JPH08505571A - 連続鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 鋳造ストランドの非凝固部分における金属融液すなわち溶湯の流れが静止磁界または周期的な低周波磁界で制御されるようになされた連続鋳造によって鋳造ストランドを連続的に製造する装置である。モールドは溶湯を供給されるようになされている。このモールドは、長方形の横断面をした鋳造モールドを形成する銅板２ａ，２ｂと、これらの銅板の外側に配置されてそれらを支持且つ冷却する水箱式ビーム３と、モールドを一体的に保持する部材４とを含む。磁界発生装置すなわち磁石がモールドに接近して配置されて静止磁界または周期的な低周波磁界を発生させるようになされ、この磁界は投入溶湯の流れに作用してその１次流を分けるとともに、２次流の発生を阻止する。各磁石は、前部コア５、後部コアおよびコイル７を含む。前部コアは水箱式ビームに完全に一体化された部分とされ、後部コアは磁界の方向と実質的に一致する方向へ移動できる後部可動部分６ｂを含む。

Description

【発明の詳細な説明】 連続鋳造装置 技術分野 本発明は、鋳造ストランドの非凝固部分における金属融液すなわち溶湯の流れ が静止磁界または周期的な低周波磁界で制御されるようになされた連続鋳造によ り鋳造ストランドを連続的に製造する装置に関するものである。 背景技術 連続鋳造では、熱い溶湯がモールド内に流入する。溶湯はモールド内で冷却さ れ、鋳造ストランドとしてモールドを離れる前に自己支持面である凝固層が形成 されるようになされる。流入溶湯が制御されずにモールド内に流入すると、鋳造 ストランドの非凝固部分の深部へ該流入溶湯が進入する。このことは溶湯中に含 まれる望ましくない粒子の分離を困難にする。更に、自己支持面である層が弱く なり、モールド内に形成されている表面層を溶湯が突き破る危険が増す。 例えばＳＥ−Ｂ−４３６２５１によれば、１またはそれ以上の静止磁界または 周期的な低周波磁界を溶湯通路に形成して、供給溶湯を制動させるとともに分散 させることは周知である。 鋳造ストランドは、下向に開放されたモールド内で降下する溶湯によって形成 される。モールドを出た後、主として長方形の横断面を有する鋳造ストランドは 、モールド内に配置された対応する長方形横断面を有する筒状鋳造モールド内に 溶湯を流入させることによって形成される。鋳造モールドの壁は４つの別々の銅 板で構成されている。これらの銅板は水箱式ビームにそれぞれ固定されている。 この水箱式ビームの機能は、銅板を強化し、銅板と共に循環する冷却水の殻体を 形成することである。 鋳造作業が開始されるとき、銅板の間に開始チェーンを挿入できるようにする ために銅板およびそれと組み合う水箱式ビームを流体圧作動ピストンで引き離し て、モールドが開放される。このモールドは、開始チェーンを取り囲む銅板を押 し戻すピストンによって閉成される。 水箱式ビームは保持枠組みで包囲され、この保持枠組みに流体圧作動ピストン が取り付けられる。銅板を備えた水箱式ビームがモールドの可動側を構成するの に対して、枠組みは固定側を構成する。 特許出願９１００１８４−２によれば、永久磁石、または電流を供給されるコ イルと磁性コアとで構成される磁界発生装置によって、静止磁界または周期的な 低周波磁界が形成される。この磁界発生装置は、以下、磁石と称する。 既存の連続鋳造機における磁石の配置が以下に説明される。 磁石は、モールド内で水箱式ビームと枠組みとの間に配置されていた。磁石は 溶湯の各側に１つずつ配置されている。 水箱式ビームは大部分が非磁性材で構成されているために磁界を伝えない。そ のため、水箱式ビームと枠組みとの間に磁石が配置される場合には、銅板に達す るほど長いコアが必要となる。このコアは後部コアと前部コアとに分割され、前 部コアは水箱式ビームに一体化されていた。このようにして、磁界は水箱式ビー ムを通して伝えられる。 比較的短時間の使用の後、モールド銅板の補修が必要になり、モールド全体が 修復されたモールドと交換される。したがって、個々の連続鋳造機には複数のモ ールドが用意される。修復時には、銅板を備えた水箱式ビームがモールドから取 り外され、銅板の修復が行われる。磁性コアが前部および後部に分割されること の１つの理由は、銅板の改修時に水箱式ビームを容易に取り外せるようにするこ とである。 磁気回路を形成するためには戻り磁路が必要である。強度の観点で適当とされ るよりも多量の鉄で枠組みが再構築され、この枠組みを戻り磁路として利用でき るようになされる。後部コアは枠組みに固定される。枠組みとコアが協働して磁 気回路を形成する。 磁石を備えたモールドが振動テーブル上に置かれる。凝固する溶湯がモールド に付着しないように、振動テーブルに振動が与えられる。モールドおよび振動テ ーブルは取付け装置が支持している。この取付け装置は振動テーブルと共に振動 はしない。 後部コアは枠組みに固定され、前部コアは水箱式ビームに固定されているので 、 モールドを閉成したときに可動部分と固定部分との間に間隙が形成されるという 問題が生じる。モールドが開成されると、この間隙は閉じる。前部コアと後部コ アとを分けるこの間隙は、鋳造の間、それを閉じてモールドを開成させるような 電磁力を発生させる。この問題に対する周知の解決策は、流体圧作動ピストンま たは機械式ピストンによってこの電磁力に対抗することであった。 本発明の目的は、悩みの種である間隙を生じさせずに磁界が帰還する連続鋳造 機を提案することである。 発明の概要 本発明は、金属融液の連続鋳造で鋳造ストランドを連続的に製造する装置に係 わり、特に、長方形横断面を有する冷却鋳造モールドを形成する冷却銅板形式の モールドであって、その銅板より外側に配置されて銅板の冷却および支持を行う 水箱式ビームに銅板が各々固定されてなる下方へ開放されるモールドと、このモ ールドを一体として保持する部材とを含む装置に関するものである。モールドは １次注入溶湯流を供給されるようになされる。 磁石はモールドに近く配置され、少なくとも１つの静止磁界または周期的な低 周波磁界を発生するようになされ、この磁界は注入溶湯路に作用して１次流を分 けるとともに発生する２次流を阻止する。各磁石は少なくとも１つの磁気伝導本 体、すなわちコアを含む。 戻り磁路は磁石と共に磁気回路を形成する。 この装置は更に、モールドに振動を伝えるための手段、好適には、振動テーブ ル形態での手段と、モールド、磁石および振動テーブルを支持する手段を有する 取付け装置とを含む。 本発明によると、磁気伝達コアは水箱式ビームに完全に一体化された部分の前 部と、コアの磁界方向と実質的に一致する方向で移動可能な後部可動部分６ｂと に分けられる。 図面の簡単な説明 鋳造ストランドの非凝固部分の流れを制御するために静止磁界または周期的な 低周波磁界が形成される連続鋳造機の各種の実施例が添付図面に示されている。 第１図は従来技術による連続鋳造機の横断面図である。 第２図は後部コアが枠組み内に移動可能に配置された連続鋳造機の１実施例の 横断面図であり、第４図はその上方からみた図である。 第３図は後部コアが取付け装置に移動可能に配置された連続鋳造機の１実施例 の横断面図であり、第５図はその上方からみた図である。 第６図は後部コアが固定部分と可動部分とに分割された連続鋳造機の１実施例 の横断面図である。 第７図は後部コアが取付け装置に移動可能に配置された連続鋳造機の他の実施 例の横断面図である。 好適例の説明 第１図は背景技術の説明にしたがって溶湯を連続鋳造するための装置の横断面 図である。鋳造ストランド１が、モールド内で流下する溶融金属によって形成さ れる。このモールドは、特に水箱式ビーム３に固定された銅板２ａと、モールド を一体的に保持する枠組み４とから成り、この水箱式ビーム３の機能は銅板を強 化し、冷却することであり、また枠組み４は磁界の戻り磁路を形成するように設 計される。磁界の戻り磁路として作用させるために、枠組みは特に強度の観点で 必要とされるよりも多量の鉄を付されている。 溶湯に静止磁界または周期的な低周波磁界を形成する磁石は、水箱式ビームに 一体化された前部コア５と、直流または低周波交流が付与されるコイル７が周囲 に配置された後部コア６ａとから成る。後部コアは枠組みに固定されている。 溶湯がモールドの壁面に固着することを防止するために、振動運動が振動テー ブル８によってモールドに伝えられる。この振動運動は、例えば流体圧作動ピス トンにより得られる。モールド、磁石および振動テーブルを取付け装置９が支持 している。 モールドが閉成されると、前部コアと後部コアとの間に、間隙１０（５〜１５ ｍｍ）が形成される。この間隙は、それを閉じて鋳造の間モールドを開こうとす る電磁力を発生するために、問題を引き起こす。この電磁力は、水箱式ビームと 銅板を有する鉄製前部コアを枠組みへ向かって吸引せしめる。 第２図、第４図は、前部コアと後部コアとの間隙が閉じられ、またモールドが 閉じられたときの連続鋳造機の１実施例を示している。後部コア６ｂは延長され 、 枠組み４内で移動可能に配置されている。この後部コアは、コアの磁界の方向と 実質的に一致する方向へ移動できる。モールドが開成されると、前部コアが後部 コアに圧力を加え、これにより後部コアは枠組み内で動かされる。モールドが閉 成されてコイルが付勢されると、前部コアと後部コアが電磁力の作用で互いに押 し付けられる。コアは、枠組み内でいずれかの形式の軸受（例えば、滑りメタル ）内を摺動する。 磁気コアが依然として分割されている１つの理由は、銅板を有する水箱式ビー ムがモールドから取り外されることが多く、磁気コアが分割されているとこの取 り外しが容易だからである。 第４図はモールドを開閉する流体圧作動ピストン１３ａを有する枠組みを示し ている。第４図はまたモールドの短辺に配置された銅板２ｂを示しており、この 銅板が鋳造ストランドの幅を規定する。鋳造ストランドの幅の制御は、銅板２ｂ を内外方向へ押して行われる。これ以外、連続鋳造機は上述した実施例と同じ構 造である。２つの後部コア、２つの前部コア、および鋳造ストランドが枠組みと 共にコヒーレントな（干渉性）磁束路を形成する。磁石はモールドとともに振動 せしめられる。 他の実施例では、第２図の振動テーブルは磁界の戻り磁路を形成するように設 計される。２つの後部コアおよび２つの前部コアは、振動テーブルとともにコヒ ーレントな磁束路を形成する。鉄構造体であることが普通である振動テーブルは 、自体の磁束抵抗を低下させるために多量の鉄を補足されることが必要である。 連続鋳造機は幾つかのモールドを有するが、１つの鋳造ストランドにつき振動テ ーブルはただ１つであるため、枠組みの代わりに戻し磁路として使用することが 有利である。何故なら、このような場合にはただ１つのユニットが再構築されて 、多量の鉄を付すことが必要とされるだけだからである。 更に他の実施例では、第２図の取付け装置が磁界の戻り磁路を形成するように 設計される。２つの後部コアおよび２つの前部コアと、鋳造ストランドとが取付 け装置と共にコヒーレントな磁束路を形成している。自体の磁束抵抗を低下させ るために、取付け装置は多量の鉄を補足される必要がある。前部コアと後部コア との間の間隙が大きい場合には、磁束を後部コアから取付け装置へ伝える手段も また必要である。連続鋳造機の振動部材の重量を減少させることも重要である。 取付け装置は振動しないため、この実施例では、枠組みまたは振動テーブルが磁 束路を形成する場合に比較して振動部材の重量は低減化される。 第３図、第５図は、振動部材の重量が更に低減化された実施例を示している。 本発明のこの実施例では、後部可動コア６ｂとコイル７が取付け装置９の近くに 配置されている。後部コアとコイルは振動運動に従わないので、振動部材の重量 は低減化される。 後部コアはビーム１２に固定され、このビーム１２は、取付け装置上で水平方 向に回転し、または摺動可能である。モールドが開成されると、前部コアが後部 コアとビームを押圧し、次いで後部コアとビームが取付け装置上で動く。モール ドが閉成されてコイルに電流が供給されると、前部コアと後部コアが電磁力の作 用で互いに押しつけられる。ビームは、例えば摺動メタルを備えて取付け装置に 配置されているレール内で動く。 モールドが振動するとき、前部コアは後部コアに対して垂直方向で動く。この 振動運動の最大偏位はコア寸法に比較して小さい。コアは相互に摺動する。この 摺動を容易にさせるために、例えば摺動メタルまたは支持ローラーを摺動表面に 配置することが可能である。前部コアはモールドと共に振動する。後部コアとコ イルは振動しない。 取付け装置は磁界の戻り磁路形成するように設計される。２つの後部コアおよ び２つの前部コアと、鋳造ストランドとが取付け装置およびビームと共にコヒー レントな磁束路を形成する。 この本発明実施例では、枠組みはない。第５図に示されるように、保持部材は 引張りバー１３ｂとされることができ、この引張りバーは保持機能に加えて、モ ールドの開閉を行う。 後部可動コアを使用して生じる問題は、後部コアを前部コアに押圧する電磁力 が銅板を互いに押し合わせることである。この電磁力は銅板が変形する危険を著 しく高める。銅板に作用する力は、鋳造時に鋳造ストランドの幅制御を困難にす る。 第６図はこれらの磁力を低減化させる装置を示している。後部コアは固定部分 ６ｃおよび可動部分６ｂに分割されている。前部コア５と後部固定部分６ｃとの 間に間隙１５が存在する。コアの後部固定部分６ｃは間隙１５とともに、後部可 動コアからの力に対向する力を発生し、故に銅板に作用する合成力を減少させる 。コアの後部固定部分は枠組み４の完全に一体化された部分である。 前部コアおよび後部コアが振動しない実施例では、それらの相対的な動きは後 部鉄コアを前部コアに押圧するように作用する磁力によって発生し難くされる。 例えば、支持ローラーが摩擦を低減化するために前部コアと後部コアとの間に配 置されるならば、ローラーは、その転動抵抗を増大させ、且つまたコアおよびロ ーラーの両方に重大な損傷を与えかねない力の作用を受ける。 第７図には、前部コアに対して後部コアの後方で取付け装置に磁束路の一部を 形成している磁気伝達部材１６を配置して前部コアと後部コアとの間の磁力を低 減化させる実施例が示されている。磁気伝達部材１６と後部コアが固定されるベ ース１２との間に間隙１７が形成されている。この磁気伝達部材は磁気伝達材料 で構成される。磁気伝達部材１６は間隙１７とともに、後部可動コアから前部コ アに作用する力と対向する力を発生させる。磁気伝達部材１６の磁性材料の量お よびその部材の寸法を間隙１７の幅とともに均衡させることで、後部コアおよび 前部コアの間の合成力を適当な大きさにまで低減化することができる。この力が 過度に小さくなされ、または反対方向に与えられると、鋳造中にモールドが開く 可能性がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハレファールト，マグヌス スウェーデン国エス ― 262 96 アー ンゲルホルム，ニヤ ビルヘルムスファー ルト ピー１ 6078 (72)発明者 コールベルグ，ステン スウェーデン国エス ― 722 23 ベス テルオース，ノルダンビィガタン 58 (72)発明者 スベンソン，エリック スウェーデン国エス ― 722 22 ベス テルオース，ベルマンスガタン ７エイ (72)発明者 タルバック，ゴーテ スウェーデン国エス ― 722 40 ベス テルオース，バンディガタン 12

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．長方形横断面のチル鋳造モールドを形成する冷銅板（２ａ，２ｂ）形式の モールドであって、その銅板よりも外側に配置されて該銅板を冷却且つ支持する 水箱式ビーム（３）に対してそれぞれ固定されており、流入する1次溶湯流を供 給されるようになされた下方へ開く１つのモールド、および該モールドを一体的 に保持する部材（４，１３）と、 少なくとも１つの静止磁界または周期的な低周波磁界を発生して、流入溶湯路 に作用させて１次流を分けるとともに２次流の発生を阻止するようになされた、 少なくとも磁気伝達本体すなわちコアを含んで成る磁界発生装置すなわち磁石と 、 磁石とともに磁気回路を形成する戻り磁路と、 モールドに振動を加えるための振動テーブル（８）とされることが好ましい手 段と、 前記モールド、磁石および振動テーブルを支持する手段を備えた取付け装置（ ９）とを少なくとも含んで成る金属の連続鋳造装置であって、 前記磁気伝導コアが前記水箱式ビームに一体化された部分である前部部分（５ ）と、コアの磁界の方向と実質的に一致する方向に移動可能な後部可動部分（６ ｂ）を含む後部部分とに分割されて配置されていることを特徴とする連続鋳造装 置。 ２．請求項１による装置であって、コアの後部可動部分（６ｂ）が磁界に作用 する力によって前部コア（５）に押圧されて、後部コアおよび前部コアと戻り磁 路とを含む磁気回路を形成するようになされていることを特徴とする装置。 ３．請求項１または請求項２による装置であって、コアの後部部分のまわりの 少なくとも１つのコア（７）に直流電流または低周波交流電流を供給されて、コ アに磁界を発生させるようになされたことを特徴とする装置。 ４．請求項１または請求項２による装置であって、コアの少なくとも一部が永 久磁石材料で作られたことを特徴とする装置。 ５．請求項１から請求項４までのいずれか１項による装置であって、コアの後 部可動部分（６ｂ）がモールドを一体的に保持する枠組み（４）内に移動可能に 配置されていることを特徴とする装置。 ６．請求項５による装置であって、前記枠組み（４）が戻り磁路の一部を形成 する手段を含むことを特徴とする装置。 ７．請求項５または請求項６による装置であって、磁石がモールドとともに振 動することを特徴とする装置。 ８．請求項１から請求項４までのいずれか１項による装置であって、前記振動 テーブル（８）が戻り磁路の一部を形成する手段を含むことを特徴とする装置。 ９．請求項１から請求項４までのいずれか１項、または請求項８による装置で あって、前記取付け装置（９）が戻り磁路の一部を形成する手段を含むことを特 徴とする装置。 １０．請求項９による装置であって、コアの後部部分が前記取付け装置（９） に接近して配置されていることを特徴とする装置。 １１．請求による装置であって、コア（５）の前部部分がモールドとともに振 動し、取付け装置（９）に接近して配置されたコアの後部部分に対して相対的に 移動することを特徴とする装置。 １２．請求項９による装置であって、モールドが保持引張りピストン（１３ｂ ）を有することを特徴とする装置。 １３．請求項１１による装置であって、戻り磁路の一部を形成する磁気伝導部 材（１６）が前部コアに対して後部コアの後方にて取付け装置（９）に接近して 配置されていること、および間隙（１７）が磁気伝導部材（１６）とコアの後部 可動部分（６ｂ）との間に形成されていることを特徴とする装置。 １４．請求項１から請求項１１までのいずれか１項による装置であって、コア の後部部分が後部固定部分（６ａ）を含むことを特徴とする装置。 １５．請求項１４による装置であって、コア（５）の前部部分とコアの後部固 定部分（６ｃ）との間に間隙（１５）が形成されていることを特徴とする装置。 １６．請求項１５による装置であって、コアの後部固定部分（６ｃ）が保持枠 組み（４）に完全に一体化された部分であることを特徴とする装置。