DE10350076A1

DE10350076A1 - Apparatus and method for electromagnetic stirring or braking of metal casting, in particular steel casting

Info

Publication number: DE10350076A1
Application number: DE2003150076
Authority: DE
Inventors: Werner Czerny; Klaus Pronold; Hans-Herbert Welker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2005-06-02
Also published as: WO2005042186A1

Abstract

Vorrichtung zum elektromagnetischen Rühren oder Bremsen von Metallguss, insbesondere Stahlstrangguss, mit wenigstens einer an einen Umrichter (8, 9) angeschlossenen Rührspule (6, 7) zur Erzeugung von auf den flüssigen Kern des teilerstarrten Strangs (5) einwirkenden Induktionskräften, wobei die Frequenz des vom Umrichter (8, 9) erzeugten und die wenigstens eine Rührspule (6, 7) durchfließenden Stroms verstellbar ist.Apparatus for the electromagnetic stirring or braking of metal castings, in particular steel casting, with at least one stirring coil (6, 7) connected to a converter (8, 9) for generating induction forces acting on the liquid core of the partially solidified strand (5), the frequency of produced by the converter (8, 9) and the at least one stirring coil (6, 7) flowing through the current is adjustable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektromagnetischen Rühren oder Bremsen von Metallguss, insbesondere Stahlstrangguss, mit wenigstens einer an einen Umrichter angeschlossenen Rührspule zur Erzeugung von auf den flüssigen Kern des teilerstarrten Strangs einwirkenden Induktionskräften.The The invention relates to a device for electromagnetic stirring or Braking of cast metal, in particular steel casting, with at least a stirring coil connected to a converter for generating on the liquid Core of the partially solidified strand acting induction forces.

In Stranggießanlagen zur Erzeugung von Knüppeln, Vorblöcken oder Brammen werden häufig Rührspulen eingesetzt, mit denen ein elektromagnetisches Rühren von Metallguss bzw. Stahlstrangguss ermöglicht wird. Auf diese Weise sollen die Innenbeschaffenheit, die Oberfläche und der randnahe Bereich des vergossenen Metalls, insbesondere des Stahls, verbessert werden. Rühreinrichtungen werden bei Kokillen, aber auch im Strangbereich eingesetzt. Das elektromagnetische Rühren kann nicht nur bei Stahl, sondern auch beim Gießen von anderen Metallen oder Metalllegierungen wie z.B. Kupfer, Messing oder Bronze durchgeführt werden. Umgekehrt können Rührspulen auch eingesetzt werden, um die vorhandenen Bewegungen und Schwingungen des flüssigen Metalls zu dämpfen und zu bremsen.In continuous casting for the production of billets, blooms or slabs often become agitating coils used, with which an electromagnetic stirring of metal casting or steel casting is made possible. In this way, the interior texture, the surface and the area near the edge of the potted metal, in particular the steel, be improved. stirrers are used in molds, but also in the strand area. The electromagnetic stirring Not only in steel, but also in the casting of other metals or Metal alloys such as e.g. Copper, brass or bronze are performed. Conversely, you can stirring coils also be used to control the existing movements and vibrations of the liquid To damp metal and brake.

Es sind elektromagnetisch wirkende Rührspulen bekannt, die entweder den teilerstarrten Strang als Rotationsrührspule umfassen oder als Linearrührspule an einer Seite des Strangs angeordnet sind. Das Arbeitsprinzip der Rührspulen entspricht dem eines elektrischen Induktionsmotors, wobei die Rührspule dem Ständer beziehungsweise Stator des Motors und das flüssige Metall im Strang dem Anker beziehungsweise Rotor entspricht.It Electromagnetic stirring coils are known, either the teilerstarrten strand as a rotary stirring coil or as a linear stirring coil are arranged on one side of the strand. The working principle of stirring coils corresponds to that of an electric induction motor, wherein the stirring coil the stand or stator of the motor and the liquid metal in the strand Anchor or rotor corresponds.

Die Rührspulen werden von Umrichtern gespeist. Mit Hilfe des Umrichters wird beim Rühren in der Kokille eines starke Rühr bewegung im Bereich des Badspiegels realisiert. Die erforderliche Rotationsbewegung wird durch die durch die Rührspule induzierten elektromagnetischen Kräfte erzeugt. Umgekehrt können die induzierten Kräfte auch zum Bremsen von vorhandenen Bewegungen in dem Metallbad benutzt werden.The stirring coils are fed by converters. With the help of the inverter is at stir in the mold a strong stirring movement realized in the area of the bathroom mirror. The required rotational movement gets through through the stirring coil generated electromagnetic forces. Conversely, the induced forces also used for braking existing movements in the metal bath become.

Es ist üblich, den flüssigen Stahl über ein Tauchrohr in die Kokille zu gießen. Dabei ist darauf zu achten, dass beim Tauchrohrbetrieb kein auf der Schmelze schwimmendes Abdeckpulver durch eine zu starke Rührbewegung in die Schmelze eingerührt wird, so dass die Intensität der Rührbewegung begrenzt werden muss. Problematisch sind Strömungsturbulenzen im Bereich der Rührspule, die auf jeden Fall zu vermeiden sind, die jedoch insbesondere beim Einschalten oder Ausschalten der Rührspulen auftreten können.It is common, the liquid Steel over pour a dip tube into the mold. It is important to that during Tauchrohrbetrieb no floating on the melt covering powder due to excessive stirring is stirred into the melt, so the intensity the stirring motion must be limited. Problematic are flow turbulences in the area the stirring coil, which should be avoided in any case, but especially in the case of Switching on or off the stirring coils can occur.

Aus der US 4 478 272 ist ein Verfahren zum Stranggießen von Stahl bekannt, bei dem die elektromagnetischen Kräfte in Abhängigkeit der Ausziehgeschwindigkeit verändert werden. Ferner wird die Möglichkeit angesprochen, die Rührerleistung durch die Änderung des Stromes beziehungsweise der Spannung im Rührer zu verändern. Allerdings werden auch bei diesem Verfahren Störungen des flüssigen Stahlbads verursacht, wenn die Rührspulen über den oder die Umrichter eingeschaltet werden.From the US 4,478,272 A method for continuous casting of steel is known, in which the electromagnetic forces are changed depending on the withdrawal speed. Furthermore, the possibility is addressed to change the stirrer power by changing the current or the voltage in the stirrer. However, even with this method, disturbances of the liquid steel bath are caused when the stirring coils are turned on via the inverter or inverters.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum elektromagnetischen Rühren von Metallguss, insbesondere Stahlstrangguss, anzugeben, die sich nicht nachteilig auf den flüssigen Kern des teilerstarrten Strangs auswirkt.Of the The invention is therefore based on the problem, a device for electromagnetic stirring of metal casting, in particular steel casting, to be specified not detrimental to the liquid Core of the partially solidified strand affects.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Frequenz des vom Umrichter erzeugten und die wenigstens eine Rührspule durchfließenden Stroms verstellbar ist.to solution This problem is in a device of the aforementioned Art provided according to the invention, that the frequency of the generated by the inverter and the at least a stirring coil flowing through the stream is adjustable.

Anders als bei bekannten Geräten, die mit einer fest eingestellten Frequenz arbeiten, ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Verstellmöglichkeit der vom Umrichter erzeugten Stromfrequenz vorgesehen. Dementsprechend kann die Einstellung der Frequenz so vorgenommen werden, dass sie sich nicht nachteilig auf den flüssigen Kern auswirkt, und Strömungsturbulenzen vermieden werden. Da keine unerwünschten Turbulenzen auftreten, wird auch ein Aufreißen der Abdeckpulverschicht im Ausgussbereich des Tauchrohres vermieden.Different as with known devices, which operate at a fixed frequency is in the device according to the invention an adjustment provided by the frequency generated by the inverter. Accordingly the adjustment of the frequency can be made so that they themselves not detrimental to the liquid Core affects, and flow turbulence be avoided. Because no unwanted Turbulence also occurs, a tearing of the covering powder layer avoided in the spout area of the dip tube.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass zusätzlich die Stromstärke verstellbar ist. Damit wird eine weitere Möglichkeit geschaffen, um die erforderlichen Einstellungen so vornehmen zu können, dass keine Störungen des flüssigen Metalls bzw. Stahls auftreten, beziehungsweise diese werden so weit minimiert, dass sie tolerierbar sind.In a development of the invention, it may be provided that additionally the current adjustable is. This creates another possibility to make the necessary settings so that no disturbances of the liquid Metal or steel occur, or these are so far minimizes that they are tolerable.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Frequenz und/oder die Stromstärke zum Erzeugen einer nicht konstanten Rühr- oder Bremskraft pulsierend veränderbar ist bzw. sind. Anders als bei dem bekannten Prinzip des sinusförmigen Stroms wird dadurch eine zusätzliche Bewegung in der Kokille oder dem teilweise erstarrten Strang erzeugt, indem die Stromstärke vorzugsweise pulsierend verändert wird. Der Grad der Änderung der Stromstärke kann in Abhängigkeit der Trägheit des gegossenen Materials gewählt werden.In Another embodiment of the invention may be provided that the frequency and / or amperage for generating a non-constant Stirring or Braking force pulsating changeable is or are. Unlike the known principle of the sinusoidal current This will add an extra Generates motion in the mold or the partially solidified strand, by the current preferably changed pulsating becomes. The degree of change the current strength can depend on of inertia of the cast material become.

Es ist zweckmäßig, dass die Frequenz, gegebenenfalls auch die Stromstärke, bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ruckfrei verstellbar ist. Die ruckfreie Verstellung führt zu einer stufenlosen Einstellung der Frequenz beziehungsweise des Stroms, so dass die Änderung der auf das flüssige Metall einwirkenden Induktionskräfte nicht plötzlich, sondern allmählich erfolgt, wodurch Strömungsturbulenzen vermieden werden.It is appropriate that the frequency, optionally also the current, in the device according to the invention is adjustable without jerk. The jerk-free adjustment leads to a stepless adjustment of the frequency or the current, so that the change the on the liquid metal acting induction forces not suddenly, but gradually takes place, causing flow turbulence be avoided.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Frequenz, gegebenenfalls auch die Stromstärke, über eine Rampenfunktion verändert werden kann. Es wird besonders bevorzugt, dass die einzelnen Abschnitte der Rampenfunktion ruckfrei und stufenlos in einander übergehen. Anstelle eines „digitalen" Übergangs von einem ersten Frequenz- oder Stromwert auf einen zweiten, unterschiedlichen Wert erfolgt ein allmählicher Übergang über eine Rampe. Eine weitere Verbesserung wird durch stufenlose Übergänge der einzelnen Abschnitte der Rampenfunktion erzielt, so dass der Übergang von dem ersten zum zweiten Einstellwert kontinuierlich erfolgt. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt sich insbesondere beim Ein- oder Ausschalten einer oder mehrerer Rührspulen über den oder die Umrichter, da die Einstellwerte für die Frequenz oder den Strom ruckfrei und schonend angefahren werden können, ohne dass es zu unerwünschten Strömungseffekten kommt.According to one Development of the invention it can be provided that the frequency, where appropriate, the current, over a Ramp function changed can be. It is particularly preferred that the individual sections the ramp function smoothly and smoothly merge into each other. Instead of a "digital" transition from a first frequency or current value a second, different value is a gradual transition over one Ramp. Another improvement is through stepless transitions of achieved individual sections of the ramp function, so that the transition from the first to the second set value continuously. The advantage of the device according to the invention shows in particular when switching on or off one or more stirring coils on the or the inverter, since the setting values for the frequency or the current can be approached smoothly and gently, without it being undesirable Flow effects comes.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Umrichter zum Erzeugen einer nicht sinusförmigen Spannung und/oder eines nicht sinusförmigen Stromstärkenverlaufs ausgebildet ist. Anders als bei herkömmlichen Spannungs- und Stromverläufen können diese beispielsweise sägezahnförmig sein, was zu vorteilhaften Effekten beim Rühren führt.In Another embodiment of the invention may be provided that the inverter for generating a non-sinusoidal voltage and / or a not sinusoidal Current course is trained. Unlike conventional voltage and current curves, these can for example, sawtooth, which leads to advantageous effects during stirring.

Besonders gute Rühr- oder Bremswirkungen lassen sich erzielen, wenn wenigstens eine erste Rührspule im Bereich der Kokille und wenigstens eine zweite Rührspule im Bereich des teilerstarrten Strangs angeordnet ist. Es ist zweckmäßig, bei einer solchen Anordnung zwei Umformer vorzusehen.Especially good stirring or braking effects can be achieved if at least one first stirring coil in the area of the mold and at least a second stirring coil is arranged in the region of the partially solidified strand. It is useful at to provide such an arrangement two converters.

In einer Weiterbildung der der Erfindung zugrunde liegenden Idee kann es vorgesehen sein, dass die Frequenz, gegebenenfalls auch die Stromstärke, in Abhängigkeit wenigstens eines Prozessparameters veränderbar ist. Als Prozessparameter kann beispielsweise die Ausziehgeschwindigkeit des Strangs gewählt werden, so dass die Stromstärke oder die Frequenz in Abhängigkeit der Ausziehgeschwindigkeit veränderbar sind. Auf diese Weise kann beispielsweise die Rührgeschwindigkeit verringert werden, wenn sich der Strang langsamer bewegt.In a development of the invention underlying idea can it can be provided that the frequency, possibly also the current intensity, in dependence at least one process parameter is changeable. As a process parameter can for example, the pull-out speed of the strand can be selected, so the amperage or the frequency in dependence the extraction speed changeable are. In this way, for example, the stirring speed can be reduced when the strand moves slower.

Es ist zweckmäßig, wenn der oder jeder Umrichter an eine Steuerungseinrichtung angeschlossen ist, an der Betriebsparameter eingegeben und/oder verändert werden können. Es kann auch vorgesehen sein, die Betriebsparameter des Umrichters als Ablaufprogramm in der Steuereinrichtung zu speichern und/oder abzurufen.It is appropriate if the or each inverter connected to a control device is entered at the operating parameters and / or changed can. It can also be provided, the operating parameters of the inverter to save as a sequence program in the control device and / or retrieve.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum elektromagnetischen Rühren oder Bremsen von Metallguss, insbesondere Stahlstrangguss, mit wenigstens einer an einen Umrichter angeschlossenen Rührspule zur Erzeugung von auf den flüssigen Kern des teilerstarrten Strangs einwirkenden Induktionskräften.The The invention also relates to a method for electromagnetic stirring or Braking of cast metal, in particular steel casting, with at least a stirring coil connected to a converter for generating on the liquid Core of the partially solidified strand acting induction forces.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass die Frequenz des vom Umrichter erzeugten und die wenigstens eine Rührspule durchfließenden Stroms verstellt wird.at the method according to the invention is provided that the frequency of the generated by the inverter and the at least one stirring coil flowing through Current is adjusted.

Neben dem Rühren des flüssigen Kerns kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beziehungsweise das erfindungsgemäße Verfahren auch zum Abbremsen von Bewegungen in dem flüssigen Kern des teilerstarrten Strangs eingesetzt werden. Die vorhandenen Bewegungen der Schmelze können gedämpft und in kleinere Bewegungen oder Vibrationen zerlegt werden, um eine Beruhigung des Metallbads zu erzielen. Dazu eignen sich insbesondere nicht sinusförmige Kräfte.Next stirring of the liquid Kerns can the device of the invention or the method according to the invention also for braking of movements in the liquid Core of teilerstarrten strand are used. The existing ones Movements of the melt can muted and be broken down into smaller movements or vibrations to one To achieve calming of the metal bath. This is particularly suitable not sinusoidal Forces.

In den Unteransprüchen sind weitere Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.In the dependent claims Further embodiments of the invention are described.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Figuren. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:Further Advantages and details of the invention will become apparent from the in Embodiment described below as well as the figures. The figures are schematic representations and demonstrate:

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum elektromagnetischen Rühren oder Bremsen von Metallguss mit mehreren Rührspulen in einer teilweise geschnittenen Ansicht; 1 an inventive device for electromagnetic stirring or braking of metal casting with a plurality of stirring coils in a partially sectioned view;

2 die zeitliche Veränderung der Frequenz bei einer Rampenfunktion; und 2 the temporal change of the frequency at a ramp function; and

3 die zeitliche Veränderung der Frequenz bei einer stufenlosen Rampenfunktion. 3 the temporal change of the frequency with a stepless ramp function.

1 zeigt eine Vorrichtung zum elektromagnetischen Rühren oder Bremsen von Metallguss mit mehreren Rührspulen in einer teilweise geschnittenen Ansicht. 1 shows a device for electromagnetic stirring or braking of metal casting with a plurality of stirring coils in a partially sectioned view.

Der flüssige Stahl gelangt über ein Tauchrohr 1 in die in diesem Bereich aus Kupfer bestehende Kokille 2. Auf das flüssige Stahlbad 3 wird Abdeckpulver 4 gestreut, das unter anderem als Trennmittel wirkt und ein Anhaften des Stahls an der Kokille 2 verhindert.The liquid steel passes over a dip tube 1 in the existing in this area of copper mold 2 , On the liquid steel bath 3 becomes cover powder 4 scattered, which acts as a parting agent, inter alia, and adherence of the steel to the mold 2 prevented.

Wie in 1 zu erkennen ist, beginnt die Erstarrung des Stahlbads 3 an den Seiten und setzt sich keilförmig nach innen fort, wodurch ein Stahlstrang 5 gebildet wird. Auf der linken und rechten Seite der Kokille 2 sind Rührspulen 6 angeordnet, die an einen Umformer 8 angeschlossen sind. Der Umformer 8 ist über eine zentrale Steuerungseinrichtung 10 koordiniert steuerbar.As in 1 can be seen, the solidification of the steel bath begins 3 on the sides and continues wedge-shaped inward, creating a steel strand 5 is formed. On the left and right side of the mold 2 are stirring coils 6 arranged to a converter 8th are connected. The converter 8th is via a central control device 10 coordinated controllable.

Unterhalb der ersten Rührspulen 6 für die Kokille ist im Bereich des teilerstarrten Stahlstrangs 5 ein zweiter Satz Rührspulen 7 angeordnet. Wie in 1 gezeigt ist, handelt es sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um zwei seitlich des Stahlstrangs 5 angeordnete Rührspulen, alterna tiv ist es jedoch auch möglich, an dieser Stelle lediglich eine einzige Rührspule zu verwenden. Die Rührspulen 7 sind an einen Umrichter 9 angeschlossen, der über die zentrale Steuerungseinrichtung 10 steuerbar ist.Below the first stirring coils 6 for the mold is in the range of semi-solid steel strand 5 a second set of stirring coils 7 arranged. As in 1 is shown, it is in the illustrated embodiment, two sides of the steel strand 5 arranged stirrers, alterna tively, however, it is also possible to use only a single stirring coil at this point. The stirring coils 7 are connected to an inverter 9 connected via the central control device 10 is controllable.

Zur Erzeugung einer Rührbewegung ist wenigstens eine Rührspule erforderlich, die entweder als Rotationsrührspule oder als Linearrührspule ausgebildet ist. Durch eine Rotationsrührspule wird ein elektrisches Drehfeld erzeugt, wohingegen durch eine lineare Spule ein magnetisches Wanderfeld erzeugt wird, durch das die Dreh- oder Linearkräfte induktiv auf den flüssigen Kern des Stahlstranges 5 übertragen werden. Die Größe und Richtung der erzeugten induktiven elektromagnetischen Kräfte wird von dem Strom beeinflusst, der die Rührspulen 6, 7 durchfließt. Dieser Strom wird von den Umformern 8, 9 geliefert, die durch die Steuerungseinrichtung 10 gesteuert werden.To generate a stirring movement, at least one stirring coil is required, which is designed either as a rotary stirring coil or as a linear stirring coil. By a Rotationsrührspule an electric rotating field is generated, whereas by a linear coil, a magnetic traveling field is generated by the rotational or linear forces inductively on the liquid core of the steel strand 5 be transmitted. The magnitude and direction of the inductive electromagnetic forces produced is influenced by the current that causes the stirring coils 6 . 7 flows. This power is provided by the converters 8th . 9 supplied by the controller 10 to be controlled.

Das Rühren wirkt sich positiv auf die innere Struktur des Stahls aus. Falls ein Stahlstrang ohne Rühren erstarrt, neigen die stets vorhandenen Verunreinigungen dazu, sich vor der Erstarrungsfront in die Mitte des Stahlstrangs zu bewegen, was dazu führt, dass aus dem Stahlstrang gewalzte Profile eine Schwachstelle im mittleren Bereich aufweisen. Dieser Effekt kann sogar zum Zerbrechen der gewalzten Stahlprofile führen.The stir has a positive effect on the internal structure of the steel. If a steel strand without stirring solidified, the always present impurities tend to become to move into the middle of the steel strand before the solidification front, which causes that from the steel strand rolled profiles a weak spot in the middle Have area. This effect can even break the rolled steel profiles to lead.

Durch die induktiv erzeugte Rührbewegung kommt es hingegen zu einer gleichmäßigeren Verteilung und zu einer homogenen Gefügestruktur, so dass der auf diese Weise vergossene und erstarrte Stahl verbesserte Eigenschaften besitzt. Ferner kann eine Verbesserung der Oberfläche erzielt werden.By the inductively generated stirring comes on the other hand, it is more even Distribution and to a homogeneous microstructure, so that on this way potted and solidified steel improved properties has. Furthermore, an improvement of the surface can be achieved become.

Allerdings muss auch bei der Verwendung von Rührspulen darauf geachtet werden, dass keine Strömungsturbulenzen entstehen, besonders gefährdet ist der obere, flüssige Bereich des Stahlbads 3, auf dem sich das Abdeckpulver 4 befindet. Auf jeden Fall muss ein Aufreißen der Abdeckpulverschicht vermieden werden.However, care must also be taken when using stirring coils that no flow turbulence arise, particularly at risk is the upper, liquid region of the steel bath 3 on which the covering powder 4 located. In any case, rupture of the cover powder layer must be avoided.

Das Rühren kann im einfachsten Fall mit konstanter Stromstärke erfolgen. Bessere Ergebnisse lassen sich jedoch erzielen, wenn die Stromstärke während des Rührens verstellt wird, so dass sie z.B. pulsiert, wodurch sich entsprechend pulsierende Induktionskräfte einstellen. Zur Verstellung oder Veränderung der Stromstärke wird ein nicht sinusförmiger Stromstärkenverlauf erzeugt, der insbesondere sägezahnförmig sein kann. Analog kann auch die Frequenz pulsierend verändert werden. Durch diese Abweichungen vom üblichen sinusförmigen Verlauf des Stroms werden zusätzliche Möglichkeiten geschaffen, mit denen die auf das Metallbad einwirkenden Induktionskräfte kontrolliert gesteuert werden können, um die Bewegungen gezielt zu beeinflussen.The stir can be done in the simplest case with constant current. Better results can be achieved, however, if the current is adjusted during the stirring, so that they e.g. Pulses, which set correspondingly pulsating induction forces. For adjustment or change the current strength becomes a non-sinusoidal current waveform generated, which in particular be sawtooth can. Similarly, the frequency can be changed pulsating. By these deviations from the usual sinusoidal Course of the stream will be additional options created with which controls the induction forces acting on the metal bath can be controlled to to influence the movements in a targeted way.

Analog kann eine vorhandene Bewegung des flüssigen Metalls innerhalb der Kokille oder des Stahlstrangs kontrolliert gedämpft werden. Dadurch lassen sich besonders gut Schwingungen in Stahlsträngen eliminieren, bei denen es zur Ausbildung stehender Wellen kommen kann, die an den Seitenflächen reflektiert werden. Die Abbremsung und Dämpfung dieser Bewegungen erfolgt durch eine Zerlegung in kleinere Vibrationen oder Schüttelbewegungen, die durch den nicht sinusförmigen Stromverlauf erzeugt werden.Analogous can be an existing movement of the liquid metal within the Mold or the steel strand controlled to be steamed. Leave it Especially good at eliminating vibrations in steel strands, in which it may come to the formation of standing waves, which reflects on the side surfaces become. The deceleration and damping These movements are made by breaking it down into smaller vibrations or shaking, which through the non-sinusoidal Currents are generated.

2 zeigt in einem Diagramm die zeitliche Veränderung der Frequenz mittels einer Rampenfunktion. Auf der Abszisse ist die Zeit, auf der Ordinate die Frequenz eingetragen. 2 shows in a diagram the temporal change of the frequency by means of a ramp function. On the abscissa is the time, on the ordinate the frequency is entered.

Nach dem Einschalten des Umformers und damit der Rührspule erfolgt die Veränderung der Frequenz von einem Anfangswert 11 auf einen Endwert 12 nicht plötzlich, sondern über eine Rampe 13, wodurch eine ruckfreie, stufenlose Verstellung erreicht wird. Dementsprechend erfolgt auch die Veränderung der durch die Rührspulen 6, 7 erzeugten induktiven elektromagnetischen Felder ruckfrei, so dass die unerwünschten Turbulenzen in der Strömung des Stahlbads 3 und in dem noch nicht erstarrten inneren Bereich des Stahlstrangs 5 vorteilhaft vermieden werden.After switching on the converter and thus the stirring coil, the change of the frequency takes place from an initial value 11 to a final value 12 not suddenly, but over a ramp 13 , whereby a jerk-free, stepless adjustment is achieved. Accordingly, the change is also made by the stirring coils 6 . 7 generated inductive electromagnetic fields jerk-free, so that the undesirable turbulence in the flow of the steel bath 3 and in the not yet solidified inner region of the steel strand 5 be avoided advantageous.

Analog erfolgt jede weitere Veränderung der Frequenz, z.B. beim Abschalten des Umformers und der Rührspule über eine Rampe 14, so dass auch in diesem Fall keine unerwünschten Turbulenzen oder sonstige die Strömung beeinträchtigenden Einflüsse erzeugt werden.Analogously, any further change in the frequency, for example when switching off the converter and the stirring coil via a ramp 14 , so that in this case no unwanted turbulence or other influences affecting the flow are generated.

3 ist ein ähnliches Diagramm wie 2 und zeigt die zeitliche Veränderung der Frequenz mittels einer stufenlosen Rampenfunktion. 3 is a similar diagram as 2 and shows the temporal change of the frequency by means of a stepless ramp function.

Anders als in 2 erfolgt der Übergang von dem Anfangswert 11 zur Rampe 13 über einen kontinuierlich ansteigenden Übergangsbereich 15, so dass die Frequenz nicht abrupt, sondern ruckfrei und stufenlos verstellt wird. Auf diese Weise werden die Einflüsse durch die Änderung der Induktionskräfte weiter verringert und das Problem schlechter Gefügeeigenschaften wird weitestgehend vermieden.Unlike in 2 the transition takes place from the initial value 11 to the ramp 13 over a continuously increasing transition area 15 , so that the frequency is not abruptly but jerk-free and continuously adjusted. In this way, the influences are further reduced by the change in the induction forces and the problem of poor structural properties is largely avoided.

In ähnlicher Weise kann neben der Frequenz des Stroms auch die Stromstärke mit den in den 2 und 3 dargestellten Rampenfunktionen gesteuert werden. Es ist auch möglich, Frequenz und Strom gleichzeitig anzupassen und zu verändern. Anders als bei bekannten Geräten können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Standardumformer eingesetzt werden, die entsprechend parametriert werden.Similarly, in addition to the frequency of the current and the current with the in the 2 and 3 controlled ramp functions are controlled. It is also possible to adjust and change frequency and current at the same time. Unlike known devices standard converters can be used in the device according to the invention, which are parameterized accordingly.

Erfindungsgemäß werden die Änderungen während des Betriebs vorgenommen, indem Frequenz und Strom separat eingestellt werden. Die Parameter für den Betrieb können in der Steuerungseinrichtung 10 gespeichert, modifiziert und wieder aufgerufen werden, so dass für verschiedene Anwendungsfälle, beispielsweise unterschiedliche Stahlzusammensetzungen, je weils individuelle Parametersätze in Form von Fahrprogrammen gespeichert werden können. Im Falle einer Änderung ist lediglich eine Umparametrierung erforderlich, nicht jedoch ein Austausch der vollständigen Firmware oder der Automatisierungssteuerung. Da es möglich ist, Standardgeräte zu verwenden, ergeben sich Kostenvorteile im Vergleich zu den bisher üblichen Speziallösungen für die Umformer.According to the invention, the changes are made during operation by setting frequency and current separately. The parameters for operation may be in the controller 10 stored, modified and called again, so that for different applications, for example, different steel compositions, depending Weil individual parameter sets can be stored in the form of driving programs. In the case of a change, only a reparameterization is required, but not a replacement of the complete firmware or the automation control. Since it is possible to use standard devices, there are cost advantages compared to the usual custom solutions for the converter.

Obwohl sich das beschriebene Ausführungsbeispiel auf den Stahlstrangguss bezieht, lassen sich analog auch andere Metalle oder Metalllegierungen wie z.B. Kupfer, Messing oder Bronze rühren oder abbremsen.Even though the embodiment described refers to the steel casting, can be analogous to others Metals or metal alloys such as e.g. Copper, brass or bronze stir or decelerate.

Claims

Apparatus for the electromagnetic stirring or braking of metal casting, in particular steel casting, with at least one stirring coil connected to a converter for producing induction forces acting on the liquid core of the partially solidified strand, characterized in that the frequency of the converter ( 8th . 9 ) and the at least one stirring coil ( 6 . 7 ) is adjustable by flowing current.

Device according to claim 1, characterized in that that in addition the current strength is adjustable.

Device according to Claim 1 or 2, characterized that the frequency and / or the current to generate a not constant stirring or braking force pulsating changeable is or are.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the frequency and / or the current without jerk is adjustable or are.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the frequency and / or the current through a Ramp function changeable is or are.

Device according to claim 5, characterized in that that the individual sections of the ramp function for generating a smooth change the induction force steplessly merge into each other.

Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that a stirring coil ( 6 . 7 ) can be switched on or off smoothly via the ramp function.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the or each converter ( 8th . 9 ) is designed to generate a non-sinusoidal voltage profile and / or a non-sinusoidal current intensity profile.

Device according to claim 8, characterized in that the or each converter ( 8th . 9 ) is designed to generate a sawtooth-shaped voltage curve and / or a sawtooth-shaped current intensity curve.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one first stirring coil ( 6 ) in the region of the mold ( 2 ) and at least one second stirring coil ( 7 ) in the area of the partially solidified strand ( 5 ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the or each converter ( 8th . 9 ) for control to a control device ( 10 ) is connectable.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the frequency and / or the current intensity in dependence at least one process parameter is or can be changed.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the frequency and / or the current intensity in dependence of the Ausziehgeschwindigkeit of the strand ( 5 ) is changeable or are.

Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that operating parameters of the or each inverter ( 8th . 9 ) at the control device ( 10 ) are input and / or changeable.

Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that operating parameters of the or each inverter ( 8th . 9 ) as a sequence program in the control device ( 10 ) are storable and / or retrievable.

Method for electromagnetic stirring or Braking of cast metal, in particular steel casting, with at least a stirring coil connected to a converter for generating on the liquid Core of the semi-solid strand acting induction forces, thereby characterized in that the frequency of the generated by the inverter and the at least one stirring coil flowing current is adjusted.

Method according to claim 16, characterized in that that in addition the current strength is adjusted.

Method according to claim 16 or 17, characterized that the frequency and / or the current to generate a not constant stirring or braking force changed pulsating become.

Method according to one of Claims 16 to 18, characterized that the frequency and / or the current are adjusted without jerk.

Method according to one of Claims 16 to 19, characterized that the frequency and / or the current intensity are changed via a ramp function.

Method according to claim 20, characterized in that that for generating a smooth change of the induction force a ramp function is used whose individual sections merge seamlessly into one another.

Method according to claim 20 or 21, characterized that a stirring coil on the ramp function smoothly switched on or off.

Method according to one of Claims 16 to 22, characterized that by the or each inverter, a non-sinusoidal voltage waveform and / or a non-sinusoidal Current course is produced.

Method according to claim 23, characterized that the or each inverter has a sawtooth voltage curve and / or a sawtooth current waveform generated.