JP2991560B2 - 電磁界鋳造鋳型 - Google Patents
電磁界鋳造鋳型Info
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Description
型に関し、詳しくは、鋳片の表面品質を向上させる電磁
界鋳造鋳型に関するものである。
導度の鋼等を電磁力を用いて鋳造しようとする場合、完
全に鋳型なしで鋳造を行うのは非常に困難である。そこ
で溶融金属を保持する手段として鋳型を使用しなければ
ならない。それとともに、鋳片表面品質の改善を図るた
めには、高周波磁束を鋳型内部に浸透させて溶融金属に
磁気圧あるいは熱を付加してやらなければならない。
ス、耐火物等を用いるのがよいが、耐用性等の面で問題
が残る。そこで従来から金属性、例えばCuの鋳型にスリ
ットを設けることにより磁場を鋳型内部に浸透させてい
た。
発生した磁場を鋳型内部に浸透させる方法としては、個
々のセグメントを組み立てて鋳型にする方法、鋳型に鋳
造方向にスリットを設ける方法あるいは有底の金属性る
つぼに鉛直方向にスリットを設ける方法(特公平3−4
4133号公報)などがある。
ントを組み立てて鋳型にする方法では、鋳型内面の面を
精度よく調整することが困難であり、鋳型に鋳造方向に
スリットを設ける方法あるいは有底の金属性るつぼに鉛
直方向にスリットを設ける方法では、比較的鋳型あるい
はるつぼ内面の面を精度よく調整することができるが、
スリットを加工する際の熱歪、あるいは鋳造中の熱的歪
により、拘束を受けてない上部(スリット部分)は歪ん
で面精度が悪くなるとともにスリット間隔が不揃いにな
る。また、各セグメントまたは各スリット間のセグメン
トは高周波磁場により誘導された電流により加熱される
ため、1本毎に冷却しなければならず、冷却構造が非常
に複雑となる。
隔が不揃いになると鋼などを鋳造した場合には、凝固の
不均一による鋳片表面品質の悪化、スリット間への溶融
金属の差し込みによる引き抜き抵抗の増大、あるいは極
端な場合には、ブレイクアウトを引起し、操業停止また
は操業不能となる。また、複雑な冷却構造は準備時間に
多大の時間を要し、メンテナンスも容易ではない。
なされたもので、鋳型の外側に設置した高周波コイルに
より発生した磁場を鋳型内部に浸透可能な構造にするこ
とによって、鋳片表面品質を向上するとともに、鋳型の
上部にフランジを設けることによって、鋳型内面の面精
度をよくし、かつ、冷却構造を簡単にした電磁界鋳造鋳
型を提供することを目的とする。
外側に設置された高周波コイルにより発生した磁場を鋳
型内部に浸透させ、初期凝固シェル部に磁気圧および熱
を付加することにより鋳片の表面品質を向上させる電磁
界鋳造鋳型において、水冷鋳型の周囲に、鋳造方向に鋳
型上端から途中まで複数条のスリットを所定の間隔に設
けた鋳型と、鋳型の上部に設ける水冷フランジに、フラ
ンジの内周から外周に向けて、フランジの途中まで複数
条のスリットを所定の間隔に設けたフランジが、電気的
に絶縁されている電磁界鋳造鋳型である。
波コイルにより発生した磁場を鋳型内部に浸透させ、初
期凝固シェル部に磁気圧および熱を付加することにより
鋳片の表面品質を向上させる電磁界鋳造鋳型において、
水冷鋳型の周囲に、鋳造方向に鋳型上端から途中まで複
数条のスリットを所定の間隔に設けた鋳型と、鋳型の上
部に設ける水冷フランジに、フランジの内周から外周に
向けてフランジの途中まで複数条のスリットを所定の間
隔に設けたフランジを、鋳型中心軸からフランジ外周端
部までの距離が、鋳型中心軸から高周波コイル内面まで
の距離よりも小さい構造である電磁界鋳造鋳型である。
端部までの距離が、鋳型中心軸から高周波コイル内面ま
での距離よりも小さい構造の請求項1記載の電磁界鋳造
鋳型 である。
使用されていた鋳型では、個々のセグメントを組み立て
た構造か、または鋳型に鋳造方向にスリットを設けた構
造(セグメントが下部で連結している鋳型)が主体であ
った。その理由は、鋳型の上部、下部とも連結(電気的
にショート)していると、鋳型の中央部にスリットが設
けてあっても磁場が鋳型の内部まで浸透しないという考
えが主流であったからである。
端から途中まで複数条のスリットを設けた鋳型の上部に
Cuフランジを設け、鋳型の上部、下部とも電気的にショ
ートさせた状態で鋳型内磁場を測定したところ磁場の浸
透が認められた。その結果を図5に示す。
磁束密度を示し、Aはフランジにスリットを設けない場
合、Bはスリットを設けた場合を示す。図から明らかな
ように、鋳型の上部、下部とも電気的にショートしてい
る状態でも、十分に鋳型の内部まで磁場が浸透している
ことがわかる。さらにフランジにスリットを設けること
によって、磁場の鋳型内部への浸透を容易にすることが
可能であることが判明した。なお、Bのフランジは分割
したものを用いた。
冷鋳型の周囲に、鋳造方向に鋳型上端から途中まで複数
条のスリットを設けた鋳型の上部に水冷フランジを設け
ることによって、鋳型上部の拘束力を増し、鋳型内面の
面精度を向上することができるため、鋳片表面品質は電
磁力および誘導加熱の効果に加え、スリット間隔の不揃
いによる不均一凝固を防止できるため格段に向上する。
を設けることによって、磁場の鋳型内部への浸透を容易
にすることが可能で、この場合、フランジにスリットを
設けない場合の磁束密度に比較して4割程度強くなって
いる。したがって、フランジにスリットを設けることに
よって、鋳型内部への磁場の浸透を容易にし、鋳片表面
品質をさらに向上することができる。なお、フランジの
スリット箇所は、磁場の浸透を考えた場合、鋳型に設け
たスリットの位置と一致させるのが望ましい。
寄せを加工した水冷フランジを鋳型の上部に設けること
によって、鋳型外での冷却排水の処理配管系統が簡単に
なり、準備時間が短縮され、メンテナンスが容易にな
る。
的に絶縁すれば、鋳型上端から設けたスリット間の各セ
グメント内に水平ループの誘導電流が生じ、図6に示す
ように、鋳型内部に浸透する磁束密度が強くなる。図6
は鋳型上端からの距離に対応する空芯磁束密度を示し、
Aはフランジと鋳型が電気的にショートしている場合
で、Bはフランジと鋳型が電気的に絶縁されている場合
である。なお、フランジは分割されたものを用い、分割
面は絶縁されている。
電気的に絶縁されているBの場合は、Aの場合の磁束密
度に比較して3割程度強くなっている。したがって、フ
ランジにスリットを設け、鋳型と電気的に絶縁すること
によって、鋳型内部への磁場の浸透を容易にし、鋳片表
面品質をさらに向上することができる。
の距離をできるだけ短くして、さらに鋳型中心軸から高
周波コイル内面までの距離を鋳型中心軸からフランジ外
周端部までの距離よりも大きくする条件下でもできるだ
け小さくすれば、さらに磁場を鋳型内部へ浸透し易くな
り、鋳片表面品質の改善効果が得られる。その理由は磁
力線が導電性のフランジに遮蔽されることなく、鋳型上
部から鋳型内部に入りやすくなるためである。
図1は本発明の電磁界鋳造鋳型の概念図で、(a) は水冷
鋳型の周囲に、鋳造方向に鋳型上端から途中まで複数条
のスリットを所定の間隔に設け、鋳型の上部に水冷フラ
ンジを設けたもので、(b) はさらに水冷フランジにスリ
ットを設けたものである。図中1は鋳型で、鋳型1の上
部にはフランジ2があり、鋳型1にはスリット3が設け
てある。(b) のフランジ2には、フランジ2の内周から
外周に向けて、フランジ2の途中まで複数条のスリット
4が設けてある。さらに、鋳型1には冷却水入口5が、
フランジ2には冷却水出口6が設けてある。
冷鋳型からの冷却水を統合する管寄せを加工した水冷フ
ランジの構造を示す図で、フランジ2には管寄せ7が加
工されており、管寄せ7には水冷鋳型のセグメントに設
けた冷却水管に通じる冷却水の入口8が設けてある。さ
らに管寄せ7は冷却水出口6に通じている。鋳型の冷却
水入口5から入った冷却水は、セグメントを冷却した
後、フランジの入口8から管寄せ7に統合され、冷却水
出口6から電磁界鋳造鋳型外に排水される。このため、
電磁界鋳造鋳型外での冷却排水の処理配管系統が簡単に
なり、準備時間が短縮され、メンテナンスが容易になっ
た。なお、図中4はスリットを示す。
磁界鋳造鋳型と高周波コイルとの位置関係を示す図で、
図中9は電磁界鋳造鋳型で、電磁界鋳造鋳型9の外側に
高周波コイル10が設置されている。電磁界鋳造鋳型9と
高周波コイル10との位置関係は、鋳型中心軸からフラン
ジ2外周端部までの距離L-2が、鋳型中心軸から高周波
コイル10内面までの距離L-1よりも小さくしている。こ
のことによって、さらに磁場を鋳型内部へ浸透し易くな
り、鋳片表面品質の改善効果が得られた。
界鋳造鋳型を用い、電磁界鋳造鋳型と高周波コイルとの
位置関係は、図3(a) に示すように、鋳型中心軸からフ
ランジ外周端部までの距離L-2が、鋳型中心軸から高周
波コイル内面までの距離L-1よりも小さくしている。
12%の炭素鋼を鋳造した。このときの鋳型振動条件は 6
0cpm×10mmである。本発明の電磁界鋳造鋳型で鋳造した
鋳片表面性状を図4(a) に、比較例として従来の電磁界
鋳造鋳型で鋳造した鋳片表面性状を図4(b) に示す。本
発明の電磁界鋳造鋳型で鋳造した鋳片表面性状(a) は比
較例(b) に比較してオシレーションマーク11が浅くな
り、鋳片表面が平滑となり鋳片表面品質が大幅に改善さ
れた。
波コイルにより発生した磁場を鋳型内部に浸透させ、初
期凝固シェル部に磁気圧および熱を付加することにより
鋳片の表面品質を向上させる電磁界鋳造鋳型であって、
鋳型の上部にフランジを設けることによって、鋳型内面
の面精度をよくし、かつ、冷却構造を簡単にし、さらに
フランジと鋳型とを電気的に絶縁し、電磁界鋳造鋳型と
高周波コイルとの位置関係を制御することによって、鋳
型内部への磁場の浸透をつよめ、鋳片表面品質を大幅に
改善することができる。
の冷却水を統合する管寄せを加工した水冷フランジの構
造を示す図である。
型と高周波コイルとの位置関係を示す図である。
の距離に対応する鋳型内部の空芯磁束密度を示す図であ
る。
型とが電気的に絶縁されている場合の鋳型上端からの距
離に対応する鋳型内部の空芯磁束密度を示す図である。
ト、4…スリット、5…冷却水入口、6…冷却水出口、
7…管寄せ、8…入口、9…電磁界鋳造鋳型、10…高周
波コイル、11…オシレーションマーク、L-1…鋳型中心
軸から高周波コイル内面までの距離、L-2…鋳型中心軸
からフランジ外周端部までの距離、L-3…鋳型内面から
フランジ外周端部までの距離。
Claims (3)
- 【請求項1】 鋳型の外側に設置された高周波コイルに
より発生した磁場を鋳型内部に浸透させ、初期凝固シェ
ル部に磁気圧および熱を付加することにより鋳片の表面
品質を向上させる電磁界鋳造鋳型において、水冷鋳型の
周囲に、鋳造方向に鋳型上端から途中まで複数条のスリ
ットを所定の間隔に設けた鋳型と、鋳型の上部に設ける
水冷フランジに、フランジの内周から外周に向けてフラ
ンジの途中まで複数条のスリットを所定の間隔に設けた
フランジが、電気的に絶縁されていることを特徴とする
電磁界鋳造鋳型。 - 【請求項2】鋳型の外側に設置された高周波コイルによ
り発生した磁場を鋳型内部に浸透させ、初期凝固シェル
部に磁気圧および熱を付加することにより鋳片の表面品
質を向上させる電磁界鋳造鋳型において、水冷鋳型の周
囲に、鋳造方向に鋳型上端から途中まで複数条のスリッ
トを所定の間隔に設けた鋳型と、鋳型の上部に設ける水
冷フランジに、フランジの内周から外周に向けてフラン
ジの途中まで複数条のスリットを所定の間隔に設けたフ
ランジを、鋳型中心軸からフランジ外周端部までの距離
が、鋳型中心軸から高周波コイル内面までの距離よりも
小さい構造であることを特徴とする電磁界鋳造鋳型。 - 【請求項3】鋳型中心軸からフランジ外周端部までの距
離が、鋳型中心軸から高周波コイル内面までの距離より
も小さい構造の請求項1記載の電磁界鋳造鋳型。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4036383A JP2991560B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 電磁界鋳造鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4036383A JP2991560B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 電磁界鋳造鋳型 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05228583A JPH05228583A (ja) | 1993-09-07 |
JP2991560B2 true JP2991560B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=12468327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4036383A Expired - Lifetime JP2991560B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 電磁界鋳造鋳型 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2991560B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9476645B2 (en) * | 2011-03-14 | 2016-10-25 | Consarc Corporation | Open bottom electric induction cold crucible for use in electromagnetic casting of ingots |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP4036383A patent/JP2991560B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05228583A (ja) | 1993-09-07 |
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