JPH0119987B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶鋼などの溶融金属を回転しつつ連
続鋳造を行う装置に関する。

或る先行技術では、第１図に示されるように、
モールド１の外周にコイルを配置し、溶鋼２にモ
ールド１の鉛直軸線３まわりの矢符４で示される
回転力を与えて撹拌している。モールド１は、上
下振動のみ可能に取り付けられる。このようにし
て溶鋼２を撹拌することによつて、その冶金的性
質を改善している。

第２図は、モールド１の上方から見た溶鋼２の
速度分布を示す図である。溶鋼２が回転すること
で、その表面５は概ね軸線３を軸とする放物線状
を呈する。モールド１は回転していないことから
その内周面に接する溶鋼２の速度は零である。従
い、モールド１内周面近傍における溶鋼２の表面
６は、ほぼ平坦となる。溶鋼２は、モールド１に
よつて冷却されて、凝固シエル７が形成される。
このメニスカス部における溶鋼２においては、第
２図の参照符８で示されるようにモールド１の内
周面および凝固シエル７の内周面に溶鋼２が接す
ることによつて、半径方向内方への引張り力が作
用する。

溶鋼２のモールド１内周面付近の平坦な表面６
には、表面５の中心部と同様にして、タンデイツ
シユの耐火物や、溶鋼中の非鉄金属に酸化物や粉
体状潤滑剤などの介在物９，１０が浮遊してい
る。特に平坦な表面６上の介在物９は、モールド
１内周面付近から溶鋼２の内部に巻き込まれるお
それがある。このような介在物９が溶鋼２内に巻
き込まれると、溶鋼２とモールド内壁間での熱伝
達率がその部分で極端に小さくなり、凝固シエル
７の破壊いわゆるブレークアウトが生じる。この
ような介在物９の巻き込み現象は、モールド１を
上下に振動して凝固シエルを形成する場合におい
て、著しく生じやすい。また、内周面に傷を有す
る場合には、回転している溶鋼流が乱され、均質
なビレツトを得ることが困難になる。すなわち、
第１図に示す従来技術では鋼塊の表面性状を決定
する凝固開始部に遠心力が作用することなく、ま
た前述のごとく不純物を巻き込むという欠点があ
る。

本発明の目的は、溶融金属に不都合な介在物が
巻き込まれるのを防ぎ、また回転している溶融金
属の流れを乱すことなく、高品質の鋳造片を得る
回転連続鋳造装置を提供することである。

本発明は、円形の軸直角断面を有するモールド
の軸線が上下ないし斜めに延びるようにモールド
が配置され、このモールドの外周を囲んでコイル
が固定位置に配置され、このコイルの電磁力によ
つてモールド内の溶融金属にはモールドの軸線ま
わりの回転力が与えられ、モールドはその軸線ま
わりに回転および上下振動駆動され、モールドか
ら離れた位置に設けられた鋳片を導く引抜ローラ
は、その鋳片にその軸線まわりの力を与えないよ
うに設けられ、コイルの電磁力による溶融金属の
モールド壁接触部の周速度と、モールドの内周面
の周速度とを等しく選んだことを特徴とする回転
連続鋳造装置である。

好ましい実施態様では、凝固シエル外周を支持
するフツトローラをモールドに近接して設け、こ
のフツトローラをモールドの軸線のまわりに回転
駆動することを特徴とする。

第３図は、本発明の一実施例の全体の系統図で
ある。タンデイツシユ２０からの溶鋼２１は、モ
ールド２２により冷却され、その外周に参照符２
４で示す凝固シエル２４が形成される。凝固シエ
ル２４はローラ２５を含む引抜き装置２６により
引抜かれ、さらにローラ２７を含む矯正装置２８
により形状が矯正される。モールド２２の軸線３
０は鉛直に延びる。モールド２２の外周を囲んで
固定位置にコイル３１が配置される。モールド２
２から離れた位置に設けられる引抜き装置２６お
よび矯正装置２８に装着するローラ２５，２７
は、ビレツト２９の軸線まわりには回転しない。

第４図は、コイル３１によつて溶鋼２３に作用
する電磁力を説明するためのモールド２２付近の
簡略化した水平断面図である。コイル３１は、モ
ールド２２の外周に周方向に間隔をあけて複数個
設けられており、各コイル３１は、コア３２のま
わりに素線３３が巻回されて構成される。第４図
において、参照符３１ａ，３１ｂを総括して参照
符３１で示す。

第５図は、コイル３１に与えられる電流の波形
を示す。コイル３１ａにはライン３４ａで示され
る波形を有する電流が与えられ、隣接するコイル
３１ｂには、ライン３４ｂで示される電流が与え
られる。時刻t1では、第４図１で示されるように
磁界Ｈが発生し、時刻t2には、第４図２に示され
るとおり、コイル３１ａ，３１ｂの境界部の溶鋼
外周近傍には図示の誘導電流が発生する。またコ
イル３１ａ，３１ｂには図示破線で示す磁界ｈが
発生し、その合力Ｈと誘導電流によりフレミング
の左手の法則に従い、溶鋼２３には回転力Ｆが働
く。時刻t3における現象は、第４図３に示される
とおりである。このようにしてモールド２２内の
溶鋼２３は、コイル３１による移動磁界によつて
電磁力Ｆが作用し、モールド２２の軸線３０まわ
りに回転する。

第６図は、第３図に示されたモールド２２付近
の拡大断面図である。モールド２２は、直円筒状
のモールドチユーブ３５と、それを外囲するジヤ
ケツト筒３６と、このジヤケツト筒３６を外囲す
る支持筒３７とを含み、鉛直軸線３０を有する。
支持筒３７はスラストころがり軸受３８によつ
て、固定位置に設けられた架台３９に、前記軸線
３０まわりに回転自在に設けられる。モールド２
２の上部には環状のカバー４０が固定される。支
持筒３７にはまた、ラビリンス部材４１，４２が
固定される。これらのラビリンス部材４１，４２
によつて、ヘツダ４３内の冷却水が外部に漏洩す
ることが確実に防がれる。支持筒３７の下部に
は、傘歯車４４が固定される。この傘歯車４４
は、水平軸線を有する傘歯車４５に噛合する。傘
歯車４５は、駆動軸４６に連結される。この駆動
軸４６は、モータ４７によつて回転される。モー
ルドチユーブ３５を冷却するための冷却水は、管
路４８から導入され、モールドチユーブ３５の外
周面と、ジヤケツト筒３６の内周面とによつて形
成された流路４９を介して、排出口５０から外部
に排出される。この排出口５０付近には、半径方
向外方に広がるスカート５１が形成される。これ
によつて排出された冷却水が凝固シエル２４に付
着することを防止する。モールド２２は、振動手
段５２によつて軸線３０の方向に上下に微小振動
される。これによつて凝固シエル２４の形成が確
実に行われる。

ヘツダ４３内にはコイル３１が収納される。コ
イル３１は前述のようにモールド２２を外囲す
る。コイル３１は、冷却水によつて損傷しないよ
うに、かつ漏電しないように水密的構造とされ
る。

第７図はモールド２２付近の簡略化した縦断面
であり、第８図はモールド２２内の溶鋼２３の速
度分布を示す簡略化した平面図である。モールド
２２内の溶鋼２３はコイル３１の電磁力によつて
矢符５３の方向に回転駆動される。またモールド
２２は、モータ４７によつて矢符５３と同一方向
に回転駆動される。モールドチユーブ３５の内周
面の周速度は、コイル３１の電磁力による溶鋼２
３の周速度v1に等しく選ばれる。このようにし
て溶鋼２３の回転速度は、半径方向外方になるに
従つて直線的に増大する。溶鋼２３の表面５４
は、前述の第１図に関連して述べた表面５と同様
に放物線を描き、タンデイツシユの耐火物や溶鋼
中の非鉄金属の酸化物などの介在物５５は、表面
５４のくぼみの中心に集まることから捕獲が容易
であるとともに、第１図に示す先行技術のごとく
モールド壁部でのメニスカスの水平面が形成され
ないため、溶鋼２３内に巻き込まれることを防ぎ
得る。このような介在物５５の溶鋼２３への巻き
込みは、振動手段５２によるモールド２２の上下
振動でも防ぎ得る。また、溶鋼２３の周速度v1
はモールドチユーブ内周面と同一速度であるの
で、モールドチユーブ３５の軸線３０がモータ４
７による回転の中心から偏心している場合や、そ
のモールドチユーブ３５の内周面に傷がある場合
などにおいても、溶鋼２３の流れは特に乱れるこ
とはない。

第９図は、本発明の他の実施例の縦断面図であ
る。この実施例は、前述の実施例に類似するも、
注目すべきことは、モールド２２に近接して凝固
シエル２４を外囲するフツトローラ６０，６１の
配置である。これらのフツトローラ６０，６１
は、支持体６４により支持され、モールド２２と
ともに凝固シエル２４の外周に接触しつつ公転し
ながら鉛直直線まわりに自転する。フツトローラ
６０，６１は、モールド２２下方のビレツト２９
の軸線をそのモールド２２の軸線３０に一致さ
せ、モールド２２を構成するモールドチユーブ３
５の内周面と溶鋼２３とを均一に接触させ、モー
ルドチユーブ３５を回転させることからモールド
内を通過する凝固シエルは全外周面にわたり均一
に冷却される。また、軸直角断面の真円度が高い
ビレツト２９を製造することも可能になる。フツ
トローラ６０，６１の近傍にはノズル６２，６３
が支持体６４に固定されており、これらのノズル
６２，６３から冷却水が噴射される。ノズル６
２，６３を支持体６４とともに軸線３０のまわり
に回転させることによつて、ビレツト２９の冷却
は、全外周にわたつて均一になされるとともに、
たとえノズル６２，６３のうちの１つが目詰りを
起こしても、均一な冷却は維持される。

第１０図は、本発明の他の実施例のモールド２
２付近の簡略化した断面図である。モールド２２
の上部には円錐状の傾斜面７０が形成され、この
傾斜面７０には、その上方に設けられたノズル７
１から潤滑剤としてなたね油が供給される。

また第１１図に示された他の実施例では、流路
７３が形成された筒７２の先端部分がモールド２
２内の溶鋼２３内に浸漬されており、潤滑剤とし
ての粉体がモールド２２内溶鋼２３表面に供給さ
れる。このようにして溶鋼２３の表面には潤滑剤
としての粉体の層７５が形成される。

第１２図は本発明の他の実施例の簡略化した全
体の系統図である。円形の軸直角断面を有するモ
ールド８０の軸線８２は斜めに延びる。このモー
ルド８０の外周を囲んで、コイル８３が配置され
る。コイル８３による電磁力によつて、溶鋼２３
に軸線８２まわりの回転力が与えられる。このモ
ールド８０は、軸線８２まわりに前述の実施例と
同様に、コイル８３の電磁力と同一方向に回転駆
動される。凝固シエル２９はローラ８４を有する
引抜・矯正装置８５によつて引抜かれ、かつ水平
方向に矯正される。また、溶鋼の回転力が作用し
ない場合にはメニスカスが水平面を保つため、モ
ールド壁に接触する冷却帯長さがモールドの上下
位置で異なり良好な鋼塊を得ることができない。
本発明のごとく、溶鋼に回転力を与えることによ
りメニスカス部のこの傾向は十分に阻止される。
さらに、第１０図のごときモールド潤滑法をこの
実施例に採用する場合にはモールドの回転は不可
欠なものとなる。

本発明は、溶鋼の鋳造だけでなく溶解状態で通
電可能であるその他の金属の鋳造のために関連し
て実施されることができる。さらに、他の実施例
として、第６図に示す実施例からモールド回転用
モータ４７、回転駆動用かさ歯車４４，４５，４
６を取除いて、モールドを軸受３８で回転自在に
支承して、電磁力による溶鋼の回転力を利用して
モールドを回転させることも凝固開始時のシエル
に無理な外力が作用することがなく、効果的であ
る。

以上のように本発明によれば、モールドの外周
に設けられたコイルによつて、溶融金属にモール
ドの軸線まわりの回転力が与えられ、このモール
ドは電磁力と同一方向に回転駆動されるので、モ
ールド内の溶融金属の表面に浮遊している耐火物
やその他の介在物を回転流動している溶融金属の
中央付近に確実に集合させ、モールドの内周面付
近から溶融金属内に巻き込まれることが防止でき
る。また、モールドの内周面に傷がある場合など
においても、回転流動している溶融金属の流れを
乱すことはない。さらに、電磁力による溶鋼の回
転運動により、溶鋼には遠心力が作用し、モール
ド壁と凝固シエルの接触圧力は十分に保たれモー
ルド内で確実な冷却効果を得ることができる。ま
た、下方引抜移動のみで回転しない凝固シエルに
対して、モールドが一定接触圧力を保つて回転し
ているため、モールド内の冷却水ジヤケツトの間
隔のバラツキ等により発生するモールドの不均一
な冷却は完全に阻止できる。このようにして品質
が向上された金属を鋳造することができる。

また本発明では、コイルの電磁力による溶融金
属のモールド壁接触部の周速度を、モールドの内
周面の周速度と等しく選んだので、溶融金属の回
転速度は、半径方向外方になるに従つて直線的に
増大し、したがつて前述の先行技術に関連して述
べたようにモールド壁部メニスカス水平面が形成
されることを防ぐことができる。そのためタンデ
イツシユの耐火物および溶融金属中に含まれる他
の種類の金属酸化物などの介在物を表面１４のく
ぼみの中心に集めることが確実に達成され、その
ような介在物が溶融金属内に巻込まれてしまうこ
とを確実に防ぐことができる。

しかも本発明において、溶融金属の周速度とモ
ールドの内周面の周速度とは上述のように同一速
度であるので、モールドの軸線３０がその回転の
中心から偏心している場合や、そのモールドの内
周面に傷がある場合などにおいても、溶融金属の
流れが特に乱れることはないという優れた効果が
達成される。このようにして品質が向上された金
属を鋳造することができるのである。

また本発明では、モールドを回転するように構
成しており、大掛かりな引抜き駆動装置を回転す
るようには構成しておらず、したがつて本件回転
連続鋳造装置の構成を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術のモールド１付近の簡略化し
た断面図、第２図はその先行技術における溶鋼２
の速度分布を示す平面図、第３図は本発明の一実
施例の全体の系統図、第４図は電磁コイル３１に
よる溶鋼２３に作用する電磁力を説明するための
簡略化した平面図、第５図は電磁コイル３１に供
給される電流の波形図、第６図はモールド２２付
近の拡大断面図、第７図はそのモールド２２付近
の簡略化した断面図、第８図はモールド２２内の
溶鋼２３の速度分布を示す平面図、第９図は本発
明の他の実施例の断面図、第１０図および第１１
図は本発明の他の各実施例を示す一部の断面図、
第１２図は本発明のさらに他の実施例の全体の系
統図である。 ２２，８０……モールド、２１，２３……溶
鋼、２４……凝固シエル、２６……引抜装置、２
８……矯正装置、２９……ビレツト、３１，８３
……コイル、６６，６１……フツトローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円形の軸直角断面を有するモールドの軸線が
   上下ないし斜めに延びるようにモールドが配置さ
   れ、このモールドの外周を囲んでコイルが固定位
   置に配置され、このコイルの電磁力によつてモー
   ルド内の溶融金属にはモールドの軸線まわりの回
   転力が与えられ、モールドはその軸線まわりに回
   転および上下振動駆動され、モールドから離れた
   位置に設けられた鋳片を導く引抜ローラは、その
   鋳片にその軸線まわりの力を与えないように設け
   られ、コイルの電磁力による溶融金属のモールド
   壁接触部の周速度と、モールドの内周面の周速度
   とを等しく選んだことを特徴とする回転連続鋳造
   装置。 ２ 凝固シエル外周を支持するフツトローラをモ
   ールドに近接して設け、このフツトローラをモー
   ルドの軸線のまわりに回転駆動することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の回転連続鋳造装
   置。