JPS60127056A - 液状金属の鋳造に使用する電磁ポンプを備えた鋳造装置 - Google Patents
液状金属の鋳造に使用する電磁ポンプを備えた鋳造装置Info
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- JPS60127056A JPS60127056A JP59232287A JP23228784A JPS60127056A JP S60127056 A JPS60127056 A JP S60127056A JP 59232287 A JP59232287 A JP 59232287A JP 23228784 A JP23228784 A JP 23228784A JP S60127056 A JPS60127056 A JP S60127056A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0611—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a single casting wheel, e.g. for casting amorphous metal strips or wires
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
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。
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、液状金属の鋳造に関し、特に同化途上にある
液状金属帯片に電磁誘導された刀を印加する両側配置型
電磁ポンプと、この電磁ポンフト組み合わせた移動する
導電性ヒート・シンク(heat 5ink)とを持つ
鋳造装置に関する。
液状金属帯片に電磁誘導された刀を印加する両側配置型
電磁ポンプと、この電磁ポンフト組み合わせた移動する
導電性ヒート・シンク(heat 5ink)とを持つ
鋳造装置に関する。
過去10年間のうちに、溶融体から直接に鋼を鋳造する
連続圧延鋼鋳造技術により、鋼製造工程における大幅な
エネルギー節減が行なわれるようになった。薄板を製造
する急速同化法については、溶融押出しくmelt S
pinning)と呼ばれる改良がなされた。溶融押出
し法では、固化温度以下に急冷され約10〜26m/秒
のコンベア・ベルト速度又は回転周速間で運転されてい
るコンベア又はドラムを用いて、厚す0.254〜1,
27+xyBo、oi〜0.05インチ)の薄板か溶融
物から直接に鋳造される。低温の高伝導性のホイールに
より帯片から熱を取り去る急速固化法は、鉄含有金属類
の処理法として好ましい方法である。帯片の製造速度は
、冷却(熱除去)速度によって定まる。熱伝導度が高い
場合には、液状物は固結するまではコンベアの全速とは
一致せず、固結したときに処理物の速度とコンベア速度
とが等しくなる。
連続圧延鋼鋳造技術により、鋼製造工程における大幅な
エネルギー節減が行なわれるようになった。薄板を製造
する急速同化法については、溶融押出しくmelt S
pinning)と呼ばれる改良がなされた。溶融押出
し法では、固化温度以下に急冷され約10〜26m/秒
のコンベア・ベルト速度又は回転周速間で運転されてい
るコンベア又はドラムを用いて、厚す0.254〜1,
27+xyBo、oi〜0.05インチ)の薄板か溶融
物から直接に鋳造される。低温の高伝導性のホイールに
より帯片から熱を取り去る急速固化法は、鉄含有金属類
の処理法として好ましい方法である。帯片の製造速度は
、冷却(熱除去)速度によって定まる。熱伝導度が高い
場合には、液状物は固結するまではコンベアの全速とは
一致せず、固結したときに処理物の速度とコンベア速度
とが等しくなる。
所定の板厚にお(プるコンベア上の同化領域はコンベア
の線速度に応じて変化する。−例を挙けると(コンベア
速度を26m/秒とし板厚(帯片の厚さ)を0.631
m (25−1ル)にした実例では、同化領域の長さは
50cmとなりホイール温度は3500にとなる。
の線速度に応じて変化する。−例を挙けると(コンベア
速度を26m/秒とし板厚(帯片の厚さ)を0.631
m (25−1ル)にした実例では、同化領域の長さは
50cmとなりホイール温度は3500にとなる。
帯鋼鋳造に使用できる両側配置型電磁ポンプは、上側−
次ブロック及び下側−次ブロックとを有し、これらの両
−次ブロックは多相捲線を持ち中間部分に間隙を形成す
るよう配置されている。コンベア・ベルトのような移動
自在のヒート・シンクが間隙の中間部に配設されており
、ヒート・シンクに液状金属を沈積させる手段が設けら
れている。常にキュリ一温度(Curfetemper
a ture )以下であるために非磁性状態にあると
推定される金属試料とヒート・シンクとか、ずベリ周波
数電流を誘導する二次回路を形成ずれる。
次ブロック及び下側−次ブロックとを有し、これらの両
−次ブロックは多相捲線を持ち中間部分に間隙を形成す
るよう配置されている。コンベア・ベルトのような移動
自在のヒート・シンクが間隙の中間部に配設されており
、ヒート・シンクに液状金属を沈積させる手段が設けら
れている。常にキュリ一温度(Curfetemper
a ture )以下であるために非磁性状態にあると
推定される金属試料とヒート・シンクとか、ずベリ周波
数電流を誘導する二次回路を形成ずれる。
Vs=2τp f +11
式中、τ、はメートル単位で測定した一次部材の磁極ピ
ッチであり、fはヘルツ単位の励磁周波数である。コン
ベアの周速又は線速が■rであるとすると、単位毎のす
べりSは、同期速度に対する同期速度と実際の速度との
差によって定まる。ベルト速IWが同期速度よりも僅か
に遅くなった場合、たとえば1秒間について26メ一ト
ル遅(なると、電流密度は直線的な関係で変化するのに
対し、変動幅の少ないすべり範囲内おいては二次回路中
のすべり念ホ及び電力逸機はすべり変化量の二乗に比例
して変化する。
ッチであり、fはヘルツ単位の励磁周波数である。コン
ベアの周速又は線速が■rであるとすると、単位毎のす
べりSは、同期速度に対する同期速度と実際の速度との
差によって定まる。ベルト速IWが同期速度よりも僅か
に遅くなった場合、たとえば1秒間について26メ一ト
ル遅(なると、電流密度は直線的な関係で変化するのに
対し、変動幅の少ないすべり範囲内おいては二次回路中
のすべり念ホ及び電力逸機はすべり変化量の二乗に比例
して変化する。
両側に配置された一次誘導部材と、空隙(airgap
)の機械的中心線に対して対称な二次誘導構造体とを使
用する従来法の電磁ポンプの場合3忍められる唯一の力
は、帯片に二次的な動きを与える長手方向即ち接線方向
の力である。半径方間又は直角方向の力は存在してはい
るけれども、各−次構造体によって釣り合わされていて
実効力としては零になっている。
)の機械的中心線に対して対称な二次誘導構造体とを使
用する従来法の電磁ポンプの場合3忍められる唯一の力
は、帯片に二次的な動きを与える長手方向即ち接線方向
の力である。半径方間又は直角方向の力は存在してはい
るけれども、各−次構造体によって釣り合わされていて
実効力としては零になっている。
同化途上にある高抵抗率の液状金属部材と同期して移動
している高導電率のヒート・シンク部材を使用してサン
ドインチ型の配置にする必要があるために、帯片鋳造に
用いる両側配置型ポンプは非対称形の二次部材を持つこ
とになる。
している高導電率のヒート・シンク部材を使用してサン
ドインチ型の配置にする必要があるために、帯片鋳造に
用いる両側配置型ポンプは非対称形の二次部材を持つこ
とになる。
はとんどの場合、上記の二つの部材の厚さは異なってお
り、最も重大なことは、固有の体積抵抗率の相違はとも
かくとして、これらの部材の実効表面抵抗率が大きく異
なることである。
り、最も重大なことは、固有の体積抵抗率の相違はとも
かくとして、これらの部材の実効表面抵抗率が大きく異
なることである。
関連するすべり、周波数及び導電率によって、強磁性で
ない部材憂こ直角方向の力が加わると、部材は一次ブロ
ックに引きつけられるか或いは一次ブロックにより反撥
される。このような吸引又は反撥の制御は、金属類の連
続鋳造の製造速度を改良するに当たっての決定的な因子
となる。従って、引張力即ち長手方向の力を生じる電磁
装置の運転条件を直角な力に関する要件と合致させる必
要があり、これらの二次元の力に関して異なるずベリ値
でピークがなければならないことになる。両側配置型電
磁ポンプの場合、直角方向の力と長手方向の力との比は
、原則的ニハ磁気し/イ//l/ズ数(magneti
c Reynold’snumber)の関数であり、
この関数は、実効空隙に依存する変数を含む。
ない部材憂こ直角方向の力が加わると、部材は一次ブロ
ックに引きつけられるか或いは一次ブロックにより反撥
される。このような吸引又は反撥の制御は、金属類の連
続鋳造の製造速度を改良するに当たっての決定的な因子
となる。従って、引張力即ち長手方向の力を生じる電磁
装置の運転条件を直角な力に関する要件と合致させる必
要があり、これらの二次元の力に関して異なるずベリ値
でピークがなければならないことになる。両側配置型電
磁ポンプの場合、直角方向の力と長手方向の力との比は
、原則的ニハ磁気し/イ//l/ズ数(magneti
c Reynold’snumber)の関数であり、
この関数は、実効空隙に依存する変数を含む。
本発明の第一の目的は改良された製品をつくることにあ
る。
る。
広義の本発明の特徴の一つによる装置は、液状金属の鋳
造に使用する電磁ポンプを備えた鋳造装置であって、 一側面に隣接する複数のみそを持つ上側−次ブロックと
、 一側面に隣接する複数のみそを持つ下側−次ブロックで
あって、前記上側−次ブロックとの中間に間隙を形成す
る位装置に配置されている下側−次ブロックと、 前記間隙の内部に配設されている移動自在の導電性ヒー
ト・シンクと、 前記ヒート・シンク上に液状金属を沈積させて、沈積し
た液状金属を固化させる手段と、前記上側−次ブロック
のみぞを通って捲回した第−多相捲線及び前記下側−次
ブロックのみそを通って捲回した第二多相捲線とから成
り、前記の第−多相捲線及び第二多相捲線に流れる電流
により前記ヒート・シンク及び前記金属に印加される電
磁力によって前記金属が圧縮状態に保持されることを特
徴とする。
造に使用する電磁ポンプを備えた鋳造装置であって、 一側面に隣接する複数のみそを持つ上側−次ブロックと
、 一側面に隣接する複数のみそを持つ下側−次ブロックで
あって、前記上側−次ブロックとの中間に間隙を形成す
る位装置に配置されている下側−次ブロックと、 前記間隙の内部に配設されている移動自在の導電性ヒー
ト・シンクと、 前記ヒート・シンク上に液状金属を沈積させて、沈積し
た液状金属を固化させる手段と、前記上側−次ブロック
のみぞを通って捲回した第−多相捲線及び前記下側−次
ブロックのみそを通って捲回した第二多相捲線とから成
り、前記の第−多相捲線及び第二多相捲線に流れる電流
により前記ヒート・シンク及び前記金属に印加される電
磁力によって前記金属が圧縮状態に保持されることを特
徴とする。
広義の本発明のもう一つの特徴による方法は、移動自在
の導電性ヒート・シンク上で液体金属シートを固化させ
、各々が多相捲線を持つ一対の一次ブロックの中間の間
隙を通って金属シート及びヒート・シンクを通過させて
固化途上の金属シートを電磁力によって圧送する方法で
あって、 両−次ブロックの多相捲線を励磁させて前記ヒート・シ
ンクと前記金属シートとから成る二次側に動きを誘導し
、 前記多相捲線の励磁周波数を制御することにより前記ヒ
ート・シンク及びRカ記金属シー!・に電磁力による圧
縮力を生じさせることを特徴とする。
の導電性ヒート・シンク上で液体金属シートを固化させ
、各々が多相捲線を持つ一対の一次ブロックの中間の間
隙を通って金属シート及びヒート・シンクを通過させて
固化途上の金属シートを電磁力によって圧送する方法で
あって、 両−次ブロックの多相捲線を励磁させて前記ヒート・シ
ンクと前記金属シートとから成る二次側に動きを誘導し
、 前記多相捲線の励磁周波数を制御することにより前記ヒ
ート・シンク及びRカ記金属シー!・に電磁力による圧
縮力を生じさせることを特徴とする。
本発明による両側配置型電磁ポンプを備えた鋳造装置に
おいては、各−次部材に起因する半径方間又は直角方向
のカは相殺されない。一般的には、ヒート・シンク部材
は下側−次ブ。ツクによって、上側−次ブロックからの
反撥力を越える大きさのカで反撥される。この主たる原
因は、下側−次ブロックとヒート・シンクとの空隙が小
さいことである。キュリ一温度以上の温度の場合、固化
しつ\ある金属帯片は上側−次ブロックによって下側−
次ブロックからの反撥力よりも大きな力で反撥される。
おいては、各−次部材に起因する半径方間又は直角方向
のカは相殺されない。一般的には、ヒート・シンク部材
は下側−次ブ。ツクによって、上側−次ブロックからの
反撥力を越える大きさのカで反撥される。この主たる原
因は、下側−次ブロックとヒート・シンクとの空隙が小
さいことである。キュリ一温度以上の温度の場合、固化
しつ\ある金属帯片は上側−次ブロックによって下側−
次ブロックからの反撥力よりも大きな力で反撥される。
これらの直角方向の力の印加条件により、移動自在のヒ
ート・シンクと固化途上の液状金属帯片の間に印加され
る正味の圧縮力を最大にすることができ、熱伝導のため
の強い均一な接触が保証される。
ート・シンクと固化途上の液状金属帯片の間に印加され
る正味の圧縮力を最大にすることができ、熱伝導のため
の強い均一な接触が保証される。
帯片からヒート・シンクへの熱伝導が速くなると、生産
速度を高めることができる。
速度を高めることができる。
本発明による両側配置型電磁ポンプを備えた液状金属鋳
造装置は、−側部に隣接する複数のみそと、これらのみ
そを通る第一多相捲線とを持つ上側−次ブロックとニー
側部に隣接する複数のみそとこれらのみそを通る第二多
相捲線とを持つ第一多相捲線七を持つ下側−次ブロック
であって、前記上側−次ブロックと前記下側−次−jo
ソック間に間隙が形成されている下側−次ブロックと:
前記間隙の内部に配設された移動可能な導電性のヒート
・シンクと:前記ヒート・シンクに液状金属を沈積させ
るノズルその他の手段とから成る。第−多相捲線及び第
二多相捲線の励磁によって生じヒート・シンクと同化途
上の液状金属とに印加される垂直方向の刀によって、ヒ
ート・シンク及び液状金属は圧縮された状態に保持され
、面接触圧力の変動及び熱伝導性の変動を減縮する。
造装置は、−側部に隣接する複数のみそと、これらのみ
そを通る第一多相捲線とを持つ上側−次ブロックとニー
側部に隣接する複数のみそとこれらのみそを通る第二多
相捲線とを持つ第一多相捲線七を持つ下側−次ブロック
であって、前記上側−次ブロックと前記下側−次−jo
ソック間に間隙が形成されている下側−次ブロックと:
前記間隙の内部に配設された移動可能な導電性のヒート
・シンクと:前記ヒート・シンクに液状金属を沈積させ
るノズルその他の手段とから成る。第−多相捲線及び第
二多相捲線の励磁によって生じヒート・シンクと同化途
上の液状金属とに印加される垂直方向の刀によって、ヒ
ート・シンク及び液状金属は圧縮された状態に保持され
、面接触圧力の変動及び熱伝導性の変動を減縮する。
移動可能なヒート・シンクは庶蔽磁極(shadedp
ole)電磁相互作用が行なわれる形状にすることかで
き、この作用によりヒート・シンク上で固化しつNある
金属帯片を高速度で連続的に横方向中心部に寄せる形に
することができる。
ole)電磁相互作用が行なわれる形状にすることかで
き、この作用によりヒート・シンク上で固化しつNある
金属帯片を高速度で連続的に横方向中心部に寄せる形に
することができる。
図面を参照して説明すると、第1図は本発明の一実施例
に従って組み立てた液状金属鋳造装置の一部分を示す説
明図である。図示した装置は、−側部に隣接する複数の
みぞ12と、これらのみそを通って捲回された第一多相
捲線14とを持つ上側−次ブロック10を有する。下側
−次ブロック16には、複数のみぞ18と、これらのみ
そを通る第二多相捲線2oがある。下側−次プロック1
6に冷却媒を流すための複数の冷却路22が設けられて
いる。移動可能なヒートシンク24が上側−次ブロック
と下側−次ブロックの間に形成された間隙26の内部に
配設されていて、軸28を中心として回転するよう取り
つりられている。
に従って組み立てた液状金属鋳造装置の一部分を示す説
明図である。図示した装置は、−側部に隣接する複数の
みぞ12と、これらのみそを通って捲回された第一多相
捲線14とを持つ上側−次ブロック10を有する。下側
−次ブロック16には、複数のみぞ18と、これらのみ
そを通る第二多相捲線2oがある。下側−次プロック1
6に冷却媒を流すための複数の冷却路22が設けられて
いる。移動可能なヒートシンク24が上側−次ブロック
と下側−次ブロックの間に形成された間隙26の内部に
配設されていて、軸28を中心として回転するよう取り
つりられている。
図には回転型のヒート・シンク構造を示したが、たとえ
はコンベア・ベルトのような他の型式の移動自在のヒー
ト・シンク構造体も本発明の技術思想の範囲内に含まれ
る。同化途上の金属帯片30はヒート・シンク構造体の
表面に位置する。
はコンベア・ベルトのような他の型式の移動自在のヒー
ト・シンク構造体も本発明の技術思想の範囲内に含まれ
る。同化途上の金属帯片30はヒート・シンク構造体の
表面に位置する。
第1図に示したと同様の構造を持ち、両−次ブロツク部
材との間における遮蔽磁極作用を強めてヒート・シンク
表面上の同化途」二の金属帯片60を中心に寄せる横方
向の電磁力を生じる形状の移動ヒート・シンク部材24
′を有する本発明による鋳造装置を第2図に示す。遮蔽
磁極作用を強めるために、両−次ブロック10及び16
の側部の辺と一致する部分で、符号32及び34で示す
ように、ヒートシンクの厚みを段状に減少させ、両−次
ブロックの側部を越えて延ひるヒート・シンク24′の
張出し部分66及び68の厚みがヒート・シンク24′
の中央部分の厚みよりも薄くなるようにしである。図か
ら明らかなように、ヒート・シンク24′の上面には帯
片鉗を中央部に寄せる機械的な案内部はない。
材との間における遮蔽磁極作用を強めてヒート・シンク
表面上の同化途」二の金属帯片60を中心に寄せる横方
向の電磁力を生じる形状の移動ヒート・シンク部材24
′を有する本発明による鋳造装置を第2図に示す。遮蔽
磁極作用を強めるために、両−次ブロック10及び16
の側部の辺と一致する部分で、符号32及び34で示す
ように、ヒートシンクの厚みを段状に減少させ、両−次
ブロックの側部を越えて延ひるヒート・シンク24′の
張出し部分66及び68の厚みがヒート・シンク24′
の中央部分の厚みよりも薄くなるようにしである。図か
ら明らかなように、ヒート・シンク24′の上面には帯
片鉗を中央部に寄せる機械的な案内部はない。
第3べ1は、本発明の一実施例に従って組み立てた液状
金属鋳造装置の断面図である。液状金属44を移動ヒー
ト・シンク構造体24に射出するノズル40が容器構造
体42に設けられている。液状金属は最初パソドル(p
uddle)を形成し、同化位置している庶蔽コイル4
8を図示しである。図示したように、導電性の補償シー
)50が上側−次ブロック10の下面に隣接し間隙26
と向かい合わせて配置されていて、上側及び下側−次ブ
ロックの間に働く正味の直角方向のカ及び長手方向の力
をバランスさせている。この補償シートの寸法は、ヒー
ト・シンクの厚み及び表面抵抗を考慮に入れて定められ
る。多相捲線の位相は、常法に従って、文字A、B、C
て示しである。
金属鋳造装置の断面図である。液状金属44を移動ヒー
ト・シンク構造体24に射出するノズル40が容器構造
体42に設けられている。液状金属は最初パソドル(p
uddle)を形成し、同化位置している庶蔽コイル4
8を図示しである。図示したように、導電性の補償シー
)50が上側−次ブロック10の下面に隣接し間隙26
と向かい合わせて配置されていて、上側及び下側−次ブ
ロックの間に働く正味の直角方向のカ及び長手方向の力
をバランスさせている。この補償シートの寸法は、ヒー
ト・シンクの厚み及び表面抵抗を考慮に入れて定められ
る。多相捲線の位相は、常法に従って、文字A、B、C
て示しである。
第4図は、第6図の鋳造装置の捲線図であるが、第一多
相捲線はコイル番号1〜42を有し、第二多相捲線がコ
イル番号43〜78を有する。1極1位相当たりろ本の
みそを持つ形を例示しである。
相捲線はコイル番号1〜42を有し、第二多相捲線がコ
イル番号43〜78を有する。1極1位相当たりろ本の
みそを持つ形を例示しである。
上側及び下側−次ブロックの捲線を励磁すると、以下の
式で示される動磁力の進行波が発生でる。
式で示される動磁力の進行波が発生でる。
J3=Real [:J exp(j(ωj−y2π/
λ))] +21式中、Jは直線距離1メ一トル当たり
のアンペア回数に対する表面電流負荷、ωは角励起周波
数、yは長手方向距離、λは波長である。
λ))] +21式中、Jは直線距離1メ一トル当たり
のアンペア回数に対する表面電流負荷、ωは角励起周波
数、yは長手方向距離、λは波長である。
長手方向即ちy方向の押圧力及び半径方向即ち2方向の
垂直な力は個別に導き出すことができ1す る。マックスウェル(Maxωe M)の二次応力テン
プルの式から、長手方向の力Fyは、 1!’y=P2/λf N/m2 (31となる。式中
、λはメートル単位の波長、即ち捲線の磁極ピッチの2
倍、fはヘルツ単位の励磁周波数、B2は下側−次ブロ
ックの上面の電流シー1− q)ら直角方向に放出され
る刀、B1はピーク・力≠(peak −Te5las
)における下側−次ブロック16の上面の磁束密度の直
角成分である。ヒート・シンク速度を23m4少とし、
好ましい励磁周波数が900ヘルツとされた設計例につ
いて、磁極ピッ゛チを12.13m、yn又はそれ以上
にしなければならないとすると、各パラメータの値は以
下のなり、従って組み合わせた二次側の電力入力をP2
ワッ)7m2とした場合における長手方向の刀は0.0
277 B2 = −−) ン/ m 2になル。P2
ノ大キサ及びB2がコンベアの加熱に及1よす効果から
、長手方向の力Fyの上限値を容易にめることができる
。式(4から垂直力を評価すると、Jは゛1メートル当
たりのピーク・アンペアで示す電流負荷であり、次式に
従って算出される。
垂直な力は個別に導き出すことができ1す る。マックスウェル(Maxωe M)の二次応力テン
プルの式から、長手方向の力Fyは、 1!’y=P2/λf N/m2 (31となる。式中
、λはメートル単位の波長、即ち捲線の磁極ピッチの2
倍、fはヘルツ単位の励磁周波数、B2は下側−次ブロ
ックの上面の電流シー1− q)ら直角方向に放出され
る刀、B1はピーク・力≠(peak −Te5las
)における下側−次ブロック16の上面の磁束密度の直
角成分である。ヒート・シンク速度を23m4少とし、
好ましい励磁周波数が900ヘルツとされた設計例につ
いて、磁極ピッ゛チを12.13m、yn又はそれ以上
にしなければならないとすると、各パラメータの値は以
下のなり、従って組み合わせた二次側の電力入力をP2
ワッ)7m2とした場合における長手方向の刀は0.0
277 B2 = −−) ン/ m 2になル。P2
ノ大キサ及びB2がコンベアの加熱に及1よす効果から
、長手方向の力Fyの上限値を容易にめることができる
。式(4から垂直力を評価すると、Jは゛1メートル当
たりのピーク・アンペアで示す電流負荷であり、次式に
従って算出される。
J=12NI/λ (5)
式中、Uは各磁極毎の直列捲数で′あり、■は相電流の
ピーク値である。はど良い大きさの電流負荷値は7[)
fl、000アンペア/メートル・ピークであり、一般
的な例として磁束密度を肌125テスラ・ピーク(Te
sla peak)にすると、正味の直角方向の力がゼ
ロになる。従って、他の諸因子(パラメータ)を一定に
区って、電流負荷を上記の値以上にするか或いは磁束密
度を上記の値以下にすれは、最終的な正味の直角力Fz
としてilEの直角力即ち反撥力が生じる。実際には、
反イ發力を必要とする場合には、1m当たりの電流負荷
を100キロアンペア未満にし磁束密度を0.125テ
スラより大きくすれば充分に目的を達成できる。この直
角力Fzは、下側−次ブロックの捲線から、空気間隙を
横切って、ヒート・シンク、固化途上の帯片及び上側−
次ブロックに加えられる最終的な反撥力である。
ピーク値である。はど良い大きさの電流負荷値は7[)
fl、000アンペア/メートル・ピークであり、一般
的な例として磁束密度を肌125テスラ・ピーク(Te
sla peak)にすると、正味の直角方向の力がゼ
ロになる。従って、他の諸因子(パラメータ)を一定に
区って、電流負荷を上記の値以上にするか或いは磁束密
度を上記の値以下にすれは、最終的な正味の直角力Fz
としてilEの直角力即ち反撥力が生じる。実際には、
反イ發力を必要とする場合には、1m当たりの電流負荷
を100キロアンペア未満にし磁束密度を0.125テ
スラより大きくすれば充分に目的を達成できる。この直
角力Fzは、下側−次ブロックの捲線から、空気間隙を
横切って、ヒート・シンク、固化途上の帯片及び上側−
次ブロックに加えられる最終的な反撥力である。
1ヴ角力は、磁界の強さに対する電界の強さの比で定義
される表面インピーダンスとして表わずごともできる。
される表面インピーダンスとして表わずごともできる。
この場合には直角力は次式で示される。
式中、μ。は自由空間の磁気透過度であり、分はヒート
・シンクと下側−次ブロックの間の空気間隙の士側−次
ブロック」二面におけるインピーダンスである。
・シンクと下側−次ブロックの間の空気間隙の士側−次
ブロック」二面におけるインピーダンスである。
mr 度カ9000K 乃至11000K T:抵抗率
カフ、7 X10−8オーム・メータであると仮定した
場合におけるヒート・シンクのレイノルズ数は、印加周
波数を900 H2とすると、RHs=3.74となる
。
カフ、7 X10−8オーム・メータであると仮定した
場合におけるヒート・シンクのレイノルズ数は、印加周
波数を900 H2とすると、RHs=3.74となる
。
推定抵抗率か120マイクロオーム・いである同化途上
の金属帯片の内部レイノルズ数は、RM8= 0.24
(900H2において)となる。
の金属帯片の内部レイノルズ数は、RM8= 0.24
(900H2において)となる。
強磁性の上側−次ブロックのレイノルズ数は次式で表を
される。
される。
μr= 1000. puB=12xio s f−ム
・tyn ト仮定すると、上式からめられるレイノルズ
数はRUB= 2400になる。
・tyn ト仮定すると、上式からめられるレイノルズ
数はRUB= 2400になる。
各種の構成部材のインピーダンスを計算してみると、ヒ
ートシンクは表面インピーダンスに関して相当の移相を
生じるのに対し、固化途上の金属帯片はほとんど移相を
生じない。従って便宜的には、固化途上の帯片は電磁誘
導の点では抵抗制限型であると類別し、導電性のヒート
・シンクはインダクタンスが制限された状態に近いと考
えるとよい。
ートシンクは表面インピーダンスに関して相当の移相を
生じるのに対し、固化途上の金属帯片はほとんど移相を
生じない。従って便宜的には、固化途上の帯片は電磁誘
導の点では抵抗制限型であると類別し、導電性のヒート
・シンクはインダクタンスが制限された状態に近いと考
えるとよい。
このような論点から、各−次ブロックから与えられる直
角力は、二つの無次元のパラメータ即ち空気間隙gを波
長で割った商及びすべりSとレイノルズ数Rとの積、だ
りの関数であると理解することができる。g対λの比は
所与の設計で固定されるから、ヒート・シンクは固化途
上の帯片に比較して異なる大きなレイノルズ数を持つこ
とに注目すれば、sRの積のパラメータを変えることに
より制御自在な直角方向のカを得るこ古ができる。式(
6)を用いて、J=105アンペア/メートル・ピーク
の定電流励磁の場合の直角方向の力を第5図にプロット
しであるが、第5図中の三角形のデータの点Q1は代表
的なヒート・シンク・コンベアの運転目標設計値を示し
。
角力は、二つの無次元のパラメータ即ち空気間隙gを波
長で割った商及びすべりSとレイノルズ数Rとの積、だ
りの関数であると理解することができる。g対λの比は
所与の設計で固定されるから、ヒート・シンクは固化途
上の帯片に比較して異なる大きなレイノルズ数を持つこ
とに注目すれば、sRの積のパラメータを変えることに
より制御自在な直角方向のカを得るこ古ができる。式(
6)を用いて、J=105アンペア/メートル・ピーク
の定電流励磁の場合の直角方向の力を第5図にプロット
しであるが、第5図中の三角形のデータの点Q1は代表
的なヒート・シンク・コンベアの運転目標設計値を示し
。
四角形のマークの点Q2は下側−次ブロックから同化途
上の帯片に与えられる磁引力を示している。
上の帯片に与えられる磁引力を示している。
ヒート・シンクと固化途上の帯片とは同一のすべり値で
作動させざるを得ないから、作動点Q1及びQ2は異な
っており、各々の磁気レイノルズ数Rの相違を示してい
る。点Q1はsR積22の値に対応し、点Q2はsR積
約4.50値に対応(。
作動させざるを得ないから、作動点Q1及びQ2は異な
っており、各々の磁気レイノルズ数Rの相違を示してい
る。点Q1はsR積22の値に対応し、点Q2はsR積
約4.50値に対応(。
ている。これらの値は下側−次ブロックから同化途上の
金部に与えられる磁引力(例示の場合には一4Kw/m
2)のはうがヒート・シンクに与えられる反撥力(例示
の場合には3 Ke/m2)よりも僅かに大きい例を示
している。このような運転設計にするには、単位当たり
の機械的なすベリSがたとえば0.25となるような励
磁条件下で各ヒート・シンクを動かし、ヒート・シンク
のレイノルズ数が2210.25即ち88になるように
し、同化途上の金属のレイノルズ数が4.510.25
即ち18になるようにすればよい。上記のレイノルズ数
は、波長λが大きい大規模鋳造装置の場合の材料に対す
る代表的な値である。この例の場合、ヒート・シンク及
び固化途上の金属を挾持する正味の力は、約1.OK:
//m2の圧縮力になる。
金部に与えられる磁引力(例示の場合には一4Kw/m
2)のはうがヒート・シンクに与えられる反撥力(例示
の場合には3 Ke/m2)よりも僅かに大きい例を示
している。このような運転設計にするには、単位当たり
の機械的なすベリSがたとえば0.25となるような励
磁条件下で各ヒート・シンクを動かし、ヒート・シンク
のレイノルズ数が2210.25即ち88になるように
し、同化途上の金属のレイノルズ数が4.510.25
即ち18になるようにすればよい。上記のレイノルズ数
は、波長λが大きい大規模鋳造装置の場合の材料に対す
る代表的な値である。この例の場合、ヒート・シンク及
び固化途上の金属を挾持する正味の力は、約1.OK:
//m2の圧縮力になる。
幾何学的及び鉛直方向の積重ね配向が異なるために同一
の移動ヒート・シンク及び金属帯片に印加される一方ブ
ロックの反撥力と他方ブロックの反撥力とか逆に作用す
る点、並びに各ブロックを近似する曲線は空気間隙を考
慮に入れる必要があり、従って波長λ、周波数f及びす
べりSは両方の一次ブロックにおいて同一に保って適切
なy/λ値を用いる必要かあるという点を除いては、本
発明による電磁力制御の長所は、釣り合った上側−次ブ
ロックから個々に独立的に同一の全体的な力の分布か得
られることである。
の移動ヒート・シンク及び金属帯片に印加される一方ブ
ロックの反撥力と他方ブロックの反撥力とか逆に作用す
る点、並びに各ブロックを近似する曲線は空気間隙を考
慮に入れる必要があり、従って波長λ、周波数f及びす
べりSは両方の一次ブロックにおいて同一に保って適切
なy/λ値を用いる必要かあるという点を除いては、本
発明による電磁力制御の長所は、釣り合った上側−次ブ
ロックから個々に独立的に同一の全体的な力の分布か得
られることである。
上側−次ブロックの適切なパラメータとなる曲線を例示
するために、下側ブロックの場合に適用した0、023
8 の空気間隙よりも僅かに狭い空気間隙で上側ブロッ
クを作動させた場合を示す点Q6及びQ4を図に示した
。第5図に示すように、点Q4によって表わされる磁引
力は約−5,5に://m2てあり、Q6で表わされる
反撥力ははゾ2.5Ki/m”である。この場果、複合
二次部材側に働く正味の力は、例示の場合には上向きに
働(3K:/ m 2の磁引力であり、同時に他方側か
(へ) らは下向きの方向に働く正味の磁引力1Ku/m2が作
用していることになる。これに対して、下側−次ブロッ
クの空気間隙よりも大きな空気間隙で上側−次ブロック
を運転させた場合には、複合二次部材側に印加される直
角方向の力と正確に打ち消し合うようにすることもでき
、正味の力として反撥力が加わるようにすることもてき
る。空気間隙の選定は各構造体ごとに固定されてしまう
けれども、運転時のすべりは、第4図に示すように周波
数可変電源を用いて所望に応じて変化させることができ
る。
するために、下側ブロックの場合に適用した0、023
8 の空気間隙よりも僅かに狭い空気間隙で上側ブロッ
クを作動させた場合を示す点Q6及びQ4を図に示した
。第5図に示すように、点Q4によって表わされる磁引
力は約−5,5に://m2てあり、Q6で表わされる
反撥力ははゾ2.5Ki/m”である。この場果、複合
二次部材側に働く正味の力は、例示の場合には上向きに
働(3K:/ m 2の磁引力であり、同時に他方側か
(へ) らは下向きの方向に働く正味の磁引力1Ku/m2が作
用していることになる。これに対して、下側−次ブロッ
クの空気間隙よりも大きな空気間隙で上側−次ブロック
を運転させた場合には、複合二次部材側に印加される直
角方向の力と正確に打ち消し合うようにすることもでき
、正味の力として反撥力が加わるようにすることもてき
る。空気間隙の選定は各構造体ごとに固定されてしまう
けれども、運転時のすべりは、第4図に示すように周波
数可変電源を用いて所望に応じて変化させることができ
る。
広い範囲のすべり値について一定の半径方向の力を得る
ためには、上側−次プロ・ツクの空気間隙表面に第6図
に示すような静止補償シート50を入れる必要がある。
ためには、上側−次プロ・ツクの空気間隙表面に第6図
に示すような静止補償シート50を入れる必要がある。
このシー、トの目的は、移動ヒート・シンク/固化途上
の帯片の表面から生じる表面インピーダンスとはX等し
い実効表面インピーダンスを生じるさせることである。
の帯片の表面から生じる表面インピーダンスとはX等し
い実効表面インピーダンスを生じるさせることである。
ヒート・シンクの最低温7、度は500°にであるのに
対し、静IJ二補償シートは250°Kを越えることは
ないから、このシートの厚さはヒート・シンクの厚さの
はヌ半分、たとえば40ミルにする。補償シートは各−
次ブロックから出る電磁力をバランスさせる働きをする
。
対し、静IJ二補償シートは250°Kを越えることは
ないから、このシートの厚さはヒート・シンクの厚さの
はヌ半分、たとえば40ミルにする。補償シートは各−
次ブロックから出る電磁力をバランスさせる働きをする
。
第4図に示す両側配置型電磁ポンプの捲線図は、大きな
磁極ピッチを必要とする鋼の厚板を製造する特定の例に
適する。たとえば厚さ50ミルの材料の場合、磁心材料
がより有効になるので、みぞを空気間隙に向けて開口さ
せておくよりは、1磁極1位相毎に2本又は6本のみそ
に変えるのが大きな磁極ピッチにする最良の方法である
。第4図に示す捲線配置は、従来法の交流機器の場合に
見られる60 のみそ−位相ジャンプではなく、より小
さな15°の位相変化にしシ皮 であるので、調和電流係数(harmonic cur
rentfactor)は極めて低い。本明細書中で説
明した両側配置ポンプの場合には、1磁極1位相ごとの
みぞ数に従って上側ブロックの一次側に66本、24本
又は12本のみぞを設けて、4極の完全な磁極を形成さ
せる。ノズル領域の下方に延びる下側−次ブロックには
、捲数14の倍数の数のコイルがなければならず、−例
として捲数42のコイルが設けられている。この結果、
下側−次プロなる。非連続レイアウトで磁極の数を整数
でない数にすることは基本的な利益をもたらす。磁極数
を整数でない数nにすると、ns/(1−8) =一定
の関係式から、小さなずベリ値でピークにする効率があ
がる。より小さな運転すべりが、直接により高い作動変
換率に変換される。
磁極ピッチを必要とする鋼の厚板を製造する特定の例に
適する。たとえば厚さ50ミルの材料の場合、磁心材料
がより有効になるので、みぞを空気間隙に向けて開口さ
せておくよりは、1磁極1位相毎に2本又は6本のみそ
に変えるのが大きな磁極ピッチにする最良の方法である
。第4図に示す捲線配置は、従来法の交流機器の場合に
見られる60 のみそ−位相ジャンプではなく、より小
さな15°の位相変化にしシ皮 であるので、調和電流係数(harmonic cur
rentfactor)は極めて低い。本明細書中で説
明した両側配置ポンプの場合には、1磁極1位相ごとの
みぞ数に従って上側ブロックの一次側に66本、24本
又は12本のみぞを設けて、4極の完全な磁極を形成さ
せる。ノズル領域の下方に延びる下側−次ブロックには
、捲数14の倍数の数のコイルがなければならず、−例
として捲数42のコイルが設けられている。この結果、
下側−次プロなる。非連続レイアウトで磁極の数を整数
でない数にすることは基本的な利益をもたらす。磁極数
を整数でない数nにすると、ns/(1−8) =一定
の関係式から、小さなずベリ値でピークにする効率があ
がる。より小さな運転すべりが、直接により高い作動変
換率に変換される。
上述の直角方向の力の制御に加えて、本発明による電磁
ポンプを備えた鋳造装置は、同化途」二の金属帯片にあ
る程度の横方向制御をすることができる。固化しつ\あ
る金属帯片の幅の制御のほとんどはノズルの機械的構造
によって行なわれるわけてはあるが、金属帯片の幅を均
一に所定の幅に保つことが望ましい。電磁力は、帯片形
成時の幅を所定の幅にするたy)よりも、帯片が同化途
上におかれた後にヒート・シンク表面の中心部に帯片を
保つのに有効である。−次ブロックと同化途上の帯片と
の間に働(痒蔽磁極作用によって横方向の規制力が生じ
るわけであるから、充分な横方向保持力を確保するため
には、ノズル幅又は得られる帯片の幅が正確に二次ブロ
ックの幅と一致する必要がある。第1図及び第2図には
、上記のように幅が等しいことを示しである。第2肉に
示す実施例の場合には、−次ブロックの縁部における導
電性ヒート・シンクの厚みが階段状に変化させてあり、
遮蔽磁極効果が増大している。
ポンプを備えた鋳造装置は、同化途」二の金属帯片にあ
る程度の横方向制御をすることができる。固化しつ\あ
る金属帯片の幅の制御のほとんどはノズルの機械的構造
によって行なわれるわけてはあるが、金属帯片の幅を均
一に所定の幅に保つことが望ましい。電磁力は、帯片形
成時の幅を所定の幅にするたy)よりも、帯片が同化途
上におかれた後にヒート・シンク表面の中心部に帯片を
保つのに有効である。−次ブロックと同化途上の帯片と
の間に働(痒蔽磁極作用によって横方向の規制力が生じ
るわけであるから、充分な横方向保持力を確保するため
には、ノズル幅又は得られる帯片の幅が正確に二次ブロ
ックの幅と一致する必要がある。第1図及び第2図には
、上記のように幅が等しいことを示しである。第2肉に
示す実施例の場合には、−次ブロックの縁部における導
電性ヒート・シンクの厚みが階段状に変化させてあり、
遮蔽磁極効果が増大している。
この効果は、両側の界面に内側進行磁場ができて、ヒー
ト・シンク表面上の同化途上の鋼片を安定化させ中心に
寄せる効果である。外部の手段によって鋼片を横方向に
変位させる横断力が働いたときには、片寄り変位の変位
量に応じてはゾ直線的な割合で保持力が増大する。長手
方向の電磁推進力を生じさせるためにヒート・シンク・
コンベアが使用されているから、本発明においては、−
次磁心幅に対して相当大きな張出し部を持ち、張出しが
少な(とも磁極ピッ 1 チの/4になるようにしたコンベアを配置する必要があ
る。逆に言えば、均一な厚さの帯片が要求される場合に
は、同化途上の鋼片を横方向に張出させることはできな
い。
ト・シンク表面上の同化途上の鋼片を安定化させ中心に
寄せる効果である。外部の手段によって鋼片を横方向に
変位させる横断力が働いたときには、片寄り変位の変位
量に応じてはゾ直線的な割合で保持力が増大する。長手
方向の電磁推進力を生じさせるためにヒート・シンク・
コンベアが使用されているから、本発明においては、−
次磁心幅に対して相当大きな張出し部を持ち、張出しが
少な(とも磁極ピッ 1 チの/4になるようにしたコンベアを配置する必要があ
る。逆に言えば、均一な厚さの帯片が要求される場合に
は、同化途上の鋼片を横方向に張出させることはできな
い。
以上の記載では、現時点において好ましいと考えられる
実施例を挙げて、本発明について説明したが、当業者は
本発明の技術的範囲を逸脱することな(各種の変形例を
考案することができる。従って、特許請求の範囲の記載
によって、これら全ての変形例が保護されるものと考え
る。
実施例を挙げて、本発明について説明したが、当業者は
本発明の技術的範囲を逸脱することな(各種の変形例を
考案することができる。従って、特許請求の範囲の記載
によって、これら全ての変形例が保護されるものと考え
る。
第1図は、本発明の一実施例に従って組み立つた鋳造装
置の説明図である。 第2図は、第1図に示した鋳造装置の変形実施例の説明
図であり、固化しつ\ある金属帯片を中心に寄せる働き
をする遼蔽ポール相互作用ヲ高める形状の移動可能なヒ
ート・シンクを持つ実施例を示す図である。 第6図は、本発明に従って組み立てた鋳造装置の一部分
の断面図である。 第4図は、第6図に示した鋳造装置の捲線図である。 第5図は、レイノルズ数とすべりの積で表わされる半径
方向即ち垂直方向の力と波長に対する間隙の比との関係
を示すグラフである。 10・・・上側−次ブロック、12・・・みそ、14−
・・第一多相捲線、16・・下側−次ブロック、18・
・みぞ、20・・第二多相捲線、22・・・冷却路、2
4・・・ヒート・シンク、26・・間隙、30・・・固
化途」二の金属帯片。 f−ズにプロ、り
置の説明図である。 第2図は、第1図に示した鋳造装置の変形実施例の説明
図であり、固化しつ\ある金属帯片を中心に寄せる働き
をする遼蔽ポール相互作用ヲ高める形状の移動可能なヒ
ート・シンクを持つ実施例を示す図である。 第6図は、本発明に従って組み立てた鋳造装置の一部分
の断面図である。 第4図は、第6図に示した鋳造装置の捲線図である。 第5図は、レイノルズ数とすべりの積で表わされる半径
方向即ち垂直方向の力と波長に対する間隙の比との関係
を示すグラフである。 10・・・上側−次ブロック、12・・・みそ、14−
・・第一多相捲線、16・・下側−次ブロック、18・
・みぞ、20・・第二多相捲線、22・・・冷却路、2
4・・・ヒート・シンク、26・・間隙、30・・・固
化途」二の金属帯片。 f−ズにプロ、り
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 液状金属の鋳造に使用する電磁ポンプを備えた鋳
造装置であって、 一側面に隣接する複数のみそを持つ」二側−次ブロック
と、 一側面に隣接する複数のみそを持つ下側−次ブロックで
あって、前記上側−次プロックとの中間に間隙を形成す
る位置に配置されている下側−次ブロックと、 前記間隙の内部に配設されている移動自在の導電性ヒー
ト・シンクと、 前記ヒート・シンク上に液状金属を沈Mさせて、沈積し
た液状金属を固化させる手段と、前記上側−次ブロック
のみそを通って捲回した第−多相捲線及び前記下側−次
ブロックのみぞを通って捲回した第二多相捲線とから成
り、前記の第−多相捲線及び第二多相捲線に流れる電流
により前記ヒート・シンク及び前記金属に印加される電
磁力によって前記金属が圧縮状態に保持されることを特
徴とする装置。 2、 前記の第−多相捲線及び第二多相捲線が、これら
の多相捲線に流れる電流により前記ヒート・シンクに最
終的な実効力として上向きの力が印加されるとともに前
記金属には最終的な実効力として下向きの力が印加され
るよう配置−されているこきを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載の装置。 6、 前記の上側−次ブロック及び下側−次ブロックの
横幅が同一であり且つ一固化される金属の幅と等しく、
金属の内部に横方向に働(渦流を誘導して電磁力の作用
により横方向安定性を与えるよう構成したことを特徴と
する特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の装置。 4、前記ヒート・シンクの幅が前記の両−次ブロックの
幅よりも太き(、前記ヒート・シンクの両側部が対称的
に前記の両−次ブロックより突き出ずように配置されて
いC1前記ヒート・シンクに誘導される横方向渦流が更
に追加発生し、その結果として前記の両−次ブロックと
の間で生じる遮蔽磁極作用を及はす電磁力によって前記
金属が中央に寄せられるよう構成したことを特徴とする
特許請求の範囲第6項に記載の装置。 5、 前記の両−次ブロックから突き出した前記ヒート
・シンク部分の横方向の厚さを段階的に薄くしたことを
特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の装置。 6、 更に、前記間隙の内部に位置し前記上側−次ブロ
ックに隣接している導電性補償シートを有することを特
徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5項の何れかに記
載の装置。 乙 前記の第−多相捲線及び第二多相捲線が二重層形で
捲かれていて互いに直列接続されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項乃至第6項の何れかに記載の装
置。 8、 前記下側−次ブロックが前記上側−次ブロックよ
りも多数のみぞを持ち、前記第二多相捲線の捲数が前記
第一多相捲線の捲数よりも多いことを特徴とする特許請
求の範囲第1項乃至第7項の何れかに記載の装置。 9、 前記第二多相捲線が整数でない数の磁極ができる
ように捲かれていることを特徴とする特許請求の範囲第
1項乃至第8項の何れかに記載の装置。 10、液状金属を沈積させる手段に隣接して前記下側−
次ブロックの隣接する各みぞの間に歯状の遮蔽コイル・
ループか形成されていることを特徴とする特許請求の範
囲第1項乃至第9項に記載の装置。 11、前記の第−多相捲線及び第二多相捲線の励磁周波
数を変えることにより、前記ヒート・シンク及び前記金
属に印加される圧縮力を制御するよう構成したことを特
徴とする特許請求の範囲第1項乃至第和項の何れかに記
載の装置。 12、移動自在の導電性ヒート・シンク上で液体金属シ
ートを固化させ、各々が多相捲線を持つ一対の一次ブロ
ックの中間の間隙を通って釜属シート及びヒート・シン
クを通過させて固化途上の金属シートを電磁力によって
圧送する方法であって、両−次ブロックの多相捲線を励
磁させてniJ記ヒート・シンクと前記金属シートとか
ら成る二次側に動きを誘起させ、前記多相捲線の励磁周
波数を制御することにより前記ヒート・シンク及び前記
金属シートに電磁力による圧縮力を生じさせることを特
徴とする方法。
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