JP3533042B2 - 溶融金属の流動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳型内溶融金属を
リニアモータで駆動する流動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】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。鋳型内溶鋼の上
面には、粉体状の保温材あるいは鋳片引抜きの潤滑材
（通称パウダ）が投入される。同一高さの鋳型壁面にお
ける温度が不均一であると、鋳型内面への鋳片の焼付き
による表面割れやシェル破断（ブレ−クアウト）を生じ
易い。また、溶鋼中あるいは鋳片表面にパウダが塊で残
ると、これは鋳片の異物すなわち欠陥となる。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
し、鋳型に接する面の温度を均一化しかつ溶鋼中のパウ
ダの浮上をうながす（例えば特開平１−２２８６４５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。例えば、鋳型長辺
に沿ったリニアモ−タを配置し、溶鋼に電磁駆動力を与
えて、流速分布が均一な鋳型内壁に沿って循環する循環
流を溶鋼の表層に生起するものがある。表層部に循環流
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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、連続鋳造装置
の操業条件により、リニアモ−タで溶鋼を駆動しても、
溶鋼流が順調に循環せずに、鋳型のコーナー部や、ノズ
ルと鋳型内壁との間に溶鋼の淀み（溶鋼の滞留）を発生
することがある。淀みが発生するとそこでパウダが溶鋼
中に残留し易く、しかもブレ−クアウトの原因となる焼
付きとなり易い。一方、溶鋼が固体に変わるときに発生
するＣＯなどの気体（気泡）が浮上しにくくなり、スラ
ブ内に気泡が混入する等の不具合が生じる。特に鋳型長
辺と短辺が相対的に、長辺長が大きく短辺長が短い場合
に、鋳型に溶鋼を注入するノズル廻りあるいはノズルと
短辺との中間点あたりに淀みを生じ易い。

【０００５】本発明は、淀みを生じ易い場所の溶鋼を効
果的に流動駆動することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】（１）溶融金属(MM)を取
り囲む鋳型辺(5F,5L,6L,6R)の一辺(5F)に沿うｙ方向に
延びる電磁石コア(10F)と、該電磁石コア (10F) に装着さ
れた複数個の電気コイルでなる第１グル−プ (#AF) の電
気コイル (AF1 〜 AF12) と、該第１グル−プ(#AF)の電気コ
イル (AF1 〜 AF12) と隣り合って前記電磁石コア (10F) に装
着された複数個の電気コイルでなる第２グル−プ (#AF)
の電気コイル (AF1 〜 AF12) と、を含むリニアモ−タ(LM
F)；前記第１グル−プ(#AF)の電気コイル(AF1〜AF12)
に、ｙ方向に沿う移動磁界(Faf)を発生するための多相
交流電圧を通電する第１組の通電手段(20B)；前記第２
グル−プ(#BF)の電気コイル(BF1〜BF12)に、第１グル−
プの電気コイルが発生する移動磁界(Faf)の方向と同方
向の移動磁界(Fbf)を発生するための多相交流電圧を通
電する第２組の通電手段(20A)；および、前記第１組の
通電手段(20B)が第１グル−プ(#AF)の電気コイル(AF1〜
AF12)に通電する多相交流電圧の周波数(FdcB2)と、前記
第２組の通電手段(20A)が第２グル−プ(#BF)の電気コイ
ル(BF1〜BF12)に通電する多相交流電圧の周波数(FdcA1)
との間の周波数差(ΔFdc)を設定する周波数設定手段(32
B2)；を備える溶融金属の流動制御装置。

【０００７】なお、理解を容易にするためにカッコ内に
は、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項
の符号を、参考までに付記した。

【０００８】これによれば、第１グル−プ(#AF)と第２
グル−プ(#BF)との境界部では、第１グル−プ(#AF)の電
気コイル(AF1〜AF12)が発生する第１移動磁界(Faf)の強
度（速度ベクトルのスカラ量）が第１組の通電手段(20
B)の通電周波数(FdcB2)で変化し、また、第２グル−プ
(#BF)の電気コイル(BF1〜BF12)が発生する第２移動磁界
(Fbf)の強度が第２組の通電手段(20A)の通電周波数(Fdc
A1)で変化する。これらの変化が同時に加わるので、該
境界部では、それらの周波数差ΔFdc＝｜FdcB2−FdcA1
｜なる周波数で、移動磁界の強度が変化する。すなわち
移動磁界に「うなり」を生ずる。

【０００９】このうなりは、第１移動磁界(Faf)および
第２移動磁界(Fbf)の定常的な強度変化（FdcB2，FdcA
1）に対しては間欠的であり、境界部の溶鋼に、移動磁
界の移動方向と同方向の間欠的な推力変動を与える。し
たがって、定常的な移動磁界(Faf／Fbf)の印加中に溶鋼
流に淀みを生じ易い位置に、第１グル−プ(#AF)と第２
グル−プ(#BF)との境界部を定めることにより、該位置
の溶鋼に間欠的な推力変動が加わり、溶鋼の滞留が抑制
される。

【００１０】

【発明の実施の形態】（２）溶融金属(MM)を取り囲む鋳
型辺(5F,5L,6L,6R)の一辺(5F)に沿うｙ方向に延びる第
１電磁石コア(10F)と、該第１電磁石コア (10F) に装着さ
れた複数個の電気コイルでなる第１グル−プ (#AF) の電
気コイル (AF1 〜 AF12) と、該第１グル−プ(#AF)の電気コ
イル (AF1 〜 AF12) と隣り合って前記第１電磁石コア (10F)
に装着された複数個の電気コイルでなる第２グル−プ (#
AF) の電気コイル (AF1 〜 AF12) と、を含む第１リニアモ−
タ(LMF)；溶融金属(MM)を取り囲む鋳型辺(5F,5L,6L,6R)
の、前記一辺(5F)に対向する辺 (5L)に沿うｙ方向に延び
る第２電磁石コア(10L)と、該第２電磁石コア (10L) に装
着された複数個の電気コイルでなる第１グル−プ (#DL)
の電気コイル (DL1 〜 DL12) と、該第１グル−プ(#DL)の電
気コイル (DL1 〜 DL12) と隣り合って前記第２電磁石コア
(10F) に装着された複数個の電気コイルでなる第２グル
−プ (#AF) の電気コイル (AF1 〜 AF12) と、を含む、鋳型を
間に置いてｘ方向で第１リニアモ−タに対向する第２リ
ニアモ−タ(LMＬ)；前記第１および第２リニアモ−タの
前記第１グル−プ(#AF,#DL)の電気コイル(AF1〜AF12，D
L1〜DL12)に、ｙ方向に沿うが逆方向の移動磁界(Faf,Fd
L)を発生するための多相交流電圧を通電する第１組の通
電手段(20B)；前記第１および第２リニアモ−タの前記
第２グル−プ(#BF,#CL)の電気コイル(BF1〜BF12,CL1〜C
L12)に、前記第１グル−プの電気コイルが発生する移動
磁界(Faf,FdL)の方向と同方向の移動磁界(Fbf,FcL)を発
生するための多相交流電圧を通電する第２組の通電手段
(20A)；および、前記第１組の通電手段(20B)が前記第１
グル−プ(#AF,#DL)の電気コイル(AF1〜AF12，DL1〜DL1
2)に通電する多相交流電圧の周波数(FdcB2)と、前記第
２組の通電手段(20A)が前記第２グル−プ(#BF,#CL)の電
気コイル(BF1〜BF12,CL1〜CL12)に通電する多相交流電
圧の周波数(FdcA1)との間の周波数差(ΔFdc)を設定する
周波数設定手段(32B2)；を備える溶融金属の流動制御装
置。

【００１１】これによれば、第１リニアモ−タ(LMF)が
鋳型辺の一辺に沿って溶鋼を駆動し、第２リニアモ−タ
(LML)が対向辺に沿って、逆方向に駆動するので、鋳型
の水平断面において、鋳型四辺に沿って時計方向又は反
時計方向に旋回する溶鋼流が形成され、鋳型内面を溶鋼
流で拭って鋳型面をクリ−ニングする効果が高い。

【００１２】ところで、一方の長辺に沿って一方の短辺
に向かう溶鋼流が該短辺に達するまでに他方の長辺に向
けて分流してそれに沿って他方の短辺に向かう方向に流
れる小ル−プの分流を生ずることがあり、特に長辺が長
く、および又は短辺が短い場合にこのような分流を生じ
易い。そしてこのような分流を生ずると、局所的な淀み
を生じ易いが、定常的な移動磁界(Faf,Fbf／FdL,FcL)の
印加中に溶鋼流に淀みを生じ易い位置に、第１グル−プ
(#AF,#DL)と第２グル−プ(#BF,#CL)との境界部を定める
ことにより、該位置の溶鋼に間欠的な推力変動が加わ
り、溶鋼の滞留が抑制される。

【００１３】（３）ｙ方向は鋳型長辺に沿う水平方向で
あり、第１および第２グル−プ(#AF,# DLおよび#BF,#C
L)の電気コイルのｙ方向境界位置は、鋳型に溶融金属を
注入するノズル(30)と鋳型短辺(6R)とのｙ方向中間位置
である(図4)、上記（１）又は（２）の溶融金属の流動
制御装置。

【００１４】（４）第１および第２グル−プ(#BF,#CLお
よび#CF,#BL)の電気コイルのｙ方向境界位置は、鋳型に
溶融金属を注入するノズル(30)のｙ方向位置である(図
8)、上記（１）又は（２）の溶融金属の流動制御装置。

【００１５】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。

【００１６】

【実施例】

−第１実施例− 図１に、本発明の第１実施例の外観を示す。連続鋳造鋳
型の内壁５０で囲まれる空間には溶鋼ＭＭが図示しない
注湯ノズル（図２のノズル３０）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４０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Ｓ
Ｂ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個の第１リニア
モータＬＭＦおよび第２リニアモータＬＭＬ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。図２に、図１に示す内壁５０
を、リニアモータＬＭＦ，ＬＭＬのコア１０Ｆ，１０Ｌ
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５０は、相対向す
る長辺５Ｆ，５Ｌおよび相対向する短辺６Ｒ，６Ｌで構
成されており、各辺は銅板２Ｆ，２Ｌ，４Ｒ，４Ｌに、
非磁性ステンレス板１Ｆ，１Ｌ，３Ｒ，３Ｌを裏当てし
たものである。

【００１７】＃ＡＦ，＃ＢＦ，＃ＣＦ，＃ＤＦは、第１
リニアモータＬＭＦの電気コイルＡＦ１〜ＤＦ１２のグ
ループ区分であり、＃ＡＬ，＃ＢＬ，＃ＣＬ，＃ＤＬ
は、第２リニアモータＬＭＬの電気コイルＡＬ１〜ＤＬ
１２のグループ区分である。この実施例では、リニアモ
ータＬＭＦ，ＬＭＬのコア１０Ｆ，１０Ｌは、鋳型長辺
５Ｆ，５Ｌの実効長（溶鋼ＭＭが接するｙ方向長さ）よ
りやや長く、それらの全長にスロットが所定ピッチで４
８個切られている。第１リニアモータＬＭＦのコア１０
Ｆの各スロットには、＃ＡＦグル−プの電気コイルＡＦ
１〜ＡＦ１２，＃ＢＦグル−プの電気コイルＢＦ１〜Ｂ
Ｆ１２，＃ＣＦグル−プの電気コイルＣＦ１〜ＣＦ１２
および＃ＤＦグル−プの電気コイルＤＦ１〜ＤＦ１２が
装着されている。同様に、第２リニアモータＬＭＬのコ
ア１０Ｌの各スロットには、＃ＡＬグル−プの電気コイ
ルＡＬ１〜ＡＬ１２，＃ＢＬグル−プの電気コイルＢＬ
１〜ＢＬ１２，＃ＣＬグル−プの電気コイルＣＬ１〜Ｃ
Ｌ１２および＃ＤＬグル−プの電気コイルＤＬ１〜ＤＬ
１２が装着されている。

【００１８】図４に、第１実施例のシステム構成を表す
ブロック図を示す。図４を参照すると、図２に示したリ
ニアモータＬＭＦ，ＬＭＬの電気コイルグループ＃Ａ
Ｆ，＃ＤＦ，＃ＡＬ，＃ＤＬは第２電源回路２０Ａに接
続されており、電気コイルグループ＃ＢＦ，＃ＣＦ，＃
ＢＬ，＃ＣＬは第１電源回路２０Ｂに接続されている。
第２電源回路２０Ａおよび第１電源回路２０Ｂは、３相
交流電圧を発生し、それぞれに接続されている各電気コ
イルグループに印加する。図４においては、第２電源回
路２０Ａおよび第１電源回路２０Ｂが発生する３相交流
電圧の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）ごとの３本の配線を１本にま
とめて２点鎖線で示し、各電源接点（U11〜U22,V11〜V2
2,W11〜W22）を省略している。図４によれば、ノズル３
０付近の溶鋼ＭＭを挾んで対向する第１リニアモータＬ
ＭＦの電気コイルグループ＃ＢＦ，＃ＣＦと、第２リニ
アモータＬＭＬの電気コイルグループ＃ＢＬ，＃ＣＬは
同一の電源すなわち、第２電源回路２０Ａと接続されて
いる。また、第１リニアモータＬＭＦのｙ方向端部に位
置する電気コイルグループ＃ＡＦ，＃ＤＦと、第２リニ
アモータＬＭＬのｙ方向端部に位置する電気コイルグル
ープ＃ＡＬ，＃ＤＬが同一の電源すなわち、第１電源回
路２０Ｂと接続されている。

【００１９】つまり、溶鋼ＭＭを挟んで対向するリニア
モータＬＭＦ，ＬＭＬのそれぞれ４つの電気コイルグル
ープは、ノズル３０に対向する中央４つの電気コイルグ
ループ＃ＢＦ，＃ＣＦ，＃ＢＬ，＃ＣＬと、それらの電
気コイルグループの両脇の電気コイルグループ＃ＡＦ，
＃ＤＦ，＃ＡＬ，＃ＤＬとに分岐されて２つの電源回路
２０Ａ，２０Ｂに別々に接続されており、電源回路２０
Ａ，２０Ｂに与える周波数偏差ΔＦdc，電圧指令値Ｖdc
Ａ１，ＶdcＢ２を変えることにより、３相交流電圧の周
波数または電圧を別々に制御することができる。

【００２０】図５に、図２に示す第１リニアモータＬＭ
Ｆ及び第２リニアモータＬＭＬの、全電気コイルＡＦ１
〜ＤＦ１２とＡＬ１〜ＤＬ１２の、結線および電源回路
２０Ａ，２０Ｂとの接続態様を示す。図５に示すリニア
モータＬＭＦ及びＬＭＬの結線は、８極のものであり、
各電気コイルに電源回路２０Ａ，２０Ｂが発生する３相
交流を通電する。例えば、第１リニアモータＬＭＦの＃
ＡＦグル−プの電気コイル（＃ＡＦ：ＡＦ１〜ＡＦ１
２）は、図５ではこの順に、ｕ，ｕ，Ｖ，Ｖ，ｗ，ｗ，
Ｕ，Ｕ，ｖ，ｖ，Ｗ，Ｗと表す。他の＃ＢＦ，＃ＣＦ，
＃ＤＦのグループの電気コイル（＃ＢＦ：ＢＦ１〜ＢＦ
１２），（＃ＣＦ：ＣＦ１〜ＣＦ１２），（＃ＤＦ：Ｄ
Ｆ１〜ＤＦ１２）も同様である。第２リニアモータＬＭ
Ｌの＃ＡＬグル−プの電気コイル（＃ＡＬ：ＡＬ１〜Ａ
Ｌ１２）は、図５ではこの順に、ｕ，ｕ，Ｖ，Ｖ，ｗ，
ｗ，Ｕ，Ｕ，ｖ，ｖ，Ｗ，Ｗと表す。他の＃ＢＬ，＃Ｃ
Ｌ，＃ＤＬのグループの電気コイル（＃ＢＬ：ＢＬ１〜
ＢＬ１２），（＃ＣＬ：ＣＬ１〜ＣＬ１２），（＃Ｄ
Ｌ：ＤＬ１〜ＤＬ１２）も同様である。

【００２１】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度の位相ずれ通電）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。

【００２２】図５に示す端子Ｕ１１，Ｖ１１，Ｗ１１は
第１リニアモータＬＭＦの＃ＢＦグループ，＃ＣＦグル
−プの電気コイルＢＦ１〜ＢＦ１２，ＣＦ１〜ＣＦ１２
の電源接続端子であり、端子Ｕ２１，Ｖ２１，Ｗ２１は
第１リニアモータＬＭＦの＃ＡＦグループ，＃ＤＦグル
−プの電気コイルＡＦ１〜ＡＦ１２，ＤＦ１〜ＤＦ１２
の電源接続端子である。また、端子Ｕ１２，Ｖ１２，Ｗ
１２は第２リニアモータＬＭＬの＃ＢＬグループ，＃Ｃ
Ｌグル−プの電気コイルＢＬ１〜ＢＬ１２，ＣＬ１〜Ｃ
Ｌ１２の電源接続端子であり、端子Ｕ２２，Ｖ２２，Ｗ
２２は第２リニアモータＬＭＬの＃ＡＬグループ，＃Ｄ
Ｌグル−プの電気コイルＡＬ１〜ＡＬ１２，ＤＬ１〜Ｄ
Ｌ１２の電源接続端子である。なお、第１リニアモータ
ＬＭＦ，ＬＭＬは、図５に点線矢印により示される長辺
５Ｆ，５Ｌに沿ったｙ方向の電磁力を溶鋼ＭＭに与えよ
うとするものである。

【００２３】図６に、第１リニアモータＬＭＦの電気コ
イルグループ＃ＢＦ，ＣＦと、第２リニアモータＬＭＬ
の電気コイルグループ＃ＢＬ，ＣＬに３相交流を流す、
第２電源回路２０Ａ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
Ａ１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５に示す電源接続端子Ｕ１１，Ｕ１２
に、Ｖ相が電源接続端子Ｖ１１，Ｖ１２に、またＷ相が
電源接続端子Ｗ１１，Ｗ１２に印加される。

【００２４】第１リニアモータＬＭＦの＃ＢＦ，ＣＦグ
ループの電気コイルと、第２リニアモータＬＭＬの＃Ｂ
Ｌ，ＣＬグループの電気コイルが、図５に点線矢印で示
す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Ｖ
dcＡ１が示す直流電圧が印加される。

【００２５】一方、３相信号発生器３１Ａ１は、周波数
指令値ＦdcＡ１で指定された周波数(この実施例では
２．１Ｈｚ）の、定電圧３相交流信号を発生して、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。
電源回路２０Ａに与えられる周波数指令値ＦdcＡ１は、
第１電源回路２０Ｂにも与えられる。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３０Ａ１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２８Ａ１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
１の各トランジスタをオン，オフ付勢する。

【００２６】これにより、電源接続端子Ｕ１１，Ｕ１２
には、３相交流のＵ相電圧が出力され、電源接続端子Ｖ
１１，Ｖ１２に同様なＶ相電圧が出力され、また電源接
続端子Ｗ１１，Ｗ１２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ＦdcＡ１により２．１Ｈｚであ
る。すなわち、コイル電圧指令値ＶdcＡ１で指定された
２．１Ｈｚの３相交流電圧が、図２，図４および図５に
示す第１リニアモータＬＭＦの＃ＢＦ，＃ＣＦグループ
の電気コイルと、第２リニアモータＬＭＬの＃ＢＬ，＃
ＣＬグループの電気コイルに印加される。

【００２７】図７に、第１リニアモータＬＭＦの＃Ａ
Ｆ，＃ＤＦグループの電気コイルと、第２リニアモータ
ＬＭＬの＃ＡＬ，＃ＤＬグループの電気コイルに３相交
流を流す、第１電源回路２０Ｂの構成を示す。この電源
回路２０Ｂの構成は、上述の２０Ａとほぼ同一である
が、さらに演算回路３２Ｂ２が備わる。演算回路３２Ｂ
２には、電源回路２０Ａに与えられる周波数指令値Ｆdc
Ａ１が同じく与えられると共に、周波数偏差値（偏差指
令値）ΔＦdcが与えられる。演算回路３２Ｂ２は、周波
数指令値ＦdcＡ１に周波数偏差ΔＦdcを加算し、周波数
指令値ＦdcＢ２（ＦdcＡ１＋ΔＦdc）を生成して３相信
号発生器３１Ｂ２に出力する。本実施例においては、周
波数偏差ΔＦdcに−０．１Ｈｚを与えると、周波数指令
値ＦdcＢ２は２．０Hzとなる。コイル電圧指令値ＶdcＡ
１，ＶdcＢ２，周波数指令値ＦdcＡ１および周波数偏差
ΔＦdcにそれぞれ基準値が定められており、この実施例
では周波数指令値ＦdcＡ１の基準値は２．１Ｈｚ，周波
数偏差ΔＦdcの基準値は−０．１Ｈｚであるが、これら
の値はすべてオペレ−タが（下記の上位コンピュ−タを
介して）変更又は調整しうる。

【００２８】ここで、周波数指令値ＦdcＡ１が基準値
２．１Ｈｚに、周波数偏差ΔＦdcの基準値が−０．１Ｈ
ｚに設定されているとすると、第１，第２リニアモータ
ＬＭＦの＃ＢＦ，＃ＣＦ，＃ＢＬ，＃ＣＬグループの電
気コイルに与えられる３相交流電圧の周波数２．１Hzと
は周波数偏差ΔＦdc＝０．１Hzだけ異る周波数２．０Hz
を指定する周波数指令値ＦdcＢ２が、３相信号発生器３
１Ｂ２に与えられる。これらの周波数指令値ＦdcＡ１
（図６），周波数偏差ΔＦdc、さらに前述のコイル電圧
指令値ＶdcＡ１（図６）およびコイル電圧指令値ＶdcＢ
２（図７）は、図示しない外部の上位コンピュ−タが、
各電源回路２０Ａおよび２０Ｂに与える。

【００２９】再び図４を参照されたい。第２電源回路２
０Ａは、周波数指令値ＦdcＡ１及び電圧指令値ＶdcＡ１
で指定された周波数，電圧レベルの３相交流電圧を第
１，第２リニアモータＬＭＦ，ＬＭＬの電気コイルグル
ープ＃ＢＦ，＃ＣＦ，＃ＢＬ，＃ＣＬに通電する。第１
電源回路２０Ｂは、周波数偏差ΔＦdcにより指定された
分だけ周波数指令値ＦdcＡ１に対して偏差のある周波数
指令値ＦdcＢ２（図７）を作成し、周波数指令値ＦdcＢ
２（図７）及び、電圧指令値ＶdcＢ２で指定された電圧
レベルの３相交流電圧を第１，第２リニアモータＬＭ
Ｆ，ＬＭＬの電気コイルグループ＃ＡＦ，＃ＤＦ，＃Ａ
Ｌ，＃ＤＬに通電する。つまり、電気コイルグループ＃
ＢＦ，＃ＣＦ，＃ＢＬ，＃ＣＬに通電される３相交流電
圧の周波数と、電気コイルグループ＃ＡＦ，＃ＤＦ，＃
ＡＬ，＃ＤＬに通電される３相交流電圧の周波数との間
には常に、周波数偏差ΔＦdcで指定される分だけの差が
生じている（ただし、周波数偏差ΔＦdc＝０の場合に
は、第２電源回路２０Ａと、第１電源回路２０Ｂの発生
する周波数は同じとなる）。

【００３０】周波数偏差ΔＦdcは、ｙ方向の、＃ＡＦ／
＃ＢＦ間，＃ＣＦ／＃ＤＦ間，＃ＤＬ／＃ＣＬ間および
＃ＢＬ／＃ＡＬ間の境界部、すなわち、ノズル３０と短
辺６Ｒ，６Ｌとの略中間点、での溶鋼の淀み（溶鋼流動
が小さく１箇所に停滞）の発生状況により、作業者が任
意に選択して入力するオペレータ入力値をもとに、上位
コンピュータが作成するものである。周波数の異る３相
交流電圧が溶鋼ＭＭに与える電磁力は、上記境界部で互
いに干渉して周波数がΔＦdcのうなりを生じ、該うなり
により、非定常的な（ＦdcＡ１，ＦdcＢ２に対して極く
低周波の）推力（方向はｙ方向）が、上記境界部の溶鋼
に加わる。これにより淀み傾向の溶鋼が流動し、定常流
（ＦdcＡ１，ＦdcＢ２による推力）域に移動して流され
る。これにより溶鋼ＭＭが１箇所（淀み）に停滞するこ
となく、リニアモータＬＭＦ，ＬＭＬの付与する長辺５
Ｆ，５Ｌに沿った駆動力（推力）に従って常に鋳型内を
流動（図５では時計方向）しており、鋳型の長辺表面が
常時拭われるので、拭い効果が高い。

【００３１】−第２実施例− 図８に、本発明の第２実施例のシステム構成を示し、図
９に、図８に示す第２実施例の第１リニアモータＬＭＦ
と、第２リニアモータＬＭＬの、全電気コイルＡＦ１〜
ＤＦ１２とＡＬ１〜ＤＬ１２の結線、および電源回路２
０Ａ，２０Ｂとの接続態様を示す。図８においては、３
相交流の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）ごとの３本の配線を１本に
まとめて２点鎖線で示し、各電源接点（U11〜U22,V11〜
V22,W11〜W22）を省略している。第２実施例の第１リニ
アモータＬＭＦ（図１，図２），第２リニアモータＬＭ
Ｌ（図１，図２）、また、第１，第２リニアモータＬＭ
Ｆ，ＬＭＬに装着された電気コイルのグループ＃ＡＦ，
＃ＢＦ，＃ＣＦ，＃ＤＦ，＃ＡＬ，＃ＢＬ，＃ＣＬ，＃
ＤＬ内における電気コイルＡＦ１〜ＤＦ１２とＡＬ１〜
ＤＬ１２の電気コイル区分、各電気コイルグループ内に
おける結線、さらに第２電源回路２０Ａ（図６）及び、
第１電源回路２０Ｂ（図７）の構成は第１実施例に準じ
る。

【００３２】第２実施例の第１実施例と異る点は、電気
コイルグループ＃ＡＦ，＃ＢＦ，＃ＣＦ，＃ＤＦ，＃Ａ
Ｌ，＃ＢＬ，＃ＣＬ，＃ＤＬと、第２電源回路２０Ａ
（図６），第１電源回路２０Ｂ（図７）との接続態様で
ある。すなわち、第２実施例においては、第１，第２リ
ニアモータＬＭＦ，ＬＭＬの電気コイルグループ＃Ａ
Ｆ，＃ＢＦ，＃ＡＬ，＃ＢＬが第２電源回路２０Ａに接
続されており、電気コイルグループＣＦ，＃ＤＦ，＃Ｃ
Ｌ，＃ＤＬが第１電源回路２０Ｂと結合されている。

【００３３】ノズル３０を境に短辺６Ｒ側の第１リニア
モータＬＭＦの電気コイルグループ＃ＡＦ，＃ＢＦと、
ノズル３０を境に短辺６Ｌ側の第２リニアモータＬＭＬ
の電気コイルグループ＃ＡＬ，＃ＢＬは、電源接点Ｕ１
１，Ｖ１１，Ｗ１１，Ｕ１２，Ｖ１２，Ｗ１２を介して
同一の電源すなわち、第２電源回路２０Ａと接続されて
いる（図９）。また、第１リニアモータＬＭＦの、ノズ
ル３０を境に短辺６Ｌ側の電気コイルグループ＃ＣＦ，
＃ＤＦと、第２リニアモータＬＭＬの、ノズル３０を境
に短辺６Ｒ側の電気コイルグループ＃ＣＬ，＃ＤＬは、
電源接点Ｕ２１，Ｖ２１，Ｗ２１，Ｕ２２，Ｖ２２，Ｗ
２２を介して同一の電源すなわち、第１電源回路２０Ｂ
と接続されている。

【００３４】つまり、溶鋼ＭＭを挟んで対向するリニア
モータＬＭＦ，ＬＭＬの８つの電気コイルグループは、
ノズル３０を中心に線対称に位置する電気コイルグルー
プどうしすなわち、電気コイルグループ＃ＡＦ，＃Ｂ
Ｆ，＃ＡＬ，＃ＢＬと、電気コイルグループ＃ＣＦ，＃
ＤＦ，＃ＣＬ，＃ＤＬとに分岐されて電源回路２０Ａ，
２０Ｂにそれぞれ接続されており、電源回路２０Ａ，２
０Ｂに与える周波数偏差ΔＦdc，電圧指令値ＶdcＡ１，
ＶdcＢ２を変えることにより、３相交流電圧の周波数，
電圧を別々に制御することができる。

【００３５】ところで、前述のように電源回路２０Ａの
構成は、先に図６に示した第１実施例と同一である。電
源回路２０Ａにより、電源接続端子Ｕ１１，Ｕ１２に
は、３相交流のＵ相電圧が出力され、電源接続端子Ｖ１
１，Ｖ１２に同様なＶ相電圧が出力され、また電源接続
端子Ｗ１１，Ｗ１２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で定まる。また、この３相電圧の周波数
は、周波数指令値ＦdcＡ１により指定された値例えば
２．１Ｈｚである。すなわち、コイル電圧指令値ＶdcＡ
１で指定された２．１Ｈｚの３相交流電圧が、図８およ
び図９に示す第１，第２リニアモータＬＭＦ，ＬＭＬの
＃ＡＦ，＃ＢＦ，＃ＡＬ，＃ＢＬグループの電気コイル
に印加される。また、電源回路２０Ｂの構成は、先に図
７に示した第１実施例と同一である。電源回路２０Ｂの
演算回路３２Ｂ２は、電源回路２０Ａより出力されてく
る周波数指令値ＦdcＡ１に周波数偏差ΔＦdcを加算し、
周波数指令値ＦdcＢ２（ＦdcＡ１＋ΔＦdc）として３相
信号発生器３１Ｂ２に出力する（図７）。周波数偏差Δ
Ｆdcは例えば−０．１Hzである。従って、周波数指令値
ＦdcＢ２は２．０Hzである。すなわち、第１，第２リニ
アモータＬＭＦ，ＬＭＬの＃ＡＦ，＃ＢＦ，＃ＡＬ，＃
ＢＬグループの電気コイルに与えられる３相交流電圧の
周波数（２．１Hz）とは周波数偏差ΔＦdc（−０．１H
z）だけ異る周波数（２．０Hz）の３相交流電圧を発生
する周波数指令値ＦdcＢ２が、３相信号発生器３１Ｂ２
に与えられる。すると、コイル電圧指令値ＶdcＢ２で指
定された２．０Ｈｚの３相交流電圧が、図８および図９
に示す第１リニアモータＬＭＦの＃ＣＦ，＃ＤＦグルー
プの電気コイルと、第２リニアモータＬＭＬの＃ＣＬ，
＃ＤＬグループの電気コイルに印加される。なお、これ
らの周波数指令値ＦdcＡ１（図６），周波数偏差ΔＦd
c、さらに前述のコイル電圧指令値ＶdcＡ１（図６）お
よびコイル電圧指令値ＶdcＢ２（図７）は、図示しない
外部の上位コンピュ−タが、各電源回路２０Ａおよび２
０Ｂに与えるものである。

【００３６】すなわち、第２電源回路２０Ａは、周波数
指令値ＦdcＡ１及び電圧指令値ＶdcＡ１で指定された周
波数，電圧レベルの３相交流電圧を第１，第２リニアモ
ータＬＭＦ，ＬＭＬの電気コイルグループ＃ＡＦ，＃Ｂ
Ｆ，＃ＡＬ，＃ＢＬに通電する。第１電源回路２０Ｂ
は、周波数偏差ΔＦdcにより指定された分だけ周波数指
令値ＦdcＡ１に対して偏差のある周波数指令値ＦdcＢ２
（図７）を作成し、周波数指令値ＦdcＢ２（図７）及
び、電圧指令値ＶdcＢ２で指定された電圧レベルの３相
交流電圧を第１，第２リニアモータＬＭＦ，ＬＭＬの電
気コイルグループ＃ＣＦ，＃ＤＦ，＃ＣＬ，＃ＤＬに通
電する。つまり、電気コイルグループ＃ＡＦ，＃ＢＦ，
＃ＡＬ，＃ＢＬに通電される３相交流電圧の周波数と、
電気コイルグループ＃ＣＦ，＃ＤＦ，ＣＬ，＃ＤＬに通
電される３相交流電圧の周波数との間には常に、周波数
偏差ΔＦdcで指定される分だけの差が生じている（ただ
し、周波数偏差ΔＦdc＝０の場合は、第２電源回路２０
Ａと、第１電源回路２０Ｂの発生する周波数は同じとな
る）。周波数偏差ΔＦdcは、＃ＢＦ／＃ＣＦ間および＃
ＣＬ／＃ＢＬ間の境界部すなわちノズル３０周りの、溶
鋼の淀み（溶鋼流動が小さく停滞）の発生状況により、
作業者が任意に選択して入力するオペレータ入力値をも
とに、上位コンピュータが作成するものである。周波数
の異る３相交流電圧が溶鋼ＭＭに与える電磁力は、上記
境界部すなわちノズル３０周りで互いに干渉して周波数
がΔＦdcのうなりを生じ、該うなりにより、非定常的な
（ＦdcＡ１，ＦdcＢ２に対して極く低周波の）推力（方
向はｙ方向）が、ノズル３０周りの溶鋼に加わる。これ
により淀み傾向の溶鋼が流動し、定常流（ＦdcＡ１，Ｆ
dcＢ２による推力）域に移動して流される。これにより
溶鋼ＭＭがノズル周りに停滞することなく、リニアモー
タＬＭＦ，ＬＭＬの付与する長辺５Ｆ，５Ｌに沿った駆
動力（推力）に従って常に鋳型内を流動（図９では時計
方向）しており、鋳型の長辺表面が常時拭われるので、
拭い効果が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の鋳型部の外観と、中央縦
断面を示す斜視図である。

【図２】 図１に示すコア１０Ｆ，１０Ｌ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】 本発明の第１実施例の構成概要を示すブロッ
ク図である。

【図５】 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６】 図４及び図５に示す電源回路２０Ａの構成を
示す電気回路図である。

【図７】 図４及び図５に示す電源回路２０Ｂの構成を
示す電気回路図である。

【図８】 本発明の第２実施例の構成概要を示すブロッ
ク図である。

【図９】 本発明の第２実施例の電気コイルの結線を示
す電気回路図である。

【符号の説明】

1F,1L,3R,3L：非磁性ステンレス板 2F,2L,4R,4
L：銅板 ５Ｆ，５Ｌ：長辺 ６Ｒ，６
Ｌ：短辺 １０Ｆ，１０Ｌ：コア ２０Ａ，２
０Ｂ：電源回路 ２１：三相交流信号発生器 ３０：注湯
ノズル ４０：水箱 ５０：鋳型
の内壁 LMF,LML：リニアモ−タ ＭＭ：溶鋼 ＰＷ：パウダ ＳＢ：鋳片 ＡＦ１〜ＡＦ１２：＃ＡＦグル−プの電気コイル ＢＦ１〜ＢＦ１２：＃ＢＦグル−プの電気コイル ＣＦ１〜ＣＦ１２：＃ＣＦグル−プの電気コイル ＤＦ１〜ＤＦ１２：＃ＤＦグル−プの電気コイル ＡＬ１〜ＡＬ１２：＃ＡＬグル−プの電気コイル ＢＬ１〜ＢＬ１２：＃ＢＬグル−プの電気コイル ＣＬ１〜ＣＬ１２：＃ＣＬグル−プの電気コイル ＤＬ１〜ＤＬ１２：＃ＤＬグル−プの電気コイル U11,V11,W11：第２電源回路２０Ａの電源接続端子 U12,V12,W12：第２電源回路２０Ａの電源接続端子 U21,V21,W21：第１電源回路２０Ｂの電源接続端子 U22,V22,W22：第１電源回路２０Ｂの電源接続端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−108257（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−256412（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−246445（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−155603（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/115 B22D 27/02

Claims (4)

(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の一辺に沿うｙ
   方向に延びる電磁石コアと、該電磁石コアに装着された
   複数個の電気コイルでなる第１グル−プの電気コイル
   と、該第１グル−プの電気コイルと隣り合って前記電磁
   石コアに装着された複数個の電気コイルでなる第２グル
   −プの電気コイルと、を含むリニアモ−タ；前記 第１グル−プの電気コイルに、ｙ方向に沿う移動磁
   界を発生するための多相交流電圧を通電する第１組の通
   電手段；前記 第２グル−プの電気コイルに、第１グル−プの電気
   コイルが発生する移動磁界の方向と同方向の移動磁界を
   発生するための多相交流電圧を通電する第２組の通電手
   段；および、前記 第１組の通電手段が第１グル−プの電気コイルに通
   電する多相交流電圧の周波数と、前記第２組の通電手段
   が第２グル−プの電気コイルに通電する多相交流電圧の
   周波数との間の周波数差を設定する周波数設定手段；を
   備え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の一辺に沿うｙ
   方向に延びる第１電磁石コアと、該第１電磁石コアに装
   着された複数個の電気コイルでなる第１グル−プの電気
   コイルと、該第１グル−プの電気コイルと隣り合って前
   記第１電磁石コアに装着された複数個の電気コイルでな
   る第２グル−プの電気コイルと、を含む第１リニアモ−
   タ； 溶融金属を取り囲む鋳型辺の、前記一辺に対向する辺に
   沿うｙ方向に延びる第２電磁石コアと、該第２電磁石コ
   アに装着された複数個の電気コイルでなる第１グル−プ
   の電気コイルと、該第１グル−プの電気コイルと隣り合
   って前記第２電磁石コアに装着された複数個の電気コイ
   ルでなる第２グル−プの電気コイルと、を含む、鋳型を
   間に置いてｘ方向で第１リニアモ−タに対向する第２リ
   ニアモ−タ；前記 第１および第２リニアモ−タの前記第１グル−プの
   電気コイルに、ｙ方向に沿うが逆方向の移動磁界を発生
   するための多相交流電圧を通電する第１組の通電手段；前記 第１および第２リニアモ−タの前記第２グル−プの
   電気コイルに、前記第１グル−プの電気コイルが発生す
   る移動磁界の方向と同方向の移動磁界を発生するための
   多相交流電圧を通電する第２組の通電手段；および、前記 第１組の通電手段が前記第１グル−プの電気コイル
   に通電する多相交流電圧の周波数と、前記第２組の通電
   手段が前記第２グル−プの電気コイルに通電する多相交
   流電圧の周波数との間の周波数差を設定する周波数設定
   手段；を備える溶融金属の流動制御装置。
3. 【請求項３】ｙ方向は鋳型長辺に沿う水平方向であり、
   第１および第２グル−プの電気コイルのｙ方向境界位置
   は、鋳型に溶融金属を注入するノズルと鋳型短辺とのｙ
   方向中間位置である、請求項１又は請求項２記載の溶融
   金属の流動制御装置。
4. 【請求項４】第１および第２グル−プの電気コイルのｙ
   方向境界位置は、鋳型に溶融金属を注入するノズルのｙ
   方向位置である、請求項１又は請求項２記載の溶融金属
   の流動制御装置。