して配置された電流伝導性コイル40が付いており、
コイルの表面部分は開口部36に面している。交流電流
は、続いて述べるような方法で、コイル40を通って伝
導され、これにより、コイルに面した側から、間隙35
の開口部36を通り、間隙内の溶融金属まで伸びる水平
の磁界を直接発生させるが、これはコイル40が開口部
36に近接しているから出来ることである。コイル40
は、直接発生させた水平磁界が間隙35内の溶融金属に
対抗して、制限圧を充分発揮できるだけの強さを持てる
よう、開口部36に充分近付けて配置されている。
接して配置された電流伝導性コイル40が付いており、
コイルの表面部分は開口部36に面している。交流電流
は、続いて述べるような方法で、コイル40を通って伝
導され、これにより、コイルに面した側から、間隙35
の開口部36を通り、間隙内の溶融金属まで伸びる水平
の磁界を直接発生させるが、これはコイル40が開口部
36に近接しているから出来ることである。コイル40
は、直接発生させた水平磁界が間隙35内の溶融金属に
対抗して、制限圧を充分発揮できるだけの強さを持てる
よう、開口部36に充分近付けて配置されている。
【0023】装置30は、詳細にわたり後述するよう
に、磁界が間隙35の開口部36から離れた方向に消散
するのを防止する組織を持っている。この組織はコイル
により生じた磁界を、実質的に間隙35の開口部36ま
でに制限している。
に、磁界が間隙35の開口部36から離れた方向に消散
するのを防止する組織を持っている。この組織はコイル
により生じた磁界を、実質的に間隙35の開口部36ま
でに制限している。
【0024】次に、図4、5、に関して述べると、コイ
ル40は、間隙35の開口部36に面した単回から成っ
ている。コイル40は、狭い垂直の空間44により区切
られ、コイル40の底部に配置された接続素子43によ
って、各々の端に隣接して伝導的に結合された一対の半
コイル41、42から形成されている。半コイル41、
42各々は、垂直に配置され、間隙35の開口部36に
面し各々垂直に配置された前壁45、46が付いてい
る。二つの前壁45と46は、一緒になって非磁性の電
導線を構成しており、この導線は(a) コイル40と
電導的な関係にあり、(b) 間隙35の開口部36に
面しており、(c) 開口部36に充分近接していて、
コイル40が形成した磁界を実質的に開口部36までに
制限している。図6に示されているように、前壁45、
46により仕切られた導線は、コイル40の上部と底部
113と114の間の、狭い垂直の空間44を除いた、
全部分を実質的に占有している。
ル40は、間隙35の開口部36に面した単回から成っ
ている。コイル40は、狭い垂直の空間44により区切
られ、コイル40の底部に配置された接続素子43によ
って、各々の端に隣接して伝導的に結合された一対の半
コイル41、42から形成されている。半コイル41、
42各々は、垂直に配置され、間隙35の開口部36に
面し各々垂直に配置された前壁45、46が付いてい
る。二つの前壁45と46は、一緒になって非磁性の電
導線を構成しており、この導線は(a) コイル40と
電導的な関係にあり、(b) 間隙35の開口部36に
面しており、(c) 開口部36に充分近接していて、
コイル40が形成した磁界を実質的に開口部36までに
制限している。図6に示されているように、前壁45、
46により仕切られた導線は、コイル40の上部と底部
113と114の間の、狭い垂直の空間44を除いた、
全部分を実質的に占有している。
【0025】半コイル41と42の各々の前壁45と4
6の幅は、間隙35の開口部36の幅が狭まっていくに
つれて、半コイルの垂直の広がりに沿って下方へ行く程
狭くなっている(図4、6、12)。言い替えれば、前
壁45と46により仕切られた導線は、実質的に、間隙
35の開口部36の先細りの形と同じ形をしている。
6の幅は、間隙35の開口部36の幅が狭まっていくに
つれて、半コイルの垂直の広がりに沿って下方へ行く程
狭くなっている(図4、6、12)。言い替えれば、前
壁45と46により仕切られた導線は、実質的に、間隙
35の開口部36の先細りの形と同じ形をしている。
【0026】前壁45と46内の電流密度と磁界強度
は、壁の幅により仕切られた壁を横切る全電流量により
決定される。幅が狭くなるにつれて、電流密度と磁界強
度は上昇する。従って、与えられた量の電流がコイル4
0を流れる時、下方へ向かって前壁の幅が狭くなるにつ
れて、前壁45と46の電流密度が増加する。間隙35
内の溶融金属が発達させる定常圧力は、深さが増すにつ
れて大きくなる。しかしながら、増加した電流密度は磁
界強度を上昇させ、磁気圧を上昇させる。その結果、前
壁45と46によって仕切られた導線のコンフィギュレ
ーションは、コイル40が作った磁界と関連する磁気圧
の上昇をもたらし、それによって間隙35内の溶融金属
が発達させる定常圧力を相殺することができる。
は、壁の幅により仕切られた壁を横切る全電流量により
決定される。幅が狭くなるにつれて、電流密度と磁界強
度は上昇する。従って、与えられた量の電流がコイル4
0を流れる時、下方へ向かって前壁の幅が狭くなるにつ
れて、前壁45と46の電流密度が増加する。間隙35
内の溶融金属が発達させる定常圧力は、深さが増すにつ
れて大きくなる。しかしながら、増加した電流密度は磁
界強度を上昇させ、磁気圧を上昇させる。その結果、前
壁45と46によって仕切られた導線のコンフィギュレ
ーションは、コイル40が作った磁界と関連する磁気圧
の上昇をもたらし、それによって間隙35内の溶融金属
が発達させる定常圧力を相殺することができる。
【0027】前壁45と46によって仕切られた導線
は、アーチ形に先細り、下方に向かって収束する形をし
たものとして図に示されているが、他に三角形、まっす
ぐな線、下方に向かって収束する形のもの等が使用でき
る。
は、アーチ形に先細り、下方に向かって収束する形をし
たものとして図に示されているが、他に三角形、まっす
ぐな線、下方に向かって収束する形のもの等が使用でき
る。
【0028】各々の半コイル41と42は、各々の前壁
45、46に加えて外壁51と52、内壁53と54、
後壁55と56を各々持っている(図14)。
45、46に加えて外壁51と52、内壁53と54、
後壁55と56を各々持っている(図14)。
【0029】コイル40に関連して、コイル40を流れ
る電流をコイルの前壁45と46に集中させコイル40
が形成した磁界のための磁気抵抗の低い帰路を作れるよ
う助ける磁性材料でできた一対の部材があり、それは間
隙35の開口部36を通って伸びている。垂直に配置さ
れた、実質的に平面の、第1磁性部材48(図14、1
5)があり、それは(a) ロール31と32の軸に平
行した平面にあり、(b) 一対の反対側の面71、7
2(図15)を持っている。各々垂直に配置された半コ
イル41と42は、第1磁性部材48の各々の反対側の
面71と72に隣接しており、電気絶縁材料(図示せ
ず)の薄い層によりその面とは電気的に絶縁されてい
る。第1磁性部材48には、間隙35の開口部36に面
した前端部49があり、実質的に半コイル41、42の
前壁45、46と同じ様に近接している。更に、第1磁
性部材48には後端部60があり、それは第2磁性部材
50の後壁57と実質的に隣接した関係にある。
る電流をコイルの前壁45と46に集中させコイル40
が形成した磁界のための磁気抵抗の低い帰路を作れるよ
う助ける磁性材料でできた一対の部材があり、それは間
隙35の開口部36を通って伸びている。垂直に配置さ
れた、実質的に平面の、第1磁性部材48(図14、1
5)があり、それは(a) ロール31と32の軸に平
行した平面にあり、(b) 一対の反対側の面71、7
2(図15)を持っている。各々垂直に配置された半コ
イル41と42は、第1磁性部材48の各々の反対側の
面71と72に隣接しており、電気絶縁材料(図示せ
ず)の薄い層によりその面とは電気的に絶縁されてい
る。第1磁性部材48には、間隙35の開口部36に面
した前端部49があり、実質的に半コイル41、42の
前壁45、46と同じ様に近接している。更に、第1磁
性部材48には後端部60があり、それは第2磁性部材
50の後壁57と実質的に隣接した関係にある。
【0030】第2磁性部材50はコイル40を部分的に
囲んでいる。より詳細に述べると、第2磁性部材50に
は、二つの半コイル41と42の後壁55と56を囲む
後壁57があり、電気絶縁材料(図示せず)の薄い層に
より後壁とは電気的に絶縁されている。更に、第2磁性
部材50には、一定の間隔を空けて一対の別の側壁58
と59があり、各々が半コイル41、42の外壁51と
52の輪郭にぴったり沿って輪郭を囲っており、電気絶
縁材料(図示せず)の薄い層により外壁とは電気的に絶
縁されている。第2磁性部材50の各々の側壁58、5
9には、各々回転するロール31、32に面し、ロール
の周囲の側端37、38(図12、13)に隣接する前
端部61、62(図4、5)がある。
囲んでいる。より詳細に述べると、第2磁性部材50に
は、二つの半コイル41と42の後壁55と56を囲む
後壁57があり、電気絶縁材料(図示せず)の薄い層に
より後壁とは電気的に絶縁されている。更に、第2磁性
部材50には、一定の間隔を空けて一対の別の側壁58
と59があり、各々が半コイル41、42の外壁51と
52の輪郭にぴったり沿って輪郭を囲っており、電気絶
縁材料(図示せず)の薄い層により外壁とは電気的に絶
縁されている。第2磁性部材50の各々の側壁58、5
9には、各々回転するロール31、32に面し、ロール
の周囲の側端37、38(図12、13)に隣接する前
端部61、62(図4、5)がある。
【0031】第1磁性部材48と第2磁性部材50は、
コイル40が直接形成する間隙35の開口部36を通っ
て伸びる磁界のため、磁気抵抗の低い帰路を作るのを助
ける組織を含んでいる。
コイル40が直接形成する間隙35の開口部36を通っ
て伸びる磁界のため、磁気抵抗の低い帰路を作るのを助
ける組織を含んでいる。
【0032】上記構成要素に加えて、装置30は、非磁
性の伝導性材料から成るシールド65を含んでいる。シ
ールド65は、部分的に第2磁性部材50を下記で述べ
るような方法で囲っており、第2磁性部材50の外部及
び背後に磁界が形成されるのを防いでいる。言い替えれ
ば、シールド65は、磁気抵抗の低い帰路の外側にあ
る、直接形成された磁界の部分をコイルの前壁45、4
6によって片側に限定され、間隙35の溶融金属によっ
て他方の側に限定された空間に、実質的に制限してい
る。
性の伝導性材料から成るシールド65を含んでいる。シ
ールド65は、部分的に第2磁性部材50を下記で述べ
るような方法で囲っており、第2磁性部材50の外部及
び背後に磁界が形成されるのを防いでいる。言い替えれ
ば、シールド65は、磁気抵抗の低い帰路の外側にあ
る、直接形成された磁界の部分をコイルの前壁45、4
6によって片側に限定され、間隙35の溶融金属によっ
て他方の側に限定された空間に、実質的に制限してい
る。
【0033】シールド65は、第2磁性部材50の後壁
57を背後から囲み、電気絶縁材料(図示せず)の薄い
層により後壁から電気的に絶縁された、後壁部分66を
含んでいる。更に、シールド65は、第2磁性部材50
の側壁58、59を各々外側から囲み、電気絶縁材料
(図示せず)の薄い層により側壁から電気的に絶縁され
た、一対の側壁67と68を含んでいる。
57を背後から囲み、電気絶縁材料(図示せず)の薄い
層により後壁から電気的に絶縁された、後壁部分66を
含んでいる。更に、シールド65は、第2磁性部材50
の側壁58、59を各々外側から囲み、電気絶縁材料
(図示せず)の薄い層により側壁から電気的に絶縁され
た、一対の側壁67と68を含んでいる。
【0034】シールド65の各側壁部分67、68の内
面は、(a) 第2磁性部材50の隣接する側壁58、
59と近接しており、(b) 隣接する側壁の輪郭に沿
っている。シールド65の後壁部分66の内側表面は、
第2磁性部材の後壁57と近接している。
面は、(a) 第2磁性部材50の隣接する側壁58、
59と近接しており、(b) 隣接する側壁の輪郭に沿
っている。シールド65の後壁部分66の内側表面は、
第2磁性部材の後壁57と近接している。
【0035】シールド65は、図11中の69、70で
示された中空になった内部を持ち、冷却流体が入口、出
口(図示せず)を通って循環することができる通路を明
白に示している。
示された中空になった内部を持ち、冷却流体が入口、出
口(図示せず)を通って循環することができる通路を明
白に示している。
【0036】次に、図4から5、14から15に関して
述べると、装置30は更に、第1磁性部材48の前端部
49を覆い、更に半コイル41、42の前壁45、46
をも覆っている耐熱性部材80を含んでいる。耐熱性部
材80には、第2磁性部材50の各側壁58、59を背
に隣接する、反対側を向いた一対の側端81、82があ
る。耐熱性部材80には、更に、第2磁性部材50の側
壁58、59の前端61、62と実質的に同列の垂直の
平面に垂直に配置された外面83がある。
述べると、装置30は更に、第1磁性部材48の前端部
49を覆い、更に半コイル41、42の前壁45、46
をも覆っている耐熱性部材80を含んでいる。耐熱性部
材80には、第2磁性部材50の各側壁58、59を背
に隣接する、反対側を向いた一対の側端81、82があ
る。耐熱性部材80には、更に、第2磁性部材50の側
壁58、59の前端61、62と実質的に同列の垂直の
平面に垂直に配置された外面83がある。
【0037】耐熱性部材80は、コイルの一部、前壁4
5、46を覆っており、これに覆われていなければ、前
壁は間隙35内の溶融金属に曝されることになる。実例
の中では、耐熱性部材80は第2磁性部材50の側壁5
8、59の前端61、62を覆ってはいない。
5、46を覆っており、これに覆われていなければ、前
壁は間隙35内の溶融金属に曝されることになる。実例
の中では、耐熱性部材80は第2磁性部材50の側壁5
8、59の前端61、62を覆ってはいない。
【0038】上記のように、第1磁性部材48は二つの
半コイル45、46から電気的に絶縁されており、第2
磁性部材50は半コイル45、46とシールド65か
ら、電気的に絶縁されている。絶縁機能を果たすため
に、磁性部材48と50を包むことができる、市販の電
気絶縁テープを使用することもできる。該テープは、最
大フィルム厚約0.127mm(0.005in.)で
177℃(350°F)の温度まで耐えることができ
る、耐温度性を持った絶縁フィルムでなければならな
い。
半コイル45、46から電気的に絶縁されており、第2
磁性部材50は半コイル45、46とシールド65か
ら、電気的に絶縁されている。絶縁機能を果たすため
に、磁性部材48と50を包むことができる、市販の電
気絶縁テープを使用することもできる。該テープは、最
大フィルム厚約0.127mm(0.005in.)で
177℃(350°F)の温度まで耐えることができ
る、耐温度性を持った絶縁フィルムでなければならな
い。
【0039】コイル40は、銅あるいは銅合金のような
高度に電導性のある材料から成っている。半コイル4
1、42は各々、冷却流体が循環できる通路を限定して
いる中空の内部を持っており、これについては続いてよ
り詳細に述べる。
高度に電導性のある材料から成っている。半コイル4
1、42は各々、冷却流体が循環できる通路を限定して
いる中空の内部を持っており、これについては続いてよ
り詳細に述べる。
【0040】図12で示されるように、第1磁性部材4
8の下部47は、間隙35の開口部36の最も狭くなっ
た部分と、実質的に同じ垂直平面にある。下部47は、
従来の磁性部材である、粒志向のケイ素鋼の複数の薄層
からなり、水平に配置され、垂直に層をなした細長い片
で構成されている。第1磁性部材48の上部は同じ材質
で構成されていてもいいが、ケイ素鋼の層をなした細長
い片は、水平に配置される必要はないが、垂直に配置さ
れる。
8の下部47は、間隙35の開口部36の最も狭くなっ
た部分と、実質的に同じ垂直平面にある。下部47は、
従来の磁性部材である、粒志向のケイ素鋼の複数の薄層
からなり、水平に配置され、垂直に層をなした細長い片
で構成されている。第1磁性部材48の上部は同じ材質
で構成されていてもいいが、ケイ素鋼の層をなした細長
い片は、水平に配置される必要はないが、垂直に配置さ
れる。
【0041】水平に置かれたケイ素鋼片は、垂直に置か
れたケイ素鋼片に比べて鉄損が少ないので、第1磁性部
材48の下部47で使用される。第1磁性部材48の下
部47には、フェライトや鉄粉を使用してはならない。
なぜなら、これら二つの素材の飽和レベルは、粒志向の
ケイ素鋼の飽和レベルよりはるかに低いからである。
れたケイ素鋼片に比べて鉄損が少ないので、第1磁性部
材48の下部47で使用される。第1磁性部材48の下
部47には、フェライトや鉄粉を使用してはならない。
なぜなら、これら二つの素材の飽和レベルは、粒志向の
ケイ素鋼の飽和レベルよりはるかに低いからである。
【0042】しかしながら、溶融金属の深さが深くなる
につれて増加する磁界密度と結果として生じるフラック
ス密度が比較的低く、比較的低い飽和レベルを持った素
材でも使用できる磁性部材の上部部分には、フェライト
や鉄粉も使用することができる。溶融金属の深さが極限
に達した時、磁界密度と結果として生じるフラックス密
度は最大になり、比較的高い飽和レベルを持った素材、
即ち、粒志向のケイ素鋼を使用することが必要になる。
につれて増加する磁界密度と結果として生じるフラック
ス密度が比較的低く、比較的低い飽和レベルを持った素
材でも使用できる磁性部材の上部部分には、フェライト
や鉄粉も使用することができる。溶融金属の深さが極限
に達した時、磁界密度と結果として生じるフラックス密
度は最大になり、比較的高い飽和レベルを持った素材、
即ち、粒志向のケイ素鋼を使用することが必要になる。
【0043】第2磁性部材50としては、電磁石の磁性
部材として従来より使用されてきた素材は何でも使用で
きる。第2磁性部材50としては、ケイ素鋼の薄層片に
加えて、例えば厳密なフェライト粉末や鉄粉も使用でき
る。第2磁性部材50として、ケイ素鋼の薄層片が使用
された場合には、該層状組織は水平にも垂直にも配置で
きるが、垂直の方が好ましい。
部材として従来より使用されてきた素材は何でも使用で
きる。第2磁性部材50としては、ケイ素鋼の薄層片に
加えて、例えば厳密なフェライト粉末や鉄粉も使用でき
る。第2磁性部材50として、ケイ素鋼の薄層片が使用
された場合には、該層状組織は水平にも垂直にも配置で
きるが、垂直の方が好ましい。
【0044】耐熱性部材80は、窒化ホウ素のようなセ
ラミック材、またはカーボランダム社製の“Durab
oard”TM3000あるいは3300として知られ
る低密度アルミナ材で構成されている。耐熱性部材80
を構成するセラミック材は、電流が途切れて磁界の停止
を引き起こすような場合に、コイル40を保護できる程
充分な耐温度性がなければならない。もちろん、このよ
うな場合には、間隙35内の溶融金属は、間隙35の開
口部36を通ってコイル40に向かって外方向に押し出
される。このようなことが発生した場合に、耐熱性部材
80はコイル40を保護する。耐熱性部材80は、第2
磁性部材50の前端61と62の間に締め付け、高温エ
ポキシセメント等を用いて半コイル41、42の前壁4
5、46に付着させる。
ラミック材、またはカーボランダム社製の“Durab
oard”TM3000あるいは3300として知られ
る低密度アルミナ材で構成されている。耐熱性部材80
を構成するセラミック材は、電流が途切れて磁界の停止
を引き起こすような場合に、コイル40を保護できる程
充分な耐温度性がなければならない。もちろん、このよ
うな場合には、間隙35内の溶融金属は、間隙35の開
口部36を通ってコイル40に向かって外方向に押し出
される。このようなことが発生した場合に、耐熱性部材
80はコイル40を保護する。耐熱性部材80は、第2
磁性部材50の前端61と62の間に締め付け、高温エ
ポキシセメント等を用いて半コイル41、42の前壁4
5、46に付着させる。
【0045】ロール31、32は、基本的に無酸素鋼か
ら成る高電導性銅合金で作られるのが好ましく、耐擦傷
性のために少量の銀(0.07〜0.12重量%)と燐
(約0.02重量%)を含 有してもよい。
ら成る高電導性銅合金で作られるのが好ましく、耐擦傷
性のために少量の銀(0.07〜0.12重量%)と燐
(約0.02重量%)を含 有してもよい。
【0046】コイル40をできるだけ間隙35の開口部
36に近付けて置くために、装置30とロール31、3
2の間はほんの少しの空間あるいは隙間を空けただけ
で、装置30をロール31、32の端に実質的に隣接さ
せるのが好ましい。
36に近付けて置くために、装置30とロール31、3
2の間はほんの少しの空間あるいは隙間を空けただけ
で、装置30をロール31、32の端に実質的に隣接さ
せるのが好ましい。
【0047】装置30はロール31、32と望ましい位
置的関係を保って、図24に示された組織によって支え
られ、該組織は電流をコイル40に伝導する母線として
機能し、冷却流体をコイル40に出入させ循環させるた
めのダクトを提供する。
置的関係を保って、図24に示された組織によって支え
られ、該組織は電流をコイル40に伝導する母線として
機能し、冷却流体をコイル40に出入させ循環させるた
めのダクトを提供する。
【0048】図24に示されているように、コイル40
の上には、各々半コイル41、42と電気的かつ構造的
に接続された一対の伝導性金属部材85、86がある。
コイル40から離れて、部材85、86の各々の端に
は、(a) 支持組織(図示せず)に機械的に接続さ
れ、(b) 交流電流(図示せず)源に電気的に接続さ
れたフランジ89、90がある。半コイル41に部材8
5を機械的かつ電気的に接続するのは、半コイル41の
真上にある伝導性金属プレート88である。プレート8
8を半コイル41に機械的に接続するには、従来の金属
機械ファスナーを使用する。88と同様のプレートが部
材86を半コイル42に接続する。該プレートは図24
に図示されてはいないが、部材85を半コイル41に接
続しているプレート88から水平に間隔を空けて配置さ
れている。部材85と86は同様に水平に間隔を空けて
隔たっている。部材85、86とプレート88はコイル
40と同じ様な材料で構成されていてもよい。
の上には、各々半コイル41、42と電気的かつ構造的
に接続された一対の伝導性金属部材85、86がある。
コイル40から離れて、部材85、86の各々の端に
は、(a) 支持組織(図示せず)に機械的に接続さ
れ、(b) 交流電流(図示せず)源に電気的に接続さ
れたフランジ89、90がある。半コイル41に部材8
5を機械的かつ電気的に接続するのは、半コイル41の
真上にある伝導性金属プレート88である。プレート8
8を半コイル41に機械的に接続するには、従来の金属
機械ファスナーを使用する。88と同様のプレートが部
材86を半コイル42に接続する。該プレートは図24
に図示されてはいないが、部材85を半コイル41に接
続しているプレート88から水平に間隔を空けて配置さ
れている。部材85と86は同様に水平に間隔を空けて
隔たっている。部材85、86とプレート88はコイル
40と同じ様な材料で構成されていてもよい。
【0049】部材85とプレート88を通って半コイル
41まで電流が流され、それから接続素子43aと半コ
イル42を通って半コイル42の真上のプレート(図示
せず)まで、その後部材86を通って電流が流される。
図4から7の接続素子43はコイル40の後部にある
が、図24の接続素子43aはコイル40の下方にあ
る。
41まで電流が流され、それから接続素子43aと半コ
イル42を通って半コイル42の真上のプレート(図示
せず)まで、その後部材86を通って電流が流される。
図4から7の接続素子43はコイル40の後部にある
が、図24の接続素子43aはコイル40の下方にあ
る。
【0050】部材86は部材85のミラー像であり、半
コイル42は半コイル41のミラー像である。部材85
に関連したことを以下に述べるが、部材86は部材85
のミラー像であり同様の特徴を持っている。
コイル42は半コイル41のミラー像である。部材85
に関連したことを以下に述べるが、部材86は部材85
のミラー像であり同様の特徴を持っている。
【0051】部材85に沿って伸びるのは、必要不可欠
な入口用ダクト92で、図24に図示されてはいない水
平に配置された内部隔壁によって、ディストリビュータ
ーの下部94と仕切られたディストリビューターの上部
93と通じている。ディストリビューターの上部93
は、半コイルの上にある入口96(図6)と通じている
垂直ダクト95と通じている。
な入口用ダクト92で、図24に図示されてはいない水
平に配置された内部隔壁によって、ディストリビュータ
ーの下部94と仕切られたディストリビューターの上部
93と通じている。ディストリビューターの上部93
は、半コイルの上にある入口96(図6)と通じている
垂直ダクト95と通じている。
【0052】入口96は、冷却流体を半コイルの内部に
導入する傾斜した引入通路97と通じている。半コイル
の内部にある傾斜したガイド部材98は、流入してくる
液体を最初半コイルの内部の片側に沿って導き、次にも
う片方の側に沿って導く。冷却流体は半コイルの中を循
環し、ディストリビューターの下部94と通じ、次には
部材85の脇に沿って配置された出口用ダクト101と
通じている出口100と通じている垂直に配置された出
口用通路99を通って出ていく。図6では、素子96か
ら100は半 コイル46と関連づけて示されている
が、同じ素子がミラー像としての半コイル45にも存在
する。
導入する傾斜した引入通路97と通じている。半コイル
の内部にある傾斜したガイド部材98は、流入してくる
液体を最初半コイルの内部の片側に沿って導き、次にも
う片方の側に沿って導く。冷却流体は半コイルの中を循
環し、ディストリビューターの下部94と通じ、次には
部材85の脇に沿って配置された出口用ダクト101と
通じている出口100と通じている垂直に配置された出
口用通路99を通って出ていく。図6では、素子96か
ら100は半 コイル46と関連づけて示されている
が、同じ素子がミラー像としての半コイル45にも存在
する。
【0053】冷却流体は、冷却流体源(図示せず)に接
続された入口用フィッティング91を通り、部材85の
入口用ダクト92の中へ導入され、出口用フィッティン
グ102を通り出口用ダクトから外へ押し出される。
続された入口用フィッティング91を通り、部材85の
入口用ダクト92の中へ導入され、出口用フィッティン
グ102を通り出口用ダクトから外へ押し出される。
【0054】コイル40を循環する冷却流体は、例え
ば、高純度で低導電率の冷却水とすべきである。
ば、高純度で低導電率の冷却水とすべきである。
【0055】コイル40の接続要素43(図2−7)を
循環する冷却流体は、各半装架コイル41、42を循環
する冷却流体とは分離されている。冷却流体は、入口導
管63から接続要素43へ流入し、出口導管64から流
出する(図1および図3)。
循環する冷却流体は、各半装架コイル41、42を循環
する冷却流体とは分離されている。冷却流体は、入口導
管63から接続要素43へ流入し、出口導管64から流
出する(図1および図3)。
【0056】同様に、図24の実施例の接続要素43a
を循環する冷却流体は、各半装架コイル41、42を循
環する冷却流体とは分離されている。図24の実施例で
は、冷却流体は入口103から接続要素43aへ流入
し、接続要素43aの入口103とは反対側にある出口
開口部(図示せず)から流出する。
を循環する冷却流体は、各半装架コイル41、42を循
環する冷却流体とは分離されている。図24の実施例で
は、冷却流体は入口103から接続要素43aへ流入
し、接続要素43aの入口103とは反対側にある出口
開口部(図示せず)から流出する。
【0057】図24の実施例では、電流はコイル40の
頂部にある部材85、86を介して半装架コイル41、
42へ入り、出ていく。別の実施例では、バスバーを頂
部ではなく各半装架コイル41、42の底部に配置する
ことができる。このような代替実施例では、接続要素4
3または43aを、コイルの底部ではなく、頂部に配置
する。
頂部にある部材85、86を介して半装架コイル41、
42へ入り、出ていく。別の実施例では、バスバーを頂
部ではなく各半装架コイル41、42の底部に配置する
ことができる。このような代替実施例では、接続要素4
3または43aを、コイルの底部ではなく、頂部に配置
する。
【0058】先に述べたように、シールド65の側壁部
67、68は、第2磁気部材50の側壁58、59の外
部表面に一致し、ぴったりと合致する内部表面を持つ
(図5)。冷却流体はシールド65の中空内部69、7
0(図11)を循環し、シールドを冷却し、かつ第2磁
気部材50の冷却を助ける。
67、68は、第2磁気部材50の側壁58、59の外
部表面に一致し、ぴったりと合致する内部表面を持つ
(図5)。冷却流体はシールド65の中空内部69、7
0(図11)を循環し、シールドを冷却し、かつ第2磁
気部材50の冷却を助ける。
【0059】図示したシールド65の側壁部67、68
は外部表面が垂直であるが(図4、図11)、側壁部6
7、68の内部表面と同様に、頂部から底部まで内側に
湾曲させることもできる。そのような場合、シールド6
5の形状は、第2磁気部材50の形状(図4、図9)に
似たものになる。しかし、シールド65にどのような形
態を採用するかに関係なく重要なことは、側壁部67、
68の内部表面が第2磁気部材50の側壁58、59の
外部表面に一致し、ぴったりと合致すること、および第
2磁気部材50の側壁58、59の内部表面が半装架コ
イル41、42の外壁51、52の外部表面に一致し、
ぴったりと合致することである。
は外部表面が垂直であるが(図4、図11)、側壁部6
7、68の内部表面と同様に、頂部から底部まで内側に
湾曲させることもできる。そのような場合、シールド6
5の形状は、第2磁気部材50の形状(図4、図9)に
似たものになる。しかし、シールド65にどのような形
態を採用するかに関係なく重要なことは、側壁部67、
68の内部表面が第2磁気部材50の側壁58、59の
外部表面に一致し、ぴったりと合致すること、および第
2磁気部材50の側壁58、59の内部表面が半装架コ
イル41、42の外壁51、52の外部表面に一致し、
ぴったりと合致することである。
【0060】次に図14および図15について説明す
る。これらの図は、図12にそれぞれ切断線14−−1
4および15−−15で示した上部および下部の高さ位
置でコイル40によって発生する磁界を矢印で示してい
る。磁場は、磁性材料の表面に対し直角度で、48およ
び50などの磁気部材に入り、出ていく。磁界は一般に
コイル40の正面壁45やロール31、32のような非
磁性導電性材料から成る表面に対し平行または正接す
る。耐火部材80は基本的に磁界に対し透過的である。
隙間35内に閉じ込められた溶融金属(湯)は、図14
および図15に符号111で示し、隙間35の開口側3
6の溶融金属111の外側境界は、図14および図15
に符号112で示す。
る。これらの図は、図12にそれぞれ切断線14−−1
4および15−−15で示した上部および下部の高さ位
置でコイル40によって発生する磁界を矢印で示してい
る。磁場は、磁性材料の表面に対し直角度で、48およ
び50などの磁気部材に入り、出ていく。磁界は一般に
コイル40の正面壁45やロール31、32のような非
磁性導電性材料から成る表面に対し平行または正接す
る。耐火部材80は基本的に磁界に対し透過的である。
隙間35内に閉じ込められた溶融金属(湯)は、図14
および図15に符号111で示し、隙間35の開口側3
6の溶融金属111の外側境界は、図14および図15
に符号112で示す。
【0061】先に述べたように、各ロール31、32
は、隙間35の開口側36の縁部を形成する外周側縁3
7、38を有する。各外周側縁37、38に隣接して側
縁部がある。例えば側縁部39は外周側縁38に隣接し
ている(図14−15)。同様に、半装架コイル41、
42の各正面壁45、46は、相互に水平方向に間隔を
置いたそれぞれの外側縁105、106を有し、各外側
縁105、106にそれぞれ隣接して外側縁部107、
108がある。
は、隙間35の開口側36の縁部を形成する外周側縁3
7、38を有する。各外周側縁37、38に隣接して側
縁部がある。例えば側縁部39は外周側縁38に隣接し
ている(図14−15)。同様に、半装架コイル41、
42の各正面壁45、46は、相互に水平方向に間隔を
置いたそれぞれの外側縁105、106を有し、各外側
縁105、106にそれぞれ隣接して外側縁部107、
108がある。
【0062】図12に示すように、隙間35に沿った同
じ高さの位置では、半装架コイルの正面壁45、46の
外側縁105、106の間の水平距離が、隙間35の開
口側36を形成する2つの外周側縁37、38より大き
い。図14−15を参照すると、それぞれのコイルの正
面壁45、46の各外側縁部107、108は、軸方向
にそれぞれの側縁部(例えばロール32の側縁部39)
から間隔を置き、両者の間に狭い空間109を形成す
る。
じ高さの位置では、半装架コイルの正面壁45、46の
外側縁105、106の間の水平距離が、隙間35の開
口側36を形成する2つの外周側縁37、38より大き
い。図14−15を参照すると、それぞれのコイルの正
面壁45、46の各外側縁部107、108は、軸方向
にそれぞれの側縁部(例えばロール32の側縁部39)
から間隔を置き、両者の間に狭い空間109を形成す
る。
【0063】図14および図15に示すように、半装架
コイル41の正面壁45の外側縁部107とロール41
の側縁部39は協働して、隙間35の開口側36の磁界
の磁束密度に比べ、空間109の磁界の磁束密度を高め
るように作動する。この理由については後述する。磁束
密度が高まると、隙間35の開口側36における磁気圧
に比べ、空間109の磁気圧が高まり、溶融金属が空間
109から横方向へ流出するのを防止する。
コイル41の正面壁45の外側縁部107とロール41
の側縁部39は協働して、隙間35の開口側36の磁界
の磁束密度に比べ、空間109の磁界の磁束密度を高め
るように作動する。この理由については後述する。磁束
密度が高まると、隙間35の開口側36における磁気圧
に比べ、空間109の磁気圧が高まり、溶融金属が空間
109から横方向へ流出するのを防止する。
【0064】溶融金属111、半装架コイル41の正面
壁45、およびロール32などの非磁性導体への磁界の
浸透の深さは、導電性材料の(a) 透磁率と(b)
導電率の積の平方根に反比例する。半装架コイルの正面
壁45およびロール32の材料である銅または銅合金
は、磁界による浸透あが溶融鋼よりずっと低い。その結
果、磁界および磁束密度は、溶融金属が鋼の場合、正面
壁45と溶融金属111の外側境界112の間より、ロ
ール32の外周縁部39と半装架コイル45の外側縁部
107の間の空間109の方が高くなる。
壁45、およびロール32などの非磁性導体への磁界の
浸透の深さは、導電性材料の(a) 透磁率と(b)
導電率の積の平方根に反比例する。半装架コイルの正面
壁45およびロール32の材料である銅または銅合金
は、磁界による浸透あが溶融鋼よりずっと低い。その結
果、磁界および磁束密度は、溶融金属が鋼の場合、正面
壁45と溶融金属111の外側境界112の間より、ロ
ール32の外周縁部39と半装架コイル45の外側縁部
107の間の空間109の方が高くなる。
【0065】磁界によって生じる磁気圧は磁束密度の2
乗に比例し、磁束密度は磁束の断面積によって決まる。
空間109では時間が狭められるので、空間109の磁
束の断面積は、コイル40と溶融金属111の間の空間
の磁束の断面積より小さい。
乗に比例し、磁束密度は磁束の断面積によって決まる。
空間109では時間が狭められるので、空間109の磁
束の断面積は、コイル40と溶融金属111の間の空間
の磁束の断面積より小さい。
【0066】その結果、空間109の磁束密度は、コイ
ル40と溶融金属111の間における磁束密度に比べて
高くなり、それにより、空間109の磁気圧は、コイル
40と溶融金属111の間における磁気圧に比べて高く
なる。
ル40と溶融金属111の間における磁束密度に比べて
高くなり、それにより、空間109の磁気圧は、コイル
40と溶融金属111の間における磁気圧に比べて高く
なる。
【0067】磁界の浸透の深さは、交流電流の各周波数
にも反比例する。3000ヘルツの周波数では、溶融鋼
および銅に対する磁界の相対浸透は、それぞれ約10.
9mmおよび1.2mmとなる。コイル40の一般的な
動作周波数は、約3000ヘルツである。周波数がこれ
よりずっと低ければ、溶融金属に2次再循環流動が発生
するおそれがあり、望ましくない。周波数が高ければ高
いほど、コイルに生じる熱の量が増えるので、冷却を強
化する必要がある。利用可能な冷却能力を越える周波数
を使用することはできない。
にも反比例する。3000ヘルツの周波数では、溶融鋼
および銅に対する磁界の相対浸透は、それぞれ約10.
9mmおよび1.2mmとなる。コイル40の一般的な
動作周波数は、約3000ヘルツである。周波数がこれ
よりずっと低ければ、溶融金属に2次再循環流動が発生
するおそれがあり、望ましくない。周波数が高ければ高
いほど、コイルに生じる熱の量が増えるので、冷却を強
化する必要がある。利用可能な冷却能力を越える周波数
を使用することはできない。
【0068】第1磁気部材48の正面縁49の真反対側
の磁気圧は、正面縁49の真反対側の位置の磁界の方向
性のために、隙間35の開口側36に沿った他のどの部
分の磁気圧より低くなる(図14)。その結果、溶融金
属の境界112は、第1磁気部材48の真反対側の位置
で、コイル40に向かってさらに外側に突き出る。
の磁気圧は、正面縁49の真反対側の位置の磁界の方向
性のために、隙間35の開口側36に沿った他のどの部
分の磁気圧より低くなる(図14)。その結果、溶融金
属の境界112は、第1磁気部材48の真反対側の位置
で、コイル40に向かってさらに外側に突き出る。
【0069】第1磁気部材48の幅が狭ければ狭いほ
ど、第1磁気部材48の真正面における磁界の広がりが
小さくなり、この位置における磁気圧の低下が小さくな
る。第1磁気部材の幅を比較的大きくすると、溶融金属
111が第1磁気部材48の正面の耐火部材80に接触
し、その位置で溶融金属の凝固が起こるおそれがある。
ど、第1磁気部材48の真正面における磁界の広がりが
小さくなり、この位置における磁気圧の低下が小さくな
る。第1磁気部材の幅を比較的大きくすると、溶融金属
111が第1磁気部材48の正面の耐火部材80に接触
し、その位置で溶融金属の凝固が起こるおそれがある。
【0070】第1磁気部材48の幅を比較的小さくする
と、第1磁気部材48の正面部の磁界は充分に高くな
り、溶融金属がこの位置で耐火部材80に接触するのを
防止する。第1耐火部材48の幅は0.020インチ
(0.508mm)から、隙間35の最も狭い部分にお
けるロール31、32間の距離(例:0.1〜0.25
インチ)(2.54〜6.35mm)までの範囲とする
ことができる。
と、第1磁気部材48の正面部の磁界は充分に高くな
り、溶融金属がこの位置で耐火部材80に接触するのを
防止する。第1耐火部材48の幅は0.020インチ
(0.508mm)から、隙間35の最も狭い部分にお
けるロール31、32間の距離(例:0.1〜0.25
インチ)(2.54〜6.35mm)までの範囲とする
ことができる。
【0071】基本的に隙間35の最も狭い部分の磁界を
示す図15における第1磁気部材48の真正面位置の磁
気圧は、溶融鋼がこの位置で耐火部材80に接触するの
を防止するのに充分な強さになる。図15に示す高さ位
置で磁気圧が高くなるのは、この位置における磁路の長
さが小さくなること、および空間109が第1磁気部材
48の正面縁49へいっそう近接し、磁界が狭められて
磁束密度が高まることによる。
示す図15における第1磁気部材48の真正面位置の磁
気圧は、溶融鋼がこの位置で耐火部材80に接触するの
を防止するのに充分な強さになる。図15に示す高さ位
置で磁気圧が高くなるのは、この位置における磁路の長
さが小さくなること、および空間109が第1磁気部材
48の正面縁49へいっそう近接し、磁界が狭められて
磁束密度が高まることによる。
【0072】第1磁気部材48は、その垂直寸法に沿っ
て幅が一様である必要はない。しかし、第1磁気部材4
8の幅を変化させる場合には、その底部の幅を最も小さ
くしなければならない。
て幅が一様である必要はない。しかし、第1磁気部材4
8の幅を変化させる場合には、その底部の幅を最も小さ
くしなければならない。
【0073】次に、図16−23について説明する。一
般に符号130(図16−17、および図23)で示す
のは、本発明の別の実施例に従って構成した装置であ
る。
般に符号130(図16−17、および図23)で示す
のは、本発明の別の実施例に従って構成した装置であ
る。
【0074】装置130は、縦に配置した磁気部材15
0を縦に配置した多数のコイル巻き141で覆った電流
導通コイル140を有する。各コイル巻き141は、隙
間35の開口側36を向いた縦配置の正面部142から
成る。コイル140に交流電流が流れると、水平の磁界
が発生する。コイル140が開口側36に近接している
ので、この磁界はコイル巻き141の正面部142か
ら、隙間35の開口側36を経て、隙間内の溶融金属へ
広がり、充分な強度で隙間内の溶融金属に閉込め圧力を
作用させる。
0を縦に配置した多数のコイル巻き141で覆った電流
導通コイル140を有する。各コイル巻き141は、隙
間35の開口側36を向いた縦配置の正面部142から
成る。コイル140に交流電流が流れると、水平の磁界
が発生する。コイル140が開口側36に近接している
ので、この磁界はコイル巻き141の正面部142か
ら、隙間35の開口側36を経て、隙間内の溶融金属へ
広がり、充分な強度で隙間内の溶融金属に閉込め圧力を
作用させる。
【0075】図23に示すように最左端に位置するコイ
ル巻き141を除く各コイル巻き141は、コイル巻き
の正面部142に接続した頂部143、そのコイル巻き
の正面図142の底に接続した底部144、およびコイ
ル巻き141の底部144を隣接コイル巻き141の頂
部143に接続する後部145を有する(図17)。
ル巻き141を除く各コイル巻き141は、コイル巻き
の正面部142に接続した頂部143、そのコイル巻き
の正面図142の底に接続した底部144、およびコイ
ル巻き141の底部144を隣接コイル巻き141の頂
部143に接続する後部145を有する(図17)。
【0076】図23に示すように、最左端のコイル巻き
は後部を含まない。このコイル巻きの底部144は、後
述する別の構造に接続される。
は後部を含まない。このコイル巻きの底部144は、後
述する別の構造に接続される。
【0077】コイル140は中空の銅管から成り、その
中を冷却流体が循環する。冷却流体は、図23に示す最
右端のコイル巻き141の頂部143に接続した入口導
管192からコイル140へ流入する。冷却流体は、図
23の最左端のコイル巻き141の底部144に接続し
た出口導管193から流出する。交流電流をコイル14
0に流すために、1対のバスバー194、195がそれ
ぞれ入口導管192および出口導管193に電気的に接
続されている。
中を冷却流体が循環する。冷却流体は、図23に示す最
右端のコイル巻き141の頂部143に接続した入口導
管192からコイル140へ流入する。冷却流体は、図
23の最左端のコイル巻き141の底部144に接続し
た出口導管193から流出する。交流電流をコイル14
0に流すために、1対のバスバー194、195がそれ
ぞれ入口導管192および出口導管193に電気的に接
続されている。
【0078】装置130は、磁界が隙間35の開口側3
6から離れる方向へ分散するのを防止する構造を有す
る。この構造は、コイル140によって発生する磁界を
実質的に隙間の開口側36に制限する。図16−18お
よび図23を参照すると、それぞれのコイル巻き141
の各正面部142に電気的に接続され、隙間35の開口
側148を向いているのが、例えば銅製の非磁性導体か
ら成る縦配置した金属スリップ148である。
6から離れる方向へ分散するのを防止する構造を有す
る。この構造は、コイル140によって発生する磁界を
実質的に隙間の開口側36に制限する。図16−18お
よび図23を参照すると、それぞれのコイル巻き141
の各正面部142に電気的に接続され、隙間35の開口
側148を向いているのが、例えば銅製の非磁性導体か
ら成る縦配置した金属スリップ148である。
【0079】図16に示すように、各金属ストリップ1
48の幅は、隙間35の開口側36の幅が狭くなるのに
合わせて、ストリップの縦方向に沿って下に行くほど狭
くなっているので、電流がコイル140およびストリッ
プ148に流れると、ストリップの幅が狭くなるにつれ
て、ストリップの電流密度が高くなる。先に述べたよう
に、隙間35の溶融金属によって生じる静圧は、深さが
増すにつれて増加する。しかし、電流密度が高くなると
磁圧が増すので、ストリップ148によって定義される
導体の構成は、隙間35内の溶融金属によって生じる静
圧の増加に合わせて、磁圧を増加する。
48の幅は、隙間35の開口側36の幅が狭くなるのに
合わせて、ストリップの縦方向に沿って下に行くほど狭
くなっているので、電流がコイル140およびストリッ
プ148に流れると、ストリップの幅が狭くなるにつれ
て、ストリップの電流密度が高くなる。先に述べたよう
に、隙間35の溶融金属によって生じる静圧は、深さが
増すにつれて増加する。しかし、電流密度が高くなると
磁圧が増すので、ストリップ148によって定義される
導体の構成は、隙間35内の溶融金属によって生じる静
圧の増加に合わせて、磁圧を増加する。
【0080】ストリップ148によって形成され、コイ
ル140と隙間の開口側の間に配置される非磁性導体
は、開口側36に充分に近接しているので、コイル14
0によって生じる磁界を実質的に隙間の開口側に制限す
ることができる。図16および図17に示すように、ス
トリップ148によって形成される導体は、コイルの正
面位置で、各コイル巻き141の頂部143と底部14
4の間の実質的に全領域を占める。
ル140と隙間の開口側の間に配置される非磁性導体
は、開口側36に充分に近接しているので、コイル14
0によって生じる磁界を実質的に隙間の開口側に制限す
ることができる。図16および図17に示すように、ス
トリップ148によって形成される導体は、コイルの正
面位置で、各コイル巻き141の頂部143と底部14
4の間の実質的に全領域を占める。
【0081】磁性材料から形成した磁気部材150をコ
イル140に結合する。しかし、コイルと協働して、コ
イル140によって生成され隙間35の開口側36から
広がった直接発生磁界のための低磁気抵抗帰り道を形成
する。図18および図23に示すように、磁気部材15
0は、隙間35の開口側36を向いた前部表面151を
有する。各コイル巻き141の各正面部142は、磁気
部材150の前部表面151の前部に位置する。コイル
巻き141の各正面部142はそれぞれ磁性材料のスト
リップ160、161で覆った1対の側部146、14
7を有する(図18)。磁性材料の各ストリップ16
0、161は、(a) 磁気部材150の前部表面15
1と、(b) 正面部142に取り付けられた金属スト
リップ148との間に伸長し、金属ストリップ148の
コイル巻き正面部142に流れる電流を集中させる。
イル140に結合する。しかし、コイルと協働して、コ
イル140によって生成され隙間35の開口側36から
広がった直接発生磁界のための低磁気抵抗帰り道を形成
する。図18および図23に示すように、磁気部材15
0は、隙間35の開口側36を向いた前部表面151を
有する。各コイル巻き141の各正面部142は、磁気
部材150の前部表面151の前部に位置する。コイル
巻き141の各正面部142はそれぞれ磁性材料のスト
リップ160、161で覆った1対の側部146、14
7を有する(図18)。磁性材料の各ストリップ16
0、161は、(a) 磁気部材150の前部表面15
1と、(b) 正面部142に取り付けられた金属スト
リップ148との間に伸長し、金属ストリップ148の
コイル巻き正面部142に流れる電流を集中させる。
【0082】磁気部材150の前部表面151とコイル
巻き141の正面部142の間には絶縁薄膜がある。同
様に、正面部142の両側部146、147と、両側部
146、147を覆うそれぞれの対応磁気ストリップ1
60、161との間にも、絶縁材料の薄膜がある。スト
リップ148は相互に実質的に突き合わせ並列関係にあ
り、絶縁材料の薄膜によって分離されているだけであ
る。ここでいう絶縁材料とは、図1−15の装置30で
磁気部材48、50とコイル40を分離するために使用
したものと同じである。
巻き141の正面部142の間には絶縁薄膜がある。同
様に、正面部142の両側部146、147と、両側部
146、147を覆うそれぞれの対応磁気ストリップ1
60、161との間にも、絶縁材料の薄膜がある。スト
リップ148は相互に実質的に突き合わせ並列関係にあ
り、絶縁材料の薄膜によって分離されているだけであ
る。ここでいう絶縁材料とは、図1−15の装置30で
磁気部材48、50とコイル40を分離するために使用
したものと同じである。
【0083】磁気部材150と磁気ストリップ160、
161は、装置30の磁気部材48、50と同一磁性材
料で形成することができる。
161は、装置30の磁気部材48、50と同一磁性材
料で形成することができる。
【0084】図19−20を参照すると、磁気部材15
0は、前部表面151の他に、後部表面152および1
対の弧状の側壁153、154を有する。この側壁は下
に向かって細くなり、部材150の形状と隙間35の開
口側36の形状を実質的に一致させる。磁気部材150
は、各側壁153、154に隣接するカットアウト部1
55(図19)を有し、コイル巻き141の底部144
がそこを通るようになっている。各コイル巻き141の
頂部143は磁気部材150の頂部の上を伸長する(図
17)。図17に示すように、各コイル巻き141の正
面部142は、磁気部材150の前部表面151の正面
に位置し、コイル巻きの各後部145は、磁気部材15
0の後部表面152の背後に位置し、かつそのコイル巻
きの底部144と隣接コイル巻き141の頂部143の
間に伸長する。
0は、前部表面151の他に、後部表面152および1
対の弧状の側壁153、154を有する。この側壁は下
に向かって細くなり、部材150の形状と隙間35の開
口側36の形状を実質的に一致させる。磁気部材150
は、各側壁153、154に隣接するカットアウト部1
55(図19)を有し、コイル巻き141の底部144
がそこを通るようになっている。各コイル巻き141の
頂部143は磁気部材150の頂部の上を伸長する(図
17)。図17に示すように、各コイル巻き141の正
面部142は、磁気部材150の前部表面151の正面
に位置し、コイル巻きの各後部145は、磁気部材15
0の後部表面152の背後に位置し、かつそのコイル巻
きの底部144と隣接コイル巻き141の頂部143の
間に伸長する。
【0085】各コイル巻き141の縦寸法は、隣接コイ
ル巻き141とは実質的に異なり、コイル巻きによって
覆われている磁気部材150のその部分の縦寸法に実質
的に対応する。各縦配置金属ストリップ148は、スト
リップ148が電流が流れるように取り付けられている
コイル正面部142と縦方向に実質的に共伸長してい
る。各ストリップ148は1対の側縁を有し、隣接スト
リップ148相互の側縁が両者間の間隔を定義するが、
それは非常に小さいので(図16)、隣接ストリップ間
の電気的短絡を防止するために、絶縁材料の薄膜が含ま
れている。
ル巻き141とは実質的に異なり、コイル巻きによって
覆われている磁気部材150のその部分の縦寸法に実質
的に対応する。各縦配置金属ストリップ148は、スト
リップ148が電流が流れるように取り付けられている
コイル正面部142と縦方向に実質的に共伸長してい
る。各ストリップ148は1対の側縁を有し、隣接スト
リップ148相互の側縁が両者間の間隔を定義するが、
それは非常に小さいので(図16)、隣接ストリップ間
の電気的短絡を防止するために、絶縁材料の薄膜が含ま
れている。
【0086】磁気部材150の幅は、(a) 部材15
0に沿って縦方向に変化し、(b)同一水平面上で隙間
35の開口側36の幅に実質的に対応する。磁気部材1
50を取り囲むのは、銅などの導電性材料で形成するシ
ールド165である(図16−17、および図23)。
図21−22に示すように、シールド165は後壁16
6と1対の側壁167、168を有する。後壁166は
符号169の位置に切込みがあり、後壁166を貫通し
てコイル巻き141の底部144を収容するようになっ
ている。隣接シールド163の後壁166は磁気部材1
50の後部表面152を閉鎖し、絶縁材料の薄膜により
隔離される。シールド165の各側壁167、168は
それぞれ下向きに細くないっている内部表面171、1
72を持ち、磁気部材150のそれぞれ下向きに細くな
っている側壁153、154をぴったりと収容するよう
になっており、両者の間は電気絶縁材料の薄膜によって
相互に分離される。
0に沿って縦方向に変化し、(b)同一水平面上で隙間
35の開口側36の幅に実質的に対応する。磁気部材1
50を取り囲むのは、銅などの導電性材料で形成するシ
ールド165である(図16−17、および図23)。
図21−22に示すように、シールド165は後壁16
6と1対の側壁167、168を有する。後壁166は
符号169の位置に切込みがあり、後壁166を貫通し
てコイル巻き141の底部144を収容するようになっ
ている。隣接シールド163の後壁166は磁気部材1
50の後部表面152を閉鎖し、絶縁材料の薄膜により
隔離される。シールド165の各側壁167、168は
それぞれ下向きに細くないっている内部表面171、1
72を持ち、磁気部材150のそれぞれ下向きに細くな
っている側壁153、154をぴったりと収容するよう
になっており、両者の間は電気絶縁材料の薄膜によって
相互に分離される。
【0087】装置130のシールド165は、図1−1
5の装置30のシールド65と実質的に同一の機能を果
たす。
5の装置30のシールド65と実質的に同一の機能を果
たす。
【0088】次に図23について説明する。磁気部材1
50の側壁153、154は、それぞれ正面端部16
3、164を有する。正面端部でこれらの側壁間に伸長
するのは耐火部材180であり、これは装置130の場
合も装置30の耐火部材80と同一機能を果たす。つま
り、耐火部材80はストリップ148と隙間35の開口
側36との間に配置され、コイル140とストリップ1
48を隙間35内の溶融金属が保護する。
50の側壁153、154は、それぞれ正面端部16
3、164を有する。正面端部でこれらの側壁間に伸長
するのは耐火部材180であり、これは装置130の場
合も装置30の耐火部材80と同一機能を果たす。つま
り、耐火部材80はストリップ148と隙間35の開口
側36との間に配置され、コイル140とストリップ1
48を隙間35内の溶融金属が保護する。
【0089】しかし、装置130にはその他に、耐火部
材180とストリップ148の間に空間181がある。
空間181は、冷却ガスを空間181内に送り込むよう
に配置した例えばエアナイフ182によって冷却ガスを
通すことのできる媒体から成る(図17)。
材180とストリップ148の間に空間181がある。
空間181は、冷却ガスを空間181内に送り込むよう
に配置した例えばエアナイフ182によって冷却ガスを
通すことのできる媒体から成る(図17)。
【0090】装置130によって生成された磁界は、磁
気部材150の側壁153、154の正面端部163、
164の間で隙間35の開口側36に水平に広がる。側
壁153の端部163とロール31の隣接外周側縁37
との間には、空間149がある。側壁154の端部16
4とロール32の外周側縁38との間にも、同様の空間
がある。磁界は空間149で狭められ、それによってそ
この磁束密度および磁気圧が、隙間35の開口側36に
比べて高くなる。これは空間149内に溶融金属拡張の
ため抵抗を高める。
気部材150の側壁153、154の正面端部163、
164の間で隙間35の開口側36に水平に広がる。側
壁153の端部163とロール31の隣接外周側縁37
との間には、空間149がある。側壁154の端部16
4とロール32の外周側縁38との間にも、同様の空間
がある。磁界は空間149で狭められ、それによってそ
この磁束密度および磁気圧が、隙間35の開口側36に
比べて高くなる。これは空間149内に溶融金属拡張の
ため抵抗を高める。
【0091】本発明に従って製作した別の実施例の装置
を、図25−26に一般に符号230で示す。装置23
0は、装置30の配置と同様に、隙間35の開口側36
に隣接して配置する。装置230は、以下で述べる相違
点を除き、装置30に関して先に述べたのと同様の方法
で、近接効果を利用して隙間35内の溶融金属に閉込め
圧を作用させる。
を、図25−26に一般に符号230で示す。装置23
0は、装置30の配置と同様に、隙間35の開口側36
に隣接して配置する。装置230は、以下で述べる相違
点を除き、装置30に関して先に述べたのと同様の方法
で、近接効果を利用して隙間35内の溶融金属に閉込め
圧を作用させる。
【0092】装置230は、底端部で短絡素子243に
よって後半装架コイルに接続した前半装架コイル241
と、以下に述べるようにシールドとしても機能する後半
装架コイル242の実質的に2つの半装架コイルから成
る単独の巻きコイル240を有する。
よって後半装架コイルに接続した前半装架コイル241
と、以下に述べるようにシールドとしても機能する後半
装架コイル242の実質的に2つの半装架コイルから成
る単独の巻きコイル240を有する。
【0093】交流電流がバスバー(図示せず)から半装
架コイル241に上から下に流れ、さらに短絡素子24
3を介して後半装架コイル242を下から上に(電流の
戻り道として機能する)流れた後、半装架コイル242
に接続された別のバスバー(図示せず)を通ってコイル
240から出ていく。
架コイル241に上から下に流れ、さらに短絡素子24
3を介して後半装架コイル242を下から上に(電流の
戻り道として機能する)流れた後、半装架コイル242
に接続された別のバスバー(図示せず)を通ってコイル
240から出ていく。
【0094】前半装架コイル241は、コイル240の
前表面部を構成する前壁245、側壁251、252、
および後壁255を有する。磁気部材50によるコイル
40の対応壁の囲込み(図4−5)と同様に、磁気部材
250で前半装架コイルの後壁255および側壁25
1、252をぴったりと囲い込む。絶縁薄層(図示せ
す)によって、磁気部材250を半装架コイルの壁25
1、252、255から分離する。
前表面部を構成する前壁245、側壁251、252、
および後壁255を有する。磁気部材50によるコイル
40の対応壁の囲込み(図4−5)と同様に、磁気部材
250で前半装架コイルの後壁255および側壁25
1、252をぴったりと囲い込む。絶縁薄層(図示せ
す)によって、磁気部材250を半装架コイルの壁25
1、252、255から分離する。
【0095】前段落で述べた段取りは、半装架コイル2
41を下向きに流れる電流をその前表面部245に集中
させるためである。
41を下向きに流れる電流をその前表面部245に集中
させるためである。
【0096】後半装架コイル242によって定義される
シールドは、磁気部材250の後壁257および側壁2
58、259をぴったりと包囲する後壁部266および
側壁部267、268を有する。絶縁薄層(図示せず)
によって、シールドの壁部を磁気部材の壁から分離す
る。
シールドは、磁気部材250の後壁257および側壁2
58、259をぴったりと包囲する後壁部266および
側壁部267、268を有する。絶縁薄層(図示せず)
によって、シールドの壁部を磁気部材の壁から分離す
る。
【0097】コイル240は、半装架コイル241の前
表面部245の水平幅全体および隙間35の開口側36
に水平に実質的に均等に広がる磁界を直接生成する。前
表面部245は非磁性導体であり、隙間の開口側36を
向き、開口側36に充分に近接して配置することによっ
て磁界を実質的に隙間の開口側に制限することができ
る。
表面部245の水平幅全体および隙間35の開口側36
に水平に実質的に均等に広がる磁界を直接生成する。前
表面部245は非磁性導体であり、隙間の開口側36を
向き、開口側36に充分に近接して配置することによっ
て磁界を実質的に隙間の開口側に制限することができ
る。
【0098】磁気部材250は、隙間の開口側に伸長す
る直接生成磁界の低磁気抵抗帰り道を構成する。シール
ド242は、直接生成磁界の低磁気抵抗帰り道を外れる
部分を、半装架コイル241の前正面部245と隙間3
5の溶融金属とによって定義される空間に実質的に制限
する。
る直接生成磁界の低磁気抵抗帰り道を構成する。シール
ド242は、直接生成磁界の低磁気抵抗帰り道を外れる
部分を、半装架コイル241の前正面部245と隙間3
5の溶融金属とによって定義される空間に実質的に制限
する。
【0099】耐火部材280は、耐火部材80が装置3
0の他の構成部品と協働するのと同様の方法で、装置2
30の他の構成部品と協働する。耐火部材280は、耐
火部材80と同様の機能を果たす。
0の他の構成部品と協働するのと同様の方法で、装置2
30の他の構成部品と協働する。耐火部材280は、耐
火部材80と同様の機能を果たす。
【0100】装置230が装置30と基本的に異なる点
は、装置230が、装置30では半装架コイル41と4
2(図14)の間に第1磁気部材48を配置することに
よって生じる水平磁界のギャップを無くしたことであ
る。装置230によって得られる磁界は、コイル240
の前正面部245全体に広がり、装置30によってでき
る磁界より均等な水平成分を持つ。このように均等性が
大きくなるので、磁界は隙間35にさらに浸透しやすく
なるが、装置230は装置30の2倍の電流が必要にな
る。
は、装置230が、装置30では半装架コイル41と4
2(図14)の間に第1磁気部材48を配置することに
よって生じる水平磁界のギャップを無くしたことであ
る。装置230によって得られる磁界は、コイル240
の前正面部245全体に広がり、装置30によってでき
る磁界より均等な水平成分を持つ。このように均等性が
大きくなるので、磁界は隙間35にさらに浸透しやすく
なるが、装置230は装置30の2倍の電流が必要にな
る。
【0101】半装架コイル241は、入力電流を半装架
コイル241に供給するために、例えば符号274の位
置にバスバーを取り付けるための垂直延長部273を有
する。半装架コイル242は、電流を半装架コイル24
2から還流するために、例えば符号276の位置にバス
バーを取り付けるための上部275を有する。構成部品
241−243、273および275は中空である。冷
却流体が半装架コイル241および242、短絡部材2
43、半装架コイル241の延長部273、および半装
架コイル242の上部275の内部を循環する。これら
の全ての構成部品の内部に、冷却流体のための適切な案
内部材および通路を設けるが、これらは当業界の通常の
技術の範囲内の構造的手段である。
コイル241に供給するために、例えば符号274の位
置にバスバーを取り付けるための垂直延長部273を有
する。半装架コイル242は、電流を半装架コイル24
2から還流するために、例えば符号276の位置にバス
バーを取り付けるための上部275を有する。構成部品
241−243、273および275は中空である。冷
却流体が半装架コイル241および242、短絡部材2
43、半装架コイル241の延長部273、および半装
架コイル242の上部275の内部を循環する。これら
の全ての構成部品の内部に、冷却流体のための適切な案
内部材および通路を設けるが、これらは当業界の通常の
技術の範囲内の構造的手段である。
【0102】装置230は、装置30に使用した第1磁
気部材48のような磁気部材を使用しないので、装置3
0より冷却が容易である。鉄積層材から成り、半装架コ
イル41と42の間のスロット内に配置した第1磁気部
材48は、装置30の冷却を比較的難しくする。
気部材48のような磁気部材を使用しないので、装置3
0より冷却が容易である。鉄積層材から成り、半装架コ
イル41と42の間のスロット内に配置した第1磁気部
材48は、装置30の冷却を比較的難しくする。
【0103】以上の詳細な説明は、明瞭な理解のために
上げたものによって、本発明を制限するものではなく、
変化例は当業者にとって明白であろう。
上げたものによって、本発明を制限するものではなく、
変化例は当業者にとって明白であろう。
【図1】 図1は、連続片鋳造機の一対のロールに関連
して、本発明に用いる装置の一例の平面図である。
して、本発明に用いる装置の一例の平面図である。
【図2】 図2は、図1の装置及びロールの末端図であ
る。
る。
【図3】 図3は、該装置及びロールの側面図である。
【図4】 図4は、該装置の分解部品配列透視図であ
る。
る。
【図5】 図5は、該装置の構成要素全てを組み立てた
透視図である。
透視図である。
【図6】 図6は、該装置の一部を構成する単回コイル
の前端図である。
の前端図である。
【図7】 図7は、図6のコイルの側面図である。
【図8】 図8は、該装置の別の部分を構成する磁気カ
バーの平面図である。
バーの平面図である。
【図9】 図9は、図8の磁気カバーの前端図である。
【図10】 図10は、該装置の他の部分を構成する電
導シールドの平面図である。
導シールドの平面図である。
【図11】 図11は、図10の電導シールドの前端図
である。
である。
【図12】 図12は、該装置の拡大前端図である。
【図13】 図13は、該装置の拡大平面図である。
【図14】 図14は、図12の14と14を結ぶ線に
沿って、ロール間の間隙の上部近くに、該装置により形
成された磁界を示す拡大断面図である。
沿って、ロール間の間隙の上部近くに、該装置により形
成された磁界を示す拡大断面図である。
【図15】 図15は、図12の15と15を結ぶ線に
沿って、間隙の下部近くに該装置により形成された磁界
を示す断面図である。
沿って、間隙の下部近くに該装置により形成された磁界
を示す断面図である。
【図16】 図16は、本発明に用いる装置の一例の前
端図である。
端図である。
【図17】 図17は、図16の17と17を結ぶ線に
沿った断面図である。
沿った断面図である。
【図18】 図18は、図16の18と18を結ぶ線に
沿った断面図である。
沿った断面図である。
【図19】 図19は、図16で示された一例の一部の
前端図である。
前端図である。
【図20】 図20は、図19の部分の平面図である。
【図21】 図21は、図16で示された一例の別の部
分の前端図である。
分の前端図である。
【図22】 図22は、図21の部分の平面図である。
【図23】 図23は、図16の23と23を結ぶ線に
沿った断面図である。
沿った断面図である。
【図24】 図24は、母線と冷却ダクトに関連した、
図1で示された一例の透視図である。
図1で示された一例の透視図である。
【図25】 図25は、本発明に用いる装置の別の例の
分解部品配列透視図である。
分解部品配列透視図である。
【図26】 図26は、該装置の構成要素を組み立てた
透視図である。
透視図である。
30…磁気的制限装置 31,32…ロール 33,34…軸 35…間隙 36…開口部 40…コイル 41,42…半コイル 45,46…前壁 48…第1磁性部材 50…第2磁性部材 65…シールド 80…耐熱性部材 88…プレート 92…入口用ダクト 100…出口 101…出口用ダクト 111…溶融金属 140…コイル 150…磁気部材 180…耐火部材 240…コイル
【手続補正書】
【提出日】平成5年6月29日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
Claims (81)
- 【請求項1】 水平に配置した2つの部材の間に縦に伸
長する隙間の開口側からの前記2つの部材間に配置した
溶融金属の逃げを防止するために近接効果を利用する磁
場閉込め装置において、前記装置が、 前記隙間の開口側に隣接配置され、前記隙間の開口側を
介して前記溶融金属まで伸長する水平磁界を直接生成す
る導電性コイル手段と、 前記隙間の開口側を向いた前記コイル手段の表面部と電
気的接続関係にある非磁性導体手段とから成り、 前記コイル手段を隙間の前記開口側に充分に近接させ、
前記直接生成される水平磁界が隙間内の溶融金属に閉込
め磁気圧を与えるだけの充分な強度を持つようにするこ
とと、 前記非磁性導体手段が、隙間の前記開口側を向くこと
と、前記磁界を実質的に隙間の前記開口側に閉込めるた
めに、隙間の前記開口側に充分に近接して配置した手段
から成ることと、を特徴とする磁場閉込め装置。 - 【請求項2】 隙間の前記開口側が垂直面内にあること
と、 前記導体手段を隙間の前記開口側に実質的に並列関係に
配置したことを特徴とする、請求項1記載の装置。 - 【請求項3】 前記コイル手段が上部と下部を有するこ
とと、 前記導体手段が、前記コイル手段の上部と下部の間の実
質的に全領域を占めることを特徴とする、請求項2記載
の装置。 - 【請求項4】 前記磁気手段が、前記隙間の開口側を介
して伸長する前記直接生成磁界の低磁気抵抗帰り道から
成ることを特徴とする、請求項4記載の装置。 - 【請求項5】 前記装置がさらに、 前記直接生成磁界の前記低磁気抵抗帰り道から外れる部
分を、コイル手段の前記表面部と前記溶融金属とによっ
て定義される空間に実質的に閉込める手段から成る導電
性シールドとから成ることを特徴とする、請求項4記載
の装置。 - 【請求項6】 前記2つの水平配置部材が平行な軸を有
する回転可能なロールであることと、 前記磁気部材が、前記コイル手段に取り付けられた縦配
置磁気部材から成ることと、 前記コイル手段が前記磁気部材の周囲を覆う多数の縦配
置コイル巻きから成ることと、 各コイル巻きが、隙間の前記開口側を向いた縦配置正面
部から成ることと、 前記非磁性導体部材が、それぞれのコイル巻きの正面部
に1つづつ導電的に取り付けられ、かつそれぞれが隙間
の開口側を向いた多数の縦配置金属ストリップから成る
ことと、 前記金属ストリップの幅を、隙間の前記開口側の狭くな
る幅と一致するように、前記ストリップの縦方向に沿っ
て上から下に狭くして、前記コイル手段および前記スト
リップに電流を流したときに、前記ストリップの電流密
度がストリップの幅の減少と共に増加するようにしたこ
とを特徴とする、請求項4記載の装置。 - 【請求項7】 前記磁気部材が隙間の開口側を向いた前
表面を持つことと、 各コイル巻きの前記正面部を、磁気部材の前表面の証明
に配置することと、 コイル巻きの各正面部が、(a) 磁気部材の前表面
と、(b) コイル巻きの前記正面部に取り付けられた
金属ストリップとの間に伸長する磁性材料のストリップ
でそれぞれ覆った1対の側部を持ち、前記金属ストリッ
プの前記正面部を流れる電流を集中させることとを特徴
とする、請求項6記載の装置。 - 【請求項8】 前記コイル手段が、内部に冷却流体を循
環させることのできる管から成ることを特徴とする、請
求項7記載の装置。 - 【請求項9】 前記磁気部材が後表面と、下向きに実質
的に細くなるように形成して前記部材を隙間の前記開口
側の形状に実質的に一致させる1対の側壁とを有するこ
とと、 各コイル巻きが、コイル巻きの前記正面部に接続された
頂部と底部を有することと、 多数の前記コイル巻きが、磁気部材の後表面の背後に位
置し、かつそのコイル巻きの底部と隣接コイル巻きの頂
部との間に伸長する後部を有することと、を特徴とす
る、請求項8記載の装置。 - 【請求項10】 各コイル巻きの縦寸法が隣接コイル巻
きの縦寸法と相互に異なり、磁気部材の前記コイル巻き
で覆った部分の縦寸法に実質的に一致することを特徴と
する、請求項9記載の装置。 - 【請求項11】 各縦配置金属ストリップが縦方向に実
質的に、そのストリップが導電的に取り付けられたコイ
ル正面部と共に伸長することと、 各ストリップが1対の側縁を有することと、 隣接するストリップ相互の側縁が、ストリップ間の空間
を定義し、その空間が微小であることと、を特徴とする
請求項10記載の装置。 - 【請求項12】 隣接ストリップ相互の側縁間の前記空
間を電気的に絶縁することを特徴とする、請求項11記
載の装置。 - 【請求項13】 前記磁気部材の幅が、(a) 部材に
沿って縦方向に変化し、(b) 同一水面内の隙間の開
口側の幅に実質的に一致することを特徴とする、請求項
8記載の装置。 - 【請求項14】 導線装置と間隙開口側との間に設けら
れる耐火部材を含む、請求項7に記載の装置。 - 【請求項15】 耐火部材と導電装置との間に設けられ
るスペースがあり、そのスペースは、冷却ガスを通すこ
とができる装置を有し、そして、そのスペースに冷却ガ
スを誘導する装置を有する請求項14に記載の装置。 - 【請求項16】 コイル装置表面部と導電装置が同一の
空間を形成する、請求項5に記載の装置。 - 【請求項17】 コイル装置が単巻コイルを内蔵し、前
記の離れて配置された部材のそれぞれが、間隙開口側の
エッジの範囲限定をするサイドエッジ(a)、およびそ
のサイドエッジに隣接するサイドエッジ(b)を有し、 前記導電装置が、水平方向に離れて配置されている1対
の外側エッジ(a)、および各外側エッジに隣接する外
側エッジ部(b)を有し、 導電装置における2つの外側エッジの間の水平方向距離
が、前記間隙に沿った同じ垂直方向位置においては、間
隙開口側の範囲を限定する2つのサイドエッジの間の水
平方向距離よりも大きく、 導電装置における各外側エッジ部が、サイドエッジ部の
間の狭いスペースの範囲を限定する部材のそれぞれのサ
イドエッジ部から離間しており、 溶融金属がその狭いスペースを通って横方向外側に流れ
ることを防止するため、導電装置における外側エッジ部
と前記の部材のサイドエッジ部は、間隙開口側を横切っ
て伸びる磁場の磁束密度に比べ、より大きい磁束密度を
前記の狭いスペースの磁場に供給することを促進する装
置を有する、請求項16に記載の装置。 - 【請求項18】 溶融金属とは溶鋼であり、導電装置お
よび少なくとも前記の部材エッジ部は、銅もしくは銅合
金で組成される、請求項17に記載の装置。 - 【請求項19】 コイル装置および導電装置は、それぞ
れ銅もしくは銅を基礎とする合金で組成される、請求項
16に記載の装置。 - 【請求項20】 2つの水平方向に離れて配置される部
材は、平行の軸を有する回転可能のロールであり、コイ
ル装置はシングルコイルターンを有し、 前記の磁気装置は実質的に垂直方向に配置されるプレー
ナーである第1磁性部材を有し、その第1磁性部材は、
(a) ロール軸に対して平行である面に位置し、
(b) 一対の対向側面を有し、 コイルターンは、垂直方向に配置される一対の、実質的
にハーフコイルを有し、このハーフコイルはそれぞれが
前記の磁性部材のそれぞれの向かい側の表面に隣接し、
それらの表面から電気的に絶縁されて設けられ、 各ハーフコイルは、間隙開口側に面する垂直方向に配置
されたフロント壁を有し、 前記の2つのハーフコイルの2つのフロント壁は、前記
の導電装置を構成する、請求項16に記載の装置。 - 【請求項21】 ハーフコイルの各フロント壁は、間隙
開口側の幅の狭隘化に伴い前記のハーフコイルの垂直の
寸法に沿って下方に向かって狭隘化する幅を有し、その
結果、電流が前記のコイルを通って流れるとき、フロン
ト壁の電流密度はフロント壁の減少する幅に伴って増大
する、請求項20に記載の装置。 - 【請求項22】 2つのフロント壁によって範囲が限定
される導電装置は、間隙開口側のシェイプに実質的に対
応するシェイプを有する、請求項21に記載の装置。 - 【請求項23】 各ハーフコイルは、外側壁、内側壁、
そして背後壁を有し、それらはそれぞれハーフコイルの
上端と下端の間に伸びている、請求項21に記載の装
置。 - 【請求項24】 コイルはそれぞれの端に隣接している
前記の2つのハーフコイルを導電して連結する装置を内
蔵している、請求項23に記載の装置。 - 【請求項25】 コイルは、冷却液循環通路の範囲を限
定する中空の内部を有する、請求項21もしくは請求項
24に記載の装置。 - 【請求項26】 第2磁性部材は背後壁を有し、両方の
ハーフコイルの背後壁を囲み、そしてそれらのハーフコ
イルから絶縁されており、また、第2磁性部材は、一対
の離れて配置される側壁を有し、それぞれの側壁は、各
ハーフコイルの外側壁を囲み、電気的にハーフコイルか
ら絶縁されている、請求項23に記載の装置。 - 【請求項27】 第1磁性部材は、フロントエッジを有
し、導電装置と同様にフロントエッジに実質的に接近し
て間隙開口側に面しており、また、この第1磁性部材
は、第2磁性部材の背後壁と実質的に寄り掛かり合いの
関係にある背後エッジを有し、 第2磁性部材の各側壁は、ロール周辺のサイドエッジに
隣接して、それぞれ回転可能のロールに面しているフロ
ント端部を有し、 第1磁性部材と第2磁性部材とは、低磁気抵抗回帰をも
たらす作用をする装置を内蔵する、請求項26に記載の
装置。 - 【請求項28】 シールドは、背後壁部を有し、第2磁
性部材の背後壁を背後から囲い、第2磁性部材から電気
的に絶縁されており、また、そのシールドは、一対の側
壁部を有し、そのそれぞれが第2磁性部材の各側壁を外
側から囲み、かつ第2磁性部材から電気的に絶縁されて
いる、請求項27に記載の装置。 - 【請求項29】 シールドの各側壁は、第2磁性部材の
隣接側壁と接近した関係にある内面(a)および隣接し
ている側壁の輪郭をトレースする内面(b)を有し、 シールドの背後壁部は、第2磁性部材の背後壁と密に接
近した位置関係にある内面を有する、請求項28に記載
の装置。 - 【請求項30】 シールドは、冷却媒体が回流する通路
の範囲を限定する中空の内部を有する、請求項29に記
載の装置。 - 【請求項31】 磁性部材の各側壁は、各ハーフコイル
の外側壁と接近関係にあり、外側壁の輪郭をトレースす
る、請求項29に記載の装置。 - 【請求項32】 前記の2つのフロント壁によって決め
られる導電装置は、間隙開口側のシェイプに実質的に対
応するシェイプを有し、 各フロント壁は、前記の外側エッジに隣接する各外側エ
ッジと外側エッジ部とを有する、請求項31に記載の装
置。 - 【請求項33】 さらに、第1磁性部材のフロントエッ
ジと各ハーフコイルのフロント壁とをカバーする耐火部
材を内蔵する、請求項27もしくは28に記載の装置。 - 【請求項34】 耐火部材は、一対の対向サイドエッジ
を有し、それぞれのサイドエッジは、第2磁性部材の各
側壁に向かって寄り掛かっている、請求項33に記載の
装置。 - 【請求項35】 耐火部材は垂直方向に設けられる外側
面を有し、外側面と第2磁性部材の側壁の各フロント端
は実質的に同じ垂直方向面に位置する、請求項34に記
載の装置。 - 【請求項36】 第1磁性部材は、間隙開口側の最も狭
い部分と実質的に同じ垂直方向のレベルにおいて低い部
分を有し、 この低い部分は、複数の水平方向に設けられ、垂直方向
に層を形成する粒状のケイ素鋼片により構成される、請
求項20に記載の装置。 - 【請求項37】 間隙における溶融金属の静態圧力増大
に従って磁場の磁気圧力を増大させる導電装置機構を含
む装置を有する、請求項16に記載の装置。 - 【請求項38】 2つの水平方向に離れて配置される部
材は、平行の軸と間隙開口側を形成する周辺サイドエッ
ジを有する回転可能のロールであり、 コイル装置はひとつの単巻コイルを有し、その単巻コイ
ルは、一対の垂直方向に設けられる、実質的にハーフコ
イルであり、 ハーフコイルの第1コイルは、間隙開口側に面する垂直
方向に設けられるフロント壁を有し、かつ、前記の導電
装置を構成し、 前ハーフコイルの第2コイルは、前記の一方のハーフコ
イルの背後に設けられ、一方のハーフコイルよりも前記
の間隙開口側から余分に離れている、請求項16に記載
の装置。 - 【請求項39】 第1ハーフコイルの前記のフロント壁
は、間隙開口側の狭隘化に伴って、前記のハーフコイル
の垂直方向の面積に沿って下方に狭隘化する幅を有し、 従って、電流が前記のコイルを流れると、前記のフロン
ト壁の電流密度はフロント壁幅減少に応じて増大する、
請求項38に記載の装置。 - 【請求項40】 フロント壁により範囲が限定される導
電装置は、間隙開口側のシェイプに実質的に対応するシ
ェイプを有する、請求項39に記載の装置。 - 【請求項41】 第1ハーフコイルは、一対の側壁と背
後壁を有し、それらはそれぞれハーフコイルの上下端の
間に伸びている、請求項38に記載の装置。 - 【請求項42】 コイルは、各端部に隣接する前記の2
つのハーフコイルを誘導的に連結する装置を有する、請
求項41に記載の装置。 - 【請求項43】 少なくとも第1ハーフコイルが、冷却
媒体が回流する通路の範囲を限定する中空内部を有す
る、請求項39もしくは42に記載の装置。 - 【請求項44】 磁気装置が、背後壁を有し、第1ハー
フコイルの背後壁を囲み、第1ハーフコイルから電気的
に絶縁される磁性部材を有し、 それぞれが第1ハーフコイルの各側壁を囲み、第1ハー
フコイルから電気的に絶縁されている一対の離れて配置
された側壁を有する、請求項41に記載の装置。 - 【請求項45】 磁性部材の各側壁が、ロールの前記の
周辺サイドエッジに隣接するそれぞれの回転可能ロール
に面しているフロント端部を有する請求項44に記載の
装置。 - 【請求項46】 シールドは、背後壁部を有し、磁性部
材の背後壁を背後から囲い、第2磁性部材から電気的に
絶縁されており、また、シールドは、一対の側壁部を有
し、そのそれぞれが磁性部材の各側壁を外側から囲み、
かつ磁性部材から電気的に絶縁されている、請求項45
に記載の装置。 - 【請求項47】 シールドの各側壁部は、磁性部材の隣
接側壁と接近した関係にある内面(a)および前記の隣
接した側壁の輪郭をトレースする内面(b)を有し、 シールドの背後壁部は、磁性部材の背後壁と密に接近し
た位置関係にある内面を有する、請求項46に記載の装
置。 - 【請求項48】 シールドは、冷却媒体が回流する通路
を定めている中空の内部を有する、請求項47に記載の
装置。 - 【請求項49】 磁性部材の各側壁は、第1ハーフコイ
ルの各側壁と接近関係にあり、第1ハーフコイルの輪郭
をトレースする、請求項47に記載の装置。 - 【請求項50】 第1ハーフコイルのフロント壁によっ
て範囲が限定される導電装置は、間隙開口側のシェイプ
に実質的に対応するシェイプを有する、請求項49に記
載の装置。 - 【請求項51】 さらに、第1ハーフコイルのフロント
壁をカバーする耐火部材を有する、請求項45もしくは
請求項46に記載の装置。 - 【請求項52】 耐火部材は、一対の対向サイドエッジ
を有し、それぞれのサイドエッジは、磁性部材の各側壁
に向かって寄り掛かっている、請求項51に記載の装
置。 - 【請求項53】 耐火部材は垂直方向に設けられる外側
面を有し、外側面と磁性部材の側壁の各フロント端は実
質的に同じ垂直方向面に位置する、請求項52に記載の
装置。 - 【請求項54】 2つの水平方向に離れて配置される部
材の間の間隙ならびに溶融金属がその間に導かれる間隙
において垂直方向に伸びる間隙開口側を通っての溶融金
属の流出を防ぐための近接効果をもたらす磁気閉じ込め
方であって、 間隙開口側に隣接する位置において、間隙開口側を通っ
て溶融金属にまで伸びる水平方向磁場をまっすぐに発生
させ、 間隙いおいて溶融金属に対する閉じ込め圧力を及ぼすの
に十分な強さを有するようになるように、水平方向磁場
を間隙開口側に十分に接近させ、水平方向磁場を発生さ
せ、そして磁場を間隙開口側に閉じ込める、という段階
を経て実施される方法。 - 【請求項55】 磁場を発生させる段階は、 電流伝導コイルを間隙開口側にコイル表面部が間隙開口
側に面するように設定され、 電流が前記のコイルに伝導され、まっすぐに水平方向磁
場を発生せしめられ、そして電流の流れが、間隙開口側
に面するコイル表面部に集中せしめられる手順をもって
構成される、請求項54に記載の方法。 - 【請求項56】 まっすぐに発生せしめられる磁場の低
磁場抵抗帰路の外側部分を、一方の側がコイル表面部に
より、実質的に、他方の側が溶融金属により範囲が限定
されるスペースに閉じ込めることを含む、請求項54に
記載の方法。 - 【請求項57】 磁場に及ぶ磁気圧力を間隙における溶
融金属の静圧の増大に伴い増加させる方法を含む、請求
項56に記載の方法。 - 【請求項58】 あいだに溶融金属が存在し、水平方向
に離して配置された2つの部材間の垂直方向に伸びる間
隙の開口側からの、溶融金属の流出を防止するための磁
気閉じ込め装置であって、 間隙開口側を通って溶融金属にまで至り、間隙内の溶融
金属に対して閉じ込め圧力を及ぼす水平方向磁場を発生
させるための、間隙開口側に隣接して配置される導電コ
イル装置と、 そのコイル装置が有する間隙開口側に面する表面部と、 間隙開口側に面するコイル装置表面部に電流の流れを集
中させるための装置を含む、前記のコイル装置と協働す
る磁気装置と、 間隙開口側に面する非磁性導電装置を含む前記コイル装
置の前記表面部と、 磁場を実質的に間隙開口側に閉じ込めるために、間隙開
口側に十分に接近する装置を含むことを特徴とする非磁
性導電装置。 - 【請求項59】 間隙開口側が垂直方向の面に位置し、
導電装置が、間隙開口側に実質的に平行の位置関係にあ
る、請求項58に記載の装置。 - 【請求項60】 磁気装置が、間隙開口側を通る、まっ
すぐに発生せしめられた磁場に対する低磁気抵抗帰路を
含む、請求項58に記載の装置。 - 【請求項61】 低磁気抵抗帰路の外部に存在する磁場
部分を、一方が非磁性導電装置によって形成され、他方
が溶融金属によって形成されるスペースに実質的に閉じ
込めるための装置をもって構成される導電シールドを含
む、請求項60に記載の装置。 - 【請求項62】 前記のコイル装置は、単巻コイルを内
蔵し、 離れて配置された部材のそれぞれが、間隙開口側のエッ
ジを形成するサイドエッジ(a)、 および、そのサイドエッジに隣接するサイドエッジ部
(b)を有し、導電装置が、水平方向に離れて配置され
ている1対の外側エッジ(a)、および各外側エッジに
隣接する外側エッジ部(b)を有し、 導電装置における2つの外側エッジの間の水平方向距離
は、前記間隙に沿った同じ垂直方向位置においては、間
隙開口側を形成する2つのサイドエッジの間の水平方向
距離よりも大きく、 導電装置における各外側エッジ部は、サイドエッジ部の
間の狭いスペースを形成する部材のそれぞれのサイドエ
ッジ部から離間しており、 溶融金属がその狭いスペースを通って横方向外側に流れ
ることを防止するため、導電装置における外側エッジ部
と前記の部材のサイドエッジ部は、間隙開口側を横切っ
て伸びる磁場の磁束密度に比べ、より大きい磁束密度を
前記の狭いスペースの磁場に供給することを促進する装
置を有する、請求項60もしくは請求項61に記載の装
置。 - 【請求項63】 溶融金属とは溶鋼であり、導電装置
は、銅もしくは銅合金で組成される、請求項61に記載
の装置。 - 【請求項64】 コイル装置および導電装置は、それぞ
れ銅もしくは銅を基礎とする合金で組成される、請求項
61に記載の装置。 - 【請求項65】 間隙における溶融金属の増加する静態
圧力に従って磁場の磁気圧力を増大させる導電装置機構
を含む装置を有する、請求項58もしくは請求項61に
記載の装置。 - 【請求項66】 2つの水平方向に離れて配置される部
材は、平行の軸と間隙開口側を形成する周辺サイドエッ
ジを有する回転可能のロールであり、コイル装置はひと
つの単巻コイルを有し、その単巻コイルは、一対の垂直
方向に設けられる、実質的にハーフコイルであり、 ハーフコイルの第1コイルは、間隙開口側に面する垂直
方向に設けられるフロント壁を有し、かつ、導電装置を
構成し、 前記のハーフコイルの第2コイルは、前記の一方のハー
フコイルの背後に設けられ、前記の一方のハーフコイル
よりも前記の間隙開口側から余分に離れている、請求項
58もしくは請求項61に記載の装置。 - 【請求項67】 第1ハーフコイルの前記のフロント壁
は、間隙開口側の幅の狭隘化に伴って、前記のハーフコ
イルの垂直方向の面積に沿って下方に狭隘化する幅を有
し、 従って、電流がコイルを流れると、フロント壁の電流密
度はフロント壁幅減少に応じて増大することを特徴とす
る請求項66に記載の装置。 - 【請求項68】 フロント壁により範囲が限定される導
電装置は、間隙開口側のシェイプに実質的に対応するシ
ェイプを有する、請求項67に記載の装置。 - 【請求項69】 第1ハーフコイルは、一対の側壁と背
後壁を有し、それらはそれぞれハーフコイルの上下端の
間に伸びている、請求項66に記載の装置。 - 【請求項70】 コイルは、各端部に隣接する前記の2
つのハーフコイルを誘導的に連結する装置を有する、請
求項69に記載の装置。 - 【請求項71】 少なくとも前記の第1ハーフコイル
が、冷却媒体が回流する通路の範囲を限定する中空内部
を有する、請求項69に記載の装置。 - 【請求項72】 磁気装置が、背後壁を有し、第1ハー
フコイルの背後壁を囲み、第1ハーフコイルから電気的
に絶縁される磁性部材を有し、それぞれが第1ハーフコ
イルの各側壁を囲み、第1ハーフコイルから電気的に絶
縁されている一対の離れて配置された側壁を有する、請
求項69に記載の装置。 - 【請求項73】 磁性部材の各側壁が、ロールの前記の
周辺サイドエッジに隣接するそれぞれの回転可能ロール
に面しているフロント端部を有する、請求項72に記載
の装置。 - 【請求項74】 シールドは、背後壁部を有し、磁性部
材の背後壁を背後から囲い、第2磁性部材から電気的に
絶縁されており、また、前記のシールドは、一対の側壁
部を有し、そのそれぞれが磁性部材の各側壁を外側から
囲み、かつ磁性部材から電気的に絶縁されている、請求
項73およびその従属性により請求項61に記載の装
置。 - 【請求項75】 シールドの各側壁部は、磁性部材の隣
接側壁と接近した関係にある内面(a)および前記の隣
接した側壁の輪郭をトレースする内面(b)を有し、 シールドの背後壁部は、磁性部材の背後壁と接近関係に
ある内面を有する、請求項74に記載の装置。 - 【請求項76】 磁性部材の各側壁は、第1ハーフコイ
ルの各側壁と接近関係にあり、第1ハーフコイルの輪郭
をトレースする、請求項75に記載の装置。 - 【請求項77】 第1ハーフコイルのフロント壁によっ
て範囲が限定される導電装置は、間隙開口側のシェイブ
に実質的に対応するシェイプを有する、請求項76に記
載の装置。 - 【請求項78】 さらに第1ハーフコイルのフロント壁
をカバーする耐火部材を有する、請求項74に記載の装
置。 - 【請求項79】 2つの水平方向に離れて配置される部
材の間の間隙ならびに溶融金属がその間に導かれる間隙
において垂直方向に伸びる間隙開口側を通っての溶融金
属の流出を防ぐための磁気閉じ込め法であって、 間隙開口側に隣接する位置に、間隙開口側の面するコイ
ル表面部を向けて、導電コイルを設け、コイルに電流を
誘導し、間隙開口側を通って溶融金属にまで達し、前記
の間隙において溶融金属に対する閉じ込め圧力を及ぼす
水平方向磁場を発生させ、電流の流れが、間隙開口側に
面するコイル表面部に集中するようにコイル磁気装置を
連動させ、 磁場を実質的に間隙開口側に閉じ込め、間隙開口側を通
る磁場に対して、磁性材料から成る低磁気抵抗帰路を設
けるという各段階により構成されることを特徴とする方
法。 - 【請求項80】 低磁気抵抗帰路の外側に存在する磁気
装置部分を実質的に、一方がコイル表面部により範囲が
限定され、他方が溶融金属により範囲が限定されるスペ
ースに閉じ込める方法を含む、請求項79に記載の方
法。 - 【請求項81】 間隙の中の溶融金属の静圧増大に伴い
磁場に作用する磁性圧力を増大させる方法を含む、請求
項80に記載の装置。
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