EP0015301A1 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrodynamischen Rühren des Sumpfes einer ein metallisches Stützrollengerüst durchlaufenden Metallbramme ausserhalb der Giesskokille - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a procedure for the electrodynamic stirring of the sump of a metal slab passing through a metal support roller frame outside the casting mold.
- the invention has for its object to provide a method by means of which already within the solidified sump can be stirred while maintaining the conventional metallic support rollers.
- a magnetic field is generated by means of at least one winding including a part of the slab and associated support rollers and an electrical current is galvanically conducted into the slab perpendicularly to it.
- the advantage achieved by the invention consists in particular in that a stirring effect in the bottom of the melt is now also achieved in the area of the metal support roller stand and that no reactive power is required to generate the magnetic field when operating with direct current and a magnetic direct field.
- a magnetic field is generated in the z direction with the aid of a DC winding (not shown) and a current I is supplied via two support rollers 4.
- the pressure P y B z j x ⁇ x then arises in the y direction , where B z and j x are the relevant components of the magnetic flux density and the current density designate in the swamp.
- the current I is supplied via two pairs of support rollers and flows through the sump 3 with the thickness ⁇ x primarily in the z direction with the current density j z .
- a pressure P y B x j z ⁇ x in the y direction also arises here, which causes a flow in the sump 3.
- FIG. 3 shows an embodiment with which excitation of a flow in the swamp according to variant a (FIG. 2) is achieved.
- two field windings 10, 11 are arranged at a distance from one another in the z direction, which support rollers 4 and Include slab 1.
- a current I is passed through the slab 1 via opposite support rollers 4a, 4b and 4c, 4d in the direction shown, while a magnetic field is formed perpendicularly to the field windings.
- Fig. 3a the circular electrodynamic stirring flow generated in the slab plane is shown schematically by the dashed lines.
- more than two pairs of support rollers can be used for power supply. Furthermore, if necessary, only a single field winding can be used.
- FIG. 4 shows an implementation of variant b according to FIG. 2.
- a magnetic winding 13, 14 and 15, 16 with iron yoke 17, 18 are on the support rollers 4 on the broad sides of the slab 1 arranged. In principle, only one magnetic winding can be provided on one side.
- a magnetic field is generated by means of the magnetic winding 13 to 16 perpendicular to the slab plane, while the current I is fed axially into the slab 1 via the support rollers 4e, 4f and is discharged via the support rollers 4g, 4h.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahrung zum elektrodynamischen Rühren des Sumpfes einer ein metallisches Stützrollengerüst durchlaufenden Metallbramme außerhalb der Gießkokille.
- Durch die DE-PS 17 83 060 ist bereits eine Vorrichtung zum Metallstranggießen mittels einer Wanderfeldkokille bekannt, bei welcher das Wanderfeld direkt an der Kokille erzeugt wird und der sich dadurch ergebende Rühreffekt der Schmelze auf den Kokillenraum beschränkt ist. Bei relativ flachen Brammen ist in der Kokille noch eine genügend starke Strömung vorhanden, daß die Durchmischung der Schmelze in diesem Teil gewährleistet bleibt. Erst in einem Abstand von mehreren Metern (etwa 2 bis 3 m) von der Gießkokille ist es erwünscht, den noch in der Strangschale vorhandenen Sumpf zu rühren, um die lokale Ansammlung bestimmter nichtlöslicher Stoffe zu vermeiden. Der Strang wird mit Austritt aus der Kokille mittels eines Stützrollengerüstes geführt, wobei metallische Stützrollen verwendet werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe der innerhalb der bereits erstarrten Strangschale befindliche Sumpf durchgerührt werden kann unter Beibehaltung der konventionellen metallischen Stützrollen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mittels mindestens einer, einen Teil der Bramme und zugeordnete Stützrollen einbeziehenden Wicklung ein magnetisches Feld erzeugt wird und senkrecht zu diesem ein elektrischer Strom galvanisch in die Bramme geleitet wird.
- Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Der durch die Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß nunmehr auch im Bereich des metallischen Stützrollengerüstes eine Rührwirkung im Sumpf der Schmelze erzielt wird und daß beim Betrieb mit Gleichstrom und einem magnetischen Gleichfeld keine Blindleistung zur Erzeugung des Magnetfeldes erforderlich ist.
- Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
- Fig. 1 einen Ausschnitt der Stranggießanlage, der von der Gießkokille mehrere Meter entfernt ist,
- Fig. 2 zwei Möglichkeiten zur Strömungsanregung nach dem Unipolarprinzip im in der Fig. 1 dargestellten Bereich der Stranggießanlage,
- Fig. 3 eine erste Ausbildung zur Strömungsanregung des Sumpfes im Bereich nach der Fig. 1,
- Fig. 4 eine weitere Ausbildung zur Strömungsanregung des Sumpfes im Bereich nach der Fig. 1.
- In der Fig. 1 ist ein Bereich einer Bramme 1 dargestellt, bei der ein Teil der Schmelze bereits erstarrt ist, so daß sich eine Strangschale 2 gebildet hat, in der sich ein Sumpf 3 befindet, welcher durchgerührt werden soll. Auf beide Breitseiten der Bramme 1 pressen stählerne Stützrollen 4. Die Abzugsrichtung der Bramme 1 ist durch einen Pfeil P angedeutet. Ferner ist zum weiteren Verständnis ein xyz-Koordinatensystem eingezeichnet.
- In der Fig. 2 ist schematisch die elektrodynamische Anregung einer Strömung im Sumpf der Bramme für zwei Varianten dargestellt.
- Bei Variante a wird mit Hilfe einer nicht weiter dargestellten Gleichstromwicklung ein Magnetfeld in z-Richtung erzeugt und über zwei Stützrollen 4 ein Strom I zugeführt. In dem Sumpf 3, der in x-Richtung die Ausdehnung ΔX haben möge, entsteht dann in y-Richtung der Druck Py = Bzjx Δx, wobei Bz und jx die be- treffenden Komponenten der magnetischen Flußdichte und der Stromdichte im Sumpf bezeichnen.
- Bei der Variante b wird der Strom I über zwei Stützrollenpaare zugeführt und fließt durch den Sumpf 3 mit der Dicke Δx vornehmlich in z-Richtung mit der Stromdichte jz. Durch Überlagerung eines magnetischen Fel- des in x-Richtung mit der Flußdichte Bx entsteht auch hier ein Druck Py = BxjzΔx in y-Richtung, der eine Strömung im Sumpf 3 hervorruft.
- In der Fig. 3 ist eine Ausbildung dargestellt, mit der eine Anregung einer Strömung im Sumpf nach der Variante a (Fig. 2) erzielt wird. Um eine Zirkulationsströmung in der y-z-Richtung zu erzeugen, sind in der z-Richtung zwei Feldwicklungen 10, 11 mit Abstand voneinander angeordnet, die die Stützrollen 4 und die Bramme 1 umfassen. Im Bereich der Feldwicklungen 10, 11 wird über gegenüberliegenden Stützrollen 4a, 4b und 4c, 4d in der eingezeichneten Richtung ein Strom I durch die Bramme 1 geleitet, während durch die Feldwicklungen senkrecht dazu ein Magnetfeld gebildet wird. In Fig. 3a ist durch die Strichelung schematisch die in der Brammenebene erzeugte zirkulare elektrodynamische Rührströmung dargestellt. Zur Stromeinspeisung können auch mehr als je zwei Stützrollenpaare zur Stromeinspeisung herangezogen werden. Ferner kann gegebenenfalls auch nur eine einzige Feldwicklung verwendet werden.
- Die Fig. 4 zeigt eine Realisierung der Variante b nach der Fig. 2. Wie aus der Fig. 4a ersichtlich, sind über den Stützrollen 4 an den Breitseiten der Bramme 1 je eine Magnetwicklung 13, 14 und 15, 16 mit Eisenrückschluß 17, 18 angeordnet. Grundsätzlich kann auch nur eine Magnetwicklung auf einer Seite vorgesehen sein.
- Mittels der Magnetwicklung 13 bis 16 wird senkrecht zur Brammenebene ein Magnetfeld erzeugt, während der Strom I über die Stützrollen 4e, 4f axial in die Bramme 1 eingespeist und über die Stützrollen 4g, 4h ausgeleitet wird.
- In Fig. 4b ist durch Strichelung die erzielte Rührströmung in der Bremmenebene angedeutet.
- Bei der Ausbildung nach der Fig. 4 ist es nicht erforderlich, daß die Wicklungen um dasstützrollengerüst gelegt werden müssen. Durch Einbeziehung der stählernen Stützrollen wird die magnetische Kopplung verbessert und der Luftwiderstand reduziert. Ferner können zur Stromeinspeisung anstelle der Stützrollen 4a, 4f Elektroden benutzt werden, die am Gießspiegel (Kokille) in die Schmelze tauchen.
- Vorteilhaft wird mit einem Gleichstrom und einem Gleichfeld gearbeitet, so daß ein Blindleistungsbedarf entfällt und so die erforderliche Leistung relativ niedrig gehalten werden kann.
Claims (3)
dadurch gekennzeichnet,
daß mittels mindestens einer, einen Teil der Bramme (1) und zugeordnete Stützrollen (4) einbeziehenden Wicklung (10, 11; 13, 16, 14, 15) ein magnetisches Feld erzeugt wird und senkrecht zu diesem ein elektrischer Strom (I) galvanisch in die Bramme (1) geleitet wird.
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Ein- und/oder Ausleitung des Stromes (I) in und/oder aus der Bramme (1) die Stützrollen (4) herangezogen sind.
dadurch gekennzeichnet,
daß ein magnetisches Gleichfeld und ein Gleichstrom verwendet sind.
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