JPH07290214A

JPH07290214A - 鋳型内溶融金属流動制御装置ならびに方法

Info

Publication number: JPH07290214A
Application number: JP6153295A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Fuji; 健彦藤; Kensuke Okazawa; 健介岡澤; Eiichi Takeuchi; 栄一竹内; Keisuke Fujisaki; 敬介藤崎; Teruo Okazaki; 照夫岡崎; Akio Uehara; 彰夫上原; Akira Ito; 彰伊藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1995-02-27
Publication date: 1995-11-07

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、連続鋳造にて誘導電流ロスを可及
的に少なくし、可視範囲を十分確保できる鋳型内溶鋼流
動の制御用電磁装置及び制御方法を提供する。【構成】連続鋳造用鋳型の１対の長辺１と１対の短辺
２とで構成された鋳造空間３内に注入された溶融金属の
流動制御を行なう装置であって、鋳造空間３内の溶融金
属プール４よりも上方で、該鋳造空間の１対角位置５
に、注入用ノズル６を挟むようにして移動磁界発生装置
８を配設し、この移動磁界発生装置は鋳型内溶鋼プール
４表面近傍の１対角の溶融金属の流動を制御させる移動
磁界を発生させるようにした鋳型内溶融金属流動制御装
置である。【効果】低いキャピタルコスト並びにランニングコス
トにより溶融金属攪拌を行うことができ、良好な表層品
質を有する連続鋳造鋳片を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属の連続鋳造に
おける鋳型内溶鋼流動の制御用電磁装置及び制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、鋼スラブを連続鋳造する場合、
矩形の連続鋳造用鋳型の長辺に沿って移動磁界発生コイ
ルを配置し、該コイルに交流電流を流して、この交流電
流によって生じる移動磁界を溶鋼に印加し、溶鋼横断面
内に旋回攪拌流を形成して、溶鋼の偏析・酸化物の凝固
シェルへの付着等を防止し、欠陥の少ない鋳片を鋳造す
る技術、いわゆる電磁攪拌は周知となっている。

【０００３】その代表的な文献を挙げれば、「電磁力を
利用したマテリアルプロセシング（第１２９・１３０回
西山記念技術講座１９８９年４月）に、交流磁場の電
磁誘導及び攪拌技術と効果に関して説明されている。ま
た鋳型構造例としては、特公昭５８−４９１７２号公報
に「連続鋳造用電磁攪拌装置」が開示されている。

【０００４】一般に連続鋳造用鋳型は、内側の数１０ｍ
ｍの厚みの銅板と、その外側に冷却水流路を備え、かつ
銅板の変形を抑制するための数１０ｍｍの厚みのバック
プレートとから構成されている。

【０００５】前記のような電磁攪拌の際には、これらの
銅板とバックプレートの電導性が比較的良好であるた
め、両金属内に誘導電流がストレートに流れ易く、従っ
て、誘導電流ロスが発生する。

【０００６】そこで従来は、透過性の強いせいぜい数Ｈ
ｚの低周波の電流を使用し、ロスを極小にするような努
力が図られている。また従来の方式では、鋳型冷却水箱
内に鋳型銅板・バックプレートを介して溶鋼に推力を与
えるように、電磁コイルを配置してきた。

【０００７】そのため、鋳型ロスを見込んで電源容量の
増大を図ったり、一定期間鋳造した後のオーバーホール
用として用意された数機の鋳型それぞれに電磁コイルを
準備することも必要となっている。

【０００８】これに対して、鋳型内上方の空間を利用
し、上方から鋳型壁を介さずに電磁攪拌を行う方法が、
例えば特公昭５５−５４２４５号公報に示されている。
しかし旋回攪拌を得る為に配置した電磁コイルは、鋳型
内の湯面上方を覆う形となり、溶鋼湯面レベルの観察・
計測・潤滑剤の投入等のために、上方から見て広い可視
空間を確保することが重要となっている連続鋳造に対し
て、これを適用することは困難な状況にあった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、鋳型
内溶鋼に水平旋回攪拌状態を実現しようとする際、湯面
上方にコイルを配置すれば、鋳型電磁誘導ロスが少なく
なって、キャピタルコストを大きく下げ、かつ電源周波
数を自由に選択して、攪拌状態を変化させることが可能
となる。

【００１０】そこで鋳型周方向（初期凝固シェル前面周
方向）に、均一な流れを作ることができるように、電磁
流体特性に鑑み上方に設置する電磁コイルの配置・形状
・特性を操作するとともに、鋳造時の可視範囲を確保す
る点について十分配慮する必要がある。

【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みなされたもの
で、鋳型本体における誘導電流ロスを可及的に少なく
し、これにより周波数の使用範囲を拡大して、常に最適
な電流を付与することを可能とし、同時に鋳型内メニス
カス上方からの可視範囲を十分確保することができる、
鋳型内溶鋼流動制御装置ならびにその制御方法を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決したものであり、その要旨は、以下の１１項よりな
る。

【００１３】（１）溶融金属の連続鋳造用鋳型の一対の
長辺と一対の短辺で構成される鋳造空間内で、溶融金属
プールよりも上方で、該鋳造空間の２対角の内の１対角
に、注入用ノズルを挟むようにして移動磁界発生装置を
配設し、該移動磁界発生装置の推力を用いて、鋳型内溶
融金属プールの上表面付近の１対角の溶融金属の流動を
制御することを特徴とする鋳型内溶融金属流動制御装置
である。

【００１４】（２）前記 (1)項の流動制御装置におい
て、発生した移動磁界を強化する為に、移動磁界発生装
置を構成する鉄芯の下端形状を、鋳型厚み方向の中心側
よりも鋳型長辺側の方が溶融金属上表面に接近するよう
に傾斜させたことを特徴とするものである。

【００１５】（３）前記 (1)項または (2)項の流動制御
装置において、発生した移動磁界を強化する為に、移動
磁界発生装置を構成する鉄芯の下端が鋳型内に位置し、
該鉄芯に巻きつけた移動磁界発生用コイル部分が鋳型上
端よりも上方に位置するようにして移動磁界発生装置を
設置したことを特徴とするものである。

【００１６】（４）前記 (1)項， (2)項または (3)項の
いずれか１項の流動制御装置において、移動磁界発生コ
イルに導通させる交流電流の周波数を変化させて、鋳型
内溶融金属プールの深さ方向の電磁推力分布を制御する
手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１７】（５）前記 (1)項， (2)項， (3)項または
(4)項のいずれか１項の流動制御装置において、溶融金
属の上端湯面レベルの変動を検知する手段を設け、該手
段から得られた基準湯面レベルからの変動に対応して機
械的に移動磁界発生コイルの位置を制御し、溶融金属に
与える推力を一定に保持する手段を設けたことを特徴と
するものである。

【００１８】（６）前記 (1)項， (2)項， (3)項， (4)
項または (5)項のいずれか１項の流動制御装置におい
て、溶融金属の上端湯面レベルの変動を検知する手段を
設け、該手段から得られた基準湯面レベルからの変動に
対応して移動磁界発生コイルに与える電流値を制御し、
溶融金属に与える推力を一定に保持する手段を設けたこ
とを特徴とするものである。

【００１９】（７）前記 (1)項から (6)項までのいずれ
か１項に記載の鋳型内溶融金属流動制御装置を用いて、
溶融金属プール内上部の鋳型内溶融金属のうち上表面近
傍の１対角位置にある溶融金属を水平断面中央部から短
辺側へ移動させ、かつこの流れと注入用ノズルから吐出
した溶融金属注入流が鋳型短辺に衝突して上方に反転し
て形成される流れとを融合させて、溶融金属プール内上
部の鋳型内溶融金属を水平面内で旋回流動させることを
特徴とする鋳型内溶融金属流動制御方法である。

【００２０】（８）前記 (1)項から (6)項までのいずれ
か１項に記載の鋳型内溶融金属流動制御装置を用いて、
溶融金属プール内上部の鋳型内溶融金属のうち上表面近
傍の１対角位置にある溶融金属を短辺側から水平断面中
央部へ移動させ、かつこの流れと注入用ノズルから吐出
した溶融金属注入流が鋳型短辺に衝突して上方に反転し
て形成される流れとを融合させて、溶融金属プール内上
部の鋳型内溶融金属を水平面内で旋回流動させることを
特徴とする鋳型内溶融金属流動制御方法である。

【００２１】（９）前記 (1)項から (6)項までのいずれ
か１項に記載の鋳型内溶融金属流動制御装置を用いて、
溶融金属プール内上部の鋳型内溶融金属のうち上表面近
傍の１対角位置にある溶融金属を水平断面中央部から短
辺側へ移動させ、溶融金属プール上部を水平面内で旋回
流動させ、かつ、溶融金属の注入流を鉛直下方の流れと
し、注入流と電磁攪拌流の干渉を防止することを特徴と
する鋳型内溶融金属流動制御方法である。

【００２２】（１０）前記 (1)項から (6)項までのいず
れか１項に記載の鋳型内溶融金属流動制御装置を用い
て、溶融金属プール内上部の鋳型内溶融金属のうち上表
面近傍の１対角位置にある溶融金属を短辺側から水平断
面中央部へ移動させ、溶融金属プール上部を水平面内で
旋回流動させ、かつ、溶融金属の注入流を鉛直下方の流
れとし、注入流と電磁攪拌流の干渉を防止することを特
徴とする鋳型内溶融金属流動制御方法である。

【００２３】（１１）前記 (1)項から (6)項までのいず
れか１項に記載の鋳型内溶融金属流動制御装置を用い
て、溶融金属プール内上部の鋳型内溶融金属のうち上表
面近傍の１対角位置にある溶融金属を移動させて、溶融
金属プール上部を水平面内で旋回流動させる際に、溶融
金属の上端湯面レベルの変動を検知する手段を設け、該
手段から得られた湯面レベルの鋳型長辺側から見た左右
の差異に対応して、該鋳造空間の１対角に設置された２
基の移動磁界発生装置の移動磁界発生強度を制御するこ
とにより、溶融金属プール内上部の、鋳型長辺側から見
た左右の流速を一定にすることにより、鋳型内湯面レベ
ルを一定に保持することを特徴とする鋳型内溶融金属流
動制御方法である。

【００２４】

【作用】移動磁界発生装置を構成する電磁コイルを、連
続鋳造用鋳型の１対の長辺と１対の短辺とで構成された
鋳造空間内の溶融金属プールよりも上方で、該鋳造空間
の１対角位置に、注入用ノズルを挟むようにして配設し
て移動磁界を発生させると、推力が印加されている領域
では、溶融金属に直接水平方向の流れが発生する。一方
この強制的に与えられた電磁攪拌流は、慣性力によって
移動磁界が印加されていない領域にも引き続き流動が継
続するので、これにより１対角位置に設置した電磁コイ
ルにより水平旋回攪拌流を形成させることができる。

【００２５】この際、移動磁界発生装置を構成する鉄芯
の下端形状を、鋳型厚み方向の中心側よりも、鋳型長辺
側の方が溶融金属上表面に接近するように傾斜させる
と、発生した移動磁界が強化される為に、さらに均一な
攪拌を初期凝固シェル前面に与えることが可能となる。

【００２６】また、ノズルから注入される溶融金属流
は、複数個の吐出孔を有する注入ノズルから鋳型長辺に
沿った方向に、水平方向から適当な角度をもって吐出さ
れるのが一般的であり、この場合溶融金属流は、鋳型短
辺に衝突して下方と上方に分離反転し、上方に反転した
流れは前記水平旋回攪拌流と融合する。

【００２７】従って、上方反転流に見合った攪拌推力を
対角位置にある一対のコイルによって与えることによ
り、旋回流速の均一度を制御することが可能となる。ま
た、注入ノズルの吐出孔を鉛直下向きとし、前記上方へ
の反転流を引き起こさない条件として、溶融金属プール
上部を移動磁界の推力のみによって制御することも可能
である。

【００２８】さらに通常の溶融金属の連続鋳造において
観察される注入状況の変動等に起因する溶融金属湯面レ
ベルの変動に応じて、湯面が下がった時には電磁コイル
印加電流を増大させるか、あるいは電磁コイルを機械的
に下降させることにより、また湯面が上がったときには
反対の操作を行うことにより、常に溶融金属上部に一定
の流速を付与することが可能である。

【００２９】また溶融金属プール内では、状況によって
注入流の左右の偏り（以下偏流と略す）が観察される。
この現象は、例えば鋳型内に設置した熱電対の表示温度
の左右のアンバランスにより確認できる。溶融金属プー
ル内にこのような偏流が発生した場合、溶融金属湯面の
盛り上がりには長辺側から見た左右にアンバランスが生
じる。この盛り上がりのアンバランスは、湯面に存在す
る鋳型潤滑剤を溶融金属内へ巻き込む等のトラブルに繋
がるため、その防止が必要である。

【００３０】この場合、左右の湯面のアンバランスの検
知結果に基づき、低湯面レベル，すなわち溶融金属の吐
出流が短辺に衝突して上方に反転した流れの流速が遅い
側の移動磁界強度を、他の側の強度にり大きくすること
によって、左右の湯面レベルが一定になるように制御す
ることによって、前記巻き込み現象を防止することが可
能となる。

【００３１】

【実施例】以下本発明の実施例を、図面に基づいて詳細
に説明する。

【００３２】図１は、本発明に係る鋼スラブ製造用連続
鋳造装置の一例を示し、（ａ）図は水平面図，（ｂ）図
は鋳型周辺の鉛直断面図である。図示のように本装置
は、銅板と、ステンレス等の板で冷却水流路を備えたバ
ックプレートとから成る一対の長辺１と一対の短辺２と
で構成された鋳造空間３内において、溶鋼プール４より
上方で、鋳造空間３の１対角位置５に注入用ノズル６を
挟むようにして配設され、鋳型内溶鋼７中その表面付近
の１対角位置にある溶鋼に移動磁界を付与することによ
って、これを水平断面中央部から鋳型短辺側へ移動させ
るための一対の移動磁界発生電磁コイル８，この一対の
電磁コイル８に接続された交流電源９，一対の電磁コイ
ル８を、鋳造中に振動させる鋳型とは別個に上方から懸
架する。

【００３３】また上下方向及び水平方向の移動を可能と
した支持装置１０，溶鋼の湯面レベルの変動を検知する
ための渦流センサー等の検知装置１１，さらに検知装置
１１の信号を受けて、電磁コイル８の位置，あるいは電
磁コイル８に印加する電流，電圧，周波数等を制御する
制御系１２から成る。このような装置により、鋳型内溶
鋼中の表面付近の１対角位置にある溶鋼は、水平断面中
央部から短辺２側へ移動する。

【００３４】このように推力が印加されている領域で
は、溶鋼に直接水平方向の流れが発生する。さらに推力
が印加されていない領域でも、慣性力によって溶融金属
の流動が継続し、水平方向の旋回攪拌流が形成される。

【００３５】ここで電磁コイル８は、図２に示す如く高
温の溶鋼７から溶融及び未溶融の部分からなる鋳型潤滑
剤１３を介して輻射熱１４を受けるため、図３に示すよ
うにアルミナ等の断熱材１６を表面に配し、かつ鉄芯１
９の内部に設けた冷却流路１８に冷媒１７を流して空冷
ないしは水冷する構造をとる必要がある。

【００３６】一方対角位置にある一対の電磁コイルと、
両対角位置にある二対の電磁コイルを配置した場合の電
磁攪拌特性は、ほぼ等しい。これを水銀を用いた攪拌流
速調査実験により確認した。

【００３７】先ず図４に示す如く、容器２１内に１５０
０ｍｍ幅×２５０ｍｍ厚×１５００ｍｍ深の水銀プール
２０を作り、上方より対角位置に外寸で水平投影面が５
００ｍｍ幅×１００ｍｍ厚の２極性の電磁コイル８を、
溶鋼湯面レベルと鉄芯下端との間の距離２４が５０ｍｍ
になるように離して設置した。

【００３８】一方図５に示すような両対角位置に二対の
電磁コイル８を設置した場合と、対角位置に一対の電磁
コイル８を配置した場合について、前者の各コイルの推
力２０を１としたとき、後者ではその２倍の推力２０を
与える方法で、水銀プール２２内に誘起される流動の流
速分布をビーベスらが考案した溶融金属の流速センサー
を用いて測定した。なお２３はノズル形状の中子であ
る。

【００３９】一対角位置にコイル８を配置した場合に
は、二対角位置にコイルを配置した場合と比較して図４
中のＡ点及びＢ点での絶対流速の差を両者の平均値で無
次元化して定義される流速の均一度がその８０％程度に
落ちる。しかしながら流速として必要かつ十分な値が、
何れの場合においても確保されることが判明した。

【００４０】また一対角位置に電磁コイル８を配置した
場合について、図６に示すように、コイル１５が巻かれ
たコア１９の下端を、鋳型厚み方向（短辺に平行な方
向）に傾斜させ、メニスカスの下方２０ｍｍの位置にお
ける水平面内（図４中のＡ−Ｂライン）の流速分布を調
査した。

【００４１】その結果、流速の分布はほぼ図７のように
なり、両長辺面近くに溶鋼流れの加速領域が集中する現
象が観察された。このコア１９は、コアに巻くコイル１
５の外寸がコア厚みより一般に大きくなることから、図
８のようにコイル１５の部分が鋳型上端２４より上方に
なるように配置し、コア下端２５は下方に延長して溶鋼
プールに近づける方法も採用できる。

【００４２】同様に、電源の周波数を１０，１００Ｈｚ
と振った場合に、点Ａにおける鉛直面内（図４中のＡ−
Ｃライン）の流速分布を調査した。その結果、図９に示
すようになり、周波数を上げるとよりメニスカスに近い
方向に溶鋼流れの加速領域が集中することが判明した。

【００４３】そこでこの結果に基づき、従来の知見から
メニスカスにおける溶鋼流路の適正値として、介在物の
凝固シェルへの捕捉防止上必要とされる２０ｃｍ／ｓを
流速下限とし、鋳型潤滑剤の溶鋼プールへの巻き込み防
止を図ることから規定される４０ｃｍ／ｓを流速上限と
して、その間の値に、鋳型周方向の溶鋼流速値を確保す
るために必要とされる電磁力付与条件の適正範囲を算出
した。結果を図１０に示す。

【００４４】なお湯面レベルの変動に応じて電磁攪拌制
御を行なう方法としては、機械式の場合、センシングし
た湯面位置相当に電磁コイルを移動させれば良い。一方
電気式の場合には、湯面位置と電磁コイル下端との間の
距離と電磁推力の関係が、電磁推力は距離の２乗に反比
例して減少すること、一方電磁コイルに付与する電流値
の２乗に比例して増加することから、センシングした距
離に比例させて、電磁コイルに電流を付与する方式を採
用した。

【００４５】操業例として、図１１に示す幅１６５０ｍ
ｍ，高さ８００ｍｍ，キャビティー（鋳造空間）厚み２
５５ｍｍの鋳型の上方に、外寸幅５００ｍｍ×厚み１０
０ｍｍの前記電磁コイルを１対角の位置に配置した。注
入ノズルは、下向き吐出の条件を基準とし、付随的に水
平面に対して下向きに３０度の傾きを持つ２孔の注入ノ
ズルを用いて実験を行った。移動磁界により攪拌推力を
与える方向は鋳型短辺から注入ノズルに向かう向きと反
対方向の２水準とした。

【００４６】鋳造は低炭アルミキルド鋼を用い、鋳造速
度１．３ｍ／分で行った。注入ノズルは下向き１孔とし
た。また前記電磁コイルには、メニスカス部で３０ｃｍ
／分の溶鋼流速が得られるように電流を印加した。この
場合の電磁コイルの主な仕様，条件を表１に示す。

【００４７】電磁力の印加の有無により、鋳片の表層か
ら深さ１０ｍｍの位置で顕微鏡観察されたアルミナ主体
の鋳片介在物個数の指標変化を、同一条件で鋳型内に配
置した従来の電磁コイルにより攪拌した場合の鋳片の調
査結果を併記して図１２に示す。

【００４８】図１２において、（ａ）法は電磁推力の向
きが鋳型短辺から注入ノズルに向かう場合で、（ｂ）法
はその反対の場合である。なお、本発明の装置で必要と
した電源容量は、表２に示すように従来法の約１０分の
１であった。これから判るように、簡単な装置で従来法
と遜色のない効果が得られている。

【００４９】（ａ）法と（ｂ）法とを比較すると、
（ａ）法の方が若干良いが、これは、図１３に示すよう
に、各法で攪拌均一性が異なり、（ａ）法の方が移動磁
界が印加されていない領域での流速が向上するためであ
る。一方（ｂ）法では、移動磁界の推力により加速され
た流れが直接鋳型短辺側に衝突し、湯面下方に溶鋼流が
もぐり込むために、移動磁界が印加されていない領域で
の流速が（ａ）法より遅くなるためである。

【００５０】一方、図１４に示すように、注入ノズルの
吐出孔が下向き２孔で水平面に対して３０度の角度の場
合には、同様に改善効果が見られる。しかしながら、こ
の場合ノズルから吐出された溶鋼が短辺に衝突して２つ
に分離し、上方と下方に反転流を形成するが、この上方
の反転流と電磁攪拌流が干渉する結果として、鋳片品質
は全体として若干悪くなる。（ａ）法と（ｂ）法を比較
すると、前記同様の理由で、（ａ）法の方が良い結果と
なっている。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の装置並び
に方法によれば、溶鋼プールよりも上方でかつ鋳造空間
の１対角位置に、注入用ノズルを挟むようにして移動磁
界発生装置を配設し、この装置により鋳型内溶融金属プ
ール表面近傍の１対角の溶融金属の流動を制御すること
により、従来法に比べて著しく低いキャピタルコスト並
びにランニングコストにより溶融金属の攪拌を行うこと
ができ、良好な表層品質を有する連続鋳造鋼鋳片を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる鋳型内溶鋼流動制御装置の概念
図を示し、（ａ）図は鋳型部分の水平面図、（ｂ）図は
同じく鉛直断面図である。

【図２】鋳造中の鋳型，溶鋼，潤滑剤，電磁コイルの取
り合いと伝熱の状態を示す断面図である。

【図３】電磁コイルの冷却及び断熱法を示す断面図であ
る。

【図４】水銀を用いて行った電磁攪拌特性の調査実験装
置の概念図である。

【図５】水銀実験における電磁コイルの配置を示す図面
である。

【図６】電磁コイルコアの形状例を示す図面である。

【図７】電磁コイルコア形状変更時の流速分布の変化例
を示す図面である。

【図８】電磁コイルのコア・コイルの形状例を示す図面
である。

【図９】周波数変更時の流速分布変化の例を示す図面で
ある。

【図１０】電磁力付与条件の適正範囲を示す図面であ
る。

【図１１】操業例における電磁攪拌装置の寸法，位置の
一例を示す図面である。

【図１２】操業例における下向き１孔ノズルの場合の鋳
片品質評価の一例を示す図面である。

【図１３】操業例における鋳型内溶融金属の上表面付近
の流速分布を示す模式図である。

【図１４】操業例における下向き３０度２孔ノズルの場
合の鋳片品質評価の一例を示す図面である。

【図１５】本発明の電磁攪拌（ａ）法で比較したノズル
吐出角度の影響を示す図面である。

【符号の説明】

１鋳型長辺２鋳型短辺３鋳造空間（キャビティー）４溶融金属プール５鋳型空間内対角位置６溶融金属注入用ノズル７鋳型内溶融金属８移動磁界発生電磁コイル９交流電源１０電磁コイル懸架・移動装置１１湯面レベル検知センサー１２電磁コイル位置・電気特性制御装置１３潤滑剤１４輻射熱１５コイル１６断熱材１７冷媒１８冷媒流路１９鉄芯（コア）２０推力（方向）２１容器２２水銀２３ノズル形状の中子２４鋳型上端２５鉄芯下端

フロントページの続き (72)発明者藤崎敬介富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者岡崎照夫東海市東海町５−３新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者上原彰夫東海市東海町５−３新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者伊藤彰東海市東海町５−３新日本製鐵株式会社名古屋製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属の連続鋳造用鋳型の一対の長辺
と一対の短辺で構成される鋳造空間内で、溶融金属プー
ルよりも上方で、該鋳造空間の２対角の内の１対角に、
注入用ノズルを挟むようにして移動磁界発生装置を配設
し、該移動磁界発生装置の推力を用いて、鋳型内溶鋼金
属プールの上表面付近の１対角の溶融金属の流動を制御
することを特徴とする鋳型内溶融金属流動制御装置。
【請求項２】発生した移動磁界を強化する為に、移動
磁界発生装置を構成する鉄芯の下端形状を、鋳型厚み方
向の中心側よりも鋳型長辺側の方が溶融金属上表面に接
近するように傾斜させたことを特徴とする請求項１記載
の鋳型内溶融金属流動制御装置。
【請求項３】発生した移動磁界を強化する為に、移動
磁界発生装置を構成する鉄芯の下端が鋳型内に位置し、
該鉄芯に巻きつけた移動磁界発生用コイル部分が鋳型上
端よりも上方に位置するようにして移動磁界発生装置を
設置したことを特徴とする請求項１または２記載の鋳型
内溶融金属流動制御装置。
【請求項４】移動磁界発生コイルに導通させる交流電
流の周波数を変化させて、鋳型内溶融金属プールの深さ
方向の電磁推力分布を制御する手段を設けたことを特徴
とする請求項１，２または３のいずれか１項に記載の鋳
型内溶融金属流動制御装置。
【請求項５】溶融金属の上端湯面レベルの変動を検知
する手段を設け、該手段から得られた基準湯面レベルか
らの変動に対応して機械的に移動磁界発生コイルの位置
を制御し、溶融金属に与える推力を一定に保持する手段
を設けたことを特徴とする請求項１，２，３または４の
いずれか１項に記載の鋳型内溶融金属流動制御装置。
【請求項６】溶融金属の上端湯面レベルの変動を検知
する手段を設け、該手段から得られた基準湯面レベルか
らの変動に対応して移動磁界発生コイルに与える電流値
を制御し、溶融金属に与える推力を一定に保持する手段
を設けたことを特徴とする請求項１，２，３，４または
５のいずれか１項に記載の鋳型内溶融金属流動制御装
置。
【請求項７】請求項１から６までのいずれか１項に記
載の鋳型内溶融金属流動制御装置を用いて、溶融金属プ
ール内上部の鋳型内溶融金属のうち上表面近傍の１対角
位置にある溶融金属を水平断面中央部から短辺側へ移動
させ、かつこの流れと注入用ノズルから吐出した溶融金
属注入流が鋳型短辺に衝突して上方に反転して形成され
る流れとを融合させ、溶融金属プール内上部の鋳型内溶
融金属を水平面内で旋回流動させることを特徴とする鋳
型内溶融金属流動制御方法。
【請求項８】請求項１から６までのいずれか１項に記
載の鋳型内溶融金属流動制御装置を用いて、溶融金属プ
ール内上部の鋳型内溶融金属のうち上表面近傍の１対角
位置にある溶融金属を短辺側から水平断面中央部へ移動
させ、かつこの流れと注入用ノズルから吐出した溶融金
属注入流が鋳型短辺に衝突して上方に反転して形成され
る流れとを融合させ、溶融金属プール内上部の鋳型内溶
融金属を水平面内で旋回流動させることを特徴とする鋳
型内溶融金属流動制御方法。
【請求項９】請求項１から６までのいずれか１項に記
載の鋳型内溶融金属流動制御装置を用いて、溶融金属プ
ール内上部の鋳型内溶融金属のうち上表面近傍の１対角
位置にある溶融金属を水平断面中央部から短辺側へ移動
させ、溶融金属プール上部を水平面内で旋回流動させ、
かつ、溶融金属の注入流を鉛直下方の流れとし、注入流
と電磁攪拌流の干渉を防止することを特徴とする鋳型内
溶融金属流動制御方法。
【請求項１０】請求項１から６までのいずれか１項に
記載の鋳型内溶融金属流動制御装置を用いて、溶融金属
プール内上部の鋳型内溶融金属のうち上表面近傍の１対
角位置にある溶融金属を短辺側から水平断面中央部へ移
動させ、溶融金属プール上部を水平面内で旋回流動さ
せ、かつ、溶融金属の注入流を鉛直下方の流れとし、注
入流と電磁攪拌流の干渉を防止することを特徴とする鋳
型内溶融金属流動制御方法。
【請求項１１】請求項１から６までのいずれか１項に
記載の鋳型内溶融金属流動制御装置を用いて、溶融金属
プール内上部の鋳型内溶融金属のうち上表面近傍の１対
角位置にある溶融金属を移動させて、溶融金属プール上
部を水平面内で旋回流動させる際に、溶融金属の上端湯
面レベルの変動を検知する手段を設け、該手段から得ら
れた湯面レベルの鋳型長辺側から見た左右の差異に対応
して、該鋳造空間の１対角に設置された２基の移動磁界
発生装置の移動磁界発生強度を制御することにより、溶
融金属プール内上部の、鋳型長辺側から見た左右の流速
を一定にすることにより、鋳型内湯面レベルを一定に保
持することを特徴とする鋳型内溶融金属流動制御方法。