JP3006991B2

JP3006991B2 - 連続鋳造装置

Info

Publication number: JP3006991B2
Application number: JP6035541A
Authority: JP
Inventors: 崎敬介藤; 村恭司奥
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-03-07
Filing date: 1994-03-07
Publication date: 2000-02-07
Anticipated expiration: 2015-02-07
Also published as: JPH07241649A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属を取り囲む鋳
型辺に沿って配列した複数個の磁極と各磁極を励磁する
ための複数個の電気コイルの組合せでなる、鋳型辺に沿
った電磁石、および、電気コイルそれぞれに溶融金属流
に制動力を加えるための直流通電手段あるいは交流通電
手段を備える連続鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来技術】例えば連続鋳造では、タンデイッシュより
鋳型に溶鋼が注入され、鋳型において溶鋼は鋳型壁面か
ら次第に冷却されつつ引き抜かれる。同一高さの鋳型壁
面における温度が不均一であると、表面割れやシェル破
断を生じ易い。これを改善するために、従来は、リニア
モ−タを用いて、鋳型内で溶鋼をその上面と平行に、鋳
型壁面に沿って流動駆動する（例えば特開平１−２２８
６４５号公報）。

【０００３】特開平１−２２８６４５号公報に提示の溶
鋼の流動駆動はある程度の効果があるものの、注入ノズ
ルを介してタンデイッシュに流入する溶鋼の流れにより
鋳型壁面に沿った循環流動が乱される。この種の流動駆
動には、鋳型の長辺に沿って配列された複数個の磁極の
それぞれに電気コイルを巻回したリニアモ−タ型の電磁
石が用いられ、電気コイルは３相の各相毎に束ねられ、
１２０°位相のずれた３相電源の各相に、束ねられた単
位で接続され、３相電源の電圧および又は周波数をイン
バ−タやサイクロコンバ−タで調整され、これにより、
所要の駆動力および速度が得られる。

【０００４】図１３の（ａ）に、鋳型の上方から鋳型内
溶鋼の上面（メニスカス）を見おろした平面を示す。メ
ニスカスでは、注湯ノズル１７から鋳型内に流れ込む溶
鋼流により、ノズル１７に向かう表層流１８を生ずる。
図１３の（ｂ）に（ａ）図のＢ−Ｂ線拡大断面を、図１
３の（ｃ）にはＣ−Ｃ線断面を示す。ノズル１７から鋳
型内には（ｃ）に実線で示すように溶鋼が流れ込み、鋳
型短辺方向およびやや下方向に溶鋼流を生じ、これが鋳
型短辺に当って一部は上方に他は下方に流れ、上方に流
れる溶鋼流が表層流１８を生ずる。この表層流１８はメ
ニスカス上のパウダを巻き込み易い。一方、溶鋼が固体
に変わるときにＣＯなどの気体（気泡）が発生する。加
えて、鋳型内面の一部に溶鋼が滞留するとパウダが溶鋼
に残留し易くしかもブレ−クアウトの原因となる焼付き
となり易い。これらを防止するため、表層に安定した整
流を形成させるのが良い。

【０００５】そこで従来は、表層流１８に対して、図１
２の（ｂ）に示すように、鋳型長辺に沿ったリニアモ−
タ３Ｆおよび３Ｌで点線矢印で示す方向の電磁駆動力を
溶鋼に与えて、図１２の（ｃ）に実線矢印で示すよう
な、鋳型内壁１に沿う循環流を溶鋼の表層に生起しよう
としている。表層部に図１２の（ｃ）に示すような循環
流が定速度で安定して流れると、気泡の浮上が促進さ
れ、溶鋼中へのパウダ巻き込みがなくなり、表層付近の
鋳型内面がきれいにぬぐわれて溶鋼の滞留がなくなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば図１
４の（ａ）に示すように、注湯ノズル１７の２つの流出
口１９から鋳型内空間に流出する溶鋼流の一方が強く他
方が弱くなると、すなわち対称性がくずれると、これに
伴って表層流１８も、図１４の（ｂ）に示すように、溶
鋼流が弱い流出口の上に位置する表層流が弱くなる。こ
のような溶鋼流の乱れ（偏流）は鋳型内溶鋼ＭＭに、高
温部と低温部を生ずることになる。すなわち溶鋼流が強
い箇所では温度が高く、弱い箇所では温度が低い。同一
高さの鋳型壁面における温度が不均一であると、表面割
れやシェル破断を生じ易い。

【０００７】リニアモ−タによる溶鋼駆動により温度の
不均一性はある程度回避されるものの、注湯ノズル１７
の流出口１９の流出特性は注湯中に流出口１９への鋼付
着により変化し、この変化、特に２つの流出口の流出特
性差が大きくなったときには、かなりの温度偏差を生ず
る。

【０００８】本発明は、鋳型内溶鋼の場所による温度む
らを抑制することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶融金属(MM)
を取り囲む鋳型辺に沿って配列した複数個の磁極と各磁
極を励磁するための複数個の電気コイルの組合せでな
る、鋳型辺に沿った電磁石(3F,3L)、および、電気コイ
ルそれぞれに溶融金属流に制動力を加えるための直流あ
るいは交流を通電する手段(20F1,20F2,20L1,20L2)を備
える連続鋳造装置において、前記鋳型辺の温度分布を検
出する手段(S11〜S1n,S21〜S2n,S31〜S3m,S41〜S4m)；
および、温度が高い箇所の近くの溶融金属流に高い制動
力を与える電流指令を前記通電手段(20F1,20F2,20L1,20
L2)に与える温度分布制御手段(43)；を備えることを特
徴とする。

【００１０】なお、カッコ内には、理解を容易にするた
めに、後述する実施例中の対応する要素の符号を、参考
までに付記した。

【００１１】

【作用】溶鋼流の流速が高い所では鋳型内壁の温度が高
く、流速が低い所では鋳型内壁の温度が低い。したがっ
て溶鋼流速分布は、手段(S11〜S1n,S21〜S2n,S31〜S3m,
S41〜S4m)が検出する温度分布に対応する。本発明で
は、温度分布制御手段(43)が、温度が高い箇所の近くの
溶融金属流に高い制動力を与える電流指令を前記通電手
段(20F1,20F2,20L1,20L2)に与える。すなわち溶鋼流速
が高い箇所で、高い制動力を溶鋼流に与えるので、溶鋼
の上述の偏流が抑制される。すなわち溶鋼流速分布が均
一化する。したがって鋳型内溶鋼の場所による温度むら
が抑制される。

【００１２】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１３】

【実施例】図１に、本発明の一実施例の外観を示す。連
続鋳造鋳型の内壁１で囲まれる空間には溶鋼ＭＭが図示
しない注湯ノズル（図１３のノズル１７）を通して注入
され、溶鋼ＭＭのメニスカス（表面）はパウダＰＷで覆
われる。鋳型は水箱２に流れる冷却水で冷却され、溶鋼
ＭＭは鋳型に接する表面から次第に内部に固まって行き
鋳片ＳＢが連続的に引き抜かれるが、鋳型内に溶鋼が注
がれるので、鋳型内には常時溶鋼ＭＭがある。溶鋼ＭＭ
のメニスカスレベル（高さ方向ｚ）の位置に２個のリニ
アモ−タ３Ｆおよび３Ｌが設けられており、これらが溶
鋼ＭＭのメニスカス直下の部分（表層域）に電磁力を与
える。

【００１４】図２に、図１に示す内壁１を、リニアモ−
タ３Ｆ，３Ｌのコア１７Ｆ，１７Ｌ部で水平に破断した
断面を示す。図３には、図２の３Ａ−３Ａ線拡大断面を
示す。鋳型の内壁１は、相対向する長辺１１Ｆ，１１Ｌ
および相対向する短辺１４Ｒ，１４Ｌで構成されてお
り、各辺は銅板１３Ｆ，１３Ｌ，１５Ｒ，１５Ｌに、非
磁性ステンレス板１２Ｆ，１２Ｌ，１６Ｒ，１６Ｌを裏
当てしたものである。

【００１５】この実施例では、リニアモ−タ３Ｆ，３Ｌ
のコア１７Ｆ，１７Ｌは、鋳型長辺１１Ｆ，１１Ｌの実
効長（溶鋼ＭＭが接するｘ方向長さ）よりやや長く、そ
れらの全長に所定ピッチでそれぞれ３６個のスロットが
切られている。リニアモ−タ３Ｆのコア１７Ｆの各スロ
ットには、第１グル−プの電気コイルＣＦ１ａ〜ＣＦ１
ｒおよび第２グル−プの電気コイルＣＦ２ａ〜ＣＦ２ｒ
が装着されている。同様に、リニアモ−タ３Ｌのコア１
７Ｌの各スロットには、第１グル−プの電気コイルＣＬ
１ａ〜ＣＬ１ｒおよび第２グル−プの電気コイルＣＬ２
ａ〜ＣＬ２ｒが装着されている。

【００１６】リニアモ−タ３Ｆ，３Ｌは、図１２の
（ｂ）に点線矢印で示す推力を溶鋼ＭＭに与えようとす
るもので、リニアモ−タ３Ｆの第１グル−プの電気コイ
ルＣＦ１ａ〜ＣＦ１ｒは弱い推力を、第２グル−プの電
気コイルＣＦ２ａ〜ＣＦ２ｒは強い推力を溶鋼ＭＭに与
えればよい。したがって第１グル−プの電気コイルＣＦ
１ａ〜ＣＦ１ｒの巻回数は少くしてもよいが、制動制御
のための直流通電をするとか、ｘ方向の推力分布をグル
−プ内でも調整するとか、他の制御にも適応しうるよう
に、この実施例では、リニアモ−タ３Ｆの全スロットお
よび全電気コイルはすべて同一仕様のものである。第１
グル−プと第２グル−プで異なった推力を発生するよう
に、この実施例では、各グル−プに異なったレベルの電
流を通電する。この内容は後述する。リニアモ−タ３Ｌ
に関しても同様である。

【００１７】図４に、図２に示す全電気コイルの、グル
−プ内の結線を示す。この結線は６極（Ｎ＝６）のもの
であり、電気コイルに３相交流（Ｍ＝３）を通電する。
例えば、リニアモ−タ３Ｆの第１グル−プの電気コイル
ＣＦ１ａ〜ＣＦ１ｒは、図４ではこの順に、ｕ，ｕ，
Ｖ，Ｖ，ｗ，ｗ，Ｕ，Ｕ，ｖ，ｖ，Ｗ，Ｗ，ｕ，ｕ，
Ｖ，Ｖ，ｗ，ｗと表わしている。そして「Ｕ」は３相交
流のＵ相の正相通電（そのままの通電）を、「ｕ」はＵ
相の逆相通電（Ｕ相より１８０度の位相づれ通電）を表
わし、電気コイル「Ｕ」にはその巻始め端にＵ相が印加
されるのに対し、電気コイル「ｕ」にはその巻終り端に
Ｕ相が印加されることを意味する。同様に、「Ｖ」は３
相交流のＶ相の正相通電を、「ｖ」はＶ相の逆相通電
を、「Ｗ」は３相交流のＷ相の正相通電を、「ｗ」はＷ
相の逆相通電を表わす。図４に示す端子Ｕ１１，Ｖ１１
およびＷ１１は、リニアモ−タ３Ｆの第１グル−プの電
気コイルＣＦ１ａ〜ＣＦ１ｒの電源接続端子であり、端
子Ｕ２１，Ｖ２１およびＷ２１は、リニアモ−タ３Ｆの
第２グル−プの電気コイルＣＦ２ａ〜ＣＦ２ｒの電源接
続端子であり、端子Ｕ１２，Ｖ１２およびＷ１２は、リ
ニアモ−タ３Ｌの第１グル−プの電気コイルＣＬ１ａ〜
ＣＬ１ｒの電源接続端子であり、端子Ｕ２２，Ｖ２２お
よびＷ２２は、リニアモ−タ３Ｌの第２グル−プの電気
コイルＣＦ２ａ〜ＣＦ２ｒの電源接続端子である。

【００１８】図５に、リニアモ−タ３Ｆの第１グル−プ
の電気コイルＣＦ１ａ〜ＣＦ１ｒに３相交流を流す電源
回路２０Ｆ１を示す。３相交流電源（３相電力線）２１
には直流整流用のサイリスタブリッジ２２Ａ1が接続さ
れており、その出力（脈流）はインダクタ２５Ａ1およ
びコンデンサ２６Ａ1で平滑化される。平滑化された直
流電圧は３相交流形成用のパワ−トランジスタブリッジ
２７Ａ1に印加され、これが出力する３相交流のＵ相が
図４に示す電源接続端子Ｕ１１に、Ｖ相が電源接続端子
Ｖ１１に、またＷ相が電源接続端子Ｗ１１に印加され
る。

【００１９】リニアモ−タ３Ｆの第１グル−プの電気コ
イルＣＦ１ａ〜ＣＦ１ｒが、図１２の（ｂ）に点線矢印
で示す小さい推力を発生するコイル電圧指令値ＶdcＡ１
が位相角α算出器２４Ａ１に与えられ、位相角α算出器
２４Ａ１が、指令値ＶdcＡ１に対応する導通位相角α
（サイリスタトリガ−位相角）を算出し、これを表わす
信号をゲ−トドライバ２３Ａ１に与える。ゲ−トドライ
バ２３Ａ１は、各相のサイリスタを、各相のゼロクロス
点から位相カウントを開始して位相角αで導通トリガ−
する。これにより、トランジスタブリッジ２７Ａ１に
は、指令値ＶdcＡ１が示す直流電圧が印加される。

【００２０】一方、３相信号発生器３１Ａ１は、周波数
指令値Ｆdcで指定された周波数(この実施例では２０Ｈ
ｚ）の、定電圧３相交流信号を発生してこれをバイアス
指令値Ｂ１１が指定する直流レベル分、レベルシフトし
て、比較器２９Ａ１に与える。比較器２９Ａ１にはま
た、三角波発生器３０Ａ１が３ＫＨｚの、定電圧三角波
を与える。比較器２９Ａ１は、Ｕ相信号が正レベルのと
きには、それが三角波発生器３０Ａ１が与える三角波の
レベル以上のとき高レベルＨ（トランジスタオン）で、
三角波のレベル未満のとき低レベルＬ（トランジスタオ
フ）の信号を、Ｕ相の正区間宛て（Ｕ相正電圧出力用ト
ランジスタ宛て）にゲ−トドライバ２８Ａ１に出力し、
Ｕ相信号が負レベルのときには、それが三角波発生器３
０Ａ１が与える三角波のレベル以下のとき高レベルＨ
で、三角波のレベルを越えるとき低レベルＬの信号を、
Ｕ相の負区間宛て（Ｕ相負電圧出力用トランジスタ宛
て）にゲ−トドライバ２８Ａ１に出力する。Ｖ相信号お
よびＷ相信号に関しても同様である。ゲ−トドライバ２
８Ａ１は、これら各相，正，負区間宛ての信号に対応し
てトランジスタブリッジ２７Ａ１の各トランジスタをオ
ン，オフ付勢する。

【００２１】これにより、電源接続端子Ｕ１１には、３
相交流の、直流バイアス成分（Ｂ１１）を有するＵ相電
圧が出力され、電源接続端子Ｖ１１に同様なＶ相電圧が
出力され、また電源接続端子Ｗ１１に同様なＷ相電圧が
出力され、これらの電圧の上ピ−ク／下ピ−ク間レベル
はコイル電圧指令値ＶdcＡ１で定まり、バイアス直流成
分のレベルはバイアス指令Ｂ１１で定まる。この３相電
圧の周波数はこの実施例では周波数指令値Ｆdcにより２
０Ｈｚである。すなわち、コイル電圧指令値ＶdcＡ１で
指定されたピ−ク電圧値（推力）およびバイアイ指令Ｂ
１１で指定された直流成分（制動力）を有する、２０Ｈ
ｚの３相交流電圧が、図２および図４に示すリニアモ−
タ３Ｆおよび３Ｌの、第１グル−プの電気コイルＣＦ１
ａ〜ＣＦ１ｒに印加される。

【００２２】図６に、リニアモ−タ３Ｆの第２グル−プ
の電気コイルＣＦ２ａ〜ＣＦ２ｒに３相交流を流す電源
回路２０Ｆ２を示し、図７に、リニアモ−タ３Ｌの第２
グル−プの電気コイルＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｒに３相交流を
流す電源回路２０Ｌ１を示し、図８に、リニアモ−タ３
Ｌの第１グル−プの電気コイルＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｒに３
相交流を流す電源回路２０Ｌ２を示す。これらの電源回
路２０Ｆ２，２０Ｌ１および２０Ｌ２の構成は、上述の
２０Ｆ１と同一であるが、コイル電圧指令値（ＶdcＡ２
〜４）およびバイアス指令（Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ１２）
が異なる。

【００２３】すなわち、リニアモ−タ３Ｆの第２グル−
プの電気コイルＣＦ２ａ〜ＣＦ２ｒが図１２の（ｂ）に
点線矢印で示す大きい推力を発生するコイル電圧指令値
ＶdcＡ２が、位相角α算出器２４Ａ２に与えられる。リ
ニアモ−タ３Ｌの第２グル−プの電気コイルＣＬ２ａ〜
ＣＬ２ｒが図１２の（ｂ）に点線矢印で示す大きい推力
を発生するコイル電圧指令値ＶdcＡ３が、位相角α算出
器２４Ｂ１に与えられる。また、リニアモ−タ３Ｌの第
１グル−プの電気コイルＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｒが図１２の
（ｂ）に点線矢印で示す小さい推力を発生するコイル電
圧指令値ＶdcＡ４が、位相角α算出器２４Ｂ２に与えら
れる。

【００２４】バイアス指令Ｂ１１（図５）は、リニアモ
−タ３Ｆの第１グル−プの電気コイルＣＦ１ａ〜ＣＦ１
ｒに印加する３相交流の直流バイアスレベル（制動力）
を指定する。

【００２５】バイアス指令Ｂ２１（図６）は、リニアモ
−タ３Ｆの第２グル−プの電気コイルＣＦ２ａ〜ＣＦ２
ｒに印加する３相交流の直流バイアスレベル（制動力）
を指定する。

【００２６】バスアス指令Ｂ２２（図７）は、リニアモ
−タ３Ｌの第２グル−プの電気コイルＣＬ２ａ〜ＣＬ２
ｒに印加する３相交流の直流バイアスレベル（制動力）
を指定する。

【００２７】バイアス指令Ｂ１２（図８）は、リニアモ
−タ３Ｌの第１グル−プの電気コイルＣＬ１ａ〜ＣＬ１
ｒに印加する３相交流の直流バイアスレベル（制動力）
を指定する。

【００２８】これらのバイアス指令Ｂ１１（図５），Ｂ
２１（図６），Ｂ２２（図７）およびＢ１２（図８）
は、図９〜図１１に示すコンピュ−タ４３が、各電源回
路２０Ｆ１，２０Ｆ２，２０Ｌ１および２０Ｌ２に与え
る。

【００２９】図９に、図２に示す鋳型短辺１４Ｌおよび
１４Ｒの背部を示す。これらの短辺１４Ｌ，１４Ｒに
は、熱電対Ｓ３１〜Ｓ３ｎおよびＳ４１〜Ｓ４ｎが、そ
れぞれ鋳片引抜き方向（高さ方向；上下方向）に各一列
で等間隔に配列され、それぞれの熱電対は、裏当てステ
ンレス板を貫通し銅板のやや内部の（溶鋼に接する表面
部の）温度を検出する。すなわち信号処理回路４１Ａが
熱電対が検出する温度を表わすアナログ信号（検出信
号）を発生してアナログゲ−ト４２に与える。

【００３０】コンピュ−タ４３は、アナログゲ−ト４２
の出力を制御して、熱電対Ｓ３１〜Ｓ３ｎおよびＳ４１
〜Ｓ４ｎの検出信号を順次にＡ／Ｄ変換して読込み、高
温値抽出処理４４により、熱電対Ｓ３１〜Ｓ３ｎの検出
温度の中の最高温度値Ｔｍ１Ｌ１および次に高い温度値
Ｔｍ２Ｌ１を抽出し、かつ、熱電対Ｓ４１〜Ｓ４ｎの検
出温度の中の最高温度値Ｔｍ１Ｒ１および次に高い温度
値Ｔｍ２Ｒ１を抽出する。そして、短辺１４Ｌの代表温
度（Ｔｍ１Ｌ１−Ｔｍ２Ｌ１）×０．７＋ＴＭ２Ｌ１を算出し、短辺１４Ｒの代表温度（Ｔｍ１Ｒ１−Ｔｍ２Ｒ１）×０．７＋ＴＭ２Ｒ１を算出して、両者の差すなわち短辺１４Ｌ，１４Ｒ間の
代表温度差 (Tm1L1-Tm2L1)×0.7＋TM2L1−(Tm1R1-Tm2R1)×0.7−TM2
R1 を算出して、それが正値（０以上）である（短辺１５Ｒ
の方が温度が高い）ときには、ＶＲ＝代表温度差×Ａ
（Ａは係数）を算出し、かつ、ＶＬ１＝Ｂ−ＶＲを算出
する。代表温度差が負値である（短辺１５Ｌの方が温度
が高い）ときには、ＶＬ１＝−代表温度差×Ａを算出
し、かつＶＲ＝Ｂ−ＶＬ１を算出する。

【００３１】ＶＲは、短辺１５Ｒ側の電気コイルＣＦ１
ａ〜ＣＦ１ｒ（リニアモ−タ３Ｆの左半分；図２）およ
びＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｒ（リニアモ−タ３Ｌの左半分；図
２）に対する制動力成分（バイアス成分）指令値であ
り、ＶＬ１は短辺１５Ｌ側の電気コイルＣＦ２ａ〜ＣＦ
２ｒ（リニアモ−タ３Ｆの右半分；図２）およびＣＬ１
ａ〜ＣＬ１ｒ（リニアモ−タ３Ｌの右半分；図２）に対
する制動力成分（バイアス成分）指令値である。これら
の指令値は、代表温度差が正値（短辺１５Ｒの方が温度
が高い）ときにはリニアモ−タ３Ｆ，３Ｌの左半分（図
２）の電気コイルに流す直流電流レベル（バイアス）を
大きくして強い制動をかけ、右半分の電気コイルに流す
直流電流レベルを小さくして制動を弱くし、逆に、代表
温度差が負値（短辺１５Ｌの方が温度が高い）ときには
リニアモ−タ３Ｆ，３Ｌの右半分の電気コイルに流す直
流電流レベルを大きくして強い制動をかけ、左半分の電
気コイルに流す直流電流レベルを小さくして制動を弱く
することを意味する。

【００３２】図１０に、図２に示す鋳型長辺１１Ｆおよ
び１１Ｌの背部を示す。これらの長辺１１Ｆ，１１Ｌに
は、熱電対Ｓ１１〜Ｓ１ｎおよびＳ２１〜Ｓ２ｎが、そ
れぞれ水平方向に各一列で等間隔に配列され、それぞれ
の熱電対は、裏当てステンレス板を貫通し銅板のやや内
部の（溶鋼に接する表面部の）温度を検出する。すなわ
ち信号処理回路４５Ａが熱電対が検出する温度を表わす
アナログ信号（検出信号）を発生してアナログゲ−ト４
６に与える。

【００３３】コンピュ−タ４３は、アナログゲ−ト４６
の出力を制御して、熱電対Ｓ１１〜Ｓ１ｎおよびＳ２１
〜Ｓ２ｎの検出信号を順次にＡ／Ｄ変換して読込み、高
温値抽出処理４７により、熱電対Ｓ１１〜Ｓ１ｎの検出
温度の中の最高温度値Ｔｍ１Ｆおよび次に高い温度値Ｔ
ｍ２Ｆを抽出し、かつ、熱電対Ｓ２１〜Ｓ２ｎの検出温
度の中の最高温度値Ｔｍ１Ｒ２および次に高い温度値Ｔ
ｍ２Ｒ２を抽出する。そして、長辺１１Ｆの代表温度（Ｔｍ１Ｆ−Ｔｍ２Ｆ）×０．７＋ＴＭ２Ｆを算出し、長辺１１Ｌの代表温度（Ｔｍ１Ｒ２−Ｔｍ２Ｒ２）×０．７＋ＴＭ２Ｒ２を算出して、両者の差すなわち長辺１１Ｆ，１１Ｌ間の
代表温度差 (Tm1F-Tm2F)×0.7＋TM2F−(Tm1R2-Tm2R2)×0.7−TM2R2 を算出して、それが正値（０以上）である（長辺１１Ｆ
の方が温度が高い）ときには、ＶＦ＝代表温度差×Ｃ
（Ｃは係数）を算出し、かつ、ＶＬ２＝Ｄ−ＶＦを算出
する。代表温度差が負値である（長辺１１Ｌの方が温度
が高い）ときには、ＶＬ２＝−代表温度差×Ｃを算出
し、かつＶＦ＝Ｂ−ＶＬ２を算出する。

【００３４】ＶＦは、長辺１１Ｆ側のリニアモ−タ３Ｆ
（電気コイルＣＦ１ａ〜ＣＦ１ｒおよびＣＦ２ａ〜ＣＦ
２ｒ）に対する制動力成分（バイアス成分）指令値であ
り、ＶＬ２は長辺１１Ｌ側のリニアモ−タ３Ｌ（電気コ
イルＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｒおよＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｒに対す
る制動力成分（バイアス成分）指令値である。これらの
指令値は、代表温度差が正値（長辺１１Ｆの方が温度が
高い）ときにはリニアモ−タ３Ｆの電気コイルに流す直
流電流レベル（バイアス）を大きくして強い制動をか
け、リニアモ−タ３Ｌの電気コイルに流す直流電流レベ
ルを小さくして制動を弱くし、逆に、代表温度差が負値
（長辺１１Ｌの方が温度が高い）ときにはリニアモ−タ
３Ｌの電気コイルに流す直流電流レベルを大きくして強
い制動をかけ、リニアモ−タ３Ｆの電気コイルに流す直
流電流レベルを小さくして制動を弱くすることを意味す
る。

【００３５】図１１に示すようにコンピュ−タ４３は、Ｂ１１＝ＶＲ＋ＶＦＢ２１＝ＶＬ１＋ＶＦＢ２２＝ＶＲ＋ＶＬ２Ｂ１２＝ＶＬ１＋ＶＬ
２を算出し、これらをそれぞれ電源回路２０Ｆ１（図
５），２０Ｆ２（図６），２０Ｌ１（図７）および２０
Ｌ２（図８）に与える。

【００３６】以上により、例えば図１４に示すように、
流出口１９から短辺１４Ｌに向かう溶鋼流が弱く短辺１
４Ｒに向かう溶鋼流が強い（１４Ｒが１４Ｌより高温）
ときには、ＶＲが大きくＶＬ１が小さいので、Ｂ１１，
Ｂ２２＞Ｂ２１，Ｂ２２となり、リニアモ−タ３Ｆおよ
び３Ｌの右半分の電気コイルには、左半分の電気コイル
よりも、高レベルの直流成分が通電されて強い制動力が
短辺１４Ｒに向かう溶鋼流に作用し速度が抑制される。
短辺１４Ｌに向かう溶鋼流の制動力は弱くなり、短辺１
４Ｌに向かう溶鋼流速が上昇する。

【００３７】図１３の（ｃ）に示すように、流出口１９
から短辺１４Ｌに向かう溶鋼流と短辺１４Ｒに向かう溶
鋼流が実質上同速度であっても、仮にノズル１７から出
る溶鋼流が長辺１１Ｆ側に偏っていると、長辺１１Ｆの
温度が長辺１１Ｌよりも高くなる。この場合には、ＶＦ
が大きくＶＬ２が小さいので、Ｂ１１，Ｂ２１＞Ｂ２
２，Ｂ１２となり、リニアモ−タ３Ｆの電気コイルに
は、リニアモ−タ３Ｌの電気コイルよりも、高レベルの
直流成分が通電されて強い制動力が長辺１１Ｆに沿う溶
鋼流に作用し速度が抑制される。長辺１１Ｌに沿う溶鋼
流の制動力は弱くなり、長辺１１Ｌに沿う溶鋼流速が上
昇する。

【００３８】以上のような原理により、上記実施例によ
れば、ノズル１７を中心として、鋳型長辺に沿う方向ｘ
（左右の）溶鋼流速偏差が抑制され、かつ、短辺に沿う
方向ｙ（幅方向手前側と後側の）溶鋼流速偏差が抑制さ
れ、鋳型内溶鋼の温度分布が均一化する。

【００３９】以上は、直流印加について述べたが、移動
磁界を生じない態様で電気コイルに交流を通電する態様
でも本発明は実施しうる。加えて、移動磁界を生ずる態
様で電気コイルに交流を通電する場合、すなわちリニア
モ−タに、移動磁界を生ずる交流を通電する場合には、
溶鋼流と逆方向の移動磁界をリニアモ−タに発生させる
ことにより制動力が溶鋼流に加わる。次に、移動磁界に
より推力を加えることにより溶鋼流に制動力を加える１
つの実施例を説明する。

【００４０】この実施例では、図１５の（ａ）のごと
く、鋳型長辺に沿ってノズル１７に向かう方向の電磁力
（推力）が発生するように、リニアモ−タ３Ｆ，３Ｌの
結線を、図１６に示すように変更する。図１５の（ｂ）
に示すように偏流が起こり、ノズル１７の左側のほうが
右側より強く表層流が生じた場合、左側の短辺の温度が
高くなる。そこでこの実施例では、図１６の（ｃ）に示
すように、温度が高い方の電磁力を下げ低い方の電磁力
を上げる。

【００４１】これを行なうコンピュ−タ４３の演算処理
を図１７に示す。前述の直流による制動力を加える場合
には、温度が高い所で直流バイアス（Ｂ１１，Ｂ２２）
を高くし低い所で直流バイアス（Ｂ２１，Ｂ１２）を低
くするが、この実施例では温度が高い所で交流電圧（Ｖ
ｄｃＡ１，ＶｄｃＡ３）を低くし温度が低い所で交流電
圧（ＶｄｃＡ２，ＶｄｃＡ４）を高くする。すなわち温
度が高い所で溶鋼流への加速推力を下げ、温度が低い所
で加速推力を上げる。このように、前述の実施例の直流
バイアス（Ｂ１１，Ｂ２２）とこの実施例の交流電圧
（ＶｄｃＡ１，ＶｄｃＡ３）とは、温度の高低に関して
高低が逆の関係となる。したがってこの実施例では、コ
ンピュ−タ４３は、図１７に示すように、現在出力して
いるコイル電圧（ＶｄｃＡ１Ｐ〜ＶｄｃＡ４Ｐ）より、
前述の実施例と同様に算出した所要制動力対応値を減算
し、得た値を、新たなコイル電圧指令値ＶｄｃＡ１〜Ｖ
ｄｃＡ４として更新し、これらをそれぞれ電源回路２０
Ｆ１，２０Ｆ２，２０Ｌ１および２０Ｌ２に出力し、現
在出力しているコイル電圧を表わす値（レジスタのデ−
タ）ＶｄｃＡ１Ｐ〜ＶｄｃＡ４Ｐを該出力値に更新す
る。

【００４２】図１５の（ｂ）に示すように偏流が起こ
り、ノズル１７の左側のほうが右側より強く表層流が生
じた場合、左側の短辺の温度が高くなる。するとコンピ
ュ−タ４３が、高温側のＶｄｃＡ１及びＶｄｃＡ３を小
さくし、低温側のＶｄｃＡ２，ＶｄｃＡ４を大きくす
る。従って、リニアモ−タ３Ｆの第１グル−プの電気コ
イルＣＦ１ａ〜ＣＦ１ｒおよびリニアモ−タ３Ｌの第２
グル−プの電気コイルＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｒの３相交流電
流値が減少して電磁力（推力）が下がり、リニアモ−タ
３Ｆの第２グル−プの電気コイルＣＦ２ａ〜ＣＦ２ｒお
よびリニアモ−タ３Ｌの第１グル−プの電気コイルＣＬ
１ａ〜ＣＬ１ｒの３相交流電流値が増加して電磁力（推
力）が上がり、リニアモ−タ３Ｆ，３Ｌによる電磁力は
図１５の（ｃ）のごとくになる。すると、偏流によって
弱かった右側の表層流は強くなり、メニスカス部は均一
な流れが得られることになる。

【００４３】図１５の（ｂ）に示す偏流とは逆の偏流を
生じた場合には、すなわちノズル１７の左側の表層流が
弱く右側の表層流が強い場合には、右側短辺の温度が左
側短辺の温度より高くなる。これに応答してコンピュ−
タ４３が、高温側のＶｄｃＡ２及びＶｄｃＡ４を小さく
し、低温側のＶｄｃＡ１，ＶｄｃＡ３を大きくする。従
って、リニアモ−タ３Ｆの第１グル−プの電気コイルＣ
Ｆ１ａ〜ＣＦ１ｒおよびリニアモ−タ３Ｌの第２グル−
プの電気コイルＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｒの３相交流電流値が
増大して電磁力（推力）が上がり、リニアモ−タ３Ｆの
第２グル−プの電気コイルＣＦ２ａ〜ＣＦ２ｒおよびリ
ニアモ−タ３Ｌの第１グル−プの電気コイルＣＬ１ａ〜
ＣＬ１ｒの３相交流電流値が減少して電磁力（推力）が
下がる。これにより、偏流によって弱かった左側の表層
流は強くなり、メニスカス部は均一な流れが得られるこ
とになる。

【００４４】以上のような原理により、上記実施例によ
れば、ノズル１７を中心として、鋳型長辺に沿う方向ｘ
（左右の）溶鋼流速偏差が抑制され、鋳型内溶鋼の温度
分布が均一化する。

【００４５】

【発明の効果】溶鋼流速が高い箇所で、高い制動力を溶
鋼流に与えるので、溶鋼の偏流が抑制される。すなわち
溶鋼流速分布が均一化する。したがって鋳型内溶鋼の場
所による温度むらが抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の外観と、中央縦断面を
示す斜視図である。

【図２】図１に示すコア１７Ｆ，１７Ｌを水平に破断
した拡大横断面図である。

【図３】図２の３Ａ−３Ａ線拡大断面図である。

【図４】図２に示す電気コイルの結線を示す電気回路
図である。

【図５】図２に示すリニアモ−タ３Ｆの第１グル−プ
の電気コイルに３相交流電圧を印加する電源回路を示す
電気回路図である。

【図６】図２に示すリニアモ−タ３Ｆの第２グル−プ
の電気コイルに３相交流を印加する電源回路を示す電気
回路図である。

【図７】図２に示すリニアモ−タ３Ｌの第２グル−プ
の電気コイルに３相交流を印加する電源回路を示す電気
回路図である。

【図８】図２に示すリニアモ−タ３Ｌの第１グル−プ
の電気コイルに３相交流を印加する電源回路を示す電気
回路図である。

【図９】図２に示す鋳造鋳型の短辺１４Ｌ，１４Ｒの
背部とそれらに備わった熱電対に接続された電気回路を
示すブロック図である。

【図１０】図２に示す鋳造鋳型の長辺１１Ｆ，１１Ｌ
の背部とそれらに備わった熱電対に接続された電気回路
を示すブロック図である。

【図１１】図９および図１０に示すコンピュ−タ４３
の出力を示すブロック図である。

【図１２】（ａ）は、鋳型内溶鋼のメニスカスにおけ
る、注湯ノズルからの溶鋼注入により生ずる表層流を示
す平面図、（ｂ）は２個のリニアモ−タで生起しようと
する表層流を点線矢印で示す平面図、（ｃ）は注湯ノズ
ルからの溶鋼注入により生ずる表層流と２個のリニアモ
−タの推力により生ずる表層流とのベルトル和を実線矢
印で示す平面図である。

【図１３】（ａ）は、鋳型内溶鋼のメニスカスにおけ
る表層流を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線拡大
断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線拡大断面図である。

【図１４】（ａ）は鋳型内溶鋼の断面図、（ｂ）は鋳
型内溶鋼のメニスカスにおける表層流を示す平面図であ
る。

【図１５】（ａ）は本発明の第２実施例のリニアモ−
タの電磁力の向きを示す平面図、（ｂ）は注入流の偏流
による表層流の強度差を示す平面図、（ｃ）は（ｂ）の
強度差を抑制するためにリニアモ−タが発生する電磁力
を示す平面図である。

【図１６】本発明の第２実施例の、リニアモ−タの電
気コイルの相区分を示す水平断面図である。

【図１７】本発明の第２実施例のコンピュ−タ４３
の、演算処理の内容を示すブロック図である。

【符号の説明】

１：鋳型の内壁２：水箱３Ｆ，３Ｌ：リニアモ−タＰＷ：パウダＭＭ：溶鋼ＳＢ：鋳片１１Ｆ，１１Ｌ：長辺１２Ｆ，１２Ｌ：非磁性ス
テンレス板１３Ｆ，１３Ｌ：銅板１４Ｒ，１４Ｌ：短辺１５Ｒ，１５Ｌ：銅板１６Ｒ，１６Ｌ：非磁性ス
テンレス板１７Ｆ，１７Ｌ：コアＣＦ１ａ〜ＣＦ１ｒ：第１グル−プの電気コイルＣＦ２ａ〜ＣＦ２ｒ：第２グル−プの電気コイルＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｒ：第１グル−プの電気コイルＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｒ：第２グル−プの電気コイル U11,V11,W11／U12,V12,W12：電源接続端子 U21,V21,W21／U22,V22,W22：電源接続端子２０Ｆ１，２０Ｆ２，２０Ｌ１，２０Ｌ２：電源回路１７：注湯ノズル１８：表層流１９：流出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−258152（ＪＰ，Ａ) 特開平２−89544（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−203648（ＪＰ，Ａ) 特開平４−84650（ＪＰ，Ａ) 特開平７−209047（ＪＰ，Ａ) 特開平６−182511（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−252645（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/04 311 B22D 11/10 B22D 11/10 350 B22D 11/16 104

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属を取り囲む鋳型辺に沿って配列し
た複数個の磁極と各磁極を励磁するための複数個の電気
コイルの組合せでなる、鋳型辺に沿った電磁石、およ
び、電気コイルそれぞれに溶融金属流に制動力を加える
ための直流を通電する手段を備える連続鋳造装置におい
て、前記鋳型辺の温度分布を検出する手段；および、温度が
高い箇所の近くの溶融金属流に高い制動力を与える電流
指令を前記通電手段に与える温度分布制御手段；を備え
ることを特徴とする連続鋳造装置。
【請求項２】温度分布を検出する手段は、鋳型の相対向
する２短辺それぞれの温度を検出する温度センサを含
み、温度分布制御手段は、２短辺の温度差に対応して温
度が高い短辺に近い電気コイルに高レベルの直流を通電
する電流指令を前記通電手段に与える、請求項１記載の
連続鋳造装置。
【請求項３】温度センサは鋳片引抜き方向に分布した複
数個の温度検出素子を含み、温度分布制御手段は、それ
らが検出した温度の高いものを摘出し、それを鋳型各辺
の代表温度とする、請求項２記載の連続鋳造装置。
【請求項４】温度分布を検出する手段は、鋳型の相対向
する２長辺それぞれの温度を検出する温度センサを含
み、温度分布制御手段は、２長辺の温度差に対応して温
度が高い長辺に近い電気コイルに高レベルの直流を通電
する電流指令を前記通電手段に与える、請求項１，請求
項２又は請求項３記載の連続鋳造装置。
【請求項５】溶融金属を取り囲む鋳型辺に沿って配列し
た複数個の磁極と各磁極を励磁するための複数個の電気
コイルの組合せでなる、鋳型辺に沿った電磁石、およ
び、電気コイルそれぞれに溶融金属流に制動力を加える
ための交流を通電する手段を備える連続鋳造装置におい
て、前記鋳型辺の温度分布を検出する手段；および、温度が
低い箇所の近くの溶融金属流に高い制動力を与える電流
指令を前記通電手段に与える温度分布制御手段；を備え
ることを特徴とする連続鋳造装置。
【請求項６】温度分布を検出する手段は、鋳型の相対向
する２短辺それぞれの温度を検出する温度センサを含
み、温度分布制御手段は、２短辺の温度差に対応して温
度が高い短辺に近い電気コイルに低レベルの交流を通電
する電流指令を前記通電手段に与える、請求項５記載の
連続鋳造装置。
【請求項７】温度センサは鋳片引抜き方向に分布した複
数個の温度検出素子を含み、温度分布制御手段は、それ
らが検出した温度の高いものを摘出し、それを鋳型各辺
の代表温度とする、請求項６記載の連続鋳造装置。
【請求項８】温度分布を検出する手段は、鋳型の相対向
する２長辺それぞれの温度を検出する温度センサを含
み、温度分布制御手段は、２長辺の温度差に対応して温
度が高い長辺に近い電気コイルに低レベルの交流を通電
する電流指令を前記通電手段に与える、請求項５，請求
項６又は請求項７記載の連続鋳造装置。