CN103459064A - 具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抑制发热量、维护容易、廉价且实际上容易使用的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，包括：铸模，从入口供给的液相状态的熔融金属容纳在铸造空间内，通过在铸造空间的冷却，从出口排出固相状态的铸件；搅拌装置，对应铸模设置的搅拌装置，包括电极部和磁场发生装置，电极部具有至少能够在铸造空间内的呈液相状态的熔融金属中流过电流的第一电极及第二电极，磁场发生装置具有用于对呈液相状态的熔融金属施加磁场的永久磁铁，磁场发生装置构成为容纳在铸模中的磁场发生装置容纳室中，朝向中心方向横向产生磁力线，使磁力线贯通铸模的侧壁的一部分而到达铸造空间，对熔融金属施加与电流交叉的横向磁力线。

Description

具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置
技术领域
本发明涉及生产Al、Cu、Zn或它们之中至少两种的合金，或者Mg合金等导体(导电体)的非铁金属的，或者其他金属的铸锭或铸板等的连续铸造设备中具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置。
背景技术
现有技术中，在连续铸造用铸模中采用了如下所述的熔融金属搅拌方式。即，为了提高铸锭或铸板等的质量，在这些熔融金属凝固工序中，即当熔融金属通过铸模时，通过电磁线圈从铸模的外部向铸模内的熔融金属施加移动磁场，对即将凝固的熔融金属产生搅拌。该搅拌的主要目的是脱气和组织均匀化。但是，由于在靠近高温熔融金属的位置配置电磁线圈，不仅需要冷却电磁线圈和繁杂的维护，当然还需要较大的功率消耗，进而随着该功率消耗，电磁线圈自身发热也不可避免，这些热也必须冷却，由于这些原因而存在装置自身必然昂贵等各种问题点。
专利文献
专利文献1：日本特开平9-99344号公报
发明内容
本发明为解决上述问题点而作出，其目的在于提供一种抑制发热量、维护容易、廉价且实际上容易使用的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置。
本发明实施方式的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，为容纳导电材料呈液相状态的熔融金属，通过冷却所述熔融金属而取出固相状态的铸件的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，包括：
铸模，具有铸造空间和磁场发生装置容纳室，所述铸造空间具有在基本圆筒状的侧壁的中心侧的入口和出口，所述磁场发生装置容纳室形成在所述侧壁的内部，位于所述铸造空间的外侧，所述铸造空间容纳从所述入口供给的液相状态的所述熔融金属，通过在所述铸造空间的冷却，从所述出口排出固相状态的所述铸件；
搅拌装置，对应所述铸模设置的搅拌装置，包括电极部和磁场发生装置，所述电极部具有至少能够在所述铸造空间内的呈液相状态的所述熔融金属中流过电流的第一电极及第二电极，所述磁场发生装置具有用于对呈液相状态的所述熔融金属施加磁场的永久磁铁，所述磁场发生装置构成为容纳在所述铸模中的所述磁场发生装置容纳室中，朝向中心方向横向产生磁力线，使所述磁力线贯通所述铸模的侧壁的一部分而到达所述铸造空间，对所述熔融金属施加与所述电流交叉的横向磁力线。
附图说明
图1(a)是本发明的实施方式的整体结构图，(b)、(c)是其操作说明图。
图2(a)是沿图1的线II(a)-II(a)看到的平面说明图，(b)是外部铸模的底面说明图。
图3(a)是搅拌装置3中磁场发生装置31的平面说明图，(b)是该变形例的平面说明图。
图4(a)是搅拌装置3中磁场发生装置31的进一步不同的变形例的平面说明图，(b)是该变形例的平面说明图。
图5是本发明的不同实施方式的整体结构图。
图6是本发明的其他实施方式的整体结构图。
图7是本发明的进一步不同的实施方式的整体结构图。
图8(a)是本发明的又一实施方式的整体结构图，(b)是铸模的底面说明图，(c)是沿图8(a)的线VIII(c)-VIII(c)的截面图，(d)是磁场发生装置的平面说明图，(e)是盖的平面说明图。
图9(a)是本发明的又一实施方式的整体结构图，(b)是沿该线IX(b)-IX(b)的截面图，(c)是磁场发生装置的平面说明图。
图10是本发明的又一实施方式的整体结构图。
具体实施方式
为了深入理解本发明的实施方式，简单说明现有的连续铸造设备中以电为动力的电磁搅拌装置。
现有技术中，将非铁金属的熔融金属从称作中间包的熔融金属容纳箱中定量流出并浇注到下方的铸模中。在铸模内使用于冷却铸模的冷却水循环。由此，高温的熔融金属自接触铸模的瞬间，从外周侧(铸模侧)开始凝固。
由于位于铸模中央部的熔融金属远离冷却中的铸模壁，凝固当然比外周侧的熔融金属慢。因此，在铸模内，熔融金属变成液体(液相)状态的熔融金属与固体(固相)状态的铸件二者在通过界面连接的状态下同时存在。而且通常，如果熔融金属没有快速凝固，则变成固体的铸件(制品)中残留气体，使制品质量降低。因此，搅拌凝固前的熔融金属，促使脱气。为了搅拌，现有技术中使用以电为动力的电磁搅拌装置。
但是，如之前所描述的，如果使用这种电磁搅拌装置，存在各种难点。
为此，本发明中想要提供不采用以电为动力的该电磁搅拌装置，具有利用永久磁铁进行搅拌的搅拌装置的连续铸造用铸模装置。
本发明的实施方式进一步细节如下。
本发明的一实施方式的整体结构图示于图1(a)中。图2(a)是沿图1的线II(a)-II(a)看到的平面说明图，主要表示铸模2和搅拌装置3的一部分，图3(a)示出了搅拌装置3中磁场发生装置31的平面说明图。
从图1(a)可知，本发明的实施方式的装置大体具有供给Al、Cu、Zn或它们之中至少两种的合金或者Mg合金等导体(导电体)的非铁金属或者其他金属的熔融金属M的熔融金属供给装置1、容纳来自熔融金属供给装置1的熔融金属的铸模2以及搅拌铸模2中的熔融金属M的搅拌装置3。铸模2的中心侧形成包括入口2A(1)和出口2A(1)2的所谓铸造空间2A(1)。
上述熔融金属供给装置1包括容纳来自铸勺(未图示)等的熔融金属M的中间包(熔融金属容纳箱)1A。熔融金属M储存在中间包(熔融金属容纳箱)1A中，除去夹杂物，从下方的开口1B将熔融金属M以一定的供给速度提供给铸模2。图1中只示出了中间包(熔融金属容纳箱)1A。
所述铸模2在本实施方式中配置为制出圆柱状制品P(铸锭)。因此，该铸模2大致配置为双重结构的圆筒状(横截面为环状)。即，以嵌合的状态包括内侧由石墨(碳)等非导电材料(非导电耐火材料)构成的内部铸模21和外侧由铝或铜等导电材料(导电耐火材料)构成的外部铸模22。
如以下详细说明一样，在该外部铸模22的侧壁的内部以容纳状态安装有磁场发生装置31。而且，在制出棱柱状制品(铸板)的场合，技术构思也一样，以下说明的实施方式的技术思想可以直接适用。简单地说，只是对应作为制品的长方形铸板的配件形状改变了。
进一步，所述铸模2在外部铸模22的外侧包括水套23。
该水套23用于冷却流入内部铸模21中的熔融金属M。即，从未图示的入口让冷却水流入水套23内，在水套23中让冷却水循环，通过该冷却水冷却外部铸模22的外侧，从未图示的流出口排出冷却水。通过该水套23，熔融金属变得急速冷却。水套23可以采用各种公知结构，因此这里省略详细说明。
进一步，如此构成的铸模2中在圆周上以规定间隔设有后述的电极32A插入的多个电极插入孔2a，2a,…。该电极插入孔2a构成为朝向铸模2的中心侧向下倾斜。因此，即使熔融金属M进入铸模2的内部，只要熔融金属M的表面比电极插孔2a的上端开口低，也不用担心熔融金属M漏到外部。
如前所述，简单地说，对于所述铸模2的侧壁以内置状态设有所述搅拌装置3。该搅拌装置3包括永久磁铁式的磁场发生装置31以及一对的上部电极(正极)32A和下部电极(负极)32B。
特别是从图3(a)可以看出，所述磁场发生装置31构成为环状(框状)。可以将内周侧的整个周围磁化成N极，外周侧的整个周围磁化成S极。另外，可将内周侧、外周侧分别部分地，例如如图所示，将四处磁化成N极、S极。
从后述可以看出，该磁场发生装置31不一定必需为环状，可以是分开的状态，例如图8(d)所示，横截面可由圆弧状的多个永久磁铁片构成(图4)。如之前简单说明的，特别是从图1(a)可以看出，该磁场发生装置31安装在外部铸模22内。
更详细地，从图1(a)可以看出，外部铸模22在其侧壁具有下方为敞开口的横截面为环状的磁场发生装置容纳室22a。该磁场发生装置容纳室22a从图2(b)也可以看出。该图2(b)是从下面看外部铸模22的图。特别是从图1(a)可以看出，相同的横截面为环状的磁场发生装置31从下面可通过移动调节上下位置地容纳在该下方敞开的横截面为环状的磁场发生装置容纳室22中。即，磁场发生装置31通过未图示的所希望的方法，设为可以在磁场发生装置容纳室22a内调节高度。由此，从图1(a)可以看出，对应呈液相状态的熔融金属调节高度，如后述一样，能够更有效地搅拌熔融金属M。该磁场发生装置容纳室22a的下方的开口被环状盖22B封闭。该盖22B，如后述的图8(a)的盖22B所示，能够配置为具有用于将冷却水排放到外部的排水道22B(1)。
如前所述，该磁场发生装置31的四个地方，如图3(a)所示，被磁化并形成磁极对31a，31a，…。即，如果就磁极对31a，31a来看，环的内侧磁极被磁化成N极，外侧磁极被磁化成S极，从N极放出的磁力线ML朝向环中心，水平通过铸模2内部的熔融金属M。
磁化也与此相反。即，可以是内侧完全被磁化为某极，外侧完全被磁化为不同极。本发明的进一步特征之一在于，从图3(a)可以看出，多个磁极配置在环绕固化前的熔融金属M的周围的多个位置。由此，如后述一样，通过基于磁力线和电流的弗莱明定律的电磁力，均匀地搅拌熔融金属M，能够提高制品P的质量。因此，磁极数在图3(a)中为四个，但不限于该数，可为任意数。另外，如上所述，磁场发生装置31，无需配置为一个环状整体，可为如图8(d)所示的分成任意数的多个磁石体(磁石片)。
在图1(a)中，所述一对电极32A，32B之间通过熔融金属M及铸件(制品)P流通电流。电极32A可为一个，也可为多个，本实施方式中，为两个。所述电极32A构成为探针状。
各电极32A插入先前所述的探针插入孔2a中。即，所述电极32A自所述水套贯通所述铸模2(内部铸模21、外部铸模22)，内端露在所述内部铸模21中，接触导通内部的熔融金属M，外端暴露在水套23的外部。所述外端与供应可变直流电的电源装置34相连。该电源装置34如后所述也可以兼有交流电源的功能，并且，也可以有变频功能。所述电极32A不贯通铸模2的侧壁，在铸模2的上部开口的上方，其内端以从流入铸模2的熔融金属M的表面插入熔融金属M的状态进行支撑。电极32A也可以与石墨等内部铸模21电连接。
所述电极32A，可以采用任意数，可以将任意数的电极32A插入任意个所述电极插孔2a、2a、…中。
在图1(a)中，所述下部的电极32B设置为位置固定的状态。该电极32B构成为辊式。即，前端具有可旋转的辊32Ba。该辊32Ba处于与固相状态挤出的铸件(铸锭或铸板)的圆柱状制品P的外表面压接的状态，随着制品P向下延伸而旋转。即，制品P向下方挤出时，制品P保持与辊32Ba接触，一边使辊32Ba旋转，一边向图1的下方延伸。
因此，由电源装置34在所述一对电极32A、32B之间时间电压时，电流就会通过熔融金属M及制品P在一对电极32A、32B之间流通。如上所述，电源装置34构成为可以控制在一对电极32A、32B之间流通的电流量。由此，，可以与所述磁力线ML的关系选择可最有效地搅拌液相状态熔融金属M的电流。
以下，关于上述结构的装置的操作进行说明。
在图1(a)中，从中间包(熔融金属容纳箱)1A定量流出的熔融金属M进入铸模2的上部。铸模2通过水套23内的水循环被冷却，铸模2内的熔融金属M急速冷却凝固。但是，铸模2内的熔融金属M形成上部为液体(液相)，下部为固体(固相)的通过界面IT0邻接的两相结构。熔融金属M在通过铸模2的同时对应铸模形状(本实施方式中为圆柱状)成型，连续制成铸锭或铸板的制品P。
进而，从图1(a)等可以看出，在铸模2的侧壁内部，容纳有永久磁铁式磁场发生装置31，该磁场(磁力线ML)横向到达铸模2内的熔融金属M。在该状态下由电源装置34从上部的电极32A向下部的32B流过直流电时，电流从上部的电极32A流向下部的电极32B，通过铝等熔融金属(液相)M和制品(固相)P。此时，电流几乎直角横穿从永久磁铁式磁场发生装置31放出的磁力线ML，呈液相状态的熔融金属M按照弗莱明的左手定律产生旋转运动。如此，进行熔融金属M的搅拌，熔融金属M中含有的杂质、气体等上浮，积极进行所谓的脱气，从而提高制品(铸锭、铸板)P的质量。
现在，通过水套23等改变冷却能力的强弱时，熔融金属M的固化速度发生变化，熔融金属(液相)M和制品(固相)P的界面IT0随之上下变动。即，如果提高冷却能力，如图1(b)所示，界面IT0会上升与IT1一样。减弱冷却能力，如图1(c)所示，界面IT0会下降与IT2一样。进而，优选根据界面IT0、IT1、IT2的位置使磁场发生装置31上下移动来有效地搅拌熔融金属M。由此，能够可靠有效地搅拌熔融金属M而得到高质量的制品P。为此，根据这些的界面IT1、IT2的高度，如图1(b)、(c)所示，上下调节磁场发生装置31的高度，可以保持其位置。由此，如前所述，可以有效地搅拌熔融金属M。
也可以跟上述相反，使所述铸模2的双重结构为，内侧为导电材料，外侧为非导电材料。这种情况下，至少可使所述电极32A电接触内侧的导电材料。这种情况下，磁场发生装置容纳室22a也可设置于外侧的部件。
另外，可不将铸模2制成双重结构而制成单一结构。这种情况下，可仅以导电材料制作铸模2，使铸模2与所述电极32A电导通即可。其他的电极32B的结构可与前述相同。
另外相反，可以仅以非导电材料制作铸模2。这种情况下，如图1(a)所示，需要使电极32A贯通铸模2，从而使电极32A与铸模2内的熔融金属M电导通。
这些情况下，当然也可将磁场发生装置容纳室22a设置在单一结构的部件中。
也可以采用图3(b)的磁场发生装置31A代替图3(a)的磁场发生装置31。图3(b)的磁场发生装置31A与图3(a)的磁场发生装置31的磁化方向相反。两者功能上等同。
另外，也可以采用图4(a)、图4(b)的磁场发生装置31-2、31A-2代替图3(a)、图3(b)的磁场发生装置31、31A。图4(a)、图4(b)的磁场发生装置31-2、31A-2配置为在环状的支撑体(轭铁)SP的内侧固定多个棒状的永久磁铁PM。它们在功能上等同。
进一步，上述实施方式中，作为下部的电极32B示出了前端具有辊32Ba的电极，不一定需要具备辊32Ba。即使制品P连续被挤出，制品P也只要与电极32B保持电导通即可，从而可以采用各种结构。例如，作为电极32B使用规定长度的弹性材料，在图1中，例如使其弯曲成向上凸出或者向下凸出，通过恢复力将前端压接于所述铸件P，该状态下允许铸件P向下延伸即可。
根据上述说明的本发明的实施方式，得到如下效果。
本发明的实施方式中，搅拌即将凝固前的熔融金属M，对熔融金属M提供运动、震动等而实现脱气效果和组织的均匀化、细微化。
更详细地，本发明的实施方式中，由于可上下调节磁场发生装置31，所以能够可靠地搅拌熔融金属M，得到高质量的制品P。这是如前所述的本发明的特征之一，如本发明的实施方式，在容易成为高温、大型的装置且几乎没有空间的装置中，并且使外置于铸模的磁场发生装置31上下移动的构思本身对本领域技术人员来说并容易想到的构思，因此，铸模的内部容纳磁场发生装置并对其上下进行调节的本发明技术是本发明人独特的技术构思。
另外，本发明的实施方式中，将磁场发生装置31配置为在围绕熔融金属M周围的位置上的多个磁极或者围绕熔融金属M周围的环状磁石，由此能够以通过磁力线和电流按照弗莱明定律产生的电磁力均匀高效地搅拌熔融金属M，从而可得到高质量的制品P。即，本发明的实施方式中，按照该弗莱明定律最大限度地产生磁力线而能够有效地搅拌熔融金属M。而且熔融金属M随着该搅拌而旋转的轴线是沿图1(a)中制品P的中心轴的轴线。由此，通过使熔融金属M可靠地旋转驱动，能够得到高质量的制品P。
进一步，本发明的实施方式中，通过按照弗莱明定律产生的电磁力搅拌熔融金属M，所以熔融金属M中流过的小电流和从磁场发生装置31产生的磁场协同进行搅拌，与根据电弧焊接原理等断断续续流过大电流进行的熔化搅拌不同，可以期待稳定连续的可靠搅拌，可以得到噪音少且持续性高的装置。
显然，在以下说明的所有实施方式中能够得到以上效果。
而且，在以上的说明中，在电极32A、32B之间流过直流电，但也可以由电源装置34流通1到5Hz左右的低频交流电。这种情况下，基于与来自磁场发生装置31的磁场的关系，熔融金属M不旋转，而是根据其周期重复震动。通过该震动也可以从熔融金属M中去除杂质。该变形例能够适用于以下说明的所有实施方式。此时，作为电源装置34显然要采用具有变频功能的电源。
而且，目前行业中需要实现量产设备。考虑量产时，实现尽可能小的铸模是必不可少的。
这里，在现有技术的电磁式搅拌中，一次生产的铸锭或铸板数量可以对应数个的情况。但是现在要求能够同时生产超过100个的铸锭。该要求是现有技术的电磁搅拌装置无法解决的。
但是，本发明的装置中，作为磁场发生装置使用永久磁铁。因此，与流过大电流的电磁搅拌装置相比可以实现极其紧凑化。由此可知，可充分实现用于量产设备的铸模装置。另外，因为是永久磁铁，所以作为磁场发生装置可以得到具有不发热、省电、节能，低维护等效果的装置。
图5进一步示出了不同实施方式。
对该液相状态的熔融金属M流过更多电流，产生更大的电磁力而旋转驱动熔融金属M。
与图1(a)的实施方式的不同点在于铸模2A的结构。其他结构与图1(a)实质相同。因此，在此不再敖述。
即，该实施方式的铸模2A具有近似圆筒状的铸模主体2A1。该铸模主体2A1形成为在其内周面具有圆周状的槽2A1(a)。该槽的内面(周侧面及底面)形成绝缘膜2A2，该绝缘膜2A2上埋入与所述铸模主体2A1相同的导电材料而构成埋入层2A3。所述绝缘膜2A2与所述埋入层2A3构成绝缘层部分。该绝缘层部分形成于所述铸模的内表面的一部分，起到不允许来自所述铸模的所述电流流动的作用。
该绝缘层部分设置于铸模主体2A1的内表面的稍下方部分。
由此，几乎不允许电流从铸模主体2A1中的绝缘层部分，即与铸件P接触的部分流向铸件P。
进一步，铸模主体2A1的外周侧设有端子2A4。通过该端子2A4可以由所述电源装置34对铸模2A供电。
在如此构成的装置中，通过电源装置34向端子2A4和电极32B之间施加电压时，电流流过铸模主体2A1、熔融金属M和铸件P。此时，绝缘膜2A2和埋入层2A3中没有电流流过，所以熔融金属M中流动更大的电流，从而可得到更大的将要搅拌熔融金属M的所述电磁力。
图6进一步示出了其他实施方式。
该实施方式是图1(a)的实施方式的变形。
本实施方式与图1(a)的实施方式的不同之处在于图1(a)的上部的电极32A的配置方法。即，在本实施方式中，配置一个或多个电极32A0、32A0…，多个的情况下为环状配置，用铸模2A等(铸模2A及水套23)以外的任意构件支撑这些电极32A0，各32A0的下端部分处于插入熔融金属M的状态。由此，可以与铸模2a等无关地大自由度地进行电极32A0的下端部分插入所述熔融金属M中的插入量调节。进一步，当然，作为铸模2A等可以使用普通的铸模，无需对铸模2A等设置用于电极32A1的电极插入孔2a，可以防止其制造成本增加。
其他的结构与图1(a)的实施方式相同。
图7进一步示出了不同的实施方式。
该实施方式可以看作图6的实施方式的变形例。
图7的实施方式假定为在熔融金属M从上方的中间包(熔融金属容纳箱)1A向下方的铸模2A不断地连续注入的情况下可以工作的装置。即，假定为中间包(熔融金属容纳箱)1A内的熔融金属M和铸模2A内的熔融金属M连为一体的情况。
图6中将电极32A0插入了铸模2中的熔融金属M，而图7中，以上述情况为前提，通过任意构件支撑电极32A1以处于插入到中间包(熔融金属容纳箱)1A中的熔融金属M的状态。通过这样，可以获得与所述图7的实施方式中相同的优点。而且，可以与电极32A1无关地设定、调节中间包(熔融金属容纳箱)1A和铸模2A等之间的距离。
其他的结构与图6相同。
图8(a)～(d)、图9(a)～(c)、图10进一步分别示出了本发明的其他实施方式。
在这些实施方式中，对与先前说明的实施方式相同的部件赋予相同符号，并省略说明。
在这些实施方式中，不另外设置用于冷却的水套，在铸模2的侧壁，即外部铸模22的侧壁内部形成冷却室和磁场发生装置容纳室兼用的水流通室22a(2)，该水流通室22a(2)内容纳有可上下调节位置的作为永久磁铁的磁场发生装置31。
而且，图8(c)中所示磁场发生装置容纳空间(磁场发生装置容纳室)22a(2)可为应该分别逐个容纳图8(d)所示的规定间隔的多个永久磁铁片31A的相互间分开划分例如横截面为圆弧状的多个部分磁场发生装置容纳室。
首先，对图8(a)～(e)中所示实施方式的铸锭的制造装置进行说明。
即，从图8(a)可以看出，外部铸模22包括下方敞开的横截面为环状的水流通室22a(2)，用盖22B(1)密封该水流通室22a(2)。图8(b)是将盖22B(1)移除，从下面沿线VIII(b)-VIII(b)看到的内部铸模21和外部铸模22的图。该盖22B(1)构成铸模2的一部分。
从图8(a)可以看出，作为磁场发生装置容纳空间(容纳室)的环状水流通室22a(2)中可上下调节地容纳有横截面圆弧状的多个永久磁铁片31A、31A、…(图8(c))构成的磁场发生装置31。即，水流通室(冷却室)22a(2)兼有作为冷却水流通室和磁场发生装置容纳室的功能。这些永久磁铁片31A的平面图如图8(d)所示。各永久磁铁片31A例如内侧为N极，外侧为S极。也可以与之相反进行磁化。即，磁场发生装置31通过未图示的任意构件，可以调节高度地设置在水流通室22a(2)内。由此，如之前所述，可对应液相状态的熔融金属M调节高度，从而可以更有效的搅拌熔融金属M。
该水流通室22a(2)的下方的开口被所述环状的盖22B关闭。该盖22B的平面图如图8(e)所示。从该图8(e)和图8(a)可以看出，该盖22B(1)形成有多个冷却水的排水道22B(1)。从图8(a)和图8(e)可以看出，多个排水道22B(1)具有在盖22B的上面开口的多个入口22B(1)a1，盖22B的周侧面具有出口22B(1)a2。由此，水流通室22a(2)内的冷却水从多个入口22B(1)a1进入，从出口22B(1)a2流出并喷向制品P的外周使其冷却。即，冷却水从未图示的入口进入水流通室22a(2)，一边冷却一边在此循环，从所述排水道22B(1)呈喷射状态排出到外部。
以上说明的图8(a)～(e)的装置的操作与先前说明的实施方式相同，因此省略说明。
而且，以上说明的图8(a)～(e)的实施方式中，磁场发生装置31由多个永久磁铁片31A构成，但当然也可将其如图3(a)同样一体成形。还有，从图8(b)可以看出，作为磁场发生装置容纳空间的水流通室22a(2)构成为圆周状，但不必仅限于此形状，也可以构成为在周向上划分为多个横截面圆弧状的小室。只要各小室可以流通冷却水并且可以上下移动地容纳永久磁铁片31A即可。
该图8(a)～(e)的装置中，磁场发生装置31没有设置在铸模2的外侧，而是在铸模2(外部铸模22)设置空腔(水流通室22a(2))，在该空腔内容纳磁场发生装置31，因此可以得到下述特征。
-可以使用小型且小能力的永久磁铁作为磁场发生装置31。
即，如果磁场发生装置31外置于铸模，不可避免会使磁场发生装置31与熔融金属M的距离稍微变远。然而，本实施方式中，内置在铸模2中，所以磁场发生装置31与熔融金属的距离缩短，在拥有相同搅拌能力的情况下，可以使用更加小型且小能力的永久磁铁。
-可以大幅度改善操作性。
即，该装置运行时，由于要进行确认制品P的制品检查，应实施各种检测、非破坏性检查等的多个检查员必须位于该装置的周围，进行此类检测。然而，外置磁场发生装置的情况下，不可避免地变成大型且体积增大的装置，并且产生强大的磁场，因此，不可否认此检测作业难以实施。然而，该实施方式中，磁场发生装置31设于铸模2中，因此不仅不会体积增大而且射到外部的磁场强度也会变弱，各种检测会变得容易实施。
-可以大幅度提高生产率。
即，如上所述可以缩短检测等所需的时间，结果可以提高短时间内的制品P的制造速度。
-可以小型化。
即，磁场发生装置31为内置型，那部分作为整体的装置可提供为小型装置。
-设置场所可以省空间化。
即，与上述相同，但在看作制造相同制品P的装置的情况下，由于磁场发生装置31为内置型，因此作为整体的尺寸变小，可以设置在狭小场所，能够获得装置的有用性和灵活性。
从其他角度说明以上效果时，如下所述。
用本装置制造制品P时，装置的周围聚集有例如5、6位作业人员，不可避免地在短时间内实施高密度作业(监视、防止熔融金属泄露、监视、防止熔融金属喷出作业等)。这些作业在多个作业人员进行的情况下，与磁场发生装置31外置凸出相比，内置型的本实施方式的装置的作业性良好。即，装置的外观可为与不具有磁场发生装置31的现有技术的装置的尺寸相同，本实施方式的装置的现场使用状况极为良好。
另外，为使磁场能够可靠地作用于熔融金属M，磁场发生装置31尽可能离熔融金属M近会较好，对此，内置型可以实现。
磁场发生装置31外置的场合，必须考虑磁场对温度传感器等各种检测仪器的影响，内置型中这种影响会减少，对检测更有利。即，在制造铸锭或铸板等制品P时，为了维持制品的质量，在制品P的多个地方进行温度检测、管理等都是极为重要的课题。对于这种温度检测，本实施方式极为有利。
用本实施方式的内置型来代替外置的磁场发生装置时，作为向熔融金属施加相同的磁场，可以小型化，可在重量、体积上同时变小，可使装置的使用状况良好。即，本装置的各部件为消耗品，每经过一定运转时间后需要适当更换。然而，磁场发生装置31等可以小型轻质化，所以可极容易进行更换作业等。
利用本实施方式的装置的作业由于是所谓700℃左右的高温作业，所以对作业人员来说是极度危险的作业。然而，可以使用磁场发生装置31为小型且磁场强度也低的装置。于是，进行本装置的调整、维护等工具通常带有铁制的强磁体，且安全靴等也是铁制的，但向外放射的磁场发生装置31的磁场稍微变弱时，也可保证安全员、作业人员、检测人员的安全性。
显然，图8(a)～(e)相关的上述效果也适用图1等装置以及以下说明的图9(a)～(c)、图10的制造铸板的装置。
图9(a)-(c)是制造铸板的装置，相对于圆形铸锭，除了铸板为长方形，基本的技术想法相同。因此，相同部件赋予相同符号并省略说明。
不同点如下所述。
铸板制品P的重量明显重。因此，铸锭可以横拉，但铸板只能垂直取出。因此，准备了台座51，放到该台座51上以向下慢慢拉的状态取出制品P。该台座51中埋有下方的电极32B。磁场发生装置31如图9(b)、(c)所示。图9(b)为沿着图9(a)的线IX(b)-IX(b)的截面图，图9(c)为磁场发生装置31的平面图。这里，磁场发生装置31使用了四个永久磁铁片31A，形成相对的两组，用任何一组都可以。
图10是图9(a)的变形例。
该图10中，一对电极32A、32B以插入熔融金属M的状态使用。本发明者通过实验确认了这样使用电极32A、32B也可以搅拌熔融金属M。即，如图10所示，即使用一对电极32A、32B，来自磁场发生装置31的磁力线和一对电极32A、32B之间流动的电流在熔融金属M中采取各种路径流动，根据弗莱明定律产生电磁力。

Claims (20)

1.一种具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，为容纳导电材料呈液相状态的熔融金属，通过冷却所述熔融金属而取出固相状态的铸件的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，包括：
铸模，具有铸造空间和磁场发生装置容纳室，所述铸造空间具有在基本圆筒状的侧壁的中心侧的入口和出口，所述磁场发生装置容纳室形成在所述侧壁的内部，位于所述铸造空间的外侧，所述铸造空间容纳从所述入口供给的液相状态的所述熔融金属，通过在所述铸造空间的冷却，从所述出口排出固相状态的所述铸件；
搅拌装置，对应所述铸模设置的搅拌装置，包括电极部和磁场发生装置，所述电极部具有至少能够在所述铸造空间内的呈液相状态的所述熔融金属中流过电流的第一电极及第二电极，所述磁场发生装置具有用于对呈液相状态的所述熔融金属施加磁场的永久磁铁，所述磁场发生装置构成为容纳在所述铸模中的所述磁场发生装置容纳室中，朝向中心方向横向产生磁力线，使所述磁力线贯通所述铸模的侧壁的一部分而到达所述铸造空间，对所述熔融金属施加与所述电流交叉的横向磁力线。
2.根据权利要求1所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，磁场发生装置容纳室形成在所述铸模的侧壁的内部且形成在所述铸造空间的外周位置。
3.根据权利要求1或2所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，磁场发生装置容纳室在所述铸模的侧壁的内部形成有下方敞开的开口。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，所述铸模的外侧设置有冷却构件。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，所述磁场发生装置容纳室的所述开口被盖封闭，从而所述磁场发生装置容纳室构成为同时具备允许冷却水流通的冷却室的功能。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，所述磁场发生装置设置为在所述磁场发生装置容纳室内根据所述铸造空间内的液相状态的熔融金属与固相状态的制品的界面位置能够上下调节位置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，将所述磁场发生装置容纳室内流动的冷却水喷向所述制品的排水道形成在所述铸模内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，所述磁场发生装置容纳室的横截面形成为框状，以围绕所述铸造空间的整个周围。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，所述磁场发生装置容纳室构成为包括分别划分的多个独立的部分磁场发生装置容纳室，每个所述部分磁场发生装置容纳室形成为围绕所述铸造空间的整个周围的一部分。
10.根据权利要求8中所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，所述磁场发生装置的横截面构成为框状，所述磁场发生装置的内周侧磁化为第一极，外周侧磁化为第二极。
11.根据权利要求8中所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，所述磁场发生装置包括横截面为框状的支撑体和在所述支撑体的内部以规定间隔安装的多个永久磁铁片，每个所述永久磁铁体的内面侧和外面侧分别被磁化。
12.根据权利要求8中所述的熔炉系统，其特征在于，所述磁场发生装置包括多个永久磁铁片，所述多个永久磁铁片以规定间隔容纳在所述磁场发生装置容纳室内。
13.根据权利要求9中所述的熔炉系统，其特征在于，所述磁场发生装置包括多个永久磁铁片，所述多个永久磁铁片分别容纳在所述部分磁场发生装置容纳室内。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，所述第一电极设置为与所述铸模中的液相状态的熔融金属、与该熔融金属电导通的熔融金属、或其他部件能够电导通，所述第二电极设置为与从所述铸模中取出的固相状态的制品或者与所述制品能够电导通。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极都设置为与所述铸模中的液相状态的熔融金属能够电导通。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极与使直流电流过所述第一电极和所述第二电极之间的电源装置连接。
17.根据权利要求1至15中任一项所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极与使交流电流过所述第一电极和所述第二电极之间的电源装置连接。
18.根据权利要求17中所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，所述电源装置具有变频功能。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，所述铸模构成为由非导电材料制成的单一结构，由导电材料制成的单一结构，或者由非导电材料和导电材料制成的双重结构。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的具有搅拌装置的连续铸造用铸模装置，其特征在于，所述第二电极在前端具有辊，所述辊构成为在取出前通过与所述铸件的外面接触而能够旋转。
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