JP7224476B2 - 金属製品の鋳造において液体金属を横方向に封じ込める電磁装置 - Google Patents
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Description
-液体金属自体によって高い水頭圧を受ける液体金属を横方向に封じ込めることの困難性;
-かなり小さい横方向の封じ込め領域;
-システムの柔軟性の欠如、これにより、封じ込め装置は、鋳造ロール間では作用できず、鋳造ロールの外側のみであるので、異なるストリップ幅を同じ鋼製ロールで鋳造することができない、
などの多くの欠点が生じる。
-磁気ヨークであって、前記の第1電気伝導率以下の第2電気伝導率を有する第1材料で作られ、前記の第1材料は強磁性材料であり、前記の磁気ヨークは2つの相互に近位の楔形端部で終端し、前記の楔形端部は、それぞれの内面と、それぞれの外面と、を有し、それぞれの内面は、互いに対向し、間隙を定め、それぞれの外面は、前記の間隙に横たわる平面に関して、一方の側に1つが、他方の側にもう1つが、配置され、両方の楔形端部を2つの鋳造ロールの間に少なくとも部分的に挿入することができるように成形される、磁気ヨーク;
-少なくとも1つのコイルであって、磁気ヨークの少なくとも1つの延伸に巻かれ、電流によって供給されるように適合された、少なくとも1つのコイル;
-前記の間隙に挿入された少なくとも1つのプレート;
前記の少なくとも1つのプレートは、前記の第1電気伝導率以上の第3電気伝導率を有する第2材料で作られ、前記の少なくとも1つのプレートは、前記の内面を互いに対して電磁的に遮蔽する。
-液体アルミニウムを凝固させ、平坦な製品を形成するための、2つの開放側端部を有する、通路を定める2つの逆回転鋳造ロール;
-2つの鋳造ロールの間の空間に液体アルミニウムを供給するための供給手段;
-上記の特徴を有する第1電磁装置であって、前記の通路の第1開放側端部でその楔形端部の両方が少なくとも部分的に2つの鋳造ロールの間に挿入された、第1電磁装置;
-好ましくは、上記の特徴を有する第2電磁装置であって、前記の通路の第2開放側端部でその楔形端部の両方が2つの鋳造ロールの間に少なくとも部分的に挿入された、第2電磁装置;
好ましくは、前記の鋳造機は水平鋳造機であり、前記の2つの逆回転鋳造ロールが重ね合わされ、前記の供給手段は、前記2つの鋳造ロールの間の空間内で水平方向に液体アルミニウムを供給するようになっている。
-供給手段によって2つの鋳造ロールの間の空間に液体アルミニウムを供給するステップ;
-液体アルミニウムを凝固させ、2つの鋳造ロールの間の通路で平坦な製品を形成するステップ;
液体アルミニウムの横方向封じ込めは、第1電磁装置によって通路の2つの開放側端部のうちの少なくとも1つで提供され、好ましくは、液体アルミニウムの第1横方向封じ込めは、前記の第1電磁装置によって通路の前記の2つの側端部の第1開放側端部で提供され、好ましくは、液体アルミニウムの第2横方向封じ込めは、第2電磁装置によって通路の前記の2つの側端部の第2開放側端部で提供される;
好ましくは、鋳造プロセスは、水平鋳造機によって行われる。
-例えば液体金属ヘッドの150mmまでの、高圧を受ける金属を横方向に封じ込める;-関連する横方向封じ込め領域は、長さが、例えば50-90mm(セットバック)で、変化することができる;
-そのシステムは、柔軟性があり、鋳造ロールを異なる長さの他のロールに置き換える必要なく、異なるストリップ幅を鋳造することができる。
-2つの反対方向に回転し、重ね合わされた、鋳造ロール22、22’であって、液体金属を凝固させ、平坦な製品を形成するための、2つの開放側端部を有する鋳造される金属のための出口通路を画定する、鋳造ロール22、22’;
-供給手段であって、液体金属を、2つの鋳造ロールの間の空間に水平に、2つの鋳造ロールの間に画定された通路の方へ、供給する、供給手段;
-第1電磁装置20であって、その楔形端部4、4’で通路の第1開放側端部において2つの鋳造ロールの間に少なくとも部分的に挿入される、第1電磁装置20;
-好ましくは第2電磁装置21であって、その楔形端部4、4’で前記の通路の第2開放側端部において2つの鋳造ロールの間に少なくとも部分的に挿入される、第2電磁装置21。
-タンディッシュ34であって、例えば入口チャネル(図示せず)から来る液体金属、例えばアルミニウム、を収集する、タンディッシュ34;
-好ましくはセラミック材料からなるアンローダ35であって、タンディッシュ34から来る液体金属を2つの鋳造ロール22、22’によって画定された通路に向かって水平に供給する、アンローダ35。
-磁気ヨーク1であって、全体として、鋳造される金属の電気伝導率以下である電気伝導率を有するさらなる強磁性材料で作られ、2つの相互に近位の楔形端部4、4’で終わり、前記の楔形端部4、4’は、それぞれの内面5、5’と、それぞれの外面7、7’とを有し、それぞれの内面5、5’は、互いに面し、間隙6を定め、それぞれの外面7、7’は、対応する内面5、5’の反対側に配置され、前記の間隙6に横たわる平面に関して、一方の側に1つが、他方の側にもう1つが、配置されている、磁気ヨーク1;
-少なくとも1つのコイル8であって、磁気ヨーク1の少なくとも1つの延伸に巻かれ、電流によって供給されるように適合された、少なくとも1つのコイル8;
-少なくとも1つのプレート9であって、鋳造される金属の電気伝導率以上の電気伝導率を有する材料で作られ、前記の少なくとも1つのプレート9は、内面5、5’を互いに対して電磁的にシールドするように間隙6に挿入されている、少なくとも1つのプレート9。
ここで、σAlは、アルミニウムまたはその合金の電気伝導率である。
-磁気ヨーク1の本体2からその第1楔形端部4まで、
-前記の第1楔形端部4から第1鋳造ロール22まで、
-前記の第1鋳造ロール22から前記の第2鋳造ロール22’まで、2つの鋳造ロール間を前進する金属製品を通り、従って、2つの鋳造ロール間を通過する製品のエッジ上の液体金属の横方向封じ込めのためのローレンツ力の結果的な生成を伴う誘導によって渦電流を発生させる、
-前記の第2鋳造ロール22’から磁気ヨーク1の第2楔形端部4’まで、
-および前記の第2楔形端部4’から再び磁気ヨーク1の本体2まで。
-それぞれの第1延伸11、11’であって、前記の第1延伸11、11’は、互いに間隔をあけて実質的に平行である、それぞれの第1延伸11、11’、
-それぞれの第2延伸12、12’であって、前記の第2延伸12、12’は、それぞれの互いに収束する方向に傾斜しており、それぞれの第1延伸11、11’をそれぞれの楔形端部4、4’に各々接続している、それぞれの第2延伸12、12’。
-高温安定性;
-耐薬品性;
-低吸湿性;
-良好な熱伝導率;
-高い接着強度;
-非導電性。
-磁気ヨーク1であって、第1電気伝導率を有する第1材料で作られ、前記の第1材料は強磁性材料であり、前記の磁気ヨークは2つの相互に近位の楔形端部で終端し、前記の楔形端部は、それぞれの内面と、それぞれの外面と、を有し、それぞれの内面は、互いに対向し、間隙を定め、それぞれの外面は、前記の間隙に横たわる平面に関して、一方の側に1つが、他方の側にもう1つが、配置される、磁気ヨーク1;
-少なくとも1つのコイル8であって、磁気ヨーク1の少なくとも1つの延伸に巻かれ、電流によって供給されるように適合された、少なくとも1つのコイル8;
-前記の間隙6に挿入された少なくとも1つのプレート9;
前記の少なくとも1つのプレート9は、前記の第1電気伝導率以上の第2電気伝導率を有する第2材料で作られ、前記の少なくとも1つのプレート9は、前記の内面5、5’を互いに対して電磁的に遮蔽することができることを特徴とする。
Claims (18)
- 2つの逆回転鋳造ロール(22、22’)の間に定められた通路の一開放側端部で、第1電気伝導率を有する液体アルミニウムまたは液体アルミニウム合金を横方向に封じ込めるための電磁装置(20)であって、前記装置は、
-前記第1電気伝導率以下の第2電気伝導率を有する第1材料で作られた磁気ヨーク(1)であって、前記第1材料は強磁性材料であり、前記磁気ヨークは、2つの相互に近位の楔形端部(4、4’)で終わり、前記楔形端部は、それぞれの内面(5、5’)と、それぞれの外面(7、7’)とを有し、それぞれの内面(5、5’)は、互いに面し、間隙(6)を定め、それぞれの外面(7、7’)は、前記間隙に横たわる平面に関して、一方の側に1つが、他方の側にもう1つが、配置されている、磁気ヨーク(1);
-少なくとも1つのコイル(8)であって、磁気ヨーク(1)の少なくとも1つの延伸に巻かれ、電流によって供給されるように適合された、少なくとも1つのコイル(8);
-前記間隙(6)に挿入された少なくとも1つのプレート(9);
を備え、
前記少なくとも1つのプレート(9)は、前記第1電気伝導率以上の第3電気伝導率を有する第2材料で作られ、前記少なくとも1つのプレート(9)は、前記内面(5、5’)を互いに対して電磁的にシールドすることができることを特徴とする、電磁装置。 - 請求項1に記載の装置であって、前記少なくとも1つのプレート(9)には冷却手段が設けられている、装置。
- 請求項2に記載の装置であって、前記冷却手段は、少なくとも1つのチャネル(10)を備え、前記少なくとも1つのチャネル(10)は、前記少なくとも1つのプレート(9)の内側に形成され、冷却液供給回路に接続可能である、装置。
- 請求項1から3のいずれか1項に記載の装置であって、液体アルミニウムまたはその液体合金の第1電気伝導率は、510℃-720℃の範囲に含まれる第1温度で7-15MS/mの範囲に含まれ、第1強磁性材料の第2電気伝導率は、500S/m以下であり、第2材料の第3電気伝導率は、170℃-200℃の範囲に含まれる第2温度で少なくとも20MS/mであり、プレート(9)は、銅、銀、または他の適切な金属、から選択される材料で作られ、磁気ヨーク(1)は、ケイ素鋼、または他の適切な強磁性材料、から選択された強磁性材料で作られる、装置。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載の装置であって、磁気ヨーク(1)は、2つのアーム(3,3’)が設けられた本体(2)を有し、各アームは、それぞれ楔形端部(4,4′)で終わり、連続して、
離間して平行であるそれぞれの第1延伸(11,11’)と、
それぞれの第2延伸(12,12’)であって、それぞれの互いに収束する方向に傾斜し、各第2延伸は、それぞれの第1延伸(11,11’)をそれぞれの楔形端部(4,4’)に接続する、それぞれの第2延伸(12,12’)と、
を有する、装置。 - 請求項5に記載の装置であって、第1延伸(11,11’)および第2延伸(12,12’)は、第1平面に沿って配置され、それぞれの第2延伸(12、12’)をそれぞれの楔形端部(4、4’)に接続する第3湾曲延伸(13、13’)が設けられ、前記楔形端部(4、4’)は、第1平面に対して90°より大きい角度だけ傾斜した第2平面に沿って配置される、装置。
- 請求項1に記載の装置であって、前記少なくとも1つのプレート(9)は、楔形端部(4、4’)の内面(5、5’)の間に配置された平坦部(23)を備え、前記平坦部(23)の厚さは、1.5-24.5mmの範囲に含まれ、間隙(6)は、2-25mmの範囲に含まれる、装置。
- 請求項5または6に記載の装置であって、前記少なくとも1つのプレート(9)には、前記第2延伸(12、12’)に実質的に平行な発散延伸(14、14’)を有する分岐が設けられている、装置。
- 請求項8に記載の装置であって、前記少なくとも1つのプレート(9)には、その側端縁(47)で、壁(15)が設けられ、前記壁(15)は、楔形端部(4、4’)の内面(5、5’)の間に配置されたプレート(9)の平坦部(23)に対して、横方向にあり、前記壁(15)は、前記楔形端部(4、4’)の側部(26)を覆うように成形され、前記壁(15)には、それぞれの発散延伸(16、16’)が設けられ、それぞれの発散延伸(16、16’)は、プレート(9)の発散延伸(14、14’)に対して横方向にあり、前記第2延伸(12、12’)の側部を覆うように成形される、装置。
- 請求項1または5に記載の装置であって、直列に接続された少なくとも2つのコイル(8、8’)が設けられ、各コイル(8、8’)は、磁気ヨーク(1)のそれぞれのアーム(3、3’)の第1延伸(11、11’)に巻かれている、装置。
- 請求項1または10に記載の装置であって、磁気ヨーク(1)のそれぞれのアーム(3、3’)の第1延伸(11、11’)を横断する少なくとも1つの冷却回路が設けられている、記載の装置。
- 請求項1から11のいずれか1項に記載の装置であって、磁気ヨーク(1)は、単一片で作られている、または、複数の強磁性シートで構成され、前記複数の強磁性シートは、重なり合うかまたは並ぶかのいずれかであり、および互いから絶縁されている、装置。
- アルミニウムまたはその合金で作られた平坦な製品を鋳造するための鋳造機であって、
-液体アルミニウムを凝固させて平坦な製品を形成するための、2つの開放側端部を有する通路を定める2つの逆回転鋳造ロール(22、22’);
-2つの鋳造ロール(22、22’)の間の空間に液体アルミニウムを供給するための供給手段(34、35);
-請求項1から12のいずれか1項に記載の第1電磁装置(20)であって、両方のその楔形端部(4、4’)で前記通路の第1開放側端部において2つの鋳造ロール(22、22’)の間に少なくとも部分的に挿入された、第1電磁装置(20);
-請求項1から12のいずれか1項に記載の第2電磁装置(21)であって、両方のその楔形端部(4、4’)で前記通路の第2開放側端部において2つの鋳造ロール(22、22’)の間に少なくとも部分的に挿入された、第2電磁装置(21);
を備え、
前記鋳造機は水平鋳造機であり、前記2つの逆回転鋳造ロール(22、22’)は重ねられ、前記供給手段(34、35)は、2つの鋳造ロールの間の空間において液体金属を水平に供給するように適合される、鋳造機。 - 請求項13に記載の鋳造機であって、前記2つの鋳造ロール(22、22’)の少なくとも外面は、第3材料で作られ、前記第3材料は、強磁性である、鋳造機。
- 請求項13に記載の鋳造機であって、前記第1電磁装置(20)および/または前記第2電磁装置(21)を移動させるための移動手段(60)が設けられ、2つの鋳造ロール(22、22’)の回転軸を含む平面に平行な方向(Z)に沿って互いからの距離を調節するようになっており、同じ鋳造ロールを使用して異なる幅の平坦な製品を鋳造することができる、鋳造機。
- 請求項13に記載の鋳造機によって実施される、アルミニウムまたはその合金で作られた平坦な製品を鋳造するための鋳造プロセスであって、
-供給手段(34、35)によって2つの鋳造ロール(22、22’)の間の空間に液体アルミニウムを供給するステップ;
-液体アルミニウムを凝固させて2つの鋳造ロール(22、22’)の間の通路において平坦な製品を形成するステップ;
を含み、
液体アルミニウムの横方向封じ込めは、第1電磁装置(20)によって通路の2つの開放側端部の少なくとも1つで提供され、
液体アルミニウムの第1横方向封じ込めは、前記第1電磁装置(20)によって通路の第1開放側端部で提供され、液体アルミニウムの第2横方向の封じ込めは、第2電磁装置(21)によって前記通路の第2開放側端部で提供され、
鋳造プロセスは水平鋳造機によって行われる、鋳造プロセス。 - 請求項16に記載のプロセスであって、前記第1電磁装置(20)および第2電磁装置(21)の各々について、液体アルミニウムの横方向の封じ込めは、少なくとも1つのコイル(8)に電流を供給することによって得られ、コイル(8)によって生成された磁界磁束は、連続して、
-磁気ヨーク(1)の本体(2)から第1楔形端部(4)まで、
-前記第1楔形端部(4)から前記2つの鋳造ロールの第1ロール(22)まで、
-前記第1ロール(22)から前記2つの鋳造ロールの第2ロール(22’)まで、鋳造ロール間を前進するアルミニウムを通り、従って、2つの鋳造ロール間を通過する製品のエッジ上の液体アルミニウムの横方向封じ込めのためのローレンツ力の結果的な生成を伴う誘導によって渦電流を発生させる、
-前記第2ロール(22’)から第2楔形端部(4’)まで、
-および前記第2楔形端部(4’)から再び本体(2)まで;
通過し、
鋳造プロセスが水平鋳造機によって行われる場合、前記第1ロール(22)から前記第2ロール(22’)への磁界磁束の通過は、実質的に垂直であり、一方、鋳造プロセスが垂直鋳造機によって行われる場合、前記第1ロール(22)から前記第2ロール(22’)への磁界磁束の通過は、実質的に水平である、プロセス。 - 請求項16に記載のプロセスであって、2つの鋳造ロール(22、22’)間の鋳造中、アルミニウムまたはその合金の温度は、510℃-720℃の範囲であり、プレート(9)のおよび磁気ヨーク(1)の温度は、200℃未満に保たれる、プロセス。
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