JPS5842780B2 - 電磁撹拌方法とその装置 - Google Patents
電磁撹拌方法とその装置Info
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- JPS5842780B2 JPS5842780B2 JP4091580A JP4091580A JPS5842780B2 JP S5842780 B2 JPS5842780 B2 JP S5842780B2 JP 4091580 A JP4091580 A JP 4091580A JP 4091580 A JP4091580 A JP 4091580A JP S5842780 B2 JPS5842780 B2 JP S5842780B2
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- Japan
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- mold
- permanent magnet
- electromagnetic stirring
- magnetic field
- magnet
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B22D11/10—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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は溶鋼等の溶融金属の鋳型内攪拌方法と同装置
に関し、攪拌力のみならず溶鋼中の介在物の除去にすぐ
れた永久磁石を用いる電磁攪拌方法とその装置に関する
。
に関し、攪拌力のみならず溶鋼中の介在物の除去にすぐ
れた永久磁石を用いる電磁攪拌方法とその装置に関する
。
一般に連続鋳造機を用いて製造される鋳片には、中心偏
析、センターポロシティが見られる。
析、センターポロシティが見られる。
これは冶金的要因のみならず鋳造機の機械的要因も影響
しており、溶鋼の凝固進行中に発生するいわゆるブリッ
ジングによる溶鋼の供給不十分等が主な原因であるとさ
れている。
しており、溶鋼の凝固進行中に発生するいわゆるブリッ
ジングによる溶鋼の供給不十分等が主な原因であるとさ
れている。
これらを解決するため電磁攪拌が極めて有効であること
が知られている。
が知られている。
すなわち鋳片の凝固先端を流動攪拌し、ブリッジを攪拌
流により強制分断し溶鋼の供給を完全にし、等軸晶を増
加させることができるため偏析、センターポロシティを
減少させるものである。
流により強制分断し溶鋼の供給を完全にし、等軸晶を増
加させることができるため偏析、センターポロシティを
減少させるものである。
また、鋳片の内部欠陥として介在物があり、その形態か
らＭｎシリケート系の球形大型介在物とアルミナクラス
タとに別けられる。
らＭｎシリケート系の球形大型介在物とアルミナクラス
タとに別けられる。
この電磁攪拌は介在物に対しても有効とされている。
よく知られている電磁石を用いる誘導回転磁界方式では
、溶鋼を引抜方向と直角の平面内で回転流動させるもの
で、比重の小さな介在物は必然的に鋳片中心に引きよせ
られ、流動による凝固界面の洗浄効果と相まって表皮直
下の介在物の除去には有効である。
、溶鋼を引抜方向と直角の平面内で回転流動させるもの
で、比重の小さな介在物は必然的に鋳片中心に引きよせ
られ、流動による凝固界面の洗浄効果と相まって表皮直
下の介在物の除去には有効である。
一般に鋳片中心に集められた介在物は凝集・粗大化し浮
上しやすい傾向にあり電磁攪拌は有効である。
上しやすい傾向にあり電磁攪拌は有効である。
しかしながら、実際に鋳片の引抜速度より速い粗大化し
た介在物の浮上速度を得る場合は少なく大半の介在物は
除去されることなく残留し、得られた鋳片を製品化する
と品質等に問題を生じることがある。
た介在物の浮上速度を得る場合は少なく大半の介在物は
除去されることなく残留し、得られた鋳片を製品化する
と品質等に問題を生じることがある。
誘導回転磁界方式の電磁攪拌装置は交流回転磁界を発生
させる電磁石が大型化するため設備は大型かつ高価にな
る上、連続鋳造機の大きさによっては設置できない場合
がある。
させる電磁石が大型化するため設備は大型かつ高価にな
る上、連続鋳造機の大きさによっては設置できない場合
がある。
また溶鋼における誘導電流の浸透深さｌこも限度があり
、大型の鋳型の場合には低周波変換装置を用いて数Ｈｚ
以下の低周波とし使用する必要からその装置は高価にな
る。
、大型の鋳型の場合には低周波変換装置を用いて数Ｈｚ
以下の低周波とし使用する必要からその装置は高価にな
る。
さらには消費する電力のうちコイルと鉄芯における損失
が大きく非常に不経済でもある。
が大きく非常に不経済でもある。
この発明は、連続鋳造機において鋳型内の溶鋼に回転流
と同時Ｉこ対流も与え、鋳片の中心偏析、センターポロ
シティの低減並びに介在物の除去にすぐれた効果を示す
電磁攪拌方法を提案することを目的とし、同方法を実施
するための装置の構成も簡易であり小型かつ安価に製作
でき、鋳型中心部における磁界も強く低速回転であって
も十分な尋鋼攪拌力を得ることができる電磁攪拌装置を
目的としている。
と同時Ｉこ対流も与え、鋳片の中心偏析、センターポロ
シティの低減並びに介在物の除去にすぐれた効果を示す
電磁攪拌方法を提案することを目的とし、同方法を実施
するための装置の構成も簡易であり小型かつ安価に製作
でき、鋳型中心部における磁界も強く低速回転であって
も十分な尋鋼攪拌力を得ることができる電磁攪拌装置を
目的としている。
すなわちこの発明は、鋳型の周囲に螺旋状に着磁した永
久磁石を設置し、鋳型周方向に回転させ鋳型内の溶融金
属に回転磁界と上記磁石の回転角度による進行磁界を作
用させることを要旨とする介在物除去にすぐれた電磁攪
拌方法とその装置である。
久磁石を設置し、鋳型周方向に回転させ鋳型内の溶融金
属に回転磁界と上記磁石の回転角度による進行磁界を作
用させることを要旨とする介在物除去にすぐれた電磁攪
拌方法とその装置である。
以下にこの発明方法を図面にもとづいて説明する。
この電磁攪拌方法は、鋳型を横断する磁束が鋳型の縦方
向に螺旋状に位置を変え磁束方向を変化させるよう構成
した永久磁石を鋳型周囲に設け、永久磁石を鋳型周方向
に回転させることにより、鋳型内の溶融金属に鋳型を横
断する磁束による回転磁界と上記磁石の回転角度による
進行磁界を作用させるものである。
向に螺旋状に位置を変え磁束方向を変化させるよう構成
した永久磁石を鋳型周囲に設け、永久磁石を鋳型周方向
に回転させることにより、鋳型内の溶融金属に鋳型を横
断する磁束による回転磁界と上記磁石の回転角度による
進行磁界を作用させるものである。
永久磁石には上述した構成の磁石であればいずれのもの
も利用でき、例えば１条の螺旋状の永久磁石、あるいは
螺旋状に着磁した円筒状の磁石等が利用し得る。
も利用でき、例えば１条の螺旋状の永久磁石、あるいは
螺旋状に着磁した円筒状の磁石等が利用し得る。
後者の場合、非磁性材からなる円筒内面に磁石１を螺旋
状に貼着し、これを展開すると第１図に示すよう１条の
磁石１が非磁性材２部分と交互に現われ円筒を横断する
一方向の磁界を生じる。
状に貼着し、これを展開すると第１図に示すよう１条の
磁石１が非磁性材２部分と交互に現われ円筒を横断する
一方向の磁界を生じる。
さらに螺旋状の磁石の磁石相互の空間に非磁性材の部材
（スペーサー）を入れ円筒状とするのもよい。
（スペーサー）を入れ円筒状とするのもよい。
また２条の磁石を用い非磁性材部とが交互に表われるよ
う螺旋状に着磁構成する円筒状磁石も利用し得、複数条
であっても同様である。
う螺旋状に着磁構成する円筒状磁石も利用し得、複数条
であっても同様である。
次にこの円筒状磁石周面上のある１点Ｐにおける磁束は
円筒周方向φ及び円筒軸方向Ｚへ円筒状磁石を回転させ
ることにより移動し、回転磁界と回転角度の進みによる
進行磁界が発生する（第２図）。
円筒周方向φ及び円筒軸方向Ｚへ円筒状磁石を回転させ
ることにより移動し、回転磁界と回転角度の進みによる
進行磁界が発生する（第２図）。
そこでこの磁石１に囲まれた鋳片３では回転磁界による
回転力と進行磁界による対流が与えられ、溶鋼中の介在
物はこの上昇力を与えられ鋳片の引抜速度以上の浮上速
度を得て浮上する。
回転力と進行磁界による対流が与えられ、溶鋼中の介在
物はこの上昇力を与えられ鋳片の引抜速度以上の浮上速
度を得て浮上する。
従って、この電磁攪拌方法によると回転力によりブリッ
ジングの防止ができ中心偏析、センターポロシティの減
少を図り、さらに介在物に十分な浮上速度を進行磁界よ
り与え介在物の除去にすぐれた効果を得ることができる
。
ジングの防止ができ中心偏析、センターポロシティの減
少を図り、さらに介在物に十分な浮上速度を進行磁界よ
り与え介在物の除去にすぐれた効果を得ることができる
。
次にこの発明方法を実施するための電磁攪拌装置につい
て一例を図面にもとづいて説明する。
て一例を図面にもとづいて説明する。
第５図は連続鋳造機の縦断面図である。
連続鋳造機の冷却帯に回転永久磁石を設ける場合につい
て説明すると、鋳型４の外側には冷却水路が包囲し下部
の冷却水口１０ａから上部の冷却水排口１０ｂへと送水
されており、この冷却帯の周囲に回転永久磁石を設ける
。
て説明すると、鋳型４の外側には冷却水路が包囲し下部
の冷却水口１０ａから上部の冷却水排口１０ｂへと送水
されており、この冷却帯の周囲に回転永久磁石を設ける
。
永久磁石１には、ここでは適当な非磁性材からなるスペ
ーサーを用いて螺旋状の磁石間をうめて円筒を構成した
ものを利用し、その外周に継鉄５を設け、この継鉄５部
でベアリング７支持して永久磁石全体を回動可能とする
。
ーサーを用いて螺旋状の磁石間をうめて円筒を構成した
ものを利用し、その外周に継鉄５を設け、この継鉄５部
でベアリング７支持して永久磁石全体を回動可能とする
。
永久磁石１内面に保護のための非磁性材からなる保護リ
ングを貼着するのもよい。
ングを貼着するのもよい。
永久磁石１を拘持する継鉄５はその下端部をベアリング
７で支持され、ベアリング７は鋳型架台１１上の床に設
けられる。
７で支持され、ベアリング７は鋳型架台１１上の床に設
けられる。
永久磁石１の回転機構には、継鉄５外周に平歯車６を設
けこれに噛合する駆動用歯車９を駆動するモーター８と
で構成するものが利用でき、このギア駆動のほか公知の
回転、駆動機構を多種利用できる。
けこれに噛合する駆動用歯車９を駆動するモーター８と
で構成するものが利用でき、このギア駆動のほか公知の
回転、駆動機構を多種利用できる。
モーターには電動機、油圧モーター等が利用できる。
なお湯面１２を示し参考にする。
以上にこの発明による電磁攪拌装置は連続鋳造機の種類
、大きさ等又設置個所によってその構造を変更し設ける
ものであるが、螺旋状の磁石を鋳型の周囲に配し回転１
駆動する構成を取ることにより上述した発明装置と同等
の機能と効果を有する。
、大きさ等又設置個所によってその構造を変更し設ける
ものであるが、螺旋状の磁石を鋳型の周囲に配し回転１
駆動する構成を取ることにより上述した発明装置と同等
の機能と効果を有する。
次にこの発明による実施例を示しその効果を明らかにす
る。
る。
前述した構成の回転永久磁石とその回転駆動装置からな
るこの発明の電磁攪拌装置を１８０朋φビレツト用、４
ストランド連続鋳造機に設置した。
るこの発明の電磁攪拌装置を１８０朋φビレツト用、４
ストランド連続鋳造機に設置した。
螺旋状に着磁した円筒状永久磁石には、内径３６０皿φ
、外径４４０ｍ１φの寸法で螺旋状磁石間をうめるスペ
ーサーに５ＵＳ３０４材を用い、継鉄には５Ｓ４１材を
用い総外径５２０朋φ、高さ３００ｍｍとした。
、外径４４０ｍ１φの寸法で螺旋状磁石間をうめるスペ
ーサーに５ＵＳ３０４材を用い、継鉄には５Ｓ４１材を
用い総外径５２０朋φ、高さ３００ｍｍとした。
磁石にはサマリウムコバルト磁石で最大エネルギー積２
０ ＭＧＯｅ 、磁石中心部磁束密度９８０Ｇのものを
用い、駆動回転速度は１００〜２５Ｏｒｐｍであった。
０ ＭＧＯｅ 、磁石中心部磁束密度９８０Ｇのものを
用い、駆動回転速度は１００〜２５Ｏｒｐｍであった。
この連続鋳造機を用いそのうち２ストランドは、この発
明方法による電磁攪拌を行ない、残り２ストランドは攪
拌せずに引抜速度１．５ｍ／ｍｉｎ で鋳込んだ。
明方法による電磁攪拌を行ない、残り２ストランドは攪
拌せずに引抜速度１．５ｍ／ｍｉｎ で鋳込んだ。
溶鋼の成分は重量％で示すと、Ｃ０，４３％ Ｓ
ｉ０．２７％ Ｍｎ ０．６５％ Ｐ ０．０１９％ｓｏ、ｏｉｏ
％ ５ｏｌＡｌ ０．０２９％残部Ｆｅからなる。
ｉ０．２７％ Ｍｎ ０．６５％ Ｐ ０．０１９％ｓｏ、ｏｉｏ
％ ５ｏｌＡｌ ０．０２９％残部Ｆｅからなる。
鋳込開始後者ストランド１０ｔ、３０ｔの鋳込量に相当
するビレット位置から試験片を切り出し、マクロ組織、
成分偏析、介在物個数について調べた。
するビレット位置から試験片を切り出し、マクロ組織、
成分偏析、介在物個数について調べた。
その結果、この発明装置による電磁攪拌を行った鋳片内
部（第６図ａ）はほとんど等軸晶となり中心偏析の軽減
、センターポロシティの消滅Ｉこ大きな効果が見られた
。
部（第６図ａ）はほとんど等軸晶となり中心偏析の軽減
、センターポロシティの消滅Ｉこ大きな効果が見られた
。
これに対し従来の非攪拌材は等軸晶が少なく大半が柱状
晶域であった（第６図ｂ）。
晶域であった（第６図ｂ）。
中心偏析については、鋳片表面から中心にわたってＳと
Ｃの成分比（重量％）を調ベグラフを第４図に示す。
Ｃの成分比（重量％）を調ベグラフを第４図に示す。
同図においてＡ線は非攪拌材であり、Ｂ線はこの発明方
法並びに装置による攪拌を施した鋳片であり、中心偏析
が著しく低減されたことがわかる。
法並びに装置による攪拌を施した鋳片であり、中心偏析
が著しく低減されたことがわかる。
さらに介在物個数は非攪拌材の１３個７．１からこの発
明方法による攪拌材では２個／ｍ′となり、発明方法に
よる場合には介在物の除去にすぐれていることがわかる
。
明方法による攪拌材では２個／ｍ′となり、発明方法に
よる場合には介在物の除去にすぐれていることがわかる
。
また従来の電磁石による攪拌装置では中心部の磁界はせ
いぜい４０００程度であったが、この発明装置では上記
実施例にも示すとと＜ＩＫＧ以上を容易に得ることがで
きるのみならず、その構成が簡単なことから小型かつ安
価に製作することができた。
いぜい４０００程度であったが、この発明装置では上記
実施例にも示すとと＜ＩＫＧ以上を容易に得ることがで
きるのみならず、その構成が簡単なことから小型かつ安
価に製作することができた。
以上に述べたごとくこの発明による電磁攪拌方法は、螺
旋状に着磁した永久磁石を鋳型周囲に設は周方向ｌこ回
転させる構造の簡易な装置ｌこよって、溶鋼に中心偏析
、センターポロシティの消滅に効果のある回転力と同時
に介在物の除去に有効な対流の攪拌力を与えるため、鋳
片の品質向上にすぐれた電磁攪拌方法である。
旋状に着磁した永久磁石を鋳型周囲に設は周方向ｌこ回
転させる構造の簡易な装置ｌこよって、溶鋼に中心偏析
、センターポロシティの消滅に効果のある回転力と同時
に介在物の除去に有効な対流の攪拌力を与えるため、鋳
片の品質向上にすぐれた電磁攪拌方法である。
第１図はこの発明による円筒状の永久磁石の展開図、第
２図は永久磁石の回転による磁界の変化を示す模式図、
第３図はこの発明方法による溶鋼の攪拌流を示す模式図
、第４図は鋳片の中心偏析を示すグラフ、第５図は発明
装置の一例を示す縦断面図、第６図は鋳片横断面マクロ
組織図であり、×印は等軸晶域を示しその周囲は柱状晶
域を示し、同ａ図は攪拌材、同す図は非攪拌材の場合を
示す。 図中１・・・永久磁石、２・・・非磁性材、３・・・鋳
片、４・・・鋳型、５・・・継鉄、６・・・平歯車、７
・・・ベアリング、８・・・モーター、９・・・、駆動
用歯車、１０ａ・・・冷却水口、１０ｂ・・・冷却水排
日、１１・・・鋳型架台、１２・・・湯面。
２図は永久磁石の回転による磁界の変化を示す模式図、
第３図はこの発明方法による溶鋼の攪拌流を示す模式図
、第４図は鋳片の中心偏析を示すグラフ、第５図は発明
装置の一例を示す縦断面図、第６図は鋳片横断面マクロ
組織図であり、×印は等軸晶域を示しその周囲は柱状晶
域を示し、同ａ図は攪拌材、同す図は非攪拌材の場合を
示す。 図中１・・・永久磁石、２・・・非磁性材、３・・・鋳
片、４・・・鋳型、５・・・継鉄、６・・・平歯車、７
・・・ベアリング、８・・・モーター、９・・・、駆動
用歯車、１０ａ・・・冷却水口、１０ｂ・・・冷却水排
日、１１・・・鋳型架台、１２・・・湯面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鋳型の周囲に螺旋状に着磁した永久磁石を設置し、
鋳型周方向に回転させ鋳型内の溶融金属に回転磁界と上
記磁石の回転角度による進行磁界を作用させる電磁攪拌
方法。 ２ 螺旋状の永久磁石又は螺旋状に着磁した円筒状永久
磁石を鋳型の周囲に配置し、鋳型周方向に回動可能とし
た機構からなる電磁攪拌装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4091580A JPS5842780B2 (ja) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | 電磁撹拌方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4091580A JPS5842780B2 (ja) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | 電磁撹拌方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56136264A JPS56136264A (en) | 1981-10-24 |
| JPS5842780B2 true JPS5842780B2 (ja) | 1983-09-21 |
Family
ID=12593789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4091580A Expired JPS5842780B2 (ja) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | 電磁撹拌方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5842780B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102825245A (zh) * | 2011-06-14 | 2012-12-19 | 鞍钢股份有限公司 | 螺旋电磁搅拌装置 |
| CN103464705A (zh) * | 2013-09-06 | 2013-12-25 | 鞍钢股份有限公司 | 一种减缓结晶器液面波动的电磁控流方法 |
| CN111468704A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-07-31 | 鞍钢股份有限公司 | 一种提高大钢锭内部质量的方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2519567A1 (fr) * | 1982-01-13 | 1983-07-18 | Vallourec | Procede de fabrication de corps creux par coulee continue a l'aide d'un champ magnetique et dispositif de mise en oeuvre du procede |
| CN113102704A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-07-13 | 郭之珩 | 一种电磁搅拌装置及电磁搅拌加工方法 |
-
1980
- 1980-03-28 JP JP4091580A patent/JPS5842780B2/ja not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102825245A (zh) * | 2011-06-14 | 2012-12-19 | 鞍钢股份有限公司 | 螺旋电磁搅拌装置 |
| CN102825245B (zh) * | 2011-06-14 | 2015-07-08 | 鞍钢股份有限公司 | 螺旋电磁搅拌装置 |
| CN103464705A (zh) * | 2013-09-06 | 2013-12-25 | 鞍钢股份有限公司 | 一种减缓结晶器液面波动的电磁控流方法 |
| CN111468704A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-07-31 | 鞍钢股份有限公司 | 一种提高大钢锭内部质量的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56136264A (en) | 1981-10-24 |
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