JPS6317546B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、垂直の連続または半連続鋳造組立体
内の溶融金属レベルの制御に関し、特に、溶融金
属のコラムを取巻く環状インダクタにより発生さ
れる電磁界を用いて凝固していく金属の成形を行
うごとき鋳造ユニツトにおける溶融金属レベルの
制御方法に関する。 周知の、端部が開口した管形の鋳型内で連続的
または半連続的にデイレクトチル（DC）鋳造さ
れたアルミニウムのインゴツトまたはビレツトは
普通、主として鋳型と凝固しつつある未完成の金
属シエルとの間の接触によつて生じる冷間しわ寄
り、溶離、熱間割れ等のような様々な程度の表面
欠陥を備える。普通のDC鋳造インゴツトあるい
はビレツトはまた、鋳造ボアのチル表面との接触
による溶融金属表面の最初の冷却と部分的な凝
固、金属が収縮して鋳型ボアから離れた後の金属
表面の再加熱、次いで溶融金属に冷却水を直接浴
びせることによる溶融金属の最終的な凝固のごと
き逐次的な段階によつて、表面に相当な合金偏析
が生じる。従来のDC鋳造インゴツトまたはビレ
ツトは通常、圧延や鍜造等のような後続の製造工
程を行う前に、表面欠陥と表面近くの合金脆弱区
域との両方を除去するために皮むきを行わなけれ
ばならない。 電磁鋳造は普通のDC鋳造と殆んど同じである
が、ただ異なる点として、普通のDC鋳造では管
形の鋳型を用いるのに対して、電磁鋳造では環状
の電磁インダクタを使用して溶融金属のコラムの
周囲に電磁界を作り、これによつて溶融金属コラ
ムに対して半径方向の圧力を加えることにより、
冷却水の直接浴びせによつて金属が最終形状に凝
固するまでに該金属の形状を制御する。電磁鋳造
ユニツトの操作においては、凝固中の未完成金属
シエルと接触することが無いので、前記のような
表面欠陥はその殆んどが避けられる。更に、未完
成金属シエルと鋳型ボアのチル表面との間の接触
が無いために、インゴツトまたはビレツトの表面
近くの合金脆弱区域が本質的にできず、従つて電
磁鋳造金属はこれの全断面に亘つて非常に均質に
なる。電磁鋳造材料では普通、後続製造工程の前
の皮むきが不要であり、そしてそれに加える特徴
として、その均質な組織のために、通常のDC鋳
造インゴツトでは熱間圧延の際に生じる縁部ひび
割れが著しく減少または無くなる。 EM（電磁）鋳造における電磁界はリング型イ
ンダクタによつて作られ、そしてこのインダクタ
により作られる電磁界とインダクタの内周区域の
中に作られる渦電流との相互作用が、凝固する金
属の断面形状を制御する電磁圧力を作る。その半
径方向の力成分が溶融金属の側方向位置を制御
し、そしてインダクタの底部から出ていくその凝
固しつつある溶融金属の表面に冷却水が掛けられ
るまで、その凝固中の溶融金属に接触するものは
何もない。金属の凝固は主として、溶融金属か
ら、冷却水を浴びせられた凝固金属部分の方への
軸方向熱伝導によつて行われる。 インダクタは好適には高周波電源（例えば、毎
秒500から15000サイクル）から電力を受ける。と
いうのは周波数が高いほど溶融金属内に誘導され
る電流は凝固中の金属の表面に集中する（通常、
「スキン効果」と称される）ので、溶融金属の体
部の中に生じる乱流が非常に少なくなるからであ
る。 電磁鋳造の原理に関するその他の情報は、米国
特許第2686864号（ロートン他）、ソ連発明者証書
第233186号、及び米国特許第3467166号、第
3605865号、第3646988号、第3702155号、第
3773101号、第3985179号、及び第4004631号に見
ることができる。 インゴツトまたはビレツトをこれの軸方向長さ
全体に亘つて一定の断面寸法をもつようにEM鋳
造するためには、電磁圧力の半径方向成分が不断
に溶融金属の静液圧と動的均衡状態になつていな
ければならない。この動的均衡を保つに要する制
御を行うことは、それが最初に出現するときより
更にずつと難しい。というのは、電磁界、降下
率、あるいは溶融金属の高さに僅かな変化があつ
ても作られるインゴツトまたはビレツトの断面寸
法に大きな影響を与えるからである。特に操作開
始時においては、溶融金属の局部的な圧力が半径
方向電磁圧力より大きくなつて溶融金属を底ブロ
ツク上から逸らし、そこで凝固したときにインゴ
ツトまたはビレツトの先端部が氷柱（つらら）の
様になることがあるから、注意を払う必要があ
る。１つのインゴツトまたはビレツトをこれの全
長に亘つて一定断面寸法を備えるように鋳造する
ことも相当難しいことであるが、複数個のインゴ
ツトまたはビレツトを同一鋳造ステーシヨンで鋳
造するときにそのような制御を実施することは更
に困難なことである。 そのような寸法制御の問題を解決しようとする
試みの中で幾つかの方式が開発されて来たが、い
ずれも広く受入れられるものではなかつた。米国
特許第4014379号において、インダクタへ送られ
る電流レベルが、インダクタ内の溶融金属の高さ
で検知された偏差に応答して制御される。同様
に、明らかに銅に限定されるものであるが、米国
特許第4161206号においては、インダクタへ送ら
れる電流が、インダクタの内面と溶融金属コラム
の垂直表面との間の距離の偏差に応答して制御さ
れる。いずれの場合でも、インダクタにおける電
流レベルを変えることにより電磁圧力を調節し
て、測定された距離と所要の距離との間の差を補
正するのである。 これらの従来方式でもインゴツトまたはビレツ
トの寸法を或る程度まで制御できるが、その寸法
制御の精度は要求される所より著しく低いもので
ある。更に、それら方式自体は、単一鋳造ステー
シヨンでの複数個のインゴツトまたはビレツトの
電磁鋳造の制御に容易に適応できるものではな
い。本発明が目指す所はそれらの問題である。 本発明は、複数個の垂直に指向された連続また
は半連続鋳造ユニツト、特に、溶融金属が最終形
状に凝固するまで、電磁インダクタによつて発生
される半径方向圧力によつて溶融金属の形状を制
御するごとき上記のような鋳造ユニツトの中の溶
融金属のレベルを制御するための方法を目的とす
る。本発明によれば、鋳造の大部分に亘つて各鋳
造ユニツト内の溶融金属のレベルが実質的に同じ
平面内に維持されるように、各鋳造ユニツトへ送
られる溶融金属の流量が制御される。この制御を
容易にするため、インダクタまたは鋳型が同じレ
ベルに置かれるように、各鋳造ユニツトがテーブ
ルまたは同様な支持構造体に正確に固定される。
全てのインゴツトまたはビレツトの降下率が同じ
になるように、底ブロツクの支持構造体が構成さ
れる。 本発明によるレベル制御は、各鋳造ユニツト内
の溶融金属レベルを検知し、この検知された各溶
融金属レベルを示す信号を発生し、そしてこれら
各信号を、全ての鋳造ユニツト内に所要の溶融金
属レベルを示すマスター制御装置から来るセツト
ポイント信号と比較することによつて行われる。
もし、或る特定ユニツト内で検知されたレベルを
示す信号と、所要レベルを示す信号との間に所定
の差があれば、当該鋳造ユニツトへ供給される溶
融金属の流量が、当該鋳造ユニツト内の溶融金属
レベルを所要レベルにするに必要なだけ自動的に
調節される。装置始動後の制御期間中、各鋳造ユ
ニツト内の溶融金属のレベルは一般的に0.25cm
（0.10インチ）以上変化すべきでなく、そしてこ
の変化は好適には0.13cm（0.05インチ）以下とさ
れる。さらに、最初の始動期間の後、同じ鋳造ス
テーシヨンの全てのインダクタ内の溶融金属のレ
ベルは相互に、好適には0.25cm（0.10インチ）以
上変化してはならない。もしこれらのリミツトが
維持されなければ、個々のインゴツトまたはビレ
ツトの全長に亘つての断面寸法の変動、及び同じ
降下で鋳造されたインゴツトまたはビレツトの断
面寸法間の変動が生じ得る。 複数個のEM鋳造ユニツトの始動時において
は、底ブロツクが降下し始める前に全てのEM鋳
造ユニツトを同じ特定のレベルまで持つていかな
ければならないが、この際に、供給といあるいは
いずれかの鋳造ユニツト内の溶融金属が著しく冷
却することが無いように、また、その鋳造開始時
にインダクタ内に位置している底ブロツクの縁部
上で溶融金属が著しく逸れることが無いようにし
なければならないから、最も困難な問題を提示さ
れることになる。溶融金属源から最も遠い所にあ
る鋳造組立体は最初に冷却し易いから、溶融金属
源から最も遠いそれら鋳造ユニツトへ送られる溶
融金属の流量は、溶融金属源により近い鋳造ユニ
ツトへの流量より多くなる。鋳造の全ての時点で
或る程度の制御を行えるようにするため、全ての
鋳造ユニツトは絞り送給される。即ち、下向き口
を通して鋳造ユニツトに送給される流量は最大溶
融金属流量より小さくなるようにされる。 鋳造開始時に鋳造ユニツトに送られる最初の溶
融金属の流率は、鋳造の残余部分のそれに比較し
て相対的に高く設定され、そしてそれは手動的ま
たは自動的に制御できる。しかし本発明によれ
ば、いずれか１つの鋳造ユニツト内の溶融金属レ
ベルが所定のレベルに達すると、自動的な溶融金
属レベル制御処理が始動される。この自動処理に
おいて、全ての鋳造ユニツトに対する溶融金属レ
ベルのセツトポイント信号がマスター制御装置か
ら発せられる。この信号は時間の経過にともなつ
て増大し、そして好適には勾配のあるセツトポイ
ントである。このセツトポイントによつて要求さ
れる増大する溶融金属レベルに合わせるに必要な
充填率は鋳造ユニツトへの最初の金属流率より低
いものであるから、全てのユニツトが上記要求レ
ベルに達することができる。各鋳造ユニツト内の
金属レベルが一度該要求レベルに達すれば、その
金属レベルは増大するセツトポイントへと制御さ
れて、最終的な所要レベルまで至る。好適に、増
大するまたは勾配のあるセツトポイント制御信号
は２つまたはそれ以上のステージを有し、そこで
時間に対するレベル変化率が最初のステージより
後のステージの方で小さくされ、これによつて最
終所要溶融金属レベルを超過することができるだ
け少なくなるようにされる。好適には、底ブロツ
クの降下開始は、全ての鋳造ユニツト内の溶融金
属レベルが最終所要レベルに達する直前に行われ
る。その適切な時期は、金属レベルが最終レベル
から約0.64から1.27cm（0.25から0.50インチ）に
なつた時であろう。 溶融金属の最終レベルは鋳造中ずつと、前記リ
ミツト内で自動的に維持される。鋳造終了時点で
溶融金属源はプラグ閉鎖され、そしてとい内の溶
融金属が鋳造組立体へ排出され、こうしてどの鋳
造ユニツト内の特定の金属レベルもそれ以上維持
されなくなる。この時点でといは持上げられて容
器内へ排出を完全に行い、次いで鋳造区域から外
される。そこでテーブルを持上げその他によつて
移動させることができ、そしてインゴツトまたは
ビレツトを鋳造ピツトから取り出すことができ
る。といが持上げられて排出を行つた後、排出容
器に近い鋳造ユニツトが、より遠いユニツトより
多くの溶融金属を供給される。これは、全てのイ
ンゴツトまたはビレツトの長さをほぼ同じにする
ため、鋳造終了前に排出部により近くにある鋳造
ユニツト内の溶融金属レベルを低くすることが望
ましいからである。溶融金属の液頭高さの変化は
比較的小さく、例えば2.54cm（１インチ）以下で
あり、そして大型シートインゴツトの場合典型的
には0.24から1.27cm（0.1から0.5インチ）である。 鋳造の終了時に、インダクタまたは鋳型の送出
端部において、インゴツトまたはビレツトの凝固
が完了するまでその表面に冷却水が浴びせられ、
そしてそのインゴツトまたはビレツトの端部はイ
ンダクタまたは鋳型から送出されていく。 ここに説明されるレベル制御は様々な鋳造ユニ
ツトに適用できるものである。EM鋳造ユニツト
の操作においては、インダクタ内の溶融金属の高
さは、電磁界によつて作られる電磁圧力と不可分
的に関連する。好適な実施例において、電磁界及
びこれによつて作られる圧力は一定に維持され、
そしてインダクタ内の溶融金属のコラムの高さま
たはレベルは可変的に制御される。このような制
御方式では、インダクタ電流は各鋳造ユニツトに
おいてその振幅と周波数が実質的に同じでなけれ
ばならない。他の制御方式も可能である。 以下、添付図面を参照に本発明のより詳細な説
明を行う。 図面において対応する全ての部品は同じ番号で
示される。 特に第１図から第３図に示されるように、電磁
鋳造装置は一般的に、冷却ジヤケツト―インダク
タ組立体１０、底ブロツク組立体１１、及び溶融
金属送給組立体１３を備える。 冷却ジヤケツト―インダクタ組立体１０は、こ
の組立体の最内側壁が頂部材１５、底部材１６及
び背壁１７と緘封状態で固定されているような電
磁インダクタ１４を備える。このインダクタ１４
の背壁に同軸的に隣接するバツフル壁１８が組立
体２０を２つの環状冷却室１９と２０に分けてい
る。バツフル部材１８は冷却水を室１９から室２
０へ通すためのコンジツト２１を備える。室２０
から冷却水は、インダクタ１４の下部分に設けら
れた放出コンジツト２２を通して、凝固していく
インゴツトまたはビレツト２３に対して掛けられ
る。冷却ジヤケツト部材１５，１６，１７，１８
は好適には、適当なプラスチツク材料のような非
金属材料で作られる。 米国特許第3985179号（グツドリツチ他）に従
つて、溶融金属のコラム２６の上部分に掛かる電
磁力を小さくし且つより正確に制御するため、電
気インダクタ１４の上部分２５は、好適には図示
のように、冷却ジヤケツト―インダクタ組立体１
０の垂直軸から離れる方へ傾斜が付けられる。組
立体１０の垂直軸に対する表面２５の傾斜角度
は、金属液頭、インゴツトまたはビレツトの寸
法、その他の様な諸フアクタに応じて決められ
る。 インダクタ１４は例えば銅またはアルミニウム
のような金属で作られ、そして好適には、インダ
クタによつて発生される電磁界に著しく影響を及
ぼすことがない非金属コーテイングまたは表面
（図示せず）によつて、溶融金属との不測の接触
から防護される。 冷却ジヤケツト―インダクタ組立体１０は適当
な装置（図示せず）によつて鋳造テーブル２７に
取付けられ、そして、鋳造の終了時に鋳造インゴ
ツトまたはビレツト２３を鋳造ピツトから取出す
ためテーブル２７とこれに取付けられた組立体１
０を通路の外へ移動できるように、テーブル２７
は一方の側部でヒンジ留めされるか、あるいはロ
ーラ上に装架される。 底ブロツク組立体１１は第３図に最もよく示さ
れている。鋳造ユニツト間で降下率のいかなる差
異も生じないようにするため、底ブロツク３０は
全て台３２によつて同じテーブルまたは支持表面
３１に取付けられて支持される。支持表面または
プラテン３１の降下の際にどんな急激な運動があ
つてもインゴツトまたはビレツトの寸法と形状に
有害な影響を与えるから、その降下は滑らかに且
つ一定の率で行わなければならない。底ブロツク
３０は必要であれば個々に降下させることができ
る。しかし従来行われてきたように、それら底ブ
ロツク３０は全て同じプラテン３１に支持し、そ
してこのプラテン３１を下げることによつて全て
の底ブロツクを一斉に降下させるのが好適であ
る。 溶融金属送給組立体１３は送給とい３５を備え
る。このとい３５は好適に、ステンレス鋼のよう
な適当な非磁性材料で作られ、そして耐火ライニ
ング３６を備える。溶融金属３７は、インダクタ
１４の内周区域の中に突出する下向き口３８によ
つて、複数個のEM鋳造組立体１０へ分配され
る。インダクタ１４への溶融金属流量は流量制御
ピンまたは弁プラグ４０によつて制御される。流
量制御ピン４０の下端部４１は、下向き口３８の
上部に設けられた凹部４２内に着座できるように
なつている。 第４図と第５図に示されるように、流量制御ピ
ンまたは弁プラグ４０の上部４３は好適にねじ条
が付けられ、そしてこれに対応のねじ条付きカラ
ー４４が取付けられ、これによつて凹部４２に対
するピンまたはプラグ４０の位置の微調整ができ
る。 カラー４４は腕４５を備え、そしてこれら腕
は、レバー腕４８のヨーク４７に設けられた凹部
４６内に着座する。レバー腕４８は枢点４９，５
０で枢架されている。そこでこれら枢点上でレバ
ー腕４８が回転すると、流量制御ピン４０が上下
に動かされて、インダクタ１４の内周縁への溶融
金属の流量を調節する。腕４８の端部にバランス
ウエイト５１が備えられる。 レバー腕４８の駆動は、適当な制御信号に応答
してモータまたは回転作動器５６で駆動されるカ
ム５５により行われる。カム５５の各単位回転角
度がレバー腕４８の、従つて流量制御ピン４０の
各単位直線変位を等しくするように、カム５５は
図示の如くインボリユート曲線のものにされる。 好適に、鋳造が始まる前に弁の所定の開口を行
わせるようにピンまたはプラグ４０はモータまた
は回転作動器５６により遠隔操作で予め設定され
る。溶融金属源から遠い方の鋳造ユニツトは、溶
融金属源に近い方の鋳造ユニツトよりも多くの溶
融金属量を受けるため、より大きく開口されなけ
ればならない。この調節によつて、溶融金属源に
近い鋳造ユニツトへの最初の流量が補正され、ま
た鋳造が始まる前に凝固することが防止される。 各鋳造ユニツト内の溶融金属レベルの検知は、
インダクタ１４内の溶融金属のコラム２６の上表
面６１上に休止する浮き６０によつて行われる。
この浮き６０はロツド６２及び結合要素６３によ
つて変位トランスジユーサ６５の軸６４と結合さ
れる。変位トランスジユーサ６５は、浮き６０に
よつて検知された溶融金属のレベルを示す出力信
号を発生する。鋳造中ロツド６２の垂直変位を案
内する案内要素またはブラケツト６６がとい３５
の側部に固定されている。非鋳造期間中、浮き６
０の落下を停めるためコレツト６７がロツド６２
上に備えられる。 変位トランスジユーサ６５は約10cm（４イン
チ）の範囲を有していなければならず、そして
0.025cm（0.01インチ）、好適には0.013cm（0.005
インチ）の精度をもたなければならない。１つの
適当なトランスジユーサはシエービツ社（ニユー
ヨーク州、ニユーヨーク）から発売されているモ
デル2000HPAである。レベル検知及び信号発生
ユニツトはここでは主として、変位トランスジユ
ーサと操作的に結合された浮きとして示されてい
るが、その他の装置でもレベルを検知し、そして
この検知されたレベルを示す信号を発生すること
が可能なことはいうまでもない。 インダクタ１４内の溶融金属レベル６１を正確
に制御するためには浮き６０の垂直位置が非常に
重要である。浮きの材料は一般的に溶融金属及び
不純物を吸収するようなものであつてはならず、
そして、溶融金属表面６１上の浮き６０の変位に
どんな差異も生じないようにするため鋳造中ずつ
とその一体性を保持できるものでなければならな
い。浮きとして適切な材料は、ジヨーン・マンビ
ル社製の軽量繊維耐火材料（ケイ酸マグネシウ
ム）であるマリナイトである。 第３図に示されるように、変位トランスジユー
サ６５はとい３５に固定され、そしてインダクタ
１４内の溶融金属レベルを正確に測定するために
は、とい３５が鋳造テーブル２７上に取付けられ
る際トランスジユーサ６５が正確に位置決めされ
ることが必要であるから、とい３５は鋳造テーブ
ル２７上に正確に位置決めして取付けられる。こ
のとい３５の位置決めは、とい３５の端部６９に
備えられた１つまたはそれ以上の円錐形雄部材６
８を雌部材７０内に正確に着座させることによつ
て行われる。とい３５の反対側端部はフイルタ―
ガス抜きユニツト（図示せず）の放出側部または
といに正確に固定される。 第６図に概略的に示される全ての鋳造ユニツト
の溶融金属レベル制御装置はマスターまたは指揮
制御装置８０を備える。このマスター制御装置８
０は様々な指令及び溶融金属レベル・セツトポイ
ント信号を、各鋳造ユニツトに付属されたローカ
ル制御装置８１へ送る。各ローカル制御装置８１
は、検知された条件、例えば溶融金属レベルを示
す信号を、マスター制御装置８０から来た所要セ
ツトポイントを示す信号と比較し、それから必要
に応じて修正作動を指令する。図面を簡単するた
め第６図では１つの鋳造ユニツトだけが部分的に
示されている。マスター制御装置８０はまた、制
御装置８２を通して底ブロツクの降下や冷却水の
流量制御のようなその他の操作を指令できる。 マスター制御装置８０として適当な制御ユニツ
トは、ゴウルド社（マサチユセツ州、アンドー
バ、メデイコン区）から発売されているモデル第
484号メデイコン制御装置であり、また適当なロ
ーカル制御装置８１はリード・アンド・ノースラ
ツプ社（ペンシルベニア州、ノースウオール）か
ら発売されているエレクトロマクスである。 鋳造が行われている間、溶融金属レベル６１は
浮き６０によつて検知され、そしてこの検知され
た金属レベルを示す信号を変位トランスジユーサ
６５に発生させる。検知された金属レベルのこの
信号はローカル制御装置８１に送られ、そこでこ
のローカル制御装置８１は、該検知金属レベル信
号を、マスター制御装置８０から来る所定の溶融
金属レベルを示す信号と比較する。そこに何等か
の差があると、制御装置８１が１つの制御信号を
駆動モータまたは回転作動器５６へ送つてカム５
５を回転させ、制御ピン４０を上下させることに
よつて鋳造ユニツトへの溶融金属の流量を適正に
調節し、こうして溶融金属の上表面６１は該所要
レベルに維持される。 適当な回転作動器は、フオクスボロー／ジヨー
ダン社（ウイスコンシン州、ミルウオーキー）で
製造販売されているモデル第SM―1180号作動器
である。この作動器を駆動するには普通、モデル
AD7530のようなフオクスボロー／ジヨーダン増
幅器が併用される。 マスター制御装置８０は各EM鋳造組立体のロ
ーカル制御装置８１のそれぞれに同じ所要溶融金
属レベル・セツトポイント信号を送つて、各EM
鋳造組立体内の金属レベルが全て実質的に同一水
平面内になるようにする。このために、それぞれ
のインダクタ、レベル浮き、及び変位トランスジ
ユーサを含む各EM鋳造ユニツトは同じ相対レベ
ルに正確に位置決めされねばならない。鋳造組立
体諸要素の不整合を起すことにもなり得る鋳造中
の熱歪みを避けるため、とい３５及びインダクタ
組立体を水冷するのが好適である。 EM鋳造の開始時には鋳造装置は動的均衡状態
になつておらず、多くの事象が悪い方へ進みがち
であるから、鋳造開始時は鋳造の中で制御の最も
困難な部分である。本発明のための１つの特に有
効な始動態様が第７図にグラフで示される。本発
明のこの実施例によれば、鋳造開始時において、
全ての鋳造ユニツトへ送られる溶融金属の流量を
可及的に均等にし、そして冷却問題をできるだけ
小さくするため、溶融金属源から遠い鋳造ユニツ
トほどこれに送給される溶融金属流量を多くする
ように各流量制御プラグ４０が位置決めされる。
鋳造開始時にインダクタ１４内に在るボウル形底
ブロツク３０内で溶融金属レベルが上昇していく
と共に浮き６０が上昇する。或る１つの鋳造ユニ
ツト内で検知される溶融金属レベル６１が第７図
のポイントＡで示されるような或る所定の最初の
レベルに達すると、マスター制御装置８０が、時
間に対する所要金属レベル（第７図のライン
AB）を示す勾配の付いたセツトポイント信号を
各ローカル制御装置８１へ送り、各鋳造ユニツト
への溶融金属流量を調節させる。流量制御ピン４
０の位置が回転作動器５６により自動的に調節さ
れて、マスター制御装置８０からの勾配付きセツ
トポイント信号で指示される金属液頭高さを作る
のである。自動制御を初めに行う鋳造ユニツトの
溶融金属レベルは第７図のラインABに沿つて増
大し、そしこの鋳造ユニツトは第７図において
＃１として示されている。第７図で＃２から＃５
までに示されるようなその他の鋳造ユニツトの操
作においては、これら鋳造ユニツト２―５内の金
属レベルを動いていくセツトポイントに到達させ
るべく金属流量を調節するように、ローカル制御
装置８１が流量制御ピン４０を調整する。全ての
鋳造ユニツト内の溶融金属のレベルは、勾配付き
セツトポイントに達するとその勾配に沿つて増大
して、第７図のポイントＢで示される所要の溶融
金属レベルに到達する。ポイントＢにおいて、マ
スター制御装置８０からの勾配付きセツトポイン
ト信号の変化率は小さくされ、従つて溶融金属レ
ベルの増大率が小さくされる。全ての鋳造ユニツ
トの金属レベルはそのより緩慢な充填率に従つて
緩つくりと最終所要レベル（第７図のポイント
Ｃ）に近づいて行くので、リミツトを著しく超過
することがなくなる。底ブロツクの降下運動の開
始は、後者ステージにおける全ての鋳造ユニツト
内の溶融金属レベルが最終所要レベルに達する直
前の或る所定の金属レベルまたは時点、例えば金
属レベルが最終所要レベルから0.63cm（0.25イン
チ）内になつたときに行われる。 一度最終所要レベルに到達した溶融金属レベル
６１は鋳造中ずつと自動的に維持される。鋳造
中、手動的に新しいセツトポイントをマスター制
御装置８０を通してローーカル制御装置８１に入
れることによつて、溶融金属レベルの微調整を行
うことができる。先述したように、溶融金属液頭
高さに小さな変化があつてもインゴツトまたはビ
レツトの寸法に著しい変動を与えるから、制御は
きつちり行わなければならない。ローカル制御装
置８１がインダクタ内の溶融金属レベルを維持で
きなくなつた場合、音響や視覚的な警報器が作動
するようにするのが好適である。安全のために、
電磁界が低下した場合、流量制御ピン４０を閉じ
るように駆動するプログラムをローカル制御装置
８１に組込んでおくのが好適である。鋳造は、溶
融金属源からの溶融金属の流れを手動的または自
動的に遮断し、そしてとい内の溶融金属を鋳造ユ
ニツト内へ放出することによつて終了する。この
終了操作は、溶融金属源からの流出が停められる
時点でとい内に残留する溶融金属の量を勘考して
所要の長さのインゴツトまたはビレツトを作るこ
とができるようなプロセス内の或る所定ポイント
（例えば、時間または鋳造金属の長さによつて選
ばれる）において開始される。各鋳造ユニツトへ
流れる溶融金属の量の差異を補正するため、溶融
金属源がプラグ遮断されるに先立つて、溶融金属
レベルを多少調整することが望ましい。溶融金属
源からの流出が停められたとき、溶融金属源から
遠い鋳造ユニツトの受ける金属量が近いものより
少ないのが普通である。インゴツトまたはビレツ
トの表面への冷却水の浴びせは好適に、インゴツ
トまたはビレツトの端部が鋳造ユニツトの送出端
部から出て、そのインゴツトが完全に凝固するま
で続行される。 本発明の方法はインゴツトまたはビレツトの寸
法と形状の非常に精密な制御を行うことができ
る。例えば、称呼寸法19×43×138インチ（48.3
×109.2×350.5cm）のインゴツトを５個EM鋳造
した場合、そのインゴツトの全長（通常の衝合端
部膨張部を除く）に亘る最大断面寸法の最大偏差
は0.25cm（0.1インチ）以下であつた。インゴツ
ト間の最大偏差は0.64cm（0.25インチ）以下であ
つた。 本発明の精神及び特許請求の範囲から逸脱する
ことなく本発明のなお様々な変化形が可能なこと
はいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はEM鋳造ユニツトの部分断面斜視図、
第２図は１つの鋳造セクシヨンの複数個のEM鋳
造ユニツトの頂面図、第３図は第２図の―線
に沿つて部分的に断面された２つのEM鋳造組立
体の側面図、第４図と第５図は、といから鋳型ま
たはインダクタへ供給される溶融金属の流量を調
節する弁作動腕組立体の側面図と頂面図、第６図
は溶融金属レベル制御装置の概要図、第７図は鋳
造開始時の溶融金属液頭高さを示すグラフであ
る。 １０…冷却ジヤケツト―インダクタ組立体、１
１…底ブロツク組立体、１３…溶融金属送給組立
体、１４…電磁インダクタ、２３…凝固インゴツ
ト、２６…溶融金属コラム、２７…鋳造テーブ
ル、３０…底ブロツク、３１…鋳造組立体支持テ
ーブル、３５…溶融金属送給とい、３８…下向き
口、４０…流量制御ピン、４８…レバー腕、５５
…カム、５６…回転作動器、６０…浮き、６１…
溶融金属レベル、６５…変位トランスジユーサ、
８０…マスター制御装置、８１…ローカル制御装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属が各鋳造ユニツトの上部送入端部に
   流入し、そして底ブロツクに支持された凝固また
   は部分的に凝固したインゴツトまたはビレツトが
   ユニツトの送出端部から出ていくごとき複数個の
   垂直に設置された連続または半連続鋳造ユニツト
   内の溶融金属のレベルを、そのユニツトの始動時
   に、実質的に同じ水平面内に制御するための方法
   において、 Ａ 各該鋳造ユニツト内の溶融金属のレベルを検
   知すること、 Ｂ 各該鋳造ユニツト内で検知された溶融金属レ
   ベルを示す信号を発生すること、 Ｃ 前記鋳造ユニツトのいずれか１つの中におけ
   る溶融金属が所定のレベルに達した時、時間の
   経過にともなつて大きさが増大するセツトポイ
   ント信号であつて、このセツトポイント信号の
   大きさが或る期間にわたつて或る最終レベルま
   で上昇するような所望の溶融金属のレベルを表
   わしているごときセツトポイント信号を発生す
   ること、 Ｄ 各鋳造ユニツト内で検知された溶融金属のレ
   ベルを示す各信号と、所望の、上昇する溶融金
   属のレベルを表わす、その大きさが増大する前
   記セツトポイント信号とを比較し、このセツト
   ポイント信号と溶融金属のレベルを示す信号と
   の差を検知すること、及び Ｅ 比較された該信号間の差に応答して各該鋳造
   ユニツトへ送る溶融金属の流量を調節すること
   により各該鋳造ユニツト内の溶融金属のレベル
   を該所望の上昇するレベルになるように制御す
   ること の諸段階を含む方法。 ２ 特許請求の範囲第１項の方法において、鋳造
   ユニツト内の溶融金属レベルを増大させる期間が
   ２つのステージを有し、その第１ステージにおけ
   る時間の経過に対する溶融金属レベル増大率が第
   ２ステージにおける溶融金属レベル増大率より大
   きい、方法。 ３ 特許請求の範囲第２項の方法において、全て
   の鋳造ユニツト内の溶融金属レベルが該増大する
   セツトポイント信号によつて要求されるレベルに
   達し、そして該第１ステージの間に実質的に同じ
   水平面内に在るようになる、方法。 ４ 特許請求の範囲第１項の方法において、溶融
   金属レベルを増大させる該期間の終了以前に底ブ
   ロツクの降下が開始される、方法。 ５ 特許請求の範囲第１項の方法において、鋳造
   ユニツト内で溶融金属が凝固していく間にその溶
   融金属を成形するための装置が環状の電磁インダ
   クタであり、このインダクタは電磁界を作り、こ
   れによつて該インダクタ内の溶融金属に対し電磁
   圧力を加えることにより、該溶融金属がこれの最
   終形状に凝固するまでに、該溶融金属の形状を制
   御する、方法。 ６ 特許請求の範囲第５項の方法において、各該
   環状インダクタへ送られる電流の振幅と周波数が
   実質的に同じであり、そして金属レベルを増大す
   る期間中実質的に同じに維持される、方法。