DE2362720A1 - ELECTROMAGNETIC STIRRING DEVICE FOR A CONTINUOUS CASTING PLANT - Google Patents
ELECTROMAGNETIC STIRRING DEVICE FOR A CONTINUOUS CASTING PLANTInfo
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- B22D11/122—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ using magnetic fields
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Description
9245-73/Dr.v.B/Ba
FR-PA Nr. 72.45725
AT 21. Dezember 19729245-73 / Dr.vB / Ba
FR-PA No. 72.45725
AT December 21, 1972
COMPAGNIE ELECTRO-MECANIQUE 12, rue Portalis, Paris 8e (Frankreich)COMPAGNIE ELECTRO-MECANIQUE 12, rue Portalis, Paris 8e (France)
Elektromagnetische Rührvorrichtung für eine StranggußanlageElectromagnetic stirring device for a continuous casting plant
Beim Metall-Strangguß besteht der Barren, der aus der ihm seine Gestalt gebenden Gießform kontinuierlich und sehr langsam austritt, aus einer bei Verlassen der Gießform bereits erstarrten, äußeren Kruste und einem noch flüssigen inneren Teil, dem Schmelzkern, dessen Querschnitt sich während des weiteren Absinkens des Barrens in einer sogenannten sekundären Abkühlungszone fortschreitend verkleinert. In continuous metal casting, the ingot consists of what it is made of The shaping mold emerges continuously and very slowly, from an outer crust that has already solidified when it left the mold and an inner part that is still liquid, the Melting core, the cross-section of which is progressively reduced in a so-called secondary cooling zone as the ingot continues to sink.
Es ist bekannt,- daß durch Bewegen des flüssigen Metalls während des Erstarrungsprozesses und das dadurch eintretende Mischen bzw. Rühren die Struktur und Homogenität des festen Metalles verbessert werden. Es ist bekannt, zu diesem Zwecke ein rotierendes magnetisches Feld zu verwenden, das die Flüssigkeitssäule um die Längsachse des Barrens mit mäßiger Geschwindigkeit dreht.It is known - that by moving the liquid metal during the solidification process and the resulting mixing or stirring improves the structure and homogeneity of the solid metal will. It is known to use a rotating magnetic field for this purpose, which the liquid column around the longitudinal axis of the ingot rotates at a moderate speed.
Dieses Magnetfeld kann mit Hilfe einer ringförmigen bewickelten Magnetanordnung nach Art des Stators eines Wechsel- oder Drehstrommotors erzeugt werden, deren leerer Innenraum, durch den der Barren im Verlauf des Erstarrens wandert, von einem rotierenden Magnetfeld in Querrichtung durchsetzt wird.This magnetic field can be wound with the help of an annular Magnet arrangement are generated in the manner of the stator of an AC or three-phase motor, the empty interior through the the ingot moves in the course of solidification, is penetrated by a rotating magnetic field in the transverse direction.
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Eine solche ringförmige Magnetanordnung ist der intensiven Strahlung von dem sie durchlaufenden, teilweise erstarrten und noch sehr heißen Barren ausgesetzt, die Gefahr einer raschen Zerstörung kann daher nur durch Einsatz wirksamer Kühlmaßnahmen vermieden werden.One such ring-shaped magnet arrangement is intense radiation exposed to the ingot passing through, partially solidified and still very hot, the danger of rapid destruction can therefore only be avoided by using effective cooling measures.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine wirkungsvolle Kühlung durch vollständiges Eintauchen der Magnetanordnung (Induktor) in stark fließendes Wasser, das sich in einem Behälter befindet, gewährleistet. Um dies zu erreichen, wird die ringförmige Magnetanordnung in einen dichten, ringförmigen Behälter, der eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung für das Kühlwasser hat, so montiert, daß das Wasser zuerst von oben nach unten in einem ringförmigen Kanal strömt, der von der Außenwand des Behälters und der Peripherie eines Stapels oder Paketes aus ringförmigen dünnen Blechplatten gebildet wird, welcher auf seinem inneren Rand Nuten für die Leiter oder Kabel der Spule aufweist. Das Wasser strömt dann horizontal wieter um die Leiter der unteren Wickelköpfe, dann von unte nach oben durch die Nuten und einen engen ringförmigen Durchlaß zwischen dem inneren Rand des Bleches und der Innenwand des Behälters und schließlich horizontal oberhalb des Blechpaketes rund um die Leiter der oberen Wickelköpfe, um schließlich durch die Auslaßöffnung abzufließen.According to the present invention, effective cooling is achieved by completely immersing the magnet arrangement (inductor) in strong flowing water, which is in a container, guaranteed. To achieve this, the annular magnet assembly in a sealed, annular container which has an inlet and an outlet opening for the cooling water, so mounted, that the water flows first from top to bottom in an annular channel that extends from the outer wall of the container and the periphery a stack or package of annular thin sheet metal plates is formed, which on its inner edge grooves for has the conductors or cables of the coil. The water then flows horizontally again around the ladder of the lower winding heads, then from the bottom up through the grooves and a narrow annular passage between the inner edge of the sheet and the inner wall of the container and finally horizontally above the laminated core around the conductors of the upper end windings, to finally drain through the outlet opening.
Um zu verhindern, daß die Spulenleiter vom Kühlwasser beschädigt werden, bestehen sie aus flexiblen Drähten mit einem verdrillten Inneleiter, der mit wasserdichter Isolierung umgeben ist. So kann man z.B. einen flexiblen Draht mit kreisförmigem Querschnitt und einem Durchmesser von 6 mm mit einer Kupferseele von 3 mm benützen. Solche Drähte füllen zwar die Nuten nicht gut aus, sie genügen jedoch, um ein Magnetfeld der gewünschten Stärke zu erhalten und lassen das Kühlwasser gut durch, das durch die zwischen ihren zylindrischen Wänden freibleibenden Zwischenräumen zirkulieren kann, auch wenn sich diese berühren.To prevent the coil conductors from being damaged by the cooling water, they consist of flexible wires with a twisted one Inner conductor surrounded by waterproof insulation. For example, you can use a flexible wire with a circular cross-section and a diameter of 6 mm with a copper core of 3 mm. Although such wires do not fill the grooves well, however, they are sufficient to obtain a magnetic field of the desired strength and allow the cooling water to pass well through the between its cylindrical walls free spaces can circulate, even if they touch.
Eine weitere Schwierigkeit besteht in der wasserdichten Heraus-Another difficulty is the watertight out-
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führung der Leiter. Zu diesem Zweck bestehen sie gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dort aus massiven Leitern, die eine hierfür vorgesehene Isolierplatte in der Behälterwand durchqueren und im Innern des Behälters mit den sorgfältig isolierten Enden der kabelartigen Spulenleiter verbunden sind.leading the ladder. To this end, they exist according to a Further development of the invention there from solid conductors that traverse an insulating plate provided for this purpose in the container wall and connected inside the container to the carefully insulated ends of the cable-like coil conductors.
Um die Abdichtung und die gewünschte Isolierung der Verbindungen zwischen den Spulenenden und den massiven Leitern sicherzustellen, sind die abisolierten Spulenleiterenden in Bohrungen der massiven Leiter gelötet; die Enden der kabelartigen Spulenleiter und der massiven Leiter sind von Mänteln aus duroplastischem Werkstoff umgeben und das Gänze befindet sich, mit Gießharz vergossen, in einer Isoliermuffe, die in eine hierfür vorgesehene Nut in der unteren Fläche der Isolierplatte eingelassen wird; die massiven Leiter besitzen innen einen Bund, der unter Zwischenlage eines Dichtungsringes mittels einer Klemmschraube gegen die Innenseite der Isolierplatte gedruckt ist.To ensure the sealing and the desired insulation of the connections between the coil ends and the solid conductors, the stripped coil conductor ends are soldered into holes in the solid conductors; the ends of the cable-like coil conductors and the massive conductor are surrounded by sheaths made of thermosetting material and the whole is encapsulated with cast resin, in an insulating sleeve, which is in a designated Groove is made in the lower surface of the insulating plate; the massive conductors have a collar on the inside, which is under the intermediate layer a sealing ring is pressed against the inside of the insulating plate by means of a clamping screw.
Schließlich ist der Behälter so ausgeführt, daß er für seine Innenreinigung und den Zugang zu den Leitern und Verbindungen leicht demontierbar ist.Finally, the container is designed to be used for its interior cleaning and access to the conductors and connections is easy to dismantle.
Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar:The drawings show exemplary embodiments of the invention, namely:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine elektromagnetische Rührvorrichtung für Metallstrangguß;Fig. 1 is a vertical section through an electromagnetic stirring device for metal continuous casting;
Fig. 2 einen Querschnitt in einer Ebene II-II der Fig. 1;FIG. 2 shows a cross section in a plane II-II of FIG. 1;
Fig. 3 eine QuerSchnittsansicht der verwendeten elektromagnetischen Vorrichtung;Fig. 3 is a cross-sectional view of the electromagnetic used Contraption;
Fig. 4einen Querschnitt in einer Ebene IV-IV der Fig. 3;FIG. 4 shows a cross section in a plane IV-IV of FIG. 3;
Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt durch eine Ausführung für einen Spulenleiter.5 shows an enlarged section through an embodiment for a coil conductor.
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Fig. 1 zeigt einen stranggegossesien Barren, der aus einer nicht dargestellten , unten offenen Gießform austritt und einen schon erstarrten Teil 1 sowie einen Schmelskern 2 aus noch flüssigem Metall im Innern aufweist. Der Barren wandert dureh eineij/feylindrischen hohlen Mittelteil eines Behälters 3, ia dessen Innern eine Wicklung mit unterem und obersai Wickelkopf 6 ibswo 7 in Muten 5 eines Magnetblechpaketes 4 angebracht ist«1 shows a continuously cast ingot which emerges from a casting mold, not shown, which is open at the bottom and has an already solidified part 1 and a fusible core 2 made of still liquid metal inside. The bar travels through a cylindrical hollow middle part of a container 3, generally the inside of which is a winding with a lower and upper winding head 6 and 7 in grooves 5 of a magnetic sheet stack 4 "
In den Behälter 3 v/ird Kühlwasser durch eine Eintrittsöffnung eingeleitet, es fließt äann von oben nach"unten zwischen der äussenseite des Magnetblechpaketes 4 und der äußeren Wand 9 des Behälters 3, dann horizontal im unteren Teil dss Behälters^ um die unteren Wickelköpfe <s zu kühlen? und damn von unten nach oben durch die-Muten 5 des Magnetfoiechpakets nnä reiter durch einen freien Raum 10 zwischen öer ringförmigen Innenseite des Magnet™ blechpaJfibs 4 und der Innenwand 11 des Behälters 3„ nm schließlich horizontal im oberen Teil fies Behälters die kabelartigen Leiter der oberen Wickelköpfe 7 evl kühlen und durch eins -Auslaßö f fnung 12 au s ζutreten οCooling water is introduced into the container 3 through an inlet opening , it then flows from top to bottom between the outside of the magnetic laminated core 4 and the outer wall 9 of the container 3, then horizontally in the lower part of the container around the lower winding heads to cool? and then from bottom to top through the grooves 5 of the Magnetfoiechpakets nnä riter through a free space 10 between the ring-shaped inner side of the Magnet ™ sheet metal sheet 4 and the inner wall 11 of the container 3 "nm finally horizontally in the upper part of the cable-like container Head of the upper winding heads 7 evl cool and one -Auslaßö f fnung 12 au s ζ utreten ο
Aus der raehr ins Einzeln® gehenden Fig«. 3 ist ersichtlich, daß eine Klemmplatte 13 des Magaetblechpaketes 4 radiale Kanäle 14 aufweist, durch weiche das Kühlwasser nach innen strömt und so durch dafür vorgesehene öffnungen 15 die Wickelköpfe S erreicht» Es strömt durch radiale Iwisciienräraüs 16 zwischen Flatten, die die verschiedenen Wickelkopf© β treanen rad fließt daaa äurcii die die Spulenleiter enthaltenden Hutsai 5 uaä den Raum 10 zwischen der inneren Oberfläche des Magnetblechpakets 4 unä der Innenwand 11 des Behälters nach ob&Ug und weiter durch radiale Zwischenräume 19 zwischen Platten B die die oberen Wickelköpfe ? trennen,, um letztere zu kühlen,, bevor es durch dis Äiaslaßöffnung 12 abfließt„ Direkte ¥erbindungslöcher 17 kleinen Durchmessers, die in die ober© EClemaplatte 18 gebohrt sind? sorgen dafür, daß sich keine Lufttasdhies ±sa ©bereit ,ringförmigen Raum zwischen der Süßeren Wand 9 des Behälters und dem Magnetblechpaket 4 bilden können«,From the figure that goes into detail®. 3 it can be seen that a clamping plate 13 of the sheet metal package 4 has radial channels 14 through which the cooling water flows inwards and thus reaches the winding heads S through openings 15 provided for this purpose Treanen rad flows daaa äurcii the Hutsai 5 containing the coil conductors, among other things, the space 10 between the inner surface of the magnetic laminated core 4 and the inner wall 11 of the container to ob & Ug and further through radial spaces 19 between plates B which the upper winding heads? separate, in order to cool the latter, before it flows out through the outlet opening 12 . ensure that no Lufttasdhies ± sa © ready, annular space between the sweet wall 9 of the container and the magnetic sheet package 4 can form «,
-AO 98 26/0-8 2 2-AO 98 26 / 0-8 2 2
Der Behälter 3 besteht aus einem unteren und einem oberen Teil/ der einen leicht demontierbaren Deckel bildet und mit Schraubenkränzen 20 und 21 befestigt ist; die Abdichtung wird durch die Dichtungen 22 und 23 gewährleistet. Nach Lösen der Schrauben der Schraubenkränze 20 und 21 und Abheben des oberen Behälterteils hat man freien Zugang zu den Wicklungen sowie den Anschlüssen und kann den Behälter leicht reinigen.The container 3 consists of a lower and an upper part / which forms an easily removable cover and with screw rings 20 and 21 is attached; the seal is ensured by the seals 22 and 23. After loosening the screws of the screw rings 20 and 21 and lifting off the upper part of the container you have free access to the windings and the connections and the container can be cleaned easily.
Um eine gute elektrische Isolierung mit ausreichender Abdichtung gegen das Kühlwasser zu gewährleistenr können die Durchführungen für die Spulenleiter so ausgebildet sein, wie es in Fig. 5 dargestellt ist: Sie enthalten massive Leiter 24, die eine Isolatorplatte 25, welche einen Teil der Behälterwand bildet, in einem AnschluSgehäuse 26 durchsetzen. Zu diesem Zweck sind, wie in Fig» 5 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist, abisolierte Enden 17 von flexiblen Spulendrähten 28 jeweils in eine Bohrung 29 von massiven Leiterteilen 30 eingelötet und die Abdichtung der Verbindung wird mit Hilfe einer durch Wärmeeinwirkung aufgeschrumpften Hülse 31 bewirkt; das Ganze wird mit Hsr2 32 in eirier Isoliermuffe 33, deren äußerer Rand 34 in eine dafür vorgesehene Rille in der Isolierplatte 25 eingepreßt ist, vergossen. Die Durchführung wird durch sine Klemmschraube 35 an der Isolatorplatte 25 befestigt, dabei wird eise Ringdichtung 36 zusammengedrückt und so die Abdichtung gewährleistet. Mittels einer Schraubenmutter 38 kann dann ein Kabelschuh 37 befestigt-werden.To ensure good electrical insulation with sufficient sealing against the cooling water to ensure r may be formed for the coil conductors as the feedthroughs, as illustrated in Fig. 5: They contain solid conductors 24, an insulator plate 25, which forms part of the container wall , enforce in a connection housing 26. For this purpose, as shown in FIG. 5 on an enlarged scale, stripped ends 17 of flexible coil wires 28 are each soldered into a bore 29 of solid conductor parts 30 and the connection is sealed with the aid of a sleeve 31 shrunk on by the action of heat; The whole is cast with Hsr2 32 in an insulating sleeve 33, the outer edge 34 of which is pressed into a groove in the insulating plate 25 provided for this purpose. The bushing is fastened to the insulator plate 25 by its clamping screw 35, while the ring seal 36 is compressed and the seal is thus ensured. A cable lug 37 can then be attached by means of a screw nut 38.
Selbstverständlich läßt sich das oben anhand der Zeichnungen beschriebene Äusföhrungsbeispiel der Erfindung in der verschiedensten Weise abwandeln, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu übersehreiten.Of course, the embodiment of the invention described above with reference to the drawings can be in the most varied of ways Modify manner without departing from the scope of the present invention.
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