JPS63180694A - リフテイングマグネツト要素 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、マグネットによるリフティング装置、特にそ
れに使用する、高温スラブなどの熱鉄片吸引用のリフテ
ィングマグネット要素に関する。

（従来の技術） スクラップあるいは鉄製品等の鉄片である磁性体をマグ
ネットによって吸引してから引き上げたり移動させたり
する装置は、マグネットによるリフティング’ＡＩＺ、
つまりリフティングマグネット装置と呼ばれており、鉄
鋼製造設備の一つとじて製鉄所内で数多く使われている
設備である。

従来より、かかるマグネットによるリフティン　　−グ
装置はよく知られているが、近年にいたり、直送圧延等
が行われるようになり、薊えば５００〜７００℃という
高温の熱鉄片を吊り上げる場合が多く見られるようにな
り、従来は全（問題にならなかったそのような熱鉄片と
の接触によるリフティングマグネット要素の温度上昇が
見られるようになってきた。例えば、６００℃の熱鉄片
を吊り上げる場合、その鉄片の磁気抵抗は常温での４倍
近くになり、それだけ吊り上げ力の低下が見られる。常
温での吊り上げ力のほぼ４３％に硅で低下するのである
。

また、リフティングマグネット要素表面における酸化ス
ケールの発生およびその離脱による表面凹凸の発生さら
には高温摩耗による表面凹凸発生がみられ、そのためリ
フティングマグネット要素表面と鉄片との隙間、つまり
ギャップの増大、そして磁気抵抗の増大がみられ、吊り
上げ力不足が生じることもしばしば経験されるようにな
った。

例えば、通常の電磁石のギヤツブは０．５１程度の設計
であるが、もしスケールが０．５ｍｍ厚だけ鉄心表面に
生成すると、ギャップが倍になったことになり、その場
合の起磁力の低下はちょうど２倍になり、したがって、
その他の性能が全く同じとしても、ギャップ磁束密度は
１／２となり、吊り上げ力は１／４に低下しｔしまう。

しかも、近年すべての分野で合理化、コスト軽減が求め
られ、直送圧延等が一般的に行われるようになり、その
結果上述のようなリフティングマグネット要素において
も熱鉄片、例えば高温スラブを取り扱う機会も多くなっ
てきており、その対策が求められている。また、高温下
での鉄心材料の表面酸化に抵抗してリフティングマグネ
ット要素の長寿命化を図ることによるコスト低減も求め
られてきている。

（発明が解決しようとする問題点） したがって、本発明の一つの目的は、高温下での吊り下
げ力の低下を防止した、リフティングマグネット装置の
リフティングマグネット要素を提供することである。

本発明の別の目的は、高温下での使用にもかかわらず長
寿命で、コストの低減を回ることのできるリフティング
マグネット装置のリフティングマグネット要素を提供す
ることである。

本発明のさらに別の目的は、高温下での吊り上げ力を確
保できるばかりでなく、常温でも同じ吊り上げ力を発揮
するのに小さな電流でよく、そのためリフティングマグ
ネット装置全体をコンパクトにまとめることのできるリ
フティングマグネット要素を提供することである。

（問題点を解決するための手段） ここに、本発明者らは、従来この種の合金としてＦｅ　
−５０％Ｃｏ−２％Ｖ合金があることに着目して、その
特性を種々検討したところ、１３〜３５％Ｃｏ含有Ｆｅ
合金であっても、Ｆｅ　−５０％Ｃｏ−２％Ｖ合金と同
等の効果が見られ、むしろＣｏｉが少ないことから、ま
たＶを含有していないことから、大幅に材料コストが低
減できることを知り、本発明を完成した。

すなわち、本発明の要旨とするところは、吊り上げるべ
き鉄片に接触して吸引する、電磁石鉄心の表面領域の少
なくとも一部を１３〜３５％Ｃｏ含有Ｆｅ合金で構成し
たことを特徴とする、高温下での吊り上げ力の低下の少
ないリフティングマグネット要素である。

このように、鉄片に接触して吸引する側の電磁石鉄心は
、好ましくは鉄心全体を上記合金から構成するが、その
他、例えば表面に上記合金板を張り付け、溶接あるいは
ネジで止めて、一種のクランド板としてもよい、その他
、溶射、爆着、圧延等のクラフト化手段も考えられるが
、特にこれは制限的ではない。

したがって、本発明の一態様によれば、リフティングマ
グネット装置のリフティングマグネット要素としてクラ
ツド板を使用し、例えば高温の熱鉄片に接触する部分は
耐高温酸化−摩耗性にすぐれた１３〜３５％Ｃｏ含有Ｆ
ｅ合金を使用し、内部はより安価で磁気特性にすぐれた
軟鉄を使ってもよい。

上記Ｇｏ　−Ｆｅ合金は耐熱耐酸化性にも優れているの
で、高温下での使用によるスケールおよび表面凹凸の発
生を防止し、それらの存在に起因するギャップ増大そし
て吊り上げ力の低下をも防止する効果もある。

ここに、リフティングマグネット要素は、電磁石を形成
する鉄心から戊るものであって、コイルを付勢すること
によって鉄片を吸引するのである。

リフティングマグネット装置としては、上記リフティン
グマグネット要素の外に、電源装置、スイッチ装置、ク
レーン機構その他多くの要素が付属するが、それらはい
ずれも当業者には本文の説明から自明の内容であって、
以下、説明を節明にするためそれらへの言及は省略する
。

（作用） 次に、添付図面を参照しながら、本発明についてさらに
詳述する。

添付図面は、リフティングマグネット要素の略式説明図
であり、リフティングマグネット装置による引き上げ原
理を説明するものである。電磁石鉄心を構成する本体１
０にはコア部１２を中心にコイル１４が巻回されており
、これに電流を流すと磁界の方向は図中矢印で示すよう
になる。このとき近（に例えば引き上げるべき鉄片１６
のような強磁性体があると接触面１８を介して接触、吸
引する。鉄片１６と接触面１８との間隙（ギャップ）δ
。は、すでに述べたように少なくなればそれだけ吸引力
は増大する。？ｉｔ磁石の鉄心自体は別にクレーンなど
（図示せず）により機械的に適宜引き上げられ移動させ
られる。

鉄片１６と接触面１８との間隙δ。は通常は０．５ｍｍ
以下に設計されるが、鉄片が高温スラブである場合には
接触面１８の温度も上昇し、材料によってはそのキュリ
一温度を超えてしまうことも考えられる。しかもすでに
述べたように例えば６００℃まで加熱された熱鉄片の場
合、そのときの吊り上げ力は常温のときのそれのほぼ４
３％となってしまう。

またそのような高温雰囲気下では容易に表面酸化皮膜が
形成されるため、あるいは酸化皮膜の脱落による凹凸面
が形成されていると、その間隙は設計値よりはるかに大
きくなってしまい、それによって吸引力の減少をきたし
、その所期の目的を達成できない。

ここに、本発明によれば、熱鉄片に接触して吸引する表
面領域を構成する上記接触面１８の少なくとも一部をＣ
ｏ；１３〜３５％含有Ｆｅ合金で構成するが、これは５
００〜７００℃という高温下においてもその磁気特性を
失うことがないという、その合金の有する優れた高温特
性を利用して所定の吊り上げ力を確保しようとするもの
である。また、かがる構成によれば、酸化スケールの生
成もみられず、したがって、表面凹凸の発生もみられな
くなり、間隙δ。は設計値を保持できることになる。

なお、万一、この表面領域が損傷を受けても、表面領域
のみ上記Ｆｅ合金で構成する場合にはその表面部分だけ
を取り替えればよく、鉄心全体を取り替える必要はない
。

次に、本発明において鉄心の少なくとも表面領域を構成
する合金組成を前述のように限定した理由を詳述する。

例えば、１６％Ｃｏ　−Ｆｅ合金および３３％Ｃｏ　−
Ｆｅ合金では、キュリ一温度がそれぞれ９３０℃および
９８０°Ｃと比較的高く、従来の５０％Ｃｏ−２％Ｖ　
−Ｆｅ合金のキュリ一温度９８６℃と比較しても高々７
００　’Ｃでの使用温度下では何ら遜色なく、また磁気
特性も実質上変わらない、、Ｃｏ：１３％未満ではその
ような効果は得られず、また耐熱性が十分でない。Ｃｏ
含有量が増大すれば、それだけ耐熱性が向上し、高温酸
化スケールが生成しにくいが、３５％を超えて添加する
と、Ｆｅ　−Ｃｏの規則格子を形成し、極めて跪くなる
。したがって、本発明では、Ｃｏ：１３〜３５％を含有
させるのである。

第１表には各種合金のキュリ一温度および磁場強度を変
えたときの磁束密度の実測データを掲げる。

部ｆｆ Ｆｅ−１６χ　Ｃｏ　　　　９３０　　℃　　　　　２
．１０　２．２５　２．３０Ｆｅ−３３χ　Ｃｏ　　　
　９８０　　℃　　　　　２．２３　２．３５　２．４
０Ｆｅ−５０χ　Ｃｏ　　　　９８６　　℃　　　　　
２．２５　２．３５　２．４０２ＸＶ Ｒｅ　　　　　　　　　　７７０　　℃　　　　　１．
８　　１．８５　２．００５Ｍ４１　　　　　　　７７
０　　℃　　　　　１．５　　１．７５　１．９５注）
＊磁場２５０．．１０００．．２０００．のときの常温
での磁束密度（Ｔ）。

本発明においては、吊り上げるべき鉄片に接触して例え
ば５００〜７００℃という高温雰囲気に曝される表面領
域以外の鉄心部分では上述のＣｏ　−Ｆｅ合金を使わな
くてもよいが、それは磁気特性が僅かに低下するが、よ
り安価なＦｅ系あるいはＦｅ−Ｃ系を使用した方が経済
的に有利であるからである。

そのようなＦｅ系あるいはＦｅ−Ｃ系の合金としては、
その好適態様にあっては下記組成の軟鉄が挙げられるが
、その合金組成限定の理由は次の通りである。

Ｃ：０．５％以下、　　Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：０
．０３〜１．０％、ｓｏｌ、　ＡＡ　：０．００３〜０
．１％Ｃ： ０．５％以下としたのは、０．５％を超えると磁気特性
の劣化が無視できなくなるからである。

Ｓｉ　： １．０％以下としたのは、１．０％を超えると飽和磁束
密度が低下するからである。一方、脱酸剤としては０．
０３％以上を添加する。

Ｈｎ： 不純物元素Ｓによる赤熱脆性を防止するのに０゜０３％
以上添加するが、１．０％を超えると磁気特性が劣化す
る。

ｓｏｌ、Ａ１ 不可避的に混入するＮと結合してＡＩＮを生成し、磁気
特性を劣化させるので、０．１％以下に制限する。ただ
し、脱酸剤として０．００３％以上を添加する。

次に、本発明をその実施例に関連させてさらに詳述する
。

実施例 直径１５ｍｍの３３％Ｃｏ　−Ｆｅ合金製の鉄心および
軟鉄（ＳＳ４１）製の鉄心にコイルを巻回して電磁石を
それぞれ構成した。

これらの電磁石を用いて６００℃に炉中加熱された熱鉄
片を吊り上げた。鉄片の直径は２５開とし厚さを変える
ことで重量を調整した。

同一電流を流したときの熱鉄片の吊り上げ力を比較した
。

結果は、加熱温度のデータとともに第２表にまとめて示
す。

Ｆｅ−３３Ｃｏ　　５９２℃　　３４０℃　　　４５０
ｇｒ嬰４１−−−腸旦］ニー−ηｌ］二〜−−ｌ曵［一
本発明にかかる鉄心を使用した例では４５０ｇｒの吊り
上げ力が得られたが、比較例ではこれが３００ｇｒとほ
ぼ３３％の吊り上げ力の低下が観察された。

このことは、従来の軟鉄製鉄心に比較して本発明によれ
ば約６００℃の熱鉄片を吊り上げる力は５０％増加した
ことを意味する。

（発明の効果） 以上、詳述してきたように、本発明によれば、今日的要
望である直送圧延等における高温スラブの吊り上げに有
効な装置が得られ、しかも５００〜７００℃という高温
下での所定の吊り上げ力の確保の効果も大きく、その実
際上の利益は大きい。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、リフティングマグネット要素の略式説明図
である。 ｌＯ二本体、　　　　　１２：　コア部、１４：　コイ
ル、　　　　１６：鉄片、１８：接触面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. リフティングマグネット要素の本体を成す電磁石鉄心の
   少なくとも熱鉄片と接する個所をＣｏ：１３〜３５％を
   含有するＦｅ合金から構成して高温域での吊り上げ力を
   改善したことを特徴とするリフティングマグネット要素
   。