JP4077806B2 - Molten metal continuous casting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、溶融金属の連続鋳造装置に関し、特に、鋳型周囲に電磁コイルを配置した構造の連続鋳造装置の改良に係るものである。 The present invention relates to a molten metal continuous casting apparatus, and more particularly to an improvement of a continuous casting apparatus having a structure in which electromagnetic coils are arranged around a mold.
鋼の如き溶融金属の連続鋳造において、オシレーションマーク、初期凝固を制御して鋳片の表面性状を改善する方法がこれまで多く提案されている。例えば、磁場を利用する方法として、特許文献1には、溶融金属を潤滑剤と共に一定の周期で振動する水冷鋳型に注入し、連続的に下方に引き抜く連続鋳造方法において、鋳型周囲に設けた電磁コイルに交流電流を連続通電し、交流磁場によって発生する電磁力を利用して、溶融金属にピンチ力を作用させて凸状に盛り上げることによって、鋳片の表面性状を改善する方法が開示されている。
また、特許文献2には、連続鋳造鋳型壁を取り囲むように設置されたソレノイド状電磁コイルに交流電流を通電し、鋳型内の凝固しつつある溶融金属に、誘導電流と誘導磁場の方向から決まる鋳型壁から溶融金属側に引き離す方向に作用する電磁力を印加しながら、溶融金属を凸状に盛り上げて連続鋳造するに際し、通電する交流電流の振幅または波形を波形発生装置により周期的に変化させることによって、初期の凝固を安定させ、鋳片表面性状を改善する方法が開示されている。
Further, in
なお、古くから鋼の連続鋳造の際に鋳型長辺側に沿って設けた電磁誘導装置により、鋳型内の溶鋼を水平方向に攪拌する電磁攪拌技術が知られているが、この電磁攪拌装置においては、電磁誘導コイルと鋳型とは一体的に装着されているため、コイルを鋳型予備品数に合わせて用意することが必要であると共に、鋳型交換の迅速性を確保するために、コイルと電源ケーブルをつなぐオートジョイント方式が使用されていた。また、交流磁場による電磁力を作用させて溶融金属を凸状に盛り上げる鋳造方法においても、交流磁場を発生するソレノイド状電磁コイルは鋳型に一体に装備されている。
図3に従来の鋳型内電磁攪拌設備で使用されてきたオートジョイント機構の例を示す。位置合せのための凹凸状の芯出し部11を有するコイル側電極12a及び可動側電極12bのうち、可動側電極12bを油圧シリンダ13にてコイル側電極12aに対し接離自在にし、新たなコイルに交換した際に、その電極12aにシリンダ13を駆動することで電極12bを押し付けることで接続を行っていた。
In addition, electromagnetic stirring technology that stirs molten steel in the mold in the horizontal direction by an electromagnetic induction device provided along the long side of the mold during continuous casting of steel has been known for a long time. Since the electromagnetic induction coil and the mold are mounted integrally, it is necessary to prepare the coil in accordance with the number of mold spare parts, and in order to ensure the speed of mold replacement, the coil and the power cable The auto-joint system that connects the two was used. Also, in a casting method in which molten metal is raised in a convex shape by applying an electromagnetic force due to an alternating magnetic field, a solenoidal electromagnetic coil that generates the alternating magnetic field is integrally provided in the mold.
FIG. 3 shows an example of an auto joint mechanism that has been used in a conventional electromagnetic stirring apparatus in a mold. Of the
しかしながら、オートジョイントは高価な設備であり、かつ、比較的電気的容量の小さい電磁攪拌装置では問題にはならないが、本発明が対象とするような近年の電磁誘導設備では、高電流・高電圧用の大容量オートジョイントとなって一層大型化することが予想され、事実上オートジョイントを採用することは現実的ではなかった。また、オートジョイントでは、図3に示したように、電極相互を互いに押圧することで接触を維持しているため、その大型化は緊密な接触の維持に不利であり、隙間を生じやすく、僅かな隙間の発生はスパーク現象を招くおそれがあった。
本発明は、このような問題の多いオートジョイントを用いることなく、安定した操業が行えると共に、設備コスト的にも有利な溶融金属の連続鋳造装置を提供することを課題とする。
However, the auto joint is an expensive equipment and does not cause a problem in an electromagnetic stirrer having a relatively small electric capacity. However, in a recent electromagnetic induction equipment as the object of the present invention, a high current and a high voltage are used. It is expected that this will become a large-capacity auto joint for use, and it will be further increased in size. In fact, it is not practical to adopt an auto joint. Further, in the auto joint, as shown in FIG. 3, the contact is maintained by pressing the electrodes against each other. Therefore, the enlargement is disadvantageous for maintaining the close contact, and a gap is easily generated. The generation of a gap could cause a spark phenomenon.
An object of the present invention is to provide a molten metal continuous casting apparatus that can perform stable operation without using such a problematic auto joint and is advantageous in terms of equipment cost.
上記課題を解決するための本発明の連続鋳造装置は、一定の周期で振動される一対の長辺と一対の短辺からなる水冷鋳型と、該水冷鋳型の上部から鋳型内溶鋼メニスカス部を周回するように鋳型周囲に独立してソレノイド状電磁コイルを設置し、該コイルを鋳型取外し時に、鋳型とは干渉しない位置と鋳型への装着位置との間で移動可能にすることを特徴とする。鋳型と干渉しない位置とは、鋳型取替えの際に、鋳型取外し或いは取付け時に邪魔にならない位置を意味する。
上記の電磁コイルの移動は、鋳型と独立した電磁コイル本体の長手方向の一端側に取り付けたアームと、該アームの任意の位置を支点にアームを回転させる機構とによって行ない、前記アームの一端に電源ケーブルとの接続部を設けることが好ましい。アーム(電磁コイル)の回転には、クレーンやシリンダ機構など適宜の公知手段が採用される。
The continuous casting apparatus of the present invention for solving the above-mentioned problems is a water-cooled mold comprising a pair of long sides and a pair of short sides that are vibrated at a constant period, and the molten steel meniscus portion around the mold is circulated from above the water-cooled mold. As described above, a solenoid-like electromagnetic coil is independently installed around the mold, and when the mold is removed, the coil is movable between a position where it does not interfere with the mold and a position where the mold is mounted. The position that does not interfere with the mold means a position that does not get in the way when the mold is removed or attached when the mold is replaced.
The movement of the electromagnetic coil is performed by an arm attached to one end in the longitudinal direction of the electromagnetic coil main body independent of the mold, and a mechanism for rotating the arm with an arbitrary position of the arm as a fulcrum. It is preferable to provide a connection portion with the power cable. For rotation of the arm (electromagnetic coil), appropriate known means such as a crane or a cylinder mechanism is adopted.
本発明に係る連続鋳造装置によれば、ジョイントを必要とせずに電源ケーブルと確実な接続を行うことができる接続部を有すると共に、電磁コイルを鋳型とは別体にして鋳型交換の際に独立して退避可能としたことから、コイルを鋳型毎に用意する必要が無くなり、設備面での節減が大きい。また、本発明の装置では、小容量のものから大容量の電磁誘導装置を備えた連続鋳造装置に対して適用可能であるという有利性もある。 According to the continuous casting apparatus of the present invention, it has a connection part that can be securely connected to the power cable without the need for a joint, and is independent from the mold when the electromagnetic coil is separated from the mold. Therefore, it is not necessary to prepare a coil for each mold, and the saving in terms of equipment is great. Further, the apparatus of the present invention has an advantage that it can be applied to a continuous casting apparatus having an electromagnetic induction device having a small capacity to a large capacity.
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図1は、断面矩形の鋳片を連続鋳造する設備に本発明を適用する場合の鋳型及びその周辺箇所を示す平面図、図2はその正面図である。図示するように、鋳型は一対の長辺銅板3とこれと組合う一対の短辺銅板6とからなり、これら銅板3、6は適宜の水冷構造とした長辺バックプレート2及び短辺バックプレート5によってそれぞれの背面を保持固定されている。短辺バックプレート5には鋳型幅可変機構4が付設されており、一対の短辺銅板6の相対的位置を変えることで、鋳片幅を任意に変更し得るようになっている。また、鋳造に際しては前記水冷鋳型は一定の周期で振動されると共に、該水冷鋳型の上部から鋳型内溶鋼メニスカス部を周回するように鋳型周囲に設置したソレノイド状電磁コイル1によって、鋳型内溶融金属に所定の電磁力を作用させる。すなわち、電磁コイル1に交流電流を通電し、鋳型内の溶融金属に、誘導電流と誘導磁場の方向から決まる鋳型壁から溶融金属側に引き離す方向に作用する電磁力を印加しながら、溶融金属を凸状に盛り上げて連続鋳造するものである。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing a mold and its peripheral portion when the present invention is applied to equipment for continuously casting a slab having a rectangular cross section, and FIG. 2 is a front view thereof. As shown in the figure, the casting mold is composed of a pair of long-
本発明においては、前記ソレノイド状電磁コイル1は、図示の如く、鋳型とは独立して相互に切り離し可能に配置されており、鋳型交換時のように鋳型取外し時に、該電磁コイル1を、鋳型とは干渉しない位置と鋳型への装着位置との間で移動可能にする機構を備えている。例えば、図2に示すように、電磁コイル本体の一端側(図では右側)を伸張してコイル保持アーム7とし、該保持アーム7の中間位置に回転支点8を設け、保持アーム7を該回転支点8を中心に回転することによって、電磁コイル1全体を図示する先端軌跡9に沿って回転させる。図2の破線位置1′が鋳型取出しに支障が無い位置まで回転した電磁コイルを示している。なお、コイル保持アーム7の後端には電源ケーブルとの接続を行う接続ボックス10が設けられている。電磁コイル1の回転(傾転)の際には、オートジョイントタイプと異なり、ケーブルは接続ボックス10にて接続した状態で回転することになる。
In the present invention, as shown in the drawing, the solenoid-like
また、電磁コイル1の回転機構としては、特に示していないが、クレーンなどの吊上げ・吊下げ機構、保持アーム7の回転支点近傍に設置するリンク機構を介した油圧シリンダ機構、ギアなどを介したモータ駆動機構など、適宜のものを選択すればよい。なお、図面の例では、コイル一端側を支点にして回転させて鋳型との干渉を回避したが、場合によっては鋳型と完全に切り離したコイルを鋳造位置とは離れた別位置まで移動して退避させることもできる。
Further, the rotation mechanism of the
1 電磁コイル 2 長辺バックプレート
3 長辺銅板 4 鋳型幅可変機構
5 短辺バックプレート 6 短辺銅板
7 保持アーム 8 回転支点
9 先端軌跡 10 接続ボックス
11 芯出し部 12a コイル側電極
12b 可動側電極 13 油圧シリンダ
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