特表 2022-545965 鋳造設備及び鋳造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-01

(54)【発明の名称】鋳造設備及び鋳造方法

(51)【国際特許分類】

   B22D 11/11 20060101AFI20221025BHJP

   B22D 11/115 20060101ALI20221025BHJP

【ＦＩ】

B22D11/11 D

B22D11/115 B

B22D11/115 C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022513839

(86)(22)【出願日】2020-07-01

(85)【翻訳文提出日】2022-02-28

(86)【国際出願番号】 KR2020008597

(87)【国際公開番号】W WO2021132821

(87)【国際公開日】2021-07-01

(31)【優先権主張番号】10-2019-0175835

(32)【優先日】2019-12-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】592000691

【氏名又は名称】ポスコ

【氏名又は名称原語表記】ＰＯＳＣＯ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ハン，サン ウ

(72)【発明者】

【氏名】パク， イン ボム

(72)【発明者】

【氏名】ゾ，ヒョン ジン

(72)【発明者】

【氏名】イ，スン ジェ

(72)【発明者】

【氏名】イ，ジン ホ

【テーマコード（参考）】

4E004

【Ｆターム（参考）】

4E004AA09

4E004MB11

4E004MB12

4E004NB01

(57)【要約】

【課題】本発明は、溶融物の流動を制御することのできる鋳造設備及び鋳造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、鋳造設備及び鋳造方法に関するものであり、ノズルを用いてモールドに溶融物を注入する過程と、前記モールドの幅方向に静磁場印加領域と静磁場未印加領域を形成して、前記モールドの長さ方向に前記溶融物の流動を制御する過程と、鋳片を引き抜く過程と、を含み、これを通して、容器内に収められた溶融物の流動を局部的に制御することにより溶融物の清浄度を確保して製品の品質を向上させることができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋳片を鋳造する鋳造設備であって、
内部に溶融物が収められる空間を与えるモールドと、
前記モールドに前記溶融物を供給するために前記モールドの上部に配備されるノズルと、
前記モールドの幅方向に両側の周縁部において磁場の方向を互いに異なる方向に制御するように、前記モールドの幅方向に外側に配備される静磁場発生部と、
前記静磁場発生部の動作を制御し得る制御部と、
を備える鋳造設備。

【請求項2】

前記モールドは、隔設される一対の長辺プレートと、前記一対の長辺プレートの両側をそれぞれ繋ぎ合わせる一対の短辺プレートと、を備え、
前記静磁場発生部は、
前記モールドの幅方向に中心部から離隔するように前記ノズルの下部に前記長辺プレートの幅方向に配備される複数の静磁場発生器と、
前記モールドの幅方向に前記ノズルの両側において前記モールドの厚み方向に通過する磁場を形成するように、前記複数の静磁場発生器に直流電流を供給し得る第１の電流供給器と、
を備える請求項１に記載の鋳造設備。

【請求項3】

前記複数の静磁場発生器のそれぞれは、
前記長辺プレートの幅方向の一部に沿って延び、互いに離隔するように配置されるコアと、
前記コアの外側に巻き付けられるコイルと、
を備える請求項２に記載の鋳造設備。

【請求項4】

前記複数の静磁場発生器は、
第１の静磁場発生器と、
前記第１の静磁場発生器との間に前記ノズルが配置されるように、前記第１の静磁場発生器の一方の側に離隔して配置される第２の静磁場発生器と、
前記第２の静磁場発生器と向かい合うように配置される第３の静磁場発生器と、
前記第３の静磁場発生器との間に前記ノズルが配置されるように、前記第３の静磁場発生器の一方の側に離隔して配置され、前記第１の静磁場発生器と向かい合うように配置される第４の静磁場発生器と、
を備え、
前記第１の電流供給器は、
前記モールドの厚み方向に向かい合う方向に互いに反対の極性を形成し、前記モールドの幅方向に互いに反対の極性を形成するように、前記第１の静磁場発生器、前記第２の静磁場発生器、前記第３の静磁場発生器及び前記第４の静磁場発生器に直流電流を供給し得る請求項３に記載の鋳造設備。

【請求項5】

前記第１の静磁場発生器と前記第２の静磁場発生器とは、第１の距離に見合う分だけ離隔し、前記第３の静磁場発生器と前記第４の静磁場発生器とは、第２の距離に見合う分だけ離隔し、
前記第１の距離と前記第２の距離とは等距離である請求項４に記載の鋳造設備。

【請求項6】

前記鋳片の全幅を１００としたとき、前記第１の距離と前記第２の距離は４～３６である請求項５に記載の鋳造設備。

【請求項7】

前記第１の静磁場発生器、前記第２の静磁場発生器、前記第３の静磁場発生器及び前記第４の静磁場発生器のうちの少なくともいずれか一つは、前記モールドの幅方向に沿って可動となるように配備される請求項６に記載の鋳造設備。

【請求項8】

前記第１の静磁場発生器と前記第２の静磁場発生器とを連結するための第１の連結コアと、
前記第３の静磁場発生器と前記第４の静磁場発生器とを連結するための第２の連結コアと、
を備える請求項７に記載の鋳造設備。

【請求項9】

前記静磁場発生部は、前記モールドの周方向に回転する形態の磁場を形成し得る請求項８に記載の鋳造設備。

【請求項10】

前記静磁場発生部の上部に配備され、前記溶融物の流動を制御するために移動磁場を形成し得る移動磁場発生部を備え、
前記制御部は、移動磁場の強さ及び方向のうちの少なくともどちらか一方を調節するように前記移動磁場発生部の動作を制御し得る請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の鋳造設備。

【請求項11】

前記移動磁場発生部は、前記ノズルの両側において前記モールドの幅方向に移動磁場を形成し得る複数の移動磁場発生器を備える請求項１０に記載の鋳造設備。

【請求項12】

前記移動磁場発生器は、静磁場発生器と並ぶように配置され、前記溶融物の流動を前記静磁場発生器とは異なる方向に制御し得る請求項１１に記載の鋳造設備。

【請求項13】

ノズルを用いてモールドに溶融物を注入する過程と、
前記モールドの幅方向に静磁場印加領域と静磁場未印加領域を形成して、前記モールドの長さ方向に前記溶融物の流動を制御する過程と、
鋳片を引き抜く過程と、
を含む鋳造方法。

【請求項14】

前記溶融物を注入する過程前に、
前記モールドの幅方向に中心部に前記ノズルを配置する過程を含み、
前記溶融物の流動を制御する過程は、前記モールドの幅方向に中心部に前記静磁場未印加領域を形成し、前記静磁場未印加領域の両側に前記静磁場印加領域を形成する過程を含む請求項１３に記載の鋳造方法。

【請求項15】

前記溶融物の流動を制御する過程は、
前記ノズルよりも下部に前記静磁場印加領域と前記静磁場未印加領域を形成する過程を含む請求項１４に記載の鋳造方法。

【請求項16】

前記溶融物の流動を制御する過程は、
前記モールドの厚み方向に沿って静磁場を形成する過程を含み、
前記静磁場印加領域を形成する過程は、前記モールドの幅方向に前記ノズルの両側において磁場の方向が互いに反対の方向に形成されるように静磁場を形成する過程を含む請求項１５に記載の鋳造方法。

【請求項17】

前記溶融物の流動を制御する過程は、
前記ノズルが配置される前記モールドの幅方向に中心部の一部に前記静磁場未印加領域を形成する過程を含む請求項１６に記載の鋳造方法。

【請求項18】

前記溶融物の流動を制御する過程は、
前記静磁場未印加領域が０～１００Ｇａｕｓｓの磁場を有するように前記静磁場印加領域の範囲を制御する過程を含む請求項１７に記載の鋳造方法。

【請求項19】

前記溶融物の流動を制御する過程は、
前記鋳片の幅に応じて前記静磁場印加領域間の距離を調節する過程を含む請求項１８に記載の鋳造方法。

【請求項20】

前記溶融物の流動を制御する過程は、
前記モールドの幅方向に両側の周縁部に前記静磁場印加領域を形成して前記溶融物の下降流の流速を減速させ、前記静磁場印加領域の間に前記静磁場未印加領域を形成して前記溶融物の上昇流を形成する過程を含む請求項１９に記載の鋳造方法。

【請求項21】

前記溶融物の流動を制御する過程は、
前記モールドの幅方向に移動磁場印加領域と移動磁場未印加領域を形成して、前記モールドの幅方向に前記溶融物の流動を制御する過程をさらに含む請求項２０に記載の鋳造方法。

【請求項22】

前記モールドの幅方向に前記溶融物の流動を制御する過程は、
前記溶融物の湯面と前記ノズルの下端との間に前記移動磁場印加領域と前記移動磁場未印加領域を形成する過程を含む請求項２１に記載の鋳造方法。

【請求項23】

前記移動磁場印加領域を形成する過程は、
前記モールドの幅方向に前記ノズルの両側において前記モールドの幅方向に移動磁場を形成する過程を含む請求項２２に記載の鋳造方法。

【請求項24】

前記移動磁場印加領域を形成する過程は、
前記移動磁場の磁場の強さ及び方向のうちの少なくともどちらか一方を調節する過程を含む請求項２３に記載の鋳造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋳造設備及び鋳造方法に係り、さらに詳しくは、溶融物の流動を制御して溶融物の清浄度を確保することにより、製品の品質を向上させることのできる鋳造設備及び鋳造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、連続鋳造工程は、一定の内部形状を有するモールド（鋳型）に溶鋼を注入し、モールド内において半凝固された鋳片を連続してモールドの下側に引き抜いてスラブ、ブルーム、ビレット、ビームブランクなどの様々な形状の鋳片を製造することができる。このようにして製造される鋳片の表面品質及び内部品質は、様々な要因により影響を受け、特に、鋳片の表面品質は、モールド内の溶鋼の流動に大きな影響を受ける。

【0003】

連続鋳造工程において浸漬ノズルを用いてモールドに溶融物を注入する場合、浸漬ノズルの吐出口から吐き出された溶融物はジェット流を形成しながらモールドの幅方向に流動することになる。モールドの幅方向に流動する溶融物は、モールドの内面、例えば、短辺プレートの内面に衝突して一部は上昇流を形成し、一部は下降流を形成することになる。そして、上昇流は、溶融物の湯面の近くからモールドの中心部、例えば、浸漬ノズルが配設された側に向かって移動することになる。このようにしてモールドの中心部に向かって移動した溶融物は、互いに反対の方向から移動する溶融物及び浸漬ノズルと衝突して浸漬ノズルの周りの湯面の近くにおいて渦流（ｖｏｒｔｅｘ）を形成して湯面の流動を不安定にする。このとき、上昇流の流速が速ければ速いほど、溶融物の湯面の流動がさらに不安定になり、これにより、溶融物の湯面の上部に位置しているモールドスラグやモールドフラックスなどといった異種の物質が溶融物中に混入してしまうという不都合がある。

【0004】

また、下降流は、モールドの周縁部に沿って下向きに流動していて、モールドの中心部から上昇する２次上昇流を形成することになる。このとき、溶鋼に含有されている介在物は、下降流に沿って鋳造方向に沿って移動していて、２次上昇流に沿って浮き上がってモールドスラグやモールドフラックスに流れ込んで除去され得る。ところが、下降流の流速に応じて介在物の移動距離が異なってき、下降流の流速が速い場合には介在物が凝固シェルに浸透して、それ以降に製造された鋳片の表面欠陥を引き起こしてしまうという不都合がある。

【0005】

このような不都合を解決するために、モールドに磁場発生器を配設してモールド内の溶鋼の流動を制御する方法が利用されている。この方法で溶鋼の湯面の近くにおいて上昇流を制御して溶鋼中にモールドフラックスが流れ込むことを抑え、浸漬ノズルの下部から下降流を制御して介在物の移動距離を制御することにより、鋳片の表面欠陥が生じることを抑えている。ところが、下降流を制御する過程において下降流により生じる２次上昇流の形成もまた抑えられてしまうという現象が生じている。これにより、下降流に沿って鋳造方向に移動した介在物が正常に浮き上がることなく、溶鋼中に残留して依然として鋳片の品質を低下させてしまうという不都合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】韓国登録特許第１０－１１７６８１６号公報

【特許文献2】特許第４４１１９４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、溶融物の流動を制御することのできる鋳造設備及び鋳造方法を提供する。

【0008】

本発明は、溶融物中に含有される介在物を円滑に取り除くことができ、溶融物中に異種の物質が混入されることを抑えて製品の品質を向上させることのできる鋳造設備及び鋳造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の実施形態に係る鋳造設備は、鋳片を鋳造する鋳造設備であって、内部に溶融物を収め得る空間を与えるモールドと、前記モールドに前記溶融物を供給するために前記モールドの上部に配備されるノズルと、前記モールドの幅方向に両側の周縁部において磁場の方向を互いに異なる方向に制御するように、前記モールドの幅方向に外側に配備される静磁場発生部と、前記静磁場発生部の動作を制御し得る制御部と、を備えていてもよい。

【0010】

前記モールドは、隔設される一対の長辺プレートと、前記一対の長辺プレートの両側をそれぞれ繋ぎ合わせる一対の短辺プレートと、を備え、前記静磁場発生部は、前記モールドの幅方向に中心部から離隔するように前記ノズルの下部に前記長辺プレートの幅方向に配備される複数の静磁場発生器と、前記モールドの幅方向に前記ノズルの両側において前記モールドの厚み方向に通過する磁場を形成するように、前記複数の静磁場発生器に直流電流を供給し得る第１の電流供給器と、を備えていてもよい。

【0011】

前記複数の静磁場発生器のそれぞれは、前記長辺プレートの幅方向の一部に沿って延び、互いに離隔するように配置されるコアと、前記コアの外側に巻き付けられるコイルと、を備えていてもよい。

【0012】

前記複数の静磁場発生器は、第１の静磁場発生器と、前記第１の静磁場発生器との間に前記ノズルが配置されるように、前記第１の静磁場発生器の一方の側に離隔して配置される第２の静磁場発生器と、前記第２の静磁場発生器と向かい合うように配置される第３の静磁場発生器と、前記第３の静磁場発生器との間に前記ノズルが配置されるように、前記第３の静磁場発生器の一方の側に離隔して配置され、前記第１の静磁場発生器と向かい合うように配置される第４の静磁場発生器と、を備え、前記第１の電流供給器は、前記モールドの厚み方向に向かい合う方向に互いに反対の極性を形成し、前記モールドの幅方向に互いに反対の極性を形成するように、前記第１の静磁場発生器、前記第２の静磁場発生器、前記第３の静磁場発生器及び前記第４の静磁場発生器に直流電流を供給し得るものであってもよい。

【0013】

前記第１の静磁場発生器と前記第２の静磁場発生器とは、第１の距離に見合う分だけ離隔し、前記第３の静磁場発生器と前記第４の静磁場発生器とは、第２の距離に見合う分だけ離隔し、前記第１の距離と前記第２の距離とは等距離であってもよい。

【0014】

前記鋳片の全幅を１００としたとき、前記第１の距離と前記第２の距離は４～３６であってもよい。

【0015】

前記第１の静磁場発生器、前記第２の静磁場発生器、前記第３の静磁場発生器及び前記第４の静磁場発生器のうちの少なくともいずれか一つは、前記モールドの幅方向に沿って可動となるように配備されてもよい。

【0016】

前記鋳造設備は、前記第１の静磁場発生器と前記第２の静磁場発生器とを連結するための第１の連結コアと、前記第３の静磁場発生器と前記第４の静磁場発生器とを連結するための第２の連結コアと、を備えていてもよい。

【0017】

前記静磁場発生部は、前記モールドの周方向に回転する形態の磁場を形成し得るものであってもよい。

【0018】

前記鋳造設備は、前記静磁場発生部の上部に配備され、前記溶融物の流動を制御するために移動磁場を形成し得る移動磁場発生部を備え、前記制御部は、移動磁場の強さ及び方向のうちの少なくともどちらか一方を調節するように前記移動磁場発生部の動作を制御し得るものであってもよい。

【0019】

前記移動磁場発生部は、前記ノズルの両側において前記モールドの幅方向に移動磁場を形成し得る複数の移動磁場発生器を備えていてもよい。

【0020】

前記移動磁場発生器は、静磁場発生器と並ぶように配置され、前記溶融物の流動を前記静磁場発生器とは異なる方向に制御し得るものであってもよい。

【0021】

本発明の実施形態に係る鋳造方法は、ノズルを用いてモールドに溶融物を鋳込む過程と、前記モールドの幅方向に静磁場印加領域と静磁場未印加領域を形成して、前記モールドの長さ方向に前記溶融物の流動を制御する過程と、鋳片を引き抜く過程と、を含んでいてもよい。

【0022】

前記鋳造方法は、前記溶融物を鋳込む過程前に、前記モールドの幅方向に中心部に前記ノズルを配置する過程を含み、前記溶融物の流動を制御する過程は、前記モールドの幅方向に中心部に静磁場未印加領域を形成し、前記静磁場未印加領域の両側に前記静磁場印加領域を形成する過程を含んでいてもよい。

【0023】

前記溶融物の流動を制御する過程は、前記ノズルよりも下部に前記静磁場印加領域と前記静磁場未印加領域を形成する過程を含んでいてもよい。

【0024】

前記溶融物の流動を制御する過程は、前記モールドの厚み方向に沿って静磁場を形成する過程を含み、前記静磁場印加領域を形成する過程は、前記モールドの幅方向に前記ノズルの両側において磁場の方向が互いに反対の方向に形成されるように静磁場を形成する過程を含んでいてもよい。

【0025】

前記溶融物の流動を制御する過程は、前記ノズルが配置される前記モールドの幅方向に中心部の一部に前記静磁場未印加領域を形成する過程を含んでいてもよい。

【0026】

前記溶融物の流動を制御する過程は、前記静磁場未印加領域が０～１００Ｇａｕｓｓの磁場を有するように前記静磁場印加領域の範囲を制御する過程を含んでいてもよい。

【0027】

前記溶融物の流動を制御する過程は、前記鋳片の幅に応じて前記静磁場印加領域間の距離を調節する過程を含んでいてもよい。

【0028】

前記溶融物の流動を制御する過程は、前記モールドの幅方向に両側の周縁部に前記静磁場印加領域を形成して前記溶融物の下降流の流速を減速させ、前記静磁場印加領域の間に前記静磁場未印加領域を形成して前記溶融物の上昇流を形成する過程を含んでいてもよい。

【0029】

前記溶融物の流動を制御する過程は、前記モールドの幅方向に移動磁場印加領域と移動磁場未印加領域を形成して、前記モールドの幅方向に前記溶融物の流動を制御する過程をさらに含んでいてもよい。

【0030】

前記モールドの幅方向に前記溶融物の流動を制御する過程は、前記溶融物の湯面と前記ノズルの下端との間に移動磁場印加領域と移動磁場未印加領域を形成する過程を含んでいてもよい。

【0031】

前記移動磁場印加領域を形成する過程は、前記モールドの幅方向に前記ノズルの両側において前記モールドの幅方向に移動磁場を形成する過程を含んでいてもよい。

【0032】

前記移動磁場印加領域を形成する過程は、前記移動磁場の磁場の強さ及び方向のうちの少なくともどちらか一方を調節する過程を含んでいてもよい。

【発明の効果】

【0033】

本発明の実施形態によれば、容器内に収められた溶融物の流動を局部的に制御することができる。すなわち、モールドの幅方向に静磁場を選択的に印加してモールドの長さ方向に溶融物の流動を選択的に制御することができる。したがって、溶融物中に含有される介在物が溶融物に沿って下向きに移動する距離を低減させるとともに、上側への浮き上がりを容易にして介在物による製品の品質の低下を抑えることができる。なお、モールドの幅方向に移動磁場を形成して、溶融物の湯面の近くにおいて溶融物の流動を制御することにより、溶融物にモールドフラックスやモールドスラグなどといった異種の物質が混入することを抑えることができる。これを通して、溶融物の清浄度を確保して溶融物を用いて製造される製品の品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明の実施形態に係る鋳造設備の斜視図。

【図2】図１に示すＡ－Ａ’に沿った鋳造設備の断面図。

【図3】静磁場発生部を用いて溶融物の流動を制御する原理を説明するための図。

【図4】本発明の変形例に係る鋳造設備の断面図。

【図5】本発明の実施形態に係る鋳造方法で溶融物の流動を制御する状態を示す図。

【図6】モールドの幅方向への静磁場未印加領域の形成有無に応じたモールド内の２次上昇流の流動の解析結果を示す図。

【図7】図１に示す線Ｂ－Ｂ’に沿った鋳造設備の断面図。

【図8】移動磁場発生部を用いて溶融物の流動を制御する例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態をより詳しく説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。本発明を説明するに当たって、同じ構成要素に対しては同じ参照符号を付し、図面は、本発明の実施形態を正確に説明するために大きさが部分的に誇張されてもよく、図中、同じ符号は、同じ構成要素を指し示す。

【0036】

図１は、本発明の実施形態に係る鋳造設備の斜視図であり、図２は、図１に示す線Ａ－Ａ’に沿った鋳造設備の断面図である。

【0037】

図１及び図２を参照すると、本発明の実施形態に係る鋳造設備は、内部に溶融物が収められる空間を与えるモールド１００と、モールド１００に溶融物を供給するために少なくとも一部がモールド１００の内部に挿入されるように配置されるノズル１３０と、モールド１００の幅方向に両側の周縁部において磁場の方向を互いに異なる方向に制御するように、モールド１００の幅方向に外側に配備される静磁場発生部２００及び静磁場発生部２００の動作を制御し得る制御部４００を備えていてもよい。

【0038】

モールド１００は、内部に溶融物、例えば、溶鋼が収められる空間を与えるための複数枚のプレート１１０、１２０を備えていてもよい。このとき、複数枚のプレート１１０、１２０は、長辺プレート１１０と短辺プレート１２０とを備えていてもよい。

【0039】

このような長辺プレート１１０、例えば、第１の長辺プレート１１１と第２の長辺プレート１１３は、互いに離隔するように向かい合うように配置され、短辺プレート１２０、例えば、第１の短辺プレート１２１と第２の短辺プレート１２３は、第１の長辺プレート１１１と第２の長辺プレート１１３の両側に接触するように配置されて、内部に溶融物が収められる空間を形成することができる。このとき、モールド１００の上部及び下部は開かれてもよく、長辺プレート１１０と短辺プレート１２０は、接触部位に溶融物が流出されないように互いに密着されてもよい。

【0040】

ここで、長辺プレート１１０の水平方向の長さは長辺プレート１１０の幅と称し、その方向は長辺プレート１１０の幅方向と称する。このとき、長辺プレート１１０の幅方向は、モールド１００の幅方向を意味することもある。そして、長辺プレート１１０の上下方向の長さは長辺プレート１１０の長さと称し、その方向は長辺プレート１１０の長さ方向と称する。このとき、長辺プレート１１０の長さ方向は、モールド１００の長さ方向または鋳片の引抜方向を意味することもある。なお、短辺プレート１２０の水平方向の長さは短辺プレート１２０の幅と称し、その方向は短辺プレート１２０の幅方向と称する。このとき、短辺プレート１２０の幅方向は、モールド１００の厚み方向を意味することもある。

【0041】

このような長辺プレート１１０と短辺プレート１２０の内部には、冷却媒体が移動する流路（図示せず）が形成されていて、モールド１００に注入された溶融物は、流路に沿って移動する冷却媒体により冷却されてもよい。このため、溶融物は、モールド１００の内面と接触する部分から凝固されて凝固シェルまたは鋳片として鋳造され、モールド１００の下部に引き抜かれてもよい。

【0042】

ノズル１３０は、モールド１００の上部に配備されて、モールド１００に溶融物を注入することができる。ノズル１３０は、少なくとも一部、例えば、下部がモールド１００の内部に挿入されるように配置されて、モールド１００の上部に配備されるタンディッシュ（図示せず）に収められた溶融物をモールド１００の内部に注入することができる。ノズル１３０は、溶融物が移動可能な内孔部を有するノズル胴体１３２と、溶融物が内孔部から外側、すなわち、モールド１００に移動可能な吐出口１３４と、を備えていてもよい。このとき、ノズル胴体１３２は、上部が開かれて下端は閉じられ、内部には溶融物が移動可能な通路を形成できるように内孔部（図示せず）が形成されてもよい。そして、吐出口１３４は、モールド１００の内部に溶融物を吐き出し可能なようにノズル胴体１３２の下部の側面に少なくとも二つ以上、例えば、２個または４個形成されてもよい。このとき、吐出口１３４は、モールド１００の幅方向に溶融物を吐き出し可能なように短辺プレート１２０と対向するノズル胴体１３２の下部の側面に形成されてもよい。

【0043】

静磁場発生部２００は、モールド１００の幅方向に外側に配備されて溶融物に磁場、例えば、静磁場を印加することができる。このとき、静磁場発生部２００は、ノズル１３０の下端よりも下部に配備されて、吐出口１３４に吐き出される溶融物の下降流の流動を制御することができる。また、静磁場発生部２００は、下降流が形成されるモールド１００の幅方向に両側の周縁部に形成されて、静磁場印加領域を形成することができる。静磁場発生部２００は、モールド１００の幅方向に静磁場を印加して、モールド１００の幅方向に周縁部に形成される溶融物の下降流の流速を減速させることができる。ここで、静磁場は、磁場発生器に直流電源を用いて形成された磁場であって、磁場領域にある流体の流れや全体的な挙動を抑えることにより流体の流速を減速させる役割を果たすことができる。このように、静磁場発生部２００によりモールド１００に静磁場が印加されれば、静磁場により下降流の移動が抑えられ、下降流の流動速度が減速可能になる。したがって、下側方向への介在物の移動距離が短縮されて、溶融物内における介在物の浸透深さが低減されることが可能になる。

【0044】

従来にも、モールドに静磁場発生部を配設して、下降流を制御する方法が利用されていた。この場合、モールドの幅方向の全体に沿って静磁場を印加するようにモールドに静磁場発生部を配設したので、下降流の流速を減速させることができた。しかしながら、モールドの幅方向の全体に沿って形成される静磁場により溶融物の流動が抑えられて２次上昇流もまた低減されて、溶融物に含有される介在物を上側に浮き上がらせて取り除くことが困難であるという不都合があった。

【0045】

このため、本発明においては、静磁場発生部２００を用いてモールド１００の幅方向に沿って静磁場印加領域と静磁場未印加領域を選択的に形成することにより、静磁場印加領域では磁場を用いて下降流の流速を減速させ、静磁場未印加領域では磁場による影響を極力抑えて２次上昇流が形成されるようにすることができる。

【0046】

静磁場発生部２００は、モールド１００の幅方向に両側において磁場の方向をモールド１００の厚み方向に互いに異なる方向、例えば、互いに反対の方向となるように静磁場を形成することができる。このため、静磁場発生部２００は、モールド１００の幅方向に両側の周縁に静磁場印加領域を形成し、モールド１００の幅方向に中心部には静磁場印加領域に形成される磁場の強さが打ち消される領域、すなわち、静磁場未印加領域を形成することができる。このため、静磁場印加領域において浸透深さが低減された介在物が静磁場未印加領域において形成される２次上昇流により上側に浮き上がり易いので、介在物による鋳片表面の欠陥を抑えることができる。

【0047】

このような静磁場発生部２００は、静磁場印加領域が形成されるモールド１００の幅方向に両側の周縁においてはモールド１００の長さ方向に形成される下降流の流速を減速させることができ、静磁場未印加領域が形成されるモールド１００の幅方向に中心部においてはモールド１００の長さ方向に形成される２次上昇流の流速を増速させたり、２次上昇流が円滑に形成されるようにしたりすることができる。

【0048】

ここで、静磁場印加領域は、静磁場発生部２００により静磁場または磁場が形成される領域であって、溶融物の流動を印加できるほどの強さの静磁場または磁場が印加される領域を意味することもある。そして、静磁場未印加領域は、溶融物の流動に影響を及ぼさないほどの強さを有する静磁場または磁場が印加されるか、あるいは、静磁場または磁場が全く印加されない領域を意味することもある。例えば、静磁場未印加領域は、約０～１００Ｇａｕｓｓの静磁場または磁場が印加される領域を意味することもある。

【0049】

図２を参照すると、静磁場発生部２００は、ノズル１３０の下端よりも下部において長辺プレート１１０の幅方向に配備される複数の静磁場発生器２１０、２２０、２３０、２４０と、複数の静磁場発生器２１０、２２０、２３０、２４０に直流電流を供給し得る第１の電流供給器２５０と、を備えていてもよい。

【0050】

複数の静磁場発生器２１０、２２０、２３０、２４０は、第１の静磁場発生器２１０と第１の静磁場発生器２１０との間にノズル１３０が配置されるように、第１の静磁場発生器２１０から離隔して配置される第２の静磁場発生器２２０と、第２の静磁場発生器２２０と向かい合うように配置される第３の静磁場発生器２３０及び第３の静磁場発生器２３０との間にノズル１３０が配置されるように第３の静磁場発生器２３０から離隔して配置され、第１の静磁場発生器２１０と向かい合うように配置される第４の静磁場発生器２４０と、を備えていてもよい。第１の静磁場発生器２１０と第２の静磁場発生器２２０は、第１の長辺プレート１１１の外面に互いに離隔するように配置されてもよく、第３の静磁場発生器２３０と第４の静磁場発生器２４０は、第２の長辺プレート１１３の外面に互いに離隔するように配置されてもよい。このとき、第１の静磁場発生器２１０と第２の静磁場発生器２２０との離隔距離Ｄ、例えば、第１の距離と、第３の静磁場発生器２３０と第４の静磁場発生器２４０との離隔距離Ｄ、例えば、第２の距離は等距離であってもよい。これは、静磁場未印加領域がモールド１００の幅方向に中心部に形成されるようにするためである。第１の距離と第２の距離は、鋳造しようとする鋳片の幅に応じて変更可能であり、鋳片の全幅を１００としたとき、第１の距離と第２の距離は、４～３６の範囲に調節されてもよい。あるいは、鋳片の全幅を１００としたとき、第１の距離と第２の距離は、１０～２５や、１５～２０の範囲に調節されてもよい。このとき、第１の距離と第２の距離が提示された範囲よりも短過ぎる場合には、２次上昇流が形成される空間を十分に確保することができない。このため、２次上昇流がほとんど形成されないか、あるいは、たとえ２次上昇流が形成されるとしても、比較的に狭い領域において形成されるため、溶融物に含有される介在物を十分に取り除くことが困難であるという不都合がある。これに対し、第１の距離と第２の距離が提示された範囲よりも長過ぎる場合には、モールド１００の幅方向に両側の周縁において流速が減速された下降流がモールド１００の中心部に十分に移動することができず、これにより、２次上昇流の流速もまた減速されて介在物を上側に浮き上がらせ難いという不都合がある。

【0051】

これにより、第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０をモールド１００の幅に沿って可動となるように備えることにより、鋳片の幅に応じて第１の距離と第２の距離を適宜に調節して溶融物に含有される介在物を効率よく取り除くことができる。このとき、第１の距離及び第２の距離は、鋳造速度に影響を受けることがあり、例えば、鋳片の幅が１１００ｍｍ以下であり、鋳造速度が０．７～２．８ｍ／ｍｉｎである場合には、第１の距離と第２の距離を５０～２５０ｍｍに調節することができる。なお、鋳片の幅が１１００～１５００ｍｍであり、鋳造速度が０．７～２．８ｍ／ｍｉｎである場合には、第１の距離と第２の距離を１００～３５０ｍｍに調節することができ、鋳片の幅が１５００～１９００ｍｍであり、鋳造速度が０．７～２．８ｍ／ｍｉｎである場合には、第１の距離と第２の距離を１００～５００ｍｍに調節することができる。

【0052】

まず、第１の静磁場発生器２１０は、第１の長辺プレート１１１の一方の側に偏るように配備され、第２の静磁場発生器２２０は、第１の静磁場発生器２１０から離隔し、第１の長辺プレート１１１の他方の側に偏るように配備されてもよい。このとき、第１の静磁場発生器２１０は、第１のコア２１２と、第１のコア２１２の外側に巻き付けられる第１のコイル２１４と、を備えていてもよい。第２の静磁場発生器２２０は、第２のコア２２２と、第２のコア２２２の外側に巻き付けられる第２のコイル２２４と、を備えていてもよい。ここで、モールド１００の一方の側または長辺プレート１１０の一方の側は、第１の短辺プレート１２１が位置している方向を意味し、モールド１００の他方の側または長辺プレート１１０の他方の側は、第２の短辺プレート１２３が位置している方向を意味することがある。

【0053】

第１のコア２１２と第２のコア２２２は、モールド１００の幅方向に互いに離隔するようにモールド１００の外側に配備されてもよい。第１のコア２１２と第２のコア２２２は、一方向に延びるプレート状に形成されてもよい。例えば、第１のコア２１２と第２のコア２２２は、モールド１００の幅方向の長さがモールド１００の幅方向の長さよりも長いプレート状に形成されてもよい。これらの第１のコア２１２と第２のコア２２２は、第１の長辺プレート１１１の幅方向の一部に沿って延びるように第１の長辺プレート１１１の外面に一列に配置されてもよい。このとき、第１のコア２１２と第２のコア２２２は、これらの間にノズル１３０が配置できるようにノズル１３０が配置されるモールド１００の幅方向に中心部において互いに離隔するように配置されてもよい。

【0054】

そして、第１のコイル２１４は、第１のコア２１２の外側に第１のコア２１２が延びる方向、例えば、モールド１００の幅方向に巻き付けられてもよい。なお、第２のコイル２２４は、第２のコア２２２の外側に第２のコア２２２が延びる方向、例えば、モールド１００の幅方向に水平方向に巻き付けられてもよい。

【0055】

また、第３の静磁場発生器２３０は、第２の長辺プレート１１３の他方の側に偏るように配備され、第４の静磁場発生器２４０は、第３の静磁場発生器２３０から離隔し、第２の長辺プレート１１３の一方の側に偏るように配備されてもよい。このとき、第３の静磁場発生器２３０は、第２の静磁場発生器２２０と対向する位置、例えば、向かい合うように配置してもよく、第４の静磁場発生器２４０は、第１の静磁場発生器２１０と向かい合うように配置してもよい。第３の静磁場発生器２３０は、第３のコア２３２と、第３のコア２３２の外側に巻き付けられる第３のコイル２３４と、を備えていてもよい。第４の静磁場発生器２４０は、第４のコア２４２と、第４のコア２４２の外側に巻き付けられる第４のコイル２４４と、を備えていてもよい。第３のコア２３２と第４のコア２４２は、モールド１００の幅方向に互いに離隔するようにモールド１００の外側に配備されてもよい。第３のコア２３２と第４のコア２４２は、第２の長辺プレート１１３の幅方向の一部に沿って延びるように第２の長辺プレート１１３の外面に一列に配置されてもよい。このとき、第３のコア２３２と第４のコア２４２は、これらの間にノズル１３０が配置できるようにノズル１３０が配置されるモールド１００の幅方向に中心部において互いに離隔するように配置されてもよい。

【0056】

さらに、第３のコイル２３４は、第３のコア２３２の外側に第３のコア２３２が延びる方向であるモールド１００の幅方向に巻き付けられてもよい。なお、第４のコイル２４４は、第４のコア２４２の外側に第４のコア２４２が延びる方向であるモールド１００の幅方向に巻き付けられてもよい。

【0057】

これらの第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０は、第１の電流供給器２５０と電気的に接続されてもよい。第１の電流供給器２５０は、第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０に直流電流を供給することができる。第１の電流供給器２５０は、制御部４００の制御を介して第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０に直流電流を同時に供給することもできれば、選択的に供給することもできる。第１の電流供給器２５０は、磁場の方向がモールド１００の厚み方向に形成されるように第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０に直流電流を供給することができる。このとき、第１の電流供給器２５０は、モールド１００の幅方向に中心部、例えば、ノズル１３０の両側において磁場の方向が互いに反対の方向に形成されるように直流電流を供給することができる。すなわち、第１の電流供給器２５０は、モールド１００の一方の側において磁場の方向が第１の静磁場発生器２１０から第４の静磁場発生器２４０に向かって形成され、モールド１００の他方の側において磁場の方向が第３の静磁場発生器２３０から第２の静磁場発生器２２０に向かって形成されるように第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０に直流電流を供給することができる。このとき、制御部４００は、磁場の強さまたは強度を調節するために、第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０に供給される電流量を調節するように第１の電流供給器２５０を制御することもできる。

【0058】

ここでは、モールド１００の幅方向にノズル１３０の一方の側、例えば、モールド１００の一方の側に形成される磁場の方向を第１の方向と称し、モールド１００の幅方向にノズル１３０の他方の側、例えば、モールド１００の他方の側に形成される磁場の方向を第２の方向と称する。例えば、第１の静磁場発生器２１０と第４の静磁場発生器２４０との間に形成される磁場の方向は第１の方向と称し、第２の静磁場発生器２２０と第３の静磁場発生器２３０との間に形成される磁場の方向は第２の方向と称する。このとき、第１の方向と第２の方向は互いに反対の方向であってもよい。そして、第１のコア２１２、第２のコア２２２、第３のコア２３２及び第４のコア２４２においてモールド１００と向かい合う方向を一方の側と称し、モールド１００の外側に向かう方向は他方の側と称する。このため、第１の電流供給器２５０は、向かい合う第１のコア２１２の一方の側と第４のコア２４２の一方の側とが互いに反対の極性を有するように直流電流を供給することができる。そして、第１の電流供給器２５０は、向かい合う第２のコア２２２の一方の側と第３のコア２３２の一方の側とが互いに反対の極性を有するように直流電流を供給することができる。このとき、第１の電流供給器２５０は、第１のコア２１２の一方の側と第２のコア２２２の一方の側とが互いに反対の極性を有するように直流電流を供給することができ、第３のコア２３２の一方の側と第４のコア２４２の一方の側とが互いに反対の極性を有するように直流電流を供給することができる。

【0059】

例えば、第１の電流供給器２５０は、第１のコア２１２の一方の側と第３のコア２３２の一方の側がＮ極を有し、第２のコア２２２の一方の側と第４のコア２４２の一方の側がＳ極を有するように直流電流を供給することができる。この場合、第１の電流供給器２５０においてそれぞれの静磁場発生器２１０、２２０、２３０、２４０に直流電流を形成すると、それぞれの静磁場発生器２１０、２２０、２３０、２４０に静磁場が形成され得る。それぞれの静磁場発生器２１０、２２０、２３０、２４０においては、磁場の方向がＳ極からＮ極に向かう静磁場が形成されてもよい。このとき、第１の静磁場発生器２１０において生じる静磁場は、磁場の方向が第１のコア２１２の他方の側から第１のコア２１２の一方の側に向かい、第４の静磁場発生器２４０において生じる静磁場は、磁場の方向が第４のコア２４２の一方の側から第４のコア２４２の他方の側に向かうように形成されてもよい。モールド１００の一方の側には、第１の静磁場発生器２１０から第４の静磁場発生器２４０に向かって、例えば、第１の方向を有する磁場が形成されてもよい。そして、第３の静磁場発生器２３０において生じる静磁場は、磁場の方向が第３のコア２３２の他方の側から第３のコア２３２の一方の側に向かい、第２の静磁場発生器２２０において生じる静磁場は、磁場の方向が第２のコア２２２の一方の側から第２のコア２２の他方の側に向かうように形成されてもよい。モールド１００の一方の側には、第３の静磁場発生器２３０から第２の静磁場発生器２２０に向かって、例えば、第２の方向を有する磁場が形成されてもよい。ここでは、第１の方向は、第１の静磁場発生器２１０から第４の静磁場発生器２４０に向かい、第２の方向は、第３の静磁場発生器２３０から第２の静磁場発生器２２０に向かうことを意味すると説明するが、第１の電流供給器２５０において、第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０に直流電流を供給する状態に応じて、第１の方向と第２の方向は変更可能である。但し、この場合にも、第１の方向と第２の方向は互いに反対であってもよい。

【0060】

図３は、静磁場発生部を用いて溶融物の流動を制御する原理を説明するための図である。

【0061】

まず、ノズル１３０を用いてモールド１００に溶融物を注入してもよい。モールド１００に溶融物を注入する前に、モールド１００の幅方向に中心部にノズル１３０を位置させてもよい。そして、静磁場発生部２００を用いてモールド１００の幅方向に静磁場印加領域と静磁場未印加領域を形成して、モールド１００の長さ方向に溶融物の流動を制御しながら、鋳片を引き抜いてもよい。このとき、モールド１００の幅方向に静磁場印加領域と静磁場未印加領域を形成する過程は、モールド１００に溶融物を注入する前から行われてもよく、モールド１００に溶融物を注入した後に行われてもよく、モールド１００に溶融物を注入すると同時に行われてもよい。

【0062】

溶融物の流動は、次のように制御されてもよい。

【0063】

図３を参照すると、第１の電流供給器２５０を介して第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０に直流電流を供給すると、第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０のそれぞれは静磁場を形成することができる。このとき、ノズル１３０を中心として互いにずれるように配置される第１の静磁場発生器２１０と第３の静磁場発生器２３０は、同じ極性を有していてもよく、互いにずれるように配置される第２の静磁場発生器２２０と第４の静磁場発生器２４０は、同じ極性を有していてもよい。例えば、第１のコア２１２の一方の側と第３のコア２３２の一方の側は、同じ極性、例えば、Ｎ極を形成し、第２のコア２２２の一方の側と第４のコア２４２の一方の側は、同じ極性、例えば、Ｓ極を形成することができる。そして、それぞれの静磁場発生器２１０、２２０、２３０、２４０において形成される静磁場は、それぞれのコア２１２、２２２、２３２、２４２に沿ってＳ極からＮ極に向かう磁場の方向を有することになる。このとき、それぞれのコア２１２、２２２、２３２、２４２の周りの磁場もまた、Ｓ極からＮ極に向かう磁場の方向を有することになるが、それぞれのコア２１２、２２２、２３２、２４２の周りに形成される磁場の方向によりモールド１００の厚み方向に磁場が形成されてもよい。また、磁場は、それぞれのコア２１２、２２２、２３２、２４２から遠ざかるにつれて磁場の強さが次第に弱まってくる。このため、向かい合う第１の静磁場発生器２１０と第４の静磁場発生器２４０との間において磁場が打ち消されて磁場が印加されないか、あるいは、磁場の強さが非常に弱い区間が形成されることが可能になる。これは、向かい合う第１のコア２１２の一方の側と第４のコア２４２の一方の側とが互いに反対の極性を有するためである。また、向かい合う第２の静磁場発生器２２０と第３の静磁場発生器２３０との間にも、磁場が印加されないか、あるいは、磁場の強さが非常に弱い区間が形成され得る。これは、向かい合う第２のコア２２２の一方の側と第３のコア２３２の一方の側とが互いに反対の極性を有するためである。さらに、隣り合う第１の静磁場発生器２１０と第２の静磁場発生器２２０との間、第３の静磁場発生器２３０と第４の静磁場発生器２４０との間にも、磁場が印加されないか、あるいは、磁場の強さが非常に弱い区間が形成され得る。このため、第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０においてそれぞれ生じる静磁場の間、例えば、モールド１００の厚み方向に中心部及びモールド１００の幅方向に中心部に磁場が印加されないか、あるいは、磁場の強さが非常に弱い区間、すなわち、静磁場未印加領域が形成され得る。ここで、磁場が印加されないか、あるいは、磁場の強さが非常に弱いということは、磁場の強さが０～１００Ｇａｕｓｓ以下である場合を意味することがある。

【0064】

このように、モールド１００の外側に第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０を配設して、第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０が配置される領域には静磁場印加領域を形成し、第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器及び第４の静磁場発生器２４０の間には静磁場未印加領域を選択的に形成することができる。したがって、静磁場印加領域においては、磁場を用いて溶融物の下降流の流速を減速させることができ、静磁場未印加領域においては、磁場の影響を極力抑えて２次上昇流を円滑に形成することができる。このとき、鋳造しようとする鋳片の幅に応じて、静磁場未印加領域の幅を調節することができる。前述したように、鋳片の幅に応じて静磁場未印加領域の幅を調節して２次上昇流を円滑に形成することができる。

【0065】

ここでは、第１のコア２１２及び第２のコア２２２、第３のコア２３２と第４のコア２４２をモールド１００の幅方向に離隔させて形成する例について説明して、モールド１００の幅方向に静磁場未印加領域と静磁場印加領域を形成する例について説明した。しかしながら、モールド１００の幅方向に静磁場未印加領域と静磁場印加領域を形成してもよい。

【0066】

図４は、本発明の変形例に係る鋳造設備の断面図である。本発明の変形例に係る鋳造設備は、第１の静磁場発生器２１０と第２の静磁場発生器２２０とを第１の連結コア２７２で連結し、第３の静磁場発生器２３０と第４の静磁場発生器２４０とを第２の連結コア２７４で互いに連結したことを除いては、前述した実施形態の鋳造設備とほとんど同じ構造に形成され得る。

【0067】

第１の連結コア２７２は、第１の静磁場発生器２１０の第１のコア２１２と第２の静磁場発生器２２０の第２のコア２２２とをモールド１００の幅方向に沿って互いに連結してもよい。このとき、第１の連結コア２７２は、第１のコア２１２の他方の側と第２のコア２２２の他方の側とを互いに連結してもよく、モールド１００を構成する第１の長辺プレート１１１の外面から離隔するように配置されてもよい。第２の連結コア２７４は、第３の静磁場発生器２３０の第３のコア２３２と第４の静磁場発生器２４０の第４のコア２４２とをモールド１００の幅方向に沿って互いに連結してもよい。このとき、第２の連結コア２７４は、第３のコア２３２の他方の側と第４のコア２４２の他方の側とを互いに連結してもよく、モールド１００を構成する第２の長辺プレート１１３の外面から離隔するように配置されてもよい。

【0068】

このように、第１の連結コア２７２で第１のコア２１２と第２のコア２２２とを連結し、第２の連結コア２７４で第３のコア２３２と第４のコア２４２とを連結し、第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０に直流電流を供給すると、第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０にそれぞれ静磁場が形成され得る。この場合、モールド１００の外側においてモールド１００の幅方向に沿って静磁場が形成され得、モールド１００の厚み方向に沿って静磁場が形成され得る。例えば、第１のコア２１２と第３のコア２３２の一方の側にＳ極が形成され、第２のコア２２２の一方の側と第４のコア２４２の一方の側にＮ極が形成され得る。この場合、それぞれの静磁場発生器２１０、２２０、２３０、２４０において形成される静磁場は、それぞれのコア２１２、２２２、２３２、２４２に沿ってＳ極からＮ極に向かう磁場の方向を有することになる。このとき、それぞれのコア２１２、２２２、２３２、２４２の周りの磁場もまた、Ｓ極からＮ極に向かう磁場の方向を有することになるが、それぞれのコア２１２、２２２、２３２、２４２の周りに形成される磁場の方向によりモールド１００の厚み方向に磁場が形成され得る。モールド１００の厚み方向に、磁場の方向が第４の磁場発生器２４０から第１の磁場発生器２１０に向かう磁場と、第２の磁場発生器２２０から第３の磁場発生器２３０に向かう磁場と、が形成され得る。なお、磁場は、それぞれのコア２１２、２２２、２３２、２４２から遠ざかるにつれて、磁場の強さが次第に弱まってくる。このため、向かい合う第１の静磁場発生器２１０と第４の静磁場発生器２４０との間において磁場が打ち消されて磁場が印加されないか、あるいは、磁場の強さが非常に弱い区間が形成され得る。これは、向かい合う第１のコア２１２の一方の側と第４のコア２４２の一方の側とが互いに反対の極性を有するためである。

【0069】

また、向かい合う第２の静磁場発生器２２０と第３の静磁場発生器２３０との間にも、磁場が印加されないか、あるいは、磁場の強さが非常に弱い区間形成され得る。これは、向かい合う第２のコア２２２の一方の側と第３のコア２３２の一方の側とが互いに反対の極性を有するためである。また、隣り合う第１の静磁場発生器２１０と第２の静磁場発生器２２０との間、第３の静磁場発生器２３０と第４の静磁場発生器２４０との間にも、磁場が印加されないか、あるいは、磁場の強さが非常に弱い区間が形成され得る。このため、第１の静磁場発生器２１０、第２の静磁場発生器２２０、第３の静磁場発生器２３０及び第４の静磁場発生器２４０においてそれぞれ生じる静磁場の間、例えば、モールド１００の厚み方向に中心部及びモールド１００の幅方向に中心部に磁場が印加されないか、あるいは、磁場の強さが非常に弱い区間、すなわち、静磁場未印加領域が形成され得る。

【0070】

これとともに、第１のコア２１２と第２のコア２２２とを連結する第１の連結コア２７２には、第１の静磁場発生器２１０から第２の静磁場発生器２２０に向かう磁場の方向を有する静磁場が形成され得、第２の連結コア２７４には第３の静磁場発生器２３０から第４の静磁場発生器２４０に向かう磁場の方向を有する静磁場が形成され得る。このとき、第１の連結コア２７２と第２の連結コア２７４に形成される静磁場の磁場の方向は、互いに反対の方向を有するように形成されてもよい。

【0071】

これにより、静磁場の磁場の方向は、モールド１００の幅方向及び厚み方向に沿って回転する形態に形成され得る。このため、モールド１００の幅方向に両側に形成される静磁場の間には、モールド１００の幅方向に磁場の強さが非常に弱いか、あるいは、磁場がない領域が形成され得る。また、モールド１００の厚み方向に両側に形成される磁場の間には、モールド１００の厚み方向に沿って磁場の強さが非常に弱いか、あるいは、磁場がない領域が形成され得る。このため、モールド１００の厚み方向に沿って形成される磁場が接する領域と、幅方向に沿って磁場が接する領域とが互いに交差する位置、例えば、モールド１００の中心部に磁場の強さが非常に弱いか、あるいは、磁場がない領域、すなわち、静磁場未印加領域が形成され得る。

【0072】

図５は、本発明の実施形態に係る鋳造方法で溶融物の流動を制御する状態を示す図である。

【0073】

図５の（ａ）は、静磁場発生部２００を用いて下降流と２次上昇流の流動を制御する前のモールド１００内における溶融物の流動状態を示す図であり、図５の（ｂ）は、モールド１００の幅方向の全体に沿って静磁場を印加した場合の溶融物の流動状態を示す図であり、図５の（ｃ）は、静磁場発生部２００を用いてモールド１００の幅方向に沿って静磁場印加領域と静磁場未印加領域を形成した場合の溶融物の流動状態を示す図である。

【0074】

ノズル１３０の吐出口１３４を介して吐き出された溶融物Ｍの吐出流は、モールド１００の幅方向にモールド１００の両側の内面に衝突した後、上昇流と下降流を形成することができる。図５において、ＭＦはモールドフラックスを意味し、ＭＳはモールドフラックスが溶解されたモールドスラグを意味することがある。

【0075】

図５の（ａ）を参照すると、静磁場発生部２００を用いて溶融物の流動を制御しなかった場合、下降流の流速が比較的に速いため、介在物の移動距離、すなわち、浸透深さが非常に深いことが分かる。この場合、静磁場発生部２００を用いて溶融物の流動を制御しないため、２次上昇流が円滑に形成されることが分かる。しかしながら、溶融物に含有されている介在物が下降流によりモールド１００の長さ方向、すなわち、鋳片の引抜方向に沿って遠くに移動して２次上昇流により上側に十分に浮き上がることができず、その結果、多量の介在物が溶融物にそのまま残留することを示している。

【0076】

図５の（ｂ）を参照すると、モールド１００の幅方向の全体に沿って磁場を印加する場合、磁場により下降流の流速が減速されて下側に介在物の移動距離が短くなったことが分かる。また、磁場により２次上昇流の形成が抑えられて２次上昇流が正常に形成されず、下降流によりモールド１００の長さ方向、すなわち、鋳片の引抜方向に移動した介在物が上側に浮き上がらず、その結果、溶融物中にそのまま残留することが分かる。

【0077】

これに対し、図５の（ｃ）を参照すると、静磁場発生部２００を用いて溶融物の流動を制御した場合、静磁場印加領域であるモールド１００の幅方向に両側においては、下降流の流速が減速されて下側に介在物の移動距離が短くなったことが分かる。なお、静磁場未印加領域であるモールド１００の幅方向に中心部には静磁場未印加領域が形成されて２次上昇流が十分に形成されることにより、溶融物に含有されている介在物が円滑に上側に浮き上がって取り除かれることが分かる。

【0078】

図６は、モールドの幅方向への静磁場未印加領域の形成有無に応じたモールド内の２次上昇流の流動の解析結果を示す図である。図６の（ａ）は、モールドの幅方向の全体に亘って静磁場を印加した場合の溶融物の流動状態を示す図であり、図６の（ｂ）は、モールドの幅方向に中心部に静磁場未印加領域を形成した場合の溶融物の流動状態を示す図である。

【0079】

図６の（ａ）を参照すると、モールドの幅方向の全体に亘って静磁場を印加した場合、２次上昇流がほとんど形成されないことを確認することができる。これに対し、図６の（ｂ）を参照すると、モールドの幅方向に中心部に静磁場未印加領域を形成した場合、静磁場が印加されていないモールドの幅方向に中心部において２次上昇流が円滑に形成されることを確認することができる。

【0080】

このように、モールドの幅方向に沿って静磁場印加領域と静磁場未印加領域を選択的に形成することにより、モールド内において溶融物の流動を局部的に制御して溶融物の清浄度を確保することができる。なお、このような溶融物を用いて鋳造された鋳片の品質を向上させることができる。

【0081】

一方、本発明の実施形態に係る鋳造設備は、静磁場発生部２００の上部において溶融物の流動を制御するために、モールド１００の外側において静磁場発生部２００の上部に配備される移動磁場発生部３００を備えていてもよい。このとき、制御部４００は、移動磁場の強さ及び方向のうちの少なくともどちらか一方を調節するように移動磁場発生部３００の動作を制御してもよい。

【0082】

ノズル１３０から吐き出される溶融物の一部は、短辺プレート１２０に衝突した後、上向きに移動する上昇流を形成することができる。そして、上昇流は、溶融物の湯面の近くにおいて移動方向が切り替えられてモールド１００の幅方向の中心部に向かって水平移動することになる。このように、モールド１００の幅方向の中心部に向かって移動する溶融物の流れ、例えば、水平方向の流れは、ノズル１３０及びその反対の方向から移動してくる溶融物の流れと衝突してノズル１３０の近くにおいて渦流を形成することができる。このとき、水平方向の流れの流速が速すぎる場合、溶融物の上部のモールドフラックスやモールドスラグなどといった異種の物質が溶融物に混入されてしまうという不都合がある。これに対し、水平方向の流れの流速が遅すぎる場合には、モールド１００内において溶融物の温度にムラが生じる虞がある。したがって、移動磁場発生部３００を用いて溶融物の湯面の近くにおいて溶融物の水平方向の流動を制御することにより、溶融物の内部にモールドフラックスやモールドスラグなどといった異種の物質が混入されることを抑え、モールド１００内の溶融物の温度をムラなく均一に制御することができる。このような溶融物の水平方向の流れの流速は、ノズル１３０の吐出口１３４に吐き出される溶融物の流速、すなわち、吐出流の流速に影響を受けてしまう。したがって、移動磁場発生部３００を用いて吐出流の流速を制御することにより、溶融物の湯面の近くに形成される溶融物の水平方向の流れの流速を制御することができる。

【0083】

図７は、図１に示す線Ｂ－Ｂ’に沿った鋳造設備の断面図である。

【0084】

移動磁場発生部３００は、静磁場発生部２００の上部、例えば、溶融物の湯面とノズル１３０の下端との間に備配されて、静磁場発生部２００とは溶融物の流動を互いに異なる方向に制御することができる。図７を参照すると、移動磁場発生部３００は、少なくとも長辺プレートの幅方向に離隔するように配備される複数の移動磁場発生器３１０、３２０、３３０、３４０と、複数の移動磁場発生器に交流電流を選択的に供給し得る第２の電流供給器３５０と、を備えていてもよい。複数の移動磁場発生器３１０、３２０、３３０、３４０は、第１の静磁場発生器２１０の上部に第１の静磁場発生器２１０と並ぶように配備される第１の移動磁場発生器３１０と、第１の移動磁場発生器３１０との間にノズル１３０が配置されるように第１の移動磁場発生器３１０から離隔して配置され、第２の静磁場発生器の上部に第２の静磁場発生器２２０と並ぶように配備される第２の移動磁場発生器３２０と、第２の移動磁場発生器３２０と向かい合うように配置され、第３の静磁場発生器２３０の上部に第２の静磁場発生器２３０と並ぶように配備される第３の移動磁場発生器３３０及び第３の移動磁場発生器３３０との間にノズル１３０が配置されるように第３の移動磁場発生器３３０から離隔して配置され、第４の静磁場発生器２４０の上部に第４の静磁場発生器２４０と並ぶように配備される第４の移動磁場発生器３４０を備えていてもよい。すなわち、第１の移動磁場発生器３１０と第２の移動磁場発生器３２０は、第１の長辺プレート１１１の外側に配備されて、モールド１００の幅方向に移動磁場印加領域と移動磁場未印加領域を形成してもよい。また、第３の移動磁場発生器３３０と第４の移動磁場発生器３４０は、第２の長辺プレート１１３の外側に配備されて、モールド１００の幅方向に移動磁場印加領域と移動磁場未印加領域を形成してもよい。これらの第１の移動磁場発生器３１０、第２の移動磁場発生器３２０、第３の移動磁場発生器３３０及び第４の移動磁場発生器３４０のそれぞれは、複数のコアと、コアの外側に巻き付けられるコイルと、を備えていてもよい。それぞれの移動磁場発生器３１０、３２０、３３０、３４０は、３個、４個、５個またはそれ以上のコアを備えていてもよく、ここでは、それぞれの移動磁場発生器３１０、３２０、３３０、３４０が４個のコアを備える場合を例にとって説明する。

【0085】

例えば、第１の移動磁場発生器３１０は、モールド１００の厚み方向に延び、モールド１００の幅方向に沿って互いに並ぶように配置される１番コア３１２ａ、２番コア３１２ｂ、３番コア３１２ｃ及び４番コア３１２ｄと、それぞれのコア３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ、３１２ｄの外側に巻き付けられる１番コイル３１４ａ、２番コイル３１４ｂ、３番コイル３１４ｃ及び４番コイル３１４ｄと、を備えていてもよい。そして、第２の電流供給器３５０は、１番コイル３１４ａ、２番コイル３１４ｂ、３番コイル３１４ｃ及び４番コイル３１４ｄと電気的に接続されて、それぞれのコイル３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ、３１４ｄに交流電流を選択的に供給することができる。この場合、第２の電流供給器３５０は、下記の表１に示すように、０°、９０°、１８０°及び２７０°の位相差においてそれぞれのコイル３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ、３１４ｄがＳ極とＮ極を有し得るようにそれぞれのコイル３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ、３１４ｄにコサイン（ｃｏｓｉｎｅ）状の電流を印加することができる。

【0086】

【表1】

【0087】

表１を参照すると、位相が０°である交流電源が１番コイル３１４ａと３番コイル３１４ｃに供給されれば、１番コイル３１４ａはＳ極を有し、３番コイル３１４ｃはＮ極を有することができる。そして、位相が９０°である交流電源が２番コイル３１４ｂと４番コイル３１４ｄに供給されれば、２番コイル３１４ｂはＳ極を有し、４番コイル３１４ｄはＮ極を有することができる。位相が１８０°である交流電源が１番コイル３１４ｂと３番コイル３１４ｄに供給されれば、１番コイル３１４ｂはＮ極を有し、３番コイル３１４ｄはＳ極を有することができる。また、位相が２７０°である交流電源が２番コイル３１４ｂと４番コイル３１４ｄに供給されれば、２番コイル３１４ｂはＮ極を有し、４番コイル３１４ｄはＳ極を有することができる。このような方式により、それぞれのコイルに交流電源が供給されれば、それぞれのコイルの極性が供給される交流電流の位相に応じて周期的に変わることになる。このため、第１の移動磁場発生器３１０にはコイルが並べられた方向、換言すれば、モールド１００の幅方向に磁場が移動する、すなわち、移動磁場が形成され得る。

【0088】

第２の移動磁場発生器３２０、第３の移動磁場発生器３３０及び第４の移動磁場発生器３４０は、第１の移動磁場発生器３１０と同じ方法で移動磁場を形成することができる。これにより、モールド１００の幅方向に沿って移動磁場印加領域と移動磁場未印加領域が形成され得る。図７において、３２２ａ～３２２ｄと３２４ａ～３２４ｄは第２の移動磁場発生器３２０のコアとコイルを意味し、３３２ａ～３３２ｄと３３４ａ～３３４ｄは第３の移動磁場発生器３３０のコアとコイルを意味し、３４２ａ～３４２ｄと３４４ａ～３４４ｄは第４の移動磁場発生器３４０のコアとコイルを意味する。

【0089】

第２の電流供給器３５０は、磁場の方向がモールド１００の幅方向に形成されるように第１の移動磁場発生器３１０、第２の移動磁場発生器３２０、第３の移動磁場発生器３３０及び第４の移動磁場発生器３４０に交流電流を供給することができる。このとき、第２の電流供給器３５０は、モールド１００内において吐出流の流速を制御することにより上昇流により形成される水平方向の流れを制御することができる。このために、第２の電流供給器３５０は、磁場の方向が吐出流の移動方向と同一である水平方向、すなわち、モールド１００の幅方向に沿って形成されるように第１の移動磁場発生器３１０、第２の移動磁場発生器３２０、第３の移動磁場発生器３３０及び第４の移動磁場発生器３４０に交流電流を供給することができる。この場合、第２の電流供給器３５０は、それぞれの移動磁場発生器３１０、３２０、３３０、３４０の少なくとも一部が互いに異なる方向に移動磁場が形成されるように交流電流を供給することができる。例えば、第２の電流供給器３５０は、第１の長辺プレート１１１の外側に配備される第１の移動磁場発生器３１０と第２の移動磁場発生器３２０に同じ方向、例えば、第３の方向の移動磁場が形成され、第２の長辺プレート１１３の外側に配備される第３の移動磁場発生器３３０と第４の移動磁場発生器３４０に同じ方向、例えば、第４の方向の移動磁場が形成されるように交流電流を供給することができる。このとき、第３の方向と第４の方向は、互いに反対の方向であってもよい。あるいは、第２の電流供給器３５０は、向かい合うように配備される第１の移動磁場発生器３１０と第４の移動磁場発生器３４０において同じ方向、例えば、第３の方向の移動磁場が形成され、向かい合うように配備される第２の移動磁場発生器３２０と第３の移動磁場発生器３３０において同じ方向、例えば、第４の方向の移動磁場が形成されるように交流電流を供給することもできる。このとき、第１の移動磁場発生器３１０、第２の移動磁場発生器３２０、第３の移動磁場発生器３３０及び第４の移動磁場発生器３４０により形成される磁場の方向は、ノズル１３０の吐出口１３４から吐き出される吐出流の流速に応じて変更され得る。

【0090】

図８は、移動磁場発生部を用いて溶融物の流動を制御する例を示す図である。図８の（ａ）に示すように、吐出流の流速が速過ぎる場合には、溶融物の湯面の近くにおいて水平方向の流れの流速が速くなる。この場合、第２の電流供給器３５０は、吐出流の移動方向と反対の方向に移動磁場が形成されるように第１の移動磁場発生器３１０、第２の移動磁場発生器３２０、第３の移動磁場発生器３３０及び第４の移動磁場発生器３４０に交流電流を供給することができる。このとき、第２の電流供給器３５０は、移動磁場の方向がモールド１００の周縁から中心部に向かって形成されるように第１の移動磁場発生器３１０、第２の移動磁場発生器３２０、第３の移動磁場発生器３３０及び第４の移動磁場発生器３４０に交流電流を供給することができる。これにより、ノズル１３０の吐出口１３４から吐き出されて形成される吐出流の流速が減速されて溶融物の湯面が安定的に制御され得る。

【0091】

これに対し、図８の（ｂ）に示すように、吐出流の流速が遅すぎる場合には、溶融物の湯面の近くにおいて水平方向の流れの流速が減速され得る。この場合、第２の電流供給器３５０は、吐出流の移動方向と同じ方向に移動磁場が形成されるように第１の移動磁場発生器３１０、第２の移動磁場発生器３２０、第３の移動磁場発生器３３０及び第４の移動磁場発生器３４０に交流電流を供給することができる。このとき、第２の電流供給器３５０は、移動磁場の方向がモールド１００の中心部から周縁に向かって形成されるように第１の移動磁場発生器３１０、第２の移動磁場発生器３２０、第３の移動磁場発生器３３０及び第４の移動磁場発生器３４０に交流電流を供給することができる。これにより、ノズル１３０の吐出口１３４から吐き出されて形成される吐出流の流速が増速されて下降流、上昇流及び２次上昇流などの流動が円滑に形成されることにより、モールド１００内の溶融物の温度をムラなく均一に制御することができる。

【0092】

一方、第２の電流供給器３５０は、モールド１００の周方向に回転する形態の移動磁場を形成するように第１の移動磁場発生器３１０、第２の移動磁場発生器３２０、第３の移動磁場発生器３３０及び第４の移動磁場発生器３４０に交流電流を供給することができる。このように、モールド１００の周方向に沿って回転する移動磁場を形成すると、溶融物の湯面の近くにおいて溶融物の温度にムラがあるか、あるいは、温度が下がった場合、溶融物を攪拌させて溶融物の近くにおいて溶融物の温度をムラなく均一に制御することができる。ここでは、磁場の方向、すなわち、移動磁場の方向を制御することにより溶融物の吐出流及び水平方向の流れを制御すると説明したが、必要に応じては、磁場の方向と磁場の強さのうちの少なくともどちらか一方を変更して溶融物の流動を制御してもよい。このとき、磁場の強さは、それぞれの移動磁場発生器３１０、３２０、３３０、３４０に供給される交流電流の電流量の調節により変更されてもよい。

【0093】

このような方法で、移動磁場発生部３００を用いてモールド１００内において溶融物の吐出流及び水平方向の流れを制御することにより、溶融物の湯面を安定化させて溶融物の湯面の上部に配置されるモールドスラグやモールドフラックスなどといった異種の物質が溶融物に混入されることを抑制もしくは防止することができる。

【0094】

以上、本発明の好適な実施形態について図示して説明したが、本発明は、上述した実施形態に何等限定されるものではなく、請求の範囲において請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該本発明が属する分野において通常の知識を有する者であれば、これより様々な変形が行え、且つ、均等な他の実施形態が採用可能であるということが理解できる筈である。よって、本発明の技術的な保護範囲は、次の特許請求の範囲によって定められるべきである。

【産業上の利用可能性】

【0095】

本発明によれば、モールドの幅方向に静磁場を選択的に印加してモールドの長さ方向に溶融物の流動を選択的に制御することにより、溶融物にモールドフラックスやモールドスラグなどといった異種の物質が混入されることを抑えて高品質の製品を製造することがきる。これを通して、溶融物の清浄度を確保して溶融物を用いて製造される製品の品質を向上させることができる。

【符号の説明】

【0096】

１００ モールド
１１０ 長辺プレート
１１１ 第１の長辺プレート
１１３ 第２の長辺プレート
１２０ 短辺プレート
１２１ 第１の短辺プレート
１２３ 第２の短辺プレート
１３０ ノズル
１３２ ノズル胴体
１３４ 吐出口
２００ 静磁場発生部
２１０ 第１の静磁場発生器
２１２ 第１のコア
２１４ 第１のコイル
２２０ 第２の静磁場発生器
２２２ 第２のコア
２２４ 第２のコイル
２３０ 第３の静磁場発生器
２３２ 第３のコア
２３４ 第３のコイル
２４０ 第４の静磁場発生器
２４２ 第４のコア
２４４ 第４のコイル
２５０ 第１の電流供給器
３１０ 第１の移動磁場発生器
３１２ａ １番コア ３１４ａ １番コイル
３１２ｂ ２番コア ３１４ｂ ２番コイル
３１２ｃ ３番コア ３１４ｃ ３番コイル
３１２ｄ ４番コア ３１４ｄ ４番コイル
３２０ 第２の移動磁場発生器
３２２ａ １番コア ３２４ａ １番コイル
３２２ｂ ２番コア ３２４ｂ ２番コイル
３２２ｃ ３番コア ３２４ｃ ３番コイル
３２２ｄ ４番コア ３２４ｄ ４番コイル
３３０ 第３の移動磁場発生器
３３２ａ １番コア ３３４ａ １番コイル
３３２ｂ ２番コア ３３４ｂ ２番コイル
３３２ｃ ３番コア ３３４ｃ ３番コイル
３３２ｄ ４番コア ３３４ｄ ４番コイル
３４０ 第４の移動磁場発生器
３４２ａ １番コア ３４４ａ １番コイル
３４２ｂ ２番コア ３４４ｂ ２番コイル
３４２ｃ ３番コア ３４４ｃ ３番コイル
３４２ｄ ４番コア ３４４ｄ ４番コイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】