DE3730300A1 - Verfahren und vorrichtung zum elektromagnetischen ruehren von metallschmelzen in einer stranggiesskokille - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektromagnetischen Rühren von Metallschmelzen in einer Stranggießkokille, bei dem bzw. der eine die Schmelze in Horizontalebenen in Drehung versetzende Magnetkraft eingeleitet wird. Durch diese bekannte Maßnahme soll die Bildung eines dendritischen Gefüges und die Bildung von Lunkern und Seigerungen im Gußstrang verhindert werden.

Beim elektromagnetischen Rühren in der Stranggießkokille entsteht oft eine starke, unerwünschte Badbewegung im Bereich der Badoberfläche. Beim Gießen unter Schlacke mit Tauchrohr kann es bei einer zu starken Bewegung an der Badoberfläche zu folgenden unerwünschten Erscheinungen kommen:

• - Schlackeneinschlüsse in der Schmelze
• - ungenügende Schmierung zwischen Strang und Kokille durch Aufreißen der Badoberfläche
• - Sauerstoffaufnahme aus der Atmosphäre
• - starker Verschleiß des Tauchrohres.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglichen sollen, einen ruhigen Badspiegel aufrecht zu erhalten, und dennoch auf die in der Stranggießkokille befindliche Schmelze im Rührbereich, d. h. im Bereich, in dem die Erstarrung einsetzt, zu dem eingangs genannten Zweck intensiv zu rühren. An eine solche Möglichkeit war bislang nicht gedacht worden, weil es zwangsläufig erschien, daß eine Rotationsbewegung der Metallschmelze in der Kokille Auswirkungen bis zum Badspiegelbereich hat und diesen ebenfalls turbulent durchmischt.

Durch die Erfindung wird nun eine Lösung der gestellten Aufgabe aufgezeigt, die es ermöglicht, trotz intensiven Rührens der Metallschmelze in der Stranggießkokille im Rührbereich einen ruhigen Badspiegel aufrechtzuerhalten.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Stromfluß in der die Schmelze in Rotation versetzenden Spulenanordnung periodisch gewechselt wird und dabei der Zyklus so gewählt wird, daß der Badspiegel unbewegt bleibt, die Schmelze in den Ebenen unterhalb des Badspiegels liegenden Ebenen jedoch intensiv bewegt wird. Die halbe Zykluszeit, innerhalb der es zu einer Änderung des Stromflusses kommt, wird bevorzugt auf 1 bis 4 s eingestellt, bei einer Pause zwischen dem Stromflußwechsel von etwa 0,5 s.

Es sei hier angemerkt, daß das Ändern der Stromrichtung beim elektromagnetischen Rühren des Sumpfes innerhalb der Strangführung beim Stranggießen von Stahlbrammen an sich bekannt ist. So wird in der DE-AS 24 01 145 eine solche Verfahrensweise zur Vermeidung von sekundären Weißbändern und von Sekundärdendriten offenbart. Die Zykluszeit, nach der die Stromrichtung gewechselt wird, beträgt nach der Lehre dieser Schrift 5 bis 30 s. Maßnahmen zur Vermeidung einer Bewegung des Badspiegels während des Rührens sind dort nicht offenbart.

Falls es mit den vorgenannten Mitteln allein nicht möglich ist, trotz intensiven Rührens der Schmelze im Rührbereich in der Stranggießkokille eine unbewegte Badoberfläche einzustellen, soll gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Abhängigkeit von den das Magnetfeld kennzeichnenden Größen (Feldstärke, Frequenz) und den die Schmelzenrotation beeinflussenden Parametern, insbesondere Zähigkeit der Schmelze, Kokillengeometrie und -material, die Höhenlage der das Magnetfeld erzeugenden Spulen gegenüber dem Badspiegel der Schmelze in der Stranggießkokille so eingestellt werden, daß der Badspiegel beim Rühren unbewegt bleibt. Es kommen also folgende praktische Lösungen bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Betracht:

• 1. Periodisches Ändern der Stromrichtung,
• 2. periodisches Ändern der Stromrichtung und der des Spulenstromflusses,
• 3. Periodisches Ändern des Stromflusses des elektromagnetischen Feldes in Verbindung mit einem Justieren der Höhenlage der elektrischen Spulenanordung an der Stranggießkokille.

Mit den angegebenen Mitteln wird die Aufgabe in einfacher Weise gelöst, eine Metallschmelze in einer Stranggießkokille intensiv im Rührbereich zu rühren, dabei aber den Badspiegel unbewegt zu lassen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Magnetfeldes im Bereich einer Stranggießkokille, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist, schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt und

Fig. 2 einen Querschnitt.

Um die Stranggießkokille 1, in die das Tauchrohr 2 mündet, durch das Schmelze 3 in die Stranggießkokille 1 gelangt, ist eine Spulenanordnung 4 zum elektromagnetischen Rühren der Schmelze 3 in der Stranggießkokille 1 dieser gegenüber höhenverstellbar gelagert. Die Spulenanordnung 4 besteht aus sechs am Umfang der Kokille 1 gleichmäßig verteilt angeordnete Spulen 5, die um Eisenpole 6 liegen, die einen gemeinsamen Rückschlußring 7 haben, der von einem Blechmantel 8 umgeben ist. Die Spulenanordnung 4 ist mit einem Polumschalter P und gegebenenfalls mit einem Frequenzwandler F gekoppelt.

Beispiel 1

Eine Stranggießkokille aus Kupfer mit einer Wandstärke von 10 mm ist umgeben von einer Rotationsrührspule mit den Abmessungen: Innendurchmesser von 515 mm, Außendurchmesser von 870 mm und 490 mm Höhe, die auf einer Höhe von etwa 200 mm unterhalb dem Badspiegel der Schmelze in der Stranggießkokille eingerichtet wurde. Der Spulenstrom wurde auf 400 A und die Frequenz auf 6 Hz eingestellt. Die Rührzeit in jeder Richtung betrug 3 s mit einer Pause zwischen den Stromrichtungswechseln von 0,5 s.

Claims (4)

1. Verfahren zum elektromagnetischen Rühren von Metallschmelzen in einer Stranggießkokille bei dem durch Anlegen eines Magnetfeldes Kräfte in die Schmelze eingeleitet werden, welche diese in Horizontalebenen in Drehung versetzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromfluß zu den das Magnetfeld erzeugenden Spulen in einem derartigen Zyklus gewechselt wird, daß der Badspiegel unbewegt bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zykluszeit auf 1 bis 4 s eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von den das Magnetfeld kennzeichnenden Größen (Feldstärke, Frequenz) und den die Schmelzenrotation beeinflussenden Parametern, insbesondere Zähigkeit der Schmelze, Kokillengeometrie und -material, die Höhenlage der das Magnetfeld erzeugenden Spulenanordnung so eingestellt wird, daß der Badspiegel unbewegt bleibt.

4. Vorrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Magnetfeldes im Bereich einer Stranggießkokille zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer die Stranggießkokille (1) in einer Horizontalebene umgebenden, gegenüber der Stranggießkokille (1) höhenverstellbar gelagerten Spulenanordnung (4) besteht, die mit einem Polumschalter (P) zur Stromdrehrichtungsänderung und gegebenenfalls einem Frequenzwandler (F) ausgestattet ist.