JPS63238969A

JPS63238969A - 溶融金属の移送速度調整装置

Info

Publication number: JPS63238969A
Application number: JP6912987A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Matsuzawa; 松沢　圭一郎; Noriyuki Kanai; 金井　則之; Katsuhiro Maeda; 前田　勝宏; Eiichi Takeuchi; 栄一竹内; Kaname Wada; 要和田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1988-10-05

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）本発明は溶融金属の移送流路における電磁力による移送
速度の調整装置に関するものであって、例えば、連続鋳
造機における取鍋からタンディツシュあるいはタンディ
シュから鋳型への電磁力による注入流速の調整装置に関
する。

（従来の技術）従来、流路内の溶融金属の流速の調整、例えば制動を直
流磁場によって行う技術は「電気：し１動」としてよく
知られており、多く報告されている。

例えば、特開昭６１−１５４７：１９号公報では、第２
図（ａ）および同図（ｂ）に示すように、薄鋳片連続鋳
造機の流路２（浸漬ノズル）に電磁石４ａ、４ｂを取り
付け、磁場を溶銅１の流れ方向に対して直交するｌＯの
方向に印加することによって、前記ノズル中流下する溶
鋼流の流速を緩和する装置が提案されている。この電磁
制動機構は、溶鋼の流れにフレミングの左手の法則に従
う制動力を発生させることによって、溶鋼の流速を緩和
するものである。

（発明が解決しようとする問題点）溶鋼の流速をＶ、電気伝導度を０、磁束密度をＢとする
と、フレミングの左手の法則によって期待される制動力
Ｆ。は、Ｆｏ＝ａＶＢ２の式で示される。しかしながら
、従来の電磁石による電磁制動機構の場合には、溶鋼の
流路は一般に耐火物で構成されているので、制動力Ｆ。

は上記の式で得られる値より著しく低くなり、制動力の
効率は極めて低い。したがって、制動力を向上させるた
めに、現状では磁束密度の極めて大きな電磁石、例えば
磁束密度ｉ　、ｏｏｏ〜２０，０００ガウスの電磁石を
使用する等の手段を講じている。このように、従来の電
磁制動機構ではエネルギー的に極めて効率が低い欠点が
あり、流路内の溶融金属の流速調整を容易に行う機構と
しては不十分であった。

木発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、流路
内の溶融金属の流速を容易に調整する装置を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段および作用）木発明の要
旨は、溶融金属を一方の容器から他方の容器に移送する
流路において、前記溶融金属の流れに対して垂直に磁場
を印加するための直流磁場発生装置を設けるとともに、
面記溶融金属の流れおよび磁場の方向に直交するように
一対の電極を前記流路の両側の壁に相対して配設し、前
記電極間に短絡回路を設けたことを特徴とするものであ
る。

また他の要旨は、面記短絡回路内に可変抵抗器を設けた
ことを特徴とするものである。

以下に本発明の詳細な説明する。

一般に、第３図に示すような溶融金属１（以下溶湯とい
う）の流路２において紙面に垂直に磁場が作用している
場合、同図における磁場の作用する領域３において実線
で示した矢印の方向９（すなわち溶湯１の流れ８に対し
て垂直方向）にフレミングの右手の法則に従い電流が流
れる。その結果、同図において一点鎖線で示した矢印の
方向１１にフレミングの左手の法則に従いローレンツ力
（制動力）がＦｏの値で作用する。

°しかしながら、溶湯１の流路２は一般に耐火物で構成
されているため、電流は実際には前記第３図に示した溶
湯の流れ８と直交する９の方向には流れず、第４図に示
す９の方向に溶湯中を迂回して流ねる。その結果、ロー
レンツ力は同図において一点鎖線で示した矢印の方向！
ｌに収斂または発散するので、ローレンツ力は溶湯の流
れを安定して制動するに有効な方向には必ずしも作用せ
ず、溶湯の流速を緩和するために必要な制動力は極めて
効率の低いものとなる。

本発明者らは、上記に示した現象を理論的に実証すると
ともに、以下に述べる装置によって溶湯に作用するロー
レンツ力を効率よく引き出すことに成功した。

すなわち、第１図に示すように溶湯１の流路２において
、印加する磁場の強度の調整可能な直流磁場発生装置（
同図の紙面に垂直方向にあり、図示していない）を前記
溶融金属の流れに対して垂直に設けるとともに、磁場の
作用する領域３において、溶湯１の流路２の両側の側壁
に一対の電極５ａおよび５ｂを溶湯の流れおよび磁場の
方向に直交するように配設し、それら電極間に短絡回路
６を設ける。本発明で使用する直流磁場発生装置は、常
伝導または超伝導の電磁石である。また本発明で使用す
る電極は、ホウ化ジルコニウムｔ７ｒＲ，，）　　里ｉ
凸そめイ山雷ケイ丑道ｍの六り＼跨整科ル訂する金属材
料などである。電極の横断面形状は円形、楕円形または
角形など、溶湯の流路の形状に応じて使用することがで
きる。また本発明における短絡回路の材質は、電気伝導
度の高い特性を有する金属材料、例えば銅などが使用さ
れる。本発明はこのように配設することによって、例え
流路２の材質が耐火物で構成されていても、前述の第３
図に示したような、溶湯に発生する電流と印加する磁場
を溶湯流路内部において直交させることが可能となり、
効率の、よい制動力を得ることができる。すなわち、磁
場の強度を増加させることによって、溶湯の流速を容易
に低下させることができる。

また、第１図に示すように電極間の短絡回路６内に可変
抵抗器７を設けることによフて、電磁石で印加する磁場
の強度および／または可変抵抗値を調整することが可能
となり、流路２内部の溶湯１の流速を制御することがで
きる。すなわち、磁場の強度を増加させることによって
溶湯の流速は低下し、抵抗値を減少させることによりて
溶湯の流速は低下するので、磁場の強度および／または
抵抗値を組み合わせることによって適宜溶湯の流速を制
御することができる。

（実施例）以下、連続鋳造装置の鋳込み系の実施態様図を参照しな
がら、実施例により本発明の特徴を具体的に説明する。

第５図に本発明に用いた連続鋳造装置の鋳込み系の実施
態様の一例を示す。第６図は第５図の側面図、第７図は
第５図の１−１線に沿う矢視線図である。溶湯１はタン
ディツシュ１２の底部に設けられた流路２（浸漬ノズル
）の内部を通って、その直下に配設された鋳型１３に鋳
込まれ、鋳片１５として凝固し、図示していない鋳片引
抜装置によってさらに下方に引き抜かれる。溶湯１の流
路２には、その断面を横断する方向に磁場を印加するよ
うに電磁石４ａおよび４ｂが配置されている。電磁石は
常伝導または超伝導が使用される。これによって流路２
の内部を流れる溶湯１には、流れの方向と直交する方向
の磁場が印加される。また流路２にはその両側の側壁に
一対の電ｇ　５　ａおよび５ｂが溶湯の流れおよび磁場
の方向に直交するように配設され、電極５ａ、５ｂの両
端は流路２の外部を通る短絡回路６で接続されている。

溶湯の移送速度を抑制する目的に用いる装置には、この
回路６には可変抵抗器は必要なく、一対の電極を接続す
る短絡回路でよい。また、溶湯の移送速度を制御する目
的に用いる装置には、第６図、第７図に示されているよ
うに、可変抵抗器７が設けられている。

このように装置を構成することによって、流路２の内部
に発生した電流が、流路２の外部を通過して閉回路を形
成するので、流路内部の溶湯１には磁場が印加された領
域で、第３図に示すように溶湯の流れ８の方向と逆向き
の１１の方向に制動力が作用する。その結果、上述した
ように流路２の内部を通過する溶湯の流速が制動または
制御される。このように印加する電磁石の磁場の強度、
および／または外部回路の可変抵抗値を調整することに
よって、第５図および第６図に示す鋳型１３内の溶湯の
レベル１４を一定に保つことができる。

本発明の装置を用いて行った実施例においては、溶湯１
として溶鋼を使用して連続鋳造を行った。本装置の流路
２としてフユーズドシリ力製の断面が長方形で内寸２２
０ｍＩＩＩＸ　１５ｎｍの浸漬ノズルを用いた。磁場を
作用させた領域は、溶鋼の流れ方向に長さ２０ｃｍ、幅
はノズル全幅とした。また、電Ｊ４５ａ、５ｂはホウ化
ジルコニウム製を使用した。

本発明の装置による溶鋼の流速の制動を開始する前の鋳
造速度は１．５ｍ／ｓｅｃであった。

このような鋳込み条件において、電極を接続した外部回
路に可変抵抗器を設けない短絡回路とした装置構成で、
浸漬ノズルの中心部に磁束密度５．０００ガウスを印加
したところ、溶鋼の流速は初期の１．５ｍ／ｓｅｃから
１．０ｍ／ｓｅｃに減速した。さらに、磁束密度７．０
００ガウスを印加したところ、溶鋼の流速は０．６ｍ／
ｓｅｃに減速した。

また、Ｔｆ、ｇｉを接続した外部回路に可変抵抗器を設
けた短絡回路とした装置構成で、可変抵抗値を２　ｘ　
１０−’Ωに設定した。溶鋼の流速の制御を開始する前
の鋳造速度は！、５．ｍ／ｓｅｃであった。浸漬ノズル
の中心部に磁束密度５，０００ガウスを印加したところ
、溶鋼の流速は１．３２ｍ／ｓｅｃに減速した。

また、浸漬ノズルの中心部に磁束密度５，０００ガウス
を印加した状態で、電極を接続した外部回路の可変抵抗
値を２　Ｘ　Ｉｎ−’Ωから２　ｘ　１０−５Ωに変更
したところ、溶鋼の流速は１．３２ｍ／ｓｅｃから１．
０８ｍ／ｓｅｃに減速した。さらに、外部回路の可変抵
抗値を２　Ｘ　１０−５Ωから２　ｘ　１０−’Ωに戻
したところ、溶鋼の流速は１．０８ｍ／ｓｅｃから１．
３２ｍ／ｓｅｃに加速した。また、外部回路の可変抵抗
値を２　Ｘ　１０−’Ω一定とした場合、磁束密度を５
，０００ガウスからｙ、ｏｏｏガウスに増加させた場合
、磁場を作用させなかった場合の流速１．５ｍ／ｓｅｃ
から０．７：１５ｍ／ｓｅｃに減速した。なお、磁場を
作用させる面積は広いほうが流速の制動または制御の点
で好ましい。

また、本発明は、溶湯の流速の制動または制御に用いら
れるのみならず、流路内を通過ずる溶湯の密度と流速、
浸漬ノズルの円断面寸法から溶湯の流量を容易に計算に
よって求めることができるのて、上述のように流速を１
１動または制御することによって流量を１凋整すること
が可能である。

（発明の効果）以上に説明したように、本発明の溶湯の移送速度調整装
置においては、移送流路に直流磁場発生装置と、流路と
磁場に直交した電極を配設し、該電極間に短絡回路を設
けているので、流路内部を通過する溶湯の移送速度を効
率よく制動することが可能になった。また首記短絡回路
内に可変抵抗器を設けることにより、磁場の強度および
／または可変抵抗値を調整することが可能となり、溶湯
の流速を効率よく制御することができるようになった。

その結果、溶湯注入系統の安定化がはかれ、鋳込み条件
の変動への対応を容易に実施できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電磁制動機構を示す図、第２図（ａ）
、　（ｂ）は従来の電磁制動機構を示す図、第３図は高
効率の制動力を示す概念図、第４図は低効率の制動力を
示す概念図、第５図は本発明の実施態様の一例を示す図
、第６図は第５図の側面図、第７図は第５図のＩ−Ｉ線
に沿う矢視線図である。１：溶湯　　　　　　２：流路３：磁場印加領域　　４　ａ、４　ｂ：電磁石５　ａ、
　５　ｂ：電極　　　　６：短絡回路７：可変抵抗器　
　　８：溶湯の流れ方向９：電流の流れ方向　１０：ｉ
ｉ場の印加力向１１：制動力の作用する方向

Claims

【特許請求の範囲】

（１）溶融金属を一方の容器から他方の容器に移送する
流路において、前記溶融金属の流れに対して垂直に磁場
を印加するための直流磁場発生装置を設けるとともに、
前記溶融金属の流れおよび磁場の方向に直交するように
一対の電極を前記流路の両側の壁に相対して配設し、前
記電極間に短絡回路を設けたことを特徴とする溶融金属
の移送速度調整装置。
（２）前記短絡回路内に可変抵抗器を設けた特許請求の
範囲第１項記載の装置。