JP2000176609A - 連続鋳造に使用する鋳型 - Google Patents
連続鋳造に使用する鋳型Info
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- JP2000176609A JP2000176609A JP10361427A JP36142798A JP2000176609A JP 2000176609 A JP2000176609 A JP 2000176609A JP 10361427 A JP10361427 A JP 10361427A JP 36142798 A JP36142798 A JP 36142798A JP 2000176609 A JP2000176609 A JP 2000176609A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁的にブレーキ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とともに、
鋳型から電磁ブレーキへの反力を軽減した、連続鋳造に
使用する鋳型を提供すること。 【解決手段】 長方形の断面を有する銅製の筒状体から
なり、冷却手段を備えた鋳型本体と、この長方形の長辺
に近接して別に設けた一対の箱の中に、電磁ブレーキ用
のコイルおよび鉄心を配置し、冷却手段を備えてなる電
磁ブレーキとを本質的な構成要素とする、電磁ブレーキ
を伴う金属の連続鋳造に使用する鋳型において、鋳型本
体の長辺に、横方向に走る一枚または複数枚の、電気抵
抗が高い材料の層を設けたことを特徴とする連続鋳造に
使用する鋳型。
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とともに、
鋳型から電磁ブレーキへの反力を軽減した、連続鋳造に
使用する鋳型を提供すること。 【解決手段】 長方形の断面を有する銅製の筒状体から
なり、冷却手段を備えた鋳型本体と、この長方形の長辺
に近接して別に設けた一対の箱の中に、電磁ブレーキ用
のコイルおよび鉄心を配置し、冷却手段を備えてなる電
磁ブレーキとを本質的な構成要素とする、電磁ブレーキ
を伴う金属の連続鋳造に使用する鋳型において、鋳型本
体の長辺に、横方向に走る一枚または複数枚の、電気抵
抗が高い材料の層を設けたことを特徴とする連続鋳造に
使用する鋳型。
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、溶湯に対する電磁ブレーキを
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、溶湯に対する電磁ブレーキを
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、たとえば鋼のスラブの
連続鋳造においては、ノズルから鋳型内に流出した溶湯
の流れをできるだけ緩やかにして、その中に含まれる介
在物の浮上分離を促すため、多くの場合、水冷鋳型に注
入された溶湯に電磁力を加えるブレーキングを行なって
いる。この電磁ブレーキは、通常、銅製で長方形のスラ
ブ断面をもった鋳型本体の長辺に近接して、別に一対の
箱を設け、その中に、電磁ブレーキ用のコイルおよび鉄
心を配置し、冷却手段を備えてなる電磁ブレーキを使用
して行なう。
連続鋳造においては、ノズルから鋳型内に流出した溶湯
の流れをできるだけ緩やかにして、その中に含まれる介
在物の浮上分離を促すため、多くの場合、水冷鋳型に注
入された溶湯に電磁力を加えるブレーキングを行なって
いる。この電磁ブレーキは、通常、銅製で長方形のスラ
ブ断面をもった鋳型本体の長辺に近接して、別に一対の
箱を設け、その中に、電磁ブレーキ用のコイルおよび鉄
心を配置し、冷却手段を備えてなる電磁ブレーキを使用
して行なう。
【０００３】電磁ブレーキに流す電流は直流であるが、
鋳片の引き抜きを容易にするため鋳型本体には常に振動
を与えているので、鋳型本体と電磁ブレーキとの間の相
対運動により、鋳型本体に渦電流が発生する。そのた
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、ブレーキのため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。鋳型が電磁ブレーキの鉄心に対して与える反力
も、無視できない大きさである。
鋳片の引き抜きを容易にするため鋳型本体には常に振動
を与えているので、鋳型本体と電磁ブレーキとの間の相
対運動により、鋳型本体に渦電流が発生する。そのた
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、ブレーキのため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。鋳型が電磁ブレーキの鉄心に対して与える反力
も、無視できない大きさである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電磁
ブレーキ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
にブレーキに役立つとともに、鋳型が電磁ブレーキに及
ぼす反力が軽減された、連続鋳造に使用する鋳型を提供
することにある。
ブレーキ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
にブレーキに役立つとともに、鋳型が電磁ブレーキに及
ぼす反力が軽減された、連続鋳造に使用する鋳型を提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の連続鋳造に使用
する鋳型は、図１に断面構造を示すように、代表的には
長方形の断面をもつ銅製の筒状体であって、冷却手段
（図示してない）を備えた鋳型本体（１）、および、鋳
型本体を挟んで、それが長方形であればその長辺に、近
接して配置した、電磁ブレーキ用のコイル（３）と鉄心
（４）とからなる電磁ブレーキの一対を本質的な構成要
素とする、電磁ブレーキを伴う金属の連続鋳造に使用す
る鋳型において、鋳型本体に、図示した例では長方形の
鋳型本体の長辺（１１）に、横方向に走る一枚または複
数枚の、電気抵抗が高い材料の層（５）を設けたことを
特徴とする。符号（６）は、純銅製の部分を示す。符号
（１２）は、鋳型本体の短辺である。ここで「長方形」
の語は、正方形を包含する意味に使用している。隅が丸
みを帯びた断面出会ってもよい。
する鋳型は、図１に断面構造を示すように、代表的には
長方形の断面をもつ銅製の筒状体であって、冷却手段
（図示してない）を備えた鋳型本体（１）、および、鋳
型本体を挟んで、それが長方形であればその長辺に、近
接して配置した、電磁ブレーキ用のコイル（３）と鉄心
（４）とからなる電磁ブレーキの一対を本質的な構成要
素とする、電磁ブレーキを伴う金属の連続鋳造に使用す
る鋳型において、鋳型本体に、図示した例では長方形の
鋳型本体の長辺（１１）に、横方向に走る一枚または複
数枚の、電気抵抗が高い材料の層（５）を設けたことを
特徴とする。符号（６）は、純銅製の部分を示す。符号
（１２）は、鋳型本体の短辺である。ここで「長方形」
の語は、正方形を包含する意味に使用している。隅が丸
みを帯びた断面出会ってもよい。
【０００６】電磁ブレーキは、必要により、そして通常
は、図１に示したように、対を構成するそれぞれを密閉
した箱（２）に収め、内部に冷却媒体を流したり、真空
にしたりして、コイル（３）および鉄心（４）を高温か
ら保護する。
は、図１に示したように、対を構成するそれぞれを密閉
した箱（２）に収め、内部に冷却媒体を流したり、真空
にしたりして、コイル（３）および鉄心（４）を高温か
ら保護する。
【０００７】上記の構成により、鋳型本体の長辺部分に
生じる渦電流が、電気抵抗が高い材料の層（５）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、ブレーキに有効に利用さ
れる。それとともに、鋳型本体が電磁ブレーキに与える
反力も小さくなる。
生じる渦電流が、電気抵抗が高い材料の層（５）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、ブレーキに有効に利用さ
れる。それとともに、鋳型本体が電磁ブレーキに与える
反力も小さくなる。
【０００８】
【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。
【０００９】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。
【００１０】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位
置、すなわち電磁ブレーキの上下のＳ／Ｎ磁極が対向す
る付近か、またはそれらの中間部分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位
置、すなわち電磁ブレーキの上下のＳ／Ｎ磁極が対向す
る付近か、またはそれらの中間部分を選ぶのが賢明であ
る。
【００１１】鋳型本体の長辺部分に設けた電気抵抗が高
い材料の層が、鋳型の縦方向つまり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。
い材料の層が、鋳型の縦方向つまり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。
【００１２】
【実施例】図１に示した構造から電磁ブレーキを囲む箱
を取り除いた構造の、電磁ブレーキを伴う連続鋳造に使
用する鋳型を製造した。鋳型の内法すなわちスラブ状の
鋳片の断面の寸法は２００×８００mmの長方形であり、
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長辺部分
を形成した。長辺のそれ以外の部分および短辺部分は、
純銅製である。高抵抗の層は、鋳型の上端から３００〜
３６０mmの位置にある。電磁ブレーキのコイルは、鉄心
を中にした高さが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配置した。
を取り除いた構造の、電磁ブレーキを伴う連続鋳造に使
用する鋳型を製造した。鋳型の内法すなわちスラブ状の
鋳片の断面の寸法は２００×８００mmの長方形であり、
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長辺部分
を形成した。長辺のそれ以外の部分および短辺部分は、
純銅製である。高抵抗の層は、鋳型の上端から３００〜
３６０mmの位置にある。電磁ブレーキのコイルは、鉄心
を中にした高さが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配置した。
【００１３】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６００mm
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６００mm
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。
【００１４】電磁ブレーキには、直流電流を使用して、
４５ｋW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
比較した。電磁ブレーキ用に一定の電力を投入したと
き、そのうちの熱として消費される量は、渦電流の軽減
により、３２％から２６％に低下した。
４５ｋW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
比較した。電磁ブレーキ用に一定の電力を投入したと
き、そのうちの熱として消費される量は、渦電流の軽減
により、３２％から２６％に低下した。
【００１５】
【発明の効果】本発明の鋳型を使用して、溶湯の電磁ブ
レーキを伴う金属の連続鋳造を行なえば、鋳型に発生す
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、電磁ブレーキ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
電力であればブレーキ力が増し、同じブレーキ力で足り
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。
レーキを伴う金属の連続鋳造を行なえば、鋳型に発生す
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、電磁ブレーキ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
電力であればブレーキ力が増し、同じブレーキ力で足り
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。
【００１６】渦電流が弱められる結果、鋳型が電磁ブレ
ーキの鉄心に対して与える反力も弱まる。このことは、
電磁ブレーキの磁石の固定が簡易なやり方で足りること
を意味し、鋳造装置全体の建設および保守を用意にす
る。
ーキの鉄心に対して与える反力も弱まる。このことは、
電磁ブレーキの磁石の固定が簡易なやり方で足りること
を意味し、鋳造装置全体の建設および保守を用意にす
る。
【００１７】発明の説明はスラブの連続鋳造に関するも
のを中心としたが、鋳型サイズとしてはスラブに限ら
ず、ビレット、ブルームに対しても本発明は適用でき
る。鋳型の形状も、長方形、正方形、さらには円形も可
能である。
のを中心としたが、鋳型サイズとしてはスラブに限ら
ず、ビレット、ブルームに対しても本発明は適用でき
る。鋳型の形状も、長方形、正方形、さらには円形も可
能である。
【図１】 本発明の連続鋳造に使用する鋳型の一例につ
いて、その構造を示すため、ほぼ中央の断面をあらわし
た斜視図。
いて、その構造を示すため、ほぼ中央の断面をあらわし
た斜視図。
１ 鋳型本体 ２ 電磁ブレーキのケース ３ 電磁ブレーキのコイル ４ 電磁ブレーキの鉄心 ５ 電気抵抗が高い材料の層 ６ 純銅製の部分
Claims (4)
- 【請求項１】 銅製の筒状体からなり、冷却手段を備え
た鋳型本体と、この筒状体を挟んで近接して設けた、電
磁ブレーキ用のコイルおよび鉄心からなる電磁ブレーキ
の一対とを本質的な構成要素とする、電磁ブレーキを伴
う金属の連続鋳造に使用する鋳型において、鋳型本体
に、横方向に走る１枚または複数枚の、電気抵抗が高い
材料の層を設けたことを特徴とする連続鋳造に使用する
鋳型。 - 【請求項２】 銅製の筒状体からなる鋳型が長方形の断
面をもち、この長方形の長辺に近接して電磁ブレーキの
一対を配置し、鋳型本体の長方形の長辺に前記の電気抵
抗が高い材料の層を設けた請求項１の連続鋳造に使用す
る鋳型。 - 【請求項３】 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
続鋳造に使用する鋳型。 - 【請求項４】 鋳型本体を横方向に走るように設けた電
気抵抗が高い材料の層が、鋳型本体の高さ方向において
占める長さが１〜１０％である請求項１の連続鋳造に使
用する鋳型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10361427A JP2000176609A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 連続鋳造に使用する鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10361427A JP2000176609A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 連続鋳造に使用する鋳型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000176609A true JP2000176609A (ja) | 2000-06-27 |
Family
ID=18473536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10361427A Pending JP2000176609A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 連続鋳造に使用する鋳型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000176609A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7032646B2 (en) * | 2003-03-03 | 2006-04-25 | Nippon Steel Corporation | Mold for continuous casting |
| JP2011529795A (ja) * | 2008-08-07 | 2011-12-15 | ティーエムティー タッピング−メジャリング−テクノロジー ゲゼルシャフトミット ベシュレンクテル ハフツング | 例えば溶鉱炉および溶解炉などの冶金の容器の湯出しのときに、磁場によって、溶融流れの流速を調整するための及び溶融流れを減速させるための方法及び装置 |
| WO2020237866A1 (zh) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 东北大学 | 一种有色金属及其合金电磁半连铸方法 |
| WO2020237865A1 (zh) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 东北大学 | 一种有色金属及其合金电磁半连铸装置 |
-
1998
- 1998-12-18 JP JP10361427A patent/JP2000176609A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7032646B2 (en) * | 2003-03-03 | 2006-04-25 | Nippon Steel Corporation | Mold for continuous casting |
| JP2011529795A (ja) * | 2008-08-07 | 2011-12-15 | ティーエムティー タッピング−メジャリング−テクノロジー ゲゼルシャフトミット ベシュレンクテル ハフツング | 例えば溶鉱炉および溶解炉などの冶金の容器の湯出しのときに、磁場によって、溶融流れの流速を調整するための及び溶融流れを減速させるための方法及び装置 |
| US8658084B2 (en) | 2008-08-07 | 2014-02-25 | Tmt Tapping-Measuring-Technology Gmbh | Method and devices for regulating the flow rate and for slowing down melt streams through magnetic fields in the tapping of metallurgical containers such as blast furnaces and melt furnaces |
| WO2020237866A1 (zh) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 东北大学 | 一种有色金属及其合金电磁半连铸方法 |
| WO2020237865A1 (zh) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 东北大学 | 一种有色金属及其合金电磁半连铸装置 |
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