[发明专利]磁悬浮式连续铸造装置

说明书

本发明涉及磁悬浮式连续铸造装置的改良。

用连续铸造方法制造Al或Cu之类的线材或棒材的方法以前就是公知的(例如，美国专利No.4,414,285)。该方法是使熔融金属呈熔融金属柱状，由下侧供给上方的铸造区或成形区域，暴露在交变磁场中并在铸造或成形区域内移动至上方，同时顺次使之冷却、固化，将铸造成形体从上述铸造或成形区域的上部取出的磁悬浮式连续铸造方法，已作为工业上的有效装置供于实用。按照上述磁悬浮式连续铸造方法，被铸造或成形的溶融金属柱，在上述交变磁场内呈现出无重力状态，因此与铸造容器(铸造模型)之间没有摩擦力和粘附力，不仅取锭操作容易，而且在通过上述交变磁场阶段熔融金属柱的内部因搅拌而能获得高度的均质性。

另一方面，作为实施上述磁悬浮式铸造方法的装置，已知具有图1剖面图所示主要构成的装置。即，由收容并保持熔融金属1的熔融金属保持炉2，以熔融金属柱的形态接受以便固化上述熔融金属1的直立放置的筒状铸造容器3、与上述筒状铸造容器3组合的以使导入铸造容器3的熔融金属柱冷却固化的热交换装置4、设在上述铸造容器3四周大致通过全长且产生交变磁场使得熔融金属柱移至上方的多层线圈构成的交变磁场发生装置5、将上述已冷却固化的铸造品从铸造容器的上部取出装置6、从熔融金属保持炉2中将待铸造的熔融金属1由下侧供给铸造容器3内的熔融金属供给线(称之为朗达管ロンダ-チュ-ブ)7，这是在其外周设有高频加热装置8的石墨制管、以及调整上述熔融金属液面的液面调整装置9构成的装置供于实用。

但是，上述构成的磁悬浮式连续铸造装置中有以下缺点，希望得以改进。

其一，从熔融金属保持炉2将待铸造的熔融金属1由下侧供给铸造容器3内的熔融金属供给线7，为了将熔融金属1保持所要求的熔融状态连续地供入铸造容器3内，其结构为采用传导性良好的石墨制管，在管的周围备有高频加热装置8。但是，上述熔融金属供给线7要设计成有弯曲部位以致能与直立筒状铸造容器3相连，该弯曲部位(弯头部分)7a上，很难充分确保构成高频加热装置8的线圈层数，因此，难以将熔融金属1保持在所要求的熔融状态的情况屡次发生。即，希望以较低速率供给熔融金属1进行低速铸造时，上述熔融金属供给线7的弯曲部位(弯头部分)7a上，供给的熔融金属凝固或温度降低，有不能达到所需量的连续供给等缺点。因此，熔融金属供给线上，为了防止熔融金属凝固或温度降低，希望改善能连续供给熔融金属的设备。

第二，上述构成的磁悬浮式连续铸造装置中，如图2中将图1所示铸造容器的主要部位放大后剖面图所示，其结构是铸造容器3，热交换装置4以及交变磁场发生装置5成为一体。即其结构为，在内壁面上备有石墨条等耐火材料层3a的筒状铸造容器3的外周面上与其成为一体地设置冷却介质的流路4(热交换装置)，并且在上述冷却介质流路(热交换装置)4的外周面全长上配置多个悬浮线圈(交变磁场发生装置)5。在这种结构中，最初的冷却点成为热交换装置4的底板4a，而且，悬浮磁场的强度，例如交变磁场发生装置5是用6层5a线圈构成的情况下，在两端的第二层线圈范围显示出所希望的强度。

然而，在上述构成的磁悬浮式连续铸造装置中有如下缺点。即，从保持熔融金属1的熔融金属保护炉2通过熔融金属供给线7、由下侧供给铸造容器3的熔融金属柱，通过热交换装置4冷却、固化，同时通过交变磁场发生装置5电磁地移动至上方，从而能连续制造所希望的铸造品，例如线材，但是经常发生断线。发生这种断线是因为，由下侧供入铸造容器3内之熔融金属柱的一部分，在对应于悬浮线圈5下端第一层线圈5a1的区域中，即得不到足够悬浮力及内向力区域中的悬浮磁场或其下部凝固，呈现出粘附在铸造容器3壁面的状态，因此妨碍上述熔融金属柱平滑地向上方移动。为了解决以上问题，在与上述交变磁场发生装置5的下端侧第1层线圈5a1及第2层线圈a2相对应的铸造容器3的壁面区域，配置陶瓷管3b，并与铸造容器3的壁面之间设置空隙，由此降低热传导以防止断线，但这并不是一个很好的解决办法。