CN113348044B - 用于在铸造金属产品时侧向限制液态金属的电磁设备 - Google Patents

Abstract

一种电磁设备(20)，在被限定于两个反向转动的铸造辊之间的通路的一个开放侧端处，用于侧向限制具有第一电导率的液态金属，至少这些铸造辊的表面由铁磁材料制成，所述设备包括：由具有小于或等于液态金属的所述第一电导率的第二电导率的另外的铁磁材料制成并且封端于两个互相接近的楔形端部(4、4’)的磁轭(1)，所述楔形端部具有相应的内表面(5、5’)以及相应的外表面(7、7’)，内表面面向彼此并且限定间隙(6)，外表面被布置成相对于位于所述间隙中的平面，一个外表面位于一侧上并且另一个外表面位于另一侧上，并且其形状被设定为能够将两个所述楔形端部(4、4’)至少部分地插设在两个铸造辊之间；缠绕在磁轭(1)的至少一个伸展部上并且适于由电流供电的至少一个线圈(8)；由具有大于或等于所述第一电导率的第三电导率的材料制成的至少一个板(9)，所述至少一个板(9)被插设在所述间隙(6)中，以使所述内表面(5、5’)相对于彼此屏蔽。

Description

用于在铸造金属产品时侧向限制液态金属的电磁设备

发明领域

本发明涉及一种用于在根据通常被称为为双辊铸造(Twin Roll Casting)的技术铸造扁平金属产品(flat metal products)(例如条形件)时侧向限制液态金属(尤其是铝)的电磁设备(electromagnetic device)。在本说明书中，术语“铝”意指纯铝和任何铝合金。

背景技术

通常被称为为双辊铸造的技术广泛用于铝条的生产并且其特征在于在两个反向转动的钢辊之间直接馈送液态金属，这些钢辊例如通过水进行冷却。具体地，该方法需要侧向限制铸造金属以增加生产率和避免材料在边部积聚，后续还需要从其边部清除固化的材料废料。

这可以例如通过同时使用机械侧向限制设备或机械边部挡板以及电磁侧向限制设备或电磁边部挡板来实现。

然而，使用现有技术的解决方案会出现许多缺陷，诸如：

-难以侧向限制由于液态金属自身受到高排出压力的液态金属；

-相当小的侧向限制区域；

-缺乏系统灵活性，这由于限制设备无法作用在铸造辊之间而是仅在它们外部起作用，从而不允许用相同的钢辊铸造不同宽度的条形件。

因此觉察到对能够解决前述缺陷的电磁限制设备的需要。

发明概述

本发明的一个目的是制备电磁设备，该电磁设备用于在根据双辊铸造技术的水平或竖直铸造条形件时侧向限制液态金属(特别是铝)，该电磁设备能够改善关于在高压下限制液态金属以及侧向限制区域的延展两者的性能。

本发明的另一个目的是制备灵活的电磁液态金属限制设备，从而允许用相同的钢辊铸造不同宽度的条形件。

本发明借助于电磁设备，该电磁设备用于在被限定在两个反向转动的铸造辊之间的通路的一个开放侧端处，侧向限制液态铝或其液态合金(具有第一电导率)，实现了此类目的以及将根据本说明书将变得明显的其他目的中的至少一者，所述设备包括：

-由第一材料制成的磁轭，第一材料具有低于或等于所述第一电导率的第二电导率，所述第一材料为铁磁材料并且所述磁轭封端(end)于两个互相靠近的楔形端部，所述楔形端部具有相应的内表面和相应的外表面，相应的内表面面向彼此并且限定间隙，相应的外表面被布置成相对于位于所述间隙中的平面而言，一个外表面位于一侧上并且另一个外表面位于另一侧上，并且形状被设定成能够将两个所述楔形端部至少部分地插设在两个铸造辊之间；

-至少一个线圈，该至少一个线圈缠绕在磁轭的至少一个伸展部上并且适于由电流供电；

-至少一个板，该至少一个板被插设在所述间隙中；

其中所述至少一个板由具有大于或等于所述第一电导率的第三电导率的第二材料制成，由此所述至少一个板使所述内表面相对于彼此电磁屏蔽。

本发明的另一个方面涉及一种用于铸造由铝或其合金制成的扁平产品的铸造机器，该铸造机器包括：

-限定通路的两个反向转动的铸造辊，这些铸造辊具有两个开放侧端，用于使液态铝固化并且形成扁平产品；

-用于将液态铝馈送到两个铸造辊之间的空间中的馈送装置；

-具有上述特征的第一电磁设备，将其两个楔形端部在所述通路的第一开放侧端处至少部分地插设在两个铸造辊之间；

-优选的具有上述特征的第二电磁设备，将其两个楔形端部在所述通路的第二开放侧端处至少部分地插设在两个铸造辊之间；

优选地，其中所述铸造机器为水平铸造机器，所述两个反向转动的铸造辊是叠放的，并且所述馈送装置适于将液态铝水平地馈送到两个铸造辊之间的空间中。

本发明的另外的方面涉及一种借助于前述铸造机器执行的，用于铸造由铝或其合金制成的扁平产品的铸造方法，该方法包括以下步骤：

-借助于馈送装置将液态铝馈送到两个铸造辊之间的空间中；

-在两个铸造辊之间的通路中固化液态铝并且形成扁平产品；

其中，借助于第一电磁设备在通路的两个开放侧端中的至少一个处提供对液态铝的侧向限制；优选地，其中，借助于所述第一电磁设备在通路的所述两个侧端中的第一开放侧端处提供对液态铝的第一侧向限制，并且优选地，借助于第二电磁设备在通路的所述两个侧端中的第二开放侧端处提供对液态铝的第二侧向限制；

优选地，其中，借助于水平铸造机器执行铸造方法。

有利地，本发明的电磁设备或边部挡板的解决方案使下列要求得到满足：

-对受到例如多达150毫米的高液态金属排出(liquid metal head)压力的金属进行侧向限制；

-相关的侧向限制区域可以在长度上可以改变，例如从50毫米到90毫米(收进)；

-系统是灵活的并且允许铸造不同宽度的条形件而无需用不同长度的其他辊对铸造辊进行更换。

本发明的铸造机器还利用优选地由钢制成(至少在其与待固化产品接触的外部由钢制成)的铸造辊的磁性，在铸造步骤中将由至少一个线圈产生的磁场首先在所述线圈与铸造辊之间传播、然后在铸造辊与例如由铝制成的金属产品之间传播，因而通过电感产生涡电流，通过与磁场互相作用，在金属产品的边部产生能够与液态金属排出压力对比的洛伦兹力。

磁轭可以被制成铁磁材料的单个件或者由多个铁磁片材制成，该多个铁磁片材布置在彼此顶部上或并排布置并且彼此电绝缘。

在两种变型中，因为磁轭作为整体必须具有低电导率(这显著减少涡电流的产生并且因此需要集中冷却磁轭)，所以对于磁轭材料的选择是重要的。

在两个楔形端部之间存在由所述第二材料制成的至少一个板，这使得：

-避免磁场封闭在轭自身之中，从而将磁场朝向铸造辊传播并且促进限制力的产生；

-可能使主要因为迟滞引起的损耗而升温的轭或磁聚集器(magneticconcentrator)被冷却。

铸造产品的金属与铸造辊之间更佳的热交换允许更高的生产率(例如对于厚度为5毫米的铝的条形件而言，10m/min的生产率)以及更大的生产控制灵活性。

根据优选的且非排他的详细描述，本发明的另外的特征和优点将变得更加明显。

从属权利要求描述了本发明的特定实施例。

附图简述

对本发明的描述参照了通过非限制性示例的方式提供的附图，在这些附图中：

图1示出了根据本发明的带有侧向限制仪器的水平铸造机器的视图；

图2示出了本发明的电磁设备的透视图；

图3示出了铸造机器的剖面，其示出固化区；

图4示出了未带有上辊的从图2中的部分的顶部看到的透视图；

图5示出了本发明的电磁设备的透视图；

图6示出了图5中的设备的第一部件的透视图；

图7示出了图5中的设备的第二部件的透视图；

图8a示出了图5中的设备的第三部件的第一透视图；

图8b示出了所述第三部件的第二透视图；

图9概略地示出了由本发明的电磁设备产生的磁场的路径；

图10示出了所述第三部件的局部剖面图；

图11示出了图5中的设备的局部剖面透视图；

图12示出了图5中的设备的半部的另外的透视图。

发明示例实施例的描述

图1示出包括一对作为本发明的目的的电磁设备20、21的水平铸造机器的示例。然而，本发明的电磁设备还可以用于竖直铸造机器中。

附图中图示的水平型式下的用于铸造扁平的金属产品(例如优选地由铝制成的条形件)的铸造机器包括：

-两个反向转动并叠放的铸造辊22、22’，这些铸造辊限定针对待铸造的金属的、具有两个开放侧端的出口通路，用于固化液态金属并形成扁平产品；

-用于将液态金属朝向限定在两个铸造辊之间的通路，水平地馈送到两个铸造辊之间的空间中的馈送装置；

-第一电磁设备20，该第一电磁设备的楔形端部4、4’在通路的第一开放侧端处至少部分地插设在两个铸造辊之间；

-优选的第二电磁设备21，该第二电磁设备的楔形端部4、4’在所述通路的第二开放侧端处至少部分地插设在两个铸造辊之间。

在本说明书中，术语“铝”意指纯铝以及任何的与至少一种金属(例如铜、锌、锰、硅或镁)的铝合金。

有利地，前述铸造机器不能配备任何机械侧向限制设备。

如果仅需要在所述通路的两个侧端中的一个处侧向限制液态金属，则仅使用一个电磁设备是足够的。

优选地，至少铸造辊22、22’的外表面是由铁磁材料(例如铁磁钢)制成的。

馈送装置是本身已知的，包括：

-用于收集例如来自入口通道(未示出)的液态金属(例如铝)的浇注盘34；

-优选地由陶瓷材料制成的、用于将来自浇注盘34的液态金属朝向由两个铸造辊22、22’界定的通路水平地馈送的卸料机35。

可以提供移动装置60，用于移动第一电磁设备20和/或第二电磁设备21以在平行于包含两个铸造辊22、22’的转动轴线的平面的方向Z(图4)上调节彼此相距的距离。此类移动装置60可以为例如线性致动器、液压致动器、机械致动器、气动致动器、它们的组合等等。

这允许铸造不同宽度的金属产品(例如条形件)而无需更换铸造辊。从待生产的一个条形件的尺寸过渡到另一个条形件的尺寸仅需要使两个电磁侧向限制设备中的至少一个电磁限制设备相对于铸造辊沿Z方向侧向移位。这同样可以适用于仅一个电磁设备的情况。

因此，在铸造辊的宽度相同，所述宽度固定的情况下，可以移动电磁侧向限制设备以限定待铸造的条形件的不同宽度，并且因此不必和现有技术一样具有专用辊组，在现有技术中电磁设备不能侧向移位，并且因此每当需要铸造不同宽度的条形件时必须更换铸造辊。

适用于在铸造期间在限定在两个铸造辊22、22’之间的通路的相应的开放侧端处侧向限制液态金属的每个电磁设备20、21包括：

-由另外的铁磁材料(该铁磁材料作为整体具有的电导率低于或等于待铸造的金属的电导率)制成并且封端于两个互相靠近的楔形端部4、4’的磁轭1，所述楔形端部4、4’具有相应的内表面5、5’以及相应的外表面7、7’，内表面5、5’面向彼此且限定间隙6，外表面7、7’被布置在对应的内表面5、5’对面并且被布置成相对于位于所述间隙6中的平面，一个外表面位于一侧上而另一个外表面位于另一侧上；

-缠绕在磁轭1的至少一个伸展部上并且适于由电流供电的至少一个线圈8；

-由具有大于或等于待铸造的金属的电导率的电导率的材料制成的至少一个板9，所述至少一个板9被插设在间隙6中，以使内表面5、5’相对于彼此电磁屏蔽。

两个楔形端部4、4’的外表面7、7’的形状被设定成使得两个所述楔形端部4、4’均可以被部分地插设在两个铸造辊22、22’之间。

有利地，待铸造以形成扁平产品(例如条形件)的液态金属为铝或铝合金。在铸造步骤中，这些金属的温度包括在约510℃至720℃的范围内。在该温度，铝及其合金的电导率在约7MS/m至15MS/m的范围内。

更具体地，在铸造步骤中，铝的温度在约660℃至700℃的范围内。在此温度，铝的电导率包括在从9MS/m至11MS/m的范围内。

因此，重要的是选择磁轭1和板9的材料，以在铝或其合金的铸造步骤期间满足以下关系：

σ_板≥σ_Al≥σ_轭

其中，σ_Al为铝或其合金的电导率。

优选地，板9由选自以下的材料制成：铜、银或其他合适的金属。

例如，在所述铸造步骤期间，板9的材料的电导率为至少20MS/m，例如约40MS/s。

优选地，在铸造铝或其合金期间，板9的温度保持在约200℃以下，例如在170至180℃的范围内。

优选地，磁轭1由例如选自以下的铁磁材料制成：硅钢、“Fluxtrol”材料(例如Fluxtrol 100)、或由MagShape制备的“Grey T型号”、或由于掺杂在构成磁轭1的铁元件与塑料元件之间而具有磁电性能(这意味着由于涡电流的形成而引起的内加热现象减少)的任何材料。

例如，在前述铸造步骤期间，磁轭1的铁磁材料的电导率小于或等于500S/m，优选地小于或等于100S/m。

优选地，在铸造铝或其合金期间，磁轭1的温度保持在约200℃之下，例如在170℃至180℃的范围内。

有利地，每个电磁设备20、21以及因此相应的磁轭1被侧向地定位并且相对于由卸料机或馈送尖端35占据的区域处于外部位置，例如完全处于所述区域外部。

此外，磁轭1未被成型为适合于卸料机35。反而，磁轭1被成型为限定前述间隙6，板9被插设在间隙6中，所述板由导电且磁性材料制成，以电磁屏蔽内表面5、5’，内表面5、5’优选为扁平的并且基本上彼此平行的。因此，板9对于由电磁设备产生的磁场是不可穿透的。

优选地，两个楔形端部4、4’的面向彼此的内表面5、5’之间的间隙或距离6在2毫米至25毫米的范围内，优选地4毫米至8毫米。可选地，板9或至少板9的被布置在两个内表面5、5’之间的部分具有的厚度在1.5毫米至24.5毫米、优选地3.5毫米至7.5毫米的范围内。因此，由于楔形端部4、4’的外表面7、7’的形状，并且由于间隙6以及因此板9非常薄的事实，所以由板9适当转向的磁场通量进入到铸造辊中并且穿过铸造辊之间的空间，在该空间非常窄的点穿过待铸造的铝。例如，考虑到880毫米的铸造辊直径，铸造辊之间的磁场通量在其离开楔形端部4并且随后在另一楔形端部4’中封闭时形成约5厘米至6厘米的路径。优选地，两个楔形端部4、4’相对于位于间隙6中的对称平面对称地布置，其中相应的内表面5、5’基本上平行并且靠近所述对称平面，并且扁平或弯曲的相应外表面7、7’远离对称平面但却基本上朝向所述对称平面汇聚，以限定楔形形状。

在变型中，楔形端部4、4’的外表面7、7’是具有基本上等于对应的铸造辊的外半径的曲率半径的曲线形的。每个楔形端部4、4’还设置有两个另外的侧向表面26，这些另外的侧向表面横向于、优选地垂直于内表面5、5’，并且将内表面5、5’结合至相应的外表面7、7’。

有利地，对液态金属的侧向限制通过以下操作实现：向至少一个线圈8供应电流，使得由于铸造机器的一些部件的材料的磁性以及所使用的不同材料的电导率之间的关系，因此，如图9所示，由线圈8产生的磁场通量连续穿过以下项：

-从磁轭1的主体2穿过到达其第一楔形端部4，

-从所述第一楔形端部4穿过到达第一铸造辊22，

-通过在两个铸造辊之间行进的金属产品，从所述第一铸造辊22穿过到达第二铸造辊22’，因而通过感应产生涡电流，随后产生洛伦兹力，以用于在经过两个铸造辊之间的产品边部上对液态金属进行侧向限制，

-从所述第二铸造辊22’穿过到达磁轭1的第二楔形端部4’，

-以及从所述第二楔形端部4’穿过再次到达磁轭1的主体2。

优选地，如果借助于水平铸造机器执行该铸造方法，则从第一辊22到第二辊22’的磁场通量的通路基本上是竖直的；而如果借助于竖直铸造机器执行该铸造方法，则从第一辊22到第二辊22’的磁场通量的通路基本上是水平的。

仅以示例的方式，在对本发明的设备进行操作期间，电磁设备与铸造辊之间的最小距离(即楔形端部4、4’的外表面7、7’与对应的铸造辊之间的最小距离)为约0.5毫米至2毫米，例如约1毫米。优选地，电磁设备与液态金属之间的距离为约8毫米至12毫米，例如10毫米。

有利地，板9的材料的电导率防止磁场在磁轭自身之中闭合，从而将磁场通量从楔形端部4朝向近侧的铸造辊22的表面(由铁磁材料制成)传播，因而促进限制力。

液态金属通过铸造机器的固化方法在图1至图4中示出。在该方法中，产品(例如条形件或片材)借助于液态金属馈送装置通过卸料设备35直接浇铸在两个被冷却的且反向转动的铸造辊22、22’之间。固化区域的剖面在图3中示出。液态金属一接触辊22、22’，固体壳就开始形成，朝向出口通路38增长。附着至上辊22和下辊22’的固体壳到达位于出口通路38的正前面的固化点36(通常，对于铸造速度为约1.2m/min并且金属片材厚度为5毫米的常规方法，总固化长度为约10毫米至22毫米)，并且从固化点，铸造辊22、22’使金属产品变形，获得铸造产品37。参照图4，电磁设备或边部挡板20用于通过在铸造期间沿贮槽深度39施加压力来操纵金属(图3，贮槽深度39对应于实际的固化长度)。由于前述洛伦兹力，该压力在卸料机35与出口通路38之间的区域中控制金属的侧边部的位置，在所述区域中不存在实际的物理限制。如图4中概略地示出的(在该附图中铸造方向由附图标号44指示)，液态金属被物理限制在卸料机35内侧的区域由附图标号40指示；液态金属未被侧向地物理限制的固化区域由附图标号41指示；铸造产品完全为固体并且厚度减小的区域由附图标号42指示；并且借助于电磁设备20，通过洛伦兹力限制液态金属的侧向区域(在图4中圈出)由附图标号43指示。

优选地，如图5和图6所示，磁轭1具有设置有两个臂3、3’的主体2，每个臂封端于相应的楔形端部4、4’。

在水平铸造的情况下，两个楔形端部4、4’被布置成一个在另一个之上。

在变型中，如图6所示，臂3、3’包括：

-相应的第一伸展部11、11’，所述第一伸展部11、11’彼此间隔开并且基本上彼此平行，

-以及相应的第二伸展部12、12’，所述第二伸展部12、12’在相应的互相汇聚方向上倾斜并且各自将相应的第一伸展部11、11’连接至相应的楔形端部4、4’。

主体2设置有另外的伸展部45，该另外的伸展部连接第一伸展部11、11’并且被布置成处于远离楔形端部4、4’的位置中。

优选地，第一伸展部11、11’和第二伸展部12、12’沿第一平面布置，并且提供第三弯曲伸展部13、13’，这些第三弯曲伸展部将相应的第二伸展部12、12’连接至相应的楔形端部4、4’。因此，两个楔形端部4、4’沿第二平面布置，该第二平面相对于第一平面倾斜的角度大于90°、优选地在120°和150°之间。

在本发明的实施例中，具有上述形状的磁轭1的主体2由铁磁材料(例如硅钢)制成，并且可以由此类铁磁材料的单个固体件形成。在另一个实施例中，磁轭1的主体2可以由一系列铁磁片材形成，这些铁磁片材使用机械装置、胶粘剂或类似装置弯曲并固定在一起以提供期望的构造，所述铁磁片材借助于绝缘体而彼此绝缘，使用的技术类似于用于构成变压器的铁磁芯的技术。

优选地，在图8a和图8b中所示的变型中，至少一个板9、优选单个板9包括被布置在楔形端部4、4’的内表面5、5’之间的扁平部23。所述扁平部23的厚度优选地在约1.5毫米至24.5毫米的范围内，例如在3.5至7.5毫米的范围内。

可选地，所述扁平部23在其一个端部处设置有岔口，该岔口带有基本上平行于磁轭1的臂3、3’的第二伸展部12、12’的分叉的伸展部14、14’。两个分叉的伸展部14、14’之间的空间可以如图所示为空的，或者为充满的，由此提供具有前述分叉的伸展部14、14’作为两个相对表面的材料块。优选地，扁平部23具有弯曲端伸展部24，弯曲端伸展部24被布置在磁轭的第三弯曲伸展部13、13’之间并且连接至分叉的伸展部14、14’。

板9优选地还在其侧边部47处(图10)设置有壁15(图8a、图8b)，该壁横向于、优选地正交于扁平部23并且该壁的形状被设定为覆盖两个楔形端部4、4’的侧表面26。

壁15还设置有带有相应的分叉的伸展部16、16’的相应的岔口，这些相应的分叉的伸展部16、16’横向于、优选地垂直于板9的分叉的伸展部14、14’并且其形状被设定为覆盖磁轭1的主体2的所述第二伸展部12、12’的侧面。优选地，弯曲伸展部15’将壁15的本体连接至分叉的伸展部16、16’。

优选地，板9例如借助于胶粘粘结剂被固定至磁轭1。可以使用具有以下特征的环氧树脂胶粘剂：

-对高温的稳定性；

-耐化学性；

-低吸湿性；

-良好的导热性；

-高胶粘强度；

-非导电的。

具体地，扁平部23(例如矩形)被固定至楔形端部4、4’的内表面5、5’；分叉的伸展部14、14’被固定至主体2的相应的第二伸展部12、12’；弯曲端伸展部24被固定至第三弯曲伸展部13、13’；壁15被固定至两个楔形端部4、4’的侧表面26。此外，具体地，壁15的弯曲伸展部15’被固定至主体2的弯曲伸展部13、13’的内表面，而壁15的分叉的伸展部16、16’被固定至主体2的对应的第二伸展部12、12’的侧面。

有利地，板9可以设置有冷却装置。这些冷却装置包括至少一个通道10，至少一个通道10在板9内形成并且可以连接至冷却液(例如水)的供应管路。

在图10的局部剖面图(在该附图中为了更好地理解，壁15的上部是不可见的)中示出的变型中，在板9内部的通道10被形成于板9的两个边部附近，并且具体地沿对应于楔形端部4、4’的尖端的边部25、以及沿边部27(即板9的在操作位置中靠近待铸造产品的通路的侧向端部并因此远离壁15的边部)。该构造允许去除由焦耳效应在磁轭1中靠近待铸造产品的通路的部分中产生的热，从而保持轭温度在约180℃以下。

优选地，通道10在平面图中基本上呈L形，带有沿边部25的短伸展部以及沿边部27的长伸展部。优选地，由供应管路(未示出)供应的冷却液从边部25的端部进入通道10，并且从边部27的端部离开通道10。具体地，壁15在边部25的端部处设置有槽50(图8a)，以使冷却液进入通道10。

沿边部27的通道10的长伸展部可以在板的扁平部23的弯曲端伸展部24处具有弯曲端28。优选地，在这种情况下，由供应管路供应的冷却液从靠近壁15的边部25的端部进入通道10，并且从远离边部25的通道的弯曲端离开通道10。

除了通道10之外，还可以提供合适的冷却系统以使整个壁15的外壁以及板9的分叉的伸展部14、14’的外壁冷却。

在图5所示的变型中，提供了串联连接的两个线圈8、8’，每个线圈8、8’缠绕在磁轭1的相应的臂3、3’的第一伸展部11、11’上。未排除使用多于两个线圈。例如由铜制成的线圈优选地为中空的并且/或者优选地是内部水冷的。

有利地，可以提供延伸穿过臂3、3’的至少一个第一伸展部11、11’的至少一条冷却管路。

优选地，如图11和图12所示，提供了两条冷却管路，一条至少穿过臂3的被线圈8所缠绕的第一伸展部11，并且另一条至少穿过臂3’的被线圈8’所缠绕的第一伸展部11’。

相应的通道或管道29、30(例如为U形)可以位于或插设在壁3、3’内侧。用于分别使冷却液流入和流出通道29或通道29、30的开口31、32设置在主体2中，例如设置在伸展部45中。

根据本发明的另外方面，提供了电磁设备20，电磁设备20优选地适于在限定于两个反向转动的铸造辊22、22’之间的通路的开放侧端处，侧向限制液态铝或其液态合金。所述设备包括：

-由具有第一电导率的第一材料制成的磁轭1，所述第一材料为铁磁材料，并且所述磁轭封端于两个互相靠近的楔形端部4、4’，所述楔形端部具有面向彼此并且限定间隙6的相应的内表面5、5’以及相应的外表面7、7’，这些相应的外表面7、7’被布置成：相对于位于所述间隙中的平面而言，一个外表面位于一侧上，并且另一个外表面位于另一侧上；

-缠绕在磁轭1的至少一个伸展部上并且适于由电流供电的至少一个线圈8；

-插设在所述间隙6中的至少一个板9；

其特征在于，所述至少一个板9由具有第二电导率的第二材料制成，第二电导率大于或等于所述第一电导率，由此所述至少一个板9可以使所述内表面5、5’相对于彼此电磁屏蔽。

可选地，第一材料的第一电导率小于或等于500S/m，并且第二材料的第二电导率在第二温度至少为20MS/m，该第二温度包括在约170℃至200℃的范围内。

实际上，在铸造铝或其合金期间，板9和磁轭1优选地保持在所述第二温度。优选地，板9由选自铜或银或其他合适金属的材料制成；并且磁轭1由选自硅钢或Fluxtrol材料或“Grey T型”材料的铁磁材料或其他合适的铁磁材料制成。

可选地，所述至少一个板9设置有冷却装置，该冷却装置优选地包括至少一个通道10，至少一个通道10形成于所述至少一个板9内侧、可以连接至冷却液馈送管路。

磁轭1、板9以及至少一个线圈8、8’可以具有上文所述或权利要求5至12中所要求保护的变型的技术特征。

本申请还提供了以下方面：

1)一种电磁设备，所述电磁设备用于在被限定于两个反向转动的铸造辊之间的通路的一个开放侧端处，侧向限制具有第一电导率的液态铝或液态铝合金，所述设备包括：

-磁轭，其由具有低于或等于所述第一电导率的第二电导率的第一材料制成，所述第一材料为铁磁材料，并且所述磁轭封端于两个互相接近的楔形端部，所述楔形端部具有相应的内表面以及相应的外表面，所述内表面面向彼此并且限定间隙，所述外表面被布置成：相对于位于所述间隙中的平面而言，一个外表面位于一侧上并且另一个外表面位于另一侧上；

-至少一个线圈，其缠绕在所述磁轭的至少一个伸展部上并且适于由电流供电；

-至少一个板，其插设在所述间隙中；

其特征在于，所述至少一个板由第二材料制成，所述第二材料具有大于或等于所述第一电导率的第三电导率，由此所述至少一个板能够使所述内表面相对于彼此电磁屏蔽。

2)根据1)所述的设备，其中，所述至少一个板设置有冷却装置。

3)根据2)所述的设备，其中，所述冷却装置包括至少一个通道，所述至少一个通道形成于所述至少一个板内并且能够连接至冷却液馈送管路。

4)根据前述中任一项所述的设备，其中，

在包括在约510℃至720℃的范围内的第一温度，所述液态铝或其液态合金的所述第一电导率包括在约7MS/m至15MS/m的范围内；优选地，其中，所述第一铁磁材料的所述第二电导率小于或等于500S/m，并且在包括在约170℃至200℃的范围中的第二温度，所述第二材料的所述第三电导率为至少20MS/m，优选地，其中，所述板由选自铜、银或其他合适金属的材料制成；并且其中，所述磁轭由选自硅钢、Fluxtrol材料、“Grey T型”材料的铁磁材料或其他合适的铁磁材料制成。

5)根据前述中任一项所述的设备，其中，所述磁轭具有设置有两个臂的主体，每个臂封端于相应的楔形端部并且优选地连续地具有相应的第一伸展部以及相应的第二伸展部，所述第一伸展部间隔开并且基本上平行，所述第二伸展部在相应的互相汇聚方向上倾斜，每个第二伸展部将相应的第一伸展部连接至相应的楔形端部。

6)根据5)所述的设备，其中，所述第一伸展部和所述第二伸展部沿第一平面布置，并且提供将相应的第二伸展部连接至相应的楔形端部的第三弯曲伸展部；优选地，其中，所述楔形端部沿第二平面布置，所述第二平面相对于所述第一平面倾斜的角度大于90°。

7)根据1)所述的设备，其中，所述至少一个板、优选地仅一个板包括被布置在所述楔形端部的所述内表面之间的扁平部；优选地，其中，所述扁平部的厚度包括在1.5毫米至24.5毫米的范围内，而所述间隙的厚度包括在2毫米至25毫米的范围内。

8)根据5)或6)所述的设备，其中，所述至少一个板设置有带有分叉的伸展部的岔口，所述分叉的伸展部基本上平行于所述第二伸展部。

9)根据8)所述的设备，其中，所述至少一个板在其侧边部处设置有壁，所述壁横向于、优选地垂直于所述板的布置于所述楔形端部的所述内表面之间的扁平部，所述壁的形状被设定为覆盖所述楔形端部的侧面；优选地，其中，所述壁设置有带有相应分叉的伸展部的相应岔口，所述分叉的伸展部横向于所述板的所述分叉的伸展部并且形状被设定为覆盖所述第二伸展部的侧面。

10)根据1)或5)所述的设备，其中，提供至少两个串联连接的线圈，每个线圈缠绕在所述磁轭的相应的臂的第一伸展部上。

11)根据1)或10)所述的设备，其中，提供至少一条冷却管路，所述至少一条冷却管路穿过所述磁轭的相应的臂的所述第一伸展部。

12)根据前述中任一项所述的设备，其中，所述磁轭被制成一个单件，或者由重叠或并排并且彼此绝缘的多个铁磁片材构成。

13)一种用于铸造由铝或其合金制成的扁平产品的铸造机器，包括：

-两个反向转动的铸造辊，其限定具有两个开放侧端的通路，用于固化液态铝并且形成扁平产品；

-馈送装置，其用于将所述液态铝馈送到所述两个铸造辊之间的空间中；

-根据前述中任一项所述的第一电磁设备，将其两个楔形端部在所述通路的第一开放侧端处至少部分地插设在所述两个铸造辊之间；

-优选的根据前述中任一项所述的第二电磁设备，将其两个楔形端部在所述通路的第二开放侧端处至少部分地插设在所述两个铸造辊之间；优选地，其中，所述铸造机器是水平铸造机器，所述两个反向转动的铸造辊是叠放的，并且所述馈送装置适于将所述液态金属水平地馈送到所述两个铸造辊之间的所述空间中。

14)根据13)所述的机器，其中，至少所述两个铸造辊的所述外表面由第三材料制成，所述第三材料是铁磁的，优选为钢。

15)根据13)所述的机器，其中，提供移动装置，以用于使所述第一电磁设备和/或所述第二电磁设备移动以沿平行于包含所述两个铸造辊的转动轴线的平面的方向调节彼此之间的距离，由此能够使用相同的铸造辊铸造不同宽度的扁平产品。

16)一种铸造方法，用于铸造由铝或其合金制成的扁平产品，所述铸造方法适合由根据13)所述的铸造机器执行，所述方法包括以下步骤：

-借助于所述馈送装置将液态铝馈送到所述两个铸造辊之间的所述空间中；

-在所述两个铸造辊之间的所述通路中固化所述液态铝并且形成扁平产品；

其中，借助于第一电磁设备在所述通路的所述两个开放侧端中的至少一个处提供对所述液态铝的侧向限制；

优选地，其中，借助于所述第一电磁设备在所述通路的第一开放侧端处提供对所述液态铝的第一侧向限制，并且借助于第二电磁设备在所述通路的第二开放侧端处提供对所述液态铝的第二侧向限制；

优选地，其中，所述铸造方法借助于水平铸造机器执行。

17)根据16)所述的方法，其中，对于所述第一电磁设备和所述第二电磁设备中的每一者，通过向所述至少一个线圈供应电流获得对所述液态铝的所述侧向限制，由此，由所述线圈产生的磁场通量连续穿过以下项：

-从所述磁轭的主体穿过到达第一楔形端部，

-从所述第一楔形端部穿过到达所述两个铸造辊中的第一辊，

-通过在所述铸造辊之间行进的所述铝从所述第一辊穿过到达所述两个铸造辊中的第二辊，因而通过感应产生涡电流，随后产生洛伦兹力，以用于在经过所述两个铸造辊之间的所述产品的边部上对所述液态铝进行侧向限制，

-从所述第二辊穿过到达第二楔形端部，

-以及从所述第二楔形端部穿过再次到达所述主体；

优选地，如果借助于水平铸造机器执行所述铸造方法，则从所述第一辊到达所述第二辊的磁场通量的通路基本上是竖直的；而如果借助于竖直铸造机器执行所述铸造方法，则从所述第一辊到达所述第二辊的磁场通量的通路基本上是水平的。

18)根据16)所述的方法，其中，在铸造期间位于所述两个铸造辊之间，所述铝或其合金的温度在约510℃至720℃的范围内，而所述板以及所述磁轭的温度保持在约200℃以下。

Claims (28)

1.一种电磁设备（20），所述电磁设备用于在被限定于两个反向转动的铸造辊（22、22’）之间的通路的一个开放侧端处侧向限制具有第一电导率的在范围为510℃至720℃的第一温度下的液态铝或液态铝合金，所述电磁设备包括：

- 磁轭（1），其由具有低于所述第一电导率的在170℃至200℃的第二温度下的第二电导率的第一材料制成，所述第一材料为铁磁材料，并且所述磁轭（1）具有设置有两个臂（3、3’）的主体（2），每个臂具有至少一个伸展部，所述磁轭封端于两个互相接近的楔形端部（4、4’），所述楔形端部具有相应的内表面（5、5’）以及相应的外表面（7、7’），所述内表面（5、5’）面向彼此并且限定间隙（6），所述外表面（7、7’）被布置成：相对于位于所述间隙中的平面而言，一个外表面位于一侧上并且另一个外表面位于另一侧上；

- 至少一个线圈（8），其缠绕在所述磁轭（1）的所述至少一个伸展部上并且由电流供电；

- 至少一个板（9），其插设在所述间隙（6）中；

其特征在于，所述至少一个板（9）由具有在所述第二温度下的第三电导率的第二材料制成，所述第二材料在所述第二温度下的第三电导率大于所述液态铝或液态铝合金在所述第一温度下的所述第一电导率，由此所述至少一个板（9）能够使所述内表面（5、5’）相对于彼此电磁屏蔽，其中在所述第一温度，所述液态铝或液态铝合金的所述第一电导率在7 MS/m至15 MS/m的范围内，并且其中在170℃至200℃的范围中的所述第二温度下，所述第一材料的所述第二电导率小于或等于500 S/m，并且在170℃至200℃的范围中的所述第二温度下，所述第二材料的所述第三电导率为至少20 MS/m。

2.根据权利要求1所述的电磁设备，其中，所述至少一个板（9）设置有冷却装置。

3.根据权利要求2所述的电磁设备，其中，所述冷却装置包括至少一个通道（10），所述至少一个通道（10）形成于所述至少一个板（9）内并且能够连接至冷却液馈送管路。

4.根据权利要求1所述的电磁设备，其中，

所述至少一个板（9）由选自铜或银的材料制成；并且其中，所述磁轭（1）由选自硅钢、Fluxtrol材料或Grey T型材料的铁磁材料制成。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电磁设备，其中，封端于所述两个互相接近的楔形端部（4、4’）中的相应的楔形端部（4、4’）的每个臂连续地具有相应的第一伸展部（11、11’）以及相应的第二伸展部（12、12’），所述第一伸展部（11、11’）间隔开并且基本上平行，所述第二伸展部（12、12’）在相应的互相汇聚方向上倾斜，每个第二伸展部将相应的第一伸展部（11、11’）连接至相应的楔形端部（4、4’）。

6.根据权利要求5所述的电磁设备，其中，所述第一伸展部（11、11’）和所述第二伸展部（12、12’）沿第一平面布置，并且提供了将相应的第二伸展部（12、12’）连接至相应的楔形端部（4、4’）的第三弯曲伸展部（13、13’）。

7.根据权利要求6所述的电磁设备，其中，所述楔形端部（4、4’）沿第二平面布置，所述第二平面相对于所述第一平面倾斜的角度大于90°。

8.根据权利要求1所述的电磁设备，其中，所述至少一个板（9）包括被布置在所述楔形端部（4、4’）的所述内表面（5、5’）之间的扁平部（23）。

9.根据权利要求8所述的电磁设备，其中，提供了仅一个板（9），该仅一个板（9）包括被布置在所述楔形端部（4、4’）的所述内表面（5、5’）之间的扁平部（23）。

10.根据权利要求8所述的电磁设备，其中，所述扁平部（23）的厚度包括在1.5毫米至24.5毫米的范围内，而所述间隙（6）的厚度包括在2毫米至25毫米的范围内。

11.根据权利要求6所述的电磁设备，其中，所述至少一个板（9）设置有带有分叉的伸展部（14、14’）的岔口，所述分叉的伸展部（14、14’）基本上平行于所述第二伸展部（12、12’）。

12.根据权利要求11所述的电磁设备，其中，所述至少一个板（9）在其侧边部（47）处设置有壁（15），所述壁横向于所述至少一个板（9）的布置于所述楔形端部（4、4’）的所述内表面（5、5’）之间的扁平部（23），所述壁（15）的形状被设定为覆盖所述楔形端部（4、4’）的侧面（26）。

13.根据权利要求12所述的电磁设备，其中，所述壁（15）垂直于所述至少一个板（9）的所述扁平部（23）。

14.根据权利要求12所述的电磁设备，其中，所述壁（15）设置有带有相应分叉的伸展部（16、16’）的相应岔口，所述壁（15）的所述分叉的伸展部（16、16’）横向于所述至少一个板（9）的所述分叉的伸展部（14、14’）并且形状被设定为覆盖所述第二伸展部（12、12’）的侧面。

15.根据权利要求5所述的电磁设备，其中，提供了至少两个串联连接的线圈（8、8’），每个线圈（8、8’）缠绕在所述磁轭（1）的相应的臂（3、3’）的第一伸展部（11、11’）上。

16.根据权利要求15所述的电磁设备，其中，提供了至少一条冷却管路，所述至少一条冷却管路穿过所述磁轭（1）的相应的臂（3、3’）的第一伸展部（11、11’）。

17.根据权利要求1-4和6-16中任一项所述的电磁设备，其中，所述磁轭（1）被制成一个单件，或者由重叠或并排并且彼此绝缘的多个铁磁片材构成。

18.一种用于铸造由铝或其合金制成的扁平产品的铸造机器，包括：

- 两个反向转动的铸造辊（22、22’），其限定具有两个开放侧端的通路，用于固化液态铝并且形成扁平产品；

- 馈送装置（34、35），其用于将所述液态铝馈送到所述两个反向转动的铸造辊（22、22’）之间的空间中；

- 根据前述权利要求中任一项所述的电磁设备（20），所述电磁设备（20）包括第一电磁设备，将其两个楔形端部（4、4’）在所述通路的第一开放侧端处至少部分地插设在所述两个反向转动的铸造辊（22、22’）之间。

19.根据权利要求18所述的铸造机器，其中，所述电磁设备还包括第二电磁设备（21），将其两个楔形端部（4、4’）在所述通路的第二开放侧端处至少部分地插设在所述两个反向转动的铸造辊（22、22’）之间。

20.根据权利要求19所述的铸造机器，其中，所述铸造机器是水平铸造机器，所述两个反向转动的铸造辊（22、22’）是叠放的，并且所述馈送装置（34、35）被配置成将所述液态铝水平地馈送到所述两个反向转动的铸造辊之间的所述空间中。

21.根据权利要求18所述的铸造机器，其中，至少所述两个反向转动的铸造辊（22、22’）的外表面由第三材料制成，所述第三材料是铁磁的。

22.根据权利要求21所述的铸造机器，其中，所述第三材料是钢。

23.根据权利要求19所述的铸造机器，其中，提供了移动装置（60），以用于使所述第一电磁设备（20）和/或所述第二电磁设备（21）移动以沿平行于包含所述两个反向转动的铸造辊（22、22’）的转动轴线的平面的方向（Z）调节彼此之间的距离，由此能够使用相同的铸造辊铸造不同宽度的扁平产品。

24.一种铸造方法，用于铸造由铝或其合金制成的扁平产品，所述铸造方法由根据权利要求19所述的铸造机器执行，所述铸造方法包括以下步骤：

- 借助于所述馈送装置（34、35）将液态铝馈送到所述两个反向转动的铸造辊（22、22’）之间的所述空间中；

- 在所述两个反向转动的铸造辊（22、22’）之间的所述通路中固化所述液态铝并且形成扁平产品；

其中，借助于电磁设备（20）在所述通路的所述两个开放侧端中的至少一个处提供对所述液态铝的侧向限制；并且其中在铸造期间在所述两个反向转动的铸造辊（22、22’）之间，所述液态铝或其合金的温度在510℃至720℃的范围内，而所述至少一个板（9）以及所述磁轭（1）的温度保持在200 ℃以下。

25.根据权利要求24所述的铸造方法，其中，借助于所述第一电磁设备（20）在所述通路的第一开放侧端处提供对所述液态铝的第一侧向限制，并且借助于第二电磁设备（21）在所述通路的第二开放侧端处提供对所述液态铝的第二侧向限制。

26.根据权利要求25所述的铸造方法，其中，所述铸造方法借助于水平铸造机器执行。

27.根据权利要求25所述的铸造方法，其中，对于所述第一电磁设备（20）和所述第二电磁设备（21）中的每一者，通过向所述至少一个线圈（8）供应电流获得对所述液态铝的所述侧向限制，由此，由所述线圈（8）产生的磁场通量连续穿过以下项：

- 从所述磁轭（1）的主体（2）穿过到达所述楔形端部中的第一楔形端部（4），

- 从所述第一楔形端部（4）穿过到达所述两个反向转动的铸造辊中的第一辊（22），

- 通过在所述两个反向转动的铸造辊之间行进的所述扁平产品从所述第一辊（22）穿过到达所述两个反向转动的铸造辊中的第二辊（22’），因而通过感应产生涡电流，随后产生洛伦兹力，以用于在经过所述两个反向转动的铸造辊之间的所述扁平产品的边部上对所述液态铝进行侧向限制，

- 从所述第二辊（22’）穿过到达所述楔形端部中的第二楔形端部（4’），

- 以及从所述第二楔形端部（4’）穿过再次到达所述主体（2）。

28.根据权利要求27所述的铸造方法，其中，如果借助于水平铸造机器执行所述铸造方法，则从所述第一辊（22）到达所述第二辊（22’）的磁场通量的通路基本上是竖直的；而如果借助于竖直铸造机器执行所述铸造方法，则从所述第一辊（22）到达所述第二辊（22’）的磁场通量的通路基本上是水平的。

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