JPH10249491A - 連続鋳造における多条鋳片の電磁撹拌装置及び連続鋳造設備 - Google Patents

連続鋳造における多条鋳片の電磁撹拌装置及び連続鋳造設備

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JPH10249491A
JPH10249491A JP5777297A JP5777297A JPH10249491A JP H10249491 A JPH10249491 A JP H10249491A JP 5777297 A JP5777297 A JP 5777297A JP 5777297 A JP5777297 A JP 5777297A JP H10249491 A JPH10249491 A JP H10249491A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、多条鋳片の連続鋳造において、鋳
片の未凝固溶鋼を同時に撹拌するための電磁撹拌装置を
提供する。 【解決手段】 電磁撹拌装置Mにおいて、鉄心1を横断
面が矩形で内部が中空の角筒状で形成し、前記鉄心を構
成する各四辺に、それぞれ各辺に直交する如く電線3〜
14を巻回すると共に、前記鉄心の中空部に、二つ以上
の鋳片通路を設けた。 【効果】 電磁撹拌装置の鋳片通路の間に鉄心及び磁極
を配設しないことにより、鋳片間隔を最小化でき、連続
鋳造設備の機械幅を大幅に短縮できるため、連続鋳造設
備の設備費を大幅に低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多条鋳片の連続鋳
造設備において、鋳片鋳型内溶鋼あるいは鋳片鋳型から
引き抜かれた鋳片のシェル内未凝固溶鋼を電磁誘導によ
って撹拌するために用いられる電磁撹拌装置及びこの装
置を使用する連続鋳造設備に関する。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造設備において、鋳型内溶鋼ある
いはその鋳型から引き抜かれた鋳片のシェル内未凝固溶
鋼に電磁誘導による撹拌力を与えることは、鋳片表面性
状の改善、鋳片内部品質の改善等に大きな効果があり、
そのために電磁撹拌装置を設置することがよく行われて
いる。
【0003】多条鋳片の連続鋳造設備に適用する電磁撹
拌装置は、従来2条以上の鋳片の未凝固溶鋼を同時に撹
拌するために、その一つ一つを囲むようにメガネ型に構
成した鉄心の内側に突き出た磁極を設け、その磁極に巻
線を配置し、2相または3相電源を接続し回転磁界を発
生させる電磁撹拌装置が一般的に使用されていることが
特開平5−146854号公報に開示されている。
【0004】図12は従来技術の多条鋳片の電磁撹拌装
置を示す。これは鋳型内溶鋼15b,15b′を撹拌す
るために、2相交流電源で駆動される2条鋳片用の電磁
撹拌装置の例である。この電磁撹拌装置は、鋳片鋳型2
b,2b′を囲むようにメガネ型に形成した鉄心1の内
側に磁極18,18′を設け、その磁極18,18′に
巻線3を巻回して構成する。この場合、鋳片鋳型2b,
2b′間には、鉄心1及び巻線3を配置した磁極18,
18′を必要とするため、鋳片鋳型間距離Lbが大きく
なる。
【0005】図13は、図12のA−A線における磁束
密度分布を示す。このような従来技術の多条鋳片の電磁
撹拌装置の場合は、一般にポールアークと呼ばれる磁力
線の入出部である磁極18の幅が、各辺長以下の限定さ
れた長さしかとれないため、対向する磁極間で磁力線を
発生しても、その磁極間中心17,17′では、磁力線
の分布が磁極18の幅方向に広がるため、磁極間中心の
磁束密度は磁極18の付近に比べて大幅に小さくなる。
この時の電磁撹拌装置の撹拌中心は、磁束密度分布が最
小となるところの磁極間中心17,17′にあり、鋳片
鋳型内溶鋼15b,15b′を均一に撹拌するために
は、その磁極間中心17,17′と鋳片鋳型中心16
b,16b′を一致させるように配置する必要がある。
【0006】また、このような多条鋳片の連続鋳造設備
においては、鋳片鋳型のサイズを変更して何種類かの異
なった大きさの鋳片の鋳造を行うことが多い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来型の場合、鋳片鋳
型間の距離Lbが大きくなる。このため、連続鋳造設備
の機械幅が大きくなり、設備費の増加となっていた。ま
た、鋳片鋳型内溶鋼15b,15b′を均一に撹拌する
ためには、電磁撹拌装置の磁極間中心17,17′と鋳
片鋳型中心16b,16b′を一致させる必要がある
が、たとえば図14で示すように鋳片鋳型2b,2b′
のサイズを変更して使用する場合において、上記各中心
を一致させることができない場合が多い。図15は、図
14のA−A線の磁束密度分布を示す。これに示すよう
に、連続鋳造設備の制約により鋳片鋳型中心16b,1
6b′を磁極間中心17,17′に一致させるように配
置できないときは、電磁撹拌装置の撹拌中心は、磁束密
度分布が最小となる磁極間中心17,17′となり、鋳
片鋳型中心16b,16b′とずれた位置になる。この
ため、鋳片鋳型内溶鋼15b,15b′の中心から撹拌
中心は偏心し、各鋳片鋳型内で均一な撹拌ができないと
いった問題が発生する。鋳片鋳型中心16b,16b′
と磁極間中心17,17′を一致させることは、連続鋳
造設備の設備計画を行う上で、大きな制約条件になって
いた。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、電磁撹拌装置の鉄心を横断面が矩形で内
部が中空の角筒状で形成し、該鉄心を構成する各四辺
に、それぞれ各辺に直交する如く電線を巻回すると共
に、前記鉄心の中空部に、二つ以上の鋳片通路を形成し
た。
【0009】そして、鋳片鋳型の外周に上記電磁撹拌装
置を配設した。また、鋳片鋳型の下方で、かつ鋳片未凝
固部に上記の電磁撹拌装置を配設した。更にまた、鋳片
鋳型の外周に上記電磁撹拌装置を配設して一次電磁撹拌
部を形成し、更に、前記電磁撹拌部の下方で、かつ鋳片
未凝固部に上記電磁撹拌装置を配設して二次電磁撹拌部
を形成した。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の電磁撹拌装置を図1、図
2及び図3を用いて説明する。図1は電磁撹拌装置Mの
主要部を示す斜視図である。図2は電磁撹拌装置Mの横
断面図である。また図3は図2のA−A線における磁束
密度分布を示すグラフである。これらは、2状鋳片の連
続鋳造に適用した場合である。電源としては、各相12
0°位相差のあるU相、V相、W相の3相交流電源を用
いた場合である。
【0011】鉄心1を、横断面が矩形で内部が中空の角
筒状の磁性体を2つの鋳片通路2a,2a′を囲むよう
に積層して形成し、前記鉄心1を構成する各四辺に、そ
れぞれ各辺に直交する如く電線を巻回し巻線3〜14を
形成し、12個の該巻線3〜14が鉄心1の各辺に3個
づつ配置されている。たとえば、巻線3,4,9,10
にはU相の交流電源を接続し、巻線7,8,13,14
にはV相の交流電源を接続し、また巻線5,6,11,
12にはW相の交流電源を接続する。
【0012】本実施例の如く3相電源に接続して使用す
る場合の巻線3〜14の必要数は、最少6個で構成し、
1個の巻線を複数個に分割することも適宜可能である。
このような巻線方式は分布巻と呼ばれるものである。ま
た、鉄心1の各四辺への巻線3〜14の配設位置は、図
4に示す如く、U相、V相、W相の合成磁界による回転
磁界が発生するように、U相巻線3,4,9,10とV
相巻線7,8,13,14及びW相巻線5,6,11,
12のそれぞれで発生する磁界φU,φV,φWが12
0°ずつ角度をもつように配置する。
【0013】上述の如く鉄心1、巻線3〜14、鋳片通
路2a,2a′を構成したことにより、磁力線の入出部
であるポールアークを限定せず鉄心1の中空部の表面を
全てポールアーク化することができた。これにより図3
の如く、鉄心1の中空部の磁束密度分布は均一となり、
鉄心1の中空部のどの位置に鋳片通路2a,2a′を配
置しても、鋳片通路中心16a,16a′が撹拌中心と
なるような、均一な撹拌を可能にした。これにより、各
鋳片通路間に鉄心を必要としない電磁撹拌装置Mを実現
したことにより、鋳片通路間の距離Laを大幅に短くで
きた。
【0014】上述の説明において、電源は3相交流電源
に接続する場合の説明を行ったが、2相電源にも適用可
能であり、2相交流電源に接続する場合には、巻線の必
要数は、最少4個で構成し、1個の巻線は3相交流と同
時に複数個に適宜分割可能である。また、巻線3〜14
導体は冷却方式に対応した形状とする。浸漬冷却による
間接冷却の場合は中実で外側に耐水絶縁を施したもの
を、内部通水による直接冷却の場合は中空の導体を、直
接冷却及び間接冷却を併用して冷却能力を向上させる併
用冷却の場合は中空で外側に耐水絶縁を施したものを使
用する。
【0015】本発明の電磁撹拌装置を連続鋳造設備に適
用した場合について図7、図8を用いて説明する。図7
は連続鋳造の鋳片鋳型部に電磁撹拌装置Mを配置した場
合の縦断面図であり、図8は図7をB−B線で切断した
横断面図である。2条鋳片用の連続鋳造機は、その上部
に鋳片鋳型2b,2b′と連続鋳造機本体20から構成
されており、該連続鋳造機本体20の中に鋳片通路2
a,2a′が形成される。電磁撹拌装置Mは鋳片鋳型2
b,2b′の外周の電磁撹拌部19に配設されている。
電磁撹拌部19を連続鋳造の鋳片鋳型2b,2b′の外
周に配設し、鋳片鋳型内溶鋼15b,15b′の撹拌に
適用することは、鋳片鋳型内溶鋼15b,15b′の凝
固界面の注状晶を撹拌による新たな溶鋼流で常に洗浄
し、ガス、介在物の浮上を促進するといった大きな冶金
的効果がある。また、撹拌により、溶鋼温度が均一化さ
れ疑似低温鋳造により等軸晶が増加するといった冶金的
効果があることは一般によく知られている。本発明の電
磁撹拌装置Mは、その冶金的効果を得るために設置する
ものであり、鉄心の中空部のどの位置に鋳片鋳型2bを
配置しても、鋳片鋳型中心16bが撹拌中心となるよう
な、均一な撹拌を可能にした。これにより、各鋳片鋳型
間に鉄心を必要としない電磁撹拌装置を実現したことに
より、鋳片鋳型間の距離Lbを大幅に短くできた。
【0016】次に本発明の電磁撹拌装置を連続鋳造設備
に適用した他の実施例について図9、図10を用いて説
明する。図9は連続鋳造の鋳片鋳型の下方に電磁撹拌装
置Mを配置した場合の縦断面図であり、図10は、図9
をC−C線で切断した横断面図である。2条鋳片用の連
続鋳造機は、その上部に鋳片鋳型2b,2b′と連続鋳
造機本体20から構成されており、前記連続鋳造機本体
20の中に鋳片通路2a,2a′が形成される。電磁撹
拌装置Mは鋳片鋳型2b,2b′より下方で、かつ鋳片
未凝固部15a,15a′の電磁撹拌部19に配設され
ている。電磁撹拌部19を連続鋳造の鋳片鋳型2b,2
b′の下方で、かつ該鋳片通路2a,2a′を囲むよう
に配設し、鋳片鋳型2bから引き抜かれた鋳片のシェル
内未凝固部15aの撹拌に適用することは、鋳片未凝固
部15aの結晶しつつある注状晶が溶鋼の撹拌流により
洗われ、微小結晶に溶断され、等軸晶が増加するといっ
た大きな冶金的効果があることは一般によく知られてい
る。本発明の電磁撹拌装置Mは、その冶金的効果を得る
ために設置するものであり、鉄心の中空部のどの位置に
鋳片通路2a,2a′を配置しても、鋳片通路中心16
a,16a′が撹拌中心となるような、均一な撹拌を可
能にした。これにより、各鋳片鋳型間に鉄心を必要とし
ない電磁撹拌装置を実現したことにより、鋳片通路間の
距離Laを大幅に短くできた。
【0017】次に本発明の電磁撹拌装置を連続鋳造設備
に適用した他の実施例について図11を用いて説明す
る。図11は連続鋳造の鋳片鋳型部と鋳片鋳型の下方に
それぞれ電磁撹拌装置M,M′を配置した場合の縦断面
図である。2条鋳片用の連続鋳造機は、その上部に鋳片
鋳型2b,2b′と連続鋳造機本体20から構成されて
おり、この連続鋳造機本体20の中に鋳片通路2a,2
a′が形成される。電磁撹拌装置Mは鋳片鋳型2b,2
b′の外周の電磁撹拌部19に配設されて一次電磁撹拌
部を形成し、更に電磁撹拌装置M′が前記電磁撹拌部1
9の下方で、かつ鋳片未凝固部15a,15a′の周囲
の電磁撹拌部19に設けられて、二次電磁撹拌部を形成
した。この実施例では、前記各実施例で説明した冶金的
効果を同時に得るために設置するものであり、鉄心の中
空部のどの位置に鋳片鋳型2b,2b′及び鋳片通路2
a,2a′を配置しても、鋳片鋳型中心16b,16
b′及び鋳片通路中心16a,16a′が撹拌中心とな
るような、均一な撹拌を可能にした。これにより、各鋳
片鋳型間及び鋳片通路間に鉄心を必要としない電磁撹拌
装置を実現したことにより、鋳片鋳型間の距離La及び
鋳片通路間の距離Laを大幅に短くできた。
【0018】以上の実施例は、2条の鋳片に本発明を適
用した例であるが、3条鋳片以上の連続鋳造にも適用で
きるのは明かである。図5に、本発明を3条鋳片の連続
鋳造に適用した実施例を示す。これは、鉄心1を、横断
面が矩形で内部が中空の角筒状の磁性体を3つの鋳片通
路2a,2a′,2a′′を囲むように積層して形成
し、前記鉄心1を構成する各四辺に、それぞれ各辺に直
交する如く電線を巻回し巻線3〜14を形成し、12個
の該巻線3〜14が鉄心1の各辺に3個づつ配置されて
電磁撹拌装置Mが形成される。この場合も2条の鋳片の
場合と同様、鉄心1の中空部のA−A線における磁束密
度分布は均一となり、鉄心1の中空部のどの位置に鋳片
通路2a,2a′,2a′′を配置しても、鋳片通路中
心16a,16a′,16a′′が撹拌中心となるよう
な均一な撹拌を可能にした。これにより、鋳片通路間の
距離La,Laを大幅に短くできた。
【0019】なお、本発明を1条鋳片の連続鋳造に適用
できることも明らかである。図6にその実施例を示す。
これは、鉄心1を、横断面が矩形で内部が中空の角筒状
の磁性体を1つの鋳片通路2aを囲むように積層して形
成し、前記鉄心1を構成する各四辺に、それぞれ各辺に
直交する如く電線を巻回し巻線3〜14を形成し、12
個の該巻線3〜14が鉄心1の各辺に3個づつ配置され
て電磁撹拌装置Mが形成される。このように本発明は、
1状の大断面鋳片の連続鋳造にも適用できるが、本発明
の効果は多条鋳片を同時鋳造する場合に特に発揮され
る。
【0020】
【発明の効果】本発明によって以下の効果が期待でき
る。 1.電磁撹拌装置の鋳片通路の間に鉄心及び磁極を配設
しないことにより、鋳片間隔を最小化でき、連続鋳造設
備の機械幅を大幅に短縮できるため、連続鋳造設備の設
備費を大幅に低減できる。 2.電磁撹拌装置の鉄心の中空部の磁束密度分布を均一
化することにより、鋳片配置の自由度が大きくなる。そ
のため、連続鋳造設備の設備計画時の大きな制約条件を
なくすことができる。 3.電磁撹拌装置の鉄心の中空部の磁束密度分布を均一
化することにより、鋳片配置の自由度が大きくなる。そ
のため、大断面1条鋳片と小断面多条鋳片の鋳造を1台
の電磁撹拌装置で行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電磁撹拌装置の主要部を示す斜視図で
ある。
【図2】本発明の電磁撹拌装置の横断面図である。
【図3】図2のA−A線における磁束密度分布を示す。
【図4】本発明の電磁撹拌装置における鉄心の中空部に
発生する磁界を示す図である。
【図5】本発明の電磁撹拌装置で3条の鋳片に適用した
場合の横断面図である。
【図6】本発明の電磁撹拌装置で1条の大断面鋳片に適
用した場合の横断面図である。
【図7】本発明の電磁撹拌装置を使用した鋳造設備の縦
断面図である。
【図8】図7のB−B線の断面図である。
【図9】本発明の電磁撹拌装置を使用した鋳造設備の他
の実施例の縦断面図である。
【図10】図9のC−C線の断面図である。
【図11】本発明の電磁撹拌装置を使用した鋳造設備の
他の実施例の縦断面図である。
【図12】従来技術の電磁撹拌装置を示す横断面図であ
る。
【図13】図12のA−A線における磁束密度分布を示
す。
【図14】従来技術の電磁撹拌装置で鋳片鋳型サイズを
変更した場合を示す横断面図である。
【図15】図14のA−A線における磁束密度分布を示
す。
【符号の説明】
1…鉄心 2a…鋳片通路 2b…鋳片鋳型 3〜14…巻線 15a…鋳片未凝固部 15b…鋳片鋳型内溶鋼 16a…鋳片通路中心 16b…鋳片鋳型中心 17…磁極間中心 18…磁極 19…電磁撹拌部 20…連続鋳造機本体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 念 福岡県北九州市戸畑区大字中原46番地の59 日鐵プラント設計株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多条鋳片の連続鋳造であって、該多条鋳
    片を同時に撹拌する電磁撹拌装置において、鉄心を横断
    面が矩形で内部が中空の角筒状で形成し、該鉄心を構成
    する各四辺に、それぞれ各片に直交する如く電線を巻回
    すると共に、前記鉄心の中空部に、二つ以上の鋳片通路
    を形成したことを特徴とする連続鋳造における多条鋳片
    の電磁撹拌装置。
  2. 【請求項2】 鋳片鋳型の外周に請求項1記載の電磁撹
    拌装置を配設したことを特徴とする連続鋳造設備。
  3. 【請求項3】 鋳片鋳型より下方で、かつ鋳片未凝固部
    に請求項1記載の電磁撹拌装置を設けたことを特徴とす
    る連続鋳造設備。
  4. 【請求項4】 鋳片鋳型の外周に請求項1記載の電磁撹
    拌装置を配設して、一次電磁撹拌部を形成し、該電磁撹
    拌部の下方で、かつ鋳片未凝固部に請求項1記載の電磁
    撹拌装置を配設して二次電磁撹拌部を形成したことを特
    徴とする連続鋳造設備。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102554165A (zh) * 2012-01-10 2012-07-11 辽宁科技大学 金属熔体螺旋电磁搅拌装置
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