DE2810876A1

DE2810876A1 - Verfahren und vorrichtung zum umruehren von im schmelzzustand befindlichen metallen waehrend des kontinuierlichen giessens von brammen

Info

Publication number: DE2810876A1
Application number: DE19782810876
Authority: DE
Inventors: Leon Helbach; Alphonse Helfen
Original assignee: Arbed SA
Current assignee: Arcelor Luxembourg SA
Priority date: 1977-03-14
Filing date: 1978-03-13
Publication date: 1978-09-21
Also published as: LU76942A1; BE864218A; FR2383732A1; DE2810876C2; FR2383732B3; GB1601203A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum elektromagnetischen Umrühren eines im Schmelzzustand befindlichen Metallbades, z. B. aus Stahl, innerhalb einer Anordnung zum kontinuierlichen Gießen von Brammen.

Um die Verfestigungsstruktur und die Einschlußreinheit der durch kontinuierliches Gießen hergestellten Barren zu verbessern, hat man bereits seit mehreren Jahrzehnten das in der Gießform befindliche, flüssige Metall durch Zentrifugieren umgerührt, d. h., man hat auf das Bad eine Rotationsbewegung um die Längsachse der Gießform übertragen.

Gegenwärtig besteht ein Verfahren zur Durchführung des Umrührens darin, das Metallbad mit Hilfe eines magnetischen Feldes, das die Gießform umgibt, in Rotation zu versetzen. Im Hinblick auf die mechanische Zentrifugierung durch die Rotation der Gießform bringt dieses Verfahren den Vorteil, daß man gekrümmte und/oder schwingende Gießformen einsetzen kann, ein kontinuierliches Gießen durchzuführen vermag und bei der Durchführung keine mechanisch bewegbaren Teile benötigt.

Die bislang bekannten kontinuierlichen, elektrorotativen Gießverfahren sind durchgängig mit dem Nachteil verbunden, daß sie lediglich für die Herstellung runder und rohrförmiger Produkte eingesetzt werden können, sowie für quadratische

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Produkte mit abgerundeten Ecken oder vieleckigen, im wesentlichen gleichlangen Seiten. Im besonderen eignen sie sich nicht für das kontinuierliche Gießen von Brammen, d. h., Barren mit rechteckigem Querschnitt, deren Seitenverhältnis im wesentlichen größer als 1 ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Struktur und die Homogenität von Brammen zu verbessern, indem auf das Metallbad in einer Gießform von rechteckförmigem Querschnitt bei kontinuierlichem Gießen mittels Elektromagnetismus eine Bewegung übertragen wird.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man in dem flüssigen Metallbad, das sich in einer Gießform mit rechteckigem Querschnitt befindet, zumindest entlang der Längswände der Gießform gradlinige Induktionsfelder erzeugt, die auf beiden Seiten der Längsachse der Gießform translatorische Horizontalbewegungen im gegenläufigen Sinn hervorrufen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens führen die translatorischen Bewegungen, die durch zwei gradlinige Induktionsfelder von etwa der Größe der Gießform erzeugt werden, zu einer Zirkulationsbewegung, entsprechend einer geschlossenen Kurve, die im wesentlichen die Form einer Ellipse besitzt.

Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugt man entlang jeder Behälterlängswand mindestens

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zwei gradlinige Induktionsfelder, von denen jedes entgegengesetzt zu den beiden nächstliegenden Feldern orientiert ist, wodurch sich innerhalb des Bades mindestens zwei Rotationszonen um Vertikalachsen ausbilden.

Um eine optimale Homogenität des mittleren Teils der Bramme zu erreichen, verändert man periodisch oder aperiodisch die Intensität und die Frequenz mindestens eines der induzierten Felder. Die Beschleunigung bzw. die Verlangsamung der Bewegung bewirkt eine Vergrößerung bzw. eine Verlängerung des Metallstromes. Daraus ergibt sich, daß die Mittelschichten, die die beiden Strömungen trennen, und die praktisch in Ruhe, ohne die vorerwähnten Kraftwirkungen sind, stetig in Richtung der einen oder anderen Längswand der Gießform deplaziert werden, wodurch sich kein bevorzugter Bereich für Inhomogenitäten bilden kann.

Gemäß der Erfindung wird gleichermaßen eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen, gemäß welcher mindestens ein mehrphasiger Induktor vorgesehen ist, der sich etwa über die Ausdehnung der Gießform erstreckt und mittels welchem ein Magnetfeld zur translatorischen Bewegung des Bades erzeugbar ist.

Dieser Induktor kann durch eine Ringspule gebildet sein, in der Art eines Stators, eines elektrischen Motors mit einem sich drehenden Feld, wobei die Ringspule stark abgeflacht und im wesentlichen der Kontur der Gießform angepaßt ist.

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Der Induktor wird jedoch bevorzugt von mehreren geraden Statoren gebildet, die an einem mehrphasigen Wechselstrom angeschlossen sind, in der Art eines linearen Motorstators im translatorischen Magnetfeld.

Im allgemeinen genügt es, wenn ein gerader Stator parallel zu einer jeden der Längswände der Gießform angeordnet ist. Entsprechend der Dicke der Bramme kann es jedoch vorteilhaft sein, in gleicher Weise einen Stator entlang jeder geraden Seite der Gießform vorzusehen.

Der Einsatz von gradlinigen Statoren entlang der Längsffiiten der Gießform für das kontinuierliche Gießen von Brammen bringt den großen Vorteil, daß man die Dimensionen der Brammen in einem sehr großen Bereich verändern kann, ohne daß man die Induktoren auswechseln muß.

Bei dem Induktionsstrom handelt es sich bevorzugt um einen Strom sehr niedriger Frequenz. Dies erlaubt, die Gießformen aus klassischem Kupfer beizubehalten, ohne einen bemerkenswerten Verlust durch die Bildung Foucault·scher Ströme innerhalb der metallischen Wände der Gießform allzusehr in Kauf nehmen zu müssen.

Die Zirkulationsbewegung des Bades innerhalb der Gießform ist sehr wirksam. Sie pflanzt sich durch den Trägheitseffekt tief in die Schmelze fort.

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Claims

DR. KARL TH. HBOEI, · EJIPL.-EKO. KLAUS DICKEL PATENTANWÄLTE

HAMBUHG 50 GROSSK BERGSTRASSE 223 8 MÜNCHEN OO JULIUS-KREIS-STRASSE POSTFACH 500602 TELEFON (O 40) SO 02 95 TELEFON (O8I)) 88 5210

Γ ~1

'IVI(»j^rnmm-Adresse·: DoelliiorpuUmt

Ihr Zeichen: Unser Zeichen: 8OOO München, den

H 2830

Acierie_s Reunies de Burbach-ßich-Dudelange S.A.

ARBED

Avenue de la Liberte

Luxemburg

Verfahren und Vorrichtung zum Umrühren von im Schmelzzustand befindlichen Metallen währenddes kontinuierlichen Gießens von Brammen

Ansprüche

Verfahren zum Umrühren von im Schmelzzustand befindlichen Metallen in einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen

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von Brammen, dadurch gekennzeichnet, daß man in

Postscheckkonto: Hamburg 2Θ1220-205 · Bank: Dresdner Bank AO. Hamburg, Kto.-Nr. 3 813 8Θ7

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dem flüssigen Metallbad, das sich in einer Gießform mit
rechteckigem Querschnitt befindet, zumindest entlang der Längswände der Gießform gradlinige Induktionsfelder erzeugt, die auf beiden Seiten der Längsachse der Gießform translatorische Horizontalbewegungen im gegenläufigen
Sinn hervorrufen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man mittels zweier gradliniger Induktionsfelder, die etwa eine der Größe der Gießform angepaßte Ausdehnung besitzen, eine Zirkulationsbewegung erzeugt, entsprechend einer geschlossenen Kurve, die im wesentlichen die Form einer
tCllipse besitzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man entlang jeder Behälterwand mindestens zwei gradlinige Induktionsfelder erzeugt, von denen jedes entgegengesetzt zu den beiden nächstliegenden Feldern orientiert ist, wodurch sich innerhalb des Bades mindestens zwei Rotationszonen um Vertikal achsen ausbilden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Intensität und/oder die Frequenz
mindestens eines der Induktionsfelder periodisch oder
aperiodisch verändert.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein mehrphasiger Induktor vorgesehen ist, der sich etwa

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über die Ausdehnung der Gießform erstreckt und mittels welchem ein Magnetfeld zur translatorischen Bewegung des Bades erzeugbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere grade Statoren vorgesehen sind, die an einen mehrphasigen Wechselstrom angeschlossen sind, in der Art eines linearen Motorstators im translatorischen Magnetfeld.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine magnetische Ringspule in der Art des Stators eines elektrischen Motors mit einem sich drehenden Magnetfeld vorgesehen ist, wobei die Ringspule stark abgeflacht und im wesentlichen der Kontur der rechteckigen Gießform angepaßt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gerade Induktoren zusätzlich entlang der Längsseiten der rechteckigen Gießform parallel zueinander angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktoren an einen mehrphasigen Strom mit sehr niedriger Frequenz angeschlossen sind.

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