CN1484559A - 电磁制动器 - Google Patents

Abstract

一种在用于在模具(2)中连续铸造或半连续铸造金属的装置中对熔融金属流(5)制动的装置，所述模具设置有相对的宽侧(4)和相对的短侧(3)，所述装置包括：至少一个磁心(1)，所述至少一个磁心面向该模具(2)的一个短侧(3)，以便在与所述短侧(3)相邻的熔融金属(5)的区域中产生磁场(B)和感应电流(i)。所述磁心(1)以这种方式被设置，即，使得在所述区域内产生的该磁场(B)大致具有从该模具的该短侧(3)垂直朝向该模具的中心的方向。

Description

电磁制动器

技术领域

本发明涉及一种在用于在模具中连续铸造或半连续铸造金属的装置中对熔融金属流制动的装置，该模具设置有相对的宽侧和相对的短侧，所述装置包括：

-至少一个磁心，

-所述至少一个磁心面向该模具的一个短侧(3)，以便在与短侧相邻的熔融金属的区域中产生磁场和感应电流。

本发明还涉及一种在用于在模具中连续铸造或半连续铸造金属的装置中对熔融金属流制动方法，该模具设置有相对的宽侧和相对的短侧。

发明背景

在用于连续铸造或半连续铸造的装置中，通过对熔融金属施加一个或多个磁场从而在模具中对金属流进行制动是公知的。提出了多种不同的制动结构。一般地说，使用电磁制动器，这是一种包括一个或多个磁心和一个或多个绕在磁心上的绕组的制动器。

利用磁场进行制动基于这样的理论：由于存在磁场而在熔融金属内按照i＝v×B感应形成电流，其中i是感应电流，v是熔融金属的速度，B是磁场的大小。在熔融金属中，便获得一个力f＝i×B。按照熟知的规律，所述的力具有与速度矢量v相反的方向，因此可以对所述流动具有制动效果。

通过具有宽侧和短侧的模具，电磁制动器通常沿相对的宽侧布置。以这种方式，可获得到大致覆盖该熔融金属的整个宽度的磁场。然而，邻近该短侧的区域中的感应电流不能形成闭环，而是经该短侧从熔融金属离开。这样又导致在该区域中不能获得制动力。

现有技术

日本专利申请62-336874披露了一种为了在模具内进行金属的连续铸造期间对熔融金属流进行制动而在模具的相对的短侧处的磁体布置。在每个短侧，南极和北极被相互并排地设置，两个磁极和短侧相邻。在磁极之间的磁场形成在熔融金属内。所述磁场在熔融金属内呈弧形，并以一定角度从每个磁极延伸而进入熔融金属中。

所披露的装置的一个缺点是，尤其是当与沿宽侧设置的常规的制动装置组合时，所产生的磁场具有这样的方向，即，使得在接近短侧的区域内感应的电流的至少主要部分仍然具有不能形成闭环的趋势，这使得在这个区域内的制动力f减小。

另一个缺点是，两个磁极在短侧的宽度方向上具有小的宽度。因此，它们在相当早的阶段便出现其磁饱和。

本发明的目的

本发明的目的在于，提供一种在开始部分所述的装置和方法，其用于在熔融金属中在接近模具的至少一个短侧的区域内产生磁场，使得在该区域内可以获得作用在熔融金属上的满意的制动力f。

按照本发明的装置能够以有利的方式补充具有沿着模具的短侧设置的磁体的制动装置的作用。

按照本发明的装置将以这样的方式被设计，即，使得磁心的饱和门限高，即可以获得相当强的磁场而不会使磁心饱和。

发明概述

本发明的目的是通过本说明书开始部分所限定的装置来实现的，其特征在于，所述磁心以这种方式被设置，即，使得在所述区域内产生的该磁场大致具有从该模具的该短侧垂直朝向该模具的中心的方向。在与模具的壁相邻的区域内感应产生的电流i此时则具有基本上平行于所述短侧的方向，并且所述电流也是闭环的。因而，在该区域中获得用于制动熔融金属的力f。

优选的是，至少一个磁心具有的宽度是该模具的短侧的宽度的至少50％的宽度，优选为至少75％，最优选是95％。用这种方式，可以保证磁心的容量是足够的，这意味着，可以产生具有足够的宽度和强度的磁场。由此使得所述磁场基本上从磁心的前部经过模具的短侧延伸进入熔融金属，并经过模具的宽侧从熔融金属延伸出，再回到磁心的后部上，该后部形成与前部相对的磁极。

至少一个磁心的宽度基本上等于模具的短侧的宽度。其被设置在模具的短侧的两个相对边沿之间的大致中部的位置。用这种方式，在短侧的基本上整个的宽度上获得覆盖的和分布较好的磁场。

优选的是，所述装置包括至少一个盘绕在磁心上的绕组，并限定一电磁制动器。所述绕组设置成可以沿着朝向或离开模具短侧的方向移动。在短侧相对于短侧被可移动地设置以便改变铸造流的情况下，这个实施例是尤其有利的。此时磁心可以与短侧一起移动而不会使绕组和宽侧碰撞。使磁心能够具有等于短侧宽度的宽度，并且不需要在宽侧之间预备另外的用于绕组的空间。

在模具基本上垂直设置的情况下，磁心应当被设置在熔融的金属流沿斜下方的方向撞击模具的短侧的内表面的区域中或在该区域之下。

本发明的目的也通过本说明书开始部分限定的方法来实现，其特征在于，在熔融金属内感应产生发自至少一个短侧的磁场，在与所述短侧相邻的熔融金属中的区域内，沿着朝向模具中部的方向，所述磁场具有基本上垂直于所述短侧的方向。

所述磁场应当从所述短侧的宽度的至少50％，优选为至少75％，最优选为95％发出。从而获得磁场的好的分布和宽度，使得在所述区域的熔融金属内感应产生呈闭合回路的感应电流，并使得获得制动力f。因此，磁场在该区域内优选地大致覆盖短侧的整个的宽度，并在与短侧相邻的熔融金属区域的区域的尽可能大的部分上获得制动力。

本发明还涉及一种按照本发明的装置的使用，以用于在沿着模具的至少一个短侧的区域内制动熔融金属流。

本发明的其它优点和特征将在下面的说明中和所附的权利要求中披露。

附图说明

下面以举例方式结合附图说明本发明，其中

图1是按照本发明的装置的实施例的顶视图；

图2是按照图1所示的装置的侧视图；

图3是按照图1所示的装置的顶视图，其中模具的短侧和磁心发生了移位；

图4是按照本发明的装置的另一个实施例的相应于图2的示意图；以及

图5是本发明实施例具有沿模具的宽侧设置的制动装置的侧视图。

本发明的详细说明

图1-图3表示按照本发明的装置的第一实施例。该装置包括两个磁心1，例如铁心，它们被设置在模具即铜制模具2上。

模具2具有相对的短侧3和宽侧4。优选的是，模具由具有很高比例的铜的铜合金制成。模具2被垂直地设置，并在顶部和底部处是开启的，以便使得能够在其中进行连续的或半连续的金属例如钢的浇铸。

金属的熔融物5通过从上方向下延伸到模具中的管子6被供应到模具中。使熔融金属5向下经模具2移动，同时其进行凝固，并在其周边形成外皮7。在浇铸管6的端部下方的区域(撞击点)中，向下流动的熔融金属5以倾斜的角度和增加的速度撞击短侧3的内壁。由此，熔融金属的一部分被向上引导，如图2的箭头所示，而另一部分沿着铸造流的周边继续向下。沿着宽侧也存在一相应的区域。

每个磁心1具有宽度w，其基本上相应于模具2的每个短侧3的宽度W。每个磁心1具有与各个短侧3的外表面相邻的前部。电导体制成的绕组8被设置在每个磁心1的周围。所述磁心呈杆形，其垂直于短侧3延伸，并且绕组8围绕该杆盘绕。这种装置包括用本领域熟知的方式在绕组中产生电流，使得产生磁场B的装置(未示出)。磁场B从该前部延伸进入熔融金属5，经宽侧4离开熔融金属5，并返回磁心1的后部，该后部形成与其前部相反的磁极。在与短侧3的内表面相邻的区域中，以及在表皮7的内部，磁场B的磁力线朝向熔融金属5的中心具有基本上垂直于短侧3并基本上平行于宽侧4的平面的方向。

在所述区域中磁场B的方向这样确定，即，使得在熔融金属5内感应产生闭环的感应电流。感应电流i和熔融金属的速度分量v相互作用，产生向上的制动力。

在图3中，可以看出，短侧3可以相对于宽侧4移动，以便调节由所述装置浇铸的铸造流的不同的宽度/厚度关系。为了减少铸造流(沿宽侧)的宽度，短侧3在宽侧4之间被向内推。

绕组8可移动地设置在磁心1上。由此能够使磁心1移动一个相应于短侧3移动的距离而不必在宽侧4之间向内移动每个磁心的绕组8。

图4表示磁心1的另一个实施例。在这个实施例中，每个磁心1包括一延伸部分，该延伸部分在模具2的至少一个、优选为两个宽侧4的的外部上延伸，此时磁心1的最接近模具的短侧3的部分处于与短例3相邻的操作位置。利用这种结构，可以获得对磁场B的延伸的进一步控制。尤其是，避免磁场过早地朝向宽侧4向外发散。

图5表示一个实施例，其中的装置形成一相对于沿着模具2的宽侧4中的至少一个宽侧设置的电磁制动器9的补充制动器。制动器9最好是电磁制动器。在短侧的磁心1被设置在比电磁制动器9低的高度。不过应当理解，目前在市场上具有许多不同的制动器结构，因此磁心1相对于这种制动装置的位置可以根据情况而改变。还应当理解，按照本发明的制动装置适用于与电磁搅拌器(未示出)组合，并形成电磁搅拌器的补充。

应当理解，不脱离由本说明书和附图支持的权利要求限定的本发明的范围，本领域的普通技术人员显然可以作出许多替代实施例。

例如，在相对的短侧的磁心可以是不同的或者相同的。根据不同的因素可以把磁心设置在不同的高度，该因素例如来自浇铸管6的具有增加的速度的金属流撞击壁表面的区域的高度。

在图4中只示出了一个具有与其相连的磁体绕组8的磁心1。不过，应当理解，所述的实施例最好包括另一个磁心1，被设置在相对的短侧。

此外，可以具有不同的制动结构，其中在每个短侧的不同高度设置有多个磁体。

此外，为了获得尽可能好的效果，绕组8应当被设置在尽可能接近模具的短侧的位置，以便使模具和绕组之间的气隙最小。本发明有助于这种绕组的定位。

Claims (16)

1.一种在用于在模具(2)中连续铸造或半连续铸造金属的装置中对熔融金属流(5)制动的装置，所述模具设置有相对的宽侧(4)和相对的短侧(3)，所述装置包括：

-至少一个磁心(1)，

-所述至少一个磁心(2)面向该模具(2)的一个短侧(3)，以便在与所述短侧(3)相邻的熔融金属(5)的区域中产生磁场(B)和感应电流(i)，

其特征在于：

所述磁心(1)以这种方式被设置，即，使得在所述区域内产生的该磁场(B)大致具有从该模具(2)的该短侧(3)垂直朝向该模具的中心的方向。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个磁心(1)具有的宽度(w)覆盖所述模具(2)的短侧(3)的宽度(W)的至少50％，优选地至少75％，最优选地至少95％。

3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述至少一个磁心(1)的宽度(w)基本上等于所述模具(2)的短侧(3)的宽度(W)。

4.按照权利要求1-3中任何一个所述的装置，其特征在于，所述磁心(1)基本上设置在模具(2)的短侧(3)的两个相对边沿之间的中部。

5.按照权利要求1-4中任何一个所述的装置，其特征在于，其包括围绕磁心(1)绕制的绕组(8)，并且所述装置限定一电磁制动器。

6.按照权利要求5所述的装置，其特征在于，所述绕组(8)沿着朝向或离开模具(2)的短侧(3)的方向可移动地设置在磁心(1)上。

7.按照权利要求1-6中任何一个所述的装置，其特征在于，所述磁心(1)和模具(2)的短侧(3)沿着朝向和离开模具(2)的相对的短侧(3)可移动地设置。

8.按照权利要求1-7中任何一个所述的装置，其特征在于，所述模具(2)基本上垂直地设置，并且磁心(1)设置在这样的区域中或者所述区域的下方，在该区域中熔融金属流(5)沿斜下方的方向撞击模具(2)的短侧(3)的内表面。

9.按照权利要求1-8中任何一个所述的装置，其特征在于，磁心(1)包括一延伸部分，该延伸部分在模具(2)的至少一个优选为两个的宽侧(4)的外部上延伸，此时磁心(1)的最接近该模具的短侧(3)的部分位于与所述短侧(3)相邻的操作位置。

10.按照权利要求1-9中任何一个所述的装置，其特征在于，其对于沿着模具(2)的宽侧中的至少一个宽侧设置的电磁制动器(9)形成一补充制动器。

11.一种在用于在模具(2)中连续铸造或半连续铸造金属的装置中对熔融金属流(5)制动的方法，所述模具设置有相对的宽侧(4)和相对的短侧(3)，其特征在于：在熔融金属内感应产生发自至少一个短侧(3)的磁场(B)，在与所述短侧(3)相邻的熔融金属中的区域内，所述磁场(B)沿着朝向模具中心的方向具有从所述短侧(3)大致垂直的主方向。

12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，所述磁场(B)从所述短侧(3)的宽度(W)的至少50％，优选为至少75％，更优选为95％发出。

13，按照权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述磁场(B)在所述区域中基本上覆盖的短侧(2)的整个宽度(W)。

14.按照权利要求11-13中任何一个所述的方法，其特征在于，所述区域位于这样的区域内或者下方，在该区域中熔融金属流(5)沿斜下方的方向撞击模具(2)的短侧(3)的内表面。

15.按照权利要求11-14中任何一个所述的方法，其特征在于，从沿着模具(2)的宽侧(4)设置的磁体(9)发出的磁场(B)施加于熔融金属(5)，以便用于制动所述熔融金属。

16.一种按照权利要求1-10中任何一项所述的装置的使用，以用于在沿着模具(2)的至少一个短侧(3)的区域内对熔融金属流(5)进行制动。

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