JP3248913B2 - 連続鋳造装置 - Google Patents

連続鋳造装置

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JP3248913B2
JP3248913B2 JP51690994A JP51690994A JP3248913B2 JP 3248913 B2 JP3248913 B2 JP 3248913B2 JP 51690994 A JP51690994 A JP 51690994A JP 51690994 A JP51690994 A JP 51690994A JP 3248913 B2 JP3248913 B2 JP 3248913B2
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スベンソン，エリック
タルバック，ゴーテ
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アセア ブラウン ボベリ アクチボラグ
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
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    • B22D11/11—Treating the molten metal
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    • B22D11/115—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Formation And Processing Of Food Products (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、鋳造ストランドの非凝固部分における金属
融液すなわち溶湯の流れが静止磁界または周期的な低周
波磁界で制御されるようになされた連続鋳造により鋳造
ストランドを連続的に製造する装置に関するものであ
る。
背景技術 連続鋳造では、熱い溶湯がモールド内に流入する。溶
湯はモールド内で冷却され、鋳造ストランドとしてモー
ルドを離れる前に自己支持面である凝固層が形成される
ようになされる。流入溶湯が制御されずにモールド内に
流入すると、鋳造ストランドの非凝固部分の深部へ該流
入溶湯が進入する。このことは溶湯中に含まれる望まし
くない粒子の分離を困難にする。更に、自己支持面であ
る層が弱くなり、モールド内に形成されている表面層を
溶湯が突き破る危険が増す。
例えばSE−Ｂ−436251によれば、１またはそれ以上の
静止磁界または周期的な低周波磁界を溶湯通路に形成し
て、供給溶湯を制動させるとともに分散させることは周
知である。
鋳造ストランドは、下向に開放されたモールド内で降
下する溶湯によって形成される。モールドを出た後、主
として長方形の横断面を有する鋳造ストランドは、モー
ルド内に配置された対応する長方形横断面を有する筒状
鋳造モールド内に溶湯を流入させることによって形成さ
れる。鋳造モールドの壁は４つの別々の銅板で構成され
ている。これらの銅板は水箱式ビームにそれぞれ固定さ
れている。この水箱式ビームの機能は、銅板を強化し、
銅板と共に循環する冷却水の殻体を形成することであ
る。
鋳造作業が開始されるとき、銅板の間に開始チェーン
を挿入できるようにするために銅板およびそれと組み合
う水箱式ビームを流体圧作動ピストンで引き離して、モ
ールドが開放される。このモールドは、開始チェーンを
取り囲む銅板を押し戻すピストンによって閉成される。
水箱式ビームは保持枠組みで包囲され、この保持枠組
みに流体圧作動ピストンが取り付けられる。銅板を備え
た水箱式ビームがモールドの可動側を構成するのに対し
て、枠組みは固定側を構成する。
特許出願9100184−２によれば、永久磁石、または電
流を供給されるコイルと磁性コアとで構成される磁界発
生装置によって、静止磁界または周期的な低周波磁界が
形成される。この磁界発生装置は、以下、磁石と称す
る。
既存の連続鋳造機における磁石の配置が以下に説明さ
れる。
磁石は、モールド内で水箱式ビームと枠組みとの間に
配置されていた。磁石は溶湯の各側に１つずつ配置され
ている。
水箱式ビームは大部分が非磁性材で構成されているた
めに磁界を伝えない。そのため、水箱式ビームと枠組み
との間に磁石が配置される場合には、銅板に達するほど
長いコアが必要となる。このコアは後部コアと前部コア
とに分割され、前部コアは水箱式ビームに一体化されて
いた。このようにして、磁界は水箱式ビームを通して伝
えられる。
比較的短時間の使用の後、モールド銅板の補修が必要
になり、モールド全体が修復されたモールドと交換され
る。したがって、個々の連続鋳造機には複数のモールド
が用意される。修復時には、銅板を備えた水箱式ビーム
がモールドから取り外され、銅板の修復が行われる。磁
性コアが前部および後部に分割されることの１つの理由
は、銅板の改修時に水箱式ビームを容易に取り外せるよ
うにすることである。
磁気回路を形成するためには戻り磁路が必要である。
強度の観点で適当とされるよりも多量の鉄で枠組みが再
構築され、この枠組みを戻り磁路として利用できるよう
になされる。後部コアは枠組みに固定される。枠組みと
コアが協働して磁気回路を形成する。
磁石を備えたモールドが振動テーブル上に置かれる。
凝固する溶湯がモールドに付着しないように、振動テー
ブルに振動が与えられる。モールドおよび振動テーブル
は取付け装置が支持している。この取付け装置は振動テ
ーブルと共に振動はしない。
後部コアは枠向きに固定され、前部コアは水箱式ビー
ムに固定されているので、モールドを閉成したときに可
動部分と固定部分との間に間隙が形成されるという問題
が生じる。モールドが開成されると、この間隙は閉じ
る。前部コアと後部コアとを分けるこの間隙は、鋳造の
間、それを閉じてモールドを開成させるような電磁力を
発生させる。この問題に対する周知の解決策は、流体圧
作動ピストンまたは機械式ピストンによってこの電磁力
に対抗することであった。
本発明の目的は、悩みの種である間隙を生じさせずに
磁界が帰還する連続鋳造機を提案することである。
発明の概要 本発明は、金属融液の連続鋳造で鋳造ストランドを連
続的に製造する装置に係わり、特に、長方形横断面を有
する冷却鋳造モールドを形成する冷却銅板形式のモール
ドであって、その銅板より外側に配置されて銅板の冷却
および支持を行う水箱式ビームに銅板が各々固定されて
なる下方へ開放されるモールドと、このモールドを一体
として保持する部材とを含む装置に関するものである。
モールドは１次注入溶湯流を供給されるようになされ
る。
磁石はモールドに近く配置され、少なくとも１つの静
止磁界または周期的な低周波磁界を発生するようになさ
れ、この磁界は注入溶湯路に作用して１次流を分けると
ともに発生する２次流を阻止する。各磁石は少なくとも
１つの磁気伝導本体、すなわちコアを含む。
戻り磁路は磁石と共に磁気回路を形成する。
この装置は更に、モールドに振動を伝えるための手
段、好適には、振動テーブル形態での手段と、モール
ド、磁石および振動テーブルを支持する手段を有する取
付け装置とを含む。
本発明によると、磁気伝達コアは水箱式ビームに完全
に一体化された部分の前部と、コアの磁界方向と実質的
に一致する方向で移動可能な後部可動部分6bとに分けら
れる。
図面の簡単な説明 鋳造ストランドの非凝固部分の流れを制御するために
静止磁界または周期的な低周波磁界が形成される連続鋳
造機の各種の実施例が添付図面に示されている。
第１図は従来技術による連続鋳造機の横断面図であ
る。
第２図は後部コアが枠組み内に移動可能に配置された
連続鋳造機の１実施例の横断面図であり、第４図はその
上方からみた図である。
第３図は後部コアが取付け装置に移動可能に配置され
た連続鋳造機の１実施例の横断面図であり、第５図はそ
の上方からみた図である。
第６図は後部コアが固定部分と可動部分とに分割され
た連続鋳造機の１実施例の横断面図である。
第７図は後部コアが取付け装置に移動可能に配置され
た連続鋳造機の他の実施例の横断面図である。
好適例の説明 第１図は背景技術の説明にしたがって溶湯を連続鋳造
するための在来装置の横断面図である。鋳造ストランド
１が、モールド内で流下する溶融金属によって形成され
る。このモールドは、特に水箱式ビーム３に固定された
銅板2aと、モールドを一体的に保持する枠組み４とから
成り、この水箱式ビーム３の機能は銅板を強化し、冷却
することであり、また枠組み４は磁界の戻り磁路を形成
するように設計される。磁界の戻り磁路として作用させ
るために、枠組みは特に強度の観点で必要とされるよう
な多量の鉄を付されている。
溶湯に静止磁界または周期的な低周波磁界を形成する
磁石は、水箱式ビームに一体化された前部コア５と、直
流または低周波交流が付与されるコイル７が周囲に配置
された後部コア6aとから成る。後部コアは枠組みに固定
されている。
溶湯がモールドの壁面に固着することを防止するため
に、振動運動が振動テーブル８によってモールドに伝え
られる。この振動運動は、例えば流体圧作動ピストンに
より得られる。モールド、磁石および振動テーブルを取
付け装置９が支持している。
モールドが閉成されると、前部コアと後部コアとの間
に、間隙10（５〜15mm）が形成される。この間隙は、そ
れを閉じて鋳造の間モールドを開こうとする電磁力を発
生するために、問題を引き起こす。この電磁力は、水箱
式ビームと銅板を有する鉄製前部コアを枠組みへ向かっ
て吸引せしめる。
第２図、第４図は、前部コアと後部コアとの間隙が閉
じられ、またモールドが閉じられたときの連続鋳造機の
１実施例を示している。後部コア6bは延長され、枠組み
４内で移動可能に配置されている。この後部コアは、コ
アの磁界の方向と実質的に一致する方向へ移動できる。
モールドが開成されると、前部コアが後部コアに圧力を
加え、これにより後部コアは枠組み内で動かされる。モ
ールドが閉成されてコイルが付勢されると、前部コアと
後部コアが電磁力の作用で互いに押し付けられる。コア
は、枠組み内でいずれかの形式の軸受（例えば、滑りメ
タル）内を摺動する。
磁気コアが依然として分割されている１つの理由は、
銅板を有する水箱式ビームがモールドから取り外される
ことが多く、磁気コアが分割されているとこの取り外し
が容易だからである。
第４図はモールドを開閉する流体圧作動ピストン13a
を有する枠組みを示している。第４図はまたモールドの
短辺に配置された銅板2bを示しており、この銅板が鋳造
ストランドの幅を規定する。鋳造ストランドの幅の制御
は、銅板2bを内外方向へ押して行われる。これ以外、連
続鋳造機は上述した実施例と同じ構造である。２つの後
部コア、２つの前部コア、および鋳造ストランドが枠組
みと共にコヒーレントな（干渉性）磁束路を形成する。
磁石はモールドとともに振動せしめられる。
他の実施例では、第２図の振動テーブルは磁界の戻り
磁路を形成するように設計される。２つの後部コアおよ
び２つの前部コアは、振動テーブルとともにコヒーレン
トな磁束路を形成する。通常は鉄構造体である振動テー
ブルは、自体の磁束抵抗を低下させるために多量の鉄を
補足する必要がある。連続鋳造機は幾つかのモールドを
有するが、１つの鋳造ストランドにつき振動テーブルは
ただ１つであるため、枠組みの代わりに戻し磁路として
使用することが有利である。何故なら、このような場合
にはただ１つのユニットが再構築されて、多量の鉄を付
すことが必要とされるだけだからである。
更に他の実施例では、第２図の取付け装置が磁界の戻
り磁路を形成するように設計される。２つの後部コアお
よび２つの前部コアと、鋳造ストランドとが取付け装置
と共にコヒーレントな磁束路を形成している。自体の磁
束抵抗を低下させるために、取付け装置は多量の鉄を補
足される必要がある。前部コアと後部コアとの間の間隙
が大きい場合には、磁束を後部コアから取付け装置へ伝
える手段もまた必要である。連続鋳造機の振動部材の重
量を減少させることも重要である。取付け装置は振動し
ないため、この実施例では、枠組みまたは振動テーブル
が磁束路を形成する場合に比較して振動部材の重量は低
減化される。
第３図、第５図は、振動部材の重量が更に低減化され
た実施例を示している。本発明のこの実施例では、後部
可動コア6bとコイル７が取付け装置９の近くに配置され
ている。後部コアとコイルは振動運動に従わないので、
振動部材の重量は低減化される。
後部コアはビーム12に固定され、このビーム12は、取
付け装置上で水平方向に回転し、または摺動可能であ
る。モールドが開成されると、前部コアが後部コアとビ
ームを押圧し、次いで後部コアとビームが取付け装置上
で動く。モールドが閉成されてコイルに電流が供給され
ると、前部コアと後部コアが電磁力の作用で互いに押し
つけられる。ビームは、例えば摺動メタルを備えて取付
け装置に配置されているレール内で動く。
モールドが振動するとき、前部コアは後部コアに対し
て垂直方向で動く。この振動運動の最大偏位はコア寸法
に比較して小さい。コアは相互に摺動する。この摺動を
容易にさせるために、例えば摺動メタルまたは支持ロー
ラーを摺動表面に配置することが可能である。前部コア
はモールドと共に振動する。後部コアとコイルは振動し
ない。
取付け装置は磁界の戻り磁路形成するように設計され
る。２つの後部コアおよび２つの前部コアと、鋳造スト
ランドとが取付け装置およびビームと共にコヒーレント
な磁束路を形成する。
この本発明実施例では、枠組みはない。第５図に示さ
れるように、保持部材は引張りバー13bとされることが
でき、この引張りバーは保持機能に加えて、モールドの
開閉を行う。
後部可動コアを使用して生じる問題は、後部コアを前
部コアに押圧する電磁力が銅板を互いに押し合わせるこ
とである。この電磁力は銅板が変形する危険を著しく高
める。銅板に作用する力は、鋳造時に鋳造ストランドの
幅制御を困難にする。
第６図はこれらの磁力を低減化させる装置を示してい
る。後部コアは固定部分6cおよび可動部分6bに分割され
ている。前部コア５と後部固定部分6cとの間に間隙15が
存在する。コアの後部固定部分6cは間隙15とともに、後
部可動コアからの力に対向する力を発生し、故に銅板に
作用する合成力を減少させる。コアの後部固定部分は枠
組み４の完全に一体化された部分である。
前部コアおよび後部コアが振動しない実施例では、そ
れらの相対的な動きは後部鉄コアを前部コアに押圧する
ように作用する磁力によって発生し難くされる。例え
ば、支持ローラーが摩擦を低減化するために前部コアと
後部コアとの間に配置されるならば、ローラーは、その
転動抵抗を増大させ、且つまたコアおよびローラーの両
方に重大の損傷を与えかねない力の作用を受ける。
第７図には、前部コアに対して後部コアの後方で取付
け装置に磁束路の一部を形成している磁気伝達部材16を
配置して前部コアと後部コアとの間の磁力を低減化させ
る実施例が示されている。磁気伝達部材16と後部コアが
固定されるベース12との間に間隙17が形成されている。
この磁気伝達部材は磁気伝達材料で構成される。磁気伝
達部材16は間隙17とともに、後部可動コアから前部コア
に作用する力と対向する力を発生させる。磁気伝達部材
16の磁性材料の量およびその部材の寸法を間隙17の幅と
ともに均衡させることで、後部コアおよび前部コアの間
の合成力を適当な大きさにまで低減化することができ
る。この力が過度に小さくなされ、または反対方向に与
えられると、鋳造中にモールドが開く可能性がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハレファールト，マグヌス スウェーデン国エス ― 262 96 ア ーンゲルホルム，ニヤ ビルヘルムスフ ァールト ピー１ 6078 (72)発明者 コールベルグ，ステン スウェーデン国エス ― 722 23 ベ ステルオース，ノルダンビィガタン 58 (72)発明者 スベンソン，エリック スウェーデン国エス ― 722 22 ベ ステルオース，ベルマンスガタン ７エ イ (72)発明者 タルバック，ゴーテ スウェーデン国エス ― 722 40 ベ ステルオース，バンディガタン 12 (56)参考文献 特開 平５−277645（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−203257（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−229265（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−248745（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−171553（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−274844（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−504726（ＪＰ，Ａ) 米国特許4934447（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 11/115 B22D 11/04 311

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】長方形横断面のチル鋳造モールドを形成す
    る冷銅板（2a,2b）形式のモールドであって、その銅板
    よりも外側に配置されて該銅板を冷却且つ支持する水箱
    式ビーム（３）に対してそれぞれ固定されており、流入
    する１次溶湯流を供給されるようになされた下方へ開く
    １つのモールド、および該モールドを一体的に保持する
    部材（4,13）と、 少なくとも１つの静止磁界または周期的な低周波磁界を
    発生して、流入溶湯路に作用させて１次流を分けるとと
    もに２次流の発生を阻止するようになされた、少なくと
    も磁気伝達本体すなわちコアを含んで成る磁界発生装置
    すなわち磁石と、 磁石とともに磁気回路を形成する戻り磁路と、 モールドに振動を加えるための振動テーブル（８）と、 前記モールド、磁石および振動テーブルを支持する手段
    を備えた取付け装置（９）とを少なくとも含んで成る金
    属の連続鋳造装置であって、 前記磁気伝導コアが前記水箱式ビームに一体化された部
    分である前部部分（５）と、コアの磁界の方向と実質的
    に一致する方向に移動可能な後部可動部分（6b）を含む
    後部部分とに分割されて配置されていることを特徴とす
    る連続鋳造装置。
  2. 【請求項２】コアの後部可動部分（6b）が磁界に作用す
    る力によって前部コア（５）に押圧されて、後部コアお
    よび前部コアと戻り磁路とを含む磁気回路を形成するよ
    うになされていることを特徴とする請求項１に記載され
    た連続鋳造装置。
  3. 【請求項３】コアの後部部分のまわりの少なくとも１つ
    のコア（７）に直流電流または低周波交流電流を供給さ
    れて、コアに磁界を発生させるようになされたことを特
    徴とする請求項１または請求項２に記載された連続鋳造
    装置。
  4. 【請求項４】コアの少なくとも一部が永久磁石材料で作
    られたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載
    された連続鋳造装置。
  5. 【請求項５】コアの後部可動部分（6b）がモールドを一
    体的に保持する枠組み（４）内に移動可能に配置されて
    いることを特徴とする請求項１から請求項４までのいず
    れか１項に記載された連続鋳造装置。
  6. 【請求項６】前記枠組み（４）が戻り磁路の一部を形成
    する手段を含むことを特徴とする請求項５に記載された
    連続鋳造装置。
  7. 【請求項７】磁石がモールドとともに振動することを特
    徴とする請求項５または請求項６に記載された連続鋳造
    装置。
  8. 【請求項８】前記振動テーブル（８）が戻り磁路の一部
    を形成する手段を含むことを特徴とする請求項１から請
    求項４までのいずれか１項に記載された連続鋳造装置。
  9. 【請求項９】前記取付け装置（９）が戻り磁路の一部を
    形成する手段を含むことを特徴とする請求項１から請求
    項４までのいずれか１項、または請求項８に記載された
    連続鋳造装置。
  10. 【請求項１０】コアの後部部分が前記取付け装置（９）
    に接近して配置されていることを特徴とする請求項に記
    載された連続鋳造装置。
  11. 【請求項１１】コア（５）の前部部分がモールドととも
    に振動し、取付け装置（９）に接近して配置されたコア
    の後部部分に対して相対的に移動することを特徴とする
    請求項10に記載された連続鋳造装置。
  12. 【請求項１２】モールドが保持引張りピストン（13b）
    を有することを特徴とする請求項９に記載された連続鋳
    造装置。
  13. 【請求項１３】戻り磁路の一部を形成する磁気伝導部材
    （16）が前部コアに対して後部コアの後方にて取付け装
    置（９）に接近して配置されていること、および間隙
    （17）が磁気伝導部材（16）とコアの後部可動部分（6
    b）との間に形成されていることを特徴とする請求項11
    に記載された連続鋳造装置。
  14. 【請求項１４】コアの後部部分が後部固定部分（6c）を
    含むことを特徴とする請求項１から請求項11までのいず
    れか１項に記載された連続鋳造装置。
  15. 【請求項１５】コア（５）の前部部分とコアの後部固定
    部分（6c）との間に間隙（159が形成されていることを
    特徴とする請求項14に記載された連続鋳造装置。
  16. 【請求項１６】コアの後部固定部分（6c）が保持枠組み
    （４）に完全に一体化された部分であることを特徴とす
    る請求項15に記載された連続鋳造装置。
JP51690994A 1993-01-19 1994-01-04 連続鋳造装置 Expired - Lifetime JP3248913B2 (ja)

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