JP2000176608A - 連続鋳造用の鋳型 - Google Patents
連続鋳造用の鋳型Info
- Publication number
- JP2000176608A JP2000176608A JP10361426A JP36142698A JP2000176608A JP 2000176608 A JP2000176608 A JP 2000176608A JP 10361426 A JP10361426 A JP 10361426A JP 36142698 A JP36142698 A JP 36142698A JP 2000176608 A JP2000176608 A JP 2000176608A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- electromagnetic stirring
- continuous casting
- driving direction
- electric resistance
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁的に攪拌可能な金属の溶湯を対象にした
連続鋳造において生じる鋳型表面の渦電流を軽減し、投
入した電力がより有効に攪拌に役立つような連続鋳造用
の鋳型を提供すること。 【解決手段】 銅製の中空な筒状体であってその内部が
冷却水の通路を形成する鋳型本体の内部に、電磁攪拌用
のコイルおよび鉄心を配置してなる連続鋳造用の鋳型に
おいて、筒状の鋳型本体の内側部分に、電磁攪拌の駆動
方向により、 Ａ）駆動方向が横方向である場合は、横方向に、 Ｂ）駆動方向が縦方向である場合は、縦方向に、 １層または複数層の、電気抵抗が高い材料の層を設けた
鋳型。
連続鋳造において生じる鋳型表面の渦電流を軽減し、投
入した電力がより有効に攪拌に役立つような連続鋳造用
の鋳型を提供すること。 【解決手段】 銅製の中空な筒状体であってその内部が
冷却水の通路を形成する鋳型本体の内部に、電磁攪拌用
のコイルおよび鉄心を配置してなる連続鋳造用の鋳型に
おいて、筒状の鋳型本体の内側部分に、電磁攪拌の駆動
方向により、 Ａ）駆動方向が横方向である場合は、横方向に、 Ｂ）駆動方向が縦方向である場合は、縦方向に、 １層または複数層の、電気抵抗が高い材料の層を設けた
鋳型。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼をはじめとする
金属の連続鋳造において、溶湯の電磁攪拌を伴う鋳造に
使用する鋳型の改良に関する。
金属の連続鋳造において、溶湯の電磁攪拌を伴う鋳造に
使用する鋳型の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属の連続鋳造においては、偏析をでき
るだけ押さえるため、多くの場合、水冷鋳型に注入され
た溶湯に電磁力を加えて、攪拌を行なっている。この電
磁攪拌は、通常、銅製の中空な筒形をした鋳型本体内部
を冷却水の流路とし、そこへ電磁攪拌コイルおよび鉄心
を配置して、低周波の電流を流して行なう。ところが、
電磁攪拌コイルと金属溶湯との間にある銅製の鋳型に渦
電流が発生するため、投入した電力のうち一部は熱とし
て消費されてしまい、攪拌には役立たないばかりでな
く、冷却水で除去すべき熱量を増大する結果となり、冷
却の負担を増す。
るだけ押さえるため、多くの場合、水冷鋳型に注入され
た溶湯に電磁力を加えて、攪拌を行なっている。この電
磁攪拌は、通常、銅製の中空な筒形をした鋳型本体内部
を冷却水の流路とし、そこへ電磁攪拌コイルおよび鉄心
を配置して、低周波の電流を流して行なう。ところが、
電磁攪拌コイルと金属溶湯との間にある銅製の鋳型に渦
電流が発生するため、投入した電力のうち一部は熱とし
て消費されてしまい、攪拌には役立たないばかりでな
く、冷却水で除去すべき熱量を増大する結果となり、冷
却の負担を増す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電磁
攪拌を伴う連続鋳造において避けられない問題である鋳
型表面の渦電流を軽減し、投入した電力がより有効に攪
拌に役立つような連続鋳造用の鋳型を提供することにあ
る。
攪拌を伴う連続鋳造において避けられない問題である鋳
型表面の渦電流を軽減し、投入した電力がより有効に攪
拌に役立つような連続鋳造用の鋳型を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の連続鋳造用の鋳
型は、図１に構造を示すように、銅製の中空な筒状体で
あってその内部が冷却水の通路（２）を形成する鋳型本
体（１）の内部に、電磁攪拌用のコイル（３）および鉄
心（４）を配置してなる、電磁的に攪拌可能な金属の溶
湯を連続鋳造するための鋳型において、筒状の鋳型本体
の内側部分に、電磁攪拌の駆動方向に従って、 Ａ）駆動方向が横方向である場合は、横方向に、 Ｂ）駆動方向が縦方向である場合は、縦方向に、 １枚または複数枚の（図示した例では横方向に３枚）、
電気抵抗が高い材料の層（５）を設けたとことを特徴と
する。符号（６）は、純銅製の部分である。
型は、図１に構造を示すように、銅製の中空な筒状体で
あってその内部が冷却水の通路（２）を形成する鋳型本
体（１）の内部に、電磁攪拌用のコイル（３）および鉄
心（４）を配置してなる、電磁的に攪拌可能な金属の溶
湯を連続鋳造するための鋳型において、筒状の鋳型本体
の内側部分に、電磁攪拌の駆動方向に従って、 Ａ）駆動方向が横方向である場合は、横方向に、 Ｂ）駆動方向が縦方向である場合は、縦方向に、 １枚または複数枚の（図示した例では横方向に３枚）、
電気抵抗が高い材料の層（５）を設けたとことを特徴と
する。符号（６）は、純銅製の部分である。
【０００５】上記の構成により、鋳型の内側部分に生じ
る渦電流が、電気抵抗が高い層により分断されて流れ難
くなる。その結果、熱に変わって消費される電力の割合
が減少し、攪拌に有効に利用される。
る渦電流が、電気抵抗が高い層により分断されて流れ難
くなる。その結果、熱に変わって消費される電力の割合
が減少し、攪拌に有効に利用される。
【０００６】
【発明の実施の形態】電気抵抗が高い材料として、ＩＡ
ＣＳ価すなわち純銅の電気伝導度に対するその金属の電
気伝導度が５％以下のものが効果的である。渦電流の遮
断という意図した効果から見れば、この層の電気抵抗は
高いほど好ましいが、一方で、水冷鋳型は熱伝導性が高
いことが要求されるから、極端に電気抵抗の高い材料を
使うことはできない。周知のとおり、熱伝導性が高い材
料は電気伝導性も高いのが通常である。電気抵抗が高い
材料として、リン青銅が知られているが、この材料は熱
伝導度も低いから、あまり有利ではない。本発明にとっ
ては、「高電気抵抗銅合金」として知られているＣｕ−
Ｍｎ−Ｚｎ合金が好適である。
ＣＳ価すなわち純銅の電気伝導度に対するその金属の電
気伝導度が５％以下のものが効果的である。渦電流の遮
断という意図した効果から見れば、この層の電気抵抗は
高いほど好ましいが、一方で、水冷鋳型は熱伝導性が高
いことが要求されるから、極端に電気抵抗の高い材料を
使うことはできない。周知のとおり、熱伝導性が高い材
料は電気伝導性も高いのが通常である。電気抵抗が高い
材料として、リン青銅が知られているが、この材料は熱
伝導度も低いから、あまり有利ではない。本発明にとっ
ては、「高電気抵抗銅合金」として知られているＣｕ−
Ｍｎ−Ｚｎ合金が好適である。
【０００７】鋳型本体の製造方法は任意であるが、純銅
製の部分と高電気抵抗性の合金の部分とをそれぞれ用意
し、積み重ねて高温に加熱し加圧する、ホットプレスで
積層部分を用意し、別に用意したそれ以外の部分と溶接
により接合するといった手法が好都合である。必要によ
り、ＨＩＰ処理や機械加工を組み合わせるとよい。
製の部分と高電気抵抗性の合金の部分とをそれぞれ用意
し、積み重ねて高温に加熱し加圧する、ホットプレスで
積層部分を用意し、別に用意したそれ以外の部分と溶接
により接合するといった手法が好都合である。必要によ
り、ＨＩＰ処理や機械加工を組み合わせるとよい。
【０００８】電気抵抗が高い材料の層は、渦電流を遮断
するという観点からは厚い方が有利であるが、鋳型の熱
伝導度を高く保つ必要があることは上述のとおりであ
り、あまり厚くすることはできない。通常、０．３〜１
ｍｍ程度が適当である。層の数は多いほど渦電流の分断
に効果があるが、多くすると鋳型製造の手数がかかるか
ら、３〜５層程度が有利である。層を設ける位置は、鋳
型の内側全面に必要ではなく、渦電流が発生しやすい中
央部付近を選ぶのが賢明である。
するという観点からは厚い方が有利であるが、鋳型の熱
伝導度を高く保つ必要があることは上述のとおりであ
り、あまり厚くすることはできない。通常、０．３〜１
ｍｍ程度が適当である。層の数は多いほど渦電流の分断
に効果があるが、多くすると鋳型製造の手数がかかるか
ら、３〜５層程度が有利である。層を設ける位置は、鋳
型の内側全面に必要ではなく、渦電流が発生しやすい中
央部付近を選ぶのが賢明である。
【０００９】筒状の鋳型本体の内側に設けた電気抵抗が
高い材料の層が、その層を横切る方向において占める割
合は、通常、１〜１０％が適当である。少なくとも１％
程度は高抵抗の層がないと、本発明で意図した効果は得
られない。一方、上述した、水冷鋳型は熱伝導性が高く
なければならないという制約から、１０％を超えて高抵
抗の層を置くことはできない。
高い材料の層が、その層を横切る方向において占める割
合は、通常、１〜１０％が適当である。少なくとも１％
程度は高抵抗の層がないと、本発明で意図した効果は得
られない。一方、上述した、水冷鋳型は熱伝導性が高く
なければならないという制約から、１０％を超えて高抵
抗の層を置くことはできない。
【００１０】
【実施例】図１に示した構造の水冷鋳型を製造した。鋳
型の内法すなわち鋳片断面の寸法は１００×１００mmの
正方形であり、鋳型の高さは６００mmである。高電気抵
抗の材料として前記Ｃｕ−Ｍｎ−Ｚｎ合金を使用し、そ
の厚さ０．５mmの板を３枚、間に純銅の高さ３０mmの板
をはさんで積層し、加熱加圧して一体化することにより
鋳型の内側部分を形成した。鋳型の他の部分は、純銅製
である。高抵抗の層は、鋳型の上端から３００〜３６０
mmの位置にある。電磁攪拌コイルは、内寸２００×２０
０mm、外寸４００×４００mm、高さ２００mmであって、
コイル上端が鋳型上端から２００mmのところに位置する
ようにとりつけた。
型の内法すなわち鋳片断面の寸法は１００×１００mmの
正方形であり、鋳型の高さは６００mmである。高電気抵
抗の材料として前記Ｃｕ−Ｍｎ−Ｚｎ合金を使用し、そ
の厚さ０．５mmの板を３枚、間に純銅の高さ３０mmの板
をはさんで積層し、加熱加圧して一体化することにより
鋳型の内側部分を形成した。鋳型の他の部分は、純銅製
である。高抵抗の層は、鋳型の上端から３００〜３６０
mmの位置にある。電磁攪拌コイルは、内寸２００×２０
０mm、外寸４００×４００mm、高さ２００mmであって、
コイル上端が鋳型上端から２００mmのところに位置する
ようにとりつけた。
【００１１】上記の鋳型を小型連続鋳造試験機に取り付
け、錫−鉛合金（融点１８０℃）を対象に連続鋳造を実
施した。溶解鋳造量は１００kg、鋳造長さは約１０００
mmである。鋳造は、モールドパウダーとしてステアリン
酸を使用し、鋳型振動±５mm、６０回／分、引抜速度
０．２ｍ／分の条件で行なった。
け、錫−鉛合金（融点１８０℃）を対象に連続鋳造を実
施した。溶解鋳造量は１００kg、鋳造長さは約１０００
mmである。鋳造は、モールドパウダーとしてステアリン
酸を使用し、鋳型振動±５mm、６０回／分、引抜速度
０．２ｍ／分の条件で行なった。
【００１２】電磁攪拌には、周波数５Hzの極低周波電流
を使用して、２０ｋWの電力を投入した。冷却水の温度
上昇を測定して、投入電力の効率を算出した。全体を純
銅で製造した鋳型を使用して、同じ条件の連続鋳造を行
なった場合と比較して、電磁攪拌用に投入した電力のう
ち熱として消費される量は、渦電流の軽減により、２０
％から１５％に低下した。
を使用して、２０ｋWの電力を投入した。冷却水の温度
上昇を測定して、投入電力の効率を算出した。全体を純
銅で製造した鋳型を使用して、同じ条件の連続鋳造を行
なった場合と比較して、電磁攪拌用に投入した電力のう
ち熱として消費される量は、渦電流の軽減により、２０
％から１５％に低下した。
【００１３】
【発明の効果】本発明の鋳型を使用して、溶湯の電磁攪
拌を伴う金属の連続鋳造を行なえば、鋳型の内側部分で
発生する渦電流が高電気抵抗の層により遮断されて弱め
られるため、電磁攪拌のために投入した電力のうち熱に
化して浪費される割合が減少する。その結果、同じ投入
電力であれば攪拌力が増し、同じ攪拌力で足りるのであ
れば投入電力が少なくて済み、よりよい製品が製造でき
るか、原単位が向上するか、まはたその両方の利益が得
られる。鋳型の冷却水の冷却負荷も減少し、コストの低
減に寄与する。
拌を伴う金属の連続鋳造を行なえば、鋳型の内側部分で
発生する渦電流が高電気抵抗の層により遮断されて弱め
られるため、電磁攪拌のために投入した電力のうち熱に
化して浪費される割合が減少する。その結果、同じ投入
電力であれば攪拌力が増し、同じ攪拌力で足りるのであ
れば投入電力が少なくて済み、よりよい製品が製造でき
るか、原単位が向上するか、まはたその両方の利益が得
られる。鋳型の冷却水の冷却負荷も減少し、コストの低
減に寄与する。
【図１】 本発明の連続鋳造用の鋳型の一例について、
その構造を示すため内部をあらわした斜視図。
その構造を示すため内部をあらわした斜視図。
１ 鋳型本体 ２ 冷却水の通路 ３ 電磁攪拌用のコイル ４ 電磁攪拌用の鉄心 ５ 電気抵抗が高い材料の層 ６ 純銅製の部分
Claims (3)
- 【請求項１】 銅製の中空な筒状体であってその内部が
冷却水の通路を形成する鋳型本体の内部に、電磁攪拌用
のコイルおよび鉄心を配置してなる、電磁的に攪拌可能
な金属の溶湯を連続鋳造するための鋳型において、筒状
の鋳型本体の内側部分に、電磁攪拌の駆動方向に従っ
て、 Ａ）駆動方向が横方向である場合は、横方向に、 Ｂ）駆動方向が縦方向である場合は、縦方向に、 １枚または複数枚の、電気抵抗が高い材料の層を設けた
とことを特徴とする連続鋳造用の鋳型。 - 【請求項２】 電気抵抗が高い材料として、ＩＡＣＳ価
が５％以下の高電気抵抗銅合金を使用した請求項１の連
続鋳造用の鋳型。 - 【請求項３】 筒状の鋳型本体の内側に設けた電気抵抗
が高い材料の層が、その層を横切る方向において１〜１
０％を占める請求項１の連続鋳造用の鋳型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10361426A JP2000176608A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 連続鋳造用の鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10361426A JP2000176608A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 連続鋳造用の鋳型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000176608A true JP2000176608A (ja) | 2000-06-27 |
Family
ID=18473531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10361426A Pending JP2000176608A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 連続鋳造用の鋳型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000176608A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006041203A1 (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Nippon Steel Corporation | 電磁攪拌コイル |
| CN100450668C (zh) * | 2006-07-07 | 2009-01-14 | 湖南中科电气股份有限公司 | 高磁场板坯二冷区电磁搅拌辊 |
-
1998
- 1998-12-18 JP JP10361426A patent/JP2000176608A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006041203A1 (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Nippon Steel Corporation | 電磁攪拌コイル |
| JP2006110598A (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Nippon Steel Corp | 電磁攪拌コイル |
| KR100918323B1 (ko) * | 2004-10-15 | 2009-09-22 | 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 | 전자기 교반 코일 |
| JP4519600B2 (ja) * | 2004-10-15 | 2010-08-04 | 新日本製鐵株式会社 | 電磁攪拌コイル |
| US8047265B2 (en) | 2004-10-15 | 2011-11-01 | Nippon Steel Corporation | Electromagnetic stirrer coil |
| CN100450668C (zh) * | 2006-07-07 | 2009-01-14 | 湖南中科电气股份有限公司 | 高磁场板坯二冷区电磁搅拌辊 |
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