DE3928311A1 - Elektromagnetische ruehreinrichtung in einer stranggiessanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Rühreinrichtung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.

Es sind elektromagnetische Rühreinrichtungen sowohl innerhalb wie auch un­ terhalb von Stranggießkokillen bekannt. Solche elektromagnetische Rührein­ richtungen haben allgemein die Aufgabe, die Strangqualität zu verbessern.

Aus FR-Patentanmeldung 78-33 156, die den Oberbegriff bildet, ist eine elek­ tromagnetische Rühreinrichtung zum Rühren des flüssigen Strangsumpfes be­ kannt, die innerhalb einer Stranggießkokille angeordnet ist. Die Rührein­ richtung, bestehend aus Spulen, Spulenkernen und Magnetjoch, ist in einem Rührergehäuse angeordnet, das mit einem Ein- und Auslaß für Kühlwasser ver­ bunden ist. Als Kühlflüssigkeit für die in den Spulen entstehende Wärme wird Kokillenkühlwasser verwendet. Obwohl die Qualität des Kokillenkühl­ wassers in bezug auf Härtegrad, Schwebstoff-, Salzgehalte und pH-Wert in engen Toleranzen gehalten wird, kann es beim Durchfluß durch eine elektro­ magnetische Rühreinrichtung durch die Magnetfelder zu schädlichen Ausschei­ dungen und Ablagerungen und dadurch zu Störungen führen, die kostspielige Totzeiten durch Unterhaltsarbeiten verursachen. Um solche Störungen und Un­ terhaltsarbeiten zu umgehen, ist eine zusätzliche aufwendige Wasseraufbe­ reitung notwendig. Diese hat Reinheitswerte zu erreichen, wie eine spezi­ fische Leitfähigkeit von max. 500 Mikro-Siemens pro cm, eine maximale Teil­ chengröße von Schwebstoff von max. 5 Mikron, eine Ausfilterung sämtlicher ferromagnetischer Partikel und eine Einstellung minimaler Gehalte von Koh­ lensäure, Ammoniak, Nitriden, gelöstem Eisen, gelöstem Mangan, Sulphaten, Chloriden und Silikaten. Sowohl die genannten Störungen und der zusätzliche Unterhalt als auch die zusätzliche Wasseraufbereitung senken aber die Wirt­ schaftlichkeit des elektromagnetischen Rührverfahrens beim Stranggießen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu behe­ ben und insbesondere eine störungsfrei arbeitende und unterhaltsarme Rühr­ einrichtung zu schaffen, die ohne zusätzliche Aufbereitung des Kühlwassers einwandfrei funktioniert. Es soll insbesondere auf eine aufwendige Aufbe­ reitungsstufe zur Kontrolle der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit, des Schwebstoffgehaltes, der ferromagnetischen Partikel und der verschiedenen Salzgehalte verzichtet werden können.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Summe der Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Rühreinrichtung erlaubt es, auf die vorgenannte kost­ spielige Aufbereitung des Kühlwassers zu verzichten. Kokillen- oder Sekundär­ kühlwasser, die auf der Anlage bereits verwendet werden, sind einsetzbar. Bei entsprechend großen Fließgeschwindigkeiten und großen Umlenkradien im Kühlrohrsystem des Rührers kann auch ein durch Schwebstoffe verunreinig­ tes Kühlwasser ohne Beschädigung oder Störung der Rühreinrichtung verwendet werden. Dadurch kann das elektromagnetische Rührverfahren beim Stranggießen wirtschaftlicher gestaltet werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsvariante ergibt sich, wenn die erste Flüssig­ keit eine elektrisch nicht leitende Flüssigkeit, wie Öl etc., und die zwei­ te Flüssigkeit Wasser sind. Anstelle dieser Kombination von Kühlflüssigkei­ ten können aber auch andere in der Technik bekannte Kühlmedien (auch Fluide) eingesetzt werden.

Je nach der Lage des Rührers innerhalb der Stranggießanlage kann mit Vor­ teil auf der Anlage zur Verfügung stehendes Wasser als zweite Kühlflüssig­ keit verwendet werden. Bei einer mit einer Kokille oszillierenden Rührein­ richtung ist es vorteilhaft, wenn das Kühlrohrsystem im Rührergehäuse mit dem Kokillenkühlwassertank verbunden ist und in einem geschlossenen Kreis­ lauf parallel zur oder anschließend an die Kokillenkühlung geführt ist.

Bei einem stationär angeordneten Rührer außerhalb der Kokille kann sowohl die Stranggießanlage als auch der Betrieb einfach gestaltet werden, wenn das Kühlrohrsystem im Rührergehäuse zwischen einer Einspeisung für das Se­ kundärkühlwasser für die Strangkühlung und Sprüheinrichtung zur Kühlung des Stranges angeordnet ist.

Das Kühlrohrsystem im Rührergehäuse kann in seiner geometrischen Form ver­ schiedenartig gestaltet werden. Es können rippenlose oder mit Kühlrippen versehene Kühlrohrsysteme verwendet werden. Gemäß einem vorteilhaften Aus­ führungsbeispiel kann das Kühlrohrsystem ober- und unterhalb des die ein­ zelnen Spulen verbindenen Magnetjoches angeordnet sein.

Bei Verwendung von nicht-ferromagnetischem Material, wie Kupfer, Inox-Stahl etc., für das Kühlrohrsystem ergeben sich zusätzliche Vorteile durch eine mindestens teilweise Abschirmung des magnetischen Feldes von der zweiten Kühlflüssigkeit.

Wird ein Kühlrohrsystem für große Kühlleistungen ausgelegt, ist es von Vor­ teil, wenn dieses innerhalb des Rührergehäuses in mehrere voneinander unab­ hängige Kühlrohrsysteme unterteilt ist, die je eine eigene Einspeisung auf­ weisen. Die Wege für das Kühlwasser können dabei sehr kurz und mit wenigen Umlenkungen und mit großen Bogenradien gestaltet werden. Durch diese Maß­ nahme können die Qualitätsansprüche an das Kühlwasser weiter herabgesetzt werden.

Um die erste Flüssigkeit im Rührergehäuse vor einer Erwärmung durch Wärme­ strahlung des gegossenen Stranges zu schützen, wird weiter vorgeschlagen, das Rührergehäuse im Strahlungsbereich des gegossenen Stranges mit einem zusätzlichen Kühlwassermantel bzw. Strahlenschutzschild zu versehen. Der Kühlwassermantel kann mit Vorteil mit der Wasserauslaufseite des Kühlrohr­ systemes verbunden werden.

Im nachfolgenden werden anhand von Figuren Beispiele der Erfindung erläu­ tert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Rühreinrichtung nach der Linie I-I von Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Rühreinrichtung nach der Linie II-II von Fig. 1 und

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine Kokille mit einer Rührein­ richtung.

In Fig. 1 und 2 ist schematisch eine Rühreinrichtung 1 um einen teilweise erstarrten Strang 2 mit flüssigem Kern 3 in der Sekundärkühlzone unterhalb einer nicht gezeichneten Kokille dargestellt. Die Rühreinrichtung 1 be­ steht aus vier Rührspulen 4 mit Spulenkernen 5 und einem Magnetjoch 6, das die vier Spulenkerne 5 verbindet. Diese Rührerteile sind in einem ge­ schlossenen Gehäuse 7 untergebracht und in einer ersten Kühlflüssigkeit 8, z.B. Öl, eingetaucht. Diese erste Kühlflüssigkeit 8 ist im wesentlichen stationär, d.h. sie verbleibt während des Betriebes im Rührergehäuse 7. Durch ungleiche Wärmeverteilung in der Flüssigkeit innerhalb des Gehäuses 7 sind selbstverständliche gewisse Auftriebsströmungen gegeben. Es können, wenn erwünscht, Strömungsbewegungen in der Kühlflüssigkeit 8 auch künstlich aufgebracht werden. In einem Kühlrohrsystem 11-11′′′ wird innerhalb des Rührergehäuses 7 eine zweite Flüssigkeit 10 durch diese erste stationäre Flüssigkeit 8 geführt. Diese zweite Flüssigkeit 10 ist ein Kühlwasser, das in unmittelbarer Nähe des Rührers für den Stranggießprozeß benötigt wird. Auf eine Aufbereitung für die Rührerkühlung kann verzichtet werden. Im vor­ liegenden Fall ist es Sekundärkühlwasser für die direkte Strangkühlung 13, das zuerst die Rühreinrichtung 1 und anschließend den Strang 2 kühlt. Das Kühlrohrsystem 11 ist zwischen einer Speiseleitung 12 für Sekundärkühlwas­ ser und einer Sprüheinrichtung 14 zur Kühlung des Stranges 2 eingefügt. Auf der rechten Seite von Fig. 2 schützt ein Sprühfächer der Sprüheinrichtung 14 auch das Rührergehäuse 7 mindestens teilweise von der Wärmestrahlung des Stranges.

Das Rührergehäuse 7 ist auf der linken Seite der Fig. 2 im Strahlungsbe­ reich des gegossenen Stranges 2 mit einem Wassermantel 15 oder Strahlen­ schutzschild versehen. Der Wasserzufluß in den Wassermantel 15 erfolgt vom Kühlrohrsystem 11. Über eine Sprüheinrichtung 14′ wird mit dem gleichen Kühlwasser der Strang 2 gekühlt.

Das Kühlrohrsystem 11-11′′′ ist ober- und unterhalb des die einzelnen Spu­ len 4 verbindenden Magnetjoches 6 angeordnet. Um die Rohrleitungen kurz halten zu können und mit möglichst wenigen Umlenkbogen versehen zu müssen, ist das Kühlrohrsystem 11 innerhalb des Rührergehäuses in mehrere voneinan­ der unabhängige Kühlrohre 11-11′′′ mit je einer eigenen Einspeisung und Kühlwasseraustrittsöffnung in der Form der Sprüheinrichtung 14 unterteilt.

Das Kühlrohrsystem 11 ist aus nicht-ferromagnetischem Material, wie Kupfer, Inox-Stahl etc., aufgebaut.

In Fig. 3 ist eine Rührergehäuse 30 in eine Stranggießkokille 31 eingebaut und oszilliert zusammen mit der Kokille. Der Aufbau des Rührers ist im we­ sentlichen gleich wie in Fig. 1 und 2. Ein Kühlrohrsystem 32 ist an eine Speiseleitung 33 des Kokillenkühlwassers angeschlossen. Durch einen Wasser­ einlaß 35 kann das Kühlwasser, nachdem es die Kokille gekühlt hat, in das Kühlrohrsystem 32 eintreten und durch einen Wasserauslaß 36 wird das Kühl­ wasser ab- bzw. rückgeführt. Das Kokillenkühlwasser erfüllt bei dieser Was­ serführung die Doppelfunktion Kokillen- und Rührerkühlung. Anstelle dieser Lösung kann der Wasserzufluß in das Kühlrohrsystem 32 auch direkt von der Speiseleitung 33 abgenommen und parallel zur Kühlung der Kokille geführt werden. Auch bei diesem Beispiel eines Rührers in einer Kokille oder an­ schließend an diese, ist die zweite Flüssigkeit ein Kühlwasser, das in un­ mittelbarer Nähe des Rührers für den Stranggießbetrieb benötigt wird. Auf eine zusätzliche Aufbereitung solcher Kühlmedien für die Rührerkühlung kann verzichtet werden.

Claims (10)

1. Elektromagnetische Rühreinrichtung zum Rühren des flüssigen Strangsump­ fes in einer Stranggießanlage, bestehend aus Rührspulen (4) mit Spulen­ kernen (5), die in einem Rührergehäuse (7) angeordnet und mittels einer Kühlflüssigkeit (8) gekühlt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rühr­ spulen (4) im Rührergehäuse (7) in eine erste, im wesentlichen stationä­ re Flüssigkeit (8) eingetaucht sind und im Bereich dieser ersten Flüs­ sigkeit (8) innerhalb des Rührergehäuses (7) ein Kühlrohrsystem (11) vor­ gesehen ist, durch welches eine zweite Flüssigkeit (10) fließt.

2. Rühreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flüssigkeit (8) eine elektrisch nicht leitende Flüssigkeit, wie Öl etc., ist.

3. Rühreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Flüssigkeit (10) Wasser ist.

4. Rühreinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rührer mit einer Kokille verbunden ist und mitoszilliert und
daß das Kühlrohrsystem (32) an eine Speiseleitung (33) des Kokillen­ kühlwassers angeschlossen und in einem geschlossenen Kreislauf parallel zur oder anschließend an die Kokillenkühlung geführt ist.

5. Rühreinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührer (1) in der Strangführung stationär angeordnet und das Kühlrohrsystem (11-11′′′) zwischen einer Speiseleitung (12) für Sekun­ därkühlwasser für die Strangkühlung und einer Sprüheinrichtung (14) zur Kühlung des Stranges (2) vorgesehen ist.

6. Rühreinrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlrohrsystem (11, 32) ober- und unterhalb des die einzelnen Spulen (4) verbindenden Magnetjoches (6) angeordnet ist.

7. Rühreinrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlrohrsystem (11-11′′′) innerhalb des Rührergehäuses (7) in mehrere voneinander unabhängige Teilsysteme (11-11′′′) unterteilt und mit einer Einspeisung (12) verbunden ist.

8. Rühreinrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührergehäuse (7) im Strahlungsbereich des gegossenen Stran­ ges (2) mit einem Wassermantel (15) bzw. einem Strahlenschutzschild ver­ sehen und der Kühlwassermantel (15) mit der Wasserauslaufseite des Kühlrohrsystemes (11) verbunden ist.

9. Rühreinrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlrohrsystem (11, 32) aus nicht-ferromagnetischem Material, wie Kupfer etc., besteht.

10. Rühreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei­ te Flüssigkeit (10) einer auf der Stranggießanlage vorhandenen Speise­ leitung (33 bzw. 12) für Kokillen- bzw. Sekundär-Kühlwasser angeschlos­ sen ist.