KR20210110881A - Flow rate control in continuous casting - Google Patents
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Abstract
금속의 연속 주조를 위한 몰드(2) 내의 유속을 제어하기 위한 장치(1)는, 몰드의 일측에 배치되는 연관된 제1 자기 코일(4)을 갖는 적어도 두 개의 제1 전방 코어(3); 몰드의 반대측에 배치되는 연관된 제2 자기 코일(6)을 가지며 상기 제1 전방 코어와 실질적으로 정렬되는 적어도 두 개의 제2 전방 코어(5); 일방향 자속이 제1 전방 코어에서 제2 전방 코어로 또는 그 반대로 몰드를 통과할 수 있도록 제2 전방 코어를 제1 전방 코어에 연결하는 외부 자기 루프(7, 8, 9); 및 제1 자기 코일의 두 개의 서브세트의 독립적인 제어를 가능하게 하는 제어 인터페이스(14)를 포함한다.An apparatus (1) for controlling a flow rate in a mold (2) for continuous casting of metal comprises: at least two first front cores (3) having an associated first magnetic coil (4) disposed on one side of the mold; at least two second front cores (5) having an associated second magnetic coil (6) disposed on opposite sides of the mold and substantially aligned with said first front core; an outer magnetic loop (7, 8, 9) connecting the second front core to the first front core so that one-way magnetic flux can pass through the mold from the first front core to the second front core and vice versa; and a control interface 14 that enables independent control of the two subsets of the first magnetic coil.
Description
본 발명은 금속의 연속 주조 분야에 관한 것이며, 특히 박 슬래브 주조기(thin slab caster)에서의 유속을 제어하기 위한 장치를 제안한다.The present invention relates to the field of continuous casting of metals, and in particular proposes a device for controlling the flow rate in a thin slab caster.
고속 연속 박 슬래브 주조 공정에서는 안정성 제어가 필수적이다. 현대의 고생산성의 박 슬래브 주조기는 처리량이 분당 8톤 이상일 수 있다. 이 시나리오에서는, 침지 노즐(submerged entry nozzle: SEN)을 떠나 몰드로 향할 때 용강(molten steel)의 유입 속도가 빠르며, 이는 강한 난류 효과로 이어지고, 스트랜드의 상측 부분에서 불안정하고 변동적이며 시간-변화적인 유동 패턴의 위험을 초래한다. 이러한 효과를 줄이는 것은 유체 스틸이 몰드 내에서 균일하게 응고되도록 균질하고 일정한 열 및 유동 조건을 얻기 위해서 중요하다.Stability control is essential in high-speed continuous foil slab casting processes. Modern high-productivity thin slab casting machines can have throughputs of 8 tonnes per minute or more. In this scenario, the rate of inflow of molten steel is high as it leaves the submerged entry nozzle (SEN) and towards the mold, which leads to a strong turbulence effect, which is unstable, fluctuating and time-varying in the upper part of the strand. risk of negative flow patterns. Reducing this effect is important to obtain homogeneous and constant thermal and flow conditions so that the fluid steel solidifies uniformly in the mold.
오늘날의 연속 주조기에서, 슬래브 생산은 종종 다양한 등급 및 치수로 다양화된다. 이러한 다양한 주조기 출력을 수용하기 위해, 박 슬래브 주조기의 작동은 폭, 주조 속도, SEN의 형태, SEN 침지, 과열도, 몰드 깔때기 형태 등에 따라 역동적으로 변화한다. 공정의 어려운 측면은 균질한 응고가 선호되는 조건에서 주조기 파라미터와 무관하게 동등한 응고 환경을 제공하는 것이다. 고속 박 슬래브 주조기에는 특히 과도한 메니스커스 유속, 변동, 난류 및 편향 유동의 위험이 존재하며, 이는 몰드 분말 혼입 또는 초기 셸 응고의 변동을 초래할 수 있다.In today's continuous casting machines, slab production is often diversified into various grades and dimensions. To accommodate these various casting machine outputs, the operation of the thin slab casting machine dynamically changes according to the width, casting speed, shape of SEN, SEN immersion, superheat, mold funnel shape, etc. A difficult aspect of the process is to provide an equivalent solidification environment irrespective of the caster parameters under conditions where homogeneous solidification is preferred. High-speed thin slab casting machines are particularly at risk of excessive meniscus flow rates, fluctuations, turbulence and deflection flows, which can lead to mold powder entrainment or fluctuations in initial shell solidification.
전자기 브레이크(electromagnetic brake: EMBR)는 몰드 내 용강 유동을 제동할 뿐만 아니라, 이 제동력을 브레이크에의 전류를 제어함으로써 스틸의 유입 유속에 따라 적절한 레벨로 조절할 수 있기 때문에, 박 슬래브 주조기에 대해 이들 잠재적인 품질 저하 현상을 역동적으로 상쇄하기 위한 훌륭한 대안을 제공한다.Electromagnetic brake (EMBR) not only brakes the flow of molten steel in the mold, but also allows this braking force to be adjusted to an appropriate level according to the incoming flow rate of steel by controlling the current to the brake, so these potential It provides an excellent alternative to dynamically offset the deterioration of phosphorus quality.
전통적인 결정론적(또는 개방-루프) EMBR 제어는 상이한 주조 조건에서 EMBR에 상이한 전류를 인가한다. 적절한 전류 설정은 통상적으로 강철 품질 및 공정 안정성을 평가하는 시험에 의해서, 및 수치적 및 물리적 모델링에 의해서 찾아진다. 번거롭고 시간-소모적이며 값비싼 것 외에, 이들 방법은 대규모로 작동하며 국소 이벤트 및 특수 이벤트를 취급하는 날카로움이 부족하다.Traditional deterministic (or open-loop) EMBR control applies different currents to the EMBR at different casting conditions. Appropriate current settings are usually found by tests evaluating steel quality and process stability, and by numerical and physical modeling. Besides being cumbersome, time-consuming and expensive, these methods work on a large scale and lack the sharpness of handling local and special events.
EP2633928B1호는 주조 몰드의 상이한 영역에 복수의 독자적으로 제어가능한 자기 브레이크를 배치함으로써 EMBR 제어의 개선을 시도한 것이다. 이로 인해 조작자는 용융 금속 유동에서의 좌/우 비대칭 또는 깊이 구배를 일정 자유도로 상쇄할 수 있다. 그러나, 자극의 구성에 의해, 자기 브레이크는 몰드 내의 적어도 하나의 국소 자기장의 방향이 몰드 내의 다른 국소 자기장의 방향과 반대인 자기장을 적용할 수 있을 뿐이다. 즉, 하나의 좌측 제동 영역과 하나의 우측 영역을 갖는 EP2633928B1호에 따른 제동 장치는 (+,-) 모드, (-,+) 모드와 같은 모드로 작동될 수 있지만, 예를 들어 (+,+) 또는 (+,0) 모드로 기능할 수 없다.EP2633928B1 attempts to improve EMBR control by placing a plurality of independently controllable magnetic brakes in different areas of the casting mold. This allows the operator to offset left/right asymmetry or depth gradients in the molten metal flow with a certain degree of freedom. However, by the configuration of the magnetic poles, the magnetic brake can only apply a magnetic field in which the direction of at least one local magnetic field in the mold is opposite to that of another local magnetic field in the mold. That is, a braking device according to EP2633928B1 having one left braking region and one right region can be operated in a mode such as (+,-) mode, (-,+) mode, but for example (+,+ ) or (+,0) mode.
본 발명의 하나의 목적은 금속의 연속 주조를 위한 몰드에서 보다 다양하고, 유연하며 및/또는 보다 적응 가능한 유속 제어를 가능하게 하는 유속 제어 장치를 제안하는 것이다. 이 목적은 독립 청구항에 의해 정의된 본 발명에 의해 달성된다.One object of the present invention is to propose a flow rate control device which enables a more versatile, flexible and/or more adaptable flow rate control in a mold for continuous casting of metals. This object is achieved by the invention as defined by the independent claims.
제1 양태에서는, 금속의 연속 주조를 위한 몰드 내의 유속을 제어하기 위한 장치이며, 몰드의 일측에 배치되는 연관된 제1 자기 코일을 갖는 적어도 두 개의 제1 전방 코어; 몰드의 반대측에 배치되는 연관된 제2 자기 코일을 가지며 상기 제1 전방 코어와 실질적으로 정렬되는 적어도 두 개의 제2 전방 코어; 및 일방향 자속이 제1 전방 코어에서 제2 전방 코어로 또는 그 반대로 몰드를 통과할 수 있도록 제2 전방 코어를 제1 전방 코어에 연결하는 외부 자기 루프를 포함하는 유속 제어 장치가 제공된다. 일 실시예에 따르면, 유속 제어 장치는 제1 자기 코일의 두 개의 서브세트의 독립적인 제어를 가능하게 하는 제어 인터페이스를 추가로 포함한다.In a first aspect, there is provided an apparatus for controlling a flow rate in a mold for continuous casting of metal, comprising: at least two first front cores having an associated first magnetic coil disposed on one side of the mold; at least two second front cores substantially aligned with the first front core and having an associated second magnetic coil disposed on an opposite side of the mold; and an outer magnetic loop connecting the second front core to the first front core such that the unidirectional magnetic flux can pass through the mold from the first front core to the second front core and vice versa. According to one embodiment, the flow rate control device further comprises a control interface enabling independent control of the two subsets of the first magnetic coil.
제1 자기 코일의 일부가 제1 자기 코일의 나머지와 독립적으로 제어될 수 있게 하는 제어 인터페이스와 외부 자기 루프의 조합으로 인해, 유속 제어 장치는 몰드의 다양한 영역에서 상이한 강도를 갖는 일방향 자속을 제공할 수 있다. 일방향 자속은 국소적으로 제로가 아닌 한 어디에서나 제1 전방 코어에 근접한 몰드측으로부터 제2 전방 코어에 근접한 몰드측으로 향하는 자속이거나, 어디에서나 제2 전방 코어에 근접한 몰드측으로부터 제1 전방 코어에 근접한 몰드측으로 향하는 자속이다. 외부 자기 루프의 존재는 일방향 자속의 발생을 가능하게 하지만, (+,-) 또는 (-,+) 타입의 플럭스를 적용할 수도 있으며, 여기에서 정미 플럭스는 제로이거나(예를 들어 좌/우 크기가 동일한 경우) 또는 제로가 아니다(예를 들어 좌/우 크기가 상이한 경우). 외부 자기 루프의 존재는 몰드 내의 적어도 하나의 국소 자기장의 방향이 몰드 내의 다른 국소 자기장의 방향과 반대라는 EP2633928B1호에 기재되어 있는 제한을 해제한다.Due to the combination of an external magnetic loop and a control interface that allows a portion of the first magnetic coil to be controlled independently of the rest of the first magnetic coil, the flow rate control device is capable of providing one-way magnetic flux with different intensities in different regions of the mold. can The one-way magnetic flux is a flux directed from the mold side proximate to the first front core to the mold side proximate to the second front core anywhere, unless locally zero, or anywhere from the mold side proximate to the second front core to the first front core. It is the magnetic flux toward the mold side. The presence of an external magnetic loop allows for the generation of a one-way magnetic flux, but it is also possible to apply a flux of the (+,-) or (-,+) type, where the net flux is zero (e.g. left/right magnitude) is equal) or non-zero (eg if left/right sizes are different). The presence of an external magnetic loop releases the limitation described in EP2633928B1 that the direction of at least one local magnetic field in the mold is opposite to the direction of another local magnetic field in the mold.
일 실시예에서, 제어 인터페이스는 제2 자기 코일의 두 개 이상의 서브세트의 독립적인 제어를 가능하게 한다. 이것은 제어 인터페이스가 가능하게 하는 제1 자기 코일의 두 개 이상의 서브세트의 독립적인 제어에 추가된다. 제2 자기 코일의 제어 가능성의 효과는 자속의 기하구조 및/또는 국소 강도가 보다 정확하게 제어될 수 있다는 것이다.In one embodiment, the control interface enables independent control of two or more subsets of the second magnetic coil. This is in addition to the independent control of two or more subsets of the first magnetic coil that the control interface enables. An effect of the controllability of the second magnetic coil is that the geometry and/or local strength of the magnetic flux can be more precisely controlled.
제1 자기 코일의 서브세트 및/또는 제2 자기 코일의 서브세트는 몰드의 측방향에 대해 상이하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 유속 제어 장치가 하나의 좌측 및 하나의 우측 제1 전방 코어와 하나의 좌측 및 하나의 우측 제2 전방 코어를 포함하는 실시예에서, 연관된 두 개의 좌측 자기 코일은 연관된 두 개의 우측 자기 코일과 독립적으로 제어될 수 있다. 이것은 측방향에 대한 인가되는 자속의 보다 정밀한 조정을 가능하게 할 수 있으며, 따라서 유동 기하구조를 포함하는 유속의 보다 정밀한 제어를 가능하게 할 수 있다.The subset of the first magnetic coil and/or the subset of the second magnetic coil may be arranged differently relative to the lateral direction of the mold. For example, in an embodiment wherein the flow rate control device comprises one left and one right first front core and one left and one right second front core, the two left magnetic coils associated with the two right magnetic coils associated with it It can be controlled independently of the coil. This may allow for a more precise adjustment of the applied magnetic flux for the lateral direction, and thus a more precise control of the flow rate including the flow geometry.
변형예에서, 유속 제어 장치는 두 개의 좌측 및 두 개의 우측 제1 전방 코어와 두 개의 좌측 및 두 개의 우측 제2 전방 코어를 포함할 수 있으며, 두 개의 좌측 제1 전방 코어는 몰드의 수직 방향의 양호한 커버리지를 제공하기 위해 상이한 높이에 배치될 수 있다. 마찬가지로, 우측 제1, 좌측 제2 및 우측 제2 전방 코어의 각각은 상이한 높이에 배치될 수 있다. 이 변형예에 따르면, 두 개의 좌측 제1 전방 코어와 연관된 자기 코일은 두 개의 우측 제1 전방 코어와 연관된 자기 코일과 독립적으로 제어될 수 있다. 또한 (i) 상부 및 하부 좌측 제1 전방 코어와 연관된 자기 코일 사이, (ⅱ) 상부 및 하부 좌측 제2 전방 코어와 연관된 자기 코일 사이, (ⅲ) 상부 및 하부 우측 제1 전방 코어와 연관된 자기 코일 사이, (ⅳ) 상부 및 하부 우측 제2 전방 코어와 연관된 자기 코일 사이, 및/또는 (v) 두 개의 좌측 제2 전방 코어와 연관된 자기 코일 및 두 개의 우측 제2 전방 코어와 연관된 자기 코일 사이에는 선택적인(필수적이지는 않음) 제어 독립성이 있다.In a variant, the flow rate control device may comprise two left and two right first front cores and two left and two right second front cores, the two left first front cores being in the vertical direction of the mold. They can be placed at different heights to provide good coverage. Likewise, each of the right first, left second and right second front cores may be disposed at different heights. According to this variant, the magnetic coils associated with the two left first front cores can be controlled independently of the magnetic coils associated with the two right first front cores. also (i) between the magnetic coils associated with the upper and lower left first front cores; (ii) between the magnetic coils associated with the upper and lower left second front cores; and (iii) the magnetic coils associated with the upper and lower right first front cores. between, (iv) between the magnetic coils associated with the upper and lower right second front cores, and/or (v) between the magnetic coils associated with the two left second front cores and the magnetic coils associated with the two right second front cores. There is optional (but not required) control independence.
전술한 실시예에서, 독립적인 제어는 제어 인터페이스가 각 서브세트의 자기 코일을 여자시키기 위한 전기 단자를 포함한다는 사실에 의해 달성될 수 있다. 즉, 각각의 서브세트에는 전기적으로 분리된 단자(또는 단자 쌍)가 제공된다. 대안적으로, 제어 인터페이스가 프로세서를 포함하고 적어도 부분적으로 소프트웨어로 실현되는 경우, 제어 독립성은 이 효과에 대한 소프트웨어 명령에 의해 달성될 수 있다.In the embodiment described above, independent control can be achieved by the fact that the control interface includes electrical terminals for energizing the magnetic coils of each subset. That is, each subset is provided with electrically isolated terminals (or pairs of terminals). Alternatively, if the control interface comprises a processor and is realized at least partially in software, control independence may be achieved by software instructions to this effect.
일 실시예에서, 제어 인터페이스는 정렬된 전방 코어의 쌍과 연관된 자기 코일을 협조(coordinated) 제어하도록 구성된다. 예를 들어, (상부) 좌측 제1 전방 코어와 연관된 자기 코일 및 (상부) 좌측 제2 전방 코어와 연관된 자기 코일은 협조적으로 제어된다. 이들 코어는 몰드의 횡단 방향과 대체로 평행한 그 대칭축이 실질적으로 일치한다는 의미에서 정렬될 수 있다. 협조 제어는, 실질적으로 동일하거나 비례적인 제어 신호 또는 여자 전류가 양 자기 코일에 적용되고 따라서 양 코일을 통한 결과적인 자속이 비슷하거나 실질적으로 동일하다는 의미로 이해되어야 한다. 이것은 자기 코일 중 협조 방식으로 제어되어야 하는 자기 코일을 여자시키기 위한 공통 전기 단자(또는 단자 쌍)를 제어 인터페이스에 제공함으로써 달성될 수 있다. 마찬가지로, 프로세서를 포함하는 제어 인터페이스의 경우, 협조 제어는 대응하는 소프트웨어 명령을 제공함으로써 달성될 수 있다.In one embodiment, the control interface is configured to coordinately control a magnetic coil associated with the aligned pair of anterior cores. For example, the magnetic coil associated with the (upper) left first front core and the magnetic coil associated with the (upper) left second front core are cooperatively controlled. These cores may be aligned in the sense that their axes of symmetry, generally parallel to the transverse direction of the mold, substantially coincide. Cooperative control is to be understood as meaning that substantially equal or proportional control signals or excitation currents are applied to both magnetic coils and thus the resulting magnetic flux through both coils is similar or substantially equal. This can be achieved by providing the control interface with a common electrical terminal (or terminal pair) for exciting one of the magnetic coils that is to be controlled in a cooperative manner. Likewise, in the case of a control interface comprising a processor, cooperative control may be achieved by providing corresponding software instructions.
일 실시예에서, 자기 코일은 몰드 내의 온도 분포 또는 온도 구배에 관한 또는 메니스커스의 특성에 관한 센서 데이터에 기초하여 제어된다. 센서 데이터는 몰드의 측방향에 대한 공간 분해능을 가질 수 있다. 즉, 센서 데이터는 적어도 하나의 좌측 및 하나의 우측 값을 포함할 수 있다. 공간 분해능이 훨씬 더 미세한 실시예에서는, 몰드의 측방향을 따라서 분포하는 동일한 개수의 점 또는 면적에 대응하는 세 개 이상의 상이한 센서 데이터 값이 있을 수 있다.In one embodiment, the magnetic coil is controlled based on sensor data regarding the temperature distribution or temperature gradient within the mold or regarding the characteristics of the meniscus. The sensor data may have spatial resolution for the lateral direction of the mold. That is, the sensor data may include at least one left and one right value. In embodiments where the spatial resolution is much finer, there may be three or more different sensor data values corresponding to the same number of points or areas distributed along the lateral direction of the mold.
일 실시예에서, 제1 및/또는 제2 전방 코어에는 플럭스-성형 요소가 제공된다. 이로 인해 공간적으로 불균일한 자속이 몰드를 통과할 수 있다. 플럭스-성형 요소는 재구성 가능할 수 있다.In one embodiment, the first and/or second front core is provided with a flux-forming element. This may result in spatially non-uniform magnetic flux passing through the mold. The flux-forming element may be reconfigurable.
일 실시예에서, 외부 자기 루프는 몰드 교환 또는 유지보수가 가능하도록 몰드로부터 철회될 수 있는 제1 및 제2 레벨 코어와, 외부 요크를 포함한다. 이것은 자기장을 실질적으로 폐쇄된 루프로, 즉 제2 전방 코어로부터 제2 레벨 코어, 외부 요크 및 제1 레벨 코어를 통해서 제1 전방 코어까지 채널링할 수 있는 자기 회로를 제공하며, 자속은 제1 전방 코어로부터 몰드를 가로질러 통과하여 제2 전방 코어에 도달한다.In one embodiment, the outer magnetic loop includes first and second level cores that can be withdrawn from the mold to allow for mold exchange or maintenance, and an outer yoke. This provides a magnetic circuit capable of channeling the magnetic field in a substantially closed loop, i.e. from the second front core through the second level core, the outer yoke and the first level core to the first front core, the magnetic flux being It passes from the core across the mold to reach the second front core.
일 실시예에서, 유속 제어 장치는 몰드와 독립적으로 이동할 수 있도록 지지된다. 통상적으로, 주조를 보다 매끄럽게 진행시키기 위해서, 몰드는 진동 테이블 상에 장착된다. 진동을 겪는 것에서 이득이 없는 유속 제어 장치는 진동 테이블이 아닌 다른 지지 구조물 상에 장착되어야 한다. 따라서 진동 테이블이 감당해야 하는 무게가 줄어들기 때문에, 이 진동 테이블은 설계가 더 간단할 수 있고, 작동이 보다 경제적일 수 있으며, 마모와 피로를 덜 겪을 수 있다.In one embodiment, the flow rate control device is supported so that it can move independently of the mold. Typically, in order to make the casting run more smoothly, the mold is mounted on a vibrating table. The flow rate control device, which does not benefit from experiencing vibrations, must be mounted on a support structure other than the vibration table. As the weight that the vibrating table has to bear is thus reduced, the vibrating table can be simpler in design, more economical to operate, and less prone to wear and fatigue.
제2 양태에서는, 몰드, 용융 금속의 공급원, 및 상기 특성을 갖는 유속 제어 장치를 포함하는, 금속의 연속 주조를 위한 시스템이 제공된다. 바람직하게, 이 시스템은 박 슬래브 주조기이다.In a second aspect, there is provided a system for continuous casting of metal comprising a mold, a source of molten metal, and a flow rate control device having the above characteristics. Preferably, the system is a thin slab casting machine.
일반적으로, 청구범위에 사용된 모든 용어는 본 명세서에서 달리 명시적으로 정의되지 않는 한 기술 분야에서의 그 통상적인 의미에 따라 해석되어야 한다. 유속 제어 장치, 전자기 제동 장치, 전자기 브레이크(EMBR) 및 장치라는 용어는 간략하게 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다. "관사/정관사로 수식되는 요소, 장치, 구성요소, 수단, 단계 등"에 대한 모든 언급은 달리 명시되지 않는 한 그 요소, 장치, 구성요소, 수단, 단계 등의 적어도 하나의 예를 언급하는 것으로 개방적으로 해석되어야 한다. 본 명세서에 개시된 임의의 방법의 단계는 명시되지 않는 한 개시된 정확한 순서로 수행될 필요는 없다.In general, all terms used in the claims are to be interpreted according to their ordinary meaning in the art, unless explicitly defined otherwise herein. The terms flow rate control device, electromagnetic brake device, electromagnetic brake (EMBR) and device may be used interchangeably herein for simplicity. All references to "an element, device, component, means, step, etc., which are modified by the article/definitive article" are, unless otherwise specified, a reference to at least one example of that element, apparatus, component, means, step, etc. should be interpreted openly. The steps of any method disclosed herein need not be performed in the exact order disclosed unless otherwise specified.
이제 첨부 도면을 참조하여 양태 및 실시예가 예로서 설명된다.
도 1 및 도 2는 주조 몰드의 각 측에 단일의 자기 코일을 갖는 박 슬래브 주조기의 부분 절취 사시도이다.
도 3은 외부 요크를 포함하는 박 슬래브 주조기의 개략 평면도이며, 몰드의 양쪽에 있는 자기 코일은 독립적으로 제어될 수 없다.
도 4는 몰드의 각 측에서의 독립적으로 제어 가능한 좌우 자기 코일, 및 좌우에서의 자기장 방향이 서로 반대이도록 배치된 두 개의 내부 요크를 포함하는 박 슬래브 주조기의 개략 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 몰드의 각 측에서의 독립적으로 제어 가능한 좌우 자기 코일 및 외부 요크를 포함하는 박 슬래브 주조기의 개략 평면도이다.
도 6은 박 슬래브 주조기의 전방 코어 상에 배치된 플럭스-성형 요소의 구성의 개략 정면도이다.
도 7a는 플럭스-성형 요소의 구성을 포함하는 박 슬래브 주조기의 전방 코어의 사시도이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 플럭스-성형 요소의 구성의 개략 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 몰드의 각 측에서의 독립적으로 제어 가능한 좌우 자기 코일 및 외부 요크를 포함하는 박 슬래브 주조기의 개략 평면도이며, 프로세서, 제어 인터페이스 및 센서가 도시되어 있다.
도 9는 몰드 내의 온도 분포를 감지하기 위해 그 벽에 복수의 광섬유가 수평으로 배치되어 있는 주조 몰드의 사시도이다.
도 10은 측방향(x)에 대한 속도 분포(v(x)) 및 메니스커스 높이(h)가 도시되어 있는 박 슬래브 주조기용 SEN의 측단면도(하측 부분), 및 B-B 라인을 통한 횡단면도(상측 부분)이다.Aspects and embodiments are now described by way of example with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 are perspective, partially cutaway views of a thin slab casting machine having a single magnetic coil on each side of a casting mold.
3 is a schematic plan view of a thin slab casting machine including an outer yoke, the magnetic coils on either side of the mold cannot be independently controlled.
4 is a schematic plan view of a thin slab casting machine including independently controllable left and right magnetic coils on each side of a mold, and two inner yokes arranged so that the magnetic field directions on the left and right are opposite to each other;
5 is a schematic plan view of a thin slab casting machine including an external yoke and independently controllable left and right magnetic coils on each side of a mold, in accordance with an embodiment of the present invention.
6 is a schematic front view of the configuration of a flux-forming element disposed on a front core of a thin slab casting machine;
7A is a perspective view of a front core of a thin slab casting machine including a configuration of flux-forming elements;
Fig. 7b is a schematic front view of the construction of the flux-forming element shown in Fig. 7a;
8 is a schematic plan view of a thin slab casting machine including an external yoke and independently controllable left and right magnetic coils on each side of a mold, in accordance with an embodiment of the present invention, showing the processor, control interface and sensors;
Fig. 9 is a perspective view of a casting mold in which a plurality of optical fibers are horizontally arranged on the walls thereof to sense a temperature distribution within the mold;
10 is a side cross-sectional view (lower part) of an SEN for a thin slab casting machine, showing the velocity distribution v(x) and meniscus height h for the lateral direction x, and a cross-sectional view through line BB ( upper part).
이제 본 발명의 특정 실시예가 도시되어 있는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양태를 보다 완전하게 설명할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Aspects of the present invention will now be more fully described with reference to the accompanying drawings in which specific embodiments of the present invention are shown.
그러나, 이들 양태는 여러가지 상이한 형태로 구체화될 수 있고, 제한적인 것으로 간주되지 않아야 하며; 오히려 이들 실시예는 본 발명이 철저하고 완전해지도록 또한 본 발명의 모든 양태의 범위를 통상의 기술자에게 완전히 전달하기 위해 예로서 제공된다. 이하의 부호 설명에서 요약되어 있듯이 유사한 참조 부호는 설명 전체에 걸쳐서 유사한 요소를 지칭한다.However, these aspects may be embodied in many different forms and should not be considered limiting; Rather, these examples are provided by way of example so that this invention will be thorough and complete, and will fully convey the scope of all aspects of the invention to those skilled in the art. As summarized in the following description of reference numerals, like reference numerals refer to like elements throughout.
제거된 불투명 물체의 양이 상이한 절취도인 도 1 및 도 2는 보편적인 형태의 전자기 제동 장치를 갖는 박 슬래브 주조기 시스템을 도시하고 있다. 작동 시에, SEN(13)은 스틸 또는 철이나 비철 합금과 같은 용융 금속을 몰드(2) 내로 방출한다. 그 자체 중력의 하향력과 몰드(2) 내의 상방에 이어서 추가되는 금속의 무게로 인해, 금속은 수직 이동하여 몰드(2)의 보다 저온 영역에 도달하고, 여기에서 서서히 응고(결정화)되어, 결국 연속 슬래브로서 몰드(2)를 떠난다. 몰드(2)는 예를 들어 구리로 제조될 수 있고, 경우에 따라 마찰을 조절하기 위해 윤활 또는 코팅된 내표면을 가지며, 약 100mm×1400mm로 측정되는 단면을 가질 수 있고, 5.5m/min의 주조 속도에 적합할 수 있다.1 and 2, cutaway views with different amounts of opaque objects removed, show a thin slab caster system with an electromagnetic braking device of a universal type. In operation, the
도 1 및 도 2에 도시된 전자기 제동 장치는 몰드(2)의 가까운 쪽에 제1 전방 코어(3)(도 2에서만 볼 수 있음)를 포함하고 몰드(2)의 먼 쪽에 제2 전방 코어(5)(도 2에서만 볼 수 있음)를 포함한다. 하나의 자기 코일(4, 6)은 각각의 전방 코어(3, 5)를 둘러싸고 따라서 상기 전방 코어(3, 5)와 연관된다. 적어도 가까운 쪽의 자기 코일(4)을 여자시키기 위한 전기 단자(10)가 도시되어 있다. 제1 및 제2 전방 코어(3, 5)의 분할된 근접 부분(3.1, 5.1)은 과도한 열을 제거하도록 구성된 냉매 채널(11.1, 12.1)의 대응 통로를 통해서 몰드(2)의 표면까지 연장된다. 전자기 제동 장치는, 전방 코어(3, 5)와 인터페이스하고 자기 회로를 폐쇄하는 역할을 하는 양면 자기 요크(7)와 추가로 인터페이스하는 제1 및 제2 레벨 코어(8, 9)를 추가로 포함한다. 자기 회로의 인터페이스는 중실일 수 있거나 에어 갭을 구비할 수 있다. 자기 요크(7) 및 레벨 코어(8, 9)는 철과 같은 강자성 재료의 것일 수 있다.The electromagnetic braking device shown in FIGS. 1 and 2 includes a first front core 3 (visible only in FIG. 2 ) on the proximal side of the
중공 화살표는 자기 코일(4, 6)이 여자되는 동안 국소 자속의 방향을 나타낸다. 여자된 자기 코일(4, 6)의 작용 하에, SEN(13) 아래에서의 몰드(2) 내 금속 유동은 유속()에 실질적으로 수직한 정적 자기장()에 노출된다. 따라서 금속은 와 실질적으로 반대되는 제동 와전류 힘The hollow arrows indicate the direction of the local magnetic flux while the
을 겪게 되며, 여기에서 는 국소 전기장이고 는 적절한 단위의 전도율이다. 도 1 및 도 2에 도시된 전자기 제동 장치는 몰드(2)의 다른 측방향 위치에서 유동의 독립적인 제어를 가능하게 하지 못할 수 있다.will be experienced, and here is the local electric field is the conductivity in appropriate units. The electromagnetic braking device shown in FIGS. 1 and 2 may not enable independent control of the flow in different lateral positions of the
도 3은 외부 요크(7)를 포함하는 전자기 제동 장치를 갖는 박 슬래브 주조기의 개략 평면도이다. 이 박 슬래브 주조기는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과 유사한 특성을 갖는다. 박 슬래브 주조기가 구비된 전자기 제동 장치는 몰드(2)의 각 측에 단일의 자기 코일(4, 6)을 포함한다. 자기 코일은 연결된 제어 인터페이스(14)에 의해 생성되는 신호에 따라 여자되어, 중실 화살표로 도시된 것과 유사한 자속을 제공한다. 제어 인터페이스(14)는 두 개의 자기 코어(4, 6)에 대한 독립적인 제어를 가능하게 할 수 있지만, 몰드(2)의 좌우측에 상이한 강도의 횡방향 자기장을 부여하는 것은 불가능하다.3 is a schematic plan view of a thin slab casting machine with an electromagnetic braking device comprising an
도 4는 좌우 제1 자기 코일(4a, 4b)과 연관된 좌우 제1 전방 코어(3a, 3b)뿐만 아니라 좌우 제2 자기 코일(6a, 6b)과 연관된 좌우 제2 전방 코어(5a, 5b)를 구비하는 전자기 제동 장치를 갖는 또 다른 종래 기술 주조 시스템의 평면도이다. 자속은 좌우 제1 전방 코어(3a, 3b)와 인터페이스하는 제1 내부 자기 요크(15) 및 좌우 제2 전방 코어(5a, 5b)와 인터페이스하는 제2 내부 자기 요크(16)에 의해 순환할 수 있다. 중실 화살표로 표시된 자속은 EP2633928B1호에서와 같이 몰드(2)를 통해서 재순환되기 때문에, 도시된 전자기 제동 장치는 좌우측 자기장의 방향이 서로 반대되게 하는 자기장을 생성할 수 있을 뿐이다. 이것은 자기 코일(4a, 4b, 6a, 6b)의 제어 가능성에 관계없이 적용된다.4 shows left and right first
본 발명은 자기 제동 필드의 제어 가능성을 개선하기 위한 해결책을 제안한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 몰드의 각 측에서의 독립적으로 제어 가능한 좌우 자기 코일(4, 6)뿐 아니라 외부 요크(7)를 포함하는 유속 제어 장치(1)를 갖는 박 슬래브 주조기의 개략 평면도이다. 좌측 제어 인터페이스(14a)는 좌측 제1 및 제2 전방 코어(3a, 5a)에 대응하는 자기 코일(4a, 6a)의 여자를 제어한다. 바람직하게, 두 개의 코일은 전술한 의미에서 협조 방식으로 제어된다. 우측 제어 인터페이스(14b)는 몰드(2)의 우측에 있는 대응 코일을 여자시키도록 배치된다. 이 유속 제어 장치(1)는 몰드(2)의 상이한 측방향 위치를 통과하는 자기장의 독립적인 제어를 가능하게 한다. 자속은 몰드(2)를 통해서가 아니라, 외부 요크(7)를 구비하는 외부 루프를 통해서 순환할 수 있다. 본 발명에 따른 유속 제어 장치(1)의 일반적인 특성과 관련해서는, 도 1 내지 도 4에 도시된 전자기 제동 장치에 대한 상기 설명이 참조된다.The present invention proposes a solution for improving the controllability of the magnetic braking field. 5 shows a thin slab casting machine having a flow
도 5에 도시된 실시예의 변형예에서는, 제1 및 제2 레벨 코어(8, 9) 또한 좌측 제1, 우측 제1, 좌측 제2, 우측 제2 레벨 코어로 나뉘어질 수 있다. 이후, 제1 좌측 레벨 코어는 제1 좌측 전방 코어 등과 인터페이스할 것이다.In a variant of the embodiment shown in FIG. 5 , the first and
유속 제어 장치(1)에 대한 지지 구조물은 도 5에 명시적으로 도시되어 있지 않다. 유속 제어 장치(1)는 몰드(2)와 독립적으로 이동할 수 있도록 지지되는 것이 바람직하다. 몰드(2)는 진동 테이블 상에 장착될 수 있지만, 유속 제어 장치(1)는 진동 테이블이 아닌 다른 지지 구조물 상에 장착되는 것이 바람직하다. 이런 식으로 진동 테이블은 더 가벼운 하중을 지지할 수 있기 때문에, 그 설계가 단순화될 수 있다.The support structure for the flow
도 6은 박 슬래브 주조기에서 유속 제어 장치(1)의 전방 코어(5, 6)의 근접 부분(5.1, 6.1) 상에 배치되는 플럭스-성형 요소의 배치의 개략도이다. 채워진 사각형은 몰드(2)쪽으로 상대적으로 더 가깝게 연장되는 부분에 해당되며, 빈 사각형은 몰드(2)로부터 상대적으로 더 먼 단부에 해당된다. 연강, 철 또는 다른 강자성 재료로 제조될 수 있는 전방 코어(5, 6)는 공기보다 훨씬 높은 투자율을 갖기 때문에, 자속은 더 짧은 에어 갭을 선호하고 그 곳에 집중될 것이다. 따라서, 국소 자기장은 긴 에어 갭보다 짧은 에어 갭에서 상대적으로 더 강할 것이고, 따라서 몰드(2)를 통과하는 자속은 더 높은 유연성으로 분포될 것이다. 이 자속 분포 효과는 몰드(2)의 반대쪽에 있는 전방 코어가 대칭적인 플럭스-성형 요소를 갖는 경우 훨씬 더 두드러질 수 있다.6 is a schematic diagram of the arrangement of flux-forming elements arranged on the proximal parts 5.1, 6.1 of the
플럭스-성형 요소의 구성은 몰드(2)의 내부 기하구조, SEN(13)의 특성, 주조 속도 등을 고려하여 예상 유동 패턴에 적합화될 수 있으며, 따라서 적절한 제동 작용이 달성된다. 일부 실시예에서, 플럭스-성형 요소는 다른 주조 공정에서 유용하게 되거나 주어진 주조 공정에 대한 차후 통찰을 통합하기 위해 전개 후에 재구성될 수 있다. 재구성 가능성은 플럭스-성형 요소가 도 7a에 도시된 형태의 복수의 자유롭게 위치할 수 있는 자기 돌출부(17)로서 제공되는 경우에 보장된다. 돌출부(17)는 각각의 전방 코어의 리세스에 해제 가능하게 끼워지는 철 또는 다른 강자성 재료의 막대일 수 있다. 플럭스-성형 요소의 재구성은 연속적인 연속 주조 배치(batch) 사이에서 실행되는 것이 바람직하다.The configuration of the flux-forming element can be adapted to the expected flow pattern taking into account the internal geometry of the
도 6에 도시된 예에서, 플럭스-성형 요소는 자속이 중앙 부분을 제외하고 하측 부분에서 상대적으로 더 강하게 만들 것이다. 도 7b에 도시된 추가 예에서, 플럭스-성형 요소는 더 강한 제동이 필요할 것으로 예상되는 몰드(2) 상의 위치에 대응하는 대략 사발같은 형상으로 배치된다. 도 6 및 도 7b 각각의 폭은 몰드(2)의 전체 폭과 대략 일치한다. 높이는 도 1 및 도 2의 사시도에 제시되어 있듯이 몰드(2)의 상측 부분에 대응할 수 있다.In the example shown in FIG. 6 , the flux-shaping element will make the magnetic flux relatively stronger in the lower part except for the central part. In a further example shown in FIG. 7b , the flux-forming elements are arranged in a roughly bowl-like shape corresponding to positions on the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도시된 각 구성의 좌측 및 우측은 연관된 자기 코일을 갖는 각각의 좌측 및 우측 제1(또는 제2) 전방 코어에 바람직하게 속한다는 것이 상기된다. 이것은 주조 배치 사이에서 플럭스 성형 요소를 재구성하는 옵션에 추가적으로 동적 좌/우 제어 가능성을 달성한다. 더 많은 개수의 자기 코일을 갖는 다른 실시예에서, 제어 가능성의 측방향 분해능은 훨씬 더 미세할 수 있다. 도 6 및 도 7b에 도시된 패턴은 좌/우 방향에 대해 거울 대칭이지만, 비대칭 패턴을 사용하는 것도 가능하다. 이러한 패턴으로 인한 비대칭 제동력 분포는 SEN(13)으로부터의 비대칭 주조 제트를 안정화하는데 유익할 수 있다.It is recalled that, in accordance with one embodiment of the present invention, the left and right sides of each configuration shown preferably belong to respective left and right first (or second) front cores with associated magnetic coils. This achieves dynamic left/right controllability in addition to the option to reconfigure the flux forming elements between casting batches. In other embodiments with a higher number of magnetic coils, the lateral resolution of the controllability may be much finer. The patterns shown in FIGS. 6 and 7B are mirror symmetric with respect to the left/right direction, but it is also possible to use asymmetric patterns. The asymmetric braking force distribution due to this pattern may be beneficial in stabilizing the asymmetric casting jet from the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 몰드(2)의 각 측에서의 독립적으로 제어 가능한 좌측 및 우측 자기 코일(4a, 4b, 6a, 6b) 및 외부 요크(7)를 포함하는 박 슬래브 주조기의 개략 평면도이다. 프로세서(18), 자기 코일을 여자시키기 위한 좌측 및 우측 제어 인터페이스(14a, 14b), 및 다양한 유동 파라미터를 검출하기 위한 좌측 및 우측 센서(19a, 19b)가 추가로 제공된다. 유동 파라미터는 몰드(2) 내의 온도 분포 또는 온도 구배, 메니스커스 높이 프로파일, 메니스커스 속도, 메니스커스 높이 변동 및/또는 다른 메니스커스 특성을 포함할 수 있다. 제어 인터페이스(14a, 14b)는 출원인의 DCS 패밀리에서의 변환기와 같은 사이리스터 전력 변환기에 연결될 수 있거나 사이리스터 전력 변환기로서 실현될 수 있다.8 shows a thin slab casting machine comprising independently controllable left and right
국소 온도는 WO2017032488A1호에 개시된 방법 및 장치를 사용하는 광섬유의 배치를 사용하여 감지될 수 있으며; 특히 그 중의 도 1a, 도 1b, 도 1c, 도 1d 및 도 2를 참조하기 바란다. 본 발명의 도 9는 주조 몰드(2) 및 SEN(13)의 상측 부분의 사시도이다. 몰드(2)의 벽에는 측방 개구까지 수평으로 연장되는 복수의 광섬유(점선)를 포함하는 센서 어레이가 존재하며, 이들 섬유는 높은 공간 분해능으로 온도 분포 또는 온도 구배를 감지할 수 있게 한다. 결과적인 센서 데이터는 응고 이상을 드러낼 수 있으며 또한 메니스커스 형상을 자세히 캡처하여 메니스커스 유속을 예측할 수 있다. 도 9의 대안으로서, 수직으로 배치된 광섬유가 사용될 수 있다. 완전히 분산된 측정 시스템은 SEN(13)의 좌우 양측에서 유속과 변동을 쉽게 포착하며, 전술한 종류의 좌/우 독립 유속 제어 장치(1)에 쉽게 연결되어 유동 비대칭을 관리할 수 있다. 메니스커스에 가까운 영역의 온도의 고분해능 측정은 좌우 유속을 독립적으로 제어하기에 충분한 정보를 제공한다. 가능한 대체 제어 방법은 좌측과 우측으로부터의 레벨 및 변동에 대한 개별 정보를 갖는 몰드 레벨 센서의 분할 세트에 기초한다.Local temperature can be sensed using placement of optical fibers using the method and apparatus disclosed in WO2017032488A1; In particular, please refer to FIGS. 1A, 1B, 1C, 1D and 2 among them. 9 of the present invention is a perspective view of the upper part of the casting
도 10은 SEN(13) 및 결과적인 입구 속도 분포(v(x))를 도시한다. 도면의 하측 부분은 2채널 물고기꼬리-형상 노즐로 구체화되는 SEN(13)의 측단면도이다. 도 10의 상측 부분에는 B-B를 따른 횡단면도가 있으며, 여기에서는 SEN(13)이 몰드(2)의 측방향과 실질적으로 정렬되는 평탄한 단면을 갖는 것을 알 수 있다. 몰드-레벨 센서는 속도 분포(v(x)) 및 메니스커스 높이(h)가 추적될 수 있게 할 수 있으며, 따라서 유속 제어 장치(1)는 유동을 안정화하기에 적절한 제동 자기장을 인가하도록 제어될 수 있다. 자기장은, 용융 금속의 유동을 안정화하며, 메니스커스 쪽으로의 모멘텀을 이중-롤 유동 패턴으로 안내하는 동시에 메니스커스 변동을 최소화하고 메니스커스 국소 유속을 조절하는데 도움이 되기에 적합한 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 100×1400mm 몰드 및 ±50% 속도 변동을 수반하는 스큐 입구 속도 조건의 경우에, 인가되는 자기장의 좌우 크기는 몰드(2)의 측방향 중심으로부터 ±440mm에서의 유속이 동등해지도록 약 23% 만큼 달라야 한다. 이 자기장이 인가되면, 메니스커스 유동 비대칭이 실질적으로 안정화되며 유속 피크가 감쇠된다.10 shows the
도 8의 설명으로 돌아가서, 본 발명자는 전술한 몰드-레벨 센서와 같은 온라인 유동 측정 센서와 조합하여 좌/우 독립 유속 제어 장치(1)를 사용하여 자동 메니스커스 유속 및 비대칭 제어가 설정될 수 있다는 것을 깨달았다. 폐쇄 제어 루프는 견실하고 연속적인 작동을 위한 산업적으로 적절한 컴퓨터 환경으로서 제공되는 프로세서(18)에서 실현될 수 있다. 제어 루프는 예를 들어 PID 알고리즘을 실행할 수 있다. 프로세서(18)로서는 본 출원인이 시판하는 ABB Ability™ Optimold Monitor가 선택될 수 있다.Returning to the description of Fig. 8, the inventors have found that automatic meniscus flow rate and asymmetry control can be set using the left/right independent flow
몰드 내의 메니스커스의 유속이 정확하게 예측될 때, 폐쇄-루프 제어 시스템은 너무 낮거나 높은 메니스커스 속도를 상쇄시키기 위해 가변 제동 자기장 또는 전자기장을 인가하도록 유속 제어 장치(1)의 제어 인터페이스(14a, 14b)를 제어한다. 좌측 제어 인터페이스(14a)는 좌측 제1 자기 코일(4a)과 좌측 제2 자기 코일(6a) 둘 다의 여자를 제어하며; 우측 제어 인터페이스(14b)는 우측 제1 자기 코일(4b)과 우측 제2 자기 코일(6b) 둘 다의 여자를 제어하는 것으로 이해된다. 동일한 방식으로, 제어 루프는 유속 제어 장치(1)와 협력하여 유동 패턴 비대칭을 완화시킨다. 예를 들어, 몰드(2)의 한쪽 측방 절반에서의 더 큰 유속은 국소적으로 강화된 DC(즉, 비진동) 자기장에 의해 억제될 수 있다. 제어는 전자기 레벨 센서로부터의 데이터에 대해 이루어질 수도 있으며, 프로빙(probing) 위치에서의 상세한 레벨 및 변동 정보를 얻기 위해 고주파 피드백이 이용될 수 있다. 이로 인해 몰드(2)의 상측 부분에서 메니스커스 속도 제어 및 메니스커스 레벨의 안정성 제어가 가능하다.When the flow rate of the meniscus in the mold is accurately predicted, the closed-loop control system controls
일 실시예에서, 제어 루프는 두 부분을 구비하며, 제1 부분은 주조 속도, SEN 기하구조, SEN 깊이, 스틸 등급, 몰드 치수 및 유사한 공정 특성과 같은 공정 입력에 기초한 EMBR 전류의 결정이다. 결정은 자기유체역학 시뮬레이션 및/또는 기록된 경험적 데이터에 부분적으로 의존할 수 있다. 제2 부분은 EMBR의 동적 제어이다. 몰드(2)의 좌우측에 위치한 메니스커스 레벨 센서(19)는 메니스커스 레벨 및 메니스커스 변동을 측정하며, 과도기 값은 EMBR 좌/우 전류의 동적 제어를 실현하기 위한 입력으로서 취해질 수 있다. 동적 제어는 공정 입력에 기초하여 초기에 얻은 EMBR 전류 값의 반복적인 포지티브 및 네거티브 조정을 포함할 수 있다.In one embodiment, the control loop has two parts, the first part is the determination of the EMBR current based on process inputs such as casting speed, SEN geometry, SEN depth, steel grade, mold dimensions and similar process characteristics. Decisions may depend in part on magnetohydrodynamic simulations and/or recorded empirical data. The second part is the dynamic control of the EMBR. The
추가 실시예에서, 제어 인터페이스(14)에 연결된 프로세서(18)는 몰드 내의 과도 유동 역학의 수치 시뮬레이션에 기초하여 자기 코일을 제어하도록 구성된다.In a further embodiment, the
이상에서 본 발명의 양태는 주로 몇 개의 실시예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 통상의 기술자에 의해 쉽게 이해되듯이, 청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 범위 내에서 전술한 것 이외의 다른 실시예가 마찬가지로 존재할 수 있다.In the above, aspects of the present invention have been mainly described with reference to several examples. However, as will be readily understood by those skilled in the art, other embodiments other than those described above may likewise exist within the scope of the invention as defined by the claims.
1: 장치, 유속 제어 장치, 전자기 제동 장치
2: 몰드
3: 제1 전방 코어
3.1: 제1 전방 코어의 근접 부분
4: 제1 전방 코어와 연관된 코일
5: 제2 전방 코어
5.1: 제2 전방 코어의 근접 부분
6: 제2 전방 코어와 연관된 코일
7: 외부 요크
8: 제1 레벨 코어
9: 제2 레벨 코어
10: 전기 단자
11: 제1 냉매 채널
12: 제2 냉매 채널
13: 침지 노즐
14: 제어 인터페이스
15: 제1 내부 요크
16: 제2 내부 요크
17: 자기 돌출부
18: 프로세서
19: 센서1: device, flow control device, electromagnetic braking device
2: mold
3: first anterior core
3.1: proximal portion of the first anterior core
4: Coil associated with the first anterior core
5: second anterior core
5.1: proximal portion of the second anterior core
6: Coil associated with the second anterior core
7: Outer yoke
8: first level core
9: 2nd level core
10: electrical terminal
11: first refrigerant channel
12: second refrigerant channel
13: immersion nozzle
14: control interface
15: first inner yoke
16: second inner yoke
17: magnetic protrusion
18: processor
19: sensor
Claims (19)
몰드의 일측에 배치되는 연관된 제1 자기 코일(4)을 갖는 적어도 두 개의 제1 전방 코어(3);
몰드의 반대측에 배치되는 연관된 제2 자기 코일(6)을 가지며 상기 제1 전방 코어와 실질적으로 정렬되는 적어도 두 개의 제2 전방 코어(5); 및
일방향 자속이 제1 전방 코어에서 제2 전방 코어로 또는 그 반대로 몰드를 통과할 수 있도록 제2 전방 코어를 제1 전방 코어에 연결하는 외부 자기 루프(7, 8, 9)를 포함하는 장치에 있어서,
제1 자기 코일의 두 개의 서브세트의 독립적인 제어를 가능하게 하는 제어 인터페이스(14)를 특징으로 하는 장치.A device (1) for controlling the flow rate in a mold (2) for continuous casting of metal,
at least two first front cores (3) having an associated first magnetic coil (4) disposed on one side of the mold;
at least two second front cores (5) having an associated second magnetic coil (6) disposed on opposite sides of the mold and substantially aligned with said first front core; and
A device comprising an outer magnetic loop (7, 8, 9) connecting a second front core to a first front core such that one-way magnetic flux can pass through a mold from the first front core to the second front core and vice versa ,
A device characterized by a control interface (14) enabling independent control of the two subsets of the first magnetic coil.
몰드 내의 온도 분포 및/또는
메니스커스 높이 프로파일, 메니스커스 속도, 메니스커스 높이 변동, 또는 다른 메니스커스 특성을 나타내는
상기 센서로부터의 센서 데이터에 기초하여 자기 코일을 제어하도록 구성되는 장치.8. The method of claim 7, further comprising one or more sensors (19), wherein the processor of the control interface comprises:
temperature distribution within the mold and/or
Meniscus height profile, meniscus velocity, meniscus height variation, or other meniscus characteristic.
an apparatus configured to control the magnetic coil based on sensor data from the sensor.
제1 및 제2 전방 코어와 각각 인터페이스하도록 배치된 제1 및 제2 레벨 코어(8, 9); 및
외부 요크(7)를 포함하는 장치.14. The method of any one of claims 1 to 13, wherein the outer magnetic loop comprises:
first and second level cores (8, 9) arranged to interface with the first and second front cores, respectively; and
A device comprising an external yoke (7).
몰드(2);
금속 공급원(13); 및
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 장치를 포함하는 시스템.It is a system for continuous casting of metal,
mold (2);
metal source 13; and
A system comprising the device of claim 1 .
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4867786A (en) * | 1987-05-19 | 1989-09-19 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Electromagnetic stirring method |
US20030102103A1 (en) * | 2000-06-01 | 2003-06-05 | Lombard Patrick J. | Apparatus for producing a metallic slurry material for use in semi-solid forming of shaped parts |
US20050039876A1 (en) * | 2001-09-27 | 2005-02-24 | Abb Ab | Device and a method for continuous casting |
US20080271871A1 (en) * | 2003-12-18 | 2008-11-06 | Sms Demag Ag | Magnetic brake for continuous casting molds |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62254954A (en) * | 1986-04-30 | 1987-11-06 | Kawasaki Steel Corp | Control method for molten steel flow in mold of continuous casting |
WO1989011362A1 (en) * | 1988-05-16 | 1989-11-30 | Nippon Steel Corporation | Injector for high speed thin continuous casting machine and pouring control method |
JP2961447B2 (en) * | 1991-03-27 | 1999-10-12 | 新日本製鐵株式会社 | Electromagnetic stirring method for continuous casting equipment with multiple strands |
JPH05123841A (en) * | 1991-10-30 | 1993-05-21 | Nippon Steel Corp | Electromagnetic brake device for continuous casting mold |
JP2779344B2 (en) * | 1995-06-07 | 1998-07-23 | ジェイ. マルカヒー エンタープライズイズ, ア ディヴィジョン オブ インバーパワー コントロールズ リミテッド | Method and apparatus for controlling stirring in continuous casting of metal |
US20020005267A1 (en) * | 1997-05-29 | 2002-01-17 | Susumu Yuhara | Electromagnetic braking device for continuous casting mold and method of continuous casting by using the same |
SE523157C2 (en) * | 1997-09-03 | 2004-03-30 | Abb Ab | Method and apparatus for controlling the metal flow during extrusion by electromagnetic fields |
FR2801523B1 (en) * | 1999-11-25 | 2001-12-28 | Usinor | CONTINUOUS CASTING PROCESS FOR METALS OF THE TYPE USING ELECTROMAGNETIC FIELDS, AND LINGOTIERE AND CASTING PLANT FOR IMPLEMENTING SAME |
SE0101018L (en) * | 2001-03-21 | 2002-09-22 | Abb Ab | Device for continuous casting of metal |
FR2845626B1 (en) * | 2002-10-14 | 2005-12-16 | Rotelec Sa | PROCESS FOR CONTROLLING METAL MOVEMENTS IN A BRAMES CONTINUOUS CASTING LINGOTIERE |
US7669638B2 (en) * | 2002-11-29 | 2010-03-02 | Abb Ab | Control system, computer program product, device and method |
FR2893868B1 (en) * | 2005-11-28 | 2008-01-04 | Rotelec Sa | ADJUSTING THE ELECTROMAGNETIC BREWING MODE ON THE HEIGHT OF A CONTINUOUS CASTING LINGOTIERE |
JP5023990B2 (en) * | 2007-11-16 | 2012-09-12 | 住友金属工業株式会社 | Electromagnetic coil device for both electromagnetic stirring and electromagnetic brake |
JP5769993B2 (en) * | 2011-03-23 | 2015-08-26 | ジヤトコ株式会社 | Casting apparatus, casting method, and manufacturing method of magnesium alloy billet |
KR101456453B1 (en) * | 2012-07-24 | 2014-10-31 | 주식회사 포스코 | Apparatus for forecasting a slab quality and method of thereof |
GB201305822D0 (en) * | 2013-03-28 | 2013-05-15 | Pavlov Evgeny | Improvements in and relating to apparatus and methods |
DE102015204123A1 (en) * | 2014-07-04 | 2016-01-07 | Sms Group Gmbh | Device for influencing a flow of a liquid metal within a continuous casting mold |
WO2017032392A1 (en) * | 2015-08-21 | 2017-03-02 | Abb Schweiz Ag | A casting mold and a method for measuring temperature of a casting mold |
KR101839254B1 (en) * | 2016-12-23 | 2018-03-15 | 주식회사 포스코 | Apparatus for Controlling the flows of Continuous Casting |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4867786A (en) * | 1987-05-19 | 1989-09-19 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Electromagnetic stirring method |
US20030102103A1 (en) * | 2000-06-01 | 2003-06-05 | Lombard Patrick J. | Apparatus for producing a metallic slurry material for use in semi-solid forming of shaped parts |
US20050039876A1 (en) * | 2001-09-27 | 2005-02-24 | Abb Ab | Device and a method for continuous casting |
US20080271871A1 (en) * | 2003-12-18 | 2008-11-06 | Sms Demag Ag | Magnetic brake for continuous casting molds |
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