DE102015204123A1

DE102015204123A1 - Device for influencing a flow of a liquid metal within a continuous casting mold

Info

Publication number: DE102015204123A1
Application number: DE102015204123.9A
Authority: DE
Inventors: Norbert Vogl; Fabian Krause
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2016-01-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (12) zum Beeinflussen einer Strömung (2) eines Flüssigmetalls innerhalb einer Stranggießkokille, insbesondere Dünnbrammenkokille, aufweisend wenigstens zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Strömung (2) anordbare, jeweils wenigstens einen Permanentmagneten (13, 14) aufweisende Magneteinheiten (15, 16), mit denen ein quer zur Strömungsrichtung der Strömung (2) gerichtetes Magnetfeld erzeugbar ist. Um die Vorrichtung (12) dahingehend weiterzubilden, dass mit ihr eine Beeinflussung der Strömung (2) des Flüssigmetalls innerhalb einer Stranggießkokille unter geringeren Energiekosten möglich ist, ohne dass durch sie ein Sicherheitsrisiko bei einer Montage und/oder Instandhaltung der Stranggießkokille bedingt ist, wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass jede Magneteinheit (15, 16) wenigstens einen ansteuerbaren, zwischen einem ersten Polungszustand und einem zweiten Polungszustand umpolbaren Magneten (17, 18) aufweist, der bezüglich der Strömungsrichtung benachbart zu dem Permanentmagneten (13, 14) der jeweiligen Magneteinheit (15, 16) anordbar ist und der in dem ersten Polungszustand gleichpolig und in dem zweiten Polungszustand gegenpolig zu den Permanentmagneten (13, 14) ausgebildet ist.The invention relates to a device (12) for influencing a flow (2) of a liquid metal within a continuous casting mold, in particular a thin slab mold, comprising at least two magnet units (15) which can be arranged on opposite sides of the flow (2) and each have at least one permanent magnet (13, 14) , 16), with which a transverse to the flow direction of the flow (2) directed magnetic field can be generated. In order to further develop the device (12) so that it is possible to influence the flow (2) of the liquid metal within a continuous casting mold at lower energy costs, without causing a safety risk during installation and / or maintenance of the continuous casting mold According to the invention, each magnet unit (15, 16) has at least one controllable magnet (17, 18) which can be reversed between a first poling state and a second poling state and which is adjacent to the permanent magnet (13, 14) of the respective magnet unit with respect to the flow direction ( 15, 16) is arranged and in the first poling state is the same pole and in the second poling state opposite to the permanent magnet (13, 14) is formed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beeinflussen einer Strömung eines Flüssigmetalls innerhalb einer Stranggießkokille, insbesondere Dünnbrammenkokille, umfassend wenigstens zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Strömung anordbare, jeweils wenigstens einen Permanentmagneten aufweisende Magneteinheiten, mit denen ein quer zur Strömungsrichtung der Strömung gerichtetes Magnetfeld erzeugbar ist.The invention relates to a device for influencing a flow of a liquid metal within a continuous casting mold, in particular thin-slab mold, comprising at least two magnet units which can be arranged on opposite sides of the flow and have at least one permanent magnet, with which a magnetic field directed transversely to the flow direction of the flow can be generated.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Stranggießkokille, insbesondere Dünnbrammenkokille.Furthermore, the invention relates to a continuous casting mold, in particular thin-slab mold.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Beeinflussen einer Strömung eines Flüssigmetalls innerhalb einer Stranggießkokille, insbesondere Dünnbrammenkokille, wobei innerhalb der Strömung wenigstens ein quer zur Strömungsrichtung der Strömung ausgerichtetes Magnetfeld mittels auf gegenüberliegenden Seiten der Strömung angeordneten Permanent-magneten erzeugt wird.Furthermore, the invention relates to a method for influencing a flow of a liquid metal within a continuous casting mold, in particular thin-slab mold, wherein within the flow at least one transverse to the flow direction of the flow oriented magnetic field is generated by arranged on opposite sides of the flow permanent magnet.

Aus DE 697 01 857 T2 ist eine Magnetbremse zum Bremsen und Aufteilen einer in eine Gießform einströmenden Metallschmelze bekannt. Mittels der Magnetbremse kann ein statisches oder periodisches niederfrequentes Magnetfeld in dem Schmelzstrom erzeugt werden, wozu die Magnetbremse entweder Permanentmagnete oder Elektromagnete umfasst.Out DE 697 01 857 T2 A magnetic brake is known for braking and splitting a molten metal flowing into a casting mold. By means of the magnetic brake, a static or periodic low-frequency magnetic field can be generated in the melt stream, for which purpose the magnetic brake comprises either permanent magnets or electromagnets.

EP 1 694 455 B1 offenbart eine magnetische Bremse für eine Stranggießkokille, wobei mit der magnetischen Bremse ein in die Stranggießkokille einströmender Flüssigmetallstrom abbremsbar und vergleichmäßigbar ist. Hierzu umfasst die magnetische Bremse Permanentmagnete, welche zur Variation der Feldstärke des jeweilig mit den Permanentmagneten erzeugten Magnetfelds schwenkbar angeordnet sind. EP 1 694 455 B1 discloses a magnetic brake for a continuous casting mold, wherein with the magnetic brake flowing into the continuous casting mold liquid metal stream is braked and gleichmäßbar. For this purpose, the magnetic brake comprises permanent magnets, which are arranged to vary the field strength of the magnetic field generated in each case with the permanent magnet.

Der Einsatz von Elektromagneten zum Beeinflussen einer in eine Gießform einströmenden Metallschmelze geht üblicherweise mit einem relativ hohen Stromverbrauch für die Ansteuerung der Elektromagnete und folglich mit hohen Betriebskosten einher.The use of electromagnets to influence a molten metal flowing into a mold is usually associated with a relatively high power consumption for the control of the electromagnets and consequently with high operating costs.

Der Einsatz von Elektromagneten zum Beeinflussen einer in eine Gießform einströmenden Metallschmelze hat den Nachteil, dass sich die Permanentmagnete nicht deaktivieren lassen und dadurch bei einer Inbetriebnahme, Wartung und Instandhaltung einer mit einer entsprechenden Magnetbremse ausgestatteten Gießform ein Sicherheitsrisiko darstellen.The use of electromagnets for influencing a molten metal flowing into a casting mold has the disadvantage that the permanent magnets can not be deactivated and thus represent a safety risk during commissioning, maintenance and servicing of a casting mold equipped with a corresponding magnetic brake.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass mit ihr eine Beeinflussung einer Strömung eines Flüssigmetalls innerhalb einer Stranggießkokille unter geringeren Energiekosten möglich ist, ohne dass durch sie ein Sicherheitsrisiko bei einer Inbetriebnahme, Wartung und/oder Instandhaltung der Stranggießkokille bedingt ist.The object of the invention is to develop a device of the type mentioned in that with it influencing a flow of a liquid metal within a continuous casting mold at lower energy costs is possible without them a security risk during commissioning, maintenance and / or maintenance of the continuous casting mold is conditional.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben, welche jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.This object is solved by the independent claims. Advantageous embodiments are given in the dependent claims, which in themselves or in various combinations with each other can constitute an aspect of the invention.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beeinflussen einer Strömung eines Flüssigmetalls innerhalb einer Stranggießkokille, insbesondere Dünnbrammenkokille, umfasst wenigstens zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Strömung anordbare, jeweils wenigstens einen Permanentmagneten aufweisende Magneteinheiten, mit denen ein quer zur Strömungsrichtung der Strömung gerichtetes Magnetfeld erzeugbar ist, wobei jede Magneteinheit wenigstens einen ansteuerbaren, zwischen einem ersten Polungszustand und einem zweiten Polungszustand umpolbaren Magneten aufweist, der bezüglich der Strömungsrichtung benachbart zu dem Permanentmagneten der jeweiligen Magneteinheit anordbar ist und der in dem ersten Polungszustand gleichpolig und in dem zweiten Polungszustand gegenpolig zu den Permanentmagneten ausgebildet ist.The device according to the invention for influencing a flow of a liquid metal within a continuous casting mold, in particular thin-slab mold, comprises at least two magnet units which can be arranged on opposite sides of the flow and have at least one permanent magnet, with which a magnetic field directed transversely to the flow direction of the flow can be generated, each magnet unit being at least a controllable, umpolbare between a first poling state and a second poling state magnet, which is arranged adjacent to the permanent magnet of the respective magnet unit with respect to the flow direction and which is in the first Polungszustand same pole and in the second Polungszustand against the permanent magnet.

Ein umpolbarer Magnet einer Magneteinheit kann erfindungsgemäß derart umgepolt werden, dass er in dem ersten Polungszustand ein Magnetfeld erzeugt, welches zu dem von den Permanentmagneten, insbesondere Neodym- Permanentmagneten, erzeugten Magnetfeld gleichgerichtet, und in dem zweiten Polungszustand ein Magnetfeld erzeugt, welches dem von den Permanentmagneten erzeugten Magnetfeld gleichgerichtet ist. Im ersten Polungszustand kann der umpolbare Magnet einer Magneteinheit somit bei der Erzeugung des die Strömung des Flüssigmetalls beeinflussenden Magnetfeldes mitwirken. Im zweiten Polungszustand kann der umpolbare Magnet einer Magneteinheit ein durch den Permanentmagneten dieser Magneteinheit erzeugtes Magnetfeld, insbesondere innerhalb der Magneteinheit, teilweise oder vollständig durch Ausbildung eines magnetischen Kurzschlusses kompensieren. Bei einer vollständigen Kompensation des durch den Permanentmagneten der Magneteinheit erzeugten Magnetfelds kann die Magneteinheit deaktiviert werden, so dass die Magneteinheit nicht mit der auf der gegenüberliegenden Seite der Strömung angeordneten Magneteinheit zur Erzeugung eines Magnetfelds in der Strömung zusammenwirken kann. Eine derartige vollständige Kompensation kann beispielsweise dann vorgenommen werden, wenn eine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehene Stranggießkokille instandgehalten, gewartet oder in Betrieb genommen werden soll, so dass durch die Vorrichtung kein zusätzliches Sicherheitsrisiko bei solchen Arbeiten bedingt ist. Bei einer teilweisen Kompensation des durch den Permanentmagneten der Magneteinheit erzeugten Magnetfelds kann das von den Magneteinheiten in der Strömung erzeugte Magnetfeld verringert werden. Die Umpolung der umpolbaren Magnete kann hierbei periodisch oder zu vorgegebenen Zeitpunkten erfolgen, um beispielsweise einen Rührvorgang darstellen zu können.According to the invention, a reversible magnet of a magnet unit can be reversed in such a way that it generates a magnetic field in the first poling state, which rectifies the magnetic field generated by the permanent magnets, in particular neodymium permanent magnets, and generates a magnetic field in the second poling state Permanent magnet generated magnetic field is rectified. In the first poling state, the reversible magnet of a magnet unit can thus participate in the generation of the magnetic field influencing the flow of the liquid metal. In the second poling state, the reversible magnet of a magnet unit can partially or completely compensate for a magnetic field generated by the permanent magnet of this magnet unit, in particular within the magnet unit, by forming a magnetic short circuit. In a complete compensation of the magnetic field generated by the permanent magnet of the magnet unit, the magnet unit can be deactivated, so that the magnet unit can not cooperate with the arranged on the opposite side of the flow magnet unit for generating a magnetic field in the flow. Such a complete compensation can for example be made when provided with the device according to the invention Continuous casting mold to be maintained, maintained or put into operation, so that no additional safety risk in such work is due to the device. With a partial compensation of the magnetic field generated by the permanent magnet of the magnet unit, the magnetic field generated by the magnet units in the flow can be reduced. The polarity reversal of the umpolbaren magnets can be done periodically or at predetermined times, for example, to represent a stirring process.

Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine herkömmlichen Elektromagnete eingesetzt werden müssen, um die Strömung des Flüssigmetalls in der Stranggießkokille zu beeinflussen, ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Beeinflussung der Strömung des Flüssigmetalls innerhalb der Stranggießkokille unter geringeren Energiekosten möglich.Since no conventional electromagnets have to be used in the device according to the invention in order to influence the flow of the liquid metal in the continuous casting mold, the device according to the invention makes it possible to influence the flow of the liquid metal within the continuous casting mold at lower energy costs.

Die Beeinflussung der Strömung des Flüssigmetalls kann in Form einer Abbremsung, Vergleichmäßigung, Aufteilung oder dergleichen gegeben sein. Zudem kann mittels der Vorrichtung ein Rührvorgang durchgeführt werden, bei dem das Flüssigmetall, beispielsweise zu seiner Vergleichmäßigung, gerührt wird.The influencing of the flow of the liquid metal may be in the form of a deceleration, equalization, division or the like. In addition, by means of the device, a stirring operation can be carried out, in which the liquid metal, for example, to its homogenization, is stirred.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jede Magneteinheit wenigstens zwei bezüglich der Strömungsrichtung benachbart zu dem Permanentmagneten der jeweiligen Magneteinheit auf gegenüberliegenden Seiten des Permanentmagneten anordbare umpolbare Magneten auf. Hierdurch können eine teilweise Kompensation und insbesondere eine vollständige Kompensation der von den Permanentmagneten erzeugten Magnetfelder mittels der von den umpolbaren Magneten erzeugten Magnetfelder relativ homogen und hierdurch zuverlässiger erfolgen.According to an advantageous embodiment, each magnet unit has at least two reversible magnets which can be arranged with respect to the flow direction adjacent to the permanent magnet of the respective magnet unit on opposite sides of the permanent magnet. In this way, a partial compensation and in particular a complete compensation of the magnetic fields generated by the permanent magnets by means of the magnetic fields generated by the reversible magnet can be made relatively homogeneous and thus more reliable.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst wenigstens ein umpolbarer Magnet zumindest einen umpolbaren Permanentmagneten und zumindest eine den umpolbaren Permanentmagneten wenigstens teilweise umgebende, elektrisch ansteuerbare elektromagnetische Spule. Zum Umpolen des umpolbaren Magneten bzw. dessen umpolbaren Permanentmagneten ist lediglich eine relativ kurzzeitige Bestromung der elektromagnetischen Spule erforderlich. Ohne eine Bestromung der elektromagnetischen Spule bleibt der jeweilige Polungszustand des umpolbaren Magneten bzw. dessen umpolbaren Permanentmagneten stabil. Wegen der lediglich zum Umpolen des umpolbaren Magneten bzw. dessen umpolbaren Permanentmagneten erforderlichen Versorgung der elektromagnetischen Spule mit elektrischer Energie in Form kurzer elektrischer Impulse ist der Energieaufwand zum Betreiben der Vorrichtung deutlich geringer als bei herkömmlichen Elektromagneten, welche zur Erzeugung eines Magnetfelds dauerhaft mit einer relativ großen Menge an elektrischer Energie versorgt werden müssen. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, umpolbaren Magnete der Vorrichtung entsprechend ausgebildet sein.According to a further advantageous embodiment, at least one umpolbarer magnet comprises at least one umpolbaren permanent magnet and at least one Umpolbaren the permanent magnet at least partially surrounding, electrically controllable electromagnetic coil. For reversing the umpolbaren magnet or its umpolbaren permanent magnet only a relatively short-term energization of the electromagnetic coil is required. Without energizing the electromagnetic coil, the respective poling state of the reversible magnet or its umpolbaren permanent magnet remains stable. Because of the supply of the electromagnetic coil with electrical energy in the form of short electrical impulses, which is only necessary for reversing the polarity of the repolarable magnet or its permanent magnet, the energy expenditure for operating the device is significantly lower than for conventional electromagnets, which permanently generate a relatively large magnetic field Amount of electrical energy must be supplied. It is also possible for two or more, in particular all, reversible magnets of the device to be designed accordingly.

Vorteilhafterweise ist der umpolbare Permanentmagnet ein AlNiCo-Magnet, ein Neodym-Magnet oder ein kombinierter Neodym-AlNiCo-Magnet. Derartige Werkstoffe bzw. Werkstoffkombinationen weisen optimale Eigenschaften bezüglich seiner Umpolbarkeit und seiner Polungsstabilität auf, was mit sehr guten Betriebseigenschaften der Vorrichtung einhergeht. Alternativ können auch andere Werkstoffe zur Ausbildung des umpolbaren Permanentmagneten eingesetzt werden.Advantageously, the umpolbare permanent magnet is an AlNiCo magnet, a neodymium magnet or a combined neodymium-AlNiCo magnet. Such materials or material combinations have optimal properties with respect to its Umpolbarkeit and its poling stability, which is associated with very good operating characteristics of the device. Alternatively, other materials can be used to form the umpolbaren permanent magnet.

Vorteilhafterweise weist wenigstens ein umpolbarer Magnet zumindest einen drehbar gelagerten Permanentmagneten aufweist, durch dessen Drehung der umpolbare Magnet umpolbar ist. Zur Umpolung des umpolbaren Magneten ist hierbei keine elektrisch ansteuerbare elektromagnetische Spule erforderlich. Die Drehung des Permanentmagneten kann manuell oder mittels einer Antriebseinheit automatisiert erfolgen. Es können auch zwei oder mehrere, insbesondere alle, umpolbaren Magnete der Vorrichtung entsprechend ausgebildet sein.Advantageously, at least one umpolbarer magnet has at least one rotatably mounted permanent magnet, by the rotation of the umpolbare magnet is umpolbar. For polarity reversal of the umpolbaren magnet in this case no electrically controllable electromagnetic coil is required. The rotation of the permanent magnet can be done manually or automatically by means of a drive unit. It is also possible for two or more, in particular all, reversible magnets of the device to be designed accordingly.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass jede Magneteinheit wenigstens einen magnetisierbaren Polkörper aufweist, der zumindest teilweise zwischen dem wenigstens einen Permanentmagneten und dem wenigstens einen umpolbaren Magneten der jeweiligen Magneteinheit einerseits und der Strömung andererseits anordbar ist. Ein von den Magneteinheiten erzeugtes Magnetfeld durchdringt die Polkörper, um ein optimal gerichtetes Magnetfeld zu erzeugen. Zudem werden die Permanentmagneten und umpolbaren Magneten der Magneteinheiten durch die zwischen ihnen und der heißen Strömung aus Flüssigmetall angeordneten Polkörper vor starker Wärmebeaufschlagung geschützt, um die Dauerhaftigkeit der Vorrichtung zu verbessern.A further advantageous embodiment provides that each magnet unit has at least one magnetizable pole body which can be arranged at least partially between the at least one permanent magnet and the at least one reversible magnet of the respective magnet unit on the one hand and the flow on the other hand. A magnetic field generated by the magnetic units penetrates the polar bodies to produce an optimally directed magnetic field. In addition, the permanent magnets and reversible magnets of the magnet units are protected from excessive heat application by the polar bodies sandwiched between them and the liquid metal hot flow to improve the durability of the device.

Es wird weiter als vorteilhaft erachtet, wenn die Vorrichtung wenigstens einen die Magneteinheiten miteinander verbindenden magnetisierbaren Polkörper aufweist. Dieser Polkörper kann als Joch fungieren, um eine optimale Führung der jeweilig erzeugten Magnetfelder innerhalb der Magneteinheiten und der gesamten Vorrichtung zu realisieren.It is furthermore considered advantageous if the device has at least one magnetizable pole body interconnecting the magnet units. This polar body can act as a yoke to realize an optimal guidance of the respectively generated magnetic fields within the magnet units and the entire device.

Die erfindungsgemäße Stranggießkokille, insbesondere Dünnbrammenkokille, umfasst wenigstens eine Vorrichtung nach einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben. Mit der Stranggießkokille sind die oben mit Bezug auf die Vorrichtung genannten Vorteile entsprechend verbunden.The continuous casting mold according to the invention, in particular thin-slab mold, comprises at least one device according to one of the aforementioned embodiments or any combination thereof. With the continuous casting mold are the top Related to the advantages mentioned with respect to the device.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Beeinflussen einer Strömung eines Flüssigmetalls innerhalb einer Stranggießkokille, insbesondere Dünnbrammenkokille, wird innerhalb der Strömung wenigstens ein quer zur Strömungsrichtung der Strömung ausgerichtetes Magnetfeld mittels auf gegenüberliegenden Seiten der Strömung angeordneten Permanentmagneten erzeugt und das Magnetfeld zeitweilig zumindest teilweise durch in der Stranggießkokille erzeugte, dem Magnetfeld gegengerichtete, weitere Magnetfelder kompensiert, die mittels wenigstens zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Strömung angeordneten, zwischen einem ersten Polungszustand und einem zweiten Polungszustand umpolbaren Magneten erzeugt werden.According to the inventive method for influencing a flow of a liquid metal within a continuous casting mold, in particular thin slab mold, at least one transverse to the flow direction of the flow magnetic field is generated by arranged on opposite sides of the flow permanent magnets within the flow and the magnetic field temporarily at least partially generated in the continuous casting mold , the magnetic field counteracted, further magnetic fields compensated, which are generated by means of at least two arranged on opposite sides of the flow, between a first polarity state and a second polarity state umpolbaren magnet.

Mit diesem Verfahren sind die oben mit Bezug auf die Vorrichtung genannten Vorteile entsprechend verbunden. Insbesondere ist es durch die zeitweilige teilweise oder vollständige Kompensation des von den Permanentmagneten erzeugten Magnetfelds möglich, verschiedene Arten von Beeinflussung der Strömung des Flüssigmetalls zu realisieren. Des Weiteren können durch eine vollständige Kompensation des von den Permanentmagneten erzeugten Magnetfelds Inbetriebnahmearbeiten, Wartungsarbeiten und Instandhaltungsarbeiten ohne zusätzliches Sicherheitsrisiko an einer entsprechend dem Verfahren betriebenen Stranggießkokille vorgenommen werdenWith this method, the advantages mentioned above with respect to the device are connected accordingly. In particular, by temporarily partially or completely compensating the magnetic field generated by the permanent magnets, it is possible to realize various kinds of influence on the flow of the liquid metal. Furthermore, by a complete compensation of the magnetic field generated by the permanent magnet commissioning work, maintenance and maintenance work can be made without additional safety risk to a continuous casting mold operated according to the method

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in verschiedener Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigenIn the following, the invention will be explained by way of example with reference to the attached figures with reference to a preferred exemplary embodiment, wherein the features illustrated below may represent an aspect of the invention both individually and in various combinations with one another. Show it

1: eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Vorrichtung zum Beeinflussen einer Strömung eines Flüssigmetalls innerhalb einer Stranggießkokille, 1 FIG. 2 is a schematic representation of a conventional device for influencing a flow of a liquid metal within a continuous casting mold. FIG.

2: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beeinflussen einer Strömung eines Flüssigmetalls innerhalb einer Stranggießkokille in einem aktivierten Zustand, und 2 a schematic representation of an embodiment of an inventive device for influencing a flow of a liquid metal within a continuous casting mold in an activated state, and

3: eine schematische Darstellung der in 2 gezeigten Vorrichtung in einem deaktivierten Zustand. 3 : a schematic representation of the in 2 shown device in a deactivated state.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Vorrichtung 1 zum Beeinflussen einer Strömung 2 eines Flüssigmetalls innerhalb einer nicht näher gezeigten Stranggießkokille. Die Richtung der Strömung ist durch den Pfeil 3 angedeutet. Die Vorrichtung 1 umfasst zwei Elektromagnete 4 und 5, die auf gegenüberliegenden Seiten der Strömung 2 angeordnet sind. Jeder Elektromagnet 4 bzw. 5 umfasst einen magnetisierbaren Kern 6 bzw. 7 und eine den Kern 6 bzw. 7 teilweise umgebende elektromagnetische Spule 8 bzw. 9. Mittels der Elektromagnete 4 und 5 wird ein Magnetfeld in der Strömung 2 erzeugt, welches durch die Pfeile 10 angedeutet ist. Aufgrund der Strömung 2 des Flüssigmetalls und des Magnetfelds wirkt auf die mit der Strömung 2 bewegte elektrische Ladung die Lorentz-Kraft ein, was durch den Pfeil 11 angedeutet sein soll. Hierdurch wird die Strömung 2 abgebremst. Um den gezeigten Zustand der Vorrichtung 1 aufrechterhalten zu können, ist eine kontinuierliche Bestromung der elektromagnetischen Spulen 8 und 9 erforderlich, was mit einem relativ hohen Energieverbrauch einhergeht. 1 shows a schematic representation of a conventional device 1 for influencing a flow 2 a liquid metal within a continuous casting mold not shown in detail. The direction of the flow is through the arrow 3 indicated. The device 1 includes two electromagnets 4 and 5 on opposite sides of the flow 2 are arranged. Every electromagnet 4 respectively. 5 includes a magnetizable core 6 respectively. 7 and one the core 6 respectively. 7 partially surrounding electromagnetic coil 8th respectively. 9 , By means of electromagnets 4 and 5 becomes a magnetic field in the flow 2 generated by the arrows 10 is indicated. Due to the current 2 of the liquid metal and the magnetic field acts on the flow 2 moved electric charge the Lorentz force, what by the arrow 11 should be indicated. This will cause the flow 2 braked. To the shown state of the device 1 To be able to maintain, is a continuous energization of the electromagnetic coils 8th and 9 what is associated with a relatively high energy consumption.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Vorrichtung 12 zum Beeinflussen einer Strömung 2 eines Flüssigmetalls innerhalb einer nicht gezeigten Stranggießkokille in einem aktivierten Zustand, in dem die Strömung 2 mittels der Vorrichtung 12 abgebremst wird. Die Vorrichtung 12 umfasst zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Strömung 2 angeordnete, jeweils wenigstens einen Permanentmagneten 13 bzw. 14 aufweisende Magneteinheiten 15 und 16, mit denen ein quer zur durch den Pfeil 3 angedeuteten Strömungsrichtung der Strömung 2 gerichtetes, durch die Pfeile 10 angedeutetes Magnetfeld erzeugt wird. Jede Magneteinheit 15 bzw. 16 umfasst zwei elektrisch ansteuerbare, zwischen dem gezeigten ersten Polungszustand und dem in 3 gezeigten zweiten Polungszustand umpolbare Magnete 17 bzw. 18, wobei die umpolbaren Magnete 17 und 18 jeweils bezüglich der Strömungsrichtung benachbart zu dem Permanentmagneten 13 bzw. 14 der jeweiligen Magneteinheit 15 bzw. 16 angeordnet sind. In dem gezeigten ersten Polungszustand sind die umpolbaren Magnete 17 und 18 gleichpolig zu den Permanentmagneten 13 und 14 ausgebildet. Aufgrund der Strömung 2 des Flüssigmetalls und des Magnetfelds wirkt auf die mit der Strömung 2 bewegte elektrische Ladung die Lorentz-Kraft ein, was durch den Pfeil 11 angedeutet sein soll. Hierdurch wird die Strömung 2 abgebremst. 2 shows a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention 12 for influencing a flow 2 a liquid metal within a continuous casting mold not shown in an activated state in which the flow 2 by means of the device 12 is slowed down. The device 12 includes two on opposite sides of the flow 2 arranged, in each case at least one permanent magnet 13 respectively. 14 having magnet units 15 and 16 with which a cross to the arrow 3 indicated flow direction of the flow 2 directed, through the arrows 10 indicated magnetic field is generated. Each magnet unit 15 respectively. 16 comprises two electrically controllable, between the first polarity state shown and in 3 shown second poling state umpolbare magnets 17 respectively. 18 , where the umpolbaren magnets 17 and 18 each with respect to the flow direction adjacent to the permanent magnet 13 respectively. 14 the respective magnet unit 15 respectively. 16 are arranged. In the first poling state shown are the umpolbaren magnets 17 and 18 homopolar to the permanent magnets 13 and 14 educated. Due to the current 2 of the liquid metal and the magnetic field acts on the flow 2 moved electric charge the Lorentz force, what by the arrow 11 should be indicated. This will cause the flow 2 braked.

Jeder umpolbare Magnet 17 bzw. 18 umfasst einen umpolbaren Permanentmagneten 19 und eine den umpolbaren Permanentmagneten 19 teilweise umgebende, elektrisch ansteuerbare elektromagnetische Spule 20. Die umpolbaren Permanentmagneten 19 sind als AlNiCo-Magneten, Neodym- Magneten oder kombinierte Neodym-AlNiCo-Magneten ausgebildet. Alternativ kann jeder umpolbare Magnet 17 bzw. 18 wenigstens einen drehbar gelagerten, nicht gezeigten Permanentmagneten aufweisen, durch dessen Drehung der umpolbare Magnet 17 bzw. 18 umpolbar ist. Zur Umpolung des jeweiligen umpolbaren Magneten 17 bzw. 18 kann jeweils eine nicht gezeigte Antriebseinheit oder eine gemeinsame nicht gezeigte Antriebseinheit vorhanden sein.Each reversible magnet 17 respectively. 18 includes a reversible permanent magnet 19 and a umpolbaren permanent magnet 19 partially surrounding, electrically controllable electromagnetic coil 20 , The umpolbaren permanent magnets 19 are designed as AlNiCo magnets, neodymium magnets or combined neodymium AlNiCo magnets. Alternatively, any reversible magnet 17 respectively. 18 have at least one rotatably mounted, not shown, permanent magnet, by the rotation of the umpolbare magnet 17 respectively. 18 is umpolbar. For reversing the polarity of the respective polarizable magnet 17 respectively. 18 in each case a drive unit, not shown, or a common drive unit not shown may be present.

Jede Magneteinheit 15 bzw. 16 weist einen magnetisierbaren Polkörper 21 auf, der zwischen dem Permanentmagnet 13 bzw. 14 und dem umpolbaren Magnet 17 bzw. 18 der jeweiligen Magneteinheit 15 bzw. 16 einerseits und der Strömung 2 andererseits angeordnet ist. Ferner umfasst die Vorrichtung 12 einen die Magneteinheiten 15 und 16 miteinander verbindenden magnetisierbaren Polkörper 22 aus einem ferritischen Stahl.Each magnet unit 15 respectively. 16 has a magnetizable polar body 21 on that between the permanent magnet 13 respectively. 14 and the reversible magnet 17 respectively. 18 the respective magnet unit 15 respectively. 16 on the one hand and the current 2 on the other hand is arranged. Furthermore, the device comprises 12 one the magnet units 15 and 16 interconnecting magnetizable polar body 22 from a ferritic steel.

3 zeigt eine schematische Darstellung der in 2 gezeigten Vorrichtung 12 in einem deaktivierten Zustand, in dem von den Magneteinheiten 15 und 16 kein Magnetfeld in erzeugt wird. Zur Realisierung des deaktivierten Zustands der Vorrichtung 12 werden die umpolbaren Magnete 17 und 18 bzw. deren umpolbaren Permanentmagnete 19 aus dem in 2 gezeigten ersten Polungszustand umgepolt, um in den gezeigten zweiten Polungszustand zu gelangen, in dem die umpolbaren Magnete 15 und 16 gegenpolig zu den Permanentmagneten 13 und 14 ausgebildet sind. Bei in dem zweiten Polungszustand befindlichen umpolbaren Magneten 17 und 18 werden magnetische Kurzschlüsse in den Magneteinheiten 15 und 16 hergestellt, was durch die Pfeile 23 angedeutet sein soll und eine vollständige Kompensation des von den Permanentmagneten 13 und 14 erzeugten Magnetfelds bewirkt. 3 shows a schematic representation of the in 2 shown device 12 in a deactivated state in which of the magnet units 15 and 16 no magnetic field is generated in. To realize the deactivated state of the device 12 become the umpolbare magnets 17 and 18 or their umpolbaren permanent magnets 19 from the in 2 Reverse polarity shown in the first polarity state shown in order to get into the shown second polarity state in which the umpolbaren magnets 15 and 16 opposite pole to the permanent magnets 13 and 14 are formed. When in the second poling state umpolbaren magnet 17 and 18 become magnetic short circuits in the magnet units 15 and 16 made something by the arrows 23 should be indicated and a complete compensation of the permanent magnets 13 and 14 generated magnetic field causes.

Eine weitere alternative und beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann entsprechend 1 ausgebildet sein, wenn diese Vorrichtung entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird. Hierzu können die Elektromagnete 4 und 5 bzw. deren magnetisierbare Kerne 6 und 7 durch eine Erzeugung von hohen elektrischen Spulenströmen in den elektromagnetischen Spulen 8 und 9 magnetisiert und entmagnetisiert werden.A further alternative and exemplary embodiment of the device according to the invention can accordingly 1 be formed when this device is operated according to the inventive method. For this purpose, the electromagnets 4 and 5 or their magnetizable cores 6 and 7 by generating high electrical coil currents in the electromagnetic coils 8th and 9 magnetized and demagnetized.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtung contraption
22: Strömung flow
33: Pfeil arrow
44: Elektromagnet electromagnet
55: Elektromagnet electromagnet
66: Kern core
77: Kern core
88th: Spule Kitchen sink
99: Spule Kitchen sink
1010: Pfeil arrow
1111: Pfeil arrow
1212: Vorrichtung contraption
1313: Permanentmagnet permanent magnet
1414: Permanentmagnet permanent magnet
1515: Magneteinheit magnet unit
1616: Magneteinheit magnet unit
1717: umpolbarer Magnet reversible magnet
1818: umpolbarer Magnet reversible magnet
1919: umpolbarer Permanentmagnet reversible permanent magnet
2020: umpolbarer Permanentmagnet reversible permanent magnet
2121: Polkörper polar body
2222: Polkörper polar body
2323: Pfeil arrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 69701857 T2 [0004]
EP 1694455 B1 [0005]

Claims

Contraption ( 12 ) for influencing a flow ( 2 ) of a liquid metal within a continuous casting mold, in particular thin-slab mold, having at least two on opposite sides of the flow ( 2 ), in each case at least one permanent magnet ( 13 . 14 ) having magnetic units ( 15 . 16 ), with which a transversely to the flow direction of the flow ( 2 ) is generated magnetic field, characterized in that each magnet unit ( 15 . 16 ) at least one controllable, umpolbaren between a first polarity state and a second polarity state magnet ( 17 . 18 ), which is adjacent to the permanent magnet with respect to the flow direction ( 13 . 14 ) of the respective magnet unit ( 15 . 16 ) can be arranged and in the first poling state of the same pole and in the second poling state opposite to the permanent magnet ( 13 . 14 ) is trained.

Contraption ( 12 ) according to claim 1, characterized in that each magnet unit ( 15 . 16 ) at least two with respect to the flow direction adjacent to the permanent magnet ( 13 . 14 ) of the respective magnet unit ( 15 . 16 ) on opposite sides of the permanent magnet ( 13 . 14 ) disposable polarizable magnets ( 17 . 18 ) having.

Contraption ( 12 ) according to claim 1 or 2, characterized in that at least one umpolbarer magnet ( 17 . 18 ) at least one umpolbaren permanent magnet ( 19 ) and at least one umpolbaren permanent magnet ( 19 ) at least partially surrounding, electrically controllable electromagnetic coil ( 20 ) having.

Contraption ( 12 ) according to claim 3, characterized in that the umpolbare permanent magnet ( 19 ) is an AlNiCo magnet, a neodymium magnet or a combined neodymium AlNiCo magnet.

Contraption ( 12 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one umpolbarer magnet ( 17 . 18 ) has at least one rotatably mounted permanent magnet, by the rotation of the umpolbare magnet ( 17 . 18 ) is umpolbar.

Contraption ( 12 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that each magnet unit ( 15 . 16 ) at least one magnetizable polar body ( 21 ), which at least partially between the at least one permanent magnet ( 13 . 14 ) and the at least one umpolbaren magnet ( 17 . 18 ) of the respective magnet unit ( 15 . 16 ) on the one hand and the flow ( 2 ) on the other hand is arrangeable.

Contraption ( 12 ) according to one of claims 1 to 6, characterized by at least one of the magnet units ( 15 . 16 ) interconnecting magnetizable polar body ( 22 ).

Continuous casting mold, in particular thin-slab mold, characterized by at least one device ( 12 ) according to one of claims 1 to 7.

Method for influencing a flow ( 2 ) of a liquid metal within a continuous casting mold, in particular thin-slab mold, wherein within the flow ( 2 ) at least one transverse to the flow direction of the flow ( 2 ) aligned magnetic field by means of on opposite sides of the flow ( 2 ) arranged permanent magnets ( 13 . 14 ) is generated, characterized in that the magnetic field is temporarily at least partially compensated by generated in the continuous casting mold, the magnetic field counteracted, further magnetic fields, which by means of at least two on opposite sides of the flow ( 2 ), can be generated between a first polarity state and a second polarity state umpolbaren magnet.