(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属を流す鋳型の周囲に設けられるとともにその内周面上に沿って等ピッチで配置され突出した複数の磁極鉄心を有するヨークと、前記磁極鉄心を取り囲むように装着されたコイルからなり、回転磁界を発生させる電磁攪拌装置において、
前記磁極鉄心に装着されたコイルは、３相交流を流すことにより前記磁極鉄心の根元側と前記磁極鉄心の鋳型側とが互いに異なる極性を有する二つの積重ね体からなり、第１の磁極鉄心およびこれと隣り合う第２の磁極鉄心の根元側に装着するコイルがＵ相であり、第３の磁極鉄心およびこれと隣り合う第４の磁極鉄心の根元側に装着するコイルがＶ相であり、第５の磁極鉄心およびこれと隣り合う第６の磁極鉄心の根元側に装着するコイルがＷ相であり、前記隣り合う磁極鉄心の根元側に装着されたコイルは、前記ヨ−クの軸心を隔てて対向した位置にある隣り合う磁極鉄心の鋳型側のコイルと同相としたことを特徴とする電磁攪拌装置。
【請求項２】
前記隣り合う同相とした磁極鉄心の根元側に巻回されたコイル同志および前記隣り合う同相とした磁極鉄心の鋳型側に巻回されたコイル同志を接続して一体化した請求項１に記載の電磁攪拌装置。
【請求項３】
溶融金属を流す鋳型の周囲に設けられるとともにその内周面上に沿って不等ピッチで配置され突出した複数の磁極鉄心を有するヨークと、前記磁極鉄心を取り囲むように装着されたコイルからなり、回転磁界を発生させる電磁攪拌装置において、
前記磁極鉄心に装着されたコイルは、３相交流を流すことにより前記磁極鉄心の根元側と前記磁極鉄心の鋳型側とが互いに異なる極性を有する二つの積重ね体からなり、第１の磁極鉄心およびこれと隣り合う第２の磁極鉄心の根元側に装着するコイルがＵ相であり、第３の磁極鉄心およびこれと隣り合う第４の磁極鉄心の根元側に装着するコイルがＶ相であり、第５の磁極鉄心およびこれと隣り合う第６の磁極鉄心の根元側に装着するコイルがＷ相であり、前記隣り合う磁極鉄心の根元側に装着されたコイルは、前記ヨ−クの軸心を隔てて対向した位置にある隣り合う磁極鉄心の鋳型側のコイルと同相としたことを特徴とする電磁攪拌装置。
【請求項４】
前記隣り合う同相とした磁極鉄心の根元側に巻回されたコイル同志および前記隣り合う同相とした磁極鉄心の鋳型側に巻回されたコイル同志を接続して一体化した請求項３に記載の電磁攪拌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造設備で使用する電磁攪拌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶融金属の連続鋳造を行う場合、電磁攪拌装置の内部に設けた鋳型内金属に低周波電磁場を印加することにより回転運動を生じさせ、鋳片製品の品質向上を図るようにした３相突極型電磁攪拌装置が提案されている（例えば、特開昭５３−２５２３５号公報）。
図５は従来の電磁攪拌装置を示す縦方向断面図である。図において、１は磁気閉回路を形成する円筒状のヨーク、２はヨーク１の後述する磁極鉄心に装着されたコイルである。３はヨーク１とコイル２を格納するとともにヨ−ク１とコイル２に冷却水を流す水路を兼ねたフレ−ム、３１、３２はフレ−ム３に設けた水路の冷却水入口、同出口、４はヨ−ク１の軸心近傍に配置され溶融金属を流す鋳型、５は溶融金属、６は鋳型４の冷却水用水路、６１、６２は鋳型冷却水の入口、同出口である。このような構成において、コイル２にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相電源を接続して交流電流を流し、磁極間中心に３相回転磁界を発生させることにより、鋳型４内にある溶融金属５に撹拌力を与え、介在物の浮上による鋳片表面形状の改善もしくは鋳片表層部の気泡の浮上による未脱酸鋼の連鋳化、または鋳片等軸晶の向上および中心偏析の低減による鋳片内部品質の改善等に大きな効果があることが知られている。
次に電磁攪拌装置の磁極およびコイルの配置を説明する。図６は図５のＡＡ’線に沿う横方向断面図である。ヨーク１の内周面上に沿って突出した複数の磁極鉄心１１〜１６が６０°ピッチで配置され、磁極鉄心１１〜１６を取り囲むようにそれぞれコイル２１〜２６が装着されている。
第１の磁極鉄心１１に装着するコイル２１をＵ相とし、第３の磁極鉄心１３に装着するコイル２３をＶ相とし、第５の磁極鉄心１５に装着するコイル２５をＷ相とし、それぞれＮ極となるように３相交流を流し、これらのコイルを装着した磁極鉄心１１、１３、１５とヨ−ク１の軸心を隔てて対向した位置にある磁極鉄心１４、１６、１２には、これらと同相のコイルを装着し、それぞれＳ極となるように３相交流を流し、磁極間中心に３相回転磁界を発生させることにより、中心近傍に配置させた鋳型４内の溶融金属５に回転力Ｆｒ  を付与させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来技術では磁極幅ｌｐ  が狭いため、磁極から出た磁束ΦＵ  、ΦＶ  、ΦＷ  の減衰が大きく、溶融金属５の回転力を大きくするために多大なアンペアターン（電流とコイルターン数の積）を要することになり、装置が大掛かりになるばかりか、制約寸法が厳しい設備には、取り付けることができないという問題があった。
そこで、本発明は、多大なアンペアターンを要することなく溶融金属の回転力を大きくする巻線を有した小型の電磁攪拌装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は次のような構成にしたものである。
（１）  溶融金属を流す鋳型の周囲に設けられるとともにその内周面上に沿って等ピッチで配置され突出した複数の磁極鉄心を有するヨークと、前記磁極鉄心を取り囲むように装着されたコイルからなり、回転磁界を発生させる電磁攪拌装置において、前記磁極鉄心に装着されたコイルは、３相交流を流すことにより前記磁極鉄心の根元側と前記磁極鉄心の鋳型側とが互いに異なる極性を有する二つの積重ね体からなり、第１の磁極鉄心およびこれと隣り合う第２の磁極鉄心の根元側に装着するコイルがＵ相であり、第３の磁極鉄心およびこれと隣り合う第４の磁極鉄心の根元側に装着するコイルがＶ相であり、第５の磁極鉄心およびこれと隣り合う第６の磁極鉄心の根元側に装着するコイルがＷ相であり、前記隣り合う磁極鉄心の根元側に装着されたコイルは、前記ヨ−クの軸心を隔てて対向した位置にある隣り合う磁極鉄心の鋳型側のコイルと同相としたものである。
（２）  請求項１に記載の電磁攪拌装置において、前記隣り合う同相とした磁極鉄心の根元側に巻回されたコイル同志および前記隣り合う同相とした磁極鉄心の鋳型側に巻回されたコイル同志を接続して一体化したものである。
（３）  溶融金属を流す鋳型の周囲に設けられるとともにその内周面上に沿って不等ピッチで配置され突出した複数の磁極鉄心を有するヨークと、前記磁極鉄心を取り囲むように装着されたコイルからなり、回転磁界を発生させる電磁攪拌装置において、前記磁極鉄心に装着されたコイルは、３相交流を流すことにより前記磁極鉄心の根元側と前記磁極鉄心の鋳型側とが互いに異なる極性を有する二つの積重ね体からなり、第１の磁極鉄心およびこれと隣り合う第２の磁極鉄心の根元側に装着するコイルがＵ相であり、第３の磁極鉄心およびこれと隣り合う第４の磁極鉄心の根元側に装着するコイルがＶ相であり、第５の磁極鉄心およびこれと隣り合う第６の磁極鉄心の根元側に装着するコイルがＷ相であり、前記隣り合う磁極鉄心の根元側に装着されたコイルは、前記ヨ−クの軸心を隔てて対向した位置にある隣り合う磁極鉄心の鋳型側のコイルと同相としたものである。
（４）  請求項３に記載の電磁攪拌装置において、前記隣り合う同相とした磁極鉄心の根元側に巻回されたコイル同志および前記隣り合う同相とした磁極鉄心の鋳型側に巻回されたコイル同志を接続して一体化したものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。従来例と同じ構成要素については同一符号を付し、従来例と異なる要素には新たな符号を付して説明を施す。図１は本発明の第１の実施例を示す電磁攪拌装置の横方向断面図である。図において、複数の磁極鉄心１１〜１６は６０°の等ピッチでヨークに配置されており、２１１、２１２、２２１、２２２、２３１、２３２、２４１、２４２、２５１、２５２、２６１、２６２は各磁極鉄心１１〜１６に装着されたコイルである。第１の磁極鉄心１１の根元側とこれと隣り合う第２の磁極鉄心１２の根元側に装着するコイル２１１、２２１をＵ相とし、第３の磁極鉄心１３の根元側とこれと隣り合う第４の磁極鉄心１４の根元側に装着するコイル２３１、２４１をＶ相とし、第５の磁極鉄心１５の根元側とこれと隣り合う第６の磁極鉄心１６の根元側に装着するコイル２５１、２６１をＷ相とし、それぞれＮ極となるように３相交流を流し、一方、各々の磁極鉄心の鋳型４側に装着されるコイル２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２は、ヨ−ク１の軸心を隔てて対向した位置にある磁極鉄心の根元側に装着されたコイルと同相とし、それぞれＳ極となるように３相交流を流すと、各相のＮ極の磁極鉄心からＳ極の磁極鉄心へ向かう方向に生じる磁束Φｕ  、Φｖ  、Φｗ  が鋳型４内の溶融金属５を通過し磁極間中心に３相回転磁界が発生する。これにより磁界の回転方向と同一方向に回転力が発生し、ヨ−ク１の軸心近傍に配置された鋳型４内の溶融金属５が攪拌される。
なお、本実施例ではヨ−ク１における磁極鉄心１１〜１６の配置を等ピッチとしたが、これに限定されず不等ピッチとしたものでも良い。例えば、これらの磁極鉄心の中で互いに隣り合う二つの磁極鉄心１１と１２の間のピッチをそれ以外の互いに隣り合う他の磁極鉄心の間の間隔より大きくする。
【０００６】
次に、本発明の第２の実施例を説明する。図２は第２の実施例を示す電磁攪拌装置の横方向断面図である。図において、第１の実施例と異なる点は、隣り合う同相とした磁極鉄心の根元側に巻回されたコイル同志を接続して一体化し、また、隣り合う同相とした磁極鉄心の鋳型側に巻回されたコイル同志を接続して一体化したものである。すなわち、コイル２７１と２８２がＵ相、コイル２８１と２９２がＶ相となり、コイル２９１と２７２がＷ相となる。
このような構成において、磁極鉄心の根元側に巻回されたコイルがＮ極、鋳型側に巻回されたコイルがＳ極となるように３相交流を流すと、各相のＮ極の磁極鉄心からＳ極の磁極鉄心へ向かう方向に生じる磁束Φｕ  、Φｖ  、Φｗ  が鋳型４内の溶融金属５を貫通し磁極間中心に３相回転磁界が発生する。これにより磁界の回転方向と同一方向に回転力が発生し、ヨ−ク１の軸心近傍に配置された鋳型４内の溶融金属５が攪拌される。
【０００７】
次に、本発明の第１の実施例に記載された構成の電磁攪拌装置を実際に製作し、装置の内部に鋳型を設けていない状態での磁束密度を計測した。図３は電磁攪拌装置の磁極鉄心間のギャップにおける磁束密度の大きさの円周方向分布を示しており、従来の装置と同一アンペアタ−ン数で比較したものである。これより磁束密度は従来のものと比較して２倍大きいことを確認した。したがって、本発明では、従来と同等の磁束密度を発生させるために必要なアンペアタ−ン数を従来の半分にすることができ、従来よりも磁極鉄心からでる磁極の減衰を抑えることができる。
図４は本電磁攪拌装置の軸心近傍に配置させた鋳型内における溶融金属の流速の大きさを示したものであり、これより溶融金属の流速は従来技術と比べて２倍鷹いことを確認した。したがって、本発明では、従来と同等の流速を得るために必要なアンペアタ−ン数を従来の半分にすることができ、従来よりも電磁攪拌装置のサイズをより小型にすることができる。
なお、上記に述べた特性は第２の実施例に記載された構成の電磁攪拌装置でも同じ効果が得られることを確認した。
【０００８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、従来技術の半分のアンペアターン数で中心近傍に配置させた溶融金属に回転力を付与することができるため、装置自体をコンパクト化することが可能となるとともに、寸法制約が厳しい設備にも十分対応できる高信頼性の電磁攪拌装置を得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す電磁攪拌装置の横方向断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す同装置の横方向断面図である。
【図３】電磁攪拌装置の磁極鉄心間のギャップにおける磁束密度の円周方向分布を示す図である。
【図４】電磁攪拌装置の中心近傍に配置させた鋳型内における溶融金属の流速の大きさを示す図である。
【図５】従来例を示す電磁攪拌装置の縦方向断面図である。
【図６】図５のＡＡ’線に沿う横方向断面図である。
【符号の説明】
１：ヨ−ク
１１〜１６：磁極鉄心
２１１、２１２、２２１、２２２、２３１、
２３２、２４１、２４２、２５１、２５２、
２６１、２６２，２７１，２７２，２８１，
２８２，２９１，２９２：コイル
４：鋳型
５：溶融金属、
Ｆｒ  ：回転力
ｌｐ  ：磁極幅
ΦＵ  、ΦＶ  、ΦＷ  ：磁束
【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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