DE2800458B2 - Elektromagnetische Stranggießkokille - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Stranggießkokille, enthaltend einen Ringleiter, der 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 Abfuhr unterteilt ist

Bei Stranggießkokillen dieser Art tritt, wie auch schon in der DE-AS 20 54 267 beschrieben, das Problem auf, daß das Magnetfeld an der Stelle der Stromzufuhr und Stromabfuhr, an der der Ringleiter notwendigerweise unterteilt ist, erheblich geschwächt ist, was zu einer Verminderung des elektromagnetischen Druckes, der dem Quadrat der Magnetfeldstärke proportional ist, führt, wodurch an der Stelle der Magnetfeldschwächung sich längs der Strangseitenfläche flüssiges Metall ausbaucht und nach dem Erstarren ein längsgerichteter Vorsprung entsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung eines kühlmitteldurchflossenen Ringleiters rechteckigen Querschnitts als strangformendes Element das sonst zu beobachtende Zerfließen des Stromes an den Anschlußstellen auf die weiter außen gelegenen Abschnitte des Hohlprofils zu vermeiden.

Dies wird bei einer elektromagnetischen Stranggießkokille der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die beiderseits der Anschlußstelle an die stromzuführenden Schienen befindlichen Abschnitte des Hohlprofils mit Einsätzen a is einem e nen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisenden Metall versehen sind, wobei jeder Einsatz eine Länge besitzt, die mindestens dreimal so groß ist wie die Dicke des Hohlprofils :ind die Form eines Kastens besitzt, dessen Längswände an die seitlich des zu formenden Gußstranges gelegene Seitenwand des Hohlprofils anstoßen.

Durch die Einsätze in das Hohlprofil an der Stelle der Stromzufuhr und Stromabfuhr wird dort das sonst zu beobachtende ungleichmäßige Zerfließen des Stroms über den Querschnitt vermieden, dieser wird vielmehr aufgrund des Widerstandsverhältnisses der verwendeten Materialien gezwungen, trotz der durch den Anschluß der si

Verdrängungskräfte mit einem Anteil auch an de,-Zuführungs- und Abführungsstelle den Strang entlang so zu fließen, daß keine Schwächung des Magnetfelds und damit eine Verminderung des elektromagnetischen Drucks an dieser Stelle auftritt

Vorteilhaft ist als Material für die Einsätze Stahl verwendet

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher ίο erläutert In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 schematisch einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Stranggießkokille,
F i g. 2 den Ringleiter im Grundriß und
F i g. 3 einen Schnitt gemäß der Linie IH-III in F i g. 1. Die elektromagnetische Stranggießkokille enthält einen auf die Grundplatte 1 (F i g. 1) mittels Stellschrauben 2 aufgestellten Ringkühler 3 mit Hohlräumen 4 und 5 für das Durchfließen eines flüssigen Kühlmittels, z. B. Wassers. Jeder dieser Hohlräume steht mit durchgehenden Kanältn 6 in Verbindung, durch die das Kühlmittel nach außen austritt und der Oberfläche des zu formenden Gußstranges 7 zugeführt wird. In die runde Öffnung 8 des Ringkühlers 3 ist von unten ein Untersatz (nicht gezeigt) eingefühlt. An der Innenwand des Ringkühlers 3 ist der Ringleiter befestigt, der ein Hohlprofil 9 (Fig.2) in Form eines Kupierrohres mit rechteckigem Querschnitt darstellt. An das Hohlprofil 9 sind stromzuführende Schienen 10, zwischen denen eine Zwischenlage 11 aus einem Elektroisolierstoff vorgese-

jo hen ist, angeschlossen. Der Ringleiter soll ein elektromagnetisches Feld erzeugen, das das schmelzflüssige Metall in Form einer zum Gußstrang 7 erstarrenden Säule zusammenhält.
Die Abschnitte des Hohlprofils 9, die an der Anschlußstelle der stromzuführenden Schienen 10 beiderseits anliegen, sind als Einsätze 12 aus einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisendem Stahl ausgeführt. Zur Anfertigung der Einsätze 12 können nicht nur rostfreier Stahl, sondern auch andere Werkstoffe Anwendung finden, deren spezifischer elektrischer Widerstand 40 bis 60 mal so groß ist wie der des Kupfers, aus dem das Hohlprofil 9 hergestellt ist. Der Einsatz 12 besitzt eine Länge (I) welche die Dicke (a) des Hohlprofils 9 um mindestens das Dreifache übersteigt.

Der Einsatz 12 (F i g. 3) weist die Form eines Kastens auf, dessen Längswände an die seitlich des zu formenden Stranges 7 gelegene massive Seitenwand 13 des Hohlprofils 9 und dessen Stirnseiten an die Stirnseiten der übrigen Wände des Hohlprofils 9 (F i g. 2) anstoßen und zusammen mit ihnen einen mit Hohlräumen 15 in den stromzuführenden Schienen 10 in Verbindung stehenden Ringhohlraum 14 für das Durchfließen des Kühlmittels bilden.

In der runden Öffnung des Hohlprofils 9 ist oben ein elektromagnetischer Ringschirm 16 untergebracht. Die Einsätze 12 können sowohl an der Außenseitenwand des Hohlprofils 9, wenn das Hohlprofil den Strang umgibt, als auch an der Innenwand des Hohlprofils 9, wenn man im Strang einen Hohlraum formt, gelegen sein, jedenfalls soll die an der Seite des zu formenden Stranges befindliche Wand des Hohlprofils 9 massiv und aus dem gleichen Werkstoff wie das Hohlprofil, d. h. aus einem Werkstoff mit einem niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand, ausgeführt werden, während für die Einsätze 12 ein Werkstoff mit einem hohen spezifischen elektrischen Widerstand in Frage kommt. Diese Bedingung gilt auch für den FaI! des gleichzeitiger.

Gießens mehrerer Gußstränge in einer Gruppe hintereinander angeordneter Stranggießkokillen gemäß der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Stranggießkokille arbeitet folgendermaßen. In die runde öffnung 8 des Hohlprofils 9 wird von unten ein Untersatz eingeführt Über die stromzuführenden Schienen 10 wird dem Hohlprofil 9 eine Spannung zugeführt, dabei läuft im Hohlraum 14 des Hohlprofils 9 und in den Hohlräumen 15 der Schienen 10 Kühlmittel um. Auf den Untersatz wird von oben schmelzflüssiges Metall aufgegeben, das unter Einwirkung des vom Hohlprofil 9 als Ringleiter erzeugten Magnetfeldes die Form einer Säule annimmt, an der sich eine erstarrte Kruste bildet.

Um die Effektivität der Erstarrung des Gußstranges 7 zu erhöhen, wird seiner erstarrten Seitenfläche über die Kanäle 6 Wasser aus den Hohlräumen 4 und S des Ringkühlers zugeleitet. Mit der fortschreitenden Formung des Gußstranges 7 wird der Untersatz gesenkt und schmelzflüssiges Metall ununterbrochen von oben zugeführt, bis ein Gußstrang mit den erwünschten Abmessungen hergestellt wird.

Dabei geht während des Stranggießvorganges folgendes vor sich.

Der über die stromzuführenden Schiene 10 zugeführte elektrische Strom erreicht die Innenseiten wand 13 des Hohlprofils 9, ohne an der Anschlußstelle der stromzuführenden Schienen 10 zu zerfließen. Der Grund dafür liegt darin, daß die Einsätze 12 einen wesentlich (und zwar 40 bis 60mal) höheren spezifischen Widerstand gegenüber dem des Kupferrohres, aus welchem das Hohlprofil 9 hergestellt ist, besitzen. Da ein Stromzerfließen unterbleibt, kommt eine gleichmäßigere Verteilung des Magnetfeldes über den Umfang der dem zu formenden Gußstrang zugekehrten Wand 13 des Hohlprofils 9 zustande. Das schmelzflüssige Metall befindet sich in diesem Beispiel in der runden öffnung 8 des Hohlprofils 9 und der elektrische Strom konzentriert sich an der stromführenden Innenwand 13 des Hohlprofils 9.

■> Wenn ein Hohlstrang abgegossen wird und das Metall sich an der Außenseitenwand des Hohlprofils befindet, so benutzt man einen dem oben beschriebenen Ringleiter analogen Ringleiter, dessen Einsätze an seiner Innenseitenwand gelegen sind, und der Strom

ίο fließt dann über die Außenseitenwand des Hohlprofils und erzeugt ein gleichförmiges elektromagnetisches Feld, das auf den Gußstrang einwirkt

Eine ähnliche Wirkungsweise hat eine Gruppe von erfindungsgemäßen Stranggießkokillen, die hinterein ander für den Fall, daß gleichzeitig mehrere Gußstränge abgegossen werden, angeordnet sind. Hierfür verwendet man eine entsprechende Anzahl von aufeinanderfolgenden und zwischeneinander verbundenen Ringleitern. Um dabei eine gleichmäßigere Verteilung des Magnet feldes über den Umfang jedes Gußstranges zu erzielen, benutzt man die oben beschriebenen Einsätze und ordnet sie beiderseits der Anschlußstelle der stromzuführenden Schienen an der jeweiligen Seite des GuQstranges an.

Eine Erprobung hat ergeben, daß es mit der erfindungsgemäßen Stranggießkokille möglich ist, Gußstränge herzustellen, deren Querschnittsabweichung von der Rundform 0,5 mm nicht übersteigt, während bei den bekannten elektromagnetischen Stranggießkokillen die Verzerrung des Rundprofils des Gußstranges 2 bis 4 mm betrug.

Die Einsätze sind aus rostfreiem Stahl hergestellt und an die stromzuführende Kupferschiene des Hohlprofils angeschweißt worden. Bei einer Dicke des Hohlprofils von 15 mm war jeder Einsatz 50 mm lang.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetische Stranggießkokille, enthaltend einen Ringleiter, der 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 Abfuhr unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits der Anschlußstelle an die stromzuführenden Schienen (10) befindlichen Abschnitte des Hohlprofils (9) mit Einsätzen (12) aus einem einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisenden Metall versehen sind, wobei jeder Einsatz eine Länge besitzt, die mindestens dreimal so groß ist wie dit Dicke (a) des Hohlprofils (9) und die Form eines Kastens besitzt, dessen Längswände an die seitlich des zu formenden GuDstranges (7) gelegene Seitenwand (13) des Hohlprofils (9) anstoßen.

2. Elektromagnetische Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Einsätze (12) Stahl verwendet ist.