DE4222399A1 - Gießstrahl-Führungstrichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gießstrahl-Führungstrichter, welcher innenseitig mehrere, durch Schlitze voneinander getrennte, metallische, palisadenförmig ausgebildete Seg­ mente aufweist und außenseitig von einer Induktionsspule umgeben ist, welche an einer Stirnseite eine Stromzufüh­ rung und an ihrer anderen Stirnseite eine Stromrückfüh­ rung aufweist.

Ein Gießstrahl-Führungstrichter der vorstehenden Art ist beispielsweise in der DE-A-40 11 392 beschrieben. Die In­ duktionsspule ist in dieser Schrift so dargestellt, als ob an der Seite mit der Stromzuführung und Stromabführung gleich viele Windungen übereinander verlaufen wie auf der gegenüberliegenden Seite. Da die Windungen jedoch schrau­ benartig verlaufen müssen, ist zwangsläufig auf der der Stromzuführung und Stromabführung gegenüberliegenden Seite ein Windungsabschnitt mehr vorhanden. Dadurch ist dort das Feld stärker als im Bereich der Stromzuführung und -abführung. Aus diesem Grunde entsteht eine transver­ sale Kraftkomponente des Magnetfeldes, durch die der Gießstrahl abgelenkt wird. Für viele Anwendungsgebiete kann er daher nicht mehr exakt genug ausgerichtet werden.

Die früher angemeldete, jedoch nicht vorveröffentlichte EP-92109162.5 beschreibt zwei Induktionsspulen für Gieß­ strahl-Führungstrichter, welche symmetrisch ausgebildet sind und deshalb ein symmetrisches Magnetfeld erzeugen, wodurch eine seitliche Metallstrahlablenkung verhindert wird. Solche Induktionsspulen sind jedoch aufwendig her­ zustellen und führen durch entgegengesetzte Stromrichtun­ gen in angrenzende Windungsbereiche und durch Kreuzungs­ punkte zu erheblichen Energieverlusten.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Gieß­ strahl-Führungstrichter so zu gestalten, daß mit mög­ lichst einfachen Mitteln ein zentrisches, gebündeltes und ablenkungsfreies Austreten des Gießstrahles erreicht wird.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Bereichen eines erhöhten Magnetfeldes Mittel zur loka­ len Magnetfeldschwächung oder in Bereichen eines vermin­ derten Magnetfeldes Mittel zur lokalen Magnetfeldverstär­ kung vorgesehen sind.

Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung wird es möglich, für den Gießstrahl-Führungstrichter übliche und mit ver­ hältnismäßig geringen Kosten herstellbare Induktionsspu­ len zu verwenden, ohne daß es zu einer Gießstrahlablen­ kung kommt. Statt die Induktionsspule mit großem Aufwand symmetrisch auszubilden, werden gemäß der Erfindung Un­ symmetrien hingenommen und durch Feldverstärkungen oder Feldschwächungen kompensiert.

Besonders einfach läßt sich eine Feldverstärkung an der der Stromzuführung und Stromrückführung abgewandten Seite erreichen, wenn hierzu an der untersten Windung der In­ duktionsspule auf der der Stromzuführung und Stromrück­ führung gegenüberliegenden Seite ein elektrisch leiten­ des, die Windung nach unten hin verlängerndes Steigungs­ ausgleichsstück angeordnet ist.

Ein solches Steigungsausgleichsstück kann beispielsweise aus Kupfer bestehen und an der den Segmenten zugewandten Seite der untersten Windung an ihr angelötet sein, so daß es über diese Windung hinaus nach unten ragt. Dadurch wird das Feld auf dieser Seite weiter nach unten gezogen, so daß symmetrische Kräfte entstehen.

Die transversalen Kräfte sind exakt ausgeglichen, wenn der untere, axiale Abschluß der Spule mit der Unterkante des Steigungsausgleichsstückes auf einer Ebene, normal zur Mittelachse des Gießstrahl-Führungstrichters liegt.

Statt den leitenden Bereich der Induktionsspule nach un­ ten hin zu verlängern, kann man gemäß einer anderen Aus­ gestaltung der Erfindung zur Magnetfeldverstärkung an der der Stromzuführung und Stromrückführung gegenüberliegen­ den Seite die Segmente weiter nach unten hin verlaufen lassen als auf der Seite der Stromzuführung und Strom­ rückführung.

Auch bei einer solchen Ausführungsform ergibt sich ein exakter Ausgleich aller transversalen Kräfte, wenn die untere Begrenzung aller Segmente schräg zur Normalrich­ tung der Mittelachse des Gießstrahl-Führungstrichters verläuft.

Eine andere, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung be­ steht darin, daß unterhalb der Induktionsspule ein Ring aus elektrisch leitfähigem Material als Kurzschlußring angeordnet ist, welcher an der Seite eines erhöhten Ma­ gnetfeldes einen geringeren axialen Abstand von der In­ duktionsspule hat als an der gegenüberliegenden Seite.

Ein solcher Ring, bei dem es sich um einen wassergekühl­ ten Kupferring handeln kann, erzeugt dort ein verstärktes Gegenfeld, wo durch die Induktionsspule ein verstärktes Feld vorhanden ist. Er sorgt deshalb für eine Vergleich­ mäßigung des Feldes. Weiterhin sorgt er dafür, daß unter­ halb von ihm ein feldfreier Raum entsteht, was vielfach für nachgeschaltete Einrichtungen erforderlich ist.

Der Ring vermag nahezu ohne Feldverluste zu arbeiten, wenn er als feldführendes Bauteil aus Ferrit besteht. Ein solcher Ring erzeugt kein Gegenfeld sondern lenkt das Feld der Induktionsspule lediglich in eine gewünschte Richtung ab.

Zur Feinabstimmung des Feldes ist es vorteilhaft, wenn der Ring hinsichtlich seiner Neigung zur Achse der Induk­ tionsspule und/oder seinem axialen Abstand zu ihr ver­ stellbar ausgebildet ist.

Eine weitere Möglichkeit zur Homogenisierung der auf den Gießstrahl wirkenden Kräfte besteht darin, daß zur Ma­ gnetfeldabschwächung zumindest eine Randwindung der In­ duktionsspule im Vergleich zu den übrigen Windungen einen größeren Abstand zum induzierten Material hat als die an­ deren Windungen.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. In ihr zeigen die

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Gieß­ strahl-Führungstrichter nach der Erfindung,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Gießstrahl-Führungs­ trichters nach der Erfindung.

Der in Fig. 1 dargestellte Gießstrahl-Führungstrichter hat zur Strahlführung mehrere palisadenartige Segmente 1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e aus elektrisch leitendem Material, welche jeweils durch einen Zwischenraum 2 voneinander ge­ trennt sind. Außen um den Gießstrahl-Führungstrichter herum verläuft eine Induktionsspule 3, welche mittels einer Stromquelle 4 über eine Stromzuführung 5 und eine Stromrückführung 6 mit elektrischer Energie versorgt wird.

Wegen der Steigung der Windungen der Induktionsspule 3 ergibt es sich zwangsläufig, daß an der der Stromzufüh­ rung 5 und Stromrückführung 6 gegenüberliegenden Seite eine Windung weniger vorhanden ist als an der anderen Seite. Um dennoch ein gleichmäßiges Magnetfeld zu erzie­ len, ist an der untersten Windung 7 der Induktionsspule 3 ein Steigungsausgleichsstück 8 aus elektrisch leitendem Material angebracht, beispielsweise ein Kupferteil an­ gelötet. Dieses Steigungsausgleichsstück 8 erstreckt sich so weit nach unten, daß seine Unterkante zusammen mit der untersten Windung 7 auf der Seite der Stromzuführung 5 in einer Ebene normal zur mit 9 positionierten Mittelachse des Gießstrahl-Führungstrichters liegt.

Strichpunktiert ist in Fig. 1 eine Abwandlung angedeu­ tet, welche zusätzlich zum Steigungsausgleichsstück 8 oder anstelle dieses Teiles getroffen werden kann. Gemäß ihr sind die Segmente 1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e nach unten hin derart verlängert, daß eine schräg verlaufende Kante 10 entsteht. Auf diese Weise läßt sich ebenfalls eine Feldverstärkung an der der Stromzuführung 5 und Strom­ rückführung 6 gegenüberliegenden Seite erreichen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist unterhalb der Induktionsspule 3 ein Ring 11 angeordnet. Dieser kann aus einem elektrisch leitendem Material, beispielsweise Kup­ fer, bestehen und dadurch als Kurzschlußring ein Gegen­ feld zur Induktionsspule 3 erzeugen. Möglich ist es je­ doch auch, einen Ring 11 aus Ferrit als feldführendes Bauteil vorzusehen, damit Feldverluste weitgehend vermie­ den werden. Wie durch Pfeile angedeutet, kann der Ring 11 in seiner Neigung zur Mittelachse 9 und bezüglich seines axialen Abstandes zur Spule 3 verstellbar ausgebildet sein.

Als weitere Variante der Erfindung läßt die Fig. 2 er­ kennen, daß bei dieser Ausführungsform die unterste Win­ dung 7 einen größeren Abstand von den Segmenten 1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e hat als die übrigen Windungen. Auch hier­ durch kann man Ungleichförmigkeiten des Feldes ausglei­ chen. Möglich ist es natürlich auch, statt den Durchmes­ ser den axialen Abstand der untersten Windung 7 von der nächsthöheren zu vergrößern.

Nicht dargestellt ist eine Ausführungsform, bei der die durch den Gießstrahl-Führungstrichter fließende Metall­ schmelze oberhalb ihres Badspiegels mit Überdruck beauf­ schlagbar ist. Durch eine solche Maßnahme kann man für eine hohe Ausflußgeschwindigkeit sorgen und dadurch er­ reichen, daß sich Feldinhomogenitäten möglichst gering auswirken. Auch kann man hierdurch für eine konstante Ausflußgeschwindigkeit bei abnehmender Metallbadhöhe zur zunehmenden Druckbeaufschlagung sorgen.

Möglich ist es auch, auf Maßnahmen zur Feldvergleichmäßi­ gung zu verzichten und zur Vermeidung einer Metallstrahl­ ablenkung diesen durch eine Gasquerströmung in die ge­ wünschte Richtung lenken.

Bezugszeichenliste

 1 Segment
 2 Zwischenraum
 3 Induktionsspule
 4 Stromquelle
 5 Stromzuführung
 6 Stromrückführung
 7 Windung
 8 Steigungsausgleichsstück
 9 Mittelachse
10 Kante
11 Ring
12 Pfeil
13 Pfeil

Claims (9)

1. Gießstrahl-Führungstrichter, welcher innenseitig meh­ rere, durch Schlitze voneinander getrennte, metallische, palisadenförmig ausgebildete Segmente aufweist und außen­ seitig von einer Induktionsspule umgeben ist, welche an einer Stirnseite eine Stromzuführung und an ihrer anderen Stirnseite eine Stromrückführung aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in Bereichen eines erhöhten Magnet­ feldes Mittel zur lokalen Magnetfeldschwächung oder in Bereichen eines verminderten Magnetfeldes Mittel zur lo­ kalen Magnetfeldverstärkung vorgesehen sind.

2. Gießstrahl-Führungstrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Magnetfeldverstärkung an der un­ tersten Windung (7) der Induktionsspule (3) auf der der Stromzuführung (5) und Stromrückführung (6) gegenüberlie­ genden Seite ein elektrisch leitendes, die Windung (7) nach unten hin verlängerndes Steigungsausgleichsstück (8) angeordnet ist.

3. Gießstrahl-Führungstrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere, axiale Abschluß der In­ duktionsspule (3) mit der Unterkante des Steigungsaus­ gleichsstückes (8) auf einer Ebene, normal zur Mittel­ achse (9) des Gießstrahl-Führungstrichters liegt.

4. Gießstrahl-Führungstrichter nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Magnetfeldverstärkung an der der Stromzuführung (5) und Stromrückführung (6) gegenüberliegenden Seite die Seg­ mente (1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e) weiter nach unten hin ver­ laufen als auf der Seite der Stromzuführung (5) und Stromrückführung (6).

5. Gießstrahl-Führungstrichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Begrenzung aller Segmente (1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e) schräg zur Normalrichtung der Mittelachse (9) des Gießstrahl-Führungstrichters ver­ läuft.

6. Gießstrahl-Führungstrichter nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß un­ terhalb der Induktionsspule (3) ein Ring (11) aus elek­ trisch leitfähigem Material als Kurzschlußring angeordnet ist, welcher an der Seite eines erhöhten Magnetfeldes einen geringeren axialen Abstand von der Induktionsspule (3) hat als an der gegenüberliegenden Seite.

7. Gießstrahl-Führungstrichter nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß un­ terhalb der Induktionsspule (3) ein Ring (11) aus Ferrit als feldführendes Bauteil angeordnet ist.

8. Gießstrahl-Führungstrichter nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (11) hinsichtlich seiner Neigung zur Achse der Induktionsspule (3) und/oder seinem axialen Abstand zu ihr verstellbar ausgebildet ist.

9. Gießstrahl-Führungstrichter nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Magnetfeldabschwächung zumindest eine Windung (7) der Induktionsspule (3) im Vergleich zu den übrigen Windungen einen größeren Abstand zum induzierten Material hat als die anderen Windungen.