DE2054267B2 - Elektromagnetische Stranggießkokille - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Stranggießkokille, enthaltend emen Ringleiter, die aus einem gekühlten im Querschnitt rechteckigen Hohlprofil besteht, das den zu bildenden Metallstrang mit Abstand ringförmig umgibt, wobei der Ring an der Stelle der Stromzufuhr und Stromabfuhr unterteilt ist.

Bei den elektromagnetischen Stranggießkokillen dieser Art, wie sie in der US-PS 34 67 166 beschrieben sind, ist der Ringleiter zur Kühlung als Hohlleiter ausgebildet. Wie nun die Praxis gezeigt hat, weist ein solcher Ringleiter an der Verbindungsstelle mit den Stromzuführungsschienen ein geschwächtes Magnetfeld auf, wobei der Strom auseinanderfließt und nicht die Innenfläche des Ringleiters erreicht.

Untersuchungen haben gezeigt, daß das Magnetfeld an dieser Stelle um 10 bis 15% geschwächt ist, was einer Verminderung des elektromagnetischen Drucks, der dem Quadrat der Magnetfeldstärke proportional ist, um 19 bis 27% entspricht, wobei die Feldschwächung mindestens 50° des Umfangs erfaßt.

Eine Folge davon ist, daß an der Stelle der Magnetfeldschwächung sich längs der Strangseitenfläche flüssiges Metall ausbaucht und daß nach dem Erstarren des Strangs ein längsgerichteter Vorsprung entsteht.

Dieser Vorsprung stört bei der nachfolgenden Strangbearbeitung und muß zunächst abgedreht werden, was Metallverluste und zusätzliche Kosten für die Bearbeitung und Ausrüstung beinhaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Stranggießkokille anzugeben, die es ermöglicht, die Qualität der erzeugten Stränge zu verbessern, indem die Bildung eines längsgerichteten Vorsprungs an der Strangseitenfläche verhindert wird.

Dies wird bei einer elektromagnetischen Stranggießkokille der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Ringleiter in Form einer massiven Schiene in das Hohlprofil eingesetzt ist, daß das Hohlprofil von zwei Bauteilen gebildet ist. die abnehmbar miteinander verbunden sind, und daß die Schiene mit den Stromzuführungsschienen aus einem Stück gefertigt ist, welche im Abstand vom Ringleiter mittels außen anliegender Kühlrohre rechteckigen Querschnitts gekühlt sind.

Die Ausbildung des Ringleiters in Form einer massiven Schiene ermöglicht es, an der Anschlußstelle der Stromzuführungsschiene ein Zerfließen des Stromes und damit eine Schwächung des Magnetfeldes dadurch.

daß der Strom nicht an die Innenfläche des Ringleiiers gelangt, zu vermeiden, während der Einbau dieses Ringleiters in ein Kühlwasserzuführendes Hohlprofil eine ausreichende Kühlung gewährleistet und dadurch, daß die den Ringleiter bildende Schiene mit den Stromzuführungsschienen aus einem Stück gefertigt ist, werden Übergangswiderstände mit das Magnetfeld verzerrenden Stromquerschnitten vermieden, während die an den Stromzuführungsschienen anliegenden Kühlrohre ίο eine sichere Kühlung der sich nach außen erstreckenden Teile der massiven Schiene gewährleisten.

Ringleiter in Form einer massiven Schiene sind an sich aus der US-PS 23 97 990 bekannt, jedoch erfolgt die Kühlung dort mittels eines in das nutenförmige Ringleiterprofil eingelegten Kühlwasserrohres. Es ist ferner aus der DT-PS 5 23 823 bekannt, eine Spule für Induktionsöfen in Form einer Kühlwasserdurchflossenen Rohrspule auszuführen, wobei der litzenförmige Leiter auf der Spuleninnenseite im Rohr anzuordnen *> ist. Bei der vorliegenden Erfindung wird demgegenüber ein in Form einer massiven Schiene ausgebildeter Ringleiter in das das Kühlwasser dem Strang zuführende Hohlprofil eingesetzt, das von zwei Bauteilen gebildet ist, die abnehmbar miteinander verbunden sind.
*5 Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße elektromagnetische Stranggießkokille,
F i g. 2 einen Grundriß des Ringleiters, der mit den Stromzuführungsschienen aus einem Stück gebaut ist und

F i g. 3 einen Schnitt nach Linie III-1II der F i g. I.
Zum Formen des Strangs beim kontinuierlichen und diskontinuierlichen Metallgießen ist eine Einrichtung 1 (F i g. 1) zum Aufgießen von flüssigem Metall auf einen Kaltstrang 2 vorgesehen, um auf letzterem einen Strang 3 zu formen.

Diese Einrichtung enthält eine bekannte Rinne la und eine ebenfalls bekannte schwimmende Verteilerpfanne \b mit öffnungen in den Wänden und einem Kegel im Mittelteil. Diese Pfanne taucht teilweise in das flüssige Metall 4 des Oberteils des Strangs 3 ein.

Auf einem Auflager 5 liegen konzentrisch zum flüssigen Metall 4 des Strangs 3 der Ringleiter 6 mit Slromzuführungsschienen 7 und ein Hohlprofil für den Strang 3 kühlende Flüssigkeit mit einem Schirm 9 an der dem flüssigen Metall 4 des Strangs 3 zugewandten Wand des Hohlprofils auf. Der Ringleiter 6 besteht aus einer Kupfervollwandschiene und ist in Nuten des Hohlprofils befestigt, das aus zwei Bauteilen 8, 10 aus dielektrischem Werkstoff gefertigt ist. Das winkelförmige Bauteil 10 kann abgenommen werden und ist an der Wand des Bauteils 8 befestigt, wobei es mit letzterem ein einen Kanal 11 aufweisendes Bauteil bildet. Der Kanal 11 wird von dem Ringleiter 5 geschlossen, der dadurch unmittelbar von Kühlflüssigkeit beaufschlagt ist. Es kann sich der Kanal 11 auch nur in einem Bauteil befinden. Zwischen der Innenwand des Hohlprofils und der Wand des Schirms 9 befindet sich ein Ringspalt 12, durch den Kühlflüssigkeit aus dem Hohlprofil zum Strang 3 fließt. Der Ringleiter 6 (Fig.2) ist als ein Stück mit den Stromzuführungsschienen 7 ausgeführt.

Stromzuführungsschienen 7 und Ringleiter 6 können aus Kupfer oder einem anderen Metall oder aus einer Legierung mit hoher elektrischer Leitfähigkeit gefertigt werden. Schienen und Ringleiter besitzen rechtekkigen Vollwandquerschnitt.

Zum Zuleiten der Kühlflüssigkeit zu den Stromzuführungsschienen 7 sind Kupferrohre 12 (F i g. 3) mit rechteckigem Querschnitt vorgesehen Diese Rohre 13 befinden sich in gewissem Abstand vom Ringleiter 6.

Die Stranggießkokille arbeitet folgendermaßen:

Wasser zum Kühlen des Strangs 3 wird in das Fiohlprofil geleitet. Der Strom wird eingeschaltet, und mit Hilfe des Ringleiters 6 wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt, welches das Auseinanderfließen des flüssigen Metalls, welches über die Rinne la auf den Kaltstrang 2 aufgegossen wird, verhindert. Das flüssige Metall auf dem Kaltstrang erhält eine Form, die von der Form des Ringleiters 6 und von der Intensität des durch ihn erzeugten Magnetfeldes abhängt.

Kühlwasser strömt aus dem Hohlproil 8 auf die Wand der flüssigen Metallsäule und begünstigi das Aufrechterhalten der erforderlichen Form beim Erstarren des Stranges.

Dann wird von oben her die Verteilerpfanne Xb mit dem Kegel, durch deren Öffnungen gleichmäßig Metall ausfließt, auf das flüssige Metall 4 aufgesetzt. Der KaItstrang 2 wird entsprechend dem Anwachsen des Stran-

ges 3 hsrabgefahren. Der in der Pfanne \b vorgesehene Kegel ermöglicht es, das Metall gleichmäßig auf dem Strangoberteil zu verteilen. Infolge der gleichmäßigen Stärke des Magnetfeldes des Ringleiters 6 entsteht eine glatte, von Vorsprüngen freie Oberfläche am Strang 3.

Versuche wurden durchgeführt beim Gießen von Strängen mit 200 bis 500 mm Durchmesser, die aus Aluminium und Aluminiumlegierungen bestanden. Die Stränge besaßen ebene Oberfläche, homogenes Gefüge und gleiche chemische Zusammensetzung im ganzen Querschnitt.

infolge der verbesserten Strangoberfläche konnte dutch Ausschmieden des Strangs ohne spanabhebende Bearbeitung des letzteren der Metallausnutzungsfaktor um 5% erhöht werden. Das Abdrehen der Stränge wurde überflüssig und hierdurch wurden sonst erforderliche Arbeitsgänge eingespart. Die Vorrichtung ist zum Gießen von Strängen mit unterschiedlichen Abmessungen und mit rechteckigem Querschnitt geeignet.

Der Stromverbrauch liegt unter 30 bis 40 kWh je Tonne gegossenen Strangs. Die Gesamtproduktionskosten für Stränge wurden um 3% gesenkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektromagnetische Stranggießkokille, enthaltend einen Ringleiter, die aus einem gekühlten im Querschnitt rechteckigen Hohlprofil besteht, das den zu bildenden Metallstrang mit Abstand ringförmig umgibt, wobei der Ring an der Stelle der Stromzufuhr und Stromabfuhr unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringleiter in Form einer massiven Schiene (6) in das Hohlprofil eingesetzt ist, daß das Hohlprofil von zwei Bauteilen (8,10) gebildet ist, die abnehmbar miteinander verbunden sind und daß die Schiene (6) mit den Stromzuführungsschienen (7) aus einem Stück gefertigt isf, welche im Abstand vom Ringleiter mittels außen anliegender Kühlrohre (13) rechteckigen Querschnitts gekühlt sind.