(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造モールドにおいて金属を連続的あるいは半連続的に鋳造する間、鋳造モールドに供給される高温の溶融金属の一次流を制動し、かつ分割する装置で、鋳造方向において冷却され、かつ開放している鋳造モールドを通る間に形成される鋳造ストランドの非凝固部分の溶融金属の流れを制御する装置であって、
鋳造モールドの周りに配置され、鋳造モールドを支持し、かつ冷却し、鋳造モールドに冷却剤を供給する複数の水ボックスビーム（５１，５２）と、
送入される溶融金属の通路において作用する少なくとも１個の静磁界あるいは周期的な低周波数の磁界を発生させるようにされた磁気ブレーキであって、磁界を発生させるようにした少なくとも１個のコイル（７１，７２，７１０，７２０，７３０，７４０）を含む磁気ブレーキと、
前記磁石によって発生した磁界を鋳造モールドと該鋳造モールドに介在している鋳造ストランドに伝送するようにされた少なくとも１個のコア（８１，８２，８１０，８２０，８３０，８４０）と、
コイル、コアおよび戻り通路の他に鋳造モールドおよび鋳造モールドに介在する鋳造ストランドをその中に含めている磁気回路を閉鎖するようにされた少なくとも１個の磁気戻り通路とを含む装置において、
前記水ボックスビームが少なくとも部分的に磁気伝導性材料（５１０，５２０，５３０，５４０）を含み、
前記コイル（７１，７２，７１０，７２０，７３０，７４０）が水ボックスビームに配されたくぼみ（９１，９２）に配置されており、
磁気伝導性材料が磁気戻り通路及び／又はコアの一部となるようにされ、
前記コイルと磁気戻り通路が、それらが全体的に前記水ボックスビームの後壁の内部に配置されていることを特徴とする、鋳造モールドにおいて金属を連続的あるいは半連続的に鋳造する装置。
【請求項２】
前記コイル、が直流あるいは低周波数の交流が供給され、磁気伝導性材料の磁気コア（８１，８２，８１０，８２０，８３０，８４０）の周りに配置された付勢コイル（７１，７２，７１０，７２０，７３０，７４０）であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも冷却通路（５１５ａ，５１５ｂ，５２５ａ，５２５ｂ）を含み、鋳造モールドを冷却する冷却手段がまた、コイル（７１，７２，７１０，７２０，７３０，７４０）も冷却するようにされていることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
完全に、あるいは部分的に磁性材料で構成されているプレート（４１，４２）、すなわち極板が鋳造モールドおよび鋳造モールドに介在する鋳造ストランドの磁界の伝播、方向および磁界強度に影響を及ぼすように鋳造モールドとコアとの間に配置されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記極板（４１，４２）の一方の側が水ボックスビーム（５１，５２）に着脱可能に接続されており、反対の側が鋳造モールドに接続されており、コイル（７１，７２，７１０，７２０，７３０，７４０）が、前記極板を外した時、コイルが露出するように前記水ボックスビームに配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記極板（４１，４２）が磁性材料の部分（４１ａ，４２ａ）と、非磁性材料の部分（４１ｂ，４２ｂ）とを含むことによって、前記磁性材料の部分が鋳造モールドおよび該鋳造モールドに介在する鋳造ストランドの磁界の伝播、方向、および磁界強度を調整する磁気ウインドウを構成していることを特徴とする、請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
コア（８１，８２，８１０，８２０，８３０，８４０）が磁性材料の部分と非磁性材料の部分とを含み、前記コアのこれら部分のすくなくともあるものは磁界の伝播と強度とを可変としうるよう着脱可能に配置されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記水ボックスビームと鋳造モールドとを支持するためにフレーム構造体が配置されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記フレーム構造体が、少なくとも部分的に、磁気戻り通路の一部を形成するようにされた磁性材料を含むことを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
コイル（７１，７２，７１０，７２０，７３０，７４０）が鋳造モールドにおいて鋳造方向に亘って同じ高さ平面で作用する２個以上の静磁界あるいは周期的な低周波数磁界を発生するようにされていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
コイル（７１，７２，７１０，７２０，７３０，７４０）が鋳造モールド内で鋳造方向においてそれぞれ前後に配置された少なくとも二つの高さ平面、Ａ，Ｂ，又はＤ、Ｅにおいて作用する静磁界あるいは周期的な低周波数の磁界を発生するようにされていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
溶融金属の上面、すなわちメニスカス（１１）の下方で開放している１個以上の開口（２１）を備えた鋳造パイプによって溶融金属が供給される鋳造モールドによる鋳造の際に請求項１１に記載の装置を使用する方法において、メニスカスにおいて、あるいはメニスカスと前記鋳造パイプの開口との間の領域において作用するようにされた、第１の高さ平面Ａにおける少なくとも１個の磁界と、前記鋳造パイプの開口の下流の一つ以上の高さ平面Ｂにおいて作用するようにされた少なくとも１個の別の磁界を特徴とする前記装置を使用する方法。
【請求項１３】
溶融金属の上面、すなわちメニスカス（１１）の下方で開放した１個以上の開口（２１）を備えた鋳造パイプによって溶融金属が供給される鋳造モールドに対して請求項１１に記載の装置を使用する方法において、鋳造パイプの開口において作用するようにされた、第１の高さ平面Ｄにおける少なくとも１個の磁界と、鋳造パイプの開口の下流の一つ以上の高さ平面Ｅにおいて作用するようにされた少なくとも１個の別の磁界を特徴とする前記装置を使用する方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、鋳造方法において冷却され、かつ開放しているモールドにおいて金属を連続的に、あるいは半連続的に鋳造する間、前記モールドに含まれた鋳造モールドに供給された高温の溶融金属の一次流れを制動し、かつ分割し、鋳造モールドにおいて形成された鋳造ストランドの非凝固部分の金属の流れを少なくとも１個の静磁界、あるいは周期的な低周波数の磁界によって制御する装置に関する。
背景技術
例えば、鋼を連続鋳造する間のような、金属、あるいはそれらの合金を連続的に、あるいは半連続的に鋳造する工程の間、高温の溶融金属が、モールドの一部である鋳造モールドに供給される。この適用において、モールドとは鋳造モールドに供給された溶融金属の鋳造ストランドを形成する、１個以上の部分から構成される鋳造モールドおよび該鋳造モールドの周りに配置された水ボックスビームを意味する。鋳造方向において冷却され、かつ開放されている鋳造モールドは、通常冷却された銅製のプレートからなるが、適当な熱、電気、機械および磁気特性を備えた別の材料から作ってもよい。水ボックスビームの役割は部分的には銅プレートを強化かつ支持し、また部分的にはそれを冷却して、例えば水のような冷却剤をモールドまで導くことである。鋳造モールドの寸法を可変とするために、水ボックスビームと鋳造モールドに含まれる銅プレートとは鋳造方向に対して垂直の軸線に沿って可動にされている。鋳造モールドにおいて、溶融金属は冷却され、鋳造ストランドに形成される。鋳造ストランドは鋳造モールドを離れる時、非凝固状態の溶融金属の液状の芯を囲む凝固した自立性の表面層を含む。もしも流入してくる溶融金属が非調整の状態で鋳造モールド中へ流れるようにされるとすれば、鋳造ストランドのこれらの非凝固部分中へ深く侵入する。このため、溶融金属中に包含された望ましくない粒体の分離を困難にする。更に、自立性の表面層が弱体化され、そのため鋳造モールドにおいて形成された表面層を溶融金属が破る危険性を増加させる。
例えば、スエーデン特許第ＳＥ−ＰＳ４３６２５１号から、磁界発生および磁界伝送装置により１個以上の静磁界あるいは周期的な低周波数磁界を発生させ、これらの磁界を溶融金属の通路において作用させ、流入してくる溶融金属を制動し、分配するように適用することが知られている。磁界発生および磁界伝送装置は通常磁気ブレーキと称され、鋼の連続鋳造、好ましくは、例えば、
−大きくて、断面が基本的に長方形のブランクであるスラブや、
−大きくて、断面が基本的に正方形のブランクであるブルームのような粗大鋼ブランクを連続鋳造するために大々的に、かつ益々使用されてきている。しかしながら、本方法と装置とはまた、小さくて断面が基本的に正方形であるビレットのようなより小さいブランクの鋳造や、アルミニュームや銅のスラブや押し出しビレットのような非鉄金属ならびに半連続工程においてこれらの金属をベースとした合金の鋳造においても使用することが出来る。
鋳造ストランドは鋳造モールドに供給される溶融金属を冷却し、かつ成形し、鋳造ストランドが鋳造モールドを出た後引続き冷却することによって形成される。鋳造モールドは鋳造方向において両端で開放しており、かつ通常４個の個別の銅プレートからなる壁を含んでいる。銅プレートは鋳造の間冷却される。銅プレートは各々、水ボックスビームに固定されている。水ボックスビームの役割は部分的には銅プレートを強化し、かつ支持することであり、部分的には銅プレートを冷却し、水のような冷却剤を鋳造モールドまで導くことである。鋳造ストランドの寸法を可変にするために、水ボックスビームと銅プレートとは鋳造方向に対して垂直の軸線に沿って可動にされている。磁気ブレーキは、閉鎖鋳造の間、すなわち、溶融金属が、メニスカスの下で溶融金属中へ開放している任意数で、任意方向に向いた開口を備えた鋳造パイプを通して鋳造モールドに供給される間と、開放鋳造の間、すなわち、溶融金属がメニスカスと衝突する自由タッピング噴射により容器、レードルあるいはタンデッシュから鋳造モールドに供給される間の双方において使用される。
スエーデン特許第ＳＥ−９１００１８４−２号によれば、磁気ブレーキは鋳造ストランドの非凝固部分に対して作用する静磁界あるいは周期的な低周波数磁界を発生させ、かつ伝送する手段を含んでいる。磁界発生手段は永久磁石及び／又は電磁石すなわち磁気コアを備えた電流が供給されるコイルである。これらの磁界発生手段は本出願においては以下磁石と称することにする。磁気ブレーキは磁石およびコアの他に、モールドの近傍で磁束が均衡した１個以上の閉鎖した磁石回路が得られるように磁石が配置されているところの磁気回路を閉鎖する磁気戻り通路をも含む。これらの閉鎖回路は磁石、コアおよびコアの近傍に配置された磁気戻り通路、並びに鋳造モールドに溶融金属が介在している鋳造ストランドとを含む。１個以上の磁石が鋳造モールドの両側に配置されている。長方形断面の鋳造モールドの場合、磁石が通常鋳造モールドの長い側に沿って配置されている。磁石によって発生した磁界を鋳造モールドと該鋳造モールド中に介在する鋳造ストランドとに伝送するためにコアが配置されている。従来技術によれば、磁石は水ボックスビームの外側に位置されており、従って溶融材料に到達するにはコアによって水ボックスビームを通して導かれる必要がある。従来技術によれば、このことは、水ボックスビームを通して鋳造モールドの壁まで延びる、１個以上の部材からなる磁性材料のコアによって達成される。磁界を発生させるために付勢された電磁石が使用されるこれらの場合においては、磁性コイルが磁気コアを囲み、水ボックスビームの外側に位置している。
従来技術により磁気ブレーキを配置している連続鋳造プラントにおいては、磁界は水ボックスビームの外側に配置された磁石によって発生し、コアによって鋳造モールドまで伝送される。水ボックスビームの幅に少なくとも対応するコアの長さでは磁気損失を発生させる。この損失は、磁石をより大きく作る必要のあることを意味する。電流を供給した電磁石を使用した場合、溶融金属において所望の磁界強度を達成するためにはより高い電気エネルギが必要とされることを意味する。連続鋳造の間、溶融金属が鋳造モールドに接着しないことが重要である。このために、鋳造の間、鋳造モールド、水ボックスビームおよび電磁ブレーキがその上に載置されている振動テーブルによって鋳造方向に鋳造モールドに振動を加える。振動すべき質量が大きければ大きいほど、より多くのエネルギが必要とされる。従って、鋳造モールド、水ボックスビームおよび磁気ブレーキの質量とサイズとを制限することが望ましい。磁気ブレーキおよび磁気ブレーキの設置に関する従来技術によれば、少なくとも磁石と磁気戻り通路の基本的な部分は水ボックスビームの外側に配置されている。このように、磁気ブレーキの質量を著しく低減することは難しい。そのため従来技術による磁気ブレーキの必要サイズと質量とを所望通り低減することは可能でなかった。
更に、鋳造モールドおよび水ボックスビームとを支持するために配置されることがよくあるフレーム構造体は水ボックスビームの外側に配置される磁気ブレーキの部分のための空間を提供するために延長させる必要がある。
本発明の一目的は、従来技術の磁気ブレーキと比較してサイズと質量とが低減している磁気ブレーキを提供し、磁気ブレーキに対する冶金学的要件を守り、かつ満足させながら全体の装置のサイズと質量とを低減させるようモールドの近傍に前記磁気ブレーキを設置することを提案することである。また、本発明の基本的な目的は磁気ブレーキに含まれるコアの全長を減少させることにより関連の磁気ブレーキで鋳造モールドを振動させている間、および電磁ブレーキに含まれた磁石を磁化している間の必要なエネルギを著しく少なくするようにすることである。
発明の要約
本発明は、鋳造方向において冷却され、かつ開放している鋳造モールドにおいて金属を連続的あるいは半連続的に鋳造し、鋳造モールドに供給された高温の溶融金属の一次流を制動し、分割し、静磁界あるいは周期的な低周波数の磁界により、鋳造モールドに形成された鋳造ストランドの非凝固部分における溶融金属の流れを調整する装置に関する。静磁界あるいは周期的な低周波数磁界は磁気ブレーキによって提供される。冷却された鋳造モールドは鋳造方向において両端で開放しており、かつ鋳造モールドに供給された溶融金属を冷却し、この溶融金属を鋳造ストランドに形成する手段を備えている。鋳造モールドは４個の冷却された銅プレートからなることが好ましく、該銅プレートは鋳造モールドの周りに配置された水ボックスビームによって、冷却された鋳造モールド中に保持されている。本発明の装置は複数の水ボックスビームと磁気ブレーキとを含む。水ボックスビームは鋳造モールドの外側に配置され、鋳造モールドを支持し、かつ冷却し、好ましくは水である冷却剤を鋳造モールドに供給する。磁気ブレーキは、流入してくる溶融金属の通路において作用し、鋳造モールドに供給された高温の溶融金属の一次流を制動し、かつ分割し、溶融金属を冷却することによって形成される鋳造ストランドの非凝固部分において発生した二次流を調整するために少なくとも１個の静磁界あるいは周期的な低周波数磁界を発生させるようにつくられている。磁気ブレーキは少なくとも１個の磁気回路を含んでいる。各磁気回路は少なくとも１個のコイルと、少なくとも１個のコアと、少なくとも１個の磁気戻り通路と、並びに鋳造モールドと該鋳造モールドに介在する鋳造ストランド及び／又は溶融金属とを含む。コイルは磁気伝導性材料の磁気コアを備え、付勢されたコイルでよい。前記コイルは静磁界、あるいは周期的な低周波数磁界を発生させる。一体であるか、あるいは数個の部材から構成してもよいコアは磁気伝導性材料から作られ、前記コイルによって発生した磁界を鋳造モールドおよび該鋳造モールドに介在している鋳造ストランドに伝送する。電磁ブレーキにおいて、すなわち電磁石の形態の磁石を備えたブレーキにおいては、磁気コアは通常コアの一部を構成する。磁気戻り通路は磁気回路を閉鎖する。磁気戻り通路は通常ヨークと称されている。
水ボックスビームは磁気伝導性材料からなり、水ボックスビームの磁性材料で作られている部分は磁気戻り通路及び／又はコアに含まれており、同時にコイルは水ボックスビームのくぼみに配置されているので、コイルと磁気戻り通路全体とが水ボックスビームに収容され、かつその後壁内に位置されるようにコイルと磁気戻り通路とが水ボックスビームに一体とされているので本発明の目的は達成される。
磁気戻り通路とコアとは電磁ブレーキの一部である。本発明は外部に配置する磁気ヨークの必要性を排除している。本発明の装置によれば、磁石が全体的に水ボックスビームに配置された構造的に有利でコンパクトな設計のため、かつ水ボックスビームの一部が磁気戻り通路の一部となるように設計されているので、従来技術によれば水ボックスビームの外側に配置されていた磁気ブレーキの部分が完全に排除されている磁気ブレーキが得られる。磁気ブレーキのサイズと質量とはこのコンパクトな設計においては著しく低減している。コアは著しく短くされ、外部の個々の磁気ヨークが磁気伝導性材料で作られた水ボックスビームの一部に置き換えられている。
有利でコンパクトな装置となるよう水ボックスビームと一体とされたコンパクトな磁気ブレーキを含む装置は従来技術による磁気ブレーキと比較して有利である。従来技術によって設計され、一体化された磁気ブレーキは著しい数の部材、すなわち少なくとも１個の磁石、磁気戻り通路、ある場合にはまた水ボックスビームの外側に配置され、長いコアにより鋳造モールドに接続されたコアの部分を有している。本発明により水ボックスビームと一体とされたコンパクトな電磁ブレーキによる大きな利点は、磁気ブレーキの質量とサイズとが著しく低減したことである。このように、ブレーキおよびモールドの全体の質量とサイズとは顕著に低減している。このため、鋳造エンジニアリングに対して必要なモールド装置に対するモールドの振動に必要なエネルギ要件、およびモールドと磁気ブレーキの周りの支持フレームの必要性を低減している。モールドの周りにフレームが構築されるようなモールドにおいては、フレームに対する負荷や応力が減少することは勿論である。
磁気ブレーキが水ボックスビームと一体とされているコンパクトな設計によって可能とされる本発明の一実施例によれば、磁気ブレーキを冷却するのに何ら個々の装置を必要とするのでなく、磁気ブレーキはモールドと鋳造モールドにおいて形成された鋳造ストランドとを冷却するために配置した冷却装置によって冷却される。磁気ブレーキはモールドを冷却するために水ボックスビームを流れる水によって冷却されることが好ましい。磁気ブレーキのための個々の冷却装置を排除することによって磁気ブレーキとモールドとの全体の質量をさらに低減する。
本発明によれば、水ボックスビームと一体にされているコンパクトな磁気ブレーキのコアの長さは従来技術によるコアの長さよりも著しく短くなっている。コアの長さが著しく短くなったことによってコアにおける磁気損失を低減し、そのため鋳造ストランドにおいて所望の磁気強度を有する磁界を発生させるに要する磁力を少なくする。電流を供給した電磁石を使用する場合、従来技術による電磁ブレーキよりも溶融金属における所望の磁界強度を達成するのに要する電気エネルギが低いことを意味する。
通常電磁ブレーキと称される磁気ブレーキのある実施例においては、磁界発生手段は直流あるいは低周波数の交流が供給される電磁石である。電磁石は直流が供給され、磁性伝導性材料の磁気コアの周りに配置されたコイルからなる。電流を通す間、コイルは磁気コアにおいて磁界を誘発する。前述のように、磁気コアはブレーキに含まれたコアの一部を構成するか、あるいは該コアに接続されることによって、磁気コアに誘発された磁界が該コアを通して鋳造モールドと鋳造モールドに介在する鋳造ストランドとに伝送される。本発明によって水ボックスビームと一体にされている磁気ブレーキに対して、磁性材料から作られている水ボックスビームの部分は磁気戻り通路に含まれている。有利なコンパクトな設計を達成するには、付勢されたコイルが水ボックスビームのくぼみに配置されるか、あるいは水ボックスビームと鋳造モールドとの間で交互に配置される。
溶融金属における磁界の伝播、方向および磁界強度に影響を及ぼすためには、鋳造モールドの壁とコアとに関連してプレートを配設することが有利である。磁性材料から完全に、あるいは部分的に構成されているプレートはよく極板と称せられ、鋳造モールドおよび鋳造ストランド及び／又は鋳造モールドに介在している溶融金属における磁界の伝播や強度に影響を与えるようにされている。ある実施例においては、極板は完全に磁性材料から作られ、コアの軸線方向における、通常鋳造方向を横切る断面はコアの断面から偏位している。代替実施例においては、極板には磁性材料の部分と非磁性材料の部分とが配せられ、磁性材料の部分は鋳造モールドおよび鋳造ストランド及び／又は鋳造モールドに介在する溶融金属における磁界の伝播、方向、および磁界強度を調整するための磁気ウインドウを構成している。コイルが水ボックスビームのくぼみに配置されている実施例においては、極板はその側部の一つが水ボックスビームに着脱可能に接続され、反対側の側部が銅板に接続されている。１個の極板がボルトによって銅板に着脱可能に取り付けられていることが好ましい。これらの実施例によるコイルは、極板を取り外すとき、内部に位置したコイルが露出されるように水ボックスビームに配置されている。鋳造モールドおよび鋳造ストランド及び／又は鋳造モールドに介在している溶融金属の磁界の伝播や強度はまた、ある実施例によれば、通常銅のような非磁性材料から作られている磁性部分を鋳造モールドに導入することにより影響を受ける。
本発明の別の実施例によれば、本発明により設計された水ボックスビームと一体化されている磁気ブレーキに含まれているコアは軸線方向に区分されて配置されている。コアは磁性材料の軸線方向に向いた部分と、非磁性材料の軸線方向に向いた部分とからなり、これらのコアの部分の少なくともあるものは、該部分の形状を変えることによってコアにおける磁界の伝播と強度とを変更することにより鋳造モールドおよび鋳造ストランド及び／又は鋳造モールドに介在している溶融金属の磁界の伝播、方向および強度を調整するように着脱可能に配置されている。電磁ブレーキに対して、コイルに配置された磁気コアも区分されて配置されている。
本発明は、従来技術による磁気ブレーキの場合には磁石の数と磁性材料の量とが著しく、その結果モールドおよび磁気ブレーキの質量が大きく、コアの長さが長いため磁石と鋳造モールドとの間で顕著な磁気損失があるので、複数の磁石が鋳造モールド内で少なくとも二つの高さ平面で作用する静磁界あるいは周期的な低周波数の磁界を発生させるようにされている磁気ブレーキにおいて特に有利である。同じ理由から、本発明による水ボックスビームと一体化されているコンパクトな磁気ブレーキはまた、複数のコイルからなる磁気ブレーキが、鋳造モールドにおいて鋳造方向に亘って同じ高さ平面で作用する２個以上の静磁界あるいは周期的な低周波数磁界を発生させるようにされている有利な装置をもたらす。
閉鎖鋳造の間、鋳造モールド内で二つの高さ平面で作用する静磁界あるいは周期的な低周波数磁界を発生させるために本発明による装置を使用することが特に有利である。閉鎖鋳造とは、溶融金属の上面、すなわちメニスカスの下方で開放している１個以上の開口を備えた鋳造パイプを通して溶融金属が鋳造モールドに供給されることを意味する。例えば、鋳造ストランドの寸法、鋳造速度、鋳造パイプにおいて供給された溶融金属の一次流に諸々の理由から供給された何らかのガスの流量のようなその他のパラメータによって、鋼と共に入ってくる何らかの粒体を良好に分離したり、所望の鋳造構造を保証するよう鋳造ストランドにおける良好な状況を確実にする、好ましくは循環している二次流である二次流をモールドにおいて達成するようにこれらの磁界がメニスカスと鋳造パイプの開口とに対して異なる高さ平面に位置される。コイルを異なる代替的な位置において使用することについては図３と図４とに示す実施例において以下詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
以下、本発明を詳細に説明し、添付図面を参照して好適実施例および使用例を例示する。
図１は本装置の一実施例の概略的な垂直断面図、
図２は磁石が二つの高さ平面で作用する静磁界あるいは周期的な低周波数磁界を発生するようにされている別の実施例の概略的な垂直断面図、
図３と図４とは鋳造モールドにおいて二つの高さ平面で作用する磁界を付与するようにされた、本発明による装置の二つの使用例によって得られた二次流を示す図である。
好適実施例の説明
図１と図２とは鋳造モールドと、該鋳造モールドの周りに配置された水ボックスビーム並びに本発明による水ボックスビームと一体化された磁気ブレーキとを備えたモールドを示す。鋳造パイプ２を通して高温の溶融金属の一次流が供給される、それぞれ図１と図２とに示す鋳造モールドは所謂板状のブランクの形態で鋳造ストランド１を鋳造する所謂スラブ鋳造モールドであって、長方形断面の鋳造モールドの長い側を構成する２個の大きな銅プレート３１，３２を含む。双方の実施例において、鋳造モールドはまた、鋳造モールドの短い側（図示せず）を構成する２個のより小さい銅プレートを含む。図１と図２とに示す銅プレート３１，３２は、各々極板４１，４２に接続されている。双方の実施例によれば、銅プレート３１，３２を強化するために主として配置されている極板４１，４２は磁性材料の部分４１ａ，４２ａおよび非磁性材料の部分４１ｂ，４２ｂとを含む。磁性材料の部分４１ａ，４２ａの形状により、鋳造モールド、鋳造ストランド１、及び／又は鋳造モールドにおいて介在する溶融金属の磁界の伝播、方向、および強度が調整される。それぞれ図１と図２とに示す二つの実施例において、極板４１，４２は各々水ボックスビーム５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂと接触している。複数の固定ねじ６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂが水ボックスビーム５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂの後壁５１０，５２０から、水ボックスビーム５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂを通って、さらに極板４１，４２を通って銅プレート３１，３２中へ延びている。固定ねじ６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂのねじ（図示せず）は銅プレート３１，３２のねじ（図示せず）と協働して固定する。固定ねじ６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂによって、極板４１，４２および銅プレート３１，３２は相互に対して、かつ水ボックスビーム５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂに対して固定される。銅プレート３１，３２には冷却通路（図示せず）が設けられている。冷却通路は、極板４１，４２の上下の通路（図示せず）を介して、水ボックスビーム５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂのぞれぞれ上下のボックス状空洞５１５ａ，５２５ａ，５１５ｂ，５２５ｂと連通している。更に、上側空洞５１５ａ，５２５ａおよび下側空洞５１５ｂ，５２５ｂは図示していない要領で相互に連通している。このように、冷却水回路が各モールド半体に形成されている。鋳造の間、水は銅プレートを冷却し、溶融金属を間接的に冷却するために冷却水回路において汲み上げられる。図１と図２とに示す磁気ブレーキは双方共、鋳造方向に亘って作用し、鋳造パイプを通して鋳造モールドに供給された高温の溶融金属の流れを制動し、かつ分割し、鋳造モールドにおいて発生した二次流を調整する磁界を発生させる電磁ブレーキである。磁界は静磁界あるいは周期的な低周波数の磁界である。図１と図２に示す装置に含まれる電磁ブレーキは、磁気伝導性材料の磁気コアを備えた付勢コイル７１，７２，７１０，７２０，７３０，７４０の形態の電磁石である。図１と図２に示す磁気コアは、コイル内に配置された部分を有する磁気伝導性材料のコア８１，８２，８１０，８２０，８３０，８４０に含まれている。磁気コアは磁界を極板４１，４２へ、そして更に鋳造モールドおよびその中に介在する溶融金属中へ伝えている。磁束がバランスした磁気回路を構成するには、電磁ブレーキはまた、通常磁気ヨークと称される磁気戻り通路を含む。図１と図２とに示すブレーキは磁性材料で作られ、水ボックスビームと一体化された部材５１０，５２０，５３０，５４０の形態の磁気戻り通路を含む。図１において、水ボックスビーム５１，５２の磁気伝導部分は後壁５１０，５２０とで構成され、この部分はコア８１，８２と良好に磁気接触する。図１から明らかなように、ブレーキのどの部分も水ボックスビーム５１，５２のいずれの外側限界面の外側に突出していない。ブレーキに含まれているコイル７１，７２はコイルスペース９１，９２に配置されている。コイルスペース９１，９２は水ボックスビーム５１，５２のくぼみとして配設されている。前記水ボックスビーム５１，５２のくぼみ、すなわちコイルスペース９１，９２は極板４１，４２によって閉鎖されるように配置されている。極板４１，４２を外すと、コイルスペース９１，９２が開放され、コイル７１，７２が例えば交換とか保全のために露出される。極板が使用されていない実施例においては、コイルスペース９１，９２を閉鎖するのは銅プレート３１，３２である。本発明による装置のある実施例においては、コイル７１，７２は図１に示すように、鋳造モールドの水ボックスビーム５１，５２と銅プレート３１，３２の間に位置されている。図１に示す実施例によれば、コア８１，８２は水ボックスビームの後壁５１０，５２０と一体固定され、該壁は磁気ブレーキのヨークとして含まれている。他の代替的な実施例において、コア８１，８２は水ボックスビーム５１，５２に設けられた空洞中へ挿入される個々の部分として配置されている。その場合、コア８１，８２は、磁気ブレーキに磁気ヨークとして含まれている水ボックスビームの部分と良好に磁性接触状態に保たれる必要がある。コア８１，８２が水ボックスビーム５１，５２中に一体固定されているが、ヨーク５１０，５２０と同じものに形成されていない実施例を用いうることも勿論である。図２は鋳造方向において前後して二つの高さ平面においてコイル７１０，７２０，７３０，７４０とコア８１０，８２０，８３０，８４０とを備えた実施例を示している。図２に示すブレーキによれば、コア８１０，８２０，８３０，８４０は鋳造モールドの各側部においてコア８１０，８２０，および８３０，８４０の間で配置された磁気戻り通路に接続されている。これらの磁気戻り通路は水ボックスビームの、磁性材料で作られた部分を含む。図２に示すブレーキには図１に示すものと同様に水ボックスビーム５１，５２のくぼみにおいてコイル７１０，７２０，７３０，７４０が設けられている。閉鎖鋳造の間、鋳造モールド内で二つの高さ平面で作用する静磁界あるいは周期的な低周波数磁界を発生させるために図２に示す磁気ブレーキを使用することが特に有利である。閉鎖鋳造とは、溶融金属の上面１１、すなわちメニスカスの下で開放している１個以上の開口２１を備えた鋳造パイプを通して溶融金属が鋳造モールドに供給されることを意味する。鋳造ストランドの寸法、鋳造速度、および鋳造パイプにおいて供給された溶融金属の二次流に対して諸々の理由で供給されたガスの流量のようなその他のパラメータによって、鋼と共に入ってくる粒体を良好に分離したり、所望の鋳造構造を保証するよう鋳造ストランドにおける良好な熱状態を確実にするために好ましくは安定した循環二次流である二次流を達成するべく磁界がメニスカス１１と鋳造パイプの開口２１とに対して種々の高さ平面に配置される。
鋳造方向において前後に配置された二つの高さ平面において作用するようにされたブレーキの第１の代替的な使用例においては、メニスカスにおける高さ平面において、あるいはメニスカスと鋳造パイプの開口との間の高さ平面において作用する第１の磁界Ａを発生するようにコイルが配置され、別のコイルが鋳造パイプの開口の下流の高さ平面において少なくとも１個の磁界Ｂにおいて作用するようにされている。コイルのこのような位置によって前述の二つの高さ平面の間で鋳造ストランドの上部分において著しく循環する二次流ｃ１およびｃ２を提供する。この場合、二次流の特徴は溶融金属の一次流Ｐが制動され、二次流に分割され、前記二次流は磁力と溶融金属に誘導された電流との協働により二つの高さ平面の間の領域、すなわち鋳造モールドの上部分において循環する二次流ｃ１およびｃ２を発生させることである。その他の鋳造パラメータに応じて、鋳造パイプの開口の下流の二次流は鋳造ストランドの中心に向かって導かれ、あるいはある場合には循環する。このような位置により鋳造パイプの開口の下流の循環している二次流ｃ３およびｃ４はモールドの上部分における循環二次流ｃ１およびｃ２ほど安定していない。図２に示すブレーキの第２の代替的な使用例によれば、これも閉鎖鋳造の間に、磁石は鋳造パイプの開口２１における高さ平面Ｄにおいて少なくとも１個の第１の磁界を、鋳造パイプの開口の下流の高さ平面Ｅにおいて作用する別の磁界を発生するようにされている。前記高さ平面をこのように位置することにより、送入されてくる溶融金属の一次流Ｐの良好な制動が、高さ平面Ｄ，Ｅの間の領域、すなわち鋳造パイプの開口２１の下流のモールドの下部分に置いて安定した二次流ｇ１およびｇ２と組み合わせて達成される。この場合、安定した二次流ｇ１およびｇ２はモールドの上部分、すなわち第１の高さ平面Ｄの上方における小さい安定した二次流ｇ３，ｇ４によって補完される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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