JPH0767604B2 - 連続鋳造用電磁撹拌方法 - Google Patents

連続鋳造用電磁撹拌方法

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JPH0767604B2
JPH0767604B2 JP32942090A JP32942090A JPH0767604B2 JP H0767604 B2 JPH0767604 B2 JP H0767604B2 JP 32942090 A JP32942090 A JP 32942090A JP 32942090 A JP32942090 A JP 32942090A JP H0767604 B2 JPH0767604 B2 JP H0767604B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 同じ電磁撹拌装置で、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
用電磁撹拌装置であって、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
を変更するだけで、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
電磁撹拌方法に関する。
従来の技術 従来の電磁撹拌装置には、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撹拌装置は、主に、ス
ラブの電磁撹拌を行っている。
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相巻線コイル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、溶鋼の撹拌作用を行わせる
ものである。
このスラブを電磁撹拌する場合は、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相巻線の結線を
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撹拌を行っている。
その構成は第10図に示すように、ビレットまたはブルー
ム溶鋳型を囲んだ電磁撹拌装置を設け、その電磁撹拌装
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撹拌装置で
は、1ストランドのスラブの電磁撹拌を行う場合は特に
問題がないが、同じ電磁撹拌装置で、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撹拌しようとす
れば撹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
時的で、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相巻線の結線を示した
場合、電磁撹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、B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0.098T、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
を撹拌する撹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の撹拌推力は第9図の溶鋼流動分布図に示
すように、撹拌推力は弱いとともに、撹拌回転中心が鋳
型の中心に生じず、鋳型の外の左側に生じている。その
点からも撹拌効率の低下をまねいている。さらに、電磁
撹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、回転磁界型の電磁撹拌装置では、各々の鋳型に電
磁撹拌装置を設けるため、そのような撹拌力の不均一は
なくなるが、1ストランド用、2ストランド用、3スト
ランド用の電磁撹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、鋳型を囲む電磁撹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大
きくしなければならないという問題が生じる。
問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撹拌方法において、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、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、 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、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撹拌方法である。
作用 前記のように、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により、V
と−V、Uと−U、Wと−Wとを結ぶ線が3組の×線交
点並びに2組の*線の交点に高い磁束密度と、電磁撹拌
の撹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、B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
撹拌回転中心をもってくることができる。
そのため、溶鋼を撹拌する力は大きく、そしてロスが少
ない電磁撹拌ができる。
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、B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、鋳型中心に撹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ストランドのビレット鋳造の場合の電磁撹
拌装置のコイル巻線のUVW3相の組合せを示し、その組合
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撹拌装置を設けている。そ
の電磁撹拌装置は、鉄芯とコイルから構成され、1つの
鉄芯には、6組のコイルが巻いてある。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1図のa,b,………f図はt1,t2,……t6の時間経過とと
もにコイル巻線のUVW3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,−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層巻線を結線す
ると、Vと−V、Uと−U、Wと−Wとを結ぶ線が3組
の×線となり、3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、電磁撹拌の撹
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、Vと−V、Uと−U、Wと−Wとを結ぶ線が
3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、Vと−V、Uと−U、Wと−
Wとを結ぶ線が3組の×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,B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、X軸に幅方向の距離を、Y軸に磁束密度
T(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、ほぼ均等である。
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、撹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撹拌装
置のコイル巻線のUVW3相の組合せを示し、その組合せが
時間とと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撹拌装置を設けている。その
電磁撹拌装置は、鉄芯とコイルから構成され、1つの鉄
芯には、6組のコイルが巻いてある。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t1,t2,……t6の時間経過とと
もにコイル巻線のUVW3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相巻線を結線す
ると、Vと−V、U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、電磁撹拌の撹
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、Vと−V、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、Vと−V、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、電磁撹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
磁撹拌装置を設け、鋳片内部の未凝固溶鋼を撹拌するこ
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。
同じ電磁撹拌装置で、3ストランドおよび2ストラン
ド鋳造の電磁撹拌を行う場合、各々の鋳型内の溶鋼を大
きな撹拌力で、かつ、均等な撹拌力で撹拌でき、しかも
各々の鋳型のほぼ中心に撹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、撹拌効率が非常によい。
同じ撹拌装置で、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撹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撹拌装置を設けた場
合、電磁撹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)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)は3
ストランドビレット鋳造の場合の電磁撹拌装置の平面
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撹拌装置
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撹拌装置の平面図、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撹拌装置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撹拌装置の
平面図、第7図は従来の3ストランドビレット鋳造の場
合の電磁撹拌装置の平面図、第8図はその場合の電磁撹
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鋳型内溶鋼流動分布図、第10図は従来の回転磁界式
の電磁撹拌装置の平面図である。 1……直線移動磁界式電磁撹拌装置、2……コイル、3
……鉄芯、4……溶鋼、5……鋳型、6……回転移動磁
界式電磁撹拌装置。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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撹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
    磁撹拌方法。
  2. 【請求項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,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
    撹拌方法。
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CN104353797B (zh) * 2014-07-04 2016-09-28 河南中孚实业股份有限公司 伸缩式铸锭凝固末端电磁搅拌装置
CN106475537A (zh) * 2015-08-25 2017-03-08 宝山钢铁股份有限公司 搅拌区域可调的电磁搅拌装置及方法

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