JPS5934463B2 - インダクタ内装鋳型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は融解金属の連続鋳造用鋳型、特に融解金属を撹
拌する為の電磁インダクタを内装し、断面の大きな金属
塊を連続的に鋳造する為のインダクタ内装鋳型に関する
ものである。

連続鋳造用鋳型内で融解金属を撹拌すれば、特に凝固し
た金属の品質を改善できることは既知である。

しかしこの技術は、電磁インダクタを必要とすることと
、鋳型の冷却箱内にインダクタを機械的及び熱的に十分
良好に維持する必要あることと、十分強力にして有効な
磁界を生せしめる必要あることとの理由で実施が技術的
に困難で、未だ工業的に開発されていない。

本発明の目的は、電磁インダクタを内装し、これによっ
て融解金属を有効且つ安全に撹拌し、断面の大きな金属
塊を工業的に連続的に鋳造することができ、しかも、イ
ンダクタの存在によって些も機械的堅牢性が低下するこ
との無いインダクタ内装鋳型を提供せんとするにある。

本発明インダクタ内装鋳型は、断面の大きな金属塊を連
続鋳造する為の組立鋳型で、融解金属を通す為の矩形断
面を有する無底管を形成する、銅を主成分とする金属で
造った測長側壁及び両短端壁と、各長側壁の外側に配設
され、冷却液の導入室及び排出室の二基を構成する、鋼
で造った冷却箱と、該冷却箱内に配設したインダクタと
を具えるものにおいて、冷却箱内に多数の金属片を順次
に配設して、鋳型の長側壁と、これと平行な冷却箱の外
壁との間に介在せしめると共に、該金属片によって、鋳
型の長側壁を剛固に維持する機械的構体を構成すると同
時に、インダクタの磁路を閉成する磁極片を構成するこ
とを特徴とする。

本発明の実施に当り、金属片で磁性材料の突磁極を構成
し、これら突磁極を冷却箱内に分布して配設し、突磁極
とコイルとの間、並に互に隣接するコイル相互間に夫々
間隔片を介挿して空所を形成し、これら空所内に冷却液
を循環せしめ得る様にする。

或は又突磁極を円筒状に形成し、鋳型の長側壁側を円筒
状拡大部分で終らせ、突磁極の軸線を鋳型の長側壁に対
し直交させ、少なく共１個の導線層より成るコイルで囲
み、突磁極とコイルとの間に間隔片を介在して空所を形
成し、これら空所内に冷却液を循環せしめ得る様にする
。

空磁極拡大部分は、これと、鋳型の長側壁との間に介在
する非磁性裏張り内に形成した円形断面の溝内に嵌合せ
しめる。

又突磁極を構成する金属片の一端を、磁性材料板、特に
強磁性板と磁気的に接触させ、磁路の外側を閉成すると
共に、鋳型の長側壁と、前記磁性材料板との間に、突磁
極を貫通するねじ付連結棒によって固着する。

又各突磁極を平行大面板状に形成し、鋳型の長側壁側を
、矩形拡大部分で終らせ、その対称面を鋳型の長側壁に
対し直交させ、鋳物の直角断面に対し平行に延在させ、
各突磁極を少なく共１個の導線層より成るコイルで囲み
、矩形断面の突磁極拡大部分を、この拡大部分と、鋳型
の長側壁との間に介在する非磁性裏張り内に形成した矩
形断面の条溝内に嵌合せしめることができる。

移動電磁界を利用して、鋳型内の融解金属中に電流を循
環させ、融解金属中の夾離物を被覆スラグによって捕捉
して鋳造金属の特に表皮の品質を改善することは既知で
ある。

斬る手段によれば慣例の条件の下では容易に鋳造できな
い種類の鋼をも連続的に鋳造することができ、火焔によ
って鋳造金属の表皮を劣化しないですむ。

塊鉄又は塊鋼の如き断面の大きな金属塊を連続的に鋳造
する為の組立鋳型は、銅又は銅合金の板を組立てて構成
し、融解金属を上方から注入して鋳造し、鋳造金属を鋳
型形部から連続的に抽出する。

組立鋳型には冷却液通路と、鋼製冷却箱とを設け、これ
に水を循環させ、各長側壁に冷却箱を連結する。

組立鋳型を堅牢とする場合には、〒般に多数の連結棒を
用い、鋳型組立板内に固定し、これら連結棒を冷却板に
貫通させ、鋳型の外蓋を鋳型の各組立板と、対応する蓋
との間に介在する冷却箱内に配設した支持柱に固着する
。

この場合、支持柱の数と、連結棒の数とは、組立板全体
の質量、静水圧、特に冷却通路及び冷却箱内の静水圧に
起因して生ずる応力に依存して算出し、鋳型全体の鋼面
性や堅牢性を十分に大きく定める。

しかし多数の連結棒や支持柱が存在する為、強力な電磁
インダクタ素子を設置する場所が狭くナリ・融解金属を
撹拌する為に必要とするインダクタのアンペア・ターン
数を大きくすることかできなくなる。

実際上、連結棒数を少なくすると、鋳型が変形する惧れ
がある為、連結棒数を少なくすることはできず、連結棒
は、冷却箱内の障害物として作用する。

インダクタの作動効率を改善する為、冷却箱の深さを増
すことが提案されたが、斯る手段によると、鋳型が大型
となり、重量が大きくなる欠点がある。

加うるに、インダクタ素子を適宜の手段によって冷却箱
内に固着するを要し、構造が複雑となり、磁界の有効要
積が小さくなる０本発明においては従来鋳型の支持柱及
び連結棒の代りに金属片を利用し、これら金属片によっ
て鋳型の長側壁を鋼面に維持する機械的構体を構成する
と同時に、インダクタの磁路を閉成する磁極片を構成す
る。

本発明によれば、インダクタの磁極を冷却箱内に固着す
ると同時に、連結棒の如き普通の組立部材によって冷却
箱を鋳型の長側壁に確実に取付けることができる。

さらに、連結棒を用いるにも拘らず冷却箱を電磁作用並
に冷却作用の点において有効に利用することができる。

即ち本発明によれば、冷却箱を十二分に利用することに
よって上述した従来技術の２問題を満足に解決すること
ができる。

又連結棒及び冷却箱の鋳型壁と接触する長側壁を適当な
非磁性材料で造り、金属片を磁性材料で造って磁路を構
成し、インダクタの作動効率を改善することができる。

図面について本発明を説明する。

第１図に示す本発明鋳型の１例においては、銅製又は調
合金製の２個の長側壁１，１と、２個の短端壁２，２と
で、底部を開放した管を形成し、これによって塊鉄を鋳
造し得る様にする。

各長側壁１の外側には、鋼製の冷却箱３を取付け、冷却
箱３には、冷却液の入口管４と、出口管５とを設け、冷
却箱３を、これを貫通する取付棒６によって長側壁１と
緊密に接触せしめる。

冷却箱３の背後を着脱自在の閉板１によって閉合し、こ
れを開いて冷却箱３の外壁を開口し、インダクタ素子を
挿脱し得る様にする。

閉板７を、その周辺近くに配設したボルト８によって冷
却箱３の外壁に取付ける。

各冷却箱３には、第２図に断面で示す様に、その底部に
冷却液導入室９を設け、頂部に冷却液排出室１０を設け
、これら画室間にインダクタを介挿する。

冷却液導入室９を、冷却液入口管４に連結し、冷却液排
出室１０を冷却液出口管５に連結する。

冷却箱３内には６個のインダクタ素子１１を配設し、各
インダクタ素子１１は、突磁極をコイル間に介挿して構
成し、６個のインダクタ素子１１を、鋳型の長側壁１の
高さの方向に沿い等間隔づつ離して酸洗する。

インダクタ素子１１を、調合金製の長側壁１の外面にあ
てた非磁性鋼製の裏張り１２と、本例では軟鉄製の強磁
性板１３との間に装着し、磁極片１４の外部磁路を閉成
し得る様にする。

鋳型の長側壁１と、裏張り１２との材料は、インダクタ
１１で発生する磁界を弱め、出来る限り僅かしか透過し
ない様なものに選ぶ。

加うるに、コイルに一定周波数の電流を供給した場合に
、非磁性材料中に磁界が透過する割合は、非磁性材料の
導電率が小さい程少ない。

これが為、非磁性非酸化鋼の如き導電率の小さな非磁性
材料を利用するのが好適である。

第３図に示す様に、磁極片１４を裏張り１２と、強磁性
板１３とに取付ける為、両端にねじを切った連結棒１５
を用い、これを非磁性鋼で造り、磁極片１４に対し直角
を成す方向に磁界が偏向するのを防止する。

連結棒１５は磁極片１４を貫通させ、その先端を、長側
壁１内に埋設した植込みボルト１６のねじ孔内に螺着し
、植込みボルト１６は、第４図に示す様に、長側壁１の
外側に形成した冷却通路１８の隣接する２個の間に形成
した条溝１７内に螺着する。

連結棒１５の強磁性板１３外に突出する先端部分にナツ
ト１９を螺合し、ナツト１９によって磁極片１４を裏張
り１２と、強磁性板１３とに緊締する。

上述した様にして、鋳型と冷却箱とを一体に組立構成す
れば、鋳型は機械的に極めて堅牢となり、鋳型と冷却箱
とが互に接触する植込みボルト１６を有効に冷却するこ
とができる。

本例によれば、金属片１４は、冷却箱３内の隔壁を構成
して長側壁１を鋼面に維持する機械的支持構体を構成す
ると同時に、インダクタの磁路を閉成する為の磁極片と
しても作用する。

第２図に示す実施例では、磁極片１４を平行大面板状に
形成し、断面が矩形な拡大部分２０を介して鋳型の長側
壁１に対し直角を成す方向に延在させ、拡大部分２０を
非磁性裏張り１２に形成した矩形条溝２１内に嵌合せし
める。

磁極片１４は、過流によって加熱され無い様に軟鉄によ
って単一体に形成するか磁性薄金属板を磁界の磁力線に
平行な面で堆積し、ボルト（図示せず）によって圧接し
た成層で構成することができる。

強磁性板１３もこれと同様に構成することができる。

各磁極片１４は、互に絶縁した導線の少なく共１層より
成るコイル２２で囲み、導線は断面の大きなものを用い
て大電流を供給し得る様にする。

磁極片１４とコイル２２との間部に互に隣接するコイル
２２相互間に間隔片２３を介挿し、冷却液を循環させる
為の通路を形成する。

次に冷却液循環通路を第２図について説明する。

冷却箱３底部の冷却液導入室９に到来した冷却液は、室
９の鋼製鋳造壁に形成したオリフィス２４を経て、鋳型
１の長側壁１の外面と、非磁性裏張り１２との間に介在
する冷却液通路１８に入り、通路１８内を上昇する。

第２図はこれら通路１８の１個の縦断面を示す。

次いで冷却液は、蓋３５の垂線２６に形成したオリフィ
ス２５を経て、インダクタ素子１１を収納する冷却箱３
の冷却液排出室１０内に入り、磁極片１４相互間並にコ
イル２２相互間を強制的に循環せしめられる。

冷却液に加える圧力と、冷却液の圧送速度とは、鋳型と
、インダクタとを有効に冷却するに十分なものに定める
。

冷却液を上述した順路を辿って循環させる為、室９，１
０と、通路１８とを構成する諸部材相互間にパツキンを
介挿してこれら諸部材相互間を密封し、冷却液が他の通
路に流入するのを阻止する必要がある。

第２図に示す例では、裏張り１２の上下両端と蓋３５の
垂線２６及び冷却液導入室９の片側頂縁との間にパツキ
ン２７及び２８を夫々介挿し、長側壁１の頂部外側面と
蓋３５の片側端縁との間にパツキン２９を介挿し、長側
壁１の底部外側面と、冷却液導入室９の片側底縁との間
にパツキン３０を介挿し、閉板７の頂部内側面と、蓋３
５の他側端縁との間にパツキン３１を介挿する。

第５及び６図に示す実施例においては、磁極片を円筒形
とし、その一端に断面が円形な拡大部分２０を形成し、
これを非磁性裏張り１２に形成した円形溝３２内に嵌合
せしめて磁極片相互を互に平行に整列せしめ得る様にす
る。

これら磁極片はコイル２２で囲み、中心に非磁性鋼製の
ねじ付連結棒１５を挿通し、前例の場合と同様に鋳型の
長側壁１に取付ける。

上述した本発明インダクタ内装鋳型は融解金属を鋳型内
で有効に撹拌して、塊鉄又は塊鋼の如き断面の大きな金
属塊を連続的に鋳造する場合に適用するに特に好適で、
インダクタの作動効率並に撹拌効率を十分に改善するこ
とができる。

上述した本発明の実施態様は次の通り要約することがで
きる。

（１）特許請求の範囲の項記載の鋳型において、金属片
で、磁性材料の突磁極を構成し、これら突磁極を冷却箱
内に分布して配設し、突磁極の軸線を鋳型の長側壁に対
し直交させる。

（２、特許請求の範囲の項並に前記第（１）項記載の鋳
型において、突磁極を構成する金属片の一端を、磁性材
料板と磁気的に接触させ、磁路の外側を閉成すると共に
、鋳型の長側壁と、前記磁性材料板との間に、突磁極を
貫通する連結棒によって固着する。

（３）前記第（１）項記載の鋳型において、各突磁極を
平行大面板状に形成し、鋳型の長側壁側を矩形状拡大部
分で終らせ、その対称面を鋳型の長側壁に対し直交させ
、鋳物の直角断面に対し平行に延在させ、各突磁極を、
少なく共１個の導線層より成るコイルで囲み、突磁極と
コイルとの開運に互に隣接するコイル相互間に夫々間隔
片を介挿して空所を形成し、これら空所内に冷却液を循
環せしめ得る様にする。

（４）前記第（１）項記載の鋳型において、各突磁極を
円筒状に形成し、鋳型の長側壁側を円筒状拡大部分で終
らせ、その軸線を鋳型の長側壁に対し直交させ、各突磁
極を、少なく共１個の導線層より成るコイルで囲み、突
磁極とコイルとの間に間隔片を介挿して空所を形成し、
これら空所内に冷却液を循環せしめ得る様にする。

（５）上記第（３）項記載の鋳型において、前記矩形断
面の突磁極拡大部分を、該拡大部分と、鋳型の長側壁と
の間に介在する非磁性裏張り内に形成した矩形断面の条
溝内に嵌合せしめる。

（６）上記第（４）項記載の鋳型において、前記断面円
形な突磁極拡大部分を、該拡大部分と、鋳型の長側壁と
の間に介在する非磁性裏張り内に形成した円形断面の溝
内に嵌合せしめる。

（力 前記第（２）項記載の鋳型において、磁極片部に
磁性材料板を、冷却箱内に配設したインダクタから発生
する磁界の磁力線と平行する方向において磁性薄金属板
を堆積した成層板を以て構成する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明鋳型の１例を示す斜視図、第２図は第１
図のＡ−Ａ面上で断面とした場合の拡大斜視図、第３図
は平行大面板状磁極の取付状態を示す第２図と同様の断
面図、第４図は第３図のＢ−Ｂ線上の断面を、上方から
矢示の方向に見た平面図、第５図は円筒状磁極を有する
本発明鋳型の変型配置を示す斜視図、第６図は円筒状磁
極の取付状態を示す第３図と同様の断面図である。 １・・・・・・鋳型長側壁、２・・・・・・鋳型短端壁
、３・・・・・・冷却箱、４・・・・・・冷却液人口管
、５・・・・・・冷却液出口管、６・・・・・・冷却箱
取付棒、７・・・・・・閉板、８・・・・・・ボルト、
９・・・・・・冷却液導入室、１０・・・・・・冷却液
排出室、１１・・・・・・インダクタ素子、１２・・・
・・・非磁性裏張り、１３・・・・・・強磁性板、１４
・・・・・・磁極片、１５・・・・・・ねじ付連結棒、
１６・・・・・・植込みボルト、１７・・・・・・条溝
、１８・・・・・・冷却通路、１９・・・・・・ナツト
、２０・・・・・・拡大部分、２１・・・・・・矩形条
溝、２２゛°曲コイル、２３・・・・・・間隔片、２４
，２５・・・・・・オリフィス、２６・・・・・・蓋、
２７，２８，２９，３０゜３１・・・・・・パツキン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 断面の大きな金属塊を連続鋳造する為の組立鋳型で
   、融解金属を通す為の矩形断面を有する無底管を形成す
   る、銅を主成分とする金属で造った測長側壁及び両矩端
   壁と、各長側壁の外側に配設され、冷却液の導入室及び
   排出室の二基を構成する、鋼で造った冷却箱と、該冷却
   箱内に配設したインダクタとを具えるものにおいて、冷
   却箱内に多数の金属片を順次に配設して、鋳型の長側壁
   と、これと平行な冷却箱の外壁との間に介在せしめると
   共に、該金属片によって、鋳型の長側壁を剛固に維持す
   る機械的構体を構成すると同時に、インダクタの磁路を
   閉成する磁極片を構成することを特徴とするインダクタ
   内装鋳型。