JPH1029044A - 鋳造機への溶融金属流を遅延させる方法及び装置 - Google Patents
鋳造機への溶融金属流を遅延させる方法及び装置Info
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- JPH1029044A JPH1029044A JP9095914A JP9591497A JPH1029044A JP H1029044 A JPH1029044 A JP H1029044A JP 9095914 A JP9095914 A JP 9095914A JP 9591497 A JP9591497 A JP 9591497A JP H1029044 A JPH1029044 A JP H1029044A
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属供給システムで溶融金属降下流を磁気的
に制動し得るようにする。 【解決手段】 溶融金属流１の流れ方向の横方向に細長
断面を有する導管でシート状の溶融金属流１を形成し、
流れ方向の横方向に溶融金属流１を通って流れ方向に沿
いほぼ正弦曲線状に変化する磁界６を前記シート状溶融
金属流１にかけ、それにより、磁界６と相互作用する循
環電流を溶融金属流１に誘導して溶融金属流１を遅延さ
せる力を溶融金属に生じさせるようにする。
に制動し得るようにする。 【解決手段】 溶融金属流１の流れ方向の横方向に細長
断面を有する導管でシート状の溶融金属流１を形成し、
流れ方向の横方向に溶融金属流１を通って流れ方向に沿
いほぼ正弦曲線状に変化する磁界６を前記シート状溶融
金属流１にかけ、それにより、磁界６と相互作用する循
環電流を溶融金属流１に誘導して溶融金属流１を遅延さ
せる力を溶融金属に生じさせるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属鋳造機への溶
融金属流を磁気的に制動する方法及び装置を提供する。
特に双ロール金属ストリップ鋳造機の溶融金属降下流の
制動又は遅延に適用されるが、これに限定されるもので
はない。
融金属流を磁気的に制動する方法及び装置を提供する。
特に双ロール金属ストリップ鋳造機の溶融金属降下流の
制動又は遅延に適用されるが、これに限定されるもので
はない。
【０００２】
【従来の技術】双ロール鋳造機では、冷却されて相反方
向に回転する一対の水平鋳造ロール間に溶融金属を導入
し、動いているロール表面上で金属殻を凝固させ、ロー
ル間隙にてそれら金属殻を合体させ、凝固したストリッ
プ品としてロール間隙から下方ヘ送給する。本明細書で
は、「ロール間隙」という語はロール同士が最接近する
領域全般を指す。溶融金属は取鍋から小容器へと注が
れ、更にはそこからロール間隙上方に位置した金属供給
ノズルに流れてロール間隙へと向かい、その結果、ロー
ル間隙直上のロール鋳造表面に支持されロール間隙長さ
方向に延びる溶融金属の鋳造溜めを形成することができ
る。通常、この鋳造溜めの端を構成するのは、鋳造溜め
両端からの溢流をせき止めるようロール端面に摺動係合
して保持される側部堰又は側部プレートであるが、電磁
バリア等の代替手段も提案されている。
向に回転する一対の水平鋳造ロール間に溶融金属を導入
し、動いているロール表面上で金属殻を凝固させ、ロー
ル間隙にてそれら金属殻を合体させ、凝固したストリッ
プ品としてロール間隙から下方ヘ送給する。本明細書で
は、「ロール間隙」という語はロール同士が最接近する
領域全般を指す。溶融金属は取鍋から小容器へと注が
れ、更にはそこからロール間隙上方に位置した金属供給
ノズルに流れてロール間隙へと向かい、その結果、ロー
ル間隙直上のロール鋳造表面に支持されロール間隙長さ
方向に延びる溶融金属の鋳造溜めを形成することができ
る。通常、この鋳造溜めの端を構成するのは、鋳造溜め
両端からの溢流をせき止めるようロール端面に摺動係合
して保持される側部堰又は側部プレートであるが、電磁
バリア等の代替手段も提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】双ロール鋳造は、冷却
によって急速に凝固する非鉄系金属にはある程度の成功
をおさめているが、鉄系金属の鋳造技術に適用するには
いろいろ問題がある。問題の一つとして、金属流をロー
ル間隙幅方向において極めて均一にする必要があり、少
しでも流れに変動があると鉄系金属の鋳造の際に欠陥が
生じる。必要な均一金属流を達成するため従来提案され
てきた方法では、金属供給ノズルにバッフル及びフィル
タ、或いは傾斜衝突面を備えることにより、降下溶融金
属の運動エネルギーを減少させてノズル出口での金属流
を滑らかで均一としていた。しかし、これらの提案はい
ずれも溶融金属の自由降下流をノズルの固定した表面に
衝突させることに関係しており、滑らかで均一な金属流
を維持しながら溶融金属の遅延を制御するのは困難なこ
とが判明している。本発明はこの問題に適用できるもの
であり、金属供給システムで溶融金属降下流を磁気的に
制動することを達成する。しかし、本発明はこの適用に
限定されるものではなく、単一ロールドラッグ鋳造機、
ベルト鋳造機、および薄板スラブ鋳造機等、他種の鋳造
機での降下溶融金属流の制動に適用できることは、以下
に述べる説明から明らかとなるであろう。
によって急速に凝固する非鉄系金属にはある程度の成功
をおさめているが、鉄系金属の鋳造技術に適用するには
いろいろ問題がある。問題の一つとして、金属流をロー
ル間隙幅方向において極めて均一にする必要があり、少
しでも流れに変動があると鉄系金属の鋳造の際に欠陥が
生じる。必要な均一金属流を達成するため従来提案され
てきた方法では、金属供給ノズルにバッフル及びフィル
タ、或いは傾斜衝突面を備えることにより、降下溶融金
属の運動エネルギーを減少させてノズル出口での金属流
を滑らかで均一としていた。しかし、これらの提案はい
ずれも溶融金属の自由降下流をノズルの固定した表面に
衝突させることに関係しており、滑らかで均一な金属流
を維持しながら溶融金属の遅延を制御するのは困難なこ
とが判明している。本発明はこの問題に適用できるもの
であり、金属供給システムで溶融金属降下流を磁気的に
制動することを達成する。しかし、本発明はこの適用に
限定されるものではなく、単一ロールドラッグ鋳造機、
ベルト鋳造機、および薄板スラブ鋳造機等、他種の鋳造
機での降下溶融金属流の制動に適用できることは、以下
に述べる説明から明らかとなるであろう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によると、溶融金
属流の流れ方向の横方向に細長断面を有する導管でシー
ト状の溶融金属流を形成し、流れ方向の横方向に溶融金
属流を通って流れ方向に沿いほぼ正弦曲線状に変化する
磁界を前記シート状溶融金属流にかけ、それにより、磁
界と相互作用する循環電流を溶融金属流に誘導して溶融
金属流を遅延させる力を溶融金属に生じさせる、鋳造機
への溶融金属流を遅延させる方法が提供される。
属流の流れ方向の横方向に細長断面を有する導管でシー
ト状の溶融金属流を形成し、流れ方向の横方向に溶融金
属流を通って流れ方向に沿いほぼ正弦曲線状に変化する
磁界を前記シート状溶融金属流にかけ、それにより、磁
界と相互作用する循環電流を溶融金属流に誘導して溶融
金属流を遅延させる力を溶融金属に生じさせる、鋳造機
への溶融金属流を遅延させる方法が提供される。
【０００５】溶融金属流は重力場での降下流とすること
ができ、より明細には、溶鋼の降下シート流とすること
ができる。
ができ、より明細には、溶鋼の降下シート流とすること
ができる。
【０００６】導管の各側にそれぞれ一組ずつ配した二組
の対向する磁界誘導部間で導管内に溶融金属流を通すこ
とにより溶融金属流に磁界をかけ、各組の磁界誘導部は
相次いで逆の極性のものを流れ方向に離間して配置し、
両組の誘導部素子が流れ方向横方向に整合し、それぞれ
極性を逆とすることができる。
の対向する磁界誘導部間で導管内に溶融金属流を通すこ
とにより溶融金属流に磁界をかけ、各組の磁界誘導部は
相次いで逆の極性のものを流れ方向に離間して配置し、
両組の誘導部素子が流れ方向横方向に整合し、それぞれ
極性を逆とすることができる。
【０００７】磁界誘導部は各組の永久磁石の磁極端で構
成することができる。永久磁石により提供される磁界を
電磁石で補うことができる。
成することができる。永久磁石により提供される磁界を
電磁石で補うことができる。
【０００８】遅延力を、ひいては溶融金属流の速度を制
御するよう磁界を調節することができる。
御するよう磁界を調節することができる。
【０００９】二組の磁界誘導部間に相対動を起こすこと
により磁界の調節を達成し、それによって、磁界誘導部
間の間隙の磁界を変化させることができる。その相対動
は、磁界誘導部間の間隙を変化させるもの及び／又は一
方の組の磁界誘導部の向きを他方の組の磁界誘導部に対
して変えることにより、一方の組の磁界誘導部の並びを
他方の組の磁界誘導部に対して変えるものであってよ
い。
により磁界の調節を達成し、それによって、磁界誘導部
間の間隙の磁界を変化させることができる。その相対動
は、磁界誘導部間の間隙を変化させるもの及び／又は一
方の組の磁界誘導部の向きを他方の組の磁界誘導部に対
して変えることにより、一方の組の磁界誘導部の並びを
他方の組の磁界誘導部に対して変えるものであってよ
い。
【００１０】相対動は、二組の磁界誘導部が相互接近・
離反する線形の全体動や、二組の磁界誘導部の回動であ
ってよい。
離反する線形の全体動や、二組の磁界誘導部の回動であ
ってよい。
【００１１】磁界を電磁石で補足する場合には、磁界の
調節は電磁石への電力入力を変化させることによっても
行うことができる。
調節は電磁石への電力入力を変化させることによっても
行うことができる。
【００１２】本発明は、又、溶融金属流をシート状の流
れに形成する細長断面の導管と、導管を横方向に通って
延びて導管に沿ってほぼ正弦曲線状に変化する磁界を発
生させて、磁界と相互作用する電流を溶融金属流に誘導
して溶融金属流を遅延させる力を生み出す磁界発生器と
で構成する、鋳造機への溶融金属流を遅延させる装置を
提供する。
れに形成する細長断面の導管と、導管を横方向に通って
延びて導管に沿ってほぼ正弦曲線状に変化する磁界を発
生させて、磁界と相互作用する電流を溶融金属流に誘導
して溶融金属流を遅延させる力を生み出す磁界発生器と
で構成する、鋳造機への溶融金属流を遅延させる装置を
提供する。
【００１３】一つの特定な適用として、本発明は、一対
の平行な鋳造ロールのロール間隙上方に配した金属供給
ノズルを介して溶融金属をロール間隙へと導入すること
によりロール間隙直上のロール鋳造表面に支持された鋳
造溜めを創り、鋳造ロールを回転させてロール間隙から
下方に凝固金属ストリップを送出する金属ストリップ連
続鋳造方法において、細長断面を有する垂直の導管を介
することにより溶融金属流をシート状の降下流として金
属供給ノズルに供給し、シート降下流の横方向にほぼ水
平にシート降下流を通って延び垂直方向にはほぼ正弦曲
線状に変化する磁界をシート降下流にかけ、それによっ
て、磁界と相互作用する電流をシート降下流に誘導し
て、シート降下流を遅延させる力を生じさせる、金属ス
トリップ連続鋳造方法を提供する。
の平行な鋳造ロールのロール間隙上方に配した金属供給
ノズルを介して溶融金属をロール間隙へと導入すること
によりロール間隙直上のロール鋳造表面に支持された鋳
造溜めを創り、鋳造ロールを回転させてロール間隙から
下方に凝固金属ストリップを送出する金属ストリップ連
続鋳造方法において、細長断面を有する垂直の導管を介
することにより溶融金属流をシート状の降下流として金
属供給ノズルに供給し、シート降下流の横方向にほぼ水
平にシート降下流を通って延び垂直方向にはほぼ正弦曲
線状に変化する磁界をシート降下流にかけ、それによっ
て、磁界と相互作用する電流をシート降下流に誘導し
て、シート降下流を遅延させる力を生じさせる、金属ス
トリップ連続鋳造方法を提供する。
【００１４】導管は溶融金属を金属供給ノズルに供給す
る浸漬入口ノズルとして働くことができる。
る浸漬入口ノズルとして働くことができる。
【００１５】本発明は更には、間にロール間隙を形成す
る一対の鋳造ロールと、ロール間隙に溶融金属を供給し
てロール間隙直上の鋳造ロール表面に支持された鋳造溜
めを形成する金属供給ノズルと、鋳造ロールを相反方向
に回転させてロール間隙から下方に凝固金属ストリップ
を送出する鋳造ロール駆動手段と、シート状の降下流と
して溶融金属を金属供給ノズルに供給する細長断面の垂
直導管を含む供給手段と、降下流を通してほぼ水平に延
び降下流の方向にほぼ正弦曲線状に変化する磁界を発生
させ、磁界と相互作用する電流を誘導させて降下流に降
下動遅延力を生じさせる磁界発生手段とで構成する、金
属ストリップ連続鋳造装置に及ぶ。
る一対の鋳造ロールと、ロール間隙に溶融金属を供給し
てロール間隙直上の鋳造ロール表面に支持された鋳造溜
めを形成する金属供給ノズルと、鋳造ロールを相反方向
に回転させてロール間隙から下方に凝固金属ストリップ
を送出する鋳造ロール駆動手段と、シート状の降下流と
して溶融金属を金属供給ノズルに供給する細長断面の垂
直導管を含む供給手段と、降下流を通してほぼ水平に延
び降下流の方向にほぼ正弦曲線状に変化する磁界を発生
させ、磁界と相互作用する電流を誘導させて降下流に降
下動遅延力を生じさせる磁界発生手段とで構成する、金
属ストリップ連続鋳造装置に及ぶ。
【００１６】
【発明の実施の形態】添付図面を参照して、本発明の原
理及び双ロール鋳造機の金属供給システムへの本発明の
適用を詳細に説明する。
理及び双ロール鋳造機の金属供給システムへの本発明の
適用を詳細に説明する。
【００１７】図１は、本発明による磁気制動システムの
概略図であり、このシステムは、導電性のある溶融金属
の降下シート流１の動きを遅延させるために、永久磁石
によって発生した静的磁界を利用する。磁界は二組の磁
界誘導部３によって発生し、それらは上下に離間した一
対の磁界誘導部３で構成されている。この二組の磁界誘
導部３が降下シート流１の両側に一組ずつ配置されてい
る。各組の磁界誘導部３は降下シート流１降下方向にお
いて相次いで極性が逆となっており、二組の磁界誘導部
３が水平方向に整合し、対向する磁界誘導部３同士はそ
れぞれ極性が逆である。図１では、磁界誘導部３を、軟
鋼等の磁性物質で造ることができる磁界リターンピース
４に接続された永久磁石として示している。
概略図であり、このシステムは、導電性のある溶融金属
の降下シート流１の動きを遅延させるために、永久磁石
によって発生した静的磁界を利用する。磁界は二組の磁
界誘導部３によって発生し、それらは上下に離間した一
対の磁界誘導部３で構成されている。この二組の磁界誘
導部３が降下シート流１の両側に一組ずつ配置されてい
る。各組の磁界誘導部３は降下シート流１降下方向にお
いて相次いで極性が逆となっており、二組の磁界誘導部
３が水平方向に整合し、対向する磁界誘導部３同士はそ
れぞれ極性が逆である。図１では、磁界誘導部３を、軟
鋼等の磁性物質で造ることができる磁界リターンピース
４に接続された永久磁石として示している。
【００１８】磁界誘導部３によって発生した磁束は、図
１の矢印５で示すように降下シート流１を直角方向に貫
く。磁界は、図１に曲線６で示すように垂直降下方向で
ほぼ正弦曲線状に変化する。空気間隙が増すと、真の正
弦曲線により近くなる。本発明による制動システムで
は、シート流と必要な断熱材とを収容するために空気間
隙を大きくする場合が多い。分析のために、磁束密度は
シート流の幅全体にわたって一定であると想定する。
１の矢印５で示すように降下シート流１を直角方向に貫
く。磁界は、図１に曲線６で示すように垂直降下方向で
ほぼ正弦曲線状に変化する。空気間隙が増すと、真の正
弦曲線により近くなる。本発明による制動システムで
は、シート流と必要な断熱材とを収容するために空気間
隙を大きくする場合が多い。分析のために、磁束密度は
シート流の幅全体にわたって一定であると想定する。
【００１９】以下の分析は、本発明による制動システム
の設計に必要な制動力の計算を行うためのものである。
分析のための考慮すべき全体的構成を図２に示す。この
図を参照して、上下方向ｚに速度ｖで動く、幅ｗ、厚さ
Ｔ、導電性σの平坦な導電性シート流を考えることにす
る。図２では、ｙ方向は頁の紙面に直角の方向である。
対向する二対の極間のシート流部分のみが示されてい
る。シート流は磁界を通り上下方向に延びると仮定す
る。Ｈをシート流の高さ、ｔを時間、ｇを重力加速度
（−９．８ｍ／ｓ2）、Ｄをシート流の密度、Ｎをシー
ト流各側に等間隔にある磁極の数、ｈを１正弦曲線に相
当する高さとする。磁界はｙ方向にあり、シート流全体
にわたり一定であり、次の式で与えられる。
の設計に必要な制動力の計算を行うためのものである。
分析のための考慮すべき全体的構成を図２に示す。この
図を参照して、上下方向ｚに速度ｖで動く、幅ｗ、厚さ
Ｔ、導電性σの平坦な導電性シート流を考えることにす
る。図２では、ｙ方向は頁の紙面に直角の方向である。
対向する二対の極間のシート流部分のみが示されてい
る。シート流は磁界を通り上下方向に延びると仮定す
る。Ｈをシート流の高さ、ｔを時間、ｇを重力加速度
（−９．８ｍ／ｓ2）、Ｄをシート流の密度、Ｎをシー
ト流各側に等間隔にある磁極の数、ｈを１正弦曲線に相
当する高さとする。磁界はｙ方向にあり、シート流全体
にわたり一定であり、次の式で与えられる。
【数１】 Ｂy(ｚ)＝Ｍｓｉｎ(２πｚ／ｈ)、 −Ｎｈ／４＜ｚ＜Ｎｈ／４ （１） 但し、Ｍは定数である。
【００２０】図２は、式（１）の中半正弦曲線によって
カバーされるシート流部分を示す。隣接磁極間の各領域
は、（最初と最後の対向極対でのわずかな終端効果は別
として）同様に扱うことができる。斯かる各領域では、
誘導電流が領域中央（すなわち図２の原点）の周りを流
れる。本発明者らは、電流路を図２に示すような連続す
る矩形ストリップであると近似させる。これらのストリ
ップが問題の領域を満たし、相互に絶縁されると考える
ことができる。
カバーされるシート流部分を示す。隣接磁極間の各領域
は、（最初と最後の対向極対でのわずかな終端効果は別
として）同様に扱うことができる。斯かる各領域では、
誘導電流が領域中央（すなわち図２の原点）の周りを流
れる。本発明者らは、電流路を図２に示すような連続す
る矩形ストリップであると近似させる。これらのストリ
ップが問題の領域を満たし、相互に絶縁されると考える
ことができる。
【００２１】隣接極間の領域と二つの端領域とを別々に
考慮することにより、シート流に加わる制動力を計算で
きる。各領域内では、単一の矩形ストリップを考慮し、
これらを積分すると領域に加わる力が得られる。
考慮することにより、シート流に加わる制動力を計算で
きる。各領域内では、単一の矩形ストリップを考慮し、
これらを積分すると領域に加わる力が得られる。
【００２２】大きさ２ｘ*２ｚ、幅ｄｚの矩形ストリッ
プ内に誘導される電流をｄＩ（ｚ）とする。ループの形
状を決定するには次の式が必要である。すなわち、
プ内に誘導される電流をｄＩ（ｚ）とする。ループの形
状を決定するには次の式が必要である。すなわち、
【数２】 ｘ＝ｚ２ｗ／ｈ （２）
【００２３】動いているストリップ内に誘導される電圧
は次の通りである。
は次の通りである。
【数３】 Ｖ(ｚ)＝−ｄΦ／ｄｔ＝−４Ｂy(ｚ)ｘｖ ＝−８Ｂy(ｚ)ｗｚｖ／ｈ、 ｚ＞０ （３） 但し、Φは矩形ストリップを通る磁束である。
【００２４】矩形ストリップの抵抗は次の通りである。
【数４】 ｄＲ(ｚ)＝２ｘ／(σＴｄｚ)＋２ｚ／(σＴｄｘ) ＝ｚ(４ｗ2＋ｈ2)／(ｈｗσＴｄｚ)、 ｚ＞０ （４）
【００２５】このようにして次の式が得られる。
【数５】 ｄＩ(ｚ)＝Ｖ／ｄＲ ＝−８ｖＢy(ｚ)ｗ2σＴｄｚ／(４ｗ2＋ｈ2)、 ｚ＞０ （５）
【００２６】ストリップの上部および底部に加わる上向
き力の合計は次の通りである。
き力の合計は次の通りである。
【数６】 ｄＦ(ｚ)＝Ｂy(ｚ)ｄＩ４ｘ ＝−３２Ｂy2(ｚ)ｗ3σＴｖｚｄｚ／(ｈ(４ｗ2＋ｈ2)) （６）
【００２７】これによって、二つの隣接する極間の領域
に加わる力の合計が得られる。
に加わる力の合計が得られる。
【数７】
【００２８】一番上の磁極上方の領域に加わる力を計算
するのに同様のアプローチを用いることができる。この
領域の磁界は式（１）で得られるものよりも緩やかに減
衰するので、この減衰は正弦曲線状であるが、距離ｈ／
４ではなくｈ／２にわたって起きると近似する。これに
よって式（７）と同じ結果が得られるが、但し、０．７
０３は０．２６８５となる。
するのに同様のアプローチを用いることができる。この
領域の磁界は式（１）で得られるものよりも緩やかに減
衰するので、この減衰は正弦曲線状であるが、距離ｈ／
４ではなくｈ／２にわたって起きると近似する。これに
よって式（７）と同じ結果が得られるが、但し、０．７
０３は０．２６８５となる。
【００２９】全制動力についての全般的結果をニュート
ンで表すと次のようになる。
ンで表すと次のようになる。
【数８】 Ｆ＝−(０．７０３(Ｎ−１)＋０．５３７)ｖＭ2ｗ3σｈＴ／(４ｗ2＋ｈ2) ＝−０．７０３(Ｎ−０．２３６)ｖＭ2ｗ3σｈＴ／(４ｗ2＋ｈ2) （８）
【００３０】ｈ＝２ｗについてはｄＦ／ｄｈ＝０であ
る。このことは、Ｎが一定であり磁石間の間隔が制約さ
れなければ、使用できる最良の上下極間隔がｗであるこ
とを意味している。
る。このことは、Ｎが一定であり磁石間の間隔が制約さ
れなければ、使用できる最良の上下極間隔がｗであるこ
とを意味している。
【００３１】Ｈを固定し、ＮとｈをＮ＝Ｈ／ｈで変化さ
せると、ＦはＮが大きいときは一定となる。
せると、ＦはＮが大きいときは一定となる。
【００３２】制動力ＰはＦｖによって与えられ、この力
は全てシート流を加熱することになる。
は全てシート流を加熱することになる。
【００３３】ここで、図２の原点において誘導される磁
界を計算する。これは各ストリップループを個別に考慮
し、これらを積分することによって計算できる。
界を計算する。これは各ストリップループを個別に考慮
し、これらを積分することによって計算できる。
【００３４】原点で誘導される磁界は次の式で与えられ
る。
る。
【数９】 ｄＢy,i(０,０)＝μ0ｄＩ(ｘ2＋ｚ2)0.5／(πｘｚ) （９）
【００３５】これによって次の式が得られる。
【数１０】 Ｂy,i(０,０)＝０．０００００２１９３ｖＭｗσ（４ｗ2＋ｈ2） （１０）
【００３６】ｙ方向の総磁界は次の式で与えられる。
【数１１】 Ｂy,t＝Ｂy＋Ｂy,i （１１）
【００３７】シート流垂直中央線に沿って、当初の磁界
は降下シート流１によって効果的に下方に引かれる。誘
導された磁界は対向する磁極間の線上で理想的には０で
あり、（図２におけるように）原点で最大、また垂直中
央線に沿ってほぼ正弦曲線状である。誘導された磁界は
中央と比較して、シートの両側で正負記号が逆転する。
は降下シート流１によって効果的に下方に引かれる。誘
導された磁界は対向する磁極間の線上で理想的には０で
あり、（図２におけるように）原点で最大、また垂直中
央線に沿ってほぼ正弦曲線状である。誘導された磁界は
中央と比較して、シートの両側で正負記号が逆転する。
【００３８】式（３）ではＢyではなく総磁界Ｂy,tを用
いるべきであったが、このことによる差はほとんど生じ
ない。
いるべきであったが、このことによる差はほとんど生じ
ない。
【００３９】発生できる制動力の例として、鋼シート降
下流について以下のパラメータ設定を考える。 Ｎ＝４、 ｖ＝−２ｍ／秒、 σ＝７０００００（オーム．ｍ）-1、 Ｍ＝０．６テスラ、 Ｔ＝０．０１ｍ、 ｗ＝０．１１ｍ、 ｈ＝０．２２ｍ、 Ｈ＝０．４４ｍ、及び Ｄ＝７８００ｋｇ／ｍ3
下流について以下のパラメータ設定を考える。 Ｎ＝４、 ｖ＝−２ｍ／秒、 σ＝７０００００（オーム．ｍ）-1、 Ｍ＝０．６テスラ、 Ｔ＝０．０１ｍ、 ｗ＝０．１１ｍ、 ｈ＝０．２２ｍ、 Ｈ＝０．４４ｍ、及び Ｄ＝７８００ｋｇ／ｍ3
【００４０】式（８）に代入すると、Ｆ＝４０．３ニュ
ートン（上向き力）となり、制動力は８０．７ワットと
なる。これに比べてシート降下流の重量による力は−３
７ニュートンである。一定速度のシート流速度は−１．
８４ｍ／秒である。
ートン（上向き力）となり、制動力は８０．７ワットと
なる。これに比べてシート降下流の重量による力は−３
７ニュートンである。一定速度のシート流速度は−１．
８４ｍ／秒である。
【００４１】本発明者らはメッシュ分析法を用いてさら
に分析を行った。この方法では、シート降下流は図３に
示すような等値抵抗の方形メッシュによってモデル化さ
れ、図４に示すような電流分布を予測する。セルあたり
の誘導電圧は、所与のセルでの磁束及びシート降下流速
によって決定される。この方法を上記に述べた同じパラ
メータに適用すると、４３ニュートンの制動力が生じ
る。これは電流路の矩形近似を用いていないので、比較
的正確な値であるはずである。矩形近似では図２の各ス
トリップループの電気抵抗が過大評価されることにな
る。というのは、実際の電流路は特に磁極間の領域では
比較的丸いからである。抵抗減少によって誘導電流が大
きくなり、これに対応して制動力が増大する。しかしこ
の条件では、上記の近似一般式（８）は正弦曲線状の磁
界での金属シート降下流に加わる制動力を計算するのに
用いることができる。
に分析を行った。この方法では、シート降下流は図３に
示すような等値抵抗の方形メッシュによってモデル化さ
れ、図４に示すような電流分布を予測する。セルあたり
の誘導電圧は、所与のセルでの磁束及びシート降下流速
によって決定される。この方法を上記に述べた同じパラ
メータに適用すると、４３ニュートンの制動力が生じ
る。これは電流路の矩形近似を用いていないので、比較
的正確な値であるはずである。矩形近似では図２の各ス
トリップループの電気抵抗が過大評価されることにな
る。というのは、実際の電流路は特に磁極間の領域では
比較的丸いからである。抵抗減少によって誘導電流が大
きくなり、これに対応して制動力が増大する。しかしこ
の条件では、上記の近似一般式（８）は正弦曲線状の磁
界での金属シート降下流に加わる制動力を計算するのに
用いることができる。
【００４２】図５と６は、金属供給ノズルへの溶融金属
供給用の浸漬入口ノズル等、金属鋳造機の部品である垂
直な導管１１を通って降下する金属流を制動するために
本発明により設計した磁気制動システムの概略図であ
る。導管１１は細長断面を有するので、その中の降下溶
融金属１２はシート状を有する。
供給用の浸漬入口ノズル等、金属鋳造機の部品である垂
直な導管１１を通って降下する金属流を制動するために
本発明により設計した磁気制動システムの概略図であ
る。導管１１は細長断面を有するので、その中の降下溶
融金属１２はシート状を有する。
【００４３】磁気制動システムは、導管１１の各側にそ
れぞれ一組ずつ設置された二組の永久磁石１４で構成さ
れる。各組の永久磁石１４は導管１１に沿って上下に離
間して配され、各組の相次ぐ永久磁石１４の極性がそれ
ぞれ逆となっており、二組の永久磁石１４が水平方向に
整合し、対向する永久磁石１４同士はそれぞれ極性が逆
である。永久磁石１４は細長バーの形状であり、適宜の
保持構造物内のセルに装入され、一対の軟鋼外板１５に
係合し、磁界戻り路を提供する。この構成で、永久磁石
１４は非常に強い磁界を発生し、この磁界が矢印１６で
示すように永久磁石１４間を水平に延びて降下溶融金属
１２に対し直角に交差し、垂直方向には２つの完全な正
弦波で正弦曲線状に変動する。
れぞれ一組ずつ設置された二組の永久磁石１４で構成さ
れる。各組の永久磁石１４は導管１１に沿って上下に離
間して配され、各組の相次ぐ永久磁石１４の極性がそれ
ぞれ逆となっており、二組の永久磁石１４が水平方向に
整合し、対向する永久磁石１４同士はそれぞれ極性が逆
である。永久磁石１４は細長バーの形状であり、適宜の
保持構造物内のセルに装入され、一対の軟鋼外板１５に
係合し、磁界戻り路を提供する。この構成で、永久磁石
１４は非常に強い磁界を発生し、この磁界が矢印１６で
示すように永久磁石１４間を水平に延びて降下溶融金属
１２に対し直角に交差し、垂直方向には２つの完全な正
弦波で正弦曲線状に変動する。
【００４４】永久磁石１４はステンレス製の熱バリヤ板
１７で保護することができ、永久磁石１４取付構造は内
外冷却室１９，２０を形成する二重構造のケーシングで
囲むことができる。内外冷却室１９，２０には、適宜の
入口管２１’，２２’と出口管２３’，２４’を通して
冷却空気流が供給される。
１７で保護することができ、永久磁石１４取付構造は内
外冷却室１９，２０を形成する二重構造のケーシングで
囲むことができる。内外冷却室１９，２０には、適宜の
入口管２１’，２２’と出口管２３’，２４’を通して
冷却空気流が供給される。
【００４５】最も効果的な制動を得るには、磁界に少な
くとも２つの完全な正弦波変動が生じることが好ましい
が、磁気制動システムに利用できる空間に制限がある場
合もある。その場合、図７に示すような１．５正弦波の
磁石システムを用いる等の必要がある。
くとも２つの完全な正弦波変動が生じることが好ましい
が、磁気制動システムに利用できる空間に制限がある場
合もある。その場合、図７に示すような１．５正弦波の
磁石システムを用いる等の必要がある。
【００４６】図８と９は、本発明による磁気制動を組入
れた金属供給システムを備えた双ロール連続ストリップ
鋳造機である。この鋳造機はロール間隙２２を間に形成
する一対の水平な鋳造ロール２１で構成され、溶融金属
はロール間隙２２に沿って延びる細長の金属供給ノズル
２５により、ロール間隙２２直上の鋳造ロール２１鋳造
表面２４上に支持された鋳造溜め２３に供給される。金
属供給ノズル２５は、取鍋出口２８から下方に金属供給
ノズル２５内へと延びる浸漬入口ノズル２７を通して、
取鍋２６から直接溶融金属を受取る。浸漬入口ノズル２
７は、取鍋出口２８と接続するための管状のノズル上部
２９と、金属供給ノズル２５に沿って延びるほぼ矩形断
面の、全般に細長のノズル下部３１とで構成され、ノズ
ル上部２９とノズル下部３１は移行部３２によって連結
されている。ノズル下部３１の下端は金属供給ノズル２
５の底部内へと延び、２つの長手方向側壁を有し、該側
壁には溶融金属を金属供給ノズル２５へ流すための出口
開口３３の列が設けられている。金属供給ノズル２５内
の溶融金属は、出口開口３３を含む浸漬入口ノズル２７
下端を覆い、長孔出口３４を経て金属供給ノズル２５か
ら鋳造溜め２３へと流れる。金属流の条件は、鋳造溜め
２３が長孔出口３４を含む金属供給ノズル２５の底端を
覆うことである。
れた金属供給システムを備えた双ロール連続ストリップ
鋳造機である。この鋳造機はロール間隙２２を間に形成
する一対の水平な鋳造ロール２１で構成され、溶融金属
はロール間隙２２に沿って延びる細長の金属供給ノズル
２５により、ロール間隙２２直上の鋳造ロール２１鋳造
表面２４上に支持された鋳造溜め２３に供給される。金
属供給ノズル２５は、取鍋出口２８から下方に金属供給
ノズル２５内へと延びる浸漬入口ノズル２７を通して、
取鍋２６から直接溶融金属を受取る。浸漬入口ノズル２
７は、取鍋出口２８と接続するための管状のノズル上部
２９と、金属供給ノズル２５に沿って延びるほぼ矩形断
面の、全般に細長のノズル下部３１とで構成され、ノズ
ル上部２９とノズル下部３１は移行部３２によって連結
されている。ノズル下部３１の下端は金属供給ノズル２
５の底部内へと延び、２つの長手方向側壁を有し、該側
壁には溶融金属を金属供給ノズル２５へ流すための出口
開口３３の列が設けられている。金属供給ノズル２５内
の溶融金属は、出口開口３３を含む浸漬入口ノズル２７
下端を覆い、長孔出口３４を経て金属供給ノズル２５か
ら鋳造溜め２３へと流れる。金属流の条件は、鋳造溜め
２３が長孔出口３４を含む金属供給ノズル２５の底端を
覆うことである。
【００４７】鋳造溜め２３は、ロール間隙２２両端にて
一対の側部堰板３６によって仕切られる。該側部堰板３
６は、板ホルダ３７内に保持され、油圧シリンダ装置３
８の作動により鋳造ロール端に押圧される。鋳造ロール
は、電動モータと動力伝達部から駆動軸３９を介して相
反方向に回転され、ロール間隙２２から下方に向かって
凝固ストリップ４０を送出する。鋳造ロールの銅製周壁
には長手方向に延び周方向に離間した水冷用通路が備え
られ、該水冷用通路には、回転グランド４１を介し給水
ホース３５に接続された駆動軸３９内の給水管からロー
ル端を介して冷却水が供給される。
一対の側部堰板３６によって仕切られる。該側部堰板３
６は、板ホルダ３７内に保持され、油圧シリンダ装置３
８の作動により鋳造ロール端に押圧される。鋳造ロール
は、電動モータと動力伝達部から駆動軸３９を介して相
反方向に回転され、ロール間隙２２から下方に向かって
凝固ストリップ４０を送出する。鋳造ロールの銅製周壁
には長手方向に延び周方向に離間した水冷用通路が備え
られ、該水冷用通路には、回転グランド４１を介し給水
ホース３５に接続された駆動軸３９内の給水管からロー
ル端を介して冷却水が供給される。
【００４８】取鍋２６は従来構造のものであり、天井ク
レーンからヨークを介し支持されて、高温金属受けステ
ーションから定位置へと移すことができ、浸漬入口ノズ
ル２７の上端に接続できる。取鍋２６に取付けられたス
トッパロッド４２をサーボシリンダで動かすことによっ
て、取鍋出口２８から浸漬入口ノズル２７への溶融金属
流を制御することができる。
レーンからヨークを介し支持されて、高温金属受けステ
ーションから定位置へと移すことができ、浸漬入口ノズ
ル２７の上端に接続できる。取鍋２６に取付けられたス
トッパロッド４２をサーボシリンダで動かすことによっ
て、取鍋出口２８から浸漬入口ノズル２７への溶融金属
流を制御することができる。
【００４９】本発明によると、浸漬入口ノズル２７を介
した溶融金属の降下を効果的に遅延させるよう、磁気制
動システム５１が浸漬入口ノズル２７の周りに備えられ
る。磁気制動システムは図５〜８に関して上記したよう
な構造とすることができるので、この構造の詳細は、こ
こでは再説明しない。磁気制動システム５１の二組の永
久磁石１４が、浸漬入口ノズル２７の細長のノズル下部
３１の各側に一組ずつ配置されていると述べれば充分で
あろう。取鍋出口２８から流出する溶融金属の円柱状の
流れは、細長のノズル下部３１の全般形状に制限され
て、細長のシート状の流れに変化する。磁気制動システ
ム５１の永久磁石１４が発生させる磁界では、磁束が金
属降下流を水平に通過し、磁界強度が上下方向に正弦曲
線状に変化する。磁気制動システム５１は、図５、６に
示したような２正弦波で変化する磁界を発生させる装置
でもよいし、空間に制限がある場合には、図７に示すよ
うな１．５正弦波で変化する磁界を発生させる装置でも
よい。
した溶融金属の降下を効果的に遅延させるよう、磁気制
動システム５１が浸漬入口ノズル２７の周りに備えられ
る。磁気制動システムは図５〜８に関して上記したよう
な構造とすることができるので、この構造の詳細は、こ
こでは再説明しない。磁気制動システム５１の二組の永
久磁石１４が、浸漬入口ノズル２７の細長のノズル下部
３１の各側に一組ずつ配置されていると述べれば充分で
あろう。取鍋出口２８から流出する溶融金属の円柱状の
流れは、細長のノズル下部３１の全般形状に制限され
て、細長のシート状の流れに変化する。磁気制動システ
ム５１の永久磁石１４が発生させる磁界では、磁束が金
属降下流を水平に通過し、磁界強度が上下方向に正弦曲
線状に変化する。磁気制動システム５１は、図５、６に
示したような２正弦波で変化する磁界を発生させる装置
でもよいし、空間に制限がある場合には、図７に示すよ
うな１．５正弦波で変化する磁界を発生させる装置でも
よい。
【００５０】図示の構成により金属降下流を充分に制動
し、安定した状態の流れに維持しながら運動エネルギを
除去することにより、金属降下流を大幅に遅延させるこ
とができる。このような遅延効果があるので、溶融金属
は浸漬入口ノズル２７底端から金属供給ノズル２５へ直
接流下でき、バッフル等の流れ遅延素子は必要としな
い。
し、安定した状態の流れに維持しながら運動エネルギを
除去することにより、金属降下流を大幅に遅延させるこ
とができる。このような遅延効果があるので、溶融金属
は浸漬入口ノズル２７底端から金属供給ノズル２５へ直
接流下でき、バッフル等の流れ遅延素子は必要としな
い。
【００５１】金属供給システムを介して鋳造溜めに至る
金属降下流の制御を鋳造溜め深さの測定値に応じてスト
ッパロッド４２を動かすことだけで行う場合には、浸漬
入口ノズル２７の大きさを金属降下流で完全には満たさ
れない程の大きさとすることにより、流速が低下しても
一定流量を維持するのに必要なシート流の幅拡張ができ
るようにしなければならない。しかし、以下に述べるよ
うな方法で金属降下流の速度を制御するよう磁界を調節
することにより一定流量を維持すれば、金属降下流の導
管を溶湯で完全に満たすことが可能である。
金属降下流の制御を鋳造溜め深さの測定値に応じてスト
ッパロッド４２を動かすことだけで行う場合には、浸漬
入口ノズル２７の大きさを金属降下流で完全には満たさ
れない程の大きさとすることにより、流速が低下しても
一定流量を維持するのに必要なシート流の幅拡張ができ
るようにしなければならない。しかし、以下に述べるよ
うな方法で金属降下流の速度を制御するよう磁界を調節
することにより一定流量を維持すれば、金属降下流の導
管を溶湯で完全に満たすことが可能である。
【００５２】図示した鋳造機は鋼ストリップの連続鋳造
に用いることができる。典型的には、鋳造ロールは径が
約５００ｍｍ、長さが約１５００ｍｍで、約１５００ｍ
ｍ幅のストリップまで製造することができる。溶鋼は非
磁性であるが導電性が非常に高いので、特に本発明に適
している。典型的な鋳造機では、金属供給システムを通
る金属流の流量は約２×１０-3ｍ3／秒であり、これは
約１５．６ｋｇ／秒に等しい。金属流は約０．５ｍ降下
してから磁気制動システム５１の磁界に入る。この場
合、磁界への入口で重力による約７３ワットの力が発生
し、速度は約３ｍ／秒であった。浸漬入口ノズル２７の
全長が約１ｍで磁気制動システムの永久磁石の定格ピー
ク磁束密度が約０．６テスラである場合、磁気制動シス
テムによって１００ワットを遙かに越える力を除去して
浸漬入口ノズル２７からの出口速度を２ｍ／秒以下に低
下させることができる。
に用いることができる。典型的には、鋳造ロールは径が
約５００ｍｍ、長さが約１５００ｍｍで、約１５００ｍ
ｍ幅のストリップまで製造することができる。溶鋼は非
磁性であるが導電性が非常に高いので、特に本発明に適
している。典型的な鋳造機では、金属供給システムを通
る金属流の流量は約２×１０-3ｍ3／秒であり、これは
約１５．６ｋｇ／秒に等しい。金属流は約０．５ｍ降下
してから磁気制動システム５１の磁界に入る。この場
合、磁界への入口で重力による約７３ワットの力が発生
し、速度は約３ｍ／秒であった。浸漬入口ノズル２７の
全長が約１ｍで磁気制動システムの永久磁石の定格ピー
ク磁束密度が約０．６テスラである場合、磁気制動シス
テムによって１００ワットを遙かに越える力を除去して
浸漬入口ノズル２７からの出口速度を２ｍ／秒以下に低
下させることができる。
【００５３】電磁制動システムは、溶融金属降下流の運
動エネルギーを減少させることができるが、必ずしも流
量を変化させない。ストリップ鋳造機では、流量は主と
して金属供給システムの取鍋ストッパや仕切り弁で設定
される。鋳造プロセスのさまざまな段階で、流量は２倍
まで変化させる必要がある場合があり、電磁制動効果が
一定のままなら、これによって溶融金属が金属供給シス
テム内を逆流することになりかねない。従って、制動の
程度を調節、即ち動力学的に制御することが有益であ
る。このような制御を行うことにより、溶融金属流が管
内部を完全に満たし、磁気制動システムが溶融金属流制
御の主要手段となるシステムが可能となる。
動エネルギーを減少させることができるが、必ずしも流
量を変化させない。ストリップ鋳造機では、流量は主と
して金属供給システムの取鍋ストッパや仕切り弁で設定
される。鋳造プロセスのさまざまな段階で、流量は２倍
まで変化させる必要がある場合があり、電磁制動効果が
一定のままなら、これによって溶融金属が金属供給シス
テム内を逆流することになりかねない。従って、制動の
程度を調節、即ち動力学的に制御することが有益であ
る。このような制御を行うことにより、溶融金属流が管
内部を完全に満たし、磁気制動システムが溶融金属流制
御の主要手段となるシステムが可能となる。
【００５４】図示した磁気制動システムでは、磁石間の
間隙で発生したピーク磁束密度が間隙の幅と密接に関連
している。間隙の幅を少し広げても、ピーク磁束は大幅
に減少する。従って、操業中に間隙幅を変化させる手段
を主として制動力の制御に使用することができ、ピーク
磁束が２倍変動すると、力の変化は４倍となる。
間隙で発生したピーク磁束密度が間隙の幅と密接に関連
している。間隙の幅を少し広げても、ピーク磁束は大幅
に減少する。従って、操業中に間隙幅を変化させる手段
を主として制動力の制御に使用することができ、ピーク
磁束が２倍変動すると、力の変化は４倍となる。
【００５５】強力な磁石を用いる実際の制動システムで
は、間隙での引力はきわめて大きく、例えば０．５メー
トルトン以上である。従って、間隙幅を変化させる機械
的構成は、この程度の力を支持し、これに抗して操作で
きなければならない。
は、間隙での引力はきわめて大きく、例えば０．５メー
トルトン以上である。従って、間隙幅を変化させる機械
的構成は、この程度の力を支持し、これに抗して操作で
きなければならない。
【００５６】磁界調節を行うために間隙幅を変更する適
切な構成を図１０に示す。
切な構成を図１０に示す。
【００５７】この構成では、組になった永久磁石５３が
ほぼＵ字形のヨーク６１内に取付けられ、油圧アクチュ
エータ６２によりヨーク６１の外リムに接続され、これ
により永久磁石５３全体が相互に接近・離反する線形運
動を行うことができ、従って、導管６５の位置を間隙６
７の中心に維持しながら間隙６７を変化させることがで
きる。ヨーク６１は永久磁石５３間に油圧アクチュエー
タ６２で発生した力を支持する適宜の頑丈な構造を持つ
ことができ、この構成により、溶融金属付近に高電圧電
気システムを設ける必要なく間隙を変化させる頑丈で信
頼できる手段が提供される。これによって、導管６５を
通る磁界の規則性も維持される。
ほぼＵ字形のヨーク６１内に取付けられ、油圧アクチュ
エータ６２によりヨーク６１の外リムに接続され、これ
により永久磁石５３全体が相互に接近・離反する線形運
動を行うことができ、従って、導管６５の位置を間隙６
７の中心に維持しながら間隙６７を変化させることがで
きる。ヨーク６１は永久磁石５３間に油圧アクチュエー
タ６２で発生した力を支持する適宜の頑丈な構造を持つ
ことができ、この構成により、溶融金属付近に高電圧電
気システムを設ける必要なく間隙を変化させる頑丈で信
頼できる手段が提供される。これによって、導管６５を
通る磁界の規則性も維持される。
【００５８】図１１は、図１０で示したシステムを用い
ることにより達成できるピーク磁束密度と間隙の典型的
な関係を示す図である。
ることにより達成できるピーク磁束密度と間隙の典型的
な関係を示す図である。
【００５９】図１２は、磁束制御のための代替の機械的
手段を概略的に示している。この場合、二組の永久磁石
５３がヨーク７３内に固定されている。ヨーク７３は、
固定構造物７５に接続された油圧アクチュエータ７４を
操作することによって、導管６５から物理的に取り外す
ことができる。
手段を概略的に示している。この場合、二組の永久磁石
５３がヨーク７３内に固定されている。ヨーク７３は、
固定構造物７５に接続された油圧アクチュエータ７４を
操作することによって、導管６５から物理的に取り外す
ことができる。
【００６０】図１３と１４は、磁束制御のための更なる
機械的手段を示す図である。図１３に示した構成では、
導管６５に対して二組の磁石５３が一体として一緒に回
転する。図１４の構成では、二組の磁石５３を相対的に
回転させる。このように回転させることにより、一組の
磁石５３の極の配列をもう一方の磁石５３に対し変化さ
せることができる。
機械的手段を示す図である。図１３に示した構成では、
導管６５に対して二組の磁石５３が一体として一緒に回
転する。図１４の構成では、二組の磁石５３を相対的に
回転させる。このように回転させることにより、一組の
磁石５３の極の配列をもう一方の磁石５３に対し変化さ
せることができる。
【００６１】図１２、１３、１４に示した構成では、い
ずれも、導管６５の幅方向で磁界が不規則となり導管６
５の出口の全体にわたっての流量が変動する。このこと
は本発明の一部の適用では受容しがたい場合があり、そ
の場合には、図５に示す構成の方が好ましいかもしれな
い。
ずれも、導管６５の幅方向で磁界が不規則となり導管６
５の出口の全体にわたっての流量が変動する。このこと
は本発明の一部の適用では受容しがたい場合があり、そ
の場合には、図５に示す構成の方が好ましいかもしれな
い。
【００６２】図１５は、二組の永久磁石８３と高透磁性
リターンピース８４とを、水冷銅管電気変調コイル８６
に囲繞された小さめの高透磁性部分８５によって分離
し、このアセンブリを頑丈な外周ヨーク８７内に取付け
た、磁気制動システムの改変例を示す。永久磁石８３に
よって間隙８８に発生する磁束を増減させることが、典
型的には最高１０００アンペアに及ぶ高電流を電気変調
コイル８６に流すことで達成できる。このようにして、
飽和保磁力が高いという永久磁石の利点と、電気変調コ
イル８６で構成される電磁石装置の制御能力とを組み合
わせることができる。試験を行ったところ、ＮｄＦｅＢ
磁石を組み入れた永久磁石装置で発生した磁束はこの手
段によって少なくとも±３０％の範囲で制御できた。こ
の範囲では、制動力の変化を３倍以上にすることができ
る。
リターンピース８４とを、水冷銅管電気変調コイル８６
に囲繞された小さめの高透磁性部分８５によって分離
し、このアセンブリを頑丈な外周ヨーク８７内に取付け
た、磁気制動システムの改変例を示す。永久磁石８３に
よって間隙８８に発生する磁束を増減させることが、典
型的には最高１０００アンペアに及ぶ高電流を電気変調
コイル８６に流すことで達成できる。このようにして、
飽和保磁力が高いという永久磁石の利点と、電気変調コ
イル８６で構成される電磁石装置の制御能力とを組み合
わせることができる。試験を行ったところ、ＮｄＦｅＢ
磁石を組み入れた永久磁石装置で発生した磁束はこの手
段によって少なくとも±３０％の範囲で制御できた。こ
の範囲では、制動力の変化を３倍以上にすることができ
る。
【００６３】適用例によっては、永久磁石と電磁石を組
合わせると、永久磁石だけの装置や電磁石だけの装置よ
りも利点が得られる。磁束と力の間に二乗の関係がある
ので、制御性は非常に高い。永久磁石による飽和保磁力
とその結果としての高磁束密度は、電磁石の追加の飽和
保磁力によってさらに強められる。電力供給が停止した
場合には、システムは、「フェイルセーフ」に設計でき
る平均制動状態に戻る。
合わせると、永久磁石だけの装置や電磁石だけの装置よ
りも利点が得られる。磁束と力の間に二乗の関係がある
ので、制御性は非常に高い。永久磁石による飽和保磁力
とその結果としての高磁束密度は、電磁石の追加の飽和
保磁力によってさらに強められる。電力供給が停止した
場合には、システムは、「フェイルセーフ」に設計でき
る平均制動状態に戻る。
【００６４】図示した本発明の実施例と、双ロール連続
ストリップ鋳造装置への適用は、例として示しただけで
あり、本発明はもっと広範囲に適用できる。例えば、本
発明による磁気制動システムは他の金属鋳造システムの
浸漬入口ノズルに適用できる。大抵の場合、これには変
動磁界を発生させるために永久磁石のみを用いれば充分
であるが、電磁石コイルによって発生する磁束で磁界を
補足することが必要な場合もある。これによって、流量
を制御するために制御システムに応じて磁界を連続的に
調節することもできる。非常に強力な磁石や電磁石を用
いて溶融金属降下流を充分に遅延させることにより、降
下しながら凝固させることを本発明で行うことができ、
直接自由降下鋳造法が可能である。この方法では、限定
されない自由降下中に、或いは適宜断面の細長導管を通
っての降下中に、溶融金属が降下流から凝固ストリップ
に変わり、所要形状の最終凝固製品となる。本発明はま
た、銅およびアルミニウムの鋳造にも適用できる。従っ
て、本発明は非常に広範囲に応用することができ、装置
の正確な形状は特定の用途によりかなり変更し得ると理
解すべきである。
ストリップ鋳造装置への適用は、例として示しただけで
あり、本発明はもっと広範囲に適用できる。例えば、本
発明による磁気制動システムは他の金属鋳造システムの
浸漬入口ノズルに適用できる。大抵の場合、これには変
動磁界を発生させるために永久磁石のみを用いれば充分
であるが、電磁石コイルによって発生する磁束で磁界を
補足することが必要な場合もある。これによって、流量
を制御するために制御システムに応じて磁界を連続的に
調節することもできる。非常に強力な磁石や電磁石を用
いて溶融金属降下流を充分に遅延させることにより、降
下しながら凝固させることを本発明で行うことができ、
直接自由降下鋳造法が可能である。この方法では、限定
されない自由降下中に、或いは適宜断面の細長導管を通
っての降下中に、溶融金属が降下流から凝固ストリップ
に変わり、所要形状の最終凝固製品となる。本発明はま
た、銅およびアルミニウムの鋳造にも適用できる。従っ
て、本発明は非常に広範囲に応用することができ、装置
の正確な形状は特定の用途によりかなり変更し得ると理
解すべきである。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
金属供給システムで溶融金属降下流を磁気的に制動する
ことができるという優れた効果を奏し得る。
金属供給システムで溶融金属降下流を磁気的に制動する
ことができるという優れた効果を奏し得る。
【図１】本発明による磁気制動システムの概略図であ
る。
る。
【図２】分析のためのシステムの全般的構成を示す図で
ある。
ある。
【図３】メッシュ分析のための全般的構成を示す図であ
る。
る。
【図４】メッシュ分析により得られる、システムが引き
起こす電流分布を示す図である。
起こす電流分布を示す図である。
【図５】磁気制動システムの一つの実施の形態を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】図５で示した磁気制動システムの改変例を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【図８】本発明による磁気制動装置を組入れた金属供給
システムを有する双ロール連続ストリップ鋳造機の縦断
面図である。
システムを有する双ロール連続ストリップ鋳造機の縦断
面図である。
【図９】図８の側面図である。
【図１０】磁気制動システムによって生じる磁界を調節
する一方法を概略的に示す図である。
する一方法を概略的に示す図である。
【図１１】図１０に示した構成によって得られる典型的
な磁束変動を描いた図である。
な磁束変動を描いた図である。
【図１２】降下金属流に対して二組の永久磁石全体を動
かすことによる、磁界調節の代替方法を示した図であ
る。
かすことによる、磁界調節の代替方法を示した図であ
る。
【図１３】二組の永久磁石を一体に回転させることによ
る、磁界調節の更に別の代替方法を示す図である。
る、磁界調節の更に別の代替方法を示す図である。
【図１４】二組の永久磁石を相対的に回転させることに
よる、磁界調節の更に別の代替方法を示す図である。
よる、磁界調節の更に別の代替方法を示す図である。
【図１５】磁界調節を電気調節コイルにより電磁的に行
う、磁界調節の更に別の代替方法を示す図である。
う、磁界調節の更に別の代替方法を示す図である。
１ 降下シート流（溶融金属流） ３ 磁界誘導部 ５ 磁束 ６ 曲線（磁界） １１ 導管 １２ 降下溶融金属 １４ 永久磁石 １６ 磁界 ２１ 鋳造ロール ２２ ロール間隙 ２３ 鋳造溜め ２４ 鋳造表面 ２５ 金属供給ノズル ２７ 浸漬入口ノズル ２８ 取鍋出口 ４０ 凝固ストリップ ５１ 磁気制動システム ５３ 永久磁石 ６２ 油圧アクチュエータ ６５ 導管 ６７ 間隙 ７４ 油圧アクチュエータ ８３ 永久磁石 ８５ 高透磁性部分 ８６ 水冷銅管電気変調コイル ８８ 間隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター ジェイムズ エリス オーストラリア ビクトリア ファーント リー ガリ ターンブリッジ ウェイ 18 (72)発明者 レスリー ジョージ ゴア オーストラリア ニュー サウス ウェー ルズ バルゴウニー ジョーダン プレイ ス ６ (72)発明者 メアリー メイ レイ エヌジー オーストラリア ビクトリア マルグレイ ヴ マッキー ロード 82
Claims (28)
- 【請求項１】 溶融金属流の流れ方向の横方向に細長断
面を有する導管でシート状の溶融金属流を形成し、流れ
方向の横方向に溶融金属流を通って流れ方向に沿いほぼ
正弦曲線状に変化する磁界を前記シート状溶融金属流に
かけ、それにより、磁界と相互作用する循環電流を溶融
金属流に誘導して溶融金属流を遅延させる力を溶融金属
に生じさせることを特徴とする、鋳造機への溶融金属流
を遅延させる方法。 - 【請求項２】 溶融金属流が重力場での降下流である、
請求項１に記載の鋳造機への溶融金属流を遅延させる方
法。 - 【請求項３】 溶融金属流が溶鋼シート流である、請求
項１又は２に記載の鋳造機への溶融金属流を遅延させる
方法。 - 【請求項４】 導管の各側にそれぞれ一組ずつ配した二
組の対向する磁界誘導部間で導管内に溶融金属流を通す
ことにより溶融金属流に磁界をかけ、各組の磁界誘導部
は相次いで逆の極性のものを流れ方向に離間して配置
し、両組の誘導部素子が流れ方向横方向に整合し、それ
ぞれ極性が逆である、請求項１乃至３のいずれかに記載
の鋳造機への溶融金属流を遅延させる方法。 - 【請求項５】 磁界誘導部を各組の永久磁石の磁極端で
構成する、請求項４に記載の鋳造機への溶融金属流を遅
延させる方法。 - 【請求項６】 永久磁石により提供される磁界を電磁石
で補う、請求項５に記載の鋳造機への溶融金属流を遅延
させる方法。 - 【請求項７】 遅延力を、ひいては溶融金属流の速度を
制御するよう磁界を調節する、前記請求項１乃至６のい
ずれかに記載の鋳造機への溶融金属流を遅延させる方
法。 - 【請求項８】 二組の磁界誘導部間に相対動を起こすこ
とにより磁界を調節し、それによって、磁界誘導部間の
間隙の磁界を変化させて遅延力を、ひいては溶融金属流
の速度を制御する、請求項１乃至５のいずれかに記載の
鋳造機への溶融金属流を遅延させる方法。 - 【請求項９】 相対動が磁界誘導部間の間隙を変化させ
るものである、請求項８に記載の鋳造機への溶融金属流
を遅延させる方法。 - 【請求項１０】 相対動が、一方の組の磁界誘導部の向
きを他方の組の磁界誘導部に対して変えることにより、
一方の組の磁界誘導部の並びを他方の組の磁界誘導部に
対して変えるものである、請求項８又は９に記載の鋳造
機への溶融金属流を遅延させる方法。 - 【請求項１１】 相対動が、二組の磁界誘導部が相互接
近・離反する線形の全体動である、請求項８乃至１０の
いずれかに記載の鋳造機への溶融金属流を遅延させる方
法。 - 【請求項１２】 相対動が、二組の磁界誘導部の回動で
ある、請求項１０に記載の鋳造機への溶融金属流を遅延
させる方法。 - 【請求項１３】 遅延力を、ひいては溶融金属流の速度
を制御するよう、電磁石への電力入力を変化させて磁界
を調節する、請求項６に記載の鋳造機への溶融金属流を
遅延させる方法。 - 【請求項１４】 一対の平行な鋳造ロールのロール間隙
上方に配した金属供給ノズルを介して溶融金属をロール
間隙へと導入することによりロール間隙直上のロール鋳
造表面に支持された鋳造溜めを創り、鋳造ロールを回転
させてロール間隙から下方に凝固金属ストリップを送出
する金属ストリップ連続鋳造方法において、細長断面を
有する垂直の導管を介することにより溶融金属流をシー
ト状の降下流として金属供給ノズルに供給し、シート降
下流の横方向にほぼ水平にシート降下流を通って延び垂
直方向にはほぼ正弦曲線状に変化する磁界をシート降下
流にかけ、それによって、磁界と相互作用する電流をシ
ート降下流に誘導して、シート降下流を遅延させる力を
生じさせ、磁界は前記導管の両側に一組ずつ配した二組
の永久磁石によって提供し、各組の永久磁石は相次いで
逆の極性のものを上下に離間して配置し、両組の永久磁
石が流れの横方向に整合し、それぞれ極性が逆であるこ
とを特徴とする、金属ストリップ連続鋳造方法。 - 【請求項１５】 溶融金属が溶鋼である、請求項１４に
記載の金属ストリップ連続鋳造方法。 - 【請求項１６】 導管が溶融金属を金属供給ノズルに供
給する浸漬入口ノズルとして働く、請求項１４又は１５
に記載の金属ストリップ連続鋳造方法。 - 【請求項１７】 遅延力を、ひいては導管を通る溶融金
属流の速度を制御するよう磁界を調節する、請求項１４
乃至１６のいずれかに記載の金属ストリップ連続鋳造方
法。 - 【請求項１８】 溶融金属流をシート状の流れに形成す
る細長断面の導管と、導管を横方向に通って延びて導管
に沿ってほぼ正弦曲線状に変化する磁界を発生させて、
磁界と相互作用する電流を溶融金属流に誘導して溶融金
属流を遅延させる力を生み出す磁界発生器とで構成する
ことを特徴とする、鋳造機への溶融金属流を遅延させる
装置。 - 【請求項１９】 磁界発生装置を、導管の両側にそれぞ
れ一組ずつ配した二組の対向する磁界誘導部で構成し、
各組の磁界誘導部は相次いで逆の極性のものを導管に沿
って離間して配置し、両組の磁界誘導部を流れの横方向
に整合させ、それぞれ極性を逆とした、請求項１８に記
載の鋳造機への溶融金属流を遅延させる装置。 - 【請求項２０】 磁界発生装置を、磁界誘導部を構成す
る磁極端を有した二組の永久磁石で構成する、請求項１
９に記載の鋳造機への溶融金属流を遅延させる装置。 - 【請求項２１】 相対動で両者間の間隙が変わるよう、
二組の永久磁石を取付けた、請求項２０に記載の鋳造機
への溶融金属流を遅延させる装置。 - 【請求項２２】 相対動で一方の組の永久磁石が他方の
組の永久磁石に対して向きが変わるよう、二組の永久磁
石を取付けた、請求項２０に記載の鋳造機への溶融金属
流を遅延させる装置。 - 【請求項２３】 磁界発生装置を更には、永久磁石と組
合わせて、永久磁石によって発生した磁界を補足及び調
節するよう作動可能な二組の電磁石で構成した、請求項
１９に記載の鋳造機への溶融金属流を遅延させる装置。 - 【請求項２４】 間にロール間隙を形成する一対の鋳造
ロールと、ロール間隙に溶融金属を供給してロール間隙
直上の鋳造ロール表面に支持された鋳造溜めを形成する
金属供給ノズルと、鋳造ロールを相反方向に回転させて
ロール間隙から下方に凝固金属ストリップを送出する鋳
造ロール駆動手段と、シート状の降下流として溶融金属
を金属供給ノズルに供給する細長断面の垂直導管を含む
供給手段と、降下流を通してほぼ水平に延び降下流の方
向にほぼ正弦曲線状に変化する磁界を発生させ、磁界と
相互作用する電流を誘導させて降下流に降下動遅延力を
生じさせる磁界発生手段とで金属ストリップ連続鋳造装
置を構成し、前記磁界発生手段を、導管の両側にそれぞ
れ一組ずつ配した二組の永久磁石で構成し、各組の永久
磁石は相次いで逆の極性のものを導管に沿って上下に離
間して配置し、両組の磁界誘導部を流れの横方向に整合
させ、それぞれ極性を逆としたことを特徴とする金属ス
トリップ連続鋳造装置。 - 【請求項２５】 導管が溶融金属を金属供給ノズルに供
給する浸漬入口ノズルとして働く、請求項２４に記載の
金属ストリップ連続鋳造装置。 - 【請求項２６】 二組の永久磁石を、相対動で両者間の
間隙が変わるよう取付けた、請求項２４又は２５に記載
の金属ストリップ連続鋳造装置。 - 【請求項２７】 二組の永久磁石を、相対動で一方の組
の永久磁石が他方の組の永久磁石に対して向きが変わる
よう取付けた、請求項２４に記載の金属ストリップ連続
鋳造装置。 - 【請求項２８】 磁界発生装置を更には、永久磁石と組
合わせて、永久磁石によって発生した磁界を補足及び調
節するよう作動可能な二組の電磁石で構成した、請求項
２４に記載の金属ストリップ連続鋳造装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPN9539A AUPN953996A0 (en) | 1996-04-29 | 1996-04-29 | Magnetic braking |
| AU2507 | 1996-09-23 | ||
| AU9539 | 1996-09-23 | ||
| AUPO2507A AUPO250796A0 (en) | 1996-09-23 | 1996-09-23 | Modulated magnetic braking |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1029044A true JPH1029044A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=25645163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9095914A Pending JPH1029044A (ja) | 1996-04-29 | 1997-04-14 | 鋳造機への溶融金属流を遅延させる方法及び装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5934358A (ja) |
| EP (1) | EP0810047A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1029044A (ja) |
| KR (1) | KR970069195A (ja) |
| CN (1) | CN1072050C (ja) |
| AU (1) | AU714976B2 (ja) |
| CA (1) | CA2201039A1 (ja) |
| TW (1) | TW338734B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007534492A (ja) * | 2003-12-18 | 2007-11-29 | エス・エム・エス・デマーク・アクチエンゲゼルシャフト | 連続鋳造型の磁気ブレーキ |
| JP2011529795A (ja) * | 2008-08-07 | 2011-12-15 | ティーエムティー タッピング−メジャリング−テクノロジー ゲゼルシャフトミット ベシュレンクテル ハフツング | 例えば溶鉱炉および溶解炉などの冶金の容器の湯出しのときに、磁場によって、溶融流れの流速を調整するための及び溶融流れを減速させるための方法及び装置 |
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| SE509112C2 (sv) * | 1997-04-18 | 1998-12-07 | Asea Brown Boveri | Anordning vid kontinuerlig gjutning av två ämnen i parallell |
| US7984749B2 (en) * | 2003-12-18 | 2011-07-26 | Sms Siemag Ag | Magnetic device for continuous casting mold |
| DE102008036791A1 (de) * | 2008-08-07 | 2010-02-11 | Tmt Tapping-Measuring-Technology Gmbh | Verfahren und Schmelzekanäle zur Unterbrechung und Wiederherstellung des Schmelzestroms von Eisen- und Metallschmelzen, insbesondere in Stichlochkanälen von Hochöfen und Abflusskanälen von Schmelzöfen |
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| CN110315042B (zh) * | 2019-08-14 | 2020-09-04 | 燕山大学 | 一种用于水平连铸精密白铜合金管的搅拌装置 |
| CN111017782B (zh) * | 2020-01-17 | 2021-07-06 | 南京工程学院 | 一种固定气隙型电梯用永磁涡流制动装置 |
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