(57)【要約】【課題】  鋳型の幅方向の全体に亘って、溶鋼の下向きの流速を適切に低減することができる電磁ブレーキ装置を提供する。【解決手段】  鉄心１１２、１２２をＺ軸方向に沿って見た場合に、鉄心１１２、１２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１の長さが、基端面Ｐ１２、Ｐ２２の長さを下回り、且つ、鉄心１１２の何れの位置を第１の位置としても、当該第１の位置における、鉄心１１２のＸ軸方向の長さは、当該第１の位置よりも基端面Ｐ１２、Ｐ２２側の第２の位置における、鉄心１１２のＸ軸方向の長さ以下になるように電磁ブレーキ装置１００を構成する。【選択図】  図１
2020006420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造設備の鋳型の内部の溶鋼の下向きの流速を低減させるための電磁ブレーキ装置であって、
前記鋳型を介して第１の方向において相互に対向する位置に配置される２つの電磁石と、支持フレームと、を有し、
前記２つの電磁石は、鉄心と、当該鉄心に対して巻き回されるコイルとを有し、
前記支持フレームは、軟磁性材料を用いて構成され、前記鉄心と磁気的に結合した状態で、前記第１の方向および第２の方向により定まる仮想的な平面において、前記鋳型および前記電磁石を取り巻くように周回し、
前記鉄心の先端面の第２の方向の長さは、前記鉄心の基端面の第２の方向の長さを下回り、且つ、前記鉄心の何れの位置を第１の位置としても、当該第１の位置における、前記鉄心の第２の方向の長さは、当該第１の位置よりも前記基端面側の第２の位置における、前記鉄心の第２の方向の長さ以下であり、
前記第１の方向は、前記鋳型の厚み方向であり、
前記第２の方向は、前記鋳型の幅方向であり、
前記鉄心の先端面は、前記鉄心の第１の方向の両端面のうち、前記鋳型に近い方の面であり、
前記鉄心の基端面は、前記鉄心の前記第１の方向の両端面のうち、前記鋳型から遠い方の面であることを特徴とする電磁ブレーキ装置。
【請求項２】
前記鉄心を第３の方向に沿って見た場合に、前記鉄心の形状が、前記第２の方向の両側のそれぞれにおいて、前記鉄心の先端面が階段の上端面となり、前記鉄心の基端面が下端面となる階段形状であり、
前記第３の方向は、前記鋳型の高さ方向であることを特徴とする請求項１に記載の電磁ブレーキ装置。
【請求項３】
前記鉄心を第３の方向に沿って見た場合に、前記鉄心の形状が、前記第２の方向の両側のそれぞれにおいて、前記基端面から前記先端面に向かって先細りとなるように傾斜するテーパ状であり、
前記第３の方向は、前記鋳型の高さ方向であることを特徴とする請求項１に記載の電磁ブレーキ装置。
【請求項４】
前記鉄心を前記第３の方向に沿って見た場合に、前記鉄心の形状が、前記第２の方向の両側のそれぞれにおいて、前記基端面から前記先端面に向かって、一定の傾斜角で先細り、または、前記先端面に近い位置であるほど前記第２の方向の単位長さの変化に対する前記第１の方向の長さの変化が大きくなるように傾斜するテーパ状であることを特徴とする請求項３に記載の電磁ブレーキ装置。
【請求項５】
前記鉄心の先端面の第３の方向の長さは、前記鉄心の基端面の第３の方向の長さを下回り、且つ、前記鉄心の何れの位置を第３の位置としても、当該第３の位置における、前記鉄心の第３の方向の長さは、当該第３の位置よりも前記基端面側の第４の位置における、前記鉄心の第３の方向の長さ以下であり、
前記第３の方向は、前記鋳型の高さ方向であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電磁ブレーキ装置。
【請求項６】
前記鉄心を前記第２の方向に沿って見た場合に、前記鉄心の形状が、前記第３の方向の両側のそれぞれにおいて、前記鉄心の先端面が階段の上端面となり、前記鉄心の基端面が下端面となる階段形状であることを特徴とする請求項５に記載の電磁ブレーキ装置。
【請求項７】
前記鉄心を前記第２の方向に沿って見た場合に、前記鉄心の形状が、前記第３の方向の両側のそれぞれにおいて、前記基端面から前記先端面に向かって先細りとなるように傾斜するテーパ状であることを特徴とする請求項５に記載の電磁ブレーキ装置。
【請求項８】
前記鉄心を前記第２の方向に沿って見た場合に、前記鉄心の形状が、前記第３の方向の両側のそれぞれにおいて、前記基端面から前記先端面に向かって、一定の傾斜角で先細り、または、前記先端面に近い位置であるほど前記第３の方向の単位長さの変化に対する前記第１の方向の長さの変化が大きくなるように傾斜するテーパ状であることを特徴とする請求項７に記載の電磁ブレーキ装置。
【請求項９】
前記鉄心の先端面の前記第２の方向の長さは、前記鋳型の最大鋳造幅以上であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の電磁ブレーキ装置。
【請求項１０】
前記２つの電磁石が有する前記鉄心の前記第１の方向の間隔は、前記コイルの、前記鋳型に最も近い位置にある部分と、前記支持フレームとの間の前記第２の方向の距離以下であることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の電磁ブレーキ装置。
【請求項１１】
前記コイルの、前記鋳型から最も遠い位置にある部分と、前記支持フレームとの間の前記第２の方向の距離は、前記２つの電磁石が有する前記鉄心の前記第１の方向の間隔以上であることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の電磁ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁ブレーキ装置に関し、特に、連続鋳造設備における鋳型の下方に介在物が進入するのを抑制するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は、鋳片を製造する際に用いられる連続鋳造設備の概略構成の一例を示す図である。尚、各図において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、各図の向きを示す。○の中に●が付されているものは、紙面の奥側から手前側に向かう方向を示し、○の中に×が付されているものは、紙面の手前側から奥側に向かう方向を示す。また、各図において、説明および表記の都合上、説明に必要な部分のみを必要に応じて簡略化または省略化して示す。
【０００３】
図６（ａ）は、連続鋳造設備を、その軸を通り、鋳型６３０の幅方向（Ｘ軸方向）および鋳型６３０の高さ方向（Ｚ軸方向）に沿うように切った場合の概略構成を示す。図６（ｂ）は、連続鋳造設備を、その軸を通り、鋳型６３０の厚み方向（Ｙ軸方向）および鋳型６３０の高さ方向（Ｚ軸方向）に沿うように切った場合の概略構成を示す。
【０００４】
図６において、連続鋳造機は、タンディッシュ６１０と、浸漬ノズル６２０と、鋳型（モールド）６３０と、ピンチロール６４１〜６４４と、電磁ブレーキ装置６５０とを有する。
【０００５】
タンディッシュ６１０は、取鍋から供給された溶鋼（金属溶湯）Ｍを一時的に貯留する。
鋳型６３０は、タンディッシュ６１０と間隔を有して、タンディッシュ６１０の下方に配置される。鋳型６３０は、例えば、２つの短辺部６３１、６３２と、２つの長辺部６３３、６３４と、を有する。２つの短辺部６３１、６３２は、鋳型６３０の幅方向（Ｘ軸方向）において相互に対向するように間隔を有して配置される。２つの長辺部６３３、６３４は、鋳型６３０の厚み方向（Ｙ軸方向）において相互に対向するように間隔を有して配置される。２つの長辺部６３３、６３４と２つの短辺部６３１、６３２とにより囲まれる領域は、中空の直方体形状の領域になる。この領域が、鋳型６３０の内部の領域になる。
【０００６】
浸漬ノズル６２０は、タンディッシュ６１０に貯留されている溶鋼Ｍを鋳型６３０の内部に注入する。浸漬ノズル６２０は、その基端がタンディッシュ６１０の底面に位置すると共に、先端側の所定の領域が鋳型６３０の内部に位置するように配置される。また、浸漬ノズル６２０の内部とタンディッシュ６１０の内部は連通している。尚、タンディッシュ６１０から浸漬ノズル６２０に供給される溶鋼Ｍの供給量は、スライディングノズルまたはストッパーにより調節される。
【０００７】
鋳型６３０の内部の溶鋼にはパウダー６６０が随時添加される。パウダー６６０の薄膜は、鋳型６３０の内部の溶鋼の表面に加え、鋳型６３０の内壁面と凝固殻６７１、６７２との間にも存在する。このようにしてパウダー６６０を添加することにより、溶鋼の保温と、溶鋼の酸化の防止と、溶鋼中の介在物の吸収と、凝固殻６７１、６７２の潤滑性の確保と、溶鋼の熱の抜熱の調整とを行う。
【０００８】
鋳型６３０から下方に引き出された鋼の搬送経路に沿うように、複数対のピンチロール６４１〜６４４が配置される。尚、図６では、二対のピンチロール６４１〜６４４のみを示す。しかしながら、実際には、搬送経路の長さに応じて、より多くのピンチロールが配置される。ピンチロール６４１〜６４４の外側には、不図示の複数の冷却スプレーが配置される。複数の冷却スプレーは、鋳型６３０から下方に引き出された鋼を冷却するための冷却水を当該鋼に対して噴射する。
【０００９】
このように、鋳型６３０の内部の注入された溶鋼は、鋳型６３０で冷却され、その表面から凝固殻６７１、６７２が形成されて凝固する。表面は凝固殻６７１、６７２となっているが内部は凝固していない鋼が、ピンチロール６４１〜６４４によって挟まれながら鋳型６３０の下端部から連続的に引き出される。このようにして鋳型６３０から引き出される過程で、冷却スプレーから噴射される冷却水によって鋼の冷却を進めることで、内部まで鋼を凝固させる。このようにして凝固した鋼は、連続鋳造機の下流側で所定の大きさに切断され、スラブ、ブルーム、ビレット等、断面の形状が異なる鋳片が製造される。
【００１０】
以上のようにして連続鋳造機で鋳片を製造する際に、気泡やアルミナ等の介在物が溶鋼の流動によって溶鋼の表面に浮上せず（パウダー６６０に吸着されず）溶鋼の内部に進入し、その状態で鋼が鋳型６３０から引き出されると、当該介在物に起因して鋳片の内部に欠陥が生じる。この欠陥は、鋼材の機械的特性を低下させる等、鋼材の品質に影響を及ぼす。
【００１１】
そこで、浸漬ノズル６２０から鋳型６３０の内部に溶鋼が注入されることにより生じる下向き（Ｚ軸の負の方向）の溶鋼の流速を低減させるために電磁ブレーキ装置６５０が配置される。電磁ブレーキ装置６５０は、２つの電磁石６５１と、６５２を有する。図６（ｂ）に示すように、電磁石６５１と、６５２は、鋳型６３０の厚み方向（Ｙ軸方向）において鋳型６３０の長辺部６３３、６３４を介して相互に対向するように間隔を有して配置される。電磁石６５１、６５２は、同じ構成を有するもので実現することができ、それぞれ、コイルおよび鉄心を有する。この電磁石によって導電体である溶鋼に直流磁界を印加すると、溶鋼の進行方向とは逆向きの電磁力を溶鋼に作用させることができる。従って、溶鋼の下向きの流速を低減させる領域と、鋳型６３０の高さ方向（Ｚ軸方向）の位置を合わせて電磁石６５１と、６５２を配置することにより、溶鋼の下向きの流速を低減させることができる。
【００１２】
電磁ブレーキ装置６５０によって溶鋼の内部に発生する磁束密度を高くすれば、前述した電磁力を高めることができ、溶鋼の下向きの流速を低減させる効果を大きくすることができる。そこで、特許文献１に記載の技術には、電磁石６５１と、６５２を構成する鉄心として、鋳型６３０の幅方向（Ｘ軸方向）に垂直な断面の形状がコの字状の鉄心であって、当該断面が、先端部から根元部になるにつれて大きくなる形状を有する鉄心を用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−１９７９５１号公報
【特許文献２】特開平５−１２３８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、電磁石６５１と、６５２（鉄心）の、鋳型６３０の幅方向（Ｘ軸方向）の端部付近では、磁束の漏れが生じる。このため、電磁ブレーキ装置６５０では、鋳型６３０の内部にある溶鋼の、鋳型６３０の幅方向（Ｘ軸方向）の端部付近の領域における磁束密度が低下する。特許文献１に記載の技術では、溶鋼に発生する磁束密度を高くすることだけを考慮しており、鋳型６３０の幅方向（Ｘ軸方向）の端部付近の領域における磁束の漏れについての検討がなされていない。従って、特許文献１に記載の技術では、鋳型６３０の内部にある溶鋼の、鋳型６３０の幅方向（Ｘ軸方向）の端部付近の領域における磁束密度の低下を抑制することが容易ではない。このため、鋳型６３０の幅方向（Ｘ軸方向）の全体に亘って、溶鋼の下向きの流速を適切に低減することが容易ではない。特に、特許文献２に記載の技術のように、電磁ブレーキを支持するための支持フレームを、軟磁性材料（軟質磁性材料）を用いて構成し、支持フレームを鉄心の一部として使用する構成の電磁ブレーキ装置では、電磁石６５１と、６５２（鉄心）の、鋳型６３０の幅方向（Ｘ軸方向）の端部付近から発生する磁束が、支持フレームの方向に向かい易くなるため、磁束の漏れが大きくなる。
【００１５】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、鋳型の幅方向の全体に亘って、溶鋼の下向きの流速を適切に低減することができる電磁ブレーキ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の電磁ブレーキ装置は、連続鋳造設備の鋳型の内部の溶鋼の下向きの流速を低減させるための電磁ブレーキ装置であって、前記鋳型を介して第１の方向において相互に対向する位置に配置される２つの電磁石と、支持フレームと、を有し、前記２つの電磁石は、鉄心と、当該鉄心に対して巻き回されるコイルと、を有し、前記支持フレームは、軟磁性材料を用いて構成され、前記鉄心と磁気的に結合した状態で、前記第１の方向および第２の方向により定まる仮想的な平面において、前記鋳型および前記電磁石を取り巻くように周回し、前記鉄心の先端面の第２の方向の長さは、前記鉄心の基端面の第２の方向の長さを下回り、且つ、前記鉄心の何れの位置を第１の位置としても、当該第１の位置における、前記鉄心の第２の方向の長さは、当該第１の位置よりも前記基端面側の第２の位置における、前記鉄心の第２の方向の長さ以下であり、前記第１の方向は、前記鋳型の厚み方向であり、前記第２の方向は、前記鋳型の幅方向であり、前記鉄心の先端面は、前記鉄心の第１の方向の両端面のうち、前記鋳型に近い方の面であり、前記鉄心の基端面は、前記鉄心の前記第１の方向の両端面のうち、前記鋳型から遠い方の面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、鋳型の幅方向の全体に亘って、溶鋼の下向きの流速を適切に低減することができる電磁ブレーキ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電磁ブレーキ装置の構成の第１の例を示す図である。
【図２】漏れ磁束による磁力線の一例を概念的に示す図である。
【図３】磁束密度と幅方向位置との関係の一例を示す図である。
【図４】電磁ブレーキ装置の構成の第２の例を示す図である。
【図５】電磁ブレーキ装置の構成の第３の例を示す図である。
【図６】連続鋳造設備の概略構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。尚、各図において、図６に示す構成と同一の部分については、図６に付した符号と同一の符号を付す。また、以下の説明では、鋳型６３０の高さ方向を必要に応じてＺ軸方向、鋳型６３０の幅方向（鋳型６３０をその高さ方向に垂直な方向に切った場合の断面の長辺に沿う方向）を必要に応じてＸ軸方向、鋳型６３０の厚み方向（鋳型６３０をその高さ方向に垂直な方向に切った場合の断面の短辺に沿う方向）を必要に応じてＹ軸方向と称する。
【００２０】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態を説明する。図１は、電磁ブレーキ装置１００の構成の一例を鋳型６３０と共に示す図である。図１（ａ）は、Ｚ軸方向に垂直な方向に切った場合の電磁ブレーキ装置１００の概略構成の一例を示す。図１（ｂ）は、Ｘ軸方向に垂直な方向に切った場合の電磁ブレーキ装置１００の概略構成の一例を示す。
【００２１】
図１において、鋳型６３０は、図６に示したものと同じであり、公知の鋳型で実現することができる。鋳型６３０の短辺部６３１、６３２には、それぞれ油圧駆動機構１４１、１４２が取り付けられる。油圧駆動機構１４１、１４２は、Ｘ軸方向における短辺部６３１、６３２の位置を調整するためのものである。短辺部６３１、６３２のＸ軸方向における位置を調整することにより、鋳造幅が調整される。図１に示すＸ軸方向における短辺部６３１、６３２の位置は、鋳型６３０の最大鋳造幅Ｘ２のときの位置であるものとする。鋳型６３０の最大鋳造幅Ｘ２は、設計上、鋳型６３０において鋳造することができる鋳片の幅（Ｘ軸方向の長さ）の最大値である。即ち、鋳型６３０の最大鋳造幅Ｘ２は、Ｘ軸方向における短辺部６３１、６３２の内壁面の間隔の最大値である。従って、短辺部６３１を、図１（ａ）に示す位置よりもＸ軸の負の方向側の位置に移動させて鋳造することはできず、同様に、短辺部６３２を、図１（ａ）に示す位置よりもＸ軸の正の方向側の位置に移動させて鋳造することはできないものとする。尚、油圧駆動機構１４１、１４２は、公知のもので実現することができる（特許文献２を参照）。
【００２２】
電磁ブレーキ装置１００は、電磁石１１０、１２０と、支持フレーム１３０とを有する。
電磁石１１０、１２０は、Ｙ軸方向において鋳型６３０の長辺部６３３、６３４を介して相互に対向するように間隔を有して配置される。電磁石１１０と、１２０は、連続鋳造設備の軸（鋳型６３０の軸）を回転軸として略２回対称となる位置に配置される。ここで、連続鋳造設備の軸（鋳型６３０の軸）は、図１（ａ）において鋳型６３０の内部の矩形の中心を通り、Ｚ軸方向に延びる軸である。電磁石１１０は、コイル１１１と、鉄心１１２とを有する。電磁石１２０は、コイル１２１と、鉄心１２２とを有する。
【００２３】
鉄心１１２は、鋳型６３０（の長辺部６３３）と間隔を有して相互に対向する位置に配置される。
図１（ａ）に示すように、鉄心１１２の先端面Ｐ１１のＸ軸方向の長さは、基端面Ｐ１２のＸ軸方向の長さを下回り、且つ、鉄心１１２の何れの位置を第１の位置としても、当該第１の位置における、鉄心１１２のＸ軸方向の長さは、第２の位置における、鉄心１１２のＸ軸方向の長さ以下になる。ここで、鉄心１１２の先端面Ｐ１１は、鉄心１１２のＹ軸方向の両端面のうち、鋳型６３０（の長辺部６３３）に近い方の面である。一方、鉄心１１２の基端面Ｐ１２は、鉄心１１２のＹ軸方向の両端面のうち、鋳型６３０（の長辺部６３３）から遠い方の面である。また、第２の位置は、鉄心１１２の位置であって、第１の位置よりも基端面Ｐ１２側にある位置である。
また、図１（ｂ）に示すように、鉄心１１２の先端面Ｐ１１のＺ軸方向の長さは、基端面Ｐ１２のＺ軸方向の長さを下回り、且つ、鉄心１１２の何れの位置を第３の位置としても、当該第３の位置における、鉄心１１２のＺ軸方向の長さは、第４の位置における、鉄心１１２のＺ軸方向の長さ以下になる。ここで、第４の位置は、鉄心１１２の位置であって、第３の位置よりも基端面Ｐ１２側にある位置である。
【００２４】
本実施形態では、鉄心１１２は、先端側鉄心部１１２ａと、基端側鉄心部１１２ｂとを有する。先端側鉄心部１１２ａおよび基端側鉄心部１１２ｂは、直方体形状を有する。先端側鉄心部１１２ａのＸ軸方向の長さは、基端側鉄心部１１２ｂのＸ軸方向の長さを下回り、先端側鉄心部１１２ａのＺ軸方向の長さは、基端側鉄心部１１２ｂのＺ軸方向の長さを下回る。また、先端側鉄心部１１２ａの中心のＸ軸方向およびＺ軸方向の位置と基端側鉄心部１１２ｂの中心のＸ軸方向およびＺ軸方向の位置は、略同じである。また、先端側鉄心部１１２ａのＹ軸方向の両端面のうちの一方の端面と、基端側鉄心部１１２ｂのＹ軸方向の両端面のうちの一方の端面は相互に接触する。
【００２５】
以上のようにして先端側鉄心部１１２ａおよび基端側鉄心部１１２ｂを構成することにより、図１（ａ）に示すように、鉄心１１２をＺ軸方向に沿って見た（Ｚ軸方向から見た（Ｘ軸およびＹ軸により定まるＸ−Ｙ面を見た））場合に、鉄心１１２の形状は、Ｘ軸方向の両側のそれぞれにおいて、鉄心１１２の先端面Ｐ１１が（階段の）上端面となり、基端面Ｐ１２が（階段の）下端面となる２段の階段形状になる。同様に、図１（ｂ）に示すように、鉄心１１２をＸ軸方向に沿って見た（Ｘ軸方向から見た（Ｙ軸およびＺ軸により定まるＹ−Ｚ面を見た））場合に、鉄心１１２の形状は、Ｚ軸方向の両側のそれぞれにおいて、鉄心１１２の先端面Ｐ１１が（階段の）上端面となり、基端面Ｐ１２が（階段の）下端面となる２段の階段形状になる。
【００２６】
先端側鉄心部１１２ａと、基端側鉄心部１１２ｂは、軟磁性材料を用いて構成される。先端側鉄心部１１２ａと、基端側鉄心部１１２ｂは、例えば、複数の電磁鋼板を積み重ねることにより構成される。先端側鉄心部１１２ａと、基端側鉄心部１１２ｂは、磁気的に結合されていれば、一体となっていても、別々の物体であってもよい。
【００２７】
コイル１１１は、鉄心１１２に対して巻き回される。鉄心１１２に対して巻き回すコイル１１１の巻き数は特に限定されないが、巻き数を多くすると、起磁力を大きくすることができ、電磁石１１０から発生する磁束の磁束密度を高めることができる（起磁力Ｖｍは、コイルに流れる電流Ｉとコイルの巻き数Ｎとの積で表される（Ｖｍ＝Ｉ×Ｎ））。従って、例えば、溶鋼に付与する磁束密度の設計値に応じてコイル１１１の巻き数を決定することができる。また、コイル１１１のうち、先端側鉄心部１１２ａに対して巻き回される部分の巻き数と基端側鉄心部１１２ｂに対して巻き回される部分の巻き数は、例えば、先端側鉄心部１１２ａおよび基端側鉄心部１１２ｂの大きさおよび形状に応じて決定することができる。コイル１１１に直流電流を流すことにより、電磁石１１０からＹ軸方向に直流磁界を発生させる。背景技術で説明したように、この直流磁界により、溶鋼の進行方向とは逆向きの電磁力を溶鋼に作用させ、溶鋼の下向きの流速を低減させることができる。
【００２８】
本実施形態では、電磁石１１０、１２０は、同じ構成を有するもので実現されるものとする。そうすると、電磁石１２０の説明は、電磁石１１０の説明において、電磁石１１０を電磁石１２０、鉄心１１２を鉄心１２２、先端側鉄心部１１２ａを先端側鉄心部１２２ａ、基端側鉄心部１１２ｂを基端側鉄心部１２２ｂ、先端面Ｐ１１を先端面Ｐ２１、基端面Ｐ１２を基端面Ｐ２２、長辺部６３３を長辺部３４にそれぞれ置き換えたものとなる。また、コイル１２１の説明は、コイル１１１の説明において、電磁石１１０を電磁石１２０、コイル１１１をコイル１２１、鉄心１１２を鉄心１２２、先端側鉄心部１１２ａを先端側鉄心部１２２ａ、基端側鉄心部１１２ｂを基端側鉄心部１２２ｂにそれぞれ置き換えたものとなる。従って、ここでは、電磁石１２０についての詳細な説明を省略する。
【００２９】
支持フレーム１３０は、電磁石１１０、１２０の位置を固定すると共に電磁石１１０、１２０の鉄心１１２、１２２と磁気的に結合され、コイル１１１、１２１に直流電流が流れると、鉄心１１２、１２２と共に閉磁路を形成する。支持フレーム１３０は、軟磁性材料を用いて構成される。支持フレーム１３０は、例えば、複数の普通鋼の構造体により構成される。また、支持フレーム１３０は、電磁石１１０、１２０を支持できる強度を有するように構成される。支持フレーム１３０は、電磁石１１０、１２０の鉄心１１２、１２２とは別のものであり、例えば、支持フレーム１３０の凹部に鉄心１１２、１２２の凸部を嵌めることにより、電磁石１１０、１２０を支持フレーム１３０に取り付けることができる。尚、図１（ａ）等では、表記および説明の都合上、支持フレーム１３０と、油圧駆動機構１４１、１４２および長辺部６３３、６３４とを離して示しているが、支持フレーム１３０には、油圧駆動機構１４１、１４２および長辺部６３３、６３４が取り付けられている。
【００３０】
図１（ａ）に示すように、支持フレーム１３０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向により定まる仮想的な平面（Ｘ−Ｙ平面）において、鋳型６３０および電磁石１１０、１２０を取り巻くように周回する構成となっている。本実施形態では、Ｚ軸方向に沿って見た場合の支持フレーム１３０の形状が、中空矩形状である場合を例に挙げて示す。支持フレーム１３０は、例えば、振動テーブルの上に取り付けられる。尚、支持フレーム１３０自体は、公知の技術で実現することができる（特許文献２等を参照）。
【００３１】
ここで、起磁力Ｖｍと磁束密度Ｂとの関係は、起磁力Ｖｍが小さい範囲では比例関係が成り立つ。従って、電磁石１１０、１２０から発生する磁束密度を高めれば、溶鋼に作用させる電磁力を大きくすることができる。よって、電磁石１１０、１２０から発生する磁束密度を高めるために、コイル１１１、１２１における起磁力Ｖｍ（コイルに流す電流およびコイルの巻き数の少なくとも何れか一方）を大きくすることが考えられる。しかしながら、起磁力Ｖｍが大きくなると、鉄心１１２、１２２は磁気飽和を起こし、起磁力Ｖｍの増加量に対する磁束密度Ｂの増加量はどんどん小さくなる。
【００３２】
そこで、起磁力Ｖｍは同じでも、少しでも鋳型６３０を貫通する磁束密度Ｂを増やす手段として、先端面Ｐ１１、Ｐ２１の周囲で多くの磁束を増やして、この２つの先端面Ｐ１１、Ｐ１２に磁束を集中させることを考える。具体的に磁束を増やすことは、磁束の定義から、磁束が通る断面積の拡大によって実現できる。本実施形態では、鉄心１１２、１２２を通る磁束の総量を多くするように、磁束が通る断面積を拡大する。
【００３３】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、鉄心１１２、１２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１は、鋳型６３０との取り合い、冶金効果上の磁場印加適正領域や最大鋳造幅Ｘ２などにより、それらのＸ軸方向およびＺ軸方向の長さの範囲が決められる。従って、この決められた２つの先端面Ｐ１１、Ｐ２１の面積の中により多くの磁束を引き込むためには、隣接する鉄心１１２ｂ、１２２ｂで多くの磁束を作り、鉄心１１２ａ、１２２ａに供給させることが必要である。鉄心１１２ａ、１２２ａは飽和状態になっており、鉄心１１２ａ、１２２ａに供給された磁束の一部は受け取られずに漏れていくが、それでも磁束の総量は供給量の増大に伴い増え、先端面Ｐ１１、Ｐ１２を抜けて鋳型６３０を貫通する。
【００３４】
しかしながら、鉄心１１２、１２２を通る磁束の総量を多くするようにしても、Ｘ軸方向の両端付近の領域における磁束の漏れ（電磁石１１０、１２０（鉄心１１２、１２２）から発生する磁束のうち、鋳型６３０の内部にある溶鋼を貫かずに、鋳型６３０の外部に漏れてしまう磁束）を低減することができない。磁束の総量の調節と漏れ磁束の低減とは直接には関係しないからである。
そこで、次に、この漏れ磁束の低減に関して説明する。図２は、漏れ磁束による磁力線の一例を概念的に示す図である。
図１（ａ）に示すように、鉄心１１２、１２２は、先端側鉄心部１１２ａ、１２２ａと基端側鉄心部１１２ｂ、１２２ｂとに段差がある。このため、基端側鉄心部１１２ｂ、１２２ｂの、Ｘ軸の正の方向側の端部側の領域における磁束は、鉄心１１２、１２２の外部よりも透磁率が高い先端側鉄心部１１２ａ、１２２ａの方向に向かう。一般に、磁束による磁力線ＦＬは、図２に示すように、曲率（曲率半径Ｒ）を有し、鉄心１１２、１２２へと直進せずに漏れた磁束の磁力線ＦＬもこの曲率を有する。ここで、このような磁束による磁力線ＦＬの或る位置における曲率半径をＲ、磁力線ＦＬの当該位置における主法線方向の単位ベクトルをｎ、空気の透磁率をμ0、磁束密度をＢとすると、磁力線ＦＬの張力Ｔは、以下の（１）式で表される。
Ｔ＝（１／Ｒ）（Ｂ2／μ0）ｎ  ・・・（１）
【００３５】
透磁率μ0は一定であり、磁束密度Ｂはコイル１１１、１２１に流す直流電流に応じて定まる。従って、磁束密度Ｂが同じで張力Ｔも同じ磁力線ＦＬは、同じ曲率（曲率半径Ｒ）で曲がって漏れることになる。このような磁力線ＦＬの性質から、本実施形態のように、鉄心１１２、１２２をＺ軸方向に沿って見た場合に、鉄心１１２、１２２の形状が階段形状になるようにすれば、鉄心１１２、１２２から出る磁束は全体的に鋳型６３０の中心寄りに向かうようになり、特に磁束が支持フレーム１３０に向かって漏れる鉄心１１２、１２２のＸ軸方向の両端では、同じ張力の磁力線ＦＬが同じ曲率で、より鋳型６３０の中心を向くようになるため、磁力線ＦＬは、支持フレーム１３０の方向に向かうよりも、鉄心１１２、１２２間を通るようになり、鉄心１１２、１２２間の磁気的結合度が上昇する。こうして、電磁石１１０、１２０から磁束が漏れる特性そのものを変化させることで、鋳型６３０を貫通する磁束を増やすことができ、磁束密度Ｂを増大させることができる。
【００３６】
以上の観点から、本実施形態では、前述したように、鉄心１１２、１２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１のＺ軸方向の長さが、基端面Ｐ１２、Ｐ２２のＺ軸方向の長さを下回り、且つ、鉄心１１２の何れの位置を第３の位置としても、当該第３の位置における、鉄心１１２のＺ軸方向の長さは、当該第３の位置よりも基端面Ｐ１２、Ｐ２２側の第４の位置における、鉄心１１２のＺ軸方向の長さ以下になるようにするだけでなく、以下の構成を採用する。即ち、鉄心１１２、１２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１のＸ軸方向の長さが、基端面Ｐ１２、Ｐ２２のＸ軸方向の長さを下回り、且つ、鉄心１１２の何れの位置を第１の位置としても、当該第１の位置における、鉄心１１２のＸ軸方向の長さは、当該第１の位置よりも基端面Ｐ１２、Ｐ２２側の第２の位置における、鉄心１１２のＸ軸方向の長さ以下になるようにする。その具体例として本実施形態では、鉄心１１２、１２２をＸ軸方向に沿って見た場合に、Ｚ軸方向の両側のそれぞれにおいて、鉄心１１２、１２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１が（階段の）上端面となり、基端面Ｐ１２、Ｐ２２が（階段の）下端面となる２段の階段形状になるようにするだけでなく、鉄心１１２、１２２をＺ軸方向に沿って見た場合に、Ｘ軸方向の両側のそれぞれにおいて、鉄心１１２、１２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１が（階段の）上端面となり、基端面Ｐ１２、Ｐ２２が（階段の）下端面となる２段の階段形状になるように鉄心１１２、１２２を構成する。
【００３７】
以上の効果を実現するために、鉄心１１２、１２２を以下のように構成するのが好ましい。
鉄心１１２、１２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１のＸ軸方向の長さＸ１が、鋳型６３０の最大鋳造幅Ｘ２以上（Ｘ１≧Ｘ２）になるようにするのが好ましく、鉄心１１２、１２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１のＸ軸方向の長さＸ１が、鉄心１１２、１２２のＹ軸方向の間隔（鉄心１１２、１２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１のＹ軸方向における距離（間隔））Ｙ１との加算値以上（Ｘ１≧Ｘ２＋Ｙ１）になるようにするのがより好ましい。鉄心１１２、１２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１から発生する磁束を、前述した曲率半径Ｒを有した状態で、鋳型６３０の中心寄りに向かわせることができ、Ｘ軸の正の方向側の端部から離れていく磁束を減らすことができるからである。尚、図１、図４、図５において、Ｘ１〜Ｘ５は、一方の鉄心（図１では鉄心１１２）に対してのみ示し、他方の鉄心（図１では鉄心１２２）に対しての図示を省略する。
【００３８】
また、鉄心１１２、１２２のＹ軸方向の間隔Ｙ１が、第１のコイル支持フレーム間距離Ｘ３以下（Ｙ１≦Ｘ３）であるのが好ましい。支持フレーム１３０への漏れ磁束を減らすことができるからである。ここで、第１のコイル支持フレーム間距離Ｘ３は、コイル１１１、１２１の、鋳型６３０に最も近い位置にある部分と、支持フレーム１３０との間のＸ軸方向の距離である。
【００３９】
また、第２の鉄心支持フレーム間距離Ｘ４が、鉄心１１２、１２２のＹ軸方向の間隔Ｙ１以上であり（Ｘ４≧Ｙ１）、且つ、鉄心１１２、１２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１のＸ軸方向の長さＸ１が、鉄心１１２、１２２の基端面Ｐ１２、Ｐ２２のＸ軸方向の長さＸ５未満（Ｘ１＜Ｘ５）であるのが好ましい。ここで、第２の鉄心支持フレーム間距離Ｘ４は、コイル１１１、１２１の、鋳型６３０から最も遠い位置にある部分と、支持フレーム１３０との間のＸ軸方向の距離である。前述した曲率半径Ｒが同じ磁力線を、より鋳型６３０の中心寄りに向かわせ、支持フレーム１３０へと漏れる磁束を低減できるからである。磁力線ＦＬは、エネルギー最小化の原理から張力Ｔはできるだけ小さく（曲率半径Ｒはできるだけ大きくなる）なろうとする。従って、これまで漏れていた磁束が鋳型６３０の中心寄りに向きが変わったことで支持フレーム１３０へと漏れていくためには、張力Ｔが大きく（曲率半径Ｒが小さく）なるため、より大きいエネルギーを要求することになり、磁束は容易には漏れにくくなる。第２の鉄心支持フレーム間距離Ｘ４が、鉄心１１２、１２２のＹ軸方向の間隔Ｙ１との間で、前述した不等号の関係を保つようにしていれば、前述した鉄心１１２、１２２間の磁気的結合度を上げる効果を維持することができる。また、第２の支持フレーム間距離Ｘ４と、鉄心１１２、１２２のＹ軸方向の間隔Ｙ１との関係は、例えば、設備の制約からも定められる。また、第２の鉄心支持フレーム間距離Ｘ４を小さくし過ぎると、基端側鉄心部１１２ｂ、１２２ｂにコイル１１１、１２１を巻き回せなくなる。言い換えると、基端側鉄心部１１２ｂ、１２２ｂにコイル１１１、１２１を巻き回せる範囲内で（Ｘ４≧Ｙ１を満たす範囲で）、鉄心１１２、１２２の段差（傾き）を可及的に大きくする（鉄心１１２、１２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１のＸ軸方向の長さＸ１よりも鉄心１１２、１２２の基端面Ｐ１２、Ｐ２２のＸ軸方向の長さＸ５を可及的に大きくする）のが好ましい。
【００４０】
図３は、磁束密度と幅方向位置との関係の一例を示す図である。幅方向位置のＹ軸方向の位置は、鋳型６３０のＹ軸方向の中心の位置であり、幅方向位置のＺ軸方向の位置は、鉄心１１２、１２２のＺ軸方向の中心の位置であり、このようなＹ軸方向およびＺ軸方向の位置のＸ軸方向における各位置が幅方向位置である。図３において、Ｃは、鋳型６３０のＸ軸方向の中心の位置を示す。Ｅ１、Ｅ２は、鋳型６３０の短辺部６３１、６３２の内壁面のＸ軸方向の位置を示す。即ち、位置Ｅ１〜Ｅ２の領域が、鋳型６３０の内部の領域であることを示す。
【００４１】
グラフ３１０は、発明例の結果を示し、グラフ３２０は、比較例の結果を示す。発明例の電磁ブレーキ装置は、本実施形態の電磁ブレーキ装置１００である。比較例の電磁ブレーキ装置は、基端側鉄心部１１２ｂ、１２２ｂを先端側鉄心部１１２ａ、１２２ａに置き換えて構成したものである。即ち、比較例の電磁ブレーキ装置の鉄心およびコイルは、そのＹ軸方向に垂直な断面のＸ軸方向の長さが一定の鉄心である。鉄心およびコイル以外の条件は、発明例と比較例とで異なる点はない。
【００４２】
図３に示すように、比較例では、磁束密度の最大値がＢ１（この値に到達する前から飽和状態になっている）であるのに対し、発明例では磁束密度の最大値がＢ２となり、磁束の飽和状態になっているにもかかわらず、磁束密度を大幅に上昇させることができている。また、発明例では、比較例に比べて位置Ｅ１、Ｅ２付近における磁束密度の低下を抑制できていることが分かる。
【００４３】
以上のように本実施形態では、鉄心１１２、１２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１のＸ軸方向の長さが、基端面Ｐ１２、Ｐ２２のＸ軸方向の長さを下回り、且つ、鉄心１１２の何れの位置を第１の位置としても、当該第１の位置における、鉄心１１２のＸ軸方向の長さは、当該第１の位置よりも基端面Ｐ１２、Ｐ２２側の第２の位置における、鉄心１１２のＸ軸方向の長さ以下になるように電磁ブレーキ装置１００を構成する。従って、鋳型６３０のＸ軸方向の全体に亘って、溶鋼の下向きの流速を適切に低減することができる電磁ブレーキ装置を提供することができる。
また、本実施形態では、鉄心１１２、１２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１のＺ軸方向の長さが、基端面Ｐ１２、Ｐ２２のＺ軸方向の長さを下回り、且つ、鉄心１１２の何れの位置を第３の位置としても、当該第３の位置における、鉄心１１２のＺ軸方向の長さは、当該第３の位置よりも基端面Ｐ１２、Ｐ２２側の第４の位置における、鉄心１１２のＺ軸方向の長さ以下になるように電磁ブレーキ装置１００を構成する。従って、鉄心１１２、１２２を通る磁束の総量をより多くすることができる。これにより、溶鋼中の磁束密度を高くすることができ、溶鋼に作用させる電磁力をより大きくすることができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。前述した第１の実施形態では、鉄心１１２、１２２を階段状に構成することにより、鉄心１１２、１２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さが、基端面Ｐ１２、Ｐ２２のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さを下回り、且つ、鉄心１１２の何れの位置を第１の位置・第３の位置としても、当該第１の位置・第３の位置における、鉄心１１２のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さは、当該第１の位置・当該第３の位置よりも基端面Ｐ１２、Ｐ２２側の第２の位置・第４の位置における、鉄心１１２のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さ以下になるようにする場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、鉄心を直線テーパ（線形テーパ）状に構成することにより鉄心の先端面のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さが、基端面のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さを下回り、且つ、鉄心の何れの位置を第１の位置・第３の位置としても、当該第１の位置・第３の位置における、鉄心のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さは、当該第１の位置・当該第３の位置よりも基端面側の第２の位置・第４の位置における、鉄心のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さ以下になるようにする場合について説明する。このように本実施形態と第１の実施形態は、電磁ブレーキ装置の電磁石の鉄心の形状が異なることによる構成が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図３、図６に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００４５】
図４は、電磁ブレーキ装置４００の構成の一例を鋳型６３０と共に示す図である。図４（ａ）は、Ｚ軸方向に垂直な方向に切った場合の電磁ブレーキ装置４００の概略構成の一例を示す。図４（ｂ）は、Ｘ軸方向に垂直な方向に切った場合の電磁ブレーキ装置４００の概略構成の一例を示す。
【００４６】
電磁ブレーキ装置４００は、電磁石４１０、４２０と、支持フレーム１３０とを有する。
電磁石４１０、４２０は、Ｙ軸方向において鋳型６３０の長辺部６３３、６３４を介して相互に対向するように間隔を有して配置される。電磁石４１０と、４２０は、連続鋳造設備の軸（鋳型６３０の軸）を回転軸として略２回対称となる位置に配置される。電磁石４１０は、コイル４１１と、鉄心４１２とを有する。電磁石４２０は、コイル４２１と、鉄心４２２とを有する。
【００４７】
鉄心４１２は、鋳型６３０（の長辺部６３３）と間隔を有して対向する位置に配置される。
図４（ａ）に示すように、鉄心４１２の先端面Ｐ３１のＸ軸方向の長さは、基端面Ｐ３２のＸ軸方向の長さを下回り、且つ、鉄心４１２の何れの位置を第１の位置としても、当該第１の位置における、鉄心４１２のＸ軸方向の長さは、当該第１の位置よりも基端面Ｐ３２側の第２の位置における、鉄心１１２のＸ軸方向の長さ以下になる。ここで、鉄心４１２の先端面Ｐ３１は、鉄心４１２のＹ軸方向の両端面のうち、鋳型６３０（の長辺部６３３）に近い方の面である。一方、鉄心４１２の基端面Ｐ３２は、鉄心４１２のＹ軸方向の両端面のうち、鋳型６３０（の長辺部６３３）から遠い方の面である。具体的に本実施形態では、鉄心４１２をＺ軸方向に沿って見た場合の鉄心４１２の形状が、Ｘ軸方向の両側のそれぞれにおいて、基端面Ｐ３２から先端面Ｐ３１に向かって一定の傾斜角で先細りとなるように傾斜する直線テーパ状になるようにする。
また、図４（ｂ）に示すように、鉄心４１２の先端面Ｐ３１のＺ軸方向の長さは、基端面Ｐ３２のＺ軸方向の長さを下回り、且つ、鉄心４１２の何れの位置を第３の位置としても、当該第３の位置における、鉄心４１２のＺ軸方向の長さは、当該第３の位置よりも基端面Ｐ３２側の第４の位置における、鉄心１１２のＺ軸方向の長さ以下になる。具体的に本実施形態では、鉄心４１２をＸ軸方向に沿って見た場合の鉄心４１２の形状が、Ｚ軸方向の両側のそれぞれにおいて、基端面Ｐ３２から先端面Ｐ３１に向かって一定の傾斜角で先細りとなるように傾斜する直線テーパ状になるようにする。
鉄心４１２は、軟磁性材料を用いて構成される。例えば、鉄心４１２は、複数の電磁鋼板を積み重ねることにより構成される。
コイル４１１は、鉄心４１２に対して巻き回される。
【００４８】
本実施形態では、電磁石４１０、４２０は、同じ構成を有するもので実現されるものとする。そうすると、電磁石４２０の説明は、電磁石４１０の説明において、電磁石４１０を電磁石４２０、鉄心４１２を鉄心４２２、先端面Ｐ３１を先端面Ｐ４１、基端面Ｐ３２を基端面Ｐ４２、長辺部６３３を長辺部６３４にそれぞれ置き換えたものとなる。また、コイル４２１の説明は、コイル４１１の説明において、電磁石４１０を電磁石４２０、コイル４１１をコイル４２１、鉄心４１２を鉄心４２２にそれぞれ置き換えたものとなる。従って、ここでは、電磁石４２０についての詳細な説明を省略する。
【００４９】
また、鉄心４１２、４２２の先端面Ｐ３１、Ｐ４１のＸ軸方向の長さＸ１、鋳型６３０の最大鋳造幅Ｘ２、第１のコイル支持フレーム間距離Ｘ３、第２のコイル支持フレーム間距離Ｘ４、鉄心４１２、４２２の基端面Ｐ３２、Ｐ４２のＸ軸方向の長さＸ５、鉄心１１２、１２２のＹ軸方向の間隔Ｙ１の好ましい関係は、第１の実施形態と同じである（Ｘ１≧Ｘ２、Ｘ１≧Ｘ２＋Ｙ１、Ｙ１≦Ｘ３、Ｘ４≧Ｙ１、Ｘ１＜Ｘ５）。従って、その詳細な説明を省略する。
【００５０】
以上のように本実施形態では、鉄心４１２をＺ軸方向に沿って見た場合の鉄心４１２の形状が、基端面Ｐ３２から先端面Ｐ３１に向かって一定の傾斜角で先細りとなるように傾斜する直線テーパ状になるようにする。従って、鉄心４１２、４２２の、Ｘ軸方向の両端部付近からの磁束を、鋳型６３０のＸ軸方向の中央寄りにより向かわせ易くすることができる。よって、第１の実施形態で説明した効果をより高めることができる。
【００５１】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態を説明する。本実施形態では、鉄心を曲線テーパ状に構成することにより、鉄心の先端面のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さが、基端面のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さを下回り、且つ、鉄心の何れの位置を第１の位置・第３の位置としても、当該第１の位置・第３の位置における、鉄心のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さは、当該第１の位置・当該第３の位置よりも基端面側の第２の位置・第４の位置における、鉄心のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さ以下になるようにする場合について説明する。このように本実施形態と第１、第２の実施形態は、電磁ブレーキ装置の電磁石の鉄心の形状が異なることによる構成が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第１、第２の実施形態と同一の部分については、図１〜図４、図６に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００５２】
図５は、電磁ブレーキ装置５００の構成の一例を鋳型６３０と共に示す図である。図５（ａ）は、Ｚ軸方向に垂直な方向に切った場合の電磁ブレーキ装置５００の概略構成の一例を示す。図５（ｂ）は、Ｘ軸方向に垂直な方向に切った場合の電磁ブレーキ装置５００の概略構成の一例を示す。
【００５３】
電磁ブレーキ装置５００は、電磁石５１０、５２０と、支持フレーム１３０とを有する。
電磁石５１０、５２０は、Ｙ軸方向において鋳型６３０の長辺部６３３、６３４を介して相互に対向するように間隔を有して配置される。電磁石５１０と、５２０は、連続鋳造設備の軸（鋳型６３０の軸）を回転軸として略２回対称となる位置に配置される。電磁石５１０は、コイル５１１と、鉄心５１２とを有する。電磁石５２０は、コイル５２１と、鉄心５２２とを有する。
【００５４】
鉄心５１２は、鋳型６３０（の長辺部６３３）と間隔を有して対向する位置に配置される。
図５（ａ）に示すように、鉄心５１２の先端面Ｐ５１のＸ軸方向の長さは、基端面Ｐ５２のＸ軸方向の長さを下回り、且つ、鉄心５１２の何れの位置を第１の位置としても、当該第１の位置における、鉄心５１２のＸ軸方向の長さは、当該第１の位置よりも基端面Ｐ５２側の第２の位置における、鉄心５１２のＸ軸方向の長さ以下になる。ここで、鉄心５１２の先端面Ｐ５１は、鉄心５１２のＹ軸方向の両端面のうち、鋳型６３０（の長辺部６３３）に近い方の面である。一方、鉄心５１２の基端面Ｐ５２は、鉄心５１２のＹ軸方向の両端面のうち、鋳型６３０（の長辺部６３３）から遠い方の面である。具体的に本実施形態では、鉄心５１２をＺ軸方向に沿って見た場合の鉄心５１２の形状が、Ｘ軸方向の両側のそれぞれにおいて、基端面Ｐ５２から先端面Ｐ５１に向かって先端面Ｐ５１に近い位置であるほど急峻な傾きで（Ｘ軸方向の単位長さの変化に対するＹ軸方向の長さの変化の割合が大きくなるように）先細りとなるように傾斜する曲線テーパ状になるようにする。
【００５５】
また、図５（ｂ）に示すように、鉄心５１２の先端面Ｐ５１のＺ軸方向の長さは、基端面Ｐ５２のＺ軸方向の長さを下回り、且つ、鉄心５１２の何れの位置を第３の位置としても、当該第３の位置における、鉄心５１２のＺ軸方向の長さは、当該第３の位置よりも基端面Ｐ５２側の第４の位置における、鉄心５１２のＺ軸方向の長さ以下になる。具体的に本実施形態では、鉄心５１２をＸ軸方向に沿って見た場合の鉄心５１２の形状が、Ｚ軸方向の両側のそれぞれにおいて、基端面Ｐ５２から先端面Ｐ５１に向かって先端面Ｐ５１に近い位置であるほど急峻な傾きで（Ｚ軸方向の単位長さの変化に対するＹ軸方向の長さの変化の割合が大きくなるように）先細りとなるように傾斜する曲線テーパ状になるようにする。このような曲線テーパ状にすることにより、図２に示した漏れ磁束の磁力線ＦＬについて前述したように、張力Ｔが一定の下では、磁力線ＦＬがある曲率を持って曲がっていく性質に沿って鉄心５１２の形状が構成されている点で最も優れたものとなっている。
【００５６】
テーパ状の曲線としては、例えば、一定の半径を持った円の一部や、図５（ａ）において、以下の式を満たすものでもよい。
Ｘ＝ａ−ａ／ｈ［ｂ／（ａｌｎ３）×ｌｎ（２−（Ｙ−ｈ）/ｈ）−１］（Ｙ−ｈ）
ａは、先端面Ｐ５１のＸ軸方向の中心から、先端面Ｐ５１のＸ軸方向の端までの長さである。ｂは、基端面Ｐ５２のＸ軸方向の中心（ＸＹ座標の原点とする）から、基端面Ｐ５２のＸ軸方向の端までの長さである。ｈは、先端面Ｐ５１のＸ軸方向の中心と基端面Ｐ５２のＸ軸方向の中心とを結んだ距離である。Ｘ、Ｙは、それぞれＸ軸、Ｙ軸の値である。また、ｌｎは、自然対数を示す。尚、ＸＹ座標の原点は、例えば、連続鋳造設備の軸（鋳型６３０の軸）の位置とすることもできるが、ここでは式の簡素化のために上述のようにした。また、前述した式において、Ｘ、Ｙの符号を変更することにより、鉄心５１２、５２２をＺ軸方向に沿って見た場合の鉄心５１２、５２２のＸ軸方向の両端の曲線の形状を表現することができる。さらに、前述した式で、ＸをＺに変数変換することで、ＸＹ平面と同様にＺＹ平面において、同様の曲線を与えることができる。
鉄心５１２は、軟磁性材料を用いて構成される。例えば、鉄心５１２は、複数の電磁鋼板を積み重ねることにより構成される。
コイル５１１は、鉄心５１２に対して巻き回される。
【００５７】
本実施形態では、電磁石５１０、５２０は、同じ構成を有するもので実現されるものとする。そうすると、電磁石５２０の説明は、電磁石５１０の説明において、電磁石５１０を電磁石５２０、鉄心５１２を鉄心５２２、先端面Ｐ５１を先端面Ｐ６１、基端面Ｐ５２を基端面Ｐ６２、長辺部６３３を長辺部６３４にそれぞれ置き換えたものとなる。また、コイル５２１の説明は、コイル５１１の説明において、電磁石５１０を電磁石５２０、コイル５１１をコイル５２１、鉄心５１２を鉄心５２２にそれぞれ置き換えたものとなる。従って、ここでは、電磁石５２０についての詳細な説明を省略する。
【００５８】
また、鉄心５１２、５２２の先端面Ｐ５１、Ｐ６１のＸ軸方向の長さＸ１、鋳型６３０の最大鋳造幅Ｘ２、第１のコイル支持フレーム間距離Ｘ３、第２のコイル支持フレーム間距離Ｘ４、鉄心５１２、５２２の基端面Ｐ５２、Ｐ６２のＸ軸方向の長さＸ５、鉄心１１２、１２２のＹ軸方向の間隔Ｙ１の好ましい関係は、第１の実施形態と同じである（Ｘ１≧Ｘ２、Ｘ１≧Ｘ２＋Ｙ１、Ｙ１≦Ｘ３、Ｘ４≧Ｙ１、Ｘ１＜Ｘ５）。従って、その詳細な説明を省略する。
以上のように本実施形態では、鉄心５１２をＺ軸方向に沿って見た場合の鉄心５１２の形状が、基端面Ｐ５２から先端面Ｐ５１に向かって先端面Ｐ５１に近い位置であるほど急峻な傾きで先細りとなるように傾斜する曲線テーパ状になるようにする。従って、鉄心５１２、５２２の、Ｘ軸方向の両端部付近からの磁束を、鋳型６３０のＸ軸方向の中央寄りにより一層向かわせ易くすることができる。よって、第１の実施形態で説明した効果をより一層高めることができる。
【００５９】
（変形例）
鉄心１１２、１２２、４１２、４２２、５１２、５２２の先端面Ｐ１１、Ｐ２１、Ｐ３１、Ｐ４１、Ｐ５１、Ｐ６１のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さが、基端面Ｐ１２、Ｐ２２、Ｐ３２、Ｐ４２、Ｐ５２、Ｐ６２のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さを下回り、且つ、鉄心１１２、１２２、４１２、４２２、５１２、５２２の何れの位置を第１の位置・第３の位置としても、当該第１の位置・第３の位置における、鉄心１１２、１２２、４１２、４２２、５１２、５２２のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さは、当該第１の位置・当該第３の位置よりも基端面Ｐ１２、Ｐ２２、Ｐ３２、Ｐ４２、Ｐ５２、Ｐ６２側の第２の位置・第４の位置における、鉄心のＸ軸方向・Ｚ軸方向の長さ以下になるようにする構成は、第１〜第３の実施形態で説明した構成に限定されない。例えば、第１〜第３の実施形態では、２つの電磁石１１０、１２０、４１０、４２０、５１０、５２０の鉄心１１２、１２２、４１２、４２２、５１２、５２２を同じ形状および大きさとした。しかしながら、２つの電磁石の鉄心の形状および大きさの少なくとも何れか一方を異ならせてもよい。また、例えば、鉄心をＺ軸方向に沿って見た場合の鉄心の形状が、基端面から先端面に向かって先端面に近い位置であるほど急峻な傾きで先細りとなるように傾斜する曲線テーパ状になるようにし、鉄心をＸ軸方向に沿って見た場合の鉄心の形状が、基端面から先端面に向かって先端面に近い位置であるほど緩やかな傾きで先細りとなるように傾斜する曲線テーパ状になるようにしてもよい。
【００６０】
また、第１〜第３の実施形態では、鋳片としてスラブを製造（連続鋳造）する場合を例に挙げ、鋳型６３０が、２つの短辺部６３１、６３２と、２つの長辺部６３３、６３４と、を有する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、連続鋳造機で製造する鋳片は、スラブに限定されず、ビレットやブルームであってもよい。即ち、鋳型は、（鋳型の）幅方向（Ｘ軸方向）において相互に対向するように間隔を有して配置される２つの第１の部分（本実施形態では２つの短辺部６３１、６３２に対応）、（鋳型）の厚み方向（Ｙ軸方向）において相互に対向するように間隔を有して配置される２つの第２の部分（本実施形態では２つの長辺部６３３、６３４に対応）と、を有していれば、第１の部分のＹ軸方向の長さが、第２の部分のＸ軸方向の長さよりも短くなくてもよい。
尚、これまでの説明において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、第２の方向、第１の方向、第３の方向の一例である。
【００６１】
尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１００、４００、５００：電磁ブレーキ装置、１１０、１２０、４１０、４２０、５１０、５２０：電磁石、１１１、１２１、４１１、４２１、５１１、５２１：コイル、１１２、１２２、４１２、４２２、５１２、５２２：鉄心、１３０：支持フレーム、６３０：鋳型、６３１、６３２：短辺部、６４１、６４２：長辺部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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