(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属を取り囲む鋳型辺の一辺に沿うｙ方向に分布する複数個のスロットを有する電磁石コアと、各スロットにそれぞれが挿入された複数個の電気コイルを有するリニアモ−タ；
前記電気コイルに、ｙ方向に沿う移動磁界を発生するための多相交流を通電する通電手段；および、
該通電手段が電気コイルに通電する多相交流の電流レベルに時間の進行に伴って昇降する変動であるゆらぎを与える通電レベル制御手段；
を備える溶融金属の流動制御装置。
【請求項２】
溶融金属を取り囲む鋳型辺の一辺に沿うｙ方向に分布する複数個のスロットを有する電磁石コアと、各スロットにそれぞれが挿入された複数個の電気コイルを１グル−プとするｙ方向に分布した複数グル−プの電気コイルを含むリニアモ−タ；
第１グル−プの電気コイルに、ｙ方向に沿う移動磁界を発生するための多相交流を通電する第１組の通電手段；
ｙ方向で第１グル−プと隣り合う第２グル−プの電気コイルに、ｙ方向に沿う移動磁界を発生するための多相交流を通電する第２組の通電手段；および、
第１組および第２組の通電手段の少くとも一方が電気コイルに通電する多相交流の電流レベルに時間の進行に伴って昇降する変動であるゆらぎを与える通電レベル制御手段；
を備える溶融金属の流動制御装置。
【請求項３】
溶融金属を取り囲む鋳型辺の一辺に沿うｙ方向に分布する複数個のスロットを有する電磁石コアと、各スロットにそれぞれが挿入された複数個の電気コイルを有するリニアモ−タ；
前記電気コイルに、ｙ方向に沿う移動磁界を発生するための多相交流を通電する通電手段；および、
該通電手段が電気コイルに通電する多相交流の周波数に時間の進行に伴って昇降する変動であるゆらぎを与える通電レベル制御手段；
を備える溶融金属の流動制御装置。
【請求項４】
溶融金属を取り囲む鋳型辺の一辺に沿うｙ方向に分布する複数個のスロットを有する電磁石コアと、各スロットにそれぞれが挿入された複数個の電気コイルを１グル−プとするｙ方向に分布した複数グル−プの電気コイルを含むリニアモ−タ；
第１グル−プの電気コイルに、ｙ方向に沿う移動磁界を発生するための多相交流を通電する第１組の通電手段；
ｙ方向で第１グル−プと隣り合う第２グル−プの電気コイルに、ｙ方向に沿う移動磁界を発生するための多相交流を通電する第２組の通電手段；および、
第１組および第２組の通電手段の少くとも一方が電気コイルに通電する多相交流の周波数に時間の進行に伴って昇降する変動であるゆらぎを与える通電レベル制御手段；
を備える溶融金属の流動制御装置。
【請求項５】
ゆらぎは正弦波である、請求項１，請求項２，請求項３又は請求項４記載の溶融金属の流動制御装置。
【請求項６】
ゆらぎは、特定の周波数およびその整数倍の周波数の正弦波を周波数に反比例する重みを付して加算したパルス波である、請求項１，請求項２，請求項３又は請求項４記載の溶融金属の流動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳型内溶融金属をリニアモータで駆動する流動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。鋳型内溶鋼の上面には、粉体状の保温材あるいは鋳片引抜きの潤滑材（通称パウダ）が投入される。同一高さの鋳型壁面における温度が不均一であると、鋳型内面への鋳片の焼付きによる表面割れやシェル破断（ブレ−クアウト）を生じ易い。また、溶鋼中あるいは鋳片表面にパウダが塊で残ると、これは鋳片の異物すなわち欠陥となる。これを改善するために、従来は、リニアモ−タを用いて、鋳型内で溶鋼をその上面と平行に、鋳型壁面に沿って流動駆動し、鋳型に接する面の温度を均一化しかつ溶鋼中のパウダの浮上をうながす（例えば特開平１−２２８６４５号公報）。
【０００３】
特開平１−２２８６４５号公報に提示の溶鋼の流動駆動はある程度の効果があるものの、注入ノズルを介してタンデイッシュに流入する溶鋼の流れにより鋳型壁面に沿った循環流動が乱される。この種の流動駆動には、鋳型の長辺に沿って配列された複数個の磁極のそれぞれに電気コイルを巻回したリニアモ−タ型の電磁石が用いられ、電気コイルは３相の各相毎に束ねられ、１２０°位相のずれた３相電源の各相に、束ねられた単位で接続され、３相電源の電圧および又は周波数をインバ−タやサイクロコンバ−タで調整され、これにより、所要の駆動力および速度が得られる。例えば、鋳型長辺に沿ったリニアモ−タを配置し、溶鋼に電磁駆動力を与えて、流速分布が均一な鋳型内壁に沿って循環する循環流を溶鋼の表層に生起するものがある。表層部に循環流が定速度で安定して流れると、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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、連続鋳造装置の操業条件により、リニアモ−タで溶鋼を駆動しても、溶鋼流が順調に循環せずに、溶鋼の淀み（溶鋼の滞留）を発生することがある。淀みが発生するとそこでパウダが溶鋼中に残留し易く、しかもブレ−クアウトの原因となる焼付きとなり易い。また、溶鋼が固体に変わるときに発生するＣＯなどの気体（気泡）が浮上しにくくなり、スラブ内に気泡が混入する等の不具合が生じる。特に鋳型長辺と短辺が相対的に、長辺長が大きく短辺長が短い場合に、鋳型に溶鋼を注入するノズル廻りあるいはノズルと短辺との中間点あたりに淀みを生じ易い。
【０００５】
本発明は、淀みの発生を回避することを第１の目的とし、淀みを生じ易い場所の溶鋼を効果的に流動駆動することを第２目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の流動制御装置は、溶融金属(MM)を取り囲む鋳型辺(11F,11L,14R,1 4L)の一辺(11f)に沿うｙ方向に分布する複数個のスロットを有する電磁石コア(1 7f)と、各スロットにそれぞれが挿入された複数個の電気コイル(3,4)を有するリニアモ−タ(3F)；
前記電気コイル(3,4)に、ｙ方向に沿う移動磁界を発生するための多相交流を通電する通電手段(12)；および、
該通電手段(12)が電気コイル(3,4)に通電する多相交流の電流レベル(I2)に時間の進行に伴って昇降する変動であるゆらぎ〔ΔI1sin2πft，ΔI1(6/7)sin(2πt/f)＋ΔI1(3/7)sin(4 πt/f)＋ΔI1(2/7)sin(6πt/f)〕を与える通電レベル制御手段(15:図6,図7)；
を備える。
【０００７】
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項の符号を、参考までに付記した。
【０００８】
これによれば、リニアモ−タ(3F)が溶融金属に与える推力の大きさがゆらぐ。すなわち、推力の方向は変わらないが、大きさが変動する。したがって、一定推力（定常的な推力）が加わっているときに生ずる溶鋼の淀みの溶鋼は、ゆらぎ周波数で推力の方向(正方向＆逆方向)に揺り動かされ、淀み域から外れる。
【０００９】
すなわち、定常的な推力によって駆動される位置に移動する。これにより、淀みによる溶鋼の長期滞留が無くなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（２）溶融金属(MM)を取り囲む鋳型辺(11F,11L,14R,14L)の一辺(11f)に沿うｙ方向に分布する複数個のスロットを有する電磁石コア(17f)と、各スロットにそれぞれが挿入された複数個の電気コイルを１グル−プとするｙ方向に分布した複数 (2)グル−プの電気コイル(3,4/5,6)を含むリニアモ−タ(3F)；
第１グル−プの電気コイル(3,4)に、ｙ方向に沿う移動磁界を発生するための多相交流を通電する第１組の通電手段(12)；
ｙ方向で第１グル−プ(3,4)と隣り合う第２グル−プの電気コイル(5,6)に、ｙ方向に沿う移動磁界を発生するための多相交流を通電する第２組の通電手段(11)；および、
第１組および第２組の通電手段(11,12)の少くとも一方(12)が電気コイル(3,4)に通電する多相交流の電流レベル(I2)に時間の進行に伴って昇降する変動であるゆらぎ〔ΔI1sin2πft， ΔI1(6/7)sin(2πt/f)＋ΔI1(3/7)sin(4πt/f)＋ΔI1(2/7)sin(6πt/f)〕を与える通電レベル制御手段(15:図6,図7)；
を備える溶融金属の流動制御装置。
【００１１】
（３）溶融金属(MM)を取り囲む鋳型辺の一辺(11F)に沿うｙ方向に分布する複数個のスロットを有する電磁石コア(17F)と、各スロットにそれぞれが挿入された複数個の電気コイル(3,4)をするリニアモ−タ(3F)；
前記電気コイルに、ｙ方向に沿う移動磁界を発生するための多相交流を通電する通電手段(12)；および、
該通電手段(12)が電気コイル(3,4)に通電する多相交流の周波数(F2)に時間の進行に伴って昇降する変動であるゆらぎ〔ΔF0sin2πft，ΔF0(6/7)sin(2πt/f)＋ΔF0(3/7)sin(4πt/f)＋ΔF0(2/7)sin(6πt/f)〕を与える通電レベル制御手段(15:図8,図9)；
を備える溶融金属の流動制御装置。
【００１２】
これによれば、リニアモ−タ(3F)が溶融金属に与える推力の大きさがゆらぐ。すなわち、推力の方向は変わらないが、大きさが変動する。したがって、一定推力（定常的な推力）が加わっているときに生ずる溶鋼の淀みの溶鋼は、ゆらぎ周波数で推力の方向(正方向＆逆方向)に揺り動かされ、淀み域から外れる。すなわち、定常的な推力によって駆動される位置に移動する。これにより、淀みによる溶鋼の長期滞留が無くなる。
【００１３】
（４）溶融金属(MM)を取り囲む鋳型辺の一辺(11F)に沿うｙ方向に分布する複数個のスロットを有する電磁石コア(17F)と、各スロットにそれぞれが挿入された複数個の電気コイルを１グル−プとするｙ方向に分布した複数(2)グル−プの電気コイル(3,4/5,6)を含むリニアモ−タ(3F)；
第１グル−プの電気コイル(3,4)に、ｙ方向に沿う移動磁界を発生するための多相交流を通電する第１組の通電手段(12)；
ｙ方向で第１グル−プと隣り合う第２グル−プの電気コイル(5,6)に、ｙ方向に沿う移動磁界を発生するための多相交流を通電する第２組の通電手段(11)；および、
第１組および第２組の通電手段の少くとも一方(12)が電気コイルに通電する多相交流の周波数に時間の進行に伴って昇降する変動であるゆらぎ〔ΔF0sin2πft，ΔF0(6/7)sin(2πt/f)＋ΔF0(3/7)sin(4πt/f)＋ΔF0(2/7)sin(6πt/f)〕を与える通電レベル制御手段 (15:図8,図9)；
を備える溶融金属の流動制御装置。
【００１４】
（５）ゆらぎは正弦波(ΔI1sin2πft，ΔF0sin2πft)である、上記（１），（２），（３）又は（４）の溶融金属の流動制御装置。
【００１５】
（６）ゆらぎは、特定の周波数(1/f)およびその整数倍の周波数(2/f,3/f)の正弦波を周波数に反比例する重みを付して加算したパルス波〔ΔI1(6/7)sin(2πt/f)＋ΔI1(3/7)sin(4πt/f)＋ΔI1(2/7)sin(6πt/f),ΔF0(6/7)sin(2πt/f)＋ΔF0(3/7)sin(4πt/f)＋ΔF0(2/7)sin(6πt/f)〕である、上記（１），（２），（３）又は（４）の溶融金属の流動制御装置。
【００１６】
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。
【００１７】
【実施例】
−第１実施例−
図１に、第１実施例の概概を示す。連続鋳造鋳型１で囲まれる空間には溶鋼ＭＭが注湯ノズル２を通して注入され、注湯ノズル２の注入口より鋳型１に噴出した溶鋼ＭＭは、注湯ノズル２のレベル（ｚ方向；高さ方向）では、鋳型１の短辺に向う溶鋼流▲１▼，▲５▼となる。鋳型１の長辺に沿って、注湯ノズル２の噴出口レベルに、ｚ方向の中心位置を合せて４組の電磁石３〜１０でなるリニアモ−タ３Ｆ，３Ｌが設けられており、これらが溶鋼ＭＭに電磁力を与える。
【００１８】
図２に、図１に示す鋳型１及びリニアモ−タ３Ｆ，３Ｌを水平に破断した断面を示す。図３には、図２の３Ａ−３Ａ線拡大断面を示す。
【００１９】
鋳型１は、相対向する長辺１１Ｆ，１１Ｌおよび相対向する短辺１４Ｒ，１４Ｌで構成されており、各辺は銅板１３Ｆ，１３Ｌ，１５Ｒ，１５Ｌに、非磁性ステンレス板１２Ｆ，１２Ｌ，１６Ｒ，１６Ｌを裏当てしたものである。
【００２０】
この実施例では、リニアモ−タ３Ｆ，３Ｌのコア１７Ｆ，１７Ｌは、鋳型長辺１１Ｆ，１１Ｌの実効長（溶鋼ＭＭが接するｘ方向長さ）よりやや長く、それらの全長に所定ピッチでそれぞれ４８個のスロットが切られている。リニアモ−タ３Ｆのコア１７Ｆの各スロットには、第１組の電磁石の電気コイル３ａ〜３ｌ，４ａ〜４ｌ、および第２組の電磁石の電気コイル５ａ〜５ｌ，６ａ〜６ｌが装着されている。同様に、リニアモ−タ３Ｌのコア１７Ｌの各スロットには、第３組の電磁石の電気コイル７ａ〜７ｌ，８ａ〜８ｌ、および第４組の電磁石の電気コイル９ａ〜９ｌ，１０ａ〜１０ｌが装着されている。
【００２１】
リニアモ−タ３Ｆ，３Ｌは、図１に点線矢印で示す推力を溶鋼ＭＭに与えようとするもので、リニアモ−タＦの第１組の電磁石３，４は比較的弱い推力を、第２組の電磁石５，６は比較的強い推力を溶鋼流に対向して与える。したがって第１組の電磁石３の電気コイル３ａ〜３ｌ及び電磁石４の電気コイル４ａ〜４ｌの巻回数は少くしてもよいが、制動制御のための直流通電をするとか、ｘ方向の推力分布をグル−プ内でも調整するとか、他の制御にも適応しうるように、この実施例では、リニアモ−タ３Ｆの全スロットおよび全電気コイルはすべて同一仕様のものである。第１組の電磁石３，４と第２組の電磁石５，６で異なった推力を発生するように、この実施例では、第１組の電磁石３，４を駆動する電源回路１２からは弱い励磁力を、第２組の電磁石５，６を駆動する電源回路１１からは強い励磁力を通電する。リニアモ−タ３Ｌに関しても同様である。
【００２２】
図４に、図２に示す全電気コイルの結線を示す。この結線は各電磁石が６極（Ｎ＝６）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、リニアモ−タ３Ｆの第１組の電磁石３の電気コイル３ａ〜３ｌは、図４ではこの順に、ｕ，ｕ，Ｖ，Ｖ，ｗ，ｗ，Ｕ，Ｕ，ｖ，ｖ，Ｗ，Ｗと表わしている。ここで「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。
【００２３】
図４に示す端子Ｕ１１，Ｖ１１およびＷ１１は、リニアモ−タ３Ｆの第１組の電磁石３の電気コイル３ａ〜３ｌ及び第１組の電磁石４の電気コイル４ａ〜４ｌの電源接続端子であり、端子Ｕ２１，Ｖ２１およびＷ２１は、リニアモ−タ３Ｆの第２組の電磁石５の電気コイル５ａ〜５ｌ及び第２組の電磁石６の電気コイル６ａ〜６ｌの電源接続端子であり、端子Ｕ２２，Ｖ２２およびＷ２２は、リニアモ−タ３Ｌの第３組の電磁石７の電気コイル７ａ〜７ｌ及び第３組の電磁石８の電気コイル８ａ〜８ｌの電源接続端子であり、端子Ｕ１２，Ｖ１２およびＷ１２は、リニアモ−タ３Ｌの第４組の電磁石９の電気コイル８ａ〜８ｌ及び第４組の電磁石１０の電気コイル１０ａ〜１０ｌの電源接続端子である。
【００２４】
図５に、リニアモ−タ３Ｆの第２組の電磁石５，６及びリニアモ−タ３Ｌの第３組の電磁石７，８に３相交流を通電する電源回路１１を示す。
【００２５】
リニアモ−タ３Ｆの第１組の電磁石３，４及びリニアモ−タ３Ｌの第４組の電磁石９，１０に３相交流を流す電源回路１２の構成も同様である。
【００２６】
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２２Ａ1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。
【００２７】
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Ｕ２１，Ｕ１２に、Ｖ相が電源接続端子Ｖ２１，Ｖ１２に、またＷ相が電源接続端子Ｗ２１，Ｗ１２に印加される。
【００２８】
リニアモ−タ３Ｆの第２組の電磁石５，６及びリニアモ−タ３Ｌの第３組の電磁石７，８が、図１に点線矢印で示す推力を発生するためのコイル電圧指令値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２７Ａ１には、指令値ＶdcＡ１が示す直流電圧が印加される。
【００２９】
一方、３相信号発生器３１Ａ１は、周波数指令値ＦdcＡ１で指定された周波数(この実施例では中心周波数２Ｈｚ）の、定電圧３相交流信号を発生してこれを比較器２９Ａ１に与える。比較器２９Ａ１にはまた、三角波発生器３０Ａ１が３ＫＨｚの、定電圧三角波を与える。比較器２９Ａ１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２８Ａ１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。
【００３０】
このコイル電圧指令値ＶdcＡ１、及び周波数指令値ＦdcＡ１はコントロ−ラ１５から供給される。コントロ−ラ１５は周波数ｆ（一例では０．５Ｈｚ）のゆらぎを付加したコイル電圧指令値ＶdcＡ１を電源回路１２に供給し、ゆらぎを付与しないコイル電圧指令値ＶdcＡ２を電源回路１１に供給する。
【００３１】
この第１実施例では、電源回路１１に供給する周波数指令値ＦdcＡ１及び電源回路１２に供給する周波数指令値ＦdcＡ２は一定であり、電源回路１１の出力周波数はＦ１、電源回路１２の出力周波数をＦ２である。電源回路１１の供給電圧により電気コイルに流れる電流Ｉ１は、
Ｉ１＝Ｉ１０＋ΔＩ１  −−−（１）
電源回路１２のコイル電流Ｉ２は、
Ｉ２＝Ｉ２０＋ΔＩ２  −−−（２）
電源回路１２と電源回路１１が供給するコイル電流の固定電流値の比γは、
γ＝Ｉ２０／Ｉ１０  −−−−（３）
であり、γは時間に依存せず一定である。
【００３２】
電源回路１２と電源回路１１が供給するコイル電流の変動電流値の比βは、
β＝（ΔＩ２／ΔＩ１）  −−（４）
である。ここで、
β＝ｓｉｎ（ωｔ）  −−−−（５）
ω＝２πｆ
ｆ＝揺らぎ周波数
とすると、（２）式，（４）式および（５）式から、
0003545540.tif 000002
となり、電流Ｉ２は、ΔＩ１・ｓｉｎ２πｆｔなるゆらぎを有するものとなる。第１実施例のコントロ−ラ１５の機能構成を図６に示す。コントロ−ラ１５は、オペレ−タが与えるＩ１０とΔＩ１の和を算出（５４）して、Ｉ１＝Ｉ１０＋ΔＩ１を表わす電流指令値ＶdcＡ１を、電源回路１１の位相角α算出器２４Ａ１に与える。また、オペレ−タが与えるゆらぎ周波数指示信号Ｖｆのレベルに比例する周波数ｆのクロックパルスを発生してそれをカウントし、すなわち計時して、正弦波ｓｉｎ２πｆｔの各時刻のレベルｓｉｎωｔ＝ｓｉｎ２πｆｔを算出（５２）し、それにΔＩ１を乗算（５３）した積ΔＩ１ｓｉｎωｔにＩ２０を加算（５５）して、和Ｉ２＝Ｉ２０＋ΔＩ１ｓｉｎωｔを表わす電流指令値ＶdcＡ２を、電源回路１２の位相角α算出器２４Ａ２（図示しないが、２４Ａ１と等価のもの）に与える。またオペレ−タが与える周波数指令Ｆ１およびＦ２を表わす周波数指令ＦdcＡ１およびＦdcＡ２を、電源回路１１および１２の３相信号発生器３１Ａ１および３１Ａ２（図示しないが、３１Ａ１と等価のもの）に与える。なお、この実施例では、Ｆ１およびＦ２は５〜５０Ｈｚの範囲内で、Ｆ１＝Ｆ２又はＦ１≒Ｆ２とする。ゆらぎ周波数ｆは、この実施例では０．５Ｈｚ又はその前後の値である。
【００３３】
電源回路１１は、周波数指令ＦdcＡ１で指定された周波数Ｆ１の、電流指令ＶdcＡ１で指定されたレベルＩ１の電流を、第１リニアモ−タ３Ｆの電気コイル５，６ならびに第２リニアモ−タ３Ｌの電気コイル７，８に通電する。電源回路１２は、周波数指令ＦdcＡ２で指定された周波数Ｆ２の、電流指令ＶdcＡ２で指定されたレベルＩ２であって、ΔＩ１ｓｉｎωｔ＝ΔＩ１ｓｉｎ２πｆｔなるゆらぎを含む電流を、第１リニアモ−タ３Ｆの電気コイル３，４ならびに第２リニアモ−タ３Ｌの電気コイル９，１０に通電する。
【００３４】
これにより、ノズル５周りの淀み域ＳＴ１およびＳＴ２に、電気コイル３，４および電気コイル９，１０が与える推力のゆらぎが加わり、淀み域ＳＴ１およびＳＴ２の溶鋼に周波数ｆのゆらぎが加わり、このゆらぎにより淀み域の溶鋼が流動域に移動する。すなわち周波数ｆで駆動されて流動し、淀み域での滞留が無くなる。
【００３５】
−第２実施例−
第２実施例は、      β＝Σβiｓｉｎ（ｉωｔ）  −−−（７）
ω＝２π（１／ｆ）ｔ
βi＝∝１／ｉ
１＝√（Σ┃βi┃2）
なるパルス波のゆらぎを電流Ｉ２に与えるものであり、第２実施例ではｉ＝１〜３（整数）とした。
【００３６】
図７に、第２実施例のコントロ−ラ１５の機能構成を示す。コントロ−ラ１５は、オペレ−タが与えるＩ１０とΔＩ１の和を算出（５４）して、Ｉ１＝Ｉ１０＋ΔＩ１を表わす電流指令値ＶdcＡ１を、電源回路１１の位相角α算出器２４Ａ１に与える。また、オペレ−タが与えるゆらぎ周波数指示信号Ｖｆのレベルに反比例する周波数１／ｆのクロックパルスを発生してそれをカウントし、すなわち計時して、正弦波ｓｉｎ（２πｔ／ｆ）の各時刻のレベルｓｉｎωｔ＝ｓｉｎ（２πｔ／ｆ），正弦波ｓｉｎ（４πｔ／ｆ）の各時刻のレベルｓｉｎ２ωｔ＝ｓｉｎ（４πｔ／ｆ）、および、正弦波ｓｉｎ（６πｔ／ｆ）の各時刻のレベルｓｉｎ３ωｔ＝ｓｉｎ（６πｔ／ｆ）を算出（５２）し、それらを、（６／７），（３／７）および（２／７）の重みを付して加算（５６）した和
β＝(6/7)sin(２πｔ／ｆ)＋(3/7)sin(4πｔ／ｆ)＋(2/7)sin(６πｔ／ｆ）
にΔＩ１を乗算（５３）した積ΔＩ１・βにＩ２０を加算（５５）して、和Ｉ２＝Ｉ２０＋ΔＩ１・βを表わす電流指令値ＶdcＡ２を、電源回路１２の位相角α算出器２４Ａ２に与える。またオペレ−タが与える周波数指令Ｆ１およびＦ２を表わす周波数指令ＦdcＡ１およびＦdcＡ２を、電源回路１１および１２の３相信号発生器３１Ａ１および３１Ａ２に与える。
【００３７】
この第２実施例のコントロ−ラ１５を除く他の要素は、上述の第１実施例のものと同一であるので、ここでの説明は省略する。
【００３８】
電源回路１１は、周波数指令ＦdcＡ１で指定された周波数Ｆ１の、電流指令ＶdcＡ１で指定されたレベルＩ１の電流を、第１リニアモ−タ３Ｆの電気コイル５，６ならびに第２リニアモ−タ３Ｌの電気コイル７，８に通電する。電源回路１２は、周波数指令ＦdcＡ２で指定された周波数Ｆ２の、電流指令ＶdcＡ２で指定されたレベルＩ２であって、ΔＩ１・βなるゆらぎを含む電流を、第１リニアモ−タ３Ｆの電気コイル３，４ならびに第２リニアモ−タ３Ｌの電気コイル９，１０に通電する。
【００３９】
これにより、ノズル５周りの淀み域ＳＴ１およびＳＴ２に、電気コイル３，４および電気コイル９，１０が与える推力のゆらぎが加わり、淀み域ＳＴ１およびＳＴ２の溶鋼に周波数ｆのゆらぎが加わり、このゆらぎにより淀み域の溶鋼が流動域に移動する。すなわち周波数ｆで駆動されて流動し、淀み域での滞留が無くなる。
【００４０】
−第３実施例−
第３実施例は、上記（５）式で定義したゆらぎβを、電源回路１１が発生する３相交流の周波数Ｆ１に与えるものである。
【００４１】
図８に、第３実施例のコントロ−ラ１５の機能構成を示す。コントロ−ラ１５は、オペレ−タが与える電流指令値Ｉ１とＩ２をそれぞれ電流指令値ＶdcＡ１およびＶdcＡ２として、電源回路１１および１２の位相角α算出器２４Ａ１，２４Ａ２に与える。また、オペレ−タが与えるゆらぎ周波数指示信号Ｖｆのレベルに反比例する周波数１／ｆのクロックパルスを発生してそれをカウントし、すなわち計時して、正弦波β＝ｓｉｎωｔ＝ｓｉｎ２πｆｔを算出（５２）し、それにオペレ−タが与えるゆらぎレベルＦ０を乗算（５３）した積Ｆ０・β＝Ｆ０・ｓｉｎωｔに、電源回路１２に与えるためにオペレ−タが入力した周波数指令Ｆ２を加算（５５）して、和Ｆ１＝Ｆ２＋Ｆ０・ｓｉｎωｔを表わす周波数指令Ｆ１dcＡ１を、電源回路１１の３相信号発生器３１Ａ１に与える。コントロ−ラ１５はまた、オペレ−タが入力した周波数指令Ｆ２を、周波数指令Ｆ１dcＡ２として、電源回路１２の３相信号発生器３１Ａ２（図示せず、３１Ａ１と等価のもの）に与える。
【００４２】
この第３実施例のコントロ−ラ１５を除く他の要素は、上述の第１実施例のものと同一であるので、ここでの説明は省略する。
【００４３】
電源回路１１は、周波数指令ＦdcＡ１で指定された周波数Ｆ１の、電流指令ＶdcＡ１で指定されたレベルＩ１の電流を、第１リニアモ−タ３Ｆの電気コイル５，６ならびに第２リニアモ−タ３Ｌの電気コイル７，８に通電する。上述のようにＦ１＝Ｆ２＋Ｆ０・ｓｉｎωｔであるので、電源回路１１が電気コイル５，６ならびに７，８に与える３相交流の周波数は、Ｆ０・ｓｉｎωｔのゆらぎを生ずる。
【００４４】
電源回路１２は、周波数指令ＦdcＡ２で指定された周波数Ｆ２の、電流指令ＶdcＡ２で指定されたレベルＩ２電流を、第１リニアモ−タ３Ｆの電気コイル３，４ならびに第２リニアモ−タ３Ｌの電気コイル９，１０に通電する。
【００４５】
これにより、ノズル５周りの淀み域ＳＴ１およびＳＴ２に、５，６ならびに７，８が与える推力のゆらぎが加わり、このゆらぎにより淀み域の溶鋼が流動域に移動する。すなわちβ＝ｓｉｎωｔの正弦波状のゆらぎで駆動されて流動し、淀み域での滞留が無くなる。
【００４６】
−第４実施例−
第４実施例は、上記（７）式で定義されるゆらぎβを電源回路１１が発生する３相交流の周波数Ｆ１に与えるものである。第４実施例でも、ｉ＝１〜３（整数）とした。
【００４７】
図９に、第４実施例のコントロ−ラ１５の機能構成を示す。コントロ−ラ１５は、オペレ−タが与える電流指令Ｉ１およびＩ２を、それぞれ電流指令ＶdcＡ１およびＶdcＡ２として電源回路１１および１２の位相角α算出器２４Ａ１および２４Ａ２に与える。また、オペレ−タが与えるゆらぎ周波数指示信号Ｖｆのレベルに反比例する周波数１／ｆのクロックパルスを発生してそれをカウントし、すなわち計時して、正弦波ｓｉｎ（２πｔ／ｆ）の各時刻のレベルｓｉｎωｔ＝ｓｉｎ（２πｔ／ｆ），正弦波ｓｉｎ（４πｔ／ｆ）の各時刻のレベルｓｉｎ２ωｔ＝ｓｉｎ（４πｔ／ｆ）、および、正弦波ｓｉｎ（６πｔ／ｆ）の各時刻のレベルｓｉｎ３ωｔ＝ｓｉｎ（６πｔ／ｆ）を算出（５２）し、それらを、（６／７），（３／７）および（２／７）の重みを付して加算（５６）した和
β＝(6/7)sin(２πｔ／ｆ)＋(3/7)sin(4πｔ／ｆ)＋(2/7)sin(６πｔ／ｆ）
にオペレ−タが指示したゆらぎレベルＦ０を乗算（５３）した積Ｆ０・βに、オペレ−タが与えた電源回路１２への周波数指令Ｆ２を加算（５５）して、和Ｆ１＝Ｆ２＋Ｆ０・βを表わす周波数指令値ＦdcＡ１を、電源回路１１の３相信号発生器３１Ａ１に与える。またオペレ−タが与える周波数指令Ｆ２を表わす周波数指令ＦdcＡ２を、電源回路１２の３相信号発生器３１Ａ２に与える。
【００４８】
この第４実施例のコントロ−ラ１５を除く他の要素は、上述の第１実施例のものと同一であるので、ここでの説明は省略する。
【００４９】
電源回路１１は、周波数指令ＦdcＡ１で指定された周波数Ｆ１の、電流指令ＶdcＡ１で指定されたレベルＩ１の電流を、第１リニアモ−タ３Ｆの電気コイル５，６ならびに第２リニアモ−タ３Ｌの電気コイル７，８に通電する。電源回路１２は、周波数指令ＦdcＡ２で指定された周波数Ｆ２の、電流指令ＶdcＡ２で指定されたレベルＩ２の電流を、第１リニアモ−タ３Ｆの電気コイル３，４ならびに第２リニアモ−タ３Ｌの電気コイル９，１０に通電する。上述のようにＦ１＝Ｆ２＋Ｆ０・βで、Ｆ０・βがパルス波であるので、電源回路１１が電気コイル５，６ならびに７，８に与える３相交流の周波数は、Ｆ０・β（βは(7)式のもの)の、パルス波状のゆらぎを生ずる。
【００５０】
これにより、ノズル５周りの淀み域ＳＴ１およびＳＴ２に、５，６ならびに７，８が与える推力のゆらぎが加わり、このゆらぎにより淀み域の溶鋼が流動域に移動する。すなわち
β＝(6/7)sin(２πｔ／ｆ)＋(3/7)sin(4πｔ／ｆ)＋(2/7)sin(６πｔ／ｆ）
なるパルス波状のゆらぎで駆動されて流動し、淀み域での滞留が無くなる。
【００５１】
これにより、ノズル５周りの淀み域ＳＴ１およびＳＴ２に、電気コイル３，４および電気コイル９，１０が与える推力のゆらぎβが加わり、このゆらぎにより淀み域の溶鋼が流動域に移動する。すなわちパルス波状のゆらぎで駆動されて流動し、淀み域での滞留が無くなる。
【００５２】
−第５実施例−
図１０に本発明の第５実施例を示し、その電気コイルの相互間の結線と電源回路１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂとの接続関係を図１１に示す。上述の第１〜第４実施例では、第１組の電源回路１１から第１リニアモ−タ３Ｆの第２グル−プの電気コイル５，６および第２リニアモ−タ３Ｌの第１グル−プの電気コイル７，８に給電し、第２組の電源回路１２から第１リニアモ−タ３Ｆの第１グル−プの電気コイル３，４および第２リニアモ−タ３Ｌの第２グル−プの電気コイル９，１０に給電するようにしているが、図１０，図１１に示す第５実施例では、第１リニアモ−タ３Ｆの第１グル−プの電気コイル３，４に第２電源回路１２Ａが給電し、第２グル−プの電気コイル５，６に第１電源回路１１Ａが給電し、第２リニアモ−タ３Ｌの第１グル−プの電気コイル７，８に第４電源回路１２Ｂが給電し、第２グル−プの電気コイル９，１０に第３電源回路１１Ｂが給電する。これらの電源回路１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂのそれぞれの構成は、上述の図４に示すものと同様である。第５実施例（図１０，図１１）のコントロ−ラ１５は、図６に示す第１実施例の機能構成のものであるが、第２〜第４実施例と同様に、図７，図８又は図９に示す機能構成のものとしてもよい。この第５実施例でも、ノズル５周りの淀みＳＴ１，ＳＴ２にゆらぎが与えられ、このゆらぎにより淀み域の溶鋼が流動域に移動する。すなわちゆらぎで駆動されて流動し、淀み域での滞留が無くなる。
【００５３】
−第６実施例−
図１２に本発明の第６実施例を示し、その電気コイルの相互間の結線と電源回路１１，１２との接続関係を図１３に示す。この実施例では、鋳型内の溶鋼ＭＭのメニスカス（表面）付近に、リニアモ−タ３Ｆ，３Ｌのｚ方向中心を合せて配置して、ノズル２からの突出流が短辺に当って上昇しそして短辺側からノズル２に向けて流れるメニスカス流（図１２の実線矢印：溶鋼注入により生ずる表層流）を時計廻りの、鋳型内壁面に沿う旋回流に矯正するための推力を与えるようにしたものである。
【００５４】
この第６実施例では、第１〜第４実施例と同様に、第１組の電源回路１１から第１リニアモ−タ３Ｆの第２グル−プの電気コイル５，６および第２リニアモ−タ３Ｌの第１グル−プの電気コイル７，８に給電し、第２組の電源回路１２から第１リニアモ−タ３Ｆの第１グル−プの電気コイル３，４および第２リニアモ−タ３Ｌの第２グル−プの電気コイル９，１０に給電するようにしている
これらの電源回路１１，１２のそれぞれの構成は、上述の図４に示すものと同様である。第６実施例（図１２，図１３）のコントロ−ラ１５は、図６に示す第１実施例の機能構成のものであるが、第２〜第４実施例と同様に、図７，図８又は図９に示す機能構成のものとしてもよい。この第６実施例では、ノズル５周りの表層の淀みＳＴ１，ＳＴ２にゆらぎが与えられ、このゆらぎにより表層淀み域の溶鋼が流動域に移動する。すなわちゆらぎで駆動されて流動し、表層淀み域での滞留が無くなる。
【００５５】
−第７実施例−
図１４に本発明の第７実施例を示し、その電気コイルの相互間の結線と電源回路１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂとの接続関係を図１５に示す。この第７実施例も、第６実施例と同様に、メニスカス流（図１４の実線矢印：溶鋼注入により生ずる表層流）を時計廻りの、鋳型内壁面に沿う旋回流に矯正するための推力を与えるようにしたものである。この第７実施例の電源回路１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂおよびコントロ−ラ１５の構成は、第６実施例で説明したものと同様である。この第７実施例でも、ノズル５周りの表層の淀みＳＴ１，ＳＴ２にゆらぎが与えられ、このゆらぎにより表層淀み域の溶鋼が流動域に移動する。すなわちゆらぎで駆動されて流動し、表層淀み域での滞留が無くなる。
【００５６】
−第８実施例−
図１６に本発明の第８実施例を示し、その電気コイルの相互間の結線と電源回路１１，１２との接続関係を図１７に示す。この第８実施例も、第６実施例と同様に、メニスカス流（図１６の実線矢印：溶鋼注入により生ずる表層流）に鋳型内壁面に沿う旋回流に矯正するための推力を与えるようにしたものであるが、旋回流の方向は反時計廻りである。この第８実施例では、第１〜第４実施例と同様に、第１組の電源回路１１から第１リニアモ−タ３Ｆの第２グル−プの電気コイル５，６および第２リニアモ−タ３Ｌの第１グル−プの電気コイル７，８に給電し、第２組の電源回路１２から第１リニアモ−タ３Ｆの第１グル−プの電気コイル３，４および第２リニアモ−タ３Ｌの第２グル−プの電気コイル９，１０に給電するようにしている
これらの電源回路１１，１２のそれぞれの構成は、上述の図４に示すものと同様である。第８実施例（図１２，図１３）のコントロ−ラ１５も、図６に示す第１実施例の機能構成のものであるが、第２〜第４実施例と同様に、図７，図８又は図９に示す機能構成のものとしてもよい。この第８実施例では、溶鋼注入により生ずる表層流に対してリニアモ−タの推力が逆向きで、両者の相対差（合成ベクトル）が小さくなり勝ちな表層領域ＳＴ１，ＳＴ２（図１６）に淀みを生じ易いが、そこにゆらぎが与えられ、このゆらぎにより表層淀み域の溶鋼が流動域に移動する。すなわちゆらぎで駆動されて流動し、表層淀み域での滞留が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の構成の概要を示すブロック図であり、鋳型１の平面図に相当するものである。
【図２】図１に示す鋳型１およびリニアモ−タの、拡大した水平横断面図である。
【図３】図２に示す鋳型１およびリニアモ−タ３Ｌの３Ａ−３Ａ線縦断面図である。
【図４】図２に示すリニアモ−タ３Ｆ，３Ｌの電気コイル間結線ならびに電源回路１１，１２との結線を示すブロック図である。
【図５】図４に示す電源回路１１の構成を示す電気回路図であり、電源回路１２も電源回路１１と同一構成である。
【図６】図１，図４および図５に示すコントロ−ラ１５の機能構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施例で用いられるコントロ−ラ１５の機能構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３実施例で用いられるコントロ−ラ１５の機能構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４実施例で用いられるコントロ−ラ１５の機能構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第５実施例の構成の概要を示すブロック図であり、鋳型１の平面図に相当するものである。
【図１１】図１０に示すリニアモ−タの電気コイル間結線ならびに電源回路１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂとの結線を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第６実施例の構成の概要を示すブロック図であり、鋳型１の平面図に相当するものである。
【図１３】図１２に示すリニアモ−タの電気コイル間結線ならびに電源回路１１，１２との結線を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第７実施例の構成の概要を示すブロック図であり、鋳型１の平面図に相当するものである。
【図１５】図１４に示すリニアモ−タの電気コイル間結線ならびに電源回路１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂとの結線を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第８実施例の構成の概要を示すブロック図であり、鋳型１の平面図に相当するものである。
【図１７】図１６に示すリニアモ−タの電気コイル間結線ならびに電源回路１１，１２との結線を示すブロック図である。
【符号の説明】
１：鋳型                      ２：ノズル
３，４，５，６，７，８，９，１０：電気コイル
３Ｆ：第１リニアモ−タ        ３Ｌ：第２リニアモ−タ
３ａ〜３ｌ，４ａ〜４ｌ：第１グル−プの電気コイル
５ａ〜５ｌ，６ａ〜６ｌ：第２グル−プの電気コイル
７ａ〜７ｌ，８ａ〜８ｌ：第１グル−プの電気コイル
９ａ〜９ｌ，１０ａ〜１０ｌ：第２グル−プの電気コイル
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１２，１２Ａ，１２Ｂ：電源回路
１５：コントロ−ラ
１１Ｆ，１１Ｌ：長辺          １２Ｆ，１２Ｌ：非磁性ステンレス板
１３Ｆ，１３Ｌ：銅板          １４Ｒ，１４Ｌ：短辺
１５Ｒ，１５Ｌ：銅板          １６Ｒ，１６Ｌ：非磁性ステンレス板
１７Ｆ，１７Ｌ：コア
ＭＭ：溶鋼（溶融金属）        ＰＷ：パウダ
ＳＢ：鋳片                    ＳＴ１，ＳＴ２：停滞域（淀み域）
U11,V11,W11：第１組の電源接続端子
U21,V21,W21：第２組の電源接続端子
U22,V22,W22：第３組の電源接続端子
U12,V12,W12：第４組の電源接続端子
【図１】
0003545540.tif 000003
【図２】
0003545540.tif 000004
【図３】
0003545540.tif 000005
【図４】
0003545540.tif 000006
【図５】
0003545540.tif 000007
【図６】
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【図７】
0003545540.tif 000009
【図８】
0003545540.tif 000010
【図９】
0003545540.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
0003545540.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
0003545540.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
0003545540.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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