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Anordnung zum Umrühren beim kontinuierlichen Gießen
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Umrühren beim kontinuierlichen
Gießen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Das Umrühren der nichterstarrten Bereiche (des Sumpfes) eines Gießstrange
ist bereits in verschiedenen Ausführungen bekannt.
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Unter anderem ist es bekannt, die genannten Bereiche mit elektromagnetischen
Umrührern senkrecht oder parallel zur Gießrichtung an einer oder mehreren Stellen
umzurühren. Einer der Gründe für diese Umrührung besteht darin, daß man Lunker (sogenannte
Mini-Ingots) und Seigerungen in dem fertigen Rohling Vermeiden möchte und daß man
eine möglichst gleichmäßige Erstarrungsfront.erreichen möchte.
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Bei einer aus der DE-OS 27 20 391 bekannten Anordnung bestehen die
zwischen dem Umrührer und dem Strang angeordneten Rollen aus nichtmagnetischem Material,
wodurch man eine gute Umrührung und zugleich eine gute Lösung der mechanischen Stützprobleme
erzielen kann.
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Ein Nachteil bei derartigen Anordnungen besteht Jedoch darin, daß
von
dem magnetischen Feld des Umrührers Spannungen in die Rollen induziert werden, welche
zu Strömen über die Lager der Rollen führen. Es ist zwar möglich, diese Lager elektrisch
z*u isolieren, Jedoch ist die Dauerhaftigkeit solcher Isolierungen wegen der hohen
Temperaturen an den Lagern gefährdet. Auch durch Dehnungsprobleme können Schwierigkeiten
auftreten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs
genannten Art zu entwickeln, bei der die genannten unerwünschen Lagerströme in einer
dauerhaften Weise im wesentlichen beseitigt sind.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 vorgeschlagen, welche die im kennzeichnenden Teil des Anspruches
1 genannten Merkmale hat.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
genannt.
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Außer durch die räumliche Plazierung der Umrührer kann die erstrebte
gegenseitige Aufhebung der in die Rollen induzierten Spannungen ergänzend durch
eine entsprechende Einstellung der Speisung des Umrührers erreicht werden. Durch
die Erfindung werden Lagerströme vermieden, und eine Isolierung der Lager ist nicht
erforderlich.
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Bei einer anderen Ausführung der Erfindung werden zwei oder mehrere
Umrhhrer
verwendet, vorzugsweise eine gerade Anzahl, deren Umrtlhrrichtung parallel zum Gießstrang
verläuft und von denen Jeder auf der einen oder anderen Seite der Symmetrieebene
des Gießstranges in einer solchen Gesamtverteilung angeordnet ist und die Speisung
der Umrilhrer auf eine solche Weise erfolgt, daß sich die in die zwischen Umrührer
und Gießstrang liegenden Rollen induzierten Spannungen gegenseitig aufheben.
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Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung mit einem Umrührer, dessen Rührrichtung
senkrecht zur Längsachse des Gießstranges verläuft, Fig. 2 eine Ausführung gemäß
dem Stande der Technik mit einem in Längsrichtung des Gießstranges wirkenden Umrührers,
Fig. 3 eine Ausführungsform gemäß der Erfindung mit zwei in Längsrichtung des Gießstranges
wirkenden Umrührern, Fig. 4 eine Ausführungsform der Erfindung mit vier Umrührern
Fig. 5 eine Anordnung mit zwei in Längsrichtung des Gießstranges wirkenden Umrührern,
Fig. 6 eine Anordnung mit einem senkrecht zur Längsrichtung des Gießstranges wirkenden
Umrührer.
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Fig. 2 zeigt eine bekannte Anordnung mit einem in Längsrichtung des
Gießstranges wirkenden Umriihrer 1 mit der Umrührrichtung A oder B und der Gießrichtung
C. Zwischen dem Umrührer und dem
Gießstrang sind Rollen 5 angeordnet,
und durch die Richtungsangaben 2 wird die Richtung des vom Umrührer in seinem oberen
Teil im Sinne der Zeichnung erzeugten Feldes angedeutet. Durch dieses Feld des mehrphasigen
Umriihrers 1 wird in dem mit 3 bezeichneten elektrischen Kreis eine elektrische
Spannung induziert, die einen zirkulierenden Strom über die Rollen 5, deren Lager
und den Lagerträgern 4 treibt. Ein solcher Strom führt zu Schädigungen der Lager.
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Figur 5 zeigt das Umrühren beim kontinuierlichen Gießen (Richtung
C) mit zwei in Längsrichtung wirkenden Umrührern 6,7 mit verschiedenen Umrührrichtungen
(Wanderfeldern). Siehe die Pfeile.
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Hierbei wird eine Spannung induziert, die in den Rollen 8 und den
Lagern 9 Lagerströme verursacht.
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Bei einer Ausführung nach Figur 6 treten ebenfalls Probleme auf.
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Hier wird beim kontinuierlichen Gießen ein Umrührer 10 verwendet,
der quer zur Gießrichtung wirkt, doch sind die Rollen hier in der Mitte, bezogen
auf die Breite des Gießstranges, geteilt, wobei in die einzelnen Rollen 11, 12 usw.
Spannungen induziert werden, die Lagerströme verursachen.
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Figur 1 zeigt eine Ausführungsform an einem Gießstrang 13, der aus
einer nicht dargestellten Gußkokille heraus in Richtung des Pfeils C befördert wird.
In Förderrichtung hinter der Gußkokille ist ein Umrührer 14 plaziert, Jedoch können
auch mehrere Umrührer vorgesehen sein, die beispielsweise an verschiedenen Seiten
der
z.B. rechteckigen Gußkokille angebracht sind. Das Umrühren kann
beispielsweise bei sog. slabs ( querschnittsstarke rechteckige GieBstrçnge) angewendet
werden. Es ist Jedoch auch möglich, die Umriihrer paarweise unmittelbar voreinander
anzubringen, und die in Figur 1 gezeigte Art des Umrührens kann mit anderen Arten
an anderen Teilen des Gießstranges variiert werden.
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Der Umrührer 14 ist für eine quer zur Längsrichtung des Gießstranges
verlaufende Umrührrichtung vorgesehen, wobei die Richtung 15 einen Winkel von 900
mit der Gießrichtung C bildet. Der Umrührer 14 ist im Verhältnis zur Symmetrieebene
16 (senkrecht zur Zeichenebene) des Gießstranges 13 symmetrisch angebracht. Bei
dem Umrührer handelt es sich um einen üblichen mehrphasigen Umrührer, Jedoch kann
der Umrührer auch zweiphasig ausgebildet sein. Die Frequenz kann entweder 0,1 -
10 Hz, 25 Hz oder 50 -60 Hz betragen, was von der Art des Gießstranges abhängt.
Der Umrührer erzeugt ein magnetisches Feld, dessen Richtung durch die senkrecht
zur Zeichenebene verlaufenden Pfeile 17 angedeutet wird, wobei die eingetragenen
Vorzeichen für ein bestimmtes Zeitintervall gelten. Dieses magnetische Feld induziert
in die Rollen 18, 19 und 20 Spannungen, die sich derart gegenseitig aufheben, daß
über die Lager 21, 22 und so weiter keine nennenswerten Lagerströme fließen können,
so daß die bei den bekannten Anordnungen auftretenden Erwärmungen und anderen obengenannten
Probleme vermieden werden. Wenn der Umrührer 14 im Verhältnis zur Symmetrieebene
16 schräg angeordnet werden würde, dann würden die genannten Lagerstromprobleme
auftreten, wodurch also die Bedeutung des Erfindungsgegenstandes
verständlich
wird.
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Figur 3 zeigt eine andere Ausführung der Erfindung mit zwei in Längsrichtung
wirkenden Umrührern 23, 24 an einem Gießstrang, der in Richtung C gegossen wird.
Die Umrührrichtung soll für beide Umrührer dieselbe sein, und zwar entweder A oder
B. Die Speisung der Umrührer erfolgt Jedoch mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung
von 1800. Pfeile 25 und 26 zeigen die Richtung des Feldes beispielsweise an der
Stelle der Rolle 27. In der Rolle 27 werden Spannungen induziert, die sich gegenseitig
aufheben, so daß keine resultierenden Lagerströme auftreten. Dasselbe gilt für die
übrigen Rollen 28, 29, 30, die alle aus nichtmagnetischem Material bestehen.
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Solche Paare von Umriihrern können auch an anderen Teilen des Gießstranges
angeordnet werden, und bei einem aus der Gußkokille gebogen herauskommenden Gießstrang
können die Umrührer entweder auf der konkaven oder der konvexen Seite des Gießstranges
oder paarweise am Gießstrang angeordnet werden. In gewissen Fällen ist es auch möglich,
Umrührer an den Seiten des Gießstranges, also an den nichtgebogenen Flächen des
Gießstranges anzuordnen. Es ist wichtig, daß die Umrührrichtung für die beiden Umrührer
dieselbe ist, damit sich die induzierten Spannungen in allen Umrührbereichen gegenseitig
aufheben.
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Man kann ebenfalls mehrere Umrührer senkrecht zur Umrührrichtung anbringen,
wie es beispielsweise Figur 4 zeigt, wo mehrere Umrührer 31, 32, 33, 34 senkrecht
zur Längsrichtung eines GieB-stranges
35 angeordnet sind, wobei
beispielsweise die Umrührer 31 und 32 mit derselben Spannung und derselben Phasenlage
und die Umrührer 33 und 34 mit einer um 1800 phasenverschobenen Phasenlage (bei
Drehstromspeisung) gespeist werden können, wobei die Umrührrichtung für alle diese
Umrührer Jedoch gleich ist. Wenn man die Forderung berücksichtigt, daß die einzelnen
Umrührer dieselbe Umrührrichtung haben, können natürlich viele Alternativen, gegenseitige
Phasenlagen, für die Umrührer in Frage kommen. Das Ziel ist Jedoch, daß die in den
Rollen induzierten Spannungen sich gegenseitig aufheben, damit Lagerströme vermieden
werden.
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Die Speisung kann zwei-, drei- oder mehrphasig sein, genau wie bei
anderen bekannten Arten von Umrührern.
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Die Erfindung kann im Rahmen des offenbaren allgemeinen Erfindungsgedankens
in vielfacher Weise variiert werden.
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Bei einer Anordnung gemäß Fig. 3 können auch mehr als zwei Umrührer
23, 24 parallel zur Gießrichtung C angeordnet sein. Dabei liegt in der Regel jeder
Umrührer auf der einen oder anderen SciLc dr Symmetrieebene. Es kann aber auch ein
an die Symmetrieebene unmittelbar angrenzender Umrührer teils auf der einen und
teils auf der anderen Seite der Symmetrieebene liegen. Wesentlich ist, daß die Gesamtverteilung
der Umrührer derart getroffen wird, daß sich die in die zwischen Umrührer und Gießstrang
liegenden Rollen induzierten Spannungen gegenseitig aufheben. Um dies zu erreicilen,
kann zusätzlich auch die Speisung der einzelnen Umrührer unterschiedlich eingestellt
werden.
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