JPS62187549A - 水平連続鋳造装置 - Google Patents

水平連続鋳造装置

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JPS62187549A
JPS62187549A JP3871187A JP3871187A JPS62187549A JP S62187549 A JPS62187549 A JP S62187549A JP 3871187 A JP3871187 A JP 3871187A JP 3871187 A JP3871187 A JP 3871187A JP S62187549 A JPS62187549 A JP S62187549A
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JP
Japan
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molten metal
mold
electromagnetic field
field generating
coil
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JP3871187A
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JPS645987B2 (ja
Inventor
Hideo Kaneko
金子 英夫
Hatsuyoshi Kamishiro
初義 神代
Akira Iwata
章 岩田
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/045Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for horizontal casting
    • B22D11/047Means for joining tundish to mould

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水平連続鋳造方法および装置に関する。
従来からの水平連続鋳造設備では、耐火材から成るタン
ディツシュノズルと、水冷されたモールドとの間から溶
融金属が流出することを防止するために、タンディツシ
ュノズルとモールドとが固着されて構成されていた。そ
のためタンディツシュノズルの水冷モール1こと隣接し
た部分は冷却され、溶融金属接触部で凝固シェルを形成
し、タンディツシュノズルに固着してしまう。またタン
ディツシュノズルを構成する耐火物の気孔に溶融金属が
侵入し、そのまま凝固するため、固着力が増大する。し
たがって匍遺体を引抜くとき、凝固シェルが破れていわ
ゆるブレークアウトが生じることがあった。
この問題を解決する先行技術では、タンディツシュノズ
ルとモールドとの間に潤滑性に優れた非孔性の窒化硅素
製リングや窒化ボロン製リングが気密に連結される。こ
の窒化硅素製リングや窒化ボロン製リングは寿命が短く
、かつ高価である。
しかもこれらの材料を使用しても、タンディツシュノズ
ルと凝固シェルの固着の緩和効果はあるものの、モール
ドチューブと凝固シェルの固着を完全に避けることはで
きないので、特開昭47−15332に見られるように
、間欠引抜きを余儀なくされている。
このような先行技術の欠点を解決すべく、タンディツシ
ュノズルとモールドとの境界付近に、溶融金属の上部よ
りも下部で大きい磁束密度を発生する電磁界発生手段を
配置して、溶融金属をその境界付近で絞るようにした水
平連続鋳造設備が提案されている(特願昭56−943
33)。このように溶融金属を紋ることによって、タン
ディツシュノズルに溶融金属が接触することがなく、前
述のように凝固シェルがタンディツシュノズルに固着す
ることが防止され、連続的な引抜きが可能となる。また
タンディツシュノズルとモールドとを固着しなくてもす
むので、モールドを振動させることが可能となり、それ
によっても凝固シェルのタンディツシュノズルやモール
ドへの固着が防止される。
ところが、タンディツシュ内の溶融金属の貯留量は変動
するので、タンディツシュノズルやモールド内の溶融金
属の表層部に作用する静圧も変動する。特に、鋳造終了
時やし一ドル交換時等の非定常時には、タンディツシュ
内における溶融金属の液面レベルが大きく変動し、それ
に応じてタンディツシュノズルやモールド内の溶融金属
の静圧が大きく変動する。このような場合に、前記電磁
界発生手段で紋られた溶融金属がモールド内面に接触す
る位置は、静圧の変動に応じて移動することになる。溶
融金属のモールド内面・\の接触位置が移動すると、モ
ールド内における全冷却帯長さが変化する。それに応じ
て@lI7さが変化かるので、良好な鋳片を得ることが
できなくなる。またモールド内においては、溶融金属の
下部の方が静圧が大であるので、電磁界発生手段によっ
てもモールド内面への溶融金属の接触圧は下部の方が大
となる傾向がある。したがって溶融金属の下部の冷却効
果が大となり、不均一な冷却によって良好な鋳片を得る
ことができなくなる。このことは、実開昭52−160
615に示されているように、タンディツシュノズルか
らの溶融金属に中心方向に向けて、絞りを快える電磁力
を発生するようにした先行技術においてもまた同様であ
る。
他の先行技術は、特開昭53−76130である。この
先行技術では、溶融金属の重力補償を行なうためにタン
ディツシュノズル内の溶融金属に電極を浸漬し、その溶
融金属に長手方向の電流を流し、鋳片の長手方向に対し
て直角にかつ水平に磁場を発生することによって、鋳片
の重力を補償するように構成される。このような先行技
術では、溶融金属に電極が浸漬されて溶融金属に電流が
供給されるので、その保守が面倒である。
本発明の目的は、モールド内面において冷却されて溶融
金属の表層部に生じる凝固シェルの厚さが、周方向に沿
って均一になるようにした水平連続鋳造設備を提供する
ことである。
本発明は、タンディツシュノズルの少なくともモールド
との境界付近に周方向に複数個配置され、溶融金属の上
部よりも下部において密に配置され、タンディツシュノ
ズルとモールドの軸線方向に延びる棒状のコアに、コイ
ルを巻回して構成され、コイルは交流電力によって励磁
され、これによって溶融金属の下部に、上部よりも大き
な中心方向に向かう電磁力を作用させる電磁界発生素子
と、縮径した溶融金属のモールド内面への上下の各接触
開始位置を検出する検出手段と、 溶融金属の下部に設けられた電磁界発生素子のコイルを
励磁する第1交流電源と、 溶融金属の下部に配置された電磁界発生素子以外の残余
の電磁界発生素子のコイルを励磁する第2交流電源と、 検出手段の検出出力に応答し、その検出出力は予め定め
た値となるように、t51および第2交流電源の励磁電
力を制御する制御手段とを含むことを特徴とする水平連
続鋳造設備である。
また本発明は、タンディツシュノズルの少なくともモー
ルドとの境界付近に周方向に複数個配置され、溶融金属
の上部よりも下部において密に配置され、タンディツシ
ュノズルとモールドの軸線方向に延びる棒状のコアに、
コイルを巻回して構成され、コイルは交流電力によって
励磁され、これによって溶融金属の下部に、上部よりも
大きな中心方向に向かう電磁力を作用させる電磁界発生
素子と、 モールド出口における鋳造体の上下の凝固シェルの厚さ
を検出する検出手段と、 溶融金属の下部に設けられた電磁界発生素子のコイルを
励磁する第1交流電源と、 溶融金属の下部に配置された電磁界発生素子以外の残余
の電磁界発生素子のコイルを励磁する第2交流電源と、 検出手段の検出出力に応答し、その検出出力は予め定め
た値となるように、第1および第2交流電源の励磁電力
を制御する制御手段とを含むことを特徴とする水平連続
鋳造設備である。
本発明では、タンディツシュノズルとモールドの軸線方
向に延びる棒状のコアに、コイルを巻回して構成される
電磁界発生素子の分布を、上部よりも下部において密に
して配置したので、溶融金属の重力補償を確実に行なう
ことができる。検出手段は、縮径した溶融金属のモール
ド内面への上下の各接触開始位置を検出する。そのため
溶融金属がモールド内面に接触する接触開始位置を上下
にほぼ同一位置、または溶融金属の下部が上部よりも引
抜き方向下流側になるようにg1整することができる。
これによって、モールド出口における鋳造体の凝固シェ
ルの厚さを、上部と下部とでほぼ等しくすることができ
る。
またモールド出口における鋳造体の上下の凝固シェルの
厚さを検出し、これによって溶融金属の下部に中心方向
に向けてさらに大きな電磁力を作用させることができ、
凝固シェルの厚さを鋳造体の上部と下部とでほぼ等しく
することができる。
こうして、本発明に従えば、電磁界発生素子の下部を第
1交流電源によって励磁し、また残余のコイルを第2交
流電源によって励磁し、その励磁電力を変えることによ
って高品質の鋳造体を得ることができる。
以下、図面によって本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の基礎となる構成を示す全体の系統図で
ある。この水平連続鋳造設備において、タンディツシュ
1にはそのタンディツシュ1内の溶融金属の温度を安定
させるための加熱装置2が設けられている6モールド3
からのgR造体4は、冷却帯5から引抜き装置6によっ
て引抜かれ、切断装置7によって切断されて、インゴッ
ト9が得られる。このインゴット9はローラテーブル1
0によって搬送される。
第2図は本発明の一実施例のモールド3付近の拡大断面
図である。タンディツシュ1は、耐火材11が内張すさ
れており、溶融金属12が貯留されている。このタンデ
ィツシュ1には、取付は金物13によって、耐火材から
成るタンディツシュノズル14が固着される。モールド
3は、冷却液通路15を有し、銅製のモールドチューブ
33が冷却され、このモールド3の勿造体4のための通
路16はタンディツシュ7ズル14に同軸に連通される
。このモールド3は、タンディツシュノズル14に固着
されている。タンディツシュ7ズル14とモールド3と
の境界17付近には、タンディツシュノズル14の少な
くともモールドとの境界17付近を外囲するコイル14
1を有する電磁界発生手段143が設けられる。この電
磁界発生手段143の電磁界によって、境界17付近を
流通する溶融金属12は、半径方向内方に縮径されて絞
られる。そのため境界17付近では、溶融金pA32が
タンディツシュノズル14のモールド3寄りの部分に接
触することが避けられる。したがってタンディツシュノ
ズル14に凝固シェルが固着することが防止され、鋳造
体4を連続的に引抜くことが可能になる。
第3図は第2図の切断面線■−■から見た簡略化した断
面図である。タンディツシュ7ズル14およびモールド
3の軸線方向に延びる棒状のファ140にコイル141
が巻回されて成る電磁界発生素子142が周方向に複数
個配置されて、電磁界発生手段143が構成される。し
がも電磁界発生素子142は溶融金属12の上部よりも
下部において密に配置され、したがって溶融金属12の
下部には大きな磁束密度がり、えちれることになる。
コイル141に矢符144の方向に電流が流れることに
より、溶融金属12には矢符145の方向に渦電流が生
じる。電磁界発生素子142によって発生される磁界の
方向は参照符146で示される。このようにして溶融金
i12には半径方向内方に向かう電磁力が作用して縮径
されることになる。
このような電磁界発生手段143において、各電磁界発
生素子142は複数の群たとえば上下左右の4つの群1
47,148,149,150  に分けられ、各群1
47〜150毎に電源151,152.153,154
が接続される。また前記各群147〜150に対応して
モールドチューブ3には位置検出手段155,156,
157,158  が設けられる。これらの位置検出手
段155〜158によって検出された溶融金属12の接
触開始位置11= 置は、制御手段159にそれぞれ入力される。制御手段
159は、各接触開始位置がモールド3の軸線に沿って
予め定めた同一の位置となるように、各電源151〜1
54からの供給電力を制御する。
この実施例によっても溶融金属12の冷却条件が全周に
わたって均等となり、良好な鋳片を得ることができる。
位置検出手段155〜158は、第2図に示すように、
モールドチューブ33のタンディツシュノズル14寄り
の端部における上部内面および下部内面への溶融金属の
接触開始位置を検出すべく設けられる。これらの位置検
出手段155〜158は、たとえば複数の熱電対をモー
ルドチューブ33に軸線方向に間隔をあけて埋込んで成
る。このような位置検出手段155〜158によって検
出された溶融金属12の上部および下部における接触開
始位置は制御手段159に与えられる。
上述のごとくモールドチューブ33の内面への溶融金属
12の接触開始位置が上部および下部で設定された同一
の位置に保持されると、溶融金属12の両側部も必然的
に同一位置となる。したがって溶融金属12はモールド
チューブ33の内面全周にわたって軸線方向に沿う同一
の設定位置でモールドチューブ33の内面に接触を開始
することになる。それによって、モールドチューブ33
内における冷却帯の長さが溶融金属の全周にわたって均
等になり、凝固厚さが全周にわたって均一となるので良
好な鋳片を得ることができる。
本発明の他の実施例としてモールド3の出口において、
溶融金属12の上下表層部における凝固シェルの厚さを
測定する凝固厚み計を設けてもよい。これらの凝固厚み
計による検出値は、制御手段159に与えられる。この
ようにすれば、モールド3の出口における凝固シェルの
厚さが制御手段159の制御にフィードバックされるこ
とになり、より精密な制御が可能となる。なお、凝固厚
みalに代えて、輻射表面温度計であってもよい。
前記接触開始位置が上部で下部よりも引抜き方向下流側
(第2図の右方)になるとき、および凝固シェルの厚さ
が下部で上部より大きいとき、下の群148を上の群1
47よりも大きな電力で励磁する。そのため溶融金FA
I2の下部に中心方向の大きな電磁力が作用し、前記接
触開始位置を引抜き方向下流側に移動することができ、
あるいは、溶融金属12の下部のモールドチューブ33
内面との接触圧を小さくすることができる。こうして凝
固シェルの厚さを、モールド3の出口において上部と下
部とで等しくすることができる。
本発明の他の実施例として、電磁界発生手段を引抜き方
向・t5に沿って移動することができるようにしてもよ
い。これによって溶融金属12の接触開始位置を変化さ
せ、冷却条件を変化させることができる。
本発明のさらに他の実施例として、第4図に簡略化して
示すように、モールドチューブ33の下部における接触
開始位置166を、上部における接触開始位置167よ
りも引抜き方向45に沿う前方位置に制御するようにし
てもよい。こうすれば溶融金属12のモールドチューブ
33との接触長さが上下で異なり、下部の接触長さが小
となるが、溶融金属12の下部の方がモールドチューブ
33−2の接触圧が大である。そのため、接触長さが比
較的短くても冷却条件は上部と均等になり、したがって
溶融金属12の全周にわたって凝固厚さを均一にするこ
とができる。
また上述の各実施例では、タンディツシュノズル14お
よびモールド3の軸直角断面が矩形である場合を示した
が、タンディツシュノズル14およびモールド3の軸直
角断面は円形であってもよい。タンディツシュノズル1
4とモールド3との各内面は、面一であってもよく、面
一でなくても、すなわちモールド3の内径を大きくして
もよい。
」二連のごとく本発明によれば、溶融金属のモールド−
の接触開始位置あるいはモールド出口における溶融金属
の冷却状態が予め設定した位置あるいは状態となるよう
にコイルの励磁電力が制御されるので、溶融金属の重力
補償を確実に行なうことができるようになり、溶融金属
の表層部に作用する面圧の変動に拘らず、常に安定した
冷却条件で冷却を達成することかでト、良好な鋳片を得
ることができる。また、タンディツシュノズルから溶融
金属が離反する位置も設定位置に保持されるので、潤滑
剤を安定的に供給することもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基礎となる構成を示す全体の系統図、
第2図は本発明の一実施例のモールド3付近の拡大断面
図、第3図は第2図の切断面線■−mから見た簡略化し
た断面図、第4図は本発明の他の実施例の簡略化した断
面図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)タンディッシュノズルの少なくともモールドとの
    境界付近に周方向に複数個配置され、溶融金属の上部よ
    りも下部において密に配置され、タンディッシュノズル
    とモールドの軸線方向に延びる棒状のコアに、コイルを
    巻回して構成され、コイルは交流電力によって励磁され
    、これによって溶融金属の下部に、上部よりも大きな中
    心方向に向かう電磁力を作用させる電磁界発生素子と、
    縮径した溶融金属のモールド内面への上下の各接触開始
    位置を検出する検出手段と、 溶融金属の下部に設けられた電磁界発生素子のコイルを
    励磁する第1交流電源と、 溶融金属の下部に配置された電磁界発生素子以外の残余
    の電磁界発生素子のコイルを励磁する第2交流電源と、 検出手段の検出出力に応答し、その検出出力は予め定め
    た値となるように、第1および第2交流電源の励磁電力
    を制御する制御手段とを含むことを特徴とする水平連続
    鋳造装置。
  2. (2)タンディッシュノズルの少なくともモールドとの
    境界付近に周方向に複数個配置され、溶融金属の上部よ
    りも下部において密に配置され、タンディッシュノズル
    とモールドの軸線方向に延びる棒状のコアに、コイルを
    巻回して構成され、コイルは交流電力によって励磁され
    、これによって溶融金属の下部に、上部よりも大きな中
    心方向に向かう電磁力を作用させる電磁界発生素子と、
    モールド出口における鋳造体の上下の凝固シェルの厚さ
    を検出する検出手段と、 溶融金属の下部に設けられた電磁界発生素子のコイルを
    励磁する第1交流電源と、 溶融金属の下部に配置された電磁界発生素子以外の残余
    の電磁界発生素子のコイルを励磁する第2交流電源と、 検出手段の検出出力に応答し、その検出出力は予め定め
    た値となるように、第1および第2交流電源の励磁電力
    を制御する制御手段とを含むことを特徴とする水平連続
    鋳造装置。
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JPS645987B2 JPS645987B2 (ja) 1989-02-01

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