JP3049658B2 - 鋳型装置 - Google Patents
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- JP3049658B2 JP3049658B2 JP6221537A JP22153794A JP3049658B2 JP 3049658 B2 JP3049658 B2 JP 3049658B2 JP 6221537 A JP6221537 A JP 6221537A JP 22153794 A JP22153794 A JP 22153794A JP 3049658 B2 JP3049658 B2 JP 3049658B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属を取り囲む鋳
型辺を周回する電気コイルおよび該電気コイルに間欠的
に繰返し通電する通電回路を有する鋳型装置に関する。
型辺を周回する電気コイルおよび該電気コイルに間欠的
に繰返し通電する通電回路を有する鋳型装置に関する。
【０００２】
【従来技術】特開昭６４−８３３４８号公報には、連続
鋳造鋳型に、それを周回するように電気コイルを装備
し、この電気コイルにパルス通電することにより、鋳型
内溶鋼の表層部にそれと垂直な方向に流れる磁束をパル
ス状に生起して、溶鋼上面（メニスカス）上のパウダ
の、溶鋼と鋳型内面の間への進入をうながすパウダ供給
方法が提示されている。
鋳造鋳型に、それを周回するように電気コイルを装備
し、この電気コイルにパルス通電することにより、鋳型
内溶鋼の表層部にそれと垂直な方向に流れる磁束をパル
ス状に生起して、溶鋼上面（メニスカス）上のパウダ
の、溶鋼と鋳型内面の間への進入をうながすパウダ供給
方法が提示されている。
【０００３】パルス通電により生ずる磁束変化により、
溶鋼中にその略中心を通る垂直軸を周回する渦電流が流
れ、この渦電流と前記磁束が、フレミングの左手の法則
に従って、溶鋼に、垂直軸（溶鋼中心を通る垂直線）に
向かう水平方向の電磁力（ピンチ力）を及ぼす。これに
より１回のパルス通電により溶鋼の表層部が中心部から
盛り上がり、そして元に戻ろうと降下する。この過程に
おいて、鋳型内表面に近い溶鋼に加わるピンチ力によ
り、溶鋼が鋳型内表面から離れようとし、メニスカス
（上表面）部から鋳型内表面／溶鋼間ギャップが広が
る。このギャップにメニスカス上のパウダが進入する。
鋳型内表面／溶鋼間に進入したパウダは、半凝固鋳片の
引抜きに際し鋳片と鋳型内面との間の潤滑を良好にし、
鋳型内面の摩耗を軽減すると共に、鋳型内面に対する熱
的，機械的な衝撃を緩和する。
溶鋼中にその略中心を通る垂直軸を周回する渦電流が流
れ、この渦電流と前記磁束が、フレミングの左手の法則
に従って、溶鋼に、垂直軸（溶鋼中心を通る垂直線）に
向かう水平方向の電磁力（ピンチ力）を及ぼす。これに
より１回のパルス通電により溶鋼の表層部が中心部から
盛り上がり、そして元に戻ろうと降下する。この過程に
おいて、鋳型内表面に近い溶鋼に加わるピンチ力によ
り、溶鋼が鋳型内表面から離れようとし、メニスカス
（上表面）部から鋳型内表面／溶鋼間ギャップが広が
る。このギャップにメニスカス上のパウダが進入する。
鋳型内表面／溶鋼間に進入したパウダは、半凝固鋳片の
引抜きに際し鋳片と鋳型内面との間の潤滑を良好にし、
鋳型内面の摩耗を軽減すると共に、鋳型内面に対する熱
的，機械的な衝撃を緩和する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電気コイルは鋳型４辺
を周回しなければならず、鋳型内空間が広いので、その
内部に有効な強い磁束を発生するように、電気コイルは
大きなアンペアタ−ン数を要する。ところで電気コイル
内部又は外部に冷却媒体通路を形成する必要があるので
電気コイルの巻回数はあまり多く出来ず、大きな通電電
流値が必要であり、大容量の電源回路が必要である。
を周回しなければならず、鋳型内空間が広いので、その
内部に有効な強い磁束を発生するように、電気コイルは
大きなアンペアタ−ン数を要する。ところで電気コイル
内部又は外部に冷却媒体通路を形成する必要があるので
電気コイルの巻回数はあまり多く出来ず、大きな通電電
流値が必要であり、大容量の電源回路が必要である。
【０００５】本発明は、比較的に小容量の電源回路で溶
鋼に比較的に強いピンチ力を効果的に与えることを第１
の目的とし、このピンチ力を調整しうる鋳型装置を提供
することを第２の目的とする。
鋼に比較的に強いピンチ力を効果的に与えることを第１
の目的とし、このピンチ力を調整しうる鋳型装置を提供
することを第２の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の鋳型装置は、溶
融金属(MM)を取り囲む鋳型辺(1)を周回する電気コイル
(3)および該電気コイル(3)に高レベルの電流を間欠的に
繰返し通電する高レベル通電手段(20〜30)、および、高
レベル電流通電区間の外側において前記電気コイル(3)
に低レベルの電流を通電する低レベル通電手段(20〜30)
を備え、高レベル通電手段(20〜30)は、直流電源回路(2
2〜26,30)、およびその出力端と前記電気コイル(3)の間
に介挿された間欠的な繰返し通電のためのスイッチング
手段(27,28P,28N)を含む。
融金属(MM)を取り囲む鋳型辺(1)を周回する電気コイル
(3)および該電気コイル(3)に高レベルの電流を間欠的に
繰返し通電する高レベル通電手段(20〜30)、および、高
レベル電流通電区間の外側において前記電気コイル(3)
に低レベルの電流を通電する低レベル通電手段(20〜30)
を備え、高レベル通電手段(20〜30)は、直流電源回路(2
2〜26,30)、およびその出力端と前記電気コイル(3)の間
に介挿された間欠的な繰返し通電のためのスイッチング
手段(27,28P,28N)を含む。
【０００７】本発明の好ましい実施例では、スイッチン
グ制御手段(29)は、間欠的な繰り返し通電の各周期(Tt
×20msec)の中の通電区間(Td×20msec)の間、短い周期
(20msec)でスイッチング手段(27,28P,28N)のオン，オフ
を繰り返す。
グ制御手段(29)は、間欠的な繰り返し通電の各周期(Tt
×20msec)の中の通電区間(Td×20msec)の間、短い周期
(20msec)でスイッチング手段(27,28P,28N)のオン，オフ
を繰り返す。
【０００８】前記コンデンサ(3C)は、直流電源回路(22
〜26,30)の出力端と電気コイル(3)に直列に接続され、
該コンデンサ(3C)の容量(C)は、スイッチング手段(27,2
8P,28N)の前記オン，オフの繰返し周波数(1000msec/20m
sec=50Hz)が、前記電気コイル(3)とコンデンサ(3C)の直
列共振周波数(1/2π√(LC)=50Hz)となる値(C)であり、
直流電源回路(22〜26,30)は、直流出力電圧が可調整の
インバ−タであり、しかも、スイッチング制御手段(29)
は、間欠的な繰返し通電の周期(Tt×20msec)を調整する
手段(29a)およびデュ−ティ(100×Td/Tt %)を調整する
手段(29b)を含む。本発明の好ましい実施例では、低レ
ベル通電手段(20〜30)は、直流電源回路(22〜26,30)，
その出力端と前記電気コイル(3)の間に介挿された直列
共振用のコンデンサ(3C)，電圧コイル(3)への間欠的な
繰返し通電のためのスイッチング手段(27,28P,28N)およ
びスイッチング制御手段(29)を含み、スイッチング制御
手段(29)は、間欠的な繰返し通電の各周期(Tt×20msec)
の中の通電区間(Td×20msec)の間、短い周期(20msec)で
スッチング手段(27,28P,28N)のオン，オフを繰返す。
〜26,30)の出力端と電気コイル(3)に直列に接続され、
該コンデンサ(3C)の容量(C)は、スイッチング手段(27,2
8P,28N)の前記オン，オフの繰返し周波数(1000msec/20m
sec=50Hz)が、前記電気コイル(3)とコンデンサ(3C)の直
列共振周波数(1/2π√(LC)=50Hz)となる値(C)であり、
直流電源回路(22〜26,30)は、直流出力電圧が可調整の
インバ−タであり、しかも、スイッチング制御手段(29)
は、間欠的な繰返し通電の周期(Tt×20msec)を調整する
手段(29a)およびデュ−ティ(100×Td/Tt %)を調整する
手段(29b)を含む。本発明の好ましい実施例では、低レ
ベル通電手段(20〜30)は、直流電源回路(22〜26,30)，
その出力端と前記電気コイル(3)の間に介挿された直列
共振用のコンデンサ(3C)，電圧コイル(3)への間欠的な
繰返し通電のためのスイッチング手段(27,28P,28N)およ
びスイッチング制御手段(29)を含み、スイッチング制御
手段(29)は、間欠的な繰返し通電の各周期(Tt×20msec)
の中の通電区間(Td×20msec)の間、短い周期(20msec)で
スッチング手段(27,28P,28N)のオン，オフを繰返す。
【０００９】直流電源回路(22〜26,30)は、その出力電
流を高レベルと低レベルに切換える切換手段(22〜24,3
0)を含み、スイッチング制御手段(29)は、該切換手段(2
2〜24,30)に切換えを指示する切換指示手段(29c)を含
む。すなわち、高レベル通電手段(20〜30)と低レベル通
電手段(20〜30)は、１つの電気回路で実現されており、
スイッチング制御手段(29)が、高レベル通電と低レベル
通電を制御する。
流を高レベルと低レベルに切換える切換手段(22〜24,3
0)を含み、スイッチング制御手段(29)は、該切換手段(2
2〜24,30)に切換えを指示する切換指示手段(29c)を含
む。すなわち、高レベル通電手段(20〜30)と低レベル通
電手段(20〜30)は、１つの電気回路で実現されており、
スイッチング制御手段(29)が、高レベル通電と低レベル
通電を制御する。
【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又は事項の符号
を、参考までに付記した。
めに、後述する実施例中の対応する要素又は事項の符号
を、参考までに付記した。
【００１１】
【作用】本発明の鋳型装置によれば、高レベル通電手段
(20〜30)が、溶融金属(MM)を取り囲む鋳型辺(1)を周回
する電気コイル(3)に高レベルの電流を間欠的に繰返し
通電する。１回の高レベル通電により生ずる磁束変化に
より、溶鋼中にその略中心を通る垂直軸を周回する渦電
流が流れ、この渦電流と前記磁束が、フレミングの左手
の法則に従って、溶鋼に、垂直軸（溶鋼中心を通る垂直
線）に向かう水平方向の電磁力（ピンチ力）を及ぼす。
これにより溶鋼の表層部が中心部から盛り上がり、そし
て元に戻ろうと降下する。この過程において、鋳型内表
面に近い溶鋼に加わるピンチ力により、溶鋼が鋳型内表
面から離れようとし、メニスカス（上表面）部から鋳型
内表面／溶鋼間ギャップが広がる。このギャップにメニ
スカス上のパウダが進入する。鋳型内表面／溶鋼間に進
入したパウダは、半凝固鋳片の引抜きに際し鋳片と鋳型
内面との間の潤滑を良好にし、鋳型内面の摩耗を軽減す
ると共に、鋳型内面に対する熱的，機械的な衝撃を緩和
する。
(20〜30)が、溶融金属(MM)を取り囲む鋳型辺(1)を周回
する電気コイル(3)に高レベルの電流を間欠的に繰返し
通電する。１回の高レベル通電により生ずる磁束変化に
より、溶鋼中にその略中心を通る垂直軸を周回する渦電
流が流れ、この渦電流と前記磁束が、フレミングの左手
の法則に従って、溶鋼に、垂直軸（溶鋼中心を通る垂直
線）に向かう水平方向の電磁力（ピンチ力）を及ぼす。
これにより溶鋼の表層部が中心部から盛り上がり、そし
て元に戻ろうと降下する。この過程において、鋳型内表
面に近い溶鋼に加わるピンチ力により、溶鋼が鋳型内表
面から離れようとし、メニスカス（上表面）部から鋳型
内表面／溶鋼間ギャップが広がる。このギャップにメニ
スカス上のパウダが進入する。鋳型内表面／溶鋼間に進
入したパウダは、半凝固鋳片の引抜きに際し鋳片と鋳型
内面との間の潤滑を良好にし、鋳型内面の摩耗を軽減す
ると共に、鋳型内面に対する熱的，機械的な衝撃を緩和
する。
【００１２】本発明の鋳型装置によれば更に、低レベル
通電手段(20〜30)が、高レベル電流通電区間の外側にお
いて電気コイル(3)に低レベルの電流を通電する。この
低レベル通電により、溶鋼には高レベル通電のときと同
様なピンチ力、ただし弱い力、が作用しており、高レベ
ル通電に切換わるとこのピンチ力が増大して溶鋼の表層
部が中心部から盛り上がる。このような溶鋼の移動は、
溶鋼の慣性による遅れがあるが、低レベル通電により弱
いピンチ力を予め与えているので、高レベル通電に切換
えてからの溶鋼の盛り上がりが早くなり、高レベル通電
による鋳型の潤滑効果が向上する。溶鋼に作用する電磁
力は電流レベルの略２乗に比例するので、後述の実施例
のように、高レベル電流のレベルに対する低レベル電流
のレベル比を１／２とすると低レベル電流通電中の電磁
力は、高レベル電流通電中の略１／４となり、電磁力差
が極めて大きく、レベル比を１／２以下とすることによ
り、パルス的に電磁力を加えるという目的は損なわれ
ず、パルス的に電磁力を加える潤滑効果が向上する。
通電手段(20〜30)が、高レベル電流通電区間の外側にお
いて電気コイル(3)に低レベルの電流を通電する。この
低レベル通電により、溶鋼には高レベル通電のときと同
様なピンチ力、ただし弱い力、が作用しており、高レベ
ル通電に切換わるとこのピンチ力が増大して溶鋼の表層
部が中心部から盛り上がる。このような溶鋼の移動は、
溶鋼の慣性による遅れがあるが、低レベル通電により弱
いピンチ力を予め与えているので、高レベル通電に切換
えてからの溶鋼の盛り上がりが早くなり、高レベル通電
による鋳型の潤滑効果が向上する。溶鋼に作用する電磁
力は電流レベルの略２乗に比例するので、後述の実施例
のように、高レベル電流のレベルに対する低レベル電流
のレベル比を１／２とすると低レベル電流通電中の電磁
力は、高レベル電流通電中の略１／４となり、電磁力差
が極めて大きく、レベル比を１／２以下とすることによ
り、パルス的に電磁力を加えるという目的は損なわれ
ず、パルス的に電磁力を加える潤滑効果が向上する。
【００１３】本発明の、上述の好ましい実施例によれ
ば、コンデンサ(3C)の接続により負荷の力率が改善され
て無効電力が低減するので、比較的に小さい容量の通電
回路(20)で比較的に大きい電流値を電気コイル(3)に通
電することができる。高レベル通電手段(20〜30)および
低レベル通電手段(20〜30)は、直流電源回路(22〜26,3
0)，その出力端と前記電気コイル(3)の間に介挿された
間欠的な繰返し通電のためのスイッチング手段(27,28P,
28N)およびスイッチング制御手段(29)を含むので、間欠
的な繰返し通電の周期(Tt×20msec),通電デュ−ティ(10
0×Td/Tt %)、ならびに、各通電区間(Td×20msec)内で
の短周期(20msec)の繰返しオン，オフなどを高い自由度
で調整し設定しうる。コンデンサ(3C)は電気コイル(3)
に直列接続され、コンデンサ(3C)の容量(C)は、スイッ
チング手段(27,28P,28N)の短周期のオン，オフの繰返し
周波数(1000msec/20msec=50Hz)が、電気コイル(3)とコ
ンデンサ(3C)の直列共振周波数(1/2π√(LC)=50Hz)とな
る値(C)であるので、電気コイル(3)とコンデンサ(3C)の
直列回路が共振し、電源容量に対して最高レベルの効率
的な通電が行なわれる。
ば、コンデンサ(3C)の接続により負荷の力率が改善され
て無効電力が低減するので、比較的に小さい容量の通電
回路(20)で比較的に大きい電流値を電気コイル(3)に通
電することができる。高レベル通電手段(20〜30)および
低レベル通電手段(20〜30)は、直流電源回路(22〜26,3
0)，その出力端と前記電気コイル(3)の間に介挿された
間欠的な繰返し通電のためのスイッチング手段(27,28P,
28N)およびスイッチング制御手段(29)を含むので、間欠
的な繰返し通電の周期(Tt×20msec),通電デュ−ティ(10
0×Td/Tt %)、ならびに、各通電区間(Td×20msec)内で
の短周期(20msec)の繰返しオン，オフなどを高い自由度
で調整し設定しうる。コンデンサ(3C)は電気コイル(3)
に直列接続され、コンデンサ(3C)の容量(C)は、スイッ
チング手段(27,28P,28N)の短周期のオン，オフの繰返し
周波数(1000msec/20msec=50Hz)が、電気コイル(3)とコ
ンデンサ(3C)の直列共振周波数(1/2π√(LC)=50Hz)とな
る値(C)であるので、電気コイル(3)とコンデンサ(3C)の
直列回路が共振し、電源容量に対して最高レベルの効率
的な通電が行なわれる。
【００１４】鋳型内溶鋼(MM)には、短周期(20msec)の繰
返しオン，オフの、オフからオンへの切換わり時ならび
にその逆の切換わり時、すなわち磁束の変化時に、渦電
流を生じ、従来は1回のパルス通電（１回の磁束変化）
であった通電区間(Td×20msec)に、Td回の通電（Td回の
磁束変化)が行なれるので、通電区間(Td×20msec)の間
の鋳型内溶鋼(MM)に加わる力積が従来のTd倍となる。加
えて、このオン,オフ周波数(50Hz)が電気コイル(3)とコ
ンデンサ(3C)との直列回路の共振周波数になるようにコ
ンデンサ(3C)の容量(C)を定めているので、小さい出力
容量の直流電源回路(22〜26,30)で、きわめて大きな励
振効果が得られる。
返しオン，オフの、オフからオンへの切換わり時ならび
にその逆の切換わり時、すなわち磁束の変化時に、渦電
流を生じ、従来は1回のパルス通電（１回の磁束変化）
であった通電区間(Td×20msec)に、Td回の通電（Td回の
磁束変化)が行なれるので、通電区間(Td×20msec)の間
の鋳型内溶鋼(MM)に加わる力積が従来のTd倍となる。加
えて、このオン,オフ周波数(50Hz)が電気コイル(3)とコ
ンデンサ(3C)との直列回路の共振周波数になるようにコ
ンデンサ(3C)の容量(C)を定めているので、小さい出力
容量の直流電源回路(22〜26,30)で、きわめて大きな励
振効果が得られる。
【００１５】加えて本発明の好ましい実施例では、直流
電源回路(22〜26,30)は、直流出力電圧が可調整のイン
バ−タであるので、コイル印加電圧を調整することがで
き、しかも、スイッチング制御手段(29)は、間欠的な繰
返し通電の周期(Tt×20msec)を調整する手段(29a)およ
びデュ−ティ(100×Td/Tt %)を調整する手段(29b)を含
むので、振動周期(Tt×20msec)および振動の強さ(100×
Td/Tt %)をそれぞれ調整しうる。直流出力電圧の調整は
溶鋼に及ぼす磁束の強さ（瞬時値）の調整であるが、デ
ュ−ティの調整は力積（の中の回数Td)の調整である。
電源回路(22〜26,30)は、直流出力電圧が可調整のイン
バ−タであるので、コイル印加電圧を調整することがで
き、しかも、スイッチング制御手段(29)は、間欠的な繰
返し通電の周期(Tt×20msec)を調整する手段(29a)およ
びデュ−ティ(100×Td/Tt %)を調整する手段(29b)を含
むので、振動周期(Tt×20msec)および振動の強さ(100×
Td/Tt %)をそれぞれ調整しうる。直流出力電圧の調整は
溶鋼に及ぼす磁束の強さ（瞬時値）の調整であるが、デ
ュ−ティの調整は力積（の中の回数Td)の調整である。
【００１６】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。
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【００１７】
【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の略メニスカスレベル
（高さ方向ｚ）から下方に渡って電気コイル３が設けら
れており、この電気コイル３は、溶鋼ＭＭを水平方向に
周回（旋回）するように、鋳型内壁１を周回している。
これにより、電気コイル３が発生する磁束は、メニスカ
スに実質上直交（ｚ方向に略平行）する。
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の略メニスカスレベル
（高さ方向ｚ）から下方に渡って電気コイル３が設けら
れており、この電気コイル３は、溶鋼ＭＭを水平方向に
周回（旋回）するように、鋳型内壁１を周回している。
これにより、電気コイル３が発生する磁束は、メニスカ
スに実質上直交（ｚ方向に略平行）する。
【００１８】図２に、電気コイル３に通電する電源回路
２０の構成を示す。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２２が接続されてお
り、その出力（脈流）はインダクタ２５およびコンデン
サ２６で平滑化される。平滑化された直流電圧は交流形
成用のパワ−トランジスタブリッジ２７に印加され、こ
れが出力する交流が、コンデンサ３Ｃを介して電気コイ
ル３に印加される。
２０の構成を示す。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２２が接続されてお
り、その出力（脈流）はインダクタ２５およびコンデン
サ２６で平滑化される。平滑化された直流電圧は交流形
成用のパワ−トランジスタブリッジ２７に印加され、こ
れが出力する交流が、コンデンサ３Ｃを介して電気コイ
ル３に印加される。
【００１９】出力交流電圧を指示するコイル電圧指令値
Ｖdc(高レベル指定値)およびＶob（低レベル指定値）
が、アナログゲ−ト回路３０に与えられ、アナログゲ−
ト回路３０が、低周波制御器２９が与える出力制御信号
Ｃに応答して、信号Ｃが高レベルＨのときにはコイル電
圧指令値Ｖdc(高レベル指定値)を表わす信号電圧を位相
角α算出器２４に与え、信号Ｃが低レベルＬのときには
コイル電圧指令値Ｖob(低レベル指定値)を表わす信号電
圧を位相角α算出器２４に与える。位相角α算出器２４
は、指令値Ｖdc又はＶob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２３に与える。ゲ−トドライバ２３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２７には、指令値Ｖdc又はＶ
obが示す高レベル直流電圧又は低レベル直流電圧が印加
される。
Ｖdc(高レベル指定値)およびＶob（低レベル指定値）
が、アナログゲ−ト回路３０に与えられ、アナログゲ−
ト回路３０が、低周波制御器２９が与える出力制御信号
Ｃに応答して、信号Ｃが高レベルＨのときにはコイル電
圧指令値Ｖdc(高レベル指定値)を表わす信号電圧を位相
角α算出器２４に与え、信号Ｃが低レベルＬのときには
コイル電圧指令値Ｖob(低レベル指定値)を表わす信号電
圧を位相角α算出器２４に与える。位相角α算出器２４
は、指令値Ｖdc又はＶob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２３に与える。ゲ−トドライバ２３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２７には、指令値Ｖdc又はＶ
obが示す高レベル直流電圧又は低レベル直流電圧が印加
される。
【００２０】一方、パワ−トランジスタブリッジ２７
の、図２において対角位置にある１対のトランジスタが
正波出力用のゲ−トドライバ２８Ｐでオン付勢され、も
う１対のトランジスタが負波出力用のゲ−トドライバ２
８Ｎでオン付勢され、低周波制御器２９が、ゲ−トドラ
イバ２８Ｐと２８Ｎに交互にオン指示信号を与えること
により、交流パルスが、コンデンサ３Ｃと電気コイル３
との直列回路に印加される。次に述べるようにこの実施
例では、該交流パルスは20msec短周期であり、従って周
波数は５０Ｈｚである。この短い周期の周波数５０Ｈｚ
を共振周波数とするように、コンデンサ３Ｃは、その容
量Ｃが、５０Ｈｚ＝１／〔２π√（ＬＣ）〕なる値のも
のである。Ｌは電気コイル３のインダクタンス値であ
る。
の、図２において対角位置にある１対のトランジスタが
正波出力用のゲ−トドライバ２８Ｐでオン付勢され、も
う１対のトランジスタが負波出力用のゲ−トドライバ２
８Ｎでオン付勢され、低周波制御器２９が、ゲ−トドラ
イバ２８Ｐと２８Ｎに交互にオン指示信号を与えること
により、交流パルスが、コンデンサ３Ｃと電気コイル３
との直列回路に印加される。次に述べるようにこの実施
例では、該交流パルスは20msec短周期であり、従って周
波数は５０Ｈｚである。この短い周期の周波数５０Ｈｚ
を共振周波数とするように、コンデンサ３Ｃは、その容
量Ｃが、５０Ｈｚ＝１／〔２π√（ＬＣ）〕なる値のも
のである。Ｌは電気コイル３のインダクタンス値であ
る。
【００２１】なお、現行の、銅板にステンレス板を裏当
てしたモ−ルドの場合、この短い周期の周波数を高周波
にするとモ−ルドでの渦電流損が大きくなりメニスカス
を垂直駆動する効率が低下するので実用的でない。現行
のモ−ルドでは１０Ｈｚ〜１ＫＨｚの範囲すなわち低周
波で、渦電流損が少く、メニスカスを効果的に垂直駆動
することができる。
てしたモ−ルドの場合、この短い周期の周波数を高周波
にするとモ−ルドでの渦電流損が大きくなりメニスカス
を垂直駆動する効率が低下するので実用的でない。現行
のモ−ルドでは１０Ｈｚ〜１ＫＨｚの範囲すなわち低周
波で、渦電流損が少く、メニスカスを効果的に垂直駆動
することができる。
【００２２】図３に、低周波制御器２９の構成を示し、
それの各部の信号を図４に示す。プリセットカウンタ２
９ａおよび２９ｂには、カウントパルスとして、この実
施例では周期が20msec（周波数が５０Ｈｚ）、デュ−テ
ィが５０％のクロックパルスＰｃが与えられる。このク
ロックパルスＰｃは、オン／オフ信号Ｅとしてゲ−トド
ライバ２８Ｐに与えられ、その反転信号Ｆがオン／オフ
信号としてゲ−トドライバ２８Ｎに与えられる。
それの各部の信号を図４に示す。プリセットカウンタ２
９ａおよび２９ｂには、カウントパルスとして、この実
施例では周期が20msec（周波数が５０Ｈｚ）、デュ−テ
ィが５０％のクロックパルスＰｃが与えられる。このク
ロックパルスＰｃは、オン／オフ信号Ｅとしてゲ−トド
ライバ２８Ｐに与えられ、その反転信号Ｆがオン／オフ
信号としてゲ−トドライバ２８Ｎに与えられる。
【００２３】プリセットカウンタ２９ａには、低周波周
期Ｔｔ×20msecを指定する、Ｔｔを表わすデ−タがプリ
セット入力端に与えられる。カウンタ２９ａはプリセッ
ト値ＴｔからクロックパルスＰｃの到来数をカウントダ
ウンして、カウント値が０になるとキャリ−パルスＡを
発生してこれをフリップフロップ２９ｃおよびプリセッ
トカウンタ２９ｂに与え、そして自己をそこでクリアし
てＴｔを再セットしてまたパルスＰｃのカウントダウン
を開始する。これによりキャリ−パルスＡが、クロック
パルスＰｃのＴｔ個到来毎に発っせられる。
期Ｔｔ×20msecを指定する、Ｔｔを表わすデ−タがプリ
セット入力端に与えられる。カウンタ２９ａはプリセッ
ト値ＴｔからクロックパルスＰｃの到来数をカウントダ
ウンして、カウント値が０になるとキャリ−パルスＡを
発生してこれをフリップフロップ２９ｃおよびプリセッ
トカウンタ２９ｂに与え、そして自己をそこでクリアし
てＴｔを再セットしてまたパルスＰｃのカウントダウン
を開始する。これによりキャリ−パルスＡが、クロック
パルスＰｃのＴｔ個到来毎に発っせられる。
【００２４】プリセットカウンタ２９ｂはこのキャリ−
パルスＡでクリアされそしてプリセットデ−タＴｄをロ
−ドし、ＴｄからクロックパルスＰｃのカウンドダウン
を行なう。そしてカウント値が０になるとキャリ−パル
スＢを発生してフリップフロップ２９ｃに与え、次にク
リア信号（パルスＡ）が到来するまでカウント動作を停
止する。
パルスＡでクリアされそしてプリセットデ−タＴｄをロ
−ドし、ＴｄからクロックパルスＰｃのカウンドダウン
を行なう。そしてカウント値が０になるとキャリ−パル
スＢを発生してフリップフロップ２９ｃに与え、次にク
リア信号（パルスＡ）が到来するまでカウント動作を停
止する。
【００２５】フリップフロップ２９ｃは、キャリ−パル
スＡでセットされてそのＱ出力Ｃを高レベルＨとし、キ
ャリ−パルスＢでリセットされてそのＱ出力Ｃを低レベ
ルＬに切換える。これにより、キャリ−パルスＡからＢ
までの区間（高レベル通電区間）でＨ、ＢからＡの区間
（低レベル通電区間）ではＬの信号Ｃが、アナログゲ−
ト３０に与えられる。アナログゲ−ト３０は、信号Ｃが
Ｈの間電圧指令値Ｖdcを位相角α算出器２４に与え、信
号ＣがＬの間電圧指令値Ｖobを位相角α算出器２４に与
える。
スＡでセットされてそのＱ出力Ｃを高レベルＨとし、キ
ャリ−パルスＢでリセットされてそのＱ出力Ｃを低レベ
ルＬに切換える。これにより、キャリ−パルスＡからＢ
までの区間（高レベル通電区間）でＨ、ＢからＡの区間
（低レベル通電区間）ではＬの信号Ｃが、アナログゲ−
ト３０に与えられる。アナログゲ−ト３０は、信号Ｃが
Ｈの間電圧指令値Ｖdcを位相角α算出器２４に与え、信
号ＣがＬの間電圧指令値Ｖobを位相角α算出器２４に与
える。
【００２６】これにより、平滑コンデンサ２６の電圧
（トランジスタブリッジ２７の出力電圧）は、Ｖdc(高
レベル)となり、その次の連続Ｔｔ−Ｔｄの間はＶob
（低レベル）となり、次の連続Ｔｄ個のクロックパルス
Ｐｃが到来している間はＶdc(高レベル)となる。以後同
様である。
（トランジスタブリッジ２７の出力電圧）は、Ｖdc(高
レベル)となり、その次の連続Ｔｔ−Ｔｄの間はＶob
（低レベル）となり、次の連続Ｔｄ個のクロックパルス
Ｐｃが到来している間はＶdc(高レベル)となる。以後同
様である。
【００２７】上述の、パルス出力Ｅはゲ−トドライバ２
８Ｐ（図２）に与えられて、ゲ−トドライバ２８Ｐが、
出力ＥがＨの間はトランジスタブリッジ２７の対角上に
ある一対のトランジスタをオンにし、Ｌの間はオフにす
る。一方、反転パルス出力Ｆはゲ−トドライバ２８Ｎ
（図２）に与えられて、ゲ−トドライバ２８Ｎが、出力
ＦがＨの間はトランジスタブリッジ２７の、もう１つの
対角上にある一対のトランジスタをオンにし、Ｌの間は
オフにする。
８Ｐ（図２）に与えられて、ゲ−トドライバ２８Ｐが、
出力ＥがＨの間はトランジスタブリッジ２７の対角上に
ある一対のトランジスタをオンにし、Ｌの間はオフにす
る。一方、反転パルス出力Ｆはゲ−トドライバ２８Ｎ
（図２）に与えられて、ゲ−トドライバ２８Ｎが、出力
ＦがＨの間はトランジスタブリッジ２７の、もう１つの
対角上にある一対のトランジスタをオンにし、Ｌの間は
オフにする。
【００２８】以上に説明した低周波制御器２９の出力
Ｃ，ＥおよびＦと、アナログゲ−ト３０の電圧指令の切
換えならびにゲ−トドライバ２８Ｐ，２８Ｎのトランジ
スタオン，オフ付勢により、図２に示すコンデンサ３Ｃ
と電気コイル３との直列回路には、図４に「２７の出
力」として示す交流電圧パルスが印加され、その周波数
は５０Ｈｚ（周期がクロックパルスＰｃの周期20msec)
である。
Ｃ，ＥおよびＦと、アナログゲ−ト３０の電圧指令の切
換えならびにゲ−トドライバ２８Ｐ，２８Ｎのトランジ
スタオン，オフ付勢により、図２に示すコンデンサ３Ｃ
と電気コイル３との直列回路には、図４に「２７の出
力」として示す交流電圧パルスが印加され、その周波数
は５０Ｈｚ（周期がクロックパルスＰｃの周期20msec)
である。
【００２９】この交流電圧パルスの波高値は、位相角α
算出器２４（図２）に与えるコイル電圧指令値Ｖdcおよ
びＶobで定まる。この実施例では、Ｖob＝(1/2)・Ｖdcに
設定されている。Ｖdcの出力周期（長周期）は、低周波
制御器２９のカウンタ２９ａに与えるプリセットデ−タ
Ｔｔで定まるＴｔ×20msecである。出力区間は低周波制
御器２９のカウンタ２９ｂに与えるプリセットデ−タＴ
ｄで定まるＴｄ×20msecで、出力デュ−ティは（Ｔｄ／
Ｔｄ）×１００％である。コイル電圧指令値Ｖdcを増，
減することにより交流電圧パルスの波高値が昇，降し、
交流１パルス(20msec周期)当りの磁束強度すなわちピン
チ力が増，減する。コイル電圧指令値Ｖobを増，減する
ことにより、立上りを早くするためのバイアスレベルが
昇，降し、高レベル交流１パルス(Ｔｔ×20msec)のピン
チ力による溶鋼の応答(移動立上り速度)が増，減する。
プリセットデ−タＴｔを増，減することにより振動周期
（Ｔｔ×20msec）が長，短と変わる。プリセットデ−タ
Ｔｄを増，減することにより１区間（Ｔｄ×20msec）中
のピンチ力の力積が増，減し、一長周期（Ｔｔ×20mse
c）間の力積量が増減する。
算出器２４（図２）に与えるコイル電圧指令値Ｖdcおよ
びＶobで定まる。この実施例では、Ｖob＝(1/2)・Ｖdcに
設定されている。Ｖdcの出力周期（長周期）は、低周波
制御器２９のカウンタ２９ａに与えるプリセットデ−タ
Ｔｔで定まるＴｔ×20msecである。出力区間は低周波制
御器２９のカウンタ２９ｂに与えるプリセットデ−タＴ
ｄで定まるＴｄ×20msecで、出力デュ−ティは（Ｔｄ／
Ｔｄ）×１００％である。コイル電圧指令値Ｖdcを増，
減することにより交流電圧パルスの波高値が昇，降し、
交流１パルス(20msec周期)当りの磁束強度すなわちピン
チ力が増，減する。コイル電圧指令値Ｖobを増，減する
ことにより、立上りを早くするためのバイアスレベルが
昇，降し、高レベル交流１パルス(Ｔｔ×20msec)のピン
チ力による溶鋼の応答(移動立上り速度)が増，減する。
プリセットデ−タＴｔを増，減することにより振動周期
（Ｔｔ×20msec）が長，短と変わる。プリセットデ−タ
Ｔｄを増，減することにより１区間（Ｔｄ×20msec）中
のピンチ力の力積が増，減し、一長周期（Ｔｔ×20mse
c）間の力積量が増減する。
【００３０】したがって、コイル電圧指令値Ｖdc，Ｖo
b，プリセットデ−タＴｔおよびプリセットデ−タＴｄ
を操作して、電気コイル３による鋳型内溶鋼ＭＭのピン
チ力による振動の強さ（振幅），立上り速度，周期およ
び力積（一周期間の強さ）を、パウダ−を所望流量で円
滑かつ安定して溶鋼／鋳型内面間に供給するように調整
しうる。交流パルスは20msec短周期であり、従って周波
数は５０Ｈｚであが、この周波数５０Ｈｚを共振周波数
とするように、コンデンサ３Ｃの容量Ｃが、５０Ｈｚ＝
１／〔２π√（ＬＣ）〕なる値であるので、交流パルス
(50Hz)に対する、コンデンサ３Ｃと電気コイル３との直
列回路の直列共振により、該直列回路のインピ−ダンス
が最低で、電気コイル３の無効電力が最底であり、直流
電源回路（２２〜２６）は最も効率的に設計しうる。す
なわち電気コイル３の所要電流値およびインダクタンス
Ｌに対して、最も小容量の電源回路を採用しうる。
b，プリセットデ−タＴｔおよびプリセットデ−タＴｄ
を操作して、電気コイル３による鋳型内溶鋼ＭＭのピン
チ力による振動の強さ（振幅），立上り速度，周期およ
び力積（一周期間の強さ）を、パウダ−を所望流量で円
滑かつ安定して溶鋼／鋳型内面間に供給するように調整
しうる。交流パルスは20msec短周期であり、従って周波
数は５０Ｈｚであが、この周波数５０Ｈｚを共振周波数
とするように、コンデンサ３Ｃの容量Ｃが、５０Ｈｚ＝
１／〔２π√（ＬＣ）〕なる値であるので、交流パルス
(50Hz)に対する、コンデンサ３Ｃと電気コイル３との直
列回路の直列共振により、該直列回路のインピ−ダンス
が最低で、電気コイル３の無効電力が最底であり、直流
電源回路（２２〜２６）は最も効率的に設計しうる。す
なわち電気コイル３の所要電流値およびインダクタンス
Ｌに対して、最も小容量の電源回路を採用しうる。
【００３１】
【発明の効果】低レベル通電により、溶鋼には高レベル
通電のときと同様なピンチ力、ただし弱い力、が作用し
ており、高レベル通電に切換わるとこのピンチ力が増大
して溶鋼の表層部が中心部から盛り上がる。このような
溶鋼の移動は、溶鋼の慣性による遅れがあるが、低レベ
ル通電により弱いピンチ力を予め与えているので、高レ
ベル通電に切換えてからの溶鋼の盛り上がりが早くな
り、高レベル通電による鋳型の潤滑効果が向上する。
通電のときと同様なピンチ力、ただし弱い力、が作用し
ており、高レベル通電に切換わるとこのピンチ力が増大
して溶鋼の表層部が中心部から盛り上がる。このような
溶鋼の移動は、溶鋼の慣性による遅れがあるが、低レベ
ル通電により弱いピンチ力を予め与えているので、高レ
ベル通電に切換えてからの溶鋼の盛り上がりが早くな
り、高レベル通電による鋳型の潤滑効果が向上する。
【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。
斜視図である。
【図２】 図１に示す電気コイル３に給電する電源回路
２０の構成を示すブロック図である。
２０の構成を示すブロック図である。
【図３】 図２に示す低周波制御器２９の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図４】 図３に示す電気回路各部の電気信号を示すタ
イムチャ−トである。
イムチャ−トである。
１：鋳型内壁 ２：水箱 ３：電気コイル ３ｆ：磁束 ３Ｃ：コンデンサ ＭＭ：溶鋼 ＰＷ：パウダ ＳＢ：鋳片 ２０：電源回路 ２１：三相交流 ２２：サイリスタブリッジ ２３：ゲ−トドラ
イバ ２４：位相角α算出器 ２５：インダクタ ２６：コンデンサ ２７：トランジス
タブリッジ ２８Ｐ，２８Ｎ：ゲ−トドライバ ２９：低周波制御
器 ２９ａ，２９ｂ：プリセットカウンタ ２９ｃ：フリップフロップ ３０：アナログゲ
−ト回路
イバ ２４：位相角α算出器 ２５：インダクタ ２６：コンデンサ ２７：トランジス
タブリッジ ２８Ｐ，２８Ｎ：ゲ−トドライバ ２９：低周波制御
器 ２９ａ，２９ｂ：プリセットカウンタ ２９ｃ：フリップフロップ ３０：アナログゲ
−ト回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤 健 彦 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 平４−13445（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−230459（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−83348（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−182497（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−241654（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−90255（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−182517（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−47513（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−293613（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 11/04 311 B22D 11/07 B22D 11/115
Claims (13)
- 【請求項１】溶融金属を取り囲む鋳型辺を周回する電気
コイル，該電気コイルに高レベルの電流を間欠的に繰返
し通電する高レベル通電手段、および、高レベル電流通
電区間の外側において前記電気コイルに低レベルの電流
を通電する低レベル通電手段、を備え、高レベル通電手
段は、直流電源回路、およびその出力端と前記電気コイ
ルの間に介挿された間欠的な繰返し通電のためのスイッ
チング手段を含むことを特徴とする、鋳型装置。 - 【請求項２】高レベル通電手段は、高レベル電流通電区
間で、短い周期でスッチング手段のオン，オフを繰返す
スイッチング制御手段を含む、請求項１記載の鋳型装
置。 - 【請求項３】鋳型装置は更に、前記スイッチング手段の
出力端と前記電気コイルに直列に接続されたコンデンサ
を備え、該コンデンサの容量は、スイッチング手段の前
記オン，オフの繰返し周波数が、前記電気コイルとコン
デンサの直列共振周波数となる値である、請求項２記載
の鋳型装置。 - 【請求項４】直流電源回路は、直流出力電圧が可調整の
インバ−タである、請求項１，請求項２又は請求項３記
載の鋳型装置。 - 【請求項５】スイッチング制御手段は、高レベル電流通
電区間の繰返し周期を調整する手段およびデュ−ティを
調整する手段を含む、請求項２，請求項３又は請求項４
記載の鋳型装置。 - 【請求項６】短い周期の周波数は１０Ｈｚ〜１ＫＨｚで
ある、請求項２，請求項３，請求項４又は請求項５記載
の鋳型装置。 - 【請求項７】低レベル通電手段は、直流電源回路、およ
びその出力端と前記電気コイルの間に介挿された間欠的
な繰返し通電のためのスイッチング手段を含む、請求項
１記載の鋳型装置。 - 【請求項８】低レベル通電手段は、高レベル電流通電区
間の外側で、短い周期でスッチング手段のオン，オフを
繰返すスイッチング制御手段を含む、請求項７記載の鋳
型装置。 - 【請求項９】鋳型装置は更に、前記スイッチング手段の
出力端と前記電気コイルに直列に接続されたコンデンサ
を備え、該コンデンサの容量は、スイッチング手段の前
記オン，オフの繰返し周波数が、前記電気コイルとコン
デンサの直列共振周波数となる値である、請求項７記載
の鋳型装置。 - 【請求項１０】直流電源回路は、直流出力電圧が可調整
のインバ−タである、請求項７，請求項８又は請求項９
記載の鋳型装置。 - 【請求項１１】スイッチング制御手段は、高レベル電流
通電区間の繰返し周期を調整する手段およびデュ−ティ
を調整する手段を含む、請求項８，請求項９又は請求項
１０記載の鋳型装置。 - 【請求項１２】短い周期の周波数は１０Ｈｚ〜１ＫＨｚ
である、請求項８，請求項９，請求項１０又は請求項１
１記載の鋳型装置。 - 【請求項１３】高レベル電流のレベルに対する低レベル
電流のレベルの比は、１／２以下である、請求項１，請
求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６，請
求項７，請求項８，請求項９，請求項１０，請求項１１
又は請求項１２記載の鋳型装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6221537A JP3049658B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 鋳型装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6221537A JP3049658B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 鋳型装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0890168A JPH0890168A (ja) | 1996-04-09 |
| JP3049658B2 true JP3049658B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=16768278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6221537A Expired - Lifetime JP3049658B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 鋳型装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3049658B2 (ja) |
-
1994
- 1994-09-16 JP JP6221537A patent/JP3049658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0890168A (ja) | 1996-04-09 |
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