CH633207A5

CH633207A5 - Stirring arrangement in a continuous casting installation

Info

Publication number: CH633207A5
Application number: CH1143878A
Authority: CH
Inventors: Jan Bostedt; Sten Kollberg
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1977-12-20
Filing date: 1978-11-07
Publication date: 1982-11-30
Also published as: FR2412371A1; FR2412371B1; SE409559B; SE7714472L; DE2853049A1; JPS5489928A

Description

Die Erfindung betrifft eine Rühranordnung an einer Giessvorrichtung zum kontinuierlichen Giessen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a stirring arrangement on a casting device for continuous casting according to the preamble of claim 1.

Bei elektromagnetischen Rührern zum Stranggiessen ist es erwünscht, dass der Rührer so nahe wie möglich am Giessstrang liegt, damit der durch den Luftspalt verursachte Widerstand klein und die Durchdringung in den nicht erstarrten Teilen des Stranges möglichst gross ist. Eine solche Anordnung verursacht jedoch Kühlprobleme und ist ausserdem mit dem Nachteil behaftet, dass der Rührer beim Umstellen auf andere Strangabmessungen entfernt werden muss. With electromagnetic stirrers for continuous casting, it is desirable that the stirrer be as close as possible to the casting strand so that the resistance caused by the air gap is small and the penetration in the non-solidified parts of the strand is as large as possible. However, such an arrangement causes cooling problems and also has the disadvantage that the stirrer has to be removed when changing over to other strand dimensions.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Rühranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die genannten Nachteile vermieden werden. The invention is therefore based on the object of providing a stirring arrangement of the type mentioned at the outset in which the disadvantages mentioned are avoided.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. The object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Die beispielsweise aus Transformatorblech hergestellten, auswechselbaren magnetischen Zähne ermöglichen gegenüber konventionellen Anordnungen eine Erhöhung des magnetischen Flusses vom Rührer auf den Giessstrang um etwa 50%. The interchangeable magnetic teeth made, for example, from transformer sheet metal, enable the magnetic flux from the stirrer to the casting strand to be increased by approximately 50% compared to conventional arrangements.

Bei einer Umstellung auf andere Strangabmessungen ist nur ein Auswechseln der äusseren magnetischen Zähne erforderlich, während der Rührer selbst nicht angepasst zu werden braucht. Wenn die magnetischen Zähne bei einem Strangdurchbruch infolge austretender Schmelze unbrauchbar geworden sind, ist es lediglicn erforderlich, die magnetischen Zähne auszuwechseln, um den Rührer wieder betriebsfähig zu machen. When changing to other strand dimensions, the outer magnetic teeth only need to be replaced, while the stirrer itself does not have to be adjusted. If the magnetic teeth have become unusable in the event of a strand breakdown as a result of the escaping melt, it is only necessary to replace the magnetic teeth in order to make the stirrer operational again.

Anhand der Zeichnung werden in schematischen Darstellungen eine bekannte Ausführungsform und Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie deren Vorteile näher erläutert. Es zeigt: A known embodiment and exemplary embodiments of the invention and their advantages are explained in more detail in schematic representations with the aid of the drawing. It shows:

Fig. 1 einen elektromagnetischen Rührer an einem Giessstrang, 1 shows an electromagnetic stirrer on a casting strand,

Fig. 2 beidseits an einem Giessstrang angeordnete Rührer mit in einem spitzen Winkel sich verjüngenden magnetischen Zähnen, 2 stirrers arranged on both sides on a casting strand with magnetic teeth tapering at an acute angle,

Fig. 3 einen seitlich an einem Giessstrang angeordneten Rührer in einer bekannten Anordnung, 3 shows a stirrer arranged on the side of a casting strand in a known arrangement,

Fig. 4 zwei an einen Giessstrang angeordnete zusammenwirkende Rührer und Fig. 4 two interacting stirrer arranged on a casting strand and

Fig. 5 verschiedene Anordnungen von Rührern an einem Giessstrang. Fig. 5 different arrangements of stirrers on a casting strand.

Vorerst werden anhand der Fig. 3 sich ergebende Probleme erläutert. Bei einem seitlich an einem Giessstrang angeordneten Rührer 8 besteht das Problem, dass in einer vertikalen Mittelschicht 10 keine Strömung in der Schmelze innerhalb der erstarrten Hülle auftritt. Während sich an dem konvexen Teil 11 des Giessstranges lose Dendriten ansammeln und eine gleichachsige Struktur ergeben, wodurch an dieser Seite praktisch keine Probleme auftreten, bildet sich auf der gegenüberliegenden Seite 12 fortwährend eine Säulen-kristallzone, welche unerwünscht ist. Initially, problems arising from FIG. 3 will be explained. In the case of a stirrer 8 arranged laterally on a casting strand, there is the problem that there is no flow in the melt within the solidified shell in a vertical middle layer 10. While loose dendrites accumulate on the convex part 11 of the casting strand and result in a coaxial structure, which means that practically no problems arise on this side, a columnar crystal zone is continuously formed on the opposite side 12, which is undesirable.

Um die Bildung einer Säulenkristallzone zu verhindern, wäre es im Prinzip möglich, gemäss Fig. 5 einen Rührer an der konkaven Fläche des Giessstranges bei 13 anzuordnen. Eine solche Anordnung unmittelbar unter einer Kokille 14 ist jedoch infolge der Durchbruchgefahr unzweckmässig, da der Rührer an einer solchen Stelle sehr gefährdet wäre. Um diese Gefahr zu vermeiden, könnte ein Rührer an einer gekühlten Gleitplatte am Giessstrang angeordnet werden, jedoch wird bei einer solchen Anordnung die mangelhafte Felddurchdringung zu einem anderen Problem. In order to prevent the formation of a columnar crystal zone, it would in principle be possible to arrange a stirrer at 13 on the concave surface of the casting strand according to FIG. 5. Such an arrangement directly under a mold 14 is however unsuitable due to the risk of breakthrough, since the stirrer would be very endangered at such a point. In order to avoid this danger, a stirrer could be arranged on a cooled sliding plate on the casting strand, but with such an arrangement the deficient field penetration becomes another problem.

Die vorstehend genannten Schwierigkeiten lassen sich durch eine Rühranordnung beheben, bei der von zwei zusammenwirkenden elektromagnetischen Rührern mit auswechselbaren magnetischen Zähnen je einer gemäss Fig. 5 seitlich des Giessstranges an der Giesskokille 14 bei 16 angeordnet ist. Bei einer solchen Anordnung ist die stillstehende Zone im Verhältnis zu der Mittelschicht 10 gemäss Fig. 3 um einen Winkel von 90° versetzt. Durch die der konkaven Seite des Giessstranges benachbarte Anordnung der Rührer 16 ergibt sich eine kräftige Durchmischung des flüssigen Teils des Giessstranges, wodurch die unerwünschte Bildung einer Säulenkristallzone verhindert wird. The above-mentioned difficulties can be remedied by a stirrer arrangement in which one of two interacting electromagnetic stirrers with interchangeable magnetic teeth, one according to FIG. 5, is arranged on the casting mold 14 at 16 on the side of the casting strand. In such an arrangement, the stationary zone is offset by an angle of 90 ° in relation to the middle layer 10 according to FIG. 3. The arrangement of the stirrers 16 adjacent to the concave side of the casting strand results in vigorous mixing of the liquid part of the casting strand, thereby preventing the undesired formation of a columnar crystal zone.

Oft muss ein Rührer mit einem Wanderfeld längs des Giessstranges dicker sein als die halbe Strangdicke. Wenn die auswechselbaren Zähne so ausgebildet sind, dass sie zumindest teilweise in einem spitzen Winkel von dem Mittelteil des Rührers ausgehend sich in Richtung des Giessstranges erstrecken, so ergibt sich eine Konzentration des magnetischen Flusses auf eine Breite des Giessstranges, welche kleiner als der Rührer ist. Vorzugsweise wird diese Konzentration auf den der konkaven Seite des Giessstranges benachbarten Bereich gerichtet. Often a stirrer with a traveling field along the casting strand has to be thicker than half the strand thickness. If the interchangeable teeth are designed such that they extend at least partially at an acute angle from the central part of the stirrer in the direction of the casting strand, the result is a concentration of the magnetic flux over a width of the casting strand which is smaller than the stirrer. This concentration is preferably directed to the region adjacent to the concave side of the casting strand.

Die magnetischen Zähne können vorzugsweise abgeschirmt sein, indem sie beispielsweise mit Kupferblech umkleidet werden. The magnetic teeth can preferably be shielded, for example by covering them with copper sheet.

In der Fig. 1 ist ein Giessstrang 1 dargestellt, der eine erstarrte Hülle und einen zum Teil nicht erstarrten Kern aufweist, welcher in Richtung A fliesst. Der dem Giessstrang benachbarte Rührer weist mittlere Spulenteile 2 auf, von In Fig. 1, a casting strand 1 is shown, which has a solidified shell and a partially non-solidified core, which flows in the direction A. The stirrer adjacent to the casting strand has middle coil parts 2, from

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

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denen sich magnetische Zähne 3 in Richtung zum Giessstrang 1 hin erstrecken. Zwischen den Zähnen 3 und dem Giessstrang 1 ist ein Luftspalt geringer Dicke gebildet. which magnetic teeth 3 extend towards the casting strand 1. An air gap of small thickness is formed between the teeth 3 and the casting strand 1.

Die magnetischen Zähne 3 sind auswechselbar, so dass sie leicht ersetzt werden können, falls Sie bei einem Durchbruch im Giessstrang beschädigt worden sind. Durch eine solche Anordnung Iässt sich der Rührer nach einem Schaden kurzfristig wieder betriebsfähig machen. Auch bei einer Umstellung auf andere Strangabmessungen lassen sich die magnetischen Zähne leicht auswechseln. The magnetic teeth 3 are interchangeable so that they can be easily replaced if they have been damaged by a break in the casting strand. Such an arrangement allows the stirrer to be made operational again for a short time after damage. The magnetic teeth can also be easily replaced when changing to other strand dimensions.

Zwischen den magnetischen Zähnen 3 sind Sprühdüsen 4 angeordnet, um ein Kühlmittel, wie beispielsweise Wasser, zur Kühlung des Rührers zu versprühen. Spray nozzles 4 are arranged between the magnetic teeth 3 in order to spray a coolant, such as water, for cooling the stirrer.

Der in der Fig. 1 dargestellte Rührer ist so angeordnet, dass sein Wanderfeld längs des Giessstranges 1 verläuft. Es ist jedoch auch möglich, einen derartigen Rührer so anzuordnen, dass sein Wanderfeld zu einer sich in Querrichtung erstreckenden Rührwirkung verwendet wird. The stirrer shown in FIG. 1 is arranged such that its traveling field runs along the casting strand 1. However, it is also possible to arrange such a stirrer in such a way that its traveling field is used for a stirring action extending in the transverse direction.

Ein solcher für eine hohe Rührleistung geeigneter und mit einfachen Mitteln gekühlter Rührer kann einzeln oder in Verbindung mit weiteren Rührern verwendet werden. Vorzugsweise werden die Rührer paarweise an den ebenen Seitenflächen eines Giessstranges und zwar beispielsweise an der Kokille angeordnet. Such a stirrer, which is suitable for high stirring performance and is cooled with simple means, can be used individually or in conjunction with further stirrers. The stirrers are preferably arranged in pairs on the flat side surfaces of a casting strand, specifically, for example, on the mold.

In der Fig. 5 ist die Kokille mit 14 bezeichnet und, wie bereits erwähnt, die bisherige Anordnung eines Rührers mit 13. Es hätte auch die Möglichkeit bestanden, den Rührer mittels einer Gleitplatte 15 anzuordnen, jedoch wäre bei einer solchen Anordnung die Durchdringung des flüssigen Teils des Giessstranges durch das magnetische Feld ungenügend. Statt dessen ist es vorteilhaft, einen Rührer 16 an der ebenen Seitenfläche des gekrümmten Giessstranges der konkaven Seite benachbart anzuordnen. Ein Pfeil B gibt die Flussrichtung an. In Fig. 5 the mold is denoted by 14 and, as already mentioned, the previous arrangement of a stirrer by 13. It would also have been possible to arrange the stirrer by means of a sliding plate 15, but with such an arrangement the penetration of the liquid would be Part of the casting strand is insufficient due to the magnetic field. Instead, it is advantageous to arrange a stirrer 16 adjacent to the concave side on the flat side surface of the curved casting strand. An arrow B indicates the direction of flow.

Aus der Fig. 4 ist ersichtlich, wie zwei Rührer 16 und From Fig. 4 it can be seen how two stirrers 16 and

17 an den ebenen Seitenflächen 5 und 6 der konkaven Seite 7 benachbart angeordnet sind. Die Flussrichtung ist mit C bezeichnet. Durch die vorstehend genannte Anordnung wird die Bildung einer Säulenkristallzone 12 (Fig. 3) verhindert. 5 Die beiden in der Fig. 4 dargestellten Rührer 16 und 17 werden vorzugsweise derart angeordnet, dass sie ein zusammenwirkendes Feld quer durch den Giessstrang erzeugen, wodurch eine sehr wirksame Durchmischung erzielt wird. Die eingangs genannten Probleme infolge ungenügender io Durchmischung lassen sich dabei wirksam verhindern. 17 on the flat side surfaces 5 and 6 of the concave side 7 are arranged adjacent. The flow direction is labeled C. The arrangement mentioned above prevents the formation of a columnar crystal zone 12 (FIG. 3). 5 The two stirrers 16 and 17 shown in FIG. 4 are preferably arranged in such a way that they produce a cooperating field across the casting strand, as a result of which very effective mixing is achieved. The problems mentioned at the beginning due to insufficient io mixing can be effectively prevented.

Die seitliche Anordnung der Rührer 16 und 17 verbindet den Vorteil der sehr wirksamen Durchmischung mit demjenigen, dass sie sich ausserhalb des am meisten gefährdeten Bereiches der konkaven Seite 7 befinden. Gefährdet ist die-15 ser Bereich unterhalb der Kokille 14 (Fig. 5) wegen der dort auftretenden Durchbrüche. Sollten die magnetischen Zähne jedoch trotzdem einmal beschädigt werden, dann lassen sie sich leicht auswechseln. Es ist auch möglich, die Rührer derart anzuordnen, dass sie mit einem herkömmlichen, nicht 20 dargestellten, seitlich plazierten Rührer zusammenwirken. The lateral arrangement of the stirrers 16 and 17 combines the advantage of very effective mixing with the fact that they are located outside the most endangered area of the concave side 7. This area below the mold 14 (FIG. 5) is endangered because of the breakthroughs that occur there. However, if the magnetic teeth are damaged, they can be easily replaced. It is also possible to arrange the stirrers in such a way that they interact with a conventional stirrer placed on the side, not shown.

In der Fig. 2 sind auf beiden Seiten eines Giessstranges angeordnete Rührer 18 und 19 dargestellt, deren magnetische Zähne 9 in einem spitzen Winkel auf einen Teilbereich des Giessstranges konzentriert sind. Durch eine solche An-25 Ordnung können Rührer normaler Breite verwendet werden, während das magnetische Feld nur auf einen Teil des Giessstranges konzentriert ist. Bei der Anordnung nach der Fig. 2 liegt die Rührrichtung winkelrecht zur Zeichnungsebene. Auch bei einer solchen Anordnung wirken sich die aus-30 wechselbaren magnetischen Zähne 9 besonders vorteilhaft aus, indem sich die Wirkung der Rührer in idealer Weise an die jeweiligen Verhältnisse ohne grossen Aufwand anpassen lässt. Die Schrägstellung der magnetischen Zähne hängt dabei von den Abmessungen und der Anordnung des 35 Giessstranges ab. 2 shows stirrers 18 and 19 arranged on both sides of a casting strand, the magnetic teeth 9 of which are concentrated at an acute angle on a partial region of the casting strand. With such an arrangement, stirrers of normal width can be used, while the magnetic field is concentrated only on a part of the casting strand. In the arrangement according to FIG. 2, the stirring direction is at right angles to the plane of the drawing. Even with such an arrangement, the interchangeable magnetic teeth 9 have a particularly advantageous effect in that the action of the stirrer can be ideally adapted to the respective conditions without great effort. The inclination of the magnetic teeth depends on the dimensions and the arrangement of the cast strand.

v v

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Stirrer arrangement on a casting device for continuous casting, with at least one electromagnetic stirrer for stirring the liquid part of a casting strand in its longitudinal or transverse direction, characterized in that the stirrer (2; 16, 17; 18, 19) on its Magnetic yoke has interchangeable magnetic teeth (3, 9) which extend from the part having the magnetic coils in the direction of the casting strand (1), an air gap between the teeth (3, 9) and the casting strand (1) is formed.

2. Stirrer arrangement according to claim 1, characterized in that the at least two stirrers (16, 17; 18, 19) are arranged on the side of the casting strand on its flat surfaces (5, 6) and extend in the longitudinal direction to the casting strand.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Stirrer arrangement according to claim 2, characterized in that the stirrer (16) of the casting mold (14) are arranged adjacent.

4. Stirrer arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the magnetic teeth (9) are at least partially concentrated starting from the part of the stirrer having the magnetic coils (18, 19) at an acute angle to a partial area of the casting strand (Fig . 2).

5. Stirrer arrangement according to claim 4, characterized in that the magnetic teeth are directed to the area adjacent to the concave side of a curved casting strand (Fig. 5).

6. Stirrer arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that for a coolant, e.g. Water, certain spray nozzles (4) are arranged between at least two magnetic teeth (3) lying next to one another.

7. Stirring arrangement according to claim 1 or 4, characterized in that the magnetic teeth are shielded on their side surfaces, e.g. are covered with copper sheet.