EP0094340A1 - Continuous casting mould with electromagnetic stirrer - Google Patents
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- EP0094340A1 EP0094340A1 EP83710026A EP83710026A EP0094340A1 EP 0094340 A1 EP0094340 A1 EP 0094340A1 EP 83710026 A EP83710026 A EP 83710026A EP 83710026 A EP83710026 A EP 83710026A EP 0094340 A1 EP0094340 A1 EP 0094340A1
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- grooves
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/114—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means
- B22D11/115—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields
Definitions
- the invention relates to a continuous casting mold with an electromagnetic stirrer according to the preamble of claim 1.
- the mold When stirring in the cast strand in the mold during continuous casting, for example of steel, the mold often consists of copper or copper alloy plates which laterally surround the cast strand.
- the stirrers must be placed outside the plates for reasons of space and for other reasons, with the problem that the magnetic field of the stirrers must always pass through the plates, due to the low Depth of penetration is strongly damped. This damping is based on eddy currents that occur in the plates. Care must also be taken to ensure that the heat flow from the cast strand can pass through the plates as freely as possible.
- the invention has for its object to develop a continuous casting mold of the type mentioned, in which the problems outlined above are largely eliminated.
- a continuous casting mold In a continuous casting mold according to the invention, the eddy currents that occur are relatively small. Consequently, only slight eddy current losses occur in the plates, and at the same time the heat flow can pass through the plates relatively easily.
- a multi-phase arrangement results in a rotating agitation transverse to the pouring direction, which achieves the desired agitation effect.
- This type of mold can be used for slabs as well as blooms and billets. For example, with a two-phase stirrer feed, a good rotating stirrer can be obtained in a slab, bloom, etc.
- the frequency in the stirring of slabs is, for example, 0.5 to 4 Hz, preferably 1 to 2 Hz, in the stirring of blooms 3 to 15 Hz and in the stirring of billets 5 to 50 Hz.
- the copper plate causes the is normally present between the stirrer and the melt, without the grooves according to the invention a very powerful damping of the magnetic field. This damping is reduced by the grooves provided perpendicular to the direction of the eddy currents.
- the grooves are arranged laterally and closed to the outside by other parts of the plates (closed grooves), or they are open to the stirrer side and covered by a plate or several separate plates made of non-magnetic material, for example stainless steel .
- a coolant for example water
- coolant flows from the bottom to the top edge of the plates.
- the grooves are thus combined with cooling channels and, at the same time, good cooling of the mold, low damping of the magnetic field and a considerable reduction in the eddy currents flowing in the copper plates are obtained.
- Figure 1 shows an electromagnetic stirrer 1 with winding 2 and iron core 3, which is arranged on the side of a mold 4, of which only a wall section is shown.
- the mold is part of the continuous casting system.
- the wall section consists of a plate 5, one of for example four plates, which form the side walls of the continuous casting mold.
- the casting direction in Figure 1 runs parallel to the plane of the drawing from top to bottom.
- the plate In order to dampen the eddy currents described above, which occur when the stirrer 1, possibly the stirrer, is fed, the plate is directed towards the stirrer teten side with grooves 6, the bottom of which has a distance 7 of at least 2 to 4 mm from the other side of the plate 5. The largest part of the plate thickness 8 is traversed by grooves 6, which have a damping effect on the eddy currents which arise when the magnetic field of the stirrer penetrates the plate 5.
- the penetration depth of the magnetic field into the material in this case copper
- ⁇ means the specific resistance of the material in ohmmeters
- ⁇ the angular frequency of the feeding current
- ⁇ o the absolute permeability
- ⁇ r the relative permeability of the material mentioned.
- the penetration depth J results in meters.
- the penetration depth ⁇ in copper is 12 to 14 mm.
- the distance between the grooves 6 should be approximately equal to the depth of penetration.
- the plates are made of copper or a copper alloy and the grooves are normally directed outwards from the melt 9.
- the grooves may also be used as channels for coolant, e.g. Water, serve. They are then closed on the side; for example, they can be machined into the plate as closed grooves, or open grooves, as shown in Figure 1, with an outer sealing plate 10 made of non-magnetic material, e.g. stainless steel, be sealed.
- coolant e.g. Water
- outer sealing plate 10 made of non-magnetic material, e.g. stainless steel
- stirrer is only arranged on one side of the mold, it may suffice to place the mold on this side only Build up side with a grooved plate 5.
- all the plates of the mold lying in front of a stirrer are to be provided with grooves. The grooves are usually directed outwards.
- the grooves 6 normally run perpendicular to the eddy current direction 11, and the cooling channels should run from the upper edge 12 to the lower edge 13 of the plate (see FIG. 2).
- the plate 5 is cooled by flowing coolant, which normally flows from the lower edge 13 to the upper edge 12. So the eddy current damping grooves are combined with the cooling channels.
- the eddy current damping grooves on the one hand and the cooling channels on the other hand can also be arranged completely or partially separated from one another.
- the cooling channels / grooves 6 run diagonally over the plate 5. This results in improved suppression of the eddy currents.
- the angle 14 between the groove 6 and the lower edge 14 is preferably in the range from 30 to 60 °.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille mit elektromagnetischem Umrührer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a continuous casting mold with an electromagnetic stirrer according to the preamble of claim 1.
Beim kontinuierlichen Gießen von beispielsweise Stahl treten in der Schmelze nichtmetallische Einschlüsse auf, und um einen hohen Ausschuß bei der späteren Verarbeitung des gegossenen Materials zu verhindern, ist man bestrebt, diese Einschlüsse so gleichmäßig wie möglich in der Schmelze zu verteilen. Auch will man ein ungleichmäßiges Erstarren der Schmelze und das Auftreten von Seigerungen, Blasen usw. im Guß verhindern, weshalb man die Schmelze im Gußstrang möglichst bereits in der Kokille umrühren möchte, was häufig - beispielsweise aus Platzgründen - Probleme bereitet.During the continuous casting of steel, for example, non-metallic inclusions occur in the melt, and in order to prevent a high scrap during the subsequent processing of the cast material, efforts are made to distribute these inclusions as evenly as possible in the melt. You also want to prevent uneven solidification of the melt and the occurrence of segregations, bubbles, etc. in the casting, which is why you want to stir the melt in the casting as far as possible in the mold, which often causes problems - for example due to space constraints.
Beim Umrühren im Gußstrang in der Kokille beim kontinuierlichen Gießen, beispielsweise von Stahl, besteht die Kokille oft aus Kupfer- oder Kupferlegierungsplatten, die den Gußstrang seitlich umgeben. Die Umrührer müssen aus Platzgründen und aus anderen Gründen außerhalb der Platten angeordnet werden, wobei das Problem besteht, daß das magnetische Feld der Umrührer immer die Platten passieren muß, wobei es aufgrund der niedrigen Eindringtiefe stark gedämpft wird. Diese Dämpfung beruht auf Wirbelströmen, die in den Platten auftreten. Ferner muß darauf geachtet werden, daß der Wärmestrom vom Gußstrang die Platten möglichst ungehindert passieren kann.When stirring in the cast strand in the mold during continuous casting, for example of steel, the mold often consists of copper or copper alloy plates which laterally surround the cast strand. The stirrers must be placed outside the plates for reasons of space and for other reasons, with the problem that the magnetic field of the stirrers must always pass through the plates, due to the low Depth of penetration is strongly damped. This damping is based on eddy currents that occur in the plates. Care must also be taken to ensure that the heat flow from the cast strand can pass through the plates as freely as possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stranggießkokille der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die oben aufgezeigten Probleme weitgehend beseitigt sind.The invention has for its object to develop a continuous casting mold of the type mentioned, in which the problems outlined above are largely eliminated.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Stranggießkokille nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welche erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.To solve this problem, a continuous casting mold is proposed according to the preamble of claim 1, which according to the invention has the features mentioned in the characterizing part of claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.Advantageous developments of the invention are mentioned in the subclaims.
Bei einer Stranggießkokille gemäß der Erfindung sind die auftretenden Wirbelströme relativ klein. In den Platten treten folglich nur geringe Wirbelstromverluste auf, und gleichzeitig kann der Wärmestrom die Platten verhältnismäßig leicht passieren. Durch eine mehrphasige Anordnung erhält man eine rotierende Umrührung quer zur Gießrichtung, wodurch die gewünschte Umrührwirkung erzielt wird. Diese Kokillenart kann sowohl bei slabs wie bei blooms und billets zur Anwendung kommen. Beispielsweise kann man bei einer zweiphasigen Umrührerspeisung eine gute rotierende Umrührung in einem slab, bloom usw. erhalten.In a continuous casting mold according to the invention, the eddy currents that occur are relatively small. Consequently, only slight eddy current losses occur in the plates, and at the same time the heat flow can pass through the plates relatively easily. A multi-phase arrangement results in a rotating agitation transverse to the pouring direction, which achieves the desired agitation effect. This type of mold can be used for slabs as well as blooms and billets. For example, with a two-phase stirrer feed, a good rotating stirrer can be obtained in a slab, bloom, etc.
Die Frequenz bei der Umrührung von slabs beträgt beispielsweise 0,5 bis 4 Hz, vorzugsweise 1 bis 2 Hz, bei der Umrührung von blooms 3 bis 15 Hz und bei der Umrührung von billets 5 bis 50 Hz. Bei induktiver Umrührung bewirkt die Kupferplatte, die normalerweise zwischen dem Umrührer und der Schmelze vorhanden ist, ohne die Nuten gemäß der Erfindung eine sehr krätige Dämpfung des Magnetfeldes. Diese Dämpfung wird durch die senkrecht zur Richtung der Wirbelströme angebrachten Nuten verringert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Nuten in seitlicher Richtung angebracht und nach außen hin durch andere Teile der Platten geschlossen (geschlossene Nuten), oder sie sind zur Umrührerseite hin offen und durch eine Platte oder mehrere separate Platten aus nichtmagnetischem Material, z.B. rostfreiem Stahl, abgedeckt. In diesen Nuten kann ein Kühlmittel, z.B. Wasser, strömen, so daß eine gute Kühlung der Platten erreicht wird. Normalerweise strömt Kühlmittel von der unteren zur oberen Kante der Platten. Man kombiniert die Nuten also mit Kühlkanälen und erhält somit gleichzeitig eine gute Kühlung der Kokille, eine geringe Dämpfung des Magnetfeldes und eine erhebliche Verminderung der in den Kupferplatten fließenden Wirbelströme.The frequency in the stirring of slabs is, for example, 0.5 to 4 Hz, preferably 1 to 2 Hz, in the stirring of
Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
- Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kokille gemäß der Erfindung mit einem Umrührer,
- Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Kokillenplatte gemäß der Erfindung.
- 1 is a side view of a mold according to the invention with a stirrer,
- Fig. 2 shows an embodiment of a mold plate according to the invention.
Figur 1 zeigt einen elektromagnetischen Umrührer 1 mit Wicklung 2 und Eisenkern 3, der an der Seite einer Kokille 4, angeordnet ist, von der nur ein Wandausschnitt dargestellt ist. Die Kokille gehört zu der Anlage zum kontinuierlichen Gießen. Der Wandausschnitt besteht aus einer Platte 5, einer von beispielsweise vier Platten, welche die Seitenwände der Stranggießkokille bilden. Die Gießrichtung verläuft in Figur 1 parallel zur Zeichenebene von oben nach unten.Figure 1 shows an electromagnetic stirrer 1 with winding 2 and
Um die vorstehend beschriebenen Wirbelströme zu dämpfen, die bei der Speisung des Umrührers 1, evtl. der Umrührer, auftreten, ist die Platte an ihrer zum Umrührer gerichteten Seite mit Nuten 6 versehen, deren Boden von der anderen Seite der Platte 5 einen Abstand 7 von mindestens 2 bis 4 mm hat. Der größte Teil der Plattendicke 8 wird dabei von Nuten 6 durchlaufen, die dämpfend auf die Wirbelströme wirken, die entstehen, wenn das magnetische Feld des Umrührers die Platte 5 durchdringt.In order to dampen the eddy currents described above, which occur when the stirrer 1, possibly the stirrer, is fed, the plate is directed towards the stirrer teten side with
Die Eindringtiefe des magnetischen Feldes in das Material, in diesem Fall Kupfer, beträgt
Darin bedeutet § der spezifische Widerstand des Materials in Ohmmetern, ω die Kreisfrequenz des speisenden Stromes, µo die absolute Permeabilität und µr die relative Permeabilität des genannten Materials. Die Eindringtiefe J ergibt sich in Metern.Therein § means the specific resistance of the material in ohmmeters, ω the angular frequency of the feeding current, µo the absolute permeability and µr the relative permeability of the material mentioned. The penetration depth J results in meters.
Bei einer Frequenz von 20 Hz ergeben sich für die Eindringtiefe δ in Kupfer 12 bis 14 mm. Der Abstand zwischen den Nuten 6 soll ca. gleich der Eindringtiefe sein.At a frequency of 20 Hz, the penetration depth δ in copper is 12 to 14 mm. The distance between the
Die Platten sind aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt, und die Nuten sind normalerweise von der Schmelze 9 nach außen gerichtet.The plates are made of copper or a copper alloy and the grooves are normally directed outwards from the melt 9.
Eventuell können die Nuten auch als Kanäle für Kühlmittel, z.B. Wasser, dienen. Sie sind dann seitlich geschlossen; beispielsweise können sie als geschlossene Nuten in die Platte eingearbeitet sein, oder offene Nuten können, wie Figur 1 zeigt, mit einer äußeren dichtenden Platte 10 aus nichtmagnetischem Material, z.B. rostfreiem Stahl, dichtend abgedeckt sein. Die Richtung der induzierten Wirbelströme wird durch den Pfeil 11 angezeigt.The grooves may also be used as channels for coolant, e.g. Water, serve. They are then closed on the side; for example, they can be machined into the plate as closed grooves, or open grooves, as shown in Figure 1, with an
Wenn der Umrührer nur an einer Seite der Kokille angeordnet wird, kann es genügen, die Kokille nur an dieser Seite mit einer genuteten Platte 5 aufzubauen. Bei Umrührern, die an mehreren oder sämtlichen Seiten der Kokille angeordnet sind, sollen dagegen alle vor einem Umrührer liegenden Platten der Kokille mit Nuten versehen werden. Die Nuten sind normalerweise nach außen gerichtet.If the stirrer is only arranged on one side of the mold, it may suffice to place the mold on this side only Build up side with a
Die Nuten 6 verlaufen normalerweise senkrecht zur Wirbelstromrichtung 11, und die Kühlkanäle sollen von der oberen Kante 12 zur unteren Kante 13 der Platte verlaufen (siehe Figur 2). Die Platte 5 wird durch strömendes Kühlmittel gekühlt, das normalerweise von der unteren Kante 13 zur oberen Kante 12 strömt. Es werden hier also die wirbelstromdämpfenden Nuten mit den Kühlkanälen kombiniert. Natürlich können die wirbelstromdämpfenden Nuten einerseits und die Kühlkanäle andererseits auch vollständig oder teilweise voneinander getrennt angeordnet sein.The
In Figur 2 verlaufen die Kühlkanäle/Nuten 6 diagonal über die Platte 5. Hierdurch wird eine verbesserte Unterdrückung der Wirbelströme erreicht Der Winkel 14 zwischen Nut 6 und unterer Kante 14 liegt vorzugsweise im Bereich von 30 bis 60°.In FIG. 2, the cooling channels /
Die Erfindung kann im Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.The invention can be varied in many ways within the scope of the general inventive idea disclosed.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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SE8202989A SE8202989L (en) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | CASTING COOKILL WITH ELECTROMAGNETIC MIXER |
SE8202989 | 1982-05-12 |
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EP0094340A1 true EP0094340A1 (en) | 1983-11-16 |
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ID=20346794
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SE (1) | SE8202989L (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1046874C (en) * | 1993-01-19 | 1999-12-01 | 瑞典通用电器勃朗勃威力公司 | Device in continuous casting in a mould |
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DE2007587B2 (en) * | 1970-02-19 | 1974-02-28 | Demag Ag, 4100 Duisburg | Cooling plate zone below a continuous metal casting mold |
DE2911187A1 (en) * | 1978-03-23 | 1979-09-27 | Voest Ag | COOLED CONTINUOUSLY CASTING GRILL WITH A DEVICE FOR GENERATING A ROTATING ELECTROMAGNETIC FORCE FIELD |
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1983
- 1983-05-05 DE DE8383710026T patent/DE3366218D1/en not_active Expired
- 1983-05-05 EP EP19830710026 patent/EP0094340B1/en not_active Expired
- 1983-05-10 JP JP8160483A patent/JPS58205651A/en active Pending
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE8202989L (en) | 1983-11-13 |
JPS58205651A (en) | 1983-11-30 |
DE3366218D1 (en) | 1986-10-23 |
EP0094340B1 (en) | 1986-09-17 |
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