JP3041182B2 - 溶融金属の流動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳型内溶融金属の流動
速度を調整する流動制御装置に関し、特に、連続鋳造鋳
型内の溶融金属の表層流の流速および方向を、水平方向
で可及的に一定かつ定方向にするための流動制御装置に
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１８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１８の（ｂ）に（ａ）図のＢ−Ｂ線拡大断面を、図１
８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
７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１７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１７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】ところが上述のような循環流を起こすに
は、強い電磁力が必要である。例えば、リニアモ−タ３
Ｆの右半分とリニアモ−タ３Ｌの左半分は、注湯ノズル
１７から鋳型内に流れ込む溶鋼流に打勝つ強い電磁力を
与えなければならない。そこで従来は、リニアモ−タ３
Ｆ，３Ｌの極数Ｎは、２極又は４極と少い数としてい
る。この理由を説明する。１つの鋳型辺に沿うリニアモ
−タのスロット（電気コイルを巻回（挿入）する溝）の
配列ピッチをτ_s、スロット数をｎ、リニアモ−タの鋳
型辺に沿う長さをＬ、およびコイルに通電する交流の相
数をＭ（通常Ｍ＝３）、ポ−ルピッチをτ_p、および極
数をＮとすると、 Ｌ＝τ_s×ｎ ・・・(1) ＝τ_p×Ｎ ・・・(2) τ_p＝ｍ×τ_s ・・・(3) ｍ＝ｎ／Ｍ ・・・(4) なる関係があり、電磁力を大きくするには漏れインダク
タンス成分を小さくするのが良く、この為ポ−ルピッチ
τ_pを大きくする。すなわち(3)式よりスロットピッチτ
_sを大きくする。すると(1),(2)式より、Ｌは一定（所要
長）であるので、極数Ｎが少なくなる。このような理由
で従来はリニアモ−タの極数Ｎは２極又は４極と少い極
数であった。

【０００７】また、電気コイルに通電する交流の周波数
は、少い極数で強い電磁力を得るために、従来は、１〜
２Ｈｚとしている。図１６に示すように、２極の場合に
は略１Ｈｚの周波数で電磁力が最大となり、４極の場合
には略２Ｈｚの周波数で電磁力が最大となるので、１〜
２Ｈｚの周波数が用いられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来のリニアモ
−タによる溶鋼表層駆動は、上述の循環流を発生する
が、気泡の浮上促進，溶鋼中へのパウダ巻き込み回避，
表層付近の鋳型内面のぬぐい等の効果が、予定した程に
は現われないことが分かった。

【０００９】本発明は、より効果的に、気泡の浮上促
進，溶鋼中へのパウダ巻き込み回避、および又は、表層
付近の鋳型内面のぬぐい、を行なうことを目的とする。

【００１０】

【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(1)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、鋳型辺に沿ったリニアモ−タ(3F,3L)；および電
気コイルそれぞれにリニア駆動力を発生する交流電流を
通電する通電手段(20A,20B)；を備える溶融金属の流動
制御装置において、前記リニアモ−タ(3F,3L)が５極以
上の極数のリニアモ−タであることを第１の特徴とし、
それに加えて、前記通電手段(20A,20B)が４Ｈｚ以上の
交流電流を電気コイルに通電する通電手段であることを
第２の特徴とし、第１または第２の特徴に加えて、アン
ペア導電数を１２００ＡＴ／ｃｍにすることを第３の特
徴とする。

【００１１】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。

【００１２】

【作用】鋳型内溶鋼の表層部に加わる電磁力の分布を、
磁極Ｎの値対応で図７（Ｎ＝２），図８（Ｎ＝４），図
９（Ｎ＝６）および図１０（Ｎ＝１２）に示す。これら
の図面は、鋳型の一長辺に沿ってｎ＝３６（すなわち３
６個の電気コイル）のスロットを配列したニリアモ−タ
３Ｆと３Ｌを鋳型を間に置いて図１８の（ａ）に示すよ
うに配列した場合の、鋳型内溶鋼ＭＭの表層部の水平面
における電磁力分布を矢印で示すものであり、矢印の方
向が電磁力の方向を示し、長さが強さを示す。なおこれ
は、１．８Ｈｚの３相交流（Ｍ＝３）を通電した場合
の、１周期間に発生する電磁力（積算値）を計算により
求めたものである。

【００１３】図７に示す２極の場合には、電磁力は大き
いが、ｙ方向（鋳型の短辺に沿う方向）の電磁力成分が
強く（図中でｙ方向に矢印が長く）、左右（ｙ方向）各
１箇所計２箇所で電磁力が反時計方向の渦巻きとなる。
このような力は溶鋼ＭＭに渦流をもたらし、これがパウ
ダ巻き込みをもたらし易い。また鋳型内壁面（長辺の内
面）に沿うｘ方向での、ｘ方向電磁力成分が大小に分布
するので、ｘ方向で鋳型内面のぬぐいむらがあり、部分
的に溶鋼が滞留しがちである。図８に示す４極の場合
は、左右（ｙ方向）各２箇所計４箇所で電磁力が反時計
方向の渦巻きとなる。渦巻きの数が増えた分、ｙ方向
（鋳型の短辺に沿う方向）の電磁力成分が弱くなってい
るが、ｙ方向成分がまだ大きく、パウダ巻き込みを起こ
す可能性があり、また、鋳型内壁面（長辺の内面）に沿
うｘ方向での、ｘ方向電磁力成分が大小に分布するの
で、ｘ方向で鋳型内面のぬぐいむらがかなり生ずる。こ
のように従来の、２極および４極の場合には、パウダ巻
き込み防止や鋳型内面のぬぐいが不十分であることが分
かった。

【００１４】図９に示す６極の場合には、略６箇の渦巻
きが認められるものの、渦流が弱くパウダの巻込みはそ
の分可能性が低く、しかも、鋳型長辺の内面近くでは、
隣り合う渦の外縁の電磁力が連続して、ｙ方向成分が極
く小さく、いわば長辺全長（ｘ方向）に渡って電磁力の
ｘ方向成分が均等で、定方向（ｘ方向）かつ定速度の沿
面流がもたらされ、鋳型内面のぬぐいが均一になりしか
も気泡の浮上が促される。図１０に示す１２極の場合に
は、電磁力のｙ方向成分が実質上なくなり、もはや渦巻
きは認められず、実質上沿面流のみを生ずる。したがっ
てパウダの巻込み防止効果が極く高く、鋳型長辺全長
（ｘ方向）に渡って電磁力のｘ方向成分が均等で、定方
向（ｘ方向）かつ定速度の沿面流がもたらされ、鋳型内
面のぬぐいが均一になりしかも気泡の浮上が促される。

【００１５】本発明の第１の特徴によれば、従来用いら
れていない多い極数すなわち５極以上のリニアモ−タを
用いるので、上述の図９および図１０を参照して説明し
た作用効果がもたらされる。

【００１６】先に説明したように、従来は２極又は４極
のリニアモ−タを用いるので、またこれらの場合には図
１６に示すように、２極の場合には１Ｈｚの周波数で最
大の電磁力が得られ、４極の場合には２Ｈｚの周波数で
最大の電磁力が得られるので、従来は１〜２Ｈｚの３相
交流をリニアモ−タに流している。ところで、周波数が
このように低い場合には、溶鋼内部への磁力の浸透深さ
が深いので、溶鋼内部でも強い電磁力が溶鋼に作用す
る。これは図７，図８に示す強い渦流を起すことにな
る。

【００１７】鋳型内溶鋼の表層部に加わる電磁力の分布
を、電気コイルに印加する交流の周波数の値対応で図１
１（１．８Ｈｚ），図１２（３Ｈｚ），図１３（５Ｈ
ｚ），図１４（１０Ｈｚ）および図１５（２０Ｈｚ）に
示す。これらの図面は、鋳型の一長辺に沿ってｎ＝３６
（すなわち３６個の電気コイル）のスロットを配列した
ニリアモ−タ３Ｆと３Ｌを鋳型を間に置いて図１８の
（ａ）に示すように配列した場合の、鋳型内溶鋼ＭＭの
表層部の水平面における電磁力分布を矢印で示すもので
あり、矢印の方向が電磁力の方向を示し、長さが強さを
示す。なおこれは、４極（Ｎ＝４）のリニアモ−タに３
相交流（Ｍ＝３）を通電した場合の、１周期間に発生す
る電磁力（積算値）を計算により求めたものである。

【００１８】図１１〜図１５とこの順に見較べると、周
波数が高くなるに従い、ｙ方向成分が増えてｘ成分が減
少するものの、溶鋼内部の電磁力が低下し、溶鋼内部の
渦巻きが弱くなることが分かる。渦巻が弱まることによ
りパウダの巻込み可能性が低くなる。本発明の第２の特
徴によれば、従来よりも高い４Ｈｚ以上の周波数の交流
をリニアモ−タに印加するので、パウダ巻込みの可能性
が低減する。極数を増やし、周波数を大きくすること
は、図１６より電磁力が小さくなることになる。このた
め、電磁力は従来と同等程度にして、撹拌速度をある程
度確保するためには、電流値、一般的にはアンペア導電
数 アンペア導電数＝（Ｉ×Ｎｓ）／τｓ ・・・(5) Ｉ：コイルに流れる電流値、Ｎｓ：１スロット当たりの
巻数を大きくしなければならない。従来のアンペア導電
数は、８００ＡＴ／ｃｍなので、極数をあげ、周波数を
上げた場合には、少なくともアンペア導電数：１２００
ＡＴ／ｃｍ以上の電流を流して、電磁力を大きくするの
が好ましい。

【００１９】本発明の好ましい実施例では、従来用いら
れていない多い極数すなわち５極以上のリニアモ−タを
用い、かつ、４Ｈｚ以上の周波数の交流をリニアモ−タ
に印加して溶鋼内部の渦巻きを大幅に低減し、周波数を
高くすることによるｙ方向成分の増大を、極数を多くす
ることにより相殺する。

【００２０】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。

【００２１】

【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１８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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】リニアモ−タ３Ｆ，３Ｌは、図１７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。

【００２５】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。

【００２６】図５に、リニアモ−タ３Ｆの第１グル−プ
の電気コイルＣＦ１ａ〜ＣＦ１ｒならびにリニアモ−タ
３Ｌ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２２Ａ
が接続されており、その出力（脈流）はインダクタ２５
Ａおよびコンデンサ２６Ａ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２７Ａ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およびＵ１２に、Ｖ相
が電源接続端子Ｖ１１およびＶ１２に、またＷ相が電源
接続端子Ｗ１１およびＷ１２に印加される。

【００２７】リニアモ−タ３Ｆの第１グル−プの電気コ
イルＣＦ１ａ〜ＣＦ１ｒならびにリニアモ−タ３Ｌの第
１グル−プの電気コイルＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｒが、図１７
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ＶdcＡが位相角α算出器２４Ａに与えられ、
位相角α算出器２４Ａが、指令値ＶdcＡ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２３Ａに与える。ゲ−ト
ドライバ２３Ａ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２７Ａに
は、指令値ＶdcＡが示す直流電圧が印加される。

【００２８】一方、３相信号発生器３１Ａ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比較器２９Ａに
与える。比較器２９Ａにはまた、三角波発生器３０Ａが
３ＫＨｚの、定電圧三角波を与える。比較器２９Ａは、
Ｕ相信号のレベルが正のときには、それが三角波発生器
３０Ａ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
（０〜１８０度）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２８Ａに出力し、Ｕ相信号のレ
ベルが負のときには、それが三角波発生器３０Ａ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
（１８０〜３６０度）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２８Ａ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２８Ａ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２７Ａの各トランジスタをオ
ン，オフ付勢する。

【００２９】これにより、電源接続端子Ｕ１１およびＵ
１２には３相交流のＵ相電圧が出力され、電源接続端子
Ｖ１１およびＶ１２に３相交流のＶ相電圧が出力され、
また電源接続端子Ｗ１１およびＷ１２に３相交流のＷ相
電圧が出力され、これらの電圧のレベルはコイル電圧指
令値ＶdcＡで定まり、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２０Ｈｚである。すなわ
ち、コイル電圧指令値ＶdcＡで指定された電圧値の、２
０Ｈｚ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Ｃ
Ｆ１ａ〜ＣＦ１ｒおよびＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｒに印加され
る。

【００３０】図６に、リニアモ−タ３Ｆの第２グル−プ
の電気コイルＣＦ２ａ〜ＣＦ２ｒならびにリニアモ−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を示す。この電源回路の構成は
図５に示すものと同じである。しかし、図６に示す電源
回路の位相角α算出器２４Ｂには、図１７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Ｖ
dcＢが与えられる。図６に示す電源回路が出力する３相
交流のＵ相電圧が、電源接続端子Ｕ２１およびＵ２２に
出力され、Ｖ相電圧は電源接続端子Ｖ２１およびＶ２２
に出力され、またＷ相電圧は電源接続端子Ｗ２１および
Ｗ２２に出力される。これらの電圧のレベルはコイル電
圧指令値ＶdcＢで定まり、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２０Ｈｚである。す
なわち、コイル電圧指令値ＶdcＢで指定された電圧値
の、２０Ｈｚ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２グル−プの電気コ
イルＣＦ２ａ〜ＣＦ２ｒおよびＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｒに印
加される。

【００３１】以上により、この実施例では、６極構成の
リニアモ−タ３Ｆ，３Ｌに２０Ｈｚの３相交流が印加さ
れ、これらのリニアモ−タ３Ｆ，３Ｌにより、鋳型内壁
１内の溶鋼ＭＭには、図１７の（ｂ）に点線矢印で示す
推力が加わり、ノズル１７からの溶鋼の注入による流れ
（図１７（ａ））との合成は図１７の（ｃ）に示す実線
矢印となる。すなわち、循環流となる。リニアモ−タが
６極構成で従来よりも極数が多いので、略６箇の渦巻き
が認められるものの、渦流が弱くパウダの巻込みはその
分可能性が低く、しかも、鋳型長辺の内面近くでは、隣
り合う渦の外縁の電磁力が連続して、ｙ方向成分が極く
小さく、いわば長辺全長（ｘ方向）に渡って電磁力のｘ
方向成分が均等で、定方向（ｘ方向）かつ定速度の沿面
流がもたらされ、鋳型内面のぬぐいが均一になりしかも
気泡の浮上が促される。また、周波数が２０Ｈｚと従来
よりも高いので、溶鋼内部の渦巻きが弱い。周波数を高
くすることによりｙ方向成分が増えｘ成分が減少する傾
向を示すが、極数が多いので、この傾向が抑制される。

【００３２】

【発明の効果】本発明の第１の特徴によれば、リニアモ
−タが従来よりも極数が多いので、渦流が弱くパウダの
巻込みはその分可能性が低く、しかも、鋳型長辺の内面
近くでは、隣り合う渦の外縁の電磁力が連続して、ｙ方
向成分が極く小さく、いわば長辺全長（ｘ方向）に渡っ
て電磁力のｘ方向成分が均等で、定方向（ｘ方向）かつ
定速度の沿面流がもたらされ、鋳型内面のぬぐいが均一
になりしかも気泡の浮上が促される。

【００３３】本発明の第２の特徴によれば、交流周波数
が従来よりも高いので、溶鋼内部の電磁力が低下し、溶
鋼内部の渦巻きが弱くなり、パウダの巻込み可能性が低
くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の外観と、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に示す各リニアモ−タの第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に示す各リニアモ−タの第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】 ２極のリニアモ−タ２個により発生する電磁
力分布を示す平面図である。

【図８】 ４極のリニアモ−タ２個により発生する電磁
力分布を示す平面図である。

【図９】 ６極のリニアモ−タ２個により発生する電磁
力分布を示す平面図である。

【図１０】 １２極のリニアモ−タ２個により発生する
電磁力分布を示す平面図である。

【図１１】 ４極のリニアモ−タ２個に、１．８Ｈｚの
３相交流を印加して現われる電磁力分布を示す平面図で
ある。

【図１２】 ４極のリニアモ−タ２個に、３Ｈｚの３相
交流を印加して現われる電磁力分布を示す平面図であ
る。

【図１３】 ４極のリニアモ−タ２個に、５Ｈｚの３相
交流を印加して現われる電磁力分布を示す平面図であ
る。

【図１４】 ４極のリニアモ−タ２個に、１０Ｈｚの３
相交流を印加して現われる電磁力分布を示す平面図であ
る。

【図１５】 ４極のリニアモ−タ２個に、２０Ｈｚの３
相交流を印加して現われる電磁力分布を示す平面図であ
る。

【図１６】 リニアモ−タの極数および印加交流の周波
数と電磁力の関係を示すグラフである。

【図１７】 （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クトル和を実線矢
印で示す平面図である。

【図１８】 （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。

【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：第１グル−プの電源接続端
子 U21,V21,W21／U22,V22,W22：第２グル−プの電源接続端
子 ２０Ａ，２０Ｂ：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 昭63−149056（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−183761（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−191188（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−44157（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−241649（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−283153（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−51820（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−1056（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−203648（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−228645（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/115 B22D 11/04 311

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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、鋳型辺に沿ったリニアモ−タ；
   および電気コイルそれぞれにリニア駆動力を発生する交
   流電流を通電する通電手段；を備える溶融金属の流動制
   御装置において、 前記リニアモ−タが５極以上の極数のリニアモ−タであ
   ることを特徴とする、溶融金属の流動制御装置。
2. 【請求項２】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、鋳型辺に沿ったリニアモ−タ；
   および電気コイルそれぞれにリニア駆動力を発生する交
   流電流を通電する通電手段；を備える溶融金属の流動制
   御装置において、 前記リニアモ−タは５極以上の極数のリニアモ−タであ
   り；前記通電手段は４Ｈｚ以上の交流電流を電気コイル
   に通電する通電手段である；ことを特徴とする、溶融金
   属の流動制御装置。
3. 【請求項３】リニアモータのアンペア導電数が１２００
   ＡＴ／ｃｍ以上である請求項１又は請求項２記載の溶融
   金属の流動制御装置。