HU197685B - Method for continuous casting metals in electromagnetic crystallizer - Google Patents
Method for continuous casting metals in electromagnetic crystallizer Download PDFInfo
- Publication number
- HU197685B HU197685B HU852182A HU218285A HU197685B HU 197685 B HU197685 B HU 197685B HU 852182 A HU852182 A HU 852182A HU 218285 A HU218285 A HU 218285A HU 197685 B HU197685 B HU 197685B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- inductor
- frequency
- crystallizer
- electromagnetic
- ingot
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B22D11/01—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths without moulds, e.g. on molten surfaces
- B22D11/015—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths without moulds, e.g. on molten surfaces using magnetic field for conformation, i.e. the metal is not in contact with a mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Description
A találmány tárgya eljárás fémeknek elektromágneses krisztallizátorban való tuskóöntésére, amely eljárás elsősorban a kohászatban, különösen pedig a könnyűfémek, illetőleg könnyűfémötvözetek tuskóöntésénél alkalmazható.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the casting of metals in an electromagnetic crystallizer which is particularly applicable in the metallurgy, and in particular in the casting of light metals or light alloys.
Alumíniumtuskókat, illetőleg az alumínium egyéb ötvözeteiből készített tuskókat általában elektromágneses krisztallizátorban állítják elő, és az itt elkészített féltermék kerül ezután további feldolgozásra a hengerművekben, leggyakrabban pedig a lemezhengerművekben.Aluminum ingots or other ingots of aluminum are generally produced in an electromagnetic crystallizer, and the semi-finished product produced here is then further processed in roll mills and most commonly in sheet mills.
A hengerelésnél a megbízható folyamatos üzemhez biztosítani kell egyrészt az üzemeltetési feltételeket, és ezen túlmenően biztosítani kell azt is, hogy a feldolgozandó féltermék ne koptassa feleslegesen a hengereket. Ennek egyik fő feltétele, hogy a tuskó teljes hossza mentén egyenletes és sima felületű legyen. Ezért az öntés során is a legfontosabb szempont az, hogy pontosan megadott sima és egyenletes felületű tüsköt hozzunk létre.In order to ensure reliable continuous operation of rolling mills, it is necessary to ensure both operating conditions and, in addition, to ensure that the intermediate product to be processed does not unnecessarily wear the rollers. One of the main prerequisites for this is that the log is uniform and smooth throughout its length. Therefore, the most important aspect of casting, too, is to create a precisely defined spike with a smooth and even surface.
Adott méretű és nagy simaságú felülettel ellátott tuskókat az ismert módon úgy állítanak elő, hogy a fém öntését egy elektromágneses krisztallizátorban végzik mégpedig úgy, hogy a fémolvadékot folyamatosan vezetik keresztül a krisztallizátor induktorán. Az induktorban folyó adott frekvenciájú és erősségű áram által létrehozott elektromágneses térerő alakítja a tuskó kristályszerkezetét. A tuskó merevedése és kristályosodása a krisztallizátorban a kokillafenéknél kezdődik. Ahogyan az olvadék fokozatosan kristályosodik, annak megfelelően vezetjük el a tuskót a krisztallizátorból. Ily módon lehet a tuskónak annyira sima felületet biztosítani, hogy a hengerelés előtt semmiféle további megmunkálásra nincs szükség.Billets of a given size and a high smooth surface are prepared in a known manner by casting the metal in an electromagnetic crystallizer by continuously passing the metal melt through the inductor of the crystallizer. The crystalline structure of the billet is formed by the electromagnetic field generated by the current of a given frequency and intensity flowing through the inductor. The stiffening and crystallization of the ingot begins in the crystallizer at the bottom of the die. As the melt gradually crystallizes, the billet is removed from the crystallizer accordingly. In this way, the billet is so smooth that no further machining is required before rolling.
A váltakozó áramú elektromágneses tér, amelyet az elektromágneses krisztallizátor induktorának, a tuskót körülvevő tekercselése segítségével hozunk létre, a megolvadt fémben örvényáramokat hoz létre, amelyek a felülethatás következtében a tuskó felületén koncentrálódnak.The alternating current electromagnetic field, which is created by winding the inductor of the electromagnetic crystallizer around the ingot, produces eddy currents in the molten metal which are concentrated on the ingot surface due to the surface effect.
A tuskó kerülete mentén egy rövidrezáró tekercs alakul ígyki,ésazezen atekercsen átfolyó áram az induktor erőterével kölcsönhatásba lépve a folyékony fémre összehúzó hatást fejt ki. A keletkező tuskó keresztmetszete így az induktor keresztmetszetéhez lesz hasonló. Ily módon lehet gyakorlatilag tetszőleges keresztmetszetű tuskókat folyamatos indukciós tuskóöntéssel előállítani.A short-circuiting coil is formed along the perimeter of the billet, and the current flowing through the coil interacts with the force field of the inductor to contract the liquid metal. The resulting billet will thus have a cross section similar to that of the inductor. In this way, blocks of virtually any cross-section can be produced by continuous induction ingot casting.
Általában az elektromágneses krisztallizátorokban elsősorban olyan nagyméretű alumínium vagy alumíniumötvözet tuskókat öntenek és állítanak elő, ahol a tuskó súly 6 t vagy még több.Generally, in the electromagnetic crystallizers, bulky aluminum or aluminum alloy ingots are predominantly cast and produced with a weight of 6 tonnes or more.
A krisztallizátor induktorának áramforrásaként általában 60—160 kW-os frekvencia-generátorokat alkalmaznak, amelyeknél a kimeneti áram 1000—24000 Hz frekvenciájú. Minél nagyobb keresztmetszetű tuskót kívánnak önteni, annál nagyobb teljesítményű áramforrásra van szükség és annál kisebb lehet a fémöntéshez használt kimeneti áram frekvenciája.Frequency generators of 60-160 kW, with an output current of 1000-24000 Hz, are generally used as the source of power for the crystallizer inductor. The larger the diameter of the ingot you wish to cast, the higher the power source required and the lower the frequency of the output current used for casting the metal.
Ismeretes többek között egy olyan eljárás fémek öntésére elektromágneses krisztallizátorban, amelyet a SbJ 616051 sz. szerzői tanúsítvány ír le, és amely eljárásnak az a lényege, hogy a fémolvadékot folyamatosan vezetik a krisztallizátor induktorán keresztül, és az áthaladó tuskó az induktor mágneses térereje által létrehozott áram erőterében van megvezetve ügy hogy a tuskó kristályosodása a kokillifenéknél kezdődik el, és a kristályosdás a tuskónak az induktorból való kivezetésével egyidejűleg megy végbe. Eközben természetesen a kokillafeneket is folyamatosan mozgatjuk lefelé.Among other things, a process for casting metals in an electromagnetic crystallizer, known from SbJ 616051, is known. which describes the continuous flow of the molten metal through the inductor of the crystallizer and the passage of the passage through the current generated by the magnetic field of the inductor that the crystallization of the ingot begins at the mold bottom and crystallizes. occurs when the block is removed from the inductor. Of course, we also move the bottom of the cocktail bottom continuously.
Az induktor kimeneti áramának a frekvenciáját az induktoron áthaladó olvadt fém ellenállásának figyelembevételével határozzuk meg. A kristályosodás kezdetekor a kokillafenéken lévő tuskóra az induktor mágneses térereje által kifejtett elektrodinamikus nyomást nagymértékben befolyásolja a kokillafenék is, amelynek fajlagos ellenállása 3—5-szöröse a fémcívadék fajlagos ellenállásának. Ez egyúttal azt is jelenti, hogy egy adott frekvenciájú áram esetén a különböző fajlagos ellenállások következtében a tuskóra ható elektrodinamikus nyomások is különbözőek lesznek. Ez azt eredményezi, hogy a tuskó fejrészének a keresztmetszete, amely akkor alakul ki, amikor még a kokillafenék is az induktoron belül van, körülbelül 10%-al kisebb lesz, mint a tuskó azon részeinek a keresztmetszete, amelyek akkor kristályosodnak ki, amikor a kokillafénék már az induktoron kívül van. A tuskónak ezt a fejrészét általában mechanikus úton végül a tuskóról eltávolítják, és ismételten beolvasztják.The frequency of the inductor output current is determined by considering the resistance of the molten metal passing through the inductor. At the onset of crystallization, the electrodynamic pressure exerted by the magnetic field of the inductor on the die at the bottom of the die is greatly influenced by the die as well, which has a specific resistance 3-5 times that of the metal scrap. This also means that for a given frequency current, the electrodynamic pressures acting on the block will be different due to the different resistances. This results in that the cross-sectional area of the log head, which is formed when even the bottom of the die is inside the inductor, is about 10% smaller than the cross-section of the log that crystallizes when the die is already outside the inductor. This head portion of the billet is usually mechanically removed from the billet and re-melted.
A fentiekben ismertetett eljárással öntött tüskék általában igen nagy súlyúak, többnyire 6 t körüli a súlyuk, ennek megfelelően utólag, a kisebb keresztmetszet miatt elválasztott rész amely ugyancsak 3—5%-a a teljes tuskónak, szintén viszonylag nagy súlyt képvisel, általában 200—300 kg.The mandrels cast by the process described above are generally very heavy, generally having a weight of about 6 t, and consequently the portion separated due to the smaller cross-section, which also accounts for 3-5% of the total ingot, also has a relatively high weight, generally 200-300 kg. .
A találmánnyal feladatul tűztük ki egy olyan eljárás kidolgozását krisztallizátorban végzett tuskóöntéshez, ahol a tuskót formáló elektromágneses térerőt olyan változó frekvenciájú árammal hozzuk létre, amely lehetővé teszi, hogy a tuskó teljes hosszában azonos legyen annak keresztmetszete, így ne kelljen a tuskónak a végét később eltávolítani, azaz lényegesen le lehessen csökkenteni a keletkező veszteséget.It is an object of the present invention to provide a method for casting a billet in a crystallizer by generating a billet-forming electromagnetic field with a variable frequency current that allows the billet to have the same cross-section throughout its length, without having to remove the billet later. that is, it is possible to significantly reduce the resulting losses.
A találmány tárgya tehát eljárás fémeknek elektromágneses krisztallizátorban való tuskóöntésére, amely eljárás során a fémolvadékot folyamatosan vezetjük át a krisztal 1 izátornak egy, adott frekvenciájú áram által elektromágneses erőteret létrehozó induktorán és ily módón képezzük a tuskót, amelynek a kristályosodása a krisztallizátorban a kokillafenéknél kezdődik, és megdermedt tuskót folya3The present invention relates to a process for casting metals in an electromagnetic crystallizer, wherein the molten metal is continuously passed through an inductor of the crystallizer 1 to produce an electromagnetic field at a given frequency current, the crystallization of which begins in the crystallizer and crystallizer. frozen stump of river3
-3197685 matosan vezetjük ki az induktorból a kokillafenék folyamatos mozgatásával. Az eljárás során úgy járunk el, hogy a tüsköt mindaddig, amíg a kokillafenék az induktorban van, olyan frekvenciájú áram erőterében tartjuk, ahol a fémolvadék hidrosztatikai nyomása és az induktor elektromágneses terének az adott tuskóhoz tartozó elektrodinamikus nyomása egyensúlyban van, és a, kokillafenéknek az induktorból való elvezetésekor az induktor áramának a frekvenciáját az induktorban lévő elektrodinamikus nyomás csökkenésével arányosan növeljük.-3197685 is driven out of the inductor by continuous movement of the chuck bottom. The process involves maintaining the mandrel as long as the mandrel bottom is in the inductor, at a frequency of frequency at which the hydrostatic pressure of the molten metal and the electrodynamic pressure of the electromagnetic field of the inductor are in equilibrium, and When discharging, the frequency of the inductor current is increased in proportion to the decrease in the electrodynamic pressure in the inductor.
A találmány szerinti eljárást alkalmazva, előállítható tehát, egy teljes hossz mentén azonos keresztmetszetű tuskó, és így mivel veszteség nincs, a teljesítmény és a termelékenység is 3—5%-al növelhető. Azáltal, hogy nő a termelékenység, csökken az energiafogyasztás is, mivel az elektromágneses krisztallizátort tápláló áramforrás teljesítménye felére vagy még alább csökkenthető.Thus, by using the process of the invention, billets of the same cross-section can be produced over the entire length, and thus, with no loss, power and productivity can be increased by 3-5%. By increasing productivity, energy consumption is also reduced, since the power supply to the electromagnetic crystallizer can be reduced by half or even below.
A találmány szerinti eljárást, valamint az eljárást megvalósító berendezést a továbbiakban példakénti kiviteli alakjai segítségével, a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. AzThe process according to the invention and the apparatus implementing the process will now be described in more detail by way of exemplary embodiments, in the accompanying drawings. The
1. ábrán látható a krisztallizátornak a keresztirányú metszete az öntés kezdetekor, amikor a kokillafenék még az induktoron belül van, aFigure 1 shows a transverse section of the crystallizer at the start of casting, with the bottom of the die still within the inductor,
2. ábrán látható a krisztallizátor. keresztmetszetének egy részlete az öntés egy olyan fázisában, amikor a kokillafenék az induktoron kívül van, aFigure 2 shows the crystallizer. a part of its cross-section during a phase of casting where the bottom of the die is outside the inductor,
3. ábrán látható a krisztallizátor induktora áramforrásának blokkvázlata.Figure 3 is a block diagram of a power source for the crystallizer inductor.
A továbbiakban ismertetjük tehát a találmány szerinti eljárást és az eljárást megvalósító berendezést. Az 1. ábrán látható az öntési folyamat kezdete. Ekkor az elektromágneses krisztallizátor 1 induktorában elhelyezzük a 2 kokillafeneket, amely 2 kokillafenék kiindulási felső véghelyzetébe 3 öntőgéppel van állítva. Ezt követően állítjuk elő az 1 induktorral az elektromágneses térerőt, és kezdjük el a 4 fémolvadéknak a bevezetését a 2 kokillafenékre. A 4 fémolvadékot egy, az 1. ábrán nem szereplő adagoló berendezésből annak 5 nyakrészénél vezetjük az 1 induktoron belül elhelyezkedő 2 kokillafenékre. Az 1. ábrán az anyagvezetés irányát vastag nyíllal jelöltük. Az 1 induktor elektromágneses tere alakítja ki a 6 tüsköt, amelynek a kristályosodása 2 kokillafenéknél kezdődik el. Ahogyan a 4 fémolvadék kristályosodása a 6 tuskóban fokozatosan végbemegy, úgy vezetjük a 6 tuskót a 2 kokillafenékkel együtt az 1 induktorból lefelé, és annak mágneses erőteréből kifelé. Folyamatosan adagoljuk tehát a fémolvadékot és a kristályosodásnak megfelelően mozgatjuk lefelé a 2 kokillafeneket.Thus, the following describes the process of the invention and the apparatus implementing the process. Figure 1 shows the beginning of the casting process. In this case, the mold base 2 is placed in the inductor 1 of the electromagnetic crystallizer, which is set in the initial upper end position of the mold base 2 by means of a casting machine 3. Subsequently, the inductor 1 generates the electromagnetic field and begins to inject the molten metal 4 into the bottom 2. The molten metal 4 is guided from a dispensing device (not shown in Fig. 1) to the bottom 2 of the inductor 1 at its neck 5. In Figure 1, the direction of material flow is indicated by a thick arrow. The electromagnetic field of the inductor 1 forms the mandrel 6, the crystallization of which begins at the bottom of the die. As the crystallization of the metal melt in the ingot 6 proceeds gradually, the ingot 6 is guided downwardly from the inductor 1 and out of its magnetic field, together with the bottom 2. Thus, the molten metal is added continuously and the molds 2 are moved downwards according to crystallization.
ω0 = μοσωι^ = p0-jL2jifr2 = μ0 4ω 0 = μ ο σωι ^ = p 0 -jL2jifr 2 = μ 0 4
Az 1 induktor mágneses térerejének és a 4 fémolvadékban keletkező örvényáramok kölcsönhatásának az eredője egy, a 6 tuskóra kifejtett taszító erő, aminek következtében az 1 induktor és a 6 tuskó között egy közbenső térrész alakul ki, azaz a 6 tuskó r sugara kisebb lesz, mint az 1 induktor rl belső sugara.The result of the interaction between the magnetic field strength of the inductor 1 and the eddy currents generated in the molten metal 4 is a repulsive force applied to the billet 6, which results in an intermediate space between the inductor 1 and the billet 6, i.e. Internal radius rl of inductor 1.
Annak érdekében, hogy a keletkező 6 tuskó mindvégig egyenletes keresztmetszetű legyen, biztosítani kell, hogy a 4 fémolvadék hidrosztatikai Pl nyomása és az 1 induktor elektromágneses terének elektrodinamikus terének elektrodinamikus P2 nyomása egyenlő legyen, azaz Pl = P2.In order to ensure that the resulting ingot 6 is of uniform cross-section, it is necessary to ensure that the hydrostatic pressure P1 of the metal melt 4 and the electrodynamic pressure P2 of the electromagnetic field of the inductor 1 are equal, i.e. P1 = P2.
A hidrosztatikai Pl nyomás a 4 fémolvadék hl magasságától függ, míg az 1 induktor elektromágneses tere által létrehozott elektrodinamikus P2 nyomás a következő képlet alapján határozható meg;The hydrostatic pressure P1 depends on the height hl of the metal melt 4, while the electrodynamic pressure P2 generated by the electromagnetic field of the inductor 1 can be determined by the following formula;
P2 =^—j-y θ (ωο,α,β) aholP2 = ^ - jy θ (ω ο , α, β) where
I- az 1 induktorban folyó áram erőssége W- az 1 induktor tekercselésének a menetszámaI - the current flowing in the inductor 1 W - the number of turns of the inductor 1
1- e . induktor magassága1- e. height of inductor
Θ- tviiyező, amely az 1 induktor és a 4 fémolvadékot képező fém elektromos jellemzőitől függ.Θ- transducer depending on the electrical characteristics of the inductor 1 and the metal forming the molten metal 4.
Ezek a jellemzők a következők: ω0- az 1 induktor áramának relatív frekvenciája, amely a következő képlet alapján határozható meg:These characteristics are as follows: ω 0 - the relative frequency of the current of the inductor 1, which can be determined by the following formula:
(θο μοσωι 2* ahol μο - a vákuum villamos vezetőképessége σ - a fém villamos vezetőképessége R - a fém ellenállása p - a fémnek az 1 induktorban mérhető fajlagos ellenállása(θο μ ο σωι 2 * where μ ο - electrical conductivity of the vacuum σ - electrical conductivity of the metal R - resistance of the metal p - specific resistance of the metal in the inductor 1
S - a tuskó keresztmetszete ω - az 1 induktor áramának körfrekvenciája f - az 1 induktor áramának frekvenciája a = —S - cross-section of the billet ω - circular frequency of inductor 1 f - frequency of inductor 1 a = -
r.r.
β = r2, ahol r, - az induktor sugara r2 - az 1 induktor méretezés sugaraβ = r 2 where r, - radius of inductor r 2 - radius of dimensioning of inductor 1
Az elektromágneses krisztallizátor méretezésénél az alábbi szempontokat kell figyelembe venni és megvalósítani: β — Ti/r2 = const (3) α — l/r2 — const (4)The following aspects must be considered and realized when designing an electromagnetic crystallizer: β - T i / r 2 = const (3) α - l / r 2 - const (4)
2nfr2 = Af/p (5)2nfr 2 = Af / p (5)
-4197685 ahol-4197685 where
2nr22S2nr 2 2S
A = μ0-- constA = μ 0 - const
Az (5) egyenletből látható, hogy a ώο relatív frekvenciára vonatkozó feltétele az 1 induktor áramának f frekvenciájától és az induktorban lévő p fajlagos ellenállásától függ. A p fajlagos ellenállás növekedése a Θ tényezőt csökkenti, míg az 1 induktorban lévő áram f frekvenciájának a növelése ω körfrekvenciát növeli.From equation (5) it can be seen that the condition for the relative frequency vonatkozó ο depends on the frequency f of the current of the inductor 1 and the specific resistance p of the inductor. Increasing the specific resistance p reduces the factor Θ, while increasing the frequency f of the current in the inductor 1 increases the circular frequency ω.
Ha a Θ tényező ingadozik, ingadozni fog az 1 induktor elektromágneses erőterének elektrodinamikus P2 nyomása is, amely a 4 fémolvadék hidrosztatikai Pl nyomás és az 1 induktor elektrodinamikus P2 nyomás közötti egyenlőség felbomlásához és ennek következményeként egy változó keresztmetszetű 6 tuskó formázásához vezet.If the factor Θ is fluctuating, the electrodynamic pressure P2 of the electromagnetic field of the inductor 1 will also fluctuate, leading to the breaking of the equilibrium between the hydrostatic pressure P1 of the molten metal 4 and the electrodynamic pressure P2 of the inductor 1 and consequently forming a billet 6 of variable cross section.
Az öntési folyamat kezdetén, amikor az 1 induktorban a p, fajlagos ellenállású 2 kokil lafenék és viszonylag kis tömegű p2 fajlagos ellenállású 4 fémolvadék található, az 1 induktor elektromágneses terének elektrodinamikuelektromágneses terének elektrodinamikus Pa nyomását elsősorban a 2 kokillafenék befolyásolja.At the beginning of the casting process, when the inductor 1 has a p, specific resistance 2 and a relatively low mass p 2 , the electrodynamic pressure Pa of the electromagnetic field of the inductor 1 is primarily influenced by the bottom 2.
Amikor az öntést folytatva, a 2 kokillafenék már nincs az 1 induktorban, akkor a p2 fajlagos ellenállású 4 fémolvadéknak mind nagyobb hatása lesz az elektrodinamikus P2 nyomás értékére.When the casting bottom 2 is no longer present in the inductor 1, the molten metal p 4 with specific resistance p 2 will have an increasing effect on the electrodynamic pressure P2.
Ha figyelembevesszük, hogy az 1 induktorban a p2 fajlagos ellenállású 4 fémolvadék hatása már ott növekedni fog és ennek következtében a Θ tényező csökken, akkor az is belátható, hogy ha az 1 induktorban az áram frekvenciáját, és ezáltal az elektrodinamikus P2 nyomást megnöveljük, akkor ily módon biztosítható, hogy a hidrosztatikai Pl nyomás és az elektrodinamikus P2 nyomás között egyenlőség fennálljon továbbra is.If we take into account that the effect of the metal melt 4 of resistivity p 2 in the inductor 1 will increase there and consequently the factor Θ decreases, it can be seen that increasing the frequency of the current in the inductor 1 and thus the electrodynamic pressure P2 In this way, it is ensured that the equilibrium between the hydrostatic pressure P1 and the electrodynamic pressure P2 is maintained.
Ha a folyadék 4 fémolvadék hl magassága 30—40 mm, már megvalósítható a folyamatos öntés. Az öntési folyamat további stabilizálása érdekében célszerű egy 8 árnyékoló elemet is elhelyezni az 1 induktoron.If the liquid metal melt 4 has a height of 30-40 mm hl, continuous casting can be achieved. In order to further stabilize the casting process, it is also desirable to place a shield element 8 on the inductor 1.
A 8 árnyékoló elemet a példakénti kiviteli alaknál egy zárt gyűrű képezi, amely antimágneses anyagból van, és amelynek vastagsága az 5 nyakrész irányába növekvőre van kiképezve. A 8 árnyékoló elem lehetővé teszi, hogy növekvő hl magasság esetén az elektrodinamikus P2 nyomás a szükséges mértékben csökkenjen, amely lényegében a hidrosztatikai Pl nyomás csökkenésének felel meg. Ezen túlmenően a 8 árnyékoló elem alkalmazása csökkenti a 4 fémolvadék lüktetését, adott esetben túlfolyását, ami a 6 tuskó alakjára egyébként kedvezőtlenül hatna.In the exemplary embodiment, the shielding element 8 is formed by a closed ring made of antimagnetic material, the thickness of which is incremented towards the neck portion 5. The shielding element 8 allows the electrodynamic pressure P2 to be reduced as needed, which corresponds essentially to a decrease in the hydrostatic pressure P1 as the height h1 increases. In addition, the use of the shielding element 8 reduces the pulsation, possibly overflow, of the metal melt 4, which would otherwise adversely affect the shape of the billet 6.
Akkor, amikor a 2 kokillafenék az 1 induktoron kívül kerül, és többé már nem befolyásolja az elektrodinamikus P2 nyomást, a Pl és P2 nyomások közötti egyenlőséget az induktor áramforrása áramának előre megadható Í2 frekvencián való tartásával lehet biztosítani.When the bottom of the mold 2 is outside the inductor 1 and no longer influences the electrodynamic pressure P2, the equilibrium between the pressures P1 and P2 can be ensured by keeping the current of the inductor current at a predetermined frequency.
Ha a Θ tényező, és ennek következtében az elektrodinamikus P2 nyomás a technológiai folyamat során megváltozik, a Pl = P2 egyenlőség az 1 induktor áramával korrigálható, amelynek fl frekvenciáját kísérletileg határozzuk meg és ez az érték egy, a P2 nyomás változásának értékével arányos értékkel kisebb, mint az előre beállított f2 frekvencia.If the factor Θ and consequently the electrodynamic pressure P2 changes during the technological process, the equation P1 = P2 can be corrected for the inductor 1 whose frequency fl is experimentally determined and is less than a value proportional to the change in pressure P2, as the preset frequency f2.
A kristályosodási határfelület, azaz az a határréteg, amely a 6 tuskó szilárd és folyékony fázisa között kialakul, és amelyet a 2. ábrán az a-a vonal menti homlokfelület jelöl, az öntés során fölfelé irányban tolódik eí, és ennek következtében az ábrán b-b vonal mentén bejelölt hűtési tartomány h2 távolságra van az a-a vonal menti homlokfelülettől. A h2 távolság nagysága, amejy a 6 tuskó már kikeményedett részét jelzi, nagymértékben függ az öntési sebességtől. A 2 kokillafenéknek a mozgási sebességétől és csak kisebb mértékben függ a hűtővíztől, míg a hűtővíz hőmérséklettől gyakorlatilag független. A kristályosodási határfelületet jelző a-a vonal menti homlokfelület az 1 induktornak a keresztirányú szimmetriasíkjában kell elhelyezkedjen ott, ahol a térerősség a maximális.The crystallization interface, that is, the boundary layer formed between the solid and liquid phases of the ingot 6, represented by the aa line face in Fig. 2, is shifted upwards during casting, and consequently is marked along the line bb in the figure. the cooling range is h2 from the front face along line aa. The size of the distance h2, which indicates the hardened portion of the ingot 6, is highly dependent on the casting speed. The bottom of the mold 2 is dependent on the speed of movement and only to a lesser extent on the cooling water, while the cooling water is practically independent of the cooling water. The a-a-a-line end face of the crystallization interface should be located in the transverse plane of symmetry of the inductor 1 at the maximum field strength.
Ahogyan a 4 fémolvadéknak egyre nagyobb része kristályosodik ki, a kikristályosodott részek elhaladnak a vízhűtést képező 7 vízgyűjtő elem előtt, és a 6 tuskó folyamatosan van az 1 induktorból elvezetve, miközben a 2 kokillafenék is folyamatosan halad lefelé úgy, hogy az öntési folyamat befejeződésekor a 4 fémolvadék p2 fajlagos ellenállása nagyobb, mint a p, fajlagos ellenállás.As more and more of the molten metal crystallizes, the crystallized portions pass in front of the water cooling element 7 and the ingot 6 is continuously discharged from the inductor 1, while the bottom of the mold 2 continues to move downwardly so that at the end of the molding process p 2 has a specific resistance greater than p, p.
Annak érdekében, hogy a hidrosztatikai Pl nyomás és az elektrodinamikus P2 nyomás között az egyenlőség fennálljon, ebben az esetben az 1 induktor áramának a frekvenciáját egy olyan értékkel kell megnövelni, amely az I induktorban lévő elektrodinamikus P2 nyomással arányos. így a technológiái folyamat végéig megmarad a Pl = P2 egyenlőség úgy, hogy az áram frekvenciáját most már végig f2 frekvencián tartjuk, mivel a 4 fémolvadéknak az 1 induktorban lévő része a kezdeti szakasz után már azonos, végig p2 fajlagos elleaállású.In order to maintain equivalence between the hydrostatic pressure P1 and the electrodynamic pressure P2, the frequency of the current of the inductor 1 must then be increased by a value proportional to the electrodynamic pressure P2 of the inductor. thus retained after processing Pl = P2 is equal to the frequency of the current is now maintained along frequency f2, whereas the portion of the inductor 1 to 4 has the same molten metal, through specific elleaállású p 2 after the initial stage.
Ahhoz, hogy az 1 induktorban létrehozzuk az elektromágneses térerőt, egy a 3. ábrán látható 9 frekvenciagenerátort alkalmaztunk, amely lehetővé teszi az induktor árama frekvenciájának a változtatását és állítását. A 9 frekvenciagenerátor antiparallel kapcsolt 10, 11, 12 és 13 tirisztorokat és azokkal antiparalle kapcsolt 14, 15, 16 és 17 diódákat tartalmaz és az egyik átlóban egy kommutáló 18 kondenzátor van. A 18 kondenzátorral egy illesztő 19 transzformátor primer tekercse, valamint 20 fojtótekercs van sorosan kapcsolva, míg a másik átlót leválasztó 22 kondenzátor és 21 fojtótekercs soros kapcsolása képezi. Az átlók 23 fojtótekercsen keresztül vannak a 24 feszült5In order to generate the electromagnetic field in the inductor 1, a frequency generator 9, as shown in Fig. 3, is used, which allows changing and adjusting the frequency of the inductor current. The frequency generator 9 comprises antiparallel connected thyristors 10, 11, 12 and 13 and antiparallel diodes 14, 15, 16 and 17 connected therewith and one of the diagonals has a commutating capacitor 18. The capacitor 18 is connected in series with the primary winding of an adapter transformer 19 and the choke 20, while the other diagonal is formed by a series connection of a capacitor 22 and a choke 21. The diagonals are across 23 chokes 24 to the tension 5
-5197685 séggenerátorra csatlakoztatva. Ezen túlmenően az illesztő 19 transzformátor szekunder tekercse egy 25 kondenzátorteleppel van párhuzamosan kapcsolva, amelynek középpontja földelve van. Az illesztő 19 transzformátor szekunder tekercsre az elektromágneses krisztallizátor 1 induktora van párhuzamosan csatlakoztatva.-5197685 connected to a generator. In addition, the secondary winding of the adapter transformer 19 is connected in parallel with a capacitor battery 25 whose center is grounded. The inductor 1 of the electromagnetic crystallizer is connected in parallel to the secondary transformer 19 of the adapter transformer.
A 9 frekvenciagensrátor működése a következő:The operation of the 9 frequency sensors is as follows:
A leválasztó 22 kondenzátor a 24 feszültséggenerátorról a bemeneti fojtóként kiképzett 23 fojtótekercsen és a 21 fojtótekercsen keresztül van feltöltve. Tegyük fel, hogy a kommutáló 18 kondenzátornak a 3. ábrán bejelölt polaritása van.The isolating capacitor 22 is charged from the voltage generator 24 through the inductor 23 and the inductor 21, which are designed as the input inductor. Suppose that the commutating capacitor 18 has the polarity shown in FIG.
Ha a 10, 12 tirisztorok egy, az ábrán nem szereplő vezérlő áramkörről nyitó impulzust kapnak a vezérlő elektródájukra, akkor bekapcsolt állapotba billennek át, és ennek hatására a kommutáló 18 kondenzátor a következő úton fog áttöltődni: 18 kondenzátor — illesztő 19 transzformátor primer tekercse, 20 fojtótekercs — 12 tirisztor — 22 kondenzátor — 21 fojtótekercs — 10 tirisztor — 18 kondenzátor. Ennek az áramkörnek a jellemzőit úgy kell kiszámítani, hogy az áttöltődés rezgőkör-karakterisztikát mutasson. Amikor a kommutáló 18 kondenzátor áttöltődik, és a 10 és 12 tirisztorok árama áthalad a nullán, a 10 és 12 tirisztorok kikapcsolnak.When the thyristors 10, 12 receive an opening pulse from their control circuit (not shown) to their control electrode, they are turned on and cause the commutator capacitor 18 to be charged in the following way: capacitor adapter transformer primary winding 20 choke coil - 12 thyristor - 22 capacitor - 21 choke coil - 10 thyristor - 18 capacitor. The characteristics of this circuit shall be calculated in such a way that the charge has a vibration circuit characteristic. When the commutating capacitor 18 is charged and the current of thyristors 10 and 12 passes through zero, thyristors 10 and 12 turn off.
Annak eredményeként, hogy a kommutáló 18 kondenzátort oszcillálva töltjük fel, a 10 és 12 tririsztorok kikapcsolás után a 14 és 16 diódák lépnek a következő úton működésbe: 18 kondenzátor, 20 fojtótekercs — 19 transzformátor primer tekercse, 18 kondenzátor. Ezen az áramkörön keresztül a fölösleges meddő energiát vezetjük el. Amikor pedig a 14 és 16 diódák árama a nullán áthalad és a kommutáló 18 kondenzátor feszültsége kisebb lesz, mint a 24 feszültséggenerátor feszültsége a 14 és 16 diódák szintén kikapcsolt állapotba kerülnek, azaz nem vezetnek.As a result of charging the commutating capacitor 18 by oscillating, the thyristors 10 and 12, after switching off, the diodes 14 and 16 operate in the following manner: capacitor 18, choke 20 - primary transformer coil 19, capacitor 18. Through this circuit, excess waste energy is discharged. When the current of the diodes 14 and 16 passes through zero and the voltage of the commutating capacitor 18 is lower than the voltage of the voltage generator 24, the diodes 14 and 16 are also switched off, i.e. they do not conduct.
Ezt követően a 11 és 13 tirisztorokhoz vezetünk nyitó impulzust, azok kikapcsolását követően működésbe lépnek a 15 és 17 diódák és azok kikapcsolásakor ér véget az első ciklus a 9 frekvencia-generátorban.Thereafter, an opening pulse is applied to the thyristors 11 and 13, after switching them off the diodes 15 and 17 are triggered and the first cycle of the frequency generator 9 ends when they are switched off.
Ezután ismét a 10 és 12 tirisztorok kapnak bekapcsoló vezérlő impulzust és a folyamat kezdődik elölről a fent már leírt módon.Thereafter, the thyristors 10 and 12 again receive a triggering control pulse and the process begins again from the beginning as described above.
A 25 kondenzátortelep meddő teljesítményének jobb kihasználása érdekében az illesztő 19 transzformátort nagyfrekvenciás transzformátorként képezzük ki és annak nagyfrekvenciás tekercsét használjuk fel. Mivel az 1 induktor alacsonyfeszültségü (40—110 V) és ezen a feszültségen is működik, így azt az illesztő 19 transzformátor szekunder tekercselésének csak egy résztekercsére csatlakoztatjuk.In order to make better use of the capacitance of the capacitor battery 25, the adapter transformer 19 is designed as a high frequency transformer and uses its high frequency coil. Since the inductor 1 is low-voltage (40-110 V) and operates at this voltage, it is connected to only one part of the secondary winding of the adapter transformer 19.
Az elektromágneses krisztallizátorban a jobb munkavédelmi feltételek biztosításához az illeszkedő 19 transzformátor középkivezetését földeltük. A 10, 12 és 11, 13 tirisztorok ve5 zérlőimpulzusainak időbeli eltolásával a 9 frekvencia-generátor kimeneti áramának f frekvenciája változtatható és kimeneti teljesítménye szabályozható.The middle terminal of the matching transformer 19 was grounded in the electromagnetic crystallizer for better working conditions. By shifting the control pulses ve5 of the thyristors 10, 12 and 11, 13 over time, the frequency of the output current of the frequency generator 9 can be varied and the output power can be controlled.
Ily módon a találmány szerinti eljárással, az elektromágneses krisztallizátorban öntéssel létrehozott 6tuskóknak a keresztmetszetét lehet megfelelően állítani és biztosítani lehet, hogy az 5 nyakrész keresztmetszete éppen akkor legyen, minta 6 tuskó egyéb részeinek a ke15 resztmetszete. Tehát a kitűzött célt, nevezetesen, hogy az öntött tuskó teljes hossza mentén egyenletes felületű és keresztmetszetű legyen, biztosítani tudjuk a találmány szerinti eljárássalIn this way, the cross-section of the ingots 6 formed by casting in the electromagnetic crystallizer according to the invention can be properly adjusted and it is ensured that the cross-section of the neck 5 is exactly the same as the cross-section of the rest of the ingots. Thus, the object of the invention, namely to have a uniform surface and cross-section of the cast ingot, can be achieved by the process of the invention.
Példa:Example:
A 6 tuskó mérete 1540x300x6000 mm, az öntvény alumíniumból készül. Az 1 induktor frekvenciája 1750 Hz, amíg a 2 kokillafenék az 1 induktoron belül van és 1800 Hz amikor a 2 kokillafenék az 1 induktoron kívül van. Ilyen frekvenciaértékkel biztosítani tudtuk, hogy a hidrosztatikai Pl nyomás és az elektrodinamikus P2 nyomás végig az öntés folyamán egyensúlyban legyen, és a keletkezett tuskó3Q öntvény keresztmetszete is végig azonos. A találmány szerinti eljárást természetesen nemcsak alumínium öntésnél lehet alkalmazni, hanem más nem mágneses könnyűfémeknél vagy azok ötvözeteinél is.The size of the 6 ingots is 1540x300x6000 mm and the casting is made of aluminum. The frequency of the inductor 1 is 1750 Hz while the bottom of the mold 2 is within the inductor 1 and 1800 Hz when the bottom of the mold 2 is outside of the inductor 1. With such a frequency value, we were able to ensure that the hydrostatic pressure P1 and the electrodynamic pressure P2 were in equilibrium throughout the casting and that the cross-section of the resulting ingot cast iron was the same. Of course, the process of the invention is applicable not only to aluminum casting, but also to other non-magnetic light metals or their alloys.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/SU1985/000014 WO1986004838A1 (en) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | Method of casting metal into electromagnetic crystallizer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUT44458A HUT44458A (en) | 1988-03-28 |
| HU197685B true HU197685B (en) | 1989-05-29 |
Family
ID=21616891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU852182A HU197685B (en) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | Method for continuous casting metals in electromagnetic crystallizer |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63500784A (en) |
| CH (1) | CH665972A5 (en) |
| FR (1) | FR2580202B1 (en) |
| HU (1) | HU197685B (en) |
| SE (1) | SE8604088D0 (en) |
| WO (1) | WO1986004838A1 (en) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2092863A1 (en) * | 1970-06-25 | 1972-01-28 | Kuibyshevsky Metallurg | Ingot moulding in continuous and semicontin- - uous metal casting |
| SU616051A1 (en) * | 1973-08-30 | 1978-07-25 | Уфимский авиационный институт им.Орджоникидзе | Method of casting metal in magnetic field |
| SU637196A1 (en) * | 1974-08-20 | 1978-12-15 | Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева | Method of automatic control of the starting mode of a metal continuous casting plant |
| SU806236A1 (en) * | 1978-03-09 | 1981-02-23 | Государственный Научно-Исследовательс-Кий И Проектный Институт Сплавов И Об-Работки Цветных Металлов "Гипроцветмет-Обработка" | Method of continuous ingot casting |
| US4289946A (en) * | 1978-05-15 | 1981-09-15 | Olin Corporation | Electromagnetic casting apparatus |
| US4274470A (en) * | 1978-11-02 | 1981-06-23 | Olin Corporation | Bottom blocks for electromagnetic casting |
| US4470447A (en) * | 1980-04-07 | 1984-09-11 | Olin Corporation | Head top surface measurement utilizing screen parameters in electromagnetic casting |
-
1985
- 1985-02-13 CH CH413286A patent/CH665972A5/en not_active IP Right Cessation
- 1985-02-13 JP JP50180085A patent/JPS63500784A/en active Pending
- 1985-02-13 HU HU852182A patent/HU197685B/en not_active IP Right Cessation
- 1985-02-13 WO PCT/SU1985/000014 patent/WO1986004838A1/en unknown
- 1985-04-16 FR FR8505725A patent/FR2580202B1/en not_active Expired
-
1986
- 1986-09-26 SE SE8604088A patent/SE8604088D0/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2580202A1 (en) | 1986-10-17 |
| WO1986004838A1 (en) | 1986-08-28 |
| HUT44458A (en) | 1988-03-28 |
| SE8604088L (en) | 1986-09-26 |
| JPS63500784A (en) | 1988-03-24 |
| CH665972A5 (en) | 1988-06-30 |
| FR2580202B1 (en) | 1987-07-10 |
| SE8604088D0 (en) | 1986-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107127243A (en) | A kind of electromagnetic pulse forming device and method of sheet metal | |
| JPH0211334B2 (en) | ||
| JPH0115345B2 (en) | ||
| US4353408A (en) | Electromagnetic thin strip casting apparatus | |
| GB2265805A (en) | A combined electro-slag remelting/cold induction crucible system | |
| EP0093248A2 (en) | Process and apparatus for providing improved slurry cast structures by hot working | |
| HU197685B (en) | Method for continuous casting metals in electromagnetic crystallizer | |
| US4215738A (en) | Anti-parallel inductors for shape control in electromagnetic casting | |
| US4373571A (en) | Apparatus and process for electromagnetically shaping a molten material within a narrow containment zone | |
| EP0053809B1 (en) | Apparatus and process for cooling and solidifying molten material being electromagnetically cast | |
| US4522790A (en) | Flux concentrator | |
| EP1060044A1 (en) | Method for continuous casting and device for carrying out the method | |
| RU2656904C1 (en) | Method of electromagnetic stirring of liquid core in crystallizer with continuous casting | |
| US4561489A (en) | Flux concentrator | |
| US4495981A (en) | Process and apparatus for synchronized electromagnetic casting of multiple strands | |
| US3098149A (en) | Spark discharge maching apparatus for hard metals | |
| CA1123897A (en) | Electromagnetic casting method and apparatus | |
| US4388962A (en) | Electromagnetic casting method and apparatus | |
| GB2041803A (en) | Electromagnetic casting apparatus and process | |
| SU1375403A1 (en) | Method of casting metal into electromagnetic mould | |
| US4570699A (en) | Multi-turn coils of controlled pitch for electromagnetic casting | |
| US4452297A (en) | Process and apparatus for selecting the drive frequencies for individual electromagnetic containment inductors | |
| US4446909A (en) | Process and apparatus for electromagnetic casting of multiple strands having individual head control | |
| US4518030A (en) | Multi-turn coils of controlled pitch for electromagnetic casting | |
| RU203248U1 (en) | Installation of dual-frequency induction melting of metals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HU90 | Patent valid on 900628 | ||
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |