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Einrichtung zum elektrodynamischen Rühren
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des Sumpfes einer Metallbramme Die Erfindung bezieht sich auf eine
Einrichtung zum elektrodynamischen Rühren des Sumpfes einer Metallbramme gemäß dem
Oberbegriff des vorliegenden Patentanspruchs 1.
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Derartige Einrichtungen zum elektrodynamischen Rühren sind bekannt;
so ist in der DE-OS 29 08 418 ein Verfahren beschrieben, bei dem längs eines Teils
der Oberfläche der von den Stützrollen freien Seiten der Bramme mit geringem Abstand
zu dieser mindestens ein gleichstromdurchflossener Leiter angeordnet ist, dessen
Magnetfeld den Teilbereich der Bramme quer zu deren Längsrichtung durchsetzt und
daß senkrecht zu diesem ein Gleichstrom den Teilbereich der Bramme durchfließt.
Der Leiter wird bevorzugt in der Gestalt einer quadratischen oder rechteckigen Magnetspule
in Sattel form gebildet.
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Beim Einbau der Spule sind jedoch umfangreiche Umrüstarbeiten an der
Stranggießanlage erforderlich. Die Spritzkühlung wird durch die Sattelspule behindert.
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Der Einbau der Sattelspule ist nur an der Strangoberseite möglich,
was zu einer ungünstigen Feldausbreitung führt.
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Zum Schutz der Spule gegen mechanische Beschädigung beim
Einfahren
des Kaltstranges ist eine aufwendige Anstellung der Spule notwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs
genannten Art anzugeben, die bei ihrem Einsetzen in einer Stranggießanlage keine
umfangreichen Umrüstarbeiten, Halterungen und Schutzmaßnahmen erfordert und deren
Betrieb die Spritzkühlung der Bramme nicht behindert.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteile der Einrichtung gemäß der Erfindung bestehen darin, daß zum
Einsetzen der Spulen nur geringe Umbauten an der Stranggießanlage erforderlich sind,
da die Stützrolle selbst als Träger einer Feldspule dient, daß die Spritzkühlung
zwischen den Rollen an keiner Stelle behindert wird, daß ein Wechsel des Einbauortes
im Bereich gleicher Rollendurchmesser kein Problem darstellt und daß eine Anstellbarkeit
der Spule zum Schutz gegen mechanische Beschädigung beim Einfahren des Kaltstranges
entfällt. Weiterhin benötigt die Einrichtung gemäß der Erfindung keine spezielle
Halterung und auf die Trangkonstruktion der Stranggießanlage muß keine Rücksicht
genommen werden.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung wird im nachstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigt die Fig. 1 eine Ansicht auf die Brammen-und Rollenstirnseite,
die Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Rolle mit prinzipieller Spulenanordnung,
die Fig. 3 einen Schnitt durch eine Rolle gemäß der in Fig. 1 angegebenen Schnittlinie
a-b,
die Fig. 4 einen Schnitt entlang der Längsrichtung der Bramme
gemäß angegebener Schnittlinie C-D in Fig. 1-für die prinzipielle Spulenanordnung
gemäß Fig. 2, die Fig. 5 einen Schnitt quer zur Brammenlaufrichtung gemäß angegebener
Schnittlinie A-B in Fig. 1 für die prinzipielle Spulenanordnung gemäß Fig. 2; die
Fig. 6 und die Fig. 7 zeigen entsprechende Schnitte wie die in Fig. 4 und Fig. 5.
Bei der Feldspulenanordnung wird jetzt jedoch nicht die prinzipielle Spulenanordnung
gemäß Fig. 2 verwendet (nämlich eine derartige mit zwei Feldspulen an den Enden
einer Stützrolle), sondern eine, bei der nur-eine Feldspule angebracht ist, und
zwar in der Mitte der Stützrolle.
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In der Fig. 1, die eine Ansicht auf die Brammen- und Rollenstirnseite
zeigt, ist mit 9 eine Bramme bezeichnet, die sich zwischen unteren Stützrollen 1,3,5,7
und oberen Stützrollen 2,4,6,8 in Figurebene nach unten bewegt. Dabei liegt die
Oberrolle 2 der Unterrolle 1, die Oberrolle 4 der Unterrolle 3, die Oberrolle 6
der Unterrolle 5 und die Oberrolle 8 der Unterrolle 7, in Laufrichtung der Bramme
gesehen, gegenüber.
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Die Rollen der Rollenpaare 1,2 und 7,8 sind an ihren Enden mit Feldspulen
versehen. Eine der genannten Rollen ist in Fig. 2 perspektivisch dargestellt. Dort
ist die Feldspule an einem Ende der Rolle mit la, die Feldspule am anderen Ende
der Rolle mit 1b bezeichnet. Die Spule 1b hat den entgegengesetzten Wicklungssinn
wie die Spule la.
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Beide Spulen sind entlang des Rollenmantels durch eine Leitung elektrisch
miteinander verbunden. Über eine
- nicht dargestellte - erste Stromkupplung
wird der Feldspule 1a der Strom Js einer Stromquelle zugeführt; über eine zweite,
ebenfalls nicht dargestellte, Stromkupplung wird dieser Strom j von der Feldspule
1b zur Stromquellezurückgeführt.
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Die konstruktive Art der Anbringung der Feldspulen auf einer Rolle
wird an Hand der Fig. 3 erläutert; diese Figur stellt einen Schnitt durch die Rolle
2 gemäß der in der Figur 1 angegebenen Schnittlinie a-b dar.
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Der isolierte Leiter 11 einer Feldspule ist in eine Nut in dem Rollenkörper
12 eingelegt. Die Feldspule ist mit dem Rollenmantel 10 bedeckt. Der Leiter ist
wassergekühlt.
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Der äußere Mantel der Rolle hat Kontakt mit der Strangoberfläche und
dient gleichzeitig zum Schutz der wassergekühlten Wicklung, Wird nun die gegenüberliegende
Rolle, also etwa die Rolle 2 im Vergleich zur Rolle 1, von entgegengesetzt gerichtetem
Strom durchflossen, oder werden die Spulen dieser Rolle bei gleicher Stromrichtung
entgegengesetzt gewickelt, so ergibt sich ein ausgeprägtes magnetisches Gleichfeld
in Strangmitte. Die Richtung dieses Magnetfeldes hängt nach dieser Maßgabe von dem
vorgegebenen Wicklungssinn der Spulen und der Stromrichtung für eine Unterrolle
(oder Oberrolle) ab. Es wird so gewählt, daß es zwischen den Rollen 7 und 8 entgegengesetzt
zum Magnetfeld zwischen den Rollen 1 und 2 gerichtet ist. Die beiden Magnetfelder
zwischen dem Rollenpaar 1,2 und dem Rollenpaar 7,8 sind in der Fig. 1 dargestellt
und dort - unter der Voraussetzung, daß die Größe des Stromes, der dem Rollenpaar
1,2 zugeführt wird, gleich der Größe des Stromes ist, der dem Rollenpaar 7,8 zugeführt
wird,-mit B bezeichnet.
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Wie in der Fig. 1 weiterhin dargestellt ist, wird die
Bramme
9 in Längsrichtung von einem Brammenstrom durchflossen.
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Die Figur 4 zeigt einen Schnitt entlang der Längsrichtung der Bramme
gemäß der angegebenen Schnittlinie C-D in Fig. 1 für die prinzipielle Spulenanordnung
gemäß Fig. 2.
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Mit 2,4,6 und 8 sind wie in Fig. 1 die oberen Führungsrollen bezeichnet
und mit 9 die Bramme; dabei ist mit 9a die bereits erkaltete Strangschale und mit
9b der noch flüssige Brammensumpf angedeutet. Mit iB ist ebenfalls wieder der durch
die Bramme in Brammenlaufrichtung fließende Strom j bezeichnet und mit js der den
Feldspulen der Rollen 2 und 8 zugeführte Strom. Das durch die Feldspulen erzeugte
Magnetfeld in der Strangmitte steht senkrecht zur Figur-Ebene und ist durch die
Zeichen Q (Blick in die Magnetfeldlinien-Richtung) () (Blick entgegen der Magnetfeldlinien-Richtung)
angedeutet.
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Durch die Einwirkung eines Magnetfelcl;ceauf einen Strom j entsteht
eine auf den Strom einwirkende Kraft, die proportional j xSist, also für die Strangmitte
(j l iF ) eine Kraft f (vgl. Fig. 4), die senkrecht zu jB und B ist. Diese Kraft
bewirkt eine Zirkulationsströmung im flüssigen Brammensumpf in Figurebene, die durch
das Zeichen ein der Fig. 4 angedeutet ist.
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Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt quer zur Brammenlaufrichtung gemäß
angegebener Schnittlinie A-B in Fig. 1 für die prinzipielle Spulenanordnung gemäß
Fig. 2.
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Mit 9 ist wieder die Bramme, mit 9a die erkaltete Strangschale und
mit 9b der noch flüssige Brammensumpf bezeichnet; die Bramme läuft zwischen der
Unterrolle 1 und der Oberrolle 2 hindurch. Mit la, lb sind die beiden Feldwicklungen
der
Unterrolle, mit 2a,2b die beiden Feldwicklungen der Oberrolle bezeichnet.
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Mit j5 ist wieder der die Felspulen durchfließende Strom und mit B
das von den Feldspulen erzeugte Magnetfeld bezeichnet. Der die Bramme in Laufrichtung
durchfließende Strom JB fließt senkrecht zur Figurebene nach unten.
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Die entstehende Zirkulationsströmung aufgrund der vorhandenen Kraft
f ist wieder durch das Zeichen: --h angedeutet.
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Die Fig. 6 und die Fig. 7 zeigen entsprechende Schnitte wie die in
Fig. 4 und Fig. 5. Bei der Feldspulenanordnung wird jetzt jedoch nicht die prinzipielle
Spulenanordnung gemäß Fig. 2 verwendet, sondern eine, bei der nur eine Feldspule
angebracht ist, und zwar in der Mitte der Stützrolle.
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In der Fig. 6 sind die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 4 verwendet.
Es entstehen zwei Zirkulationsströmungen, davon eine Strömung in der linken Hälfte,
die andere in der rechten Hälfte der Bramme; beide haben in der Mitte der Bramme
die gleiche Richtung.
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In der Fig. 7 sind ebenfalls die gleichen Bezugszeichen wie in Fig.
5 verwendet. Statt der Feldspulen la,lb auf der unteren Stützrolle 1 gemäß Fig.
2 ist jetzt in der Mitte dieser Stützrolle die Feldspule 13 angebracht; statt der
Feldspulen 2a, 2b auf der oberen Stützrolle 2 gemäß Fig. 5 ist jetzt in der Mitte
der Stützrolle 2 die Feldspule 14 angebracht.
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In diesem Fall entstehen zwei entgegengesetzte Strömungen, die wieder
durch das Zeichen
angedeutet sind.
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Wie bereits der Fig. 6 zu entnehmen ist, sind die Richtungen dieser
Strömungen zwischen den Stützrollen 7 und 8 entgegengesetzt zu den in Fig. 7 gezeigten
Strömungen.