JPH10230349A - 電磁攪拌装置 - Google Patents
電磁攪拌装置Info
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- JPH10230349A JPH10230349A JP5410797A JP5410797A JPH10230349A JP H10230349 A JPH10230349 A JP H10230349A JP 5410797 A JP5410797 A JP 5410797A JP 5410797 A JP5410797 A JP 5410797A JP H10230349 A JPH10230349 A JP H10230349A
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Abstract
来と同等の溶融金属の回転力を得る巻線を備えた電磁攪
拌装置を提供する。 【解決手段】第1の磁極鉄心11の根本側と第2の磁極
片12の根元側に装着するコイル211、221をU相
とし、第3の磁極鉄心13の根元側と第4の磁極鉄心1
4の根元側に装着するコイル231、241をV相と
し、第5の磁極鉄心15の根元側と第6の磁極鉄心16
の根元側に装着するコイル251、261をW相とし、
それぞれN極となるように電流を流し、磁極鉄心の根元
側のコイル211〜261はヨ−ク1の軸心を隔てて対
向する磁極鉄心の鋳型側のコイル212〜262と同相
とし、それぞれS極となるように電流を流すことによ
り、磁極間中心に3相回転磁界を発生させる。これによ
り、従来の半分のアンペタ−ン数で溶融金属5に回転力
Fr を付与することができる。
Description
用する電磁攪拌装置に関する。
電磁攪拌装置の内部に設けた鋳型内金属に低周波電磁場
を印加することにより回転運動を生じさせ、鋳片製品の
品質向上を図るようにした3相突極型電磁攪拌装置が提
案されている(例えば、特開昭53−25235号公
報)。図5は従来の電磁攪拌装置を示す縦方向断面図で
ある。図において、1は磁気閉回路を形成する円筒状の
ヨーク、2はヨーク1の後述する磁極鉄心に装着された
コイルである。3はヨーク1とコイル2を格納するとと
もにヨ−ク1とコイル2に冷却水を流す水路を兼ねたフ
レ−ム、31、32はフレ−ム3に設けた水路の冷却水
入口、同出口、4はヨ−ク1の軸心近傍に配置され溶融
金属を流す鋳型、5は溶融金属、6は鋳型4の冷却水用
水路、61、62は鋳型冷却水の入口、同出口である。
このような構成において、コイル2にU相、V相、W相
の3相電源を接続して交流電流を流し、磁極間中心に3
相回転磁界を発生させることにより、鋳型4内にある溶
融金属5に撹拌力を与え、介在物の浮上による鋳片表面
形状の改善もしくは鋳片表層部の気泡の浮上による未脱
酸鋼の連鋳化、または鋳片等軸晶の向上および中心偏析
の低減による鋳片内部品質の改善等に大きな効果がある
ことが知られている。次に電磁攪拌装置の磁極およびコ
イルの配置を説明する。図6は図5のAA’線に沿う横
方向断面図である。ヨーク1の内周面上に沿って突出し
た複数の磁極鉄心11〜16が60°ピッチで配置さ
れ、磁極鉄心11〜16を取り囲むようにそれぞれコイ
ル21〜26が装着されている。第1の磁極鉄心11に
装着するコイル21をU相とし、第3の磁極鉄心13に
装着するコイル23をV相とし、第5の磁極鉄心15に
装着するコイル25をW相とし、それぞれN極となるよ
うに3相交流を流し、これらのコイルを装着した磁極鉄
心11、13、15とヨ−ク1の軸心を隔てて対向した
位置にある磁極鉄心14、16、12には、これらと同
相のコイルを装着し、それぞれS極となるように3相交
流を流し、磁極間中心に3相回転磁界を発生させること
により、中心近傍に配置させた鋳型4内の溶融金属5に
回転力Fr を付与させている。
は磁極幅lp が狭いため、磁極から出た磁束ΦU 、
ΦV、ΦW の減衰が大きく、溶融金属5の回転力を大き
くするために多大なアンペアターン(電流とコイルター
ン数の積)を要することになり、装置が大掛かりになる
ばかりか、制約寸法が厳しい設備には、取り付けること
ができないという問題があった。そこで、本発明は、多
大なアンペアターンを要することなく溶融金属の回転力
を大きくする巻線を有した小型の電磁攪拌装置を提供す
ることを目的とする。
め、本発明は次のような構成にしたものである。 (1) 溶融金属を流す鋳型の周囲に設けられるとともにそ
の内周面上に沿って等ピッチで配置され突出した複数の
磁極鉄心を有するヨークと、前記磁極鉄心を取り囲むよ
うに装着されたコイルからなり、回転磁界を発生させる
電磁攪拌装置において、前記磁極鉄心に装着されたコイ
ルは、3相交流を流すことにより前記磁極鉄心の根元側
と前記磁極鉄心の鋳型側とが互いに異なる極性を有する
二つの積重ね体からなり、第1の磁極鉄心およびこれと
隣り合う第2の磁極鉄心の根元側に装着するコイルがU
相であり、第3の磁極鉄心およびこれと隣り合う第4の
磁極鉄心の根元側に装着するコイルがV相であり、第5
の磁極鉄心およびこれと隣り合う第6の磁極鉄心の根元
側に装着するコイルがW相であり、前記隣り合う磁極鉄
心の根元側に装着されたコイルは、前記ヨ−クの軸心を
隔てて対向した位置にある隣り合う磁極鉄心の鋳型側の
コイルと同相としたものである。 (2) 請求項1に記載の電磁攪拌装置において、前記隣り
合う同相とした磁極鉄心の根元側に巻回されたコイル同
志および前記隣り合う同相とした磁極鉄心の鋳型側に巻
回されたコイル同志を接続して一体化したものである。 (3) 溶融金属を流す鋳型の周囲に設けられるとともにそ
の内周面上に沿って不等ピッチで配置され突出した複数
の磁極鉄心を有するヨークと、前記磁極鉄心を取り囲む
ように装着されたコイルからなり、回転磁界を発生させ
る電磁攪拌装置において、前記磁極鉄心に装着されたコ
イルは、3相交流を流すことにより前記磁極鉄心の根元
側と前記磁極鉄心の鋳型側とが互いに異なる極性を有す
る二つの積重ね体からなり、第1の磁極鉄心およびこれ
と隣り合う第2の磁極鉄心の根元側に装着するコイルが
U相であり、第3の磁極鉄心およびこれと隣り合う第4
の磁極鉄心の根元側に装着するコイルがV相であり、第
5の磁極鉄心およびこれと隣り合う第6の磁極鉄心の根
元側に装着するコイルがW相であり、前記隣り合う磁極
鉄心の根元側に装着されたコイルは、前記ヨ−クの軸心
を隔てて対向した位置にある隣り合う磁極鉄心の鋳型側
のコイルと同相としたものである。 (4) 請求項3に記載の電磁攪拌装置において、前記隣り
合う同相とした磁極鉄心の根元側に巻回されたコイル同
志および前記隣り合う同相とした磁極鉄心の鋳型側に巻
回されたコイル同志を接続して一体化したものである。
いて説明する。従来例と同じ構成要素については同一符
号を付し、従来例と異なる要素には新たな符号を付して
説明を施す。図1は本発明の第1の実施例を示す電磁攪
拌装置の横方向断面図である。図において、複数の磁極
鉄心11〜16は60°の等ピッチでヨークに配置され
ており、211、212、221、222、231、2
32、241、242、251、252、261、26
2は各磁極鉄心11〜16に装着されたコイルである。
第1の磁極鉄心11の根元側とこれと隣り合う第2の磁
極鉄心12の根元側に装着するコイル211、221を
U相とし、第3の磁極鉄心13の根元側とこれと隣り合
う第4の磁極鉄心14の根元側に装着するコイル23
1、241をV相とし、第5の磁極鉄心15の根元側と
これと隣り合う第6の磁極鉄心16の根元側に装着する
コイル251、261をW相とし、それぞれN極となる
ように3相交流を流し、一方、各々の磁極鉄心の鋳型4
側に装着されるコイル212、222、232、24
2、252、262は、ヨ−ク1の軸心を隔てて対向し
た位置にある磁極鉄心の根元側に装着されたコイルと同
相とし、それぞれS極となるように3相交流を流すと、
各相のN極の磁極鉄心からS極の磁極鉄心へ向かう方向
に生じる磁束Φu 、Φv 、Φw が鋳型4内の溶融金属5
を通過し磁極間中心に3相回転磁界が発生する。これに
より磁界の回転方向と同一方向に回転力が発生し、ヨ−
ク1の軸心近傍に配置された鋳型4内の溶融金属5が攪
拌される。なお、本実施例ではヨ−ク1における磁極鉄
心11〜16の配置を等ピッチとしたが、これに限定さ
れず不等ピッチとしたものでも良い。例えば、これらの
磁極鉄心の中で互いに隣り合う二つの磁極鉄心11と1
2の間のピッチをそれ以外の互いに隣り合う他の磁極鉄
心の間の間隔より大きくする。
図2は第2の実施例を示す電磁攪拌装置の横方向断面図
である。図において、第1の実施例と異なる点は、隣り
合う同相とした磁極鉄心の根元側に巻回されたコイル同
志を接続して一体化し、また、隣り合う同相とした磁極
鉄心の鋳型側に巻回されたコイル同志を接続して一体化
したものである。すなわち、コイル271と282がU
相、コイル281と292がV相となり、コイル291
と272がW相となる。このような構成において、磁極
鉄心の根元側に巻回されたコイルがN極、鋳型側に巻回
されたコイルがS極となるように3相交流を流すと、各
相のN極の磁極鉄心からS極の磁極鉄心へ向かう方向に
生じる磁束Φu 、Φv 、Φw が鋳型4内の溶融金属5を
貫通し磁極間中心に3相回転磁界が発生する。これによ
り磁界の回転方向と同一方向に回転力が発生し、ヨ−ク
1の軸心近傍に配置された鋳型4内の溶融金属5が攪拌
される。
構成の電磁攪拌装置を実際に製作し、装置の内部に鋳型
を設けていない状態での磁束密度を計測した。図3は電
磁攪拌装置の磁極鉄心間のギャップにおける磁束密度の
大きさの円周方向分布を示しており、従来の装置と同一
アンペアタ−ン数で比較したものである。これより磁束
密度は従来のものと比較して2倍大きいことを確認し
た。したがって、本発明では、従来と同等の磁束密度を
発生させるために必要なアンペアタ−ン数を従来の半分
にすることができ、従来よりも磁極鉄心からでる磁極の
減衰を抑えることができる。図4は本電磁攪拌装置の軸
心近傍に配置させた鋳型内における溶融金属の流速の大
きさを示したものであり、これより溶融金属の流速は従
来技術と比べて2倍鷹いことを確認した。したがって、
本発明では、従来と同等の流速を得るために必要なアン
ペアタ−ン数を従来の半分にすることができ、従来より
も電磁攪拌装置のサイズをより小型にすることができ
る。なお、上記に述べた特性は第2の実施例に記載され
た構成の電磁攪拌装置でも同じ効果が得られることを確
認した。
来技術の半分のアンペアターン数で中心近傍に配置させ
た溶融金属に回転力を付与することができるため、装置
自体をコンパクト化することが可能となるとともに、寸
法制約が厳しい設備にも十分対応できる高信頼性の電磁
攪拌装置を得る効果がある。
方向断面図である。
面図である。
磁束密度の円周方向分布を示す図である。
おける溶融金属の流速の大きさを示す図である。
る。
41、242、251、252、261、262,27
1,272,281,282,291,292:コイル 4:鋳型 5:溶融金属、 Fr :回転力 lp :磁極幅 ΦU 、ΦV 、ΦW :磁束
Claims (4)
- 【請求項1】 溶融金属を流す鋳型の周囲に設けられる
とともにその内周面上に沿って等ピッチで配置され突出
した複数の磁極鉄心を有するヨークと、前記磁極鉄心を
取り囲むように装着されたコイルからなり、回転磁界を
発生させる電磁攪拌装置において、 前記磁極鉄心に装着されたコイルは、3相交流を流すこ
とにより前記磁極鉄心の根元側と前記磁極鉄心の鋳型側
とが互いに異なる極性を有する二つの積重ね体からな
り、第1の磁極鉄心およびこれと隣り合う第2の磁極鉄
心の根元側に装着するコイルがU相であり、第3の磁極
鉄心およびこれと隣り合う第4の磁極鉄心の根元側に装
着するコイルがV相であり、第5の磁極鉄心およびこれ
と隣り合う第6の磁極鉄心の根元側に装着するコイルが
W相であり、前記隣り合う磁極鉄心の根元側に装着され
たコイルは、前記ヨ−クの軸心を隔てて対向した位置に
ある隣り合う磁極鉄心の鋳型側のコイルと同相としたこ
とを特徴とする電磁攪拌装置。 - 【請求項2】 前記隣り合う同相とした磁極鉄心の根元
側に巻回されたコイル同志および前記隣り合う同相とし
た磁極鉄心の鋳型側に巻回されたコイル同志を接続して
一体化した請求項1に記載の電磁攪拌装置。 - 【請求項3】 溶融金属を流す鋳型の周囲に設けられる
とともにその内周面上に沿って不等ピッチで配置され突
出した複数の磁極鉄心を有するヨークと、前記磁極鉄心
を取り囲むように装着されたコイルからなり、回転磁界
を発生させる電磁攪拌装置において、 前記磁極鉄心に装着されたコイルは、3相交流を流すこ
とにより前記磁極鉄心の根元側と前記磁極鉄心の鋳型側
とが互いに異なる極性を有する二つの積重ね体からな
り、第1の磁極鉄心およびこれと隣り合う第2の磁極鉄
心の根元側に装着するコイルがU相であり、第3の磁極
鉄心およびこれと隣り合う第4の磁極鉄心の根元側に装
着するコイルがV相であり、第5の磁極鉄心およびこれ
と隣り合う第6の磁極鉄心の根元側に装着するコイルが
W相であり、前記隣り合う磁極鉄心の根元側に装着され
たコイルは、前記ヨ−クの軸心を隔てて対向した位置に
ある隣り合う磁極鉄心の鋳型側のコイルと同相としたこ
とを特徴とする電磁攪拌装置。 - 【請求項4】 前記隣り合う同相とした磁極鉄心の根元
側に巻回されたコイル同志および前記隣り合う同相とし
た磁極鉄心の鋳型側に巻回されたコイル同志を接続して
一体化した請求項3に記載の電磁攪拌装置。
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JPH10230349A true JPH10230349A (ja) | 1998-09-02 |
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- 1997-02-20 JP JP05410797A patent/JP3570601B2/ja not_active Expired - Fee Related
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