DE69311531T2

DE69311531T2 - Electromagnetic braking device for a continuous casting mold

Info

Publication number: DE69311531T2
Application number: DE1993611531
Authority: DE
Inventors: Ryuichi Kageyama; Toshio Kikuchi
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-03-09
Filing date: 1993-03-09
Publication date: 1997-10-02
Anticipated expiration: 2013-03-10
Also published as: DE69311531D1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Bremsvorrichtung zum Steuern von in einer Gußform herabfließendem schmelzflussigen Stahl durch Anlegen eines statischen elektromagnetischen Felds an den aus einer Eintauchdüse in die Gußform geführten schmelzflüssigen Stahl beim Stranggießen des schmelzflüssigen Stahls.The invention relates to an electromagnetic braking device for controlling molten steel flowing down a casting mold by applying a static electromagnetic field to the molten steel fed from an immersion nozzle into the casting mold during continuous casting of the molten steel.

Ein Verfahren zum Steuern von in einer Gußform herabfließendem schmelzflüssigen Stahl durch Anlegen eines statischen elektromagnetischen Felds an den aus einer Eintauchdüse in die Gußform geführten schmelzflüssigen Stahl ist wirksam, um Einschlüsse zu sammeln und aufzufangen und den Pulver- und Blaseneinschluß zu verhindern, wenn beruhigter Stahl und insbesondere kohlenstoffarmer beruhigter Al-Stahl mit hoher Geschwindigkeit stranggegossen wird.A method of controlling molten steel flowing down in a mold by applying a static electromagnetic field to the molten steel fed from an immersion nozzle into the mold is effective for collecting and trapping inclusions and preventing powder and bubble inclusion when killed steel, and particularly low-carbon killed Al steel, is continuously cast at high speed.

Elektromagnetische Bremsvorrichtungen für dieses Verfahren sind in der geprüften JP-A-2-20349 und der ungeprüften JP-A-2-284750 offenbart und haben allgemein die Anordnung gemäß Fig. 1 und 2. Eine Gußform 1 mit einem rechtwinkligen Querschnitt hat breite Seitenwände 2 und schmale Endwände 3. Ein Elektromagnet 10 ist längs jeder der Seitenwände 2 angeordnet und hat einen Kern 7 sowie eine Spule 8, die um den Kern 7 gewickelt ist. Ein den magnetischen Kreis bildender Eisenkern 13 ist mit den Enden der Kerne 7 verbunden und verläuft so, daß er die Gußform 1 umgibt, wodurch eine Elektromagnetvorrichtung zum Anlegen eines statischen elektromagnetischen Felds in Querrichtung zu den Seitenwänden 2 der Gußform 1 gebildet ist. Die Elektromagnetvorrichtung ist auf einem Stützrahmen 6 montiert, der auf einem Schwingtisch 9 angeordnet ist. Ferner stützt der Stützrahmen 6 einen Kühlkasten 5 zum Kühlen der Gußform 1 sowie eine Breitenänderungsvorrichtung 4 zum Ändern der Breite der Gußform durch Bewegen der Endwände 3 der Gußform. Der den magnetischen Kreis bildende Eisenkern 13 hat eine verringerte Dicke an dem Abschnitt, an dem es zu überlagerung mit der Breitenänderungsvorrichtung 4 und dem Stützrahmen 6 kommt, um Störungen mit diesen Komponenten zu verhindern. Ferner ist die Ecke des den magnetischen Kreis bildenden Eisenkerns 13 abgeschrägt, um Störungen mit Wasserrohren 11 zu verhindern, die mit den Kühlkästen verbunden sind. Außerdem ist eine Öffnung, die der den magnetischen Kreis bildende Eisenkern 13 durchläuft, im Kühlkasten gebildet, so daß der den magnetischen Kreis bildende Eisenkern 13 so verläuft, daß er die Gußform und den Elektromagneten umgibt.Electromagnetic braking devices for this method are disclosed in examined JP-A-2-20349 and unexamined JP-A-2-284750 and generally have the arrangement shown in Figs. 1 and 2. A mold 1 having a rectangular cross section has wide side walls 2 and narrow end walls 3. An electromagnet 10 is arranged along each of the side walls 2 and has a core 7 and a coil 8 wound around the core 7. An iron core 13 forming the magnetic circuit is connected to the ends of the cores 7 and extends to surround the mold 1, thereby forming an electromagnet device for applying a static electromagnetic field transversely to the side walls 2 of the mold 1. The electromagnet device is mounted on a support frame 6 which is arranged on an oscillating table 9. Furthermore, the support frame 6 supports a cooling box 5 for cooling the mold 1 and a width changing device 4 for changing the width of the mold by moving the end walls 3 of the mold. The magnetic circuit forming Iron core 13 has a reduced thickness at the portion where it interferes with width changing device 4 and support frame 6 to prevent interference with these components. Further, the corner of iron core 13 forming the magnetic circuit is chamfered to prevent interference with water pipes 11 connected to the cooling boxes. In addition, an opening through which iron core 13 forming the magnetic circuit passes is formed in the cooling box so that iron core 13 forming the magnetic circuit passes so as to surround the mold and the electromagnet.

Die Elektromagnetvorrichtung muß den magnetischen Widerstand des den magnetischen Kreis bildenden Eisenkerns verringern, um wirksam ein statisches elektromagnetisches Feld zu erzeugen. Dazu hat der den magnetischen Kreis bildende Eisenkern vorzugsweise eine große Querschnittfläche. Da aber der den magnetischen Kreis bildende Eisenkern der herkömmlichen elektromagnetischen Bremsvorrichtungen einen Abschnitt mit verringerter Querschnittfläche hat, um Störungen mit anderen Komponenten zu verhindern, z. B. dem Stützrahmen, der Breitenänderungsvorrichtung, Kanälen u. ä., kann die elektromagnetische Bremsvorrichtung keine magnetische Flußdichte von etwa 2000 bis 5000 Gauss in der Mitte der Gußform erzeugen. Außerdem kommt es bei Bereitstellung einer elektromagnetischen Vorrichtung, die die genannte magnetische Flußdichte erzeugen kann, unter Verwendung eines den magnetischen Kreis bildenden Eisenkerns mit einem Abschnitt mit verringerter Querschnittfläche zu einer Erhöhung des Gewichts des den magnetischen Kreis bildenden Eisenkerns und damit auch der Größe eines Stützrahmens für Stützzwecke. Zudem müssen ein Kran, der zu einer Schwingvorrichtung und Stranggußform gehört, sowie ein Motor für die Schwingvorrichtung eine höhere Kapazität haben. Dazu kommt ein weiteres Problem, daß aufgrund des Verlaufs des großen, den magnetischen Kreis bildenden Eisenkerns durch einen Kühlkasten der Fluß eines Kühlmittels im Kühlkasten behindert ist.The electromagnet device must reduce the magnetic resistance of the iron core forming the magnetic circuit in order to effectively generate a static electromagnetic field. For this purpose, the iron core forming the magnetic circuit preferably has a large cross-sectional area. However, since the iron core forming the magnetic circuit of the conventional electromagnetic braking device has a section with a reduced cross-sectional area in order to prevent interference with other components such as the support frame, the width changing device, ducts, etc., the electromagnetic braking device cannot generate a magnetic flux density of about 2000 to 5000 gauss in the center of the mold. In addition, when an electromagnetic device capable of generating the above magnetic flux density is provided using an iron core constituting the magnetic circuit having a portion of reduced cross-sectional area, the weight of the iron core constituting the magnetic circuit and the size of a support frame for supporting purposes are increased. In addition, a crane associated with a swinging device and a continuous casting mold and a motor for the swinging device are required to have a larger capacity. In addition, there is another problem that, due to the passage of the large iron core constituting the magnetic circuit through a cooling box, the flow of a coolant in the cooling box is obstructed.

Daher besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine elektromagnetische Bremsvorrichtung für eine Stranggußform bereitzustellen, die eine magnetische Flußdichte von etwa 2000 bis 5000 Gauss in der Mitte der Gußform erzeugen kann, ohne das Gewicht der Stranggußform zu erhöhen.Therefore, an object of the invention is to provide an electromagnetic braking device for a continuous casting mold which can generate a magnetic flux density of about 2000 to 5000 Gauss in the center of the casting mold without increasing the weight of the continuous casting mold.

Eine elektromagnetische Bremsvorrichtung für eine Stranggußform mit einem rechtwinkligen Querschnitt mit breiten Seitenwänden und schmalen Endwänden weist erfindungsgemäß auf: Elektromagneten mit jeweils einem längs der Seitenwand der Gußform angeordneten Kern und einer um den Kern gewickelten Spule zum Anlegen eines statischen elektromagnetischen Felds in Querrichtung zu den Seitenwänden der Gußform; sowie einen Stützrahmen zum Stützen einer Breitenänderungseinrichtung zum Ändern der Breite der Gußform und von Kühlkästen zum Kühlen der Gußform, wobei der Stützrahmen so verläuft, daß er die Gußform und die Elektromagneten umgibt, und mit den Kernen der Elektromagneten verbunden ist, um dadurch den magnetischen Kreis der Elektromagneten zu bilden.An electromagnetic braking device for a continuous casting mold having a rectangular cross-section with wide side walls and narrow end walls comprises, according to the invention: electromagnets each having a core arranged along the side wall of the mold and a coil wound around the core for applying a static electromagnetic field transversely to the side walls of the mold; and a support frame for supporting a width changing device for changing the width of the mold and cooling boxes for cooling the mold, the support frame extending to surround the mold and the electromagnets and being connected to the cores of the electromagnets to thereby form the magnetic circuit of the electromagnets.

Der Kern kann in einem Stück mit dem Stützrahmen verbunden oder mit ihm lösbar verbunden sein.The core can be connected to the support frame in one piece or can be detachably connected to it.

Vorzugsweise besteht der Stützrahmen aus einem ferromagnetischen Material. Ferner hat der Stützrahmen vorzugsweise eine Querschnittfläche, die ausreicht, eine magnetische Flußdichte von 2000 bis 5000 Gauss in der Mitte der Gußform zu erzeugen.Preferably, the support frame is made of a ferromagnetic material. Furthermore, the support frame preferably has a cross-sectional area sufficient to generate a magnetic flux density of 2000 to 5000 Gauss in the center of the mold.

Die Spule ist um den Kern über die Distanz zwischen den Seitenwänden und dem Stützrahmen gewickelt.The coil is wound around the core over the distance between the side walls and the support frame.

Da der die Breitenänderungseinrichtung stützende Stützrahmen auch als der den magnetischen Kreis bildende Eisenkern der Elektromagneten dient, ist ein herkömmlicher, den magnetischen Kreis bildender Eisenkern unnötig. Da die räumlichen Einschränkung verringert ist, können somit die Größe des Elektromagneten erhöht sowie die Querschnittfläche des Stützrahmens vergrößert werden, ohne das Gewicht der Stranggußform zu erhöhen, wodurch eine magnetische Flußdichte von 2000 bis 5000 Gauss in der Mitte der Gußform erzeugt werden kann.Since the support frame supporting the width changing device also serves as the iron core forming the magnetic circuit of the electromagnets, a conventional iron core forming the magnetic circuit is unnecessary. Thus, since the space limitation is reduced, the size of the electromagnet can be increased and the cross-sectional area of the support frame can be increased without increasing the weight of the continuous casting mold, whereby a magnetic flux density of 2000 to 5000 gauss can be generated in the center of the mold.

Außerdem läßt sich die Kapazität einer Schwingvorrichtung und eines Krans verringern. Zudem wird der Fluß eines Kühlmittels im Kühlkasten nicht behindert.In addition, the capacity of a swing device and a crane can be reduced. In addition, the flow of a coolant in the cooling box is not obstructed.

Im folgenden wird die Erfindung näher im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:The invention is described in more detail below in connection with the drawings. They show:

Fig. 1 und 2 eine herkömmliche elektromagnetische Bremsvorrichtung für eine Stranggußform, wobeiFig. 1 and 2 a conventional electromagnetic braking device for a continuous casting mold, wherein

Fig. 1 eine teilweise im Querschnitt gezeigte Perspektivansicht der magnetischen Bremsvorrichtung darstellt; undFig. 1 is a perspective view, partly in cross section, of the magnetic braking device; and

Fig. 2 eine Draufsicht auf die elektromagnetische Bremsvorrichtung ist, in der zum besseren Verständnis Kühlkästen und eine Breitenänderungsvorrichtung weggelassen sind;Fig. 2 is a plan view of the electromagnetic braking device, in which cooling boxes and a width changing device are omitted for better understanding;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße elektromagnetische Bremsvorrichtung; undFig. 3 is a plan view of an electromagnetic braking device according to the invention; and

Fig. 4 eine Querschnittansicht der elektromagnetischen Bremsvorrichtung an der Linie IV-IV von Fig. 3.Fig. 4 is a cross-sectional view of the electromagnetic braking device taken along line IV-IV of Fig. 3.

Anhand von Fig. 3 und 4 wird nunmehr eine erfindungsgemäße elektromagnetische Bremsvorrichtung beschrieben. Eine Gußform 1 mit einem rechtwinkligen Querschnitt weist breite Seitenwände 2 und schmale Endwände 3 auf. Elektromagneten 10 sind längs der Seitenwände 2 angeordnet und haben Kerne 7 sowie Spulen 8, die um die Kerne 7 gewickelt sind. Ein Stützrahmen 6 ist auf einem Schwingtisch 9 angeordnet und stützt Kühlkästen 5 zum Kühlen der Gußform 1 sowie eine Breitenänderungsvorrichtung 4 zum Ändern der Breite der Gußform durch Bewegen der Endwände 3 der Gußform. Das Ende des Kerns 7 ist in einem Stück oder lösbar mit dem Stützrahmen 6 verbunden, und die Spule 8 ist um den Kern 7 über die Distanz zwischen der Seitenwand 2 und dem Stützrahmen 6 gewickelt. Ferner verläuft der Stützrahmen 6 so, daß er die Gußform 1 und die Elektromagneten 10 umgibt, und besteht aus einem ferromagnetischen Material. Der Stützrahmen 6 hat eine Querschnittfläche, die ausreicht, eine magnetische Flußdichte von etwa 2000 bis 5000 Gauss in der Mitte der Gußform zu erzeugen.An electromagnetic braking device according to the invention will now be described with reference to Figs. 3 and 4. A mold 1 with a rectangular cross section has wide side walls 2 and narrow end walls 3. Electromagnets 10 are arranged along the side walls 2 and have cores 7 and coils 8 wound around the cores 7. A support frame 6 is arranged on a vibrating table 9 and supports cooling boxes 5 for cooling the mold 1 and a width changing device 4 for changing the width of the mold by moving the end walls 3 of the mold. The end of the core 7 is integrally or detachably connected to the support frame 6, and the coil 8 is wound around the core 7 over the distance between the side wall 2 and the support frame 6. Furthermore, the support frame 6 extends to surround the mold 1 and the electromagnets 10 and is made of a ferromagnetic material. The support frame 6 has a cross-sectional area sufficient to generate a magnetic flux density of about 2000 to 5000 Gauss in the center of the mold.

Da im vorgenannten Aufbau ein den magnetischen Kreis bildender Eisenkern nicht vorgesehen ist und der Stützrahmen 6 auch als der den magnetischen Kreis bildende Eisenkern dient, läßt sich ein ansonsten durch den den magnetischen Kreis bildenden Eisenkern belegter Raum einsparen, wodurch das Gewicht der Stranggußform mit den Elektromagneten verringert werden kann. Daher kann die Kapazität der Elektromagneten 10 erhöht werden, wodurch sich die durch die Elektromagneten ausgeübte Bremsfunktion verstärken läßt und der Fluß von schmelzflüssigem Stahl beliebig gesteuert werden kann.Since an iron core forming the magnetic circuit is not provided in the above-mentioned structure and the support frame 6 also serves as the iron core forming the magnetic circuit , a space otherwise occupied by the iron core forming the magnetic circuit can be saved, whereby the weight of the continuous casting mold with the electromagnets can be reduced. Therefore, the capacity of the electromagnets 10 can be increased, whereby the braking function exerted by the electromagnets can be increased and the flow of molten steel can be arbitrarily controlled.

Claims

1. Electromagnetic braking device for a continuous casting mold (1) with a rectangular cross-section with wide side walls (2) and narrow end walls (3), which has:

Electromagnets (10) each having a core (7) arranged along the side wall of the mold and a coil (8) wound around the core for applying a static electromagnetic field in the transverse direction to the side walls of the mold (1); and

a support frame (6) for supporting a width changing device (4) for changing the width of the mold (1) and cooling boxes (5) for cooling the mold (1), wherein the support frame (6) extends so as to surround the mold (1) and the electromagnets (10) and is connected to the cores (7) of the electromagnets (10) to thereby form the magnetic circuit of the electromagnets (10).

2. Electromagnetic braking device according to claim 1, wherein the core (7) is integrally connected to the support frame (6).

3. Electromagnetic braking device according to claim 1, wherein the core (7) is detachably connected to the support frame (6).

4. Electromagnetic braking device according to one of claims 1 to 3, wherein the support frame (6) comprises a ferromagnetic material.

5. Electromagnetic braking device according to one of claims 1 to 4, wherein the support frame (6) has a cross-sectional area sufficient to generate a magnetic flux density of 2000 to 5000 Gauss in the center of the mold (1).

6. Electromagnetic braking device according to claim 1, wherein the coil (8) is wound around the core (7) over the distance between the side wall (2) and the support frame (6).