TW201946710A

TW201946710A - 電磁攪拌裝置

Info

Publication number: TW201946710A
Application number: TW108114350A
Authority: TW
Inventors: 岡田信宏
Original assignee: 日商日本製鐵股份有限公司
Priority date: 2018-05-08
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2019-12-16
Also published as: US11478846B2; US20210138534A1; JP6930660B2; BR112020020560A2; KR20200134309A; WO2019216222A1; KR102354306B1; JPWO2019216222A1; CN112074359B; CN112074359A

Abstract

本電磁攪拌裝置是一種藉由在連續鑄造用之四角筒狀的鑄模內產生旋轉磁場，而對前述鑄模內的熔融金屬賦與產生繞著垂直軸的渦漩流的電磁力的電磁攪拌裝置，包含有：鐵心，在前述鑄模的側邊包圍前述鑄模，且具有齒部，前述齒部是就前述鑄模之外側面之各個，與前述外側面對向而沿著前述鑄模的周方向並列設置2個；線圈，捲繞於前述鐵心之各個前述齒部；及電源裝置，依前述線圈之配列順序，使相位每隔90°錯開，對前述線圈之各個施加交流電流，以產生前述旋轉磁場。

Description

電磁攪拌裝置

發明領域
本發明是有關於一種電磁攪拌裝置。
本申請案是根據於2018年5月8日在日本提出申請的特願第2018-090208號主張優先權，並於此援用其內容。

發明背景
在連續鑄造中，是透過潛浸噴嘴而從上方將暫時貯留於餵槽的熔融金屬(例如熔鋼)注入至四角筒狀的鑄模內，因此將外周面已經冷卻並凝固的鑄片從鑄模的下端抽出，藉此以連續地進行鑄造。鑄片當中外周面已經凝固的部位稱為凝固胚殼。

其中，在鑄模內的熔融金屬中，為了防止潛浸噴嘴之吐出孔的阻塞，包含有與熔融金屬一起供給的惰性氣體(例如，氬氣（Ar）)之氣體氣泡、或非金屬夾雜物等，當鑄造後的鑄片殘存有該等雜質時，則成為使製品品質劣化的原因。再者，本說明書中，單純說到鑄片的品質時，是意指鑄片的表面品質及鑄片的內部品質(內質)之至少任一者。

一般而言，由於氣體氣泡或非金屬夾雜物等之雜質的比重比熔融金屬的比重還小，因此多半在連續鑄造中在熔融金屬內浮起而被去除，但為了使鑄片的品質更為提高，用以更有效地從鑄模內的熔融金屬去除該等雜質的技術，則是廣為使用電磁攪拌裝置。

電磁攪拌裝置是一種藉由在鑄模內產生移動磁場，藉此賦與鑄模內的熔融金屬稱為勞倫茲力的電磁力，使該熔融金屬產生如在水平面內旋繞的流動模式(即，繞著垂直軸的渦漩流)的裝置。藉由利用電磁攪拌裝置產生渦漩流，促進在凝固胚殼界面的熔融金屬的流動，故可抑制上述之氣體氣泡或非金屬夾雜物等的雜質被捕捉到凝固胚殼內，使鑄片的品質提升。進而，藉由在鑄模內的熔融金屬產生渦漩流，鑄模內之熔融金屬的溫度均一化，故初期凝固位置安定化，藉此可抑制鑄片內部產生裂紋。

電磁攪拌裝置具體而言，是包含有配置在鑄模之側方的鐵心、及捲繞於該鐵心的線圈而構成。藉由對電磁攪拌裝置的線圈施加交流電流，可在鑄模內產生移動磁場。例如，專利文獻1中，揭示了一種電磁攪拌裝置，該電磁攪拌裝置是捲繞了線圈的鐵心僅配置於鑄模之長邊側之外側面的側方。又，例如，專利文獻2中，揭示了一種電磁攪拌裝置，該電磁攪拌裝置是在各外側面配置1個磁極部，前述磁極部是由設置於鐵心的齒部及藉由捲繞於該齒部之線圈而形成。又，例如，於專利文獻3揭示了一種電磁攪拌裝置，該電磁攪拌裝置具備在鑄模之側方圍繞鑄模之環狀的鐵心、及繞著與該鐵心的延伸方向同軸捲繞於該鐵心的線圈。
先行技術文獻
專利文獻

[專利文獻1]日本特開昭第63-252651號公報
[專利文獻2]日本特開平第6-304719號公報
[專利文獻3]日本特開昭第58-215250號公報

發明概要
發明欲解決之課題
然而，專利文獻1所揭示的技術中，捲繞有線圈的鐵心僅配置於鑄模之長邊側之外側面的側方，因此在鑄模之長邊與短邊的差比較小時，會難以使鑄模內的熔融金屬充分地產生繞著垂直軸的渦漩流。具體而言，在製造稱為中胚（bloom）之鑄片的連續鑄造中，由於鑄模之長邊與短邊的差比較小(例如，短邊具有長邊之50%~80%的長度)，因此會難以充分地產生繞著垂直軸的渦漩流。

又，在專利文獻2揭示的技術中，不僅是鑄模之長邊側之外側面的側方，連鑄模之短邊側之外側面的側方也配置磁極部，但是在鑄模內之熔融金屬中可產生垂直方向的流動。具體而言，藉由對形成鑄模之外側面的鑄模板，從磁極部朝水平方向入射磁通，而在鑄模板內產生渦電流。如此，藉由在鑄模板內產生之渦電流，在藉由磁極部產生的磁場中，從磁極部往鑄模板朝水平方向入射的磁通減弱，產生具有垂直分量的漏磁通。藉此，對鑄模內之熔融金屬賦與垂直方向之電磁力，可產生垂直方向的流動。

其中，當明顯產生垂直方向的流動時，浮起於湯面的氣體氣泡及非金屬夾雜物、更進而熔融粉體會捲入至熔融金屬內，可能會產生該等原因所致的缺陷。進而，因產生垂直方向的流動，鑄模內的熔融金屬之溫度變得不均一，故初期凝固位置變的不安定，因此恐有鑄片之內部產生裂紋之虞。

又，在專利文獻3揭示的技術中，在電磁攪拌裝置的製作中，需要將線圈繞著與形成封閉迴路之鐵心的延伸方向同軸而捲繞於該鐵心的製程，難以製作電磁攪拌裝置。因此，可望針對電磁攪拌裝置的更新提案。

因此，本發明有鑒於上述問題而作成者，本發明之目的在於提供一種電磁攪拌裝置，在製作時，不需要將線圈繞著與形成封閉迴路之鐵心之延伸方向同軸而捲繞於該鐵心的製程，可對鑄模內之熔融金屬抑制垂直方向的流動，並且適當地產生繞著垂直軸之渦漩流。
解決發明之手段

(1)本發明之一態樣，是藉由在連續鑄造用之四角筒狀的鑄模內產生旋轉磁場，而對前述鑄模內的熔融金屬賦與可產生繞著垂直軸的渦漩流的電磁力。該電磁攪拌裝置包含有：鐵心，在前述鑄模的側邊包圍前述鑄模，且具有齒部，前述齒部是就前述鑄模之外側面之各個，與前述外側面對向而沿著前述鑄模的周方向並列設置2個；線圈，捲繞於前述鐵心之各個前述齒部；及電源裝置，依前述線圈之配列順序，使相位每隔90°錯開，對前述線圈之各個施加交流電流，以產生前述旋轉磁場。

(2)在上述(1)記載之電磁攪拌裝置中，前述電源裝置亦可對前述線圈之各個施加1.0Hz~4.0Hz的交流電流。
發明效果

根據上述之電磁攪拌裝置，在製作時，不需要將線圈繞著與形成封閉迴路之鐵心之延伸方向同軸而捲繞於該鐵心的製程，可對鑄模內之熔融金屬抑制垂直方向的流動，並且適當地產生繞著垂直軸之渦漩流。

較佳實施例之詳細說明
以下一面參照添附圖式，一面詳細說明本發明之較佳實施形態。再者，本說明書及圖式中，就實質上具有相同機能構成的構成要件，標上相同符號，藉此省略重複說明。又，本說明書及圖式中，也有將實質上具有相同機能構成的複數個構成要件，在相同符號之後標上不同的英文字以區別的情況。惟，若實質上具有相同機能構成的複數個構成要件之各個不需要特別區別時，則在複數個構成要件之各個僅標上相同符號。

再者，本說明書中參照的各圖式中，為了說明，有時候會將一部分之構成構件的大小誇張表現。各圖式中所圖示之各構件的相對大小，未必是正確地表現出實際之構件間的大小關係。

又，以下，是就熔融金屬為熔鋼之例進行說明，但本發明不受此等例所限定，亦可適用於對於其他金屬的連續鑄造。

>1、連續鑄造機的概略構成>
首先，參照圖1，說明包含本發明之實施形態之電磁攪拌裝置100的連續鑄造機1的概略構成。

圖1是示意地顯示包含本實施形態之電磁攪拌裝置100之連續鑄造機1之概略構成的一例的側面截面圖。

連續鑄造機1是使用連續鑄造用之鑄模來連續鑄造熔鋼，用以製造中胚之鑄片的裝置。連續鑄造機1是例如圖1所示，具備有：鑄模30、澆斗4、餵槽5、潛浸噴嘴6、二次冷卻裝置7及鑄片切斷機8。

澆斗4是用以將熔鋼2(熔融金屬)從外部搬送到餵槽5之可動式的容器。澆斗4配置於餵槽5的上方，澆斗4內的熔鋼2供給至餵槽5。餵槽5配置於鑄模30的上方，貯留熔鋼2而去除該熔鋼2中的夾雜物。潛浸噴嘴6是從餵槽5的下端朝鑄模30朝下方延伸，其前端潛浸於鑄模30內的熔鋼2。該潛浸噴嘴6將已在餵槽5去除夾雜物的熔鋼2連續供給到鑄模30內。

鑄模30是因應於鑄片3之長邊及短邊之尺寸的四角筒狀，以例如下述的方式組裝，以一對長邊鑄模板(對應於後述之圖2等所示之長邊鑄模板31、33)，從兩側夾持一對短邊鑄模板(對應於後述之圖2等所示之短邊鑄模板32、34)。長邊鑄模板及短邊鑄模板(以下，有時候總稱為鑄模板)是例如設置有供冷卻水流動之水路的水冷銅板。鑄模30將與鑄模板接觸的熔鋼2冷卻後製造出鑄片3。隨著鑄片3朝鑄模30下方移動，進行內部之未凝固部3b的凝固，外殻之凝固胚殼3a的厚度會漸漸變厚。包含凝固胚殼3a與未凝固部3b之鑄片3從鑄模30的下端被抽出。

再者，在以下的說明中，上下方向(即，從鑄模30抽出鑄片3的方向)也稱為Z軸方向。Z軸方向也稱為垂直方向。又，在與Z軸方向垂直的平面(水平面)內彼此正交的2方向也分別稱為X軸方向及Y軸方向。又，將X軸方向定義為在水平面內與鑄模30之長邊平行的方向(即，鑄模長邊方向)，Y軸方向定義為在水平面內與鑄模30之短邊平行的方向(即，鑄模短邊方向)。與X-Y平面平行的方向也稱為水平方向。又，在以下的說明中，在表現各構件的大小時，該構件之Z軸方向的長度也稱為高度，有時候也將該構件之X軸方向或Y軸方向的長度稱為幅寬。

其中，在鑄模30的側方設置電磁攪拌裝置100。電磁攪拌裝置100藉由使鑄模30內產生旋轉磁場，對鑄模30內之熔鋼2賦與產生繞著垂直軸之渦漩流的電磁力。具體而言，電磁攪拌裝置100包含有電源裝置150而構成，使用由電源裝置150供給之電力驅動。本實施形態中，藉由使電磁攪拌裝置100驅動並進行連續鑄造，攪拌鑄模30內的熔鋼2，可提升鑄片的品質。關於如此之電磁攪拌裝置100，將於後述詳細說明。

二次冷卻裝置7設置於鑄模30之下方的二次冷卻帶9，支撐及搬送從鑄模30下端抽出之鑄片3並予以冷卻。二次冷卻裝置7具有：配置於鑄片3之短邊方向兩側的複數對支撐輥(例如，支承輥11、夾輥12及分節輥13)、及對鑄片3噴射冷卻水的複數個噴射噴嘴(未圖示)。

設置於二次冷卻裝置7的支撐輥在鑄片3的短邊方向兩側成對配置，發揮作為支撐並搬送鑄片3的支撐搬送機構。藉利用該支撐輥從短邊方向兩側支撐鑄片3，可防止在二次冷卻帶9中凝固中途之鑄片3之鑄漏(breakout)或膨脹。

支撐輥即支承輥11、夾輥12及分節輥13形成二次冷卻帶9中之鑄片3的搬送路徑(路線)。該路線如圖1所示，在鑄模30的正下方為垂直，接著呈曲線狀彎曲，最後呈水平。二次冷卻帶9中，將該路線垂直的部分稱為垂直部9A，將彎曲的部分稱為彎曲部9B，將水平的部分稱為水平部9C。具有如此路線的連續鑄造機1稱為垂直彎曲型的連續鑄造機1。再者，本發明不限定於如圖1所示之垂直彎曲型的連續鑄造機1，也可適用於彎曲型或垂直型等其他各種連續鑄造機。

支承輥11是設置於鑄模30之正下方的垂直部9A的無驅動式輥，支撐剛從鑄模30抽出後的鑄片3。剛從鑄模30抽出後的鑄片3為凝固胚殼3a薄的狀態，因此為了防止鑄漏或膨脹，必須以較短的間隔(輥距)支撐。因此，支承輥11宜使用可縮短輥距之小徑的輥。在圖1所示之例中，於垂直部9A中之鑄片3的兩側，以較狹小的輥距來設置有由小徑輥構成之3對支承輥11。

夾輥12是藉由馬達等的驅動裝置旋轉的驅動式輥，具有將鑄片3從鑄模30抽出的機能。夾輥12在垂直部9A、彎曲部9B及水平部9C中分別配置於適當的位置。鑄片3藉由從夾輥12傳達的力而從鑄模30被抽出，沿著上述路徑被搬送。再者，夾輥12的配置不限定於圖1所示之例，其配置位置亦可任意設定。

分節輥13(也稱為導輥)是設置於彎曲部9B及水平部9C的無驅動式輥，沿著上述路線支撐及導引鑄片3。分節輥13亦可根據路線上的位置及鑄片3之F面(固定(Fixed)面，圖1中，左下側之面)與L面(未固定(Loose)面，圖1中，右上側之面)之任一者，而以各個不同的輥徑或輥距配置。

鑄片切斷機8配置於上述路徑之水平部9C的終端，將沿著該路線搬送的鑄片3切斷成預定的長度。切斷的鑄片14藉由台輥15被搬送到下一製程的設備。

以上，參照圖1，說明本實施形態之連續鑄造機1的概略構成。再者，本實施形態中，在鑄模30設置具有後述之構成的電磁攪拌裝置100，只要使用電磁攪拌裝置100進行連續鑄造即可，連續鑄造機1中，電磁攪拌裝置100以外的構成亦可與一般習知之連續鑄造機同樣。因此，連續鑄造機1的構成不限定於圖示者，連續鑄造機1亦可使用所有構成者。

>2、電磁攪拌裝置的構成>
接著，參照圖2及圖3，說明本實施形態之電磁攪拌裝置100的構成。

圖2是顯示本實施形態之電磁攪拌裝置100之一例的平面截面圖。具體而言，圖2是針對通過鑄模30與X-Y平面平行之圖1所示之A1-A1截面的截面圖。圖3是顯示本實施形態之電磁攪拌裝置100之一例的側面截面圖。具體而言，圖3是針對通過潛浸噴嘴6與X-Z平面平行之圖2所示之A2-A2截面的截面圖。

本實施形態中，在鑄模30之側邊，以包圍鑄模30的方式設置電磁攪拌裝置100。

鑄模30如上述為四角筒狀，例如，以一對長邊鑄模板31、33從兩側夾住一對短邊鑄模板32、34的方式組裝。具體而言，各鑄模板依長邊鑄模板31、短邊鑄模板32、長邊鑄模板33、短邊鑄模板34之順序呈環狀配置。各鑄模板可為例如上述之水冷銅板，但不限定於此例，亦可利用一般連續鑄造機之鑄模使用的各種材料來形成。

其中，在本實施形態中，以中胚之連續鑄造為對象，其鑄片尺寸是一邊(即，X軸方向及Y軸方向的長度)為300~500mm左右。例如，鑄片3之長邊方向的幅寬X11為456mm，鑄片3之短邊方向的幅寬Y11為339mm。

各鑄模板具有對應於該鑄片尺寸的大小。例如，長邊鑄模板31、33具有至少比鑄片3之長邊方向的幅寬X11還長之長邊方向的幅寬，短邊鑄模板32、34具有與鑄片3之短邊方向的幅寬Y11略相同之短邊方向的幅寬。各鑄模板的厚度T11為例如25mm。

為了更有效地得到使用電磁攪拌裝置100提升鑄片3之品質的效果，宜以盡可能加長Z軸方向之長度的方式來構成鑄模30。已知的是，一般而言，在鑄模30內進行熔鋼2的凝固時，會有因為凝固收縮，而鑄片3從鑄模30的內壁脫離，該鑄片3的冷卻變不足的情況。因此，鑄模30的長度是以從熔鋼湯面起算最長到1000mm左右為限度。本實施形態中，考慮到該情況，而以例如從熔鋼湯面到各鑄模板之下端的長度為1000mm左右的方式，形成各鑄模板。

電磁攪拌裝置100是例如圖2及圖3所示，具備：鐵心110、複數個線圈130(130a、130b、130c、130d、130e、130f、130g、130h)、上述之電源裝置150及殼體170。再者，圖2及圖3中，為了容易理解，省略了電源裝置150的圖示，並且收容在殼體170之內部的鐵心110及複數個線圈130則是穿透殼體170來顯示。

鐵心110是實心的構件，具有：一對長邊本體部111、113及一對短邊本體部112、114(以下，有時候總稱為本體部)、及複數個齒部119(119a、119b、119c、119d、119e、119f、119g、119h)。鐵心110是例如藉由積層電磁鋼板而形成。線圈130捲繞於鐵心110的各齒部119，藉由對線圈130之各個施加交流電流來產生磁場。如此，齒部119及捲繞於該齒部119的線圈130形成在交流電流之施加時發揮作為磁極的功能的磁極部120(120a、120b、120c、120d、120e、120f、120g、120h)。

長邊本體部111、113在鑄模30的外側中，是分別與長邊鑄模板31、33對向設置。短邊本體部112、114在鑄模30的外側中，分別與短邊鑄模板32、34對向設置。相鄰之長邊本體部及短邊本體部是藉由例如在端部互為重疊的狀態下固接而連接。藉此，藉由一對長邊本體部111、113與一對短邊本體部112、114，而在鑄模30的側邊，形成包圍鑄模30的封閉迴路。具體而言，各本體部是依長邊本體部111、短邊本體部112、長邊本體部113、短邊本體部114的順序沿著鑄模30的周方向而呈環狀配置。

在各本體部中之鑄模30側的部分，沿著鑄模30的周方向並列設置2個齒部119。例如，在長邊本體部111中與長邊鑄模板31對向的部分，沿著鑄模30的周方向設置齒部119a、119b。又，在短邊本體部112中與短邊鑄模板32對向的部分，沿著鑄模30的周方向設置齒部119c、119d。又，在長邊本體部113中與長邊鑄模板33對向的部分，沿著鑄模30的周方向設置齒部119e、119f。又，在短邊本體部114中與短邊鑄模板34對向的部分，沿著鑄模30的周方向而設置齒部119g、119h。具體而言，各齒部119依齒部119a、119b、119c、119d、119e、119f、119g、119h的順序沿著鑄模30的周方向呈環狀配置。

如此，鐵心110是就鑄模30之外側面的各個側面，具有與外側面對向而沿著鑄模30的周方向並列設置2個的齒部119。是故，在本實施形態之電磁攪拌裝置100中，由鐵心110之齒部119及捲繞於該齒部119的線圈130而形成之磁極部120，是就鑄模30之外側面之各個沿著鑄模30的周方向而配置2個。本發明人發現，藉由對鑄模30如此配置磁極部120，可對鑄模30內的熔鋼2抑制垂直方向的流動，適當地產生繞著垂直軸的渦漩流。關於藉由本實施形態之電磁攪拌裝置100在鑄模30內之熔鋼2產生的流動，則於後詳細說明。

齒部119從本體部朝向鑄模30側在水平方向上呈立方體狀突出，沿著鑄模30的周方向彼此隔著間隔設置。齒部119之Z軸方向的高度是例如與本體部同程度。如上述，齒部119及捲繞於該齒部119的線圈130在交流電流之施加時發揮作為磁極的功能，因此各齒部119的大小及各齒部119間的位置關係對電磁攪拌裝置100所產生的磁場產生影響。因此，各齒部119的大小及各齒部119間的位置關係，可適宜決定，以藉由電磁攪拌裝置100對熔鋼2賦與所期望的電磁力。

設置於長邊本體部的齒部119a、119b、119e、119f(以下，也稱為長邊側齒部)之長邊方向的幅寬X1是例如240mm。又，設置於短邊本體部的齒部119c、119d、119g、119h(以下，也稱為短邊側齒部)之短邊方向的幅寬Y1是例如190mm。再者，長邊側齒部之長邊方向的幅寬X1與短邊側齒部之短邊方向的幅寬Y1未必要一致，為了使鑄模30內的熔鋼2更安定地產生繞著垂直軸的渦漩流，宜設定為同程度。

長邊側齒部間(例如，齒部119a與齒部119b之間)的間隔X2是例如140mm。又，短邊側齒部間(例如，齒部119g與齒部119h之間)的間隔Y2是例如140mm。

與鑄模長邊方向對向之磁極部120間(例如，磁極部120d與磁極部120g之間)的間隔X3是例如775mm。又，與鑄模短邊方向對向之磁極部120間(例如，磁極部120b與磁極部120e之間)的間隔Y3是例如670mm。

齒部119之垂直方向的位置及大小(即，鐵心110之垂直方向的位置及大小)是因應於潛浸噴嘴6的位置及大小或熔鋼2之湯面的位置而適宜設定。

齒部119的上表面與熔鋼2的湯面之垂直方向的距離Z1是例如280mm。又，齒部119的下表面與熔鋼2之湯面之垂直方向的距離Z2是例如580mm。

再者，潛浸噴嘴6的底面與熔鋼2的湯面之垂直方向的距離Z11是例如250mm。又，潛浸噴嘴6的內徑D11是例如90mm。又，潛浸噴嘴6的外徑D12是例如145mm。又，潛浸噴嘴6之自吐出孔61的底部起算的高度Z12是例如85mm。又，潛浸噴嘴6之吐出孔61的幅寬D13是例如80mm。又，潛浸噴嘴6之吐出孔61是例如從噴嘴內側隨著朝向噴嘴外側而向上傾斜15°。於潛浸噴嘴6，如此之吐出孔61在與短邊鑄模板32、34對向的位置設置一對。

線圈130對各齒部119以各齒部119之突出方向為捲繞軸方向捲繞(即，捲繞線圈130以使各齒部119朝各齒部119的突出方向磁化)。例如，線圈130a、130b、130c、130d、130e、130f、130g、130h分別對齒部119a、119b、119c、119d、119e、119f、119g、119h捲繞。藉此，形成磁極部120a、120b、120c、120d、120e、120f、120g、120h。以Y軸方向為捲繞軸方向，對長邊側齒部捲繞線圈130，以X軸方向為捲繞軸方向，對短邊側齒部捲繞線圈130。

形成線圈130的導線，是使用例如截面為10mm×10mm，於內部具有直徑5mm左右之冷卻水路的銅製者。電流施加時，使用該冷卻水路冷卻該導線。該導線藉由絕緣紙等而其表層進行絕緣處理，可呈層狀捲繞。例如，各線圈130藉由將該導線捲繞2~4層左右而形成。

圖1所示之電源裝置150與如此之複數個線圈130的各個線圈連接。電源裝置150依線圈130的配列順序使相位每隔90°錯開而對各線圈130施加交流電流，以使鑄模30內產生旋轉磁場。藉此，可對鑄模30內的熔鋼2賦與使之產生繞著垂直軸的渦漩流的電磁力。電源裝置150具體而言，宜對各線圈130施加1.0Hz~6.0Hz的交流電流，更宜施加1.0Hz~4.0Hz的交流電流。

電源裝置150的驅動藉由由處理器等構成之控制裝置(未圖示)依照預定的程式進行動作而可適宜控制。具體而言，藉由該控制裝置，控制施加於各線圈130之電流值(有效值)及頻率，可控制對熔鋼2賦與之電磁力的強度。再者，關於對各線圈130施加交流電流的施加方法，於後述詳細說明。

殼體170是覆蓋鐵心110及線圈130之環狀的中空構件。殼體170的大小可適宜決定，藉由電磁攪拌裝置100對熔鋼2賦與所期望的電磁力。又，在藉由電磁攪拌裝置100產生的磁場中，由於磁通從線圈130通過殼體170的側壁而往鑄模30內入射，因此殼體170的材料可使用例如非磁性體不鏽鋼或FRP(Fiber Reinforced Plastics)等之非磁性且可確保強度的構件。

>3、電磁攪拌裝置的動作>
接著，參照圖4及圖5，說明本實施形態之電磁攪拌裝置100的動作。

圖4是顯示交流電流施加至電磁攪拌裝置100之各線圈130之態樣之一例的平面截面圖。具體而言，圖4是關於通過鑄模30與X-Y平面平行之圖1所示的A1-A1截面的截面圖。圖5是用以針對施加於電磁攪拌裝置100之各線圈130之交流電流的相位進行說明的圖。

電磁攪拌裝置100中，電源裝置150是如上述，以依照線圈130之配列順序使相位每隔90°錯開的方式，對各線圈130施加交流電流。例如，電源裝置150是如圖4所示，對線圈130施加彼此相位分別隔90°的二相交流電流(＋U、＋V)。連電流的流向也考慮的話，電源裝置150可對線圈130施加＋U、＋V、-U、-V之相位每隔90°錯開之不同的4種交流電流。圖5中，概略地圖示該等4種交流電流的相位。圖5中，圓周上的位置表示各交流電流間之相位，例如，＋V是表示相位僅比＋U後推90°。

當對某一個線圈130施加＋U的交流電流時，對其隔壁的線圈130施加＋V的交流電流，再對其隔壁的線圈130施加-U的交流電流，進而對其隔壁的線圈130施加-V的交流電流。對從其隔壁的線圈130起算排列在最前面的線圈130，同樣地依序分別施加＋U、＋V、-U、-V的交流電流。例如，對線圈130a、130b、130c、130d、130e、130f、130g、130h，分別施加＋U、＋V、-U、-V、＋U、＋V、-U、-V的交流電流。

藉由對各線圈130以如此之相位差施加交流電流，會在鑄模30內產生朝鑄模30之周方向旋轉的旋轉磁場。藉此，由於對鑄模30內的熔鋼2賦與沿著鑄模30之周方向的電磁力，故在熔鋼2中會產生繞著垂直軸的渦漩流。

又，使用二相交流電流而藉由電磁攪拌裝置100產生旋轉磁場，藉此，相較於使用三相交流電源的情況，可更便宜地使熔鋼2產生繞著垂直軸的渦漩流。使用二相交流電流時，由於必須依線圈130的配列順序使相位分別每隔90°錯開地對各線圈130施加交流電流，因此線圈130的數目宜為4的倍數。

[實施例1]
就本實施形態中，為了確認在鑄模30內之熔鋼2產生的流動所進行之電磁場分析模擬的結果加以說明。

(模擬1)
如後述般設定各種模擬條件，就本實施形態之電磁攪拌裝置100及比較例之電磁攪拌裝置900之各個進行了電磁場分析模擬。

在此，參照圖6，說明比較例之電磁攪拌裝置900。圖6是顯示比較例之電磁攪拌裝置900的平面截面圖。具體而言，圖6是有關對連續鑄造機1適用電磁攪拌裝置900而取代電磁攪拌裝置100之態樣中，圖1所示之A1-A1截面的截面圖。

比較例之電磁攪拌裝置900中，相較於上述之電磁攪拌裝置100，鐵心910中在各本體部之鑄模30側的部分，一邊僅設置一個齒部919(919a、919b、919c、919d)此點是不同的。因此，在比較例之電磁攪拌裝置900中，由鐵心910之齒部919及捲繞於該齒部919之線圈930(930a、930b、930c、930d)形成的磁極部920(920a、920b、920c、920d)是就鑄模30之外側面之各個配置1個。

具體而言，在長邊本體部111、短邊本體部112、長邊本體部113及短邊本體部114中與對應之鑄模板對向的部分，分別設置齒部919a、919b、919c、919d。又，對齒部919a、919b、919c、919d分別捲繞線圈930a、930b、930c、930d。藉此，形成磁極部920a、920b、920c、920d。長邊側齒部919a、919c之長邊方向的幅寬X91為625mm。又，短邊側齒部919b、919d之短邊方向的幅寬Y91為520mm。

再者，比較例之電磁攪拌裝置900中，與上述之電磁攪拌裝置100同樣，依線圈930之配列順序，使相位每隔90°錯開而對各線圈930施加交流電流，以在鑄模30內產生旋轉磁場。藉此，可對鑄模30內的熔鋼2賦與使之產生繞著垂直軸的渦漩流的電磁力。

關於本實施形態之電磁場分析模擬的條件如下。再者，以鐵心110的材質為矽鋼板且在鐵心110內不產生渦電流者，進行了電磁場分析模擬。

鑄片之長邊方向的幅寬X11：456mm
鑄片之短邊方向的幅寬Y11：339mm
鑄模板的厚度T11：25mm
長邊側齒部之長邊方向的幅寬X1：240mm
短邊側齒部之短邊方向的幅寬Y1：190mm
長邊側齒部間的間隔X2：140mm
短邊側齒部間的間隔Y2：140mm
於鑄模長邊方向上對向之磁極部間的間隔X3：775mm
於鑄模短邊方向上對向之磁極部間的間隔Y3：670mm
齒部之上表面與熔鋼之湯面在垂直方向的距離Z1：280mm
齒部之下表面與熔鋼之湯面在垂直方向的距離Z2：580mm
鑄模板的導電率：7.14×10⁵ S/m
熔鋼的導電率：2.27×10⁵ S/m
線圈中的捲線：36匝
施加於線圈之交流電流的電流值(有效值)：640A
施加於線圈之交流電流的電流頻率：1.8Hz

又，有關比較例之電磁場分析模擬的條件，是以下述為條件：從有關本實施形態的條件刪除X1、Y1、X2及Y2的條件，並追加了以下的X91及Y91的條件。

長邊側齒部之長邊方向的幅寬X91：625mm
短邊側齒部之短邊方向的幅寬Y91：520mm

將上述之電磁場分析模擬的結果顯示於圖7~圖10。圖7是顯示針對本實施形態之利用電磁場分析模擬而得之、鐵心110之垂直方向中心位置之水平面內賦與鑄模30內之熔鋼2之電磁力之分布的一例。圖8是顯示針對本實施形態之利用電磁場分析模擬而得之、長邊鑄模板33之內側面附近賦與鑄模30內之熔鋼2之電磁力之分布的一例。圖9是顯示針對比較例之利用電磁場分析模擬而得之、鐵心910之垂直方向中心位置之水平面內賦與鑄模30內之熔鋼2之電磁力之分布的一例。圖10是顯示針對比較例之利用電磁場分析模擬而得之、長邊鑄模板33之內側面附近賦與鑄模30內之熔鋼2之電磁力之分布的一例。圖7~圖10中，將作用於熔鋼2之每單位體積之電磁力(N/m³ )以向量表示之勞倫茲力向量密度是利用箭頭記號來表示。

關於比較例，參照圖9，確認分布有電磁力對鑄模30內的熔鋼2產生繞著垂直軸的渦漩流。然而，參照圖10時，在比較例中，確認具有比較大的垂直分量的電磁力。例如，在鑄模30內之上方側的區域R1中，如圖10所示，確認朝向上方向的電磁力比較多。又，在鑄模30內之下方側的區域R2中，如圖10所示，確認朝向下方向的電磁力比較多。具體而言，根據針對比較例進行的電磁場分析模擬的結果，若將正方向及負方向分別定義為上方向及下方向時，則賦與鑄模30內之熔鋼2之電磁力之垂直分量的最大值為479N/m³ ，最小值為-378N/m³ ，平均值為57N/m³ 。

在此，參照圖11，就利用線圈產生之磁場中的漏磁通進行說明。圖11中，示意地顯示位於鑄模30之側方的磁極部203。磁極部203是由鐵心之齒部201及捲繞於該齒部201的線圈202所形成。

當對線圈202施加交流電流時，首先，磁通221從磁極部203往鑄模板230朝水平方向入射。藉此，因為朝水平方向通過鑄模板230之磁通產生時間變化，而在鑄模板230內產生渦電流211。其中，在鑄模板230內產生之渦電流211，會朝產生可使從磁極部203往鑄模板230朝水平方向入射之磁通221減弱的磁場之方向流動。是故，藉由從鑄模板230往磁極部203朝水平方向入射的磁通222作用於磁通221，減弱從磁極部203往鑄模板230朝水平方向入射的磁通221。藉此，在利用磁極部203產生的磁場中，減弱從磁極部203往鑄模板230朝水平方向入射的磁通，產生具有垂直分量的漏磁通223。

在比較例中，起因於產生較多如此的漏磁通，而具有比較大的垂直分量的電磁力被賦與鑄模30內的熔鋼2。

就本實施形態，參照圖7，與比較例同樣地，確認分布有電磁力，而使鑄模30內的熔鋼2產生繞著垂直軸的渦漩流。其中，參照圖8時，可確認勞倫茲力向量密度之各個基本上主要具有水平分量。如此，在本實施形態中，可確認賦與鑄模30內之熔鋼2之電磁力的垂直分量相較於比較例是減少的。具體而言，根據本實施形態之電磁場分析模擬的結果，賦與鑄模30內之熔鋼2之電磁力之垂直分量的最大值為323N/m³ ，最小值為-212N/m³ ，平均值為7.5N/m³ 。從此一情況也可知道在本實施形態中，賦與鑄模30內之熔鋼2的電磁力之垂直分量相較於比較例是減少的。

在利用電磁攪拌裝置之磁極部產生的磁場中，如上述，因為在鑄模板中產生的渦電流而產生漏磁通。其中，從磁極部往鑄模板朝水平方向入射的磁通愈強，則鑄模板中產生之渦電流愈大。藉此，從磁極部往鑄模板朝水平方向入射的磁通因渦電流而減弱的效果變大。因此，從磁極部往鑄模板朝水平方向入射的磁通愈強，則愈常產生漏磁通。

在本實施形態之電磁攪拌裝置100中，與比較例不同，磁極部120是就鑄模30之外側面的各個沿著鑄模30的周方向配置2個。是故，可削弱每一個磁極部120所產生的磁場。藉此，由於可削弱從磁極部120往鑄模板朝水平方向入射的磁通，故可抑制漏磁通的產生。由如此的理由可知，本實施形態中，賦與鑄模30內之熔鋼2之電磁力的垂直分量相較於比較例是減少的。

其中，參照圖12，說明相鄰之磁場的相互作用。圖12中，示意地顯示彼此逆向之電流流通的電線301及電線302。電流從紙面表側往紙面背側流動於電線301。是故，在電線301的周圍，產生繞著紙面順時鐘的磁場311。另一方面，電流從紙面背側往紙面表側流動於電線302。是故，在電線302的周圍，產生繞著紙面逆時鐘的磁場312。

若電線301與電線302之間的距離是比較長的距離L1，由於電線301與電線302之間，磁場311及磁場312彼此都會增強，故電線301與電線302之間的磁通321會變得比較強。另一方面，若電線301與電線302之間的距離是比較短的距離L2，則電線301與電線302之間，磁場311及磁場312會互相抵銷，因此電線301與電線302之間的磁通322變比較弱。

如此，若藉由彼此朝逆向流動的電流而產生之相鄰的磁場比較近時，可發揮雙方之磁場互為抵銷的效果。在本實施形態之電磁攪拌裝置100中，相較於比較例，各磁極部120之鑄模30在周方向的幅寬較小，在各線圈130中彼此朝逆向流通之電流間的距離較短，因此相鄰之磁場會互為抵銷。因此，從各磁極部120往鑄模板入射的磁通會變弱。因此，在鑄模板產生的渦電流會變小。進而，在鑄模板產生之渦電流的範圍也是在鑄模30之周方向的幅寬較小，且各渦電流中朝互為逆方向流動之電流間的距離較短，因此可發揮相鄰之磁場互為抵銷的效果。其結果是，可發揮使因渦電流而產生的磁通非常弱的效果。藉此，可抑制漏磁通的產生。由如此的理由也可知道，本實施形態中，賦與鑄模30內之熔鋼2之電磁力的垂直分量相較於比較例是減少的。

再者，使各磁極部120之鑄模30之周方向的幅寬愈小，則可期待更為提高將因為在鑄模板產生之渦電流而產生之磁通弱化的效果。然而，藉使各磁極部120的尺寸縮小，每一個磁極部120可能產生的磁場會變得過弱，因此有時候難以確保賦與熔鋼2的電磁力。例如，就鑄模30之外側面的各個，沿著鑄模30之周方向配置3個以上磁極部120時，恐怕難以確保賦予熔鋼2的電磁力。另一方面，就鑄模30之外側面的各個沿著鑄模30的周方向配置2個磁極部120的本實施形態中，如參照圖7所說明的，確認了分布有電磁力，使鑄模30內之熔鋼2產生繞著垂直軸的渦漩流。

如上述，根據本實施形態之電磁攪拌裝置100，可對鑄模30內的熔鋼2賦與電磁力，以產生繞著垂直軸的渦漩流。進而，可減少賦予鑄模30內之熔鋼2之電磁力的垂直分量。是故，在製作時不需要將線圈繞著與形成封閉迴路之鐵心之延伸方向同軸的方向而捲繞於該鐵心的製程，可對鑄模30內的熔鋼2抑制垂直方向的流動，並且適當地產生繞著垂直軸的渦漩流。

(模擬2)
其次，就本實施形態及比較例之各個，從上述之模擬條件，將施加於線圈的交流電流之電流頻率進行各種變更，進行了電磁場分析模擬。

將電磁場分析模擬之結果顯示於圖13、圖14及表1。圖13是顯示，就本實施形態及比較例之各個進行電磁場分析模擬而得之、電流頻率與賦與鑄模30內之熔鋼2之電磁力之垂直分量的平均值的關係性之一例。圖14是顯示，就本實施形態進行電磁場分析模擬而得之、電流頻率和賦與鑄模30內之熔鋼2之平均電磁力的關係性之一例。表1表示針對本實施形態之利用電磁場分析模擬而得之、關於各電流頻率之電磁力之垂直分量的平均值及平均電磁力的值。再者，平均電磁力相當於賦與熔鋼2之電磁力之絕對值(大小)的平均值。

[表1]

參照圖13，本實施形態中，就各電流頻率，比較例比較，確認了電磁力之垂直分量的平均值變低。由此可知，本實施形態中，不論電流頻率，賦與鑄模30內之熔鋼2之電磁力的垂直分量相較於比較例是減少的。

參照圖13及表1時，可知電磁力之垂直分量的平均值基本上是隨著電流頻率變低而變小。其中，由於電流頻率愈低，則藉由磁極部120產生的磁場變弱，因此從磁極部120往鑄模板朝水平方向入射的磁通變弱。因此，藉由磁極部120產生之磁場中，可抑制產生漏磁通。藉此，隨著電流頻率變低而電磁力之垂直分量的平均值變小。

再者，就本實施形態，可知電磁力之垂直分量的平均值在電流頻率為4.3Hz附近時取最大值，電流頻率超出4.3Hz附近之區域中，隨著電流頻率變高而緩慢地變小。其中，當電流頻率較高時，因為從磁極部120往鑄模板朝水平方向入射的磁通因在鑄模板產生的渦電流而減弱的效果會變大之故，而從磁極部120通過鑄模板到達鑄模內的磁通減少。據此，被認為在電流頻率高到超出4.3Hz附近的程度的區域中，隨著電流頻率變高，而電磁力之垂直分量的平均值緩慢地變小。

參照圖14及表1，可知平均電磁力基本上隨著電流頻率變低而變小。此一情況被認為起因是如上所述，電流頻率愈低，則磁極部120所產生的磁場變得愈弱。

再者，就本實施形態，可知平均電磁力是電流頻率在3.9Hz附近時取最大值，且在電流頻率超出3.9Hz附近的區域中，隨著電流頻率變高而緩慢地變小。此一情況被認為起因是如上述，在電流頻率高如超出3.9Hz附近的區域中，從磁極部120通過鑄模板到達鑄模內的磁通減少。

如上述，隨著電流頻率變低，電磁力之垂直分量的平均值變小，因此抑制在鑄模30內之熔鋼2產生之垂直方向的流動的效果變大。另一方面，隨著電流頻率變低，平均電磁力變小，因此使鑄模30內的熔鋼2產生渦漩流而攪拌熔鋼2的效果變小。如此，在抑制於熔鋼2產生之垂直方向之流動的效果、與使熔鋼2產生渦漩流而攪拌熔鋼2的效果之間，有權衡的關係。

[實施例2]
針對為了確認本實施形態中所製造之鑄片的品質而進行的實機試驗的結果，進行說明。具體而言，將具有與上述之本實施形態之電磁攪拌裝置100同樣構成的電磁攪拌裝置，設置於實際上用於操作的連續鑄造機(具有與圖1所示之連續鑄造機1同樣的構成者)，將施加於線圈130之交流電流的電流頻率的值，進行各種變更並進行連續鑄造。接著，就鑄造後所得到的鑄片，利用目視及超音波檢驗，分別調查表面品質及內質。連續鑄造的條件如下。

鑄片之長邊方向的幅寬X11：456mm
鑄片之短邊方向的幅寬Y11：339mm
鑄模板的厚度T11：25mm
長邊側齒部之長邊方向的幅寬X1：240mm
短邊側齒部之短邊方向的幅寬Y1：190mm
長邊側齒部間的間隔X2：140mm
短邊側齒部間的間隔Y2：140mm
於鑄模長邊方向上對向之磁極部間的間隔X3：775mm
於鑄模短邊方向上對向之磁極部間的間隔Y3：670mm
齒部之上表面與熔鋼之湯面在垂直方向的距離Z1：280mm
齒部之下表面與熔鋼之湯面在垂直方向的距離Z2：580mm
線圈中的巻線：36匝
施加於線圈之交流電流的電流值(有效值)：640A
潛浸噴嘴6之底面與熔鋼2之湯面在垂直方向的距離Z11：250mm
潛浸噴嘴6的內徑D11：90mm
潛浸噴嘴6的外徑D12：145mm
從潛浸噴嘴6之吐出孔61的底部起算的高度Z12：85mm
潛浸噴嘴6之吐出孔61的幅寬D13：80mm
潛浸噴嘴6之吐出孔61的傾斜度：從噴嘴內側隨著朝向噴嘴外側而向上15°

將實機試驗的結果顯示於表2。表2中，關於鑄片的品質藉由下述來表現：若為幾乎找不到缺陷不需要整修的程度，則標示「○」，若發現缺陷而必須整修，則標示「△」，若發現很多缺陷且即使進行整修也無法使用作為品質嚴格材，則標示「×」。

[表2]

參照表2，若電流頻率為1.0Hz~6.0Hz，確認鑄片的品質是表面品質及內部品質兩者都良好。因此，可知藉由對線圈130施加1.0Hz~6.0Hz的交流電流，可更有效地使鑄片品質提升。這被認為是，若電流頻率為1.0Hz~6.0Hz時，可有效地得到抑制在熔鋼2產生之垂直方向之流動的效果、及對熔鋼2產生渦漩流而攪拌熔鋼2的效果兩者所致。

另，賦與鑄模30內之熔鋼2的平均電磁力是如上述，在電流頻率超出3.9Hz附近的區域中，隨著電流頻率變高而緩慢地變小。又，由於電磁攪拌裝置100中的消耗功率是電流頻率愈高則變得愈大，因此使電流頻率比4.0Hz高的優點無法被認同。故，藉由對線圈130施加1.0Hz~4.0Hz的交流電流，可使鑄片品質有效地提升，並且抑制消耗功率。
[實施例3]

針對為了更詳細確認在本實施形態中於鑄模30內之熔鋼2產生的流動而進行之熱流動分析模擬的結果，進行說明。

(模擬1)
使用如後的結果、即關於將電流頻率設定為1.2Hz而進行之本實施形態之電磁攪拌裝置100利用上述電磁場分析模擬而得之、賦與熔鋼2之電磁力之分布的結果，進行了熱流動分析模擬。

關於本實施形態之熱流動分析模擬的條件如下。

鑄片之長邊方向的幅寬X11：456mm
鑄片之短邊方向的幅寬Y11：339mm
潛浸噴嘴6之底面與熔鋼2之湯面在垂直方向的距離Z11：250mm
潛浸噴嘴6的內徑D11：90mm
潛浸噴嘴6的外徑D12：145mm
從潛浸噴嘴6之吐出孔61之底部起算的高度Z12：85mm
潛浸噴嘴6之吐出孔61的幅寬D13：80mm
潛浸噴嘴6之吐出孔61的傾斜度：從噴嘴內側隨著朝向噴嘴外側而向上15°
鑄造速度(抽出鑄片的速度)：0.6m/min

將上述之熱流動分析模擬的結果顯示於圖15~圖17。圖15是顯示，就本實施形態之利用熱流動分析模擬而得之、通過潛浸噴嘴6之中心線與鑄模之長邊方向平行的截面內，鑄模30內之熔鋼2的溫度及攪拌流速的分布之一例。圖16是顯示，就本實施形態之利用熱流動分析模擬而得之、從湯面起算朝下方距離50mm的水平面(比鐵心110更上方的水平面)內，鑄模30內之熔鋼2的溫度及攪拌流速的分布之一例。圖17是顯示，就本實施形態之利用熱流動分析模擬而得之、湯面起算朝下方距離430mm之水平面(鐵心110之垂直方向中心位置的水平面)內，鑄模30內之熔鋼2的溫度及攪拌流速的分布之一例。圖15~圖17中，將熔鋼2之各位置的流速(m/s)表示為向量的磁通向量是以箭頭記號來顯示。又，圖15~圖17中，是藉由灰階的濃淡來表示溫度分布，愈濃的部分則表示為溫度較高的區域。

參照圖15，可確認通過潛浸噴嘴6內送往鑄模30內的熔鋼2，從吐出孔61朝水平方向吐出的態樣。又，參照圖16及圖17，可確認熔鋼2從吐出孔61吐出後，繞著垂直軸攪拌的態樣。具體而言，參照圖17，可確認在鐵心110之垂直方向中心位置的水平面內，於鑄模30內之熔鋼2產生繞著垂直軸的渦漩流的態樣。進而，參照圖16，在比鐵心110上方之水平面內，也同樣可確認在鑄模30內之熔鋼2產生了繞著垂直軸的渦漩流的態樣。

如上述，根據本實施形態之電磁攪拌裝置100，更詳細地確認了可對鑄模30內之熔鋼2適當地產生繞著垂直軸的渦漩流。

(模擬2)
其次，使用了針對將電流頻率作各種變更而進行之本實施形態之電磁場分析模擬的各個結果，進行了熱流動分析模擬。具體而言，使用了針對將電流頻率分別設定為1.0Hz、1.8Hz、2.5Hz、4.0Hz時之本實施形態之電磁場分析模擬的各個結果，進行了熱流動分析模擬。再者，比較對象是，也使用了針對將電流頻率設定為1.8Hz的比較例之電磁場分析模擬的結果，進行熱流動分析模擬。

將熱流動分析模擬之結果顯示於圖18。圖18顯示就本實施形態及比較例之各個之利用熱流動分析模擬所得到之、與湯面的距離和鑄模30內之熔鋼2之攪拌流速之關係性的一例。具體而言，圖18中，分別顯示了關於電流頻率分別設定1.0Hz、1.8Hz、2.5Hz、4.0Hz時之本實施形態的結果與關於比較例的結果。圖18中，當攪拌流速取負值時，相當於熔鋼2朝與藉由電磁攪拌裝置產生之旋轉磁場的旋轉方向相反的方向流動的情況。

就本實施形態，參照圖18，從鐵心之上表面到下表面之間的區域中，在各電流頻率中確認產生有0.15m/s~0.4m/s之攪拌流速。進而，在比鐵心更上方的區域中，在各電流頻率中確認產生有0.1m/s~0.35m/s之攪拌流速。

另一方面，就比較例，參照圖18，從鐵心之上表面到下表面之間的區域中，確認產生有0.15m/s~0.4m/s之攪拌流速。然而，在比鐵心更上方之區域中，相較於本實施形態，確認是攪拌流速明顯降低。特別是，在湯面附近的區域中，確認攪拌流速轉為負值。這被認為是，在比較例中，由於熔鋼2中垂直方向的流動比較容易產生，因此繞著垂直軸的渦漩流被熔鋼2之垂直方向的流動抑制所致。

如上述，在本實施形態中，確認了在比鑄模30內之鐵心110更上方之區域中也充分地在熔鋼2產生攪拌流速。如此，在本實施形態中，確認了可令鑄模30內之熔鋼2適當地產生繞著垂直軸的渦漩流。特別是，確認了對線圈130施加了1.0Hz~4.0Hz之交流電流時，可令鑄模30內之熔鋼2適當地產生繞著垂直軸的渦漩流。

>4、結論>
如以上說明，本實施形態之電磁攪拌裝置100中，鐵心110是具有齒部119，前述齒部119是就鑄模30之外側面的各個，與外側面對向而沿著鑄模30之周方向並列設置2個。故，本實施形態之電磁攪拌裝置100中，由鐵心110之齒部119及捲繞於該齒部119之線圈130形成的磁極部120是就鑄模30之外側面的各個，沿著鑄模30之周方向配置2個。藉此，藉由從磁極部120往鑄模板入射的磁通，可發揮使因在鑄模板產生之渦電流而產生的磁通非常弱的效果。故，可抑制漏磁通的產生。藉此，可賦與電磁力，以降低附與鑄模30內之熔鋼2之電磁力的垂直分量，並且對熔鋼2產生繞著垂直軸之渦漩流。因此，在製作時，不需要將線圈繞著與形成封閉迴路之鐵心的延伸方向同軸而捲繞於該鐵心的製程，可對鑄模30內之熔鋼2抑制垂直方向的流動，並且使之適當地產生繞著垂直軸的渦漩流。

以上，已經參照附圖詳細說明本發明之較佳實施形態，但本發明不限定於該例。若為本發明所屬技術領域中具有通常知識者，可知在申請專利範圍內所記載的技術思想之範疇內，可想到各種之變更例或應用例，並且理解該等當然也屬於本發明之技術範圍。
產業上之可利用性

根據本發明，可提供一種電磁攪拌裝置，在製作時，不需要將線圈繞著與形成封閉迴路之鐵心之延伸方向同軸，捲繞於該鐵心的製程，可對鑄模內之熔融金屬，抑制垂直方向的流動，並且適當地產生繞著垂直軸之渦漩流。

1‧‧‧連續鑄造機

2‧‧‧熔鋼

3‧‧‧鑄片

3a‧‧‧凝固胚殼

3b‧‧‧未凝固部

4‧‧‧澆斗

5‧‧‧餵槽

6‧‧‧潛浸噴嘴

7‧‧‧二次冷卻裝置

8‧‧‧鑄片切斷機

9‧‧‧二次冷卻帶

9A‧‧‧垂直部

9B‧‧‧彎曲部

9C‧‧‧水平部

11‧‧‧支撐輥

12‧‧‧夾輥

13‧‧‧分節輥

14‧‧‧鑄片

15‧‧‧台輥

30‧‧‧鑄模

31,33‧‧‧長邊鑄模板

32,34‧‧‧短邊鑄模板

61‧‧‧吐出孔

100‧‧‧電磁攪拌裝置

110‧‧‧鐵心

111,113‧‧‧長邊本體部

112,114‧‧‧短邊本體部

119,119a,119b,119c,119d,119e,119f,119g,119h‧‧‧齒部

120,120a,120b,120c,120d,120e,120f,120g,120h‧‧‧磁極部

130,130a,130b,130c,130d,130e,130f,130g,130h‧‧‧線圈

150‧‧‧電源裝置

170‧‧‧殼體

201‧‧‧齒部

202‧‧‧線圈

203‧‧‧磁極部

211‧‧‧渦電流

221‧‧‧磁通

222‧‧‧磁通

223‧‧‧漏磁通

230‧‧‧鑄模板

301‧‧‧電線

302‧‧‧電線

311‧‧‧磁場

312‧‧‧磁場

900‧‧‧電磁攪拌裝置

910‧‧‧鐵心

919,919a,919b,919c,919d‧‧‧齒部

920,920a,920b,920c,920d‧‧‧磁極部

930,930a,930b,930c,930d‧‧‧線圈

A1-A1‧‧‧截面

A2-A2‧‧‧截面

D11‧‧‧潛浸噴嘴的內徑

D12‧‧‧潛浸噴嘴的外徑

D13‧‧‧潛浸噴嘴6之吐出孔61的幅寬

R2‧‧‧鑄模30內之下方側的區域

T11‧‧‧鑄模板的厚度

X1‧‧‧長邊側齒部之長邊方向的幅寬

X2‧‧‧長邊側齒部間的間隔

X3‧‧‧於鑄模長邊方向上對向之磁極部間的間隔

X11‧‧‧鑄片之長邊方向的幅寬

X91‧‧‧長邊側齒部之長邊方向的幅寬

Y1‧‧‧短邊側齒部之短邊方向的幅寬

Y2‧‧‧短邊側齒部間的間隔

Y3‧‧‧於鑄模短邊方向上對向之磁極部間的間隔

Y11‧‧‧鑄片之短邊方向的幅寬

Y91‧‧‧短邊側齒部之短邊方向的幅寬

Z1‧‧‧齒部之上表面與熔鋼之湯面在垂直方向的距離

Z2‧‧‧齒部之下表面與熔鋼之湯面在垂直方向的距離

Z11‧‧‧潛浸噴嘴之底面與熔鋼之湯面在垂直方向的距離

Z12‧‧‧從潛浸噴嘴之吐出孔的底部起算的高度

圖1是示意地顯示包含本發明之實施形態之電磁攪拌裝置之連續鑄造機的概略構成之一例的側面截面圖。

圖2是顯示同實施形態之電磁攪拌裝置之一例的平面截面圖。

圖3是顯示同實施形態之電磁攪拌裝置之一例的側面截面圖。

圖4是顯示交流電流施加於電磁攪拌裝置之各線圈之樣態的一例的平面截面圖。

圖5是用以說明施加於電磁攪拌裝置之各線圈之交流電流的相位。

圖6是顯示比較例之電磁攪拌裝置的平面截面圖。

圖7是顯示針對同實施形態之利用電磁場分析模擬所得之、在鐵心之垂直方向中心位置的水平面內賦與鑄模內之熔鋼之電磁力之分布的一例。

圖8是顯示針對同實施形態之利用電磁場分析模擬所得之、在長邊鑄模板之內側面附近賦與鑄模內之熔鋼之電磁力之分布的一例。

圖9是顯示針對比較例之利用電磁場分析模擬所得之、在鐵心之垂直方向中心位置的水平面內賦與鑄模內之熔鋼之電磁力之分布的一例。

圖10是顯示針對比較例之利用電磁場分析模擬所得之、在長邊鑄模板之內側面附近賦與鑄模內之熔鋼之電磁力之分布的一例。

圖11是用以說明由線圈產生之磁場內的漏磁通之圖。

圖12是用以說明相鄰之磁場的相互作用之圖。

圖13是顯示針對同實施形態及比較例的各個之利用電磁場分析模擬所得之、電流頻率與賦與鑄模內之熔鋼之電磁力之垂直分量的平均值的關係性之一例。

圖14是顯示針對同實施形態之利用電磁場分析模擬所得之、電流頻率與賦與鑄模內之熔鋼之平均電磁力之關係性的一例。

圖15是顯示針對同實施形態之利用熱流動分析模擬所得之、在通過潛浸噴嘴之中心線與鑄模之長邊方向平行之截面內的鑄模內之熔鋼的溫度及攪拌流速之分布的一例。

圖16是顯示針對同實施形態之利用熱流動分析模擬所得之、從湯面起算於下方距離50mm之水平面內的鑄模內之熔鋼的溫度及攪拌流速之分布的一例。

圖17是顯示針對同實施形態之利用熱流動分析模擬所得之、從湯面朝下方距離430mm之水平面內的鑄模內之熔鋼的溫度及攪拌流速之分布的一例。

圖18是針對同實施形態及比較例的各個之利用熱流動分析模擬所得之、與湯面之距離和鑄模內之熔鋼之攪拌流速的關係性的一例。

Claims

一種電磁攪拌裝置，是藉由在連續鑄造用之四角筒狀的鑄模內產生旋轉磁場，而對前述鑄模內的熔融金屬賦與可產生繞著垂直軸的渦漩流的電磁力，前述電磁攪拌裝置之特徵在於包含有：鐵心，在前述鑄模的側邊包圍前述鑄模，且具有齒部，前述齒部是就前述鑄模之外側面之各個，與前述外側面對向而沿著前述鑄模的周方向並列設置2個；線圈，捲繞於前述鐵心之各個前述齒部；及電源裝置，依前述線圈之配列順序，使相位每隔90°錯開，對前述線圈之各個施加交流電流，以產生前述旋轉磁場。
如請求項1之電磁攪拌裝置，其中前述電源裝置是對前述線圈之各個施加1.0Hz~4.0Hz的交流電流。