JPH10118750A - Continuous casting apparatus - Google Patents

Continuous casting apparatus

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JPH10118750A
JPH10118750A JP30859396A JP30859396A JPH10118750A JP H10118750 A JPH10118750 A JP H10118750A JP 30859396 A JP30859396 A JP 30859396A JP 30859396 A JP30859396 A JP 30859396A JP H10118750 A JPH10118750 A JP H10118750A
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slab
continuous casting
electromagnetic force
roll
magnetic field
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嘉男 戎
Kazuyoshi Sekine
和喜 関根
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EBISU KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an intense magnetic field having high uniformity by arranging one pair of superconducting coils so that the direction of a current between electrodes crosses the generated magnetic field direction. SOLUTION: The electrodes 2 are arranged so as to contact with both side surfaces of a cast slab 1. The electrodes 2 are fixed to electrode fixed frames 7 with springs 6 and slidingly shifted to the shifted cast slab 1. The superconducting coil 20 is built in a superconducting coil incorporating rigid frame 22. By using this device, electromagnetic force is improved in the casting direction at solid-liquid co-existing phase of the cast stab 1 in a continuous casting. Then, at least one pair of the superconducting coils 20 are arranged so that the direction of the current between these electrodes crosses the generated magnetic field direction to obtain the intense magnetic field having high uniformity in the wide space of the device. In an electromagnetic force impressing device, plural roll pairs (upper roll and lower roll) 24, 25 for supporting and compressing the cast slab 1 and giving rolling reduction gradient so that the rolling reduction rate becomes larger as the cast slab goes to further the downstream side of the cast slab 1. Current density distribution can freely be controlled by using the slidingly shifting electrode system.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造において
生成する中心欠陥を無くすための鋳造装置に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a casting apparatus for eliminating a central defect generated in continuous casting.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明者らは先に平成8年特許願第15
5942号において連続鋳造における中心欠陥を無くす
ための方法及び装置について出願した。当該方法は鋳造
方向に伸びた固液共存相において、主として凝固収縮に
よって誘起されるデンドライト間液相流れに基因する液
相の圧力降下に着目し、中心欠陥を発生する領域を見出
し、当該領域において欠陥発生臨界液圧以上の液相圧力
を保持するよう鋳造方向に電磁力を印加することによっ
て当該欠陥の発生を無くそうとするものである。
2. Description of the Related Art The present inventors have previously filed Japanese Patent Application No.
No. 5942 filed an application for a method and apparatus for eliminating central defects in continuous casting. In the solid-liquid coexisting phase extended in the casting direction, the method focuses on the pressure drop of the liquid phase mainly caused by the liquid phase flow between dendrites induced by solidification shrinkage, finds a region where a central defect occurs, and in the region, An attempt is made to eliminate the generation of the defect by applying an electromagnetic force in the casting direction so as to maintain a liquid phase pressure equal to or higher than the defect generation critical liquid pressure.

【0003】さらに上記電磁力印加領域近傍において軽
度の圧下勾配を補助的に付与することによって中心欠陥
の発生を抑制するための所要電磁力を軽減できることを
示した。
Further, it has been shown that the required electromagnetic force for suppressing the generation of the central defect can be reduced by supplementing a slight reduction gradient near the electromagnetic force application region.

【0004】当該電磁力鋳造法の一例として、典型的な
鋼の連続鋳造に適用した場合の連続鋳造システムの概要
を図10に示す。
As an example of the electromagnetic force casting method, FIG. 10 shows an outline of a continuous casting system when applied to a typical continuous casting of steel.

【0005】すなわち、当該システムは、水冷鋳型と、
レードル出口からの溶鋼を受けるためのタンディッシュ
と、水冷鋳型を通過した鋳片を曲げるための複数の曲げ
ロールと、複数の矯正ロールと、鋳片内部の固液共存部
に電磁力を印加するための電磁ブースター等から構成さ
れている。電磁ブースターには、操業データに基づい
て、印加する電磁力の位置と大きさと範囲を算出する演
算手段を具備している。すなわち、検出部は操業パラメ
ータの入力信号を取り込む装置、コンピュータシステム
は検出部からの操業データに基づいて凝固過程の数値演
算処理を行い操作部を介して制御対象である連鋳機本体
に操作量をフィードバックする機能を有している。ま
た、表示装置により凝固状況を随時監視することができ
る。
That is, the system comprises a water-cooled mold,
Electromagnetic force is applied to a tundish for receiving molten steel from the ladle outlet, a plurality of bending rolls for bending a slab that has passed through a water-cooled mold, a plurality of straightening rolls, and a solid-liquid coexisting portion inside the slab. It consists of an electromagnetic booster and so on. The electromagnetic booster is provided with arithmetic means for calculating the position, magnitude and range of the applied electromagnetic force based on the operation data. That is, the detection unit is a device that captures the input signal of the operation parameter, and the computer system performs a numerical operation process of the solidification process based on the operation data from the detection unit and performs an operation amount to the continuous caster main body to be controlled through the operation unit. Feedback function. Further, the coagulation status can be monitored at any time by the display device.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記先出願に
おいて記述した直流電流と直流磁場によって生ずる電磁
力を印加するための電磁ブースター装置において、より
詳細な機構を示そうとするものである。また、この電磁
力と鋳片への軽圧下を組み合わせて付与するための具体
的な機構を示そうとするものである。そして、鋳片に生
ずる引張力を緩和するための機構について述べる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention intends to show a more detailed mechanism in an electromagnetic booster device for applying an electromagnetic force generated by a direct current and a direct magnetic field described in the above-mentioned prior application. It is another object of the present invention to provide a specific mechanism for combining and applying the electromagnetic force and the light reduction to the slab. Then, a mechanism for reducing the tensile force generated in the slab will be described.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】まず、直流磁界を発生さ
せる手段として超電導コイルを用い、単数または復数対
のコイルを鋳片を挟むように配置する。鋳片横断面の短
辺と長辺の長さがそれほど違わないブルーム、ビレット
等に対しては鋳片の長さ方向に伸びたレーストラック型
のコイルを基本とし、巾の広いスラブに対してはそれに
対応して巾の広いレーストラック型コイルを用いる。超
電導コイルは現在のところ液体ヘリウム温度(4.2
K)まで冷却する必要があるので、液体ヘリウム等から
成る冷却容器に収納するとともに、鋳片の鋳造方向に発
生する電磁力に対応する反力がコイルに作用するのでこ
の反力を支えるよう冷却容器の設計に際して配慮する。
First, a superconducting coil is used as a means for generating a DC magnetic field, and a single or multiple pairs of coils are arranged so as to sandwich a slab. For blooms, billets, etc., where the short and long sides of the slab cross section are not so different, use a racetrack-type coil that extends in the length direction of the slab. Uses a race-track-type coil correspondingly wide. The superconducting coil is currently in liquid helium temperature (4.2
K), it is necessary to cool it down, so it is stored in a cooling container made of liquid helium or the like, and the reaction force corresponding to the electromagnetic force generated in the casting direction of the slab acts on the coil. Care should be taken when designing containers.

【0008】また、通電時コイル間には引力が発生する
ので、この力を支えるようコイルは剛性の大きいフレー
ム内に収納し、当該両フレームは複数の支柱により固定
する。
Further, since an attractive force is generated between the coils when energized, the coils are accommodated in a frame having a high rigidity so as to support this force, and the frames are fixed by a plurality of columns.

【0009】次に、鋳片両側面に直流電流を通電する方
法として鋳片の動きに対して空間に固定した複数個の摺
動電極を側面に接触するよう配置する。
Next, as a method of applying a direct current to both side surfaces of the cast slab, a plurality of sliding electrodes fixed in a space with respect to the movement of the cast slab are arranged so as to contact the side surfaces.

【0010】鋳片表面にはFeを主成分とする薄い酸化
層が形成される。酸化層は絶縁性であるので、切削など
の手段により除去するのが望ましい。また、鋳片側面と
電極との接触性を良くするための一手段として、本発明
では平面切削を採用する。
A thin oxide layer containing Fe as a main component is formed on the surface of the slab. Since the oxide layer is insulative, it is desirable to remove it by means such as cutting. In addition, as one means for improving the contact between the cast slab side surface and the electrode, the present invention employs plane cutting.

【0011】さらに切削面の再酸化を防ぐため、アルゴ
ンなどの不活性ガス、Nあるいは還元性ガスなどを用
いて切削表面を大気から遮断する。
Further, in order to prevent reoxidation of the cut surface, the cut surface is shielded from the atmosphere by using an inert gas such as argon, N 2 or a reducing gas.

【0012】鋳片に付与する軽圧下勾配は複数のロール
を介して与え、個々のロールの軸受部には油などの流体
による加圧方式を採用し、任意の圧下力分布が与えられ
るよう独立制御できるようにしておく。強い磁界を得る
ためには超電導コイル間の距離を出来るだけ小さくする
必要があるのでロールの径は小さめにすることが肝要で
ある。
The light reduction gradient applied to the slab is given through a plurality of rolls, and a pressurization method using a fluid such as oil is applied to the bearing portion of each roll, so that an independent reduction force distribution can be given to the bearing. Be able to control. In order to obtain a strong magnetic field, the distance between the superconducting coils must be reduced as much as possible, so it is important to reduce the diameter of the roll.

【0013】ブルーム、ビレットなどの圧下に用いるロ
ールは鋳片横断面中心部の固液共存相に対して有効に圧
下量が与えられるよう且つコーナー部への不要な塑性変
形によってクラックなどが生じないようロール中心部が
膨らんだ形状を用いるのがよい。巾の広いスラブに対し
ては通常のフラットロールを用いる。また、圧下力及び
熱応力による曲がりを最小限に抑えるよう長手方向に分
割したいわゆる分割ロールを用いるのがよい。
Rolls used for reducing blooms, billets and the like can effectively reduce the solid-liquid coexistence phase at the center of the cross section of the slab, and do not generate cracks due to unnecessary plastic deformation at the corners. It is preferable to use a shape in which the center of the roll is swollen. An ordinary flat roll is used for a wide slab. Further, it is preferable to use a so-called split roll that is split in the longitudinal direction so as to minimize bending due to rolling force and thermal stress.

【0014】鋳造方向に印加する電磁力が大きすぎると
固液共存部を有する鋳片には大きな引張力が生じ、内部
割れなどを引き起こす恐れがある。このような過大な引
張力を小さくするための手段として鋳片に圧下勾配を付
与する結果生ずる鋳片の引抜き抵抗力により上記引張力
を緩和するとともに、上記ロールに駆動装置を取り付け
る。
If the electromagnetic force applied in the casting direction is too large, a large tensile force is generated in the slab having the solid-liquid coexisting portion, which may cause internal cracks and the like. As means for reducing such an excessive tensile force, the tensile force is alleviated by the pull-out resistance force of the slab as a result of imparting a rolling gradient to the slab, and a driving device is attached to the roll.

【0015】[0015]

【作用】以上が主要な機構的手段であり、これらによっ
て鋳造方向の電流密度分布そして電磁力分布を適切にコ
ントロールすることが可能になる。また、所望の圧下勾
配を与えることができる。
The above is the main mechanical means, which makes it possible to appropriately control the current density distribution and the electromagnetic force distribution in the casting direction. In addition, a desired rolling gradient can be given.

【0016】本発明者らは前記先願において軽圧下勾配
を補助的に付与することによって中心欠陥の発生を抑止
するための所要電磁力を軽減できることを示した。すな
わち、これらの両者を適切にバランスさせることによっ
て中心欠陥の発生を無くすとともに、圧下勾配を付与す
る結果生ずる引抜き抵抗力と鋳造方向電磁力のバランス
を調整することができる。この両者の力のバランスは連
鋳機のプロフィール、鋳造速度、鋳片断面形状、鋼種等
の操業パラメータによって変化する。
The present inventors have shown in the above-mentioned prior application that the electromagnetic force required to suppress the generation of a central defect can be reduced by supplementarily applying a light reduction gradient. That is, by appropriately balancing both of them, it is possible to eliminate the occurrence of the center defect, and to adjust the balance between the drawing resistance and the casting direction electromagnetic force resulting from the application of the rolling gradient. The balance between these two forces varies depending on operating parameters such as the profile of the continuous caster, casting speed, slab cross-sectional shape, and steel type.

【0017】両者が釣り合う場合は凝固シェル(固相部
分)に対して電磁力によって生ずる引張力は相殺される
(マクロ的観点において)。電磁力に比べて上記引抜き
抵抗が充分大きい場合、鋳造方向にロール駆動力を与え
てやればよい。逆に、電磁力の方が大きすぎ、凝固シェ
ルに大きな引張力が発生する場合は、鋳造速度に対応す
るようロール回転数を一定に制御する。この時ロールに
は逆向きのトルクがかかりブレーキとして働く結果、凝
固シェルに生ずる引張力を相殺することができる。
When the two are balanced, the tensile force generated by the electromagnetic force on the solidified shell (solid portion) is canceled out (from a macro viewpoint). If the pull-out resistance is sufficiently larger than the electromagnetic force, a roll driving force may be applied in the casting direction. Conversely, when the electromagnetic force is too large and a large tensile force is generated in the solidified shell, the number of roll rotations is controlled to be constant so as to correspond to the casting speed. At this time, a reverse torque is applied to the roll to act as a brake, so that the tensile force generated in the solidified shell can be offset.

【0018】以上まとめると、本発明の電磁力装置は以
下の3つの機能を有するものである。 機能I. 電磁力のみ 機能II. 電磁力+軽圧下の組合せ。 機能III. 電磁力+軽圧下+正または負のロール回転駆動の組合せ これらの機能を適宜使い分けることによって個々の連鋳
操業の目的(無欠陥鋳片/高速鋳造)を実現することが
できる。尚、電磁力の印加範囲及び大きさならびに軽圧
下勾配を付与する範囲及び圧下量分布などについては上
記先願において詳しく述べているので本明細書では割愛
する。
In summary, the electromagnetic force device of the present invention has the following three functions. Function I. Only electromagnetic force Function II. Combination of electromagnetic force + light pressure. Function III. Combination of electromagnetic force + light pressure + positive or negative roll rotation drive By properly using these functions, the purpose of each continuous casting operation (defect free slab / high speed casting) can be realized. The application range and magnitude of the electromagnetic force, the range for applying the light reduction gradient, the reduction amount distribution, and the like have been described in detail in the above-mentioned prior application, and will not be described herein.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

〔具体例1〕鋼のブルームあるいはビレットへ適用する
場合の具体例を図1に示す。連鋳機のプロフィールは垂
直曲げ型あるいは曲げ型が一般的であり図10の概要に
示す通りである。図1は鋳片の水平部で最終凝固部(ク
レータエンドとも呼ばれる)の上流側近傍に電磁力装置
(電磁ブースター)を設置する場合を示す。図1(a)
は鋳片の横断面図、図1(b)は鋳片の長さ方向AA断
面図であり図中の矢印は鋳造方向を示す。また上から見
たBB断面を図2に示す。
[Specific Example 1] FIG. 1 shows a specific example in the case where the present invention is applied to a steel bloom or billet. The profile of the continuous casting machine is generally a vertical bending type or a bending type, as shown in the outline of FIG. FIG. 1 shows a case where an electromagnetic force device (electromagnetic booster) is installed near the upstream side of a final solidified portion (also called a crater end) in a horizontal portion of a slab. FIG. 1 (a)
Is a cross-sectional view of the slab, FIG. 1B is a cross-sectional view of the slab in the length direction AA, and arrows in the drawing indicate the casting direction. FIG. 2 shows a BB section viewed from above.

【0020】図中の符号1は鋳片、2は鋳片の両側面に
接触するよう配置された電極であり、バネ6により固定
フレーム7(詳細図示せず)に固定されており移動する
鋳片に対して摺動する。電極は図1(b)に示すごとく
電磁力印加範囲に亘って複数個配置し、それぞれ独立し
ている。電極間の間隔は出来るだけ小さい方がよい。図
3に電極の接続方法を示す。図3(a)は並列型であ
り、各々の電極を流れる電流密度は大略等しい(ただし
接触抵抗は一定とする)。図3(b)は直列型であり鋳
片中の電流密度を変化させる、例えば、鋳片の下流側に
行くにつれて電流密度を積極的に大きくしたい場合に適
している。図2(c)は(a)と(b)を組み合わせた
混合型であり、各並列グループ毎に電流値を与える。
In the drawing, reference numeral 1 denotes a cast slab, and 2 denotes an electrode arranged so as to come into contact with both side surfaces of the cast slab. The electrode is fixed to a fixed frame 7 (not shown in detail) by a spring 6 and moves. Sliding against the piece. As shown in FIG. 1B, a plurality of electrodes are arranged over the electromagnetic force application range and are independent of each other. The space between the electrodes should be as small as possible. FIG. 3 shows a method of connecting the electrodes. FIG. 3A shows a parallel type in which the current densities flowing through the respective electrodes are substantially equal (provided that the contact resistance is constant). FIG. 3B is a series type, which is suitable for changing the current density in the slab, for example, when it is desired to positively increase the current density toward the downstream side of the slab. FIG. 2C shows a mixed type in which (a) and (b) are combined, and a current value is given to each parallel group.

【0021】並列型は直列型に比べてより大きな直流電
源を必要とすることは自明である。また、電極の材料を
変えることにより個々の電極電流密度を変えることがで
きる。これらは必要に応じて適切なものを選べばよい。
Obviously, the parallel type requires a larger DC power supply than the series type. Further, by changing the material of the electrode, the current density of each electrode can be changed. These may be appropriately selected as needed.

【0022】個々の電極は絶縁性のボックス5に収納さ
れ、L型ブスバー4及び板ブスバー3へ接続される。図
2(a)のBB断面図に示したブスバー3は図3(a)
の並列方式に対応する。
The individual electrodes are housed in an insulating box 5 and connected to the L-shaped bus bar 4 and the plate bus bar 3. The bus bar 3 shown in the BB sectional view of FIG.
Corresponding to the parallel method.

【0023】鋳片側面電極摺動部の酸化防止用ガスシー
ルドボックス9及び平面切削フライス盤8を取り付けた
状態を図6に示す。図6(a)は側面図、図6(b)は
上から見た図である。符号10は電極ボックス室、11
はフライス盤ボックス室であり両室は仕切られている。
12及び13はガス導入口であり、両室の空気は当該ガ
スにより一度置換された後鋳片との隙間16から少しづ
つ流出させる。フライス盤には複数の切削工具14が取
り付けられている。15は切削キリコ排出口である。図
1の電極部には図面の複雑さを避けるためガス導入ボッ
クスは示さない。
FIG. 6 shows a state in which the gas shield box 9 for preventing oxidation of the slab side electrode sliding portion and the plane cutting milling machine 8 are attached. FIG. 6A is a side view, and FIG. 6B is a view seen from above. Reference numeral 10 denotes an electrode box chamber, 11
Is a milling machine box room, and both rooms are separated.
Reference numerals 12 and 13 denote gas inlets, and the air in both chambers is once replaced by the gas and then flows out little by little from the gap 16 with the slab. A plurality of cutting tools 14 are attached to the milling machine. Reference numeral 15 denotes a cutting chiriko discharge port. The gas inlet box is not shown in the electrode part of FIG. 1 to avoid drawing complexity.

【0024】図1及び2中の符号20は超電導線を巻い
たレーストラック型コイルであり、剛性フレーム22に
内蔵されている。21はコイルの冷却槽であり液体ヘリ
ウム温度(4.2K)まで冷却される。上フレーム17
及び下フレーム18は高温の鋳片からの輻射熱などを受
け温度が上昇するのでこれらのフレームと(超電導収
納)剛性フレーム22との間に水冷外槽23を設けるな
どの工夫をしておくとよい。
Reference numeral 20 in FIGS. 1 and 2 denotes a race track type coil wound with a superconducting wire, which is built in a rigid frame 22. Reference numeral 21 denotes a coil cooling tank which is cooled to a liquid helium temperature (4.2 K). Upper frame 17
Since the temperature of the lower frame 18 rises due to radiant heat from a high-temperature slab or the like, a device such as providing a water-cooled outer tank 23 between these frames and the (superconducting storage) rigid frame 22 may be provided. .

【0025】上下フレーム17及び18は支柱19によ
って支えられており、上下に移動が可能であり、所定の
位置でロックすることができる。これらのフレーム及び
支柱にはコイル間の引力、圧下ロールからの反力などの
力を受けるので曲りなどの弾性変形を極力小さくするよ
う断面係数を充分大きくする必要がある。またステンレ
ス鋼などの非磁性材料を用いる。
The upper and lower frames 17 and 18 are supported by columns 19, are vertically movable, and can be locked at predetermined positions. Since these frames and struts receive a force such as an attractive force between the coils and a reaction force from a rolling roll, it is necessary to sufficiently increase a section modulus so as to minimize elastic deformation such as bending. A non-magnetic material such as stainless steel is used.

【0026】上下フレームを固定するための剛性フレー
ム28は鋳造方向に作用する電磁力に対応する反力ある
いは既述のロール圧下による引抜き抵抗力などを受ける
ので充分の剛性を持たせるとともに鋳片長手双方向に移
動及びロックできるようにしておく。これらの機構は公
知公用の技術により実施可能ゆえ特に示さない。
The rigid frame 28 for fixing the upper and lower frames receives a reaction force corresponding to an electromagnetic force acting in the casting direction or a pull-out resistance force due to the above-mentioned roll reduction, so that the rigid frame 28 has sufficient rigidity and has a long slab length. Be able to move and lock in both directions. These mechanisms are not specifically shown because they can be implemented by known and publicly used techniques.

【0027】符号24及び25は鋳片に軽微な圧下量勾
配を付与するためのロールであり、鋳片のコーナー部に
おける不要にして有害な塑性変形を避け且つ中心部固液
共存相に有効な圧縮変形が伝達されるようロール中央部
が膨らんだロールクラウンをつけている。本例の場合圧
下は上側軸受部に装着した油圧シリンダー27によって
行う。油圧シリンダーは必ずしも上に付ける必要はな
い。ロールは長手方向に複数個並んでおりそれぞれのロ
ールに対する圧下力は独立制御する。所定の圧下量は圧
下力によって与えるものとする。圧下力は一般に図4に
示すごとく凝固層の厚い下流側に行くにつれて大きくす
る必要がある。また圧下量は小さいので(固液共存相に
おける凝固収縮量のオーダー)、油圧シリンダーのスト
ロークは小さく、従ってシリンダー長さは短くてよい。
Reference numerals 24 and 25 denote rolls for imparting a slight reduction gradient to the slab, which avoid unnecessary and harmful plastic deformation at the corners of the slab and are effective for the solid-liquid coexisting phase at the center. A roll crown is provided at the center of the roll to expand so that compression deformation is transmitted. In the case of this example, the reduction is performed by the hydraulic cylinder 27 mounted on the upper bearing portion. The hydraulic cylinder need not necessarily be on top. A plurality of rolls are arranged in the longitudinal direction, and the rolling force on each roll is independently controlled. The predetermined amount of reduction is given by the reduction force. The rolling force generally needs to be increased toward the downstream side where the solidified layer is thick as shown in FIG. Also, since the amount of reduction is small (on the order of the amount of coagulation and shrinkage in the solid-liquid coexisting phase), the stroke of the hydraulic cylinder is small, and therefore the cylinder length may be short.

【0028】さらにロールには駆動機構を具備する(通
常下ロールに取り付ける)。必要とする駆動力の大きさ
等により駆動ロール数を決めればよい。駆動装置につい
ては公知技術により容易に実施可能ゆえ特に示さない。
Further, the roll is provided with a drive mechanism (usually attached to the lower roll). The number of driving rolls may be determined according to the required driving force or the like. The driving device is not particularly shown because it can be easily implemented by a known technique.

【0029】次に超電導コイルのコイル間距離とコイル
の巾の関係について述べる。考察の便宜上、コイルは円
形とし、半径をa(m)、コイル間距離をb(m)とす
ると、図5において両コイル間の中央すなわちZ=b/
2における磁束密度B(Tesla)は で与えられる。ここにμは真空の透磁率4πx10
−7(H/m)、Iはコイル電流(A)である。上式よ
り強い磁界を得るためにはコイル間距離bを小さくすれ
ばよいことがわかる。またa=bなる関係のコイルはヘ
ルムホルツ型と呼ばれ均一度の高い磁界が得られる(こ
れらの事項については標準的教科書例えば、安達三郎
著、電磁気学、昭晃堂(1989年初版)のp.79及
びp.89を参照されたい)。
Next, the relationship between the distance between the superconducting coils and the width of the coil will be described. For convenience of consideration, assuming that the coil is circular, the radius is a (m), and the distance between the coils is b (m), the center between both coils, that is, Z = b /
The magnetic flux density B z (Tesla) at 2 is Given by Here, μ 0 is the magnetic permeability of vacuum 4π × 10
−7 (H / m), I is the coil current (A). It can be seen that a stronger magnetic field can be obtained by reducing the distance b between the coils. Further, a coil having a relationship of a = b is called a Helmholtz type, and a magnetic field with a high degree of uniformity can be obtained. (For these matters, standard textbooks such as those written by Saburo Adachi, Electromagnetism, p. .79 and p.89).

【0030】〔具体例2〕具体例2はこの点を考慮し図
7(a)に示すごとく、上記具体例1と比べてより強い
磁界を得るためにコイルの巾を広げるとともにコイル間
距離を短くした例(鋳片横断面図)である。すなわち、
上下フレーム17及び18にロールを格納するスペース
を設けることによりコイル間距離を小さくしたものであ
る。コイル間距離が短すぎると鋳片を横ぎる部分で鋳片
とコイルがぶつかるあるいは近づきすぎる。このような
場合は図7(b)に示すごとくくら型コイルを用い、コ
イル両端において必要なスペースを確保すればよい。
[Embodiment 2] In view of this point, in Embodiment 2, as shown in FIG. 7A, in order to obtain a stronger magnetic field as compared with Embodiment 1, the width of the coil is increased and the distance between the coils is increased. It is a shortened example (slab slab cross-sectional view). That is,
By providing a space for storing the rolls in the upper and lower frames 17 and 18, the distance between the coils is reduced. If the distance between the coils is too short, the slab and the coil may collide with or approach each other at a portion crossing the slab. In such a case, a hollow coil may be used as shown in FIG.

【0031】本例は電磁力と軽圧下勾配付与による引抜
き抵抗力のバランスを適正に調節することによりロール
駆動を必要としない場合(前記の機能II)を基本とす
る。〔どうしてもロール駆動が必要な場合はロール軸端
に歯車を取付け鋳片長さ方向にチェーン駆動することが
可能だろう。〕その他の機構については具体例1と同様
であるので省略する。
This example is based on the case where the roll drive is not required by appropriately adjusting the balance between the electromagnetic force and the pull-out resistance caused by the application of the low pressure gradient (function II). [If roll drive is absolutely necessary, it will be possible to attach a gear to the roll shaft end and drive the chain along the length of the slab. The other mechanisms are the same as those in the first embodiment, and will not be described.

【0032】〔具体例3〕巾の広いスラブに対して電磁
力と軽微な圧下勾配を付与した場合の具体例を図8に示
す。圧下ロールは細長くなり圧下荷重及び熱応力により
曲り易くなるので分割ロールを用いる。圧下力は油圧シ
リンダーにて与える。圧下は通常上ロールで行いそれぞ
れの軸受部に油などの流体圧シリンダー27を設置す
る。シリンダーストロークは既に述べたごとく小さくて
よいが、もっと余裕が欲しい場合は具体例2のタイプを
採用すればよい。分割ロールは一本のロールを用い軸受
部で径を絞ってもよいし、また軸受部で独立分割しても
よい。また、ロール最両端部のみロールクラウンを付け
横断面コーナー部での塑性変形を避けるのが望ましい。
ロール駆動は通常下ロールで行う。電極等その他の機構
は具体例1の場合と同じゆえ割愛する。
[Specific Example 3] FIG. 8 shows a specific example in which an electromagnetic force and a slight reduction gradient are applied to a wide slab. Since the pressing roll is elongated and is easily bent by the pressing load and the thermal stress, a split roll is used. The rolling force is given by a hydraulic cylinder. The rolling is usually performed by an upper roll, and a hydraulic cylinder 27 of oil or the like is installed in each bearing. The cylinder stroke may be small as described above, but if more room is desired, the type of the specific example 2 may be employed. The split rolls may use a single roll and reduce the diameter at the bearing portion, or may be independently split at the bearing portion. It is also desirable to attach a roll crown only to the both ends of the roll to avoid plastic deformation at the corners of the cross section.
Roll drive is usually performed with a lower roll. The other mechanisms such as the electrodes are the same as in the case of the first embodiment, and thus are omitted.

【0033】〔具体例4〕複数の鋳片を同時に並行して
鋳造する連鋳機においては鋳片と鋳片の間の距離が充分
離れている場合と近接している場合の両方のタイプがあ
る。前者の場合は電磁力および圧下装置はそれぞれ独立
に設置すればよい。本例では後者のタイプについて述べ
る。
[Specific Example 4] In a continuous casting machine for simultaneously casting a plurality of slabs simultaneously, both types in which the distance between the slabs is sufficiently large and in which the slabs are close to each other are available. is there. In the former case, the electromagnetic force and the screw-down device may be independently installed. In this example, the latter type will be described.

【0034】この場合、図9に示すごとく、近接する鋳
片間をフレキシブルなブスバーまたはケーブル31で連
結すればよい。電極ボックス5は鋳片長さ方向に伸びた
電極フレーム7に固定される。また向かい合う両側面に
は平面フライス盤8およびガスシールドボックス9を取
り付ける。上下一対の超電導コイルにより磁界を作る。
また、ロール圧下装置はそれぞれの鋳片に装備する。そ
の他の機構はこれまで述べてきた通りである。
In this case, the adjacent slabs may be connected by a flexible bus bar or cable 31, as shown in FIG. The electrode box 5 is fixed to an electrode frame 7 extending in the slab length direction. Further, a plane milling machine 8 and a gas shield box 9 are mounted on both opposing sides. A magnetic field is generated by a pair of upper and lower superconducting coils.
In addition, a roll reduction device is provided for each slab. Other mechanisms are as described above.

【0035】〔電磁力のみを印加する場合〕この場合、
上記4つの具体例で示したロール圧下機能が不要となる
だけであり上記の例に含まれるので特に具体例は示さな
い。すなわち、具体例1、2および4で述べたブルーム
などの場合横断面の各辺から発達した凝固層により鋳片
は、強度的にしっかり支えられているので、鋳片を支持
するための上ロールは必ずしも必要としないかあるいは
最低限の数でよい。一方、下側は鋳片を支持するため適
当数のロールが必要である。ただ、鋳片には鋳造方向に
かなりの大きさの電磁力が作用することを考えるとある
程度の数のロールで支持した方がよい。
[When Only Electromagnetic Force is Applied] In this case,
Only the roll reduction function shown in the above four specific examples becomes unnecessary, and the specific examples are not shown because they are included in the above examples. That is, in the case of the blooms described in the specific examples 1, 2 and 4, the cast slab is firmly supported by the solidified layer developed from each side of the cross section, so that the upper roll for supporting the cast slab is provided. Is not necessarily required or may be a minimum number. On the other hand, the lower side requires an appropriate number of rolls to support the slab. However, considering that a considerable amount of electromagnetic force acts on the slab in the casting direction, it is better to support it with a certain number of rolls.

【0036】上記具体例3のスラブの場合ブルームなど
に比べて固液共存相の横巾が広く、さらにかなりの電磁
力が作用することを考慮すると、通常のスラブ連鋳の場
合と同様上下ロールによってしっかり支持する必要があ
る。
In the case of the slab of the above-mentioned specific example 3, considering that the width of the solid-liquid coexisting phase is wider than that of bloom or the like and that a considerable electromagnetic force acts, the upper and lower rolls are the same as in the case of ordinary slab continuous casting. Need to be firmly supported by

【0037】また、ブルーム、スラブいずれの場合に対
しても、電磁力が大きく固液共存相を含む凝固シェル領
域に過度の引張力が生じる場合、図10の電磁ブースタ
ーの下流側凝固完了部に通常のロール圧下装置(図示せ
ず)を設け圧下によるロールと鋳片の摩擦力によりブレ
ーキをかけ、上記引張力を緩和する手段も可能である。
In both the bloom and the slab, when the electromagnetic force is large and an excessive tensile force is generated in the solidified shell region including the solid-liquid coexisting phase, the solidification in the downstream solidification completed portion of the electromagnetic booster shown in FIG. It is also possible to provide a normal roll pressure reduction device (not shown) to apply a brake by the frictional force between the roll and the cast slab due to the pressure reduction and to alleviate the tensile force.

【0038】〔電磁力設計の概要〕電磁力設計の概略に
ついて以下に述べる。上記具体例において電磁力の大き
さを重力の20倍とし超電導コイルの形状は計算簡単の
ため円形とする(図5及び(1)式を用いる)。固液共
存部への直流電流密度をJ(A/m)、直流磁束密度
をB(Tesla)、鋼の液相密度をρ=7.0(g/
cm)、重力の加速度をgr=980.665(cm
/s)とすると重力倍率Gは次式で与えられる。 いま、電流密度をJ=5x10(A/m)に設定す
る。これに対応する所要磁束密度は(2)式よりB=
2.75(T)となる。
[Outline of Electromagnetic Force Design] The outline of the electromagnetic force design will be described below. In the above example, the magnitude of the electromagnetic force is set to 20 times the gravity, and the shape of the superconducting coil is circular for ease of calculation (using FIG. 5 and equation (1)). The DC current density to the solid-liquid coexisting portion is J (A / m 2 ), the DC magnetic flux density is B (Tesla), and the liquid phase density of steel is ρ = 7.0 (g / m 2 ).
cm 3 ) and the acceleration of gravity is gr = 980.665 (cm
/ S 2 ), the gravity magnification G is given by the following equation. Now, the current density is set to J = 5 × 10 5 (A / m 2 ). The required magnetic flux density corresponding to this is given by B =
It is 2.75 (T).

【0039】上記具体例1においてブルームので断面寸
法を300mmx400mm、これに対するコイル半径
をa=0.34(m)及びコイル間距離をB=0.92
(m)とする。このとき、所要コイル電流は(1)式よ
り I=3543112(A)となる。いま、超電導線
の印加電流を2000Aとすると、巻数Nは35431
12/2000=1772回となる。1本の超電導線
(四角形とする)の断面積を10(mm)(従って電
流密度は200A/mm)とするとコイルの断面積は
S=1772x10(mm)=177.2cmとな
る。
In the above specific example 1, the bloom had a cross-sectional dimension of 300 mm × 400 mm, the coil radius was a = 0.34 (m), and the distance between the coils was B = 0.92.
(M). At this time, the required coil current is I = 3543112 (A) from equation (1). Now, assuming that the applied current of the superconducting wire is 2000 A, the number of turns N is 35431.
12/2000 = 1777 times. When the cross-sectional area of one superconducting wire (square) is 10 (mm 2 ) (the current density is 200 A / mm 2 ), the cross-sectional area of the coil is S = 1772 × 10 (mm 2 ) = 177.2 cm 2. .

【0040】次に具体例1と同寸法のブルームに対して
コイル半径をa=0.48(m)へ大きくし、コイル間
距離をb=0.66(m)へ縮めた具体例2について同
様の計算を行うと設計値は次のようになる: 所要コイル電流 I=1877224(A) 超電導線の巻数 N= 936 (回) (1本の超電導線の電流密度=200A/mm) コイル断面積 S=93.9(cm) すなわち、Nは1772から936(回)へ減り効率が
良くなっていることがわかる。
Next, for a specific example 2 in which the coil radius is increased to a = 0.48 (m) and the distance between the coils is reduced to b = 0.66 (m) for a bloom having the same dimensions as the specific example 1. When the same calculation is performed, the design value is as follows: Required coil current I = 18772224 (A) Number of turns of the superconducting wire N = 936 (times) (Current density of one superconducting wire = 200 A / mm 2 ) Coil Cross-sectional area S = 93.9 (cm 2 ) That is, N is reduced from 1772 to 936 (times), and the efficiency is improved.

【0041】具体例3のスラブの場合、鋳片断面寸法を
220mm厚さx1500mm巾とし、これに対応する
コイル半径aとコイル間距離bを等しくa=b=0.9
4(m)としたヘルムホルツ型とした場合の設計値は次
の通りである: 所要コイル電流 I=2874853(A) 超電導線の巻数 N= 1438 (回) (1本の超電導線の電流密度=200A/mm) コイル断面積 S=143.7(cm
In the case of the slab of Example 3, the slab cross-sectional dimension was 220 mm thick x 1500 mm wide, and the corresponding coil radius a and coil distance b were equal and a = b = 0.9.
The design values for a Helmholtz type of 4 (m) are as follows: Required coil current I = 2874853 (A) Number of turns of superconducting wire N = 1438 (times) (Current density of one superconducting wire = 200 A / mm 2 ) Coil cross-sectional area S = 143.7 (cm 2 )

【0042】具体例4についても同様にして求められる
が省略する。以上の超電導コイルの設計値はいずれも現
在のNbTiを用いた超電導コイルの実用範囲に充分入
っており技術的な問題はない。さらに大きな磁界(磁束
密度のこと)を得ることも充分可能である。詳しくは標
準的な教科書、例えば日刊工業新聞社発行、萩原宏康
著、「応用超電導」を参照されたい。上記計算では簡単
のためコイル形状を円形とした。また、上記具体例では
上下コイル対の数を一つとしたが、磁界の均一性及び強
度を最適化するよう複数のコイル対を設けることも可能
である。実際の設計に際してはこれらの点を考慮しコイ
ル形状に即して有限要素法などによる静磁場数値解析を
行えばよい。
The specific example 4 is obtained in the same manner, but is omitted. All of the above design values of the superconducting coil are sufficiently within the practical range of the current superconducting coil using NbTi, and there is no technical problem. It is sufficiently possible to obtain a larger magnetic field (magnetic flux density). For details, refer to standard textbooks, for example, published by Nikkan Kogyo Shimbun, written by Hiroyasu Hagiwara, “Applied Superconductivity”. In the above calculations, the coil shape was circular for simplicity. Further, in the above specific example, the number of upper and lower coil pairs is one, but a plurality of coil pairs can be provided so as to optimize the uniformity and strength of the magnetic field. In actual design, a static magnetic field numerical analysis by a finite element method or the like may be performed in consideration of these points and in accordance with the coil shape.

【0043】〔鋳造方向と逆方向に電磁力を印加する場
合〕本発明者らは前記先願(平成8年特許願第1559
42号)において、鋳造方向に伸びた固液共存相におい
て液相が流動する際、主として凝固収縮によって誘起さ
れるデンドライト間液相流れに基因する液相の圧力降下
に着目し、当該液相圧力がミクロポロシティ発生臨界条
件(前記先願の(65)式)に達すると、デンドライト
結晶間にミクロポロシティが発生しこれがきっかけとな
ってポロシティ周辺の高溶質濃度液相がV状に並んだポ
ロシティへ流れ込みV状偏析バンドを生じることを示し
た。上記(65)式を再記すると、 ここに、Pは液相圧力、Pgasは液相中に固溶してい
るガスと平衡するポロシティ内の平衡ガス分圧、σLG
は液相とポロシティの界面における表面張力、rはポロ
シティの曲率半径である(図11(a)参照)。ポロシ
ティは図11(b)に示されるように、V字型に並ぶ。
このときの流動はVバンドに沿って鋳造方向に生ずる。
[When Electromagnetic Force is Applied in the Reverse Direction to the Casting Direction] The present inventors have filed the above-mentioned prior application (Japanese Patent Application No. 1559/1996).
No. 42), when the liquid phase flows in the solid-liquid coexisting phase elongated in the casting direction, the liquid phase pressure drop due to the liquid phase flow between dendrites mainly induced by solidification shrinkage is focused on. Reaches the critical condition for microporosity generation (formula (65) of the prior application), microporosity is generated between the dendrite crystals, and this triggers the formation of a liquid phase with a high solute concentration around the porosity into a V-shaped porosity. It was shown that a run-in V-shaped segregation band occurred. Rewriting the above equation (65), Here, P is the liquid phase pressure, Pgas is the equilibrium gas partial pressure in the porosity that equilibrates with the gas dissolved in the liquid phase, σ LG
Is the surface tension at the interface between the liquid phase and the porosity, and r is the radius of curvature of the porosity (see FIG. 11A). The porosity is arranged in a V-shape as shown in FIG.
The flow at this time occurs in the casting direction along the V band.

【0044】従って、この流れを阻止する方向すなわち
鋳造方向と逆方向に電磁力を印加することによりV偏析
の形成を軽減することができる。上記の具体例で述べた
電磁ブースターはいずれもこの目的に対しても利用する
ことができる。すなわち、電流方向あるいは磁界方向の
いずれかを逆方向にすることにより上流方向に電磁力を
印加すればよい。電磁力を印加する場所は前記先願で述
べたのと同様、すなわち、最終凝固部(クレータエン
ド)の上流側において臨界条件式(3)に達する位置の
上流側近傍から上記クレータエンドまでの範囲である。
逆向き電磁力の大きさは上記流れを阻止することが目的
であるから上記計算例の20Gに比べて極く小さくてよ
い。電磁力は小さすぎると流動阻止効果はなく、逆に大
きすぎると高溶質濃度液相が逆流し逆V偏析を生じるの
で無意味である。適正電磁力の大きさは実機テストによ
り容易に知ることができる。本発明による電磁ブースタ
ーは直流電流と直流磁界に用いるので均一度に優れた電
磁力を得ることができ(もちろん設計上の工夫は行
う)、効果的に上記V偏析生成流れを阻止できるだろ
う。しかしながら、当該方法ではミクロポロシティは残
留する。
Therefore, the formation of V segregation can be reduced by applying an electromagnetic force in the direction in which this flow is blocked, that is, in the direction opposite to the casting direction. Any of the electromagnetic boosters described in the above embodiments can be used for this purpose. That is, the electromagnetic force may be applied in the upstream direction by reversing either the current direction or the magnetic field direction. The location where the electromagnetic force is applied is the same as described in the prior application, that is, the range from the vicinity of the upstream side of the position where the critical condition expression (3) is reached on the upstream side of the final solidification part (crater end) to the above crater end. It is.
Since the magnitude of the reverse electromagnetic force is to prevent the flow, the magnitude of the reverse electromagnetic force may be extremely small as compared with 20G in the above calculation example. If the electromagnetic force is too small, there is no flow inhibiting effect, while if it is too large, the liquid phase with a high solute concentration flows backward, causing reverse V segregation, and is meaningless. The magnitude of the appropriate electromagnetic force can be easily known by an actual machine test. Since the electromagnetic booster according to the present invention is used for a DC current and a DC magnetic field, it is possible to obtain an electromagnetic force with excellent uniformity (of course, to design it), and it will be possible to effectively prevent the flow of V segregation. However, microporosity remains in this method.

【0045】〔コメント〕最後に、これまで言及しなか
った事項も含めて、本発明の要点を述べる。 (1)電極材にはグラファイト系、ZrBなど電気伝
導性、耐磨耗性などを考慮して適材を選べばよい。
[Comments] Finally, the gist of the present invention will be described, including matters not mentioned above. (1) electrode material graphite system, the electrical conductivity, such as ZrB 2, it may be selected suitable material in consideration of abrasion resistance.

【0046】(2)上記具体例の場合、1個の電極の接
触面積を100mmx120mmとすると電極、そして
ブスバーには6000(A)の電流が流れる。ブスバー
には通常銅の板が用いられる。電流密度は3〜4(A/
mm)、水冷する場合で10(A/mm)程度の値
を用いてブスバーの断面寸法を決める。具体例ではL型
及び板ブスバーを取り付けた図を示したが、これらは必
須事項ではなく銅線を編んで太くしたケーブル(フレキ
シビリティがある)等を用いてもよい。これらは極く普
通の技術であり、詳細設計に際して工夫することはもち
ろんである。
(2) In the case of the above specific example, if the contact area of one electrode is 100 mm × 120 mm, a current of 6000 (A) flows through the electrode and the bus bar. A copper plate is usually used for the bus bar. The current density is 3-4 (A /
mm 2 ), and when cooling with water, the cross-sectional dimension of the bus bar is determined using a value of about 10 (A / mm 2 ). In the specific example, an L-shape and a plate with a bus bar are shown, but these are not indispensable items, and a thick cable (with flexibility) made of a copper wire may be used. These are extremely ordinary techniques, and it goes without saying that they are devised for detailed design.

【0047】(3)電極及びブスバーを流れる電流と磁
界の相互作用により、これらの部品には電磁力が発生す
るのでしっかり固定する必要がある。
(3) Electromagnetic force is generated in these parts due to the interaction between the current flowing through the electrodes and the busbars and the magnetic field, and therefore these parts need to be firmly fixed.

【0048】(4)電磁力を印加する周辺では大きな磁
界が発生するのでこの空間内に存在するフレーム、支
柱、ロール装置等はステンレス鋼などの非磁性材料を用
いるのが基本である。ただし、均一な磁界を作るために
磁性材料(通常、鉄)を適正に配置してもよい。その
他、計器類等への磁界の影響、磁界のシールドの必要性
の有無等については公知公用の技術により解決できるの
で本明細書では省略した。
(4) Since a large magnetic field is generated in the vicinity of the application of the electromagnetic force, a frame, a column, a roll device and the like existing in this space are basically made of a non-magnetic material such as stainless steel. However, a magnetic material (usually iron) may be appropriately arranged to create a uniform magnetic field. In addition, the influence of the magnetic field on the instruments and the like, the necessity of shielding the magnetic field, and the like can be solved by a known and publicly-known technology, and thus are omitted in this specification.

【0049】(5)図1、7、8及び9中の上下フレー
ム17及び18は必ずしも一体型にする必要はない。適
宜、超電導コイルを収納する剛性フレーム、ロール装置
を支える剛性フレーム等に分けて作ってもよい。
(5) The upper and lower frames 17 and 18 in FIGS. 1, 7, 8 and 9 need not necessarily be integrated. The frame may be appropriately divided into a rigid frame for accommodating the superconducting coil, a rigid frame for supporting the roll device, and the like.

【0050】(6)超電導線は一般に銅などのマトリッ
クスにNbTiなどの極細超電導線を埋め込んだ複合材
料で出来ている。コイルは超電導線をボビン(ガイド冶
具)に巻いて作る。超電導コイルはほとんどの場合鉄芯
なしで使われる。現在のところ、超電導状態を生ずる極
低温(液体ヘリウム温度、4.2K)まで冷却する必要
があるため冷却槽21の内部は液体ヘリウム、真空断熱
層、液体窒素等を組み合わせた層から構成される。超電
導技術は既に粒子加速器、MRI等多くの用途に実用化
されており、今後高温超電導材料が開発、実用化される
と一挙に普及するものと期待されている。
(6) The superconducting wire is generally made of a composite material in which an ultrafine superconducting wire such as NbTi is embedded in a matrix such as copper. The coil is made by winding a superconducting wire around a bobbin (guide jig). Superconducting coils are mostly used without iron cores. At present, it is necessary to cool to a very low temperature (liquid helium temperature, 4.2 K) at which a superconducting state occurs, so that the inside of the cooling tank 21 is composed of a layer combining liquid helium, a vacuum heat insulating layer, liquid nitrogen and the like. . Superconducting technology has already been put to practical use in many applications such as particle accelerators and MRI. It is expected that high-temperature superconducting materials will be widely spread in the future when they are developed and put into practical use.

【0051】(7)油圧シリンダーなどによってロール
を介して鋳片表面に圧力を付与し、所定の軽圧下量勾配
を付与するためには、ロール圧下力分布を知る必要があ
る(図4参照)。これには有限要素法などの応力解析を
利用することによって最小限の実験で適切な圧下条件を
知ることが出来る。ロールクラウンについても同様であ
る。
(7) In order to apply a pressure to the slab surface via a roll by a hydraulic cylinder or the like to give a predetermined light reduction amount gradient, it is necessary to know the roll reduction force distribution (see FIG. 4). . For this purpose, by using a stress analysis such as a finite element method, it is possible to know an appropriate rolling condition with a minimum of experiments. The same applies to the roll crown.

【0052】(8)ガスシールドボックスと鋳片の隙間
16は出来るだけ小さくし、それ以外の部分は機密性を
保つよう工夫する。隙間部16に、目の細かいステンレ
スたわしのようなものを鋳片と軽く接触配置しておくの
も一つの工夫である。これによりガス流出量を節約で
き、ボックス内をわずかに正圧に保つことが出来るので
再酸化防止に効果的である。
(8) The gap 16 between the gas shield box and the cast slab is made as small as possible, and the other parts are devised so as to maintain confidentiality. One idea is to place a fine stainless steel scourer lightly in contact with the cast piece in the gap 16. As a result, the amount of gas flowing out can be saved, and the inside of the box can be maintained at a slightly positive pressure, which is effective in preventing reoxidation.

【0053】(9)鋳片表面酸化層の除去法として平面
フライス盤の他にも鋳片の動きに対して、長いバイトを
持つ工具を固定して切削する方法など種々の方法が考え
られる。
(9) As a method of removing the oxidized layer on the surface of the slab, various methods other than the plane milling machine, such as a method of cutting by fixing a tool having a long cutting tool in response to the movement of the slab, can be considered.

【0054】(10)鋳片の周囲は鋳片表面からの輻射
熱、伝導熱等により温度が上昇するのでロール軸受、油
圧シリンダー、ブスバー等は適宜水冷などの冷却対策を
講ずればよい。
(10) Since the temperature around the slab rises due to radiant heat and conduction heat from the slab surface, roll bearings, hydraulic cylinders, busbars, etc. may be appropriately cooled, such as water cooling.

【0055】[0055]

【発明の効果】連続鋳造鋳片の鋳造方向に電磁力を印加
する方法として、本発明では複数個の摺動電極と、超電
導コイルを用いる機構について述べた。すなわち、鋳片
の断面形状に適合したレーストラック型あるいはくら型
超電導コイルを採用し、コイル間距離を出来るだけ近づ
けるとともにコイル間距離とコイルの巾のバランスを適
正化することにより鋳片、ロール、電極等を含む広い空
間に均一度の高い、強い磁界を得ることが出来る。超電
導コイルは本明細書で述べたような応用に対しては、経
済的にも省スペースの点においても通常の電磁石方式よ
りも優れていることが一般的に認められている。
As a method for applying an electromagnetic force in the casting direction of a continuous cast slab, the present invention has described a mechanism using a plurality of sliding electrodes and a superconducting coil. In other words, by adopting a racetrack type or kura-type superconducting coil adapted to the cross-sectional shape of the slab, the slab, roll, A strong magnetic field with high uniformity can be obtained in a wide space including electrodes and the like. It is generally accepted that superconducting coils are superior to conventional electromagnet systems, both economically and in space, for the applications described herein.

【0056】次に直流電流を印加する方法として本発明
では複数個の摺動電極方式を用いることにより電流密度
分布を自由に制御することができ(図3参照)、これに
より鋳片長さ方向の電磁力分布を自由に制御できるとい
う効果を生む。鋳片表面の切削及び再酸化防止ガスシー
ルドにより電極と鋳片表面の接触抵抗を低く抑えること
が出来る。
Next, as a method of applying a direct current, in the present invention, the current density distribution can be freely controlled by using a plurality of sliding electrode systems (see FIG. 3). This produces an effect that the electromagnetic force distribution can be freely controlled. The contact resistance between the electrode and the slab surface can be kept low by cutting the slab surface and preventing reoxidation of the gas.

【0057】軽圧下を所要の電磁力を軽減するための補
助手段として用いる場合、本発明の独立油圧制御方式を
用いることにより圧下力分布を自由に制御することがで
き、これにより圧下量勾配をコントロールすることが可
能となる。この場合、必ずしも1本1本独立制御する必
要はなく、場合によってはいくつかのロール毎に油圧制
御してもよい。また、圧力伝達媒体として必ずしも油に
限る必要はない。さらにロールに駆動装置を具備するこ
とにより鋳片に生ずる引張力を適正にコントロールし割
れを防止することができる。
When the light reduction is used as an auxiliary means for reducing the required electromagnetic force, the distribution of the reduction force can be freely controlled by using the independent hydraulic control system of the present invention, whereby the gradient of the reduction amount can be reduced. Control becomes possible. In this case, it is not always necessary to perform independent control one by one, and in some cases, hydraulic control may be performed for some rolls. Further, the pressure transmission medium is not necessarily limited to oil. Further, by providing the roll with a driving device, it is possible to appropriately control the tensile force generated in the slab and prevent cracks.

【0058】以上のごとく本発明による装置は鋳片の任
意の位置及び範囲に所望の電磁力及び圧下力の大きさ及
び分布を与えることができるので、本来の目的である内
部欠陥の無い鋳片を得ること、あるいは高速化による生
産性の向上等を実現することができる。その際、本明細
書で述べた電磁力、軽圧下勾配及びロール制動の全ての
機能を必ずしも用いる必要はない。
As described above, since the apparatus according to the present invention can provide the desired magnitude and distribution of the electromagnetic force and the rolling force to any position and range of the slab, the slab having no internal defect, which is the original object, can be provided. , Or an improvement in productivity due to an increase in speed. At this time, it is not necessary to use all the functions of the electromagnetic force, the light reduction gradient, and the roll braking described in this specification.

【0059】本明細書では、矩形断面形状を有するブル
ーム、ビレット、スラブなどの鋼の連続鋳造にいて述べ
てきたが、本発明による電磁ブースターはH型等異形断
面形状を有するいわゆるnear−net−shape
連鋳法、さらに、異なる鋼種を同時に鋳造し鋳片の外側
と内部が異鋼種より成るいわゆる異鋼種複合連鋳法など
にも適用できることはもちろんである。アルミニウム、
銅等の非鉄合金の連鋳についても同様である。
Although the present specification has described the continuous casting of steel such as blooms, billets, and slabs having a rectangular cross section, the electromagnetic booster according to the present invention has a so-called near-net-shape having an irregular cross section such as an H shape. shape
Needless to say, the present invention can be applied to a continuous casting method, a so-called composite continuous casting method of different steel types, in which different steel types are simultaneously cast, and the outside and inside of the slab are made of different steel types. aluminum,
The same applies to continuous casting of non-ferrous alloys such as copper.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ブルーム、ビレットなどの矩形断面形状を有す
る連続鋳造に対して本発明による電磁ブースターを適用
した具体図であり、(a)は横断面図及び(b)はAA
側面図を示す。(a)中の破線は磁力線を、(b)中の
矢印は鋳造方向を示す。
FIG. 1 is a specific view in which an electromagnetic booster according to the present invention is applied to continuous casting having a rectangular cross-sectional shape such as a bloom or billet, where (a) is a cross-sectional view and (b) is an AA.
FIG. The broken line in (a) indicates the line of magnetic force, and the arrow in (b) indicates the casting direction.

【図2】図1の電磁ブースターの平面図である。(a)
は図1のBB断面及び(b)はレーストラック型超電導
コイルを示す。
FIG. 2 is a plan view of the electromagnetic booster of FIG. (A)
1 shows a BB cross section of FIG. 1 and (b) shows a race track type superconducting coil.

【図3】直流電極の接続図であり、(a)は並列型、
(b)は直列型及び(c)は混合型を示す。
FIG. 3 is a connection diagram of a DC electrode, (a) is a parallel type,
(B) shows a series type and (c) shows a mixed type.

【図4】鋳片に軽圧下勾配を付与する際の一般的なロー
ル荷重分布状態を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a general roll load distribution state when a light reduction gradient is applied to a slab.

【図5】一対の円形コイルを示す図である。aはコイル
半径、bはコイル間距離である。
FIG. 5 is a diagram showing a pair of circular coils. a is the coil radius and b is the distance between the coils.

【図6】酸化防止ガスシールドボックスの取付状況を示
す図であり、(a)は鋳片の側面図、(b)は平面図で
ある。符号8は平面フライス盤を示す。
FIGS. 6A and 6B are views showing the state of attachment of the antioxidant gas shield box, wherein FIG. 6A is a side view of the cast slab, and FIG. Reference numeral 8 denotes a plane milling machine.

【図7】図1の電磁ブースターと比較して、超電導コイ
ル間距離を小さくするよう工夫した電磁ブースターの具
体図である。(a)は横断面図及び(b)はくら型超電
導コイルを示す。
FIG. 7 is a specific diagram of an electromagnetic booster devised so as to reduce the distance between superconducting coils as compared with the electromagnetic booster of FIG. 1; (A) shows a cross-sectional view and (b) shows a clad superconducting coil.

【図8】スラブ等鋳片巾の広い矩形断面形状を有する連
続鋳造に対して本発明による電磁ブースターを適用した
場合の具体図である。図は横断面図であり、符号29及
び30は分割ロールを示す。
FIG. 8 is a specific diagram in a case where the electromagnetic booster according to the present invention is applied to continuous casting having a rectangular cross-sectional shape with a wide slab such as a slab. The figure is a cross-sectional view, and reference numerals 29 and 30 denote split rolls.

【図9】ツイン型連続鋳造に電磁ブースターを適用した
場合の具体図(横断面)である。符号31はフレキシブ
ルなブスバーまたはケーブルを示す。
FIG. 9 is a specific diagram (transverse section) when an electromagnetic booster is applied to twin-type continuous casting. Reference numeral 31 indicates a flexible bus bar or cable.

【図10】本発明の連続鋳造システムの構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a continuous casting system of the present invention.

【図11】V欠陥の形成を説明するための図であり、
(a)はデンドライト間ミクロポロシティ及び(b)は
V偏析を示す。(b)中の符号+は正偏析を示す。
FIG. 11 is a diagram for explaining formation of a V defect;
(A) shows microporosity between dendrites and (b) shows V segregation. The sign + in (b) indicates positive segregation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 鋳片 2 電極 3 フラットブスバー 4 L型ブスバー 5 絶縁性電極ボックス 6 バネ 7 電極固定フレーム 8 平面フライス盤 9 酸化防止用ガスシールドボックス 10 電極ボックス室 11 平面フライス盤ボックス室 12 ガス導入口 13 〃 14 切削工具 15 切削キリコ排出口 16 酸化防止ガス逃がし用隙間 17 上フレーム 18 下フレーム 19 支柱 20 超電導コイル 21 超電導コイル冷却槽 22 超電導コイル収納剛性フレーム 23 冷却外槽 24 上ロール 25 下ロール 26 軸受け 27 油圧シリンダー 28 鋳片長さ方向に移動及び固定可能な剛性フレーム 29 上分割ロール 30 下分割ロール 31 フレキシブルなブスバーまたはケーブル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cast piece 2 Electrode 3 Flat bus bar 4 L-shaped bus bar 5 Insulated electrode box 6 Spring 7 Electrode fixing frame 8 Plane milling machine 9 Oxidation prevention gas shield box 10 Electrode box room 11 Plane milling machine box room 12 Gas inlet 13 13 14 Cutting Tool 15 Cutting Kiriko discharge port 16 Antioxidant gas escape gap 17 Upper frame 18 Lower frame 19 Prop 20 Superconducting coil 21 Superconducting coil cooling tank 22 Superconducting coil storage rigid frame 23 Cooling outer tank 24 Upper roll 25 Lower roll 26 Bearing 27 Hydraulic cylinder 28 Rigid frame that can be moved and fixed in the slab length direction 29 Upper split roll 30 Lower split roll 31 Flexible busbar or cable

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 連続鋳造における鋳片の固液共存相にお
いて、鋳造方向に電磁力を印加する装置として、複数の
摺動電極を前記鋳片の両側面に接触配置するとともに、
当該電極間電流の方向と発生磁界方向が交叉するよう少
なくとも一対の超電導コイルを配置することを特徴とす
る連続鋳造装置。
1. A device for applying an electromagnetic force in a casting direction in a solid-liquid coexistence phase of a slab in continuous casting, wherein a plurality of sliding electrodes are arranged in contact with both side surfaces of the slab,
A continuous casting apparatus, wherein at least one pair of superconducting coils is arranged so that the direction of the inter-electrode current and the direction of the generated magnetic field intersect.
【請求項2】 請求項1記載の電磁力印加装置には、鋳
片を支持するための、または鋳片を圧縮し、鋳片の下流
側に行くにつれて圧下量が大きくなるよう圧下勾配を付
与するための複数のロール対を配置することを特徴とす
る連続鋳造装置。
2. The electromagnetic force applying device according to claim 1, wherein a reduction gradient is provided for supporting the slab or compressing the slab so that the reduction amount increases toward the downstream side of the slab. Continuous casting apparatus characterized by arranging a plurality of roll pairs.
【請求項3】 請求項2記載のロール圧下装置には、鋳
片に圧下勾配を付与する結果生ずる鋳片の引抜き抵抗力
と鋳造方向の印加電磁力とが適正なバランスを保持する
ようロール回転駆動装置を具備することを特徴とする連
続鋳造装置。
3. The roll reduction device according to claim 2, wherein the roll rotation is performed so that the drawing resistance of the slab and the applied electromagnetic force in the casting direction, which are obtained as a result of imparting a reduction gradient to the slab, maintain an appropriate balance. A continuous casting device comprising a driving device.
【請求項4】 請求項2及び3記載の圧縮荷重を付与す
るための手段は独立制御可能な流体圧シリンダーを用い
ることを特徴とする連続鋳造装置。
4. A continuous casting apparatus according to claim 2, wherein said means for applying a compressive load uses a hydraulic cylinder which can be independently controlled.
【請求項5】 請求項1〜4記載の連続鋳造装置におい
て、電極部の上流側鋳片表面の酸化層を切削除去する手
段を具備することを特徴とする連続鋳造装置。
5. The continuous casting apparatus according to claim 1, further comprising means for cutting and removing an oxide layer on the surface of the slab upstream of the electrode portion.
【請求項6】 請求項5記載の連続鋳造装置において、
電極と鋳片の摺動部あるいは鋳片表面切削加工部をアル
ゴン等の不活性ガス、窒素ガスあるいは還元性のガスな
どの酸化防止ガス雰囲気でシールドする手段を具備する
ことを特徴とする連続鋳造装置。
6. The continuous casting apparatus according to claim 5, wherein
Continuous casting characterized by comprising means for shielding a sliding portion between an electrode and a slab or a slab surface cut portion in an inert gas atmosphere such as an inert gas such as argon, nitrogen gas or a reducing gas. apparatus.
【請求項7】 請求項1〜6記載の連続鋳造装置は、鋳
造方向の前後に移動可能であり、且つ所定の位置におい
て固定可能な機構を具備することを特徴とする。
7. The continuous casting apparatus according to claim 1, further comprising a mechanism that can move back and forth in a casting direction and that can be fixed at a predetermined position.
【請求項8】 複数の鋳片を同時に並行して鋳造する場
合、前記の電極装置において、隣接鋳片間の電極を電気
的に接続することを特徴とする連続鋳造装置。
8. A continuous casting apparatus according to claim 1, wherein when casting a plurality of slabs simultaneously in parallel, the electrodes of said electrode apparatus are electrically connected.
【請求項9】 請求項1〜8記載の連続鋳造装置におい
て、鋳造方向と逆向きに電磁力を印加することを特徴と
する連続鋳造装置。
9. The continuous casting apparatus according to claim 1, wherein an electromagnetic force is applied in a direction opposite to a casting direction.
【請求項10】 請求項1〜8記載の電磁力印加装置の
下流側鋳片の完全固相領域において、ロール圧下装置を
設け、ロール圧下により生ずる鋳片との摩擦力により鋳
造方向の印加電磁力に対応する制動力を鋳片に付与する
ことを特徴とする連続鋳造装置。
10. A roll pressing device is provided in a complete solid phase region of a slab downstream of the electromagnetic force applying device according to claim 1, and an applied electromagnetic force in a casting direction is generated by a frictional force with the slab caused by roll reduction. A continuous casting apparatus characterized in that a braking force corresponding to a force is applied to a slab.
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