DE4332220A1 - Lateral closure wall of a plant for the continuous casting of metals between movable walls and plant with such a wall - Google Patents
Lateral closure wall of a plant for the continuous casting of metals between movable walls and plant with such a wallInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das kontinuierliche Gießen von Metallen, insbesondere von Stahl, zwischen gekühlten beweglichen Wänden, insbesondere zwischen Rollen. Sie betrifft insbesondere die seitlichen Verschlußwände für den zwischen den genannten Wänden gebildeten Gießraum.The present invention relates to continuous casting of metals, especially steel, between cooled movable walls, especially between rollers. they particularly affects the side closure walls for the pouring space formed between said walls.
Bei derartigen Anlagen besteht ein lange bekannt es Problem darin, eine vorzeitige Erstarrung des flüssigen Metalls bei Berührung der seitlichen Verschlußwände zu verhindern und eine Reibung des Metalls an den feststehenden Wänden zu begrenzen.There is a long-known problem with such systems in premature solidification of the liquid metal To prevent contact of the side closure walls and friction of the metal against the fixed walls limit.
Es wurde bereits versucht, dieses Problem zu lösen, indem entweder die seitlichen Wände erwärmt werden oder das in deren Nähe befindliche Metall, um so dessen Erstarrung zu verhindern oder wenigstens zu verzögern.Attempts have already been made to solve this problem by either the side walls are heated or that in nearby metal, so as to freeze it prevent or at least delay.
So hat bereits die Veröffentlichung JP 62-77156 vorgeschlagen, das Metall induktiv zu erwärmen mittels U- förmiger hinter den seitlichen Verschlußwänden aus feuerfestem Material angeordneten Induktoren, welche im flüssigen Metall Foucault′sche Ströme erzeugen. Die Anforderungen an den Raumbedarf und die derzeitigen technologischen Begrenzungen verhindern einen praktischen Einsatz derartiger Lösungen. For example, the publication JP 62-77156 proposed to heat the metal inductively using U- shaped behind the side closure walls Fireproof material arranged inductors, which in the generate liquid metal Foucault currents. The Space requirements and current requirements technological limits prevent a practical Use of such solutions.
Es wurde auch bereits in der Veröffentlichung FR 2670413 vorgeschlagen, in ähnlicher Weise das Metall zu erwärmen, jedoch unter Verwendung gekühlter metallischer seitlicher Wände, die ausreichend dünn sind, so daß das induzierte magnetische Feld direkt auf das flüssige Metall einwirkt. Sowie jedoch die Dicke der Wände die Eindringtiefe des magnetischen Feldes erreicht oder überschreitet, ist diese Art der Erwärmung nicht mehr wirksam.It was also published in FR 2670413 suggested similarly to heat the metal however using chilled metallic side Walls that are thin enough to induce that magnetic field acts directly on the liquid metal. However, as well as the thickness of the walls the depth of penetration of the magnetic field is reached or exceeded Type of heating no longer effective.
Die Erfindung hat zum Ziel, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und eine wirksame induktive Erwärmung des Metalls in der Nähe der seitlichen Wände zu ermöglichen, die Reibung und damit die Abnutzung an diesen Wänden zu begrenzen und damit die Abdichtung zwischen den beweglichen Wänden und den seitlichen Wänden zu verbessern.The aim of the invention is to overcome the disadvantages mentioned above avoid and effective inductive heating of the metal near the side walls to allow the friction and thus limit the wear on these walls and so that the seal between the movable walls and the to improve side walls.
Im Hinblick auf dieses Ziel betrifft die Erfindung eine seitliche Verschlußwand einer Anlage zum kontinuierlichen Gießen zwischen beweglichen Wänden, die zwei gekühlte bewegliche Wände aufweist, die zwischen sich einen Gießraum bilden, der seitlich durch die seitlichen Verschlußwände begrenzt wird, die direkt an den Rändern der beweglichen Wände anliegen; erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß diese seitliche Verschlußwand eine gekühlte Platte aus einem elektrisch leitenden Material aufweist, die entlang einer senkrechten Ebene ausgerichtet ist, welche im rechten Winkel zu den beweglichen Wänden verläuft und einen Induktor aufweist, der mit variablem Strom, insbesondere Wechselstrom, gespeist wird und aus einem Leiter besteht, der parallel zur Platte in Form einer Spirale gewickelt ist und in deren unmittelbarer Nähe angeordnet ist, dergestalt, daß wenigstens ein erster Winkelsektor der Spirale gegenüber einem ersten Bereich angeordnet ist, der koplanar zur Platte und elektrisch isoliert von einem zweiten Bereich in der Platte ist und der sich gegenüber einem zweiten Sektor der Spirale befindet. In view of this aim, the invention relates to a lateral closure wall of a system for continuous Pour between movable walls, the two cooled has movable walls that have a casting space between them form the side through the side closure walls is limited, which is directly on the edges of the movable Walls; it is proposed according to the invention that this side closure wall a cooled plate from a has electrically conductive material along a vertical plane, which is at right angles runs to the movable walls and an inductor which has a variable current, in particular alternating current, is fed and consists of a conductor that runs parallel to the Plate is wound in the form of a spiral and in its is arranged in close proximity such that at least a first angular sector of the spiral with respect to a first Area is arranged, the coplanar to the plate and electrically isolated from a second area in the plate and is opposed to a second sector of the spiral located.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Anlage zum kontinuierlichen Gießen zwischen Rollen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie zwei derartige Wände aufweist, wobei die Rollen die beweglichen Wände bilden.The invention also relates to a system for continuous pouring between rollers, which thereby is characterized by having two such walls, the rollers forming the movable walls.
Die Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Prinzipien der Technik des "Tiegelschmelzverfahrens" (creuset froid) zu verwenden, das seit vielen Jahren zur Erwärmung und zum Induktionsschmelzen bestimmter Metalle bekannt ist, und zwar entweder solcher mit sehr hohem Schmelzpunkt oder solcher, deren Berührung im geschmolzenen Zustand aus Reinheitsgründen mit dem feuerfesten Tiegel vermieden werden soll. Eine derartige Vorrichtung besteht aus einem durch einen Wasserkreislauf gekühlten Zylinder, üblicherweise aus Kupfer, der radial segmentiert ist und von einer zu ihm koaxialen Spule umgeben wird, die durch einen Hochfrequenzstrom beaufschlagt wird. Durch den Effekt des induzierten magnetischen Feldes und der sich in dem im Zylinder befindlichen schmelzenden Metall entstehenden Foucault′schen Ströme wird einerseits das Metall erwärmt und geschmolzen, wobei andererseits die auftretenden elektromagnetischen Kräfte dazu neigen, das flüssige Metall von der Zylinderwand zu entfernen.The basic idea of the present invention is that Principles of the technique of the "crucible melting process" (creuset froid) to be used for heating and for many years is known for induction melting of certain metals, and either with a very high melting point or such, whose touch in the molten state Purity reasons can be avoided with the refractory crucible should. Such a device consists of a through a water cycle cooled cylinder, usually from Copper that is segmented radially and from one to it is surrounded by a coaxial coil High frequency current is applied. Due to the effect of induced magnetic field and which in the in Melting metal located in the cylinder Foucault's currents are heated on the one hand and the metal melted, on the other hand, the occurring electromagnetic forces tend to affect the liquid metal to remove from the cylinder wall.
Diese Technik hat bereits vielfache Anwendung gefunden unter Verwendung der grundsätzlichen Anordnung eines segmentierten Zylinders, der von einer Spule umgeben ist, welche ein in Richtung der Zylinderachse ausgerichtetes magnetisches Feld erzeugt.This technique has already been widely used Using the basic arrangement of a segmented Cylinder, which is surrounded by a coil, which one in Magnetic field aligned in the direction of the cylinder axis generated.
Es ist leicht einzusehen, daß eine derartige Technik nicht unverändert in einer Anlage zum kontinuierlichen Gießen zwischen beweglichen Wänden verwendet werden kann, und zwar aufgrund des Aufbaus der Anlage. Demzufolge haben die Erfinder sich einen einzigartigen Aufbau einfallen lassen müssen, um zu einer Lösung für das Problem der Erwärmung des gegossenen Metalls in der Nähe der seitlichen Wände zu finden und eine Verringerung der Reibung des Metalls an diesen Wänden.It is easy to see that such a technique is not unchanged in a system for continuous casting can be used between movable walls, namely due to the structure of the plant. As a result, they have Inventors come up with a unique structure need to find a solution to the problem of warming the cast metal can be found near the side walls and a reduction in the friction of the metal thereon Walls.
Erfindungsgemäß wird das Metall erwärmt, wie bei der Technik mit dem Tiegelschmelzofen durch Foucault′sche Ströme, die darin erzeugt werden von einem Induktor durch eine Platte aus elektrisch leitendem Material hindurch, wobei die aus der Zusammenwirkung der Foucault′schen Ströme mit dem induzierten magnetischen Feld resultierenden elektromagnetischen Kräfte dazu neigen, das gegossene Metall von der Wand zu entfernen, wodurch die Reibung verringert wird. Die Grundlage der Erfindung wird deutlicher im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.According to the invention, the metal is heated, as in technology with the crucible melting furnace through Foucault currents that are generated from an inductor through a plate electrically conductive material, the from the Interaction of the Foucault currents with the induced magnetic field resulting electromagnetic forces tend to remove the cast metal from the wall, which reduces friction. The basis of the Invention becomes clearer in connection with the following description of an embodiment.
Gemäß den erfinderischen Besonderheiten:According to the inventive features:
- - besteht die Platte aus einem einzigen Bauteil, wobei zwei der ersten Winkelsektoren der Spirale, die sich diametral gegenüber liegen, außerhalb des Bauteils derart angeordnet sind, daß sie zur Platte koplanaren Bereichen gegenüber liegen,- The plate consists of a single component, two of the first angular sectors of the spiral, which are diametrical are located opposite each other outside the component are opposite to the plate coplanar areas lie,
- - besteht die Platte aus mehreren elektrisch untereinander isolierten aber direkt aneinander anliegenden Bauteilen,- The plate consists of several electrically one below the other isolated but directly adjacent components,
- - sind die Bauteile in waagrechter Ausdehnung langgestreckt und in senkrechter Ausdehnung unmittelbar benachbart,- The components are elongated in the horizontal direction and immediately adjacent in the vertical direction,
- - sind die Bauteile in senkrechter Richtung langgestreckt und in waagrechter Richtung unmittelbar benachbart,- The components are elongated in the vertical direction and immediately adjacent in the horizontal direction,
- - bestehen alle Bauteile aus demselben elektrisch leitenden Material,- All components consist of the same electrically conductive Material,
- - besteht wenigstens ein Bauteil aus einem Material mit unterschiedlichen elektromagnetischen Eigenschaften zu denjenigen der Materialien der anderen Bauteile,- At least one component consists of a material different electromagnetic properties those of the materials of the other components,
- - wird jedes Bauteil durch einen Innenkreislauf eines Kühlfluids gekühlt.- Each component is replaced by an internal circuit Cooling fluid cooled.
Weitere Besonderheiten und Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele hervor, im Zusammenhang mit einer Anlage zum kontinuierlichen Gießen dünner Gegenstände aus Stahl zwischen Rollen.Other special features and advantages come from the following description of several inventive Embodiments emerge in connection with a system for the continuous casting of thin objects made of steel between roles.
In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:
Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht einer Anlage zum Gießen zwischen Rollen; Figure 1 is a perspective schematic view of a system for casting between rolls.
Fig. 2 eine Vorderansicht entlang des Pfeiles F1 in Fig. 1 zur Darstellung der allgemeinen Anordnung einer erfindungsgemäßen seitlichen Verschlußwand; FIG. 2 shows a front view along arrow F1 in FIG. 1 to show the general arrangement of a side closure wall according to the invention;
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von Fig. 1 zur Darstellung der Ströme, Magnetfelder und Kräfte, die in einer erfindungsgemäßen Anlage wirken; Figure 3 is a sectional view taken along the line III-III of Figure 1 showing the currents, magnetic fields and forces acting in an inventive system..;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Fig. 3; Fig. 4 is a plan view of Fig. 3;
Fig. 5 eine ähnliche Darstellung für den Fall einer seitlichen Verschlußwand mit mehreren senkrechten Bauteilen; Figure 5 is a similar representation in the case of a side closure wall with several vertical components.
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen seitlichen Verschlußwand; Fig. 6 is a perspective view of a second embodiment of the lateral closure wall of the invention;
Fig. 7 einen senkrechten Schnitt durch die Wand, wobei der Induktor nicht dargestellt ist; Fig. 7 is a vertical section through the wall, wherein the inducer is not shown;
Fig. 8 eine Vorderansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der seitlichen Verschlußwand; Fig. 8 is a front view of a third embodiment of the lateral closure wall;
Fig. 9 eine vereinfachte Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels und Fig. 9 is a simplified view of another embodiment and
Fig. 10 eine schematische Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels. Fig. 10 is a schematic plan view of another embodiment.
Die in Fig. 1 dargestellte Anlage zum Gießen von Stahl weist zwei bewegliche Wände auf, die hierbei aus den beiden waagrechten und achsparallelen Rollen 1 und 2 bestehen. In herkömmlicher Weise werden die Rollen 1, 2 von innen gekühlt und gegenläufig angetrieben. Zwei seitliche Verschlußwände 3 und 4 sind an den Stirnflächen der Rollen vorgesehen, d. h. in senkrechten Ebenen, wie z. B. der Ebene P, die senkrecht zu den zylindrischen Wänden der Rollen verläuft. Die seitlichen Verschlußwände bilden mit den Wänden der Rollen im Abschnitt unterhalb ihrer Achsen einen Gießraum 5.The plant for casting steel shown in Fig. 1 has two movable walls, which consist of the two horizontal and axially parallel rollers 1 and 2 . In a conventional manner, the rollers 1 , 2 are cooled from the inside and driven in opposite directions. Two side closure walls 3 and 4 are provided on the end faces of the rollers, ie in vertical planes, such as. B. the plane P, which is perpendicular to the cylindrical walls of the rollers. The side closure walls form a casting space 5 with the walls of the rollers in the section below their axes.
Während des Gießvorgangs wird flüssiger Stahl 6 (entlang dem Pfeil F2) in den Gießraum 5 eingefüllt, in dem er zunehmend bei Berührung mit den gekühlten Rollenwänden erstarrt, um so erstarrte Gießhäute zu bilden. Durch Drehung der Rollen werden die erstarrten Häute nach unten abgeführt, wo sie sich auf Höhe der Engstellen zwischen den Rollen vereinigen, um den dünnen Gegenstand 7 zu bilden, der kontinuierlich abgezogen wird.During the casting process, liquid steel 6 (along arrow F2) is poured into the casting chamber 5 , in which it increasingly solidifies when it comes into contact with the cooled roller walls, so as to form solidified casting skins. By rotating the rollers, the solidified skins are discharged downwards, where they unite at the narrow points between the rollers to form the thin object 7 , which is continuously removed.
In Fig. 2 ist eine seitliche Verschlußwand 3 dargestellt, welche eine Platte 31 aus elektrisch leitendem Material, z. B. Kupfer oder einer Kupferlegierung aufweist und die trapezförmig ausgestaltet ist, wobei die beiden seitlichen Ränder an den Stirnenden der Rollen unmittelbar anliegen. Ein Induktor 10, der aus einem Leiter 11 besteht, welcher in Form einer ebenen Spirale 12 aufgewickelt ist, ist parallel zur Platte 31 in deren unmittelbarer Nähe angeordnet. Der Induktor wird durch eine Quelle 13 mit einem starken Wechselstrom von beispielsweise 50 Hz bis 500 KHz gespeist. Derartig ausgestaltete Induktoren werden üblicherweise als Scheibenspule bzw. Flachspule bezeichnet.In Fig. 2, a side closure wall 3 is shown, which has a plate 31 made of electrically conductive material, for. B. copper or a copper alloy and which is designed trapezoidal, the two side edges abutting the front ends of the rollers directly. An inductor 10 , which consists of a conductor 11 , which is wound in the form of a flat spiral 12 , is arranged parallel to the plate 31 in its immediate vicinity. The inductor is fed by a source 13 with a strong alternating current of, for example, 50 Hz to 500 KHz. Inductors designed in this way are usually referred to as disk coils or flat coils.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung weist die Spirale 12 Trapezform auf und ist bezüglich der Platte 31 derart angeordnet, daß die waagrechten Abschnitte 14 des Leiters der Platte 31 gegenüber liegen, während die seitlichen schrägen Abschnitte 15, 16 seitlich über die Platte hinausragen. Mit anderen Worten, die trapezförmige Spirale des Induktors läßt sich unterteilen in eine kreisförmige Spirale entsprechend den waagrechten Abschnitten 14 und seitliche Winkelsektoren entsprechend den schrägen Sektoren 15, 16 der Spirale. Diese sich diametral gegenüber liegenden Winkelsektoren 15, 16 liegen also gegenüber Bereichen 17, 18 (die in Fig. 2 strichpunktiert bezeichnet sind, jedoch nicht körperlich existieren) und die koplanar zur Platte 31 sind, jedoch außerhalb dieser Platte liegen, so daß sie indirekt elektrisch von ihr isoliert sind. Die Winkelsektoren entsprechend den waagrechten Abschnitten 14 des Leiters, liegen gegenüber dem Bereich 19, der hier durch die Oberfläche der Platte 31 gebildet wird.In the arrangement shown in FIG. 2, the spiral 12 has a trapezoidal shape and is arranged with respect to the plate 31 in such a way that the horizontal sections 14 of the conductor lie opposite the plate 31 , while the lateral inclined sections 15 , 16 project laterally beyond the plate. In other words, the trapezoidal spiral of the inductor can be divided into a circular spiral corresponding to the horizontal sections 14 and lateral angle sectors corresponding to the oblique sectors 15 , 16 of the spiral. These diametrically opposed angle sectors 15 , 16 are therefore opposite regions 17 , 18 (which are indicated by dash-dotted lines in FIG. 2 but do not exist physically) and which are coplanar with plate 31 , but are outside of this plate, so that they are indirectly electrical are isolated from it. The angle sectors corresponding to the horizontal sections 14 of the conductor lie opposite the region 19 which is formed here by the surface of the plate 31 .
Bei einer anderen in Fig. 9 schematisch dargestellten Anordnung besteht die Platte 31 aus zwei unmittelbar benachbarten Bauteilen 32′, 33′, wobei sich der Mittelpunkt der Spirale 12′ auf Höhe der Grenzfläche zwischen den beiden Bauteilen 32′, 33′ befindet. Ein erster Winkelsektor der Spirale bestehend aus der oberen Hälfte ist gegenüber einem ersten Bereich angeordnet, der hierbei aus der Oberfläche des Bauteils 32′ besteht, welches elektrisch von einem zweiten Bereich isoliert ist, der hierbei aus der Oberfläche des Bauteils 33′ besteht, welches sich gegenüber einem zweiten Winkelsektor der durch die untere Hälfte gebildeten Spirale befindet.In another arrangement shown schematically in Fig. 9, the plate 31 consists of two immediately adjacent components 32 ', 33 ', the center of the spiral 12 'being at the level of the interface between the two components 32 ', 33 '. A first angular sector of the spiral consisting of the upper half is arranged opposite a first region, which here consists of the surface of the component 32 ', which is electrically isolated from a second region, which consists of the surface of the component 33 ', which is opposite a second angular sector of the spiral formed by the lower half.
Aus der nachfolgenden Beschreibung wird deutlich, daß die erfindungsgemäße Anordnung des Induktors eine Anhäufung von Foucault′schen Strömen, welche in der Platte 31 entstehen, wenn der Induktor gespeist wird, in einer Parallelebene zu denjenigen der Platte und des Induktors vermeiden möchte.From the following description it is clear that the arrangement of the inductor according to the invention wants to avoid an accumulation of Foucault currents, which arise in the plate 31 when the inductor is fed, in a parallel plane to those of the plate and the inductor.
Mit Bezug auf die Fig. 3 und 5 wird nunmehr die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen seitlichen Verschlußwand beschrieben.With reference to FIGS. 3 and 5, the operation of the lateral closure wall according to the invention will now be described.
In diesen Darstellungen sind die Ströme, Felder und Kräfte, die in der Zeichenebene auftreten, durch Pfeile dargestellt und sofern sie senkrecht zur Zeichenebene auftreten, durch Kreise. Felder und Ströme, die die Zeichenebene von oben nach unten durchsetzen, sind durch Kreise mit einem Kreuz gekennzeichnet und solche mit entgegengesetzter Richtung durch Kreise mit einem Punkt.In these representations are the currents, fields and forces, that appear in the drawing plane are represented by arrows and if they occur perpendicular to the plane of the drawing, by Circles. Fields and streams that top the drawing layer Push through below are by circles with a cross marked and those with opposite directions by circles with a point.
Die Darstellung von Fig. 3 zeigt Ströme, Felder und Kräfte in einem Vertikalschnitt entlang der Linie III-III von Fig. 2 und die Darstellung von Fig. 4 zeigt sie in einem Horizontalschnitt auf Höhe der Linie IV-IV von Fig. 3 im Falle einer einstückigen Platte 31, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Darstellung von Fig. 5 ist ähnlich derjenigen von Fig. 4, gilt jedoch für den Fall, daß die Platte 31 aus mehreren in senkrechter Richtung langgestreckten und miteinander verbundenen, jedoch elektrisch voneinander isolierten Bauteilen besteht.The illustration of FIG. 3 shows currents, fields and forces in a vertical section along the line III-III of FIG. 2 and the illustration of FIG. 4 shows them in a horizontal section at the level of the line IV-IV of FIG. 3 in the case a one-piece plate 31 , as shown in Fig. 2. The illustration of FIG. 5 is similar to that of FIG. 4, but applies to the case in which the plate 31 consists of a plurality of components which are elongated in the vertical direction and connected to one another but electrically insulated from one another.
Vereinfacht ausgedrückt, erzeugt der im Leiter 11 fließende Strom I1 ein Magnetfeld B1, dessen Eindringtiefe in der Platte 31 gering ist. Das Feld B1 erzeugt in der Nähe der Oberfläche der Platte induzierte Ströme I2, die sich waagrecht ausbreiten. Die Ströme I2 erzeugen ein Feld B2, welches in die Oberfläche des im Gießraum enthaltenen Stahls eindringt und dort wiederum induzierte Ströme I3 erzeugt. Diese Ströme bewirken einerseits eine Erwärmung des Stahls und verhindern andererseits ein vorzeitiges Erstarren des Stahls in der Nähe der Platte 31 und durch Wechselwirkung mit dem Feld B2, erzeugen Kräfte FR die zur Mitte des Gießraums hin gerichtet sind und die dazu neigen, die Schicht aus erstarrtem Metall 6′ von der Platte zu entfernen, wodurch die Reibung des gegossenen Metalls an dieser Platte verringert wird. Die beiden Ziele der Erfindung, nämlich die Begrenzung der Erstarrung des Stahls in der Nähe der seitlichen Verschlußwand und die Begrenzung der Reibung an dieser Wand, werden dadurch erreicht.Put simply, the current I 1 flowing in the conductor 11 generates a magnetic field B 1 , the penetration depth of which in the plate 31 is small. The field B 1 produces near the surface of the plate induced currents I 2 that spread horizontally. The currents I 2 generate a field B 2 , which penetrates into the surface of the steel contained in the casting chamber and in turn generates induced currents I 3 there . These currents, on the one hand, cause the steel to heat up and, on the other hand, prevent the steel from prematurely solidifying in the vicinity of the plate 31 and, by interacting with the field B 2 , generate forces F R which are directed towards the center of the casting space and which tend to the layer to remove solidified metal 6 'from the plate, thereby reducing the friction of the cast metal on this plate. The two objectives of the invention, namely to limit the solidification of the steel in the vicinity of the side closure wall and to limit the friction on this wall, are thereby achieved.
Im Kontaktbereich zwischen der Platte 31 und den Rändern 1′, 2′ der Rollen erzeugen die Ströme I2 außerdem und ganz ähnlich, wie es oben dargelegt worden ist, induzierte Ströme 14, die wiederum im Stahl in dem Winkel des Gußraumes Ströme 13 erzeugen, die in Richtung der in Fig. 4 dargestellte Pfeile fließen und dabei ebenfalls dazu tendieren, den eingefüllten flüssigen Stahl von den Rollenwänden zu entfernen. Die Zusammensetzung der erzeugten Kräfte führt zu einer Resultierenden FR′, welche dazu neigt, den Stahl von der Verbindungsstelle zwischen den Rollen 1, 2 und den seitlichen Wänden zu entfernen und dadurch die Abdichtung zu verbessern, um zu verhindern, daß flüssiges Metall in diese Verbindungsstelle eindringt.In the contact area between the plate 31 and the edges 1 ', 2 ' of the rollers, the currents I 2 also generate and very similarly, as has been explained above, induced currents 14 , which in turn produce currents 13 in the steel in the angle of the casting space, which flow in the direction of the arrows shown in Fig. 4 and also tend to remove the filled liquid steel from the roller walls. The composition of the generated forces leads to a resultant F R ' , which tends to remove the steel from the junction between the rollers 1 , 2 and the side walls and thereby improve the seal to prevent liquid metal from entering them Junction penetrates.
Die oben gegebenen Erklärungen im Falle einer aus einem einzigen Bauteil bestehenden Platte 31 gelten ebenfalls für den in Fig. 5 dargestellten Fall, bei dem die Platte aus drei Bauteilen 31′, 31′′, 31′′′ zusammengesetzt ist, wobei der einzige Unterschied darin besteht, daß die Ströme I2 in jedem Bauteil fließen, anstelle im Gesamtquerschnitt der Platte.The explanations given above in the case of a plate 31 consisting of a single component also apply to the case shown in FIG. 5, in which the plate is composed of three components 31 ', 31 '', 31 ''', the only difference consists in the currents I 2 flowing in each component instead of in the overall cross section of the plate.
Man erkennt leicht, daß die oben gegebenen Erklärungen für die Felder, Ströme und Kräfte in der oberen Hälfte auch auf die untere Hälfte anwendbar sind, durch einfache Umkehr der Richtung der Ströme und der Felder.It is easy to see that the explanations given above for the fields, currents and forces in the top half also open up the lower half are applicable by simply reversing the Direction of streams and fields.
Man sieht auch, daß die Ströme und Kräfte, die im gegossenen Stahl induziert werden, nur aufgrund der in der Platte 31 oder in jedem Bauteil 31′, 31′′, 31′′′ der Platte zirkulierenden Ströme in einer Ebene senkrecht zur allgemeinen Plattenebene existieren können. Aus diesem Grund befindet sich keine einzige Windung des Induktors vollständig gegenüber einem einzigen Bauteil der Platte. Wäre dies der Fall, so würden sich die induzierten Ströme im Oberflächenbereich dieses Bauteils gegenüber dem Induktor ausbreiten, parallel zur Plattenebene und dabei einerseits nicht den Oberflächenbereich des neben dem gegossenen Stahl befindlichen Bauteils erreichen und andererseits nur eine Erwärmung dieses Bauteils bewirken. It can also be seen that the currents and forces which are induced in the cast steel only because of the currents circulating in the plate 31 or in each component 31 ', 31 '', 31 ''' of the plate in a plane perpendicular to the general plane of the plate can exist. For this reason, not a single turn of the inductor is completely opposite a single component of the plate. If this were the case, the induced currents would spread in the surface area of this component relative to the inductor, parallel to the plate plane and on the one hand would not reach the surface area of the component located next to the cast steel and on the other hand would only heat this component.
Es sei betont, daß die induzierten Ströme I2, I3, I3′, I4 in der Nähe der Oberflächen der einzelnen Materialien strömen, da die Frequenz des Induktorstromes I1 derart ist, daß die Eindringtiefe der induzierten Felder gering ist. Die Frequenz muß demzufolge ausreichend groß sein als Funktion des die Platte 31 bildenden Materials, damit die Eindringtiefe des Feldes B1 in die Platte 31 nicht zu groß wird. Ist andererseits die Eindringtiefe des Feldes B2 in dem gegossenen Stahl gering, so sind die Abstoßkräfte FR groß, wohingegen der Rühreffekt im flüssigen Stahl gering ist und sogar fast Null werden kann.It should be emphasized that the induced currents I 2 , I 3 , I 3 ' , I 4 flow in the vicinity of the surfaces of the individual materials, since the frequency of the inductor current I 1 is such that the depth of penetration of the induced fields is small. The frequency must therefore be sufficiently large as a function of the material forming the plate 31 so that the depth of penetration of the field B 1 into the plate 31 does not become too great. On the other hand, if the depth of penetration of the field B 2 in the cast steel is small, the repulsive forces F R are large, whereas the stirring effect in the liquid steel is small and can even be almost zero.
So ist für eine Platte 31 beispielsweise, deren Bauteile aus Kupfer bestehen, ein induzierter Strom von 50 Hz bis 500 KHz vorteilhaft, entsprechend einer Eindringtiefe in Kupfer von 9,2 mm bis 0,09 mm.For example, for a plate 31 whose components are made of copper, an induced current of 50 Hz to 500 KHz is advantageous, corresponding to a penetration depth in copper of 9.2 mm to 0.09 mm.
Die Frequenz wird also hauptsächlich als Funktion des im Stahl gewünschten Effektes gewählt, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Gesamtdicke der Kupferplatte erheblich größer ist als die oben angegebene Eindringtiefe.The frequency is therefore mainly a function of the im Steel selected desired effect, taking into account is that the total thickness of the copper plate is significantly larger is than the penetration depth given above.
Es sei noch betont, daß im Fall einer aus mehreren Bauteilen zusammengesetzten Platte diese Bauteile aus verschiedenen Materialien bestehen kann, welche unterschiedliche elektromagnetische Eigenschaften aufweisen. Diese besondere Ausgestaltung ermöglicht eine Anpassung der Stärke der Ströme und der Kräfte als Funktion der Anordnung der Bauteile in der Platte bezüglich des Gießraums. Eine sorgfältige Wahl, beispielsweise der Materialien der Bauteile 31′, 31′′′ der in Fig. 5 dargestellten Platte, welche sich in der Nähe der Rollenwände befinden, ermöglicht unter Verwendung eines einzigen vom Strom I1 durchflossenen Induktors größere Abstoßkräfte oder bevorzugt eine Erwärmung in den Ecken des Gießraums zu erzeugen als in der Mitte der Seitenwand, in der das Bauteil 30′′ wirkt und das aus einem anderen Material besteht, wobei die Materialwahl von den entsprechenden Eindringtiefen abhängt sowie von den elektrischen Leitfähigkeiten.It should be emphasized that in the case of a plate composed of several components, these components can consist of different materials which have different electromagnetic properties. This particular configuration enables the strength of the currents and the forces to be adjusted as a function of the arrangement of the components in the plate with respect to the casting space. A careful choice, for example, the materials of the components 31 ', 31 ''' of the plate shown in Fig. 5, which are located near the roller walls, allows greater repulsive forces or preferably heating using a single inductor through which current I 1 flows To produce in the corners of the casting room than in the middle of the side wall, in which the component 30 '' and which consists of a different material, the choice of material depends on the corresponding penetration depths and the electrical conductivities.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße seitliche Wand dargestellt, in Form eines Ausführungsbeispiels, bei dem die Wand 31 aus drei in senkrechter Richtung langgestreckten Bauteilen 32, 33, 34 besteht, die in waagrechter Richtung unmittelbar benachbart sind, wobei ein dünner Film 35 aus elektrisch isolierendem Material zwischen zwei benachbarten Elementen vorgesehen ist. Jedes Bauteil weist eine mittige Längsleitung 36 auf (wobei nur diejenige des Bauteils 32 aus Vereinfachungsgründen dargestellt ist). Die drei Leitungen 36 münden unten in einen Verteilkanal 37 (Fig. 7), der mittels einer Rohrleitung 38 mit einem nicht dargestellten Versorgungskreis für ein Kühlfluid, beispielsweise Wasser, verbunden ist. Die Leitungen 36 münden oben in einem Sammler 39, der mit einer Ausgangsrohrleitung 40 verbunden ist.In Fig. 1, a side wall according to the invention is shown, in the form of an embodiment in which the wall 31 consists of three vertically elongated components 32 , 33 , 34 , which are immediately adjacent in the horizontal direction, a thin film 35 made of electrical insulating material is provided between two adjacent elements. Each component has a central longitudinal line 36 (only that of component 32 being shown for reasons of simplification). The three lines 36 open at the bottom into a distribution channel 37 ( FIG. 7) which is connected by means of a pipe 38 to a supply circuit for a cooling fluid, for example water, which is not shown. The lines 36 open at the top into a collector 39 which is connected to an outlet pipeline 40 .
Der Verteilkanal 37 ist in einem unteren Gehäuse vorgesehen und der Sammler in einem oberen Gehäuse 42, wobei die beiden Gehäuse dazu dienen, die Bauteile 32, 33, 34 zusammenzuhalten sowie der Gesamtanordnung der Platte bezüglich der Rollen 1, 2 und ihrer Befestigung in der Anlage. Die Gehäuse 41, 42 sind elektrisch von den Bauteilen 32, 33, 34 der Platte isoliert.The distribution channel 37 is provided in a lower housing and the collector in an upper housing 42 , the two housings serving to hold the components 32 , 33 , 34 together and the overall arrangement of the plate with respect to the rollers 1 , 2 and their attachment in the system . The housings 41 , 42 are electrically isolated from the components 32 , 33 , 34 of the plate.
Der Induktor 10 ist eine ebene Flachspule oder Scheibenspule, die mit geringem Abstand zur Platte derart gehalten wird, daß der größtmögliche Anteil an Magnetfeld in der Platte induziert wird, er jedoch elektrisch von ihr isoliert ist. Die seitlichen Abschnitte des Induktors ragen über die Platte 31 hinaus. Diese seitlichen Abschnitte können ebenfalls, insbesondere wenn die Anzahl der benachbarten Bauteile erhöht wird, gegenüber von Bauteilen angeordnet sein, die an den Rändern der Platte vorgesehen sind, wobei in diesem Fall die induzierten Ströme in den Bereichen der seitlichen Wände zirkulieren würden, die nicht waagrecht, wie die anderen Bauteile, sondern senkrecht angeordnet sind. The inductor 10 is a flat flat coil or disc coil which is held at a short distance from the plate in such a way that the greatest possible proportion of magnetic field is induced in the plate, but it is electrically insulated from it. The lateral sections of the inductor protrude beyond the plate 31 . These side sections can also, particularly when the number of adjacent components is increased, be arranged opposite components which are provided at the edges of the plate, in which case the induced currents would circulate in the areas of the side walls that are not horizontal , like the other components, but are arranged vertically.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Platte 31 aus vier waagrechten in senkrechter Richtung benachbarten Bauteilen 45 besteht und zwei seitlichen Gehäusen 46, 47 mit der gleichen Funktion wie die Gehäuse 41, 42 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels. Der Induktor überragt hierbei die Platte nach oben und nach unten. Wie man leicht sieht, fließen bei diesem Ausführungsbeispiel die induzierten Ströme in im wesentlichen senkrechten Ebenen, während die Ströme und Kräfte, die im flüssigen Metall induziert werden, sich von den vorhergehenden Erklärungen durch einfache Übertragung ableiten lassen. Fig. 8 shows a further embodiment in which the plate 31 consists of four horizontal components 45 adjacent in the vertical direction and two side housings 46 , 47 with the same function as the housings 41 , 42 of the previous embodiment. The inductor protrudes above and below the plate. As can easily be seen, in this embodiment the induced currents flow in substantially vertical planes, while the currents and forces induced in the liquid metal can be derived from the previous explanations by simple transfer.
Weitere Ausführungsbeispiele sind denkbar im Rahmen der vorliegenden Erfindung. So kann z. B. die Anzahl der die Platte 31 bildenden Bauteile verändert werden. Die Platte 31 kann nur einen Teil der seitlichen Verschlußwand bilden, beispielsweise indem sie auf Höhe der Engstelle zwischen den beweglichen Wänden angeordnet wird und von einer weiteren Platte aus feuerfestem Material überlagert wird. Wie außerdem Fig. 10 zeigt, kann die Platte sowie der Induktor leicht konkav in ihrem mit dem flüssigen Metall 6 in Berührung stehenden Abschnitt sein, um so die Einleitung von Energie in das flüssige Metall zu konzentrieren.Further exemplary embodiments are conceivable within the scope of the present invention. So z. B. the number of components forming the plate 31 can be changed. The plate 31 can only form part of the side closure wall, for example by being arranged at the narrow point between the movable walls and being overlaid by a further plate made of refractory material. As also shown in FIG. 10, the plate and the inductor may be slightly concave in its side in contact with the liquid metal 6 portion so as to concentrate the introduction of energy into the liquid metal.
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