DE2825035B2 - Stranggießkokille für Brammen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille für Brammen mit einem auf jeder Breitseitenwand angeordneten Kühlmantel, bei der in der Breitseitenwand quer zu dieser verlaufende, strebenförmige Verstärkungsglieder in Matrixanordnung und Induktoren vorgesehen sind, die teilkammartig zusammengefaßte Magnetpole aufweisen.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 41261, Figur 5) bilden die Verstärkungsglieder jeweils einen Magnetpol für einen zugehörigen Induktor. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß man existierende Stranggießkokillen nachträglich mit Induktoren zum Umrühren der Schmelze ausrüsten kann, jedoch erscheint die Rührwirkung als verbesserungsbedürftig, da nämlich die Magnetpole, um ihre gleichzeitige Funktion als Verstärkungsglieder erfüllen zu können, nicht optimal an ihre elektromagnetische Funktion angepaßt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte bekannte Vorrichtung unter Beibehaltung der vorteilhaften Möglichkeit eines nachträglichen Einbaus der Induktoren in ihrer Rührwirkung zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Stranggießkokille dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole zwischen den Verstärkungsgliedern angeordnet und jeweils mehrere Magnetpole von einer der Induktionsspulen umschlossen sind. Die Anordnung läßt sich so treffen, daß ein horizontales oder ein vertikales Flußfeld erzeugt wird.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Magnetpole zwischen den Verstärkungsgliedern sitzen und, da sie deren Funktion nicht mit erfüllen

müssen, optimal an ihre elektromagnetische Funktion angepaßt werden können. Dadurch läßt sich eine Verbesserung der Rührwirkung erzielen. Die Magnetpole fügen sich in das Matrixmuster der Verstärkungsglieder ein und bilden gemeinsam mit diesen die Räume zur Aufnahme der Leiter der Induktoren. Eine Umrüstung bereits existierender Stranggießkokillen mit Verstärkungsgliedern auf Induktorbetrieb ist ohne weiteres möglich.

Nach einem besonders vorteilhaften Merkmal bestehen die Magnetpole in an sich bekannter Weise aus dünnen magnetischen, zusammengefügten und verleimten Blechen. Damit läßt sich eine maximale Rührwirkung erzielen.

Ferner schlägt die Erfindung vor, daß die Magnetpole Aussparungen in ihren seitlichen Flächen aufweisen und/oder daß die Verstärkungsglieder Aussparungen aufweisen, die den Induktionsspulen zugewandt sind. Dadurch verbessert sich die Kühlmittelzirkulation. Allerdings ist zu berücksichtigen, daß die eingangs genannte Druckschrift (Figur 6) bereits Abstandshalter zwischen den als Verstärkungsgliedern ausgebildeten Magnetpolen und den Leitern der Induktoren zeigt, um entsprechende Strömungskanäle für das Kühlmittel zu bilden.

Ebenfalls der Verbesserung der Kühlmittelströmung dient ein weiteres bevorzugtes Merkmal, daß nämlich die Induktionsspulen von zwischen benachbarten Magnetpolen liegenden Keilen gestützt werden, die Aussparunger aufweisen, welche den Induktionsspulen zugewandt s^:nd.

Im folpjnden wird die Erfindung anhand von Ausführuiigsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 in schematischer Weise eine Stranggießkokille in perspektivischer Darstellung;

F i g. 2 einen vertikalen Schnitt durch einen der großen Kühlmäntel der Stranggießkokille nach F i g. 1 entlang der Linien H-Il in Fig. 3, wobei eine erste Anordnung zur Erzeugung eines vertikalen Flußfeldes gezeigt ist;

Fig.3 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie III-IIIinFig.2;

F i g. 4 eine perspektivische Darstellung eines der Teilkämme der Magnetpole nach den F i g. 2 und 3;

F i g. 5 in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt durch ein Bündel von Leitern einer Induktionsspule in einer Nut zwischen benachbarten Magnetpolen;

F i g. 6 in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt durch eine Einzelheit der Fig. 3;

F i g. 7 eine der F i g. 2 ähnliche Darstellung von einer zweiten Ausführungsform zur Erzeugung eines horizontalen Flußfeldes.

Die in der Fig. 1 dargestellte Stranggießkokille enthält zwei große Kühlmäntel 1 und zwei kleine Kühlmäntel 2, die durch nicht dargestellte, bekannte Mittel miteinander verbunden sind. Der Gießraum der Bramme liegt in dem Hohlraum 3, der durch die beiden großen Innenwände 4 der großen Kühlmäntel 1 und durch die beiden Innenwände 5 der kleinen Kühlmäntel 3 begrenzt wird. Diese Innenwände 4 und 5 bestehen aus einem unmagnetischen und gut die Wärme leitenden Metall, vorzugsweise aus einer Kupferlegierung, während die anderen Wände der Kühlmäntel 1 und 2 aus Stahl hergestellt sein können.

Die großen Kühlmäntel 1, die den großen Flächen der Bramme entsprechen, sind sehr viel dicker als die kleinen Kühlmäntel 2, so daß in jedem der großen

Kühlmantel 1 ein Rühreinrichtung untergebracht werden kann. Im einfachsten Fall können die kleinen Kühlmantel 2 aus einfachen dicken Platten bestehen, in denen Innenkanäle zur Kühlwasserzirkulation vorgesehen sind.

Aufgrund der großen Oberfläche der großen Innenwände und des großen Kühlwasserdrucks (etwa 10 bar) ist es erforderlich, Wandversteifungsstücke so vorzusehen, daß ein im wesentlichen konstanter Abstand zwischen den Innenwänden 4 und den dazu parallelen Außenwänden 6 der großen Kühlmäntel 1 aufrechterhalten wird. Dabei können die Wände in bekannter Weise verstärkt sein, um gegenüber Druckauswirkungen resistenl zu sein. In der Mehrzahl der existierenden Stranggießkokillen bestehen diese Wandversteifungsstücke aus Verstärkungsgliedern 7, die die Form von hohlen kleinen Stäben aufweisen, und aus Zugstangen 8, die in den Bohrungen der Verstärkungsglieder 7 verlaufen und die in mit Innengewinde versehenen Löchern 9 der großen Innenwand 4 verschraubt sind, wie dies in Fig.6 dargestellt ist. Mit ihrem Kopf 10 stützen sich die Zugstangen 8 gegen die Außenseite der Außenwand 6 ab, so daß der Kopf von außen zugänglich ist, um die Verspannung an der jeweiligen Seite zu ermöglichen.

Wie in Fig.2 dargestellt, sind die Verstärkungsglieder 7 und die zugeordneten Zugstangen 8 in Zeilen und in Spalten gemäß einer Matrix angeordnet.

Fig.3 zeigt die große Innenwand 4 und die große Außenwand 6 des Kühlmantels 1 sowie die Zugstangen 8, die durch die Bohrungen der Verstärkungsglieder 7 hindurchlaufen. Die Verstärkungsglieder 7 können aus unabhängigen Stäben bestehen oder aus einem einzigen Stück mit der Außenwand 6 geformt sein. Die Innenwand 4 zeigt auf ihrer gegen das Innere des Kühlmantels 1 gerichteten Seite vertikale Rippen 11, die sich praktisch über die ganze Höhe der Innenwand 4 erstrecken. Unter der Wirkung der Zugstangen 8 stützt sich die Innenwand 4 über die Vorderkanten ihrer Rippen 11 gegen die Enden der Verstärkungsglieder 7 ab. Die Rippen 11 bilden zwischen sich mit der Innenwand 4 und einer Gegenplatte 12 Kanäle 13 für die verstärkte Kühlung der Innenwand 4. Die Gegenplatte 12 besteht aus einem unmagnetischen Material, beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferverbindung. Wie in F i g. 3 dargestellt, erstreckt sich die Gegenplatte 12 senkrecht von der unteren Reihe bis zur oberen Reihe der Verstärkungsglieder 7. Sie kann sich auch über die gesamte Höhe des Kühlmantels 1 erstrecken, unter der Bedingung, daß in den unteren und oberen Teilen der Gegenplatte Eintrittsöffnungen und Austrittsöffnungen für das in den Kanälen 13 zirkulierende Wasser vorgesehen sind.

In den Kühlmänteln, die wie oben beschrieben aufgebaut sind, ist es aufgrund der Anwesenheit der Verstärkungsglieder 7 schwierig, zwischen der Außenwand 6 und der Gegenplatte 12 eine elektromagnetische Einrichtung anzuordnen, die ein magnetisches Feld erzeugen kann, das intensiv genug ist, um ein wirkungsvolles Umrühren des flüssigen Metalls zu gewährleisten, das in die Stranggießkokille eingegossen wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch die Verwendung einer Magnetpol-Anordnung 14 gelöst, die in an sich bekannter Weise die Form eines Kamms aufweist und in Teilkämme 14a und i4k unterteilt ist. Wie dies Fig.4 zeigt, kann jeder Teilkamm 14a bis \4k vorteilhafterweise aus einem

Paket aus zusammengefügten und verleimten magnetischen Blechen bestehen, die Nuten 15 und Magnetpole 16 aufweisen. Die Blechpakete haben eine Dicke d, die dem Zwischenraum d zwischen zwei benachbarten Spalten (F i g. 2) oder zwei benachbarten Zeilen (F i g. 7) von Verstärkungsgliedern 7 entspricht

In den Fig.2 und 3 ist jeder magnetische Teilkamm 14a bis 14/t vertikal zwischen zwei benachbarten Spalten angeordnet, und ihre Nuien sind, nachdem die verschiedenen magnetischen Teilkämme einmal eingebaut sind, in den Räumen zwischen den Zeilen der Verstärkungsglieder 7 ausgerichtet. Die das Magnetfeld erzeugenden geradlinigen Leiterbündel 17a, 176 und 18a, \Sb von zwei Induktionsspulen 17 und 18, die in bekannter Weise eine im wesentlichen rechtwinklige Form aufweisen, sind horizontal in den zwischen den Zeilen der Verstärkungsglieder ausgerichteten Nuten angeordnet. Die Köpfe 17c und 18c der Induktionsspulen 17 und 18 überragen die äußeren magnetischen Teilkämme 14a und 14Ar und sind in geeigneter Weise gewölbt, um sich überlappen zu können. Die Induktionsspulen 17 und 18 sind mit einer zweiphasigen Wechselstromquelle (nicht dargestellt) verbunden, um bei der in F i g. 2 dargestellten Anordnung ein vertikales Flußfeld zu erzeugen.

Wie dies genauer aus F i g. 2 ersichlicht ist, sind die unteren und oberen Reihen der Verstärkungsglieder 7 aus einem einzigen Stück mit unteren und oberen Trennwänden 19 und 20 ausgebildet, die sich über die ganze Länge des Kühlmantels 1 erstrecken, um zwei untere und obere Wasserbehälter 21 und 22 für den Einlaß und Auslaß des Kühlwassers abzugrenzen, öffnungen 23 und 24, die die Trennwände 19 und 20 durchsetzen, ermöglichen es, daß Kühlwasser aus dem Wasserbehälter 21 in den für die elektromagnetische Rühreinrichtung vorgesehenen Raum 25 gelangt und daß das Wasser aus dem Raum 25 in den Wasserbehälter 22 strömt.

Es ist erforderlich, daß durch die Kanäle 13 entlang der Innenwand 4, die mit dem erstarrenden Metall in Kontakt ist, eine Wassermenge strömt, die 50 bis 1 OOmal größer ist als die den Raum 25 durchsetzende Durchflußmenge. Der Wasserbehälter 21 wird mit Wasser über eine Leitung 26 versorgt, während das Kühlwasser nach dem Durchströmen des Raums 25 und der Kanäle 13 dem Wasserbehälter 22 über eine Leitung 27 entnommen wird.

Wie dies in Fig.5 dargestellt ist, können die Magnetpole vorteilhafterweise in ihren seitlichen Flächen Aussparungen 28 aufweisen, um die Oberfläche der isolierten Leiterbündel, die mit dem Kühlwasser in Kontakt steht, zu vergrößern, wie dies z. B. für das Leiterbündel 17a gezeigt ist.

Aus Fig. 5 ersieht man weiterhin, daß jedes Leiterbündel, z. B. das Leiterbündel 17a, in den Nuten 15 der magnetischen Teilkämme verkeilt ist, und zwar am offenen Ende der Nuten schwalbenschwanzförmig mit Keilen 29 und am Boden der Nuten 15 mit Keilen 30, die eine Aussparung 31 aufweisen, die den Leiterbündeln 17a gegenüberliegt und den Kühlwasserdurchfluß ermöglicht. Wie in Fig.6 dargestellt, sind außerdem Aussparungen 32 in den Verstärkungsgliedern 7 in der Nähe der Leiterbündel der Induktionsspulen vorgesehen, um den Durchfluß des Kühlwassers zwischen den Leiterbündeln und den Verstärkungsgliedern 7 zu verbessern.

In F i g. 7 ist eine abgewandelte Ausführungsform einer Magnetpol-Anordnung 14 mit den Spulen 17 und

18 dargestellt, die die Erzeugung eines horizontalen magnetischen Flußfeldes ermöglicht. In diesem Fall ist die Anordnung 14 in zwei Teilkämnic 14a und 14£> unterteilt, die langer sind und eine größere Anzahl von Magnetpolen aufweisen als die nach Fig. 2. Jeder Teilkamm 14a, 14£> ist horizontal zwischen zwei benachbarten Reihen von Verstärkungsgliedern 7 angeordnet, und die Nuten sind nach dem Einbau der beiden Teilkämme auf die zwischen den Spalten der Verstärkungsglieder gebildeten Räume ausgerichtet. Die beiden Induktionsspulen 17 und 18 sind jede in drei Teilspulen unterteilt, deren das Magnetfeld erzeugende gradlinige Leiter vertikal in den ausgerichteten Muten zwischen den Spalten der Verstärkungsglicder i angeordnet sind. Die Köpfe der Induktionsspulen 17 unc 18. die derart gewölbt sind, daß sic einander überlappet können, sind in den zwischen den äußeren Paaren vor oberen und unteren benachbarten Zeilen von Verstär kungsglicdcrn 7 enthaltenen Räumen angeordnet. Dit Induktionsspulen 17 und 18 sind mit einer zweiphasiger Wechselstromqucllc (nicht dargestellt) verbunden.

Bei einer größeren Anzahl von Zeilen oder vor Spalten von Vcrstärkungsglicdcrn kann eine größere Anzahl von Induktionsspulen vorgesehen sein, unc letztere können mit einer mehrphasigen, z. B. mit einer dreiphasigen Stromquelle, verbunden sein.

Hierzu 2 Biatt Zeichnunccn

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Stranggießkokille für Brammen mit einem auf jeder Breitseitenwand angeordneten Kühlmantel, bei der in der Breitseitenwand quer zu dieser verlaufende, strebenförmige Verstärkungsglieder in Matrixanordnung und Induktoren vorgesehen sind, die teilkammartig zusammengefaßte Magnetpole aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole (16) zwischen den Verstärkungsgliedern (7) angeordnet und jeweils mehrere Magnetpole von einer der Induktionsspulen (17,18) umschlossen sind.

2. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole (16) aus dünnen magnetischen, zusammengefügten und verleimten Blechen bestehen.

3. Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole (16) Aussparungen (28) in ihren seitlichen Flächen aufweisen.

4. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsglieder (7) Aussparungen (32) aufweisen, die den Induktionsspulen (17,18) zugewandt sind.

5. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspulen (17,18) von zwischen benachbarten Magnetpolen (16) liegenden Keilen (30) gestützt werden, die Aussparungen (31) aufweisen, welche den Induktionsspulen zugewandt sind.