(57)【要約】【課題】連続鋳造する際に、鋳塊内に偏析が発生することを解消するために、鋳塊が凝固する凝固部に撹拌流が発生するようにした連続鋳造方法及びノズルを提供すること。【解決手段】連続鋳造方法は、ノズル４から溶湯プール６に吐出された溶湯３を、所定間隔を介して配置された一対の冷却ロール５，５で圧延することによって板状の鋳塊７を製造する方法であり、ノズル４内の溶湯３の流れを撹拌流発生手段４０によって強制流にすることにより、鋳塊が凝固する凝固部に溶湯３が強制流の状態で流れ込むようになっている。【選択図】図１
2011088207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから溶湯プールに吐出された溶湯を、所定間隔を介して配置された一対の冷却ロールで圧延することによって板状の鋳塊を製造する連続鋳造方法において、
前記ノズル内の前記溶湯に撹拌流発生手段によって強制流動を発生させて、前記一対の冷却ロール間の未凝固溶融部を撹拌することを特徴とする連続鋳造方法。
【請求項２】
前記撹拌流発生手段は、電磁力を用いて前記ノズル内に強制流動を発生させることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造方法。
【請求項３】
前記撹拌流発生手段は、永久磁石を使って電磁力を発生させて、前記ノズル内に強制流動を発生させることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造方法。
【請求項４】
前記ノズル内を流れる前記溶湯のレイノルズ数が、２５００以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の連続鋳造方法。
【請求項５】
前記撹拌流発生手段は、前記ノズルの外側で幅方向に交互に設けた磁石により前記ノズル内に上下方向に磁界を発生させ、
前記ノズル内に流れる溶湯を介して前記ノズルの幅方向に電流を流し、前記ノズル内に幅方向に所定間隔で複数並設された仕切壁によって区分された流路ごとの溶湯に対して反対方向の力を発生させることで、前記鋳塊に偏析が発生するのを防止することを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造方法。
【請求項６】
ダンディッシュからの溶湯を、所定間隔を介して配置された一対の冷却ロールで圧延することによって板状の鋳塊を製造する連続鋳造装置に用いられるノズルにおいて、
前記ノズルは、前記ダンディッシュからの前記溶湯を前記冷却ロール間に供給すると共に、このノズル内の流路の左右側壁に設けた電極間に前記溶湯を介して電流を流し、仕切壁によって区分された前記流路ごとの溶湯に対して反対方向の力を発生させることを特徴とするノズル。
【請求項７】
前記仕切壁は、前記ノズル内の流路に、前記溶湯が吐出される方向に沿って設けられると共に、前記流路の幅方向に所定間隔で複数並設され、
前記ノズルは、このノズル中から溶湯プール内に前記溶湯が出る前に前記溶湯の流れを乱す撹拌流発生手段と、
前記流路の幅方向に沿って直線上となる各仕切壁位置に形成された連通口と、
を有することを特徴とする請求項６に記載のノズル。
【請求項８】
前記撹拌流発生手段は、前記連通口が形成された直線上の位置にある前記流路内の左右側壁に設けられた電極と、
前記ノズルの上下外側に、上下方向に磁界が発生するように設けた複数の磁石と、
を備えていることを特徴とする請求項７に記載のノズル。
【請求項９】
前記複数の磁石は、前記連通口が形成された直線上に沿って、異なる磁極を交互にして配置した永久磁石からなることを特徴とする請求項８に記載のノズル。
【請求項１０】
前記ノズルの上下の外面には、幅方向にそれぞれ延設された切欠溝と、
この切欠溝内に配置され、前記複数の磁石を収納した磁石ユニットと、
が設けられていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のノズル。
【請求項１１】
前記複数の磁石を冷却する磁石冷却装置を備えたことを特徴とする請求項８または請求項９に記載のノズル。
【請求項１２】
前記磁石冷却装置は、前記磁石ユニットに内設されて、この磁石ユニットを空冷するための空気を流す通気路を具備していることを特徴とする請求項１１に記載のノズル。
【請求項１３】
前記磁石ユニットは、前記切欠溝と前記各磁石との間にそれぞれ介在され、断熱材からなるノズル間スペーサを備えていることを特徴とする請求項１０に記載のノズル。
【請求項１４】
前記磁石ユニットは、前記各磁石間に介在された磁石間スペーサと、
この磁石間スペーサ及び前記複数の磁石を収納し非磁性金属からなるケースと、
を備えていることを特徴とする請求項１０または請求項１３に記載のノズル。
【請求項１５】
前記各磁石は、希土類磁石、または、アルニコ磁石からなることを特徴とする請求項８ないし請求項１４のいずれか１項に記載のノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製板材を連続鋳造する連続鋳造方法及びノズルに関し、特に、固液共存温度域が広いアルミニウム合金等の共晶系合金製の薄板を鋳造するのに好適な連続鋳造方法及びノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウム合金等の溶湯を連続鋳造して薄板を製造する方法としては、溶湯をノズルを介して１対の冷却ローラ間に供給し、その冷却ローラによって凝固させつつ、圧延する連続鋳造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、従来のノズルを使用した連続鋳造装置を示す概略断面図である。図９は、従来の双ロール式連続鋳造装置で連続鋳造した共晶系合金の鋳塊を示す図であり、（ａ）は幅３００ｍｍ、厚さ４ｍｍの鋳塊の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ部の拡大図である。図１０は、従来の双ロール式連続鋳造装置で連続鋳造した共晶系合金の鋳塊を示す図であり、（ａ）は０．６ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で連続鋳造された幅３００ｍｍ、厚さ４ｍｍの鋳塊の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ部の拡大図、（ｃ）は（ａ）のＤ部をＸ線で見た場合の拡大図である。
【０００４】
図８に示すように、従来、例えば、厚さが２〜１０ｍｍで、８〜１４質量％のマグネシウムを含有するアルミニウム合金（以下「高Ｍｇ合金」という。）製の薄板の鋳塊７００を連続鋳造する連続鋳造装置１００は、溶解炉で溶融された金属の溶湯３００を貯溜するダンディッシュ２００と、このダンディッシュ２００内の溶湯３００を吐出するノズル４００と、互いに反対方向へ回転してノズル４００から送り込まれた溶湯３００を冷却して凝固させながら圧延する一対の冷却ロール５００，５００と、から主に構成されている。
【０００５】
このような連続鋳造装置１００で、固液共存温度域が広いアルミニウム合金製の薄板を連続鋳造したときには、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、鋳塊７００に線状の偏析７１０が生じる。
【０００６】
通常、偏析７１０は、連続鋳造する鋳造速度が速いときに発生し易く、鋳造速度を１ｍ／ｍｉｎ程度の低速にすると、発生し難くなる。しかしながら、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、高Ｍｇ合金の場合は、マグネシウムの濃化した融液が凝固し難いので、マグネシウムの化合物を芯として偏析７１０ができてしまう。
【０００７】
また、図１０（ｃ）に示すように、高Ｍｇ合金では、溶湯が整流化された状態で凝固されるため、幅方向の少しの濃度の揺らぎや、温度、冷却が不均一であると、凝固のタイミングが変化する。これにより発生した小さな偏析部は、高濃度の低融点部を作り、さらに大きな凝固タイミングの変化を生み、一層大きな偏析を発生する。そのため、正面視して細線ａで示すように山脈状（山と谷が連続形成された状態）に形成された固液界面となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−５２０００号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１や図８に示すような連続鋳造装置１００は、特に、高Ｍｇ合金等の固液共存温度域が広い（固液共存温度範囲が４０Ｋ以上）合金等からなる薄板を鋳造した場合、鋳塊７００（鋳片）内に凝固し難いマグネシウムの濃化した融液によって偏析７１０が発生するという問題点があった。
その偏析７１０ができた鋳塊７００は、強度及び伸びに劣り、種々の材料として使用できないという問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、連続鋳造する際に、鋳塊内に偏析が発生することを解消するために、鋳塊が凝固する凝固部に撹拌流が発生するようにした連続鋳造方法及びノズルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の連続鋳造方法は、ノズルから溶湯プールに吐出された溶湯を、所定間隔を介して配置された一対の冷却ロールで圧延することによって板状の鋳塊を製造する連続鋳造方法において、前記ノズル内の前記溶湯に撹拌流発生手段によって強制流動を発生させて、前記一対の冷却ロール間の未凝固溶融部を撹拌することを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、連続鋳造方法は、撹拌流発生手段によって強制流動を発生させて、ノズル内の溶湯の流れを撹拌流にすることにより、ノズルから吐出される溶湯が撹拌流となって冷却ロール間の溶湯プール内に流れ込む。その溶湯は、溶湯プール内の未凝固溶融部で、凝固し難い金属成分が撹拌されて分散された状態で冷却ロールにより冷却されて凝固される。
【００１３】
請求項２に記載の連続鋳造方法は、請求項１に記載の連続鋳造方法であって、前記撹拌流発生手段は、電磁力を用いて前記ノズル内に強制流動を発生させることを特徴とする。
【００１４】
かかる構成によれば、撹拌流発生手段は、電磁力による強制流動により、ノズル内の溶湯の流れが乱れて撹拌流になる。
【００１５】
請求項３に記載の連続鋳造方法は、請求項１に記載の連続鋳造方法であって、前記撹拌流発生手段は、永久磁石を使って電磁力を発生させて、前記ノズル内に強制流動を発生させることを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、撹拌流発生手段は、永久磁石による電磁力によって強制流動を発生させることにより、ノズル内の溶湯の流れを撹拌流にさせる。
【００１７】
請求項４に記載の連続鋳造方法は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の連続鋳造方法であって、前記ノズル内を流れる前記溶湯のレイノルズ数Ｒｅが、２５００以上であることを特徴とする。
【００１８】
かかる構成によれば、ノズル内を流れる溶湯のレイノルズ数Ｒｅが、２５００以上であることにより、溶湯の流れをより大きく乱れた撹拌流にする。
【００１９】
請求項５に記載の連続鋳造方法は、請求項１に記載の連続鋳造方法であって、前記撹拌流発生手段は、前記ノズルの外側で幅方向に交互に設けた磁石により前記ノズル内に上下方向に磁界を発生させ、前記ノズル内に流れる溶湯を介して前記ノズルの幅方向に電流を流し、前記ノズル内に幅方向に所定間隔で複数並設された仕切壁によって区分された流路ごとの溶湯に対して反対方向の力を発生させることで、前記鋳塊に偏析が発生するのを防止することを特徴とする。
【００２０】
かかる構成によれば、連続鋳造方法は、ノズル内に溶湯を介してノズルの幅方向に電流を流し、磁石により上下方向に磁界が発生し、ノズル内に幅方向に所定間隔で複数並設された仕切壁によって区分された流路ごとに反対方向の力を発生させる。ノズルの各流路を流れる溶湯内には、流路ごとの溶湯に対して反対方向の力が発生することにより、溶湯の流れる方向に対して同じ方向の力と、反対方向の力とが流路ごとに交互に発生する。このため、溶湯の順流の流れ方向（鋳造方向）と同じ方向の力が発生している流路では、その力が順流の流れの吸引力となり、強制流動が発生して溶湯の流れが速くなる。溶湯の順流の流れ方向と反対方向の力が発生している流路では、その力が流れの反発力となり、順流側から順流を吸い込んで逆流（強制流動）を発生させる。その流れの速い順流の溶湯は、撹拌流の状態でノズルから溶湯プール内に流れ込む。逆流の溶湯は、ノズル内の吹き込まれた状態になる。前記溶湯プール内で撹拌流の状態の溶湯は、凝固し難い金属成分が撹拌されて分散されるので、その状態で冷却ロールにより冷却されて凝固されることによって、鋳塊内に偏析が発生するのを防止することができる。
【００２１】
請求項６に記載のノズルは、ダンディッシュからの溶湯を、所定間隔を介して配置された一対の冷却ロールで圧延することによって板状の鋳塊を製造する連続鋳造装置に用いられるノズルにおいて、前記ノズルは、前記ダンディッシュからの前記溶湯を前記冷却ロール間に供給すると共に、このノズル内の流路の左右側壁に設けた電極間に前記溶湯を介して電流を流し、仕切壁によって区分された前記流路ごとの溶湯に対して反対方向の力を発生させることを特徴とする。
【００２２】
かかる構成によれば、冷却ロール間に溶湯を供給するノズルは、このノズル内の左右側壁の電極間に溶湯を介して電流を流すと、仕切壁によって区分された流路ごとの溶湯に対して反対方向の力が発生される。その力は、各流路内の溶湯の流れに対して、吸引力（押圧力）または反発力となり、溶湯を強制流動させて、溶湯の流れを乱して撹拌流にする。このため、ノズルから吐出される溶湯は、撹拌流の状態で溶湯プール内に流れ込む。撹拌流の状態の溶湯は、溶湯プール内で凝固し難い金属成分が撹拌されて分散された状態で冷却ロールによって冷却されて固まる。このため、固液共存の温度幅が広い金属であっても、凝固する際に、凝固し難く融点の低い金属成分が撹拌されて、固相金属と液相成分とが均一に分散した固液共存の状態になる。その結果、鋳塊内に偏析が発生するのを防止することができる。
【００２３】
請求項７に記載のノズルは、請求項６に記載のノズルであって、前記仕切壁は、前記ノズル内の流路に、前記溶湯が吐出される方向に沿って設けられると共に、前記流路の幅方向に所定間隔で複数並設され、前記ノズルは、このノズル中から溶湯プール内に前記溶湯が出る前に前記溶湯の流れを乱す撹拌流発生手段と、前記流路の幅方向に沿って直線上となる各仕切壁位置に形成された連通口と、を有することを特徴とする。
【００２４】
かかる構成によれば、ノズル内の流路は、溶湯の鋳造方向（順流の方向）に沿って設けられた仕切壁によって複数の流路に分けられている。その複数の流路の仕切壁は、各流路に連通する連通口が形成されたことにより、ノズルの流路の最も左端の内壁と、最も右端の内壁との間が連通して、その流路の左右端の内壁間に、連通口内の導電性の溶湯を介在して電流を導通させることが可能となる。流路内の溶湯を介在してその流路の左右外壁間に電流を流すと、撹拌流発生手段が駆動される。このため、溶湯は、ノズル内の流路から溶湯プール内に出る前に、このノズル内で撹拌流発生手段による強制流動の発生で流れが撹拌される。すると、順流が流れるノズル内の流路の溶湯は、連通口を介して隣接する流路側に吸い込まれるなどして流れが乱れた撹拌流になって、その撹拌流の状態で溶湯プール内に流れ込む。撹拌流状態の溶湯は、溶湯プール内で凝固し難い金属成分が撹拌されて分散された状態で冷却ロールによって冷却されて固まる。
【００２５】
請求項８に記載のノズルは、請求項７に記載のノズルであって、前記撹拌流発生手段は、前記連通口が形成された直線上の位置にある前記流路内の左右側壁に設けられた電極と、前記ノズルの上下外側に、上下方向に磁界が発生するように設けた複数の磁石と、を備えていることを特徴とする。
【００２６】
かかる構成によれば、ノズルは、ノズル内の流路から溶湯プール内に溶湯が出る前に、溶湯が流れる流路の左右側壁に設けた撹拌流発生手段の電極間に導電体である溶湯を介して電流を流すと、仕切壁によって区分された流路ごとの溶湯に対して反対方向の力が発生される。その力は、磁石による磁界中にある各流路内の溶湯に電流が流れることにより、上下の磁界の方向と、電流の流れる幅方向との両方に対して直角な方向に発生する。その力は、ノズルの上下外側に異なる磁極を交互にして配置された複数の磁石が配置されていることにより、ノズルの各流路内を流れる溶湯の流れ方向に対して、順流（鋳造方向）と同じ方向の力と反対方向の力とが流路ごとに交互に発生する。このため、溶湯の流れ方向と同じ方向の力が発生した流路では、その力が順流の流れの吸引力（押圧力）となり、強制流動が発生して、溶湯の流れが速くなる。溶湯の流れ方向と反対方向の力が発生した流路では、その力が流れの反発力となり、隣接する流路を流れる順流の溶湯を吸い込んで、逆流（強制流動）が発生する。このため、流れの速い順流の溶湯のみが、逆流によって撹拌流の状態で溶湯プール内に流れ込む。撹拌流の状態の溶湯は、溶湯プール内で凝固し難い金属成分が撹拌されて分散された状態で冷却ロールによって冷却されて固まるため、鋳塊内に偏析が発生するのを防止することができる。
【００２７】
請求項９に記載のノズルは、請求項８に記載のノズルであって、前記複数の磁石は、前記連通口が形成された直線上に沿って、異なる磁極を交互にして配置した永久磁石からなることを特徴とする。
【００２８】
かかる構成によれば、複数の磁石は、永久磁石からなることにより、小型化して、冷却ロール間に配置されるノズルに設置することが可能となる。
【００２９】
請求項１０に記載のノズルは、請求項８または請求項９に記載のノズルであって、前記ノズルの上下の外面には、幅方向にそれぞれ延設された切欠溝と、この切欠溝内に配置され、前記複数の磁石を収納した磁石ユニットと、が設けられていることを特徴とする。
【００３０】
かかる構成によれば、ノズルは、複数の磁石を収納した磁石ユニットをノズルの上下の外面に形成した切欠溝に設けることにより、磁石を冷却ロールから離間させてノズル内の流路の近傍に設置することが可能となる。
【００３１】
請求項１１に記載のノズルは、請求項８または請求項９に記載のノズルであって、前記複数の磁石を冷却する磁石冷却装置を備えたことを特徴とする。
【００３２】
かかる構成によれば、ノズルは、磁石冷却装置によって磁石を使用限度範囲内の温度に冷却することができる。
【００３３】
請求項１２に記載のノズルは、請求項１１に記載のノズルであって、前記磁石冷却装置は、前記磁石ユニットに内設されて、この磁石ユニットを空冷するための空気を流す通気路を具備していることを特徴とする。
【００３４】
かかる構成によれば、磁石ユニット内に、この磁石ユニットを空冷する通気路が内設されていることによって、磁石を使用限度範囲内の温度に空冷することができる。
【００３５】
請求項１３に記載のノズルは、請求項１０に記載のノズルであって、前記磁石ユニットは、前記切欠溝と前記各磁石との間にそれぞれ介在され、断熱材からなるノズル間スペーサを備えていることを特徴とする。
【００３６】
かかる構成によれば、磁石ユニットは、切欠溝と各磁石との間に断熱材のノズル間スペーサを介在させたことにより、溶湯の熱によるノズルからの放射熱が磁石に伝わるのを抑制することができる。
【００３７】
請求項１４に記載のノズルは、請求項１０または請求項１３に記載のノズルであって、前記磁石ユニットは、前記各磁石間に介在された磁石間スペーサと、この磁石間スペーサ及び前記複数の磁石を収納し非磁性金属からなるケースと、を備えていることを特徴とする。
【００３８】
かかる構成によれば、磁石ユニットは、磁石間スペーサ及び複数の磁石を収納した非磁性金属のケースを有することにより、そのケースをノズルに固定することによって、各磁石をノズルの予め設定されたそれぞれの所定位置に容易に配置することができる。
【００３９】
請求項１５に記載のノズルは、請求項８ないし請求項１４のいずれか１項に記載のノズルであって、前記各磁石は、希土類磁石、または、アルニコ磁石からなることを特徴とする。
【００４０】
かかる構成によれば、各磁石は、希土類磁石またはアルニコ磁石からなることにより、磁気が強く、耐熱性も優れている。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の請求項１に係る連続鋳造方法によれば、撹拌流発生手段によって強制流動を発生して、ノズル内の溶湯の流れを撹拌流にすることにより、ノズルから冷却ロール間の溶湯プール内に送られる溶湯が撹拌流のまま流れ込む。このため、溶湯プール内の溶湯が、凝固し難い金属成分が撹拌され、均一に分散して混在化された状態で、冷却ロールにより冷却されて凝固されるので、鋳塊内に偏析が発生するのを防止することができる。その結果、高品質の高合金系材料の板材を得ることができる。
【００４２】
本発明の請求項２に係る連続鋳造方法によれば、撹拌流発生手段は、電磁力によってノズル内の溶湯の流れを撹拌流にすることができる。
【００４３】
本発明の請求項３に係る連続鋳造方法によれば、撹拌流発生手段は、永久磁石の電磁力によって強制流動を発生させて、ノズル内の溶湯の流れを撹拌流にすることができるので、撹拌流発生手段の構造を簡素化して、全体の大きさを小型化することができる。
【００４４】
本発明の請求項４に係る連続鋳造方法によれば、ノズル内を流れる溶湯のレイノルズ数Ｒｅが、２５００以上であることにより、溶湯の流れを撹拌流にして、鋳塊に偏析が発生するのを解消することができる。
【００４５】
本発明の請求項５に係る連続鋳造方法によれば、上下方向に磁界が発生しているノズル内の幅方向に溶湯を介して電流を流すことによって力を発生させて、ノズル内の溶湯の流れを乱れた撹拌流にすることにより、溶湯中の凝固し難い成分を撹拌させて均一に分散させた状態に固めることができる。このため、鋳塊内に偏析が発生するのを解消することができる。その結果、固液共存温度域が広い高Ｍｇ合金等の金属製の薄板を鋳造した場合であっても、鋳塊内にマグネシウム等による偏析及び割れの発生を防止して、種々の材料として使用可能な薄板鋳塊を安定した状態に生産することができる。
【００４６】
本発明の請求項６に係るノズルによれば、このノズル内の左右側壁の電極間に溶湯を介在して電流を流して強制流動を発生させることにより、仕切壁によって区分された流路ごとに、溶湯の流れを変えて撹拌流を発生させることができる。このため、ノズルから吐出される溶湯は、撹拌流の状態で溶湯プール内に流れ込むことにより、凝固し難い金属成分が撹拌されて分散された状態で冷却ロールによって冷却して凝固させることができる。その結果、固液共存の温度幅が広い金属であっても、凝固する際に、凝固し難く融点の低い金属成分が撹拌されて、固相金属と液相成分とが均一に分散した固液共存の状態になる。その結果、鋳塊内に偏析が発生するのを防止することができる。
【００４７】
本発明の請求項７に係るノズルによれば、ノズル内の流路は、仕切壁によって複数の流路に分けられていると共に、その仕切壁に連通口が形成されていることにより、撹拌流発生手段で強制流動を発生させると、各流路の溶湯が連通口を通って隣接する流路へ自由に流れて、ノズル内全体の溶湯の流れを撹拌流にすることができる。このため、ノズルから吐出される溶湯を、凝固し難い金属成分が撹拌された撹拌流のままの状態で溶湯プール内に流し込むことができる。
【００４８】
本発明の請求項８に係るノズルによれば、磁石による磁界中にある各流路内の電極間に電流を流すことにより、上下の磁界の方向と、電流の流れる幅方向との両方に対して直角な方向に力を発生させることができる。その力は、溶湯の順流（鋳造方向）と同じ方向の力と反対方向の力とが流路ごとに交互に発生させて、溶湯の流れが速い順流（強制流動）にしたり、隣接する流路を流れる順流の溶湯を吸い込んで、逆流（強制流動）を発生させたりすることができる。このため、ノズル内の溶湯は、強制流動によって発生した順流と逆流とによって乱れた撹拌流となって溶湯プール内に流れ込む。その溶湯プール内の溶湯は、凝固し難い金属成分が撹拌されて分散された状態で冷却ロールによって冷却されて固まるので、鋳塊内に偏析が発生するのを防止することができる。
【００４９】
本発明の請求項９に係るノズルによれば、ノズルに配設される磁石が、構造が簡素で、全体の大きさを小型化することができる永久磁石からなることによって、冷却ロール間に挿入するように配置されるノズルの外周部の小さなスペースであっても、設置することができる。
【００５０】
本発明の請求項１０に係るノズルによれば、磁石冷却装置によって磁石を使用限界温度である約３５０℃以下まで冷却することができる。
【００５１】
本発明の請求項１１に係るノズルによれば、磁石ユニットは、ノズルの上下の外面に形成した切欠溝内に設けることにより、磁石ユニットを溶湯の流路の近傍に設置することができる。また、磁石は、多数の磁石を磁石ユニットに内設してユニット化したことによって、磁石ユニットをノズルに固定すれば、一度に多数の磁石をノズルに取り付けることができるため、磁石の取り付け工数を削減することができる。
【００５２】
本発明の請求項１２に係るノズルによれば、磁石ユニットに通気路を内設したことによって、磁石を使用限度範囲内の温度まで空冷することができるため、磁石を高温な箇所に設置することを可能にする。
【００５３】
本発明の請求項１３に係るノズルによれば、切欠溝と各磁石との間に断熱材のノズル間スペーサを介在させることにより、溶湯によるノズルの放射熱が磁石に伝達されるのを抑制して、使用限界温度が低い磁石の設置も可能にすることができる。
【００５４】
本発明の請求項１４に係るノズルによれば、磁石ユニットは、磁石間スペーサ及び複数の磁石を収納した非磁性金属製のケースをノズルに固定することによって、複数の磁石をノズルの所定位置にそれぞれ位置決めした状態に容易に取り付けることができるため、組付工数を削減して、構造を簡素化することができる。
【００５５】
本発明の請求項１５に係るノズルによれば、各磁石が、希土類磁石またはアルニコ磁石からなることにより、磁気が強く耐熱性も優れているため、磁石ユニットを小型化することができる。その結果、磁石ユニットは、冷却ノズル間の溶湯プールに近い狭い箇所に配置されたノズルに設置することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態に係るノズルを用いた連続鋳造装置を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るノズルを用いた連続鋳造装置を示す要部概略拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るノズルを用いた連続鋳造装置を示す要部概略拡大断面図である。
【図４】図２のＥ部を上から見た拡大図である。
【図５】図４のＦ−Ｆ断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るノズルを用いた連続鋳造装置のブロック図である。
【図７】本発明の実施形態に係るノズルを用いた連続鋳造装置で連続鋳造した金属の鋳塊の一例を示す図であり、（ａ）は幅３００ｍｍ、厚さ４ｍｍの高Ｍｇ合金の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＧ部の拡大図である。
【図８】従来のノズルを使用した連続鋳造装置を示す概略断面図である。
【図９】従来の双ロール式連続鋳造装置で連続鋳造した共晶系合金の鋳塊を示す図であり、（ａ）は幅３００ｍｍ、厚さ４ｍｍの鋳塊の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ部の拡大図である。
【図１０】従来の双ロール式連続鋳造装置で連続鋳造した共晶系合金の鋳塊を示す図であり、（ａ）は０．６ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で連続鋳造された幅３００ｍｍ、厚さ４ｍｍの鋳塊の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ部の拡大図、（ｃ）は（ａ）のＤ部をＸ線で見た場合の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下、図１〜図６を参照して発明を実施するための形態を説明する。
【００５８】
≪連続鋳造装置の構成≫
図１に示すように、連続鋳造装置１は、金属の溶湯３から板状の鋳塊７を水平方向に向かって連続鋳造する装置である。さらに詳述すると、連続鋳造装置１は、ダンディッシュ２からの溶湯３を、所定間隔を介して配置され互いに反対方向へ回転する一対の冷却ロール５，５間に形成された溶湯プール６に、ノズル４から吐出された溶湯３を注入して圧延しながら凝固させることによって、板状の鋳塊７を製造する双ロール式連続鋳造装置である。この連続鋳造装置１は、溶湯３が貯溜されるダンディッシュ２と、このダンディッシュ２内の溶湯３が供給されるノズル４と、このノズル４中から溶湯プール６内に溶湯３が出る前に、溶湯３を強制流動させて流れを乱す撹拌流発生手段４０と、互いに反対方向へ回転する一対の冷却ロール５，５と、この冷却ロール５，５間に形成された溶湯プール６と、を備えて構成されている。この連続鋳造装置１は、ノズル４を用いた装置であって、特に、アルミニウム合金等の共晶系合金製薄板の鋳塊７を連続鋳造するのに最適な鋳造装置である。
【００５９】
≪ダンディッシュの構成≫
ダンディッシュ２は、溶解炉（図示省略）で溶融された金属の溶湯３を保温した状態に一時的に貯溜する炉であり、下部側壁に、ノズル４に供給管２１を介在して溶湯３を供給するための供給口２ａが形成されている。
【００６０】
≪溶湯及び鋳塊の構成≫
溶湯３は、前記溶解炉（図示省略）で溶融された金属であり、例えば、固液共存温度域が広い（例えば、４０Ｋ以上）高Ｍｇ合金等の共晶系合金からなる。純アルミニウムの場合、融点は約６６０℃である。なお、溶湯３は、高濃度の共晶系合金であればよく、Ａｌ合金やＭｇ合金以外に、Ｆｅ合金、Ｓｉ合金、Ｍｎ合金、Ｃｕ合金、Ｚｎ合金等であっても構わない。
また、鋳塊７は、連続鋳造装置１によって鋳造されて溶湯３が凝固した鋳片であり、例えば、幅３００ｍｍ、厚さ２〜１０ｍｍの長尺の薄板に鋳造される。
【００６１】
≪ノズルの構成≫
図１に示すように、ノズル４は、ダンディッシュ２の溶湯３を冷却ロール５，５間の溶湯プール６に吐出するノズルチップであり、ダンディッシュ２の供給口２ａに連通する流路４ｂを形成する略角筒状のものからなる。図２に示すように、ノズル４は、このノズル４の上下の外面４ｅ，４ｅに形成された切欠溝４ａ，４ａと、溶湯３が流れる流路４ｂと、流路４ｂの先端に形成された吐出口４ｃと、この吐出口４ｃの周囲に形成された湾曲面４ｄ，４ｄと、流路４ｂ内の幅方向に所定間隔で複数並設された仕切壁４ｆと、流路４ｂの幅方向に沿って直線上となる各仕切壁４ｆに形成された連通口４ｇと、連通口４ｇの幅方向に形成され電極４１，４２（図４参照）を有する左右の側壁４ｈ，４ｉ（図４参照）と、前記撹拌流発生手段４０と、を有している。換言すると、このノズル４は、溶湯３が吐出される方向に沿って複数の仕切壁４ｆを内設して複数の流路４ｂを有している。
【００６２】
図２及び図３に示すように、切欠溝４ａ，４ａは、磁石ユニット８を設置するための溝であり、ノズル４の先端部近傍の上下の外面４ｅ，４ｅに、幅方向へ向けて形成された断面凹部形状の溝からなる。
流路４ｂは、先端部側が略漏斗状に形成されて、先端部の上下方向の高さが狭く形成されている。流路４ｂ内の狭くなった箇所には、複数の仕切壁４ｆ及び連通口４ｇが形成されている。
図２に示すように、吐出口４ｃは、溶湯３が吐出される部位であり、冷却ロール５，５間のロールキス点の近傍に差し込むように配置されている。
湾曲面４ｄ，４ｄは、冷却ロール５，５の外周面に沿って形成された側面視して円弧状の面であり、流路４ｂの先端部の外側上下面に形成されている。湾曲面４ｄ，４ｄは、冷却ロール５，５との間に、僅かな隙間を介して配置されている。この湾曲面４ｄ，４ｄには、前記切欠溝４ａ，４ａが冷却ロール５，５の軸に沿って形成されている。
【００６３】
＜仕切壁の構成＞
図４及び図５に示すように、仕切壁４ｆは、ノズル４内の流路４ｂを、溶湯３が吐出される方向（矢印ｅ方向）に向けて延設されて仕切る隔壁である。その仕切壁４ｆは、ノズル４の幅方向に磁石ユニット８の磁石８１のピッチ間隔（磁石８１の左右方向の幅より大きい間隔）で複数並設されている。各仕切壁４ｆは、中央部に連通口４ｇが形成されて、流路４ｂ方向の途中で途切れて二分された状態の複数の厚板状部材からなる。この仕切壁４ｆにより、ノズル４内の流路４ｂは、一時的に複数に分かれている。以下、ノズル４内の流路４ｂが、幅方向（左右方向）に５枚並設された仕切壁４ｆによって６つに区分されている場合を例に挙げて説明する。
【００６４】
＜連通口の構成＞
図４に示すように、連通口４ｇは、５つの仕切壁４ｆが形成されて６つに分かれたノズル４内の流路４ｂに対して、一方の側壁４ｈの電極４１側から各流路４ｂを横断して他方の側壁４ｉの電極４２側まで連通させることにより、上下の磁石８１，８１による磁界間に、導電体である溶湯３を介して電極４１，４２間に電流を導通させることで、電磁力が発生するように形成された貫通孔である。連通口４ｇは、６つに分けられたノズル４内の各流路４ｂが連通するように、電極４１，４２間の各仕切壁４ｆに流路４ｂの幅方向に沿って直線上となる位置に形成されている。
【００６５】
＜側壁の構成＞
図４及び図５に示すように、ノズル４の左右の側壁４ｈ，４ｉは、垂直に形成された厚板によって形成され、連通口４ｇの左右の幅方向に電極４１，４２が一体に設けられている。側壁４ｈ，４ｉは、ノズル４が近接した冷却ロール５，５間に挿入して配置されるのに合わせて、先端部が側面視して先細形状に形成されている（図２参照）。
【００６６】
≪撹拌流発生手段の構成≫
撹拌流発生手段４０は、溶湯プール６の凝固部を撹拌流にするために、その上流のノズル４内を流れる溶湯３の流れを撹拌流（高速流）にするための撹拌流発生装置である。この撹拌流発生手段４０は、連通口４ｇ，４ｇが形成された直線上の位置にある流路４ｂの左右の側壁４ｈ，４ｉに設けられた電極４１，４２と、ノズル４の上下外側に配置された複数の磁石８１を有する磁石ユニット８と、磁石ユニット８を冷却する磁石冷却装置９（図６参照）と、電極４１，４２及び磁石冷却装置９に電流を供給する電源駆動制御装置１０（図６参照）と、を備えて構成されている。撹拌流発生手段４０は、磁石８１，８１によって磁界が発生している電極４１，４２間に溶湯３を介してノズル４の幅方向に電流を流して仕切壁４ｆによって区分された流路４ｂごとの溶湯３に対して反対方向（ノズル４の吐出方向と相違する方向）の力を発生させて、ノズル４内の流路４ｂを流れる溶湯３の流れを乱して、鋳塊７に偏析が生成されるのを防止する装置である。
【００６７】
＜電極の構成＞
電極４１，４２は、ノズル４中の各流路４ｂ内の溶湯３に電気を流すための正極用及び負極用の導電体であり、左右の側壁４ｈ，４ｉに一体に設けられた黒鉛等からなる。電極４１，４２は、この左右の電極４１，４２間に溶湯３が介在されることによって互いに導通された状態になる。図６に示すように、電極４１，４２は、電源駆動制御装置１０の電極制御装置１１に電気的に接続されている。
【００６８】
≪磁石ユニットの構成≫
磁石ユニット８は、複数の磁石８１を収納した単体であり、厚板状に形成されている。磁石ユニット８は、ノズル４の上下外側にＮ極とＳ極の上下一対に配置すると共に、連通口４ｇが形成された直線上に沿って、異なる磁極Ｎ，Ｓを左右方向に交互に配置してＮ極からＳ極への上下方向に磁界が発生するように設けた複数の磁石８１と、切欠溝４ａ，４ａ上の各磁石８１間にそれぞれ介在されたノズル間スペーサ８３と、各磁石８１，８１間に介在された磁石間スペーサ８４と、磁石間スペーサ８４及び複数の磁石８１を収納し非磁性金属からなるケース８２と、磁石８１を空冷するための通気路８５と、を備えている。
【００６９】
＜磁石の構成＞
図５及び図６に示す磁石８１は、磁力が強いサマリウムコバルト磁石等の希土類磁石、または、アルニコ磁石等の永久磁石からなり、磁束密度が約０．１（Ｔ）以上のものからなる。磁石８１は、例えば、長さが２０ｍｍ、幅が１０ｍｍ、厚さが５ｍｍに形成されたものを、ノズル４の上下外側に２０ｍｍのピッチ間隔で、連通口４ｇ，４ｇが形成された直線上に沿って、Ｓ極とＮ極の磁極の向き交互に変えて幅方向に１列に、ノズル４の上下外側の切欠溝４ａの底面に配置されている（図３参照）。図４に示すように、磁石８１は、各仕切壁４ｆに横一列に配置された各連通口４ｇ，４ｇ間の中間位置（６つに分流された各流路４ｂの中央部）上のノズル４の上下面にＳ極及びＮ極を上下方向にして配置されている。なお、磁石８１は、溶湯３であるアルミニウム合金の融点が約６６０℃と低く、さらに、ノズル間スペーサ８３で断熱し、磁石冷却装置９で冷却しているので、ノズル４に外周部の温度を、磁石８１が所望の磁力を発生する使用限度温度範囲内にすることができるため、ノズル４への設置が可能になっている。また、前記寸法は、ノズル４、溶湯３及び鋳塊７の大きさに合わせて適宜に変更しても構わない。
【００７０】
＜ノズル間スペーサの構成＞
図５に示すように、ノズル間スペーサ８３は、各磁石８１とノズル４との間に介在された厚板状の部材であり、溶湯３の熱によって磁石８１が加熱されるのを抑制するために、断熱材で形成されている。ノズル間スペーサ８３の縦横の長さは、例えば、磁石８１に合致させた寸法に形成されている。
【００７１】
＜磁石間スペーサの構成＞
図５及び図６に示すように、磁石間スペーサ８４は、各磁石８１間に介在されて磁石８１を支持する部材であり、各磁石８１間に２枚ずつ立てた状態で並設されている。磁石間スペーサ８４は、例えば、アルミニウム等の金属によって形成されている。
【００７２】
＜ケースの構成＞
図５及び図６に示すように、ケース８２は、各磁石８１、各ノズル間スペーサ８３及び磁石間スペーサ８４を収納して、それらの部材を一度にノズル４に取り付けることができるようにしたケース体である。ケース８２は、非磁性ステンレス鋼等の磁化しない非磁性金属によって形成されている。
【００７３】
＜通気路の構成＞
通気路８５は、後記する磁石冷却装置９の一部を構成するものであり、ファン９１によって送られる冷媒としての空気を、ケース８２内を通して磁石ユニット８を冷却するための流路である。通気路８５は、略角筒状のケース８２の内壁と、ケース８２の内側に設置された磁石８１及び磁石間スペーサ８４との間に形成された空間（流路）からなる。通気路８５は、磁石ユニット８の右端から左端に亘って形成されている。
【００７４】
≪磁石冷却装置の構成≫
図６に示すように、磁石冷却装置９は、磁石８１を使用可能な温度に冷却するための冷却装置であり、例えば、複数の磁石８１に空気を送るファン９１と、このファン９１を回転させるファンモータ９２と、磁石ユニット８に内設されてこの磁石ユニット８を空冷するための空気を流す通気路８５と、この通気路８５とファン９１とを接続する空気供給路９３と、ファンモータ９２の駆動を制御するファン制御装置１３と、ファンモータ９２を回転させる電力を供給する電源１２と、を備えて構成されている。磁石冷却装置９は、磁石８１として使用するものが、希土類磁石のサマリウムコバルト磁石の場合は使用限度温度の約３５０℃以下まで冷却し、アルニコ磁石の場合は使用限度温度の約４００℃以下まで冷却する。
【００７５】
≪電源駆動制御装置の構成≫
電源駆動制御装置１０は、電極４１，４２及び前記ファンモータ９２に電流を供給する装置であり、例えば、前記電極制御装置１１と、前記電源１２とを備えて構成されている。電源駆動制御装置１０は、例えば、電極４１，４２に５０Ａの直流電流を供給している。なお、図６に示す電源駆動制御装置１０及び前記磁石冷却装置９の構成は、一例であって、これに限定されるものではなく、その構成を適宜に変更しても構わない。
【００７６】
≪冷却ロールの構成≫
図２に示すように、冷却ロール５，５は、ノズル４の吐出口４ｃから吐出された溶湯３を抜熱しながら圧延して所定の厚さの鋳塊７を形成するロールである。冷却ロール５，５は、横設された円柱形状の上ロール５ａ及び下ロール５ｂを互いの隙間（溶湯プール６）を介して対向配置してなる。冷却ロール５，５には、ロール冷却装置５１と、冷却ロール５，５を低速回転させる回転駆動モータ装置（図示省略）とがそれぞれ設けられている。
【００７７】
＜ロール冷却装置の構成＞
図１に示すように、ロール冷却装置５１は、溶湯３を冷却して凝固させるために、溶湯３と接触する冷却ロール５，５を連続鋳造するのに適切な温度に冷却する装置であり、例えば、ウォータジャケットからなる。ロール冷却装置５１は、例えば、冷却水循環供給装置（図示省略）から供給される冷却水が循環する通水路５１ａ，５１ａを有し、冷却水循環供給装置のウォーターポンプ（図示省略）によって通水路５１ａ，５１ａに送り込まれた冷却水がその通水路５１ａ，５１ａを循環することにより、熱交換して、冷却ロール５，５を冷却する。
【００７８】
≪溶湯プールの構成≫
溶湯プール６は、ノズル４から吐出された溶湯３が注入されて一時的に溶湯３が貯溜され、上下の冷却ロール５，５によって溶湯３を冷却しながら圧延する箇所である。溶湯プール６は、ノズル４の吐出口４ｃと、上下の冷却ロール５，５との間のロールキス点の近傍に、鋳塊７の厚さ間隔を介して配置された一対の冷却ロール５，５の外周面によって形成された隙間からなる。このため、前記電極４１，４２間に生成される電磁力と、前記磁石８１の磁力とにより溶湯プール６の手前のノズル４内で強制流動されて撹拌流となった溶湯３は、この溶湯プール６内でも、撹拌流の状態で流れながら冷却ロール５，５によって冷却される。
【００７９】
≪作用≫
次に、本発明の実施形態に係る連続鋳造方法及びノズルの作用を説明する。
図１に示すように、連続鋳造装置１で鋳塊７を鋳造する場合は、まず、ダンディッシュ２内の溶湯３を供給口２ａからノズル４内にゆっくりと流し込む。図２に示すように、ノズル４内に送られた溶湯３は、流路４ｂ内が狭くなっていることにより、流速を上げて仕切壁４ｆ間及び電極４１，４２間を通って吐出口４ｃから溶湯プール６内に吐出される。
【００８０】
図４に示すように、このとき、５つの仕切壁４ｆによって６つに分けられた各流路４ｂ内には、連通口４ｇ，４ｇが形成された直線上に沿って、上下方向に互いに異なる磁極Ｎ，Ｓの磁石８１が仕切壁４ｆのピッチ間隔（所定間隔）で交互にＮ極、Ｓ極と配置されて、流路４ｂごとに上下に反対方向の磁界が発生している。つまり、一番左端の流路４ｂでは下から上に、その隣の流路４ｂでは上から下にというふうに隣り合う流路４ｂにおいて交互に上下となる磁界が発生するようになっている。その流路４ｂの幅方向の電極４１，４２には、電源駆動制御装置１０から電流が供給されている。電極４１，４２間は、溶湯３が流れて充填された状態になっているので、導電体で導通させた状態になっている。このため、電流が一方の電極４１からノズル４内の溶湯３を介して他方の電極４２側に流れると、仕切壁４ｆによって区分されたノズル４内の隣り合う各流路４ｂに、互いに反対方向（ノズル４の吐出方向と相違する方向）の力を発生する。
【００８１】
つまり、ノズル４の各流路４ｂ内には、溶湯３の流れる鋳造方向（矢印ｅ方向）に対して同じ方向の力と、反対方向の力とが、流路４ｂごとの溶湯３に対して交互に発生する。このため、溶湯３の順流ｆの流れ方向（矢印ｅ方向）と同じ方向の力が発生している流路４ｂでは、その力が順流ｆの流れの吸引力（押圧力）となり、順流ｆの流れが速い高速流の強制流動を発生させる。溶湯３の順流ｆの流れ方向と反対方向の力が発生している流路４ｂでは、その反対方向の力によって、前記順流ｆが鋳造方向に垂直な方向（矢印ｂ方向）に流れて隣接する流路４ｂ側に吸い込まれ、逆流ｇの強制流動を発生させる。その逆流ｇは、鋳造方向とは反対の方向へ流れた後、左右方向（矢印ｈ方向）に流れて隣接する順流ｆが流れる流路４ｂ側へ流れ込む。
このため、溶湯３は、強制流動によって発生した流れの速い順流ｆと逆流ｇによって大きく乱れた撹拌流となって吐出口４ｃから吐出されて冷却ロール５，５間の溶湯プール６内に流れ込む。冷却ロール５，５間の未凝固溶融部で溶湯３が凝固される際には、溶湯３の流れが撹拌流となって流れているので、固液共存の温度幅が広い金属であっても、凝固し難いマグネシウム等の金属成分が撹拌されて、固相金属と液相成分とが均一に分散した固液共存の良好な状態になる。その状態で溶湯３を冷却ロール５，５で冷却して凝固させることによって、鋳塊７内に偏析が発生するのを防止することができる。
【００８２】
前記溶湯３は、冷却ロール５，５間でロール冷却装置５１，５１によって冷却された冷却ロール５，５と面接触することで熱交換されて冷却されることにより、凝固されながら圧延されて薄板状の鋳塊７に形成された状態で鋳造方向へ送り出される。
この場合、薄板状の鋳塊７は、前述したように、溶湯３が偏析のない状態で凝固されたことのより、品質のよい鋳造品を生産することができる。
また、高Ｍｇ合金等の固液共存温度域が広い共晶系合金を薄板状に連続鋳造した場合であっても、鋳塊７に偏析及び割れが発生するのを防止して、種々の材料として使用可能な薄板鋳塊を安定した状態に鋳造することができる。このため、偏析のない安定した品質の高合金系材料の板材の製造が可能となる。
【実施例】
【００８３】
次に、表１及び図７を主に参照して実施例を説明する。なお、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
表１は、本発明の実施形態に係るノズルを用いて室温で流動を評価したＧａ−１６質量％Ｉｎ合金での実験データと、アルミニウム合金溶湯を実際のノズルに流した際の実験データ等を示す表である。図７は、本発明の実施形態に係るノズルを用いて連続鋳造した高Ｍｇ合金の鋳塊を示す図であり、（ａ）は幅３００ｍｍ、厚さ４ｍｍの鋳塊の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＧ部の拡大図である。
【表１】
2011088207.tif 000003
【００８４】
実施例では、溶湯３に撹拌流である乱流が発生するかを確認するために、図１に示す前記ノズル４を用いた連続鋳造装置１を利用し、表１に示すように、磁束密度が０．１(T)のサマリウムコバルト磁石からなる磁石８１を使用して、比重が６．１(g/cm3)の液体金属であるＧａ−１６質量％Ｉｎ合金（インジウム−ガリウム合金で融点が１６℃）の溶湯３を流速（計算値）１９(m/min)の速さでノズル４内の流路４ｂに流し、電極４１，４２間に電流５０(A)の電流を流して逆流を発生させ、幅が８０(mm)で長尺の鋳塊７を連続鋳造する低温試験を実際に行って、乱流の発生を確認した。
【００８５】
この場合、Ａ：電流５０(A)、Ｓs：流路４ｂの断面積２０×１０-6(m2)、Ｔ：磁石８１の磁束密度０.１(T)、Ｗ：磁石８１の幅を１０(mm)、Ｐ：磁石８１のピッチを２０(mm)、Ｆ：力(N/m3)とすると、流路４ｂ内に発生する力（磁力分布）Ｆは、
（Ａ／ＳS）×Ｔ×（Ｗ／Ｐ）＝Ｆ
(５０(A)／２０×１０-6(m2))×０．１(T)×１０(mm)／２０(mm)＝１．２５×１０5(N/m3)
となる。
【００８６】
また、Ｌ：磁石８１の長さ２０×１０-3(m)、Ｆ：力１．２５×１０5(N/m3)、ρ：溶湯３の密度２３５０(kg/m3)とすると、溶湯３が磁力だけで動く速度ｖ(m/s)は、
２Ｌ×（Ｆ／ρ）＝ｖ2
＝２×（２０×１０-3（m））×（（１．２５×１０5(N/m3)）／２３５０(kg/m3)）
＝（１．４６(m/s)）2
となる。
【００８７】
そして、Ｒｅ：レイノルズ数、ｔ：ノズル４内の流路厚０．００４(m)、ｖ：溶湯３が磁力だけで動く速度１．４６(m/s)、ρ：溶湯３の密度２３５０(kg/m3)、μ：溶湯３の粘度０．００１１(Pa・s)とすると、ノズル４の流路４ｂ内を流れる溶湯３のレイノルズ数Ｒｅは、
Ｒｅ＝ｔ×ｖ×ρ／μ
＝０．００４(m)×１．４６(m/s)×２３５０(kg/m3)／０．００１１(Pa・s)
＝１２５００＞２５００（乱流域）
となる。つまり、レイノルズ数Ｒｅが、流体の流れが乱れた乱流となる乱流域の数値である２５００以上の１２５００であるため、ノズル４内を流れる溶湯３は、計算値的にも乱流となる。
【００８８】
また、磁束密度０．１(T)の磁石８１を使用し、比重が２．３(g/cm3)の高Ｍｇ合金の溶湯３を、流速（計算値）３１(m/min)の速度でノズル４の流路４ｂ内を流して、電極４１，４２間に５０(A)の電流を送って逆流を発生させ、図７（ａ）に示すような幅が３００(mm)の長尺の鋳塊７を連続鋳造する試験を行った。
その試験で得られた鋳塊７を矢印ｃの上方向からＧ部をＸ線で撮影すると、図７（ｂ）に示すような撮像データが得られた。つまり、鋳塊７は、撹拌流発生手段４０によってノズル４内から溶湯プール６にわたって撹拌流になって流れたことにより、固液共存の状態のときに、融点が低く固まり難いマグネシウムが撹拌されて凝固されたため、図７（ｂ）に示すように、偏析が生成されなかった。連続鋳造装置１で鋳造された鋳塊７は、撹拌流化された状態で凝固されたことにより、アルミニウムの金属組織とマグネシウムの金属組織とが鋳造方向へ均一化された状態に混在化して形成されている。
【００８９】
そして、従来のノズル４００を用いた連続鋳造装置１００で高Ｍｇ合金の溶湯３を連続鋳造した場合は、正面視して図１０（ｃ）の細線ａで示すような山脈状に凹凸になっていた金属組織と比較して、本発明のノズル４を用いた連続鋳造装置１で連続鋳造すると、図７（ｂ）の細線ｄで示すような曲線状のなだらかな状態に連続形成された。
このように、連続鋳造装置１で固液共存温度域が広い高Ｍｇ合金等の薄板を連続鋳造した場合であっても、鋳塊７内に偏析及び割れが発生せず、高品質の鋳造品を製造することができる。
【００９０】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
【００９１】
例えば、前記実施形態では、アルミニウム合金をノズル４を用いた連続鋳造装置１で鋳造する場合を例に挙げて説明したが、溶湯３から磁石８１に伝わる温度が磁石８１の使用限度温度範囲内に維持できて、溶湯３が導電性の金属であれば、他の金属またはその合金についても同様に適用可能である。このため、溶湯３は、アルミニウム合金以外でも構わない。
【００９２】
図４に示すように、撹拌流発生手段４０は、磁石ユニット８の磁石８１の個数が６個、仕切壁４ｆの数が幅方向に５枚の場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、磁石８１及び仕切壁４ｆの数は、連続鋳造する鋳塊７の幅等に合わせて適宜に変更しても構わない。
撹拌流発生手段４０は、上下の磁石ユニット８，８において、ノズル４の上下に、Ｎ極とＳ極とで１セットの磁石８１，８１を少なくとも１セット備えていればよい。その磁石８１のセットの数は、ノズル４、流路４ｂ、仕切壁４ｆ等に合わせて、適宜に変更しても構わない。
【００９３】
つまり、撹拌流発生手段４０は、少なくとも、隣り合う流路４ｂごとに相違する方向に力が発生するように配置し、ノズル４内を溶湯プール６方向に流れようとする溶湯３ｄの流れに対して、流れを遅くさせる、流れを止める、逆流させる、渦を発生させる、流れの向きを変えるなどして相違させて乱れるようにすればよい。
このようにすれば、溶湯３ｄが凝固する際に、溶湯３ｄの流れが乱れているので、融点が高い固相金属と、これより融点が低い液相成分とが混じり合った状態で固まるため、鋳塊７内に偏析が発生するのを防止することができる。
【００９４】
なお、流路４ｂの幅方向の電極４１，４２には、一定周期毎に電流の流れる方向が反転する電流を電源駆動制御装置１０から供給して、ノズル４の幅方向において、上下の磁界の方向と、電流の流れる幅方向との両方に対して直交する方向に発生する力を周期的に交互に変化させるようにしてもよい。
また、ノズル間スペーサ８３は、放熱用の金属製のフィン等を設けて、放熱性を向上させてもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１      連続鋳造装置
２      ダンディッシュ
３      溶湯
４      ノズル
４ａ    切欠溝
４ｂ    流路
４ｅ    外面
４ｆ    仕切壁
４ｇ    連通口
４ｈ，４ｉ  側壁
５      冷却ロール
６      溶湯プール
７      鋳塊
８      磁石ユニット
９      磁石冷却装置
１０    電源駆動制御装置
４０    撹拌流発生手段
４１，４２  電極
８１    磁石
８２    ケース
８３    ノズル間スペーサ
８４    磁石間スペーサ
８５    通気路
９１    ファン
９２    ファンモータ
【図１】
2011088207.tif 000004
【図２】
2011088207.tif 000005
【図３】
2011088207.tif 000006
【図４】
2011088207.tif 000007
【図５】
2011088207.tif 000008
【図６】
2011088207.tif 000009
【図７】
2011088207.tif 000010
【図８】
2011088207.tif 000011
【図９】
2011088207.tif 000012
【図１０】
2011088207.tif 000013