JPS58168458A - 回転連続鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶鋼などの溶融金属を回転しつつ連続鋳造を
行う装置に関する。

成る先行技術では、第１図に示されるように、モールド
ｌの外周にコイルを配置し、溶＃１４２にモールド１の
鉛直軸線３まわりの矢符４で示される回転力を与えて攪
拌している。モールド１は、上下振動のみ可能て取り付
けられる。このようにして溶鋼２を攪拌することによっ
て、その冶金的性質を改善している。

第２図は、モールド１の上方から見た溶ｍ２の速度分布
を示す図である。溶鋼２が回転することで、その表面５
は概ね軸＠３を軸とする放物線状を呈する。モールドｌ
は回転していないことがらその内周面に接する溶鋼２の
速度は零である。従い、モールドｌ内周面近傍における
溶鋼２の表面６は、はぼ平坦となる。溶ｆｌ１２は、モ
ールドＩＫよって冷却されて、凝固シェルフが形成され
る。

このメニスカス部における溶鋼２においては、第２図の
参照符８で示されるようにモールドｌの内周面および凝
固シェルフの内周面に溶鋼２が接することによって、半
径方向内方への引張り力が作用する。

溶鋼２のモールドｌ内周面付近の平坦な表面６には、表
面５の中心部と同様にして、タンディツシュの耐火物や
、溶鋼中の非鉄金属の酸化物や粉体状潤滑剤などの介在
物９．１０が浮遊している。

特に平坦な表面６上の介在物９は、モールドｌ内周面付
近から溶！＄１２の内部に巻き込まれるおそれがある。

このような介在物９が溶鋼２内Ｖｃ巻き込まれると、溶
鋼２とモールド内壁間での熱伝達率がその部分で極端に
小さくなり、凝固シェルフの破壊いわゆるブレークアウ
トが生じる。このような介在物９の巻き込み現象は、モ
ールド１を上下に振動して凝固シェルを形成する場合に
おいて、著しく生じやすい。また、内周面に傷を有する
場合には、回転している溶鋼流が乱され、均質なビレッ
トを得ることが困１１になる。すなわち、第１図に示す
従来技術では鋼塊の表面性状を決定する凝固開始部に遠
心力が作用することなく、また前述のごとく不純物を巻
き込むという欠点がある。

本発明の目的は、溶融金属に不都合な介在物が巻き込ま
れるのを防ぎ、また回転している溶融金属の流れを乱す
ことなく、高品質の鋳造片を得る回転連続鋳造装置を提
供することである。

第３図は、本発明の一実施例の全体の系統図である。タ
ンディツシュ２０からの溶、＄２１は、モールド２２に
より冷却され、その外周ｖＣ姦照符２４で示す凝固シェ
ル２４が形成される。凝固シェル２４はローラ２５を含
む引抜き装置２６により引抜かれ、さらにローラ２７を
含む矯正装置２８により形状が矯正される。モールド２
２の軸線３０は鉛直に延びる。モールド２２の外周を囲
んで固定位１１にコイル３１が配置される。モールド２
２から離れた位置に設けられる引抜き装！ｆ２６および
矯正装置２８に装着するローラ２５，２７は、ビレット
２９の軸線まわりには回転しない。

第４図は、コイル３１によって溶［２３に作用する電磁
力を説明するためのモールド２２付近の簡略化した水平
断面図である。コイル３１は、モールド２２の外周に周
方向に間隔をあけて？Ｍ数個設けられており、各コイル
３１は、コア３２のまわりに素１ｉ１３３が巻回されて
構成される。第４図において、参照符３１ａ、３１ｂを
総括して参照符３１で示す。

第５図は、コイル３１４与えられる電流の波形を示す。

コイル３１ａにはライン３４ａで示される波形を有する
電流が与えられ、隣接するコイル３１ｂには、ライン３
４ｂで示される電流が与えられる。時刻【１では、第４
図ｔｘｔで示されるように磁界Ｈが発生し、、時刻ｔ２
には、第４図（２）に示されるとおり、フイ／ｖ３１ａ
、３１ｂの境界部の溶鋼外周近傍には図示の誘導電流が
発生する。またコイル３１ａ、３１ｂには図示破線で示
す磁界りが発生し、その合力Ｈと誘導電流によりフレミ
ングの左手の法則に従い、溶＊２３には回転力Ｆが働く
。時刻ｔ３における現象は、第４図（３）に示されると
おりである。このようにしてモールド２２内の溶−２３
は、コイル３１による移動磁界によって電磁力Ｆが作用
し、モールド２２の軸１ｉ１ｊ３０まわりに回転する。

第６図は、＠３図に示されたモールド２２付近の拡大断
面図である。モールド２２は、直円筒吠のモールドチュ
ーブ３５と、それを外囲するジャケット筒３６と、この
ジャケット筒３６を外囲する支持筒３７とを含み、鉛直
軸４１ｊ１３０を有する。

支持筒３７はスラストころがり軸受３８によって、固定
位ａｉに設けられた架台３９に、前記軸＠３０まわりに
回転自在に設けられる。モールド２２の上部には環状の
カバー４０が固定される。支持筒３７にはまた、ラビリ
ンス部材４１．４２が固定される。これらのラビリンス
部材４１．４２ＶＣよって、ヘッダ４３内の冷却水が外
部に漏洩することが確実に防がれる。支持筒３７の下部
には、傘歯車４４が固定される。この傘歯車４４は、水
平軸線を有する傘歯軸４５に噛合する。傘歯軸４５は、
駆動軸４６に連結される。この駆動軸４６は、モータ４
７によって回転される。モールドチューブ３５を冷却す
るための冷却水は、管路４８から導入され、モールドチ
ューブ３５の外周面と、ジャケット筒３６の内周面とに
よって形成された流路４９を介して、排出口５０から外
部に排出される。この排出口５０付近には、半径方向外
方に広がるスカー）５１が形成される。こねによって排
出された冷却水が凝固シェル２４に付着することを防止
する。モールド２２は、振動手段５２によって軸４１３
０の方向に上下に微小振動される。これによって凝固シ
ェル２４の形成が確実に行われる。

ヘッダ４３内にはコイル３１が収納される。コイル３１
は前述のようにモールド２２を外囲する。

コイル３１は、冷却水によって損傷しないように、かつ
漏電しないように水蜜的構造とされる。

第７図はモールド２２付近の簡略化した縦断面であり、
第８図はモールド２２内の溶ｍ２３の速度分布を示す簡
略化した平面図である。モールド２２内の溶＃１２３は
コイル３１の電磁力によって矢符５３の方向＃Ｃ回転駆
動される。またモールド２２は、モータ４７によって矢
符５３と同一方向に回転駆動される。モールドチューブ
３５の内周面の周速度は、コイル３１の電磁力による溶
鋼２３のｗＲ速度ｖｌＫ等しく選ばれる。このようにし
て溶鋼２３０回転達度は、半径方向外方になるに従って
直線的に増大する。溶鋼２３の表面５４は、前述の第１
図に関連して述べた表ＷＪ５と同様に放物線を描き、タ
ンディツシュの耐火物や溶鋼中の非鉄金属の酸化物など
の介在物５５は、表面５４のくぼみの中心に集まること
から捕獲が容易であるとともに、第１図に示す先行技術
のごとくモールド壁部でのメニスカスの水平面が形成さ
れないため、溶鋼２３内に巻き込まれることを防ぎ得る
。

このような介在物５５の溶鋼２３への巻き込みは、振動
手段５２によるモールド２２の上下振動でも防ぎ得る。

また、溶１１２３のＦＩ７１Ｍ度ｖ１はモールドチュー
ブ内周面と同一速度であるので、モールドチューブ３５
の軸線３０がモータ４７による回転の中心から偏心して
いる場合や、そのモールドチューブ３５の内１１！１面
に傷がある場合などにおいても、溶鋼２３の流れは特に
乱れることはない。

＠９図は、本発明の他の実施例の縦断面図である。この
実施例は、前述の実施例に類似するも、注目すべきこと
は、モールド２２に近接して凝固シェル２４を外囲する
フットローラ６０，６１の配置である。これらの７ツト
ローラ６０．６１は、支持体６４により支持され、モー
ルド２２とともに凝固シェル２４の外周に＃！触しつつ
公転しながら鉛直直線まわりに自転する。７ツトローラ
６０゜６１は、モールド２２下方のビレット２９の軸線
をそのモールド２２の軸［１３Ｇに一致させ、モールド
２２を構成するモールドチューブ３５の内周面と溶鋼２
３とを均一に接触させ、モールドチューブ３５を回転さ
せることからモールド内を通過する凝固シェルは全外周
面にわたり均一に冷却される。また、軸直角断面の真円
度が高いビレット２９を製造することも可能になる。フ
ットローラ６０．６１の近傍にはノズル６２．６３が支
持体６４に固定されており、これらのノズル６２．６３
から冷却水が噴射される。ノズル６２．６３を支持体６
４とともに軸＠３０のまわりに回転させることによって
、ビレット２９の冷却は、全外周にわたって均一になさ
れるとともに、たとえノズＡ／６２．６３のうちの１つ
が目詰りを起こしても、均一な冷却は維持される。

第１０図は、本発明の他の実施例のモールド２２付近の
簡略化した断面図である。モールド２２の上部には円錐
状の傾斜面７０が形成され、この傾斜面７０には、その
上方に設けられたノズル７１から潤滑剤としてなたね油
が供給される。

また第１１図に示された他の実施例では、流路７３が形
成された筒７２の先端部分かモールド２２下方 ての粉体がモールド２２内溶＠２３表１１［ＩＫ供給さ
れる。このようにして溶＄２３の表面にハＮ　ｉ　剤と
しての粉体の層７５が形成される。

＠１２図は本発明の他の実施例の簡略イヒした全体の系
統図である。円形の軸直角断面を有するモー、１／ド８
０の軸線８２は斜めに延びる。このモールド８０の外周
を囲んで、コイル８３が配置される。コイル８３による
電磁力によって、溶ｆ１４２３［１１１１４１８２マわ
りの回転力が与えられる。このモールド８０は、軸線８
２まわりに前述の実施例と同様に、コイル８３の電磁力
と同一方向ｖｃ回転駆動される。凝固シェル２９はロー
ラ８４を有する引抜・矯正装置８５によって引抜かれ、
かつ水平方向に矯正される。また、溶鋼の回転力が作用
しない場合にはメニスカスが水平面を保つタメ、モール
ド壁に接触する冷却帯長さがモールドの上下位置で異な
り良好な鋼塊を得ることができない。

本発明のごとく、溶！１ＩＩＫ回転カを与えることによ
りメニスカス部のこの傾向は十分に阻止される。

さらに、第１０図のごときモールド潤滑法をこの実施例
に採用する場合にはモールドの回転は不可欠なものとな
る。

本発明は、溶鋼の鋳造だけ１でなく溶解状１で通電可能
であるその他の金属の鋳造のためＫＭ連して実施される
ことができる。さらに、他の実施例として、第６図に示
す実施例からモールド回転用モータ４７、Ｕ転属動用か
さ歯車４４，４５．４６を取除いて、モールドを軸受３
８で回転自在に支承して、電磁力による溶鋼の回転力を
利用してモールドを回転させることも凝固開始時のシェ
ルに無理な外力が作用することがなく、効果的である。

以上のように本発明によれば、モールドの外周に設けら
れたコイルによって、溶融金属にモールドの軸線まわり
の回転力が与えられ、このモールドは電磁力と同一方向
にＪ転駆動されるので、モールド内の溶融金属の表面に
浮遊している耐火物やその他の介在物を回転流動してい
る溶融金輌の中央付近に確実に集合させ、モールドの内
周面付近から溶融金属内に巻き込まれることが防止でき
る。また、モールドの内周面に傷がある場合などにおい
ても、回転流動している溶融金属の流れを乱すことはな
い。さらに、電磁力による溶鋼の回転運動により、溶鋼
には遠心力が作用し、モールド壁と凝固シェルの接触圧
力は十分に保たれモールド内で確実な冷却効果を得るこ
とができる。また、下方引抜移動のみで回転しない凝固
シェルに対して、モールドが一定接触圧力を保って回転
しているため、モールド内の冷却水ジャケットの間隔の
バラツキ等により発生するモールドの不均一な冷却は完
全に阻止できる。このようにして品質が向上された金属
を鋳造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術のモールドｌ付近の簡略化した断面図
、第２図はその先行技術における溶′＃４２の速度分布
を示す平面図、第３図は本発明の一実施例の全体の系統
図、第４図は電磁コイル３１による溶ｉ１２３に作用す
る電磁力を説明するための簡略化した平面図、第５図は
電磁コイル３１に供給される電流の波形図、１１６図は
モールド２２付近の拡大断面図、第７図はそのモールド
２２付近の簡略化した断面図、第８図はモールド２２内
の溶鋼２３の速度分布を示す平面図、第９図は本発明の
他の実施例の断面図、第１Ｏ図および８１１図は本発明
の他の各実施例を示す一部の断面図、第１２図は本発明
のさらに他の実施例の全体の系統図である。 ２２．８０・・・モールド、２１．２３・・・溶舖、２
４・・・凝固シェル、２６・・・引抜装置、２８・・・
矯正装置！、２９・・・ビレット、３１．８３・・・コ
イル、６６゜６１・・・フットローラ 代理人　　　弁理士　西教圭一部 第１図 １ 第２図 第３図 第１０図 ２１ 第１１　ＩＩ 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１円形の軸直角断面を有するモールドの軸線が上下
   ないし斜めに延びるようにモールドが配置され、このモ
   ールドの外周を囲んでコイルが同定位置に配置され、こ
   のコイルの電磁力によってモールド内の溶融金属にはモ
   ールドの軸線まわりの回転力が与えられ、モールドはそ
   の軸線まわりに回転および上下振動駆動され、モールド
   から離れた位置に設けられた鋳片を導く引抜ローラは、
   その鋳片にその軸線まわりの力を与えないように設けら
   れていることを特徴とする回転連続鋳造装置。 （２）コイルの電磁力による溶融金属のモールド壁接触
   部の周速度と、モールドの内周面の周速度とを等しく選
   んだことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転
   連続鋳造装置。 （３）凝固シェル外周を支持する７ツトローラをモール
   ドに近接して設け、このフットローラをモールドの軸線
   のまわりに回転駆動することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の回転連続鋳造装置。