(57)【要約】【課題】            コイルを構成する銅管、とりわけ応力の集中するコイル口出し部に発生する亀裂・破損を可及的に低減し得る電磁撹拌装置を提供する。【解決手段】        電磁撹拌装置を構成する内部水冷コイルのコイル口出し部の少なくとも一部を可撓性導体で構成している。上記発明において前記内部水冷コイルのコイル口出し部は、外部給水配管及び／又は給電端子接続用ブスバーに接続されるものとすることができる。また、本発明の異なる実施形態では、電磁撹拌装置を構成する内部水冷コイルのコイル口出し部を可撓性絶縁配管に接続するとともに、該コイル口出し部と給電端子との間を可撓性導体ケーブルにより接続する。【選択図】          図１
2005254291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁撹拌装置を構成する内部水冷コイルのコイル口出し部の少なくとも一部を可撓性導体で構成したことを特徴とする溶融金属の連続鋳造設備における未凝固溶湯の電磁撹拌装置。
【請求項２】
内部水冷コイルのコイル口出し部は、外部給水配管及び／又は給電端子接続用ブスバーに接続されるものであることを特徴とする請求項１記載の溶融金属の連続鋳造設備における未凝固溶湯の電磁撹拌装置。
【請求項３】
電磁撹拌装置を構成する内部水冷コイルのコイル口出し部を可撓性絶縁配管に接続するとともに、該コイル口出し部と給電端子との間を可撓性導体ケーブルにより接続してなることを特徴とする溶融金属の連続鋳造設備における未凝固溶湯の電磁撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶融金属の連続鋳造における未凝固溶湯の電磁攪拌装置に関し、特にそのコイル口出し部の損傷を防止した溶融金属の連続鋳造設備における未凝固溶湯の電磁撹拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造設備に代表される溶融金属の連続鋳造設備においては、製造される鋳片の内質を均一化し、あるいは内質の改善のために電磁力を利用した未凝固溶湯の電磁撹拌装置（ＥＭＳと称される）が設けられることが多い。この電磁撹拌装置は未凝固溶湯に撹拌を加える位置によって、特許文献１に記載されるような鋳型内溶湯の電磁撹拌装置（ＭＥＭＳと称される）と、特許文献２に記載されるような凝固末期に近いストランドでの電磁撹拌装置（ストランドＥＭＳと称される）の２種に大別される。いずれの場合も溶湯の撹拌は鋳片外部に設けた電磁撹拌装置（磁場発生装置）によって鋳片内部の溶湯に移動磁界を作用させ、これによって溶湯内に誘導電流を発生させ、この誘導電流と前記移動磁界の相互作用によって溶湯に推力を与えることによって行われる。
【０００３】
この磁場発生装置は鉄心を巻き回したコイルをモールド又は凝固過程にある鋳片の周囲に配置して未凝固溶鋼内に移動磁界を発生させるようにしたものであるが、このコイルは銅管製の水冷コイルであり、電力を供給するためのブスバー及び給水配管接続部につなぎこむ必要がある。そのためコイルには電力供給用のブスバー及び給水配管との接続用の口出し部が設けられている。
【０００４】
図３は、従来公知の、磁場発生装置のコイル口出し部3近傍の構造を一例として示す模式図である。ここに示すように、磁場発生装置の本体が鉄心1にコイル2を巻き回して構成されている。コイル2は水冷銅管であり、その端部には外部給排水配管（図示しない）と接続するためにコイル口出し部3が設けられ、外部給水配管から給水配管接続部6を経由して冷却水が通水されるようになっている。また、このコイル口出し部3には給電用のブスバー4（厚い銅板より構成されている）が接続され、このブスバー4と外部の給電端子5がボルト締め等の締結手段（図示しない）で締結されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平3−161153号公報
【特許文献２】特開昭56−68566号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のコイル口出し部3を備える電磁撹拌装置にあっては、コイル口出し部に応力集中が発生し、コイル口出し部3さらにはその周辺部銅管等に亀裂破損等の故障が発生することが度々経験された。これは、従来の磁場発生装置にあっては、コイル口出し部3がコイルと同一材料で構成され、その先端がブスバー4及び給電端子5と移動不可能に接続されており、そのため、コイルに振動が発生すると、コイル口出し部に応力集中が発生し、そこを中心に亀裂破損等の故障が多発するためである。このような問題に対処するため、電磁撹拌装置を構成するコイルはある程度の振動を考慮して設計、製作されているが、なお、連続鋳造の操業条件（鋳込み速度や、鋳片のバルジング状態等）によっては、その振動が想定以上となって上記亀裂・破損が避けられないことがあった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決し、コイルを構成する銅管、とりわけ応力の集中するコイル口出し部に発生する亀裂・破損を可及的に低減し得る電磁撹拌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】
【０００８】
本発明に係る溶融金属の連続鋳造設備における未凝固溶湯の電磁撹拌装置は、電磁撹拌装置を構成する内部水冷コイルのコイル口出し部の少なくとも一部を可撓性導体で構成している。上記発明において前記内部水冷コイルのコイル口出し部は、外部給水配管及び／又は給電端子接続用ブスバーに接続されるものとすることができる。
【０００９】
また、本発明の異なる実施形態では、電磁撹拌装置を構成する内部水冷コイルのコイル口出し部を可撓性絶縁配管に接続するとともに、該コイル口出し部と給電端子との間を可撓性導体ケーブルにより接続している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、溶融金属を電磁撹拌した場合に、溶融金属に及ぼした電磁力の反力としてコイル側に発生する振動を可撓性導体によって吸収することができ、これによってコイル口出し部及びその周辺の亀裂・損傷を回避できるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の第１の実施形態に係る磁場発生装置のコイル口出し部近傍の模式図である。この例では磁場発生装置は、従来と同様に鉄心1に内部水冷可能な銅管製のコイル2を巻き回して構成され、コイル2に給電用のブスバー4から電流が供給されるとともに、給水配管接続部6から冷却水が通水されるようになっている。
【００１２】
本例においては、コイル口出し部3の少なくとも一部が可撓性導体7により構成されている。この可撓性導体7は、溶融金属に及ぼした電磁力の反力としてコイル側に発生する振動を吸収することができるだけの可撓性を有しかつ、コイル2とほぼ同一の断面積を有する電気導体であればよく、たとえばステンレス製フレキシブルホースとすることができる。
【００１３】
なお、その電気的性質、たとえば比抵抗は、コイル2を構成する銅に比べて大きくても支障がない。その電路長は短く、そこで発生する電気抵抗の増加分は極めて小さいからである。特に、ステンレス製フレキシブルホースを用いた場合には、内部の蛇腹管および外部を保護するステンレス製ブレードを併せた電路の断面積が大きいので、そこで発生する電気抵抗によるジュール熱の増加分は極めて小さくなる。
【００１４】
ここに、コイル口出し部3とは、コイル2の本体部分の端部から給水配管接続部6に至る部分をいうが、その可撓性を有せしめる部分は、必ずしもその全長とする必要はない。たとえば、その一部のみを可撓性とすることもできる。要は、コイル口出し部3およびその周辺部分にコイルの振動による応力が集中しないようできれば十分である。
【００１５】
この可撓性導体を有するコイル口出し部は、外部給水配管（図示せず）及び給電端子接続用ブスバー4が接続される。この接続は、従来例と同様に行えばよい。すなわち、電気系統の接続は、可撓性導体７にブスバー4を介して外部固定物である給電端子５と移動不可能に接続すればよい。一方、水冷配管系統は、可撓性導体７の先端を給水配管接続部6に固定し、さらに電気絶縁体であるゴムホース（図示しない）を介して給水配管に接続すればよい。また、可撓性導体７の先端にゴムホースを配し、これを介して給水配管接続部6に接続することもできる。
【００１６】
なお、図１に示す例では、同一の可撓性導体に対して給水配管接続部6およびブスバー4との接続が取られている。しかしながら、これら冷却水の供給と電力の供給は分離することができる。たとえば、ある可撓性導体にはブスバー4のみを接続し、他の可撓性導体を給水配管接続部6につなぎ込むこともできる。さらに前述したように、コイル口出し部3の一部に可撓性導体7を配した場合には、可撓性導体部で振動が吸収されているから、それより先の非可撓性導体部にブスバーを接続することも可能である。
【００１７】
なお、図１に示した模式図では、一つの鉄心に４セットのコイルが巻かれているが、現実の磁場発生装置ではより多くのコイルセットを用いる場合もあり、そのような場合への適用も自由である。なお、図１に示す例では、給水用の口出し部について可撓性導体を用いた場合について示してあるが、排水用の口出し部について同様の構造を採用すべきことは当然である。
【００１８】
このように、図１に示した実施形態ではコイル口出し部の少なくとも一部が可撓性導体7により構成されているので、コイル2において発生する振動はこの部分で吸収され、給水配管接続部6や給電端子5に振動の影響が及ぶこともなく、また、応力集中によりコイル口出し部が破壊されることもない。
【００１９】
図２は本発明の他の実施形態に係る磁場発生装置のコイル口出し部近傍の模式図である。この場合においては、コイル口出し部3は電磁撹拌装置を構成する内部水冷コイル2と同一の銅管で構成され、その先端がゴムホース等の可撓性絶縁配管を介して給水配管接続部6と接続されている。したがって、コイル2の振動は水冷系統ではゴムホースにより吸収される。一方、コイルに電力を供給する系統では、給電端子5とコイル口出し部3の間の導体がフレキシブルケーブルに代表される可撓性導体ケーブル8とされているので、振動は可撓性導体ケーブル8によって吸収される。
【００２０】
本発明は、特に断面積の大きいスラブ連続鋳造設備の場合に、電磁撹拌力が強力でコイルに加わる反力も大きいいので、その適用適用効果が大きい。しかし、本発明はそれに限られることなく、連続鋳造機の機種を問わず適用できる。たとえば、ブルーム連続鋳造設備あるいはビレット連続鋳造設備にも適用可能である。また、本発明装置を適用して鋳造できる金属についても制限なく、アルミニウム、銅、鋼などに適用可能であるが、内質に対する要求の厳しい鋼の連続鋳造に適用するのがもっとも一般的である。
【００２１】
同様に電磁撹拌装置の種別（ＭＥＭＳあるいはストランドＥＭＳ）にも無関係に適用できる。なお、ストランドＥＭＳには、未凝固溶湯に回転磁界を加える回転磁界方式のもの、ストランドの幅方向に進行磁界を作用させる（ストランドの表面と裏面は逆方向に磁界を移動させる）進行磁界方式のもの、あるいは局所的に交番磁界を作用させる交番磁界方式のものがあるが、本発明はそれらいずれにも適用可能である。
【実施例】
【００２２】
連続鋳造機として垂直曲型連続鋳造設備を用い、ストランドＥＭＳによって未凝固溶湯の電磁撹拌を行う際に本発明を適用した。鋳造鋼種は高炭素鋼およびステンレス鋼とし、鋳造条件は、鋳片厚み200ｍｍ〜260ｍｍ、平均鋳片幅1000ｍｍのスラブを平均鋳込み速度1.2ｍ／ｍｉｎとした。この場合において、ストランドＥＭＳのコイル口出し部近傍の構造は、図２に模式的に示したものとして、３ケ月の連続操業を行い、その後ストランドＥＭＳを解体してコイル口出し部およびその近傍の亀裂の有無を浸透疵検出法によって検査したところ、コイル口出し部およびその近傍に亀裂は一切発見されなかった。
【００２３】
これに対し、従来のＥＭＳ（すなわち口出し部をコイル本体と同一の銅管で構成した磁場発生装置）を用いた場合には、本発明例と同様の操業を３ケ月継続した後にコイル口出し部に0.1ｍｍ深さ、長さ10ｍｍの亀裂が発見された。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る磁場発生装置のコイル口出し部近傍の模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る磁場発生装置のコイル口出し部近傍の模式図である。
【図３】従来の磁場発生装置のコイル口出し部近傍の構造を一例として示す模式図である。
【符号の説明】
【００２５】
1：鉄心
2：コイル
3：コイル口出し部
4：ブスバー
5：給電端子
6：給水配管接続部
7：可撓性導体
8：可撓性導体ケーブル
【図１】
2005254291.tif 000003
【図２】
2005254291.tif 000004
【図３】
2005254291.tif 000005