JP4750974B2

JP4750974B2 - Molten metal flow control device

Info

Publication number: JP4750974B2
Application number: JP2001209695A
Authority: JP
Inventors: 敬介藤崎; 潔和嶋
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2021-07-10
Also published as: JP2003025050A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモールド内の溶融金属の流動制御装置に係り、特に、隣接して配置された複数のモールドに適用される溶融金属の流動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鉄所において溶鋼からスラブを製造する連続鋳造装置においては、レードル内の溶鋼をダンデシュを介してモールド内に注入した後、モールドの底から引き抜きロールで成形する。
この場合、モールド内の溶鋼に水平方向の温度分布が存在する場合には、スラブに表面割れやシェル破断が生じ易くなる。
【０００３】
そこで、表面割れやシェル破断の発生を抑制するためにモールド上方にリニアモータ用コイルを設置し、溶鋼表面にモールド内循環力を発生させ、溶鋼をモールド内で循環させることが提案されている。
このリニアモータは溶融金属の流動制御装置から電力の供給を受けるが、従来の溶融金属の流動制御装置は１台のリニアモータだけに対して電力を供給するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、１つのダンディシュに対して複数台のモールドが隣接配置される場合も多くあり、この場合に隣接するリニアモータ間の相互干渉を無視することはできない。
即ち、複数台のモールドが並列配置される場合には、１つのモールド内の溶鋼には溶鋼内を流れる渦電流と隣接するモールドのリニアモータが発生する磁束との相互作用により発生する電磁ピンチ力強度が、当該モールドのリニアモータによって生成される循環力に影響を与え、その結果スラブの品質が劣化することは回避できない。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、並列に配置された複数のモールドに適用される溶融金属の流動制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る溶融金属の流動制御装置は、相互に隣接して設置されたｎ個の溶融金属槽と、ｎ個の溶融金属槽の各々に１個ずつ設置される合計ｎ個の流動力付与用コイルと、ｎ個の流動力付与用コイルのそれぞれに電力を供給するｎ台の電源と、ｎ台の電源の発生する電圧を制御するとともに、前記電源の間に位相差を与える協調制御部と、を具備する。
【０００７】
本発明にあっては、相互に隣接して設置されたｎ個の溶融金属槽の流動力付与用コイルを励磁する電圧（又は電流）の間に位相差が付与され、各溶融金属槽に惹起される電磁ピンチ力強度は略均一となる。
第２の発明に係る溶融金属の流動制御装置は、協調制御部がｎ台の電源を同電圧かつ隣接する電源の間の位相差を１８０度に制御する。
【０００８】
本発明にあっては、隣接した溶融金属槽は相互に１８０度の位相差を有する電力によって励磁される。
【０００９】
第３の発明に係る溶融金属の流動制御装置は、協調制御部が、ｎ台の電源を同電圧かつ隣接する電源の間の位相差を３６０度／ｎに制御する。本発明にあっては、隣接する電源の間に３６０度／ｎの位相差が与えられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る溶融金属の流動制御装置の構成図であって、（イ）は上面図を、（ロ）はＸ−Ｘ断面図を表す。
即ち３つのモールド１１、１２及び１３が隣接して配置されており、各モールド１１、１２及び１３の周囲にはリニアモータ用コイル１１１、１２１及び１３１が配置されている。そして、各リニアモータ用コイル１１１、１２１及び１３１は独立した３つの電源１１２、１２２及び１３２によって励磁され、各モールド１１、１２及び１３内の溶鋼に対して水平方向の循環力を与える。
【００１１】
３つの電源１１２、１２２及び１３２は協調制御部１４によって以下のように制御される。
１．各電源の周波数は同一とする。
２．各電源が出力する励磁電力の間に位相差を与える。
最適な位相差を決定するために以下の実験１を実施した。
【００１２】
１）３台のモールドを隣接して設置する。
２）ケース０：１台のモールドだけを励磁して、モールドの左右側面及び正面に発生する電磁ピンチ力強度を測定する。
ケース１：３台のモールドを同一電力、同一位相で励磁して、モールドの左右側面及び正面に発生する電磁ピンチ力強度を測定する。
【００１３】
ケース２：３台のモールドを同一電力で、相互に１２０度の位相差を与えて励磁し、モールドの左右側面及び正面に発生する電磁ピンチ力強度を測定する。
ケース３：３台のモールドを同一電力で、相互に１８０度の位相差を与えて励磁し、モールドの左右側面及び正面に発生する電磁ピンチ力強度を測定する。
【００１４】
［表１］は上記ケース０〜３の条件の一覧表であり、［表２］は実験１の結果を取り纏めた表である。なお、［表２］内の数値はケース０において右側面に発生する電磁ピンチ力強度を基準として正規化している。
【００１５】
【表１】

【００１６】
【表２】

【００１７】
なお、［表２］において最大差は各モールドの右側、左側および正面に発生する電磁ピンチ力強度の中の最大値と最小値の差、平均値（Ｙ）はそれらの平均値、差割合は最大差の平均値に対する割合、ケース間差は各モールドの電磁ピンチ力強度の平均値（Ｙ）の最大値（Ｙmax ）と最小値（Ｙmin ）の差（Ｙmax −Ｙmin ）の３つのモールドの電磁ピンチ力強度の平均値（Ｙ）の平均値（Ｙave ）に対する割合（（Ｙmax −Ｙmin ）／Ｙave ）を表す。
【００１８】
図２はケース１の溶鋼の流動状態図であって、相接する側面で反対方向に溶鋼が流動するため、相接する側面に発生する電磁ピンチ力は相互に相殺される。従って、中央のモールドの電磁ピンチ力強度は両端モールドの電磁ピンチ力強度に比較して小さくなる。
相互に１２０度の位相差を与えた場合（ケース２）は、各モールドの電磁ピンチ力の相互干渉は少なくなるため、他の場合と比較してモールド間のバラツキが少ない。これは、位相差のために相殺の度合いが低減されるためである。
【００１９】
従って、ｎ台のモールドが隣接して設置されている場合には、各モールドの励磁電力間に（３６０度／ｎ）の位相差を付与すれば、各モールドに惹起される電磁ピンチ力強度の差を小さくできる。
図３はケース３の溶鋼の流動状態図であって、相接する側面で同方向に溶鋼が流動する。この場合は、相接する側面に発生する電磁ピンチ力は相互に強められるので、両端のモールドの電磁ピンチ力強度はほぼ等しく、中央の電磁ピンチ力強度だけが大きくなる。
【００２０】
従って、各モールドの電磁ピンチ力強度を均一にしようとすれば、中央のモールドの励磁電力を若干小さくしてもよいことが判る。
中央のモールドに対する最適な電力量を決定するために、以下の実験２を実施した。
１）３台のモールドを隣接して設置する。
【００２１】
２）ケース０：１台のモールドだけを励磁して、モールドの左右側面及び正面に発生する電磁ピンチ力強度を測定する。
ケース４：３台のモールドを同一電力で、相互に１８０度の位相差を与えて励磁し、モールドの左右側面及び正面に発生する電磁ピンチ力強度を測定する。
【００２２】
ケース５：両端のモールドを同一電力、中央のモールドを−５％の電力で相互に１８０度の位相差を与えて励磁し、モールドの左右側面及び正面に発生する電磁ピンチ力強度を測定する。
ケース６：両端のモールドを同一電力、中央のモールドを−１０％の電力で相互に１８０度の位相差を与えて励磁し、モールドの左右側面及び正面に発生する電磁ピンチ力強度を測定する。
【００２３】
［表３］は上記ケース０及び４〜６の条件の一覧表であり、［表４］は実験２の結果を取り纏めた表である。なお、［表４］内の数値はケース０において右側面に発生する電磁ピンチ力強度を基準として正規化している。なお、［表４］の各行の数値の意味は［表２］と同一である。
【００２４】
【表３】

【００２５】
【表４】

【００２６】
［表４］から判るように、中央のモールドの励磁電力を両端のモールドの励磁電力より５％低減したときに、各モールドに惹起される電磁ピンチ力強度はほぼ均一となるが、この低減量はモールドの配置間隔によって多少異なるものと予測される。
【００２７】
【発明の効果】
第１及び第４の発明に係る溶融金属の流動制御装置によれば、相互に隣接して設置された溶融金属槽に惹起される電磁ピンチ力強度が均一化される。
第２の発明に係る溶融金属の流動制御装置によれば、内側の溶融金属槽に惹起される電磁ピンチ力強度を増加することが可能となる。
【００２８】
第３の発明に係る溶融金属の流動制御装置によれば、内側の溶融金属槽に供給する電力を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溶融金属の流動制御装置の構成図である。
【図２】ケース１の溶鋼の流動状態図である。
【図３】ケース３の溶鋼の流動状態図である。
【符号の説明】
１１、１２、１３…モールド
１１１、１２１、１３１…励磁コイル
１１２、１２２、１３２…電源
１４…協調制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a molten metal flow control device in a mold, and more particularly, to a molten metal flow control device applied to a plurality of molds arranged adjacent to each other.
[0002]
[Prior art]
In a continuous casting apparatus that manufactures slabs from molten steel at an ironworks, molten steel in a ladle is poured into a mold through a Dandesh and then formed from the bottom of the mold with a drawing roll.
In this case, when a horizontal temperature distribution exists in the molten steel in the mold, surface cracks and shell fractures are likely to occur in the slab.
[0003]
Therefore, in order to suppress the occurrence of surface cracks and shell breaks, it has been proposed to install a coil for a linear motor above the mold, generate a circulating force in the mold on the surface of the molten steel, and circulate the molten steel in the mold.
This linear motor is supplied with electric power from a molten metal flow control device, but the conventional molten metal flow control device supplies electric power to only one linear motor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, there are many cases where a plurality of molds are arranged adjacent to a single dish, and in this case, mutual interference between adjacent linear motors cannot be ignored.
That is, when a plurality of molds are arranged in parallel, the electromagnetic pinch force generated by the interaction between the eddy current flowing in the molten steel and the magnetic flux generated by the linear motor of the adjacent mold is applied to the molten steel in one mold. It cannot be avoided that the strength affects the circulation force generated by the linear motor of the mold, and as a result, the quality of the slab deteriorates.
[0005]
This invention is made | formed in view of the said subject, Comprising: It aims at providing the flow control apparatus of the molten metal applied to the some mold arrange | positioned in parallel.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a molten metal flow control device comprising n molten metal tanks installed adjacent to each other, and a total of n pieces of flow installed in each of the n molten metal tanks. Coordination for controlling the voltage generated by the n power sources and the n power sources for supplying power to each of the force imparting coils and the n fluid force imparting coils, and providing a phase difference between the power sources And a control unit.
[0007]
In the present invention, a phase difference is applied between the voltages (or currents) for exciting the flow force imparting coils of the n molten metal tanks installed adjacent to each other, which are caused in each molten metal tank. The applied electromagnetic pinch force intensity is substantially uniform.
In the molten metal flow control device according to the second aspect of the invention, the cooperative control unit controls the n power supplies to the same voltage and the phase difference between adjacent power supplies to 180 degrees.
[0008]
In the present invention, adjacent molten metal tanks are excited by electric power having a phase difference of 180 degrees from each other .
[0009]
In the molten metal flow control device according to the third aspect of the invention, the cooperative control unit controls the n power supplies to the same voltage and the phase difference between adjacent power supplies to 360 degrees / n. In the present invention, a phase difference of 360 degrees / n is provided between adjacent power supplies.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of a molten metal flow control device according to the present invention, where (A) represents a top view and (B) represents an XX cross-sectional view.
That is, three

molds

11, 12 and 13 are arranged adjacent to each other, and

linear motor coils

111, 121 and 131 are arranged around each

mold

11, 12 and 13. Each of the

linear motor coils

111, 121 and 131 is excited by three independent power sources 112, 122, and 132, and applies a horizontal circulation force to the molten steel in each

mold

11, 12, and 13.
[0011]
The three power sources 112, 122, and 132 are controlled by the cooperative control unit 14 as follows.
1. The frequency of each power supply is the same.
2. A phase difference is given between the excitation powers output by each power source.
In order to determine the optimum phase difference, the following experiment 1 was performed.
[0012]
1) Install three molds adjacent to each other.
2) Case 0: Exciting only one mold, and measuring the electromagnetic pinch force intensity generated on the left and right side surfaces and the front surface of the mold.
Case 1: Exciting three molds with the same power and the same phase, and measuring the electromagnetic pinch force intensity generated on the left and right side surfaces and the front surface of the mold.
[0013]
Case 2: Exciting three molds with the same power, giving a phase difference of 120 degrees to each other, and measuring the electromagnetic pinch force intensity generated on the left and right side surfaces and the front surface of the mold.
Case 3: Exciting three molds with the same power while giving a phase difference of 180 degrees to each other, and measuring the electromagnetic pinch force strength generated on the left and right side surfaces and the front surface of the mold.
[0014]
[Table 1] is a list of conditions for cases 0 to 3, and [Table 2] is a table summarizing the results of Experiment 1. The numerical values in [Table 2] are normalized based on the electromagnetic pinch force intensity generated on the right side surface in case 0.
[0015]
[Table 1]

[0016]
[Table 2]

[0017]
In [Table 2], the maximum difference is the difference between the maximum and minimum values of the electromagnetic pinch force strength generated on the right side, left side and front of each mold, the average value (Y) is the average value, and the difference ratio is The ratio of the maximum difference to the average value and the difference between cases are the electromagnetic values of the three molds, the difference (Ymax-Ymin) between the maximum value (Ymax) and the minimum value (Ymin) of the average value (Y) of the electromagnetic pinch force strength of each mold. It represents the ratio ((Ymax-Ymin) / Yave) to the average value (Yave) of the average value (Y) of the pinch force intensity.
[0018]
FIG. 2 is a flow state diagram of the molten steel in case 1. Since the molten steel flows in the opposite direction on the side surfaces that contact each other, the electromagnetic pinch forces generated on the side surfaces that contact each other cancel each other. Accordingly, the electromagnetic pinch force strength of the central mold is smaller than the electromagnetic pinch force strength of the both-end mold.
When a phase difference of 120 degrees is given to each other (Case 2), the mutual interference of the electromagnetic pinch forces of the respective molds is reduced, so that there is less variation between the molds than in other cases. This is because the degree of cancellation is reduced due to the phase difference.
[0019]
Therefore, when n molds are installed adjacent to each other, if a phase difference of (360 degrees / n) is applied between the excitation powers of the molds, the electromagnetic pinch force intensity induced in each mold can be increased. The difference can be reduced.
FIG. 3 is a flow diagram of the molten steel in case 3, and the molten steel flows in the same direction on the side surfaces that contact each other. In this case, since the electromagnetic pinch force generated on the side surfaces that are in contact with each other is strengthened, the electromagnetic pinch force strengths of the molds at both ends are substantially equal, and only the central electromagnetic pinch force strength is increased.
[0020]
Therefore, it can be seen that the excitation power of the central mold may be slightly reduced if the electromagnetic pinch force strength of each mold is made uniform.
In order to determine the optimal amount of power for the central mold, the following experiment 2 was performed.
1) Install three molds adjacent to each other.
[0021]
2) Case 0: Exciting only one mold, and measuring the electromagnetic pinch force intensity generated on the left and right side surfaces and the front surface of the mold.
Case 4: Exciting three molds with the same power while giving a phase difference of 180 degrees to each other, and measuring the electromagnetic pinch force intensity generated on the left and right side surfaces and the front surface of the mold.
[0022]
Case 5: Exciting the molds at both ends with the same power and the middle mold giving a phase difference of 180 degrees to each other with a power of -5%, and measuring the electromagnetic pinch force intensity generated on the left and right side surfaces and the front surface of the mold.
Case 6: Exciting the molds at both ends with the same power and the center mold giving a phase difference of 180 degrees to each other with a power of -10%, and measuring the electromagnetic pinch force intensity generated on the left and right side surfaces and the front surface of the mold.
[0023]
[Table 3] is a list of conditions for the above cases 0 and 4 to 6, and [Table 4] is a table summarizing the results of Experiment 2. The numerical values in [Table 4] are normalized based on the electromagnetic pinch force intensity generated on the right side surface in case 0. In addition, the meaning of the numerical value of each line of [Table 4] is the same as [Table 2].
[0024]
[Table 3]

[0025]
[Table 4]

[0026]
As can be seen from [Table 4], when the excitation power of the central mold is reduced by 5% from the excitation power of the molds at both ends, the electromagnetic pinch force strength induced in each mold becomes almost uniform. Is expected to vary somewhat depending on the mold spacing.
[0027]
【The invention's effect】
According to the molten metal flow control device according to the first and fourth aspects of the invention, the electromagnetic pinch force strength induced in the molten metal tanks installed adjacent to each other is made uniform.
According to the molten metal flow control device according to the second aspect of the present invention, it is possible to increase the electromagnetic pinch force strength induced in the inner molten metal tank.
[0028]
According to the molten metal flow control device of the third aspect of the invention, it is possible to reduce the power supplied to the inner molten metal tank.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a flow control apparatus for molten metal according to the present invention.
FIG. 2 is a flow diagram of molten steel in case 1;
3 is a flow diagram of molten steel in case 3. FIG.
[Explanation of symbols]
11, 12, 13 ...

molds

111, 121, 131 ... exciting coils 112, 122, 132 ... power supply 14 ... cooperative control unit

Claims

N molten metal tanks installed adjacent to each other, a total of n fluid force application coils installed in each of the n molten metal tanks, and the n fluid force application The flow of molten metal comprising: n power sources for supplying power to each of the coils for use, and a cooperative control unit for controlling a voltage generated by the n power sources and providing a phase difference between the power sources Control device.

2. The molten metal flow control device according to claim 1, wherein the cooperative control unit controls the n power supplies to the same voltage and a phase difference between adjacent power supplies to 180 degrees.

The molten metal flow control device according to claim 1, wherein the cooperative control unit controls the n power supplies to the same voltage and a phase difference between adjacent power supplies to 360 degrees / n.