特許 7389339 電磁撹拌装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-21

(45)【発行日】2023-11-30

(54)【発明の名称】電磁撹拌装置

(51)【国際特許分類】

   B22D 11/115 20060101AFI20231122BHJP

   B22D 11/10 20060101ALI20231122BHJP

【ＦＩ】

B22D11/115 C

B22D11/10 330E

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2020002229

(22)【出願日】2020-01-09

(65)【公開番号】P2021109197

(43)【公開日】2021-08-02

【審査請求日】2022-09-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090273

【弁理士】

【氏名又は名称】國分 孝悦

(72)【発明者】

【氏名】宮▲崎▼ 純

(72)【発明者】

【氏名】梅津 健司

(72)【発明者】

【氏名】植木 勉

【審査官】祢屋 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１３１２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第５０７３５３１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２００８－１７３６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１５６５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第４７６９０６７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１８－１０３１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２１４３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１０５７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１１０５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－０７２６５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２２Ｄ １１／１１５

Ｂ２２Ｄ １１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋳型の長辺部を介して相互に対向する位置に配置される第１の鉄心および第２の鉄心と、
前記第１の鉄心に対して前記鋳型の鋳造幅方向に巻き回された第１のコイルと、
前記第２の鉄心に対して前記鋳型の鋳造幅方向に巻き回された第２のコイルと、
を有し、
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに流れる交流電流に基づく進行磁場を鋳造幅方向に発生させることにより、浸漬ノズルの吐出口から前記鋳型の短辺部側に向けて前記鋳型の中空部に注入された溶融金属を電磁撹拌する電磁撹拌装置であって、
前記第１の鉄心および前記第２の鉄心は、それぞれ、第１の領域と、前記第１の領域と鋳造方向の位置が異なる領域である第２の領域とを有し、
前記第１の領域は、前記第１の鉄心および前記第２の鉄心の鋳造方向における両端の間の一部を鋳造方向の範囲とする領域であり、
前記第１の領域の鋳造幅方向の範囲は、前記浸漬ノズルの鋳造幅方向の範囲を含み、
前記第１の領域の鋳造幅方向の長さは、前記第２の領域の鋳造幅方向の長さよりも短く、且つ、前記第２の領域の鋳造幅方向の範囲は、前記第１の領域の鋳造幅方向の範囲を含み、
前記第２の領域の鋳造方向の範囲と、前記浸漬ノズルの吐出口から前記鋳型の短辺部側に向かう溶融金属の流れである吐出流が流れる鋳造方向の範囲とが重複する範囲の方が、前記第１の領域の鋳造方向の範囲と、前記吐出流が流れる鋳造方向の範囲とが重複する範囲よりも短いことを特徴とする電磁撹拌装置。

【請求項2】

前記第１の鉄心および前記第２の鉄心は、前記第１の鉄心および前記第２の鉄心の鋳造幅方向の中心を通り、且つ、鋳造方向に延びる軸を対称軸として、鋳造幅方向において対称となる形状を有することを特徴とする請求項１に記載の電磁撹拌装置。

【請求項3】

前記浸漬ノズルの軸と前記対称軸とは、平行であり、
前記浸漬ノズルの軸の鋳造幅方向の位置と前記第１の鉄心および前記第２の鉄心の鋳造幅方向の中心の鋳造幅方向の位置とが同じであることを特徴とする請求項２に記載の電磁撹拌装置。

【請求項4】

前記第１の領域および前記第２の領域の、前記鋳型の長辺部と対向する面は、前記鋳型の長辺部の、前記第１の領域および前記第２の領域と対向する面と平行な面であることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の電磁撹拌装置。

【請求項5】

同一の磁極を構成するコイルに囲まれる領域の、鋳造幅方向に垂直な方向の断面積が同じであることを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の電磁撹拌装置。

【請求項6】

前記浸漬ノズルの吐出口は、鋳造幅方向を基準として第１の側に傾斜しており、
前記第１の側は、前記浸漬ノズルから溶融金属が吐出される方向側であり、
前記第１の領域は、前記浸漬ノズルの吐出口の鋳造方向における第１の端部よりも前記第１の側の領域を含み、
前記浸漬ノズルの吐出口の鋳造方向における前記第１の端部は、前記浸漬ノズルの吐出口の鋳造方向の第２の側の端部であり、
前記第２の側は、前記第１の側の反対側であることを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載の電磁撹拌装置。

【請求項7】

前記第２の領域は、前記浸漬ノズルの吐出口の鋳造方向における前記第１の端部よりも前記第２の側の領域を含むことを特徴とする請求項６に記載の電磁撹拌装置。

【請求項8】

前記浸漬ノズルの吐出口から斜め下方に溶融金属が吐出され、
前記第１の側は、下側であり、
前記第２の側は、上側であり、
前記浸漬ノズルの吐出口の鋳造方向における前記第１の端部は、前記浸漬ノズルの吐出口の上側の端部であることを特徴とする請求項６または７に記載の電磁撹拌装置。

【請求項9】

前記第２の領域の下側の端部の鋳造方向における位置は、前記浸漬ノズルの吐出口の上側の端部の鋳造方向における位置から前記浸漬ノズルの下側の端部の鋳造方向の位置までの範囲の何れかの位置であることを特徴とする請求項８に記載の電磁撹拌装置。

【請求項10】

前記第１の鉄心および前記第２の鉄心は、それぞれ、前記第１の領域と、前記第２の領域と、前記第１の領域および前記第２の領域と鋳造方向の位置が異なる領域である第３の領域とを有し、
前記第３の領域は、前記第１の領域よりも第１の側に配置され、前記第２の領域は、前記第１の領域よりも第２の側に配置され、
前記第１の側は、前記浸漬ノズルから溶融金属が吐出される方向側であり、
前記第２の側は、前記第１の側の反対側であることを特徴とする請求項１～９の何れか１項に記載の電磁撹拌装置。

【請求項11】

前記第３の領域の、前記鋳型の長辺部と対向する面は、前記鋳型の長辺部の、前記第３の領域と対向する面と平行な面であることを特徴とする請求項１０に記載の電磁撹拌装置。

【請求項12】

前記第２の領域の鋳造幅方向の長さと、前記第３の領域の鋳造幅方向の長さは同じであることを特徴とする請求項１０または１１に記載の電磁撹拌装置。

【請求項13】

前記浸漬ノズルの吐出口は、鋳造幅方向を基準として前記第１の側に傾斜していることを特徴とする請求項１０～１２の何れか１項に記載の電磁撹拌装置。

【請求項14】

前記浸漬ノズルの吐出口から斜め下方に溶融金属が吐出され、
前記第１の領域の下端の鋳造方向における位置は、前記浸漬ノズルの吐出口の下端の鋳造方向における位置、または、前記浸漬ノズルの吐出口の下端の鋳造方向における位置よりも下であることを特徴とする請求項１０～１３の何れか１項に記載の電磁撹拌装置。

【請求項15】

ＺＬ［ｍｍ］を、前記第２の領域の鋳造方向における前記第２の側の端部から、前記第３の領域の鋳造方向における前記第１の側の端部までの鋳造方向の長さとし、
ＺＤ［ｍｍ］を、前記鋳型の中空部内の溶融金属の湯面から前記浸漬ノズルの吐出口の鋳造方向における前記第１の端部までの鋳造方向における長さとし、
ＺＨ［ｍｍ］を、前記浸漬ノズルの吐出口の鋳造方向の長さとし、
Ｗ［ｍｍ］を、前記鋳型の短辺部の内壁面の鋳造幅方向の間隔とし、
Ｄ［ｍｍ］を、前記浸漬ノズルの吐出口の重心位置における前記浸漬ノズルの外径とし、
θ［°］を、前記浸漬ノズルの吐出角として、
以下の（Ａ）式を満たすことを特徴とする請求項１０～１４の何れか１項に記載の電磁撹拌装置。
ＺＬ≧ＺＤ＋ＺＨ＋｛（Ｗ－Ｄ）÷２｝×ｔａｎθ ・・・（Ａ）

【請求項16】

前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに流れる電流により構成される磁極数が奇数であることを特徴とする請求項１～１５の何れか１項に記載の電磁撹拌装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁撹拌装置に関し、特に、鋳片を連続鋳造するために用いて好適なものである。

【背景技術】

【0002】

スラブ等の鋳片を連続鋳造する際には、取鍋からタンディッシュへ供給された溶融金属は浸漬ノズルにより鋳型の中空部内（鋳型により囲まれる領域）に注入される。
鋳片の品質を向上させるための装置として電磁ブレーキがある。特許文献１に記載されているように、電磁ブレーキは鋳型の長辺部を介して相互に対向するように配置された一組の電磁石のコイルに電流を流して直流磁場（静磁場）を鋳型の中空部内の溶融金属に印加することにより、溶融金属の下方に向かう流速を低減させる。尚、特許文献１に記載の技術は浸漬ノズルから溶融金属を鋳造方向（鉛直下方）に吐出する場合（ストレート浸漬ノズルを用いる場合）の課題を解決するための技術である。

【0003】

このような電磁ブレーキの他に、鋳片の品質を向上させるための装置として電磁撹拌装置がある。電磁撹拌装置は鋳型の長辺部を介して相互に対向するように配置された一組の電磁石のコイルに電流を流して交流磁場を鋳型の中空部内の溶融金属に印加することにより、溶融金属に対して水平面において周回するような撹拌力を付与し、溶融金属を電磁撹拌させる。このように、電磁ブレーキと電磁撹拌装置は何れも溶融金属の流れを制御するものであるが、これらの機能は異なるものである。

【0004】

電磁撹拌装置に関する技術として、特許文献２～４に記載の技術がある。
特許文献２には、浸漬ノズルの吐出口の上端の位置が、電磁撹拌装置の下端の位置よりも低い位置となるように電磁撹拌装置を配置することが記載されている。また、特許文献２には、電磁撹拌装置の下方に磁気遮蔽板を設けることが記載されている。磁気遮蔽板は電磁撹拌装置によって発生する磁場による鋳型の中空部内での溶融金属の流れの乱れを抑制するためのものとされている。

【0005】

特許文献３には、電磁撹拌装置の鉄心と鋳型との間隔が鉄心の鋳造方向の中央部において最も大きくなるようにすることが記載されている。

【0006】

特許文献４には、電磁撹拌装置の鉄心が鋳型の長辺部に平行な方向に間隔を有して配置される複数の突極であって、先端面が鋳型の長辺部と間隔を有して対向するように配置される複数の突極を鋳造方向の上下のそれぞれに有するようにすることが記載されている。また、特許文献４には、鉄心の突極のそれぞれにコイルが巻き回されるようにすることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許第２８８８３１２号公報

【文献】特許第５０７３５３１号公報

【文献】特開２００８－１７３６４４号公報

【文献】特開平１１－１５６５０２号公報

【文献】特許第５３５３８８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献２～４に記載の技術では、浸漬ノズルの吐出口の鋳造方向の位置と電磁撹拌装置の鋳造方向の位置とが重複する場合の浸漬ノズルと電磁撹拌装置との位置関係を考慮していない。

【0009】

また、特許文献２に記載の技術では、浸漬ノズルから吐出される溶融金属の流れ（吐出流）と電磁撹拌装置により溶融金属に付与される撹拌力による溶融金属の流れ（撹拌流）との干渉を抑制するために、吐出口の上端の位置を電磁撹拌装置の下端よりも低い位置とすることを前提とする技術である。従って、特許文献２に記載の技術では、吐出口上端より下方において溶融金属の流動を制御することが全くできない。また、鋳型の内部に磁気遮蔽板を配置しなければならない。このため、磁気遮蔽板を配置するためのコストがかかると共に磁気遮蔽板を配置するための場所を確保しなければならない。

【0010】

また、特許文献３に記載の技術では、鋳型の中空部内の溶融金属の磁束密度分布を平坦化し、磁束密度の鋳造方向における分布を均一化する。従って、鋳型の中空部内の溶融金属に付与される撹拌力の鋳造方向における分布も均一化される。よって、吐出流と撹拌流との干渉を抑制することが容易ではない。

【0011】

また、特許文献４に記載の技術では、電磁ブレーキ装置の機能と電磁撹拌装置の機能とを１つの装置で実現するための技術である。従って、鋳型の突極に鋳型の長辺部の面に垂直な方向にコイルを巻き回さなければならない。よって、コイルを配置するスペースが限定される。また、コイルに流れる電流により発生する交流磁場の領域は鋳造方向の上下の領域に限定される。このため、撹拌流を制御できる範囲が限定される。

【0012】

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、浸漬ノズルの吐出口の鋳造方向の位置と電磁撹拌装置の鋳造方向の位置とが重複する場合でも、吐出流と撹拌流との干渉を抑制することができるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の電磁撹拌装置は、鋳型の長辺部を介して相互に対向する位置に配置される第１の鉄心および第２の鉄心と、前記第１の鉄心に対して前記鋳型の鋳造幅方向に巻き回された第１のコイルと、前記第２の鉄心に対して前記鋳型の鋳造幅方向に巻き回された第２のコイルと、を有し、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに流れる交流電流に基づく進行磁場を鋳造幅方向に発生させることにより、浸漬ノズルの吐出口から前記鋳型の短辺部側に向けて前記鋳型の中空部に注入された溶融金属を電磁撹拌する電磁撹拌装置であって、前記第１の鉄心および前記第２の鉄心は、それぞれ、第１の領域と、前記第１の領域と鋳造方向の位置が異なる領域である第２の領域とを有し、前記第１の領域は、前記第１の鉄心および前記第２の鉄心の鋳造方向における両端の間の一部を鋳造方向の範囲とする領域であり、前記第１の領域の鋳造幅方向の範囲は、前記浸漬ノズルの鋳造幅方向の範囲を含み、前記第１の領域の鋳造幅方向の長さは、前記第２の領域の鋳造幅方向の長さよりも短く、且つ、前記第２の領域の鋳造幅方向の範囲は、前記第１の領域の鋳造幅方向の範囲を含み、前記第２の領域の鋳造方向の範囲と、前記浸漬ノズルの吐出口から前記鋳型の短辺部側に向かう溶融金属の流れである吐出流が流れる鋳造方向の範囲とが重複する範囲の方が、前記第１の領域の鋳造方向の範囲と、前記吐出流が流れる鋳造方向の範囲とが重複する範囲よりも短いことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、浸漬ノズルの吐出口の鋳造方向の位置と電磁撹拌装置の鋳造方向の位置とが重複する場合でも吐出流と撹拌流との干渉を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一般的な電磁撹拌装置における溶鋼の流れの一例を説明する図である。

【図2A】連続鋳造設備の概略構成の第１の例を示す第１の位置での横断面図である。

【図2B】連続鋳造設備の概略構成の第１の例を示す第２の位置での横断面図である。

【図3A】連続鋳造設備の概略構成の第１の例を示す第１の位置での縦断面図である。

【図3B】連続鋳造設備の概略構成の第１の例を示す第２の位置での縦断面図である。

【図4】浸漬ノズルの構成の一例を示す図である。

【図5】鉄心の構成の第１の例を示す図である。

【図6】溶鋼の流れの第１の例を説明する図である。

【図7】撹拌力と鋳造幅方向の位置との関係の第１の例を示す図である。

【図8】鉄心の構成の第１の例の変形例を示す図である。

【図9A】連続鋳造設備の概略構成の第２の例を示す第１の位置での縦断面図である。

【図9B】連続鋳造設備の概略構成の第２の例を示す第２の位置での縦断面図である。

【図10】鉄心の構成の第２の例を示す図である。

【図11】溶鋼の流れの第２の例を説明する図である。

【図12】撹拌力と鋳造幅方向の位置との関係の第２の例を示す図である。

【図13】鉄心の構成の第２の例の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（経緯）
まず、本発明の実施形態に至った経緯について説明する。

【0017】

図１は一般的な電磁撹拌装置における溶鋼の流れの一例を説明する図である。各図に示すＸ－Ｙ－Ｚ座標は各図における向きの関係を示すものである。〇の中に×が付されている記号は紙面の手前側から奥側に向かう方向を示す。〇の中に●が付されている記号は紙面の奥側から手前側に向かう方向を示す。尚、以下の説明では溶融金属が溶鋼である場合を例に挙げて説明する。

【0018】

図１において、Ｚ軸の正の方向を上方向として紙面を見たときの左側の図（紙面に垂直な方向をＸ軸としてＸ－Ｙ－Ｚ座標を表記している図）は鋳型の短辺部側から見たときの吐出流および撹拌流の一例を概念的に示す図である。図１の左側の図において、矢印線は時刻ｔにおける吐出流を示し、〇の中に×が付されている記号と〇の中に●が付されている記号は時刻ｔにおける撹拌流を示す。

【0019】

また、図１において、Ｚ軸の正の方向を上方向として紙面を見たときの右側の図（紙面に垂直な方向をＹ軸としてＸ－Ｙ－Ｚ座標を表記している図）は鋳型の長辺部側から見たときの吐出流および撹拌流の一例を概念的に示す図である。図１の右側の図において、実線の矢印線は時刻ｔにおける吐出流を示し、白抜きの矢印線は時刻ｔにおける撹拌流を示す。矢印線が長いほど流速が速いことを示す。また、溶鋼Ｍ内の〇の中に●が付されている記号と〇の中に×が付されている記号の円の大きさは溶鋼Ｍの流速を示す。図１の左側の図では当該円の大きさは同じであるので、流速が同じであることを示す。尚、図１の右側の図では鋳型の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の半分の領域のみを示す。

【0020】

電磁撹拌装置は鉄心１１０、１２０とコイル１３０、１４０とを有する。
電磁撹拌装置を動作させる際には、例えば、コイル１３０、１４０に三相交流電流を流すことにより、鋳造厚方向（Ｙ軸方向）の端部側の領域の溶鋼Ｍに対して、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って相互に逆向きの進行磁場を発生させる。この進行磁場はファラデーの法則およびレンツの法則に従って溶鋼Ｍに渦電流を発生させる。この渦電流と進行磁場はフレミングの左手の法則に基づいて溶鋼Ｍに撹拌力を形成する。この撹拌力は、水平面において、鋳型の一組の長辺部１５１、１５２および一組の短辺部１５３の内壁面に沿うように周回するような撹拌流（溶鋼Ｍの流れ）が発生する。尚、図１では図示を省略するが、短辺部１５３とは別に鋳型の軸Ａを対称軸として短辺部１５３に対して線対称となるように短辺部１５３と同じ構成の短辺部が配置される。電磁撹拌装置は、このような撹拌流により、連続鋳造設備で連続鋳造される鋳片表面に気泡や異物（介在物等）が付着し、鋳片内に残留することを抑制する。即ち、電磁撹拌装置は鋳片表面の品質を向上させることを目的とする装置である。

【0021】

図１の左側の図に示すように、一般的な電磁撹拌装置においては電磁撹拌装置の鉄心１１０、１２０の、鋳型の長辺部１５１、１５２と間隔を有して対向する面が鋳造方向（Ｚ軸方向）に平行であり、鉄心１１０、１２０と鋳型の長辺部１５１、１５２との間隔は一定である。尚、鋳型の長辺部１５１、１５２の背面（溶鋼Ｍ側に位置する面とは反対側の面）には、鋳型の支持や冷却等のためにバックプレート１６１、１６２が配置される。鋳型の短辺部１５３の背面にもバックプレート１６３が配置される。

【0022】

ここでは、鉄心１１０、１２０の上端が溶鋼Ｍの湯面（メニスカス）に一致するように、浸漬ノズル１７０の吐出口１７０ａから吐出される溶鋼Ｍが調整されている場合を例に挙げて示す。また、ここでは、溶鋼Ｍが斜め下方に吐出されるように、浸漬ノズル１７０の吐出口１７０ａの吐出角が定められている場合を例に挙げて示す。ここで、吐出流は上昇流や下降流に転じる前の浸漬ノズル１７０の吐出口１７０ａから吐出される溶鋼Ｍの流れを指すものとする。

【0023】

この場合、鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置が鉄心１１０、１２０の上端の位置から下端の位置までの鋳型の中空部内の領域において、電磁撹拌装置から溶鋼Ｍに与えられる撹拌力は同程度になる。従って、撹拌流の流速も同程度になる（図１の右側の図の白抜きの矢印線の長さが同じであることを参照）。よって、吐出流が流れる領域において、溶鋼Ｍの流速は吐出流に撹拌流が加わり、鋳型の短辺部１５３に近づくにつれて速くなる。速い撹拌流の場合、このように加速した溶鋼Ｍが鋳型の短辺部１５３に衝突すると当該衝突により発生する上昇流および下降流も速くなる。上昇流が速くなると、溶鋼Ｍの湯面の変動や溶鋼ＭへのパウダーＰの巻き込み量が増加する。また、下降流が速くなると、介在物や気泡が下方に深く進入し、浮上することなく凝固して鋳片に残留する量が増加する。以上のように、吐出流に速い撹拌流が加わると、パウダーＰ、気泡および介在物が溶鋼Ｍに巻き込まれたまま鋳片が連続鋳造され、鋳片内部の品質が劣化する。
さらに、速い撹拌流によって加速した溶鋼Ｍが図３に示す凝固シェルＳに衝突すると、当該衝突により凝固シェルＳが再溶解することがある。凝固シェルＳが再溶解すると、再溶解部が起点となって凝固シェルＳが破け、溶鋼漏れ(ブレークアウト)などの操業トラブルに繋がることがあり、その場合には生産性が著しく阻害される。

【0024】

一般的な電磁撹拌装置では、このような鋳片内部の品質の劣化または凝固シェルＳの再溶解を抑制するために撹拌流を遅くすると電磁撹拌装置の本来の目的である鋳片表面の品質の向上を十分に図ることができない。一方で、撹拌流を速くすると吐出流に撹拌流が加わり、不純物を溶鋼Ｍ内に残留させ、鋳片内部の品質の向上を十分に図ることができず、また、凝固シェルＳを再溶解させ、生産性に悪影響を与える。このように、一般的な電磁撹拌装置では鋳片表面の品質の向上と内部の品質の向上および生産性の向上とには相反したトレードオフの関係がある。

【0025】

そこで、本発明者らは、浸漬ノズル１７０の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）における位置に近い領域においては、吐出流が撹拌流と干渉するようにし、それ以外の領域では吐出流が撹拌流と干渉することを抑制するように撹拌すればよいことに想到した。このようにすれば、鋳型の短辺部１５３に近い領域での溶鋼Ｍの流速を抑制しつつ当該溶鋼Ｍの流れを分散させることができる。従って、上昇流、下降流および凝固シェルＳへの衝突流の流速を遅くすることができる。よって、パウダーＰ、気泡および介在物の溶鋼Ｍへの巻き込み量を低減させ、さらに、凝固シェルＳの再溶解を抑制することができる。

【0026】

本発明の実施形態は以上のような経緯に基づいてなされたものである。以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。尚、長さ、位置、大きさ、間隔等、比較対象が同じであることは、厳密に同じである場合の他、発明の主旨を逸脱しない範囲で異なるもの（例えば、設計時に定められる公差の範囲内で異なるもの）も含むものとする。

【0027】

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態を説明する。
図２Ａおよび図２Ｂは本実施形態の電磁撹拌装置を配設した連続鋳造設備の概略構成の一例を示す横断面図である。図２Ａは図３Ａおよび図３ＢのＩ－Ｉ断面図であり、図２Ｂは図３Ａおよび図３ＢのII－II断面図である。図３Ａおよび図３Ｂは本実施形態の電磁撹拌装置を配設した連続鋳造設備の概略構成の一例を示す縦断面図である。図３Ａは図２Ａおよび図２ＢのＩ－Ｉ断面図である。図３Ｂは図２ＡのII－II断面図である。
図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａおよび図３Ｂにおいて、本実施の形態の連続鋳造設備は、長辺部２１１、２１２および短辺部２１３、２１４を有する鋳型と、バックプレート２２１、２２４と、浸漬ノズル２３０と、鉄心２４１、２４２およびコイル２５１、２５２を有する電磁撹拌装置とを有する。

【0028】

鋳型は溶鋼Ｍを冷却して所定の形状に凝固させ、所定の幅と厚さを有する鋼片を連続鋳造するための型である。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、鋳型の下部の領域では長辺部２１１、２１２および短辺部２１３、２１４の内壁面側に凝固シェルＳが形成される。尚、冷却に伴い凝固シェルＳは成長するので、凝固シェルＳの厚みはＺ軸の負の方向側であるほど厚くなる。そして、全体が凝固すると鋳片となる。

【0029】

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、鋳型の中空部における水平断面の形状は長方形である。図２Ａおよび図２Ｂに示す鋳型の中空部の横（長辺）方向（Ｘ軸方向）が鋳造幅方向（鋼片の幅方向）となる。また、図２Ａおよび図２Ｂに示す鋳型の縦（短辺）方向（Ｙ軸方向）が鋳造厚方向（鋼片の厚み方向）となる。また、図２Ａおよび図２Ｂの紙面に垂直な方向（Ｚ軸方向）が鋳造方向（鋳片の長手方向）となる。

【0030】

このような構成の鋳型は、鋳造厚方向（Ｙ軸方向）で間隔を有して相互に対向して配置される長辺部２１１、２１２と、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）で間隔を有して相互に対向して配置される短辺部２１３、２１４とを有する。短辺部２１３、２１４の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の位置を調整することにより、鋳型の中空部の長辺方向（鋳造幅方向）の長さを調節することができる。尚、鋳型の中空部の長辺方向（鋳造幅方向）の長さは、電磁撹拌装置（鉄心２４１、２４２）の鋳造幅方向の長さよりも短いものとする。一方、鋳型の長辺部２１１、２１２の位置も調節することができ、長辺部２１１、２１２の位置を調節するとともに、短辺部２１３、２１４を所望の大きさのものに取り替えることにより、鋳型の中空部の短辺方向（鋼片厚方向）の長さを調節することができる。

【0031】

鋳型の長辺部２１１、２１２の背面（溶鋼Ｍ側に位置する面とは反対側の面）には、それぞれバックプレート２２１、２２２が長辺部２１１、２１２を支持するように配置される。鋳型の短辺部２１３、２１４の背面にも、それぞれバックプレート２２３、２２４が短辺部２１３、２１４を支持するように配置される。鋳型（長辺部２１１、２１２、短辺部２１３、２１４）とバックプレート２２１、２２４には冷却水が通る経路が形成されている。当該経路に冷却水を流すことにより、連続鋳造設備を冷却しながら溶鋼Ｍを凝固させる。

【0032】

図２Ａおよび図３Ａに示すように、鋳型の中空部には浸漬ノズル２３０が配置される。図３では浸漬ノズル２３０の先端側の領域のみを示す。浸漬ノズル２３０の軸と鋳型の中空部の軸とが一致するように、浸漬ノズル２３０は配置される。図４は浸漬ノズル２３０の構成の一例を示す図である。具体的に図４は、浸漬ノズル２３０の軸を通り、且つ鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って浸漬ノズル２３０を切った場合の浸漬ノズル２３０の断面を示す図である。図４でも図３と同様に浸漬ノズル２３０の先端側の領域のみを示す。

【0033】

図４に示すように、浸漬ノズル２３０の先端側の側壁部の領域であって、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の両側の領域に吐出口２３０ａ、２３０ｂが形成されている。吐出口２３０ａ、２３０ｂは浸漬ノズル２３０の軸を対称軸とした線対称となる関係を有する。ここでは、吐出口２３０ａ、２３０ｂが短辺部２１３、２１４側に向かって斜め下向きに開口している場合を例に挙げて示す。従って、吐出口２３０ａ、２３０ｂから鋳型の下方に向けて溶鋼Ｍが吐出される。ここで、浸漬ノズル２３０の（吐出口２３０ａ、２３０ｂにおける）吐出角θは、水平方向と吐出口２３０ａ、２３０ｂの傾斜角とのなす角度のうち小さい方の角度で表されるものとする。図４に示す例では、吐出口２３０ａ、２３０ｂは下方向（Ｚ軸の負の方向）に傾斜している。吐出口２３０ａにおける吐出角θと吐出口２３０ｂにおける吐出角θの絶対値は同じである。

【0034】

尚、浸漬ノズル２３０は鋳型の中空部の高さ方向における位置を調節することができるようになっている。更に、吐出口２３０ａ、２３０ｂが詰まってしまうことを防止するために、アルゴンガス（Ａｒガス）等の不活性ガスを吹き込みながら溶鋼Ｍを吐出するようにしている。浸漬ノズル２３０自体は公知の技術で実現することができ、図４に示すものに限定されない。

【0035】

電磁撹拌装置は、浸漬ノズル２３０から吐出されて鋳型の上部に満たされた溶鋼Ｍ（未凝固部分）に対して進行磁場を発生させることにより溶鋼Ｍに電磁力を作用させて、溶鋼Ｍに撹拌力Ｆを付与し、鋳型の長辺部２１１、２１２および短辺部２１３、２１４の内壁面に沿うように周回するような撹拌流を生じさせ、溶鋼Ｍを撹拌する装置である。

【0036】

電磁撹拌装置はリニアモータであり、長辺部２１１、２１２を介して相互に間隔を有して対向するように配置される鉄心２４１、２４２と、鉄心２４１、２４２に対して巻き回されたコイル２５１、２５２とを有する。

【0037】

本実施形態では、コイル２５１～２５２に三相交流が印加される場合を例に挙げて説明する。従って、コイル２５１～２５２にはそれぞれ、各相の複数のコイルが含まれる。図２Ａおよび図２Ｂにおいて、Ｕ、Ｖ、Ｗ、－Ｕ、－Ｖ、－Ｗはそれぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、－Ｕ相、－Ｖ相、－Ｗ相の交流が供給されるコイルであることを示す。ここで、Ｕ相に対して６０度位相が進んでいる相は－Ｗ相である。同様に、Ｕ相に対して１２０度位相が進んでいる相はＶ相、１８０度位相が進んでいる相は－Ｕ相、２４０度位相が進んでいる相はＷ相、３００度位相が進んでいる相は－Ｖ相である。尚、撹拌流を発生させるためのコイル２５１、２５２の通電方法は、例えば、特許文献５に記載されているように公知であるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。

【0038】

図５は鉄心２４１の構成の一例を示す図である。尚、鉄心２４１、２４２は、同じもので実現することができるので、ここでは、鉄心２４２の図示を省略する。鉄心２４１、２４２は鋳型の軸を対称軸とする線対称となる関係を有する。

【0039】

図５において、鉄心２４１は、鋳造厚方向（Ｙ軸方向）から見た場合に、概ねＴ字の形状を有する。このように鉄心２４１は、鉄心２４１の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の中心を通り、且つ鋳造方向（Ｚ軸方向）に延びる面を対称面として、鋳造幅方向において対称となる形状を有する。
また、鉄心２４１の前記対称面（鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の中心を通り、且つ鋳造方向（Ｚ軸方向）に延びる面）と浸漬ノズル２３０の軸とは平行であり、浸漬ノズル２３０の軸の鋳造幅方向の位置と鉄心２４１の対称面の鋳造幅方向の位置は同じである。

【0040】

図５において、鉄心２４１は櫛歯部２４１ａと継鉄部２４１ｂとを有する。
尚、本実施形態では、鉄心２４１は鉄心２４１の高さ方向（Ｚ軸方向）に垂直な断面と同じ形状および大きさを有する軟磁性体板（例えば、方向性電磁鋼板または無方向性電磁鋼板）を高さ方向（Ｚ軸方向）において積層することにより構成される。従って、鉄心２４１の高さ方向（Ｚ軸方向）の各位置において、櫛歯部２４１ａと継鉄部２４１ｂとには境界線はない。

【0041】

櫛歯部２４１ａは複数の第１の直方体部５１０、５２０と複数の第２の直方体部５３０とを有する。複数の第１の直方体部５１０、５２０と複数の第２の直方体部５３０は鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って等間隔に配置される。また、複数の第１の直方体部５１０、５２０と複数の第２の直方体部５３０は鋳型の長辺部２１１（およびバックプレート２２１）と間隔を有して対向するように配置される。

【0042】

第１の直方体部５１０は鉄心２４１の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の一端側（Ｘ軸の正の方向側）に配置される。第１の直方体部５２０は鉄心２４１の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の他端側（Ｘ軸の負の方向側）に配置される。第２の直方体部５３０は鉄心２４１の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の中心側（第１の直方体部５１０、５２０の間）に配置される。

【0043】

鉄心２４１の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の一端側（Ｘ軸の正の方向側）から、複数の第１の直方体部５１０、複数の第２の直方体部５３０、複数の第１の直方体部５２０が、この順で鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って等間隔に配置される。

【0044】

鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って等間隔に配置された第２の直方体部５３０の、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）における一端から他端までの領域の範囲は、吐出口２３０ａ、２３０ｂの重心位置での浸漬ノズル２３０の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）における一端から他端までの領域の範囲を含む（図２Ｂにおいて、鉄心２４１のＸ軸方向の範囲が浸漬ノズル２３０のＸ軸方向の範囲を含むことを参照）。

【0045】

第１の直方体部５１０、５２０および第２の直方体部５３０の高さ方向は鋳造方向（Ｚ軸方向）とする。第２の直方体部５３０の高さ方向の長さは第１の直方体部５１０、５２０の高さ方向の長さよりも長い。第１の直方体部５１０、５２０の形状および大きさは同じである。第２の直方体部５３０の形状および大きさは同じである。

【0046】

継鉄部２４１ｂは、１つの第３の直方体部５４０と１つの第４の直方体部５５０とを有する。
第３の直方体部５４０の鋳型の長辺部２１１側（Ｙ軸の正の方向側）の面は、第１の直方体部５１０、５２０および第２の直方体部５３０の鋳型の長辺部２１１と対向する面と反対側の面に繋がる。第４の直方体部５５０の鋳型の長辺部２１１側（Ｙ軸の正の方向側）の面は、第２の直方体部５３０の鋳型の長辺部２１１と対向する面と反対側の面に繋がる。第４の直方体部５５０の上端面（鋳造方向の上流側の端面）は第３の直方体部５４０の下端面と繋がる。

【0047】

第３の直方体部５４０の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の長さは、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って等間隔に配置された状態の、第１の直方体部５１０、５２０および第２の直方体部５３０の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）における一端から他端までの鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の長さと同じである。第３の直方体部５４０の高さ方向は鋳造方向（Ｚ軸方向）と同じである。

【0048】

第３の直方体部５４０の長手方向の一端面（Ｘ軸の正の方向側の端面）は、最も当該一端面側に位置する（最もＸ軸の正の方向側に位置する）第１の直方体部５１０の当該一端面側（Ｘ軸の正の方向側）の端面と面一になっている。第３の直方体部５４０の長手方向の他端面（Ｘ軸の負の方向側の端面）は、最も当該他端面側に位置する（最もＸ軸の負の方向側に位置する）第１の直方体部５２０の当該他端面側（Ｘ軸の負の方向側）の端面と面一になっている。

【0049】

また、第３の直方体部５４０の上端面と第１の直方体部５１０、５２０および第２の直方体部５３０の上端面とは面一となっている。第３の直方体部５４０の高さ方向は鋳造方向（Ｚ軸方向）と一致する。第３の直方体部５４０の高さ方向の長さは第１の直方体部５１０、５２０の高さ方向の長さと同じである。第３の直方体部５４０の下端面のうち、第１の直方体部５１０、５２０と繋がる面と当該第１の直方体部５１０、５２０の下端面とは面一になっている。

【0050】

第４の直方体部５５０の高さ方向は鋳造方向（Ｚ軸方向）と一致する。第４の直方体部５５０の高さ方向の長さは、第２の直方体部５３０の高さ方向の長さから第１の直方体部５１０または５２０の高さ方向の長さを引いた長さと同じである。第４の直方体部５５０の上端面は第３の直方体部５４０の下端面と繋がっている。
第１の直方体部５１０、５２０、第２の直方体部５３０、第３の直方体部５４０および第４の直方体部５５０の相互に繋がる領域には境界線はない。

【0051】

第１の直方体部５１０、５２０および第２の直方体部５３０のうち、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って相互に隣り合う２つの直方体部の間の領域にコイル２５１が配置される（当該直方体部の鋳型２１１側の平面にはコイル２５１は配置されない）。このように、コイル２５１は鋳型の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に巻き回される（即ち、コイル２５１の軸（コイル軸）は鋳型の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）と平行である）。コイル２５１は第１の直方体部５１０、５２０、第２の直方体部５３０、第３の直方体部５４０および第４の直方体部５５０の面に沿うように巻き回される。従って、コイル２５１の長さは、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って相互に隣り合う２つの第１の直方体部５１０、５２０の間の領域に配置される部分よりも、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って相互に隣り合う２つの第２の直方体部５３０の間の領域に配置される部分の方が長くなる。

【0052】

図５において、本実施形態では、電磁撹拌装置は５つの磁極Ｐ１～Ｐ５を有する場合を例に挙げて説明する。Ｐ１～Ｐ５にはそれぞれのコイル（本実施形態では３つずつ）に３相交流が給電されるが、Ｐ１～Ｐ５は鉄心２４１の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って隣り合ったもの同士は互いに位相が１８０°ずれているので、Ｐ１～Ｐ５それぞれを１つのまとまった極とみなすことができる。例えば、磁極Ｐ１がＮ極である場合、磁極Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は、それぞれＳ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極である。また、本実施形態では、鉄心２４１の（鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に垂直な）断面積であって、同一の磁極Ｐ１～Ｐ５を構成する部分（コイル）によって囲まれる断面積が同じになるようにする。このようにすれば、三相不平衡が生じることを抑制することができるので好ましい。尚、図５において、磁極Ｐ１のＵ相と磁極Ｐ２の－Ｖ相との間の第２の直方体部５３０と磁極Ｐ４の－Ｕ相と磁極Ｐ５のＶ相との間の第２の直方体部５３０の高さ方向の長さを、第１の直方体部５１０の高さ方向の長さと同じにし、第１の直方体部としてもよい。また、高さ方向の長さを変更した第２の直方体部の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の長さの分だけ、第４の直方体部５５０の鋳造幅方向の長さを短くしてもよい。

【0053】

図３Ａおよび図３Ｂに示す例では、第１の直方体部５１０、５２０および第３の直方体部５５０の下端面の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置と、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端部（鋳造方向の上流側の端部）の位置とは位置Ｚ２で一致する。また、鉄心２４１、２４２は、鋳型の軸を対称軸とする線対称となる関係を有する。また、鉄心２４１、２４２の上端面（第１の直方体部５１０、５２０、第２の直方体部５３０、および第３の直方体部５４０の上端面）の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置は位置Ｚ１で一致する。また、鉄心２４１、２４２の下端面（第２の直方体部５３０および第４の直方体部５５０の下端面）の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置は位置Ｚ４で一致する。また、浸漬ノズル２３０の先端面（鋳造方向の下流側の端面）の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置Ｚ３は、位置Ｚ２よりも下方で位置Ｚ４よりも上方である。

【0054】

尚、鉄心２４２は、以上の説明において、長辺部２１１、バックプレート２２１、鉄心２４１、コイル２５１をそれぞれ、長辺部２１２、バックプレート２２２、鉄心２４２、コイル２５２に読み替えたものとなる。従って、ここでは、鉄心２４２の詳細な説明を省略する。

【0055】

図６は本実施形態の電磁撹拌装置における溶鋼の流れの一例を説明する図である。図６は図１に対応する図であり、表記の方法は図１と同じである。尚、図６の左側の図において、溶鋼Ｍ内の〇の中に●が付されている記号と〇の中に×が付されている記号の円の大きさが大きいほど、撹拌力Ｆが大きいことを示す。

【0056】

本実施形態では、鋳造厚方向（Ｙ軸方向）から見た場合の形状が概略Ｔ字状になるように鉄心２４１、２４２を構成する。浸漬ノズル２３０の軸の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の位置と鉄心２４１、２４２の鋳造幅方向の中心の鋳造幅方向の位置とが同じになるように鉄心２４１、２４２を配置する。ここで、Ｔ字状の横線の領域を第２の領域とし、縦線の領域を第１の領域とする。本実施形態では、鉄心２４１、２４２の浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端よりも上の領域を第２の領域とし、鉄心２４１、２４２の浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端よりも下の領域を第１の領域とする。従って、図６に示すように、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端よりも上の領域においては、図１に示した撹拌流と同様に、速い撹拌流を発生させることができる。一方、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端よりも下の領域においては、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の中央側の領域でのみ速い撹拌流を発生させることができ、当該領域で吐出流と干渉流とを干渉させることにより吐出流を分散させることができる。そして、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の端側の領域では撹拌流の発生が抑制されるので、吐出流と撹拌流とが干渉することによる吐出流の流速の増加を抑制することができる。よって、鋳型の短辺部２１３、２１４側で発生する上昇流、下降流および凝固シェルＳへの衝突流の流速を抑制しつつ、浸漬ノズル２３０の上端よりも上の領域においては、速い撹拌流による溶鋼Ｍの撹拌を実現することができる。これにより、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの鋳造方向の位置と電磁撹拌装置の鋳造方向の位置とが重複する場合でも、吐出流と撹拌流との干渉を抑制することができ、鋳片表面の品質の向上と内部品質の向上、生産性の向上を同時に実現することができる。

【0057】

また、鉄心２４１、２４２（の第１の領域および第２の領域）の、鋳型の長辺部２１１、２１２と対向する面を、鋳型の長辺部２１１、２１２の、鉄心２４１、２４２（の第１の領域および第２の領域）と対向する面と平行になるようにするのが好ましい。このようにすれば、鉄心２４１、２４２の第１の領域と鋳型の長辺部２１１、２１２との間隔、および鉄心２４１、２４２の第２の領域と鋳型の長辺部２１１、２１２との間隔をそれぞれ一定にすることができる。従って、第１の領域を構成する電磁鋼板および第２の領域を構成する電磁鋼板をそれぞれ同じもので実現することができ、安定した撹拌流を発生させることができる。

【0058】

図７は撹拌力Ｆｘ（ＦのＸ軸方向成分）と鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の位置との関係の一例を示す図である。図７に示す結果は実際の鋳型の中空部内の溶鋼Ｍに発生する電磁力を数値シミュレーションを行って得たものである。何れの数値シミュレーションにおいても溶鋼Ｍの成分を含む操業条件は同じものとした。

【0059】

撹拌力Ｆｘは鋳型の長辺部から１０ｍｍだけ内側の位置において溶鋼Ｍに作用する撹拌力である。図７（ａ）は湯面（メニスカス）付近（鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置が第２の領域の範囲内の領域）の撹拌力Ｆｘを示す。図７（ｂ）は、鉄心２４１、２４２の下端付近と鋳造方向の位置が同じ領域（鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置が第１の領域の範囲内の領域）における撹拌力Ｆｘを示す。
図７（ａ）および図７（ｂ）においてグラフ７０１、７０３は本実施形態の電磁撹拌装置を用いた場合の撹拌力Ｆｘを示す。グラフ７０２、７０４は図１を参照しながら説明した一般的な電磁撹拌装置を用いた場合の撹拌力Ｆｘを示す。

【0060】

一般的な電磁撹拌装置では、全ての領域において、継鉄部の鋳造方向（Ｚ軸方向）の長さと櫛歯部の各直方体部の鋳造方向（Ｚ軸方向）の長さとが同じになり、継鉄部の上端面・下端面が、櫛歯部の各直方体部の上端面・下端面と一致するようにしたものである。櫛歯部および継鉄部の各直方体部の鋳造方向（Ｚ軸方向）の長さ以外については本実施形態の電磁撹拌装置と一般的な電磁撹拌装置とは同じものである。

【0061】

図７（ａ）のグラフ７０１、７０２に示すように、湯面（メニスカス）付近においては、本実施形態の電磁撹拌装置でも一般的な電磁撹拌装置と同様に大きな撹拌力Ｆｘを発生させることができる。これにより、鋳片表面の品質を向上させることができる。

【0062】

また、図７（ｂ）のグラフ７０３、７０４に示すように、鉄心２４１２４２の下端付近と鋳造方向の位置が同じ領域においても、鋳造幅方向の中心側の領域では、本実施形態の電磁撹拌装置でも、一般的な電磁撹拌装置と同様に大きな撹拌力Ｆｘを発生させることができる。これにより吐出流を分散させることができる。

【0063】

一方、図７（ｂ）のグラフ７０３、７０４に示すように、鉄心２４１、２４２の下端付近と鋳造方向の位置が同じ領域において、鋳造幅方向の端部側の領域では、本実施形態の電磁撹拌装置を用いることにより、一般的な電磁撹拌装置を用いる場合に比べて撹拌力Ｆｘを低減させることができる。従って、上昇流、下降流および凝固シェルＳへの衝突流の流速を低減させることができ、パウダーＰ、気泡および介在物が溶鋼Ｍに巻き込まれたまま鋳片が連続鋳造されることを抑制することができ、さらに、凝固シェルＳの再溶解を抑制することができる。従って、鋳片内部の品質および生産性を向上させることができる。

【0064】

＜変形例＞
本実施形態では、鉄心２４１、２４２の、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端よりも上の領域を含む第２の領域（第１の直方体部５１０、５２０および第３の直方体部５５０）の下端の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置が、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端部（鋳造方向の上流側の端部）の位置と位置Ｚ２で一致する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、鉄心２４１、２４２の、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端よりも上の領域を含む第２の領域の下端の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置は位置Ｚ２（浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端部の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置）から位置Ｚ３（浸漬ノズル２３０の先端面（鋳造方向の下流側の端面）の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置）までの範囲のいずれかの位置とすることができる。浸漬ノズル２３０から吐出される吐出流の吐出方向が斜め下方であるので、このような範囲内であれば、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端よりも上の領域を含む第２の領域の下端の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置が、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端部の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置よりも下の位置にあっても、吐出流と撹拌流とが干渉する領域を小さくすることができるため、鋳型の短辺部２１３、２１４側で発生する上昇流、下降流および凝固シェルＳへの衝突流の流速を低減する効果を発現することができる。

【0065】

また、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端よりも上の領域を含む第２の領域の下端の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置は、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端部（鋳造方向の上流側の端部）よりも上の位置であっても、吐出流と撹拌流とが干渉する領域を小さくすることができるため、鋳型の短辺部２１３、２１４側で発生する上昇流、下降流および凝固シェルＳへの衝突流の流速を低減する効果を発現することができるので、このようにしてもよい。

【0066】

ただし、本実施形態のように浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端よりも上の領域を含む第２の領域の下端の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置が、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端部の位置と一致するようにすれば、吐出流と撹拌流とが干渉することをより確実に抑制することができると共に、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上方のより広い領域に撹拌力Ｆを発生させることができるのでより好ましい。

【0067】

また、第１の直方体部５１０、５２０および第３の直方体部５４０の下にそれぞれ、非磁性且つ非伝導性の直方体部を配置してもよい。非磁性且つ非導電性の直方体部の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）および鋳造厚方向（Ｙ軸方向）の長さは第１の直方体部５１０、５４０の長さと同じである。非磁性且つ非導電性の直方体部の鋳造方向（Ｚ軸方向）の長さは第４の直方体部５５０の長さである。このような非磁性且つ非導電性の直方体部を２つ用意する。第１の直方体部５１０、５２０および第３の直方体部５４０の下端面と非磁性且つ非導電性の直方体部の上端面とが合い、非磁性且つ非導電性の直方体部の下端面と第２の直方体部５３０および第４の直方体部５５０の下端面とが面一となるように非磁性且つ非導電性の直方体部を配置する。このようにすることにより、図１に示した一般的な電磁撹拌装置の鉄心１１０、１２０と同じ外形にすることができる。
また、櫛歯部２４１ａはなくてもよい。この場合、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端よりも上の領域を含む第２の領域の鋳型の長辺部２１１、２１２と対向する面は、１つの平面になり、当該平面が、第１の直方体部５１０、５２０および第２の直方体部５３０の、鋳型の長辺部２１１と対向する面になる。

【0068】

また、本実施形態では、浸漬ノズル２３０から吐出される吐出流の吐出方向が斜め下方である場合を例に挙げて説明した。しかしながら、浸漬ノズルから吐出される吐出流の吐出方向は斜め下方に限定されない。例えば、浸漬ノズルから吐出される吐出流の吐出方向は斜め上方向でも水平方向でもよい。

【0069】

浸漬ノズルから吐出される吐出流の吐出方向が斜め上方向である場合と斜め下方向である場合と水平方向である場合とを考慮すると、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）を長手方向とする第２の領域（第１の直方体部５１０、５２０および第３の直方体部５４０の下端よりも上側の領域）と、第２の領域よりも鋳造幅方向の長さが短い第１の領域（第１の直方体部５１０、５２０および第３の直方体部５４０の下端よりも下側の領域）とを有するように鉄心２４１、２４２を構成すればよい。ここで、第２の領域の鋳造幅方向の範囲は第１の領域の鋳造幅方向の範囲を含むようにしてればよい。第２の領域の鋳造幅方向の範囲が第１の領域の鋳造幅方向の範囲を含むとは、第２の領域の鋳造幅方向の座標値（Ｘ軸座標の値）の中に第１の領域の鋳造幅方向の全ての座標値が含まれていることを指す。また、第１の領域の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の範囲は、浸漬ノズル２３０の鋳造幅方向の範囲を含むようにしていればよい。このような第１の領域および第２の領域は、第２の領域の鋳造方向（Ｚ軸方向）の範囲と、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂからの吐出流が流れる鋳造方向の範囲とが重複する範囲の方が、第１の領域の鋳造方向の範囲と浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂからの吐出流が流れる鋳造方向の範囲とが重複する範囲よりも短くなる位置に配置されていればよい。尚、本実施形態では、第１の領域の上端と第２の領域の下端とが一致する。

【0070】

本実施形態のように、櫛歯部２４１ａの第１の直方体部５１０、５２０および継鉄部２４１ｂの第３の直方体部５５０の下端の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置が、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端部の位置と一致するようにすれば、第１の領域の鋳造方向（Ｚ軸方向）の範囲と吐出流が流れる鋳造方向（Ｚ軸方向）の範囲とは重複しなくなる（図６を参照）。このようにすれば、吐出流と撹拌流Ｆとが干渉する領域をなくすことができるため、鋳型の短辺部２１３、２１４側で発生する上昇流、下降流および凝固シェルＳへの衝突流の流速をより低減することができる。

【0071】

また、浸漬ノズルから吐出される吐出流の吐出方向が斜め上方向である場合と斜め下方向である場合とを考慮すると、例えば、第１の領域を以下のように定めてもよい。即ち、浸漬ノズルの吐出口が第１の側に傾斜するとした場合、第１の領域は、浸漬ノズルの吐出口の鋳造方向における第１の端部よりも第２の側の領域を含む。浸漬ノズルの吐出口の第１の端部は浸漬ノズルの吐出口の鋳造方向（Ｚ軸方向）の第２の側の端部である。第１の側は鋳造方向の両側（上側および下側）のうち、浸漬ノズルから溶鋼が吐出される方向側（＝浸漬ノズルの吐出口に向けて浸漬ノズルの厚み部分（図４のハッチングされている部分）が傾斜する方向側）である。第２の側は鋳造方向の両側（上側および下側）のうち浸漬ノズルから溶鋼が吐出される方向側とは反対側（第１の側の反対側）である。尚、浸漬ノズルの吐出口の端部は浸漬ノズルの外壁面の位置における端部。即ち、浸漬ノズルを外側から見たときに見える開口部の輪郭（縁）であるものとする。
また、例えば、第２の領域は浸漬ノズルの吐出口の鋳造方向における第１の端部よりも第２の側の領域を含むようにすることができる。
本実施形態では、浸漬ノズルの吐出口の鋳造方向における第１の端部は、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上側（Ｚ軸の正の方向側）の端部である。また、第１の側は下側（Ｚ軸の負の方向側）であり、第２の側は上側（Ｚ軸の正の方向）である。

【0072】

また、本実施形態では、電磁撹拌装置の磁極数が奇数である場合を例に挙げて説明した。しかしながら、電磁撹拌装置の磁極数は偶数であってもよい。電磁撹拌装置の磁極数が偶数の場合であっても、電磁撹拌装置の磁極数が奇数である場合と同様に、鉄心２４１、２４２の（鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に垂直な）断面積であって、同一の磁極を構成する部分（コイル）によって囲まれる断面積が同じになるようにすれば、三相不平衡が生じることを抑制することができるので好ましい。

【0073】

また、以上のように鉄心２４１、２４２の（鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に垂直な）断面積であって、同一の磁極を構成する部分（コイル）によって囲まれる断面積が同じになるようにすれば、三相不平衡が生じることを抑制することができるので好ましいが、必ずしもこのようにする必要はない。即ち、鉄心の（鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に垂直な）断面積であって、同一の磁極を構成する部分（コイル）によって囲まれる断面積は当該磁極内の位置によって異なっていてもよい。

【0074】

また、本実施形態では、第２の直方体部５３０および第４の直方体部５５０の鋳造方向（Ｚ軸方向）の長さが全て同じである場合を例に挙げて説明した。しかしながら、図８に示すように、第２の直方体部および第４の直方体部（Ｔ字状の縦線の領域）の鋳造方向（Ｚ軸方向）の長さを異ならせてもよい。このようにする場合も、図８に示すように、鉄心の（鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に垂直な）断面積であって、同一の磁極を構成する部分（コイル）によって囲まれる断面積が同じであるのが好ましいことは前述した通りである（必ずしもこのようにする必要はないことも前述した通りである）。

【0075】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。第１の実施形態では、鉄心２４１、２４２の上側（浸漬ノズルから溶鋼が吐出される方向とは反対側の第２の側）にのみ鋳造幅方向（Ｘ軸方向）を長手方向とする第２の領域（第１の直方体部５１０、５２０、第３の直方体部５４０）を設ける場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、鉄心２４１、２４２の上側に加え下側にも鋳造幅方向（Ｘ軸方向）を長手方向とする領域（第３の領域）を設ける場合について説明する。このように本実施形態と第１の実施形態は鉄心の構成が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については図２Ａ～図８に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。

【0076】

図９Ａおよび図９Ｂは本実施形態の電磁撹拌装置を配設した連続鋳造設備の概略構成の一例を示す縦断面図である。尚、図９Ａおよび図９ＢのＩ－Ｉ断面図は図２Ａにおいて、符号２４１、２４２、２５１、２５２をそれぞれ９４１、９４２、９５１、９５２としたものと同じものであるので、その図示を省略する。また、図９Ａおよび図９ＢのII－II断面図は図２Ｂにおいて、符号２４１、２４２、２５１、２５２をそれぞれ９４１、９４２、９５１、９５２としたものと同じものであるので、その図示を省略する。また、図９Ａおよび図９ＢのIII－III断面図は図２Ａにおいて、符号２４１、２４２、２５１、２５２をそれぞれ９４１、９４２、９５１、９５２とし、浸漬ノズル２３０をなくしたものと同じものであるので、その図示を省略する。

【0077】

図１０は鉄心９４１の構成の一例を示す図である。尚、鉄心９４１、９４２は同じもので実現することができるので、ここでは、鉄心９４２の図示を省略する。鉄心９４１、９４２は鋳型の軸を対称軸とする線対称となる関係を有する。
図１０において、鉄心９４１は鋳造厚方向（Ｙ軸方向）から見た場合に、概ね（上下の横線の長さが同じの）エの字状の形状（＝Ｈを９０°回転させた形状）を有する。鉄心９４１は櫛歯部９４１ａと継鉄部９４１ｂとを有する。
尚、本実施形態では、鉄心９４１は鉄心９４１の高さ方向（Ｚ軸方向）に垂直な断面と同じ形状および大きさを有する軟磁性体板（例えば、方向性電磁鋼板または無方向性電磁鋼板）を高さ方向（Ｚ軸方向）において積層することにより構成される。従って、鉄心８４１の高さ方向（Ｚ軸方向）の各位置において、櫛歯部９４１ａと継鉄部９４１ｂとには境界線はない。

【0078】

櫛歯部９４１ａは複数の第１の直方体部１０１０～１０４０と複数の第２の直方体部１０５０とを有する。複数の第１の直方体部１０１０～１０４０と複数の第２の直方体部１０５０は鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って等間隔に配置される。また、複数の第１の直方体部１０１０～１０４０と複数の第２の直方体部１０５０は鋳型の長辺部２１１（およびバックプレート２２１）と間隔を有して対向するように配置される。

【0079】

第１の直方体部１０１０は、鉄心９４１の鋳造方向（Ｚ軸方向）の一端側（Ｚ軸の正の方向側＝第２の側）において、鉄心９４１の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の一端側（Ｘ軸の正の方向側）に配置される。第１の直方体部１０２０は、鉄心９４１の鋳造方向（Ｚ軸方向）の一端側（Ｚ軸の正の方向側＝第２の側）において、鉄心９４１の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の他端側（Ｘ軸の負の方向側）に配置される。

【0080】

第１の直方体部１０３０は、鉄心９４１の鋳造方向（Ｚ軸方向）の他端側（Ｚ軸の負の方向側＝第１の側）において、鉄心９４１の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の一端側（Ｘ軸の正の方向側）に配置される。第１の直方体部１０４０は、鉄心９４１の鋳造方向（Ｚ軸方向）の他端側（Ｚ軸の負の方向側＝第１の側）において、鉄心９４１の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の他端側（Ｘ軸の負の方向側）に配置される。

【0081】

第２の直方体部１０５０は、鉄心９４１の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の中心側（第１の直方体部１０１０、１０２０の間および第１の直方体部１０３０、１０４０の間）に配置される。

【0082】

鉄心９４１の鋳造方向（Ｚ軸方向）の一端側（Ｚ軸の正の方向側）において、鉄心９４１の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の一端側（Ｘ軸の正の方向側）から、複数の第１の直方体部１０１０、複数の第２の直方体部１０５０、複数の第１の直方体部１０２０がこの順で、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って等間隔に配置される。
鉄心９４１の鋳造方向（Ｚ軸方向）の他端側（Ｚ軸の負の方向側）において、鉄心９４１の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の一端側（Ｘ軸の正の方向側）から、複数の第１の直方体部１０３０、複数の第２の直方体部１０５０、複数の第１の直方体部１０４０がこの順で、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って等間隔に配置される。
鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って等間隔に配置された状態の、第１の直方体部１０１０～１０４０の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の長さは同じである。

【0083】

第２の直方体部１０５０と鋳型および浸漬ノズル２３０との鋳造幅方向（Ｘ軸方向）における位置関係は、図２Ｂを参照しながら説明した、第１の実施形態の第２の直方体部５３０と鋳型および浸漬ノズル２３０との鋳造幅方向（Ｘ軸方向）における位置関係と同じである。従って、第２の直方体部１０５０と鋳型および浸漬ノズル２３０との鋳造幅方向（Ｘ軸方向）における位置関係の詳細な説明を省略する。

【0084】

第１の直方体部１０１０～１０４０および第２の直方体部１０５０の高さ方向は鋳造方向（Ｚ軸方向）と一致する。第２の直方体部１０５０の高さ方向の長さは第１の直方体部１０１０～１０４０の高さ方向の長さの２倍よりも長い。第１の直方体部１０１０～１０４０の形状および大きさは同じである。第２の直方体部１０５０の形状および大きさは同じである。

【0085】

継鉄部９４１ｂは２つの第３の直方体部１０６０、１０７０と１つの第４の直方体部１０８０とを有する。
第３の直方体部１０６０の鋳型の長辺部２１１側（Ｙ軸の正の方向側）の面は、第１の直方体部１０１０、１０２０および第２の直方体部１０５０の鋳型の長辺部２１１と対向する面と反対側の面に繋がる。また、第３の直方体部１０７０の鋳型の長辺部２１１側の面は、第１の直方体部１０３０、１０４０および第２の直方体部１０５０の鋳型の長辺部２１１と対向する面と反対側の面に繋がる。
第４の直方体部１０８０の鋳型の長辺部２１１側（Ｙ軸の正の方向側）の面は、第２の直方体部１０５０の鋳型の長辺部２１１と対向する面と反対側の面に繋がる。第４の直方体部１０８０の上端面（鋳造方向の上流側の端面）は第３の直方体部１０６０の下端面と繋がる。第４の直方体部１０８０の下端面（鋳造方向の下流側の端面）は第３の直方体部１０７０の上端面と繋がる。

【0086】

第３の直方体部１０６０の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の長さは、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って等間隔に配置された状態の、第１の直方体部１０１０、１０２０および第２の直方体部１０５０の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）における一端から他端までの鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の長さと同じである。第３の直方体部１０６０の高さ方向は鋳造方向（Ｚ軸方向）と同じである。
また、第３の直方体部１０７０の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の長さは、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って等間隔に配置された状態の、第１の直方体部１０３０、１０４０および第２の直方体部１０５０の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）における一端から他端までの鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の長さと同じである。第３の直方体部１０７０の高さ方向は鋳造方向（Ｚ軸方向）と同じである。
鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って等間隔に配置された状態の、第３の直方体部１０６０、１０７０の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の長さは同じである。

【0087】

第３の直方体部１０６０の長手方向の一端面（Ｘ軸の正の方向側の端面）は最も当該一端面側に位置する（最もＸ軸の正の方向側に位置する）第１の直方体部１０１０の当該一端面側（Ｘ軸の正の方向側）の端面と面一になっている。第３の直方体部１０６０の長手方向の他端面（Ｘ軸の負の方向側の端面）は最も当該他端面側に位置する（最もＸ軸の負の方向側に位置する）第１の直方体部１０２０の当該他端面側（Ｘ軸の負の方向側）の端面と面一になっている。

【0088】

また、第３の直方体部１０７０の長手方向の一端面（Ｘ軸の正の方向側の端面）は最も当該一端面側に位置する（最もＸ軸の正の方向側に位置する）第１の直方体部１０３０の当該一端面側（Ｘ軸の正の方向側）の端面と面一になっている。第３の直方体部１０７０の長手方向の他端面（Ｘ軸の負の方向側の端面）は最も当該他端面側に位置する（最もＸ軸の負の方向側に位置する）第１の直方体部１０４０の当該他端面側（Ｘ軸の負の方向側）の端面と面一になっている。

【0089】

第３の直方体部１０６０の上端面と、第１の直方体部１０１０、１０２０および第２の直方体部１０５０の上端面とは面一となっている。第３の直方体部１０６０の高さ方向は鋳造方向（Ｚ軸方向）と一致する。第３の直方体部１０６０の高さ方向の長さは第１の直方体部１０１０、１０２０の高さ方向の長さと同じである。第３の直方体部１０６０の下端面のうち、第１の直方体部１０１０、１０２０と繋がる面と当該第１の直方体部１０１０、１０２０の下端面とは面一になっている。

【0090】

また、第３の直方体部１０７０の下端面と、第１の直方体部１０３０、１０４０および第２の直方体部１０５０の下端面とは面一となっている。第３の直方体部１０７０の高さ方向は鋳造方向（Ｚ軸方向）と一致する。第３の直方体部１０７０の高さ方向の長さは第１の直方体部１０３０、１０４０の高さ方向の長さと同じである。第３の直方体部１０７０の上端面のうち、第１の直方体部１０３０、１０４０と繋がる面と当該第１の直方体部１０３０、１０４０の上端面とは面一になっている。

【0091】

第４の直方体部１０８０の高さ方向は鋳造方向（Ｚ軸方向）と一致する。第４の直方体部１０８０の高さ方向の長さは、第２の直方体部１０５０の高さ方向の長さから第１の直方体部１０１０～１０４０の高さ方向の長さの２倍を引いた長さと同じである。第４の直方体部１０８０の上端面は第３の直方体部１０６０の下端面と繋がり、第４の直方体部１０８０の下端面は第３の直方体部１０７０の上端面と繋がっている。
第１の直方体部１０１０～１０４０、第２の直方体部１０５０、第３の直方体部１０６０、１０７０、および第４の直方体部１０８０の相互に繋がる領域には境界線はない。

【0092】

以上のような第１の直方体部１０１０～１０４０および第２の直方体部１０５０のうち、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って相互に隣り合う２つの直方体部の間の領域にコイル９５１が配置される（当該直方体部の鋳型２１１側の平面にはコイル９５１は配置されない）。このようにコイル９５１は、鋳型の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に巻き回される（即ち、コイル９５１の軸（コイル軸）は、鋳型の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）と平行である）。コイル９５１は第１の直方体部１０１０～１０４０、第２の直方体部１０５０、第３の直方体部１０６０、１０７０および第４の直方体部１０８０の面に沿うように巻き回される。

【0093】

ここで、第１の直方体部１０１０のうち鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って相互に隣り合う２つの直方体部の間の領域と、第１の直方体部１０３０のうち鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って相互に隣り合う２つの直方体部の間の領域は、鋳造方向（Ｚ軸方向）において並んでいる。このように鋳造方向（Ｚ軸方向）において並んでいる２つの当該領域は、鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置のみが異なる。

【0094】

また、第１の直方体部１０２０のうち鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って相互に隣り合う２つの直方体部の間の領域と、第１の直方体部１０４０のうち鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って相互に隣り合う２つの直方体部の間の領域は、鋳造方向（Ｚ軸方向）において並んでいる。このように鋳造方向（Ｚ軸方向）において並んでいる２つの当該領域は鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置のみが異なる。

【0095】

鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って相互に隣り合う２つの第１の直方体部１０１０、１０２０の間の領域と、当該領域と鋳造方向（Ｚ軸方向）において並んでいる第１の直方体部１０３０、１０４０の間の領域とを通るようにコイルは巻き回される。従って、当該領域を通るようにコイルを巻き回す場合と、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って相互に隣り合う２つの第２の直方体部１０５０の間の領域を通るようにコイルを巻き回す場合とで、コイルを配置する領域の範囲は同じになる。よって、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）において、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に沿って相互に隣り合う２つの直方体部の間の領域に配置されるコイルの長さを均等（同じ）にすることができる。

【0096】

図１０において、本実施形態でも第１の実施形態と同様に、電磁撹拌装置が５つの磁極Ｐ１～Ｐ５を有する場合を例に挙げて説明する。本実施形態では鉄心９４１の（鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に垂直な）断面積であって、同一の磁極Ｐ１～Ｐ５を構成する部分（コイル）によって囲まれる断面積が同じになるようにする。このようにすれば、三相不平衡が生じることを抑制することができるので好ましい。尚、図１０において、磁極Ｐ１のＵ相と磁極Ｐ２の－Ｖ相との間の第２の直方体部１０５０と磁極Ｐ４の－Ｕ相と磁極Ｐ５のＶ相との間の第２の直方体部１０５０の高さ方向の長さを、第１の直方体部１０１０～１０４０の高さ方向の長さと同じにし、第１の直方体部としてもよい。また、高さ方向の長さを変更した第２の直方体部の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の長さの分だけ、第４の直方体部１０８０の鋳造幅方向の長さを短くしてもよい。

【0097】

図９Ａおよび図９Ｂに示す例では、第１の直方体部１０１０、１０２０および第３の直方体部１０６０の下端面の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置と浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端部（鋳造方向の上流側の端部）の位置とは位置Ｚ２で一致する。また、鉄心９４１、９４２の上端面（第１の直方体部１０１０、１０２０、第２の直方体部１０５０および第３の直方体部１０６０の上端面）の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置は位置Ｚ１で一致する。また、鉄心９４１、９４２の下端面（第１の直方体部１０３０、１０４０、第２の直方体部１０５０および第４の直方体部１０７０の下端面）の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置は位置Ｚ４で一致する。また、浸漬ノズル２３０の先端面（鋳造方向の下流側の端面）の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置Ｚ３は位置Ｚ２よりも下方で位置Ｚ４よりも上方である。

【0098】

また、第１の直方体部１０３０、１０４０の上端面の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置Ｚ５は、浸漬ノズル２３０の先端面（鋳造方向の下流側の端面）の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置Ｚ３よりも下方で位置Ｚ４よりも上方である。
位置Ｚ１から位置Ｚ５までの鋳造方向（Ｚ軸方向）の長さＺＬ［ｍｍ］は、以下の（１）式を満たすのが好ましい。
ＺＬ≧ＺＤ＋ＺＨ＋｛（Ｗ－Ｄ）÷２｝×ｔａｎθ ・・・（１）
ここで、ＺＤ［ｍｍ］は湯面（メニスカス）から浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端部までの鋳造方向（Ｚ軸方向）における長さである（図９Ａおよび図９Ｂを参照）。ＺＨ［ｍｍ］は浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの鋳造方向（Ｚ軸方向）の長さである（図９Ａおよび図９Ｂを参照）。Ｗ［ｍｍ］は鋳型の短辺部２１３、２１４の内壁面の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の間隔である（図２Ｂを参照）。Ｄ［ｍｍ］は浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの重心位置における外径である（図９Ａおよび図９Ｂを参照）。θ［°］は浸漬ノズル２３０の（吐出口２３０ａ、２３０ｂにおける）吐出角θである。

【0099】

浸漬ノズル２３０および鋳型（（１）式の右辺の変数ＺＤ、ＺＨ、Ｗ、Ｄ、θ）は変更され得る。従って、連続鋳造設備において想定される浸漬ノズル２３０および鋳型の組み合わせのうち、何れの組み合わせにおいても（１）式を満たすようにするのがより好ましい。即ち、位置Ｚ１から位置Ｚ５までの鋳造方向（Ｚ軸方向）の長さＺＬは（１）式の右辺の値としてとり得る値の最大値以上になるようにするのがより好ましい。このようにすれば、浸漬ノズル２３０から吐出される吐出流が直線的に移動すると仮定した場合に、吐出流が鋳型の短辺部２１３、２１４に衝突する位置および当該位置よりも下方の位置に第１の直方体部１０３０、１０４０の上端面を位置させることができる。従って、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂから吐出される吐出流が流れる領域に形成される撹拌流をより一層抑制することができる。

【0100】

尚、鉄心９４２は、以上の説明において、長辺部２１１、バックプレート２２１、鉄心９４１、コイル９５１をそれぞれ、長辺部２１２、バックプレート２２２、鉄心９４２、コイル９５２に読み替えたものとなる。従って、ここでは、鉄心９４２の詳細な説明を省略する。

【0101】

図１１は本実施形態の電磁撹拌装置における溶鋼の流れの一例を説明する図である。図１１は、図１および図６に対応する図であり、表記の方法は図１および図６と同じである。

【0102】

本実施形態では鋳造厚方向（Ｙ軸方向）から見た場合の形状が概略エの字状になるように鉄心９４１、９４２を構成する。浸漬ノズル２３０の軸の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の位置と鉄心９４１、９４２の鋳造幅方向の中心の鋳造幅方向の位置とが同じになるように鉄心９４１、９４２を配置する。ここで、エの字状の上側の横線の領域を第２の領域とし、縦線の領域を第１の領域とし、下側の横線の領域を第３の領域とする。鉄心９４１、９４２の、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端よりも上の領域を第２の領域とし、鉄心９４１、９４２の、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端よりも下の領域を第１の領域とし、第１の領域の下の領域を第３の領域とする。

【0103】

従って、図１１に示すように、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端よりも上の領域においては、図１に示した撹拌流と同様に、速い撹拌流を発生させることができる。一方、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端よりも下の領域においては、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の中央側の領域でのみ速い撹拌流を発生させることができ、当該領域で吐出流と干渉流とを干渉させることにより吐出流を分散させることができる。そして、鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の端側の領域では撹拌流の発生が抑制されるので、吐出流と撹拌流とが干渉することによる吐出流の流速の増加を抑制することができる。更に、第３の領域においては、第２の領域と同様に、速い撹拌流を発生させることができる。よって、下降流の流速および凝固シェルＳへの衝突流の流速をより低減するができることに加え、第３の領域における速い撹拌流により、下降流にのった気泡や介在物が下方に進入することを抑制し、浮上を促進させるようにすることができる。よって、鋳片表面の品質と内部品質および生産性をより向上させることができる。

【0104】

また、鉄心９４１、９４２（の第１の領域、第２の領域および第３の領域）の鋳型の長辺部２１１、２１２と対向する面を、鋳型の長辺部２１１、２１２の鉄心９４１、９４２（の第１の領域、第２の領域および第３の領域）と対向する面と平行になるようにするのが好ましい。このようにすれば、第１の領域と鋳型の長辺部２１１、２１２との間隔、第２の領域と鋳型の長辺部２１１、２１２との間隔および第３の領域と鋳型の長辺部２１１、２１２との間隔をそれぞれ一定にすることができる。従って、第１の領域を構成する電磁鋼板、第２の領域を構成する電磁鋼板および第３の領域を構成する電磁鋼板をそれぞれ同じもので実現することができ、安定した撹拌流を発生させることができる。

【0105】

また、鉄心９４１、９４２の第２の領域（第１の直方体部１０１０、１０２０、第２の直方体部１０５０（の上部）および第３の直方体部１０６０）の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の長さと、鉄心９４１、９４２の第３の領域（第１の直方体部１０３０、１０４０、第２の直方体部１０５０（の下部）および第３の直方体部１０７０）の鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の長さとを同じにするのが好ましい。このようにすれば、鉄心９４１、９４２の第２の領域を構成する電磁鋼板と鉄心９４１、９４２の第３の領域を構成する電磁鋼板を共通化することができる。

【0106】

図１２は撹拌力Ｆｘ（ＦのＸ軸方向成分）と鋳造幅方向（Ｘ軸方向）の位置との関係の一例を示す図である。図１２に示す結果は、実際の鋳型の中空部内の溶鋼Ｍに発生する電磁力を数値シミュレーションを行って得たものである。何れの数値シミュレーションにおいても溶鋼Ｍの成分を含む操業条件は同じものとした。Ｆｘは図７を参照しながら説明したものと同じである。

【0107】

図１２（ａ）は湯面（メニスカス）付近（鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置が第２の領域の範囲内の領域）の撹拌力Ｆｘを示す。図１２（ｂ）は鉄心９４１、９４２の鋳造方向（Ｚ軸方向）の中央付近（鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置が第１の領域の範囲内の領域）の撹拌力Ｆｘを示す。図１２（ｃ）は鉄心９４１、９４２の下端付近と鋳造方向の位置が同じ領域（鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置が第３の領域の範囲内の領域）における撹拌力Ｆｘを示す。
図１２（ａ）～図１２（ｃ）においてグラフ１２０１、１２０３、１２０５は本実施形態の電磁撹拌装置を用いた場合の撹拌力Ｆｘを示す。グラフ１２０２、１２０４、１２０６は図１を参照しながら説明した一般的な電磁撹拌装置を用いた場合の撹拌力Ｆｘを示す。尚、図７に示すグラフ７０２、７０４も図１を参照しながら説明した一般的な電磁撹拌装置を用いた場合の撹拌力Ｆｘを示すが、グラフ７０２、７０４とグラフ１２０２、１２０４、１２０６を得たときの操業条件が異なる。このため、同一の位置におけるグラフ７０２、１２０４は一致しない。ただし、前述したように、グラフ１２０２、１２０４、１２０６を得たときの操業条件は同じである。

【0108】

図１２（ａ）のグラフ１２０１、１２０２に示すように、湯面（メニスカス）付近においては、本実施形態の電磁撹拌装置でも一般的な電磁撹拌装置と同様に大きな撹拌力Ｆｘを発生させることができる。これにより、鋳片表面の品質を向上させることができる。

【0109】

また、図１２（ｂ）のグラフ１２０３、１２０４に示すように、鉄心９４１、９４２の鋳造方向（Ｚ軸方向）の中心付近と鋳造方向の位置が同じ領域においても、鋳造幅方向の中心側の領域では、本実施形態の電磁撹拌装置でも一般的な電磁撹拌装置と同様に大きな撹拌力Ｆｘを発生させることができる。これにより吐出流を分散させることができる。

【0110】

一方、図１２（ｂ）のグラフ１２０３、１２０４に示すように鉄心９４１、９４２の鋳造方向（Ｚ軸方向）の中心付近と鋳造方向の位置が同じ領域において、鋳造幅方向の端部側の領域では、本実施形態の電磁撹拌装置を用いることにより、一般的な電磁撹拌装置を用いる場合に比べて撹拌力Ｆｘを低減させることができる。従って、上昇流、下降流および凝固シェルＳへの衝突流の流速を低減させることができ、パウダーＰ、気泡および介在物が溶鋼Ｍに巻き込まれたまま鋳片が連続鋳造されることを抑制することができ、また、凝固シェルＳの再溶解を抑制することができる。

【0111】

更に、図１２（ｃ）のグラフ１２０５、１２０６に示すように、鉄心９４１、９４２の下端付近と鋳造方向の位置が同じ領域においては、一般的な電磁撹拌装置と同様に大きな撹拌力Ｆｘを発生させることができる。従って、パウダーＰ、気泡および介在物の浮上を促進させることができる。従って、鋳片内部の品質をより向上させることができる。

【0112】

＜変形例＞
本実施形態では、位置Ｚ１から位置Ｚ５までの鋳造方向（Ｚ軸方向）の長さＺＬが（１）式を満たす場合を例に挙げて説明した。このようにすれば、吐出流が発生する多くの領域を第１の領域とすることができるので好ましい。しかしながら、吐出流の方向や吐出流と撹拌流との干渉の抑制効果の程度に応じて第１の領域を定めることができる。例えば、浸漬ノズル２３０の下端の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置を位置Ｚ５としてもよい。また、（１）式を満たす範囲で、浸漬ノズル２３０の下端の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置よりも下方の位置を位置Ｚ５としてもよい。また、（１）式の右辺を［ＺＤ＋ＺＨ＋｛（Ｗ－Ｄ）÷２｝×ｔａｎθ］÷２に変更してもよい。また、浸漬ノズルの吐出口から水平方向に溶鋼Ｍを吐出させる場合には、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの下端の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置を位置Ｚ５としてもよい。この場合、例えば、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの上端（一方の端部）の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置を位置Ｚ２とし、浸漬ノズル２３０の吐出口２３０ａ、２３０ｂの下端（他方の端部）の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置を位置Ｚ５としてもよい。

【0113】

また、本実施形態では鋳型の鉄心９４１、９４２の下端面が鋳型の長辺部２１１、２１２よりも上に位置する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、鋳型の鉄心９４１、９４２の下端面の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置はこのような位置に限定されない。例えば、鉄心９４１、９４２の下端面の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置と、鋳型の長辺部２１１、２１２の下端面の鋳造方向（Ｚ軸方向）の位置とを同じにしてもよい。このようにすれば、鉄心９４１、９４２の第３の領域（第１の直方体部１０３０、１０４０、第２の直方体部１０５０（の下部）および第３の直方体部１０７０）の鋳造方向（Ｚ軸方向）の長さをより大きくすることができる。従って、下降流の流速をより一層低減するができ、下降流にのった気泡や介在物が下方に進入することをより抑制し、浮上をより促進させるようにすることができる。よって、鋳片表面の品質と内部品質の双方をより一層向上させることができる。

【0114】

また、本実施形態では、鉄心９４１、９４２の第２の領域と鋳型の長辺部２１１、２１２との間隔と、鉄心９４１、９４２の第３の領域と鋳型の長辺部２１１、２１２との間隔が同じである場合を例に挙げて説明した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。鋳型の上部に比べ下部においてはパウダーＰが少ない（或いはパウダーＰはない）。このため、溶鋼Ｍに与える撹拌力を増大させてもパウダーＰが溶鋼Ｍ巻き込まれる可能性は鋳型の上部に比べ低い。従って、例えば、鉄心の第３の領域と鋳型の長辺部２１１、２１２との間隔を鉄心の第１の領域と鋳型の長辺部２１１、２１２との間隔よりも短くしてもよい。また、下部に位置するほど鉄心と鋳型の長辺部２１１、２１２との間隔が短くなるようにしてもよい。このようにすれば、撹拌力Ｆを上げることで溶鋼Ｍの不適切な凝固を緩和することができる。

【0115】

また、本実施形態では、第２の直方体部１０５０および第４の直方体部１０８０の鋳造方向（Ｚ軸方向）の長さが全て同じである場合を例に挙げて説明した。しかしながら、図１３に示すように、第２の直方体部および第４の直方体部（エの字状の縦線の領域）の鋳造方向（Ｚ軸方向）の長さを異ならせてもよい。この場合、図１３に示すように、第２の直方体部および第４の直方体部には、鋳造方向（Ｚ軸方向）において間隔を有して配置されるものが含まれる。このようにする場合も図１３に示すように、鉄心の（鋳造幅方向（Ｘ軸方向）に垂直な）断面積であって、同一の磁極を構成する部分（コイル）によって囲まれる断面積が同じであるのが好ましいことは前述した通りである（必ずしもこのようにする必要はないことも前述した通りである）。
また、本実施形態においても第１の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。

【0116】

尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想またはその主要な特徴から逸脱することなく様々な形で実施することができる。

【符号の説明】

【0117】

２１１～２１２：長辺部、２１３～２１４：短辺部、２２１～２２４：バックプレート、２３０：浸漬ノズル、２４１～２４２，９４１～９４２：鉄心、２５１～２５２，９５１～９５２：コイル

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】