DE2853049A1

DE2853049A1 - Device for continuous casting

Info

Publication number: DE2853049A1
Application number: DE19782853049
Authority: DE
Inventors: Jan Bostedt; Sten Dipl Ing Kollberg
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1977-12-20
Filing date: 1978-12-08
Publication date: 1979-06-28
Also published as: SE7714472L; FR2412371B1; CH633207A5; SE409559B; JPS5489928A; FR2412371A1

Description

Continuous casting device

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an apparatus for continuous Casting according to the preamble of claim 1.

Bei elektromagnetischen Umrührern für das Stranggießen ist es wünschenswert, daß der Umrührer so nahe wie möglich am Gießstrang liegt, damit der einen hohen Widerstand für das magnetische Feld darstellende Luftspalt möglichst klein wird und das Eindringen des magnetischen Feldes in die noch nicht erstarrten Teile des Stranges möglichst gut ist. Eine zu starke Nähe des Umrührers am heißen Qi**Qstrang schafft jedoch Kühlprobleme, und außerdem muß der Umrührer bei einem Übergang zu anderen Strangabmessungen räumlich versetzt werden.In electromagnetic agitators for continuous casting, it is desirable that the agitator is as close as possible to the cast strand so that the air gap, which represents a high resistance to the magnetic field, is as small as possible and the penetration of the magnetic field into the not yet solidified parts of the strand is as small as possible good is. However, if the agitator is too close to the hot Qi ** Q strand, cooling problems are created, and the agitator must also be spatially displaced when changing over to other strand dimensions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln¹, bei der die genannten Nachteile im wesentlichen beseitigt sind.The invention is based on the object of developing a device of the type mentioned at the outset ¹ in which the disadvantages mentioned are essentially eliminated.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, dieTo solve this problem, a device for continuous Pouring proposed by the preamble of claim 1, the

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erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.according to the invention has the features mentioned in the characterizing part of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims called.

Durch die Verwendung von abnehmbaren Nutenzähnen, die beispielsweise aus Transformatorenblech bestehen können, kann der vom Umrührer an der Oberfläche des Gießstranges erzeugte Fluß um circa 50 % gegenüber bekannten Vorrichtungen gesteigert werden. Beim Übergang zu "anderen Strangabmessungen brauchen nur die Nutenzähne ausgetauscht zu werden, während der die Wicklungen tragende Hauptteil des Umrührers nicht versetzt oder bewegt zu werden braucht. Bei einem Strangdurchbruch, d.h. bei herausdringender Schmelze, werden nur die Nutenzähne ausgetauscht, und der Umrührer kann schnell wieder in einen betriebsfähigen Zustand gebracht werden. Ein anderes Problem besteht darin, daß man bei Verwendung eines seitlich plazierten Umrührers an einem Gießstrang in einer vertikalen Mittelschicht (TO in Fig. 3) keine Strömung in der Schmelze innerhalb der erstarrten äußeren Schicht erhält. In dem nahe der konvex verlaufenden Seite des Stranges (11 in Fig. 3) ist dies relativ problemlos, da sich dort lose Dendriten ansammeln und eine gleichachsige Struktur ergeben. Auf der entgegengesetzten, konkav verlaufenden Seite des Stranges (i£ in Fig. 3) bildet sich fortwährend eine Säulenkristallzone, die unerwünscht ist. Um dies zu verhindern, würde man gerne einen Umrühr er an der konkaven Fläche (13 ind Fig. 5) des Gießstranges anordnen, jedoch ist dieBy using removable groove teeth, which can consist, for example, of transformer sheet metal, the flow generated by the agitator on the surface of the cast strand can be increased by about 50 % compared to known devices. When changing to "other strand dimensions, only the groove teeth need to be exchanged, while the main part of the agitator carrying the windings does not need to be shifted or moved Another problem is that if a side-mounted agitator is used on a cast strand in a vertical middle layer (TO in Fig. 3), there is no flow in the melt within the solidified outer layer near the convex side of the strand (11 in FIG. 3) this is relatively problem-free, since loose dendrites accumulate there and form an equiaxed structure continually a columnar crystal zone, which is undesirable, and one would like to prevent this from happening e a stir he order on the concave surface (13 ind Fig. 5) of the cast strand, but the

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Gefahr eines Durchbruches flüssigen Metalls direkt unter der Kokille 14 am größten, so daß sich die Anordnung "eines Umrührers hier verbietet. Man könnte den Umrührer an einer gekühlten Gleitplatte am Strang plazieren, jedoch entstehen dann Pro-"ble'me mit der Erzielung eines ausreichenden Eindringens des magnetischen Feldes. Die Nutenzähne sind zweckmäßigerweise abgeschirmt, zum Beispiel mittels einer Umkleidung aus Kupferblech. Das zuletzt genannte Problem wird gemäß der Erfindung durch eine Kombination von zwei zusammenwirkenden Umrührern mit abnehmbaren Nutenzähnen gelöst, von denen jeder auf einer Seite des Gießstranges in Längsrichtung angeordnet ist, beispielsweise tei einer Gießkokille (14 in Fig. 5) an den ebenen Flächen des Gießstranges. Ein solcher Umrührer 16 ist in Figur 5 erkennbar. Die strömungsfreie Zone wird dadurch im Verhältnis zu der oben genannten Lage (10 in Fig. 4) um 90 Grad gedreht, so daß man an der konkav verlaufenden Seite des Gießstranges bei den Umrührern eine kräftige .Umrührung erhält, durch welche die Gefahr einer Säulenkristallbildung beseitigt ist.Risk of liquid metal breaking through directly under the mold 14 is greatest, so that the arrangement "of a stirrer here forbids. The agitator could be placed on a cooled sliding plate on the strand, but then problems arise with the achievement of sufficient penetration of the magnetic field. The groove teeth are expediently shielded, for example by means of a cladding made of copper sheet. The last-mentioned problem is solved according to the invention by a Combination of two interacting agitators with removable groove teeth solved, each of which is on one side of the cast strand is arranged in the longitudinal direction, for example part of a casting mold (14 in Fig. 5) on the flat surfaces of the cast strand. Such a stirrer 16 can be seen in FIG. The flow-free Zone is thereby rotated in relation to the above-mentioned position (10 in Fig. 4) by 90 degrees, so that one at the concave running side of the cast strand at the agitators a vigorous. Umrühr receives, through which the risk of columnar crystal formation is eliminated.

Ein weiteres Problem bei Vorrichtungen der vorliegenden Art besteht darin, daß ein Umrührer, der ein Wanderfeld längs des Gieß-r stranges erzeugt, oft breiter sein muß, als die halbe Strangdicke. Dadurch, daß die abnehmbaren Nutenzähne so ausgebildet sind, daß sie zumindest teilweise einen spitzen Winkel mit dem zentralen Mittelteil des Umrührers bilden, kann man den Fluß auf einen Teil im Gießstrang konzentrieren, dessen Breite kleiner ist als die des Umrührers. Diese Konzentration kann beispielsweise auf den kon-Another problem exists with devices of the present type in the fact that a stirrer, which a traveling field along the Gieß-r strand produced, often has to be wider than half the strand thickness. In that the removable groove teeth are designed so that they at least partially form an acute angle with the central one Form the middle part of the agitator, you can concentrate the flow on a part of the cast strand, the width of which is smaller than that of the Agitator. This concentration can, for example, be on the

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kaven Teil des Gießstranges gerichtet werden.kaven part of the cast strand are directed.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigenThe invention is to be explained in more detail with the aid of the figures. Show it

Fig. 1 einen Umrührer gemäß der Erfindung an einem Gießstrang, Fig. 2 zwei Umrührer mit schrägen Nutenzähnen an einem Gießstrang, 1 shows a stirrer according to the invention on a cast strand, FIG. 2 shows two stirrers with inclined groove teeth on a cast strand,

Fig. 3 eine bekannte Anordnung mit einem Seitenumrührer, Fig. 4 eine Aus führung s form gemäß der Erfindung mit zwei zusammenwirkenden Umrührern,
Fig. 5 verschiedene Möglichkeiten der Anbringung von Umrührern.Fig. 3 shows a known arrangement with a side agitator, Fig. 4 shows an execution s form according to the invention with two interacting agitators,
Fig. 5 different ways of attaching agitators.

Figur 1 zeigt einen in Richtung des Pfeiles A beweglichen Gießstrang, der aus einer erstarrten äußeren Schicht und einem noch nicht erstarrten Kern besteht und an dem ein elektromagnetischer Umrührer angeordnet ist, dessen zentraler, die Spulen tragenden Teil mit 2 bezeichnet ist. Vom zentralen Teil des Umrührers erstrecken sich Nutenzähne 3 zum Gießstrang, so daß zwischen den Enden der Nutenzähne und dem Gießstrang nur ein kleiner Luftspalt gebildet wird. Diese Nutenzähne sind abnehmbar, so daß sie beispielsweise bei einem Durchbruch im Gießstrang und dadurch entstehenden Schaden am Umrührer, d.h. normalerweise an den abnehmbaren Nutenzähnen, leicht ausgetauscht werden können und der Umrührer wieder betriebsfähig gemacht werden kann. Auch kann man die Nutenzähne leicht bei einem Wechsel der Strangabmessungen austauschen. Zwischen den Nutenzähnen können zweckmäßigerweise mehrere Spritz-Figure 1 shows a cast strand movable in the direction of arrow A, which consists of a solidified outer layer and a not yet solidified core and on which an electromagnetic one Stirrer is arranged, the central part carrying the coils is designated by 2. Extend from the central part of the agitator slot teeth 3 to the cast strand, so that only a small air gap between the ends of the slot teeth and the cast strand is formed. These groove teeth can be removed so that they arise, for example, in the event of a breakthrough in the cast strand Damage to the agitator, i.e. normally the removable groove teeth, can easily be replaced and the agitator can be made operational again. The groove teeth can also be easily exchanged when changing the strand dimensions. It is expedient for several injection molds to be placed between the groove teeth.

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düsen 4 für ein Kühlmittel, wie z.B. Wasser, angebracht werden. Der gezeigte Umrührer ist so angeordnet, daß sein magnetisches Wanderfeld längs des Gießstranges 1 wandert. In bestimmten Fällen kann diese Rührart jedoch auch durch ein quer zum Strang verlaufendes Wanderfeld ersetzt werden. Die Kühlung ist auf einfache und praktische Art gelöst und'die Rührleistung ist bei dieser Art von Umrührern gut. Im gezeigten Fall wird ein einziger Umrühr er verwendet. Es können jedoch auch zwei oder mehr Umrührer verwendet werden, was im folgenden näher erläutert wird. Beim Übergang zu anderen Strangabmessungen braucht der Umrührer nicht versetzt zu werden, sondern es genügt, die Nutenzähne auszutauschen. Die austauschbaren äußeren Nutenzähne 3 bestehen vorzugsweise aus Transformatorblech.. Der vom Umrührer erzeugte magnetische Fluß kann gegenüber bekannten Umrührern um etwa 5096 verstärkt werden.nozzles 4 for a coolant such as water can be attached. The agitator shown is arranged in such a way that its traveling magnetic field migrates along the cast strand 1. In certain cases However, this type of stirring can also be carried out using a stirrer that runs transversely to the strand Moving field to be replaced. The cooling is simple and practical Kind of solved und'die agitating power is with this kind of agitators Well. In the case shown, a single stirrer is used. It however, two or more agitators can also be used, which is explained in more detail below. When changing over to other strand dimensions, the agitator does not need to be moved, but it is sufficient to exchange the slot teeth. The replaceable outer groove teeth 3 are preferably made of transformer sheet .. The The magnetic flux generated by the agitator can be compared to known agitators to be reinforced by about 5096.

Aus Gründen, die aus dem Vorgesagten hervorgehen, plaziert man zweckmäßigerweise zwei Umrührer paarweise an den ebenen Seitenflächen eines Gieß stranges, und zwar beispielsweise an der Kokille. Figur 5 zeigt eine Kokille, und die Stelle, an der man wie oben erläutert normalerweise einen Umrührer mit Rücksicht auf die Kristallbildung anbringen möchte, ist mit 13 bezeichnet. Dies könnte mit Hilfe einer Gleitplatte 15 geschehen, doch würde dies das Eindringen des Feldes in den nicht erstarrten Teil des Gießstranges herabsetzen. Ein Umrührer 16 ist an der ebenen Seite des Gießstranges plaziert, zweckmäßigerweise nahe der konkav verlaufenden Oberfläche des Gießstrangs,und das Gießen geschieht in Richtung des Pfeils B. In Figur 4 werden die zwei Umrührer 16, 17 gezeigt, die jeweils an einer ebenen Seitenfläche 5 bzw. 6 eines GießstrangesFor reasons that emerge from the foregoing, one places expediently two agitators in pairs on the flat side surfaces a casting strand, for example on the mold. FIG. 5 shows a mold and the point at which it is explained as above normally would like to attach a stirrer with regard to crystal formation, is denoted by 13. this could done with the help of a sliding plate 15, but this would Penetration of the field into the non-solidified part of the cast strand reduce. A stirrer 16 is placed on the flat side of the cast strand, expediently near the concave side Surface of the cast strand, and the casting takes place in the direction of the Arrow B. In Figure 4, the two agitators 16, 17 are shown, the each on a flat side surface 5 or 6 of a cast strand

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angeordnet sind, der sich in Richtung der Pfeile C bewegt. Zweckmäßigerweise werden die Umrühr er an den Seitenflächen 5 und 6 nahe der konkaven Oberfläche 7 des Gießstranges angebracht. Hierdurch vermeidet man die Nachteile einer Säulenkristallbildung, die man aus den oben beschriebenen Gründen an dem Teil 12 in bisher verwendeten Umrührern nach Figur 3 erhalten hat, wo nur ein seitlich angebrachter Umrührer 8 benutzt wird. Die beiden Umrührer 16, 17 nach Figur 4 werden am besten so angebracht, daß sie ein zusammenwirkendes Feld quer durch den Gießstrang erzeugen, wodurch die Umrührung sehr stark wird und die vorstehend beschriebenen Probleme vermieden werden. Bei einem Durchbruch, der meistens direkt unter der Kokille 14 und an der konkaven Oberfläche des Gießstranges auftritt, entstehen normalerweise keine Schäden an den Umrührern 16, 17. Sollten diese jedoch beschädigt werden, so betrifft dies im wesentlichen die abnehmbaren Nutenzähne, die leicht ausgetauscht werden können. Die Umrührer können mit einem normalen, seitlich plazierten in den Figuren nicht dargestellten Umrührer zusammenarbeiten.which moves in the direction of arrows C. Appropriately the agitator is attached to the side surfaces 5 and 6 near the concave surface 7 of the cast strand. Through this one avoids the disadvantages of columnar crystal formation, which has been found on part 12 in so far for the reasons described above Stirrers used according to Figure 3 has received, where only one side attached agitator 8 is used. The two agitators 16, 17 of Figure 4 are best attached so that they cooperate Generate a field across the cast strand, making the agitation very strong and those described above Problems are avoided. In the case of a breakthrough, which is usually directly under the mold 14 and on the concave surface of the Cast strand occurs, normally no damage occurs to the agitators 16, 17. However, should these be damaged, this essentially applies to the removable groove teeth, which can easily be exchanged. The agitators can with a normal, laterally placed agitators, not shown in the figures, work together.

Um die Breite des Umrührers zu beschränken, kann es angebracht sein, die beiden Umrührer 18, 19 wenigstens teilweise mit schrägen Nutenzähnen 9 auszuführen, d.h. die Nutenzähne bilden mit der Umrührebene einen spitzen Winkel. Die Umrührrichtung liegt in Figur 2 senkrecht zur Zeichenebene, und wie hieraus hervorgeht, kann das Feld auf einen Teil der Seite des Gießstranges, in diesem Falle Teil 20, konzentriert werden. Hierdurch kann man den Umrührer mit normaler Breite ausführen und trotzdem eine begrenzte Ausdehnung des Flusses am Gießstrang erhalten. Auch diese Zähne sind ent-In order to limit the width of the agitator, it may be appropriate to have the two agitators 18, 19 at least partially inclined Groove teeth 9, i.e. the groove teeth form an acute angle with the agitating plane. The stirring direction is in Figure 2 perpendicular to the plane of the drawing, and as can be seen from this, the field can be on part of the side of the cast strand, in this case Part 20, be focused. This allows the agitator to have a normal width and still a limited extent of the river on the cast strand. These teeth are also

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sprechend der Erfindung austauschbar. Die Schrägstellung der Zähne kann auch in Abhänigkeit von den Abmessungen.und der Plazierung des Gießstranges variierbar sein.interchangeable according to the invention. The inclination of the teeth can also depend on the dimensions. And the Placement of the cast strand can be varied.

Die in den Figuren gezeigten Beispiele von Vorrichtungen gemäß der Erfindung können im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.The examples of devices shown in the figures according to of the invention can be varied in many ways within the scope of the general inventive concept.

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ΊΟΊΟ

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Claims

Claims;

1. Device in continuous casting with at least one electromagnetic stirrer for stirring in a cast strand in the longitudinal or transverse direction of the same, characterized in that the agitator (2) or the agitators (16, 17, 18, 19) is / are provided with removable magnetic groove teeth (3, 9) which extend from the the part carrying the electrical coils extend towards the cast strand (1) in such a way that the magnetic flux only forms a small air gap must penetrate.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the agitators are each on one side of the cast strand and along the same, for example on the casting molds (16, 17, 18, 19) on the flat surfaces (5, of the cast strand (7)).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that the removable groove teeth (9) at least partially so at an acute angle from the central part of the agitator or the agitator emerge that the flow in the cast strand on a part (20) of the cast strand is concentrated, which has a smaller width than the actual agitator (18, 19) (Figure 2).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the inclined groove teeth (9) run towards the concave curved surface of the cast strand.

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ORIGINAL-INSPECTED

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5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that spray nozzles (4) for coolants, e.g. Water, between all or some groove teeth (3) are arranged.

6. Apparatus according to claim 1 or 3, characterized in that the groove teeth on their side surfaces, for example through Copper sheet, are shielded.

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