EP0028369A1 - Einrichtung zum Umrühren von metallischen Schmelzen in Stranggiessanlagen - Google Patents
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- EP0028369A1 EP0028369A1 EP80106491A EP80106491A EP0028369A1 EP 0028369 A1 EP0028369 A1 EP 0028369A1 EP 80106491 A EP80106491 A EP 80106491A EP 80106491 A EP80106491 A EP 80106491A EP 0028369 A1 EP0028369 A1 EP 0028369A1
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- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
- B22D11/122—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ using magnetic fields
Definitions
- the invention relates to a device for stirring metallic melts in continuous casting plants during the solidification process by means of a DC magnetic field which passes through the strand guided between rollers perpendicular to its direction of movement and which cuts a direct current also passed through the strand perpendicular to the direction of movement, the yoke one of which
- the electromagnet generating the same field is arranged on one broad side of the strand outside the guide rollers and the magnetic poles are each equipped with a pole shoe encompassing at least one of the guide rollers, while a yoke anchor is located on the other broad side of the strand is arranged with appropriately trained poles and contact brushes or contact rollers which can be pressed directly onto the strand surface are provided for supplying the direct current.
- the electromagnetically generated flow of the still liquid melt in the interior of the strand and the flow based on convection result in a main flow field which is asymmetrical to the strand axis. This results in asymmetries in the strand structure.
- iron parts which are symmetrical to the axis of the magnet arrangement and are connected to one another in a magnetically conductive manner, for example the carriers of the guide rollers, can promote the formation of strong stray fields.
- the invention has for its object to symmetrize the flow field with respect to the strand axis and to eliminate the disruptive influence of iron parts.
- this object is achieved in that two magnet systems are arranged on the yoke of the electromagnet, the excitation windings of which generate oppositely directed magnetic fields.
- the opposing magnetic fields create a main flow in the direction of and symmetrical to the longitudinal axis of the strand.
- Iron parts running symmetrically to the longitudinal axis of the strand are magnetically at the same potential, so that a magnetic compensating flux does not occur.
- FIG. 1 shows a horizontal section through a strand 1 in the region of a continuous casting installation in which the core 2 of the strand supported by guide rollers 3 on both broad sides is still liquid.
- an electromagnet 4 with a yoke armature 5 is arranged in this area.
- the yoke 6 of the electromagnet carries two excitation coils 7 wound in opposite directions, which generate magnetic fields directed in opposite directions.
- the two adjacent poles of the same name of the two magnet systems formed in this way are combined in a common leg 8.
- this leg branches into two pole shoes 9, the mutual spacing of which is adapted to the diameter of at least one of the guide rollers and which each embrace at least one of the guide rollers 3.
- the middle leg 10 of the remindschluBankers ends in two pole shoes 11.
- the contact rollers or brushes to be arranged on the narrow sides of the strand for supplying the direct current, which produces the stirring effect in connection with the magnetic fields, are not shown in FIG. 1. Due to the opposing magnetic fields of the electromagnet, partial flows are formed in the still liquid core of the strand, which are in the area of the middle leg 8 to form a main flow, for example indicated by the plus signs, emerging from the plane of the drawing and indicated by the minus signs and penetrating the plane of the drawing from above. This main flow is therefore symmetrical to the longitudinal axis of the line.
- the magnetic field is adapted to the bulging of the streamlines in the middle of the strand. This significantly improves the efficiency of the stirring device.
- the guide rollers 3 located in the area of influence of the electromagnetic system are expediently made of non-magnetic material, so that the magnetic field lines emanating from the pole pieces can penetrate the strand unaffected.
- the carriers 16 of the guide rollers which are arranged symmetrically to the longitudinal axis of the strand and are connected to one another via the main frame, are magnetically at the same potential due to the opposing magnetic fields. As a result, there is no additional leakage flux.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Umrühren von metallischen Schmelzen in Stranggießanlagen während des Erstarrungsprozesses mittels eines magnetischen Gleichfeldes, das den zwischen Rollen geführten Strang senkrecht zu dessen Bewegungsrichtung durchsetzt und das ein durch den Strang ebenfalls senkrecht zur Bewegungsrichtung geleiteter Gleichstrom schneidet, wobei das Joch eines das Gleichfeld erzeugenden Elektromagneten auf einer Breitseite des Stranges außerhalb der Führungsrollen angeordnet ist und die Magnetpole mit je einem mindestens eine der Führungsrollen umgreifenden Polschuh ausgestattet sind, während auf der anderen Breitseite des Stranges ein Rückschlußanker mit entsprechend ausgebildeten Polen angeordnet ist und zur Zuführung des Gleichstromes unmittelbar an die Strangoberfläche andrückbare Kontaktbürsten oder Kontaktwalzen vorgesehen sind.
- In dieser Einrichtung entsteht aus der elektromagnetisch erzeugten Strömung der noch flüssigen Schmelze im Stranginneren und aus der auf der Konvektion beruhenden Strömung ein Hauptströmungsfeld, das unsymmetrisch zur Strangachse verläuft. Daraus ergeben sich Unsymmetrien im Stranggefüge.
- Außerdem können symmetrisch zur Achse der Magnetanordnung verlaufende Eisenteile, die magnetisch leitend miteinander verbunden sind, beispielsweise die Träger der Führungsrollen, die Ausbildung starker Streufelder begünstigen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Strömungsfeld in Bezug auf die Strangachse zu symmetrieren und den störenden Einfluß von Eisenteilen zu beseitigen.
- Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf dem Joch des Elektromagneten zwei Magnetsysteme angeordnet sind, deren Erregerwicklungen gegensinnig gerichtete Magnetfelder erzeugen.
- Durch die gegensinnig gerichteten Magnetfelder entsteht eine Hauptströmung in Richtung der und symmetrisch zur Längsachse des Stranges. Symmetrisch zur Längsachse des Stranges verlaufende Eisenteile liegen magnetisch auf gleichem Potential, so daß ein magnetischer Ausgleichsfluß nicht auftritt.
- An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.
- Figur 1 zeigt einen Borizontalschnitt durch einen Strang 1 in dem Bereich einer Stranggießanlage, in dem der Kern 2 des von Führungsrollen 3 auf beiden Breitseiten gestützten Stranges noch flüssig ist. In diesem Bereich ist ein Elektromagnet 4 mit einem Rückschlußanker 5 angeordnet. Das Joch 6 des Elektromagneten trägt zwei gegenläufig gewickelte Erregerspulen 7, die gegensinnig gerichtete Magnetfelder erzeugen. Die beiden nebeneinander liegenden gleichnamigen Pole der auf diese Weise gebildeten zwei Magnetsysteme sind in einem gemeinsamen Schenkel 8 vereinigt.
- Wie aus Figur 2 hervorgeht, verzweigt sich dieser Schenkel in zwei Polschuhe 9, deren gegenseitiger Abstand an den Durchmesser mindestens einer der Führungsrollen angepaßt ist und die mindestens je eine der Führungsrollen 3 umgreifen. In gleicher Weise läuft der mittlere Schenkel 10 des RückschluBankers in zwei Polschuhe 11 aus. Die AuBenschenkel 12, 13 des Elektromagneten 4 und die entsprechenden Schenkel 14, 15 des Rückschlußankers 5 sind dagegen nur mit je einem Polschuh ausgestattet.
- Die an den Schmalseiten des Stranges anzuordnenden Kontaktwalzen oder -bürsten zur Zuführung des Gleichstromes, der in Verbindung mit den Magnetfeldern die Rührwirkung erzeugt, sind in Figur 1 nicht dargestellt. Durch die gegensinnig gerichteten Magnetfelder des Elektromagneten bilden sich in dem noch flüssigen Kern des Stranges Teilströmungen aus, die sich im Bereich des Mittelschenkels 8 zu einer beispielsweise durch die Pluszeichen angedeuteten, aus der Zeichnungsebene nach oben austretenden und durch die Minuszeichen angedeuteten, die Zeichnungsebene von oben durchdringenden Hauptströmung zusammensetzen. Diese Hauptströmung verläuft demnach symmetrisch zur Längsachse des Stranges. Durch die Verzweigung des mittleren Polschenkels 8 und des entsprechenden Schenkels 10 des Rückschlußankers in jeweils zwei Polschuhe wird das magnetische Feld an die Ausbauchung der Stromlinien in der Mitte des Stranges angepaßt. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Rühreinrichtung wesentlich verbessert.
- Die im Einflußbereich des Elektromagnetsystems liegenden Führungsrollen 3 sind zweckmäßigerweise aus unmagnetischem Material hergestellt, so daß die von den Polschuhen ausgehenden Magnetfeldlinien den Strang unbeeinflußt durchsetzen können. Die symmetrisch zur Längsachse des Stranges angeordneten, über den Hauptrahmen miteinander verbundenen Träger 16 der Führungsrollen liegen infolge der gegensinnig gerichteten Magnetfelder magnetisch auf gleichem Potential. Dadurch entsteht kein zusätzlicher Streufluß.
- Die Verwendung eines Elektromagneten mit zwei gegenläufig gewickelten Spulen zur Erzeugung gegensinnig gerichteter Magnetfelder bietet ferner den Vorteil, daß die Einrichtung ohne Änderungen zur Herstellung von Brammen unterschiedlicher Abmessungen einsetzbar ist.
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