JPH08197196A - 溶融金属の流動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続鋳造モ−ルドの鋳型片直近の溶融金属上
層部を効果的に流動駆動する。 【構成】 複数個のｘ方向に延びｙ方向に分布するスロ
ットを有し、スロット間の歯の先端が鋳型内の溶融金属
上面に対向しかつ鋳型開口内にある電磁石コア(10)；ス
ロットに挿入され、電磁石コア(10)の各スロットの基底
部(10b)を周回する胴巻きで電磁石コア(10)に装着さ
れ、一部分が鋳型上端面の上方に位置する、複数個の電
気コイル(1Aa〜2Ca)；および、スロットの配列方向ｙに
沿う推力を溶融金属に与えるための位相差がある交流電
圧を電気コイルのそれぞれに印加する通電手段(20F1)；
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳型内溶融金属の流動
速度を調節する流動制御装置に関する。

【０００２】

【従来技術】例えば連続鋳造では、タンデイッシュより
鋳型に溶鋼が注入され、鋳型において溶鋼は鋳型壁面か
ら次第に冷却されつつ引き抜かれる。同一高さの鋳型壁
面における温度が不均一であると、表面割れやシェル破
断を生じ易い。これを改善するために、従来は、リニア
モ−タを用いて、鋳型内で溶鋼を鋳型壁面に沿って流動
駆動する（例えば特開平１−２２８６４５号公報）。

【０００３】図８の（ａ）に鋳型の垂直断面図を示し、
図８の（ｂ）には鋳型の上方から鋳型内溶鋼の上面（メ
ニスカス）を見おろした平面を示す。ノズル３０から鋳
型内には（ａ）に実線矢印で示すように溶鋼が流れ込
み、鋳型短片方向およびやや下方向に溶鋼流，を生
じ、これが鋳型短片に当って一部は上方に他は下方に流
れる。上方に流れる溶鋼流，が、メニスカスでは図
８の（ｂ）に実線矢印で示すように、ノズル３０に向か
う表層流を生ずる。この表層流はメニスカス上のパウダ
を巻き込み易い。一方、溶鋼が固体に変わるときにＣＯ
などの気体（気泡）が発生する。加えて、鋳型内面の一
部に溶鋼が滞留するとパウダが溶鋼に残留し易くしかも
ブレ−クアウトの原因となる焼付きとなり易い。これら
を防止するため、表層に図８の（ｂ）に２点鎖線矢印で
示すような、安定した整流を形成させるのが良い。

【０００４】溶鋼流，の起こす表層流に対して、図
１０の（ｂ）に示すように、鋳型長片に沿ったリニアモ
−タ３ＲＦおよび３ＲＬで点線矢印で示す方向の電磁駆
動力を溶鋼に与えて、図１０の（ｃ）に実線矢印で示す
ような、鋳型内壁１に沿う循環流を溶鋼の表層に生起で
きれば、この循環流は、表層部に図１０の（ｂ）に２点
鎖線矢印で示すような循環流を定速度で安定して発生さ
せることになり、これにより、気泡の浮上が促進され、
溶鋼中へのパウダ巻き込みがなくなり、表層付近の鋳型
内面がきれいにぬぐわれて溶鋼の滞留がなくなる。

【０００５】ところで、リニアモータの電磁石として従
来より一般的に使用されているものでは、電磁石コアに
切られた各スロットに亀の子状（６角形）の電気コイル
の一辺を挿入したコイルエンド方式がある。すなわち、
例えば３相リニアモ−タの場合では、スロットにその配
列順にＮｏ．１，２，３，・・・と番号を付け、スロッ
トＮｏ．１と２の間の歯にNo.2と番号を付けるとする
と、第１番の亀の子状の電気コイルの相対向する１対の
長辺の一方をスロットＮｏ．１に他方をスロットＮｏ．
３に挿入してスロット間の歯(No.2,3)２個を周回させ、
第２番の電気コイルの相対向する１対の長辺の一方をス
ロットＮｏ．２に他方をスロットＮｏ．４に挿入してス
ロット間の歯(No.3,4)２個を周回させ、第３番の電気コ
イルの相対向する１対の長辺の一方をスロットＮｏ．３
に他方をスロットＮｏ．５に挿入してスロット間の歯(N
o.4,5)２個を周回させるという具合に、各電気コイルを
電磁石コアに装着するものである。このようなコイルエ
ンド方式は、力率が大であり、高周波の電源を使用する
ことが可能であるので電源容量を小さくすることができ
る。つまり、設備費が低い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のコイル
エンド方式においては電磁石コアより突出するコイルエ
ンドが大きく、スロットが延びる方向ｘの突出長が長
く、しかもスロットが分布する方向ｙのコア外の長さ
（２短辺長の和）が長い。加えて、例えば上述の例で
は、スロットＮｏ．３の側端外方（ｘ方向）に、第１，
第２および第３の電気コイルの短辺（コイルエンド）が
重なって張り出すなど、大量のコイルエンドが電磁石コ
アの側端外方に存在して、リニアモ−タ全体の幅を非常
に大きくしている。

【０００７】ところが鋳型（モ−ルド）の幅（短辺長）
は比較的に狭く、鋳型に溶鋼を注入するノズルが鋳型開
口の実質上中心位置に存在し、しかもノズル上方のタン
ディッシュとモ−ルド上端の間の空間が挟く限られてい
るので、コイルエンド方式のリニアモ−タをモ−ルド開
口上方に配設しにくいという問題がある。リニアモ−タ
を小型にすると溶融金属に与える推力が小さくなる。大
きな推力を与えるためには、モールドを改造しなければ
ならず設備費が大となる。

【０００８】本発明は、モ−ルド内溶融金属にモ−ルド
開口側から効果的に推力を与えることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の溶融金属の流動
制御装置は、複数個のｘ方向に延びｙ方向に分布するス
ロットを有し、スロット間の歯の先端が鋳型内の溶融金
属上面に対向しかつ鋳型開口内にある電磁石コア(10)；
スロットに挿入され、電磁石コア(10)の各スロットの基
底部(10b)を周回する胴巻きで電磁石コア(10)に装着さ
れ、一部分が鋳型上端面の上方に位置する、複数個の電
気コイル(1Aa〜2Ca)；および、スロットの配列方向ｙに
沿う推力を溶融金属に与えるための位相差がある交流電
圧を電気コイルのそれぞれに印加する通電手段(20F1)；
を備える。なお、カッコ内には、理解を容易にするた
め、図面に示し後述する実施例の対応要素の記号を、参
考までに付記した。

【００１０】本発明の好ましい実施例は、ｙ方向に延び
相対向する１対の長辺(5F,5L)とｘ方向に延び相対向す
る１対の短辺(3R,3L)を含む鋳型の、１対の長辺の一方
(5F)に沿って分布しｘ方向に延びる複数個の第１組のス
ロットを有し、スロット間の歯の先端が、１対の短辺の
一方(3R)に近い位置の鋳型内溶融金属上面に対向しかつ
鋳型開口内にある、第１電磁石コア(10)；第１組のスロ
ットに挿入され、第１電磁石コア(10)の各スロットの基
底部(10b)を周回する胴巻きで第１電磁石コア(10)に装
着され、一部分が前記一方の長辺(5F)の上端面の上方に
位置する、複数個の第１組の電気コイル(1Aa〜2Ca)；第
１組のスロットの配列方向ｙに沿う推力を溶融金属に与
えるための位相差がある交流電圧を第１組の電気コイル
(1Aa〜2Ca)のそれぞれに印加する第１通電手段(20F1)；
１対の長辺の他方(5L)に沿って分布しｘ方向に延びる複
数個の第２組のスロットを有し、スロット間の歯の先端
が、１対の短辺の他方(3L)に近い位置の鋳型内溶融金属
上面に対向しかつ鋳型開口内にある、第２電磁石コア(2
0)；第２組のスロットに挿入され、第２電磁石コア(20)
の各スロットの基底部(20b)を周回する胴巻きで第２電
磁石コア(20)に装着され、一部分が前記他方の長辺(5L)
の上端面の上方に位置する、複数個の第２組の電気コイ
ル(4Ab〜5Cb)；および、第２組のスロットの配列方向ｙ
に沿う推力を溶融金属に与えるための位相差がある交流
電圧を第２組の電気コイル(4Ab〜5Cb)のそれぞれに印加
する第２通電手段(20L2)；を備える。

【００１１】

【作用】電磁石コア(10)に対して複数個の電気コイル(1
Aa〜2Ca)が胴巻きであるので、複数個の電気コイル(1Aa
〜2Ca)は、同一ｙ軸を周回する形でｙ方向に分布し、各
電気コイルは１つのスロットのみに挿入されｙ方向に延
びるコイルエンドを実質上有しない。これにより、スロ
ット間の歯の側端面より外方（ｘ方向）へのコイル突出
長はきわめて小さく、リニアモ−タの全体幅が小さい。
電磁石コア(10)のスロット間の歯の先端をモ−ルド（鋳
型）開口内に挿入して鋳型内壁面近くの溶融金属表面に
近づけることができ、溶融金属に効果的に推力を与える
ことができる。これを、格別な改善を施すことなく、既
存のモ−ルドに実施することができる。

【００１２】加えて、電気コイルの一部分が鋳型上端面
の上方に位置するように鋳型片に近づけてリニアモ−タ
(10＋1Aa〜2Ca）を設置するので、鋳型内壁面に沿う推
力が積極的に溶融金属に与えられ、これによる溶融金属
の流動が、溶融金属中の気泡の浮上を促進し、溶融金属
中へのパウダ巻き込みがなくなり、表層付近の鋳型内面
をきれいにぬぐい溶融金属の滞留をなくする。なお、溶
融金属が鋳型内面に滞留すると、鋳型の冷却効果が強く
作用し滞留部の固化が急速に進んで凝固金属が鋳型内面
に固着してブレ−クアウトの原因となることがある。

【００１３】本発明の上述の好ましい実施例は２組のリ
ニアモ−タ（10＋1Aa〜2Ca／20＋4Ab〜5Cb)を、モ−ル
ド開口（４辺形）の対角位置にそれぞれ鋳型長辺に沿っ
て、しかもそれらの電気コイルの一部が長辺上端面の上
方にあるように長辺に極く近付けて設置するので、溶融
金属表面の表層流を効果的に整えることができる。例え
ば、注入ノズル(30)の突出流により現われる溶融金属表
層流と逆方向の推力(図１に破線矢印で示す)を溶融金属
に与えることができ、その場合には、図１０の（ｃ）に
示すような、比較的に整った表層流が形成し、結果とし
て図８の（ｂ）に２点鎖線矢印で示すような比較的に定
速度で安定した循環流が得られる。これにより、気泡の
浮上が促進され、溶融金属中へのパウダ巻き込みがなく
なり、表層付近の鋳型内面がきれいにぬぐわれて溶融金
属の滞留がなくなる。リニアモ−タ（10＋1Aa〜2Ca／20
＋4Ab〜5Cb)は１対のみであって４角形の空間の２つの
対角方向の１つのみに存在するので、溶融金属上方の空
き空間が多く、他の機器又はセンサの配置が容易であ
る。通電回路も１対で済むので消費電力も少く通電制御
も簡単となる。したがって設備コストおよび維持コスト
が低減する。

【００１４】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１５】

【実施例】図１に、本発明の一実施例の、リニアモ−タ
の配置を示す。図中５Ｆおよび５Ｌは、連続鋳造鋳型の
第１および第２長片、６Ｒおよび６Ｌは第１および第２
短片であり、これらが囲む空間に、注入ノズル３０を通
して溶鋼が、図１紙面の表側から裏側に向けて（垂直方
向ｚで上方から下方に）、注入される。各辺（５Ｆ，５
Ｌ，６Ｒ，６Ｌ）は銅板１Ｆ，１Ｌ，３Ｒ，３Ｌに、非
磁性ステンレス板２Ｆ，２Ｌ，４Ｒ，４Ｌを裏当てした
ものである。なお、鋳型各辺の上端面には図３に示すよ
うに、ステンレスカバ−板が乗っているが、図１および
図２においてはその図示は省略した。

【００１６】この実施例では、鋳型（５Ｆ，５Ｌ，６
Ｒ，６Ｌ）内の溶鋼を、３相リニアモ−タ型で長片５Ｌ
に沿って右から左に（＋ｙから−ｙの方向に）駆動する
ために、連続鋳造鋳型（５Ｆ，５Ｌ，６Ｒ，６Ｌ）内の
溶鋼の上表面に対向して第１および第２の電磁石コア１
０および２０が、注入ノズル３０を中心として対角線上
に配置されている。

【００１７】図２の（ａ）には、第１電磁石コア１０の
拡大縦断面（図１の２Ａ−２Ａ線拡大断面）を示すとと
もに、図３には電磁石コア１０の拡大横断面（図１の３
Ａ−３Ａ線拡大断面）を示す。これらの図面において寸
法引出線（一点鎖線）間の小形の数字は寸法値（ｍｍ）
を示す。なお、第１電磁石コア１０を含む第１リニアモ
−タと第２電磁石コア２０を含む第２リニアモ−タとは
同一寸法および同一電気定格のものであり、鋳型開口の
中心位置にあるノズル３０に対して軸対称に配置されて
いる。

【００１８】図１〜図３を参照すると、この実施例で
は、電磁石コア１０は、ｙ方向に長く、この長手方向ｙ
にスロット用の６個の切欠を等ピッチで形成した、平板
面が櫛形の薄鋼板を積層したものであり、６個のスロッ
トがあり、スロットのそれぞれに電気コイル１Ａａ〜２
Ｃａが挿入されている。なお、電磁石コア１０および電
気コイル１Ａａ〜２Ｃａは冷却されかつ耐熱カバ−で被
覆されているが、冷却構造およびカバ−は図示を省略し
ている。電磁石コア１０は、下面にｘ方向に延びるスロ
ットがある櫛形であり、各スロットに電気コイルが挿入
され、スロット間の歯が磁極でありその下端面が、連続
鋳造鋳型（５Ｆ，５Ｌ，６Ｒ，６Ｌ）内の溶鋼の上表面
に対向している。電気コイル１Ａａ〜２Ｃａの、電磁石
コア１０よりｘ方向に突出したコイルエンドは、銅板１
Ｆ上部（＋ｚ方向）の空間において略９０度上に向きを
変え、電磁石コア１０の上平面を通過している。すなわ
ち電気コイル１Ａａ〜２Ｃａは、電磁石コア１０に「胴
巻き」されている。

【００１９】この実施例では、電気コイル１Ａａ〜２Ｃ
ａの内空間に高さ（ｚ）が１５０ｍｍの電磁石コア１０
を通した後、電気コイル１Ａａ〜２Ｃａの一辺を各スロ
ットに押し込むため、電気コイル１Ａａ〜２Ｃａの内空
間の高さ方向ｚの幅は、この実施例では１５０ｍｍであ
り、スロットの深さ（ｚ）が７５ｍｍであるので、電気
コイルをスロットに押し込んだ後は、電気コイルの上辺
とコア１０の背面（上面）との間に７５ｍｍの空隙を生
ずる。この空隙に、長方形の薄鋼板を積層した補助コア
１０ａが挿入されている。電磁石コア１０および補助コ
ア１０ａの両者にも、冷却用の流体流路がありこれに冷
媒管が接続されているが、これらの図示は省略した。

【００２０】電気コイル１Ａａ〜２Ｃａが、電磁石コア
１０に対して胴巻きであるので、各電気コイルは、ｙ方
向にはｙ方向スロット幅分のみ分布し、従来のコイルエ
ンド方式のリニアモ−タのように、１つの電気コイルが
数スロット分ｙ方向に延びることはなく、これにより電
磁石コア１０の外方（ｘ方向）の突出長が短く、リニア
モ−タ（１０＋１Ａａ〜２Ｃａ）のｘ方向幅が狭い。こ
れにより、図３に示すように、電磁石コア１０のスロッ
ト間の歯の先端をモ−ルド開口内に挿入しかつ電気コイ
ルの一部を鋳型壁５Ｆの上方に置く形で、電磁石コア１
０を鋳型辺５Ｆに極く近付けて配置しうる。つまり、リ
ニアモ−タのｘ方向幅が狭いので、短辺幅が狭いモ−ル
ドにもリニアモ−タを配設することが可能であり、更に
は、鋳型辺内面直近の溶鋼に効果的に推力を与えるよう
に、電磁石コア１０を鋳型辺の直近に配置しうる。

【００２１】図２の（ｂ）に、第２電磁石コア２０の拡
大縦断面（図１の２Ｂ−２Ｂ線拡大断面）を示す。電磁
石コア２０も、１０と同様な構造であり、長辺５Ｆおよ
び短辺６Ｒに対する第１電磁石コア１０の配置位置関係
と同じく、長辺５Ｌおよび短辺６Ｌに対して位置決めさ
れている。

【００２２】図４に、図２の（ａ），（ｂ）に示す電気
コイル１Ａａ〜２Ｃａと４Ａｂ〜５Ｃｂの結線および電
源回路との接続態様を示す。この結線は２極（Ｎ＝２）
のものであり、電気コイルに３相交流（Ｍ＝３）を通電
する。例えば、電気コイル１Ａａ〜２Ｃａは、図４では
この順に、ｕ，Ｖ，ｗ，Ｕ，ｖ，Ｗと表わしている。そ
して「Ｕ」は３相交流のＵ相の正相通電（そのままの通
電）を、「ｕ」はＵ相の逆相通電（Ｕ相より１８０度の
位相づれ通電）を表わし、電気コイル「Ｕ」にはその巻
始め端にＵ相が印加されるのに対し、電気コイル「ｕ」
にはその巻終り端にＵ相が印加されることを意味する。
同様に、「Ｖ」は３相交流のＶ相の正相通電を、「ｖ」
はＶ相の逆相通電を、「Ｗ」は３相交流のＷ相の正相通
電を、「ｗ」はＷ相の逆相通電を表わす。図４に示す端
子Ｕ１１，Ｖ１１およびＷ１１は、電気コイル１Ａａ〜
２Ｃａの電源接続端子であり、端子Ｕ１２，Ｖ１２およ
びＷ１２は、電気コイル４Ａｂ〜５Ｃｂの電源接続端子
である。

【００２３】図５に、電気コイル１Ａａ〜２Ｃａに３相
交流を流す電源回路２０Ｆ１を示す。３相交流電源（３
相電力線）２１には直流整流用のサイリスタブリッジ２
２Ａ1が接続されており、その出力（脈流）はインダク
タ２５Ａ1およびコンデンサ２６Ａ1で平滑化される。平
滑化された直流電圧は３相交流形成用のパワ−トランジ
スタブリッジ２７Ａ1に印加され、これが出力する３相
交流のＵ相が図４に示す電源接続端子Ｕ１１に、Ｖ相が
電源接続端子Ｖ１１に、またＷ相が電源接続端子Ｗ１１
に印加される。

【００２４】電気コイル１Ａａ〜２Ｃａが、図１０の
（ｂ）に点線矢印で示す推力を発生するコイル電圧指令
値ＶdcＡ１が位相角α算出器２４Ａ１に与えられ、位相
角α算出器２４Ａ１が、指令値ＶdcＡ１に対応する導通
位相角α（サイリスタトリガ−位相角）を算出し、これ
を表わす信号をゲ−トドライバ２３Ａ１に与える。ゲ−
トドライバ２３Ａ１は、各相のサイリスタを、各相のゼ
ロクロス点から位相カウントを開始して位相角αで導通
トリガ−する。これにより、トランジスタブリッジ２７
Ａ１には、指令値ＶdcＡ１が示す直流電圧が印加され
る。

【００２５】一方、３相信号発生器３１Ａ１は、周波数
指令値Ｆdcで指定された周波数(この実施例では５０Ｈ
ｚ）の、定電圧３相交流信号を発生して、比較器２９Ａ
１に与える。比較器２９Ａ１にはまた、三角波発生器３
０Ａ１が３ＫＨｚの、定電圧三角波を与える。比較器２
９Ａ１は、Ｕ相信号が正レベルのときには、それが三角
波発生器３０Ａ１が与える三角波のレベル以上のとき高
レベルＨ（トランジスタオン）で、三角波のレベル未満
のとき低レベルＬ（トランジスタオフ）の信号を、Ｕ相
の正区間宛て（Ｕ相正電圧出力用トランジスタ宛て）に
ゲ−トドライバ２８Ａ１に出力し、Ｕ相信号が負レベル
のときには、それが三角波発生器３０Ａ１が与える三角
波のレベル以下のとき高レベルＨで、三角波のレベルを
越えるとき低レベルＬの信号を、Ｕ相の負区間宛て（Ｕ
相負電圧出力用トランジスタ宛て）にゲ−トドライバ２
８Ａ１に出力する。Ｖ相信号およびＷ相信号に関しても
同様である。ゲ−トドライバ２８Ａ１は、これら各相，
正，負区間宛ての信号に対応してトランジスタブリッジ
２７Ａ１の各トランジスタをオン，オフ付勢する。これ
により、電源接続端子Ｕ１１には、３相交流のＵ相電圧
が出力され、電源接続端子Ｖ１１に同様なＶ相電圧が出
力され、また電源接続端子Ｗ１１に同様なＷ相電圧が出
力され、これらの電圧の上ピ−ク／下ピ−ク間レベルは
コイル電圧指令値ＶdcＡ１で定まる。この３相電圧の周
波数はこの実施例では周波数指令値Ｆdcにより５０Ｈｚ
である。すなわち、コイル電圧指令値ＶdcＡ１で指定さ
れたピ−ク電圧値（推力）の５０Ｈｚの３相交流電圧
が、図２及び図４に示す電気コイル１Ａａ〜２Ｃａに印
加される。

【００２６】図６に、電気コイル４Ａｂ〜５Ｃｂに３相
交流を流す電源回路２０Ｌ２を示す。この電源回路２０
Ｌ２の構成は、上述の２０Ｆ１と同一であるが、コイル
電圧指令値（ＶdcＢ２）が異なる。

【００２７】すなわち、電気コイル４Ａｂ〜５Ｃｂが図
１０の（ｂ）に点線矢印で示す推力を発生するコイル電
圧指令値ＶdcＢ２が、位相角α算出器２４Ｂ２に与えら
れる。これらのコイル電圧指令値ＶdcＡ１（図５）およ
びコイル電圧指令値ＶdcＢ２（図６）は、図７に示すコ
ンピュ−タ４３が、各電源回路２０Ｆ１および２０Ｌ２
に与えるものである。

【００２８】図７に、図２に示す鋳型短片６Ｌおよび６
Ｒの背部を示す。これらの短片６Ｌ，６Ｒには、熱電対
Ｓ３１〜Ｓ３ｎおよびＳ４１〜Ｓ４ｎが、それぞれ鋳片
引抜き方向（高さ方向ｚ；上下方向）に各一列で等間隔
に配列され、それぞれの熱電対は、裏当てステンレス板
を貫通し銅板のやや内部の（溶鋼に接する表面部の）温
度を検出する。信号処理回路４１Ａ及び４１Ｂが熱電対
が検出する温度を表わすアナログ信号（検出信号）を発
生してアナログゲ−ト４２に与える。

【００２９】コンピュ−タ４３は、アナログゲ−ト４２
を制御して、熱電対Ｓ３１〜Ｓ３ｎおよびＳ４１〜Ｓ４
ｎの検出信号を順次に選択してＡ／Ｄ変換して読込み、
高温値抽出処理４４により、熱電対Ｓ３１〜Ｓ３ｎの検
出温度の中の最高温度値Ｔｍ１Ｌ１および次に高い温度
値Ｔｍ２Ｌ１を抽出し、かつ、熱電対Ｓ４１〜Ｓ４ｎの
検出温度の中の最高温度値Ｔｍ１Ｒ１および次に高い温
度値Ｔｍ２Ｒ１を抽出する。そして、短片６Ｌの代表温
度 （Ｔｍ１Ｌ１−Ｔｍ２Ｌ１）×０．７＋ＴＭ２Ｌ１ を算出し、短片６Ｒの代表温度 （Ｔｍ１Ｒ１−Ｔｍ２Ｒ１）×０．７＋ＴＭ２Ｒ１ を算出して、両者の差すなわち短片６Ｌ，６Ｒ間の代表
温度差 (Tm1L1-Tm2L1)×0.7＋TM2L1−(Tm1R1-Tm2R1)×0.7−Ｔ
Ｍ２Ｒ１ を算出して、それが正値（０以上）である（短片６Ｒの
方が温度が高い）ときには、ＶｄｃＡ１＝代表温度差×
Ａ（Ａは係数）を算出し、かつ、ＶdcＢ２＝Ｂ−ＶdcＡ
１を算出する。代表温度差が負値である（短片１５Ｌの
方が温度が高い）ときには、ＶdcＢ２＝−代表温度差×
Ａを算出し、かつＶdcＡ１＝Ｂ−ＶdcＢ２を算出する。

【００３０】ＶdcＡ１は、短片６Ｒ側の電気コイル１Ａ
ａ〜２Ｃａ（図４）に対する電流レベル（推力）指令値
であり、ＶdcＢ２は短片６Ｌ側の電気コイル４Ａｂ〜５
Ｃｂ（図４）に対する電流レベル（推力）である。これ
らの指令値は、代表温度差が正値（短片６Ｒの方が温度
が高い；突出流により図１１のｂに示す不平衡表層流が
推定される）ときには電気コイル１Ａａ〜２Ｃａの電気
コイルに流す３相交流電流レベルを大きくして強い推力
（図１，図９のｂの点線矢印）をかけ、電気コイル４Ａ
ｂ〜５Ｃｂに流す相交流電流レベルを小さくして推力を
弱くし、逆に、代表温度差が負値（短片６Ｌの方が温度
が高い）ときには、電気コイル４Ａｂ〜５Ｃｂに流す３
相交流電流レベルを大きくして強い推力をかけ、電気コ
イル１Ａａ〜２Ｃａ流す３相交流電流レベルを小さくし
て推力を弱くすることを意味する。

【００３１】ノズル３０から鋳型に流れ込む溶鋼流（図
８のａに示す突出流，）がノズル３０に関して実質
上対称であると、短片６Ｒと６Ｌの温度は実質上同じと
なり、表層流が図８の（ｂ）および図９の（ａ）に実線
矢印，で示すようにノズル３０に関して対称とな
り、この場合には、ＶdcＡ１＝ＶdcＢ２となって、短片
６Ｒ側の電気コイル１Ａａ〜２Ｃａと短片６Ｌ側の電気
コイル４Ａｂ〜５Ｃｂの通電レベルが実質上等しく、第
１電磁石コア１０と第２電磁石コア２０は、図１および
図８の（ｂ）に点線矢印で示すように、実質上等しい強
さの、方向が逆の推力を溶鋼に与える。これにより、溶
鋼の実際の表層流は、図１０の（ｃ）の実線矢印を逆方
向に変えた形となり、図８の（ｂ）に２点鎖線矢印で示
す循環流をもたらす。これにより、気泡の浮上が促進さ
れ、溶鋼中へのパウダ巻き込みがなくなり、表層付近の
鋳型内面がきれいにぬぐわれて溶鋼の滞留がなくなる。
鋳型内溶鋼の温度分布が均一化する。

【００３２】図１１の（ａ）に示すように、短片６Ｒに
向かう突出流が強く、短片６Ｌに向かう突出流が弱
くなると、短片６Ｒの温度が上昇し短片６Ｌの温度が低
下し、表層流は図１１の（ｂ）に実線矢印，で示す
ようにノズル３０と短片６Ｒの間の表層流が強く、ノ
ズル３０と短片６Ｌの間の表層流が弱くなり、この場
合には、ＶdcＡ１＞ＶdcＢ２となって、短片６Ｒ側の電
気コイル１Ａａ〜２Ｃａの通電レベルが高く、短片６Ｌ
側の電気コイル４Ａｂ〜５Ｃｂの通電レベルが低くな
り、第１電磁石コア１０は強い推力を、第２電磁石コア
２０は弱い推力を溶鋼に与える。これにより、図９の
（ｂ）に点線矢印で示すように、第１電磁石コア１０は
強い推力を、第２電磁石コア２０は弱い推力を溶鋼に与
える。これにより、図８の（ｂ）に２点鎖線矢印で示す
循環流をもたらす。この場合には、この循環流は高温の
短片６Ｒ側で高速、低温の短片６Ｌ側で低速であるが、
ル−プを描く循環流であるので渦流を生じない。短片６
Ｒ側の高温溶鋼を低温の短片６Ｌ側に搬送し、温度差を
低減する。この循環流により、気泡の浮上が促進され、
溶鋼中へのパウダ巻き込みがなくなり、表層付近の鋳型
内面がきれいにぬぐわれて溶鋼の滞留がなくなる。鋳型
内溶鋼の温度分布が均一化する。

【００３３】逆に、短片６Ｒに向かう突出流が弱く、
短片６Ｌに向かう突出流が強くなると、短片６Ｒの温
度が低下し短片６Ｌの温度が上昇し、表層流はノズル３
０と短片６Ｒの間の表層流が弱く、ノズル３０と短片
６Ｌの間の表層流が強くなり、この場合には、ＶdcＡ
１＜ＶdcＢ２となって、短片６Ｒ側の電気コイル１Ａａ
〜２Ｃａの通電レベルが低く、短片６Ｌ側の電気コイル
４Ａｂ〜５Ｃｂの通電レベルが高くなり、第１電磁石コ
ア１０は弱い推力を、第２電磁石コア２０は強い推力を
溶鋼に与える。これにより、図９の（ｃ）に点線矢印で
示すように、第１電磁石コア１０は弱い推力を、第２電
磁石コア２０は強い推力を溶鋼に与える。これにより、
図８の（ｂ）に２点鎖線矢印で示す循環流をもたらす。
この場合には、この循環流は低温の短片６Ｒ側で低速、
高温の短片６Ｌ側で高速であるが、ル−プを描く循環流
であるので渦流を生じない。短片６Ｌ側の高温溶鋼を低
温の短片６Ｒ側に搬送し、温度差を低減する。この循環
流により、気泡の浮上が促進され、溶鋼中へのパウダ巻
き込みがなくなり、表層付近の鋳型内面がきれいにぬぐ
われて溶鋼の滞留がなくなる。鋳型内溶鋼の温度分布が
均一化する。

【００３４】上述の実施例では、短片６Ｒ，６Ｌの温度
を熱電対で検出して注入ノズル３０からの鋳型内への突
出流の強さ対応の表層流の強さ（流速）を検出し、これ
に対応して安定した循環流（図８のｂの２点鎖線矢印）
を生成するための電磁推力を、第１および第２電磁石コ
ア１０，２０で溶鋼に与えるようにしているが、例え
ば、流速センサで図１のＶspaの位置の表層流の速度Ｖs
aおよびＶspbの位置の表層流の速度Ｖsbを検出して、電
流レベル指示値ＶdcＡ１およびＶdcＢ２を、それぞれＶ
saおよびＶsbに反比例する値とするようにしてもよい。
本発明では１対の電磁石のみを鋳型空間の上方に対角方
向に配置しているので、位置Ｖspa，Ｖspbの流速を検出
するように流速センサを配設するか、あるいは、位置Ｖ
spa，Ｖspbに対して昇降させることが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の、連続鋳造鋳型の溶鋼表
面の上方の、磁極および電気コイルの配列を示す平面図
である。

【図２】 図１に示す電磁石コア１０および２０の拡大
縦断面図である。

【図３】 図１に示す電磁石コア１０および２０の拡大
横断面図である。

【図４】 図２に示す電気コイルの結線及び電源回路と
の接続態様を示す電気回路図である。

【図５】 図３に示す電気コイル１Ａａ〜２Ｃａに３相
交流電圧を印加する電源回路を示す電気回路図である。

【図６】 図３に示す電気コイル４Ａｂ〜５Ｃｂに３相
交流を印加する電源回路を示す電気回路図である。

【図７】 図１に示す鋳造鋳型の短片６Ｌ，６Ｒの背部
とそれらに備わった熱電対に接続された電気回路を示す
ブロック図である。

【図８】 （ａ）は図１に示す鋳型（５Ｆ，５Ｌ，６
Ｆ，６Ｒ）の垂直断面図、（ｂ）は水平断面図である。

【図９】 （ａ）は鋳型内溶鋼の上面を示す平面図、
（ｂ）および（ｃ）は電磁石コウ１０，２０により鋳型
内溶鋼のメニスカスに誘起される表層流（点線矢印）を
示す平面図である。

【図１０】 （ａ）は、鋳型内溶鋼のメニスカスにおけ
る、注入ノズルからの溶鋼注入により生ずる表層流を示
す平面図、（ｂ）は従来の２個のリニアモ−タで生起し
ようとする表層流を点線矢印で示す平面図、（ｃ）は注
入ノズルからの溶鋼注入により生ずる表層流と２個のリ
ニアモ−タの推力により生ずる表層流とのベクトル和を
実線矢印で示す平面図である。

【図１１】 （ａ）は鋳型内溶鋼の断面図、（ｂ）は鋳
型内溶鋼のメニスカスにおける表層流を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１：鋳型の内壁 １Ｆ，１Ｌ，３Ｒ，３
Ｌ：銅板 ２Ｆ，２Ｌ，４Ｒ，４Ｌ：非磁性ステンレス板 ５Ｆ，５Ｌ：長片 ６Ｒ，６Ｌ：短片 １０，２０：電磁石コア １０ａ，２０ａ：補助
コア １０ｂ，２０ｂ：基底部 １９：流出口 ３０：注入ノズル ２０Ｆ１，２０Ｌ２：
電源回路 ＰＷ：パウダ 1Aa,1Ba,1Ca,2Aa,2Ba,2Ca ：電気コイル 4Ab,4Bb,4Cb,5Ab,5Bb,5Cb ：電気コイル U11,V11,W11／U12,V12,W12：電源接続端子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個のｘ方向に延びｙ方向に分布するス
   ロットを有し、スロット間の歯の先端が鋳型内の溶融金
   属上面に対向しかつ鋳型開口内にある電磁石コア；スロ
   ットに挿入され、電磁石コアの各スロットの基底部を周
   回する胴巻きで電磁石コアに装着され、一部分が鋳型上
   端面の上方に位置する、複数個の電気コイル；および、 スロットの配列方向ｙに沿う推力を溶融金属に与えるた
   めの位相差がある交流電圧を電気コイルのそれぞれに印
   加する通電手段；を備える溶融金属の流動制御装置。
2. 【請求項２】ｙ方向に延び相対向する１対の長辺とｘ方
   向に延び相対向する１対の短辺を含む鋳型の、長辺に沿
   って分布しｘ方向に延びる複数個のスロットを有し、ス
   ロット間の歯の先端が、鋳型内溶融金属上面に対向しか
   つ鋳型開口内にある、電磁石コア；スロットに挿入さ
   れ、電磁石コアの各スロットの基底部を周回する胴巻き
   で電磁石コアに装着され、一部分が鋳型長辺の上端面の
   上方に位置する、複数個の電気コイル；および、 スロットの配列方向ｙに沿う推力を溶融金属に与えるた
   めの位相差がある交流電圧を電気コイルのそれぞれに印
   加する通電手段；を備える溶融金属の流動制御装置。
3. 【請求項３】ｙ方向に延び相対向する１対の長辺とｘ方
   向に延び相対向する１対の短辺を含む鋳型の、１対の長
   辺の一方に沿って分布しｘ方向に延びる複数個の第１組
   のスロットを有し、スロット間の歯の先端が、１対の短
   辺の一方に近い位置の鋳型内溶融金属上面に対向しかつ
   鋳型開口内にある、第１電磁石コア；第１組のスロット
   に挿入され、第１電磁石コアの各スロットの基底部を周
   回する胴巻きで第１電磁石コアに装着され、一部分が前
   記一方の長辺の上端面の上方に位置する、複数個の第１
   組の電気コイル；第１組のスロットの配列方向ｙに沿う
   推力を溶融金属に与えるための位相差がある交流電圧を
   第１組の電気コイルのそれぞれに印加する第１通電手
   段；１対の長辺の他方に沿って分布しｘ方向に延びる複
   数個の第２組のスロットを有し、スロット間の歯の先端
   が、１対の短辺の他方に近い位置の鋳型内溶融金属上面
   に対向しかつ鋳型開口内にある、第２電磁石コア；第２
   組のスロットに挿入され、第２電磁石コアの各スロット
   の基底部を周回する胴巻きで第２電磁石コアに装着さ
   れ、一部分が前記他方の長辺の上端面の上方に位置す
   る、複数個の第２組の電気コイル；および、 第２組のスロットの配列方向ｙに沿う推力を溶融金属に
   与えるための位相差がある交流電圧を第２組の電気コイ
   ルのそれぞれに印加する第２通電手段；を備える溶融金
   属の流動制御装置。