EP0092126A1

EP0092126A1 - Verfahren zum Umrühren der nicht erstarrten Bereiche in einem Giessstrang

Info

Publication number: EP0092126A1
Application number: EP83103466A
Authority: EP
Inventors: Sten Dipl. Ing. Kollberg
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1982-04-19
Filing date: 1983-04-09
Publication date: 1983-10-26
Also published as: BR8301965A; SE8202431L; JPH0338018B2; EP0092126B1; JPS58188555A; ES521581A0; DE3362650D1; ES8503263A1

Abstract

Verfahren zur Umrührung der nicht erstarrten Bereiche in einem Gießstrang, wobei der Strang in einer Kokille geformt wird und ein Gießstrahl über ein Gießrohr oder direkt in die Kokille gelangt und wobei ein statisches Magnetfeld (B) erzeugt wird, welches den Weg des Gießstrahls in der in der Kokille befindlichen Schmelze schneidet und unter Ausnutzung der Bewegung des den Gießstrahl bildenden Metalls die Geschwindigkeit des Gießstrahls in der Schmelze bremst und den Gießstrahl zersplittert. Gemäß der Erfindung ist das Magnetfeld, in Längsrichtung der Kokille gesehen, so nahe am Gießrohr bzw. am oberen Ende der Kokille angeordnet, daß die Schmelzenbereiche (6), die sich seitlich des in die Schmelze eindringenden Gießstrahls (2) befinden und somit nicht direkt von der Wucht des Gießstrahls durchrührt werden, von den durch das Zusammenwirken des Magnetfeldes (B) und der beim Bremsen des Gießstrahls induzierten Ströme (i) umgerührt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umrührung der nicht erstarrten Bereiche bei einem Gießstrang gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches. Ein solches Verfahren ist bekannt aus der europäischen Patentanmeldung 81 10 3569.0.
Durch die Verwendung eines statischen Magnetfeldes erzielt man eine große Eindringtiefe des Magnetfeldes. Durch das Zusammenwirken dieses Magnetfeldes mit der in Bewegung befindlichen Schmelze des in die Kokille eindringenden Gießstrahls wird eine Kraft erzeugt, die den Gießstrahl bremst und zersplittert (Prinzip der Wirbelstrombremse). Die Eindringgeschwindigkeit des Gießstrahls in die in der Kokille bereits befindliche Schmelze liegt etwa im Bereich von 1 bis 1,5 m/sec. Hierdurch wird die Eindringtiefe des Gießstrahls vermindert, und der größte Teil der Schlacke wird an der Oberfläche abgeschieden und bleibt nicht an der Innenseite der bereits erstarrten Strangschale hängen. Der in die Schmelze eindringende Strahl bewirkt durch seine Wucht mechanisch zugleich eine gewisse Umrührung in der Schmelze. Jedoch werden die Schmelzenbereiche, die im oberen Kokillenbereich seitlich des dort in die Schmelze eindringenden Gießstrahls lie- g_en, von dieser Rührwirkung nicht erfaßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren in der Weise abzuwandeln, daß die zuletzt genannten Bereiche der Schmelze gleichzeitig umgerührt werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches genannten Merkmale hat.
Durch die erfindungsgemäße Anordung des Magnetfeldes wird erreicht, daß durch die Ausnutzung elektromagnetischer Kräfte auch die Bereiche im oberen Teil der Kokille umgerührt werden, die von der mechanischen Wucht des Gießstrahls selbst nicht verrührt werden. Auf diese Weise erhält man einen Guß (slabs, billets oder blooms) mit einer wesentlich erhöhten Oberflächengüte.
Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Prinzipskizze zur Erläuterung der Erfindung, in der die Kokille von der Seite dargestellt ist,
Fig. 2 die Darstellung der Kokille gemäß Fig. 1 in einer gegenüber Fig. 1 um 90° gedrehten Seitenansicht zur Veranschaulichung der in der Schmelze auftretenden Kräfte,
Fig. 3 die in Fig. 1 dargestellten Verhältnisse in Draufsicht auf die Kokille.

1 ist ein Gießrohr, aus dem ein Gießstrahl 2 in die Schmelze in einer Stranggießkokille 3 eindringt. Quer durch die Kokille 3 eventuell unter Einbeziehung des unteren Endes des Gießrohres wird von mehreren Polen 4 ein statisches Magnetfeld mit der Induktion B erzeugt. In dem von dem Strahl in Bewegung gesetzten Schmelzenteil wird nach dem Induktionsgesetz eine Spannung E =
induziert, wobei 4 der magnetische Fluß und
der zeitliche Differentialquotient des Flusses ist.
In der Schmelze erhält man elektrische Ströme (i), und nach dem Biot-Savart' schen Gesetz wird eine Kraft F₁ (siehe Figur 2) erzeugt, die dem vektoriellen Produkt [i x B] proportional ist, wobei B der Vektor der Induktion und i der Vektor des Stromes (physikalisch exakt: der Stromdichte) ist. Die Kraft F₁ ist gegen die Metallflußrichtung 5 gerichtet. Wenn die Richtung des Magnetfeldes B wechselt, so bleibt die Richtung der Kraft F₁ unverändert, da ein solcher Wechsel einen Richtungswechsel der induzierten Spannung und damit des Stromes i zur Folge hat.
Figur 1 und 3 zeigen das Zustandekommen der Kräfte und Bewegungen. Die durch das magnetische Feld B und die Bewegungsrichtung v der eindringenden Schmelze induzierte Spannung E ist dem vektoriellen Produkt [v x B] proportional, wobei der Vektor der induzierten Spannung aus der Zeichenebene herauskommt. Entsprechend fließen die Ströme i in Fig. 1 in der Mitte aus der Zeichenebene heraus und an den Seiten in die Zeichenebene hinein, so wie es deutlicher aus dem Querschnitt gemäß Figur 3 erkennbar ist. Durch das Zusammenwirken der in Fig. 3 an den Seiten fließenden Ströme i mit dem magnetischen Feld B ergeben sich Kräfte F₂, die dem vektoriellen Produkt [i x B] proportional sind und in Fig. ₃ in die Zeichenebene hinein verlaufen, also entgegengerichtet zur bremsenden Kraft F₁ (siehe Fig. 2). Durch eine entsprechend nahe Anordnung der Magnetpole 4 unterhalb des Schmelzenspiegels in der Kokille erhält man somit eine Umrührung durch die Kräfte F₂, in den seitlich vom Gießstrahl liegenden Schmelzenbereichen 6, die durch die Wucht des auftreffenden Gießstrahls selbst nicht in Bewegung gesetzt werden würden.
Die Erfindung kann im Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.

Claims

Verfahren zur Umrührung der nicht erstarrten Bereiche in einem Gießstrang, wobei der Strang in einer Kokille geformt wird und ein Gießstrahl über ein Gießrohr oder direkt in die Kokille gelangt und wobei ein statisches Magnetfeld (B) erzeugt wird, welches den Weg des Gießstrahls in der in der Kokille befindlichen Schmelze schneidet und unter Ausnutzung der Bewegung des den Gießstrahl bildenden Metalls die Geschwindigkeit des Gießstrahls in der Schmelze bremst und den Gießstrahl zersplittert, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld, in Längsrichtung der Kokille gesehen, so nahe am Gießrohr bzw. am oberen Ende der Kokille angeordnet wird, daß die Schmelzenbereiche (6), die sich seitlich des in die Schmelze eindringenden Gießstrahls (2) befinden und somit nicht direkt von der Wucht des Gießstrahls durchrührt werden, von den durch das Zusammenwirken des Magnetfeldes (B) und der beim Bremsen des Gießstrahls induzierten Ströme (i) umgerührt werden.