RU97104363A - Электромагнитное ограничивающее устройство для литья протяженной полосы расплавленного металла и способ его работы - Google Patents

Claims (42)

1. Электромагнитное ограничивающее устройство для ограничения расположенной вертикально массы расплавленного металла на открытом конце вертикального пространства между двумя расположенными горизонтально и вращающимися в противоположных направлениях литейными валками в машине для литья протяженной полосы, содержащее три проводника магнитного потока, каждый из которых имеет пару разнесенных поверхностей, расположенных вблизи массы расплавленного металла и обращенных к ней, причем первый из проводников магнитного потока имеет первую пару разнесенных поверхностей, которая образует относительно широкий воздушный зазор вблизи верхней части массы расплавленного металла, причем второй из проводников магнитного потока имеет вторую пару разнесенных поверхностей, которая образует относительно узкий воздушный зазор вблизи нижней части массы расплавленного металла, причем третий из проводников магнитного потока имеет третью пару разнесенных поверхностей, которая расположена между двумя разнесенными поверхностями первого проводника магнитного потока в относительно широком воздушном зазоре, и катушечные средства, связанные с каждым из проводников магнитного потока и создающие горизонтальные магнитные поля на открытом конце пространства для ограничения массы расплавленного металла.

2. Электромагнитное ограничивающее устройство по п. 1, в котором первый проводник магнитного потока имеет относительно широкую верхнюю часть, расположенную возле верхней части массы расплавленного металла, когда последняя имеет максимальную высоту, второй проводник магнитного потока расположен ниже первого проводника магнитного потока и имеет относительно узкую часть, расположенную вблизи нижней части массы расплавленного металла у зазора между валками, катушечные средства, связанные со вторым проводником магнитного потока, содержат средства обеспечения переменного во времени электрического тока для создания в относительно узком воздушном зазоре горизонтального магнитного поля для ограничения массы расплавленного металла в зазоре между валками, когда последняя имеет максимальную высоту, катушечные средства, связанные с первым проводником магнитного потока, содержат средства обеспечения переменного во времени электрического тока для создания в относительно широком воздушном зазоре горизонтального магнитного поля, содержащего магнитный поток, а катушечные средства, связанные с третьим проводником магнитного потока, содержат средства обеспечения переменного во времени электрического тока для создания в относительно широком воздушном зазоре дополнительного магнитного потока, который усиливает по крайней мере часть магнитного потока, создаваемого первым проводником магнитного потока и связанными с ним катушечными средствами, первый и второй проводники магнитного потока и связанные с ними катушечные средства содержат средства, которые, взаимодействуя, создают в относительно широком воздушном зазоре горизонтальное магнитное поле для ограничения массы расплавленного металла в ее верхней части, когда масса расплавленного металла имеет максимальную высоту.

3. Устройство по п. 2, в котором каждая из разнесенных поверхностей из указанных трех пар поверхностей не охвачена в немагнитными электропроводящими средствами.

4. Устройство по п. 3, в котором второй проводник магнитного потока содержит средства, обеспечивающие возвратный путь с низким магнитным сопротивлением для горизонтального магнитного поля, создаваемого в узком воздушном зазоре, первый и третий проводники магнитного потока содержат средства, обеспечивающие возвратный путь с низким магнитным сопротивлением для горизонтального магнитного поля, создаваемого в широком воздушном зазоре.

5. Устройство по п. 4, содержащее немагнитные электропроводящие средства, части которых охватывают каждый из проводников магнитного потока, за исключением пары его разнесенных поверхностей, обращенных к массе расплавленного металла, причем немагнитные электропроводящие средства содержат средства ограничения той части магнитного поля, которая находится вне возвратного пути с низким магнитным сопротивлением, пределами воздушного зазора, в котором это поле создается.

6. Устройство по п. 5, в котором каждый из первого и второго проводников магнитного потока содержит пару разнесенных выступающих частей, имеющих соответственную из пары разнесенных неохваченных поверхностей, и соединительную часть, соединяющую выступающие части.

7. Устройство по п. 6, в котором выступающие части и соединительная часть второго проводника магнитного потока составляют одно целое с выступающими частями и соединительной частью, соответственно, первого проводника магнитного потока, и катушечные средства, связанные со вторым проводником магнитного потока, намотаны вокруг единой соединительной части первого и второго проводников магнитного потока.

8. Устройство по п. 6, в котором третий проводник магнитного потока содержит пару разнесенных выступающих частей, каждая из которых заканчивается соответственной поверхностью из третьей пары разнесенных поверхностей, расположенной возле верхней части массы расплавленного металла и обращенной к ней, и соединительную часть, соединяющую выступающие части.

9. Устройство по п. 8, в котором соединительная часть третьего проводника магнитного потока составляет одно целое с соединительной частью первого проводника магнитного потока и является ее частью, выступающие части и соединительная часть второго проводника магнитного потока составляют одно целое с выступающими частями и соединительной частью, соответственно, первого проводника магнитного потока, а катушечные средства, связанные со вторым проводником магнитного потока, являются по крайней мере частью катушечных средств, связанных с первым проводником магнитного потока.

10. Устройство по п. 9, в котором выступающие части и соединительная часть второго проводника магнитного потока представляют собой продолжения книзу выступающих частей и соединительной части, соответственно, первого проводника магнитного потока, а выступающие части третьего проводника магнитного потока заканчиваются внизу выше, чем заканчиваются выступающие части второго проводника магнитного потока.

11. Устройство по п. 9 или 10, в котором катушечные средства, связанные с тремя проводниками магнитного потока, представляют собой одну катушку, имеющую пару внешних частей катушки и среднюю часть катушки, каждая из внешних частей катушки физически связана только с первым и вторым проводниками магнитного потока, а средняя часть катушки физически связана с третьим проводником магнитного потока.

12. Устройство по п. 9 или 10, в котором катушечные средства, связанные с тремя проводниками магнитного потока, представляют собой пару внешних катушек и среднюю катушку, причем каждая из катушек отдельна от других, каждая из внешних катушек физически связана только с первым и вторым проводниками магнитного потока, а средняя катушка физически связана с третьим проводником магнитного потока.

13. Устройство по п. 6, в котором выступающие части и соединительная часть второго проводника магнитного потока составляют одно целое с выступающими частями и соединительной частью первого проводника магнитного потока, третий проводник магнитного потока содержит пару разнесенных выступающих частей, каждая из которых заканчивается соответственной поверхностью из третьей пары разнесенных поверхностей, расположенных возле верхней части массы расплавленного металла и обращенных к ней, и соединительную часть, соединяющую выступающие части, и соединительная часть и выступающие части третьего проводника магнитного потока отдельны от соединительной части и выступающих частей каждого из первого и второго проводников магнитного потока.

14. Устройство по п. 13, в котором выступающие части и соединительная часть второго проводника магнитного потока представляют собой продолжения книзу выступающих частей и соединительной части, соответственно, первого проводника магнитного потока, и выступающие части и соединительная часть третьего проводника магнитного потока заканчиваются внизу выше, чем заканчиваются выступающие части и соединительная часть второго проводника магнитного потока.

15. Устройство по п. 13 или 14, в котором катушечные средства, связанные со вторым проводником магнитного потока, являются теми же катушечными средствами, что связаны с первым проводником магнитного потока, а катушечные средства, связанные с третьим проводником магнитного потока, отдельны от катушечных средств, связанных с первым проводником магнитного потока.

16. Устройство по п. 13 или 14, в котором катушечные средства, связанные с каждым из трех проводников магнитного потока, являются теми же катушечными средствами, что связаны с другими проводниками магнитного потока.

17. Устройство по п. 13 или 14, в котором катушечные средства, связанные с тремя проводниками магнитного потока, представляют собой одну катушку, имеющую пару внешних частей катушки и среднюю часть катушки, каждая из внешних частей катушки связана только с первым и вторым проводниками магнитного потока, а средняя часть катушки связана с третьим проводником магнитного потока.

18. Устройство по п. 2, в котором катушечные средства содержат по крайней мере первую часть катушки, фронтальная поверхность которой (a) обращена к открытому концу пространства между литейными валками и (b) расположена достаточно близко к открытому концу пространства, чтобы было возможно непосредственное создание горизонтального магнитного поля, проходящего через открытый конец пространства к массе расплавленного металла.

19. Устройство по п. 18, в котором проводники магнитного потока содержат средства, обеспечивающие возвратный путь с низким магнитным сопротивлением для магнитного поля, создаваемого на открытом конце пространства между литейными валками.

20. Устройство по п. 19, в котором каждое из катушечных средств имеет соответственную первую часть катушки, первая часть катушки имеет другие поверхности, кроме своей фронтальной поверхности, и проводники магнитного потока содержат средства, охватывающие другие поверхности указанной первой части катушки, для уменьшения переменного во времени электрического тока, протекающего по другим поверхностям первой части катушки, за исключением фронтальной поверхности, и концентрации тока на фронтальной поверхности.

21. Устройство по п. 20, содержащее немагнитные электропроводящие средства, части которых охватывают каждый из проводников магнитного потока, за исключением пары его поверхностей, обращенных к массе расплавленного металла, причем эта пара поверхностей не охвачена немагнитными электропроводящими средствами, причем немагнитные электропроводящие средства содержат средства ограничения той части магнитного поля, которая находится вне своего возвратного пути с низким магнитным сопротивлением, пределами открытого конца пространства между литейными валками.

22. Устройство по п. 21, в котором каждый из первого и второго проводников магнитного потока содержит пару разнесенных выступающих частей, каждая из которых заканчивается соответственной поверхностью из пары разнесенных незакрытых поверхностей, и соединительную часть, соединяющую выступающие части, выступающие части и соединительная часть второго проводника магнитного потока представляют собой продолжения книзу выступающих частей и соединительной части, соответственно, первого проводника магнитного потока, третий проводник магнитного потока содержит пару разнесенных выступающих частей, каждая из которых заканчивается соответственной поверхностью из третьей пары разнесенных поверхностей, расположенных возле верхней части массы расплавленного металла и обращенных к ней, и соединительную часть, соединяющую выступающие части, соединительная часть и выступающие части третьего проводника магнитного потока отдельны от соединительной части и выступающих частей каждого из первого и второго проводников магнитного потока, и выступающие части и соединительная часть третьего проводника магнитного потока заканчиваются внизу выше, чем заканчиваются выступающие части и соединительная часть второго проводника магнитного потока.

23. Устройство по п. 22, в котором первая часть катушки расположена перед соединительной частью третьего проводника магнитного потока и имеет одинаковую протяженность по вертикали с первым и вторым проводниками магнитного потока.

24. Устройство по п. 23, в котором катушечные средства содержат вторую часть катушки, содержащую средства, расположенные между (a) и соединительной частью третьего проводника магнитного потока и (b) соединительной частью первого и второго проводников магнитного потока, причем вторая часть катушки имеет одинаковую протяженность по вертикали с первым и вторым проводниками магнитного потока, и средства электрического соединения двух частей катушки на соответствующем вертикальном конце каждой из них.

25. Устройство по п. 24, в котором вторая часть катушки содержит пару разнесенных выступающих частей, каждая из которых расположена между (i) выступающей частью третьего проводника магнитного потока и (ii) выступающей частью первого и второго проводников магнитного потока, причем выступающие части второй части катушки имеют одинаковую протяженность по вертикали с выступающими частями первого и второго проводников магнитного потока, и соединительную часть, соединяющую пару разнесенных выступающих частей второй части катушки, причем соединительная часть расположена между соединительной частью третьего проводника магнитного потока и соединительной частью первого и второго проводников магнитного потока.

26. Устройство по п. 25, в котором первая часть катушки имеет прямоугольное горизонтальное поперечное сечение, располагается между разнесенными выступающими частями третьего проводника магнитного потока и имеет одинаковую протяженность по вертикали с выступающими частями второй части катушки, соединительная часть второй части катушки имеет одинаковую протяженность по вертикали с первой частью катушки, а электрические соединительные средства частей катушки содержат замыкающий элемент, проходящий между первой частью катушки и соединительной частью второй части катушки на соответствующем вертикальном конце каждой из них.

27. Устройство по п. 26, в котором катушки содержат третью часть катушки, расположенную снаружи от первого и второго проводников магнитного потока и имеющую одинаковую с ними протяженность по вертикали, и средства электрического соединения второй и третьей частей катушки на соответствующем вертикальном конце каждой из них.

28. Устройство по п. 21, в котором каждый из первого и второго проводников магнитного потока содержит пару разнесенных выступающих частей, каждая из которых заканчивается соответственной поверхностью из пары разнесенных незакрытых поверхностей, и соединительную часть, соединяющую выступающие части, третий проводник магнитного потока содержит пару разнесенных выступающих частей, каждая из которых заканчивается соответственной поверхностью из третьей пары разнесенных поверхностей, расположенных возле верхней части массы расплавленного металла и обращенных к ней, и соединительную часть, соединяющую выступающие части, соединительная часть третьего проводника магнитного потока образует одно целое с соединительной часть первого проводника магнитного потока и является ее частью, выступающие части и соединительная часть второго проводника магнитного потока образуют одно целое с выступающими частями и соединительной частью, соответственно, первого проводника магнитного потока, выступающие части и соединительная часть второго проводника магнитного потока представляют собой продолжения книзу выступающих частей и соединительной части, соответственно, первого проводника магнитного потока, выступающие части третьего проводника магнитного потока заканчиваются внизу выше, чем заканчиваются выступающие части второго проводника магнитного потока, и первая часть катушки расположена перед соединительной частью проводников магнитного потока и имеет одинаковую протяженность по вертикали с первым и вторым проводниками магнитного потока.

29. Устройство по п. 28, в котором первая часть катушки состоит из средней части и двух внешних частей, каждая из которых имеет прямоугольное горизонтальное поперечное сечение; средняя часть расположена между разнесенными выступающими частями третьего проводника магнитного потока, и каждая из внешних частей расположена между выступающей частью третьего проводника магнитного потока и выступающей частью первого и второго проводников магнитного потока.

30. Устройство по п. 29, в котором катушки содержат другую часть катушки, расположенную снаружи от первого и второго проводников магнитного потока и имеющую одинаковую с ними протяженность по вертикали, и средства электрического соединения другой части катушки с каждой из частей первой части катушки на соответствующем вертикальном конце каждой из них.

31. Устройство по п. 1 или 2, в котором машина для литья протяженной полосы не имеет каких-либо функциональных механических средств для ограничения массы расплавленного металла на открытом конце пространства между литейными валками.

32. Устройство по п. 31, содержащее тугоплавкий тепловой экран, расположенный между (i) устройством и (ii) открытым концом пространства между литейными валками, причем тепловой экран отнесен от открытого конца пространства.

33. Устройство по п. 1, содержащее одну катушку, связанную с первым проводником магнитного потока; другую катушку, связанную с третьим проводником магнитного потока; средства, обеспечивающие протекание переменного во времени тока в одной катушке, и средства, обеспечивающие протекание переменного во времени тока в другой катушке, совпадающего по фазе с током в первой катушке.

34. Устройство по п. 1, содержащее одну катушку, связанную с первым проводником магнитного потока, другую катушку, связанную с третьим проводником магнитного потока, средства, обеспечивающие протекание переменного во времени тока в одной катушке, средства, обеспечивающие протекание переменного во времени тока в другой катушке, причем катушки и проводники магнитного потока содержат средства, которые при протекании токов через катушки создают в относительном широком воздушном зазоре горизонтальное магнитное поле для электромагнитного ограничения массы расплавленного металла в ее верхней части, и средства для фазового сдвига по крайней мере одного из переменных во времени токов для регулировки ограничивающей силы, развиваемой горизонтальным магнитным полем, создаваемым в относительно широком воздушном зазоре.

35. Устройство по п. 1, в котором третий проводник магнитного потока и связанные с ним катушечные средства содержат средства, помогающие формированию горизонтального магнитного поля, создаваемого в верхней части массы расплавленного металла.

36. Способ электромагнитного ограничения располагающейся вертикально массы расплавленного металла на открытом конце вертикального пространства между двумя расположенными горизонтально и вращающимися в противоположных направлениях литейными валками в машине для литья протяженной полосы, причем масса расплавленного металла имеет относительно широкую верхнюю часть и относительно узкую нижнюю часть, содержащий использование первого проводника магнитного потока, имеющего первую пару разнесенных поверхностей, расположенных возле и обращенных в сторону массы расплавленного металла, причем пара разнесенных поверхностей образует относительно широкий воздушный зазор возле верхней части массы расплавленного металла, использование второго проводника магнитного потока, имеющего вторую пару разнесенных поверхностей, обращенных в сторону массы расплавленного металла, причем вторая пара разнесенных поверхностей образует относительно узкий воздушный зазор возле нижней части массы расплавленного металла в зазоре между литейными валками, использование третьего проводника магнитного потока, имеющего третью пару разнесенных поверхностей, обращенных в сторону массы расплавленного металла возле ее верхней части, размещение пары разнесенных поверхностей третьего проводника магнитного потока между парой разнесенных поверхностей первого проводника магнитного потока в широком воздушном зазоре, использование катушечных средств, связанных с каждым из проводников магнитного потока, и пропускание переменного во времени электрического тока через катушечные средства для создания в воздушных зазорах горизонтальных магнитных полей, ограничивающих массу расплавленного металла на открытом конце пространства между литейными валками.

37. Способ по п. 36, в котором пропускание переменного во времени тока через катушечные средства, связанные со вторым проводников магнитного потока, создает в относительно узком воздушном зазоре горизонтальное магнитное поле, ограничивающее массу расплавленного металла в зазоре между валками, когда эта масса имеет максимальную высоту, пропускание переменного во времени тока через катушечные средства, связанные с первым проводником магнитного потока, создает в относительно широком воздушном зазоре горизонтальное магнитное поле, содержащее магнитный поток, пропускание переменного во времени тока через катушечные средства, связанные с третьим проводников магнитного потока, создает в относительно широком воздушном зазоре дополнительный магнитный поток, усиливающий по крайней мере часть магнитного потока, создаваемого при протекании тока через катушечные средства, связанные с первым проводником магнитного потока, и пропускание тока через катушечные средства, связанные с первым и третьим проводниками магнитного потока, создает в относительно широком воздушном зазоре горизонтальное магнитное поле, ограничивающее массу расплавленного металла в ее верхней части, когда эта масса имеет максимальную высоту.

38. Способ по п. 36 или 37, содержащий использование в качестве катушечных средств пары отдельных катушек, по одной для каждой из первого и третьего проводников магнитного потока, пропускание переменного во времени тока через одну из катушек, и использование для другой из катушек переменного во времени тока, совпадающего по фазе с током, протекающим через первую катушку.

39. Способ по п. 36 или 37, содержащий использование в качестве катушечных средств пары отдельных катушек, по одной для каждого из первого и третьего проводников магнитного потока, пропускание переменного во времени тока через одну из катушек, и фазовый сдвиг переменного по времени тока, протекающего через одну из катушек, относительно переменного во времени тока, протекающего через другую из катушек, для регулировки ограничивающей силы, развиваемой горизонтальным магнитным полем, создаваемым в широком воздушном зазоре.

40. Способ п. 36 или 37, содержащий использование в качестве катушечных средств пары отдельных катушек, первой катушки для первого и второго проводников магнитного потока и другой катушки для третьего проводника магнитного потока, регулировку переменного во времени тока, протекающего через первую катушку таким образом, чтобы ограничивалась нижняя часть массы расплавленного металла, и регулировку переменного во времени тока, протекающего через другую катушку, таким образом, чтобы ограничивалась верхняя часть массы металла.

41. Способ по п. 39, содержащий регулировку переменных во времени токов, протекающих через обе катушки, с целью оптимизации ограничивающего поля, создаваемого в широком воздушном зазоре.

42. Способ по п. 36, содержащий применение третьего проводника магнитного потока и связанных с ним катушечных средств для помощи в формировании топографии горизонтального магнитного поля в верхней части массы расплавленного металла.