电磁搅拌装置

摘要

电磁搅拌装置，通过使连续铸造用的四方筒状的铸模内产生旋转磁场，从而对于上述铸模内的熔融金属施加使其产生绕铅直轴的旋绕流的电磁力，该电磁搅拌装置具备：铁芯，在上述铸模的侧方将上述铸模包围，该铁芯具有齿部，该齿部关于上述铸模的各个外侧表面，与上述外侧表面对置并沿着上述铸模的周向并列设置有两个；线圈，分别被卷绕到上述铁芯的上述齿部；以及电源装置，以上述线圈的排列顺序使相位每隔90°错开而对各个上述线圈施加交流电流，以产生上述旋转磁场。

权利要求

1.一种电磁搅拌装置，通过使连续铸造用的四方筒状的铸模内产生旋转磁场，对于上述铸模内的熔融金属施加使其产生绕铅直轴的旋绕流的电磁力，上述电磁搅拌装置的特征在于，

具备：

铁芯，在上述铸模的侧方将上述铸模包围，具有与构成上述四方筒状的铸模的各铸模板分别对置的主体部，该铁芯在各上述主体部中的上述铸模侧的部分具有与上述铸模的外侧表面对置并沿着上述铸模的周向并列设置的两个齿部；

线圈，分别被卷绕到上述铁芯的上述齿部；以及电源装置，以上述线圈的排列顺序使相位每隔90°错开而对各个上述线圈施加交流电流，以产生上述旋转磁场。

2.如权利要求1所述的电磁搅拌装置，上述电源装置对各上述线圈施加1.0Hz～4.0Hz的交流电流。

说明书

电磁搅拌装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电磁搅拌装置。

[0002] 本申请基于2018年5月8日提出的日本专利申请第2018－090208号主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

[0003] 在连续铸造中，将暂时积存于中间包(tundish)中的熔融金属(例如钢水)经由浸渍喷嘴从上方注入到四方筒状的铸模内，通过将在那里外周面被冷却而凝固的铸坯从铸模
的下端拔出而连续地进行铸造。将铸坯中的外周面的凝固的部位称作凝固壳。

[0004] 这里，在铸模内的熔融金属中，包含为了防止浸渍喷嘴的喷出孔的堵塞而被与熔融金属一起供给的惰性气体(例如Ar气体)的气体气泡或非金属夹杂物等，如果在铸造后的
铸坯中残留有这些杂质，则成为使制品的品质劣化的原因。另外，在本说明书中，在仅说铸
坯的品质的情况下，是指铸坯的表面品质及铸坯的内部品质(内品质)的至少某个。

[0005] 通常，气体气泡或非金属夹杂物等的杂质的比重比熔融金属的比重小，所以在连续铸造中在熔融金属内浮起而被除去的情况较多，但为了使铸坯的品质进一步改善，作为
用来从铸模内的熔融金属将这些杂质更有效地除去的技术而广泛地使用电磁搅拌装置。

[0006] 电磁搅拌装置是通过使铸模内产生移动磁场而对铸模内的熔融金属施加被称作洛伦兹力的电磁力、对于该熔融金属使其产生在水平面内旋绕那样的流动模式(即，绕铅直
轴的旋绕流)的装置。通过由电磁搅拌装置使其产生旋绕流，凝固壳界面处的熔融金属的流
动被促进，所以抑制了上述的气体气泡及非金属夹杂物等的杂质被捕捉到凝固壳内，能够
使铸坯的品质改善。进而，通过在铸模内的熔融金属发生旋绕流，铸模内的熔融金属的温度
被均匀化，所以初始凝固位置被稳定化，由此能够抑制铸坯的内部的破裂的发生。

[0007] 电磁搅拌装置具体而言，包括配置在铸模的侧方的铁芯和被卷绕在该铁芯上的线圈而构成。通过对电磁搅拌装置的线圈施加交流电流，能够在铸模内产生移动磁场。例如，
在专利文献1中，公开了卷绕着线圈的铁芯仅被配置在铸模的长边侧的外侧表面的侧方的
电磁搅拌装置。此外，例如在专利文献2中，公开了将由设在铁芯上的齿部及被卷绕在该齿
部上的线圈形成的磁极部关于各外侧表面配置1个的电磁搅拌装置。此外，例如在专利文献
3中，公开了具备在铸模的侧方将铸模包围的环状的铁芯、和绕与该铁芯的延伸方向同轴被
卷绕在该铁芯上的线圈的电磁搅拌装置。

[0008] 现有技术文献

[0009] 专利文献

[0010] 专利文献1：日本特开昭63－252651号公报

[0011] 专利文献2：日本特开平6－304719号公报

[0012] 专利文献3：日本特开昭58－215250号公报

发明内容

[0013] 发明要解决的课题

[0014] 但是，在专利文献1所公开的技术中，由于卷绕着线圈的铁芯仅被配置在铸模的长边侧的外侧表面的侧方，所以在铸模的长边与短边的差比较小的情况下难以对于铸模内的
熔融金属使其充分地产生绕铅直轴的旋绕流。具体而言，在制造被称作钢坯(bloom)的铸坯
的连续铸造中，由于铸模的长边与短边的差比较小(例如，短边具有长边的50％～80％的长
度)，所以难以充分地产生绕铅直轴的旋绕流。

[0015] 此外，在专利文献2所公开的技术中，虽然不仅是对于铸模的长边侧的外侧表面的侧方，而且对于铸模的短边侧的外侧表面的侧方也配置磁极部，但在铸模内的熔融金属中
能够发生铅直方向的流动。具体而言，通过从磁极部对形成铸模的外侧表面的铸模板在水
平方向上入射磁通，在铸模板内产生涡电流。通过这样在铸模板内产生的涡电流，在由磁极
部产生的磁场中，从磁极部向铸模板在水平方向上入射的磁通被减弱，发生具有铅直方向
成分的泄漏磁通。由此，通过对铸模内的熔融金属施加铅直方向的电磁力，能够产生铅直方
向的流动。

[0016] 这里，如果铅直方向的流动显著地发生，则浮起在液面上的气体气泡及非金属夹杂物、进而熔融粉末被卷入到熔融金属内，有可能发生以它们为原因的缺陷。进而，通过发
生铅直方向的流动，铸模内的熔融金属的温度变得不均匀，所以初始凝固位置变得不稳定，
由此有可能发生铸坯的内部的破裂的发生。

[0017] 此外，在专利文献3所公开的技术中，在电磁搅拌装置的制作中，需要绕与形成闭环的铁芯的延伸方向同轴而在该铁芯上卷绕线圈的工序，所以制作电磁搅拌装置有可能变
得困难。所以，希望有关于电磁搅拌装置的进一步的方案。

[0018] 因此，本发明是鉴于上述问题而做出的，本发明的目的是提供一种在制作时不需要绕形成闭环的铁芯的延伸方向同轴而在该铁芯上卷绕线圈的工序、对于铸模内的熔融金
属能够抑制铅直方向的流动、并且能够适当地使其产生绕铅直轴的旋绕流的电磁搅拌装
置。

[0019] 用来解决课题的手段

[0020] (1)本发明的一技术方案，一种电磁搅拌装置，通过使连续铸造用的四方筒状的铸模内产生旋转磁场，对于上述铸模内的熔融金属施加使其产生绕铅直轴的旋绕流的电磁
力。该电磁搅拌装置具备：铁芯，在上述铸模的侧方将上述铸模包围，该铁芯具有齿部，该齿
部关于上述铸模的各个外侧表面，与上述外侧表面对置并沿着上述铸模的周向并列设置有
两个；线圈，被卷绕到上述铁芯的各上述齿部；以及电源装置，以上述线圈的排列顺序使相
位每隔90°错开而对各个上述线圈施加交流电流，以产生上述旋转磁场。

[0021] (2)在上述(1)所记载的电磁搅拌装置中，也可以是，上述电源装置对上述线圈分别施加1.0Hz～4.0Hz的交流电流。

[0022] 发明效果

[0023] 根据上述的电磁搅拌装置，在制作时不需要绕形成闭环的铁芯的延伸方向同轴而在该铁芯上卷绕线圈的工序，对于铸模内的熔融金属能够抑制铅直方向的流动、并且能够
适当地使其产生绕铅直轴的旋绕流。

附图说明

[0024] 图1是示意地表示包括有关本发明的实施方式的电磁搅拌装置的连续铸造机的概略结构的一例的侧面剖视图。

[0025] 图2是表示有关该实施方式的电磁搅拌装置的一例的俯视剖视图。

[0026] 图3是表示有关该实施方式的电磁搅拌装置的一例的侧面剖视图。

[0027] 图4是表示对电磁搅拌装置的各线圈施加了交流电流的状况的一例的俯视剖视图。

[0028] 图5是用来说明被施加在电磁搅拌装置的各线圈上的交流电流的相位的图。

[0029] 图6是表示有关比较例的电磁搅拌装置的俯视剖视图。

[0030] 图7是表示通过对该实施方式的电磁场解析模拟得到的、对铁芯的铅直方向中心位置的水平面内的铸模内的钢水施加的电磁力的分布的一例的图。

[0031] 图8是表示通过对该实施方式的电磁场解析模拟得到的、对长边铸模板的内侧面附近的铸模内的钢水施加的电磁力的分布的一例的图。

[0032] 图9是表示通过对比较例的电磁场解析模拟得到的、对铁芯的铅直方向中心位置的水平面内的铸模内的钢水施加的电磁力的分布的一例的图。

[0033] 图10是表示通过对比较例的电磁场解析模拟得到的、对长边铸模板的内侧面附近的铸模内的钢水施加的电磁力的分布的一例的图。

[0034] 图11是用来说明通过线圈产生的磁场的泄漏磁通的图。

[0035] 图12是用来说明相邻的磁场的相互作用的图。

[0036] 图13是表示通过对该实施方式及比较例各自的电磁场解析模拟得到的、电流频率与对铸模内的钢水施加的电磁力的铅直方向成分的平均值的关系性的一例的图。

[0037] 图14是表示通过对该实施方式的电磁场解析模拟得到的、电流频率与对铸模内的钢水施加的平均电磁力的关系性的一例的图。

[0038] 图15是表示通过对该实施方式的热流动解析模拟得到的、经过浸渍喷嘴的中心线并与铸模的长边方向平行的截面内的铸模内的钢水的温度及搅拌流速的分布的一例的图。

[0039] 图16是表示通过对该实施方式的热流动解析模拟得到的、从液面向下方离开了50mm的水平面内的铸模内的钢水的温度及搅拌流速的分布的一例的图。

[0040] 图17是表示通过对该实施方式的热流动解析模拟得到的、从液面向下方离开了430mm的水平面内的铸模内的钢水的温度及搅拌流速的分布的一例的图。

[0041] 图18是表示通过对该实施方式及比较例各自的热流动解析模拟得到的、距液面的距离与铸模内的钢水的搅拌流速的关系性的一例的图。

具体实施方式

[0042] 以下，参照附图详细地说明本发明的优选的实施方式。另外，在本说明书及附图中，对于实质上具有相同的功能结构的构成要素通过赋予相同的标号而省略重复说明。此
外，在本说明书及附图中，也有将实质上具有相同的功能结构的多个构成要素在相同的标
号之后赋予不同的字母来区别的情况。但是，在不需要将实质上具有相同的功能结构的多
个构成要素的各自特别区别的情况下，对多个构成要素分别仅赋予相同的标号。

[0043] 另外，在本说明书中参照的各附图中，为了说明，也有将一部分的结构部件的大小夸张而表现的情况。在各图中图示的各部件的相对的大小也并不一定正确地表现实际的部
件间的大小关系。

[0044] 此外，以下对熔融金属是钢水的例子进行说明，但本发明并不限定于这样的例子，也可以应用在对于其他金属的连续铸造中。

[0045] <1.连续铸造机的概略结构>

[0046] 首先，参照图1对包括有关本发明的实施方式的电磁搅拌装置100的连续铸造机1的概略结构进行说明。

[0047] 图1是示意地表示包括有关本实施方式的电磁搅拌装置100的连续铸造机1的概略结构的一例的侧面剖视图。

[0048] 连续铸造机1是使用连续铸造用的铸模来将钢水连续铸造、用以制造钢坯的铸坯的装置。连续铸造机1例如如图1所示，具备铸模30、浇包4、中间包5、浸渍喷嘴6、二次冷却装
置7和铸坯切断机8。

[0049] 浇包4是用来将钢水2(熔融金属)从外部输送到中间包5的可动式的容器。浇包4被配置在中间包5的上方，浇包4内的钢水2被向中间包5供给。中间包5被配置在铸模30的上
方，积存钢水2，将该钢水2中的夹杂物除去。浸渍喷嘴6从中间包5的下端朝向铸模30向下方
延伸，其前端被浸渍在铸模30内的钢水2中。该浸渍喷嘴6将在中间包5中被除去夹杂物后的
钢水2向铸模30内连续供给。

[0050] 铸模30是与铸坯3的长边及短边的尺寸对应的四方筒状，例如，以用一对长边铸模板(与后述的图2等所示的长边铸模板31、33对应)将一对短边铸模板(与后述的图2等所示
的短边铸模板32、34对应)从两侧夹着的方式组装。长边铸模板及短边铸模板(以下，有统称
作铸模板的情况)例如是设有供冷却水流动的水路的水冷铜板。铸模30将与该铸模板接触
的钢水2冷却，制造铸坯3。随着铸坯3朝向铸模30下方移动，进行内部的未凝固部3b的凝固，
外壳的凝固壳3a的厚度逐渐变厚。包括该凝固壳3a和未凝固部3b在内的铸坯3被从铸模30
的下端拔出。

[0051] 另外，在以下的说明中，将上下方向(即，从铸模30将铸坯3拔出的方向)也称作Z轴方向。将Z轴方向也称作铅直方向。此外，将与Z轴方向垂直的平面(水平面)内的相互正交的
两个方向分别也称作X轴方向及Y轴方向。此外，将X轴方向定义为在水平面内与铸模30的长
边平行的方向(即，铸模长边方向)，将Y轴方向定义为在水平面内与铸模30的短边平行的方
向(即，铸模短边方向)。将与X－Y平面平行的方向也称作水平方向。此外，在以下的说明中，
当表现各部件的大小时，有将该部件的Z轴方向的长度也称作高度、将该部件的X轴方向或Y
轴方向的长度也称作宽(幅)的情况。

[0052] 这里，在铸模30的侧方设置电磁搅拌装置100。电磁搅拌装置100通过使铸模30内产生旋转磁场，对铸模30内的钢水2施加使其产生绕铅直轴的旋绕流的电磁力。具体而言，
电磁搅拌装置100包括电源装置150而构成，使用从电源装置150供给的电力而被驱动。在本
实施方式中，一边使电磁搅拌装置100被驱动一边进行连续铸造，由此铸模30内的钢水2被
搅拌，能够使铸坯的品质改善。对于这样的电磁搅拌装置100，在后述中详细地进行说明。

[0053] 二次冷却装置7被设置在铸模30的下方的二次冷却带9，将被从铸模30的下端拔出的铸坯3一边支承并输送一边冷却。二次冷却装置7具有被配置在铸坯3的短边方向两侧的
多对支承辊(例如，支撑辊11、夹送辊12及分段辊13)、以及对铸坯3喷射冷却水的多个喷雾
喷嘴(未图示)。

[0054] 设置在二次冷却装置7处的支承辊在铸坯3的短边方向两侧成对地配置，作为将铸坯3一边支承一边输送的支承输送机构发挥功能。通过由该支承辊将铸坯3从短边方向两侧
支承，防止在二次冷却带9中凝固途中的铸坯3的铸漏或隆起(膨胀、bulging)。

[0055] 作为支承辊的支撑辊11、夹送辊12及分段辊13形成二次冷却带9中的铸坯3的输送路径(路线)。该路线如图1所示，在铸模30的正下方是垂直的，接着以曲线状弯曲，最终成为
水平。在二次冷却带9中，将该路线是垂直的部分称作垂直部9A，将弯曲的部分称作弯曲部
9B，将作为水平的部分称作水平部9C。具有这样的路线的连续铸造机1被称作垂直弯曲型的
连续铸造机1。另外，本发明并不限定于图1所示那样的垂直弯曲型的连续铸造机1，对于弯
曲型或垂直型等其他各种连续铸造机也能够应用。

[0056] 支撑辊11是设置在铸模30的正下方的垂直部9A处的无驱动式辊，支承刚被从铸模30拔出的铸坯3。刚被从铸模30拔出的铸坯3是凝固壳3a较薄的状态，所以为了防止铸漏及
隆起，需要以比较短的间隔(辊间距)进行支承。因此，作为支撑辊11，优选的是使用能够将
辊间距缩短的小径的辊。在图1所示的例子中，在垂直部9A的铸坯3的两侧，以比较窄的辊间
距设置有由小径的辊构成的3对支撑辊11。

[0057] 夹送辊12是通过马达等的驱动装置而旋转的驱动式辊，具有将铸坯3从铸模30拔出的功能。夹送辊12在垂直部9A、弯曲部9B及水平部9C中分别被配置在适当的位置。铸坯3
通过从夹送辊12传递的力而被从铸模30拔出，沿着上述路线被输送。另外，夹送辊12的配置
并不限定于图1所示的例子，其配置位置可以任意地设定。

[0058] 分段辊13(也称作导引辊)是设置在弯曲部9B及水平部9C的无驱动式辊，沿着上述路线将铸坯3支承并导引。分段辊13可以根据路线上的位置、以及根据被设置在铸坯3的F面
(Fixed面，在图1中是左下侧的面)和L面(Loose面，在图1中是右上侧的面)的某个，分别以
不同的辊径或辊间距配置。

[0059] 铸坯切断机8被配置在上述路线的水平部9C的末端，将沿着该路线被输送来的铸坯3切断为规定的长度。被切断后的铸坯14被台辊15向下个工序的设备输送。

[0060] 以上，参照图1对有关本实施方式的连续铸造机1的概略结构进行了说明。另外，在本实施方式中，只要对于铸模30设置具有后述的结构的电磁搅拌装置100，使用电磁搅拌装
置100进行连续铸造即可，连续铸造机1中的电磁搅拌装置100以外的结构也可以与通常的
以往的连续铸造机同样。因而，连续铸造机1的结构并不限定于图示的结构，作为连续铸造
机1可以使用任一结构。

[0061] <2.电磁搅拌装置的结构>

[0062] 接着，参照图2及图3对有关本实施方式的电磁搅拌装置100的结构进行说明。

[0063] 图2是表示有关本实施方式的电磁搅拌装置100的一例的俯视剖视图。具体而言，图2是关于经过铸模30并与X－Y平面平行的图1所示的A1－A1截面的剖视图。图3是表示有
关本实施方式的电磁搅拌装置100的一例的侧面剖视图。具体而言，图3是关于经过浸渍喷
嘴6并与X－Z平面平行的图2所示的A2－A2截面的剖视图。

[0064] 在本实施方式中，在铸模30的侧方以将铸模30包围的方式设置电磁搅拌装置100。

[0065] 铸模30如上述那样是四方筒状，例如以用一对长边铸模板31、33从两侧夹着一对短边铸模板32、34的方式组装。具体而言，各铸模板以长边铸模板31、短边铸模板32、长边铸
模板33、短边铸模板34的顺序被配置为环状。各铸模板例如也可以如上述那样是水冷铜板，
但并不限定于这样的例子，也可以由通常被作为连续铸造机的铸模使用的各种材料来形
成。

[0066] 这里，在本实施方式中，以钢坯的连续铸造为对象，其铸坯尺寸是一边长(即，X轴方向及Y轴方向的长度)为300～500mm左右。例如，铸坯3的长边方向的宽度X11是456mm，铸
坯3的短边方向的宽度Y11是339mm。

[0067] 各铸模板具有与该铸坯尺寸对应的大小。例如，长边铸模板31、33具有至少比铸坯3的长边方向的宽度X11长的长边方向的宽度，短边铸模板32、34具有与铸坯3的短边方向的
宽度Y11大致相同的短边方向的宽度。各铸模板的厚度T11例如是25mm。

[0068] 为了更有效地得到由电磁搅拌装置100带来的铸坯3的品质改善的效果，优选的是以Z轴方向的长度尽可能长的方式构成铸模30。通常已知，当在铸模30内钢水2的凝固在进
行中，则因为凝固收缩而铸坯3从铸模30的内壁离开，有该铸坯3的冷却变得不充分的情况。
因此，铸模30的长度距离钢水液面即使较长也被界限到1000mm左右。在本实施方式中，考虑
这样的情况，例如将各铸模板形成为，从钢水液面到各铸模板的下端的长度为1000mm左右。

[0069] 电磁搅拌装置100例如如图2及图3所示，具备铁芯110、多个线圈130(130a、130b、130c、130d、130e、130f、130g、130h)、上述的电源装置150和箱体170。另外，在图2及图3中，
为了使理解变得容易，省略了电源装置150的图示，收容在箱体170的内部的铁芯110及多个
线圈130透过箱体170而被表示。

[0070] 铁芯110是具有一对长边主体部111、113及一对短边主体部112、114(以下，有统称作主体部的情况)和多个齿部119(119a、119b、119c、119d、119e、119f、119g、119h)的实心的
部件。铁芯110例如通过将电磁钢板层叠而形成。在铁芯110的各齿部119卷绕着线圈130，通
过对各线圈130施加交流电流而产生磁场。这样，齿部119及被卷绕在该齿部119的线圈130
形成在施加交流电流时作为磁极发挥功能的磁极部120(120a、120b、120c、120d、120e、
120f、120g、120h)。

[0071] 长边主体部111、113在铸模30的外侧与长边铸模板31、33分别对置而设置。短边主体部112、114在铸模30的外侧与短边铸模板32、34分别对置而设置。相邻的长边主体部及短
边主体部例如通过在端部相互重叠的状态下被连结从而被连接。由此，通过一对长边主体
部111、113和一对短边主体部112、114，在铸模30的侧方形成将铸模30包围的闭环。具体而
言，各主体部以长边主体部111、短边主体部112、长边主体部113、短边主体部114的顺序沿
着铸模30的周向被配置为环状。

[0072] 在各主体部中的铸模30侧的部分，沿着铸模30的周向并列设置有两个齿部119。例如，在长边主体部111中的与长边铸模板31对置的部分上，沿着铸模30的周向设置有齿部
119a、119b。此外，在短边主体部112中的与短边铸模板32对置的部分上，沿着铸模30的周向
设置有齿部119c、119d。此外，在长边主体部113中的与长边铸模板33对置的部分上，沿着铸
模30的周向设置有齿部119e、119f。此外，在短边主体部114中的与短边铸模板34对置的部
分上，沿着铸模30的周向设置有齿部119g、119h。具体而言，各齿部119以齿部119a、119b、
119c、119d、119e、119f、119g、119h的顺序沿着铸模30的周向被配置为环状。

[0073] 这样，铁芯110具有关于铸模30的各外侧表面、与外侧表面对置并沿着铸模30的周向并列设置有两个的齿部119。所以，在有关本实施方式的电磁搅拌装置100中，由铁芯110
的齿部119及被卷绕在该齿部119的线圈130形成的磁极部120，关于铸模30的外侧表面分别
沿着铸模30的周向配置有两个。本发明人发现，通过对铸模30这样配置磁极部120，能够对
于铸模30内的钢水2抑制铅直方向的流动，并且适当地产生使其绕铅直轴的旋绕流。关于通
过有关本实施方式的电磁搅拌装置100在铸模30内的钢水2中产生的流动，在后述中详细地
进行说明。

[0074] 齿部119从主体部朝向铸模30侧在水平方向上以长方体状突出，沿着铸模30的周向相互隔开间隔而设置。齿部119的Z轴方向的高度例如是与主体部相同之程度。如上述那
样，齿部119及被卷绕在该齿部119的线圈130在施加交流电流时作为磁极发挥功能，所以各
齿部119的大小及各齿部119间的位置关系给由电磁搅拌装置100产生的磁场带来影响。所
以，可以适当地决定各齿部119的大小及各齿部119间的位置关系，以使得能够由电磁搅拌
装置100对钢水2施加希望的电磁力。

[0075] 设置在长边主体部上的齿部119a、119b、119e、119f(以下，也称作长边侧齿部)的长边方向的宽度X1例如是240mm。此外，设置在短边主体部上的齿部119c、119d、119g、119h
(以下，也称作短边侧齿部)的短边方向的宽度Y1例如是190mm。另外，长边侧齿部的长边方
向的宽度X1和短边侧齿部的短边方向的宽度Y1也可以并不一定一致，但为了对于铸模30内
的钢水2更稳定地产生绕铅直轴的旋绕流，优选的是设为相同之程度。

[0076] 长边侧齿部间(例如，齿部119a与齿部119b之间)的间隔X2例如是140mm。此外，短边侧齿部间(例如，齿部119g与齿部119h之间)的间隔Y2例如是140mm。

[0077] 在铸模长边方向上对置的磁极部120间(例如，磁极部120d与磁极部120g之间)的间隔X3例如是775mm。此外，在铸模短边方向上对置的磁极部120间(例如，磁极部120b与磁
极部120e之间)的间隔Y3例如是670mm。

[0078] 齿部119的铅直方向的位置及大小(即，铁芯110的铅直方向的位置及大小)根据浸渍喷嘴6的位置及大小、以及钢水2的液面的位置而适当设定。

[0079] 齿部119的上表面与钢水2的液面的铅直方向的距离Z1例如是280mm。此外，齿部119的下表面与钢水2的液面的铅直方向的距离Z2例如是580mm。

[0080] 另外，浸渍喷嘴6的底面与钢水2的液面的铅直方向的距离Z11例如是250mm。此外，浸渍喷嘴6的内径D11例如是90mm。此外，浸渍喷嘴6的外径D12例如是145mm。此外，浸渍喷嘴
6的距喷出孔61的底部的高度Z12例如是85mm。此外，浸渍喷嘴6的喷出孔61的宽度D13例如
是80mm。此外，浸渍喷嘴6的喷出孔61例如随着从喷嘴内侧朝向喷嘴外侧而朝上以15°倾斜。
在浸渍喷嘴6，这样的喷出孔61在与短边铸模板32、34对置的位置处设有一对。

[0081] 将线圈130相对于各齿部119以各齿部119的突出方向为卷绕轴方向而卷绕(即，将线圈130卷绕，以将各齿部119在各齿部119的突出方向上磁化)。例如，对于齿部119a、119b、
119c、119d、119e、119f、119g、119h，分别卷绕线圈130a、130b、130c、130d、130e、130f、130g、
130h。由此，形成磁极部120a、120b、120c、120d、120e、120f、120g、120h。对于长边侧齿部，以
Y轴方向为卷绕轴方向而卷绕线圈130，对于短边侧齿部，以X轴方向为卷绕轴方向而卷绕线
圈130。

[0082] 作为形成线圈130的导线，例如使用截面为10mm×10mm、在内部中具有直径5mm左右的冷却水路的铜制的导线。在电流施加时，使用该冷却水路将该导线冷却。该导线其表层
被用绝缘纸等绝缘处理，能够以层状卷绕。例如，各线圈130通过将该导线卷绕2～4层左右
而形成。

[0083] 图1所示的电源装置150被与这样的多个线圈130分别连接。电源装置150以线圈130的排列顺序将相位隔90°错开而对各线圈130施加交流电流，以使铸模30内产生旋转磁
场。由此，能够对铸模30内的钢水2施加使其产生绕铅直轴的旋绕流的电磁力。电源装置150
具体而言，优选的是对各线圈130施加1.0Hz～6.0Hz的交流电流，更优选的是施加1.0Hz～
4.0Hz的交流电流。

[0084] 通过由处理器等构成的控制装置(未图示)按照规定的程序动作，能够适当控制电源装置150的驱动。具体而言，通过由该控制装置控制向各线圈130施加的电流值(有效值)
及频率，能够控制对钢水2施加的电磁力的强度。另外，关于对于各线圈130的交流电流的施
加方法，在后述中详细地进行说明。

[0085] 箱体170是将铁芯110及线圈130覆盖的环状的中空的部件。箱体170的大小可以适当决定，以使得能够由电磁搅拌装置100对钢水2施加希望的电磁力。此外，在由电磁搅拌装
置100产生的磁场中，由于磁通从线圈130穿过箱体170的侧壁向铸模30内入射，所以作为箱
体170的材料，使用例如非磁性体不锈钢或FRP(Fiber Reinforced Plastics)等的非磁性
且能够确保强度的部件。

[0086] <3.电磁搅拌装置的动作>

[0087] 接着，参照图4及图5，对有关本实施方式的电磁搅拌装置100的动作进行说明。

[0088] 图4是表示对电磁搅拌装置100的各线圈130施加了交流电流的状况的一例的俯视剖视图。具体而言，图4是关于经过铸模30并与X－Y平面平行的图1所示的A1－A1截面的剖
视图。图5是用来说明被向电磁搅拌装置100的各线圈130施加的交流电流的相位的图。

[0089] 在电磁搅拌装置100中，电源装置150如上述那样，以线圈130的排列顺序使相位每隔90°错开的方式，对各线圈130施加交流电流。例如，电源装置150如图4所示，对线圈130施
加彼此相位分别隔90°的2相交流电流(+U，+V)。如果连电流的朝向都考虑到，则电源装置
150能够对线圈130施加+U、+V、‑U、‑V的相位各错开了90°的4种交流电流。在图5中，概略地
图示了这些4种交流电流的相位。在图5中，圆周上的位置表示各交流电流间的相位，例如+V
表示相位比+U延迟了90°。

[0090] 如果对某1个线圈130上施加+U的交流电流，则在其相邻的线圈130上施加+V的交流电流，进而在相邻的线圈130上施加‑U的交流电流，进而在相邻的线圈130上施加‑V的交
流电流。在从其相邻的线圈130起排列的线圈130上，同样依次分别施加+U、+V、、‑U、‑V的交
流电流。例如，对于线圈130a、130b、130c、130d、130e、130f、130g、130h，分别施加+U、+V、‑
U、‑V、+U、+V、‑U、‑V的交流电流。

[0091] 通过对于各线圈130以这样的相位差施加交流电流，在铸模30内产生在铸模30的周向上旋转的旋转磁场。由此，由于对铸模30内的钢水2施加沿着铸模30的周向的电磁力，
所以在钢水2中发生绕铅直轴的旋绕流。

[0092] 此外，通过使用2相交流电流由电磁搅拌装置100产生旋转磁场，与使用3相交流电源的情况相比，能够更便宜地使钢水2产生绕铅直轴的旋绕流。在使用2相交流电流的情况
下，由于需要以按线圈130的排列顺序使相位每隔90°错开的方式对各线圈130施加交流电
流，所以线圈130的数量优选的是为4的倍数。

[0093] 实施例1

[0094] 对于为了确认在本实施方式中在铸模30内的钢水2中发生的流动而进行的电磁场解析模拟的结果进行说明。

[0095] (模拟1)

[0096] 将各种模拟条件如后述那样设定，对有关本实施方式的电磁搅拌装置100及有关比较例的电磁搅拌装置900分别进行电磁场解析模拟。

[0097] 这里，参照图6，对有关比较例的电磁搅拌装置900进行说明。图6是表示有关比较例的电磁搅拌装置900的俯视剖视图。具体而言，图6是对于连续铸造机1代替电磁搅拌装置
100而应用了电磁搅拌装置900的情况下的关于图1所示的A1－A1截面的剖视图。

[0098] 有关比较例的电磁搅拌装置900，与上述的电磁搅拌装置100相比，在铁芯910中在各主体部中的铸模30侧的部分处齿部919(919a、919b、919c、919d)关于一边仅设置1个这一
点不同。所以，有关比较例的电磁搅拌装置900，由铁芯910的齿部919及被卷绕在该齿部919
的线圈930(930a、930b、930c、930d)所形成的磁极部920(920a、920b、920c、920d)对铸模30
的各外侧表面配置1个。

[0099] 具体而言，在长边主体部111、短边主体部112、长边主体部113及短边主体部114中的与对应的铸模板对置的部分上，分别设有齿部919a、919b、919c、919d。此外，对于齿部
919a、919b、919c、919d分别卷绕线圈930a、930b、930c、930d。由此，形成磁极部920a、920b、
920c、920d。长边侧齿部919a、919c的长边方向的宽度X91是625mm。此外，短边侧齿部919b、
919d的短边方向的宽度Y91是520mm。

[0100] 另外，在有关比较例的电磁搅拌装置900中，与上述的电磁搅拌装置100同样，以线圈930的排列顺序将相位各错开90°而对各线圈930施加交流电流，以在铸模30内产生旋转
磁场。由此，对于铸模30内的钢水2能够施加使其产生绕铅直轴的旋绕流的电磁力。

[0101] 关于本实施方式的电磁场解析模拟的条件是以下这样的。另外，将铁芯110的材质设为硅钢板，假设在铁芯110内不发生涡电流而进行了电磁场解析模拟。

[0102] 铸坯的长边方向的宽度X11：456mm

[0103] 铸坯的短边方向的宽度Y11：339mm

[0104] 铸模板的厚度T11：25mm

[0105] 长边侧齿部的长边方向的宽度X1：240mm

[0106] 短边侧齿部的短边方向的宽度Y1：190mm

[0107] 长边侧齿部间的间隔X2：140mm

[0108] 短边侧齿部间的间隔Y2：140mm

[0109] 在铸模长边方向上对置的磁极部间的间隔X3：775mm

[0110] 在铸模短边方向上对置的磁极部间的间隔Y3：670mm

[0111] 齿部的上表面与钢水的液面的铅直方向的距离Z1：280mm

[0112] 齿部的下表面与钢水的液面的铅直方向的距离Z2：580mm

[0113] 铸模板的导电率：7.14×105S/m

[0114] 钢水的导电率：2.27×105S/m

[0115] 线圈的绕线：36匝

[0116] 对线圈施加的交流电流的电流值(有效值)：640A

[0117] 对线圈施加的交流电流的电流频率：1.8Hz

[0118] 此外，关于比较例的电磁场解析模拟的条件是以下述为条件：从关于本实施方式的条件删除了X1、Y1、X2及Y2的条件，并追加了以下的X91及Y91的条件。

[0119] 长边侧齿部的长边方向的宽度X91：625mm

[0120] 短边侧齿部的短边方向的宽度Y91：520mm

[0121] 将上述的电磁场解析模拟的结果表示在图7～图10中。图7是表示通过关于本实施方式的电磁场解析模拟得到的、铁芯110的铅直方向中心位置的水平面内施加于铸模30内
的钢水2的电磁力的分布的一例的图。图8是表示通过关于本实施方式的电磁场解析模拟得
到的、长边铸模板33的内侧面附近的被施加在铸模30内的钢水2上的电磁力的分布的一例
的图。图9是表示通过关于比较例的电磁场解析模拟得到的、铁芯910的铅直方向中心位置
的水平面内的施加于铸模30内的钢水2的电磁力的分布的一例的图。图10是表示通过关于
比较例的电磁场解析模拟得到的、长边铸模板33的内侧面附近的被施加在铸模30内的钢水
2上的电磁力的分布的一例的图。在图7～图10中，用箭头表示了将作用于钢水2的每单位体
3
积的电磁力(N/m)用向量表示的洛伦兹力密度向量。

[0122] 关于比较例，如果参照图9，则确认了分布有电磁力，使铸模30内的钢水2产生绕铅直轴的旋绕流。但是，如果参照图10，则在比较例中，确认了具有比较大的铅直方向成分的
电磁力。例如，在铸模30内的上方侧的区域R1，如图10所示，比较多地确认了朝向上方的电
磁力。此外，在铸模30内的下方侧的区域R2，如图10所示，比较多地确认了朝向下方的电磁
力。具体而言，根据关于比较例的电磁场解析模拟的结果，在将正方向及负方向分别定义为
上方及下方的情况下，被施加在铸模30内的钢水2上的电磁力的铅直方向成分的最大值是
3 3 3
479N/m，最小值是‑378N/m，平均值是57N/m。

[0123] 这里，参照图11，对由线圈产生的磁场中的泄漏磁通进行说明。在图11中，示意地表示了位于铸模30的侧方的磁极部203。磁极部203由铁芯的齿部201及被卷绕在该齿部201
的线圈202形成。

[0124] 如果在线圈202施加交流电流，则首先，磁通221从磁极部203向铸模板230在水平方向上入射。由此，因为在水平方向上穿过铸模板230的磁通随时间变化，在铸模板230内发
生涡电流211。这里，在铸模板230内产生的涡电流211会朝向产生可使从磁极部203向铸模
板230沿水平方向入射的磁通221减弱的磁场的方向流动。所以，通过从铸模板230向磁极部
203沿水平方向入射的磁通222作用于磁通221，从磁极部203向铸模板230沿水平方向入射
的磁通221被减弱。由此，在由磁极部203产生的磁场中，从磁极部203向铸模板230沿水平方
向入射的磁通被减弱，发生具有铅直方向成分的泄漏磁通223。

[0125] 在比较例中，因为这样的泄漏磁通比较多地发生，所以可以想到具有比较大的铅直方向成分的电磁力被施加在铸模30内的钢水2。

[0126] 关于本实施方式，如果参照图7，则与比较例同样，确认了电磁力分布，对铸模30内的钢水2产生使其绕铅直轴的旋绕流。这里，如果参照图8，则可以确认各洛伦兹力密度向量
基本上主要具有水平方向成分。这样，在本实施方式中，确认了被施加在铸模30内的钢水2
上的电磁力的铅直方向成分与比较例相比被降低了。具体而言，根据关于本实施方式的电
磁场解析模拟的结果，被施加在铸模30内的钢水2上的电磁力的铅直方向成分的最大值是
3 3 3
323N/m ，最小值是‑212N/m ，平均值是7.5N/m。因此可知，在本实施方式中，被施加在铸模
30内的钢水2上的电磁力的铅直方向成分与比较例相比被降低了。

[0127] 在由电磁搅拌装置的磁极部产生的磁场中，如上述那样，起因于在铸模板中发生的涡电流而发生泄漏磁通。这里，从磁极部向铸模板沿水平方向入射的磁通越强，在铸模板
中发生的涡电流越大。由此，从磁极部向铸模板沿水平方向入射的磁通被涡电流减弱的效
果变大。所以，从磁极部向铸模板沿水平方向入射的磁通越强，越多地发生泄漏磁通。

[0128] 在有关本实施方式的电磁搅拌装置100中，与比较例不同，磁极部120关于铸模30的各外侧表面沿着铸模30的周向配置两个。所以，能够减弱由每1个磁极部120产生的磁场。
由此，能够减弱从磁极部120向铸模板沿水平方向入射的磁通，所以能够抑制泄漏磁通的发
生。因为这样的理由可以想到，在本实施方式中，被施加在铸模30内的钢水2上的电磁力的
铅直方向成分与比较例相比被降低。

[0129] 这里，参照图12对相邻的磁场的相互作用进行说明。在图12中，示意地表示流过相互相反方向的电流的电线301及电线302。在电线301中，电流从纸面表侧朝向纸面里侧流
动。所以，在电线301的周围，发生纸面顺时针方向的磁场311。另一方面，在电线302中，从纸
面里侧朝向纸面表侧流过电流。所以，在电线302的周围，发生纸面逆时针方向的磁场312。

[0130] 在电线301与电线302之间的距离是比较长的距离L1的情况下，由于在电线301与电线302之间磁场311及磁场312相互加强，所以电线301与电线302之间的磁通321变得比较
强。另一方面，在电线301与电线302之间的距离是比较短的距离L2的情况下，由于在电线
301与电线302之间磁场311及磁场312相互抵消，所以电线301与电线302之间的磁通322变
得比较弱。

[0131] 这样，在通过相互向相反方向流动的电流产生的相邻的磁场比较接近的情况下，能够起到两者的磁场相互抵消的效果。在有关本实施方式的电磁搅拌装置100中，与比较例
相比，各磁极部120的铸模30的周向上的宽度(幅度)较小，在各线圈130中向相互相反方向
流动的电流之间的距离较短，所以相邻的磁场相互抵消。因此，从各磁极部120向铸模板入
射的磁通变弱。因此，在铸模板中发生的涡电流变小。进而，关于在铸模板中发生的涡电流
的范围，由于铸模30的周向上的宽度较小，在各涡电流中向相互相反方向流动的电流之间
的距离较短，所以也能够起到相邻的磁场相互抵消的效果。作为其结果，能够起到使通过涡
电流产生的磁通变得非常弱的效果。由此，能够抑制泄漏磁通的发生。因为这样的理由也可
以想到，在本实施方式中，被施加在铸模30内的钢水2上的电磁力的铅直方向成分与比较例
相比被降低。

[0132] 另外，使各磁极部120的铸模30的周向上的宽度(幅度)越小，越能够期待进一步改善使在铸模板中发生的涡电流所产生的磁通变弱的效果。但是，通过各磁极部120的尺寸变
小，每1个磁极部120能够产生的磁场过度地变弱，由此有难以确保对钢水2施加的电磁力的
情况。例如，在将磁极部120关于铸模30的各外侧表面沿着铸模30的周向配置3个以上的情
况下，有可能难以确保向钢水2施加的电磁力。另一方面，在磁极部120关于铸模30的各外侧
表面沿着铸模30的周向配置两个的本实施方式中，如参照图7说明那样，确认了电磁力以对
于铸模30内的钢水2使其产生绕铅直轴的旋绕流的方式分布。

[0133] 如上述那样，通过有关本实施方式的电磁搅拌装置100，能够对铸模30内的钢水2施加电磁力以使其产生绕铅直轴的旋绕流。进而，能够降低被施加在铸模30内的钢水2上的
电磁力的铅直方向成分。所以，在制作时不需要绕与形成闭环的铁芯的延伸方向同轴而在
该铁芯上卷绕线圈的工序，对于铸模30内的钢水2，能够抑制铅直方向的流动，并且适当地
使其产生绕铅直轴的旋绕流。

[0134] (模拟2)

[0135] 接着，对于本实施方式及比较例，分别从上述的模拟条件，将施加在线圈上的交流电流的电流频率进行各种变更，进行电磁场解析模拟。

[0136] 将电磁场解析模拟的结果表示在图13、图14及表1中。图13是表示通过关于本实施方式及比较例的各自的电磁场解析模拟得到的、电流频率与被施加在铸模30内的钢水2上
的电磁力的铅直方向成分的平均值的关系性的一例的图。图14是表示通过关于本实施方式
的电磁场解析模拟得到的、电流频率与被施加在铸模30内的钢水2上的平均电磁力的关系
性的一例的图。表1表示通过关于本实施方式的电磁场解析模拟得到的、关于各电流频率的
电磁力的铅直方向成分的平均值及平均电磁力的值。另外，平均电磁力相当于被施加在钢
水2上的电磁力的绝对值(大小)的平均值。

[0137] [表1]

[0138]

[0139] 参照图13可以确认，在本实施方式中，关于各电流频率，与比较例相比，电磁力的铅直方向成分的平均值变低。因此可知，在本实施方式中，不论电流频率如何，被施加在铸
模30内的钢水2上的电磁力的铅直方向成分与比较例相比都被降低。

[0140] 参照图13及表1可知，电磁力的铅直方向成分的平均值基本上随着电流频率变低而变小。这里，由于电流频率越低则由磁极部120产生的磁场越弱，所以从磁极部120向铸模
板沿水平方向入射的磁通变弱。所以，抑制了在由磁极部120产生的磁场中发生泄漏磁通。
由此，可以想到随着电流频率变低而电磁力的铅直方向成分的平均值变小。

[0141] 另外，关于本实施方式可知，电磁力的铅直方向成分的平均值在电流频率为4.3Hz附近的情况下取最大值，在电流频率超过4.3Hz附近的区域中，随着电流频率变高而平缓地
变小。这里，在电流频率比较高的情况下，因为从磁极部120向铸模板沿水平方向入射的磁
通被在铸模板中发生的涡电流减弱的效果变大，从磁极部120穿过铸模板而向铸模内到达
的磁通减少。由此可知，在电流频率高到超过4.3Hz附近之程度的区域中，随着电流频率变
高，电磁力的铅直方向成分的平均值平缓地变小。

[0142] 参照图14及表1可知，平均电磁力基本上随着电流频率变低而变小。考虑这是因为，如上述那样，电流频率越低则由磁极部120产生的磁场越弱。

[0143] 另外，关于本实施方式可知，平均电磁力在电流频率为3.9Hz附近的情况下取最大值，在电流频率超过3.9Hz附近的区域中，随着电流频率变高而平缓地变小。考虑这是因为，
如上述那样，在电流频率高到超过3.9Hz附近之程度的区域中，从磁极部120穿过铸模板向
铸模内到达的磁通减少。

[0144] 如上述那样，由于随着电流频率变低，电磁力的铅直方向成分的平均值变小，所以抑制在铸模30内的钢水2中发生的铅直方向的流动的效果变大。另一方面，由于随着电流频
率变低而平均电磁力变小，所以对于铸模30内的钢水2使其产生旋绕流而将钢水2搅拌的效
果变小。这样，在抑制在钢水2中发生的铅直方向的流动的效果与对钢水2使其产生旋绕流
而将钢水2搅拌的效果之间有权衡的关系。

[0145] 实施例2

[0146] 对于为了确认在本实施方式中制造的铸坯的品质而进行的实机试验的结果进行说明。具体而言，将具有与上述的有关本实施方式的电磁搅拌装置100同样的结构的电磁搅
拌装置设置到实际在作业中使用的连续铸造机(具有与图1所示的连续铸造机1同样的结
构)中，一边将施加在线圈130上的交流电流的电流频率的值进行各种变更一边进行连续铸
造。并且，关于在铸造后得到的铸坯，通过目视及超声波探伤检查，分别调查表面品质及内
质。连续铸造的条件如以下所示。

[0147] 铸坯的长边方向的宽度X11：456mm

[0148] 铸坯的短边方向的宽度Y11：339mm

[0149] 铸模板的厚度T11：25mm

[0150] 长边侧齿部的长边方向的宽度X1：240mm

[0151] 短边侧齿部的短边方向的宽度Y1：190mm

[0152] 长边侧齿部间的间隔X2：140mm

[0153] 短边侧齿部间的间隔Y2：140mm

[0154] 在铸模长边方向上对置的磁极部间的间隔X3：775mm

[0155] 在铸模短边方向上对置的磁极部间的间隔Y3：670mm

[0156] 齿部的上表面与钢水的液面的铅直方向的距离Z1：280mm

[0157] 齿部的下表面与钢水的液面的铅直方向的距离Z2：580mm

[0158] 线圈的绕线：36匝

[0159] 被施加在线圈上的交流电流的电流值(有效值)：640A

[0160] 浸渍喷嘴6的底面与钢水2的液面的铅直方向的距离Z11：250mm

[0161] 浸渍喷嘴6的内径D11：90mm

[0162] 浸渍喷嘴6的外径D12：145mm

[0163] 浸渍喷嘴6距喷出孔61的底部的高度Z12：85mm

[0164] 浸渍喷嘴6的喷出孔61的宽度D13：80mm

[0165] 浸渍喷嘴6的喷出孔61的倾斜：随着从喷嘴内侧朝向喷嘴外侧而朝上15°

[0166] 将实机试验的结果表示在表2中。在表2中，关于铸坯的品质由下述来表现：在为几乎没有发现缺陷不需要修整的程度的情况下赋予“○”，在发现缺陷而需要修整的情况下赋
予“△”，在发现较多缺陷、即使在进行了修整的情况下也不能作为品质要求严格的部件使
用的情况下赋予“×”。

[0167] [表2]

[0168]

[0169] 参照表2可以确认，在电流频率是1.0Hz～6.0Hz的情况下，铸坯的品质是表面品质及内部品质的双方都良好。所以可知，通过对线圈130施加1.0Hz～6.0Hz的交流电流，能够
有效地使铸坯的品质改善。考虑这是因为，在电流频率是1.0Hz～6.0Hz的情况下，能有效地
得到抑制在钢水2中发生的铅直方向的流动的效果及对钢水2使其产生旋绕流而将钢水2搅
拌的效果这两者。

[0170] 此外，被施加在铸模30内的钢水2上的平均电磁力如上述那样，在电流频率超过3.9Hz附近的区域中，随着电流频率变高而平缓地变小。此外，电磁搅拌装置100中的耗电由
于电流频率越高则越大，所以不能认可使电流频率比4.0Hz高的优点。所以，通过对线圈130
施加1.0Hz～4.0Hz的交流电流，能够在有效地使铸坯的品质改善的同时抑制耗电。

[0171] 实施例3

[0172] 对于为了更详细地确认在本实施方式中在铸模30内的钢水2中产生的流动而进行的热流动解析模拟的结果进行说明。

[0173] (模拟1)

[0174] 使用如下结果进行了热流动解析模拟，该结果是通过将电流频率设定为1.2Hz而进行的关于有关本实施方式的电磁搅拌装置100的上述电磁场解析模拟得到的被施加在钢
水2上的电磁力的分布。

[0175] 关于本实施方式的热流动解析模拟的条件如以下所示。

[0176] 铸坯的长边方向的宽度X11：456mm

[0177] 铸坯的短边方向的宽度Y11：339mm

[0178] 浸渍喷嘴6的底面与钢水2的液面的铅直方向的距离Z11：250mm

[0179] 浸渍喷嘴6的内径D11：90mm

[0180] 浸渍喷嘴6的外径D12：145mm

[0181] 浸渍喷嘴6的距喷出孔61的底部的高度Z12：85mm

[0182] 浸渍喷嘴6的喷出孔61的宽度D13：80mm

[0183] 浸渍喷嘴6的喷出孔61的倾斜：随着从喷嘴内侧朝向喷嘴外侧而朝上15°

[0184] 铸造速度(铸坯被拔出的速度)：0.6m/min

[0185] 将上述热流动解析模拟的结果表示在图15～图17中。图15是表示通过关于本实施方式的热流动解析模拟得到的、经过浸渍喷嘴6的中心线并与铸模的长边方向平行的截面
内的铸模30内的钢水2的温度及搅拌流速的分布的一例的图。图16是表示通过关于本实施
方式的热流动解析模拟得到的、从液面向下方离开了50mm的水平面(比铁芯110靠上方的水
平面)内的铸模30内的钢水2的温度及搅拌流速的分布的一例的图。图17是表示通过关于本
实施方式的热流动解析模拟得到的、从液面向下方离开了430mm的水平面(铁芯110的铅直
方向中心位置的水平面)内的铸模30内的钢水2的温度及搅拌流速的分布的一例的图。在图
15～图17中，用箭头表示将关于钢水2的各位置的流速(m/s)表示为向量的流束向量。此外，
在图15～图17中，用灰阶的浓淡来表示温度分布，越浓的部分，表示是温度越高的区域。

[0186] 参照图15，可以确认经过浸渍喷嘴6内被向铸模30内进给的钢水2被从喷出孔61在水平方向上喷出的状况。此外，参照图16及图17，可以确认钢水2在被从喷出孔61喷出后绕
铅直轴被搅拌的状况。具体而言，参照图17，可以确认在铁芯110的铅直方向中心位置的水
平面内在铸模30内的钢水2中发生了绕铅直轴的旋绕流的状况。进而，参照图16，同样可以
确认在比铁芯110靠上方的水平面内也在铸模30内的钢水2中发生了绕铅直轴的旋绕流的
状况。

[0187] 如上述那样，更详细地确认了，通过有关本实施方式的电磁搅拌装置100，能够对铸模30内的钢水2使其适当地产生绕铅直轴的旋绕流。

[0188] (模拟2)

[0189] 接着，使用将电流频率做各种变更而进行的关于本实施方式的电磁场解析模拟的各个结果，进行热流动解析模拟。具体而言，使用将电流频率分别设定为1.0Hz、1.8Hz、
2.5Hz、4.0Hz的情况下的关于本实施方式的电磁场解析模拟的各个结果，进行热流动解析
模拟。另外，作为比较对象，还进行了使用将电流频率设定为1.8Hz而进行的关于比较例的
电磁场解析模拟的结果的热流动解析模拟。

[0190] 将热流动解析模拟的结果表示在图18中。图18是表示通过关于本实施方式及比较例的各自的热流动解析模拟而得到的、距液面的距离与铸模30内的钢水2的搅拌流速的关
系性的一例的图。具体而言，在图18中，分别表示了将电流频率分别设定为1.0Hz、1.8Hz、
2.5Hz、4.0Hz的情况下的关于本实施方式的结果和关于比较例的结果。在图18中，搅拌流速
取负值的情况相当于钢水2向与通过电磁搅拌装置产生的旋转磁场的旋转方向相反方向流
动的情况。

[0191] 关于本实施方式，参照图18可以确认，在从铁芯的上表面到下表面之间的区域中，在各电流频率下发生了0.15m/s～0.4m/s的搅拌流速。进而，可以确认，在比铁芯靠上方的
区域中，在各电流频率下发生了0.1m/s～0.35m/s的搅拌流速。

[0192] 另一方面，关于比较例，参照图18可以确认，在从铁芯的上表面到下表面之间的区域中，发生了0.15m/s～0.4m/s的搅拌流速。但是，可以确认，在比铁芯靠上方的区域中，与
本实施方式相比，搅拌流速显著地下降。特别是可以确认，在液面附近的区域中，搅拌流速
转为负值。考虑这是因为，在比较例中，由于在钢水2中比较容易发生铅直方向的流动，所以
通过钢水2的铅直方向的流动而抑制了绕铅直轴的旋绕流。

[0193] 如上述那样，确认了在本实施方式中，在铸模30内的比铁芯110靠上方的区域中也能够充分地在钢水2产生搅拌流速。这样，确认了在本实施方式中，能够使铸模30内的钢水2
适当地产生绕铅直轴的旋绕流。特别是确认了，在对线圈130施加了1.0Hz～4.0Hz的交流电
流的情况下，能够使铸模30内的钢水2适当地产生绕铅直轴的旋绕流。

[0194] <4.总结>

[0195] 如以上说明，在有关本实施方式的电磁搅拌装置100中，铁芯110关于铸模30的各外侧表面分别具有与外侧表面对置并沿着铸模30的周向并列设置有两个的齿部119。所以，
在有关本实施方式的电磁搅拌装置100中，由铁芯110的齿部119及被卷绕在该齿部119的线
圈130形成的磁极部120，关于铸模30的各外侧表面沿着铸模30的周向配置有两个。由此，能
够起到通过从磁极部120向铸模板入射的磁通在铸模板中发生的涡电流从而产生的磁通变
得非常弱的效果。所以，能够抑制泄漏磁通的发生。由此，能够降低被施加在铸模30内的钢
水2上的电磁力的铅直方向成分，并且以使钢水2产生绕铅直轴的旋绕流的方式，对于钢水2
施加电磁力。因而，在制作时不需要绕与形成闭环的铁芯的延伸方向同轴而在该铁芯上卷
绕线圈的工序，能够对铸模30内的钢水2抑制铅直方向的流动，并且使其适当地产生绕铅直
轴的旋绕流。

[0196] 以上，参照附图对本发明的优选的实施方式详细地进行了说明，但本发明并不限定于该例。显然只要是具有本发明所属的技术领域的通常的知识的人，就能够在权利要求
书所记载的技术的思想的范畴内想到各种变更例或应用例，应了解的是关于它们也当然也
属于本发明的技术的范围。

[0197] 产业上的可利用性

[0198] 根据本发明，能够提供在制作时不需要绕与形成闭环的铁芯的延伸方向同轴而在该铁芯上卷绕线圈的工序、能够对铸模内的钢水抑制铅直方向的流动、并且使其适当地产
生绕铅直轴的旋绕流的电磁搅拌装置。

[0199] 标号说明

[0200] 1 连续铸造机

[0201] 2 钢水

[0202] 3 铸坯

[0203] 3a 凝固壳

[0204] 3b 未凝固部

[0205] 4 浇包

[0206] 5 中间包

[0207] 6 浸渍喷嘴

[0208] 7 二次冷却装置

[0209] 8 铸坯切断机

[0210] 9 二次冷却带

[0211] 11 支撑辊

[0212] 12 夹送辊

[0213] 13 分段辊

[0214] 14 铸坯

[0215] 15 台辊

[0216] 30 铸模

[0217] 31、33 长边铸模板

[0218] 32、34 短边铸模板

[0219] 61 喷出孔

[0220] 100 电磁搅拌装置

[0221] 110 铁芯

[0222] 111、113 长边主体部

[0223] 112、114 短边主体部

[0224] 119 齿部

[0225] 120 磁极部

[0226] 130 线圈

[0227] 150 电源装置

[0228] 170 箱体