SE440492B - Induktor for en elektromagnetisk strenggjutningskokill - Google Patents

Description

7a124s2~e t 2 För att ta hänspn till denna olikformiga krympning och bildning av konkava sidoytor är de inre ytorna på stränggjut- ningskokillerna välvda utåt. Strängen lämnar genom denna åtgärd kokillen med utåt välvda sidoytor, vilka sedan genom krympningen blir plana; Sådana utåt välvda stränggjutningskokiller kan an- vändas för göt med kvadratiskt eller rektangulärt tvärsnitt, var- vid vid de senare dock vanligtvis endast bredsidorna utbildas vä1vda.(E. Herrmann, Handbuch des Stranggiessens, 1958, sid lšü, Kanadensiska patentet 531 090).

Krympningsprocessen och den därmed förbundna konkaviteten pågñtets sidoytor uppträder på samma sätt även vid stränggjutning i elektromagnetiskt växelfält. Detta förfarande beror som känt är på följande elektrodynamiska sammanhang: på ledarslingan till en induktor anläggas en konstant högfrekvent växelspänning, vilken alstrar en ledningsström med känt totalvärde och känd lokal ström- täthet. Denna ledningsström uppvisar ett magnetfält med en fält- styrka, vars storlek beror av ledningsströmmens storlek och dess fördelning av strömtäthetens fördelning i ledaren. Den vertikala komponenten Hy av detta magnetfält inducerar i den vid ljusför- loppet genom hålrumet i induktorn genomgående metallsmältan en virvelström, som strömmar i motsatt riktning mot ledningsströmmen i induktorn och vars totala storlek, strömtäthet och fördelning väsentligen beror av storleken på H . Från växelverkan mellan Hy och den inducerade virvelströmmen resulterar en ponderomotorisk kraft, vilken är riktad in i smältans centrum och vars storlek är proportionell mot virvelströmmens strömstyrka som även mot den magnetiska fältstyrkan Hy. Denna kraft motsvarar ett s k "elektro- magnetiskt tryck". Jämvikten med detta och det metallostatiska trycket i smältan bestämmer formen och dimensionen på den gjutna strängen.

D Eftersom formen och dimensionen på de vid stränggjutningen i magnetfältet gjutna göten förutom dessa elektrodynamiska samman- hang givetvis även beror av formen på kokillens horisontalprojek- tion (och därmed induktorns) (t ex DT-OS 1 508 906, sid 3), låg det nära till hands att även vid detta förfarande att ta hänsyn till krympningsprocessen och den därav härrörande indragningen av götsidoytorna genom utåt välvda sidoytor på induktorn. Framställ- ningen av kokiller med på sådant sätt välvda sidoytor stöter på tillverkningstekniska hinder, så att en sådan lösning totalt ej -l 7812452-6 3 kan anses vara tillfredsställande.

Föreliggande uppfinning avser att konstruera en induktor för en elektromagnetisk stränggjutningskokill som medger att krymp- ningsförloppet utjämnas och att gjuta göt med plana sidoytor och därvid undvika de tillverkningstekniska svårigheterna vid framställ- ning av välvda sidoytor i kokillen. _ Denna uppgift löses därigenom att induktorn uppvisar en metallisk ledarslinga med ett hâlrum för genomledning av ett kyl- medel, vars vertikaldiznension i sidomitten (H1) uppgår till en mångfald av den vertikala dimensionen (H2) vid slingans hörn.

Uppfinningen utgår från den tanken att form och dimensio- ner på smältan vid stränggjutning i elektromagnetiskt växelfält (förutom formen på den använda induktorns horisontalprojektion) väsentligen beror av den vertikala komponenten Hy av den i smältan härskande magnetiska fältstyrkan. Betraktar man den i induktorn strömmande ledningsströmmen J som summan av de i linjeformiga ele- mentarledare flytande strömmarna, så låter sig de i en given mass- punkt av smältan härskande, genom addition av bidragen H ,i för de enskilda elementarledarna erhållna magnetiska fältstyrkan Hy däri- genom påverkas, att man påverkar delínjeformiga elementarledarna i deras symmetriska läge tillsamans, dvs man påverkar strömtätheten i ledaren sammanlagt.

Eftersom den i en enskild masspunkt härskande fältstyrkan Hy å ena sidan bestämmer den i smältan utövade ponderomotoriska kraften, det i smältan härskande elektromagnetiska trycket och därmed form och dimension på metallsmältan, å andra sidan beror på beskrivet sätt av strömtätheten i induktorn, måste även formen på metallsmältan låta sig påverkas genom förändring av denna strömtäthet. En korrektion av götformatet med tanke på en lokal utvidgning av dimensionen kan därvid uppnås därigenom, att man lokalt i induktorn på önskat ställe sänker strömtätheten. Omvänt ernås en lokal förminskning av götdimensionen därigenom, att man på önskat ställe ökar strötätheten i induktorn. Strömtätheten å sin sida kan lätt förändras i önskat omfång därigenom, att man varierar tvärsnittet på en metallisk ledarelinga med hög elektrisk ledningsförmåga, varvid det untillverkningssynpunkt synes enklast att för detta ändamål ändra vertikala dimensioner på ett koppar- band med konstant skikttjocklek. På detta sätt korrugeras den lo- kala försvagningen av magnetfältet Hy och den därigenom framkal- lade lokala formokonstansen hos götet, som uppstår vid ínmatnings- 78124-5-2--6 4 och förbindningsstället till ledarslingan till en induktor, därigenom att man minskar vertikaldimensionen på de av ett kopparband bestående induktorsidoytorna på ifrågavarande stäl- len genom delningssågning och därigenom har man lokalt ökat strömtätheten i induktorn och den magnetiska fältstyrkan Hy på ifrågavarande ställe (DT-OS nr 2 060 657, spalt 1, rad 50 och följande, spalt 2, rad 42 och följande, fig. 5 och 4).

Föreliggande uppfinning överför denna tankegång på korrek- tion av den genom den inhomogena krympningsprocessen förorsa- kade konkaviteten på sidoytorna till valsgöt i stora format.

För detta ändamål eftersträvas att smältan lämnar kokillen med lätt konvext utformade sidoytor, vilka genom den oundvikliga krwmpningsprocessen omvandlas till plana sidoytor. För att upp- nå den konvexa formen på sidoytorna nedsättes strömtätheten i ledarslingan företrädesvis i mitten av sidoytorna. Av tillverk- ningstekniska skäl kan detta ske enklast på så sätt, att höj- den på den exempelvis som metallband med konstant skikttjocklek tillverkade ledarslingan i induktorn förändras.

På de bifogade figurerna är enskilda utföringsfomer av iuppfinningen visade som exempel och därvid visar fig. 'l en planvy av ledarslinganüll en induktor, fig. 2 snitt utmed linjen I-I i fig. 'I genom ledarslingor av olika utföringsformer och ' fig. 5 visar snitt utefter linjen II-II genom ledarsling- or av olika utföringsformer.

Den elektromagnetiska stränggjutningskokillen uppvisar ett av dielektriskt material (laminatmaterial) bestående hus, som ej visas i figurerna. Kokillen uppvisar en form av en utsträckt, företrädesvis fyrhörnig slinga med ett hâlmm 'l för platta, breda strängar (valsgöt). Induktorns ledarslinga består av ett vattenkylt metalliskt band 2, som kan uppvisa deti fig. 5 vi- sade håltvärsnittet för kylvattnets 5 genomströmning. Kylvat- tenledningen kan enligt det som visas i fig. 5a bestå. av ett rektangulärt hålrxm i centrum av ledarslingan, eller enligt den i fig. 5b visade utföringsformen av ett rör 4, vilket är fäst till kopparbandet. Ledarslingan är ansluten till den ej visade matarkällan bestående av en generator för högfrekvent växelström. ,c Ledarslingans vertikala dimension kan förändras motsvaran- de de i fig. 2 visade möjligheterna vid sidorna som bildar gö- tets sidoytor. För de flesta ändamål räcker det att utforma 'övergången mellan mindre och större vertikal dimension genom en linjär övergång (fig. 2a), dock har formen av en fèlnhörning (fig. 2b) eller cirkelsektorform på ledarslingans underkant (fig. 2c) . gett tillfredsställande resultat, varvid dessa formförändringar i förekommande fall först kan företagas på. ett visst avstånd från hörnet (fig. 2d). Sammanlagt bör därvid områdena med vertikaldimensionen H2 ej överstiga hälften av längden på ifrågavarande sidoytor. Av tillverkningstekniska skäl kanövergången från den vertikala dimensionen H1 till H2 i stället för linjärt även vara utarbetad i steg (fig. Ze).

Vid anordningen enligt fig. 2a sträcker sig den vertikala di- mensionen Hq företrädesvis till cirka en tredjedel av en sido- yta på induktorn. Vid ett driftanvändningsexempel uppgick le- darslingans vertikala dimension i mitten H1 = 60 mm, vid hör- nen H2 = 50 mm, dock kan man använda ledarslingor med ett för- hållande R = H1: H2 = 1,05 till 2,5. Vid gjutning av valsgöt med formatet 500 x 1050 mm av en aluminiumlegering med hög; magnesiumhalt vid en gjuthastighet av 8 - 10 cm per minut upp- gick kompensationen för varje sidoytas insjunkning upp till 5 mm vid ett R = 1,2. 7812452-6

Claims (9)

781245-2-6 Patentkrav

1. l. Induktor för en elektromagnetisk stränggjutningskokill. särskilt för stränggjutning av långsträckta valsgöt med minst två mot varandra parallella löpande sidor. k ä n n n e - t e c k n a d av att induktorn är försedd med en metallisk ledarslinga (2) med ett hålrum (3) för genomledning av ett kylmedel. vars vertikaldimension på sidomitten H1 uppgår till en mångfald av vertikaldimensionen H2 vid slingans (2) (fig. 1) hörn (fig. 2).

2. Anordning enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att övergången från vertikaldimensionen H1 till vertikaldimen- sionen Hè åstadkommas genom raka underkanter på ledarslingan (2) och att ledarslingan (2) uppvisar minst två ställen för vertíkaldimensionen H1. som sträcker sig till minst en tredjedel av en sidoyta (fig. 2a).

3. Anordning enligt krav l. k ä n n e t e c k n a d av att minst två sidoytor på ledarslingan (2) uppvisar fem hörn. var- vid vertikaldimensionen H1 bildas genom ett av hörnen (fíg. Zb).

4. Anordning enligt krav 1. k ä'n n e t e c k n a d av att övergången från vertikaldimensionen H1 till vertikaldimen- sionen H2 åstadkommas genom cirkelsektorformiga underkanter på ledarslingan (2) (fig. 2c).

5. Anordning enligt krav 1 och 2. k ä n n e t e c k n a d av att övergången från vertikaldimensionen H1 till vertíkaldi~ mensionen H2 âstadkommes genom raka underkanter på ledar- slingan (2) och att ledarslingan (2) i hörnen uppvisar områden med vertikaldimensionen H2. vilka totalt omfattar högst hälften av de förekommande sidoytorna (fig. 2d).

6. Anordning enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att 7812452-6 1' övergången från vertíkaldimensionen H1 till vertikaldimen- síonen H2 är utförd i steg (fig. 2e).

7. Anordning enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att ledarslíngan (2) uppvisar ett rektangulärt tvärsnitt (3) och ett rektangulärt hålrum (3) för genomledning av kylvatten.

8. Anordning enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att ledarslingan (2) uppvisar ett rektangulärt tvärsnitt och kyl- vattenledningen (4) med cirkulärt tvärsnitt (3) är fäst i ett motsvarande uttag i ledarslíngan (2).

9. Anordning enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att förhållandet Hl:H2 kan anta värdena 1.05 till 2.5.