JPS62275552A

JPS62275552A - 連続鋳造用電磁攪拌装置

Info

Publication number: JPS62275552A
Application number: JP2019787A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Ikeda; 力池田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-01-31
Filing date: 1987-01-30
Publication date: 1987-11-30

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】３、発明の詳細な説明（産業上の利用分野）本発明は連続鋳造用の？ｌ！磁攪拌装置に関する。

（従来の技術）連続鋳造設備においては、溶融金属を鋳型内に連続的に
供給して凝固せしめ、鋳型から鋳片を連続的に取出すが
、この鋳片の品質を向上させるために金属の未疑固部を
電磁力によって攪拌する技術が普及している。

この技術において使用される電磁攪拌装置としては１例
えば、第１２図に示されるような電磁攪拌コイル内蔵型
鋳型でコンパクトな装置が採用されており、銅チューブ
１の外周にステンレスＨＩ製ジャケット６が配設され、
更にその外側には内径部に凹部を備えた鉄芯２が設けら
れていて、この凹部に攪拌用電磁コイル３が配設されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、特に溶融金属の初期凝固段階に適用される鋳型
的電磁攪拌では、上記鋳型銅チューブによる磁束の減衰
が大きく効果的な電磁攪拌を行うことができないため、
磁束の浸透深さを大きくする目的から、商用周波（例、
６０Ｈｚ）を低周波（例、３〜９．９Ｈｚ）に変換する
周波数変換′３Ａ百を必要とし、また攪拌強度を調整す
るために周波数調整装置及び電流値調ｇ１装置を必要と
し、電磁攪拌装置用電気設備がコスト高になるという問
題があった。

本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、コスト高をも
たらす電気設備を必要とせず、簡易な構成により効果的
に電磁攪拌を行うことができろ連続幼造用電磁攪拌装置
を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明者は、まず商用周波電
源を使用することによる磁束の浸透深さの減少があって
も、鋳型内の磁場強度を大きくできる手段を検討したと
ころ、まず従来よりも高電気抵抗の鋳型材料を使用する
ことにより可能であることを見い出した。更に、これを
前提とし、溶融金属の流動に有効に働く磁力強さを支配
する磁束密度を調整する手段として電気的調整手段に代
え機械的調整手段を見い出すべく研究を重ねた結果、磁
束遮蔽材をコイルと鋳型の間に配設することにより可能
であることを見い出すに至り、本発明をなしたものであ
る。

すなわち、本発明に係る連続鋳造用電磁攪拌装置は、銅
製鋳型と、その周囲に配した電磁コイルを有する連続鋳
造用鋳型において、前記銅製鋳型と該鋳型を囲撓する電
磁コイルとの間に磁束遮蔽材を設け、商用周波電源を用
いて電磁攪拌せしめるように構成したことを特徴とする
ものである。

以下に本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

（実施例）第１図及び第２図はそれぞれ本発明の一実施例に係る連
続鋳造用電磁攪拌装置を備えたいわゆる電磁コイル内蔵
型鋳型の横断面を示している。

従来のこの種の鋳型としては、適宜断面形状を有する銅
チューブ１と、この銅チューブ１の外側に配置した鉄芯
２とからなり、鉄芯２の内周部に間隔をおいて設けた凹
部内に電磁コイル３を配設した構造とし、この電磁コイ
ル３に対して、前述の如く周波数変換装置、周波数調整
装置及び電流値調整装置を有する電気設備を特設して電
磁攪拌を行っていたものである。

これに対し、本発明においては、後述するように、鋳型
材料として特定の電気的特性を有する銅板を使用すると
共に、第１図及び第２図に例示する如く磁束遮蔽材４を
設けた構造とするのである。

すなわち、第１図では磁束遮蔽材４を回転自在に設け、
鋳型の外部から攪拌強度の調整を可能にしたものであり
、第２図では磁束遮蔽材４を銅製鋳型の外周に半固定的
に配設したものである。以下に順次その詳細を説明する
。

連続鋳造において、電磁攪拌の効果は未凝固部の金属に
流動現象を与えることによって得られる。

すなわち、この回転磁界方式では一定の適切な攪拌力（
トルク）が必要である。

一般に、高電気抵抗の鋳型材料を使用することによって
、磁束の浸透深さが大きくなり、鋳型内に発生する磁場
強度が大きくなることは１次式％式％ここで、Ｂ：空芯のコイル中心の磁束密度ρ：コイルと
溶湯プール間の介在物（例、鋳型壁）の固有電気抵抗ｆ：コイル電源の周波数 δ：磁束の浸透深さｔ：介在物の厚さＢｏ：上記ρ、ｆ、δ及びｔの条件を加味したコイルの中心磁束密度この磁束の浸透深さδ及びコイル中心磁束密度ＢＯを大
きくするため、従来は周波数変換装置。

周波数及び電流値調整装置などの電気的設備を付設せし
めていたものである。この点、本発明においては、まず
、＆８型材料として従来よりも高電気抵抗の銅板を使用
せんとするものである。本発明者は、固有電気抵抗の異
なる銅板を用いて磁場強度の変化を調べたところ、第３
図に示す結果を得た。なお、銅板の固有電気抵抗ρはＣ
ｕに添加する合金元素量を調整することによって容易に
任意の値が得られる。

同図において、曲線Ａは固有電気抵抗ρがρ＝２．０μ
Ω・ｃｍの従来の銅チューブの場合を示しており、この
場合、−例として、鋳片の品質改讐に最適な溶鋼攪拌ト
ルクは（イ）のレベルであることを予め把握している。

コイルの中心磁束密度Ｂ。

は大きいが周波数変換を必要とする。これに対し。

曲線Ｂ、Ｃは商用周波を適用した場合であって。

固有電気抵抗ρ＝５．ＯμΩ・口の銅チューブを使用す
ることにより、鋳片の品質改善に必要な溶鋼の攪拌トル
ク（イ）のレベルを得ることができた。

また、介在物厚さｔを変化させると溶鋼撹拌トルクを変
えることもできる。これらのことより、固有電気抵抗ρ
が特定の値、すなわち、ρ≧５．０μΩ・ｃｍの銅チュ
ーブを使用し、介在物厚さ七を変化すれば、商用周波電
源を適用することができ、しかも溶鋼撹拌強度を調整す
ることもできることがわかった。

溶鋼の流動に働く磁力強度は相対する電磁コイルの極の
間に溶鋼及び介在物を貫通する磁束密度に支配される。

したがって、介在物の厚さｔを変化させることによって
磁束密度を変えることができ、溶鋼の撹拌強度（トルク
）を調整することが可能である。本発明では、この点に
着目して、従来のような周波数及び電流値調整装置に代
る手段として、機械的磁束密度調整装置を採用したもの
で、電気抵抗の小さな鋼板、強磁性体の鋼板などの磁束
遮蔽材を磁束線に対して角度可変に或いは半固定的に配
置するようにしたものである。第１図に示すように、こ
の磁束遮蔽板４は銅チューブ１と鉄芯２の内周面との間
にヒンジ５を介して回転自在に配設されている。磁束遮
蔽板４は、例えば短冊形をなし、ヒンジ５を中心として
磁束線に平行となる位置から直角となる位置までの任意
の角度に回転させることにより、磁束の減衰の程度を選
ぶことができ、磁束線に直角となる位置に回転させた場
合、磁束が完全に遮蔽される。勿論、各磁束遮蔽板４を
独立に又は関連させて回転角度を調整し得ることは云う
まで砲ない。また、第２図は電気抵抗の小さな鋼板４を
電磁コイル３と銅製鋳型の間に半固定的に配設したもの
で、磁束密度の調整は前記鋼板４の材質に関係する′な
低抵抗の異なるもの或いは前記鋼板４の厚さの異なるも
のを準備し、これを取り換えることにより実施する。

第４図及び第５図は上記磁束遮蔽材として回転可能な磁
束遮蔽板を備えた連鋳用鋳型の一具体例を示したもので
ある。図中、１は銅チューブ、６はステンレス鋼製ジャ
ケットであり、このジャケット６は銅チューブ１に対し
て適宜構造の冷却水通路を形成するように取付けられて
いる。鉄芯２は、第１図に示す如くその内周に設けた凹
部内に電磁コイル３を収容している。ヒンジ５には磁束
遮蔽板４が取付けられており、この磁束遮蔽板４はステ
ンレス鋼製ジャケット６との間の空間内で回転可能とな
っている。ヒンジ５の回転はその上部において外側ケー
シング２に設けた駆動機構によって駆動される。

また、第６図及び第７図は上記磁束遮蔽材として半固定
式的な磁束遮蔽板を備えた連鋳用鋳型の一具体例を示し
たものである。図中、１は銅チューブ、６はステンレス
鋼製ジャケットであり、このジャケット６は銅チューブ
１に対して適宜構造の冷却水通路を形成するように取付
けられている。

鉄芯２は、第２図に示す如くその内周に設けた凹部内に
電磁コイル３を収容している。４は前述の鋼板であり、
ジャケット６の外周に位置固定的に配設され、取替え可
能である。

更に第８図は、第４図及び第５図に示した連鋳用鋳型の
変形例を示しており、銅チューブ１、ステンレス鋼製ジ
ャケット６、鉄芯２並びに電磁コイル３の構成は同様で
あるが、磁束遮蔽材４はジャケット６との空間内に同心
円状に適宜個数配置されると共に図中矢印方向（又はそ
の反対方向）に回転可能となっている点が相違している
。

この方式の変形例を第９図、第１０図及び第１１図に示
す。第９図に示す磁束遮蔽材４は円筒状で、胴部を部分
的に開口した所謂窓４′を有し、更にその上端部に環状
板４″が固着され、この環状板の一部には歯形が備えら
れている。第１０図及び第１２図において５８はｉＪ）
歯車であり、これに軸及びハンドル５ｂが備えられてい
る。したがって、外部からハンドル５ｂを操作すること
により、小歯車５ａを回転させ、上記環状板４′の歯車
に動きを伝達することにより、磁束遮蔽材４を必要角度
回転させることができる。なお、ハンドル５ｂの操作に
代えてモータを利用してもよい。

上記各構成の連続Ｕ造用電磁攪拌装殖によれば。

商用周波電源を用いて′Ｉ！！磁コイル３を励磁すると
共に、第４図、第５図、第８図及び第９図に例示した各
構成の場合には磁束遮蔽材４の回転角度を調整すること
により、或いは第６図及び第７図に例示した構成の場合
には磁束遮蔽材４を取換えることにより、鋳型内の未凝
固部の溶湯を効率的に攪拌することができる。

（発明の効果）以上詳述したように１本発明によれば、従来より電気抵
抗の高い鋳型材料を使用し、磁束遮蔽材を配設するもの
であるので、周波数変換装置を設けることなく商用周波
電源を適用でき、かつ、周波数及び電流値調整装置を設
けることなく溶湯撹拌強度を調整することができ、した
がって、電気設備の高コスト化を防止できる。また、磁
束遮蔽材の設置に格別のスペースを必要としないので、
電磁コイル内蔵型鋳型の小型化に支障を来すこともなく
、簡易な構造が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明の一実施例に係る連
続鋳造用電磁撹拌装置を備えた鋳型の横断面図、第３図は周波数と７８鋼撹拌トルクの関係を示す図。第４図及び第５図と、第６図及び第７図と、第８図は異
なる実施例における鋳型の詳細を示す図であり、＠４図
と第６図は縦断面図、第５図と第７図は一部断面を示す
平面図、第８図は横断面図、第９図、第１０図及び第１
１図は他の実施例における鋳型の詳細を示す図であり、
第９図は磁束遮蔽板の斜視図、第１０図は横断面図、第
１１図は縦断面図、第１２図は従来の電磁撹拌装置を備えた連続鋳造用鋳型
の横断面図である。１・・・銅チューブ、　　２・・・外側ケーシング、３
・・・電磁コイル、　４・・・磁束遮蔽材、　４′・・
・窓、４′・・・環状板、　５・・・ヒンジ、　　５ａ
・・・小歯車、５ｂ・・・ハンドル、　６・・・ステン
レス鋼製ジャケット。第１図第２図第５図第７図第８図第９図ム７第１１図第１２図

Claims

【特許請求の範囲】

銅製鋳型と、その周囲に配した電磁コイルを有する連続
鋳造用鋳型において、前記銅製鋳型と該鋳型を囲撓する
電磁コイルとの間に磁束遮蔽材を設け、商用周波電源を
用いて電磁攪拌せしめるように構成したことを特徴とす
る連続鋳造用電磁攪拌装置。