SE440491B

SE440491B - Forfaringssett for omrorning av de icke-stelnade partierna av en gjutstreng

Info

Publication number: SE440491B
Application number: SE7811562A
Authority: SE
Inventors: S Kollberg; Y Sundberg
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1978-11-09
Filing date: 1978-11-09
Publication date: 1985-08-05
Also published as: SE7811562L; JPS5568159A; DE2945018A1; ES485852A1; CH641703A5; IT1119418B; FR2440797A1; FR2440797B1; IT7969179A0

Description

7811562-3 10 20 25 30 35 sammansatt av dels en i omrörarens längsriktning vandrande, mellan noll och ett maximum löpande, i omrörarens längsriktning verkande omröringskraft, vilken är kva- dratiskt sinusformad enligt funktionen . 2 x- x sin -- där x är komponenter i omrörarens längsriktning och I är en poldelning, vil- ken kraft, integrerad över en viss tid, ger en i omrörarens längsriktning resulterande omröringskraft; dels en i huvudsak sinusformad, i omrörarens längsriktning vandrande, mellan ett lika stort positivt maximum som negativt minimum löpande, vinkelrätt emot omrörarens eller motsvarande ingående polskos yta verkande tvärkraft, vars tidsintegral över en längre tid är noll och vilken således ej ger en resul- terande kraft, varvid dessa bägge krafter på känt sätt ger den smälta delen av gjutsträngens flytande kärna en turbulent strömning i omrörarens längs- riktning.

Förfaringssättet enligt uppfinningen kännetecknas därav, att på dessa bägge krafter superponeras en stationär, i tiden och i omrörarens längsriktning periodiskt mellan noll och ett maximum löpande, i huvudsak vinkelrätt emot omrörarens eller_motsvarande polskos yta verkande tvärkraft, varvid denna superponerade tvärkraft alstrar en ökning av turbulensen i strömningen i gjutsträngens flytande kärna; samt att den superponerade kraften antingen åstadkommes av minst en elektro- magnetisk omrörare med spolar anordnade på så sätt, att vid konstant ström i det matande elsystemets faser strömbeläggen i omrörarens spolar (kA/m) i minst en fas till minst 10 % avviker från motsvarande strömbelägg i minst en av de övriga faserna; eller att den superponerade tvärkraften åstadkommes från en på känt sätt ut- förd omrörare, som alltså normalt ej ger någon superponerad tvärkraft, genom att mata strömmen i minst en av faserna så att den till minst 10 % avviker från strömmen i minst en annan fas; eller att den superponerade tvärkraften åstadkommes från en omrörare med spelarnas varvtal, spolarnas utbredning samt strömmar valda så, att ström- beläggen i omrörarens spolar i minst en fas till minst 10 % avviker från motsvarande strömbelägg i minst en av faserna. Denna .kraft ger integrerad över ett tidsintervall en tvärkraft i stort sett vinkelrätt mot omrörarens eller motsvarande polskos yta. Den är vanligen sinusformad, exempelvis kva- dratiskt sinusformad.

Genom detta förfaringssätt erhålles en minskad pelarkristallzon, man erhåller 20 25 30 35 7611562-3 ökad globulär zon, minskade centrumsegringar samt man genererar inte några vita band, dvs man erhåller en slutprodukt på gjutsträngen av hög kvalitet.

Förfaringssättet kan tillämpas vid olika sorters gjutsträng, man kan således tillämpa det vid s k slabs, man kan tillämpa det vid s k blooms samt även vid billets, varvid man dock enligt nedan bör använda olika frekvenser vid omröringen.

Förfaringssättet enligt uppfinningen är exemplifierat i nedanstående figurer, av vilka figur 1 visar en principskiss av en strängomröring, figur 2 visar en omrörare och de därvid erhållna omröríngskrafterna. I figur 1 visas i- tappning av stål eller järnsmälta vid 4 ner i en nedåt öppen, kyld kokill 3.

Denna kokill kan givetvis även vara utformad för annan uttappning än vad som gäller vid en nedåt öppen kokill. I kokillen formas gjutsträngen 5, och denna stelnar efterhand först vid ytan. Medelst en eller flera omrörare 7, elektro- magnetiska, flerfasiga, raka eller cylindriska, kan omröringen ske antingen tvärseller längs gjutriktningen eller utföras som en kombination av dylika på olika sätt placerade omrörare. Mellan omröraren 7 och gjutsträngen 5 kan stödrullar 8 av icke magnetiskt material placeras och omröringsriktningen visas med de olika pilarna i de icke stelnade delarna av gjutsträngen 5. I figur 2 visas en omrörare 7, vilken exempelvis och med fördel kan vara spol- lindad. En poldelning kallas här r och man har således visat omröraren ut- bredd över två poldelningar (21). Man har även markerat halva poldelningarna I/2 och 3 1/2, längs en X-axel, som avser omrörarens längsriktning. Man er- håller härvid på känt sätt vid sedvanliga omrörare dels en i huvudsak kvadra- tisktsinusformad, i omrörarens längsriktning (X-led) vandrande, mellan noll och ett maximum löpande, i omrörarens längsriktning verkande omröríngskraft 10, som integrerad vid en viss tid ger en i omrörarens längsriktning resul- terande omröringskraft. Se alltså vid de olika pilarna 10, där maximikraf- terna ligger vid de halva poldelningarna.

Man erhåller även en i huvudsak sinusformad, i omrörarens längsriktning vandrande, mellan ett lika stort positivt maximum som ett negativt minimum löpande, vinkelrätt mot omrörarens eller dess motsvarande polskos yta verk- ande tvärkraft 11. Dennas tidsintegral över en längre tid blir som synes noll och ger således ej en resulterande kraft. Tillsammans ger dessa kraf- ter på känt sätt den smälta delen av gjutsträngens flytande kärna en turbu- lent strömning i omrörarens längdriktning. Detta gäller alltså vid en sym- metriskt matad omrörare.

Vid en osymmetrisk matning av omröraren, således enligt uppfinningen, vilken 10 15 20 25 30 35 7s11s62-3 kan erhållas på olika sätt enligt nedan, erhålles superponerat på de bägge krafterna 10 och 11 en stationär, i tiden och i omrörarens längsriktning periodiskt, mellan noll och ett maximum löpande, i stort sett vinkelrätt mot omrörarens eller motsvarande polskos yta verkande tvärkraft 12 (se längst ned i figur 2). Denna har sitt maximum mitt emellan omrörarens polskor eller motsvarande anordning, och denna kraft integrerad över ett tidsintervall ger en tvärkraft i stort sett vinkelrätt mot omrörarens eller motsvarande pclskos yta. Denna superponerade tvärkraft 12 alstrar en kraftig ökning av turbulensen i strömningen i gjutsträngens flytande kärna, och detta är ett av huvudända- målen med uppfinningen.

Denna superponerade tvärkraft 12 kan erhållas från en elektromagnetisk om- rörare som, i förhållande till de tidigare kända omrörarna, från vilken endast de två krafterna 10 och 11 erhålles, ger en tvärkraft genom att dess strömmar, varvtalen i spolarna samt eventuellt även dessa spolars utsträckning i rummet är så valda, att strömbeläggen i spolarna (kA/m) i minst en fas till minst 10 % avviker från motsvarande strömbelägg i en annan fas i omröraren.

Enligt ett annat alternativ kan den superponerade tvärkraften erhållas från en på känt sätt utförd omrörare, som alltså normalt ej ger någon superponerad tvärkraft 12 genom att omröraren matas så, att strömmen i minst en fas till minst 10 % avviker från strömmarna i de andra faserna eller den andra fasen (vid tvåfasig omrörare).

Man kan även erhålla osymmetrin genom att placera spolarna så, att den ömse- sidiga induktansen ger olika strömmar i faserna beroende på spolarnas inbör- des placering, exempelvis kan de vara placerade i en rad. Man kan även er- hålla denna osymmetri genom olika matning i de olika spolarna.

Företrädesvis användes vid förfaringssättet enligt uppfinningen raka omrö- rare men givetvis kan även cylindriska eller andra typer av omrörare förekomma.

Vid en föredragen utföringsform erhålles omröringskrafterna från en spollindad omrörare, och som nämnts kan osymmetrin erhållas antingen genom olika ömse- sidig induktans mellan spelarna och/eller inbördes olika varvtal eller geo- metrisk utbredning för minst en av faserna och/eller olika matning av de olika faserna.

Sättet enligt uppfinningen kan tillämpas vid olika typer av gjutsträngar, exempelvis vid s k slabs, varvid omröraren matas från en direktomriktare, exempelvis tvåfasig. Frekvensen är lämpligen O-10 Hz.

Claims

7811562-3 Vid s k blooms kan matningen ske från en frekvensomriktare, bestående av en likriktare plus en växelriktare med ett likspänningsmellanled, och frekvensen lägges här vanligen mellan 10-30 Hz. Vid s k billets kan den elektromagnetiska omröraren matas direkt från nätet, varvid en frekvens på 50 eller 60 Hz väljes. Förfaringssättet enligt ovan kan varieras på mångahanda sätt inom ramen för nedanstående patentkrav. PATENTKRAV

1. Förfaringssätt för omröring av de icke-stelnade partierna av en gjut- sträng, kommande från en stränggjutningsmaskin, varvid strängen formas i en kokill och omröring utföres medelst en eller flera elektromagnetiska omrörare, varvid omröraren/omrörarna på känt sätt är anordnade att alstra en magnetisk vandringsvåg i gjutsträngen, varvid fältet från åtminstone en av dessa om- rörare är sammansatt av dels en i omrörarens längsriktning vandrande, mellan noll och ett maximum löpande, i omrörarens längsriktning verkande omröringskraft (10), vilken är kvadratiskt sinusformad enligt funktionen . 2 - sin 3-5 där x är komponenter i omrörarens längsriktning och I är en poldelning, vil- ken kraft, integrerad över en viss tid, ger en i omrörarens längsriktning resulterande omröringskraft (10); dels en i huvudsak sinusformad, i omrörarens längsriktning vandrande, mellan ett lika stort positivt maximum som negativt minimum löpande, vinkelrätt emot omrörarens eller motsvarande ingående polskos ytan verkande tvärkraft (11), vars tidsintegral över en längre tid är noll och vilken således ej ger en resulterande kraft, varvid dessa bägge krafter på känt sätt ger den smälta delen av gjutsträngens flytande kärna en turbulent strömning i omrörarens längsriktning, k ä n n e t e c k n a t därav, att på dessa bägge krafter (10, 11) super- poneras en stationär, i tiden och i omrörarens längsriktning periodiskt mel- lan noll och ett maximum löpande, i huvudsak vinkelrätt emot omrörarens eller motsvarande polskos yta verkande tvärkraft (12), varvid denna superponerade tvärkraft alstrar en ökning av turbulensen i strömningen i gjutsträngens flytande kärna; ,7e11s62-3 samt att den superponerade kraften antingen åstadkommas av minst en elektro- magnetisk omrörare med spolar anordnade på så sätt, att vid konstant ström i det matande elsystemets faser strömbeläggen i omrörarens spolar (kA/m) i minst en fas till minst 10 % avviker från motsvarande strömbelägg i minst en av de övriga faserna; eller att den superponerade tvärkraften åstadkommes från en på känt sätt ut- förd omrörare, som alltså normalt ej ger någon superponerad tvärkraft (12), genom att mata strömmen i minst en av faserna så att den till minst 10 % avviker från strömmen i minst en annan fas; eller att den superponerade tvärkraften åstadkommes från en omrörare med spelarnas varvtal, spolarnas utbredning samt strömmar valda så, att ström- beläggen i omrörarens spolar (kA/m) i minst en fas till minst 10 % avviker från motsvarande strömbelägg i minst en av faserna.

2. Förfaringssätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att omröríngskrafterna åstadkommas av en spollindad omrörare.

3. Förfaringssätt enligt något av patentkraven 1 och 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att omröringskrafterna erhålles från minst en omrörare, matad från en direktomriktare, arbetande i frekvensintervallet 0-10 Hz.

4. Förfaringssätt enligt något eller några av patentkraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t därav, att omröringskrafterna erhålles från minst en omrörare, matad från en frekvensomriktare, arbetande i frekvensinter~ vallet 10-30 Hz.

5. Förfaringssätt enligt något eller några av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t därav, att omröringskrafterna erhålles från minst en direktmatad omrörare, således arbetande vid frekvenserna 50 eller 60 Hz.

6. Förfaringssätt enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att omröringen utföres medelst en eller flera elektromagnetiska, flerfasiga omrörare (7), raka eller cylindriska och tvärs eller längs gjutriktningen eller såsom en kombination av dylika på olika sätt placerade omrörare.