JPS6048265B2 - 連続鋳造用電磁撹拌誘導装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷却水の強力な循環によつて通過させかつ
インゴット鋳造パイプを取り囲むのに適し門ている環状
槽内にある環状磁気鉄片、および３相交流供給部から附
勢するに適している複数の界磁コイルから成る連続鋳造
インゴット鋳型の鋳造バイブの軸線のまわりに溶融金属
を回転させるようにこの鋳型で電磁攪拌をする誘導装置
に関する。

特に本発明は、独占的でないけれども、垂直鋳造軸線、
あるいは垂線に対し若干傾斜せる軸線を有するインゴッ
ト鋳型へ利用でき、上記鋳型が鋼または鉄合金のような
高溶融点の金属のインゴットの連続鋳造を行わせるため
に普通に使用される型式のものである。公知のように一
定速度で溶融金属または溶融合金を回転させることは、
遠心力によつて溶融金属浴内でのスラグに含まれている
複数不純物または介在物を分離させ、比較的軽いこれら
粒子は、公知の手段によつて回収できる浴の中心に戻さ
れかつ浴の表面へ上昇する。

別の場合、この遠心方法は、圧延を目的とする材料の表
面硬度を減少させるために、合金の一定の特別な複数の
成分をこのインゴットの外周部から除去させる。

ところで、特開昭４８−４５４３訝のように、連続して
供給される溶融金属のまわりに６極の鉄心に巻いたコイ
ルを形成して、これに３相交流の電流を供給して溶融金
属を回転させる鋳造装置は既に提案されている。

このように供給される溶融金属を回転させることにより
、溶融金属内の不純物を除去することは可能であるが、
極と極の間には磁力線が発生しないため、溶融金属の回
転性能が極と極の間隔部において低下し、結果的に鋳造
された溶融金属の不．均質化を招く原因となる。

このような難点を除くため、磁極と磁極の間に別の鉄心
を置き、これにコイルを巻いて、磁極を形成して、磁極
数を増加することも考えられるが、このようにすると、
鋳造炉の直径を大きくし；なければならず、炉の大型化
を来すことになる。

本発明はこのような従来技術の問題点を解決することを
目的とする。すなわち、本発明の連続鋳造用電磁撹拌誘
導装置は、内外側の６つのコイルを備え、内側の３つの
コイル、外側の３つのコイｌルにそれぞれ３相交流が供
給され内外側コイルの同一位相のコイルが、相対向する
鉄片の歯部に巻きつけられており、また附勢されるとき
、それらのコイルが発生する磁束を相和するように結線
されており、外側の３つのコイル１２Ｕ，１２Ｖ，１２
Ｗが各歯部および各歯部間の間隔部において、各歯部の
底部相当位置に延びており、一方、内側の３つのコイル
１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗは各歯部および歯部間隔部にお
いて歯部頂部相当位置に延びており、２つの異なる位相
の相隣接する外側コイルが、各々の間隔部で部分的にオ
ーバラップされたものである。本発明装置はこのような
構成をとることによリブ６つの磁極の間にコイルのオー
バラップ部分において、新たなる磁力線を簡単な構造に
より形成でき、鋳造炉の小型化の達成とともに、溶融金
属の回転性能に良好な前進性を付与したものである。

すなわち、オーバラップ部分に形成される磁束は門両側
の環状磁気鉄片に発生する磁束の位相は中間位相の磁極
であるから、溶融金属の回転に同期的に形成され、溶融
金属の回転前進性を助長する。添付した図面を参照して
本発明の好ましい実施例をこれから説明する。第１図に
は冷却水のジャケット２で取り囲まれる銅製鋳型の鋳造
バイブ１が示されている。

更に図示するものとして、この鋳型に供給する溶融金属
の連続ジェット１５、金属の水準１６および漸次形成さ
れる凝固壁１７がある。この誘導装置３を強い流水によ
つて循環させる環状冷却槽４の中に設ける。

本鋳型のバイブ１の側方で槽４は、大きな固有抵抗の非
磁性金属好ましくは不錆鋼製バイブ４Ａによつて構成さ
れる。本誘導装置３の複数コイルの複数ヘッド５を、こ
の装置の磁気回路の複数歯部６の下方または上方に設け
、上記歯部６は公知のように極めて良導電性金属製の、
複数タイバー７と上下円板８及び８’でもつて締めつけ
られ、複数コイルの複数ヘッド５の全高を有しておりか
つ上記鋳型の中心に向つて磁場を偏向させる目的を有す
る複数磁性薄板の積層体によつて構成される。冷却水は
、環状ボックス１０へ管路９を介して流入し、上記水は
一方ではジャケット２に向い他方では誘導装置３に向つ
て槽４の内部バイブ４Ａ、底部４Ｂおよび外部ジャケッ
ト４Ｃの周辺部に分配されるように複数オリフィス１１
を介して流入させられる。

同様な装置を、第１図に示すように、この鋳型の上部で
この冷却水の出口に対して設けている。第２図を参照し
て説明しよう。

本図は、３相交流電源の位相Ｕ，ＶおよびＷによつてそ
れぞれ供給されるに適しかつ環状磁気鉄片の歯部６Ａ，
６Ｃおよび６Ｅをそれぞれ取り囲んでいる予めつくられ
た含浸外側コイル１２Ｕ，１２Ｖおよび１２ιＷを示し
ている。３つの外側コイル１２Ｕ，１２Ｖおよび１２Ｗ
の各々は、この外側コイルによつて取り囲まれる各歯部
６Ａ，６Ｃあるいは６Ｅおよび隣接する２つの歯部の間
の間隔部の歯部底部相当位置の深い位置にはめられ、各
コイルが変形１させられる必要なく各歯部のまわりに設
けることができるように設計されている。

従つて上記磁気回路の周辺方向に見たコイル寸法は、隣
接せる歯部に接触することなく配設され得るように考慮
しなければならず、更に詳細に云えば各コイルの幅．が
、歯部および上記歯部に隣接する２個の間隔部の同心円
方向長さの和よりも狭くしてあり、更にそれらコイルは
、上記複数の間隔部の中でできるだけ適合させるように
アーチ状に湾曲させてある。同様に、樹脂を含浸させて
予めつくつてあり、かつ３相交流電流電源の複数位相Ｕ
，Ｖ（！：．Ｗによつてそれぞれ給電される複数の内側
コイル１３Ｕ，１３Ｖおよび１３Ｗは、複数歯部６Ｄ，
６Ｆと６Ｂのまわりにそれぞれ設けてある。

これら３個の内側コイル１３Ｕ，１３Ｖおよび１３Ｗの
各々は、この内側コイルによつて取り囲まれる各歯部６
Ｄ，６Ｆあるいは６Ｂに隣接する２つの間隔部の中へ浅
くしかはめられない。内部コイル１３Ｕ，１３Ｖおよび
１３Ｗは、外側コイル１２Ｕ，１２Ｖおよび１２Ｗへな
されたと同様な考慮にしたがつて設計され、したがつて
図示されるように環状磁気鉄片の曲率に適合するように
同様湾曲され、もちろん内側コイル１３Ｕ，１３Ｖ及び
１３Ｗの曲率が外側コイル１２Ｕ，１２Ｖおよび ：１
３Ｗよりも大きくされている。なぜならば前者のコイル
が後者よりも内側に置かれるからである。直径方向に対
向している歯部６Ａおよび６Ｄを取り囲みかつ同一位相
によつて給電される外側コ つイル１２Ｕおよび内側コ
イル１３Ｕは、これらの内外側コイル１２Ｕ，１３Ｕに
よつて発生される磁束が同一方向に働くように結線され
ている。

同じことが内外側コイル対１２Ｖと１３Ｖおよびコイル
対１２Ｗと１３Ｗとにあてはまる。さらに、異なる位相
のコイルが歯部６Ａないし６Ｆで継続的に設けられかつ
対になつて部分的にオーバラップすることが判明する。
歯部６Ａないし６Ｆの内周端は、間隔部を閉鎖し、した
がつてコイルを保持するように絶縁くさび１６を挿入で
きるように蟻溝加工がされている。

上記のコイルは、’゜カプトン’’（登録商標）のフィ
ルムのような耐水性の比較的薄い絶縁層によつて被覆さ
れる平らな銅の導体を用いて湾曲した巻枠で巻かれる。

次いでそれらのコイルは、ガラス繊維リボンで被覆され
かつ熱硬化性樹脂で深く含浸される。この樹脂は、甚だ
秀れた機械的強度、水の浸入に対する良好な防止作用な
らびに巻線間およびアースに対して良好な絶縁作用を、
上記コイルに与える。このようにして各コイルは、この
コイルの全断面積に比べて極めて大きい銅の断面積をも
ち、従つて強力な磁楊をつくることができる。この誘導
装置の操業に際して、同一間隔部内において連続する２
種の位相の複数コイルのオーバラップすなわち部分的重
合わせは、回転磁場に対して良好な前進性を与える。

なぜならば、第３図に示すように本発明においては、歯
部相互の間に発生する磁束〔第３図では歯部６Ｃと６Ｆ
の間に発生する磁力線〕の両側において対向する間隔部
の間に新たなる磁束を発生させることを可能とするから
である。このような装置に組み立てたために、本発明に
よる誘導装置は、電力の消費量の減少とともに強力な磁
場を発生でき、このため誘電応力およびコイルの水中へ
の浸漬を考慮して絶縁部の体積を小型化させることを可
能とする。

第３図は、電流が位相ｖの複数コイル１２と１３とで最
大となる瞬間においてまた複数位相ＵとＷの複数コイル
内で上記最大値の（−１１２）倍になる際に３相化され
ている本誘導装置により発生される磁束分布を示す。

上記磁場が実際上、この誘導装置の内側空気間隙で総て
一様であることが判り、かつその結果この誘導装置３の
内側体積内で鋳造でき、各種の大きさのインゴットは総
て同一効率て攪拌されることになる。

従つてこの誘導装置３は径の大きい鋳型に十分適してい
る。

本発明が上述のように連続鋳造鋳型に特に適しているけ
れども一定長のインゴットの鋳造に対して底部を設ける
複数鋳型にも適用できる。

なお上述の本発明の実施例は単なる限定しない例として
示されたに過ぎずまた各種の変形が本発明の範囲を逸脱
することなくつくられ得るものであることは云うまでも
ない。

（発明の効果） 本発明装置は各々３相交流を供給される３つのコイルを
内側コイル１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗ）外側コイル１２Ｕ
，１２Ｖ，１２Ｗに分けて、各々の歯部に巻き付け、し
かも歯部相互の間隔部のスペースを利用して、内外側コ
イルをオーバラップさせ、各々の歯部の間に新たな磁束
を形成したものてある。

したがつて、従来の装置の大きさをそのまゝにしておい
て、新たな磁束を各々歯部の間に簡単に形成できるので
、装置の大型化を招来しない。また内外側コイルの同一
位相のコイルは相対向する歯部にそれらのコイルが附勢
されるとき、互い付加されるように結線されているので
、コイルのオーバラップ部に発生する磁束は両側の歯部
に発生する磁束の中間位相のものとなり、溶融金属の回
前進極性に同期的に作用する。したがつて、溶融金属の
回転性能を有効に助長する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による誘導装置を設けた鋳型の垂直断面
図、第２図は、部分横断面図にした上記誘導装置の平面
図、第３図は、上記誘導装置を介する磁場の配置網を示
す平面図てある。 １ ・・・・・・鋳造バイブ、２・・・・・・冷却水の
ジャケット、３・・・・・・誘導装置、４・・・・・・
環状槽、６Ａ〜６Ｆ・・・・・・歯部、１２Ｕ，１２Ｖ
，１２Ｗ；１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗ・・・・・・コイル
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷却水の強力な循環によつて通過させかつインゴッ
   ト鋳造パイプを取り囲むのに適している環状槽内にある
   環状磁気鉄片、えよび３相交流供給部から附勢するに適
   している複数の界磁コイルから成る連続鋳造インゴット
   鋳型の鋳造パイプの軸線のまわりに溶融金属を回転させ
   るようにこの鋳型で電磁攪拌をする誘導装置において、
   上記環状磁気鉄片がこの鉄片の内周のまわりで６つの広
   幅の歯部を構成する突出極を区画するように形成されて
   おり、また上記磁気コイルが環状磁気鉄片の各々の歯部
   ６Ａ−６Ｆのまわりに取り付けられる内外側それぞれ３
   つの磁性コイル１２Ｕ〜１２Ｗ、１３Ｕ〜１３Ｗからな
   り、上記内外側の３つのコイルにそれぞれ３相交流の電
   流が供給されており、同一位相の内側コイルと外側コイ
   ルが対向する鉄片に、附勢されて発生する磁束が相和さ
   れるように結線されて巻きつけられており、各相の２つ
   のコイルのうち外側のコイル１２Ｖ、１２Ｕ、１２Ｗが
   各歯部および各歯部の間の間隔部において、各歯部の底
   部相当位置に延びており、一方、各相の２つのコイルの
   うち内側のコイル１３Ｖ、１３Ｕ、１３Ｗは、各歯部間
   の間隔部の歯部頂部相当位置に延びており、２つの異な
   る位相の相隣接するコイルが各々の間隔部内でオーバラ
   ップしており、かつ、このオーバラップした各々のコイ
   ルの寸法は環状磁気鉄片の周辺方向から見て１つの歯部
   および３つの間隔部の長さの和に近いことを特徴とする
   連続鋳造用電磁攪拌誘導装置。 ２ これらのコイルが耐水性絶縁体で被覆される平らな
   銅の導体から成ることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項記載の誘導装置。 ３ それらのコイルがガラス繊維リボンによつて絶縁さ
   れかつ樹脂で深く含浸されていることを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項ないし第２項の１つに記載の誘導装
   置。 ４ ３相供給部の各相と組み合わされる２つのコイルが
   環状磁気鉄片の曲率へ適合するように湾曲されかつ環状
   磁気鉄片の中心からのこれらコイルの半径方向変位に対
   応した異なる曲率をもつことを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項ないし第３項の１つに記載の誘導装置。 ５ 環状磁気鉄片の間隔部がその中にコイルを保持する
   ため閉鎖部材を備えていることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項ないし第４項の１つに記載の誘導装置。