BR112020019226B1

BR112020019226B1 - Equipamento de molde e método de lingotamento contínuo

Info

Publication number: BR112020019226B1
Application number: BR112020019226-0A
Authority: BR
Inventors: Nobuhiro Okada; Shintaro OGA; Yuichi Tsukaguchi
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2019-06-19
Publication date: 2024-01-23
Also published as: JP6915747B2; CN112105469B; US11440085B2; US20210023610A1; CN112105469A; WO2020017224A1; BR112020019226A2; TW202005729A; KR20200130488A; JPWO2020017224A1; KR102363736B1

Abstract

este equipamento de molde é um equipamento de molde dotado de um molde, um dispositivo de frenagem eletromagnética e um dispositivo de controle. um bocal de imersão é dotado de um par de orifícios de descarga de metal fundido, o dispositivo de frenagem eletromagnética é dotado de um núcleo de ferro que inclui um par de dentes e bobinas enroladas em torno dos respectivos dentes, as bobinas de um lado são conectadas em série em um primeiro circuito, as bobinas do outro lado são conectadas em série em um segundo circuito, e o dispositivo de controle é capaz de controlar de forma independente a tensão e a corrente aplicadas a cada um dos primeiro e segundo circuitos para cada circuito, detectar uma deriva de um fluxo de descarga entre o par de orifícios de descarga com base na tensão aplicada às bobinas no primeiro circuito e a tensão aplicada às bobinas no segundo circuito e controlar a corrente que flui através do primeiro circuito e a corrente que flui através do segundo circuito em com base em um resultado de detecção.

Description

Campo Técnico da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a um equipamento de molde e a um método de lingotamento contínuo.

[002] É reivindicada prioridade sobre o Pedido de Patente Japonesa N° 2018-134408, depositado no Japão em 17 de julho de 2018, cujo conteúdo é aqui incorporado por referência.

Técnica Relacionada

[003] No lingotamento contínuo, ao injetar metal fundido (por exemplo, aço fundido) temporariamente armazenado em uma panela intermediária (tundish) a partir de cima em um molde através de um bocal de imersão e extrair uma placa cuja superfície periférica externa é resfriada para ser solidificada a partir de uma extremidade inferior do molde, o lingotamento é realizado continuamente. Uma porção solidificada da superfície periférica externa da placa é denominada como uma carcaça solidificada.

[004] Aqui, o metal fundido contém bolhas de gás de um gás inerte (por exemplo, Ar gasoso) fornecido juntamente com o metal fundido para evitar o entupimento de um orifício de descarga do bocal de imersão, inclusões não metálicas e similares; se estas impurezas permanecerem na placa após o lingotamento, elas causam uma deterioração na qualidade do produto. Em geral, uma gravidade específica das impurezas é menor do que a gravidade específica do metal fundido de modo que, muitas vezes, elas flutuam no metal fundido para serem removidas durante o lingotamento contínuo. Portanto, quando a velocidade de lingotamento é aumentada, a separação por flutuação das impurezas não é suficientemente realizada e a qualidade da placa tende a deteriorar. Neste caso, no lingotamento contínuo, há uma relação de troca (trade-off) entre a produtividade e a qualidade da placa, isto é, há uma relação pelo fato de que, na busca da produtividade, a qualidade da placa deteriora e, quando a qualidade da placa é priorizada, a produtividade é deteriorada.

[005] Nos últimos anos, a qualidade requerida para alguns produtos, tais como materiais automotivos externos, se tornou mais rigorosa a cada ano. Portanto, no lingotamento contínuo, há uma tendência de que a operação seja realizada em detrimento da produtividade de modo a assegurar a qualidade. Diante destas circunstâncias, no lingotamento contínuo, tem havido uma demanda por uma tecnologia que melhore ainda mais a produtividade e assegure a qualidade da placa.

[006] Por outro lado, sabe-se que a qualidade da placa é significativamente afetada pelo fluxo do metal fundido no molde durante o lingotamento contínuo. Portanto, ao controlar adequadamente o fluxo do metal fundido no molde, pode ser possível realizar uma operação estável em alta velocidade, isto é, melhorar a produtividade, ao mesmo tempo em que mantém a qualidade desejada da placa.

[007] Para controlar o fluxo do metal fundido no molde, foi desenvolvida uma tecnologia que usa um dispositivo gerador de força eletromagnética que aplica uma força eletromagnética ao metal fundido no molde. Entretanto, no presente relatório descritivo, um grupo de elementos em torno do molde, incluindo o molde e o dispositivo gerador de força eletromagnética, também é denominado como equipamento de molde por conveniência.

[008] Por exemplo, um dispositivo dotado de um dispositivo de frenagem eletromagnética e um dispositivo de agitação eletromagnética é amplamente usado como um dispositivo gerador de força eletromagnética para controlar o fluxo do metal fundido no molde. Aqui, o dispositivo de frenagem eletromagnética é um dispositivo que aplica um campo magnético estático ao metal fundido para gerar uma força de frenagem no metal fundido, deste modo, suprimindo o fluxo do metal fundido. Em contrapartida, o dispositivo de agitação eletromagnética é um dispositivo que aplica um campo magnético móvel ao metal fundido para gerar uma força eletromagnética denominada como força de Lorentz no metal fundido, deste modo, aplicando um padrão de fluxo em turbilhão em um plano horizontal do molde em relação ao metal fundido.

[009] O dispositivo de frenagem eletromagnética é, em geral, fornecido de modo a gerar uma força de frenagem no metal fundido a qual enfraquece a potência do fluxo de descarga ejetado a partir do bocal de imersão. Aqui, o fluxo de descarga proveniente do bocal de imersão colide com uma parede interna do molde, deste modo, formando um fluxo ascendente em uma direção para cima (isto é, uma direção na qual há um nível de banho de metal fundido) e um fluxo descendente em uma direção para baixo (isto é, uma direção na qual a placa é extraída). Portanto, o dispositivo de frenagem eletromagnética enfraquece a potência do fluxo de descarga, de modo que a potência do fluxo ascendente é enfraquecida e uma variação no nível do banho de metal fundido pode ser suprimida. Uma vez que a potência da descarga que colide com a carcaça solidificada também é enfraquecida, um efeito de supressão de ruptura em virtude de refundição da carcaça solidificada também pode ser exercido. Deste modo, o dispositivo de frenagem eletromagnética é frequentemente usado para fins de lingotamento estável em alta velocidade. Além disso, de acordo com o dispositivo de frenagem eletromagnética, uma vez que a velocidade de fluxo do fluxo descendente formado pelo fluxo de descarga é suprimida, a separação por flutuação de impurezas no metal fundido é acelerada e um efeito de melhorar a qualidade interna da placa pode ser obtido.

[0010] Por outro lado, uma desvantagem do dispositivo de frenagem eletromagnética é que a velocidade de fluxo do metal fundido em uma interface da carcaça solidificada se torna baixa, o que poderia deteriorar a qualidade da superfície da placa. Uma vez que é difícil que o fluxo ascendente formado pelo fluxo de descarga atinja o nível do banho, há uma preocupação de que a temperatura do nível do banho diminua e ocorra delaminação, causando defeitos de qualidade interna.

[0011] O dispositivo de agitação eletromagnética aplica um padrão de fluxo predeterminado ao metal fundido conforme descrito acima, isto é, gera um fluxo em turbilhão no metal fundido. Como um resultado, o fluxo do metal fundido na interface da carcaça solidificada é acelerado, de modo que é possível evitar que as impurezas descritas acima, tais como bolhas de Ar gasoso e inclusões não metálicas, sejam retidas pela carcaça solidificada, e a qualidade da superfície da placa pode ser aprimorada.

[0012] Por outro lado, uma desvantagem do dispositivo de agitação eletromagnética é que, à medida que o fluxo em turbilhão colide com a parede interna do molde, o fluxo ascendente e o fluxo descendente são gerados como o fluxo de descarga proveniente do bocal de imersão descrito acima, de modo que o fluxo ascendente envolve o pó fundido e similares no nível do banho e o fluxo descendente varre as impurezas para um lado inferior do molde, deste modo, deteriorando a qualidade interna da placa.

[0013] Conforme descrito acima, o dispositivo de frenagem eletromagnética e o dispositivo de agitação eletromagnética têm vantagens e desvantagens do ponto de vista de assegurar a qualidade da placa (no presente relatório descritivo, isto se destina a significar a qualidade da superfície e a qualidade interna). Portanto, com o objetivo de melhorar a qualidade da superfície e a qualidade interna da placa, foi desenvolvida uma tecnologia para executar o lingotamento contínuo usando um equipamento de molde no qual tanto o dispositivo de frenagem eletromagnética quanto o dispositivo de agitação eletromagnética são fornecidos para o molde. Por exemplo, o Documento de Patente 1 descreve um equipamento de molde dotado de um dispositivo de agitação eletromagnética em uma parte superior e um dispositivo de frenagem eletromagnética em uma porção inferior em uma superfície lateral externa de uma placa de molde lateral longa de um molde.

[0014] O Documento de Patente 2 descreve uma tecnologia na qual dispositivos de frenagem eletromagnética separados são posicionados fora de cada um de um par de placas de molde laterais curtas em um molde.

Lista de Citações Documento de Patente Documento de Patente 1

[0015] Pedido de Patente Japonesa Não Examinado, Primeira Publicação N° 2008-137031

Documento de Patente 2

[0016] Pedido de Patente Japonesa Não Examinado, Primeira Publicação N° H4-9255

Sumário da Invenção Problemas a Serem Resolvidos Pela Invenção

[0017] No entanto, descobriu-se que uma deriva (drift) do fluxo de descarga em virtude de fechamento de um bocal de descarga é gerada e a qualidade de uma placa pode ser deteriorada no lingotamento contínuo ao usar o dispositivo gerador de força eletromagnética conforme descrito no Documento de Patente 1 e Documento de Patente 2.

[0018] A presente invenção é alcançada tendo em vista o problema descrito acima, e um objetivo da mesma é fornecer um equipamento de molde e um método de lingotamento contínuo capazes de melhorar ainda mais a qualidade de uma placa.

Meios Para Resolver o Problema

[0019] (1) Um primeiro aspecto da presente invenção é um equipamento de molde dotado de um molde para lingotamento contínuo, um dispositivo de frenagem eletromagnética que aplica uma força eletromagnética em uma direção para frenar o fluxo de descarga para o fluxo de descarga de metal fundido proveniente de um bocal de imersão no molde e um dispositivo de controle que controla uma fonte de alimentação para o dispositivo de frenagem eletromagnética. O bocal de imersão é dotado de um par de orifícios de descarga de metal fundido em ambos os lados na direção da lateral longa do molde. O dispositivo de frenagem eletromagnética é instalado sobre uma superfície da lateral externa de cada um de um par de placas de molde laterais longas no molde e é dotado de um núcleo de ferro que inclui um par de dentes fornecido de modo a estar voltado para a placa de molde lateral longa em ambos lados do bocal de imersão na direção da lateral longa do molde e bobinas enroladas em torno dos respectivos dentes. As bobinas sobre um lado na direção da lateral longa do molde dos dispositivos de frenagem eletromagnética são conectadas em série em um primeiro circuito. As bobinas do outro lado na direção da lateral longa do molde dos dispositivos de frenagem eletromagnética são conectadas em série em um segundo circuito. O dispositivo de controle é capaz de controlar de forma independente a tensão e a corrente aplicadas a cada um dos primeiro e segundo circuitos para cada circuito, detectar uma deriva do fluxo de descarga entre o par de orifícios de descarga com base na tensão aplicada às bobinas no primeiro circuito e a tensão aplicada às bobinas no segundo circuito e controlar a corrente que flui através do primeiro circuito e a corrente que flui através do segundo circuito com base em um resultado de detecção.

[0020] (2) No equipamento de molde de acordo com (1) descrito acima, o dispositivo de controle pode detectar a deriva com base em uma diferença entre uma força eletromotriz gerada no primeiro circuito em virtude de uma variação ao longo do tempo em um estado de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga sobre um lado na direção da lateral longa do molde e uma força eletromotriz gerada no segundo circuito em virtude de uma variação ao longo do tempo em um estado de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga sobre o outro lado na direção da lateral longa do molde, e pode controlar, em um caso de detecção da deriva, a corrente que flui através do primeiro circuito e a corrente que flui através do segundo circuito, de modo que a diferença entre a força eletromotriz gerada no primeiro circuito e a força eletromotriz gerada no segundo circuito se torne pequena.

[0021] (3) No equipamento de molde de acordo com (1) ou (2) descritos acima, pode ser fornecido ainda um dispositivo de agitação eletromagnética que aplica uma força eletromagnética para gerar um fluxo em turbilhão em um plano horizontal em relação ao metal fundido no molde, o dispositivo de agitação eletromagnética instalado acima do dispositivo de frenagem eletromagnética.

[0022] (4) Um segundo aspecto da presente invenção é um método de lingotamento contínuo para realizar lingotamento contínuo enquanto aplica uma força eletromagnética em uma direção para frenar o fluxo de descarga para o fluxo de descarga de metal fundido a partir de um bocal de imersão no molde através de um dispositivo de frenagem eletromagnética no qual o bocal de imersão é dotado de um par de orifícios de descarga de metal fundido em ambos os lados em uma direção da lateral longa do molde, o dispositivo de frenagem eletromagnética é instalado sobre uma superfície lateral externa de cada um de um par de placas de molde laterais longas no molde e é dotado de um núcleo de ferro que inclui um par de dentes fornecido de modo a estar voltado para a placa de molde lateral longa em ambos os lados do bocal de imersão na direção da lateral longa do molde, e bobinas enroladas em torno do respectivo dentes, as bobinas sobre um lado na direção da lateral longa do molde dos dispositivos de frenagem eletromagnética são conectadas em série em um primeiro circuito, as bobinas sobre o outro lado na direção da lateral longa do molde dos dispositivos de frenagem eletromagnética são conectadas em série em um segundo circuito e a tensão e a corrente aplicadas a cada um dos primeiro e segundo circuitos podem ser controladas de forma independente para cada circuito. Este método de lingotamento contínuo inclui detecção de deriva para detectar uma deriva do fluxo de descarga entre o par de orifícios de descarga com base na tensão aplicada às bobinas no primeiro circuito e a tensão aplicada às bobinas no segundo circuito e controle de corrente para controlar a corrente que flui através do primeiro circuito e a corrente que flui através do segundo circuito com base em um resultado de detecção.

[0023] (5) No método de lingotamento contínuo de acordo com (4) descrito acima, é possível detectar a deriva com base na diferença entre uma força eletromotriz gerada no primeiro circuito em virtude de uma variação ao longo do tempo em um estado de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga sobre um lado na direção da lateral longa do molde e uma força eletromotriz gerada no segundo circuito em virtude de uma variação ao longo do tempo em um estado de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga do outro lado na direção da lateral longa do molde na detecção de deriva e controlar, em um caso onde a deriva é detectada, a corrente que flui através do primeiro circuito e a corrente que flui através do segundo circuito, de modo que a diferença entre a força eletromotriz gerada no primeiro circuito e a força eletromotriz gerada no segundo circuito se torne pequena ao aumentar o valor da corrente do circuito sobre um lado no qual a força eletromotriz é maior ou diminuir o valor da corrente do circuito sobre um lado no qual a força eletromotriz é pequena ou uma combinação dos mesmos no controle de corrente.

[0024] (6) No método de lingotamento contínuo de acordo com (4) ou (5) descritos acima, o lingotamento contínuo pode ser realizada durante a aplicação de uma força eletromagnética para gerar um fluxo em turbilhão em um plano horizontal em relação ao metal fundido no molde através de um dispositivo de agitação eletromagnética instalado acima do dispositivo de frenagem eletromagnética e aplicar força eletromagnética em uma direção para frenar o fluxo de descarga para o fluxo de descarga de metal fundido proveniente do bocal de imersão no molde através do dispositivo de frenagem eletromagnética.

Efeitos da Invenção

[0025] Conforme descrito acima, de acordo com a presente invenção, é possível melhorar ainda mais a qualidade de uma placa no lingotamento contínuo.

Breve Descrição dos Desenhos

[0026] A Figura 1 é uma vista seccional transversal lateral que ilustra esquematicamente um exemplo de configuração de uma máquina de lingotamento contínuo de acordo com esta modalidade.

[0027] A Figura 2 é uma vista seccional transversal em um plano Y- Z do equipamento de molde de acordo com esta modalidade.

[0028] A Figura 3 é uma vista seccional transversal do equipamento de molde tomada ao longo da linha A-A na Figura 2.

[0029] A Figura 4 é uma vista seccional transversal do equipamento de molde tomada ao longo da linha B-B na Figura 3.

[0030] A Figura 5 é uma vista seccional transversal do equipamento de molde tomada ao longo da linha C-C na Figura 3.

[0031] A Figura 6 é uma vista para ilustrar a direção de uma força eletromagnética aplicada a um fluxo de descarga de aço fundido por um dispositivo de frenagem eletromagnética.

[0032] A Figura 7 é uma vista para ilustrar uma relação de conexão elétrica de cada bobina no dispositivo de frenagem eletromagnética.

[0033] A Figura 8 é uma vista que ilustra esquematicamente um estado dos fluxos de descarga em um caso onde há uma diferença na área de abertura entre um par de orifícios de descarga em virtude da adesão de inclusões não metálicas aos orifícios de descarga de um bocal de imersão.

[0034] A Figura 9 é um diagrama esquemático da distribuição de temperatura e a velocidade de fluxo do aço fundido no molde em um caso onde a diferença na área de abertura não ocorre entre o par de orifícios de descarga e obtida através de uma simulação de análise de fluxo térmico.

[0035] A Figura 10 é um diagrama esquemático da distribuição de temperatura e a velocidade de fluxo do aço fundido no molde em um caso onde ocorre uma diferença na área de abertura entre o par de orifícios de descarga obtida através de uma simulação de análise de fluxo térmico.

[0036] A Figura 11 é uma vista que ilustra a relação entre um valor de corrente da corrente que flui através de um circuito sobre um lado normal e cada uma das densidades de fluxo magnético de fluxos magnéticos gerados sobre o lado normal e o lado de obstrução quando o valor de corrente da corrente que flui através do circuito sobre o lado da obstrução é fixo, obtida através de uma simulação de análise de campo eletromagnético.

[0037] A Figura 12 é uma vista que ilustra a relação entre o valor de corrente da corrente que flui através do circuito sobre o lado normal e a proporção entre as densidades de fluxo magnético dos fluxos magnéticos gerados sobre o lado normal e o lado da obstrução quando o valor de corrente da corrente que flui através do circuito no lado da obstrução é fixo, obtida através de simulação de análise de campo eletromagnético.

[0038] A Figura 13 é um diagrama esquemático que ilustra a distribuição de uma corrente parasita e um campo desmagnetizado gerado no molde obtida através de simulação de análise de campo eletromagnético.

[0039] A Figura 14 é uma vista que ilustra a relação entre a velocidade de lingotamento e a distância em relação ao nível de banho de aço fundido em um caso onde a espessura da carcaça solidificada é de 4 mm ou 5 mm.

[0040] A Figura 15 é uma vista que ilustra a transição da diferença na força eletromotriz (tensão indutiva) gerada em cada circuito em virtude de uma variação ao longo do tempo no estado de fluxo do fluxo de descarga em um ensaio em máquina real.

[0041] A Figura 16 é uma vista que ilustra a transição de um valor de corrente da corrente que flui através de cada circuito no ensaio em máquina real.

[0042] A Figura 17 é uma vista que ilustra a relação entre o valor de corrente da corrente que flui através de um primeiro circuito no lado normal e a densidade do número de microporosidades (pinhole) no ensaio em máquina real.

Modalidade da Invenção

[0043] Os presentes inventores examinaram a razão pela qual ocorre um caso onde a qualidade de uma placa pode ser deteriorada no lingotamento contínuo usando um dispositivo gerador de força eletromagnética dotado de um dispositivo de frenagem eletromagnética e um dispositivo de agitação eletromagnética conforme exemplificado no Documento de Patente 1 comparado com um caso onde tais dispositivos são usados individualmente.

[0044] No decurso da operação de lingotamento contínuo, através da adesão de inclusões não metálicas contidas no aço fundido a um orifício de descarga de um bocal de imersão, a área de abertura do orifício de descarga muda ao longo do tempo. Aqui, o bocal de imersão é dotado de um par de orifícios de descarga de metal fundido em ambos os lados em uma direção da lateral longa do molde de um molde e a adesão das inclusões não metálicas a cada orifício de descarga frequentemente progride de forma desigual entre o par de orifícios de descarga. Portanto, poderia ocorrer uma diferença na área de abertura entre o par de orifícios de descarga. Neste caso, é gerada uma deriva na qual o volume de fluxo e a velocidade de fluxo do fluxo de descarga diferem entre o par de orifícios de descarga. Como um resultado, o comportamento do fluxo de descarga repercutido pelo dispositivo de frenagem eletromagnética se torna assimétrico em ambos os lados do bocal de imersão na direção da lateral longa do molde. Portanto, se torna difícil controlar adequadamente o fluxo do metal fundido no molde, de forma que a qualidade da placa pode ser deteriorada. Portanto, em um caso de controle do fluxo de metal fundido no molde usando o dispositivo gerador de força eletromagnética dotado pelo menos do dispositivo de frenagem eletromagnética conforme no dispositivo gerador de força eletromagnética descrito acima, é possível suprimir a deterioração na qualidade da placa causada pela adesão de inclusões não metálicas aos orifícios de descarga do bocal de imersão.

[0045] Especialmente, no caso de uso do dispositivo gerador de força eletromagnética dotado do dispositivo de frenagem eletromagnética e o dispositivo de agitação eletromagnética exemplificado no Documento de Patente 1, o problema de deterioração na qualidade da placa causado pela adesão de inclusões não metálicas aos orifícios de descarga do bocal de imersão é mais notável. Especificamente, nem sempre é percebida facilmente as vantagens de ter tanto o dispositivo de frenagem eletromagnética como o dispositivo de agitação eletromagnética individualmente através de simples instalação de ambos os dispositivos, e também há um caso onde estes dispositivos interferem entre si, anulando as vantagens um do outro. Portanto, descobriu-se que, no lingotamento contínuo usando o dispositivo de frenagem eletromagnética e o dispositivo de agitação eletromagnética, a qualidade da placa poderia ser deteriorada até certo ponto comparado com um caso onde estes dispositivos são usados individualmente.

[0046] Por exemplo, conforme no Documento de Patente 1, em uma configuração na qual o dispositivo de agitação eletromagnética está localizado em uma parte superior e o dispositivo de frenagem eletromagnética está localizado em uma parte inferior, o fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga do bocal de imersão é repercutido acima do molde pelo dispositivo de frenagem eletromagnética para ser agitado eletromagneticamente na parte superior do molde. Portanto, em um caso onde o comportamento do fluxo de descarga repercutido pelo dispositivo de frenagem eletromagnética se torna assimétrico em ambos os lados na direção da lateral longa do molde em virtude da geração de deriva, há o risco de que a formação de um fluxo em turbilhão pela agitação eletromagnética na parte superior do molde seja bloqueada. Portanto, neste caso, não apenas o efeito de aprimoramento da qualidade da superfície da placa pela agitação eletromagnética não pode ser adequadamente obtido, mas também há o risco de que a qualidade da placa seja degradada.

[0047] Portanto, os presentes inventores alcançaram a ideia técnica de melhorar ainda mais a qualidade da placa ao detectar a deriva do fluxo de descarga com base na tensão aplicada a uma bobina para controlar a corrente em cada circuito.

[0048] Em relação à presente invenção implementada com base no novo conhecimento descrito acima, uma modalidade preferida é descrita em detalhes com referência aos desenhos em anexo. Entretanto, no presente relatório descritivo e nos desenhos, são atribuídos aos componentes que têm substancialmente a mesma configuração funcional o mesmo sinal de referência e sua descrição não é repetida.

Configuração da Máquina de Lingotamento contínuo

[0049] Primeiramente, a configuração de uma máquina de lingotamento contínuo 1 e um método de lingotamento contínuo de acordo com uma modalidade da presente invenção são descritos com referência à Figura 1. A Figura 1 é uma vista seccional transversal lateral que ilustra esquematicamente um exemplo de configuração da máquina de lingotamento contínuo 1 de acordo com esta modalidade.

[0050] Conforme ilustrado na Figura 1, a máquina de lingotamento contínuo 1 de acordo com esta modalidade é um dispositivo para lingotamento contínuo de aço fundido 2 usando um molde 110 para lingotamento contínuo para fabricar uma placa 3. A máquina de lingotamento contínuo 1 é dotada do molde 110, uma panela de lingotamento (ladle) 4, uma panela intermediária 5, um bocal de imersão 6, um dispositivo de resfriamento secundário 7 e um cortador de placas 8.

[0051] A panela de lingotamento 4 é um recipiente móvel para transportar o aço fundido 2 a partir de fora para a panela intermediária 5. A panela de lingotamento 4 está posicionada acima da panela intermediária 5 e o aço fundido 2 na panela de lingotamento 4 é fornecido para a panela intermediária 5. A panela intermediária 5 está posicionada acima do molde 110 para armazenar o aço fundido 2 e remover inclusões no aço fundido 2. O bocal de imersão 6 se estende para baixo a partir de uma extremidade inferior da panela intermediária 5 em direção ao molde 110 e uma extremidade terminal do mesmo está imersa no aço fundido 2 no molde 110. O bocal de imersão 6 fornece continuamente o aço fundido 2 do qual inclusões são removidas na panela intermediária 5 para o molde 110.

[0052] O molde 110 tem um formato tubular quadrangular que corresponde à largura e espessura da placa 3 e é montado, por exemplo, de modo a estar intercalado entre um par de placas de molde laterais curtas (que correspondem a placas de molde laterais curtas 112 ilustradas na Figura 4 e similares a serem descritas posteriormente) por um par de placas de molde laterais longas (que correspondem às placas de molde laterais longas 111 ilustradas na Figura 2 e similares a serem descritas posteriormente) de ambos os lados. As placas de molde laterais longas e as placas de molde laterais curtas (daqui em diante, algumas vezes coletivamente denominadas como placas de molde) são, por exemplo, placas de cobre resfriadas a água dotadas de um canal de água através do qual flui a água de resfriamento. O molde 110 resfria o aço fundido 2 que entra em contato com tais placas de molde para fabricar a placa 3. À medida que a placa 3 se move para baixo no molde 110, a solidificação de uma porção interna não solidificada 3b progride e a espessura de um revestimento externo solidificado 3a aumenta gradualmente. A placa 3 que inclui a carcaça solidificada 3a e a porção não solidificada 3b é extraída a partir de uma extremidade inferior do molde 110.

[0053] Entretanto, na descrição a seguir, uma direção de cima-para- baixo (isto é, uma direção na qual a placa 3 é extraída do molde 110) também é denominada como uma direção do eixo Z. A direção do eixo Z também é conhecida como direção vertical. Duas direções ortogonais entre si em um plano (plano horizontal) perpendicular à direção do eixo Z também são denominadas como uma direção do eixo X e uma direção do eixo Y, respectivamente. A direção do eixo X é definida como uma direção paralela a um lado longo do molde 110 no plano horizontal (isto é, uma direção na largura do molde ou uma direção da lateral longa do molde) e a direção do eixo Y é definida como uma direção paralela a um lado curto do molde 110 no plano horizontal (isto é, uma direção na espessura do molde ou uma direção da lateral curta do molde). Uma direção paralela a um plano X-Y também é denominada de direção horizontal. Na descrição a seguir, ao expressar o tamanho de cada elemento, um comprimento na direção do eixo Z do elemento também é, algumas vezes, denominado como altura e um comprimento na direção do eixo X ou na direção do eixo Y do elemento também é, algumas vezes, denominada como largura.

[0054] Aqui, embora não seja ilustrado na Figura 1, a fim de evitar complicações do desenho, nesta modalidade, um dispositivo gerador de força eletromagnética é instalado em uma superfície lateral externa da placa de molde lateral longa do molde 110. Em seguida, o lingotamento contínuo é executado durante acionamento do dispositivo gerador de força eletromagnética. O dispositivo gerador de força eletromagnética é dotado de um dispositivo de agitação eletromagnética e um dispositivo de frenagem eletromagnética. Nesta modalidade, o lingotamento contínuo é executado durante acionamento do dispositivo gerador de força eletromagnética, de modo que se torna possível realizar o lingotamento em uma velocidade mais alta, assegurando a qualidade da placa. Uma configuração do dispositivo gerador de força eletromagnética é descrita posteriormente com referência às Figuras 2 a 13.

[0055] O dispositivo de resfriamento secundário 7 está localizado em uma zona de resfriamento secundária 9 abaixo do molde 110 e resfria a placa 3 extraída da extremidade inferior do molde 110 enquanto a suporta e transporta. O dispositivo de resfriamento secundário 7 inclui uma pluralidade de pares de rolos posicionados em ambos os lados em uma direção da espessura da placa 3 (por exemplo, rolos de suporte 11, rolos de aperto 12 e rolos de segmento 13) e uma pluralidade de bicos de pulverização (não ilustrado) que injetam água de resfriamento na placa 3.

[0056] Os rolos localizados no dispositivo de resfriamento secundário 7 estão posicionados em pares sobre ambos os lados na direção da espessura da placa 3 e servem como uma unidade de suporte/transporte que transporta a placa 3 enquanto a suporta. Ao suportar a placa 3 de ambos os lados na direção da espessura pelos rolos, a ruptura ou abaulamento da placa 3 durante solidificação na zona de resfriamento secundária 9 pode ser evitada.

[0057] Os rolos de suporte 11, os rolos de aperto 12 e os rolos de segmento 13, os quais são os rolos, formam um percurso de transporte (linha de percurso) da placa 3 na zona de resfriamento secundária 9. Conforme ilustrado na Figura 1, esta linha de percurso é vertical imediatamente abaixo do molde 110, então, se curva em uma curva para, finalmente, ser horizontal. Na zona de resfriamento secundária 9, as porções nas quais a linha de percurso é vertical, curvada e horizontal são denominadas como uma porção vertical 9A, uma porção curvada 9B e uma porção horizontal 9C, respectivamente. A máquina de lingotamento contínuo 1 que inclui tal linha de percurso é denominada como uma máquina de lingotamento contínuo de dobramento vertical 1. Entretanto, a presente invenção não se limita à máquina de lingotamento contínuo 1 de dobramento vertical conforme ilustrada na Figura 1, mas também pode ser aplicada a vários outros tipos de máquinas de lingotamento contínuo, tais como um tipo curvado ou um tipo vertical.

[0058] Os rolos de suporte 11 são rolos não motrizes localizados na porção vertical 9A imediatamente abaixo do molde 110 e suportam a placa 3 imediatamente após ser extraída do molde 110. Imediatamente após ser extraída do molde 110, a placa 3 está em um estado no qual a carcaça solidificada 3a é fina, de modo que ela precisa ser suportada em uma amplitude relativamente curta (passo de rolo) a fim de evitar rompimento e abaulamento. Portanto, como o rolo de suporte 11, um rolo que tem um pequeno diâmetro capaz de reduzir o passo de rolo é, desejavelmente, usado. No exemplo ilustrado na Figura 1, três pares de rolos de suporte 11, cada um com um pequeno diâmetro, estão localizados sobre ambos os lados da placa 3 na porção vertical 9A em um passo de rolo relativamente estreito.

[0059] Os rolos de aperto 12 são rolos motrizes girados por uma unidade de acionamento, tal como um motor, e têm a função de extrair a placa 3 do molde 110. Os rolos de aperto 1 2 estão localizados em posições apropriadas na porção vertical 9A, na porção curvada 9B e na porção horizontal 9C. A placa 3 é extraída do molde 110 por uma força transmitida a partir dos rolos de aperto 12 e é transportada ao longo da linha de percurso. Entretanto, o posicionamento dos rolos de aperto 12 não está limitado ao exemplo ilustrado na Figura 1, e o posicionamento dos mesmos pode ser definido arbitrariamente.

[0060] Os rolos de segmento 13 (também denominados como rolos guia) são rolos não motrizes localizados na porção curvada 9B e na porção horizontal 9C e suportam e orientam a placa 3 ao longo da linha de percurso. Os rolos de segmento 13 podem ser dotados de diâmetros de rolo e passos de rolo diferentes, dependendo da posição na linha de percurso e dependendo da superfície fora da superfície fixa (superfície F, uma superfície inferior esquerda na Figura 1) ou da superfície frouxa (superfície L, uma superfície superior direita na Figura 1) da placa 3 sobre a qual eles estão localizados.

[0061] O cortador de placas 8 está localizado em uma extremidade terminal da porção horizontal 9C da linha de percurso e corta a placa 3 transportada ao longo da linha de percurso em um comprimento predeterminado. Uma placa cortada 14 em um formato de placa espessa é transportada para o equipamento de uma próxima etapa pelos rolos de mesa 15.

[0062] Uma configuração completa da máquina de lingotamento contínuo 1 de acordo com esta modalidade é descrita acima com referência à Figura 1. Entretanto, nesta modalidade, basta que o dispositivo gerador de força eletromagnética que tem uma configuração a ser descrita posteriormente seja instalado para o molde 110 e o lingotamento contínuo seja realizada usando o dispositivo gerador de força eletromagnética; uma configuração diferente do dispositivo gerador de força eletromagnética na máquina de lingotamento contínuo 1 pode ser similar àquela de uma máquina de lingotamento contínuo convencional geral. Portanto, a configuração da máquina de lingotamento contínuo 1 não está limitada àquela ilustrada no desenho, e uma máquina de lingotamento contínuo 1 com qualquer configuração pode ser usada.

2. Configuração do Dispositivo Gerador de Força Eletromagnética

[0063] A seguir, com referência às Figuras 2 a 13, a configuração do dispositivo gerador de força eletromagnética instalado para o molde 110 descrito acima é descrita em detalhes. Entretanto, embora seja descrito um exemplo no qual um dispositivo gerador de força eletromagnética 170 é dotado de um dispositivo de agitação eletromagnética 150 e um dispositivo de frenagem eletromagnética 160 no presente relatório descritivo, a presente invenção não está limitada a tal exemplo. Por exemplo, o dispositivo de agitação eletromagnética 150 pode ser omitido da configuração do dispositivo gerador de força eletromagnética 170.

[0064] As Figuras 2 a 5 são vistas que ilustram um exemplo de configuração do equipamento de molde de acordo com esta modalidade. A Figura 2 é uma vista seccional transversal em um plano Y-Z do equipamento de molde 10 de acordo com esta modalidade. A Figura 3 é uma vista seccional transversal do equipamento de molde 10 tomada ao longo da linha A-A na Figura 2. A Figura 4 é uma vista seccional transversal do equipamento de molde 10 tomada ao longo da linha B-B na Figura 3. A Figura 5 é uma vista seccional transversal do equipamento de molde 10 tomada ao longo da linha C-C na Figura 3. Entretanto, uma vez que o equipamento de molde 10 tem uma configuração simétrica em relação ao centro do molde 110 na direção do eixo Y, apenas uma porção que corresponde a uma placa de molde lateral longa 111 é ilustrada nas Figuras 2, 4 e 5. Nas Figuras 2, 4 e 5, o aço fundido 2 no molde 110 também é ilustrado a fim de facilitar a compreensão.

[0065] Com referência à Figura 2 à Figura 5, o equipamento de molde 10 de acordo com esta modalidade inclui duas caixas de água 130 e 140 e o dispositivo gerador de força eletromagnética 170 instalado sobre a superfície lateral externa da placa de molde lateral longa 111 do molde 110 por meio de uma placa de apoio 121.

[0066] Conforme descrito acima, o molde 110 é montado de modo que um par de placas de molde laterais curtas 112 esteja intercalado entre um par de placas de molde laterais longas111 de ambos os lados. As placas de molde 111 e 112 são feitas de placas de cobre. No entanto, esta modalidade não está limitada a tal exemplo, e as placas de molde 111 e 112 podem ser formadas de vários materiais geralmente usados como o molde da máquina de lingotamento contínuo.

[0067] Aqui, esta modalidade é dirigida ao lingotamento contínuo de uma placa de aço e que tem um tamanho de placa de cerca de 800 a 2.300 mm de largura (isto é, o comprimento na direção do eixo X) e cerca de 200 a 300 mm de espessura (isto é, o comprimento na direção do eixo Y). Isto é, cada uma das placas de molde 111 e 112 tem um tamanho que corresponde ao tamanho da placa. Isto é, a placa de molde lateral longa 111 tem uma largura na direção do eixo X pelo menos maior do que a largura de 800 a 2.300 mm da placa 3 e a placa de molde lateral curta 112 tem uma largura na direção do eixo Y substancialmente igual à espessura de 200 a 300 mm da placa 3.

[0068] Conforme descrito posteriormente em detalhes, nesta modalidade, a fim de obter mais efetivamente um efeito de melhorar a qualidade da placa 3 pelo dispositivo gerador de força eletromagnética 170, o molde 110 é formado para ter o comprimento na direção do eixo Z o mais longo quanto possível. Em geral, sabe-se que há um caso onde, quando a solidificação do aço fundido 2 progride no molde 110, a placa 3 se separa da parede interna do molde 110 em virtude da retração de solidificação, de modo que a placa 3 não é resfriada suficientemente. Portanto, o comprimento do molde 110 na direção Z é limitado a cerca de 1.000 mm no máximo em relação ao nível de banho de aço fundido. Nesta modalidade, considerando tais circunstâncias, cada uma das placas de molde 11 1 e 112 é formada de modo que o comprimento do nível do banho de aço fundido até uma extremidade inferior de cada uma das placas de molde 111 e 112 seja cerca de 1.000 mm.

[0069] As placas de apoio 121 e 122 são feitas, por exemplo, de aço inoxidável e estão localizadas de modo a cobrir as superfícies laterais externas das placas de molde 111 e 112, respectivamente, a fim de reforçar as placas de molde 111 e 112 do molde 110. Daqui em diante, para fins de distinção, a placa de apoio 121 localizada sobre a superfície lateral externa da placa de molde lateral longa 111 também é denominada como uma placa de apoio lateral longa 121 e a placa de apoio 122 localizada sobre a superfície da lateral externa da placa de molde lateral curta 112 também é denominada como uma placa de apoio lateral curta 122.

[0070] Uma vez que o dispositivo gerador de força eletromagnética 170 aplica uma força eletromagnética ao aço fundido 2 no molde 110 através da placa de apoio lateral longa 121, pelo menos a placa de apoio lateral longa 121 pode ser feita de um material não magnético (por exemplo, aço inoxidável não magnético e similares). No entanto, ferro magnético macio 124 é incorporado em porções voltadas para os dentes 164 de um núcleo de ferro (núcleo) 162 (daqui em diante, também denominado como um núcleo de frenagem eletromagnética 162) do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 a ser descrito posteriormente da placa de apoio lateral longa 121 de modo a proteger contra a densidade de fluxo magnético do dispositivo de frenagem eletromagnética 160.

[0071] Na placa de apoio lateral longa 121, é ainda fornecido um par de placas de apoio 123 que se estendem em uma direção perpendicular à placa de apoio lateral longa 121 (isto é, a direção do eixo Y). Conforme ilustrado nas Figuras 3 a 5, o dispositivo gerador de força eletromagnética 170 é instalado entre o par de placas de apoio 123. Desta maneira, as placas de apoio 123 podem definir uma largura (isto é, o comprimento na direção do eixo X) e uma posição de instalação na direção do eixo X do dispositivo gerador de força eletromagnética 170. Em outras palavras, uma posição de fixação da placa de apoio 123 é determinada de modo que o dispositivo gerador de força eletromagnética 170 possa aplicar a força eletromagnética em uma faixa desejada ao aço fundido 2 no molde 110. Daqui em diante, para fins de distinção, a placa de apoio 123 também é denominada como uma placa de apoio na direção da largura 123. Da mesma forma que as placas de apoio 112 e 122, a placa de apoio 123 na direção da largura também é feita de aço inoxidável, por exemplo.

[0072] As caixas de água 130 e 140 armazenam a água de resfriamento para resfriar o molde 110. Nesta modalidade, conforme ilustrado nos desenhos, uma caixa de água 130 está instalada em uma área de uma distância predeterminada a partir de uma extremidade superior da placa de molde lateral longa 111 e a outra caixa de água 140 está instalada em uma área de uma distância predeterminada a partir de uma extremidade inferior da placa de molde lateral longa 111. Desta maneira, ao posicionar as caixas de água 130 e 140 nas porções superior e inferior do molde 110, respectivamente, se torna possível assegurar um espaço para instalar o dispositivo gerador de força eletromagnética 170 entre as caixas de água 130 e 140. Daqui em diante, para fins de distinção, a caixa de água 130 localizada na porção superior da placa de molde lateral longa 111 também é denominada como uma caixa de água superior 130 e a caixa de água 140 localizada na parte inferior da lateral longa a placa de molde 111 também é denominada como uma caixa de água inferior 140.

[0073] Um canal de água (não ilustrado) através do qual a água de resfriamento passa é formado dentro da placa de molde lateral longa 111 ou entre a placa de molde lateral longa 111 e a placa de apoio lateral longa 121. O canal de água se estende até as caixas de água 130 e 140. Através de uma bomba não ilustrada, a água de resfriamento flui de uma das caixas de água 130 e 140 em direção à outra das caixas de água 130 e 140 (por exemplo, da caixa de água inferior 140 em direção à caixa de água superior 130) através do canal de água. Deste modo, a placa de molde lateral longa 111 é resfriada e o aço fundido 2 dentro do molde 110 é resfriado através da placa de molde lateral longa 111. Entretanto, embora não ilustrado, uma caixa de água e um canal de água, da mesma forma, são fornecidos para a placa de molde lateral curta 112 e a placa de molde lateral curta 112 é resfriada quando a água de resfriamento flui.

[0074] O dispositivo gerador de força eletromagnética 170 é dotado do dispositivo de agitação eletromagnética 150 e do dispositivo de frenagem eletromagnética 160. Conforme ilustrado, o dispositivo de agitação eletromagnética 150 e o dispositivo de frenagem eletromagnética 160 são instalados no espaço entre as caixas de água 130 e 140. No espaço, o dispositivo de agitação eletromagnética 150 está instalado em cima e o dispositivo de frenagem eletromagnética 160 está instalado embaixo. Entretanto, as alturas do dispositivo de agitação eletromagnética 150 e do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 e as posições de instalação do dispositivo de agitação eletromagnética 150 e do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 na direção do eixo Z são descritas em detalhes em 2-2. Detalhes da Posição de Instalação do Dispositivo Gerador de Força Eletromagnética a seguir.

Dispositivo de Agitação Eletromagnética

[0075] O dispositivo de agitação eletromagnética 150 aplica um campo magnético móvel ao aço fundido 2 no molde 110, deste modo, aplicando força eletromagnética ao aço fundido 2. O dispositivo de agitação eletromagnética 150 é acionado para aplicar força eletromagnética em uma direção da largura (isto é, a direção do eixo X) da placa de molde lateral longa 111 sobre a qual ele está instalado ao aço fundido 2. Na Figura 4, a direção da força eletromagnética aplicada ao aço fundido 2 pelo dispositivo de agitação eletromagnética 150 é esquematicamente indicada por uma seta grossa. Aqui, o dispositivo de agitação eletromagnética 150 localizado na placa de molde lateral longa 111 não ilustrada (isto é, a placa de molde lateral longa 111 voltada para a placa de molde lateral longa 111 ilustrada) é acionado para aplicar uma força eletromagnética em uma direção oposta à direção indicada na direção da largura da placa de molde lateral longa 111 sobre a qual ele está instalado. Desta forma, um par de dispositivos de agitação eletromagnética 150 é acionado para gerar um fluxo em turbilhão no plano horizontal. De acordo com o dispositivo de agitação eletromagnética 150, ao gerar tal fluxo em turbilhão, o aço fundido 2 em uma interface da carcaça solidificada flui e um efeito de supressão da retenção de bolhas e inclusões na carcaça solidificada 3a é obtido, de modo que a qualidade de superfície da placa 3 pode ser aprimorada.

[0076] Uma configuração detalhada do dispositivo de agitação eletromagnética 150 é descrita. O dispositivo de agitação eletromagnética 150 é formado por um envoltório 151, um núcleo de ferro (núcleo) 152 (daqui em diante também denominado como um núcleo de agitação eletromagnética 152) armazenado no envoltório 151 e uma pluralidade de bobinas 153 obtidas ao enrolar um fio condutor em torno do núcleo de agitação eletromagnética 152.

[0077] O envoltório 151 é um elemento oco que tem um formato de paralelepípedo substancialmente retangular. O tamanho do envoltório 151 pode ser apropriadamente determinado de modo que o dispositivo de agitação eletromagnética 150 possa aplicar a força eletromagnética em uma faixa desejada ao aço fundido 2, isto é, as bobinas 153 localizadas dentro podem ser posicionadas em posições apropriadas em relação ao aço fundido 2. Por exemplo, uma largura W4 na direção do eixo X do envoltório 151, isto é, a largura W4 na direção do eixo X do dispositivo de agitação eletromagnética 150, é determinada de modo a ser mais larga do que a largura da placa 3, de modo que uma força eletromagnética possa ser aplicada ao aço fundido no molde 2 110 em qualquer posição na direção do eixo X. Por exemplo, W4 tem cerca de 1.800 mm a 2.500 mm. Uma vez que a força eletromagnética é aplicada ao aço fundido 2 a partir das bobinas 153 através de uma parede lateral do envoltório 151 no dispositivo de agitação eletromagnética 150, um elemento não magnético cuja força pode ser fixada, tal como aço inoxidável não magnético ou plástico com reforço de fibra de vidro (Fiber Reinforced Plastics, FRP), por exemplo, são usados como um material para o envoltório 151.

[0078] O núcleo de agitação eletromagnética 152 é um element sólido que tem um formato de paralelepípedo substancialmente retangular e está instalado no envoltório 151 de modo que a direção longitudinal do qual seja substancialmente paralela à direção da largura (isto é, a direção do eixo X) da placa de molde lateral longa 111. O núcleo de agitação eletromagnética 152 é formado, por exemplo, pelo empilhamento de chapas de aço elétricas.

[0079] Cada uma das bobinas 153 é formada ao enrolar o fio condutor em torno do núcleo de agitação eletromagnética 152 de modo que a direção do eixo X seja a direção do eixo de enrolamento (isto é, as bobinas 153 são formadas para magnetizar o núcleo de agitação eletromagnética 152 na direção do eixo X). Como fio condutor, por exemplo, é usado um fio de cobre que tem uma seção transversal de 10 mm x 10 mm e que inclui um canal de água de resfriamento que tem um diâmetro de cerca de 5 mm no interior. Quando corrente é aplicada, o fio condutor é resfriado usando o canal de água de resfriamento. A camada superficial do fio condutor é isolada com um papel isolante e similares, assim, o fio condutor pode ser enrolado em camadas. Por exemplo, uma bobina 153 é formada ao enrolar o fio condutor em cerca de duas a quatro camadas. Bobinas 153 que têm uma configuração similar são posicionadas em paralelo em um intervalo predeterminado na direção do eixo X.

[0080] Um dispositivo de fonte de alimentação não ilustrado é conectado a cada uma da pluralidade de bobinas 153. Através do dispositivo de fonte de alimentação, corrente alternada é aplicada à pluralidade de bobinas 15 3 de modo que a fase da corrente seja adequadamente deslocada na ordem de posicionamento da pluralidade de bobinas 153 para que a força eletromagnética para gerar o fluxo em turbilhão possa ser aplicada ao aço fundido 2. O acionamento do dispositivo de fonte de alimentação pode ser apropriadamente controlado por um dispositivo de controle (não ilustrado) que inclui um processador e similares que funcionam de acordo com um programa predeterminado. O dispositivo de controle controla adequadamente a quantidade de corrente aplicada a cada uma das bobinas 153, a fase da corrente alternada aplicada a cada uma das bobinas 153 e similares e a intensidade da força eletromagnética aplicada ao aço fundido 2 pode ser controlada.

[0081] A largura W1 na direção do eixo X do núcleo de agitação eletromagnética 152 pode ser determinada apropriadamente, de modo que o dispositivo de agitação eletromagnética 150 possa aplicar a força eletromagnética na faixa desejada ao aço fundido 2, isto é, as bobinas 153 podem ser posicionadas em posições apropriadas em relação ao aço fundido 2. Por exemplo, W1 tem cerca de 1.800 mm.

Dispositivo de Frenagem Eletromagnética

[0082] O dispositivo de frenagem eletromagnética 160 aplica um campo magnético estático ao aço fundido 2 no molde 110, deste modo, aplicando a força eletromagnética ao aço fundido 2. Aqui, a Figura 6 é uma vista para ilustrar a direção da força eletromagnética aplicada ao fluxo de descarga do aço fundido 2 pelo dispositivo de frenagem eletromagnética 160. A Figura 6 ilustra esquematicamente uma seção transversal no plano X-Z da configuração na proximidade do molde 110. Na Figura 6, as posições do núcleo de agitação eletromagnética 152 e dos dentes 164 do núcleo de frenagem eletromagnética 162 a serem descritos posteriormente são esquematicamente indicadas por linhas tracejadas.

[0083] Conforme ilustrado na Figura 6, o bocal de imersão 6 é dotado de um par de orifícios de descarga 61 de aço fundido 2 em ambos os lados na direção da lateral longa do molde (isto é, a direção do eixo X). O orifício de descarga 61 está voltado para a placa de molde lateral curta 112 e é posicionado de modo a ser inclinado para baixo a partir de um lado da superfície periférica interna para um lado da superfície periférica externa do bocal de imersão 6 nesta direção. O dispositivo de frenagem eletromagnética 160 é acionado de modo a aplicar força eletromagnética em uma direção para frenar o fluxo (fluxo de descarga) de aço fundido 2 do orifício de descarga 61 proveniente do bocal de imersão 6 para o fluxo de descarga. Na Figura 6, as direções dos fluxos de descarga são esquematicamente indicadas por setas finas e as direções da força eletromagnética aplicada ao aço fundido 2 pelo dispositivo de frenagem eletromagnética 160 são esquematicamente indicadas por setas em negrito. De acordo com o dispositivo de frenagem eletromagnética 160, o fluxo descendente é suprimido ao gerar tal força eletromagnética na direção de frenagem do fluxo de descarga e um efeito de promover a separação por flutuação das bolhas e inclusões é obtido, de modo que a qualidade interna da placa 3 pode ser aprimorada.

[0084] Uma configuração detalhada do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 é descrita. O dispositivo de frenagem eletromagnética 160 é formado por um envoltório 161, um núcleo de frenagem eletromagnética 162 armazenado no envoltório 161 e uma pluralidade de bobinas 163 obtidas ao enrolar um fio condutor em torno do núcleo de frenagem eletromagnética 162.

[0085] O envoltório 161 é um elemento oco que tem um formato de paralelepípedo substancialmente retangular. O tamanho do envoltório 161 pode ser determinado apropriadamente de modo que o dispositivo de frenagem eletromagnética 160 possa aplicar força eletromagnética na faixa desejada ao aço fundido 2, isto é, as bobinas 163 localizadas dentro podem ser posicionadas em posições apropriadas em relação ao aço fundido 2. Por exemplo, a largura W4 na direção do eixo X do envoltório 161, isto é, a largura W4 na direção do eixo X do dispositivo de frenagem eletromagnética 160, é determinada de modo a ser mais larga do que a largura da placa 3 de maneira que força eletromagnética possa ser aplicada ao aço fundido 2 no molde 110 em uma posição desejada na direção do eixo X. No exemplo ilustrado, a largura W4 do envoltório 161 é substancialmente similar à largura W4 do envoltório 151. No entanto, esta modalidade não está limitada a tal exemplo, e a largura do dispositivo de agitação eletromagnética 150 e a largura do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 podem ser diferentes uma da outra.

[0086] Uma vez que a força eletromagnética é aplicada ao aço fundido 2 a partir das bobinas 163 através de uma parede lateral do envoltório 161 no dispositivo de frenagem eletromagnética 160, o envoltório 161 é formado de um material não magnético cuja resistência pode ser fixada, tal como aço inoxidável não magnético ou FRP, por exemplo, como é o caso com o envoltório 151.

[0087] O núcleo de frenagem eletromagnética 162 corresponde a um exemplo do núcleo de ferro do dispositivo de frenagem eletromagnética de acordo com a presente invenção. O núcleo de frenagem eletromagnética 162 é formado por um par de dentes 164 que são elementos sólidos que têm formatos de paralelepípedo substancialmente retangular em torno dos quais as bobinas 163 são enroladas e uma unidade de conexão 165 que é um elemento sólido de formato similar que tem um formato de paralelepípedo substancialmente retangular que conecta o par de dentes 164. O núcleo de frenagem eletromagnética 162 é configurado de modo que o par de dentes 164 esteja posicionado de modo a se projetar da unidade de conexão 165 na direção do eixo Y e na direção da placa de molde lateral longa 111. O núcleo de frenagem eletromagnética 162 pode ser formado usando, por exemplo, ferro macio que tem características magnéticas elevadas ou pode ser formado por meio de empilhamento de chapas de aço elétricas.

[0088] Especificamente, um par de dentes 164 está localizado em ambos os lados do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde, de modo a ficar voltado para a placa de molde lateral longa 111, e tal dispositivo de frenagem eletromagnética 160 está instalado em uma superfície lateral externa de cada um de um par de placas de molde laterais longas 111 do molde 110. As posições de instalação dos dentes 164 podem ser posições nas quais se deseja que a força eletromagnética seja aplicada ao aço fundido 2, isto é, posições nas quais a descarga flui a partir do par de orifícios de descarga 61 do bocal de imersão 6 passa através de uma área onde o campo magnético é aplicado pelas bobinas 163 (consulte também a Figura 6).

[0089] Cada uma das bobinas 163 é formada ao enrolar um fio condutor em torno do dente 164 do núcleo de frenagem eletromagnética 162, de modo que a direção do eixo Y seja uma direção do eixo de enrolamento (isto é, as bobinas 163 são formadas para magnetizar o dente 164 do núcleo de frenagem eletromagnética 162 na direção do eixo Y). A estrutura da bobina 163 é similar àquela da bobina 153 do dispositivo de agitação eletromagnética 150 descrito acima.

[0090] Um dispositivo de fonte de alimentação é conectado a cada uma das bobinas 163. Ao aplicar corrente contínua a cada bobina 163 através do dispositivo de fonte de alimentação, uma força eletromagnética que enfraquece a potência do fluxo de descarga pode ser aplicada ao aço fundido 2. Aqui, a Figura 7 é uma vista para ilustrar a relação de conexão elétrica de cada bobina 163 no dispositivo de frenagem eletromagnética 160. Na Figura 7, as direções dos fluxos magnéticos gerados no molde 110 em um caso onde corrente contínua é aplicada a cada bobina 163 no dispositivo de frenagem eletromagnética 160 são esquematicamente indicadas por setas em negrito. Entretanto, o envoltório 161 não é ilustrado na Figura 7.

[0091] Conforme ilustrado na Figura 7, o equipamento de molde 10 é dotado de um primeiro circuito 181a e um segundo circuito 181b como um circuito elétrico que conecta o dispositivo de fonte de alimentação a cada bobina 163.

[0092] No primeiro circuito 181a, as bobinas 163a sobre um lado na direção da lateral longa do molde de um par de dispositivos de frenagem eletromagnética 160 são conectadas em série entre si. No primeiro circuito 181a, um dispositivo de fonte de alimentação 182a é conectado em série a um par de bobinas 163a e corrente é aplicada ao par de bobinas 163a pelo dispositivo de fonte de alimentação 182a. Em contrapartida, no segundo circuito 181b, as bobinas 163b no outro lado na direção da lateral longa do molde do par de dispositivos de frenagem eletromagnética 160 são conectadas em série entre si. No segundo circuito 181b, um dispositivo de fonte de alimentação 182b é conectado em série ao par de bobinas 163b e corrente é aplicada ao par de bobinas 163b pelo dispositivo de fonte de alimentação 182b.

[0093] No primeiro circuito 181a, quando corrente contínua é aplicada ao par de bobinas 163a, os dentes 164a sobre um lado na direção da lateral longa do molde de um par de núcleos de frenagem eletromagnética 162 são magnetizados de modo a servir como um par de polos magnéticos. Portanto, um campo magnético gerado pelo par de bobinas 163a gera o fluxo magnético na direção da lateral curta do molde sobre um lado do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde no molde 110. Em contrapartida, no segundo circuito 181b, quando corrente contínua é aplicada ao par de bobinas 163b, os dentes 164b do outro lado na direção da lateral longa do molde do par de núcleos de frenagem eletromagnética 162 são magnetizados de modo a servir como um par de polos magnéticos. Portanto, um campo magnético gerado pelo par de bobinas 163b gera o fluxo magnético na direção da lateral curta do molde no outro lado do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde no molde 110. Aqui, as direções da corrente que flui através do primeiro circuito 181a e do segundo circuito 181b são tais que os fluxos magnéticos gerados em ambos os lados do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde no molde 110 são opostos entre si.

[0094] O equipamento de molde 10 é ainda dotado de sensores de tensão 183a e 183b, um amplificador 185 e um dispositivo de controle 187.

[0095] Os sensores de tensão 183a e 183b detectam a tensão aplicada à bobina 163 no primeiro circuito 181a e no segundo circuito 181b, respectivamente, e enviam o valor detectado para o amplificador 185. Por exemplo, o sensor de tensão 183a está conectado em paralelo a uma bobina 163a no primeiro circuito 181a. O sensor de tensão 183b está conectado em paralelo a uma bobina 163b no segundo circuito 181b.

[0096] O amplificador 185 amplifica os valores detectados pelos sensores de tensão 183a e 183b e envia os mesmos para o dispositivo de controle 187. Como um resultado, mesmo em um caso onde a diferença no valor detectado entre os sensores de tensão 183a e 183b é relativamente pequena, é possível determinar apropriadamente se há uma diferença entre as tensões aplicadas às bobinas 163 no primeiro circuito 181a e o segundo circuito 181b. Entretanto, tal determinação é usada pelo dispositivo de controle 187 para detectar a deriva do fluxo de descarga entre o par de orifícios de descarga 61 do bocal de imersão 6, conforme descrito posteriormente.

[0097] O dispositivo de controle 187 controla uma fonte de alimentação para o dispositivo de frenagem eletromagnética 160. Por exemplo, o dispositivo de controle 187 é formado por uma unidade de processamento central (Central Processing Unit, CPU) que é um dispositivo de processamento aritmético, uma memória de leitura apenas (Read Only Memory, ROM) que armazena programas e parâmetros aritméticos usados pela CPU, uma memória de acesso aleatório (Random Access Memory, RAM) que armazena temporariamente parâmetros e similares que variam apropriadamente durante execução da CPU e um dispositivo de armazenamento de dados, tal como uma unidade de disco rígido (Hard Disk Drive, HDD) que armazena dados e similares.

[0098] Especificamente, o dispositivo de controle 187 pode controlar o acionamento do dispositivo de fonte de alimentação 182a e do dispositivo de fonte de alimentação 182b, deste modo, controlando de forma independente a tensão e a corrente aplicadas a cada um do primeiro circuito 181a e do segundo circuito 181b para cada circuito. Mais especificamente, o dispositivo de controle 187 controla o valor de corrente da corrente aplicada à bobina 163 em cada um do primeiro circuito 181a e do segundo circuito 181b. Como um resultado, o fluxo magnético gerado no molde 110 é controlado e a força eletromagnética aplicada ao aço fundido 2 é controlada.

[0099] O dispositivo de controle 187 detecta a deriva do fluxo de descarga entre o par de orifícios de descarga 61 do bocal de imersão 6 com base na tensão aplicada à bobina 163 em cada um do primeiro circuito 181a e do segundo circuito 181b. Especificamente, o dispositivo de controle 187 detecta a deriva do fluxo de descarga usando a informação enviada a partir do amplificador 185.

[00100] Entretanto, o controle pelo dispositivo de controle 187 é descrito em detalhes em 2-1. Detalhes do Controle Realizado Pelo Dispositivo de Controle a seguir.

[00101] A largura W0 na direção do eixo X do núcleo de frenagem eletromagnética 162, a largura W2 na direção do eixo X do dente 164 e a distância W3 entre os dentes 164 na direção do eixo X podem ser apropriadamente determinadas, de modo que o dispositivo de agitação eletromagnética 150 possa aplicar força eletromagnética na faixa desejada ao aço fundido 2, isto é, as bobinas 163 podem ser posicionadas em posições apropriadas em relação ao aço fundido 2.Por exemplo, W0 tem cerca de 1.600 mm, W2 tem cerca de 500 mm e W3 tem cerca de 350 mm.

[00102] Aqui, por exemplo, conforme na tecnologia descrita no Documento de Patente 1 descrito acima, há o dispositivo de frenagem eletromagnética que inclui um único polo magnético que gera um campo magnético uniforme na direção da largura do molde. No dispositivo de frenagem eletromagnética com tal configuração, uma vez que uma força eletromagnética uniforme é aplicada na direção da largura, há uma desvantagem pelo fato de que a faixa na qual a força eletromagnética é aplicada não pode ser controlada de forma precisa e as condições de lingotamento apropriadas são limitadas.

[00103] Por outro lado, nesta modalidade, conforme descrito acima, o dispositivo de frenagem eletromagnética 160 é configurado para incluir dois dentes 164, isto é, incluir dois polos magnéticos. De acordo com tal configuração, por exemplo, ao acionar o dispositivo de frenagem eletromagnética 160, os dois polos magnéticos servem como um polo N e um polo S, respectivamente, e é possível controlar a aplicação da corrente à bobina 163 pelo dispositivo de controle descrito acima, de modo que a densidade de fluxo magnético seja substancialmente zero na área na proximidade substancial do centro na direção da largura (isto é, a direção do eixo X) do molde 110. A área onde a densidade de fluxo magnético é substancialmente zero é a área na qual força eletromagnética não é substancialmente aplicada ao aço fundido 2, a área sem força de frenagem pelo dispositivo de frenagem eletromagnético 160, onde o assim denominado escape de aço fundido pode ser assegurado. Ao fornecer tal área, se torna possível atender a uma ampla variedade de condições de lingotamento.

[00104] Conforme descrito acima, nesta modalidade, o método de lingotamento contínuo usando o dispositivo gerador de força eletromagnética 170 dotado do dispositivo de agitação eletromagnética 150 e do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 descrito acima pode ser implementado.

[00105] No método de lingotamento contínuo de acordo com esta modalidade, o lingotamento contínuo é realizado durante a aplicação da força eletromagnética para gerar o fluxo em turbilhão no plano horizontal ao aço fundido 2 no molde 110 pelo dispositivo de agitação eletromagnética 150 instalado acima do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 e aplicar força eletromagnética na direção de frenagem do fluxo de descarga para o fluxo de descarga de aço fundido 2 proveniente do bocal de imersão 6 para o molde 110 pelo dispositivo de frenagem eletromagnética 160. Além disso, o método de lingotamento contínuo de acordo com esta modalidade inclui uma etapa de detecção de deriva para detectar a deriva do fluxo de descarga e uma etapa de controle de corrente para controlar a corrente que flui no primeiro circuito 181a e a corrente que flui no segundo circuito 181b, conforme descrito em detalhes em 2-1. Detalhes do Controle Realizado Pelo Dispositivo de Controle a seguir.

[00106] Entretanto, em um caso onde o dispositivo de agitação eletromagnética 150 é omitido da configuração do dispositivo gerador de força eletromagnética 170, embora força eletromagnética para gerar o fluxo em turbilhão no plano horizontal não seja aplicada ao aço fundido 2 no molde 110, o lingotamento contínuo é realizado durante aplicação da força eletromagnética na direção de frenagem do fluxo de descarga para o fluxo de descarga de aço fundido 2 proveniente do bocal de imersão 6 no molde 110 pelo dispositivo de frenagem eletromagnética 160.

2-1. Detalhes do Controle Realizado Pelo Dispositivo de Controle

[00107] Em seguida, o controle realizado pelo dispositivo de controle 187 do equipamento de molde 10 é descrito em detalhes.

[00108] Nesta modalidade, o dispositivo de controle 187 detecta a deriva do fluxo de descarga entre o par de orifícios de descarga 61 do bocal de imersão 6 e controla a corrente que flui através do primeiro circuito 181a e a corrente que flui através do segundo circuito 181b com base no resultado da detecção. Especificamente, em um caso onde o dispositivo de controle 187 detecta a deriva do fluxo de descarga, ele controla a corrente que flui através do primeiro circuito 181a e a corrente que flui através do segundo circuito 181b de modo que a deriva do fluxo de descarga seja suprimida e o volume de fluxo e a velocidade de fluxo do fluxo de descarga entre o par de orifícios de descarga 61 se tornem uniformes.

[00109] Conforme descrito acima, no decurso da operação de lingotamento contínuo, deriva do fluxo de descarga é gerada quando ocorre uma diferença na área de abertura entre o par de orifícios de descarga 61 em virtude da adesão desigual de inclusões não metálicas contidas no aço fundido para cada um dos orifícios de descarga 61 do bocal de imersão 6. A Figura 8 é uma vista que ilustra esquematicamente um estado dos fluxos de descarga de aço fundido 2 em um caso onde há uma diferença na área de abertura entre o par de orifícios de descarga 61 em virtude da adesão de inclusões não metálicas 201 aos orifícios de descarga 61 do bocal de imersão 6. Na Figura 8, a magnitude do volume de fluxo e da velocidade de fluxo do fluxo de descarga de cada um dos orifícios de descarga 61 é esquematicamente indicada pelo tamanho da seta.

[00110] Conforme ilustrado na Figura 8, suponha que, por exemplo, inclusões não metálicas 201 não estão aderidas ao orifício de descarga 61 sobre um lado na direção da lateral longa do molde do bocal de imersão 6, porém, inclusões não metálicas 201 estão aderidas ao orifício de descarga 61 no outro lado. Entretanto, daqui em diante, o orifício de descarga 61 sobre um lado no qual inclusões não metálicas 201 não estão aderidas é denominado como o orifício de descarga 61 no lado normal e o orifício de descarga 61 no outro lado no qual inclusões não metálicas 201 estão aderidas é denominado como o orifício de descarga 61 no lado de obstrução. Neste caso, a área de abertura do orifício de descarga 61 no lado de obstrução é menor do que a área de abertura do orifício de descarga 61 no lado normal. Como um resultado, o volume de fluxo e a velocidade de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga 61 no lado de obstrução são menores e mais baixos do que o volume de fluxo e a velocidade de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga 61 no lado normal. Conforme descrito acima, a adesão das inclusões não metálicas 201 a cada orifício de descarga 61 progride de forma desigual entre os orifícios de descarga 61, de modo que deriva é gerada, onde o volume de fluxo e a velocidade de fluxo do fluxo de descarga são diferentes.

[00111] Em um caso onde não há diferença na área de abertura entre o par de orifícios de descarga 61, a deriva do fluxo de descarga não é gerada e o comportamento do fluxo de descarga repercutido pelo dispositivo de frenagem eletromagnética 160 é substancialmente simétrico em ambos os lados do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde. Por outro lado, em um caso onde há a diferença na área de abertura entre o par de orifícios de descarga 61, a deriva do fluxo de descarga é gerada, de modo que o comportamento do fluxo de descarga repercutido pelo dispositivo de frenagem eletromagnética 160 é assimétrico em ambos os lados do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde.

[00112] As Figuras 9 e 10 são diagramas esquemáticos de distribuição de temperatura e da velocidade de fluxo de aço fundido 2 no molde 110 em um caso onde não ocorre uma diferença na área de abertura entre o par de orifícios de descarga 61 e em um caso onde isto ocorre obtidos através de uma simulação de análise de fluxo térmico.Nas Figuras 9 e 10, a distribuição de temperatura do aço fundido 2 é indicada pela escala em cinza hachurada. Quanto mais claro o hachurado, mais alta é a temperatura. Nas Figuras 9 e 10, a distribuição da velocidade de fluxo do aço fundido 2 é indicada por setas que representam vetores de velocidade.

[00113] Na simulação da análise de fluxo térmico que corresponde a um resultado na Figura 9, em um modelo do bocal de imersão 6, as áreas de abertura do par de orifícios de descarga 61 foram ajustadas para valores substancialmente iguais. Por outro lado, na simulação de análise de fluxo térmico que corresponde a um resultado na Figura 10, no modelo do bocal de imersão 6, comparado com a área de abertura do orifício de descarga 61 sobre um lado que corresponde ao lado normal, a abertura a área do orifício de descarga 61 no outro lado que corresponde ao lado de obstrução foi ajustada para substancialmente 1/3. Outras condições de simulação foram comuns entre as simulações de análise de fluxo térmico que correspondem aos resultados nas Figuras 9 e 10, e foram definidas especificamente como segue. Na simulação de análise de fluxo térmico que corresponde aos resultados nas Figuras 9 e 10, a densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado em ambos os lados na direção da lateral longa do molde no molde 110 pelo dispositivo de frenagem eletromagnética 160 foi ajustada para 3.000 Gauss e uma condição na qual o dispositivo de agitação eletromagnética 150 não é acionado foi usada.

Placa

[00114] Tamanho da placa (tamanho do molde): largura de 1.625 mm, espessura de 250 mm

[00115] Velocidade de lingotamento: 1,6 m/min

Dispositivo de frenagem eletromagnética

[00116] Profundidade da extremidade superior do dente em relação ao nível do banho de aço fundido: 516 mm

[00117] Tamanho do dente: largura (W2) 550 mm, altura (H2) 200 mm

Bocal de imersão

[00118] Tamanho do bocal de imersão: diâmetro interno de Φ87 mm, diâmetro externo de Φ152 mm

[00119] Profundidade da superfície inferior do bocal de imersão em relação ao nível do banho de aço fundido (profundidade da superfície inferior): 390 mm

[00120] Tamanho da superfície da seção transversal de orifício de descarga: largura de 74 mm, altura de 99 mm

[00121] Ângulo de inclinação em relação à direção horizontal do orifício de descarga: 45°

[00122] De acordo com o resultado da simulação de análise de fluxo térmico ilustrada na Figura 9, foi confirmado que, em um caso onde não há diferença na área de abertura entre o par de orifícios de descarga 61, deriva do fluxo de descarga não é gerada e a distribuição do volume de fluxo e a velocidade de fluxo de descarga são substancialmente iguais em ambos os lados do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde. Foi confirmado também que o comportamento do fluxo de descarga repercutido pelo dispositivo de frenagem eletromagnética 160 é substancialmente simétrico em ambos os lados do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde.

[00123] Em contrapartida, de acordo com o resultado da simulação da análise de fluxo térmico ilustrado na Figura 10, foi confirmado que, no caso onde há diferença na área de abertura entre o par de orifícios de descarga 61, deriva do fluxo de descarga é gerada e o volume de fluxo e a velocidade de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga 61 no lado de obstrução são menores e mais baixos do que aqueles do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga 61 no lado normal. Também foi confirmado que o comportamento do fluxo de descarga repercutido pelo dispositivo de frenagem eletromagnética 160 é assimétrico em ambos os lados do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde.

[00124] Aqui, uma força de frenagem F aplicada ao fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga 61 pelo dispositivo de frenagem eletromagnética 160 é expressa pela expressão (1) a seguir.Expressão Matemática 1

[00125] Entretanto, na expressão (1), α representa a condutividade do aço fundido 2, U representa um vetor de velocidade do fluxo de descarga e B representa um vetor de densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado no molde 110 pelo dispositivo de frenagem eletromagnética 160.

[00126] De acordo com a expressão (1), depreende-se que a magnitude da força de frenagem aplicada ao fluxo de descarga tem uma correlação com a magnitude da densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado no molde 110. Portanto, ao controlar forma independente a densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado no molde 110 entre um lado e o outro lado do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde, é possível controlar de forma independente a força de frenagem aplicada ao fluxo de descarga entre um lado e o outro lado do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa. Portanto, por exemplo, ao aumentar apenas a densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado sobre um lado (isto é, o lado normal) do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde no molde 110, a força de frenagem aplicada ao fluxo de descarga no lado normal pode ser efetivamente aumentada comparado com o lado de obstrução. Portanto, espera-se que a deriva do fluxo de descarga seja suprimida.

[00127] Entretanto, de acordo com a expressão (1), depreende-se que a magnitude da força de frenagem aplicada ao fluxo de descarga também tem correlação com a velocidade do fluxo de descarga. Portanto, uma vez que a velocidade do fluxo de descarga no lado normal é maior do que aquela no lado de obstrução, a força de frenagem aplicada ao fluxo de descarga no lado normal é maior do que aquela no lado de obstrução. Como um resultado, o comportamento do fluxo de descarga descarregado de cada orifício de descarga 61 avança em uma direção na qual a deriva é suprimida. No entanto, um efeito de supressão da deriva apenas por tal força de frenagem automática gerada de acordo com a velocidade do fluxo de descarga não é suficiente.

[00128] Aqui, como uma tecnologia convencional para controlar de forma independente a densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado no molde 110 pelo dispositivo de frenagem eletromagnética 160 entre um lado e o outro lado do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde, o Documento de Patente 2 descreve a tecnologia de posicionar dispositivos de frenagem eletromagnética separados na lateral externa do par de placas de molde laterais curtas. Neste caso, o núcleo de frenagem eletromagnética de cada dispositivo de frenagem eletromagnética é, especificamente, dotado de um par de dentes posicionados de modo a ficarem voltados para a placa de molde lateral longa 111 para intercalar no molde 110 na direção da lateral curta do molde, e a unidade de conexão que conecta o par de dentes através da superfície lateral externa da placa de molde lateral curta 112. Então, tais dispositivos de frenagem eletromagnética são instalados em ambos os lados na direção da lateral longa do molde do molde 110. No entanto, neste caso, há o problema de que o peso do equipamento de molde provavelmente aumentará. O lingotamento contínuo é, em geral, realizado enquanto ocorre vibração do molde 110 por um dispositivo vibratório. Portanto, no caso onde o peso do equipamento de molde aumenta, a carga sobre o dispositivo vibratório aumenta. Um dispositivo de variação de largura para alterar a largura do molde durante lingotamento contínuo é, em geral, instalado na superfície lateral externa da placa de molde lateral curta 112. Portanto, é difícil instalar o núcleo de frenagem eletromagnética que tem um formato que abrange a superfície lateral externa da placa de molde lateral curta 112 de modo a não interferir com o dispositivo de variação de largura.

[00129] Por outro lado, o núcleo de frenagem eletromagnética 162 de cada dispositivo de frenagem eletromagnética 160 de acordo com esta modalidade tem um formato que não se estende através da superfície lateral externa da placa de molde lateral curta 112, conforme ilustrado na Figura 7, de modo que se pode evitar o problema descrito acima. No entanto, no núcleo de frenagem eletromagnética 162, o par de dentes 164 localizado em ambos os lados do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde são conectados pela unidade de conexão 165, de modo que uma parte do fluxo magnético gerado pelo campo magnético gerado por cada bobina 163 forma um circuito magnético de um dente 164 para o outro dente 164 através da unidade de conexão 165 no núcleo de frenagem eletromagnética 162. Como um resultado, conforme ilustrado na Figura 7, um circuito magnético contínuo C10 que percorre o par de núcleos de frenagem eletromagnética 162 é formado. Portanto, espera-se que, em um caso onde apenas a densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado sobre um lado (lado normal) do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde no molde 110 é aumentada, a densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado no outro lado (lado de obstrução) do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde no molde 110 também aumente em pequena extensão.

[00130] Aqui, através de uma simulação de análise de campo eletromagnético, os presentes inventores usaram o dispositivo de frenagem eletromagnética 160 de acordo com esta modalidade na qual o núcleo de frenagem eletromagnética 162 está posicionado conforme descrito acima, e descobriram que a densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado no molde 110 pode ser adequadamente controlado de forma independente entre um lado e o outro lado do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde.

[00131] A Figura 11 é uma vista que ilustra a relação entre o valor de corrente da corrente que flui através do circuito no lado normal e cada uma das densidades de fluxo magnético dos fluxos magnéticos gerados no lado normal e no lado de obstrução quando o valor de corrente da corrente que flui através do circuito no lado da obstrução é fixado obtido através de simulação de análise de campo eletromagnético. A Figura 12 é uma vista que ilustra a relação entre o valor de corrente da corrente que flui através do circuito no lado normal e a proporção (proporção da densidade do fluxo magnético) das densidades de fluxo magnético dos fluxos magnéticos gerados no lado normal e no lado de obstrução quando o valor da corrente que flui através do circuito no lado de obstrução é fixado obtida através de simulação de análise de campo eletromagnético. No presente relatório descritivo, a proporção de densidade de fluxo magnético se destina especificamente a significar a proporção entre a densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado no lado normal para a densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado no lado de obstrução. Na simulação de análise de campo eletromagnético que corresponde aos resultados nas Figuras 11 e 12, o valor inicial do valor de corrente foi ajustado para 350 A tanto para o primeiro circuito 181a, o qual é o circuito no lado normal, quanto para o segundo circuito 181b, o qual é o circuito no lado de obstrução. Depois disso, em um estado no qual o valor de corrente do segundo circuito 181b no lado de obstrução foi fixado em 350 A, o valor de corrente do primeiro circuito 181a no lado normal foi sequencialmente aumentado para 500 A, 700 A e 1.000 A. Nesta simulação, a densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado em cada um do lado normal e do lado de obstrução no molde 110 em tal caso foi examinada. Entretanto, a simulação de análise de campo eletromagnético é uma análise de campo magnético estático que usa uma condição onde o aço fundido 2 no molde 110 é estacionário como uma condição de simulação.

[00132] Com referência à Figura 11, depreende-se que, em um caso onde o valor de corrente do primeiro circuito 181a no lado normal é aumentado, a densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado no lado de obstrução no molde 110 aumenta ligeiramente, mas é quase mantida, e apenas a densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado no lado normal no molde 110 aumenta efetivamente. Com referência à Figura 12, depreende-se que, ao aumentar o valor de corrente do primeiro circuito 181a no lado normal para um valor de 500 A ou maior, a proporção das densidades de fluxo magnético dos fluxos magnéticos gerados no normal lado e no lado de obstrução pode ser aumentada para 1,2 ou maior. Aqui, conforme indicado pelos resultados de uma testagem em máquina real a ser descrito posteriormente, ao definir a proporção das densidades de fluxo magnético dos fluxos magnéticos gerados no lado normal e no lado de obstrução para 1,2 ou maior, a deriva do fluxo de descarga pode ser efetivamente suprimida. Portanto, de acordo com os resultados nas Figura 11 e Figura 12, pode ser entendido que a densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado no molde 110 pode ser adequadamente controlada de forma independente entre um lado e o outro lado do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde.

[00133] A propósito, no controle para suprimir a deriva do fluxo de descarga, é necessário detectar a deriva do fluxo de descarga. Como um método convencional para detectar a deriva, por exemplo, há uma tecnologia que usa um valor detectado de um medidor de nível de corrente parasita instalado nas proximidades do nível do banho de aço e uma tecnologia que usa o valor detectado de um termopar instalado na placa de molde.

[00134] Na tecnologia que usa o valor detectado do medidor de nível de corrente parasita, especificamente, uma pluralidade de medidores de nível de corrente parasita é instalada em posições diferentes entre si na direção horizontal imediatamente acima do nível do banho de aço fundido no molde 110, e cada medidor de nível de corrente parasita detecta a altura do nível do banho de aço fundido em uma posição de instalação de cada medidor de nível de corrente parasita. Em seguida, a deriva do fluxo de descarga é detectada ao detectar a distribuição, na direção horizontal, da magnitude da variação em uma direção da altura do nível do banho de aço fundido com base no valor detectado de cada medidor de nível corrente parasita. No entanto, este método requer a instalação de um grande número de medidores de nível de corrente parasita, o que causa um problema de aumento nos custos do equipamento. Além disso, uma vez que leva tempo para calibrar cada medidor de nível de corrente parasita, isto causa um problema de aumento dos custos operacionais.

[00135] Na tecnologia que usa o valor detectado do termopar instalado na placa de molde, especificamente, uma pluralidade de termopares é instalada em posições diferentes entre si sobre a placa de molde e cada termopar detecta a temperatura na posição de instalação de cada termopar. Então, a deriva do fluxo de descarga é detectada ao estimar a distribuição de temperatura do aço fundido 2 no molde 110 com base no valor detectado de cada termopar. No entanto, neste método, ocorre um problema pelo fato de que a precisão de detecção da deriva do fluxo de descarga é deteriorada em virtude de variação do valor detectado do termopar pela presença de uma camada de ar ou uma camada de pó fundido entre as paredes da placa de molde e a carcaça solidificada 3a.

[00136] Aqui, os presentes inventores descobriram um método para detectar a deriva do fluxo de descarga, evitando os problemas descritos acima. Como tal, o dispositivo de controle 187 de acordo com esta modalidade detecta a deriva do fluxo de descarga com base na tensão aplicada à bobina 163a no primeiro circuito 181a e na tensão aplicada à bobina 163b no segundo circuito 181b. Daqui em diante, tal método de detecção da deriva do fluxo de descarga nesta modalidade é descrito em detalhes.

[00137] Quando corrente é aplicada a cada bobina 163 do dispositivo de frenagem eletromagnética 160, um fluxo magnético é gerado no molde 110 conforme descrito acima. Além disso, à medida que o fluxo magnético é gerado no molde 110, uma corrente parasita é gerada no molde 110. Então, a corrente parasita gerada no molde 110 gera ainda um campo magnético. Daqui em diante, o campo magnético gerado pela corrente parasita gerada no molde 110 desta maneira é denominado como um campo desmagnetizado. A Figura 13 é um diagrama esquemático que ilustra a distribuição de corrente parasita e campo desmagnetizado gerado no molde 110 obtido através de simulação de análise de campo eletromagnético. Na Figura 13, a corrente parasita gerada no molde 110 é indicada por setas.

[00138] Com referência à Figura 13, depreende-se que a corrente parasita é gerada em uma direção para gerar o campo desmagnetizado que enfraquece o campo magnético gerado por cada bobina 163. Especificamente, no lado normal do molde 110, o campo magnético é gerado na direção a partir de um lado da superfície frontal para um lado da superfície posterior do desenho pela bobina 163a do primeiro circuito 181a, e conforme ilustrado na Figura 13, um campo desmagnetizado M1 é gerado em uma direção a partir do lado da superfície posterior para o lado da superfície frontal do desenho, de modo a enfraquecer o campo magnético pela corrente parasita. Por outro lado, no lado de obstrução no molde 110, o campo magnético é gerado em uma direção a partir do lado da superfície posterior para o lado da superfície frontal do desenho pela bobina 163b do segundo circuito 181b, e conforme ilustrado na Figura 13, um campo desmagnetizado M2 é gerado em uma direção a partir do lado da superfície frontal para o lado da superfície posterior do desenho de modo a enfraquecer o campo magnético pela corrente parasita.

[00139] Aqui, uma corrente parasita j gerada no molde 110 é representada pela expressão (2) a seguir.Expressão Matemática 2

[00140] Um fluxo magnético Φ do campo desmagnetizado gerado no molde 110 é representado pela expressão (3) a seguir.Expressão Matemática 3

[00141] Entretanto, na expressão (3), C representa uma curva fechada em torno do fluxo magnético Φ do campo desmagnetizado, e dl representa um elemento de linha da curva fechada.

[00142] Conforme descrito acima, uma tensão indutiva é gerada em cada circuito do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 em virtude da geração do campo desmagnetizado. Especificamente, em relação à corrente que flui através de cada circuito do dispositivo de frenagem eletromagnética 160, uma tensão indutiva é gerada de modo a aumentar um componente na direção de geração do campo magnético que enfraquece o campo desmagnetizado pela bobina 163.

[00143] Aqui, uma tensão indutiva V gerada em cada circuito do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 é representada pela expressão (4) a seguir.Expressão Matemática 4

[00144] Entretanto, na expressão (4), t representa o tempo e n representa o número de enrolamentos de cada bobina 163 em cada circuito.

[00145] Em um caso onde a deriva do fluxo de descarga é gerada, conforme descrito acima, o volume de fluxo e a velocidade de fluxo do fluxo de descarga no lado normal são maiores e mais altos do que aqueles no lado de obstrução. Neste ponto, uma variação ao longo do tempo em um estado de fluxo do fluxo de descarga no lado normal é maior do que no lado de obstrução. Especificamente, a variação ao longo do tempo no volume de fluxo e na velocidade do fluxo de descarga no lado normal é maior do que no lado de obstrução. Portanto, de acordo com as expressões (3) e (4), a força eletromotriz gerada no primeiro circuito 181a no lado normal é maior do que no segundo circuito 181b sobre o lado de obstrução. Portanto, ocorre uma diferença na tensão indutiva entre o primeiro circuito 181a e o segundo circuito 181b.

[00146] O dispositivo de controle 187 de acordo com esta modalidade se concentra na diferença de tensão indutiva entre os circuitos gerados desta maneira e detecta especificamente a deriva da descarga com base na diferença entre a força eletromotriz gerada no primeiro circuito 181a em virtude da variação ao longo do tempo do estado de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga 61 sobre um lado na direção da lateral longa do molde (tensão indutiva descrita acima) e a força eletromotriz gerada no segundo circuito 181b em virtude da variação ao longo do tempo do estado de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga 61 no outro lado na direção da lateral longa do molde (tensão indutiva descrita acima). Por exemplo, o dispositivo de controle 187 detecta a deriva do fluxo de descarga com base na diferença entre a tensão aplicada à bobina 163a no primeiro circuito 18 1a (daqui em diante, também denominada como a tensão do primeiro circuito 181a) e a tensão aplicada à bobina 163b no segundo circuito 181b (daqui em diante, também denominada como a tensão do segundo circuito 181b). Aqui, a diferença entre a tensão do primeiro circuito 181a e a tensão do segundo circuito 181b corresponde a um índice da diferença entre a tensão indutiva gerada no primeiro circuito 181a e a tensão indutiva gerada no segundo circuito 181b. Especificamente, o dispositivo de controle 187 determina que deriva do fluxo de descarga ocorre em um caso onde a diferença entre a tensão do primeiro circuito 181a e a tensão do segundo circuito 181b excede um limite. O limite é, por exemplo, apropriadamente definido para um valor tal que a diferença entre a tensão do primeiro circuito 181a e a tensão do segundo circuito 181b pode ser apropriadamente detectada com base nos erros de detecção dos sensores de tensão 183a e 183b ou variação no fator de amplificação de um sinal pelo amplificador 185.

[00147] No lingotamento contínuo, um caso onde a deriva do fluxo de descarga não é gerada é basicamente assumido e os valores de corrente das correntes que fluem através do primeiro circuito 181a e do segundo circuito 181b são ajustados para o mesmo valor. Portanto, em um caso onde deriva não é gerada, a tensão indutiva gerada em cada circuito é substancialmente a mesma, de modo que a tensão do primeiro circuito 181a e a tensão do segundo circuito 181b são substancialmente as mesmas. Por outro lado, em um caso onde deriva é gerada, ocorre uma diferença na tensão indutiva entre os circuitos, de modo que ocorre uma diferença na tensão entre o primeiro circuito 181a e o segundo circuito 181b. Portanto, de acordo com esta modalidade, é possível detectar apropriadamente a deriva do fluxo de descarga.

[00148] Entretanto, em um caso onde o volume do fluxo de descarga é relativamente pequeno, conforme é depreendido pelas expressões (3) e (4), a tensão indutiva gerada em cada circuito é relativamente pequena, de modo que a diferença entre a tensão do primeiro circuito 181a e a tensão do segundo circuito 181b se torna relativamente pequena. Portanto, embora haja um caso onde deriva do fluxo de descarga não é detectada pelo dispositivo de controle 187, em tal caso, a influência da deriva sobre a diferença de comportamento do fluxo de descarga entre o lado normal e o lado de obstrução no molde 110 também é relativamente pequena, de modo que é menos provável que ocorra um problema de que a qualidade da placa 3 seja deteriorada em virtude da deriva.

[00149] Então, conforme descrito acima, o dispositivo de controle 187 de acordo com esta modalidade controla a corrente de cada circuito no caso de detecção de deriva do fluxo de descarga. Especificamente, em um caso onde o dispositivo de controle 187 detecta deriva, ele controla a corrente que flui através do primeiro circuito 181a e a corrente que flui através do segundo circuito 181b de modo que a diferença entre a força eletromotriz gerada no primeiro circuito 181a em virtude da variação ao longo do tempo do estado de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga 61 sobre um lado na direção da lateral longa do molde (tensão indutiva descrita acima) e a força eletromotriz gerada no segundo circuito 181b em virtude da variação ao longo do tempo do estado de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga 61 no outro lado na direção da lateral longa do molde (tensão indutiva descrita acima) se torne pequena.

[00150] Por exemplo, no dispositivo de controle 187, em um caso onde o primeiro circuito 181a corresponde ao circuito do lado normal, a tensão indutiva gerada no primeiro circuito 181a é maior do que a tensão indutiva gerada no segundo circuito 181b. Neste caso, o dispositivo de controle 187 pode aumentar o valor de corrente do primeiro circuito 181a no lado normal, deste modo, aumentando a densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado no lado normal no molde 110, de modo que isto possa diminuir o volume de fluxo e a velocidade de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga 61 no lado normal. Como um resultado, a tensão indutiva gerada no primeiro circuito 181a pode ser reduzida, de modo que é possível diminuir a diferença entre a tensão indutiva gerada no primeiro circuito 181a e a tensão indutiva gerada no segundo circuito 181b. Neste ponto, especificamente, o dispositivo de controle 187 interrompe o aumento no valor de corrente do primeiro circuito 181a no lado normal em um caso onde a diferença entre a tensão indutiva gerada no primeiro circuito 181a e a tensão indutiva gerada no segundo circuito 181b é igual ou menor do que um valor de referência. Como um resultado, em um caso onde deriva do fluxo de descarga é gerada, a deriva pode ser apropriadamente suprimida. O valor de referência descrito acima é apropriadamente definido, por exemplo, para um valor que pode suprimir a deriva do fluxo de descarga na medida em que a qualidade da placa 3 possa ser mantida na qualidade exigida.

[00151] Entretanto, o dispositivo de controle 187 também pode controlar a corrente que flui através do primeiro circuito 181a e a corrente que flui através do segundo circuito 181b de modo que a diferença entre a tensão indutiva gerada no primeiro circuito 181a e a tensão indutiva gerada no segundo circuito 181b se torne pequena ao diminuir o valor de corrente do segundo circuito 181b no lado de obstrução. Desta maneira, o dispositivo de controle 187 pode controlar a corrente que flui através do primeiro circuito 181a e a corrente que flui através do segundo circuito 181b, de modo que a diferença entre a tensão indutiva gerada no primeiro circuito 181a e a tensão indutiva gerada no segundo circuito 181b se torne pequena ao aumentar o valor da corrente de circuito sobre um lado no qual a força eletromotriz é grande ou diminuir o valor da corrente de circuito sobre um lado no qual a força eletromotriz é pequena ou uma combinação dos mesmos.

[00152] Conforme descrito acima, nesta modalidade, o dispositivo de controle 187 detecta a deriva do fluxo de descarga com base na tensão aplicada à bobina 163a no primeiro circuito 181a e a tensão aplicada à bobina 163b no segundo circuito 181b. Como um resultado, se torna possível detectar apropriadamente a deriva do fluxo de descarga, ao mesmo tempo em que suprime um aumento nos custos do equipamento, um aumento nos custos operacionais e deterioração na precisão de detecção da deriva. O núcleo de frenagem eletromagnética 162 de cada dispositivo de frenagem eletromagnético 160 está localizado na lateral externa de cada um do par de placas de molde laterais longas 111 e tem um formato que não abrange a superfície lateral externa da placa de molde lateral curta 11 e um dispositivo de controle 187 controla a corrente que flui através do primeiro circuito 181a e a corrente que flui através do segundo circuito 181b com base nos resultados da detecção de deriva. Como um resultado, se torna possível suprimir apropriadamente a deriva, ao mesmo tempo em que suprime um aumento no peso do equipamento de molde 10 e a interferência entre o núcleo de frenagem eletromagnética 162 e o dispositivo de variação de largura. Portanto, mesmo em um caso onde há uma diferença na área de abertura entre o par de orifícios de descarga 61 em virtude da adesão de inclusões não metálicas ao orifício de descarga 61 do bocal de imersão 6, se torna possível evitar que o comportamento do fluxo de descarga repercutido pelo dispositivo de frenagem eletromagnética 160 seja assimétrico em ambos os lados do bocal de imersão na direção da lateral longa do molde. Portanto, o fluxo de aço fundido 2 no molde 110 pode ser controlado de forma apropriada, de modo que a qualidade da placa 3 pode ser aprimorada ainda mais.

2-2. Detalhes da Posição de Instalação do Dispositivo Gerador de Força Eletromagnética

[00153] No dispositivo gerador de força eletromagnética 170, ao definir adequadamente as alturas do dispositivo de agitação eletromagnética 150 e do dispositivo de frenagem eletromagnética 160, e as posições de instalação do dispositivo de agitação eletromagnética 150 e do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 na direção do eixo Z, a qualidade da placa 3 pode ser aprimorada ainda mais. Aqui, as alturas apropriadas do dispositivo de agitação eletromagnética 150 e do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 e as posições de instalação apropriadas do dispositivo de agitação eletromagnética 150 e do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 na direção do eixo Z no dispositivo gerador de força eletromagnética 170 são descritas.

[00154] No dispositivo de agitação eletromagnética 150 e no dispositivo de frenagem eletromagnética 160, pode-se dizer que quanto maior as alturas do núcleo de agitação eletromagnética 152 e do núcleo de frenagem eletromagnética 162, maior o desempenho de aplicação da força eletromagnética. Por exemplo, o desempenho do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 depende da área seccional transversal (altura H2 na direção do eixo Z x largura W2 na direção do eixo X) do dente 164 do núcleo de frenagem eletromagnética 162 no plano X-Z, do valor da corrente contínua a ser aplicada e do número de enrolamentos da bobina 163. Portanto, em um caso onde o dispositivo de agitação eletromagnética 150 e o dispositivo de frenagem eletromagnética 160 são instalados no molde 110, é significativamente importante como definir as posições de instalação do núcleo de agitação eletromagnética 152 e do núcleo de frenagem eletromagnética 162, mais especificamente, a proporção das alturas do núcleo de agitação eletromagnética 152 e do núcleo de frenagem eletromagnética 162 em um espaço de instalação limitado a partir de um ponto de vista de exercer um desempenho mais eficaz de cada dispositivo para aprimorar a qualidade da placa 3.

[00155] Aqui, conforme divulgado no Documento de Patente 1 acima, um método que usa o dispositivo de agitação eletromagnética e o dispositivo de frenagem eletromagnética no lingotamento contínuo foi convencionalmente proposto. No entanto, na prática, mesmo se o dispositivo de agitação eletromagnética e o dispositivo de frenagem eletromagnética forem combinados, muitas vezes há um caso onde a qualidade da placa é deteriorada comparado com um caso onde o dispositivo de agitação eletromagnética ou o dispositivo de frenagem eletromagnética é usado individualmente. Isto ocorre porque nem sempre é possível obter facilmente as vantagens de ambos os dispositivos simplesmente ao instalar ambos os dispositivos, mas também há um caso onde os dispositivos anulam as vantagens um do outro dependendo da configuração e posição de instalação de cada dispositivo. No Documento de Patente 1 descrito acima, também, a configuração específica do dispositivo não é claramente descrita e as alturas dos núcleos de ambos os dispositivos não são claramente descritas. Isto é, no método convencional, há a possibilidade de que o efeito de aprimoramento da qualidade da placa ao fornecer o dispositivo de agitação eletromagnética e o dispositivo de frenagem eletromagnética não possa ser obtido de forma suficiente.

[00156] Por outro lado, nesta modalidade, conforme descrito abaixo, tal proporção adequada das alturas do núcleo de agitação eletromagnética 152 e do núcleo de frenagem eletromagnética 162 é determinada de modo que a qualidade da placa 3 possa ser assegurada ainda mais, mesmo em lingotamento de alta velocidade. Isto torna possível obter mais eficazmente o efeito de melhorar a produtividade, ao mesmo tempo em que assegura a qualidade da placa 3 juntamente com a configuração do dispositivo gerador de força eletromagnética 170 descrito acima.

[00157] Aqui, a velocidade de lingotamento no lingotamento contínuo varia significativamente dependendo do tamanho da placa e do tipo de produto, porém, em geral, é cerca de 0,6 a 2,0 m/min, e o lingotamento contínuo em uma velocidade acima de 1,6 m/min é denominado como lingotamento em alta velocidade. Convencionalmente, para materiais automotivos externos que requerem uma alta qualidade, é difícil assegurar a qualidade com o lingotamento em alta velocidade onde a velocidade de lingotamento excede 1,6 m/min, de modo que cerca de 1,4 m/min é uma velocidade de lingotamento normal. Portanto, aqui, como um exemplo, um objetivo específico é definido para assegurar a qualidade da placa 3 equivalente ou superior àquela em um caso onde o lingotamento contínuo é realizado em uma velocidade de lingotamento convencional menor, mesmo em lingotamento em alta velocidade onde a velocidade de lingotamento excede 1,6 m/min, e uma proporção das alturas do núcleo de agitação eletromagnética 152 e do núcleo de frenagem eletromagnética 162 que pode satisfazer o objetivo é descrita em detalhes.

[00158] Conforme descrito acima, nesta modalidade, a fim de assegurar o espaço para instalar o dispositivo de agitação eletromagnética 150 e o dispositivo de frenagem eletromagnética 160 no centro do molde 110 na direção do eixo Z, as caixas de água 130 e 140 são posicionadas nas porções superior e inferior do molde 110, respectivamente. Aqui, mesmo quando o núcleo de agitação eletromagnética 152 está localizado acima do nível do banho de aço fundido, o efeito não pode ser obtido. Portanto, o núcleo de agitação eletromagnética 152 deve ser instalado abaixo do nível do banho de aço fundido. A fim de aplicar efetivamente o campo magnético ao fluxo de descarga, o núcleo de frenagem eletromagnética 162 está, de preferência, localizado na proximidade do orifício de descarga do bocal de imersão 6. Em um caso onde as caixas de água 130 e 140 são posicionadas conforme descrito acima, uma vez que o orifício de descarga do bocal de imersão 6 está localizado acima da caixa de água inferior 140 em uma configuração geral, o núcleo de frenagem eletromagnética 162 também deve ser posicionado acima da caixa de água 140. Portanto, a altura H0 de um espaço (daqui em diante, também denominado como um espaço efetivo) no qual o efeito pode ser obtido ao instalar o núcleo de agitação eletromagnética 152 e o núcleo de frenagem eletromagnética 162 é uma altura em relação ao nível do banho de aço fundido para a extremidade superior da caixa de água inferior 140 (consulte a Figura 2).

[00159] Nesta modalidade, para fazer uso mais eficaz do espaço efetivo, o núcleo de agitação eletromagnética 152 é instalado de modo que a extremidade superior do núcleo de agitação eletromagnética 152 esteja substancialmente na mesma altura que o nível do banho de aço fundido. Neste ponto, é estabelecido que a altura do núcleo de agitação eletromagnética 152 do dispositivo de agitação eletromagnética 150 é definida para H1, a altura do envoltório 151 é definida para H3, a altura do núcleo de frenagem eletromagnética 162 do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 é definida para H2 e a altura do envoltório 161 é definida para H4, seguindo a expressão (5).Expressão Matemática 5

[00160] Em outras palavras, é necessário definir a proporção H1/H2 entre a altura H1 do núcleo de agitação eletromagnética 152 e a altura H2 do núcleo de frenagem eletromagnética 162 (daqui em diante, também denominada como proporção de altura de núcleos H1/H2) para satisfazer a expressão (5) descrita acima. As alturas H0 a H4 são descritas abaixo.

Em Relação à Altura H0 do Espaço Efetivo

[00161] Conforme descrito acima, no dispositivo de agitação eletromagnética 150 e no dispositivo de frenagem eletromagnética 160, pode-se dizer que, quanto maiores as alturas do núcleo de agitação eletromagnética 152 e do núcleo de frenagem eletromagnética 162, maior será o desempenho de aplicação da força eletromagnética. Portanto, nesta modalidade, o equipamento de molde 10 é configurado de modo que a altura H0 do espaço efetivo seja tão alta quanto possível, de modo que ambos os dispositivos possam exercer ainda mais seu desempenho. Especificamente, a fim de aumentar a altura H0 do espaço efetivo, basta aumentar o comprimento do molde 110 na direção do eixo Z. Por outro lado, conforme descrito acima, levando em conta o desempenho de resfriamento da placa 3, o comprimento do nível do banho de aço fundido até a extremidade inferior do molde 110 é, desejavelmente, cerca de 1.000 mm ou mais curto. Portanto, nesta modalidade, para maximizar a altura H0 do espaço efetivo, ao mesmo tempo em que assegura o desempenho de resfriamento da placa 3, o molde 110 é formado de modo que o comprimento do nível do banho de aço fundido até a extremidade inferior do molde 110 seja cerca de 1.000 mm.

[00162] Aqui, se for tentado configurar a caixa de água inferior 140 de modo a armazenar uma quantidade de água suficiente para obter um desempenho de resfriamento suficiente, a altura da caixa de água inferior 140 precisa ser de pelo menos cerca de 200 mm com base nos resultados de operações anteriores e similares. Portanto, a altura H0 do espaço efetivo é cerca de 800 mm ou menos.

Em Relação às Alturas H3 e H4 de Envoltórios do Dispositivo de Agitação Eletromagnética e Dispositivo de Frenagem Eletromagnética

[00163] Conforme descrito acima, a bobina 153 do dispositivo de agitação eletromagnética 150 é formada ao enrolar duas a quatro camadas de fio condutor que tem um tamanho de seção transversal de cerca de 10 mm x 10 mm em torno do núcleo de agitação eletromagnética 152. Portanto, a altura do núcleo de agitação eletromagnética 152 que inclui a bobina 153 é cerca de H1 + 80 mm ou mais alta. Considerando o espaço entre a parede interna do envoltório 151 e o núcleo de agitação eletromagnética 152 e a bobina 153, a altura H3 do envoltório 151 é cerca de H1 + 200 mm ou maior.

[00164] Em relação ao dispositivo de frenagem eletromagnética 160, da mesma forma, a altura do núcleo de frenagem eletromagnética 162 que inclui a bobina 163 é cerca de H2 + 80 mm ou maior. Considerando o espaço entre a parede interna do envoltório 161 e o núcleo de frenagem eletromagnética 162 e a bobina 163, a altura H4 do envoltório 161 é cerca de H2 + 200 mm ou maior.

Faixa que H1 + H2 Pode Assumir

[00165] Ao substituir os valores de H0, H3 e H4 descritos acima na expressão (5) descrita acima, é obtida a expressão (6) a seguir.Expressão Matemática 6

[00166] Isto é, o núcleo de agitação eletromagnética 152 e o núcleo de frenagem eletromagnética 162 precisam ser configurados de modo que a soma H1 + H2 de suas alturas seja de cerca de 500 mm ou menor. Daqui em diante, a proporção de altura de núcleos H1/H2 apropriada é examinada de modo que o efeito de aprimorar a qualidade da placa 3 possa ser suficientemente obtido, ao mesmo tempo em que satisfaz a expressão (6) descrita acima.

Em Relação à Proporção de Altura de Núcleos H1/H2

[00167] Nesta modalidade, uma faixa apropriada da proporção de altura de núcleos H1/H2 é ajustada ao definir a faixa da altura H1 do núcleo de agitação eletromagnética 152 de modo que o efeito da agitação eletromagnética possa ser obtido com mais certeza.

[00168] Conforme descrito acima, na agitação eletromagnética, ao fluir o aço fundido 2 na interface da carcaça solidificada, o efeito de supressão da retenção de inclusões sobre a carcaça solidificada 3a é obtido, de modo que a qualidade da superfície da placa 3 pode ser aprimorada. Por outro lado, a espessura da carcaça solidificada 3a no molde 110 aumenta na porção inferior do molde 110. Uma vez que o efeito da agitação eletromagnética é exercido na porção não solidificada 3b dentro da carcaça solidificada 3a, a altura H1 do núcleo de agitação eletromagnética 152 pode ser determinada dependendo da espessura até a qual a qualidade da superfície da placa 3 deve ser assegurada.

[00169] Aqui, em um tipo de produto que requer uma qualidade de superfície rigorosa, frequentemente é realizada uma etapa de retificação da camada superficial da placa 3 após lingotamento em vários milímetros. A profundidade de retificação é cerca de 2 mm a 5 mm. Portanto, no tipo de produto que requer tal qualidade de superfície rigorosa, mesmo quando a agitação eletromagnética é realizada no molde 110 em uma faixa da espessura da carcaça solidificada 3a menor do que 2 mm a 5 mm, a camada superficial da placa 3 a partir da qual as impurezas são reduzidas pela agitação eletromagnética é removida em uma etapa de retificação subsequente. Em outras palavras, o efeito de aprimorar a qualidade da superfície da placa 3 não pode ser obtido, a menos que a agitação eletromagnética seja realizada em uma faixa na qual a espessura da carcaça solidificada 3a seja de 2 mm a 5 mm ou maior no molde 110.

[00170] Sabe-se que a carcaça solidificada 3a cresce gradualmente a partir do nível do banho de aço fundido e a espessura da mesmo é representada pela expressão (7) a seguir. Aqui, δ representa a espessura (m) da carcaça solidificada 3a, k representa uma constante que depende do desempenho de resfriamento, x representa a distância em relação ao nível do banho de aço fundido (m) e Vc representa a velocidade de lingotamento (m/min).Expressão Matemática 7

[00171] A partir da expressão (7) acima, foi obtida a relação entre a velocidade de lingotamento (m/min) e a distância (mm) do nível do banho de aço fundido em um caso onde a espessura da carcaça solidificada 3a é de 4 mm ou 5 mm. A Figura 14 ilustra o resultado do mesmo. A Figura 14 é uma vista que ilustra a relação entre a velocidade de lingotamento (m/min) e a distância (mm) em relação ao nível do banho de aço fundido em um caso onde a espessura da carcaça solidificada 3a é de 4 mm ou 5 mm. Na Figura 14, a velocidade de lingotamento é traçada ao longo da abcissa, a distância em relação ao nível do banho de aço fundido é traçada ao longo da ordenada e a relação entre elas em um caso onde a espessura da carcaça solidificada 3a é de 4 mm e onde a espessura da carcaça solidificada 3a é de 5 mm. Observe que, em um cálculo para obter os resultados ilustrados na Figura 14, k = 17 foi definido como um valor que corresponde a um molde em geral.

[00172] Por exemplo, a partir dos resultados ilustrados na Figura 14, em um caso onde a espessura a ser retificada é menor do que 4 mm e basta agitar eletromagneticamente o aço fundido 2 em uma faixa na qual a espessura da carcaça solidificada 3a seja de até 4 mm, depreende-se que o efeito da agitação eletromagnética pode ser obtido no lingotamento contínuo em uma velocidade de lingotamento de 3,5 m/min ou mais lenta se a altura H1 do núcleo de agitação eletromagnética 152 for ajustada para 200 mm. Em um caso onde a espessura a ser retificada é menor do que 5 mm e basta agitar eletromagneticamente o aço fundido 2 em uma faixa na qual a espessura da carcaça solidificada 3a seja de até 5 mm, depreende-se que o efeito da agitação eletromagnética pode ser obtido no lingotamento contínuo em uma velocidade de lingotamento de 3,5 m/min ou mais lenta se a altura H1 do núcleo de agitação eletromagnética 152 for ajustada para 300 mm. Entretanto, um valor de "3,5 m/min" da velocidade de lingotamento corresponde à maior velocidade de lingotamento que é possível em operação e em um equipamento em uma máquina de lingotamento contínuo em geral.

[00173] Aqui, conforme descrito acima, a título de exemplo, um caso onde o objetivo é assegurar uma qualidade da placa 3 equivalente àquela em um caso de execução de lingotamento contínuo na velocidade de lingotamento convencional menor também em lingotamento em alta velocidade onde a velocidade de lingotamento excede 1,6 m/min. Em um caso onde a velocidade de lingotamento excede 1,6 m/min, a fim de obter o efeito de agitação eletromagnética mesmo quando a espessura da carcaça solidificada 3a se torna 5 mm depreende-se, a partir da Figura 14, que a altura H1 do núcleo de agitação eletromagnética 152 deve ser pelo menos cerca de 150 mm ou mais.

[00174] A partir dos resultados do exame acima, nesta modalidade, por exemplo, o núcleo de agitação eletromagnética 152 é configurado de modo que a altura H1 do núcleo de agitação eletromagnética 152 se torne cerca de 150 mm ou maior a fim de obter o efeito de agitação eletromagnética, mesmo quando a espessura da carcaça solidificada 3a se torna 5 mm no lingotamento contínuo onde a velocidade de lingotamento excede 1,6 m/min, a qual é relativamente alta.

[00175] Em relação à altura H2 do núcleo de frenagem eletromagnética 162, quanto maior a altura H2, maior o desempenho do dispositivo de frenagem eletromagnética 160, conforme descrito acima. Portanto, a partir da expressão (6) descrita acima, basta obter uma faixa da altura H2 que corresponde a uma faixa da altura H1 do núcleo de agitação eletromagnética 152 descrito acima em um caso onde H1 + H2 = 500 mm é satisfeito. Isto é, a altura H2 do núcleo de frenagem eletromagnética 162 é cerca de 350 mm.

[00176] A partir dos valores da altura H1 do núcleo de agitação eletromagnética 152 e da altura H2 do núcleo de frenagem eletromagnética 162, a proporção de altura de núcleos H1/H2 nesta modalidade é, por exemplo, representada pela expressão (8) a seguir.Expressão Matemática 8

[00177] Em suma, nesta modalidade, por exemplo, em um caso onde o objetivo é assegurar uma qualidade da placa 3 equivalente ou superior àquela em um caso de execução de lingotamento contínuo na velocidade de lingotamento convencional menor, mesmo em um caso onde a velocidade de lingotamento excede 1,6 m/min, o núcleo de agitação eletromagnética 152 e o núcleo de frenagem eletromagnética 162 são configurados de modo que a altura H1 do núcleo de agitação eletromagnética 152 e a altura H2 do núcleo de frenagem eletromagnética 162 satisfaçam a expressão (8) descrita acima.

[00178] Entretanto, um valor limite máximo preferido da proporção de altura de núcleos H1/H2 pode ser definido por um valor mínimo que a altura H2 do núcleo de frenagem eletromagnética 162 pode assumir. Isto ocorre porque, à medida que a altura H2 do núcleo de frenagem eletromagnética 162 diminui, a proporção de altura de núcleos H1/H2 aumenta, porém, se a altura H2 do núcleo de frenagem eletromagnética 162 for muito curta, a frenagem eletromagnética não funciona de forma eficaz e é menos provável que o efeito de aprimorar a qualidade interna da placa 3 pela frenagem eletromagnética seja obtido. O valor mínimo da altura H2 do núcleo de frenagem eletromagnética 162 no qual o efeito da frenagem eletromagnética pode ser suficientemente exercido difere dependendo das condições de lingotamento, tais como o tamanho da placa, o tipo de produto e a velocidade de lingotamento. Portanto, o valor mínimo da altura H2 do núcleo de frenagem eletromagnética 162, isto é, o valor limite máximo da proporção de altura de núcleos H1/H2, pode ser definido com base, por exemplo, em testagem em máquina real, uma simulação de análise numérica que simula as condições de lingotamento na operação real e similares.

[00179] As alturas adequadas do dispositivo de agitação eletromagnética 150 e do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 e as posições de instalação apropriadas do dispositivo de agitação eletromagnética 150 e do dispositivo de frenagem eletromagnética 160 na direção do eixo Z no dispositivo gerador de força eletromagnética 170 são descritas acima. Já na descrição acima, ao se obter a relação representada pela expressão (8) descrita acima, a relação foi obtida a partir da expressão (6) acima como H1 + H2 = 500 mm. No entanto, esta modalidade não está limitada a este exemplo. Conforme descrito acima, é preferível que H1 + H2 seja tão grande quanto possível a fim de exercer ainda mais o desempenho do dispositivo, de modo que H1 + H2 = 500 mm seja satisfeito no exemplo descrito acima. Por outro lado, por exemplo, levando em conta à trabalhabilidade e similar ao instalar as caixas de água 130 e 140, o dispositivo de agitação eletromagnética 150 e o dispositivo de frenagem eletromagnética 160, pode ocorrer um caso onde é preferível que haja um espaço entre estes elementos na direção do eixo Z. Desta forma, em um caso onde outras características, tal como a trabalhabilidade, são mais importantes, H1 + H2 = 500 mm nem sempre é necessário e, por exemplo, a proporção de altura de núcleos H1/H2 pode ser definida enquanto se define H1 + H2 para um valor menor do que 500 mm, tal como H1 + H2 = 450 mm.

[00180] Na descrição acima, em um caso onde a velocidade de lingotamento excede 1,6 m/min, como condição para obter o efeito da agitação eletromagnética mesmo quando a espessura da carcaça solidificada 3a se torna 5 mm, o valor mínimo de cerca de 150 mm da altura H1 do núcleo de agitação eletromagnética 152 é obtido a partir da Figura 14, e o valor da proporção de altura de núcleos H1/H2 de 0,43 neste ponto é definido para o valor limite mínimo da proporção de altura de núcleos H1/H2. No entanto, esta modalidade não está limitada a este exemplo. No caso onde a velocidade de lingotamento alvo é definida para mais alta, o valor limite mínimo da proporção de altura de núcleos H1/H2 também pode mudar. Isto é, na velocidade de lingotamento alvo na operação real, basta obter o valor mínimo da altura H1 do núcleo de agitação eletromagnética 152 de modo que o efeito da agitação eletromagnética possa ser obtido, mesmo quando a espessura do revestimento 3a se torna uma espessura predeterminada que corresponde à espessura removida na etapa de retificação da Figura 14, e definir a proporção de altura de núcleos H1/H2 que corresponde ao valor de H1 para o valor limite mínimo da proporção de altura de núcleos H1/H2.

[00181] A título de exemplo, considerando a trabalhabilidade e similar, é definido H1 + H2 = 450 mm, e a condição da proporção de altura de núcleos H1/H2 é obtida em um caso onde o objetivo é assegurar uma qualidade da placa 3 equivalente ou superior àquela no caso de realizar o lingotamento contínuo em uma velocidade de lingotamento convencional menor também em uma velocidade de lingotamento maior de 2,0 m/min. Primeiramente, a partir da Figura 14, é obtida uma condição para atingir o efeito da agitação eletromagnética, mesmo quando a espessura da carcaça solidificada 3a se torna 5 mm, por exemplo, em um caso onde a velocidade de lingotamento é 2,0 m/min ou maior. Com referência à Figura 14, quando a velocidade de lingotamento é 2,0 m/min, a espessura da carcaça solidificada se torna 5 mm em uma posição onde a distância em relação ao nível do banho de aço fundido é de cerca de 175 mm. Portanto, levando em conta uma margem, o valor mínimo da altura H1 do núcleo de agitação eletromagnética 152 que pode obter o efeito de agitação eletromagnética mesmo quando a espessura da carcaça solidificada 3a se torna 5 mm é obtido como cerca de 200 mm. Neste ponto, uma vez que H2 = 250 mm é obtido a partir de H1 + H2 = 450 mm, a condição necessária para a proporção de altura de núcleos H1/H2 é expressa pela expressão (9) a seguir.Expressão Matemática 9

[00182] Isto é, nesta modalidade, por exemplo, em um caso onde o objetivo é assegurar uma qualidade da placa 3 equivalente ou superior àquela em um caso de execução do lingotamento contínuo na velocidade de lingotamento convencional menor, mesmo em um caso onde a velocidade de lingotamento é de 2,0 m/min, basta configurar o núcleo de agitação eletromagnética 152 e o núcleo de frenagem eletromagnética 162 de modo que a expressão (9) descrita acima seja satisfeita. Entretanto, o valor limite máximo da proporção de altura de núcleos H1/H2 pode ser definido com base em testagem em máquina real, simulação de análise numérica que simula as condições de lingotamento em operação real e similares, conforme descrito acima.

[00183] Desta forma, nesta modalidade, o aumento da proporção de altura de núcleos H1/H2 capaz de assegurar uma qualidade (qualidade de superfície e qualidade interna) da placa equivalente ou superior àquela em lingotamento contínuo em velocidade convencional menor, mesmo em um caso onde a velocidade de lingotamento é aumentada, pode ser alterado de acordo com um valor específico da velocidade de lingotamento alvo e um valor específico de H1 + H2. Portanto, ao definir uma faixa apropriada da proporção de altura de núcleos H1/H2, levando em conta as condições de lingotamento no momento da operação real, a configuração da máquina de lingotamento contínuo 1 e similar, basta definir adequadamente a velocidade de lingotamento alvo e o valor de H1 + H2 e obter apropriadamente a faixa apropriada da proporção de altura de núcleos H1/H2 naquele momento através do método descrito acima.

Exemplo

[00184] É descrito o resultado de um ensaio em máquina real realizado para confirmar um efeito de aprimoramento da qualidade de uma placa 3 em um caso onde o controle para suprimir a deriva do fluxo de descarga de acordo com esta modalidade descrita acima é realizado. Na testagem em máquina real, um dispositivo gerador de força eletromagnética que tem uma configuração similar àquela do dispositivo gerador de força eletromagnética 170 de acordo com esta modalidade descrita acima foi instalado em uma máquina de lingotamento contínuo (a qual tem uma configuração similar àquela da máquina de lingotamento contínuo 1 ilustrada na Figura 1) realmente usado na operação, e o lingotamento contínuo foi executado enquanto o controle suprimia a deriva do fluxo de descarga. Em seguida, a placa 3 obtida após o lingotamento foi examinada, e a densidade do número de microporosidades (microporosidades/m2) foi calculada como um índice da qualidade da placa 3.

[00185] No ensaio em máquina real, a fim de gerar uma deriva simulada do fluxo de descarga, foi usado um bocal de imersão 6 no qual a área de abertura de um orifício de descarga 61 no outro lado que corresponde ao lado de obstrução é ajustada substancialmente para 1/3 da área de abertura do orifício de descarga 61 sobre um lado que corresponde ao lado normal. As principais condições de lingotamento são como segue. Na testagem em máquina real, o material da placa 3 foi definido para aço com baixo teor de carbono e o valor de corrente da corrente aplicada a uma bobina 153 de um dispositivo de agitação eletromagnética 150 foi definido para 400 A.

Placa

[00186] Tipo de aço: aço com baixo teor de carbon

[00187] Tamanho da placa (tamanho do molde): largura de 1.630 mm, espessura de 250 mm

[00188] Velocidade de lingotamento: 1,6 m/min

Dispositivo de Frenagem Eletromagnética

[00189] Profundidade da extremidade superior do dente em relação ao nível do banho de aço fundido: 516 mm

[00190] Tamanho do dente: largura (W2) de 550 mm, altura (H2) de 200 mm

Bocal de Imersão

[00191] Tamanho do bocal de imersão: diâmetro interno de Φ87 mm, diâmetro externo de Φ152 mm

[00192] Profundidade da superfície inferior do bocal de imersão em relação ao nível do banho de aço fundido (profundidade da superfície inferior): 390 mm

[00193] Tamanho da superfície seccional transversal do orifício de descarga: largura de 74 mm, altura de 99 mm

[00194] Ângulo de inclinação em relação à direção horizontal do orifício de descarga: 45°

[00195] Em ensaio em máquina real, conforme descrito acima, primeiro, uma situação onde deriva do fluxo de descarga é gerada foi reproduzida e, posteriormente, o valor de corrente de um primeiro circuito 181a no lado normal foi aumentado para reduzir a diferença na tensão indutiva entre circuitos. Em seguida, a densidade do número de microporosidades foi calculada para cada porção da placa 3 fabricada que passou através do molde 110 em tempos diferentes.

[00196] A Figura 15 é uma vista que ilustra uma transição da diferença na força eletromotriz (tensão indutiva) gerada em cada circuito em virtude de uma variação ao longo do tempo em um estado de fluxo do fluxo de descarga na testagem em máquina real. A Figura 16 é uma vista que ilustra uma transição do valor de corrente da corrente que flui através de cada circuito no ensaio em máquina real.

[00197] Conforme ilustrado na Figura 15, em um ponto de tempo do lingotamento (por exemplo, tempo T1) após o ensaio começar, há uma diferença na tensão indutiva entre os circuitos. Conforme ilustrado na Figura 16, no momento de lingotamento após o início do ensaio (por exemplo, tempo T1), os valores de corrente do primeiro circuito 181a no lado normal e do segundo circuito 181b no lado de obstrução são ambos ajustados para 350 A. Depois disso, no tempo T2, o valor de corrente do primeiro circuito 181a no lado normal começou a aumentar em uma velocidade constante. Consequentemente, conforme ilustrado na Figura 15, no tempo T2, a diferença na tensão indutiva entre os circuitos começou a diminuir. Entretanto, o valor de corrente do primeiro circuito 181a no lado normal era 500 A no tempo T3 após o tempo T2 e 700 A no tempo T4 após o tempo T3. Depois disso, à medida que o tempo de lingotamento avançava para o tempo T3, T4, a diferença na tensão indutiva entre os circuitos diminuiu gradualmente e, no tempo T5, a diferença na tensão indutiva entre os circuitos se tornou igual ou menor do que um valor de referência, então, o aumento no valor de corrente do primeiro circuito 181a no lado normal parou. Entretanto, o valor de corrente do primeiro circuito 181a no lado normal foi mantido em 1.000 A após o tempo T5.

[00198] A Figura 17 ilustra o resultado da testagem em máquina real. A Figura 17 é uma vista que ilustra a relação entre o valor da corrente que flui através do primeiro circuito 181a no lado normal e a densidade do número de microporosidades na testagem em máquina real. A densidade do número de microporosidades é o número de microporosi- dades por unidade de área na camada superficial da placa 3 e, quanto menor a densidade do número de microporosidades, melhor será a qualidade da placa 3. Especificamente, o número de densidade de microporosidades é, de preferência 8 (microporosidades/m2) ou menor.

[00199] A partir da Figura 17, depreende-se que a densidade donúmero de microporosidades diminui à medida que o primeiro circuito 181a no lado normal se eleva. Portanto, foi confirmado que a densidade do número de microporosidades diminuiu à medida que a diferença na tensão indutiva entre os circuitos diminuiu. Considera-se que isto ocorre porque o comportamento do fluxo de descarga repercutido pelo dispositivo de frenagem eletromagnética 160 se aproxima do comportamento simétrico em ambos os lados do bocal de imersão 6 na direção da lateral longa do molde em virtude da supressão de deriva do fluxo de descarga à medida que a diferença na tensão indutiva entre os circuitos diminui. A partir de tal resultado, foi confirmado que a qualidade da placa 3 pode ser aprimorada ainda mais ao suprimir apropriadamente a deriva de acordo com o controle para supressão de deriva do fluxo de descarga de acordo com esta modalidade.

[00200] Além disso, com referência à Figura 17, foi confirmado que a densidade do número de microporosidades era 8 (unidades/m2) ou menor para cada uma das porções da placa 3 que passa através do molde 110 nos tempos T3, T4 e T5 nos quais o valor de corrente do primeiro circuito 181a no lado normal é 500 A, 700 A e 1.000 A, respectivamente. Portanto, com referência às Figuras 12 e 17, por exemplo, foi confirmado que, ao definir a proporção da densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado no lado normal e no lado de obstrução para 1,2 ou maior, a deriva do fluxo de descarga é efetivamente suprimida e a qualidade da placa 3 é efetivamente aprimorada.

[00201] Aqui, embora seja descrito acima um exemplo de aumento do valor de corrente do primeiro circuito 181a no lado normal em um caso onde deriva do fluxo de descarga é detectada, é mais preferível diminuir o valor de corrente do segundo circuito 181b no lado de obstrução além de aumentar o valor da corrente do primeiro circuito 181a no lado normal. Uma vez que a densidade de fluxo magnético do fluxo magnético gerado no lado de obstrução no molde 110 pode ser reduzida ao diminuir o valor de corrente do segundo circuito 181b no lado de obstrução, o volume de fluxo e a velocidade de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de carga 61 no lado de obstrução pode ser aumentado. Como um resultado, o volume de fluxo e a velocidade de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga 61 no lado normal podem ser diminuídos de forma mais eficaz, de modo que deriva do fluxo de descarga possa ser suprimida de forma mais eficaz.

[00202] A modalidade preferida da presente invenção é descrita acima em detalhes com referência aos desenhos anexos, porém, a presente invenção não está limitada a tal exemplo. É óbvio que aqueles versados na técnica à qual a presente invenção pertence podem alcançar diversas variações ou aplicações dentro do escopo da ideia técnica citada nas reivindicações e deve ser entendido que elas pertencem naturalmente ao escopo técnico da presente invenção.

Campo de Aplicação Industrial

[00203] De acordo com a presente invenção, é possível fornecer um equipamento de molde e método de lingotamento contínuo capazes de aprimorar ainda mais a qualidade da placa. Breve Descrição dos Símbolos de Referência 1 máquina de lingotamento contínuo 2 aço fundido 3 placa 3a carcaça solidificada 3b porção não solidificada 4 panela de lingotamento 5 panela intermediária 6 bocal de imersão 10 equipamento de molde 61 orifício de descarga 110 molde 111 placa de molde lateral longa 112 placa de molde lateral curta 121, 122, 123 placa de apoio 130 caixa de água superior 140 caixa de água inferior 150 dispositivo de agitação eletromagnética 151 envoltório 152 núcleo de agitação eletromagnética 153 bobina 160 dispositivo de frenagem eletromagnética 161 envoltório 162 núcleo de frenagem eletromagnética 163 bobina 164 dente 165 unidade de conexão 170 dispositivo gerador de força eletromagnética 181a primeiro circuito 181b segundo circuito 182a, 182b dispositivo de fonte de alimentação 183a, 183b sensor de tensão 185 amplificador 187 dispositivo de controle

Claims

1. Equipamento de molde (10), que compreende: um molde (110) para lingotamento contínuo; um dispositivo de frenagem eletromagnética (160) que aplica uma força eletromagnética em uma direção para frenar um fluxo de descarga para o fluxo de descarga de metal fundido proveniente de um bocal de imersão (6) no molde (110); e um dispositivo de controle (187) que controla uma fonte de alimentação para o dispositivo de frenagem eletromagnética (160), em que o bocal de imersão (6) é dotado de um par de orifícios de descarga (61) do metal fundido em ambos os lados em uma direção da lateral longa de molde do molde, as bobinas sobre um lado na direção da lateral longa do molde dos dispositivos de frenagem eletromagnética (160) são conectadas em série em um primeiro circuito (181a), e as bobinas sobre o outro lado na direção da lateral longa do molde dos dispositivos de frenagem eletromagnética (160) são conectadas em série em um segundo circuito (181b), caracterizado pelo fato de que o dispositivo de frenagem eletromagnética (160) é instalado em uma superfície lateral externa de cada um de um par de placas de molde laterais longas (111) no molde (110) e é dotado de um núcleo de ferro que inclui um par de dentes (164) posicionado de modo a ficar voltado para a placa de molde lateral longa (111) em ambos os lados do bocal de imersão (6) na direção da lateral longa do molde e bobinas enroladas em torno dos respectivos dentes (164), e o dispositivo de controle (187) é capaz de controlar de forma independente a tensão e a corrente aplicadas a cada um dos primeiro (181a) e segundo circuitos (181b) para cada circuito, detectar uma deriva do fluxo de descarga entre o par de orifícios de descarga (61) com base na tensão aplicada às bobinas no primeiro circuito (181a) e a tensão aplicada às bobinas no segundo circuito (181b) e controlar a corrente que flui através do primeiro circuito (181a) e a corrente que flui através do segundo circuito (181b) com base em um resultado de detecção.

2. Equipamento de molde (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de controle (187) detecta a deriva com base em uma diferença entre a força eletromotriz gerada no primeiro circuito (181a) em virtude de uma variação ao longo do tempo em um estado de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga (61) sobre um lado na direção da lateral longa do molde e uma força eletromotriz gerada no segundo circuito (181b) em virtude de uma variação ao longo do tempo em um estado de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga (61) no outro lado na direção da lateral longa do molde e controla, em um caso de detecção da deriva, a corrente que flui através do primeiro circuito (181a) e a corrente que flui através do segundo circuito (181b) de modo que a diferença entre a força eletromotriz gerada no primeiro circuito (181a) e a força eletromotriz gerada no segundo circuito (181b) se torne pequena.

3. Equipamento de molde (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: um dispositivo de agitação eletromagnética (150) que aplica uma força eletromagnética para gerar um fluxo em turbilhão em um plano horizontal em relação ao metal fundido no molde (110), o dispositivo de agitação eletromagnética (150) instalado acima do dispositivo de frenagem eletromagnética (160).

4. Método de lingotamento contínuo para realizar lingotamento contínuo enquanto aplica uma força eletromagnética em uma direção para frenar um fluxo de descarga para o fluxo de descarga de metal fundido proveniente de um bocal de imersão (6) em um molde (110) por um dispositivo de frenagem eletromagnética (160), em que o bocal de imersão (6) é dotado de um par de orifícios de descarga (61) do metal fundido em ambos os lados em uma direção da lateral longa de molde do molde (110), o dispositivo de frenagem eletromagnética (160) é instalado em uma superfície lateral externa de cada um de um par de placas de molde laterais longas (111) no molde (110) e é dotado de um núcleo de ferro que inclui um par de dentes (164) fornecido de modo a ficar voltado para a placa de molde lateral longa (111) em ambos os lados do bocal de imersão (6) na direção da lateral longa do molde e bobinas enroladas em torno dos respectivos dentes (164), as bobinas sobre um lado na direção da lateral longa do molde dos dispositivos de frenagem eletromagnética (160) são conectadas em série em um primeiro circuito (181a), as bobinas sobre o outro lado na direção da lateral longa do molde dos dispositivos de frenagem eletromagnética (160) são conectadas em série em um segundo circuito (181b), a tensão e a corrente aplicadas a cada um dos primeiro (181a) e segundo circuitos (181b) podem ser controladas de forma independente para cada circuito, o método de lingotamento contínuo caracterizado pelo fato de que compreende: detecção de deriva para detectar uma deriva do fluxo de descarga entre o par de orifícios de descarga (61) com base na tensão aplicada às bobinas no primeiro circuito (181a) e na tensão aplicada às bobinas no segundo circuito (181b); e controle de corrente para controlar a corrente que flui através do primeiro circuito (181a) e a corrente que flui através do segundo circuito (181b) com base em um resultado de detecção.

5. Método de lingotamento contínuo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende: detectar a deriva com base em uma diferença entre a força eletromotriz gerada no primeiro circuito (181a) em virtude de uma variação ao longo do tempo em um estado de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga (61) sobre um lado na direção da lateral longa do molde e uma força eletromotriz gerada no segundo circuito (181b) em virtude de uma variação ao longo do tempo em um estado de fluxo do fluxo de descarga proveniente do orifício de descarga (61) do outro lado na direção da lateral longa do molde na detecção de deriva; e controlar, em um caso onde a deriva é detectada, a corrente que flui através do primeiro circuito (181a) e a corrente que flui através do segundo circuito (181b), de modo que a diferença entre a força eletromotriz gerada no primeiro circuito (181a) e a força eletromotriz gerada no segundo circuito (181b) se torne pequena ao aumentar o valor da corrente do circuito sobre um lado no qual a força eletromotriz é grande ou diminuir o valor da corrente do circuito sobre um lado no qual a força eletromotriz é pequena ou uma combinação dos mesmos no controle da corrente.

6. Método de lingotamento contínuo, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o lingotamento contínuo é realizado durante aplicação de uma força eletromagnética para gerar um fluxo em turbilhão em um plano horizontal em relação ao metal fundido no molde (110) por um dispositivo de agitação eletromagnética (150) instalado acima do dispositivo de frenagem eletromagnética (160) e aplicar força eletromagnética em uma direção para frenar o fluxo de descarga para o fluxo de descarga do metal fundido proveniente do bocal de imersão (6) no molde (110) pelo dispositivo de frenagem eletromagnética (160).