JPH06182517A - 溶融金属の流動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続鋳造鋳型内における溶鋼流の水平方向各
部での流速を等しくする。 【構成】 リニアモ−タを形成するように配列した各電
磁石のコイルに、溶鋼駆動用交流電流又は溶鋼制動用直
流電流を流す。各電磁石に接続した通電制御回路のそれ
ぞれには、駆動用交流レベル設定器又は制動用直流レベ
ル設定器を備えて、これらで、各電磁石毎に駆動用交流
レベル又は制御動直流レベルを調節して、溶鋼流を水平
方向で一定速度とする。交流通電又は直流通電を簡単な
通電回路で行なうために、また、それらのレベル設定を
容易にするために、通電電流値は、ＧＴＯの通電デュ−
ティで制御する。 【効果】 過大流動速度は抑制されてパウダ−の巻込み
が抑制されかつ介在物の浮上が促進される。過小流動速
度は増速又は無制動されてブロ−ホ−ルの発生が抑止さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳型内溶融金属の流動
速度を調整する流動制御装置に関し、特に、これに限る
意図ではないが、連続鋳造鋳型内の溶融金属の流速を、
水平方向で可及的に一定にするための流動制御装置に関
する。

【０００２】

【従来技術】例えば連続鋳造では、タンデイッシュより
鋳型に溶鋼が注入され、鋳型において溶鋼は鋳型壁面か
ら次第に冷却されつつ引き抜かれる。同一高さの鋳型壁
面における温度が不均一であると、表面割れやシェル破
断を生じ易い。これを改善するために、従来は、電磁石
あるいはリニアモ−タを用いて、鋳型内で溶鋼をその上
面と平行に、鋳型壁面に沿って循環流動駆動する（例え
ば特開平１−２２８６４５号公報）。また溶鋼表層部で
の溶鋼流動速度が不均一であると、溶鋼上のパウダ−が
溶鋼中に巻き込まれ、これが鋼片中の欠陥となるが、鋳
型にはタンデイッシュより注入ノズルを介して溶鋼が供
給され、この溶鋼が鋳型に流入する速度が高く、これに
よりパウダ−巻込みを生じ易い。これを改善するために
特開平３−２５８４４２号公報には、溶鋼に静磁界を加
える電磁ブレ−キ装置が提示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平１−２２８６４
５号公報に提示の溶鋼の流動駆動はある程度の効果があ
るものの、注入ノズルを介してタンデイッシュに流入す
る溶鋼の流れにより鋳型壁面に沿った循環流動が乱され
る。この種の流動駆動には、鋳型の長辺に沿って配列さ
れた複数個の磁極のそれぞれに電気コイルを巻回したリ
ニアモ−タ型の電磁石が用いられるが、電気コイルは３
相の各相毎に束ねられ、１２０°位相のずれた３相電源
の各相に、束ねられた単位で接続され、３相電源の電圧
および又は周波数をインバ−タやサイクロコンバ−タで
調整され、これにより、所要の駆動力および速度が得ら
れる。３相電源を用いる場合、各相電流の総和（電流が
流れる方向により＋，−の極性を付した電流和）が零と
なるので、リニアモ−タは定常領域で駆動力が一定であ
り、端領域では駆動力が低い。いずれにしてもリニアモ
−タの駆動力は、その全体については出力電圧および又
は周波数の調節により調整できるが、リニアモ−タの延
びる方向（長辺に沿う方向）各部で任意（部分的）に駆
動力を調整しえない。したがって、溶鋼注入ノズルより
溶鋼が高速で流入する所では、これに対して駆動力が不
足（注入溶鋼の流れ方向とリニア駆動方向が逆向き）又
は過大（注入溶鋼の流れ方向とリニア駆動方向が同方
向）となり、ノズルより離れた所ではリニア駆動力が不
足するなど、溶鋼注入による鋳型内溶鋼の流速の不均一
分布を十分に改善することができない。

【０００４】特開平３−２５８４４２号公報に提示の電
磁ブレ−キ装置も同様に、電磁石全体が長辺全長又はそ
の特定部位のみに磁界を与えるので、溶鋼注入による鋳
型内溶鋼の流速の不均一分布を十分に改善することはで
きない。すなわち注入ノズルを介してタンデイッシュに
流入する溶鋼の流れを抑制する効果があるが、流速分布
を均一化する効果は低い。

【０００５】本発明は、溶融金属の流速分布をより均一
化しうる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】本願の第１発明の流動制
御装置は、溶融金属を取り囲む鋳型辺(1)に沿って配列
した複数個の磁極(11〜19)；各磁極を励磁するための複
数個の電気コイル(1Aa〜3Aa,1Ba〜3Ba,1Ca〜3Ca)；直流
電源(60);前記複数個の電気コイルのそれぞれと前記直
流電源の間に介挿され各電気コイルを個別に前記直流電
源に、正極性接続および負極性接続する、複数個のスイ
ッチング手段(41〜49の411,412);電気コイルそれぞれの
リニア駆動力を定めるための駆動力設定手段(61〜69の6
11,612)；および、電気コイルそれぞれに前記駆動力設
定手段が定めたリニア駆動力を発生する交流電流(Iaa:A
a,Ba,Ca)を通電するために前記スイッチング手段を、接
極性接続付勢および負極性接続付勢する、交流通電制御
手段(81〜83;61〜69の、611,612,615〜621;41〜49の41
3,414)；を備える。

【０００７】本願の第２発明の流動制御装置は、溶融金
属を取り囲む鋳型辺(1)に沿って配列した複数個の磁極
(11〜19)；各磁極を励磁するための複数個の電気コイル
(1Aa〜3Aa,1Ba〜3Ba,1Ca〜3Ca)；直流電源(60);前記複
数個の電気コイルのそれぞれと前記直流電源の間に介挿
され、各電気コイルを個別に前記直流電源に接続する、
複数個のスイッチング手段(41〜49の411,412);電気コイ
ルそれぞれの制動力を定めるための制動力設定手段(61
〜69の613,614)；および、電気コイルそれぞれに、前記
制動力設定手段が定めた制動力を発生する直流電流(Ib)
を通電するために該制動力対応の通電デュ−ティで前記
スイッチング手段をオン／オフ付勢する、直流通電制御
手段(61〜69の614〜621;41〜49の413,414)；を備える。

【０００８】なお、上記カッコ内に示した記号等は、後
述する実施例中の対応する要素の符号又は対応事項を参
考までに示したものである。

【０００９】

【作用】前記第１発明の流動制御装置では、前記交流通
電制御手段が、前記スイッチング手段を接極性接続付勢
および負極性接続付勢して、溶融金属を取り囲む鋳型辺
(1)に沿って配列した複数個の磁極(11〜19)のそれぞれ
を励磁するための複数個の電気コイル(1Aa〜3Aa,1Ba〜3
Ba,1Ca〜3Ca)に、前記駆動力設定手段が定めたリニア駆
動力を発生する交流電流(Iaa:Aa,Ba,Ca)を通電する。こ
れにより溶融金属は磁極の配列方向に流動駆動される
が、各磁極が及ぼす駆動力が前記駆動力設定手段が磁極
（電気コイル）毎に定めたものとなる。したがってこの
設定を、溶融金属流速が長辺(1)に沿う方向の各部で実
質上同一になるようにしておくことにより、例えば、溶
鋼注入ノズルより溶鋼が高速で流入する所では、流動方
向がリニア駆動方向と対向する位置では駆動力を大きく
設定し流動方向が同方向の位置では駆動力を小さく設定
しノズルより離れた所では流速の不足を補う駆動力を設
定することにより、溶鋼注入による鋳型内溶鋼の流速の
不均一分布を十分に改善することができる。

【００１０】前記第２発明の流動制御装置では、前記直
流通電制御手段が、前記制動力設定手段が設定した制動
力対応の通電デュ−ティで前記スイッチング手段をオン
／オフ付勢して電気コイルのそれぞれに、前記制動力設
定手段が定めた制動力を発生する直流電流(Ib)を通電す
る。これにより溶融金属は磁極の配列方向の各部で制動
されるが、各磁極が及ぼす制動力が前記制動力設定手段
が磁極（電気コイル）毎に定めたものとなる。したがっ
てこの設定を、溶融金属流速が長辺(1)に沿う方向の各
部で実質上同一になるようにしておくことにより、例え
ば、溶鋼注入ノズルより溶鋼が高速で流入する所では、
制動力を大きく設定し、ノズルより離れた所では流速が
低いので制動力を極く低く設定もしくは制動力零に設定
することにより、鋳型内溶鋼の流速の不均一分布を十分
に改善することができる。

【００１１】前記第１発明と第２発明の組合せにより、
鋳型内溶鋼の流速の不均一分布を抑制しかつ積極的に所
要の定流速を得ることができる。

【００１２】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１３】

【実施例】図１に、本発明の一実施例の、磁極および電
気コイルの配置を示す。図中１および２は、連続鋳造鋳
型の長辺、３および４は短辺であり、これらが囲む空間
に、注入ノズル３０を通して溶鋼が、図１紙面の表側か
ら裏側に向けて（垂直方向ｚで上方から下方に）、注入
される。この実施例では、鋳型（１〜４）内の溶鋼を、
３相リニアモ−タ型で長辺１に沿って右から左に（＋ｙ
から−ｙの方向に）駆動するために、第１組の９個の磁
極１１〜１９が長辺１の外側に水平方向（＋ｙから−ｙ
の方向）に配置している。また、長辺２に沿って左から
右に（−ｙから＋ｙの方向に）駆動するために、第２組
の９個の磁極２１〜２９が長辺２の外側に水平方向（＋
ｙから−ｙの方向）に配置されている。これらの磁極に
は、それぞれ１個の電気コイル１Ａａ等が巻回されてい
る。磁極間の共通磁路である磁極ベ−ス１０と２０は、
それらの外部への磁束の漏れを抑制するように、ヨ−ク
３１，３２で接続されている。

【００１４】図２を参照する。第１組の第１磁極１１に
巻回された、第１組の第１電気コイル１Ａａは、図２に
示すように、正極性通電用のＧＴＯ（ゲ−ト・タ−ン・
オフ・ＳＣＲ）４１１および負極性通電用のＧＴＯ４１
２を通して、直流電源６０の＋出力端および−出力端に
接続される。ＧＴＯ４１１および４１２は、それぞれＧ
ＴＯドライバ４１３および４１４でオン（通電）／オフ
（非通電）付勢される。電気コイル１Ａａに流れる電流
の値（絶対値）を電流検出器４１５が検出し、それを示
すアナログ信号を、後述の通電パルス発生器６１に与え
る。これらの通電および検出回路要素と電気コイル１Ａ
ａの組合せ回路が、第１の励磁回路４１である。

【００１５】他の電気コイル１Ａｂ等も、同様な通電お
よび検出回路要素が接続されて、同様な励磁回路４２等
を構成している。すなわち図１に示す第１組９個および
第２組９個の電気コイル１Ａａ等に関して、図２に示す
ように、第１組９個の励磁回路４１〜４９および第２組
９個の励磁回路５１〜５９が構成されている。

【００１６】図３を参照する。図３は、図２に示す励磁
回路４１〜４９および５１〜５９を含めた、流動制御回
路の全体構成を示す。なお図３においては、電源回路は
省略し、制御信号の流れる方向を矢印で示した。励磁回
路４１〜４９，５１〜５９のＧＴＯドライバ（４１１，
４１２）には、通電パルス発生器６１〜６９，７１〜７
９が、オン指示パルス（高レベルＨがオン指示／低レベ
ルＬはオフ指示）を与える。通電パルス発生器６１の構
成を図４に示す。その機能は後述する。他の通電パルス
発生器６２等も、６１と同一の構成である。

【００１７】第１組の中の通電パルス発生器６１，６４
および６７には関数発生器８１が、交流サイン波（例え
ば図７のＡａ）状の時系列電流変化をもたらす一連の通
電デュ−ティデ−タを与える。第１組の中の通電パルス
発生器６２，６５および６８には関数発生器８２が、交
流サイン波（例えば図７のＢａ）状の時系列電流変化を
もたらす一連の通電デュ−ティデ−タを与える。第１組
の中の通電パルス発生器６３，６６および６９には関数
発生器８３が、交流サイン波（例えば図７のＣａ）状の
時系列電流変化をもたらす一連の通電デュ−ティデ−タ
を与える。

【００１８】第２組の中の通電パルス発生器７１，７４
および７７には関数発生器８４が、交流サイン波（例え
ば図７のＡｂ）状の時系列電流変化をもたらす一連の通
電デュ−ティデ−タを与える。第２組の中の通電パルス
発生器７２，７５および７８には関数発生器８５が、交
流サイン波（例えば図７のＢｂ）状の時系列電流変化を
もたらす一連の通電デュ−ティデ−タを与える。第２組
の中の通電パルス発生器７３，７６および７９には関数
発生器８６が、交流サイン波（例えば図７のＣｂ）状の
時系列電流変化をもたらす一連の通電デュ−ティデ−タ
を与える。

【００１９】関数発生器８１の構成は図５に示す。その
機能は後述する。他の関数発生器８２〜８６も８１と同
一構成である。パルス発生回路９０は、交流サイン波
（例えば図７のＡａ〜Ｃａ，Ａｂ〜Ｃｂ）状の時系列電
流変化をもたらすように各連の通電デュ−ティデ−タを
発生するためのタイミングパルス等、タイミング信号を
発生し、関数発生器８１〜８６に与える。

【００２０】図６を参照して、パルス発生回路９０が発
生するパルスを説明する。溶鋼流動駆動用の交流電流波
形を図６に示すＩｓと想定すると、パルス発生回路９０
は、交流電流波形Ｉｓの一周期に対して極めて短い周期
の、クロックパルスＰｄを発生し、クロックパルスＰｄ
を分周して、やはりＩｓの一周期に対して短かい周期
の、デュ−ティ通電の一周期を規定する通電タイミング
パルスＰａを発生し、パルスＰａを分周して、交流電流
波形Ｉｓの一周期を規定する第１の交流周期同期パルス
Ｐｂｏを発生する。回路９０は更に、パルスＰｂｏを基
点にパルスＰａをカウントして、交流電流波形Ｉｓに図
７のＡａを対応付けると、それより１２０°，２４０
°，１８０°，６０°および３００°位相が遅れた波形
Ｂａ，Ｃａ，Ａｂ，ＢｂおよびＣｂ（図７）を発生させ
るための第２，第３，第４，第５および第６の交流周期
同期パルスＰ_b120，Ｐ_b240，Ｐ_b180，Ｐ_b60およびＰ
_b300を発生する。これらのパルスは、図５に示すよう
に、関数発生器８１〜８６ならびに通電パルス発生器６
１〜６９，７１〜７９に与えられる。

【００２１】図５を参照して、関数発生器８１の機能を
説明する。メモリ８１２には、溶鋼流動駆動用の基準交
流電流波形Ｉｓ（図６）なる電流を電気コイルに通電す
るための通電デュ−ティデ−タ（パルスＰａの一周期の
間の通電時間デ−タであり、クロックパルスＰｄの個数
を表わす）が、Ｉｓの１サイクル分格納されており、前
半サイクルおよび後半サイクルの通電デュ−ティデ−タ
が表わす値の絶対値は同じであるが、前半サイクルの通
電デュ−ティデ−タは正極性通電を指定するために正値
とされ、後半サイクルの通電デュ−ティデ−タは負極性
通電を指定するために負値とされている。第１の交流周
期同期パルスＰｂｏ（の高レベルＨ）がアドレスカウン
タ８１１をクリアし、このパルス信号Ｐｂｏが低レベル
Ｌの間アドレスカウンタ８１１が通電タイミングパルス
Ｐａ（の立上り）をカウントアップする。アドレスカウ
ンタ８１１のカウントデ−タがメモリ８１２の読出しア
ドレスを指定する。これによりメモリ８１２は、パルス
Ｐａの到来（Ｐａの立上り）に同期して、基準交流電流
波形Ｉｓを電気コイルに通電するための一連（Ｉｓの１
サイクル分）の通電デュ−ティデ−タを順次に出力し、
パルスＰｂｏが到来するとまた同じく一連の通電デュ−
ティデ−タを順次に出力する。メモリ８１２の出力デ−
タは、パルスＰａ（の立下り）に同期してラッチ８１３
にラッチ（記憶）される。

【００２２】関数発生器８２〜８６の構成は８１の構成
と同一であるが、図５に示すように、関数発生器８２に
は、第２の交流周期同期パルスＰｂ₁₂₀が与えられてこ
れによりそのアドレスカウンタ（図示せず）がクリアさ
れるので、またＰｂ₁₂₀はＰｂｏより１２０°位相が遅
れているので、関数発生器８１が発生する通電デュ−テ
ィデ−タに基づいた電気コイル通電電流が例えば図７の
Ａａとなる場合、関数発生器８２が発生する通電デュ−
ティデ−タに基づいた電気コイル通電電流は図７のＢａ
となる。関数発生器８３には、第３の交流周期同期パル
スＰｂ₂₄₀が与えられてこれによりそのアドレスカウン
タ（図示せず）がクリアされるので、またＰｂ₂₄₀はＰ
ｂｏより２４０°位相が遅れているので、関数発生器８
３が発生する通電デュ−ティデ−タに基づいた電気コイ
ル通電電流は図７のＣａとなる。大要では後述するよう
に、これらの関数発生器８１〜８３が出力する通電デュ
−タィデ−タに基づいて電気コイルに流れる電流（波
形）のＡａ（８１出力）は図１に示す電気コイル１Ａ
ａ，２Ａａ，３Ａａに、Ｂａ（８２出力）は電気コイル
１Ｂａ，２Ｂａ，３Ｂａに、Ｃａ（８３出力）は電気コ
イル１Ｃａ，２Ｃａ，３Ｃａに流れるので、第１組の磁
極１１〜１９により鋳型の長辺１に沿って右（＋ｙ）か
ら左（−ｙ）に移動する磁界が、鋳型内の溶融金属に作
用する。

【００２３】関数発生器８４には、第４の交流周期同期
パルスＰｂ₁₈₀が与えられてこれによりそのアドレスカ
ウンタ（図示せず）がクリアされるので、またＰｂ₁₈₀
はＰｂｏより１８０°位相が遅れているので、関数発生
器８１が発生する通電デュ−ティデ−タに基づいた電気
コイル通電電流が例えば図７のＡａとなる場合、関数発
生器８４が発生する通電デュ−ティデ−タに基づいた電
気コイル通電電流は図７のＡｂとなる。関数発生器８５
には、第５の交流周期同期パルスＰｂ₆₀が与えられてこ
れによりそのアドレスカウンタ（図示せず）がクリアさ
れるので、またＰｂ₆₀はＰｂｏより６０°位相が遅れて
いるので、関数発生器８５が発生する通電デュ−ティデ
−タに基づいた電気コイル通電電流は図７のＢｂとな
る。また、関数発生器８６には、第６の交流周期同期パ
ルスＰｂ₃₀₀が与えられてこれによりそのアドレスカウ
ンタ（図示せず）がクリアされるので、またＰｂ₃₀₀は
Ｐｂｏより３００°位相が遅れているので、関数発生器
８６が発生する通電デュ−ティデ−タに基づいた電気コ
イル通電電流は図７のＣｂとなる。Ｃｂに対してＢｂは
１２０°位相が遅れており、ＡｂはＣｂに対して２４０
°位相が遅れている点に注意されたい。大要では後述す
るように、これらの関数発生器８４〜８６が出力する通
電デュ−タィデ−タに基づいて電気コイルに流れる電流
（波形）のＡｂ（８４出力）は図１に示す電気コイル４
Ａｂ，５Ａｂ，６Ａｂに、Ｂｂ（８５出力）は電気コイ
ル４Ｂｂ，５Ｂｂ，６Ｂｂに、Ｃｂ（８６出力）は電気
コイル４Ｃｂ，５Ｃｂ，６Ｃｂに流れるので、第２組の
磁極２１〜２９により鋳型の長辺２に沿って左（−ｙ）
から右（＋ｙ）に移動する磁界が、鋳型内の溶融金属に
作用する。

【００２４】図４を参照して通電パルス発生器６１の機
能を説明する。関数発生器８１の出力デ−タ（図７のＡ
ａ対応）は乗算器６１２に与えられる。乗算器６１２に
は駆動電流設定器６１１が増幅率デ−タを与える。設定
器６１１は、オペレ−タが増幅率を指定するためのアブ
ソリュ−トエンコ−ダを有する。該エンコ−ダの摘子を
廻わすとエンコ−ダの、数値を示す出力コ−ドが、回転
角対応のものに変化する。ここで増幅率は、０以上の値
である。乗算器６１２は、関数発生器８１が与えるデュ
−ティデ−タが表わす値に設定器６１１が与えるデ−タ
（増幅率）を乗算した値を示す通電デュ−ティデ−タを
加算器６１４に与える。例えば、設定器６１１が与える
増幅率が１のときには、電気コイル１Ａａには基準電流
Ｉｓ（図６）が流れるが、増幅率が１より大きいと例え
ば図６に示すＩaaとなる。増幅率が１未満のときには基
準電流Ｉsより低レベルの電流が電気コイルに流れる。

【００２５】加算器６１４には、上述の増幅率を乗算し
た通電デュ−ティデ−タ（溶鋼流動駆動用の電流値を指
定する）の他に、制動電流設定器６１３が、制動電流指
示デ−タを与える。設定器６１３も、オペレ−タが制動
電流値（を決定する通電デュ−ティ）を指定するための
アブソリュ−トエンコ−ダを有する。該エンコ−ダの摘
子を廻わすとエンコ−ダの、数値を示す出力コ−ドが、
回転角対応のものに変化する。ここで制動電流値は、
０，正値および負値であり、エンコ−ダの摘子が中立位
置のときエンコ−ダは０を表わすデ−タを、中立位置よ
り時計方向に回転すると回転角対応の正値を表わすデ−
タを、中立位置より反時計方向に回転すると絶対値が回
転角対応の値の負値を表わすデ−タを、加算器６１４に
出力する。例えば、設定器６１３が与えるデ−タが、制
動電流値０を越える正値（例えば図６のＩｂを指定）の
ときには、電気コイル１Ａaには、溶鋼流動駆動用の電
流(例えば図６のＩaa)を、正方向にＩｂ分シフトした、
図６に示すＩbaが流れる。すなわち電気コイル電流が、
溶鋼流動駆動用の電流Ｉaaに、制動用の直流バイアスＩ
bを加えたものとなる。設定器６１３が与えるデ−タが
負値のときには、電気コイル電流は、溶鋼流動駆動用の
電流Ｉaaを負方向にシフトしたものとなる。

【００２６】加算器６１４の出力デ−タ（が表わす値）
の正，負極性を、極性判別器６１５が検出し、正極性と
検出したときに高レベルＨで、負極性と検出したときに
低レベルＬの極性検出信号をアンドゲ−ト６２０，６２
１に与え、加算器６１４の出力デ−タの絶対値を示すデ
−タを加算器６１６およびフィ−ドバック演算器６２２
に与える。フィ−ドバック演算器６２２は、電気コイル
の電流目標値（加算器６１４の出力デ−タの絶対値が示
す電流値）から、電気コイルに流れた電流値（の絶対
値。図２に示す電流検出器４１５の出力）を減算した値
を示すデ−タをパルスＰａに同期してラッチ６２３にラ
ッチ（記憶）する。ラッチ６２３の出力デ−タは、電気
コイルに流れる電流値を電流目標値とするために必要な
補正量を表わし、それが正値のときには通電電流値（通
電デュ−ティ）の所要アップ量を、負値のときには所要
ダウン量を表わす。

【００２７】加算器６１６は、電流目標値（加算器６１
４の出力デ−タの絶対値）に補正量（ラッチ６２３の出
力）を加算した値をカウンタ６１７に出力する。なお、
ラッチ６２３が与える補正量が負値のときには、加算器
６１６は実質上減算を行なうことになる。カウンタ６１
７には、パルスＰａを遅延器６１８で遅延して得たパル
スがロ−ド指示信号として、またクロックパルスＰｄが
カウントパルスとして与えられ、カウンタ６１７は、パ
ルスＰａを遅延して得たパルス（ロ−ドパルス）が高レ
ベルＨに立上ったときに加算器６１６の出力デ−タをロ
−ドして、ロ−ドパルスが立下ると、クロックパルスＰ
ｄをカウントし、カウント値がロ−ド値（加算器６１６
の出力デ−タ）に合致すると、キャリ−信号を発生して
フリップフロップ６１９をリセットする。なお、フリッ
プフロップ６１９はロ−ドパルスの立下でセットされて
そのＱ出力をＬからＨに反転し、キャリ−信号でリセッ
トされてＱ出力をＨからＬに戻す。これにより、フリッ
プフロップ６１９のＱ出力は、パルスＰａに同期して立
上り、この立上りから、加算器６１６の出力デ−タが示
す時間（パルスＰｄの数）の経過の後に立下る。なお、
ロ−ドパルスを、パルスＰａより遅延させているのは、
関数発生器８１の出力デ−タがパルスＰａに同期して切
換わるが、切換わったデ−タに関して、乗算器６１２，
加算器６１４，極性判別器６１５および加算器６１６に
よる演算，判定等の処理時間（遅れ時間）があるので、
すべての演算，判定等の完了を待つためである。

【００２８】フリップフロップ６１９の、上述のＱ出力
はアンドゲ−ト６２０および６２１に与えられる。これ
らのアンドゲ−ト６２０，６２１には極性検出信号（判
別器６１５の出力）も与えられ、これがアンドゲ−ト６
２０にはそのまま入力され、アンドゲ−ト６２１には反
転して入力されるので、加算器６１４の出力デ−タが正
値を示すものであるときにはアンドゲ−ト６２０が、前
記Ｑ出力が高レベルＨの間のみＨの通電指示信号Ｐｄｐ
を発生し、加算器６１４の出力デ−タが負値を示すもの
であるときにはアンドゲ−ト６２１が、前記Ｑ出力が高
レベルＨの間のみＨの通電指示信号Ｎｄｐを発生する。
これらの信号ＰｄｐおよびＮｄｐは関数発生器８１の出
力デ−タの変化に対応して図６に示すように時系列で変
化し、それぞれ、図２に示す励磁回路４１のＧＴＯドラ
イバ４１３および４１４に与えられる。ＧＴＯドライバ
４１３は、信号ＰｄｐがＨの間のみＧＴＯ４１１を導通
とし、これにより電気コイル１Ａａには、信号Ｐｄｐが
Ｈの間のみ正方向電流が流れる。ＧＴＯドライバ４１４
は、信号ＮｄｐがＨの間のみＧＴＯ４１２を導通とし、
これにより電気コイル１Ａａには、信号ＮｄｐがＨの間
のみ正方向電流が流れる。これらにより、電気コイル１
Ａａの通電電流（時系列平滑値）が図６に示すＩｂａと
なる。この電流Ｉｂａの正ピ−クから負ピ−クの間の変
動は乗算器６１２の出力によって定まる溶鋼流動駆動電
流成分であって、駆動電流設定器６１１により、正ピ−
ク／負ピ−ク間のレベル差すなわち交流電流値つまり溶
鋼駆動力を調節しうる。Ｉｂａの直流バイアス分Ｉｂ
は、制動電流設定器６１３の出力によって定まる制動電
流成分であって、制動電流設定器６１３によって調節し
うる。すなわち制動電流設定器６１３によって制動力を
調節しうる。

【００２９】他の通電パルス発生器６２〜６９ならびに
７１〜７９も、上述の図４に示す通電パルス発生器６１
と同じ構成であり、同様に動作する。

【００３０】以上の構成により、図１に示す電気コイル
１Ａａ，２Ａａ，３Ａａには、図７に示す電流波形Ａａ
（８１出力）の振幅および直流バイアスを電気コイル毎
に調節した電流が流れ、電気コイル１Ｂａ，２Ｂａ，３
Ｂａには、図７に示す電流波形Ｂａ（８２出力）の振幅
および直流バイアスを電気コイル毎に調節した電流が流
れ、電気コイル１Ｃａ，２Ｃａ，３Ｃａには、図７に示
す電流波形Ｃａ（８３出力）の振幅および直流バイアス
を電気コイル毎に調節した電流が流れるので、第１組の
磁極１１〜１９により、鋳型の長辺１に沿って右（＋
ｙ）から左（−ｙ）に移動する磁界が、磁極毎に大きさ
を変えて鋳型内の溶融金属に作用し、しかも、磁極毎に
大きさが異なる制動磁界（静止磁界）が溶融金属に作用
する。

【００３１】同様に、図１に示す電気コイル４Ａｂ，５
Ａｂ，６Ａｂには、図７に示す電流波形Ａｂ（８４出
力）の振幅および直流バイアスを電気コイル毎に調節し
た電流が流れ、図１に示す電気コイル４Ｂｂ，５Ｂｂ，
６Ｂｂには、図７に示す電流波形Ｂｂ（８５出力）の振
幅および直流バイアスを電気コイル毎に調節した電流が
流れ、図１に示す電気コイル４Ｃｂ，５Ｃｂ，６Ｃｂに
は、図７に示す電流波形Ｃｂ（８６出力）の振幅および
直流バイアスを電気コイル毎に調節した電流が流れるの
で、第２組の磁極２１〜２９により鋳型の長辺２に沿っ
て左（−ｙ）から右（＋ｙ）に移動する磁界が、磁極毎
に大きさを変えて鋳型内の溶融金属に作用し、しかも、
磁極毎に大きさが異なる制動磁界（静止磁界）が溶融金
属に作用する。

【００３２】この実施例は、上述の移動磁界および制動
磁界により、図１に示す鋳型の長辺１に沿って右から左
に進み、短辺４に当ってそれに沿って長辺２に至り、長
辺２に沿って左から右に進み、短辺３に当ってそれに沿
って長辺１に至る、各辺に沿いしかもノズル３０の外部
を周回する、この流れ方向で速度が可及的に均一な溶鋼
流を生成しようとするものである。ところでノズル３０
から鋳型に流れ込む溶鋼により、図８の（ａ）および
（ｂ）に実線矢印で示すような溶鋼流が発生する。この
溶鋼流による、長辺１表面での、磁極１１〜１９配列方
向での流速分布は大略で図９の（ａ）に実線で示すもの
となり、長辺２表面での、磁極２１〜２９配列方向での
流速分布は大略で図９の（ｂ）に実線で示すものとな
る。

【００３３】この溶鋼流のノズル３０近くでの高い流速
を下げることによりパウダ−の巻き込みが抑制され溶鋼
中介在物の浮上が容易となり、また、溶鋼が滞留し易い
（速度が遅い）位置で溶鋼を流動駆動して、鋳型辺の面
に沿っての溶鋼流を水平方向で定方向かつ定速度とする
ことにより鋳型辺の面による溶鋼の凝固表面の水平方向
温度分布が均一となりブロ−ホ−ルの発生が抑制され
る。このようにするためには、溶鋼の流速を、例えば図
９に一点鎖線で示すように水平方向各部で一定値とすれ
ばよい。図９に示す例では、左下がり斜線領域は制動を
要し、右下り斜線領域は駆動を要する。これを満すため
の、各磁極に巻回した各電気コイルの所要電流値が図１
０に示すものとなる。なお、図９の（ａ）では磁極１９
（電気コイル３Ｃａ）では駆動を要するのに、図１０の
（ａ）では駆動電流に加えて制動電流も流す必要がある
ように示している。この制動電流は、長辺１に沿って左
に流れる溶鋼が短辺４にぶつかることによる、長辺１と
短辺４とのコ−ナ部での溶鋼の過度の盛り上がりを抑制
するための制動をかけるものである。図９の（ａ）では
磁極１１（電気コイル１Ａａ）では駆動を要するのに、
図１０の（ａ）では駆動電流に加えて制動電流も流す必
要があるように示している。この制動電流は、短辺３に
沿って長辺１に向かう溶鋼が短辺３にぶつかることによ
る、長辺１と短辺３とのコ−ナ部での溶鋼の過度の盛り
上がりを抑制するための制動をかけるものである。

【００３４】図１０に示す各電気コイルの駆動電流（右
下り斜線棒グラフで示される値）は、通電パルス発生器
６１〜６９，７１〜７９の駆動電流設定器（６１１）で
設定し、各電気コイルの制動電流（左下り斜線棒グラフ
で示される値）は、通電パルス発生器６１〜６９，７１
〜７９の制動電流設定器（６１３）で設定する。これに
より、大略で図９に一点鎖線で示す流速分布となり、磁
極１１等の位置（高さ）で溶鋼は図８の（ｂ）に一点鎖
線矢印で示す方向に流動し、鋳型各辺１〜４の表面直近
では略一定速度の定方向流となる。

【００３５】なお、上記実施例では、関数発生器８１〜
８６でサイン波電流を形成するためのデュ−ティデ−タ
を発生し、通電パルス発生器６１〜６９，７１〜７９で
は、関数発生器が与える通電デュ−ティデ−タに、駆動
電流設定器６１１が与える増幅率を乗算し、得た積に制
動電流設定器６１３が与える直流バイアス分のデュ−テ
ィを加算し、得た和に更に、電流フィ−ドバックによる
目標値からの偏差分のデュ−ティを加算して出力デ−タ
（通電デュ−ティ）を得ている。すなわち通電デュ−テ
ィデ−タのデジタル演算処理により出力デ−タを算出し
ている。

【００３６】しかし、通電デュ−ティは、通電デュ−テ
ィ制御で従来公知の他の処理方法で決定してもよい。例
えば、関数発生器８１〜８６でサイン波電圧を発生し、
該サイン波電圧を可変ゲイン増幅器で駆動電流設定器６
１１が出力する増幅率（アナログ信号）で増幅し、その
出力に、演算増幅器で制動電流設定器６１３が出力する
直流バイアス値（アナログ信号）ならびに電流フィ−ド
バックによる目標値からの偏差分（アナログ信号）を加
算して（可変ゲイン増幅器の出力をバイアスして）、得
たサイン波電圧を、比較器で所定周期，所定レベルの３
角波（アナログ信号）と比較して、サイン波電圧が３角
波より高いときにはＧＴＯ４１１をオン、ＧＴＯ４１２
をオフにし、サイン波電圧が３角波より低いときにはＧ
ＴＯ４１１をオフ、ＧＴＯ４１２をオンにするなど、ア
ナログ電気回路による信号処理により、上述の実施例と
同様に、例えば図６に示す電流Ｉｂａを電気コイルに流
すことができる。

【００３７】更には、上述の実施例では、電気コイル１
Ａａ等は、磁極１１等を周回する形で、すなわちｘ軸に
平行な直線を周回する形で磁極ベ−ス１０，２０に装着
しているが、これらの電気コイル１Ａａ等は、図１１に
示すように、磁極ベ−ス１０，２０の、磁極間幹部を周
回する形で、すなわちｙ軸（図１）に平行な直線を周回
する形で装着してもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上の通り本願の第１発明の流動制御装
置によれば、各磁極が及ぼす駆動力が駆動力設定手段(6
11)が磁極（電気コイル）毎に定めたものとなる。した
がってこの設定を、溶融金属流速が長辺(1)に沿う方向
の各部で実質上同一になるようにしておくことにより、
例えば、溶鋼注入ノズルより溶鋼が高速で流入する所で
は、流動方向がリニア駆動方向と対向する位置では駆動
力を大きく設定し流動方向が同方向の位置では駆動力を
小さく設定しノズルより離れた所では流速の不足を補う
駆動力を設定することにより、溶鋼注入による鋳型内溶
鋼の流速の不均一分布を十分に改善することができる。

【００３９】本願の第２発明の流動制御装置では、各磁
極が及ぼす制動力が制動力設定手段(613)が磁極（電気
コイル）毎に定めたものとなる。したがってこの設定
を、溶融金属流速が長辺(1)に沿う方向の各部で実質上
同一になるようにしておくことにより、例えば、溶鋼注
入ノズルより溶鋼が高速で流入する所では、制動力を大
きく設定し、ノズルより離れた所では流速が低いので制
動力を極く低く設定もしくは制動力零に設定することに
より、鋳型内溶鋼の流速の不均一分布を十分に改善する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の、磁極および電気コイル
の配列を示す図面であり、連続鋳造鋳型の水平断面を示
す。

【図２】 図１に示す電気コイルに接続された通電回路
を示すブロック図である。

【図３】 図２に示す励磁回路４１〜４９，５１〜５９
に通電信号を与える通電制御回路を示すブロック図であ
る。

【図４】 図３に示す通電パルス発生器６１の構成を示
すブロック図である。

【図５】 図３に示す関数発生器８１の構成を示すブロ
ック図である。

【図６】 図１および図２に示す電気コイル１Ａａに流
れる電流の時系列平滑値の１サイクル分Ｉｓ（基準値の
もの），Ｉａａ（コイル毎の駆動力補正を施したもの）
およびＩｂａ（駆動力補正および制動力補正を施したも
の），図３に示すパルス発生回路９０が発生するパル
ス、ならびに、図４に示す通電パルス発生器６１が発生
する通電指示信号を示すタイムチャ−トである。

【図７】 図５に示す関数発生器８１〜８６が発生する
通電デュ−ティデ−タに従って電気コイルに流れる電流
の時系列平滑値を示すタイムチャ−トである。

【図８】 （ａ）は図１に示す鋳型（１〜４）の垂直断
面図、（ｂ）は水平断面図である。

【図９】 （ａ）は、図１に示す鋳型（１〜４）へのノ
ズル３０よりの溶鋼の注入による、磁極１１等の高さで
の長辺１表面に沿った水平方向の、鋳型内溶鋼の流動速
度分布を示すグラフ、（ｂ）は、長辺２表面に沿った水
平方向の、鋳型内溶鋼の流動速度分布を示すグラフであ
る。

【図１０】 （ａ）は、図９の（ａ）に示す流動速度分
布を平担化するために必要な、長辺１の裏側に配置され
た電気コイル１Ａａ等に流す駆動電流および制動電流を
示すグラフ、（ｂ）は、図９の（ｂ）に示す流動速度分
布を平担化するために必要な、長辺２の裏側に配置され
た電気コイル１Ａｂ等に流す駆動電流および制動電流を
示すグラフである。

【図１１】 本発明のもう１つの実施例の、磁極および
電気コイルの配列を示す図面であり、（ａ）は連続鋳造
鋳型の水平断面を示し、（ｂ）は（ａ）に示す矢印Ｂ方
向の側面図である。

【符号の説明】

１：鋳型の長辺 ２：鋳型の長辺 ３：鋳型の短辺 ４：鋳型の短辺 １０：磁極ベ−ス １１〜１９：第１組の磁極 １Ａａ：磁極１１に巻回された電気コイル １Ｂａ：磁極１２に巻回された電気コイル １Ｃａ：磁極１３に巻回された電気コイル ・ ・ ３Ｃａ：磁極１９に巻回された電気コイル ２０：磁極ベ−ス ２１〜２９：第２組の磁極 ４Ａｂ：磁極２１に巻回された電気コイル ４Ｂｂ：磁極２２に巻回された電気コイル ４Ｃｂ：磁極２３に巻回された電気コイル ・ ・ ６Ｃｂ：磁極２９に巻回された電気コイル ３０：溶鋼注入ノズル ３１，３２：ヨ−ク ４１〜４９，５１〜５９：励磁回路 ６１〜６９，７１〜７９：通電パルス発生器

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年７月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植 山 高 次 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融金属を取り囲む鋳型辺に沿って配列し
   た複数個の磁極；各磁極を励磁するための複数個の電気
   コイル；直流電源;前記複数個の電気コイルのそれぞれ
   と前記直流電源の間に介挿され、各電気コイルを個別に
   前記直流電源に、正極性接続および負極性接続する、複
   数個のスイッチング手段；電気コイルそれぞれのリニア
   駆動力を定めるための駆動力設定手段；および、 電気コイルそれぞれに前記駆動力設定手段が定めたリニ
   ア駆動力を発生する交流電流を通電するために前記スイ
   ッチング手段を、正極性接続付勢および負極性接続付勢
   する、交流通電制御手段；を備える、溶融金属の流動制
   御装置。
2. 【請求項２】溶融金属を取り囲む鋳型辺に沿って配列し
   た複数個の磁極；各磁極を励磁するための複数個の電気
   コイル；直流電源;前記複数個の電気コイルのそれぞれ
   と前記直流電源の間に介挿され、各電気コイルを個別に
   前記直流電源に接続する、複数個のスイッチング手段；
   電気コイルそれぞれの制動力を定めるための制動力設定
   手段；および、 電気コイルそれぞれに前記制動力設定手段が定めた制動
   力を発生する直流電流を通電するために該制動力対応の
   通電デュ−ティで前記スイッチング手段をオン／オフ付
   勢する、直流通電制御手段；を備える、溶融金属の流動
   制御装置。