CS236475B2 - Inductor with sliding magnetic pole for mixing cylinder during continuous slabs casting - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro promíchá vání roztaveného kovu v kontinuálních licích soustavách při lití a během ochlazování odlitku. Korncrétně se vynález týká plynulého odlévání plochých, velmi širokých odlitků, tj. bram.

Jsou známá zařízení, která uvád^í do pohybu roztavený kov pomocí kluzných nebo rotujících maagieeických polí, která jsou vytvářena induktory uloženými ve vodicích a podpěrných válcích odlitku. Taková zařízení jsou například popsána ve Ifirencouzslcém pat. spise δ. 2 187 467 a v přídavných patentech.δ. 2 231 454 a δ. 2 231 455. Podle francouzského pat. spisu δ. 2 187 467 miiže být indu^m pevně spojen s válcem a může se s ním otáčet, nebo může tyt uvnntř válce uložen nehybně. První přídavek č. 2 231 454 k tomuto patentu popisuje provedení induktoru s kluzrým polem, který se otáčí spolu s dutým rotačním tělesem, v němž je uložen.

I^ukto obi^i^l^u;je meanneické jádro ve formě hřídele z magnetcké n^e^t^s^t^v^ějlícrí ocdi, opatřené hlubokými podélnými drážkami, které pnchhzejí po celé délce hřídele a jsou na jeho obvodu rozmístěny rovnoměrně. Do drážek jsou vloženy svazky rovinných mmane·ickýeh plechů, rovnoběžné s osou hřídele. Hřídel i plechy jsou opatřeny soustavou vyříznutých prstencových drážek, které jsou rozloženy po délce Hřídele a ve kterých jsou uloženy kruhové indukční cívky.

Nevýhodou zařízení popsaných ve zmíněných spisech je jejich nedostatečný výkon. Lze předpoHádat, že nízký výkon je způsoben tím, že mm antické pole vytvářené induktorem je rozloženo v průřezu do třech směrů kolem osy míchacího válce. - Z toho vyplývá, že hustota mm-anni-ického toku v užitečném směru, to znamená směrem k dotekovou pásmu míchacího válce a bramy, je mmlá, protože mmanneický tok se rozptyluje bez vyžití i do ostatních směrů, zejména do «aěru ležícího ne opačnou stranu než je brama a do směru k.sousedním válcům, ležícím před a za míchacím válcem s induktorem, msto aby se koncentroval do pásma, kudy prochází oHitek.

Účelem vynálezu je vZ^oHt in^kto s- kluzrým polem pro míchací válec k spojitému odlévání bram tak, aby ummoňoval soustředění mmanneického toku do olbbaasÍl styku mezi míchacím válcem a bramou a snižoval m^α^ettieké ztráty v ostatních srnmrsch, aby a· tek vyuuila lépe'mmanneická kapaacta jádra induktoru.

I^ukto podle vynálezu sestává z drážkovaného Hřídele, který nese rovné mmane·iekt plechy rovnoběžné s oeou hřídele, přičmž hřídel a plechy jsou opatřeny soustavou prstencových drážek uložených po délce hřídele a nesoucích kruhové indukční cívky. Podstata vynálezu spočívá v tom, že hřídel je pevný a je z e·mmane·iektho, elektricky dobře vodivého kovu a obsahuje podélnou drážku s velkým příCxým rozměrem, v níž je uložen jediný svazek mmane·iekýeh plechů, jenž tvoří sám mm antické jádro induktoru, zatímco hřídel tvoří stínění pro mmanneický tok vyvolávaný indukčními cívkami, přičemž induktor - je ^proveden tak, aby mmane·ieký tok tyl orientován v pevném přednostním směru. V provozu je in^kto podle vynálezu udržován v poloze pevné orientace vzhledem k plynulému odlitku uvnitř válce, který je uložen otočně.a tvoří vedení a podpěru odlévaného odlitku. Induktor je uložen tak, že rovina jednotlivých mmanneických plechů, tvořících jádro, je kolmá k povrchu plynulého odlitku a rovná strana mmanneických plechů leží proti té straně míchacího válce, která je přivrácená k místu doteku mezi míchacím válcem a bramou. Každá indukční cívka obklopuje úplně in^kto a prochází před m a gotickým jádrem, tvořeiým svazkem plechů, a za n·mmanetickým, elektricky dobře -vodivým kovovým hřídelem. Protože mman^e·lekt jádro je uloženo v drážce hřídele, který.je z n·mm¢nn·iektho_/ elektricky dobře vodivého kovu, tři stěny jádra, které neleží prooi pásmu doteku meei, míchacím válcem.a bramou jsou chráněny proti ztrátám mmanneického toku v.důsledku stínění, které je vyvoláváno proudy indukovanými z cívek v e·mmanetiekém, dobře vodivém kovu .... hřídele. Z toho vyplývá, že při provozu smmřuje mm antický tok v podstatě k pásmu doteku mezi míchacím válcem a bramou.

Vynález bude popsán v souvislosti s příkladem provedení znázorněným na výkrese, kde značí obr. 1 v řezu dvojici míchacích válců, které jsou uloženy po obou stranách plynule odlévané bramy a z nichž každý je opatřen induktcrem podle vynálezu, přičemž jeden válec je znázorněn v řezu vedeném rovinou A-A a druhý v řezu vedeném rovinou B-B na obr. 2, obr. 2 a 3 osový řez oběma míchacími válci podle obr. 1, vedený rovinou C-C na obr. 1 , a soustavu magnetických siločar ve dvou vzájemně odlišných okamžicích vybuzení, posunutých o čtvrt periody střídavého proudu v případě dvoufázového dvoupólového induktoru, a obr. 4 schéma vinutí induktoru podle obr. 2 a 3.

Na obr. 1 ež 3 je znázorněna Část bramy £ během plynulého odlévání, jejíž vnější vrstva 2 je již ztuhlá, zatímco kovové jádro £ je jeStě tekuté. Odlévaná brama £ je vedena a podpírána určitým počtem vodicích válců £ až Jak je obvyklé, jsou některé vodicí válce volně otočné, zatímco ostatní válce mohou být poháněné. Jek je rovněž známé, některé válce, například válce 6 a 2, jsou duté a nesou uvnitř induktor £0, která slouží к promíchávání tekutého kovu uvnitř bramy £. Tyto válce se obvykle nazývají míchací válce.

Každý míchací válec £, £ sestává z válcového dutého pláště ££ z nemagnetické nerezavějící oceli, na jehož koncích jsou upevněny dva konce dutých hřídelů £2, ££ připevněné Šrouby 14. Neznázorněná ložiska umožňují otáčení dutého pláště ££ a dutých hřídelů £2, 13 kolem osy.

Uvnitř dutého pláště ££ je uložen induktor £0, který obsahuje magnetické jádro j£> tvořené jediným svazkem tenkých magnetických plechů, jež jsou vzájemně izolovány neznázorněnou izolací· Magnetické jádro 15 je uloženo v široké a hluboké podélné drážce 16. která je vyříznuté v masivním hřídeli JJ2 ^z nemagnetiekého, elektricky dobře vodivého“ kovu, například ze slitiny hliníku nebo mědi. Magnetické jádro £2 jo udivováno ve správné poloze v podélné široké drážce 16 několika ěxOuby £8, které jsou zašroubovány do klínů 19, uložených v příčných drážkách rybinového tvaru ve dnu magnetického jádv.i V£ přivráceného ke dnu podélné široké drážky 16. Volná strana 20. magnetického jádra £5 leží v rovině válcové plochy hřídele 1_7 e směřuje к sousední ploše bramy £.

Hřídel 17 a magnetické jádro 15 jsou opatřeny soustavou pláštěncových drážek 2£, které jsou rozmístěny po délce hřídele 17 a ve kterých jsou uloženy indukční cívky 22 až 26 válcového tvaru. Indukční cívky 22 až 26 jsou například tvořeny závity plochého měděného izolovaného vodiče a jsou s výhodou izolovány vůči magnetickému jádru 15 neznázorněnými izolačními vrstvami, uloženými ve dnu a ve stěnách prstencových drážek 21.

Konce hřídele 17 procházejí s určitou radiální vůlí konci dutých hřídelů 12. £3 a jsou podepřeny a upevněny na neznázorněném stojanu tak, že hřídel 17 se nepohybuje, zatímco válcový dutý plášl 11 a duté hřídele £2, 13 rotují kolem své osy.

Dvě úzké podélné drážky 27. 28 (obr. 1), které procházejí po celé délce hřídele 17 a jsou nepatrně hlubší než prstencové drážky 21» ⁰ kanály 29. 30. 31 * 32 (obr. 2), vytvořené v koncích hřídele 17. slouží к uložení napájecích vodičů 33. 34 (obr. 4), kterými se přivádí proud к indukčním cívkám 22 až 26.

Jak ukazuje obr. 4, jsou indukční cívky 22 až 26 seskupeny do dvou skupin, z nichž jedna sestává z indukčních cívek 22. 24. 26 a druhá z indukčních cívek 21» 25· Indukční cívky 22, 2£, 26 první skupiny jsou vinuty v opačném smyslu, jsou zapojeny elektricky do série a jsou spojeny napájecími vodiči 33 s dvěma vnějšími svorkami 35. které jsou připojeny к jedné z obou fází neznázorněného proudového napájecího střídavého zdroje. Analogicky jsou indukční cívky 21» 25 druhé skupiny vinuty v opačném smyslu, jsou spolu zapojeny do série a jsou spojeny napájecími vodiči J£ se dvěma vnějšími svorkami 26, připojenými ke druhé fázi zdroje. 2 obr. 4 je patrné, že vnější cívky 22 a 26 mají přibližně polovinu závitů než indukční cívka 24. a že indukční cívky 22» 25 mají přibližně stejný počet závitů jako indukční cívka 24.

Z této úpravy vyplývá, že magnetický tok vyvolávaný induktorem 10 v okamžiku, kdy proud prochází maximem v první fázi a nulou ve druhé fázi, má průběh znázorněný na obr· 2, přičemž severní pól leží mezi indukčními cívkami 22. 24 a jižní pól mezi indukčními cívkami 2£, 26· Z obr. 2 je patrné, že magnetický tok se uzavírá přes magnetické jádro 1 5. kde magnetické siločáry jsou velice sevřené, což může vést к magnetickému nasycení magnetického jádra 1 ji.

Rovněž je zřejmé, že přítomnost hřídele 17 z nemagnetického, elektricky dobře vodivého kovu tvoří velice účinné stínění, které brání výstupu magnetického toku směrem ne zadní stranu induktoru Ul» e to v důsledku proudů indukovaných v hřídeli 17 e bránících průchodu magnetického toku. Z toho vyplývá, Že kapacita magnetického jádra 1 5 až do stavu saturace je vyhrazena prakticky úplně pro průchod užitečného magnetického toku.

Analogický stav platí v okamžiku, kdy proud dosáhne maximě ve druhé fázi a je nulový v první fázi, to znamená v okamžiku, kdy indukční cívky 23. 25 jsou vybuzeny e tvoří mezi sebou severní pól a dva jižní póly na vnějších koncích. V tomto případě je nasycení magnetického jádře 15 (obr. 3) maximální v oblasti indukčních cívek 23. 25. ale ztráty magnetického toku směrem na zadní stranu jsou i v tomto případě znemožňovány stíněním, tvořeným hřídelem 17.

Jak je patrno z obr. 1, působí hřídel 17 a v něm indukované proudy proti ztrátám magnetického toku směrem do stran magnetického jádra 15. Z toho vyplývá, Že magnetický tok je soustředěn především do klínovité oblasti se středovým úhlem alfa, což Je užitečný úhel pro promíchávání.

Když jsou obě fáze napájeny postupně a periodicky s nízkým kmitočtem, vzniká kluzné magnetické pole pohybující se v osovém směru míchacího válce, jehož magnetické siločáry procházejí tekutým jádrem J bramy 1 a vyvolávají promíchávání tekutého kovu.

Z předchozího Je zřejmé, Že induktor podle vynálezu umožňuje maximální využití magnetické kapacity magnetického Jádra 15 к vytvoření užitečného toku sloužícího к promíchávání tekutého kovu. Užitečný promíchávací výkon Je pětinásobkem, až šestinásobkem výkonu dosahovaného při použití známých induktorů.

Třebaže vynález tyl popsán v souvislosti s konkrétním provedením dvoufázového dvoupólového induktoru, Je samozřejmé, že tutéž koncepci lze aplikovat na vícefázový induktor s libovolným počtem pólů. Dvoufázové dvoupólové provedení má však značnou výhodu, protože Je Jednoduché a přitom velmi účinné.

S 236475

Claims (3)

1. Induktor s kluziým ma^gie'tickým polem .pro míchací válec při plynulém odlévání bran, sestávající z drážkovaného hřídele, který nesa rovné meogieeické plechy rovnoběžné s osou hřídele, přičemž hřídel a plechy jsou opatřeny soustavou prstencových drážek rozmístěných po délce hřídele a nesoucích kruhové indukční cívky, vyznačený tím, že hřídel (17) je pevný a je z nemagnetického, elektricky vodivého kovu a je opatřen podélnou širokou drážkou (16) s velkým příčnám rozměrem, v níž je uložen jediný svazek mBagneických plechů, tvořící magnneické jádro (15) induktoru (10) e hřídel (17) tvoří stínění pro magnetický tok vytvořený indukčními cívkami (22 až 26), přičemž v induktoru je maguneický tok orientován do pevného přednostního směru. .

2. Induktor podle bodu 1, vyznačený tím, že po celé délce hřídele (17) jsou vytvořeny podélné úzké drážky (27, 28), které jsou nepatrně'hlubší než prstencové drážky (21) nesoucí indukční cívky (22 až 26), a v obou koncích hřídele . (17) jsou vytvořeny kanály (29, 30, 31, 32) pro napájecí vodiče (33, 34) indukčních cívek (22 až 26).

3. Induktor podle bodu 1 nebo 2, vyznačený tím, že indukční cívky (22 až 26) jsou zapojeny jako dvoufázový dvoupólový induktor (10).