JP2968431B2 - 集約ヒレを用いて金属溶湯を磁気的に閉じ込める方法及び装置 - Google Patents

集約ヒレを用いて金属溶湯を磁気的に閉じ込める方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は概ね先行出願に開示され
た金属溶湯を磁気的に閉じ込める装置と方法の改良に関
するものである。さらに詳しくは、本出願は、水平方向
に隔てられた二つの部材間に垂直方向にわたって形成さ
れた間隙に導入される金属溶湯がその間隙の開放端部か
ら流出することを防止するための改良された方法と装置
を開示するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明は親出願に開示されたもの、例え
ば、双ロール連続鋳造装置、と同じ状況において作動さ
せることを意図している。親出願に開示された装置も、
二つの水平に隔てられた鋳造ロール間の間隙の開放端部
を通って金属溶湯が流出することを防止する効果を有す
るものではあるが、本発明における改良装置は同じ働き
を更に効率的に行うことを意図するものである。
【０００３】本発明が意図する双ロール連続鋳造装置の
使用状況においては、典型的には、それぞれの軸回りに
反対方向に回転する一対のロールが水平方向に隔てられ
て配備されている。この２本のロールはその間に水平方
向に伸長する間隙を形成してここに金属溶湯を受け入れ
ることができるようにしてある。一対のロールによって
決まるこの間隙は下方に向かって狭くなるテーパーを有
する。ロールは冷却されて代わりに金属溶湯を、この金
属溶湯が間隙を通って降下するときに冷却する。
【０００４】間隙は水平方向に隔てられて相対する開放
端部を有する。これらの開放端部は二つのロールの端部
に隣接している。金属溶湯は間隙の開放端部ではロール
の制限を受けない。従来、間隙の開放端から金属溶湯が
流出することを防止するためにメカニカルダムまたはシ
ールが用いられている。
【０００５】メカニカルダムには欠点がある。何故なら
ダムは回転するロールと金属溶湯の両方に物理的に接触
する結果、磨耗、漏洩、破損を惹起し、固着の原因や金
属溶湯中の大きな温度勾配の原因ともなり得るからであ
る。更に、メカニカルダムと固化金属が接触すると、こ
のような方法で鋳造される金属薄帯の縁に沿って不均一
な部分が生じることもあり得るので、ような場合は、よ
り分厚く固い材料から圧延金属薄帯を得る従来の方法よ
りも優れた連続鋳造法の利点を相殺する結果となる。
【０００６】金属薄帯の連続鋳造にともなう利点並びに
メカニカルダムまたはシール使用にともなう欠点は、更
に詳しくは、プレーグの米国特許４，９３６，３７４と
ラリ他の米国特許４，９７４，６６１に記されており、
これら各特許開示内容は本願に引例として取り入れられ
ている。
【０００７】メカニカルダムまたはシールの使用につき
まとう欠点を克服するために電磁石を用いてロール間の
間隙の開放端にある金属溶湯を外に漏らさないようにす
る努力がなされた。この電磁石は交流が流れる導電性コ
イルを巻いたコアを有すると共に間隙の開放端に隣接し
て位置する一対の磁極を有するものである。この磁石は
コイルに交流を流すことによって作動し、磁極間に前記
間隙の開放端を横切り伸長する交番磁界または時間的に
変化する磁界を発生する。この磁界は磁極の配置によっ
て水平方向に、あるいは垂直方向に配することができ
る。水平方向の磁界を発生する磁石の例は上述の米国特
許プレーグの４，９３６，３７４に記されており、水直
方向の磁界を発生する磁石の例は上述のラリ他の米国特
許４，９７４，６６１に記されている。
【０００８】交番磁界は間隙の開放端近傍の金属溶湯に
過電流を惹起して反発力を生ぜしめ、この反発力が金属
溶湯を、磁石により発生する磁界から離れる方向に、つ
まり間隙の開放端から離れる方向に付勢する。
【０００９】ロール間の間隙の開放端から外方に向かっ
て金属溶湯を付勢する静圧力は金属溶湯の深さが大きく
なるにつれて大きくなるので、交番磁界によって働く磁
気的圧力は金属溶湯に働く外向き最大圧力に十分抗する
ものでなければならない。先の文章中に述べられたこの
ような考察に関するさらに詳しい論議並びにこれらの考
察に関連した種々の要因に関するさらに詳しい論議は前
述のプレーグの米国特許並びにラリ他の米国特許に記さ
れている。
【００１０】一対の部材間の間隙の開放端から金属溶湯
を漏らさないもう一つの便法は、間隙の開放端近傍に、
交流の流れるコイルを配備することである。この構成に
よって、間隙の開放端近傍の金属溶湯中に過電流を誘起
する磁界をコイルで発生させ、その結果、電磁石で惹起
される磁界に関連して上に述べられた反発力と同様の反
発力が得られる。この種の手段の実施態様はオルソンの
米国特許４，０２０，８９０に記されており、その中に
ある開示内容は本願に引例として取り入れられている。
【００１１】間隙の開放端近傍に磁界を直接発生するコ
イルを用いると電磁石を用いるよりも効率的である。何
故なら、電磁石を用いる場合にはコイルは磁石のコアを
励起するために用いられ、このコアを通って磁束が磁極
に達し、それから磁極が間隙の開放端近傍に磁界を発生
することになるからである。従って、電磁石を励起させ
るためにコイルが用いられるときには所謂鉄損が生ずる
が、間隙の開放端において磁界を直接発生させるために
コイルを用いるときは鉄損が重大なファクターになると
いうことがない。しかしながら、その場合でも、金属溶
湯を閉じ込めるに十分な強さの磁界をつくる際にコイル
によって散逸するエネルギーを最小限にとどめることが
重要である。
【００１２】後者の方法の欠点は、コイルを間隙の開放
端に非常に近い位置に配備しないと金属溶湯をそこから
外に漏らさずに保持することができないということであ
る。
【００１３】電磁石を用いる方法では、コイルを間隙の
開放端から比較的離れた位置に配備することができる。
【００１４】コイルは鋼溶湯に近ければ近いほどコイル
の受ける温度条件は厳しくなる。間隙の開放端において
磁界を直接発生させるコイルを用いる方法のもう一つの
欠点は、磁界の一部が間隙の開放端を外れた方向に放散
されるのでコイルの効率が低下することである。前節中
に記されたこの問題は電磁石を用いる場合の問題でもあ
り得る。
【００１５】親出願たるゲルバー他による出願番号０７
／９０２，５５９の出願は、間隙の開放端部を通って伸
長し、実質的にこの開放端部に絞りこまれる磁界を直接
発生する直巻きコイルを用いた磁気閉じ込め装置を開示
している。その装置においては、磁性材が実質的にコイ
ルの前半分の前部有効表面を除いた全部を包み込み、そ
の磁性材は間隙の開放端部に臨むコイル有効表面に電流
を集約するために用いられている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】このような磁性材を用
いれば、有効表面に電流を効果的に集約することができ
るけれども、それには実用上いくつかの制約もある。
【００１７】第一に、交番磁界によって磁性材中に誘起
される渦電流のためエネルギー損失が生じ、そのため磁
性材が加熱される。この影響は磁性材を薄層（複数）で
構成することにより最小限にすることができるが、この
ような構成では組み立てがむつかしくコストもかかる。
【００１８】第二に、磁性材を用いる実施態様では、磁
気材における磁気ヒステレシス損により効率がさらに制
限される。磁気ヒステレシス損は、当業者にとってはよ
く知られている制約の一つであり、時間とともに変化す
る磁界を磁性材にかけたときに、その磁性材において熱
の形で失われるエネルギーを言う。このエネルギー損失
はどのような磁性材でも持っている特性であるから、磁
性材を使用しない金属溶湯閉じ込め装置が望ましい。
【００１９】上述のエネルギー損失は、いずれも磁性材
の加熱原因となる。コイルを流れる電流が強すぎると、
上述のエネルギー損失によって生じる熱は磁性材に元に
戻らない過酷な損傷を与える恐れがある。従って、コイ
ルに流すことのできる電流の大きさには制約があり、当
然、コイルによって働かせることのできる磁気的閉じ込
め圧力にも相応の制約がある。このように、上述の如く
電流を有効表面に集約する磁性材を用いたコイルによっ
て閉じ込められる金属溶湯の量には制限がある。この制
限を越える量の金属溶湯を閉じ込めるためには、磁性材
をこのような方法で使用しないコイルを用いる必要があ
る。
【００２０】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】上述の従
来技術の方法が有する欠点や不備は、出願番号０７／９
０２，５５９なる親出願に開示された発明の改良発明で
ある本発明による装置と方法によって解消される。
【００２１】この改良された装置の作動は基本的には概
ね親出願に開示されたものと同じであるが、金属溶湯を
間隙の中に閉じ込める磁界を発生させるために用いられ
るコイルは、間隙の開放端部に直接向かい合って前方コ
イル部と呼ばれるコイルのその部分にヒレ状構造体を配
備するという改良が加えられている。このヒレ状構造体
は、前方コイル部の有効表面を除く全ての表面から水平
方向外方に張り出している。有効表面は間隙の開放端部
に臨む。
【００２２】ヒレ状構造体は前方コイル部を流れる電流
を間隙の開放端部に面する有効表面に効果的に集約す
る。次にこれは、前方コイル部の有効表面と金属溶湯と
の間に、より大きい磁束密度を作りだし、それによって
間隙中の金属溶湯に作用する閉じ込め圧力を強化する。
【００２３】典型的には、コイルに交流を通電し、コイ
ルの有効表面から間隙の開放端部を通過して金属溶湯に
及ぶ水平方向の磁界を発生させる。間隙の開放端部から
外れた方向に磁界の散逸することは、コイルにより発生
する磁界を実質的に間隙の開放端部に制限することによ
って防止することができる。このことは、後方コイル部
を非磁性導電体とし、これを前方コイル部を通って流れ
る電流の戻り道の一部として働かせるばかりでなく、磁
界を実質的に間隙の開放端部に絞り込む構成とすること
によってなし遂げられる。
【００２４】前方コイル部の有効表面は間隙における金
属溶湯の静圧（即ち深さ）が増すにつれて金属溶湯に対
する磁気的圧力が大きくなるように、テーパーの付いた
間隙の形状に適合する構成にしてある。
【００２５】本発明の一変形例では、ヒレ状構造体を垂
直方向に隔てる平板状スペースにおける磁束を平板状ス
ペースいっぱいに広げるためにいく片かの磁性材が平板
状スペースに挿入されている。
【００２６】本発明の他の変形例では、ヒレ状構造体
が、コイルの前方に突出して凹部を形成する第１および
第２部を具備している。この凹部は、更に、本発明のコ
イルと共に使用されることが意図されている一対の同形
鋳造ロールの端部周縁から延長する唇状縁部の一部を受
け入れている。
【００２７】その他の特質や利点は特許請求項記載の方
法と装置に固有のものであり、更に以下の詳細な説明か
ら添付図面との関連において開示されているか、あるい
は、そこから当業者にとって明らかになるべきものであ
る。
【００２８】
【実施例】先ず図１−４について言及すれば、ここには
本発明の実施例に従って組み立てられた磁気閉じ込め装
置が概ね２０で示されている。装置２０は連続ストリッ
プ鋳造装置における水平方向に離された二つの円筒状金
属製のロール２１、２２の間の垂直方向に伸長する間隙
２５の開放端部２６から金属溶湯が逃げることを防止す
るための水平方向に伸長する磁界を発生するものであ
る。ロール２１、２２の円筒状の形状のため、間隙２５
はその最上のレベルから両ロール間の最小幅のところの
狭部２８まで下方に向かって幅が狭くなっている（図２
および図５）。
【００２９】ロール２１、２２はそれぞれの軸２３、２
４の回りに互いに反対方向に回転する。通常、間隙２５
には金属溶湯が保持されている。ロール２１、２２は、
ここには開示されていない従来の方法で、冷却され、金
属溶湯が間隙２５を通って垂直方向に降下するときに、
この金属は冷却され、固化されて、間隙２５から降下す
る金属ストリップ２７とされる（図５）。
【００３０】閉じ込め装置２０が無いと、間隙２５の金
属溶湯は間隙２５の開放端部２６から逃げてしまうこと
になる。これらの図面には、間隙２５の片方の開放端部
２６および一つの閉じ込め装置２０が示されているだけ
であるが、開放端部２６は間隙２５の両端に、そして装
置２０は各開放端部２６にあることは理解されるべきで
ある。
【００３１】次に図４−８について言及する。装置２０
は、前方コイル部３１と後方コイル部３２とを有する通
電用のコイル３０を配備して成る。交流が、次に述べる
ような方法で、コイル３０に通電され、これが水平方向
の磁界を直接発生する。この磁界は、コイル３０が間隙
２５の開放端部２６に接近して配備してあるので、コイ
ル３０の前方表面３３から伸長して、間隙２５の開放端
部２６を通り、間隙２５の金属溶湯に及ぶ。
【００３２】コイル３０とこれに関連した構造体は間隙
２５の開放端部２６に十分近づけて配置されている。こ
れは間隙２５内に金属溶湯を保持する磁界を直接発生さ
せることができるようにするためである。高温の金属溶
湯に対するこのような近接配置によって起こりうる不利
な熱的影響は、このコイルを保護するために、出願番号
が０７／９０２，５５９の親出願に詳細に記されている
が如き従来の保護構造を採用することによって補償され
る。例えば、コイル３０と、間隙２５の開放端部２６と
の間に耐火部材４８を置くことによって、金属溶湯の放
熱からコイル３０を遮断することができる（図６および
図１１）。
【００３３】次に、図４−９について言及する。本発明
の一実施態様として、前方コイル部３１と後方コイル部
３２は一体となって共にコイル３０を形成している。コ
イル３０は実際一つの片からなる構造である。前方コイ
ル部３１と後方コイル部３２との一体連結部は図４およ
び図９中に４０で示されている。前方コイル部３１は以
下で更に詳細に述べられるヒレ部４４を有するるが、図
９では、一片からなるコイル３０の構造を、前方コイル
部３１の下方部３５ならびに前方コイル部３１と後方コ
イル部３２との間の一体連結部４０を明確に示すため
に、ヒレ部４４を取り除いて示してある。別の実施態様
として、前方コイル部３１と後方コイル部３２とを別々
の構造体とし、これらを電気的ならびに構造的に接続し
てあってもよい。この場合接続方法は従来のどの様な方
法によってもよい。
【００３４】前方コイル部３１は上方部３４ならびに下
方部３５を具備している。次に、上方部３４は長方形
の、大抵は固い上方構造体３６を備え、上方構造体３６
からは首部３７が一体構造をなして上方に伸長してい
る。首部３７、上方構造体３６、および下方部３５はそ
れぞれの前方表面部を有し、これらの前方表面部は、連
続した一つの前方コイル表面３３を形成するように、同
一平面状に隣接している。
【００３５】図５に示されるように、下方部３５は上方
構造体３６から下方にわたって伸長すると共に、間隙２
５の開放端部２６の幅が狭くなるに従って、下方に向か
って減少する横幅を持っている。
【００３６】下方部３５は二つの相対する側表面４１、
４２と、後方に面する後方表面４３とを有する（図６お
よび図１０）。隣接状態で側表面４１、４２から横外方
に、そして後方表面４３から後ろ向きに複数枚のヒレ部
４４が、垂直方向に平板状スペース４５で隔てられて、
延出配備されている。このヒレ部４４は下方部３５と一
体をなす平面状の部材（複数）で形成され、間隙２５の
開放端部２６から離して伸長させてある。
【００３７】次に図４、８、および１１について述べ
る。後方コイル部３２は後方壁６０、側壁６１、６２、
上壁部６３、６４、そして底壁６５を有する箱状の構造
体から成る。後部コイル部３２の壁６０−６５は前方開
放部４７を持ち、そして前方コイル部３１を受け入れる
ことのできる大きさに形成された空洞４６を形成してい
る（図９および図１１）。前方コイル部３１の前方表面
３３は、このように、後方コイル部３２によって覆われ
ることなく、空洞４６の前方開放部４７を通して間隙２
５の開放端部２６に面している。空洞４６は実質的に前
方コイル部３１の形に沿う形にしてある。但し、空洞４
６は、ヒレ部４４が後方コイル部３２の壁６０−６５の
内側表面と接触しないように、前方コイル部３１より大
きくしてある（図１１）。カラー部６６はカラー側壁６
７、６８およびカラー後壁６９を有し、後方コイル部３
２から一体的に上方に伸長している。カラー部６６の壁
６７−９は空洞４６の延長部１７２を形成している。空
洞延長部１７２は実質的に前方コイル部３１の首部３７
の形に合わせた形状を有する。空洞延長部１７２は首部
３７を受入れているが、カラー部６６は首部３７と接触
しない。
【００３８】本発明の構成を更に詳しく図で説明するた
めに、図８にコイル３０の背面図を示す。図中後方コイ
ル部３２は一部を切り開いて前方コイル部３１のヒレ部
４４が見えるように描いてある。上述のように、ヒレ部
４４を後方コイル部３２の内側の面から間隔をとって配
備してあるのは、コイルを流れる電流が下方部３５まで
下方に流れ、ここで前方表面３３に集中し、さらに後方
コイル部３２に流れるようにするためである。
【００３９】下方部３５の前方表面が間隙２５の開放端
部２６に直面するように、コイル３０はロール２１、２
２に近接して配置される。コイル３０は、コイル３０の
部分８０がロール間の狭部２８より下方まで伸長すると
共に最低のヒレ部４４の位置もロール間の狭部２８の下
方になるような形状にしてある。部分８０を流れる電流
は、狭部２８の上方にあるコイル３０の部分を流れる電
流と同じように、間隙２５の開放端部２６における磁界
の強さを大きくする役割を果たす。更に、部分８０が間
隙２５の開放端部２６における磁界の強さに貢献する度
合いは狭部２８のところで最大になるので、コイル３０
を狭部２８の下方まで伸長させることは狭部２８におけ
る磁界を効果的に強めることになる。次に、このように
強められた磁界は、間隙２５中の金属溶湯に、間隙２５
の開放端部２６から金属溶湯を流出させようとする静圧
が最大である狭部２８のところで働く磁気的閉じ込め圧
力を増大する。
【００４０】コイル３０は連続鋳造ロールに対して所望
の相対位置で支持させてもよいし、交流電源への接続を
どのような従来の方法によってもかまわない。例えば、
出願番号０７／９０２，５５９の親出願に詳細に記載さ
れているような方法によることができる。
【００４１】前方コイル部３１には、交流が、前方コイ
ル部３１を通って下方に、それから電気的に且つ一体的
に前方コイル部３１に接続された後方コイル部３２を通
って上方に流される。この電流はコイル３０から上述の
従来の連結具を介して出ていく。交流がこのコイル中を
流れると、それは時間的に変化する水平方向の磁界を発
生し、この磁界が前方及び後方コイル部３１、３２のそ
れぞれを巡るように働く。
【００４２】しかしながら、上述のごとく、銅や銅合金
等の非磁性、導電性材料からなる後方コイル部３２は、
前方表面３３を除く前方コイル部３１を全部取り囲む箱
状の構造を具備している。従って、前方コイル部３１を
取り囲む構造体は非磁性なので、水平方向の磁界は、間
隙２５の開放端部２６における、前方コイル部３１の前
方表面３３の前の空間に実質的に絞りこまれる。間隙２
５の開放端部２６から反れた方向へ磁界が逃げて無駄に
なることがない。
【００４３】更に、上述のように、下方部３５は実質的
に間隙２５の開放端部２６に沿う形状をしている。その
結果、（ａ）下方部３５中の電流密度と、（ｂ）前方コ
イル部３１に沿った磁界の強さ（電流密度に比例するパ
ラメータ）の両方が、前方コイル部３１に沿って下に行
くほど増大する。コイルはこのようにして、間隙２５の
開放端部２６から金属溶湯を流出させようとする静圧が
大きくなっていくのに見合うように、下に向かうほど大
きくなる磁気閉じ込め圧力をつくりだす。
【００４４】ヒレ部４４は磁束を分布させる役を果た
し、この磁束は、水平な平板状スペース４５のそれぞれ
の殆ど全領域にわたって、前方コイル部３１の前方表面
３３の後方部分を取り囲む。前方表面３３（間隙２５の
開放端部２６における）の前の磁束の総量および前方表
面３３の後ろの磁束の総量は等しい。前方表面３３の前
の磁束はそこで集約されている。前方表面３３の後ろの
磁束は平板状スペース４５の領域に相当する領域にわた
って広がっている。その結果、間隙２５の開放端部２６
における磁束密度は、開放端部２６の垂直方向のどのレ
ベルをとっても、同じレベルのどのスペース４５におけ
る磁束密度よりも相対的に大きい。
【００４５】磁束は当然前方コイル部３１の表面を通し
て貫入または侵入する。前方及び後方コイル部３１、３
２を巡る磁界の極性は、コイル３０を流れる交流の極性
の変化に応じて、正弦波状に変わる。従って、表皮効果
（当業者には周知の現象）によって、磁束はコイル３０
の表面に、特に、下方部３５の表面における場合、磁束
が極性を変える前に浅く侵入する時間しか持たない。し
かしながら、下方部３５の前方表面３３の中へ侵入する
磁束は、側表面４１、４２および後方表面４３の中へ侵
入する磁束よりも集約されている。これは磁束が間隙２
５の開放端部２６における前方表面３３の前で集約され
ているからである。
【００４６】下方部３５の色々な部分における電流の分
布または密度はそれらの場所における磁束密度に関連し
ている。従って、電流は、磁束が最も集約されている前
方コイル表面３３の前で集約される。
【００４７】表皮効果によって、下方部３５を通って下
方に流れる電流は、ヒレ部４４に流れ込み、ここで電流
の流れがヒレ部４４の各表面の表皮深さ以内に制限され
る。
【００４８】換言すれば、コイル３０を通って流れる高
周波電流はコイル３０の表面に沿って流れる傾向がある
ので、この電流は前方表面３３に沿って下方に流れ、次
に下方部３５の側表面４１、４２および後方表面４３に
沿って流れる。但し、ヒレ部４４のある垂直位置では下
方部３５に沿って流れない。このような位置では、電流
はヒレ部４４の上面を外向きに、ヒレ部４４の縁面を下
向きに、そしてヒレ部４４の底面を内側に向かって流れ
て下方部３５に戻る。
【００４９】ヒレ部４４は、コイル３０を構成する材料
の表皮深さの約４倍の垂直方向の厚さを有する。ヒレ部
４４の形をこのように形成することによって、下方部３
５を通って直接流れることなしに、上述のように、主に
ヒレ部４４の表面（複数）に沿って流れることが保証さ
れる。電流は、このようにヒレ部４４の表面（複数）に
沿って分布するので、平板状スペース４５における磁束
（この分布は電流の分布に関係する）が各平板状スペー
ス４５に相応する全領域にわたって拡散する。
【００５０】コイル３０を構成する材料の表皮深さはコ
イル３０を流れる交流の周波数の増減とは反対に増減す
る。上に述べたように、電流が実質的にヒレ部４４の表
面に沿って流れるようにするために、ヒレ部４４の厚さ
は表皮深さの約４倍にする必要がある。従って、上述の
ように、ヒレ部４４を表皮深さの約４倍にできるほど十
分に表皮深さを薄くすると共にヒレ部４４を垂直方向に
離す平板状スペース４５を適切な形状にするには、コイ
ル３０を流れる電流の周波数を十分高くしなければなら
ない。
【００５１】一般的に、平板状スペース４５は、平板状
スペース４５全体にわたって、磁束密度を略一定にする
ことのできる形状にしてある。特に、各スペース４５の
垂直方向の長さは、下方部３５の前後方向幅の約５０％
から約１００％の厚さ（即ち下方部３５の前方表面３３
から後方表面４３までの距離）の間の長さにしてある。
【００５２】但し、平板状スペース４５の寸法を正確に
決めるには、種々の考慮が必要である。ヒレ部４４近く
の磁束密度はヒレ部からの距離と逆に変化する。更に、
ヒレ部４４の近傍では磁束密度が略一定である。このよ
うに、ヒレ部４４を隔てる平板状スペース４５が十分薄
ければ、平板状スペース４５における磁束密度は望み通
り略一定にすることができる。そうでない場合には、磁
束密度は各平板状スペース４５の垂直方向の中心に近づ
くにつれて減少する。こうなると、間隙２５の開放端部
２６においてコイル３０によって働く磁気的な閉じ込め
圧力も減少する。そういうわけで、平板状スペース４５
は薄くすることが望ましい。
【００５３】しかし、平板状スペース４５が薄すぎる
と、ヒレ部４４間のインダクタンス（これはヒレ部４４
間の距離に比例する）も小さくなるので、平板状スペー
ス４５が適切な形状である場合に比べ、コイル３０を流
れる電流の内、ヒレ部４４の表面に沿って流れようとす
る電流の割合が大きくなる。このことは、今度は、全電
流の内で前方表面３３に集中する電流の割合を小さく
し、これに呼応して間隙２５の開放端部２６における磁
束の集中の度合いが小さくなる。言い換えれば、平板状
スペース４５が薄すぎると、コイルは不十分なものにな
る。
【００５４】要するに、ヒレ部４４は電流が殆どヒレ部
４４の表面に沿って流れるように、十分な厚みを持たせ
る必要がある。平板状スペース４５の垂直方向の長さ
は、磁束密度が各平板状スペース４５全体にわたって略
一定になるよう十分小さく、且つ、電流の大部分が実質
的に前方コイル表面３３において集約されるよう十分大
きくしておかねばならない。
【００５５】典型的な電流周波数、例えば３０００ヘル
ツにおいては、銅製のヒレ部の表皮厚さは約１．２ｍｍ
である。従ってヒレ部４４は、垂直方向の厚さが約４．
８ｍｍより大きくなくてはならない。この同じ実施例に
おいては、隣合うヒレ部４４はその間に介在する平板状
スペース４５によって約１２．５ｍｍ垂直方向に隔てら
れている。
【００５６】ヒレ部４４は、前方コイル部３１を流れる
電流の道のりを効果的に長くするので（つまり、電流は
ヒレ部４４の表面に沿って流れるので）、ヒレ部４４は
下方部３５を流れる電流に対する抵抗を増し、従って、
コイル３０を流れる電流の量が減少する。従って、ヒレ
部４４の枚数はできるだけ少なくすることが望ましいの
だが、同時にまた、下方部３５の後ろで磁束を拡散させ
るために十分な枚数のヒレ部４４を配備することも考慮
しなければならない。上で論議されたヒレ部４４の厚さ
と間隔によって、下方部３５の前方表面３３に電流を集
約することができる。その結果、間隙２５の開放端部２
６における磁束の集中の度合いは、電流が下方部３５に
均一に分布したと仮定した場合に比べて大きくなる。
【００５７】加うるに、前方コイル部３１は下方に向か
って小さくなるテーパを持つ形状であるため、ここを流
れる電流の集約の度合いは下方に行くほど大きくなり、
その結果上述のように間隙２５の開放端部２６における
狭部２８の近くでは磁界と磁束密度がさらに強められ
る。
【００５８】間隙２５の開放端部２６で磁束密度が増大
すると、コイル３０は間隙２５にある金属溶湯に対し
て、コイルを流れる任意の量の電流当たり、ヒレ部を持
たないコイルが働かせるであろうよりも、比較的強い閉
じ込め圧力を働かせることができる。
【００５９】次に、図１２、１３、および１４につい
て、本発明の変形例を説明すると、隣り合うヒレ部４４
を垂直方向に隔てる平板状スペース４５内に磁性材片７
０、７２、７４を配置してもよい。磁性材片７０、７
２、７４のそれぞれは、磁性材よりも磁束を通しにくい
性質を持つ空気間隙７１、７３によって水平方向に隔て
られていてもよい。
【００６０】磁性材片７０、７２、７４及びこれらを隔
てる空気間隙７１、７３の配置は隣り合うヒレ部４４間
の平板状スペース４５全体にわたって磁束の分散が最大
になるように設計することができる。このように、平板
状スペース４５中に磁性材片７０、７２、７４を配備し
ていない実施態様における場合に比して、全磁束は平板
状スペース４５の、より広い領域にわたって分布する。
磁束の分布する領域が大きくなると、磁性材片７０、７
２、７４中の磁束密度は減少する。その結果、磁性材片
７０、７２、７４におけるエネルギー損失（これは磁束
密度に比例する）も減少する。
【００６１】磁性材片７０、７２、７４は出願番号０７
／９０２，５５９の親出願に開示されているコイル（以
下「先のコイル」と称する）の前半部の側面と背面とを
取り囲む磁性材によって生ずるエネルギー損失と同種の
エネルギー損失を生ずるけれども、磁性材片７０、７
２、７４におけるエネルギー損失は先のコイルにおける
損失よりも小さい。従って、図１２−１４の実施例にお
いては、より強められた磁界がヒレ部４４によって作り
だされるが、発熱の形で生ずるエネルギー損失は、先の
コイルに関するエネルギー損失より低い。本発明のコイ
ルは先のコイルよりも熱の発生が少ないので、本発明の
コイルは、有効表面のところに電流を集約するための磁
石を用いていてもヒレ構造体を用いていない先のコイル
に比べると、より大きい電流を流すことができ、より強
力な閉じ込め圧力をつくることができる。
【００６２】冷却チャンネル５０は前方コイル部３１に
配備され、首部３７の上側表面３８から首部３７を通
り、上方構造体３６、下方部３５を通ってコイル３０の
底部表面３９まで伸びている（図８）。前方コイル部３
１を冷却するために、冷却液が冷却チャンネル５０を巡
回する。前方コイル部３１の前方コイル表面３３に集約
された電流によって発生する熱はヒレ部４４によっても
放散される。後方コイル部３２は、図４に示されるよう
に、後方コイル部３２に取り付けられた冷却チューブ５
７（これらの一つだけが図示してある）を通じて冷却液
を循環させることによって冷却してもよい。
【００６３】図１５−１８は本発明の別の実施例を示
す。図中１２０で包括的に示される装置が一対のロール
１２１、１２２の間の間隙１２５の開放端部１２６に隣
り合う位置に、上述の装置２０の配置と同様に配置して
ある。装置１２０は、以下に述べるような若干の違いを
除けば装置２０に関して述べたのと同様の方法によっ
て、間隙１２５中の金属溶湯に対して閉じ込め圧力を働
かせる。
【００６４】装置１２０は、後方コイル部１３２と一体
に連結された前方コイル部１３１を具備する直巻のコイ
ル１３０から成る。後方コイル部１３２は上述の後方コ
イル部３２とよく似ているが、以下に述べるように、若
干の相違点がある。後方コイル部１３２は壁１６０−１
６５並びにこれと一体に連結されたカラー部１６６の壁
１６７−１６９を具備する。前方コイル部１３１は上述
の前方コイル部３１と似ているが、以下に述べるよう
に、前方コイル部３１とはいくらかの相違点がある。
【００６５】前方コイル部１３１は上方部１３４および
下方部１３５から成る。次に、上方部１３４は、首部１
３７を上方に一体的に伸長させて有する長方形の、大抵
は固い上方構造体１３６から成る。首部１３７、上方構
造体１３６、及び下方部１３５はそれぞれの前方表面部
を持つ。これらの前方表面部は、中断されない前方表面
１３３を形成するように、連続した同一平面状にしてあ
る。図１５に示されるように、下方部１３５は、上方構
造体１３６から下方に伸長しており、間隙１２５の開放
端部１２６の幅が狭くなるのに一致して下方に向かって
狭くなる横幅を持たせてある。
【００６６】下方部１３５は、相対する二つの側表面１
４１、１４２及び後方表面１４３を持っている。側表面
１４１、１４２からこれらに隣接して横方向外側に、そ
して後方表面１４３から後方に複数枚のヒレ部１４４が
平板状スペース１４５に垂直方向に隔てられて配備され
ている。ヒレ部１４４は平板状の部材であって、上に述
べたコイル３０におけるヒレ部４４と下方部３５のよう
に、下方部１３５と一体に形成してある。
【００６７】しかしながら、この実施態様では、各ヒレ
部１４４は、前方表面１３３の両側に前方表面１３３か
らそれぞれのロール１２１、１２２に向かって前方に突
出して配備された第１および第２部１９１、１９２から
成る（図１６及び図１８）。
【００６８】従って、前方表面１３３は、前方表面３３
がコイル３０のヒレ部４４の前方縁部に対してそうであ
ったように、前方縁表面１４９と隣接して同一平面状に
配備されてはいない。そうではなく、前方表面１３３
は、ヒレ部１４４の第１および第２部１９１、１９２の
表面１４９に対して奥まっている。
【００６９】後方コイル部１３２の壁１６０ー１６５
は、前方コイル部１３１を受け入れるための、前方開放
部１４７を有する空洞１４６を形成している（図１５及
び図１６）。前方コイル部１３１の前方表面１３３は後
方コイル部１３２に覆われることなく空洞１４６の前方
開放部１４７を通って間隙１２５の開放端部１２６に面
している（図１６）。
【００７０】但し、後方コイル部１３２の壁１６０ー１
６５の内面にヒレ部１４４が接触することがないよう
に、空洞１４６は前方コイル部１３１よりも大きくして
ある。
【００７１】（図１５及び図１６）ヒレ部１４４の第１
および第２部１９１、１９２の前方縁表面１４９は空洞
１４６の前方開放部１４７と同一平面状にしてある。前
方コイル部１３１は空洞１４６内に配備され、前方コイ
ル部１３１の前方表面１３３は空洞１４６の前方開放部
１４７から奥まっている。
【００７２】装置１２０と共に用いるために、各ロール
１２１、１２２の各端表面１９３には環形の唇状縁部１
９０が配備されている。各唇状縁部１９０はロール１２
１、１２２と等しい外径を持って各ロールの端表面１９
３から１２３又は１２４で示すロール軸に平行に外方に
伸長している。各唇状縁部１９０は、その厚さがコイル
１３０を流れる特定周波数の電流に対する唇状縁部１９
０の構成材料の表皮深さに実質的に相当する厚みよりも
小さくなる内径を持っている。又、各唇状縁部１９０
は、外側開放面、並びに端表面１９３に相当する内側面
を有する環状スペース１９４の周縁部を形成している。
【００７３】各唇状縁部１９０は、又、これを付帯する
ロール（１２１又は１２２）の外周鋳造面の縦方向伸長
部を構成する外周面を有する。それぞれロール１２１、
１２２と共に互いに反対方向に回転する一対の唇状縁部
１９０は、このように間隙１２５の長さ方向の間隙伸長
部１９８の形状を定める。従って、間隙１２５の開放端
部１２６は、実際には間隙伸長部１９８の開放端部に位
置する。これは、この実施例では、間隙１２５の一部に
なっている（図１６）。当然、間隙１２５中の金属溶湯
にこれを長さ方向の間隙伸長部１９８の中へと付勢する
静圧が働くから、コイル１３０がなければ、金属溶湯は
開放端部１２６から流出することになる。
【００７４】各間隙伸長部１９８は、コイルを流れる電
流の特定周波数において閉じ込められる特定金属溶湯の
表皮深さの約１倍から３倍の長さ、望ましくは約２倍の
長さにするのがよい。間隙伸長部１９８のこの大きさに
よって、十分な磁束を金属溶湯に作用させて間隙１２５
における金属溶湯を閉じ込めることができる。
【００７５】間隙１２５における金属溶湯に十分作用す
るに足る磁束の量は間隙伸長部１９８の長さ（およびヒ
レ部１４４の第１、第２部１９１、１９２を突出させて
中に受け入れる環状スペース１９４の長さ）によって変
化する。間隙伸長部１９８が短すぎると、金属溶湯と噛
み合う磁束も小さすぎるため、間隙１２５から金属溶湯
が流出することを防止するに十分な閉じ込め圧力をつく
りだすことができない。
【００７６】そこで、金属溶湯を閉じ込めるのに十分な
磁束をコイル１３０によって働かせることがでるように
するために、電流の総量をもっと大きくする必要が生じ
る。
【００７７】間隙伸長部１９８が長すぎると、十分な磁
束が溶融金属に及ぶものの、溶融金属におけるエネルギ
ー損失が不必要に高くなり、コイル１３０の効率が悪く
なる。
【００７８】この実施例においては、間隙伸長部１９８
の長さは、典型的には、コイル１３０を流れる電流の周
波数における唇状縁部１９０の構成材料の表皮深さの約
１．５倍から約３倍である。例えば、周波数が３０００
Ｈｚのときには、各間隙伸長部１９８の長さは約１６ｍ
ｍから３４ｍｍである（唇状縁部１９０が鋼製の場
合）。
【００７９】ヒレ部１４４の第１、第２部１９１、１９
２は前方表面１３３よりも前方に突出しているので、前
方に突出する第１、第２部１９１、１９２およびコイル
１３０の前方表面１３３は効果的に凹部１９６を形成し
ている（図１５）。周縁の各唇状縁部１９０の円弧部ま
たはセグメントが凹部１９６に入るように、コイル１３
０はロール１２１、１２２に十分近づけて配置してある
（図１６および図１８）。
【００８０】図１５に言及すると、各唇状縁部１９０の
セグメントがこのように凹部１９６に入ることができる
ようにするために、後方コイル部１３２の上壁部１６
３、１６４、そして底壁１６５は、唇状縁部１９０のこ
れらのセグメントを受け入れるために切り欠いてある。
各上壁部１６３、１６４は唇状縁部１９０のセグメント
が上壁部１６３、１６４に接触することなく凹部１９６
に入ることができる大きさの切り欠き１８３、１８４を
有する。又、底壁１６５は、両ロール１２１、１２２の
唇状縁部１９０のセグメントが底壁１６５に接触するこ
となく凹部１９６に入ることができる大きさの切り欠き
１８５を設けてある。
【００８１】更に、金属溶湯を通過させる磁束の増加を
最大限にするために（唇状縁部１９０が凹部１９６に入
ることにより可能）、ヒレ部１４４の第１、第２部１９
１、１９２が前方表面１３３よりも前方に突出している
距離は間隙伸長部１９８の長さに略等しくしてある。但
し、唇状縁部１９０はコイル１３０と接触しない。又、
ヒレ部１４４の第１、第２部１９１、１９２は、ロール
１２１、１２２の端表面１９３に（又は以下に述べるロ
ール１２１、１２２の端表面１９３を殆ど覆う環状ディ
スクに）接触しない。
【００８２】唇状縁部１９０は導電率の低い非磁性材料
から成る。この構成は、コイル１３０によって惹起され
る磁束が、ロール１２１、１２２がどのような回転方向
位置にあるときでも凹部１９６内にある唇状縁部１９０
の円弧部またはセグメント（ロール１２１、１２２の回
転に伴ってこれらのセグメントは明らかに変わる）を通
過して伸長することを可能にする。
【００８３】次に唇状縁部１９０のこれら特定のセグメ
ントを通して伸長する磁束は、ヒレ部１４４が前方表面
１３３よりも前方に突出していないと仮定した場合に比
べて、更に深く、そして磁気的に更に効果的に間隙１２
５中における金属溶湯および長手方向の間隙伸長部１９
８における金属溶湯に浸透して作用する。従って、この
構成は、ヒレ部１４４の第１、第２部１９１、１９２が
前方表面１３３よりも前方に突出していないと仮定した
場合にコイルが働かせ得る力に比べて、コイル１３０
が、より強力な閉じ込め圧力を金属溶湯に働かせること
を可能にする。
【００８４】環状ディスク１９５は各ロール１２１、１
２２の各端表面１９３を殆ど覆っている。各端表面１９
３はそれぞれの環状スペース１９４の内側表面でもあ
る。各環状ディスク１９５は銅またはその他の非磁性材
料から成り、従って各ロール１２１、１２２の各端にお
ける唇状縁部１９０内の環状スペース１９４に磁界を閉
じ込める。換言すれば、環状スペース１９４における磁
束は、非磁性の環状ディスク１９５に取り囲まれている
から、ロール１２１の端表面１９３を貫通することがな
い。
【００８５】ロール１２１、１２２の端表面１９３にお
ける環状スペース１９４内に磁束を閉じ込めることは、
間隙１２５の開放端部１２６における磁束密度を増大さ
せ、間隙１２５と間隙伸長部１９８内の金属溶湯に作用
する閉じ込め圧力の強さを増大させる。
【００８６】以上に論議された点を除いては、コイル１
３０はその構造と機能においてコイル３０と同じであ
る。
【００８７】以上に述べた詳細な説明は単に本発明の思
想を示すためのものであるから、不必要な限定をするも
のと理解されるべきではない。当業者にとって改良は自
明であろうからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続鋳造用の一対のロールとの関連における本
発明に関する装置の実施例を示す平面図である。
【図２】図１における装置とロールの端面図である。
【図３】図１における装置とロールの側面図である。
【図４】図１における装置の斜視図である。
【図５】装置の部分正面端面図である。
【図６】図４における線６−６の面についての断面図で
ある。
【図７】図５における線７−７の面についての部分断面
図である。
【図８】装置の部分切取背面斜視図である。
【図９】明確な図解を期すため他の部分を取り除いた装
置の一部の部分切取斜視図である。
【図１０】明確な図解を期すため前方コイル部の一部を
取り除いた装置の前方コイル部の部分斜視図である。
【図１１】図６における線１１−１１の面についての断
面図である。
【図１２】別実施例における装置の一部を示す部分斜視
図である。
【図１３】図１２における線１３−１３の面についての
断面図である。
【図１４】図１２における線１４−１４の面についての
断面図である。
【図１５】装置の別実施例における斜視図である。
【図１６】連続ストリップ鋳造装置の一対のロールとの
関連における図１５の実施例の部分断面平面図である。
【図１７】後部コイル部を取り除いた図１５の線１７−
−１７の面についての断面図である。
【図１８】図１６の要部拡大図である。
【符号の説明】
２０…装置 ２１、２２…ロール ２３、２４…軸 ２５…間隙 ２６…開放端部 ２７…金属ストリップ ２８…狭部 ３０…通電コイル ３１…前方コイル部 ３２…後方コイル部 ３３…前方表面（前方表面部） ３４…上方部 ３５…下方部 ３６…上方構造体 ３７…首部 ３８…上側表面 ３９…底部表面 ４０…一体連結部 ４１、４２…側表面（側表面部） ４３…後方表面 ４４…ヒレ部 ４５…平板状スペース ４６…空洞 ４７…前方開放部 ４８…耐火部材 １４９…前方縁表面 ５０…冷却チャンネル ５７…冷却チューブ ６０…後方壁 ６１、６２…側壁 ６３、６４…上壁部 ６５…底壁 ６６…カラー部 ６７、６８…カラー側壁 ６９…カラー後壁 ７０、７２、７４…磁性材片 ７１、７３…空気間隙 １９４…環状スペース（環状の凹部）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−47500（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−57407（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−97341（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−80944（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−104653（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−178248（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−154959（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−77154（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−123833（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−35616（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭53−11494（ＪＰ，Ｂ２) 特表 平６−503035（ＪＰ，Ａ) 国際公開93／11893（ＷＯ，Ａ１) 欧州特許出願公開491641（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22D 11/06 330 B22D 11/10 350

Claims (35)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水平方向に隔てられた二つの部材間に垂
    直方向に伸長して金属溶湯を存在させる間隙の開放端部
    から前記金属溶湯が流出することを防止するための磁気
    閉じ込め装置であって、 前記間隙の開放端部を通過してコイル手段から前記金属
    溶湯に達し、前記間隙中のこの金属溶湯に対し閉じ込め
    圧力を作用させる水平方向の磁界を直接発生させるべく
    前記間隙の開放端部の近くに配備して垂直方向に通電す
    るための非磁性、導電性の前記コイル手段を備え、 前記コイル手段は前記磁界を実質的に前記間隙の開放端
    部に集約するために前記間隙の開放端部に十分近づけて
    配設され、 前記コイル手段は垂直方向に配された前方コイル部を有
    し、該前方コイル部は、前記前方コイル部から離れてこ
    れを部分的に包囲する垂直に配された後方コイル部に電
    気的に接続され、前記垂直方向に配された前方コイル部
    は前記間隙の前記解放端部に近接して配列され、 前記前方コイル部は一対の側表面と後方表面と前方表面
    とを有し、前記前方表面は前記後方コイル部によっては
    包囲されることなく前記解放端部に面し、 前記前方コイル部を通って流れる電流をその前記前方表
    面に実質的に集中させる電流集中手段と、 該電流集中手段は、水平に配された複数の垂直方向に間
    隔を置いたヒレ部を有する前記後方コイル部内に包囲さ
    れたヒレ状構造体を有し、該ヒレ状構造体は、前記電流
    集中の機能を提供するために所定の厚さと間隔を有し、 前記垂直に配されたヒレ状構造体は、前記前方コイル部
    から前記後方コイル部の方に延びており、 各ヒレ状構造体はヒレ表面を有している 磁気閉じ込め装
    置。
  2. 【請求項２】 前記コイル手段は予め定められた周波数
    の電流によって作動させるものであると共に前記電流の
    一部は前記ヒレ状構造体の中を流れ、且つ、前記ヒレ状
    構造体は前記ヒレ状構造体の中の前記電流が前記予め定
    められた周波数において殆ど前記ヒレ表面を流れること
    を可能にするに十分な厚みを有する請求項１記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 前記ヒレ状構造体の前記厚みは前記予め
    定められた周波数における前記コイルの材料の表皮深さ
    の略４倍を越える請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記前方コイル部は前後方向の厚みを有
    し、いずれの隣り合う２枚のヒレ状構造体も垂直方向の
    厚みを有する平面状スペースで互いに隔てられると共
    に、前記垂直方向の厚みは前記前方コイル部の前後方向
    の厚みの約５０％から約１００％の間である請求項１記
    載の装置。
  5. 【請求項５】 前記装置は水平方向に隔てられた二つの
    部材に隣接し、 前記ヒレ状構造体はいずれも前記前方コイル部の前記前
    方表面の前方両側に相対して配備された第１及び第２部
    を有し、前記第１及び第２部はいずれも前記水平方向に
    隔てられた部材の一つに向けて前記前方表面よりも突出
    してなる請求項１記載の装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の磁気閉じ込め装置と組
    合せて使用される金属溶湯連続鋳造システムであって、
    該システムが、 両端に開放端部を有する前記間隙を垂直方向にわたって
    形成するための水平に配備され水平に間隔をおいた二つ
    の部材を有し、前記間隙は両端のそれぞれに開放端部を
    有し、 前記水平方向に隔てられた二つの部材のそれぞれは、相
    対する一対の円形の端表面と、各端表面周縁から前記磁
    気閉じ込め装置に向けて伸長する唇状縁部とを有し、 前記各唇状縁部は外側開放端と、この唇状縁部の基端で
    ある前記端表面に相当する内側面とを有する環状の凹部
    を形成した金属溶湯連続鋳造システム。
  7. 【請求項７】 前記ヒレ状構造体の前方に突出した前記
    第１及び第２部の各々が、それぞれ前記外側開放端を通
    りそれぞれの前記環状の凹部中に伸長してなる請求項６
    記載の金属溶湯連続鋳造システム。
  8. 【請求項８】 前記各唇状縁部が非磁性材料からなる請
    求項７記載の金属溶湯連続鋳造システム。
  9. 【請求項９】 水平方向に隔てられた前記各部材のそれ
    ぞれは、前記部材の前記端表面に配備され実質的に前記
    端表面を覆う非磁性環状ディスクを備えている請求項６
    記載の金属溶湯連続鋳造システム。
  10. 【請求項１０】 前記磁界を実質的に前記前方コイル部
    の前記前方表面と前記間隙の開放端部との間の領域に閉
    じ込めるための手段を具備する導電性シールドを備えた
    請求項１記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記後方コイル部が導電性シールドを
    構成する請求項１０記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記後方コイル部が前方コイル部を部
    分的に収容する空洞を形成すると共に、前記空洞は前記
    垂直に延びる間隙の前記開放端部に面する開口を有し、
    前記前方コイル部の前記前方表面が前記空洞における前
    記開口を介して露出するようにしてある請求項１１記載
    の装置。
  13. 【請求項１３】 前記コイル手段が銅または銅合金から
    なる、鋼溶湯流出防止用の請求項１記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記間隙における金属溶湯の静圧増加
    に合わせて、前記磁界に伴う磁気的圧力を増加させるた
    めの前記前方コイル部の前記前方表面の構成を具備する
    手段を備えてなる請求項１記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記前方コイル部の前記前方表面は、
    前記間隙の開放端部の幅に従って、前記前方コイル部の
    垂直方向の形状に沿って下方に向かって狭くなる横幅を
    持たせることにより、電流が前記コイルを流れるとき
    に、前記前方表面におけるその電流密度が前記前方表面
    の幅が減少するにともなって増加するようにしてある請
    求項１４記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記前方コイル部の前記前方表面は前
    記間隙の開放端部の形状と略同じ形状にしてある請求項
    １５記載の装置。
  17. 【請求項１７】 前記水平方向に隔てられた二つの部材
    は平行な軸と前記間隙の開放端部を形成する周縁とを有
    する回転可能なロールである請求項１記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記前方コイル部が、それぞれ前記前
    方コイル部の上端と下端との間にわたって伸長する１対
    の側壁と１つの後方壁を有する請求項１記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記後方コイル部は上端と下端とを有
    するとともに、前記コイル手段が互いの端部に隣接する
    前記前方コイル部と前記後方コイル部とを導電可能に接
    続する手段を具備して成る請求項１８記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記接続手段は前記後方コイル部の底
    部からなり、前記底部は前記前方コイル部と一体に形成
    してある請求項１９記載の装置。
  21. 【請求項２１】 少なくとも前記前方コイル部は冷却液
    循環可能な流路を形成する内部空間を有する請求項１記
    載の装置。
  22. 【請求項２２】 前記垂直に配された前方コイル部は上
    方部と下方部からなり、 前記下方部は一対の相対する側表面と、前記間隙の開放
    端部から離れて後方に面する後方表面とを有し、 前記上方部と下方部はそれぞれ前方に面する表面を有
    し、 前記上方部と下方部の前記前方に面する表面は隣接して
    同一平面状に連続した表面を形成し、 前記連続した表面は前記前方コイル部の前記前方表面を
    構成して成る請求項１記載の装置。
  23. 【請求項２３】 前記垂直に配されたヒレ状構造体は、
    前記相対する側表面及び前記垂直に配された前方コイル
    部の前記下方部の前記後方に面する後方表面から延伸し
    ている請求項２２記載の装置。
  24. 【請求項２４】 前記ヒレ状構造体が、前記前方コイル
    部の前記下方部に配備され、その前記相対する側表面か
    ら横方向外側及び前記開放端部から離れる方向に伸長し
    た平面状部材からなる請求項２３記載の装置。
  25. 【請求項２５】 前記ヒレ状構造体が前方コイル部と一
    体に形成されている請求項２３記載の装置。
  26. 【請求項２６】 前記間隙が、前記水平方向に隔てられ
    た部材同士が最接近するところで形成される最狭部を有
    すると共に、 前記装置は、前記水平に配されたヒレ状構造体が前記間
    隙の最狭部の水平面の上下両側の水平面に配備される状
    態で前記間隙の開放端近くに位置させてある請求項２３
    記載の装置。
  27. 【請求項２７】 磁性材料で構成され近接するヒレ状構
    造体間に配備された手段を備えた請求項２３記載の装
    置。
  28. 【請求項２８】 磁性材料で構成された前記手段が磁性
    材料の複数片からなり、前記磁性材料からなる各片が同
    一平面内にあって他の片から空気の間隙によって隔てら
    れている請求項２７記載の装置。
  29. 【請求項２９】 請求項１記載の磁気閉じ込め装置と組
    合せて使用される金属溶湯連続鋳造システムであって、
    該システムが、 水平方向に配置され水平方向に間隔をおいた垂直方向に
    わたって伸長する間隙を形成する二つの部材を具備する
    と共に、 前記間隙はその両端に開放端部を有し、 前記磁気閉じ込め装置は実質的に前記開放端部に隣接し
    ている金属溶湯連続鋳造システム。
  30. 【請求項３０】 水平方向に隔てられた二つの部材間に
    垂直方向に伸長して金属溶湯を存在させる間隙の開放端
    部から前記金属溶湯が流出することを防止するための磁
    気閉じ込め方法であって、前方コイル部を部分的に包囲する垂直に配された後方コ
    イル部に電気的に接続された垂直に配された前方コイル
    部を提供し、これにより、前記垂直に配された前方コイ
    ル部は前記間隙の前記開放端部に近接して、前記前面コ
    イル部の前方表面が前記後方コイル部によっては包囲さ
    れることなく前記間隙の前記開放端部に面し、 前記コイルに垂直方向に電流を通じることによって、前
    記間隙の開放端部を通り前記コイルから前記金属溶湯に
    達して前記間隙中の金属溶湯に対する閉じ込め圧力を作
    用させる水平方向の磁界を発生させ、ヒレ表面を有し前記前方コイル部から前記後方コイル部
    に延びる、水平に配され垂直方向に間隔をおいた複数の
    ヒレ部を有するヒレ状構造体を採用することにより、前
    記前方コイル部の前記前方表面に、前記前方コイル部を
    介して電流を実質的に集約し 、 前記電流を集約させる機能を提供するために所定の厚さ
    と垂直方向の間隔を前記ヒレ表面に採用し、 前記磁界を実質的に前記間隙の開放端部に閉じ込めるス
    テップから成る磁気閉じ込め方法。
  31. 【請求項３１】 前記磁界に伴う磁気的圧力を前記間隙
    における金属溶湯の静圧増加に従って増加させるステッ
    プを備えて成る請求項３０記載の方法。
  32. 【請求項３２】 垂直方向に隔てられて隣合うヒレ状構
    造体間のスペースにおける磁束の分散を、前記スペース
    のそれぞれに磁性材料を配備することにより最大にする
    ステップを備えて成る請求項３０記載の方法。
  33. 【請求項３３】 各スペースに於ける前記磁性材料は、
    複数個の磁性材片を有し、前記磁性材片のそれぞれを同
    一平面内に配し、空気からなる空隙によって他の前記磁
    性材片と隔てて配備されている請求項３２記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記前方コイル部は、一対の側表面を
    有し、その各側表面をそれぞれ前記前方表面の相対する
    側に、そして後方表面を前記前方表面の後方に有すると
    共に、 前記電流に予め定められた周波数を用い、 前記ヒレ状構造体はその中を流れる電流が前記予め定め
    られた周波数において実質的に前記ヒレ表面（複数）に
    沿って流れることを保証する厚みを持たせてある請求項
    ３０記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記ヒレ状構造体に、前記予め定めら
    れた周波数における前記コイルの材料の表皮深さの略４
    倍の厚みを持たせる請求項３０記載の方法。
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