CN1392810A - 向连续铸造用的铸锭模供应熔融金属的设备及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包括一个埋入的浇注管(6)的设备,该浇注管在主铸造面(P)内具有方向不同的至少可分为两种类型的流出口(7,8),与其相关的两个相对放置的感应器(14,15)位于铸造用的铸锭模的宽面(22)上,形成一个环绕浇注管(6)的磁隙并产生一个至少覆盖一种类型流出口(7)的横向磁场,提供用于调节磁场强度或移动磁场的装置(20,21),从而能改变熔融金属总流量在流出口之间的分配。尤其是,实施本发明使得可以在任意时间相对于流向铸锭模底部的主要流量部分调节流向自由表面(9)的金属流量部分。本发明优选用于钢扁坯的连续铸造。
Description
技术领域
本发明涉及金属尤其是钢的连续铸造。本发明尤其涉及从上部将熔融金属注入到连续铸造用的铸锭模中的技术,更确切地说,还涉及将磁场应用到铸锭模上以便当熔融金属进到铸锭模时改变其流动的技术。
背景技术
都知道,要是适当地操控电磁作用,磁场在连续铸造用的铸锭模上的应用可以增加铸造设备的产量,同时可保持所得到的铸造产品的冶金特性,甚至可以改善这些特性。事实上,已经证明,因回环流产生的液体动力涡流这方面的害处,当铸造速度增加时,尤其是铸造伸长截面的产品,例如扁钢坯之类的产品时,在铸锭模内部的涡流会非常非常强劲。
应注意到,当连续铸造扁钢坯时,熔融金属通过伸入导管亦称“埋入的浇注管”从放置在其上一段距离处的中间包(répartiteur)中注入铸锭模,所述浇注管的流出口基本上通向主浇铸面,所述主浇铸面平行于在铸锭模内熔融钢的自由表面之下的宽面,一般在该自由表面上覆盖着一个动炉渣的液态层。
可以确定,一旦铸造速度达到约1米/分钟至1.5米/分钟,在浇注管流出口处的液态金属流的速度就高达每秒几米。由此在铸锭模内产生的回环流剧烈搅动金属-炉渣界面。被铸造金属自由表面的波动导致铸件的第一壳层凝固不规则,应知道,这就是在成品上产生有危害的、甚至可造成严重妨害的缺陷(起泡,剥落,等等)的根源。此外,覆盖的炉渣碎块可能被卷到铸锭模中,甚至进到铸件的中心部位,因此降低了所得到的固化金属的纯净度。
对于由这些流体动力波动所产生的问题,目前钢制造厂家主要有两种解决方案:一种方案是采用适合于金属连续铸造的有效的电磁流体动力装置;另一种方案专注于铸造浇注管本身的几何形状。
为此目的开发的、具有静态或行磁场的电磁致动器,能影响在铸锭模中从浇注管流出后的液态金属的回环流动,从而使所述流动减速或加速,或使所述流动在埋入的浇注管两侧对称。
因此,首次开发的电磁制动器在于,在铸锭模内部空间的预定高度处,施加一个横向磁场,所述横向磁场在所述金属穿过该区域时在所述运动金属内部产生一个制动力(拉普拉斯力)。为此,已提出在铸锭模的每个宽面上放置一个磁极,其设计为带线圈的、凸出磁极的电磁铁,其要么具有那种位于浇注管两侧、并在浇注管和铸锭模的窄端面之间的块片形状(EP-A-0040383),要么具有一条在宽面的整个宽度上延伸的水平杆棒的形状(WO 92/12814)或者两条沿高度方向有间隔地安置的平行杆棒的形状(WO 96/26029,WO 98/53936)。无论采用那种几何形状,目的一样:一方面,与相对放置在铸锭模另一面上的极性相反的配对磁极一起,产生一个横向磁场,其作用是减缓所述的升至自由液面的过于强烈的流动,而另一方面,还可以在铸锭模整个截面上较好地分配向下流动的液态金属的主流动。
为了给这类技术更大的调节灵活性,已提出不再使用静磁场而是使用行磁场,已经知道,行磁场具有在其运动中驱动金属流的特性(EP-A-0 151648,WO 83/02079,和J1P-B-1534 702)。两个具有水平行磁场的感应器(导电体垂直地取向)放置在铸锭模的每个宽面上在带侧流出口的埋入的浇注管的两侧,并在所述浇注管与所述铸锭模的窄端面之间,以便熔融金属一进入该铸锭模区域,行磁场就对其阻降。因此能加速(或者减速,根据行磁场给定的相对移动方向来定)铸锭模的液态金属供应流,其方式是,凭其具有的能局部地分配电磁作用影响的特性,简单地调节感应器的工作参数,例如最初供应的电流强度,或脉冲频率,以及磁场的滑动速度。
应注意到,如有必要,这类行磁场一般通过具有多个独立相位的绕组线圈的、“多相线性马达定子”型(一般为两相或三相)的感应器来产生,并将感应器相向放置在铸锭模的宽面上、因而平行于主铸造面(FR-A-2,324,395;FR-A-2,324,397)。每个线圈按一个合适的连接顺序分别连接多相电源的一个不同的相,以确保磁场按所希望的方式沿感应器的活动面在一个与导电体垂直的方向上移动。
这次为了克服所观察到的在自由表面上的波动从铸锭模的一窄面传播至另一窄面的现象,也已提出,借助于一个其位置可以机械地调节的可移动磁块(plot magnétique),或借助于两个相邻的、在对运动金属的各自作用中彼此相关的固定磁块(EP-A-0,832,704;JP-A-03275256),使流入铸锭模中的熔融金属的流动在浇注管两侧区域处更好地对称。
另一类解决方案在于,优化铸造用的浇注管的埋入部分、尤其是熔融金属的流出口的几何形状。其目的总是一样:控制流入铸锭模的液态金属流动的分配。
例如可找到浇注管为“箱”型的这类解决方案(US-A-464,698;JP-A63,76753),其埋入部分一般为球泡状,类似于画家的刷子或者类似于喷水壶的扁头,而且其埋入部分可认为是满足所述功能。
这些浇注管朝下充分大地敞开,以利于以较小的速度但在一个较大的流动截面上在铸造流的主铸造面内流出。其主要特性为,希望以均匀的流动——接近所谓的“塞流”的理想流动,向铸锭模输送液态金属。在所述的“塞流”中,在一个横截面的任何两点间的速度梯度接近于零,且所述横截面迅速地尽量接近铸锭模的截面。该箱形浇注管开始广泛用于工业,尤其用在薄扁钢坯的连续铸造设备中。事实上,在所铸造金属的自由表面方向的金属回环流事实上被大大减弱,而且,关于这点,如果需要,可在所述箱的上部或侧部配置额外的开口,用于能使熔融金属流线朝上散开,以确保向自由表面有规律地补充热量,应知道,这是良好铸造过程所必须的。
在这类解决方案中,还可找到某些具有两套不同侧开口的直浇注管,所述开口按主铸造面取向,且平行于铸锭模的宽面。那些开在浇注管干上的底端位置处的流出口一般向下地传输所述的要从铸锭模中移出的主金属流。其它的流出口开在上部,以便传送一个要为自由表面提供热量的辅助金属流,所述热量是通过均匀地但小流量地供应刚进入铸锭模因而具有高热函的“新”熔融金属来得到。对于需要经常翻新的磨损部件来说,这类浇注管的相对较低的成本有很大的经济优势。
这就是说,无论是直的还是箱形的浇注管结构,其几何形状必须固定,并且因而仅能优化用于铸造操作的单一功能模式,或者用于铸件的特定形状。因而,这类解决方案看来不适用于现代的连续铸造设备中不可避免的、有意或无意的变化和改动,例如铸造速度的改动,铸件形状的变化,等等…
电磁致动器(制动器、加速器、对称化器)在本质上是使用灵活,因面能更好地适应这类变化。但是,它们没有优化用于任何特定的工作模式。一旦液态金属进入到铸锭模,它们就会控制液态金属流动,并且时而用作加速器,时而用作流体减速器。但是,与上述某些浇注管相反,它们完全没有能力分配在铸锭模的高区域(朝自由表面方向)与低区域(朝移出铸件的方向)间的熔融金属流量。此外,在投资成本以及电能耗费的成本上,它们是相对较昂贵的,而且它们涉及在采用它们的铸锭模技术中进行复杂的和经济负担过重的修改。
发明内容
本发明的目的就在于为钢制造厂家提供一种向连续铸造用的铸锭模供应熔融金属的设备,该设备能容易地且快速准确地调节铸锭模高低区域之间的流入金属流量的分配。
为了这个目标,本发明的一个目的是,提出一种向矩形截面的产品例如扁钢坯的连续铸造设备的铸锭模提供熔融金属的设备,其特征在于该设备包括:
——一个配有熔融金属流出口的埋入的浇注管,所述流出口位于,或大致位于所述的平行于铸锭模宽面的主铸造面内,所述流出口在流出方向上有所不同,其至少可分为两种不同类型;
——一套置于铸锭模宽面上的感应单元,其用于产生两个极性相反的磁极,所述磁极相向地放置在所述主铸造面的两侧,并且在基本上限定在浇注管范围的磁隙中传送一个覆盖至少一种所述类型流出口的横向磁场;
——和磁场强度调节装置,其用于调节处于覆盖着所述类型流出口地方处的所述磁场相对于另一类型的流出口的相对强度,使得能在所述浇注管的所有流出口之间改变熔融金属总流量的分配。
根据一个变换实施例,所述感应单元为包括至少一个电磁铁的电磁单元。
根据另一个变换实施例,所述感应单元包括:具有多个相线圈的″行磁场″型的感应器,其相向地放置在所述主铸造面的两侧;一个相关电源,其向每一个所述线圈分别供应直流电;而且用于调节所述磁场相对强度的装置包括在所述电磁单元的磁隙内移动磁极位置的装置。
可以考虑,仅在铸锭模的一个面上使用感应器(电磁铁或″行磁场″型的感应器),但是要损失有效的电磁功率。在任何情况下,根据本发明,所述感应器的磁极应总是传送一个与铸锭模壁相垂直的磁场,所述感应器安装在铸锭模壁对面。否则,就得不到所需的效果。因此,如果两个感应器相向放置,彼此相对的磁极具有相反的极性,从而可以生成一个横向磁场,这就是说,所述横向磁场的磁力线连接着两个磁极,并垂直地伸过主铸造面,在所述主铸造面中,从位于两个感应器磁隙内的浇注管的流出口中流出的金属流被铺展开。
感应器的磁极可定义为所产生的磁场是最强的感应器活动面的区域。在电磁铁的情形下,所述磁极一般是凸起的、作为设备特征的绕有线圈的铁磁质金属体的端部。在具有多个相线圈的″行磁场″型的感应器情形下,磁极没有与轭铁的给定铁磁体相连的固定的有形代表物,但是,按供给导电体的交流(AC)相电流的瞬时强度和相位差,磁极可在感应器的活动面上移动。同样可以说,当所述流出口位于一个由磁场产生的电磁感应为最大的铸锭模内部空间区域内时,所述磁场“覆盖”了浇注管的流出口。
介绍了这些细节后,应明白,在浇注管的被磁场覆盖的流出口区域内改变磁场是容易的,根据本发明(相对于可能施加于其它流出口的作用),通过适当调节所涉及区域的场强就可以实现。这种作用可通过改变(减小或增加)磁场强度而不改变传输磁场的磁极位置来实现,也可以通过改变磁极在铸锭模宽面上的位置而保持它的磁场强度来实现。如果相对于所用磁极的尺寸和分开距离,两种类型的流出口在浇注管箱体上相距的距离很远,以至于在各自区域的磁感应值可能有很大不同,而例如在被磁场覆盖的流出口附近场强最大,那么上述第一种变换操作方式可能是优选的。相反,上述第二种实施变换方式更适合于那种毫无疑问肯定会经常遇到的情况:所有流出口都被覆盖,而只有移动磁极才能在它们之间产生足够的场差,以有效地达到本发明所期望的效果。
当然,在电磁铁的情况下,可以通过在与铸造设备连在一起的框架上可移动地安装电磁铁来实现,其中,铸造设备配有那种能使磁极在装有所述电磁铁的铸锭模面上移动的、并能使之在选定点处停住的装置。
在某些情况下,还可能得益于:将感应单元分为两个感应部分,其并列放置在铸锭模的同一个面上,每一部分因而控制所述的开在浇注管一侧的流出口,并独立于开在另一侧的流出口。
无论采用哪种变换实施方式,毫无疑问已明白,本发明的基本思想在于,将一个磁场近似用作为一个非实体的、由一类浇注管的流出口提供的通道的封塞阀,以改变另一类流出口的流出量。由于供给流量是一定的,或由于在各种情况中,所述供给流量很少受磁场作用的影响,这里所述的直接作用于一类流出口处的磁场作用具有那种改变在两类流出口之间总流量比例分配的效果。这样,就实现了一种几何尺寸可变而其形状不变的埋入的浇注管。
优选的是,磁场覆盖主流出口,也就是熔融金属流出量最多的流出口(一般为朝下的流出口),这是因为,在主流出口上磁场作用对流出流动的改变比在金属流量较小的流出口上更灵敏。在余下的描述中,出于清楚的考虑,将设定磁场覆盖所述朝下的主流出口。
还应该明白,在本发明的优选实施方式中,本发明采用了一种横向磁场,该磁场可在浇注管区域处沿高度方向移动,但是该磁场由一个固定的感应单元产生:一对彼此相对的感应器,均为“行磁场线性马达定子”型,它们彼此匹配,使得其相位相反,且每个感应器因此产生一个磁场,所述磁场的磁力线在同一方向上取向(获得所谓“横向”磁场的适当条件),但是磁场的相线圈与单独的直流电源连接,并可以彼此独立地调节。正如所知,这类感应单元能产生极性相反的磁极,也就是横向静磁场,其可位于磁隙内所期望的地方。磁极位置的改变是通过简单地调节供电元件的操作参数,亦即实践中调节所供电流的电流强度来有选择地激励感应线圈的方式来实现。这种调节可在铸造的过程中,如需要,在远离铸造设备处,瞬时完成,这对于操作者来说是完全安全的,且其方式是显而易见的,这就是说,不会对铸造操作的正常过程产生扰动,即使是最小的扰动。应注意到,这种感应器的结构已经广为所知,且其作为使熔融金属沿铸锭模高度方向移动的装置(例如上述专利FR-A-2,324,395;FR-A-2,324,397)在连续铸造扁钢坯中的应用也完全是公知的。
因此,本发明的另一个目的是,提出一种操作上述优选设备的方法,且所述方法在于,要么通过移动感应单元的磁极位置,要么通过改变向所述感应单元提供的电流强度,来调节磁场的强度。
附图说明
参照附图,通过下面的作为非限制性实施例的介绍,会更好地理解本发明,而且对本发明的其它方面和其优点也会更清楚,附图中:
一图1按主铸造平面垂直剖截地、示意性地从正面示出一个用于连续铸造钢扁坯的铸锭模,在其上部设有一个根据本发明的、每个铸锭模面仅有一个感应器的变换实施例的熔融金属供给设备;
-图2作为图1的插图,示意性地示出公知类型的平板感应器的结构,该感应器能适用于实施本发明,且其为此连接到一个直流电源上;
-图3是一个示意图,其为沿图1的垂直平面R-R的垂直截面图,并且其示出从铸锭模侧看本发明的“横向磁场”的工作模式;
-图4是一个示意图,其为沿图1的水平面Q-Q的水平截面图,并且其示出沿铸造轴看本发明的“横向磁场”的工作模式;
-图5是类似于图1的示意图,但其示出一个本发明的变换实施例,该实施例的每个铸锭模面有两个并列的感应器。
具体实施方式
在这些附图中,相同构件由相同的附图标记表示。
由铜或铜的合金制成的铸锭模1通过其外壁的循环水充分冷却,该铸锭模1从其上部接收一定量的熔融金属2,该熔融金属2以钢铁冶金半成品3的形式流向底部,该制品在此处设定为钢扁坯。离开铸锭模时,该扁钢坯的中心处4还是液态,但是该扁钢坯的外围5因其与铸锭模的冷却内壁接触而已经凝固,在该扁钢坯沿着铸造轴S前进并经过该铸造设备的下一步骤的过程中,尤其是通过直接向其表面喷射水的步骤,该扁钢坯达到完全冷却。向铸锭模灌注“新”金属是通过一个埋入的浇注管6进行的,该浇注管6的顶部(图上未示出)固定在一个铸造口的周围,该铸造口安置在一个中间包底部上,该中间包放置在铸锭模之上并与之相距一段距离,而该浇注管6的底部埋在铸锭模中。该浇注管的底部包括流出口7,8,所述流出口7,8通向被炉渣层10覆盖的液态金属的自由表面9之下。如图所示,这些按主铸造面取向的流出口有两种不同的类型:
——主流出口7,其倾斜向下且注入大部分的钢量,这些钢量通过射流11沿着主铸造面(图示平面)的所有方向供给铸锭模,且一般流向铸锭模的底部。
——第二流出口8,其位于上方,倾斜朝上,且在该方向上通过射流12注入其余的金属量,该金属量供给表面9所需补充的热,以避免在弯月面(凝固角、等等…)处出现滋生固化现象
应注意,“主铸造面”是指垂直中平面P,其经过位于铸锭模中心的铸造轴S,并且平行于铸锭模的宽面22。在这种情况下,图1和图5恰恰就在主铸造面P内。另一平行于铸锭模窄侧面13的类似面标定为第二铸造面。图3a和3b在第二铸造面内部。
流体“物质”的守恒定律决定了通过铸锭模底部流出的液态金属等于通过浇注管6流入铸锭模的全部液态金属。由于出料速度V是一个铸造参数,对于产品3的给定横截面来说,该出料速度决定流入量,继而决定液态金属从浇注管流出的速度。如上文所述,如果该铸造设备是高产的(出料速度V的阈值约为1.5米/分钟),在铸锭模中不可避免地产生的回环流会很快达到很大,不可避免的原因是因为出料速度与金属从浇注管喷射出的速度之间存在很大差异,金属从浇注管喷射出的速度是出料速度的一百倍。掺有由铸锭模窄面13反射的金属射流的、剧烈湍动的回环流,强烈地扰动着自由表面9。这种扰动是有害的,并且应该减弱甚至消除。但是这种减弱不应影响由射流12所载供给自由表面9的热流。正如特别由于铸造速度的变化,连续铸造机器的工作状态首先具有“暂态”性,因此,在需要平且静的自由表面和需要由来自浇注管的“新”的熔融金属加热的自由表面之间达到所希望的平衡几乎一直成为问题。
这就是本发明在铸锭模宽面22上引入感应单元的原因,该感应单元由一对电磁感应器14、15构成,其位于与浇注管的端部相对的位置。这两个感应器配合使用以便各自产生彼此相对的且极性相反的磁极,从而形成一个垂直于宽面22的横向磁场。如图1和图3所示,横向磁场位于磁隙下部的“M”处,从而“覆盖”所述位于浇注管6主体底端的类型的流出口7。但是,这些感应器设计为其磁极可以在磁隙内一起移动。此处该移动是沿铸锭模的高度方向,这是因为导电体16…17’放置在水平方向。感应器磁极的组合移动大约为10cm或15cm的距离,所述移动导致磁隙内的横向磁场的相应移动,因而导致所述浇注管的不同流出口7和8区域处的局部磁状况发生相关改变。其结果是,从两种类型流出口流出的金属量按希望重新分配,而总量不发生改变或几乎不发生改变。因此,如图3所示,M表示磁隙内磁场的初始低位置,N表示按向上传送金属流的流出口8的方向垂直移动距离“d”后达到的最终高位置。
磁场的移动可通过一对“电磁铁”型的感应器得到,该感应器配有一个突出的磁极,该磁极用作将导线缠绕在其上的支撑,且该感应器可移动地安装在一个与铸造设备相连的框架上。因而,在本实施例中,需要感应单元物理移动。
在普遍状况允许的情况下,优选采用在一个在固定的磁隙内移动的磁场。应知道,一个感应单元可以为此提供可能性,该感应单元如图2所示,由两个带多个相线圈的“行磁场”型感应器构成,这两个感应器在铸锭模宽面22的两侧彼此相对。此处所示的感应器是一种“线性马达定子”型的、且有两相(所以有两个相线圈)的平板感应器。其导电体是直线的铜条(barre)16、16’、17、17’,其数量为四个,且彼此平行间隔地水平放置。每个线圈包括两个反向串联(série-opposition)地连接的铜条,使得电流以相反的方向通过它们。所述相连的条可以是直接相邻的铜条,比如17与16’及16与17’(带相邻极的感应器),或者可以是交错的铜条,如图所示,比如16与16’及17与17’(带分布极的感应器),而这是没有差别。
但是,无论选择什么样的结构,每一个相线圈必须连接一个单独的直流(或整流过的)电源,并且独立于其它线圈的电源。为了方便起见,如图2中附图标记18,19所示的电源具有共同的中性端(neutre)。它们可以整合在一套装有装置21a和21b的电力供给装置20中,该装置可以自动调节由每个独立的电源18,19传送的电流强度,因而可以比如使最大的电流强度通过其中的一个线圈,而同时使其它线圈不起作用(电流强度为零),反之亦然,而且全都立即调整。在这种情况下,平板感应器14(15)可不再产生一个如通常情形下的行磁场,而是产生一个静磁场,只要适当地改变两个线圈中的电流强度,释放静磁场的磁极就可以沿垂直于导体方向在感应器的活动面上移动。另外,如果需要,可在本申请人的已公开的国际PCT申请WO 99/30856中找到有关该类感应器以及行磁场和静态场操作模式的更详细的介绍。
如图3所示,磁极的低位置“M”对应于:线圈16,16中的电流为最大,辅之以线圈17,17’中的电流为零。反过来,图3中高位置“N”对应于:17,17’线圈中的电流为最大,辅之以线圈16,16’中的电流为零。很显然,借助于电源20装备的调节装置21来组合所述的电流强度,可将感应器的磁极调节到这两个极端位置之间的任何位置。
在图4中可看得更清晰,配对的两个平板感应器14,15的构成方式为它们的彼此相对的磁极具有相反的极性。因此,在两个感应器之间的磁隙内任意一点上,一个感应器的磁场叠加着另一个感应磁场。该结构具有“横向场”类型:如箭头B的方向所示,磁力线连接感应器的两个磁极并垂直穿过主铸造面P,因而也垂直于从浇注管喷射出的熔融金属的方向。
从另外一个角度看,在图3中会发现这种类型的结构。由每个感应器14,15的磁极产生的横向磁场可沿高度方向从低位置“M”移动一段距离“d”直至高位置“N”,在低位置“M”处,对主流出口7的钢流磁制动作用最大,在高位置“N”处,对主流出口7的磁作用减弱,而对第二流出口8的磁制动作用增强。
很显然,本发明不受上述举例式的实施方式的限制,而是在按照所附权利要求所定义的范围内,本发明可扩展到许多变型或等同物。
事实上,可以理解,尽管本发明使用了在主铸造面有流出口的浇注管,该浇注管还可以提供开在其它位置的其它流出口,例如开在铸锭模的边角的对角线方向上。实际上,出口喷射方向与磁力线相正交的程度越大,本发明产生的效果越明显,因为该电磁作用的效果与磁场和在浇注管孔口的出口处的喷射速度矢量的矢量积成正比。
同样,尽管本发明的主旨主要是为了更好地控制进入到铸锭模的熔融金属向自由表面供应的热,因而本发明的主旨也优选集中在那些配有一部分朝下和另一部分朝上的流出口的浇注管上,但是本发明还普遍用于各种流出口不都是同一方向的浇注管。事实上,只要两个流出口有所差别,那怕是很小的差别,例如在角方向上仅有几度的区别,本发明也会一丝不苟地发挥作用。但是其应用范围是,这两个流出口彼此足够远离,以使横向磁场可以覆盖一个流出口,而不覆盖另一个;或者,其至少能以这样的感应值覆盖全部两个流出口,即,在同一时刻,两个流出口处的感应值有很明显的差别。事实上,显而易见的是,在连续铸造长形状产品的铸锭模内部空间的两点之间的场强存有差别的可能性是本发明的最初设计思路基础。
因此,尽管本发明在上述“箱”形浇注管的情况下可以取得较好效果,但是本发明还可用于直浇注管,重要的是,铸造用的所述埋入的浇注管具有不同的流出口,至少有按通常朝上和朝下方向来分的两类流出口,所述流出口喷出按平行于铸锭模的宽面地流出的熔融的金属流。换句话说,本发明还比如可用于直浇注管,在所述直浇注管的支柱上具有上下不同的侧流出口。
另一方面,上文隐含地假定磁场强度B保持不变。但是正如已经指出的,当输送的电流强度发生改变的时候,磁场强度B也会有很大改变,磁场本身也可在磁隙内同时或单独地运动。
同样,如图5所示,感应器14(感应器15当然也一样)可分为两个相同的部分14a和14b,这两个部分在铸锭模的同一个面上并排放置,并且分列铸造轴S两侧,此外铸造用的浇注管典型地位于铸造轴S的中央。这样,通过磁场“覆盖”相互独立的浇注管侧面区域,因而可有选择地作用在流出该区域的金属流11,12。通过自主调节感应器部分14a和14b,可以优化铸锭模内流体的对称性,因为可在其流出浇注管的时刻对其进行干预。当然,这种结果是作为对本发明最佳效果的补充来得到,通过在高度方向调节每个感应器部分14a和14b的磁极,其可始终在浇注管的不同流出口之间分配金属的总流量。在这种变型中,每个感应器部分由各自独立的专有电源供电(未画出),从而可以在每个感应器上按照需要调整磁极的不同高度,也可以分别地改变流过它们的电流强度。
另一方面,代替“行磁场”型的感应器,不仅可选用如上所述的电磁铁,还可以选用天然的或工业用的永磁体。
此外,在说明书中所述的“直流电源”应该理解为不仅要添加结构上独立的电源,而且也要添加单个具有两相或三相的、且频率可调的多相电源,该多相电源设置为零频率以便获得直流电。这种多相电源是公知的。它是那种带有可调节削波(hachage)阈值的换流器的多相电源,并且其通常用于启动那些带有旋转或移动磁场的电动机。由这种电源给感应器14的线圈按照一相对应一线圈的方式供电的操作包括:将换流器设在频率为零的位置;在选定的时刻进行这种调节,以使各相的电流强度在该时刻为在与那些相连接的线圈中所希望得到的电流强度。
还应注意,尽管本发明优选应用领域是钢扁坯的连续铸造领域,本发明最初也是为此而设计,但是,本发明还用于一般金属的连续铸造,且特别用于薄扁坯的连续铸造。
Claims (12)
1.一种向矩形截面的产品例如扁钢坯的连续铸造设备用的铸锭模提供熔融金属的设备,其特征在于该设备包括:
——一个配有熔融金属流出口的埋入的浇注管(6),所述流出口位于,或大致位于所述的平行于铸锭模宽面的主铸造面(P)内,所述流出口在流出方向上有所不同,其至少可分为两种不同类型(7,8);
——一套置于铸锭模宽面上的感应单元(14,15),其用于产生两个极性相反的磁极,所述磁极相向地放置在所述主铸造面(P)的两侧,并且在基本上限定在浇注管(6)范围的磁隙中传送一个覆盖至少一种(7)所述类型流出口(7,8)的横向磁场;
——和磁场强度调节装置(20,21),其用于调节处于覆盖着所述类型流出口(8)地方处的所述磁场相对于另一类型的流出口(7)的相对强度,使得能在所述浇注管(6)的所有流出口之间改变熔融金属总流量的分配。
2.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述感应单元为包括至少一个电磁铁的电磁单元。
3.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述感应单元包括:具有多个相线圈的″行磁场″型的感应器(14,15),其相向地放置在所述主铸造面(P)的两侧;和一个相关电源,其向每一个所述线圈分别供应直流电;而且用于调节所述磁场相对强度的装置(20,21)包括在所述电磁单元的磁隙内移动磁极位置的装置。
4.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述感应单元由至少一个永磁体构成。
5.如权利要求2或3所述的设备,其特征在于,所述用于调节磁场相对强度的装置包括一个改变所述的向感应单元提供的电流的电流强度的装置。
6.如权利要求2或4所述的设备,其特征在于,用于调节所述磁场相对强度的装置包括一个使磁铁或电磁铁滑动的可移动组装件。
7.如权利要求3所述的设备,其特征在于,用于在磁隙内改变所述磁极位置的装置由所述的分别调节向所述感应器(14,15)的每一相线圈单独提供的直流电的电流强度的装置构成。
8.如权利要求1至7中任一项所述的设备,其特征在于,所述感应单元在主铸造面(P)的每一侧包括两个并列放置在铸造轴两侧的相似实体(14a,14b)。
9.如上述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,所述埋入的浇注管是一种在主铸造面(P)内配有朝向铸锭模底部的下主流出口(7)和朝向其顶部的上第二流出口(8)的浇注管。
10.如权利要求9所述的设备,其特征在于,所述的下主流出口形成一个单一的且相同的流出口。
11.制造如权利要求1所述的、向矩形截面的产品的连续铸造设备的铸锭模提供熔融金属的设备的方法,其特征在于:通过移动所述感应单元的磁极位置来调节由所述感应单元的磁极产生的磁场的相对强度。
12.制造如权利要求1所述的、向矩形截面的产品的连续铸造设备的铸锭模提供熔融金属的设备的方法,其特征在于,通过改变向所述感应单元提供的电流的电流强度来调节由所述感应单元的磁极产生的磁场的相对强度。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI558486B (zh) * | 2010-07-02 | 2016-11-21 | 維蘇威克魯什伯公司 | 用於壓鑄熔融金屬流之澆注管 |
CN112276025A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-29 | 安徽工业大学 | 一种通过加入电磁场抑制钢包水口形成旋涡的装置及方法 |
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Family Cites Families (12)
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SE500745C2 (sv) * | 1991-01-21 | 1994-08-22 | Asea Brown Boveri | Sätt och anordning vid gjutning i kokill |
LU88034A1 (fr) * | 1991-11-13 | 1993-05-17 | Centrem Sa | Procédé de brassage électromagnétique en coulée continue |
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JPH08257692A (ja) * | 1995-03-24 | 1996-10-08 | Nippon Steel Corp | 連鋳鋳片の製造方法および連続鋳造用浸漬ノズル |
JP3410607B2 (ja) * | 1996-04-23 | 2003-05-26 | 新日本製鐵株式会社 | 連続鋳造方法及び連続鋳造用浸漬ノズル |
IT1290931B1 (it) * | 1997-02-14 | 1998-12-14 | Acciai Speciali Terni Spa | Alimentatore di metallo fuso per lingottiera di macchine di colata continua. |
JPH10263777A (ja) * | 1997-03-26 | 1998-10-06 | Nkk Corp | 鋼の連続鋳造方法 |
JPH1147897A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-23 | Nippon Steel Corp | 薄肉広幅鋳片連続鋳造用浸漬ノズル |
FR2772294B1 (fr) * | 1997-12-17 | 2000-03-03 | Rotelec Sa | Equipement de freinage electromagnetique d'un metal en fusion dans une installation de coulee continue |
JPH11197807A (ja) * | 1998-01-08 | 1999-07-27 | Kawasaki Steel Corp | 複層鋳片鋳造用浸漬ノズルおよび複層鋳片の製造方法 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI558486B (zh) * | 2010-07-02 | 2016-11-21 | 維蘇威克魯什伯公司 | 用於壓鑄熔融金屬流之澆注管 |
CN112276025A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-29 | 安徽工业大学 | 一种通过加入电磁场抑制钢包水口形成旋涡的装置及方法 |
CN112276025B (zh) * | 2020-10-28 | 2022-03-08 | 安徽工业大学 | 一种通过加入电磁场抑制钢包水口形成旋涡的装置及方法 |
CN113102686A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-07-13 | 杭州红山磁性材料有限公司 | 铝镍钴整体磁钢取向铸造方法 |
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