(57)【要約】  本発明によれば、連続スラブ鋳造操作の間に、移動可能磁界を含む攪拌が生じる。連続スラブ鋳造操作において、対向する小さい壁面３、３’に開いている側面放出ルーバ５、５’を有する浸漬ノズル４により、金属溶融物が、インゴットモールド１内に導入される。移動電界は、少なくとも鋳造設備の二次冷却領域内ではペアで作用し、移動磁界間で反対方向に同一線上に滑動して、２つの対抗する同一線上の流れにより液体シンク内に長手方向の中央流れを強制的に確立させ、全体で４つ葉のクローバー状の運動を生成し、その上側の葉Ｌ１、Ｌ４が、インゴットモールド内のノズルの放出ルーバの放出ジェット７、７’近傍まで延びて、必要に応じて流れを減衰または加速させる。本発明により、冶金学的全体高さに沿った金属の全体攪拌の結果になり、インゴットモールド内および二次冷却それぞれの攪拌の有効な作用を犠牲にする必要なく、および乱すことなく、実際には、インゴットモールド内の局部的放出を強化することにより、液シンクの上部と底部との間の熱的および化学的な均一性を保証する。
2007509752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い断面の金属製品の連続鋳造のプラントにおける二次冷却ゾーン内の電磁攪拌方法であり、鋳型が、鋳型の狭い面に向って方向付けられた横方向放出口を有する浸漬された鋳造ノズルを備え、前記攪拌方法が、鋳造金属の近くに配置された多相インダクタにより発生される移動磁界により実施される、攪拌方法であって、
二次冷却ゾーン（２）と鋳型（１）との間の液体プール（６）内の液体金属の交換を促進する目的のために、長手方向の金属の流れが、前記二次冷却ゾーン内に強制的に確立され、前記長手方向の金属の流れが、鋳造製品の中央領域において、２つの反対方向の同一線上のストリーム（１０ａ、１０ｂ、または２０ａ、２０ｂ）として局部に限定され、２つの上側ローブおよび２つの下側ローブを有する「４つ葉のクローバー」形状構成として、液体金属の循環を提供し、前記上側ローブ（Ｌ１、Ｌ４）が、浸漬された鋳造ノズル（４）の放出口（５、５’）から出るジェット（７、７’）のレベルまで、鋳型内に延びることを特徴とする、攪拌方法。
【請求項２】
相互に離れるように移動する、鋳造製品の中央領域における前記長手方向に反対の同一線上のストリーム（１０ａ、１０ｂ）は、鋳造ノズル（４）の放出口（５、５’）から出るジェット（７、７’）のレベルまで鋳型内に延びる前記２つの上側ローブ（Ｌ１、Ｌ４）が、ストリームを強化するために、前記ジェットと同一方向に流れて合流ように生成されることを特徴とする、請求項１に記載の攪拌方法。
【請求項３】
相互に集まる、鋳造製品の中央領域の前記長手方向に反対の同一線上のストリーム（２０ａ、２０ｂ）は、鋳造ノズル（４）の放出口（５、５’）から放出されるジェット（７、７’）のレベルまで鋳型内に延びる前記２つの上側ローブ（Ｌ１、Ｌ４）が、ストリームを減速するために、前記ジェットと反対方向の流れで重なるように生成されることを特徴とする、請求項１に記載の攪拌方法。
【請求項４】
二次冷却ゾーン内の前記長手方向流れの位置が、鋳造製品の小さい側面の一方または他方に向かって横方向に移動されることを特徴とする、請求項１に記載の攪拌方法。
【請求項５】
前記長手方向金属流れが、ともに近付くかまたはさらに離れて移動する、前記中央領域内で長手方向に移動する同一線上の移動磁界により、２つの反対方向の同一線上ストリームとして生成されることを特徴とする、請求項２および３に記載の攪拌方法。
【請求項６】
前記長手方向金属流れが、鋳造製品の端部から中心に向かってともに近付くか、または鋳造製品の中心から端部に向かってさらに離れるように移動する、鋳造製品の幅全体にわたり横断方向に移動する同一線上の移動磁界により、２つの反対方向の同一線上ストリームとして生成されることを特徴とする、請求項２および３に記載の攪拌方法。
【請求項７】
前記移動磁界が、鋳造製品の大きい面に対向して配置された多相直線インダクタにより生成されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の攪拌方法。
【請求項８】
前記多相直線インダクタが、様々な強度の電流を供給されることを特徴とする、請求項７に記載の攪拌方法。
【請求項９】
鋳型（１）内で鋳造ノズル（４）の放出口（５、５’）から放出される金属のジェット（７、７’）に直接作用する、別の移動磁界も使用されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の攪拌方法。
【請求項１０】
二次冷却ゾーンが請求項１に記載される電磁攪拌動作の位置にある、連続鋳造プラントから得られる平らな金属製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属、特に鋼の連続鋳造に関する。本発明は、詳細には、鋳造中の平らな製品（すなわち、細長い断面の製品）を電磁攪拌することに関し、さらに正確には、印加磁場により金属液プール内に特定の分布の流れを確立することに関する。
【０００２】
なお、一般的表現の「細長い断面の製品」は、特にスラブ、細いスラブ、薄いスラブ等の、その幅が厚みの少なくとも２倍である金属製品を指すと理解されなければならないことに留意されたい。
【背景技術】
【０００３】
７０年代の始めにおいて連続的な鋼鋳造の分野で出現した電磁攪拌は、凝固を受ける液プール内の流れを制御するためのほぼ不可欠なツールとして、その地位を急速に確実にしてきた。なお、最も一般に使用される原理は、良く知られているＭＨＤ（電磁流体力学）であり、ＭＨＤは、鋳造製品の最も近くに配置された多相インダクタ、より一般には複数の多相インダクタにより生成された可動（回転または移動）磁界により、液体金属（溶融金属）を駆動してそれを移動させる。これらインダクタは、鋳造機の冶金学的高さに適切に配置され、調整可能な周波数で電流を供給され、これにより、冶金技術者の要求に適合できる様々な方式の攪拌モードを可能にする。
【０００４】
さらに、連続鋳造における金属凝固メカニズムの解明の絶え間ない進展により、最終凝固製品の一般品質（すなわち、内部安定性、表面清浄度または含有物の欠乏、凝固構造等）に関する、液体金属の循環運動による重要な役割が特に明らかとなった。
【０００５】
これに関しては、連続鋳造の間に溶融金属に加えられる運動は、鋳型、またはその下の、鋳造機の二次冷却ステージをどのように考えるかに応じて、概略的に２つのカテゴリに分類できる。
【０００６】
鋳造金属の液体部分が、大部分である位置のレベルにおいて、鋳型内の電磁攪拌により液体金属に与えられる運動は、この重要領域の流れを制御するように本質的に構成される。実際には、この場合、鋳造金属の自由表面が見出される場合は、その内部清浄度は、この表面の幾何形状に応じる。さらにこの場合、第１の凝固外被が発生する場合は、その主要な重要性は、最終鋳造製品の表面品質および鋳造工程自体の制御の両方に関して良く知られている。
【０００７】
一方、鋳型の下の液体プール内、従って二次冷却ゾーン内（通常、「二次」と称される）で金属を攪拌することにより、目的の第１は、最大の等軸凝固の展開を介する、鋳造製品の内部冶金学的構造の改良であり、これは、例えば合金元素の微小偏析、および鋳造製品の中央多孔性の不在の両方に好適であることが知られている。従って、電磁攪拌は、例えばボイラーまたは太い溶接パイプを製作するために厚い板などのような、多孔性の存在しない内部構造を必要とする製品を製造しなければならないときはいつも、ますますより頻繁に、スラブの連続鋳造に使用される。
【０００８】
ここでは、以下の説明のとおりに本発明を十分理解するために、ＦＲ７２／２０５４６から得られる添付図３の図に示されるとおり、連続スラブ鋳造機の二次冷却ゾーン内で、鋳造製品の大きい面の両側に相互に対向して配置され、かつ製品の幅全体にわたり移動する横断方向磁界を生成する直線インダクタ４１、４１’を使用することは良く知られていることに注意されたい。従って、目的は、液体金属内に、反対方向に回転する２つの隣接ループとして本質的に展開される流れを生成することである。これらループ４２、４３は、大きい面に平行に確立され、鋳造製品の長さに沿ったステージ内で、磁界の駆動作用の共通横断方向ゾーンの両側に延び、各ループの流れは、１つの小さい面に沿って上昇し、反対側の小さい面に沿って降下する。このような運動形態は、通常「バタフライウイング」形態と称される。
【０００９】
ＦＲ８２／１０８４４から抜粋された添付の図４に示されるとおり、鋳造機の長さに応じて、磁界の駆動作用の横断方向ゾーン５１、５２を拡大できる。この場合には、前記ゾーンは、最も近く隣接するループの間で、反対の回転方向においてペアをなし、所定の有効攪拌パワーに対して最大の可能な攪拌容積を生成する。このように、「トリプルゼロ形状」と称されるパターン流れが発生し、これは、反対方向にペアをなして回転する３つの隣接するループ、すなわち２つの横断方向駆動ゾーン５１、５２の間に配置される中央ループ６０と、中央ループの両側で同一方向に回転する２つの外側ループ６１，６２とから形成される。
【００１０】
どのような実施が採用されるにしろ、これは、さらに、これらのローラ間の場合に鋳造機の二次冷却ゾーンの支持体ローラの背後に置かれたインダクタ（ＦＲ７２／２０５４７）、もしくは実際のローラ内に収納されたインダクタ（ＦＲ７２／２０５４６）により達成できる。同じことは、以下に説明する本発明を実現する手段に関しても当てはまる。
【００１１】
歴史的には、スラブの大きい面に平行な平面内に形成される金属のループ状の再循環に基づく、このタイプの運動を見出したのは、長い製品と異なり、平らな製品の連続鋳造においては、製品の断面の細長い形状は、鋳造軸周りの安定な回転運動の確立に容易には寄与しないという事実に由来すると思われる。主な理由は、これが、最も厚い製品では約２０センチメータをわずかに超える製品の厚みにおいて要求する、大きい速度勾配にあると予測される。
【００１２】
しかし、製品の大きい面に平行な冶金学的長さ全体にわたり展開される、図３および図４に示されるタイプの段階的ループ形状は、このような不利な条件に悩まされることはない。それはさらに、鋳造機の上部領域と底部領域との間の優れた熱交換を保証する利点を有する。上部領域からの最高温度の溶融金属は、下方向流れ４２ａおよび４３ｂによる強制対流によって下方に駆動され、一方、上方向流れ４２ｂおよび４３ｂは、底部に集まる凝固金属の微結晶を上部に導入し、これにより、鋳造製品の中心への右周辺からの極めて均質な等軸凝固の早期展開を促進する。しかし、これらループ４２、４３は、鋳型内の金属の自由表面を擾乱する危険性のために、望むような上部近くにはそれほど強力には展開されることができない。現時点においては、鋳型のこのレベルにおいて優勢な鋳型内の流れの脆い流体力学的平衡の維持が、表面、サブ外被、および鋳造製品のコアの良好な品質を得るために、どの程度必要であるかは知られている。
【００１３】
詳細には、鋳型の狭い面に開いている横方向放出口を有する浸漬されたノズルを用いる、鋳型の上部を介する鋳造される金属の導入は、現時点では実質的に一般な実施になり、直線ノズルを単一軸方向放出に置換し、その結果、実際には長い製品用にのみ確保される。鋳型内流れにより得られる大きな利点は、本明細書に添付された図１の図に示されるとおり、鋳型の狭い面への反発効果により、ノズル２６の各横方向孔２７、２７’から出る高温液体金属のジェットが、自然に２つの部分に広がるという事実にある。主部分２１は、鋳造製品の引き抜き方向へ下方に向けられる。他方の部分２２は、上方に反射し、鋳型内金属の自由表面２３近くで、メニスカスにおける鋳造金属の凝固現象（多くの場合、鋳造工程の急激な停止の原因となる）を防止するのに必要なエンタルピーを提供する。従って、目的は、鋳型内で、「シングルロール」モードに対して「ダブルロール」と称される循環モードを生成することである。
【００１４】
図６に示される後者のモードは、第１に、ノズル放出口から放出されたときに、多くの場合、ノズルの上方に置かれた鋳造のタンディッシュからのノズルの詰まりを防止するためのアルゴンの注入から発生する、メニスカスに向かう上方に移動する金属の現象により明らかにされる。この最初の上昇は、それぞれの狭い面への表層流へと続き、その後、それぞれの狭い面に沿った下降流へと続く。このように、速度マップが、鋳型内で急速に確立され、「高温」金属をメニスカスに供給するための上側ロール２２の不在により、その速度は、一般に鋳造製品の引き抜き方向に下方に向けられる。
【００１５】
しかし、「ダブルロール」モードは、鋳造条件（鋳造速度、スラブ幅、鋳造ノズルの浸漬深さ、詰まり防止アルゴンの流量等）が、そのモードに寄与している場合だけに、鋳造の間に継続する。「シングルロール」モードにおけるランダム移動は、これら条件が変動する場合（実際には、一般的事例に相当する）、鋳造の実際の過程中に現れることがある。
【００１６】
さらに、鋳型内の「ダブルロール」流れを制御する本質的態様は、ノズルの両側のメニスカスにおける、鋳型内の「左右」対称の再循環運動の維持にある。この理由は、「左右」非対称の発生が、金属浴内の振動にあり、これにより、鋳造プラットフォームに立つ作業者に認識される、表面の許容できないローリングの結果になる可能性がある。これは、特に上部近くの部分的な再循環流れ２２、２２’が、「左右」非対称の発生を避けるために経時的に安定であることを保証する注意が、必要であることを意味する。これら上方向循環は、メニスカスに所望の熱を伝達するのに十分に熱的に有効である間に、鋳型の冷却された銅壁面に対してメニスカスの境界近くに形成される第１の凝固ライン２５の過剰な攪拌を避けるために、流体力学的観点からは過大でない。第１の凝固のこのラインの規則性は、実際には、スラグの湯垢または凝固外被の厚みの局部的薄さによる、鋳型下のブレークアウトの危険性が必然的に生じることなく、鋳型上部の第１の外被の形成に均一性を保証することである。
【００１７】
簡単に言えば、横方向放出口を有する浸漬されたノズルを用いて鋳造することにより、いずれの鋳造実行過程にわたっても、ランダムまたは、いずれにせよ、必ずしも望ましくない場合にも、「ダブルロール」タイプまたは「シングルロール」タイプのいずれかの鋳型内の流れ、または「左右」非対称に起因する不安定な流れを達成できる。
【００１８】
これは、特に、連続鋳造機の上部領域内の流れ制御のこれらの困難性のためであり、連続鋳造機では、電磁攪拌システムが、最近になって、ノズルから出る横方向ジェットに関する鋳型内での作用が明らかとなった。ＪＰ１５３４７０２から抜粋された添付の図２ａおよび図２ｂ−１、図２ｂ−２の図に示すとおり、水平方向に移動する磁界は、ノズル３１の両側の金属ジェットの放出経路に面する鋳型３２の大きい面に沿って配置された、多相直線インダクタ３０ａ、３０ｂおよび３０ａ’、３０ｂ’により生成される。磁界の移動方向を調整することにより、次に、前記金属ジェットの流れを減速するか（小さい面からノズル方向に移動する、磁界の反対方向流れ移動、図２ｂ−１）、または、反対に前記金属ジェットの流れを加速できる（ノズルから小さい面に向かう方向への共通方向流れ移動、図２ｂ−２）。原理的には、これは、例えば鋳造条件に応じて、優先事項として維持される必要のある鋳型内流れモードを過剰に擾乱することなく、鋳造金属の表面に供給されるエンタルピーの量の調節を可能にする。
【００１９】
従って、従来技術を参照することは、矛盾がない場合、細長い断面を有する鋳造製品（平らな製品など）が、一方では鋳型内の金属の攪拌と、他方では二次冷却ゾーン内の攪拌との間にあるときに存在する区別を明瞭に示す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
特に、本発明の目的は、そのような不利な条件を克服することである。言い換えると、平らな製品、特にスラブの連続鋳造に適用可能な本発明の目的は、冶金学的長さ全体にわたる溶解金属の研究された全体攪拌運動により、二次冷却ゾーンと鋳型との間で両方向に、まだ液体状態の金属の適切な交換を提供することである。従ってこのことにより、鋳型内流れモードを擾乱することなく、可能な場合は、これに対応して、それぞれ鋳型内の攪拌および二次冷却ゾーン内の攪拌に特定の累積の有利な効果を奪うことなく、鋳造液体金属のプールの上部と底部との間の熱的および化学的な均一性を達成する。
【００２１】
本発明の１つの補足的な目的は、厚板または太い溶接パイプ、フェライトステンレル鋼、またはシリコンエレクトリック鋼などの優れた内部品質を有する製品に望ましい、鋼の冶金学的品質グレードの向上に役立つことである。
【００２２】
本発明の別の補足的な目的は、二次冷却ゾーン内の流れを変化させることにより、それら流れを、鋳型に入る金属に対する加速動因または反対に減速動因として、あるいは鋳型内の金属移動の「左右」非対称性傾向を妨げる手段として、ノズルから放出される鋳造ジェットと同一レベルで使用できることである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
これら目的を考えに入れて、本発明の主題は、スラブまたは他の類似の平らな製品の連続鋳造プラントの二次冷却ゾーンにおける電磁攪拌の方法であり、鋳造プラントの鋳型は、鋳型の狭い面に向って方向付けられた横方向放出口を有する浸漬されたノズルが提供され、その攪拌方法は、鋳造金属の近くに配置された多相インダクタにより発生される移動磁界により実施され、長手方向方向の液体金属の流れは、前記二次冷却ゾーン内に強制的に確立され、前記強制流れは、鋳造製品の中央領域内において、２つの反対方向の同一線上のストリームとして局部に限定されることを特徴とする。
【００２４】
これにより、二次冷却ゾーン内の液体金属全体の循環を自然に確立し、この循環は、２つの上側ローブと２つの下側ローブを含む「４つ葉のクローバー」形態を有し、その上側ローブは、鋳造ノズルの放出口から放出されるジェットのレベルまで鋳型内に延びる。
【００２５】
本発明の実施形態によれば、相互に離れて移動する、製品の中央部分におけるこれら２つの長手方向に反対の同一線上のストリームは、鋳造ノズルの放出口から出るジェットのレベルまで鋳型内に延びる２つの上側ローブが、ストリームを強化するために、前記ジェットと同一方向に流れて合流するように生成される。
【００２６】
本発明の別の実施形態によれば、相互に集まる、製品の中央部分におけるこれら２つの長手方向方向に反対の同一線上のストリームは、鋳造ノズルの放出口から放出されるジェットのレベルまで鋳型内に延びる２つの上側ローブが、ストリームを減速するために、前記ジェットと反対方向に流れて重なる。
【００２７】
方法の特定の一実施形態によれば、二次冷却ゾーン内の長手方向流れの位置は、鋳造製品の狭い面の一方または他方に向かって横方向に移動し、鋳型内の金属移動の「左右」非対称性傾向を防止する。
【００２８】
実施の一方法によれば、鋳造製品の中央領域における長手方向の金属流れは、ともに近付くかまたはさらに離れて移動する、前記中央領域で、長手方向に移動する同一線上の移動磁界により、２つの反対方向の同一線上ストリームとして生成される。
【００２９】
好ましい実施によれば、鋳造製品の中央領域における長手方向の金属流れは、鋳造製品の幅全体にわたり横断方向に移動する同一線上の移動磁界により、２つの反対方向の同一線上ストリームとして生成され、鋳造製品の縁部から中心に向かってともにより近付くか、または鋳造製品の中心から縁部に向かってさらに離れて移動する。
【００３０】
別の好ましい実施形態によれば、移動磁界は、鋳造製品の大きい面に対向して配置された多相直線インダクタにより生成される。
【００３１】
別の実施形態によれば、インダクタは、様々な強度の電流を供給され、様々な様式で、インダクタが発生する移動磁界により生成される２つの反対方向の同一線上金属スリームへの作用を変化させる。
【００３２】
なお、磁界の移動または金属流れに適用される用語「同一線上」は、磁界あるいは金属ストリームが、相互に平行に移動せずに、２つの平行ベクトルとは対照的に２つの同一線上ベクトルのように、同一線に沿って移動することを意味することを理解されたい。
【００３３】
理解されるように、本発明は、原理的に、二次冷却ゾーン内で、２つの横断方向分岐と２つの長手方向分岐を有する「攪拌交差部」を生成することからなる。横断方向分岐（または、鋳造軸が垂直と仮定される場合は水平方向分岐）は、鋳造製品の幅を横切って展開され、２つの長手方向（または垂直）分岐は、鋳造製品の中央領域内（通常、軸方向領域）に展開される。
【００３４】
実際には、鋳造機の二次冷却ゾーン内のこの「攪拌交差部」は、四つ葉形状の液体プール内の再循環流れを展開させ、次に、鋳型領域に達する移動の全体形態を生成し、これにより本発明の意図する上述の目的が達成される。
【００３５】
添付図面を参照して与えられる記載から見て、本発明はさらに明瞭に理解され、他の態様は明らかになるであろう。
【００３６】
図１から図４は、上で検討した従来技術の代表例を示す。
【００３７】
図５から図９は、本発明に特定の図である。
【００３８】
図１から図４を用いて、本明細書の最初になされた従来技術の説明に役立てたことを想起されたい。従って、これらの図は、以下の説明においては再度参照されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
これら２つの実施様式（中心で分かれるまたは集まる金属ストリーム）における本発明に特定の二次冷却ゾーン内の攪拌モードを示す図５から図９では、移動磁界は、それら移動磁界を発生する直線インダクタと同様に、太い垂直矢印または太い水平矢印で表される。生成される対流運動自体は、搬送経路全体にわたる移動の循環方向を示す矢印を有する線の形状の主経路で示される。実線は、能動対流ゾーン、従って移動磁界の作用を受ける循環ゾーンを表す。破線は、受動対流ゾーン、言い換えると、移動ループを閉じるために、能動ゾーンに必要な相足的な再循環ゾーンを表す。
【００４０】
これらの図面では、同一要素は、同一参照符号で示される。必要な場合には、不必要にある特定の図面に負担をかけないために、これらの図に示される本発明の主要要素をより明瞭にするように、周期的な参照符号は示されていない。
【００４１】
各図面は、連続スラブ鋳型１と、その下の鋳造機の二次冷却ゾーン２を示し、ここでは、故意に、図の明確性を不必要に低下させないために支持体ロールを省略して示している。図は、鋳型の大きい面に平行な平面内にあるため、狭い面だけが、３および３’で示され、これらの狭い面は、鋳造製品６の狭い側面１８、１８’を決定する。大きい面は、図面の平面内にあるため、図面には描かれていない。さらに、より明瞭にするために、参照符号６は、鋳造スラブ自体、またはより一般には「液体プール」と称する、まだ液体状態のコアのいずれかを示す。
【００４２】
鋳造軸Ａ（ここでは、通常の場合と同様に、鋳造製品の長手軸に一致する）に中心を置かれた浸漬されたノズル４は、ノズルの上に置かれたタンディッシュ（図示せず）から鋳型に溶融金属を供給する。このノズルは、狭い面３および３’の一方または他方のそれぞれに向いている、横方向放出口５および５’を備える。鋳造製品のサイズは、鋳造空間を画定する鋳型の内側寸法により決定される。この鋳造空間には、溶融金属が、ノズル４の放出口から通常はほぼ水平な平均方向に沿って、またはわずかに下方に傾斜して放出されるジェット７、７’の形状で入る。このようにして、鋳造製品は、上部（メニスカス８と同一レベル）から、下方の鋳造機の引き抜き方向に、図に垂直な平面内の垂直経路に沿ってまたは曲線経路に沿って、通常は１ｍ／分程度の引き抜き速度（鋳造速度）で進行する。進行に伴い、鋳造製品は、内部熱の抜き出しにより、周辺から中心まで徐々に凝固し、最初に冷却された銅壁面に接触する鋳型１に、次に水噴射レールの効果を受ける二次冷却ゾーン２に入る。
【００４３】
冶金学的長さ（または液体プールの深さ）は、従来、鋳型内の鋳造金属の自由表面のレベル（またはメニスカス）と、二次冷却ゾーンの下の液体プールの底部のレベルとの間の垂直方向に沿った寸法差として規定され、二次冷却ゾーンの下の液体プールの底部のレベルの点で、凝固が進行するに伴い鋳造製品の大きい面それぞれ全体にわたり進展する、仕上げ凝固前面が一致する。
【００４４】
鋳造製品の長手方向軸（鋳造軸Ａに一致する）に沿ってメニスカス８の約３ｍから４ｍ下に、従って二次冷却ゾーン２内に任意に置かれた点Ｐは、「攪拌交差部」９の中心と称され、本発明の特定の生成を表す。この攪拌交差部９は、４つの分岐を有する交差部であり、ペアで同一線上にあり、すなわち、２つの長手方向（ここでは垂直方向）の分岐１０ａ、１０ｂであり、鋳造軸Ａに整列したペアを形成し、かつ、２つの横断方向（ここでは水平方向）の分岐１１ａ、１１ｂは、鋳造製品の幅全体にわたり展開するペアを形成する。いずれものペアの２つの分岐それぞれにおいては、液体金属ストリームが、その中でペアをなして反対方向に循環する。さらに、一方のペア内のストリームの循環は、他方のペアのストリームの循環とは反対方向である。
【００４５】
鋳造製品の必然的な「有限」寸法特性により、これら分岐は、図で明らかなとおり、再循環ループにより一緒に結合され、鋳造製品の大きい面の平面に四つ葉のクローバー形状で展開される全体流れを形成する。各葉は、ローブＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を構成し、ローブの上側の２つのＬ１およびＬ４は、放出ジェット７、７’と同一の鋳型レベルにまで延びる。
【００４６】
従って、図５および図８に示される攪拌モードにおいて、ペアの垂直分岐は、「分岐」対流形である。金属ストリームは、相互に中心Ｐから離れるように運動する。一方の分岐１０ａは、その上方にある鋳型１に向かって流れ、他方の分岐１０ｂは、下方に鋳造製品の引き抜き方向に、液体プールに閉鎖点に向かって流れる。水平ペア１１ａ、１１ｂでは、金属の対流は、したがって「収束」形である。金属ストリームは、相互に向かって、合流の中心Ｐの方向に流れ、鋳造製品の小さい面から長手方向軸Ａに向かって流れる。
【００４７】
上述のとおり、これら分岐を形成する金属ストリームは、移動磁界により生成され、移動磁界自体は、これら大きな面（好ましくは両側）に面する鋳造製品のすぐ近くに配置された直線インダクタにより発生される。もちろん、必ずしも分岐の２つのペアが、磁界により同時に作動される必要はない。中心Ｐが、質量流量および移動量を維持する流れ通過ノードとして作用するため、例えば垂直分岐１０ａ、１０ｂ、他の分岐１１ａ、１１ｂの一方だけが、作動されることができ、もちろん次に、反応により再循環のサイトになり、逆もまた同じである。
【００４８】
しかし、本発明のこの第１攪拌モードでは、垂直分岐１０ａおよび１０ｂが、図５から図８に示すとおり、相互に離れるように流れることは重要である。鋳型に近い上側ローブＬ１およびＬ４では、金属は、中心に沿って上昇し、狭い面に沿って下降する。下側ローブＬ２およびＬ３では逆となる。
【００４９】
これらの条件下において、本発明の実施は、液体プールの底部と上部との間の金属材料の交換を最大化することが判明した。第１に、いずれのローブ内の金属循環も、２つの最も近い隣接ローブ内に確立される回転方向の反対の回転方向で生じる。第２に、鋳造ジェット７および７’の力が、次に同方向流れの上昇する中心流束１０ａにより系統的に強化されるため、次にメニスカス８に近い鋳型内の再循環ループＬ５およびＬ６が強化される。従って、鋳型内に現れる「ダブルロール」モードＬ５、Ｌ１、Ｌ４、およびＬ６は、これによりさらに安定化する。
【００５０】
従って、いずれの液体金属要素（冶金学的長さに沿った任意の点において概念上で分離されている）も、液体金属が最初に二次冷却ゾーン内にある場合は、再度下降する前に鋳型内で少なくとも一度、連続的な上昇流または下降流がランダムに続くことにより、高い確率で存在し、また液体金属が、最初に鋳型内にあることが選択されている場合は、その逆になることは容易に理解されるであろう。液体金属要素全体は、鋳造速度に等しい平均速度を有する、引き抜かれる方向に下方平均移動を必然的に受けることは理解されるであろう。言い換えると、本発明のこの実施は、鋳型の高温ゾーンと二次冷却ゾーンの低温ゾーンとの間の溶融金属材料の交換を最大化し、鋳型内で、「ダブルロール」モードを安定化するのに適する、知られている手段を強化することによりそれを行う。
【００５１】
詳細には、このような交換は、鋳型内の流れモードを擾乱する危険性なく、代わりにノズル両側の運動の「左右」対称性の安定性を強化することにより、過剰な熱のより良好な除去、および金属の早期で十分な等軸凝固の開始に寄与し、また、どのようなローカルモード、すなわち「ダブルロール」（図５参照）または「シングルロール」（図６参照）が存在してもそれを行うことに寄与し、従って、一方のモードから他方のモードへの移行に対する固有のランダム傾向を抑制する。
【００５２】
上述のとおり、攪拌交差部９の分岐１０および１１は、移動磁界によりこれら点に加えられる作用により発生する。これら磁界の力の線は、液体金属との電磁結合を最大化するために、鋳造製品に表面に垂直であるか、または少なくとも主要な垂直成分を有する。
【００５３】
このような磁界は、従来の多相直線インダクタにより容易に生成できることは良く知られている。
【００５４】
図７ａは、本発明の第１の実施形態を示し、２つの同一直線インダクタ１２および１３が、鋳造軸の両側の鋳造機上の同一垂直レベルに水平方向に配置され（同一線上インダクタ）、また反対向きに取付けられ、鋳造製品の幅全体にわたり、小さい側面１８、１８’から中心に向かって横断方向に移動する同一線上の磁界を発生する。
【００５５】
有利には、これらインダクタは、各インダクタが、鋳造スラブ６の半分の幅の１／２よりわずかに短い長さを有する、活性対流分岐（１１ａあるいは１１ｂ）内に移動磁界を発生するように構成される。
【００５６】
この場合、攪拌の駆動力は、攪拌交差部の集まる横断方向分岐１１ａ、１１ｂにより与えられ、次に、長手方向に分かれる流れ１０ａ、１０ｂは、合流点Ｐを通過後に得られる。
【００５７】
図７ｂは、得られる効果に関しては上記の実施形態と同様の、本発明の第２のタイプの実施を示す。この第２の実施形態によれば、同一線上であるが反対向きに取付けされた直線インダクタ１４および１５は、鋳造軸に沿って垂直に配置される。このようにして、垂直方向の分岐１０ａおよび１０ｂ（この垂直方向の分岐が、二次冷却ゾーンに存在することが、本発明のまさに基本である）は、このとき直接作動され、上側インダクタ１４は、次に、鋳型の方向に鋳造機の上部に向かって移動する磁界を発生し、下側インダクタ１５は、プールの底部に向かって下方に移動する磁界を生成する。
【００５８】
図８は、本発明の好ましい実施形態を示す。これは、上側の再循環ローブＬ１およびＬ４の上側縁部（鋳造ジェット７および７’を強化する）を、活性対流ゾーンに変換するからなる。これを行うために、攪拌交差部９を生成するために、水平方向に移動する磁界を発生する２つの追加の直線インダクタ１６、１７を、二次冷却ゾーン内に既に存在するペアのインダクタに加える。これら２つのインダクタは、放出口５および５’から放出される金属ジェット７および７’と同一レベルにおいて、ノズル４の両側の同一線上に配置され、ノズルから鋳型１の狭い面３、３’に向かって前記ジェットと並流して移動させる。このようにして、ジェットと底部から上昇する中心流れとの間で集まる効果は、このようにさらに強化され、その結果、鋳型内の局所的「ダブルロール」モードも同様に強化される。
【００５９】
図９は、図５と類似するが、交差部９の４つの分岐それぞれにおける金属の循環方向が逆である事実により、基本的に区別される。このように、図９は、本発明の第２の主な実施形態を示し、鋳造品６の中心部分に反対向きの長手方向の同一線上のストリーム２０ａ、２０ｂを生成することからなり、このとき、これらのストリームは、液体金属の全体循環を提供するように、点Ｐに向かって相互に集まる。この液体金属の全体循環は、ノズルの放出口５、５’から放出される金属ジェット７、７’と同一レベルまで、小さい側面１８、１８’に沿って上昇する流れによって鋳型１内を延び、それらは、反対方向流れとしてそれらを減速する。
【００６０】
全体としては、４つのローブＬ１からＬ４からなる二次冷却ゾーン内の攪拌形態が再び存在し、そのローブのループは、したがって、第１の実施のループと反対方向に回転する。しかし、ジェット７および７’への上側ローブＬ１およびＬ４の反対方向効果により、液体プールの中心部分内の金属の下方に戻る流れは、ほとんど打ち消されずかつ制限されず、代わりに、前記第１の変形形態におけるより鋳造製品の部分で大きく拡散されかつ分散される。
【００６１】
これら２つの主な実施モードは、実際には、同一発明のわずかに２つの異なりかつ相補的な様相であり、攪拌方法を実現するときには、一体となって現れることができることは、理解されるであろう。実際に、動力学の点から、これらジェットから離れた二次冷却ゾーン内の局所的攪拌に作用を与えることにより、必要に応じて鋳造ジェット７、７’の流れを減速または加速することを可能にするように、例えば磁界を発生するインダクタの極性を逆にすることにより、作用する磁界の移動方向を変更することが容易である。
【００６２】
したがって、明らかなことは、本発明の主要な利点は、液体プール内の良好な上部／底部の交換を保証すると同時に、鋳型内の鋳造ジェットに遠隔から作用し、構成要素が一般に広く市販されている電磁攪拌装置の単純で複雑ではない構成によりそれを実行できることである。
【００６３】
理解されるとおり、本発明は、要約すると、現在利用できる電磁攪拌手段を巧妙に利用して、二次冷却ゾーン内で、鋳造製品の長手方向で２つの並列ストランドに切断し、各ストランド内に「バタフライウイング」タイプの攪拌形態を形成することからなる。これを実行することにより、全体流れシステムが、４つのローブからなる二次冷却ゾーン内に生成され、そのコアは、中心Ｐを有する「攪拌交差部」９である。
【００６４】
好ましくは、対称性の明らかな理由により、２つのストランドへのこの分割は、鋳造製品の中間幅、すなわち、長手軸は一般に鋳造軸に一致するため、鋳造製品の長手軸に沿ってなされる。
【００６５】
それでもやはり、例えばインダクタ１２、１３に供給される電流強度を異なるように調整して、中心Ｐの中心位置が、一方の狭い面５に向かうかまたは他方の狭い面５’に向かって横方向に移動され、したがってノズルの一方側の鋳型内の移動に関して、ノズルの他方に比べてさらに大きい選択効果を得るために、２つの横方向分岐１１ａ、１１ｂの間の攪拌力を不均衡にすることに十分である。
【００６６】
同様に、垂直分岐１０ａ、１０ｂにおける類似の不均衡は、所定の攪拌装置を使用して、鋳造機のこの装置の位置を変更する必要なく、攪拌交差部の中心Ｐから上方または下方移動を生じさせることができる。
【００６７】
攪拌交差部の中心Ｐの位置を調整するこれらオプションの両方を使用できることが望まれる場合、明らかに、４つの各分岐１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂを電磁的に作動できるように、４つのインダクタからなる装置に二次冷却ゾーンを提供することが必要である。
【００６８】
実施様式が何であれ、本発明は、鋳型内の攪拌および二次冷却ゾーン内の攪拌のそれぞれに特定の有利な効果を相応に妨げることなく、また鋳型内の局部的流れモードを乱すことなく、実際には安定化することにより、液体プールの上部と底部との間の熱的および化学的均一性の両方を保証できる、冶金学的長さにわたる金属の全体攪拌を提供する。
【００６９】
言うまでもなく、本発明は、上述の例に限定されるものではなく、特許請求項に与えられるその規定が考慮されるなら、多くの実施形態または等価物に及ぶ。
【００７０】
従って、例えば、従来の使用される直線インダクタは、平面構造を有するが、この構造は、単に望ましい構成の１つである。さらに、インダクタが冶金学的長さに沿って配置される点において、スラブ表面の形状にさらによく一致するために、曲線形状のインダクタが適することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】鋳型の大きい面に平行な垂直中央部分として概要形態で、スラブの連続鋳造のために、狭い面に向かって開いている横方向放出口を備える浸漬されたノズルを通して、スラブの連続鋳造のために鋳型に入る液体金属の循環運動の知られているマップを示す標準の図である。
【図２ａ】鋳型の各大きい面でノズルの両側に配置され、かつ同一の大きい面全体にわたり反対方向にペアで水平に移動する（磁界が印加される金属の放出ジェットと反対方向）移動磁界を生成する、直線多相インダクタによる、横方向放出口（図１参照）を備える浸漬されたノズルを有するスラブの連続鋳造のための知られている鋳型内電磁攪拌モードの斜視図である。
【図２ｂ−１】鋳型の各大きい面でノズルの両側に配置され、かつ同一の大きい面全体にわたり反対方向にペアで水平に移動する（磁界が印加される金属の放出ジェットと反対方向）移動磁界を生成する、直線多相インダクタによる、横方向放出口（図１参照）を備える浸漬されたノズルを有するスラブの連続鋳造のための知られている鋳型内電磁攪拌モードの断面図である。
【図２ｂ−２】鋳型の各大きい面でノズルの両側に配置され、かつ同一の大きい面全体にわたり反対方向にペアで水平に移動する（磁界が印加される金属の放出ジェットと同一方向）移動磁界を生成する、直線多相インダクタによる、横方向放出口（図１参照）を備える浸漬されたノズルを有するスラブの連続鋳造のための知られている鋳型内電磁攪拌モードの断面図である。
【図３】スラブを鋳造機の二次冷却ゾーン内に見ることができるように、連続鋳造の間のスラブを示す単純化された斜視図である。このゾーンは、鋳造製品の幅全体にわたり鋳造製品の両側で相互に対向し、かつ例えば前述のＦＲ−７２２０５４６から知られている「バラフライウイング」形状の電磁攪拌モードを生成するように、水平方向に移動する磁界を発生する、ペアの直線インダクタを備えている。
【図４】図３と類似の図であるが、例えば前述のＦＲ−８２１０８４４の教示を実現することにより生成される、「トリプルロール」電磁攪拌モードを示す図である。
【図５】スラブの連続鋳造のための鋳型の大きい面に平行な軸方向に垂直部分に見られる全体図であり、前記鋳型は、狭い面に向かって開いている横方向放出口を有する浸漬されたノズルを備えており、本発明の実施様式の１つによる、二次冷却ゾーン内に四つ葉のクローバー形状の全体攪拌の原理を示し、反対方向の長手方向ストリームが、相互に離れるように移動し、かつ鋳型の下のこのゾーン内に、攪拌により発生する液体金属の循環移動のマップを示す図である。
【図６】図５と類似の図であるが、この場合、鋳型内流れモードが、もはや「ダブルロール」タイプでなく、「シングルロール」タイプである。
【図７ａ】図５の繰返しを基本とし、水平方向に移動する磁界を有する直線インダクタにより、四つ葉のクローバー形状の攪拌を実現する手段を示す図である。
【図７ｂ】図７ａと類似であるが、本発明を実現する別の実施形態を示し、ここでは、垂直方向に移動する磁界を有する直線インダクタを使用する。
【図８】図５の繰返しを基本とし、水平方向に移動する磁界を発生する直線インダクタにより、「ダブルロール」モードの補足的な鋳型内流れを生成する、本発明の好ましい実施形態を示し、この水平方向に移動する磁界は、鋳造ノズルの放出口から放出される金属ジェットに直接作用する。
【図９】本発明の別の実施を示しており、鋳造製品の中心部分において金属の長手方向に反対方向のストリームを生成することからなり、これらストリームは、もはや分岐せずに集まる。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ−１】
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【図２ｂ−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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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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