JP2005305535A - 溶融金属の連続鋳造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 安定した連続鋳造操業が行えると共に、設備コスト的にも有利な溶融金属の連続鋳造装置を提供すること。
【解決手段】 一定の周期で振動される一対の長辺と一対の短辺からなる水冷鋳型と、該水冷鋳型の上部から鋳型内溶鋼メニスカス部を周回するように鋳型周囲に独立してソレノイド状電磁コイルを設置し、該コイルを鋳型取外し時に、鋳型とは干渉しない位置と鋳型への装着位置との間で移動可能にすることにより、一個の電磁コイルで複数の鋳型に対応し得る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、溶融金属の連続鋳造装置に関し、特に、鋳型周囲に電磁コイルを配置した構造の連続鋳造装置の改良に係るものである。

鋼の如き溶融金属の連続鋳造において、オシレーションマーク、初期凝固を制御して鋳片の表面性状を改善する方法がこれまで多く提案されている。例えば、磁場を利用する方法として、特許文献１には、溶融金属を潤滑剤と共に一定の周期で振動する水冷鋳型に注入し、連続的に下方に引き抜く連続鋳造方法において、鋳型周囲に設けた電磁コイルに交流電流を連続通電し、交流磁場によって発生する電磁力を利用して、溶融金属にピンチ力を作用させて凸状に盛り上げることによって、鋳片の表面性状を改善する方法が開示されている。
また、特許文献２には、連続鋳造鋳型壁を取り囲むように設置されたソレノイド状電磁コイルに交流電流を通電し、鋳型内の凝固しつつある溶融金属に、誘導電流と誘導磁場の方向から決まる鋳型壁から溶融金属側に引き離す方向に作用する電磁力を印加しながら、溶融金属を凸状に盛り上げて連続鋳造するに際し、通電する交流電流の振幅または波形を波形発生装置により周期的に変化させることによって、初期の凝固を安定させ、鋳片表面性状を改善する方法が開示されている。
特開昭５２―３２８２４号公報 国際公開ＷＯ９６／０５９２６号公報

なお、古くから鋼の連続鋳造の際に鋳型長辺側に沿って設けた電磁誘導装置により、鋳型内の溶鋼を水平方向に攪拌する電磁攪拌技術が知られているが、この電磁攪拌装置においては、電磁誘導コイルと鋳型とは一体的に装着されているため、コイルを鋳型予備品数に合わせて用意することが必要であると共に、鋳型交換の迅速性を確保するために、コイルと電源ケーブルをつなぐオートジョイント方式が使用されていた。また、交流磁場による電磁力を作用させて溶融金属を凸状に盛り上げる鋳造方法においても、交流磁場を発生するソレノイド状電磁コイルは鋳型に一体に装備されている。
図３に従来の鋳型内電磁攪拌設備で使用されてきたオートジョイント機構の例を示す。位置合せのための凹凸状の芯出し部１１を有するコイル側電極１２ａ及び可動側電極１２ｂのうち、可動側電極１２ｂを油圧シリンダ１３にてコイル側電極１２ａに対し接離自在にし、新たなコイルに交換した際に、その電極１２ａにシリンダ１３を駆動することで電極１２ｂを押し付けることで接続を行っていた。

しかしながら、オートジョイントは高価な設備であり、かつ、比較的電気的容量の小さい電磁攪拌装置では問題にはならないが、本発明が対象とするような近年の電磁誘導設備では、高電流・高電圧用の大容量オートジョイントとなって一層大型化することが予想され、事実上オートジョイントを採用することは現実的ではなかった。また、オートジョイントでは、図３に示したように、電極相互を互いに押圧することで接触を維持しているため、その大型化は緊密な接触の維持に不利であり、隙間を生じやすく、僅かな隙間の発生はスパーク現象を招くおそれがあった。
本発明は、このような問題の多いオートジョイントを用いることなく、安定した操業が行えると共に、設備コスト的にも有利な溶融金属の連続鋳造装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための本発明の連続鋳造装置は、一定の周期で振動される一対の長辺と一対の短辺からなる水冷鋳型と、該水冷鋳型の上部から鋳型内溶鋼メニスカス部を周回するように鋳型周囲に独立してソレノイド状電磁コイルを設置し、該コイルを鋳型取外し時に、鋳型とは干渉しない位置と鋳型への装着位置との間で移動可能にすることを特徴とする。鋳型と干渉しない位置とは、鋳型取替えの際に、鋳型取外し或いは取付け時に邪魔にならない位置を意味する。
上記の電磁コイルの移動は、鋳型と独立した電磁コイル本体の長手方向の一端側に取り付けたアームと、該アームの任意の位置を支点にアームを回転させる機構とによって行ない、前記アームの一端に電源ケーブルとの接続部を設けることが好ましい。アーム（電磁コイル）の回転には、クレーンやシリンダ機構など適宜の公知手段が採用される。

本発明に係る連続鋳造装置によれば、ジョイントを必要とせずに電源ケーブルと確実な接続を行うことができる接続部を有すると共に、電磁コイルを鋳型とは別体にして鋳型交換の際に独立して退避可能としたことから、コイルを鋳型毎に用意する必要が無くなり、設備面での節減が大きい。また、本発明の装置では、小容量のものから大容量の電磁誘導装置を備えた連続鋳造装置に対して適用可能であるという有利性もある。

以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１は、断面矩形の鋳片を連続鋳造する設備に本発明を適用する場合の鋳型及びその周辺箇所を示す平面図、図２はその正面図である。図示するように、鋳型は一対の長辺銅板３とこれと組合う一対の短辺銅板６とからなり、これら銅板３、６は適宜の水冷構造とした長辺バックプレート２及び短辺バックプレート５によってそれぞれの背面を保持固定されている。短辺バックプレート５には鋳型幅可変機構４が付設されており、一対の短辺銅板６の相対的位置を変えることで、鋳片幅を任意に変更し得るようになっている。また、鋳造に際しては前記水冷鋳型は一定の周期で振動されると共に、該水冷鋳型の上部から鋳型内溶鋼メニスカス部を周回するように鋳型周囲に設置したソレノイド状電磁コイル１によって、鋳型内溶融金属に所定の電磁力を作用させる。すなわち、電磁コイル１に交流電流を通電し、鋳型内の溶融金属に、誘導電流と誘導磁場の方向から決まる鋳型壁から溶融金属側に引き離す方向に作用する電磁力を印加しながら、溶融金属を凸状に盛り上げて連続鋳造するものである。

本発明においては、前記ソレノイド状電磁コイル１は、図示の如く、鋳型とは独立して相互に切り離し可能に配置されており、鋳型交換時のように鋳型取外し時に、該電磁コイル１を、鋳型とは干渉しない位置と鋳型への装着位置との間で移動可能にする機構を備えている。例えば、図２に示すように、電磁コイル本体の一端側（図では右側）を伸張してコイル保持アーム７とし、該保持アーム７の中間位置に回転支点８を設け、保持アーム７を該回転支点８を中心に回転することによって、電磁コイル１全体を図示する先端軌跡９に沿って回転させる。図２の破線位置１′が鋳型取出しに支障が無い位置まで回転した電磁コイルを示している。なお、コイル保持アーム７の後端には電源ケーブルとの接続を行う接続ボックス１０が設けられている。電磁コイル１の回転（傾転）の際には、オートジョイントタイプと異なり、ケーブルは接続ボックス１０にて接続した状態で回転することになる。

また、電磁コイル１の回転機構としては、特に示していないが、クレーンなどの吊上げ・吊下げ機構、保持アーム７の回転支点近傍に設置するリンク機構を介した油圧シリンダ機構、ギアなどを介したモータ駆動機構など、適宜のものを選択すればよい。なお、図面の例では、コイル一端側を支点にして回転させて鋳型との干渉を回避したが、場合によっては鋳型と完全に切り離したコイルを鋳造位置とは離れた別位置まで移動して退避させることもできる。

本発明に係る連続鋳造装置の実施例を示すもので、鋳型及びその周辺箇所を示す平面図である。 図１の正面図であり、電磁コイルの回転状態を説明する図である。 従前のオートジョイント機構の具体例を示す概略図である。

符号の説明

１ 電磁コイル ２ 長辺バックプレート
３ 長辺銅板 ４ 鋳型幅可変機構
５ 短辺バックプレート ６ 短辺銅板
７ 保持アーム ８ 回転支点
９ 先端軌跡 １０ 接続ボックス
１１ 芯出し部 １２ａ コイル側電極
１２ｂ 可動側電極 １３ 油圧シリンダ

Claims (2)

1. 一定の周期で振動される一対の長辺と一対の短辺からなる水冷鋳型と、該水冷鋳型の上部から鋳型内溶鋼メニスカス部を周回するように鋳型周囲に独立してソレノイド状電磁コイルを設置し、該電磁コイルを鋳型取外し時に、鋳型とは干渉しない位置と鋳型への装着位置との間で移動可能にしたことを特徴とする、溶融金属の連続鋳造装置。
2. 電磁コイルの移動は、鋳型と独立した電磁コイル本体の長手方向の一端側に取り付けたアームと、該アームの任意の位置を支点にアームを回転させる機構とによって行ない、前記アームの一端に電源ケーブルとの接続部を設けたことを特徴とする、請求項１記載の溶融金属の連続鋳造装置。

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