JPH0429454B2 - - Google Patents
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- JPH0429454B2 JPH0429454B2 JP61038983A JP3898386A JPH0429454B2 JP H0429454 B2 JPH0429454 B2 JP H0429454B2 JP 61038983 A JP61038983 A JP 61038983A JP 3898386 A JP3898386 A JP 3898386A JP H0429454 B2 JPH0429454 B2 JP H0429454B2
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- molten metal
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/01—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths without moulds, e.g. on molten surfaces
- B22D11/015—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths without moulds, e.g. on molten surfaces using magnetic field for conformation, i.e. the metal is not in contact with a mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は、溶融金属の電磁場鋳造装置に関し、
特に、遮蔽スクリーンを設けることなく適切な磁
場分布を発生させ、全体を小型に組立てることが
できる構成の電磁場鋳造装置に関する。 ［従来の技術］ 従来、電磁場鋳造装置（以下EMC装置という）
は特公昭50−27807号（第３図）に示されている
ように磁場発生用のコイルと磁場遮蔽スクリーン
２および冷却水ジヤケツト５から成立つている。 第３図に示すように、この装置は、溶湯３とそ
れが凝固した鋳塊４の周囲を電磁コイル１が囲ん
でおり、この電磁コイル１によつて形成される磁
場６によつて溶湯柱表層部に中心に向つて働く電
磁力が発生し、そのために空間内に溶湯柱が保持
される。 ところで溶湯柱側面を垂直に保持するために
は、溶湯柱下部には溶湯の大きな液圧に対抗する
大きな求心力を作用させ、上部はそれぞれ所定の
液圧に対抗する小さな求心力が生じるように磁束
密度を調節する必要がある。 この磁束密度を調節する手段として従来の
EMCモールドは磁場遮蔽スクリーン２が不可欠
であつた。 磁場遮蔽スクリーン２を設けた場合の磁束分布
を、無限長ソレノイドを仮定した並行磁場内に置
かれた導体の二次元モデルを用いて、第３図に示
す条件で計算を行つた結果、第３図の一点鎖線で
示すように上部ほど磁束密度が粗になり、小さな
求心力が生じていることがわかる。 すなわち、遮蔽スクリーン２によつて、磁束６
（模式的に示す）は上方が疎であり下方が密にな
る。こうして側面が垂直な溶湯柱が形成され、こ
の溶湯柱の下部を冷却水ジヤケツト５から噴出す
る冷却水によつて冷却すると溶湯３が凝固して鋳
塊４が形成される。 鋳塊４は何等固体表面に接触せずに形成される
ので表面品質が優れた鋳塊が得られる。 ［発明が解決しようとする課題］ 上記のように遮蔽スクリーンにより磁束密度を
調整するには、遮蔽スクリーンの肉厚の変化や電
磁コイルとの位置関係を調節する必要があり、装
置が繁雑になるという欠点がある。 そこで本発明の目的は、遮蔽スクリーンを設け
ることなく磁束を分散させることのできる電磁場
鋳造装置を提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明者らは種々研
究を重ねた結果、電磁コイル１の形状あるいは構
造を変えることによつて、磁場遮蔽スクリーン２
を設けずに磁束密度を調整できることを見い出
し、本発明を完成した。 本発明の要旨は(1)環状の電磁コイルによつて生
起された磁場内で溶融金属の表面が一定の位置に
保たれ、磁場によつて溶融金属内に圧縮力が生起
され、かつ、溶融金属が鋳塊の形状に形成される
ように前記電磁コイルの内側に供給された溶融金
属流の周囲に磁場を誘導するような電磁場鋳造装
置において、該電磁コイルが鋳片冷却用冷却水ジ
ヤケツトの一部を構成し、かつ、上方ほど内法を
曲線的に大きくした環状電磁コイルである電磁鋳
造装置、及び(2)環状の電磁コイルによつて生起さ
れた磁場内で溶融金属の表面が一定の位置に保た
れ、磁場によつて溶融金属内に圧縮力が生起さ
れ、かつ、溶融金属が鋳塊の形状に形成されるよ
うに前記電磁コイルの内側に供給された溶融金属
流の周囲に磁場を誘導するような電磁場鋳造装置
において、該電磁コイルが鋳片冷却用冷却水ジヤ
ケツトの一部を構成し、かつ、上部コイルを下部
コイルよりも比抵抗の高い材料で構成した複合コ
イルである電磁場鋳造装置である。 ［作用］ 溶湯柱部の磁束密度を上方ほど粗にするには、
コイルの内法を上方ほど広くすると良いことは容
易に考えられる。しかし、上記二次元モデルでい
ろいろの形状について計算した結果、溶湯柱を垂
直に保持するためには、最適なコイル形状のある
ことがわかつた。 なお、コイル断面を、上部ほど内法を大きくし
た環状電磁コイルとし、内法を直線としたも
の、内法を凸状に曲線としたもの、内法を凹
状に曲線としたものとした。なお、二次元モデル
に代入した条件を表１に示す。
特に、遮蔽スクリーンを設けることなく適切な磁
場分布を発生させ、全体を小型に組立てることが
できる構成の電磁場鋳造装置に関する。 ［従来の技術］ 従来、電磁場鋳造装置（以下EMC装置という）
は特公昭50−27807号（第３図）に示されている
ように磁場発生用のコイルと磁場遮蔽スクリーン
２および冷却水ジヤケツト５から成立つている。 第３図に示すように、この装置は、溶湯３とそ
れが凝固した鋳塊４の周囲を電磁コイル１が囲ん
でおり、この電磁コイル１によつて形成される磁
場６によつて溶湯柱表層部に中心に向つて働く電
磁力が発生し、そのために空間内に溶湯柱が保持
される。 ところで溶湯柱側面を垂直に保持するために
は、溶湯柱下部には溶湯の大きな液圧に対抗する
大きな求心力を作用させ、上部はそれぞれ所定の
液圧に対抗する小さな求心力が生じるように磁束
密度を調節する必要がある。 この磁束密度を調節する手段として従来の
EMCモールドは磁場遮蔽スクリーン２が不可欠
であつた。 磁場遮蔽スクリーン２を設けた場合の磁束分布
を、無限長ソレノイドを仮定した並行磁場内に置
かれた導体の二次元モデルを用いて、第３図に示
す条件で計算を行つた結果、第３図の一点鎖線で
示すように上部ほど磁束密度が粗になり、小さな
求心力が生じていることがわかる。 すなわち、遮蔽スクリーン２によつて、磁束６
（模式的に示す）は上方が疎であり下方が密にな
る。こうして側面が垂直な溶湯柱が形成され、こ
の溶湯柱の下部を冷却水ジヤケツト５から噴出す
る冷却水によつて冷却すると溶湯３が凝固して鋳
塊４が形成される。 鋳塊４は何等固体表面に接触せずに形成される
ので表面品質が優れた鋳塊が得られる。 ［発明が解決しようとする課題］ 上記のように遮蔽スクリーンにより磁束密度を
調整するには、遮蔽スクリーンの肉厚の変化や電
磁コイルとの位置関係を調節する必要があり、装
置が繁雑になるという欠点がある。 そこで本発明の目的は、遮蔽スクリーンを設け
ることなく磁束を分散させることのできる電磁場
鋳造装置を提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明者らは種々研
究を重ねた結果、電磁コイル１の形状あるいは構
造を変えることによつて、磁場遮蔽スクリーン２
を設けずに磁束密度を調整できることを見い出
し、本発明を完成した。 本発明の要旨は(1)環状の電磁コイルによつて生
起された磁場内で溶融金属の表面が一定の位置に
保たれ、磁場によつて溶融金属内に圧縮力が生起
され、かつ、溶融金属が鋳塊の形状に形成される
ように前記電磁コイルの内側に供給された溶融金
属流の周囲に磁場を誘導するような電磁場鋳造装
置において、該電磁コイルが鋳片冷却用冷却水ジ
ヤケツトの一部を構成し、かつ、上方ほど内法を
曲線的に大きくした環状電磁コイルである電磁鋳
造装置、及び(2)環状の電磁コイルによつて生起さ
れた磁場内で溶融金属の表面が一定の位置に保た
れ、磁場によつて溶融金属内に圧縮力が生起さ
れ、かつ、溶融金属が鋳塊の形状に形成されるよ
うに前記電磁コイルの内側に供給された溶融金属
流の周囲に磁場を誘導するような電磁場鋳造装置
において、該電磁コイルが鋳片冷却用冷却水ジヤ
ケツトの一部を構成し、かつ、上部コイルを下部
コイルよりも比抵抗の高い材料で構成した複合コ
イルである電磁場鋳造装置である。 ［作用］ 溶湯柱部の磁束密度を上方ほど粗にするには、
コイルの内法を上方ほど広くすると良いことは容
易に考えられる。しかし、上記二次元モデルでい
ろいろの形状について計算した結果、溶湯柱を垂
直に保持するためには、最適なコイル形状のある
ことがわかつた。 なお、コイル断面を、上部ほど内法を大きくし
た環状電磁コイルとし、内法を直線としたも
の、内法を凸状に曲線としたもの、内法を凹
状に曲線としたものとした。なお、二次元モデル
に代入した条件を表１に示す。
【表】
これらの結果から、各コイルにおける電磁圧分
布を溶湯湯面上面からの距離（溶湯の静圧に相当
する）との関係で示すと、第４図のようになる。 すなわち、直線状コイルの場合は、溶湯の下部
における電磁圧が溶湯静圧よりも小さくなり、溶
湯が凸状に膨れ、冷却されるので、凸状に膨れた
状態で凝固する。この状態で鋳造が進むと、提灯
のように凹凸がくり返された鋳塊となる。 凸状コイルとした場合は、溶湯の電磁圧が溶湯
静圧とほぼ等しくなり、溶湯柱の側面が垂直にな
り、表面状態の良好な鋳塊が得られる。また、凹
状コイルとした場合は、直線コイルよりも隔たり
が大きくなり、鋳塊の表面状態が悪くなることが
わかる。 また、上部コイルを下部コイルよりも比抵抗の
高い材料で構成し、同一の電圧を加えた場合、上
部コイルに流れる電流は下部よりも小さくなり、
上部コイルの磁束密度が粗くなる。すなわち、溶
湯の電磁圧が溶湯静圧とほぼ等しくなり、溶湯柱
の側面が垂直になり、表面状態の良好な鋳塊が得
られる。 ［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。 実施例 １ 第１図に示すように、環状の冷却水ジヤケツト
５の上部に、環状の銅製電磁コイル１を組みつ
け、電磁コイルの内法を上部ほど大きくした装置
を作製し、JIS Ａ 5182アルミニウム合金溶湯を
鋳造した。 鋳塊の大きさは、厚さ250mm、幅500mm、長さ
2000mmとし、鋳造速度800mm／min、冷却水量150
／min、鋳造温度710℃とし、コイル電流
6000A、周波数2800Hzとした。 得られた鋳塊の側面の凹凸を、鋳塊の厚さで測
定した、その結果、最大4.5mm、最低1.5mm、平均
2.7mmであつた。 また、比較例として磁場遮蔽スクリーンを挿入
した従来の装置で鋳造した。得られた鋳塊の側面
の凹凸を測定した結果、最大4.0mm、最低1.5mm、
平均2.5mmであつた。 また、比較例として第１図ｂに示す凹状コイル
の場合、直線状コイルの場合についても鋳造を行
い、それらの結果を表２に示した。これらの結果
から凸状コイルの場合が最も良好な表面状態が得
られることがわかる。
布を溶湯湯面上面からの距離（溶湯の静圧に相当
する）との関係で示すと、第４図のようになる。 すなわち、直線状コイルの場合は、溶湯の下部
における電磁圧が溶湯静圧よりも小さくなり、溶
湯が凸状に膨れ、冷却されるので、凸状に膨れた
状態で凝固する。この状態で鋳造が進むと、提灯
のように凹凸がくり返された鋳塊となる。 凸状コイルとした場合は、溶湯の電磁圧が溶湯
静圧とほぼ等しくなり、溶湯柱の側面が垂直にな
り、表面状態の良好な鋳塊が得られる。また、凹
状コイルとした場合は、直線コイルよりも隔たり
が大きくなり、鋳塊の表面状態が悪くなることが
わかる。 また、上部コイルを下部コイルよりも比抵抗の
高い材料で構成し、同一の電圧を加えた場合、上
部コイルに流れる電流は下部よりも小さくなり、
上部コイルの磁束密度が粗くなる。すなわち、溶
湯の電磁圧が溶湯静圧とほぼ等しくなり、溶湯柱
の側面が垂直になり、表面状態の良好な鋳塊が得
られる。 ［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。 実施例 １ 第１図に示すように、環状の冷却水ジヤケツト
５の上部に、環状の銅製電磁コイル１を組みつ
け、電磁コイルの内法を上部ほど大きくした装置
を作製し、JIS Ａ 5182アルミニウム合金溶湯を
鋳造した。 鋳塊の大きさは、厚さ250mm、幅500mm、長さ
2000mmとし、鋳造速度800mm／min、冷却水量150
／min、鋳造温度710℃とし、コイル電流
6000A、周波数2800Hzとした。 得られた鋳塊の側面の凹凸を、鋳塊の厚さで測
定した、その結果、最大4.5mm、最低1.5mm、平均
2.7mmであつた。 また、比較例として磁場遮蔽スクリーンを挿入
した従来の装置で鋳造した。得られた鋳塊の側面
の凹凸を測定した結果、最大4.0mm、最低1.5mm、
平均2.5mmであつた。 また、比較例として第１図ｂに示す凹状コイル
の場合、直線状コイルの場合についても鋳造を行
い、それらの結果を表２に示した。これらの結果
から凸状コイルの場合が最も良好な表面状態が得
られることがわかる。
【表】
これにより環状の冷却水ジヤケツトの一部を電
磁コイルで構成し、この電磁コイルの内法を上部
ほど大きくすることにより、磁場遮蔽スクリーン
を挿入しなくとも、挿入した場合とほぼ同程度の
鋳塊表面性状が得られることがわかる。 実施例 ２ 第２図に示すように環状の冷却水ジヤケツトの
上部に、上部がアルミニウム合金製８で下部が銅
製１である環状の複合の電磁コイルを組みつけ、
上部の磁束密度を小さくした装置を製作し、実施
例１と同様な試験を行つた。 なお、銅製コイル１に流す電流は、実施例１と
同様6000Aとすると、アルミニウム製コイル８に
は3500Aの電流が流れた。 得られた鋳塊の側面の凹凸を測定した結果、最
大5.0mm、最低2.0mm、平均3.5mmであつた。 これにより環状の冷却水ジヤケツトの一部を複
合電磁コイルで構成し、上部の磁束密度を小さく
することにより、磁場遮蔽スクリーンを挿入しな
くとも、挿入した場合とほぼ同程度の鋳塊表面性
状が得られることがわかる。 ［発明の効果］ 以上、説明したように、この発明のEMCモー
ルドの効果を要約すると下記のとおりである。 １ 電磁遮蔽スクリーンが不要である。 ２ EMCモールドの製作費の軽減。 ３ EMCモールドの小型化、省スペースが期待
され、したがつて多連装化が容易である。 ４ 遮蔽スクリーンで消費されるエネルギーが節
約できる。 ５ EMCモールドの組立、調整作業が軽減され
る。
磁コイルで構成し、この電磁コイルの内法を上部
ほど大きくすることにより、磁場遮蔽スクリーン
を挿入しなくとも、挿入した場合とほぼ同程度の
鋳塊表面性状が得られることがわかる。 実施例 ２ 第２図に示すように環状の冷却水ジヤケツトの
上部に、上部がアルミニウム合金製８で下部が銅
製１である環状の複合の電磁コイルを組みつけ、
上部の磁束密度を小さくした装置を製作し、実施
例１と同様な試験を行つた。 なお、銅製コイル１に流す電流は、実施例１と
同様6000Aとすると、アルミニウム製コイル８に
は3500Aの電流が流れた。 得られた鋳塊の側面の凹凸を測定した結果、最
大5.0mm、最低2.0mm、平均3.5mmであつた。 これにより環状の冷却水ジヤケツトの一部を複
合電磁コイルで構成し、上部の磁束密度を小さく
することにより、磁場遮蔽スクリーンを挿入しな
くとも、挿入した場合とほぼ同程度の鋳塊表面性
状が得られることがわかる。 ［発明の効果］ 以上、説明したように、この発明のEMCモー
ルドの効果を要約すると下記のとおりである。 １ 電磁遮蔽スクリーンが不要である。 ２ EMCモールドの製作費の軽減。 ３ EMCモールドの小型化、省スペースが期待
され、したがつて多連装化が容易である。 ４ 遮蔽スクリーンで消費されるエネルギーが節
約できる。 ５ EMCモールドの組立、調整作業が軽減され
る。
第１図、第１図ａおよび第２図はこの発明の
EMCモールドの具体例を示す部分拡大説明図、
第１図ｂは比較例のEMCモールドの具体例を示
すコイル部分の拡大説明図、第３図は従来の
EMCモールドの構成の概要説明図、第４図は各
形状のコイルにおける電磁圧分布を示すグラフで
ある。 １および８……電磁コイル、２……磁場遮蔽ス
クリーン、３……溶湯、４……鋳塊、５……冷却
水ジヤケツト、６……磁束、７……冷却水。
EMCモールドの具体例を示す部分拡大説明図、
第１図ｂは比較例のEMCモールドの具体例を示
すコイル部分の拡大説明図、第３図は従来の
EMCモールドの構成の概要説明図、第４図は各
形状のコイルにおける電磁圧分布を示すグラフで
ある。 １および８……電磁コイル、２……磁場遮蔽ス
クリーン、３……溶湯、４……鋳塊、５……冷却
水ジヤケツト、６……磁束、７……冷却水。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 環状の電子コイルによつて生起された磁場内
で溶融金属の表面が一定の位置に保たれ、磁場に
よつて溶融金属内に圧縮力が生起され、かつ、溶
融金属が鋳塊の形状に形成されるように前記電磁
コイルの内側に供給された溶融金属流の周囲に磁
場を誘導するような電磁場鋳造装置において、該
電磁コイルが鋳片冷却用冷却水ジヤケツトの一部
を構成し、かつ、上方ほど内法を凸状に曲線的に
大きくした環状電磁コイルであることを特徴とす
る電磁場鋳造装置。 ２ 環状の電磁コイルによつて生起された磁場内
で溶融金属の表面が一定の位置に保たれ、磁場に
よつて溶融金属内に圧縮力が生起され、かつ、溶
融金属が鋳塊の形状に形成されるように前記電磁
コイルの内側に供給された溶融金属流の周囲に磁
場を誘導するような電磁場鋳造装置において、該
電磁コイルが鋳片冷却用冷却水ジヤケツトの一部
を構成し、かつ、上部コイルを下部コイルよりも
比抵抗の高い材料で構成した複合コイルであるこ
とを特徴とする電磁場鋳造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3898386A JPS62199249A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 電磁場鋳造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3898386A JPS62199249A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 電磁場鋳造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62199249A JPS62199249A (ja) | 1987-09-02 |
| JPH0429454B2 true JPH0429454B2 (ja) | 1992-05-19 |
Family
ID=12540382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3898386A Granted JPS62199249A (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 電磁場鋳造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62199249A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4982796A (en) * | 1988-10-18 | 1991-01-08 | Arch Development Corp. | Electromagnetic confinement for vertical casting or containing molten metal |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56160856A (en) * | 1980-04-11 | 1981-12-10 | Olin Mathieson | Method and device for casting material to form of thin strip |
-
1986
- 1986-02-26 JP JP3898386A patent/JPS62199249A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56160856A (en) * | 1980-04-11 | 1981-12-10 | Olin Mathieson | Method and device for casting material to form of thin strip |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62199249A (ja) | 1987-09-02 |
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