JPH04200849A - 連続鋳造用電磁撹拌方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 同じ電磁攪拌装置で、３ストランド鋳造、２ストランド
鋳造及び１ストランド鋳造を行えるようにした連続鋳造
用電磁攪拌装置であって、３ストランド鋳造及び、２ス
トランド鋳造をする場合、電磁コイルの３相巻線の結線
を変更するだｉＪで、各々のストランドのストリーム内
において、均等な流速分布を得ることができる連続鋳造
用電磁攪拌方法に関する。

従来の技術 従来の電磁攪拌装置には、発生する移動磁界の形態によ
って、直線移動磁界式と回転移動磁界式の二つが挙げら
れる。前者の直線移動磁界式電磁攪拌装置は、主に、ス
ラブの電磁攪拌を行っている。

その構成は、第６図に示すように、スラブ用鋳型を挟ん
で、対向配置した一対の鉄芯１にそれぞれ６組のＵ、　
Ｖ、　Ｗの３組巻線コイル２からなっている。コイル２
に３相交流電源を印加することで、位相変化に伴って矢
印方向に移動する磁界が発生する。この移動磁界により
鋳型３内の溶鋼４に磁界の移動方向、つまり、矢印方向
の電磁力が生じる。すなわち、前記それぞれのコイル２
で発生する磁界により、溶鋼４のそれぞれの鉄芯の面に
逆行する電磁力を発生させることで、溶鋼の攪拌作用を
行わせるものである。

このスラブを電磁攪拌する場合は、幅方向の電磁力の分
布は不均一でもかまわず、矢印の総合電磁力を高めるこ
とに主眼点をおいていた。

そのため、この６図に示すように、鋳型側の巻線の相を
、一時点で、上側がＶ、　　−Ｗ、　Ｕ、　−Ｖ。

Ｗ、−Ｕであり、下側がＵ、　　−Ｗ、　Ｖ、　−Ｕ、
　Ｗ。

−Ｖであるように、３組巻線の結線をしていた。

一方、後者の回転磁界式は主に、ビレット、ブルーム等
の正方形の鋳片の電磁攪拌を行っている。

その構成は第１０図に示すように、ビレットまたはブル
ーム用鋳型を囲んだ電磁攪拌装置を設け、その電磁攪拌
装置に複数の磁極を設け、回転磁界が発生するようにし
ていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記直線移動磁界式の電磁攪拌装置では
、１ストランドのスラブの電磁攪拌を行う場合は特に問
題がないが、同じ電磁攪拌装置で、３ストランドのビレ
ットや２ストランドのブルームを電磁攪拌しようとすれ
ば攪拌力に大きなアンバランスが生じるという問題が発
生した。

例えば、第７図に示すように、鋳型側の巻線の相を、一
時点で、上側がｖ、　　−ｗ、　ｕ、　　−ｖ、　ｗ。

−Ｕであり、下側がＴＪ、−ｗ、Ｖ、　　−Ｕ、　Ｗ。

−Ｖであるように、３組巻線の結線をした場合、電磁攪
拌力にほぼ比例する上下方向（以下Ｙ方向という）の磁
束密度が中央の鋳型Ｃでは大きく、両側の鋳型Ａ、１３
では小さいという現象が生じた。

この図では、鋳型Ｃが０．３Ｔに対し、鋳型Ａでは０．
０９８　Ｔ、鋳型Ｂでは０．１１Ｔという不均一な磁束
密度分布となっている。なお、Ｔは磁束密度の単位テス
ラである。

このような不均一な磁束密度分布が生じると鋳型内溶鋼
を攪拌する攪拌力も不均一となり、３ストランドの鋳片
の品質のばらつきが生じる。

また、鋳型Ｂの攪拌推力は第９図の溶鋼流動分布図に示
すように、攪拌推力は弱いとともに、攪拌回転中心が鋳
型の中心に生じず、鋳型の外の左側に生じている。その
点からも攪拌効率の低下をまねいている。さらに、電磁
攪拌の効率も悪くなり、電気エネルギーロスは非常に大
きい。

次に、回転磁界型の電磁攪拌装置では、各々の鋳型に電
磁攪拌装置を設けるため、そのような攪拌力の不均一は
な（なるが、１ストランド用、２ストランド用、３スト
ランド用の電磁攪拌装置がそれぞれ必要となり、設備費
は膨大なものとなる。

さらに、鋳型を囲む電磁攪拌装置を取り付けるため、ス
トランド間隔が広くなり、連続鋳造設備の全体の幅を太
き（しなければならないという問題が生じる。

課題を解決するための手段 本発明は、かかる課題を解決するため、鋳型もしくは鋳
片を挟んで、所定の間隔を保って対向配置された２個の
鉄芯と、該鉄芯にそれぞれ巻回されたＵ、Ｖ、’Ｗの３
組巻線からなるコイルとで構成される連続鋳造用電磁攪
拌装置の電磁攪拌方法において、３ストランド鋳造の場
合は、鋳型もしくは鋳片側の巻線の相を、一時点で、−
刃側が−Ｖ、　　−Ｕ、　Ｗ、　Ｖ、　−Ｕ、　−Ｗで
あり、対向する側がＵ、ｖ、−ｖ、−ｗ、ｗ、ｕであり
、位相を変化させても常に、■と一■、Ｕと−Ｕ１Ｗと
−Ｗとを結ぶ線が３組のＸ線となるように３組巻線を結
線し、 ２ストランドの場合は、鋳型もしくは鋳片側の巻線の相
を、一時点で、−刃側が−Ｖ、　Ｗ、−Ｕ。

Ｖ、　　−Ｗ、　Ｕであり、対向する側がＵ、　　−Ｗ
、　Ｖ。

−１Ｊ、　Ｗ、　　−Ｖであり、位相を変化させても常
に。

■と−Ｖ、Ｕど−Ｕ、Ｗと−Ｗどを結ぶ線が２組の＊線
となるように３組巻線を結線１７、電源周期に基づき３
組巻線コイルに３相交流電源を印加することを特徴どす
る連続鋳造用電磁攪拌方法である。

作用 前記のように、３組巻線を結線し、電源周期にＪ、（づ
き３組巻線＝ｊイルに３相交流電源を印加することによ
り、Ｖど一■、■、Ｊと−Ｕ、Ｗと−Ｗとを結ぶ線か３
組の〉く線交点並びに２組の＊線の交点に高い磁束密度
と、電磁攪拌の攪拌回転中心が生じる。。

それにより、３ストランド鋳造の場合は、第２図、第３
図に示すように、３個の鋳型Ａ、Ｃ，Ｈのそれぞれに高
い磁束密度を発生させることができ、かつ、鋳型中心に
攪拌回転中心をもってくることができる。

ぞのため、溶鋼を攪拌する力は大きく、そ（＝、てロス
が少ない電磁攪拌ができる。

２ストランド鋳造の場合も同様に、第５図の２個の鋳型
Ａ、Ｈにそれぞれに高い磁束密度を発生させることがで
き、かつ、鋳型中心に攪拌回転中心をもってくることが
できる。

実施例 以下、本発明を実施例を図に基づいて説明する。

第１図は、３ストランドのビＩノット鋳造の場合の電磁
攪拌装置のコイル巻線のＵＶＷ３相の絹合せを示し、そ
の絹合せが時間とともに変化する状態を表した図面であ
る。

３個の鋳型ＡＣＢがあり、その中に溶鋼が入っている。

その鋳型を挟んで対向する電磁攪拌装置を設けている。

その電磁攪拌装置は、鉄芯とコイルから構成され、１つ
の鉄芯には、６組のコイルが巻いである。磁界は鉄芯の
櫛歯状の凸部からでて、ぞの磁界は移動する。

第１図のａ　、　ｂ　、　−−４図はｔ　１．　　ｔ　
２．−士６の時間経過とともにコイル巻線のＵ　Ｖ　Ｗ
　８相の組合せが変化した場合の状態を示し、ｇ図ば３
相交流電流の位相の時間変化を示す図、ｈ図は３相交流
電流の位相関係図である。。

先ず、ａ図の１１時点で、鋳型側のコイルに流れる相は
、上の左側から−Ｖ、−Ｕ、Ｗ、Ｖ。

−ｕ、−ｗであり、下の左側からＵ、Ｖ、−Ｖ。

−Ｗ、Ｗ、Ｕとする。この順に３組巻線を結線すると、
■と−Ｖ、Ｕと−Ｕ、Ｗと−Ｗとを結ぶ線が３組のＸ線
となり、３個の鋳型のほぼ中心にそのＸ線の交点がくる
。それにより、前記作用の項で説明したように、それに
より各々の鋳型に高い磁束密度と、電磁攪拌の攪拌回転
中心が生じる。

次にｂ図のｔ２時点では、ｇ図に示すように各々の相が
左回りの順に変化１７、図の各相の配列となる。この相
が変化しても、■と−Ｖ、Ｕと−Ｕ、Ｗと−Ｗとを結ぶ
線が３組のＸ線となる。同様にｔ３．ｔ４．ｔ５．ｔ６
の時間経過後もｅ、　　ｄ。

ｅ、　　ｆ図に示すように、■と一■、Ｕと−Ｕ、Ｗと
−）■とを結ぶ線が３組のＸ線となる。

第２図はこの鋳型を使用して得られたＹ方向の磁束密度
分布で、最大の磁束がＡ、　　Ｃ，Ｈの各々の鋳型中心
に生じていることが分かる。

この第２図は、Ｙ軸に幅方向の距離を、Ｙ軸に磁束密度
′Ｉ゛（テスラ）をグラフ化したもので、鋳型の中心間
距離は４７７．５ｍｍである。

そして、各々の磁束密度は鋳型Ａで０．１６４Ｔ、鋳型
Ｃで０．１４２Ｔ、鋳型Ｂで０．１３６Ｔで、はぼ均等
である。

第３図は上記磁束密度分布の時の溶鋼流動分布を示す図
で、。攪拌回転中心が鋳型中央にあることが分かる。

第４図は２ストランドブルーム鋳造の場合の電磁攪拌装
置のコイル巻線のＵ　Ｖ　Ｗ　３相の組合せを示し、そ
の絹合せが時間とどもに変化する状態を表した図面であ
る。

２個の鋳型ＡＢがあり、その中に溶鋼が入っている。そ
の鋳型を挟んで対向する電磁攪拌装置を設けている。ぞ
の電磁攪拌装置は、鉄芯とコイルから構成され、１つの
鉄芯には、６組のコイルが巻いである。磁界は鉄芯の櫛
歯状の凸部からでて、その磁界は移動する。

第４図のａ　、　　ｂ　、　−−−ｆ図はｔ　１．　　
ｔ　２．−ｔ６の時間経過とともにコイル巻線のｕｖｗ
ｓ相の組合せが変化した場合の状態を示し、ｇ図は３相
交流電流の位相の時間変化を示す図、ｈ図は３相交流電
流の位相関係図である。

先ず、ａ図のｔ１時点で、鋳型側のコイルに流れる相は
、上の左側から−Ｖ、Ｗ、　　−Ｕ、Ｖ。

＝Ｗ、Ｕであり、下の左側からＵ、−Ｗ、Ｖ。

−Ｕ、Ｗ、−Ｖとする。この順に３組巻線を結線すると
、■と−ＶＸＵと−Ｕ、Ｗと−Ｗとを結ぶ線が２組の＊
線となり、２個の鋳型のほぼ中心にその＊線の交点がく
る。それにより、前記作用の項で説明したように、それ
により各々の鋳型に高い磁束密度と、電磁攪拌の攪拌回
転中心が生じる。

次にｂ図のｔ２時点では、ｇ図に示すように各々の相が
左回りの順に変化し、図の各相の配列となる。この相が
変化しても、■と一■、Ｕと−Ｕ、Ｗと−Ｗとを結ぶ線
が２組の＊線となる。同様にｔ３．ｔ４．ｔ５．ｔ６の
時間経過後もｃ、　　ｄ。

ｅ、ｆ図に示すように、■と＝■、、Ｕと−Ｕ、Ｗと−
Ｗとを結ぶ線が２組の＊線となる。

第５図はこの鋳型を使用して得られたＹ方向の磁束密度
分布で、最大の磁束がＡ、　　Ｂの各々のほぼ鋳型中心
に生じていることが分かる。

なお、電磁攪拌装置を鋳型の部分に設けることで説明し
てきたが、鋳型下部のガイドロールの部分に本発明の電
磁攪拌装置を設け、鋳片内部の未凝固溶鋼を攪拌するこ
ともできることは明らかである。

発明の効果 本発明は、以上説明したように下記の顕著な効果を奏す
る。

■同じ電磁攪拌装置で、３ストランドおよび２ストラン
ド鋳造の電磁攪拌を行う場合、各々の鋳型内の溶鋼を大
きな攪拌力で、かつ、均等な攪拌力で攪拌でき、しかも
各々の鋳型のほぼ中心に攪拌回転中心が生じるので、各
ストランドの鋳片の品質のばらつきがない。

■各鋳型のほぼ中心に磁束密度のピークの部分がくるの
で、攪拌効率が非常によい。

■同じ攪拌装置で、例えば、３ストランドのビレット、
２ストランドのブルーム、１ストランドのスラブを兼用
できる。そのため、ビレット用、ブルーム用、スラブ用
とそれぞれに専用の電磁攪拌装置を設ける必要がないの
で、設備費が少なくてすむ。

■さらに、それぞれの専用の電磁攪拌装置を設けた場合
、電磁攪拌装置の交換に多大な時間を必要としたが、本
発明では、その交換時間も必要なくなる。そのため、連
続鋳造機の稼働率を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図までは本発明の図面で、第１図（ａ）
　、（ｌ］）　、　（ｃ）　、　（ｄ）　、　（ｅ）　
、（ｆ）は３ストランドビレツト鋳造の場合の電磁攪拌
装置の平面図、第１図（ｇ）は位相の時間変化を示す図
、第１図（ｈ）は位相関係図、第２図はその場合の電磁
攪拌装置Ｙ方向磁束密度分布図、第３図（１）、（２）
、（３）はその場合の溶鋼流動分布図、第４図（ａ）　
、（ｂ）　、（ｃ）　、（ｄ）　、（ｅ）　、（ｆ）は
２ストランドブルーム鋳造の場合の電磁攪拌装置の平面
図、第４図（ｇ）は位相の時間変化を示す図、第４図（
ｈ）は位相関係図、第５図はその場合の電磁攪拌装置Ｙ
方向磁束密度分布図、第６図は従来のスラブ鋳造の場合
の電磁攪拌装置の平面図、第７図は従来の３ストランド
ビレツト鋳造の場合の電磁攪拌装置の平面図、第８図は
その場合の電磁攪拌装置によるＹ方向磁束密度分布図、
第９図はその場合のＢ鋳型的溶鋼流動分布図、第１０図
は従来の回転磁界式の電磁攪拌装置の平面図である。 １・・・直線移動磁界式電磁攪拌装置、２・・・コイル
、３・・・鉄芯、４・・・溶鋼、５・・・鋳型、６・・
・回転移動磁界式電磁攪拌装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳型もしくは鋳片を挟んで、所定の間隔を保って
   対向配置された２個の鉄芯と、該鉄芯にそれぞれ巻回さ
   れたＵ、Ｖ、Ｗの３相巻線からなるコイルとで構成され
   る連続鋳造用電磁攪拌装置の電磁撹拌方法において、鋳
   型もしくは鋳片側の巻線の相を、一時点で、一方側が−
   Ｖ、−Ｕ、Ｗ、Ｖ、−Ｕ、−Ｗであり、対向する側がＵ
   、Ｖ、−Ｖ、−Ｗ、Ｗ、Ｕであり、位相を変化させても
   常に、Ｖと−Ｖ、Ｕと−Ｕ、Ｗと−Ｗとを結ぶ線が３組
   の×線となるように３相巻線を結線し、電源周期に基づ
   き３相巻線コイルに３相交流電源を印加することを特徴
   とする連続鋳造用電磁攪拌方法。
2. （２）鋳型もしくは鋳片を挟んで、所定の間隔を保って
   対向配置された２個の鉄芯と、該鉄芯にそれぞれ巻回さ
   れたＵ、Ｖ、Ｗの３相巻線からなるコイルとで構成され
   る連続鋳造用電磁撹拌装置の電磁攪拌方法において、鋳
   型もしくは鋳片側の巻線の相を、一時点で、一方側が−
   Ｖ、Ｗ、−Ｕ、Ｖ、−Ｗ、Ｕであり、対向する側がＵ、
   −Ｗ、Ｖ、−Ｕ、Ｗ、−Ｖであり、位相を変化させても
   常に、Ｖと−Ｖ、、Ｕと−Ｕ、Ｗと−Ｗとを結ぶ線が２
   組の＊線となるように３相巻線を結線し、電源周期に基
   づき３相巻線コイルに３相交流電源を印加することを特
   徴とする連続鋳造用電磁攪拌方法。