SE515110C2

SE515110C2 - Electromagnetic brake for smelt inside metal casting crucible

Info

Publication number: SE515110C2
Application number: SE9701456A
Authority: SE
Inventors: Magnus Hallefaelt; Jan-Erik Eriksson; Conny Svahn
Original assignee: Abb Ab
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 2001-06-11
Also published as: SE9701456D0; SE9701456L

Abstract

An electromagnetic brake (EMBR) for applying at least one static or periodic low-frequency magnetic field to a smelt inside a crucible used for (semi-)continuous casting, comprises at least one electromagnet consisting of a magnetic core (11) with sections that can be moved in an axial direction, and an electric coil (12) around the core. The brake is mounted in a framework (13) that contains position-fixing devices (15) which include components for altering and fixing the relative position between the coil and core in their vertical directions. An apparatus for (semi-)continuous casting of elongated metal goods is also claimed, comprising a cooled crucible constructed from a casting mould, support beams for the mould, and cooling devices used to cool the crucible and beams, as well as to supply coolant for cooling the smelt during casting, in addition to the above brake.

Description

' 515 1 1 0 ilÉï-ïlÉï ÉÉÉZ icke stelnade delarna av gjutämnet. En djupt inträngande primär ström av vann smälta resul- terar i ett ﬂertal negativa effekter, bland annat kommer de icke-metalliska partiklar som finns i smältan att tränga djupt ned i gjutämnet och där riskera att fastna i stelningsfronten, dess- utom försvåras styrningen av temperaturen i anslutning till stelningsfronten och därmed riskeras defekter i gjutstrukturen. För att reducera riskerna för ovan angivna defekter och samtidigt förbättra de produktionstekniska förhållandena är det genom den europeiska pa- tentskriften EP 0 040 383 känt att anordna magnetfältsalstrande medel i anslutning till kokil- len för att pålägga i kokillen beﬁntlig smälta minst ett statiskt eller periodiskt lågfrekvent magnetfält för att bromsa och dela upp en till kokillen tillförd ström av varm smälta samt styra strömningen av smälta i de icke-stelnade partiema av ett gjutämne som formas i kokil- len. Ett sådant magnetfältsalstrande medel benämnes med idag vedertagen praxis en magne- tisk broms. En magnetisk broms innefattar magneter samt en magnetisk återföring, ett ok, och det magnetiska flödet leds genom kämor, återföring och i kokillen beﬁntlig smälta i en vä- sentligen sluten krets. Som magnet används företrädesvis en elektromagnet, dvs en ström- matad spole med kärna av ett magnetiskt material, men perrnanentmagneter kan i vissa sam- manhang vara lämpliga. En broms innefattande elektromagneter benämnes elektromagnetisk broms eller EMBR. Utöver de tidigare beskrivna kvalitetsmässiga förbättringarna erhålls då ett statiskt eller periodiskt lågfrekvent magnetfält, fortsättningsvis benämnt ett magnetiskt bromsfält, pålägges smältan även ett ﬂertal produktionstekniska fördelar. Risken att smälta ska bryta igenom det stelnade ytskiktet, med tillhörande långvariga driftsstopp, minskar i samtidigt som det i många fall har visat sig att gjuthastigheten kan höjas. '515 1 1 0 ilÉï-ïlÉï ÉÉÉZ not solidified parts of the casting. A deeply penetrating primary stream of water melt results in a number of negative effects, among other things, the non-metallic particles present in the melt will penetrate deep into the casting and there risk getting stuck in the solidification front, in addition, the control of the temperature is made more difficult. in connection with the solidification front and thus there is a risk of defects in the casting structure. In order to reduce the risks of the above-mentioned defects and at the same time improve the production technical conditions, it is known from the European patent specification EP 0 040 383 to arrange magnetic field generating means in connection with the mold to impose at least one static or periodic low frequency in the mold. magnetic field for braking and dividing a stream of hot melt supplied to the mold and controlling the flow of melt in the non-solidified portions of a casting mold formed in the mold. In today's accepted practice, such a magnetic field generating agent is called a magnetic brake. A magnetic brake includes magnets as well as a magnetic return, a yoke, and the magnetic flux is conducted through cores, return and in the mold significantly melted in a substantially closed circuit. An electromagnet is preferably used as the magnet, ie a current-supplied coil with a core of a magnetic material, but permanent magnets may be suitable in certain contexts. A brake comprising electromagnets is called an electromagnetic brake or EMBR. In addition to the previously described quality improvements, when a static or periodically low-frequency magnetic field is obtained, hereinafter referred to as a magnetic braking field, the melt is also subjected to a number of production technical advantages. The risk of melting breaking through the solidified surface layer, with associated prolonged downtime, decreases, while in many cases it has been found that the casting speed can be increased.

För att med låga förluster få en tillräckligt hög magnetisk fältstyrka verkande på smältan inne i kokillen är elektromagneternas kärnor anordnade med sin ena ände, den frärnre, så nära kokillens kopparplattor som möjligt. Kärnans andra ände, den bakre, ansluter mot den mag- netiska återföringen vilket företrädesvis är ett ok av kolstål eller annat magnetiskt material.In order to obtain, with low losses, a sufficiently high magnetic field strength acting on the melt inside the mold, the cores of the electromagnets are arranged with their one end, the farther one, as close to the copper plates of the mold as possible. The other end of the core, the rear, connects to the magnetic return, which is preferably a yoke of carbon steel or other magnetic material.

Beroende på förutsättningarna för inbyggnaden av bromsen i den aktuella gjutmaskinen ﬁnns ett antal alternativa utföranden av den elektromagnetiska bromsen vilka är optimerade för att under givna förutsättningar samtidigt uppfylla kraven på låga magnetiska förluster i den magnetiska kretsen med kraven på åtkomlighet för service och underhåll av kokillen. Genom den intemationella patentskriften WO 94/ 16844 är ett utförande, som fortsättningsvis i denna ansökan benämnes integrerad broms, känt där käman är delad, kapad, och den främre delen av käman är fast integrerad i vattenlådbalken medan den bakre delen som ansluter mot oket är rörlig i kämans axiella led för att med en broms vilken under drift uppvisar minimala luftgap mellan kärnor, ok och smälta underlätta demontering av kokillen i samband med renovering, ändring av gjutdimension eller annat underhåll som kräver att kokillen och då främst gjutformen öppnas. För att underlätta den axiella förskj utningen av kämans bakre del 515 110 och därvid minimera friktion mellan kärna och spole och undvika att kärnan fastnar och skadar den omgivande spolen år spolen och kärnan åtskilda av en luftspalt. I denna luftspalt uppkommer när den elektromagnetiska bromsen är inkopplad, magnetiserad, magnetiska krafter, vilka ger upphov till drag- och böjbelastningar i kärna och spole. För att undvika att dessa böj- och dragbelastningar skadar bromsen måste spole och kärna dimensioneras att motstå dessa väsentligen utan deformation.Depending on the conditions for the installation of the brake in the current casting machine, there are a number of alternative designs of the electromagnetic brake which are optimized to under the given conditions simultaneously meet the requirements for low magnetic losses in the magnetic circuit with the requirements for accessibility for service and maintenance of the mold. By the international patent specification WO 94/16844 an embodiment, hereinafter referred to in this application as integrated brake, is known where the core is divided, cut, and the front part of the core is fixedly integrated in the water box beam while the rear part which connects to the yoke is movable. in the axial joint of the core with a brake which during operation shows minimal air gaps between cores, yoke and melt facilitate disassembly of the mold in connection with renovation, change of casting dimension or other maintenance that requires the mold and then mainly the mold to be opened. In order to facilitate the axial displacement of the rear part of the core 515 110 and thereby minimize friction between core and coil and avoid the core getting stuck and damaging the surrounding coil, the coil and the core are separated by an air gap. In this air gap, when the electromagnetic brake is switched on, magnetized magnetic forces arise, which give rise to tensile and bending loads in the core and coil. In order to avoid that these bending and tensile loads damage the brake, the coil and core must be dimensioned to withstand these substantially without deformation.

En kokill för kontinuerlig gjutning är uppburen av ett ramverk vilket är anslutet till ett vibre- rande organ, såsom ett skakbord. De vibrerande organet är anordnat att under gjutning vibrera ramverket och kokillen för att ge kokillen en oscillerande rörelse. Företrädesvis oscillerar kokillen i gjutriktningen. Vanligen är den elektromagnetiska bromsen monterad i samma ramverk och följer då med i den oscillerande rörelsen. Detta gäller exempelvis den integrera- de bromsen i det föregående beskrivna utförandet. Den oscillerande massan i kokillen är stor och det har visat sig önskvärt att minska denna oscillerande massa. Genom bland annat den europeiska patentskriften EP 0 577 831 är det känt att anordna den elektromagnetiska brom- sen uppburen av ett eget ramverk vilket är mekaniskt åtskilt från kokillens ramverk. Brom- sens ramverk innefattar vanligen magnetiskt ledande material vilket ingår i bromsens magne- tiska återföring. Detta ramverk och det magnetiska materialet kan även utgöra en del av den vägg som avgränsat det rum, ofta kallat kylkammare, i vilket kokill, broms och de övre rul- larna hos stränggj utmaskinen vanligen är anordnade. Genom att kokill och broms är monte- rade i skilda ramverk har man kraftigt reducerat den oscillerande massan och då kokill och broms är anordnade som mekaniskt skilda enheter behöver endast kokillen avlägsnas vid underhåll eller vid byte av gjutdimension. Kokillen lossas då från sitt ramverk och lyfts ur gjutmaskinen medan den elektromagnetiska bromsen förblir i sitt ramverk på gjutmaskinen.A mold for continuous casting is supported by a framework which is connected to a vibrating member, such as a shaking table. The vibrating means are arranged to vibrate the frame and the mold during casting to give the mold an oscillating movement. Preferably, the mold oscillates in the casting direction. Usually the electromagnetic brake is mounted in the same framework and then follows the oscillating movement. This applies, for example, to the integrated brake in the embodiment described above. The oscillating mass in the mold is large and it has been found desirable to reduce this oscillating mass. Through, among other things, the European patent specification EP 0 577 831, it is known to arrange the electromagnetic brake supported by a separate framework, which is mechanically separated from the mold of the mold. The brake framework usually includes magnetically conductive material, which is included in the brake's magnetic return. This framework and the magnetic material can also form part of the wall which delimits the room, often called a cooling chamber, in which the mold, brake and the upper rollers of the stringing machine are usually arranged. Because the mold and brake are mounted in different frameworks, the oscillating mass has been greatly reduced and since the mold and brake are arranged as mechanically separate units, only the mold needs to be removed during maintenance or when changing the casting dimension. The mold is then detached from its frame and lifted out of the casting machine while the electromagnetic brake remains in its frame on the casting machine.

För att få tillräckligt hög magnetisk fåltstyrka verkande på smältan inne i kokillen är elekt- romagnetemas kärnor i detta utförande anordnade så att de, vid drift, direkt anligger med sin ena ände mot kokillen. För att åstadkomma detta är urtag, i vilka kärnorna vid drift är införda, anordnade i vattenlådbalkama. Dessa urtag benämnes vanligen fönster. Dessa fönster är större än kämorna för att undvika att vattenlådbalkar och kärnor slår mot varandra då kokil- len oscillerar. För att vid underhåll eller annat servicearbete kunna lyfta ur kokillen är elekt- romagneternas kärnor rörliga i sin axiella led och anordnade att dras ur vattenlådbalkamas fönster för att frilägga kokillen innan denna lyfts ur gjutmaskinen. Kärnoma dras då genom spolama på samma sätt som tidigare har beskrivits för den axiella fórskj utningen av den bakre kärndelen i den integrerade och följaktligen finns även i detta bromsutförande en lutt- spalt mellan spole och kärna. Detta ger samma problem med magnetiska krafter i luﬁspalten vilka ger upphov till drag- och böjbelastningar i kärna och spole. v u c - oo ,. ,. n n I". :'°.: s u. q . o. n . i".In order to obtain a sufficiently high magnetic field strength acting on the melt inside the mold, the cores of the electromagnets in this embodiment are arranged so that, during operation, they abut directly with one end against the mold. To achieve this, recesses, into which the cores are inserted during operation, are arranged in the water box beams. These recesses are usually called windows. These windows are larger than the cores to prevent water box beams and cores from hitting each other when the mold oscillates. In order to be able to lift out of the mold during maintenance or other service work, the cores of the electromagnets are movable in their axial joint and arranged to be pulled out of the window of the water box beams to expose the mold before it is lifted out of the casting machine. The cores are then pulled through the coils in the same way as previously described for the axial displacement of the rear core part in the integrated one and consequently there is also in this brake design a tilt gap between coil and core. This gives the same problem with magnetic forces in the air gap which give rise to tensile and bending loads in the core and coil. v u c - oo,. ,. n n I ".: '° .: s u. q. o. n. i".

I , u av u. nu o u' : : .I- . . .u nu n ~ .~:: --' ' _ t _ Ett ändamål med den föreliggande uppﬁnningen är att erbjuda ett nytt utförande av en elekt- romagnetisk broms där problemet med drag- och böjbelastningar i käma och spole till följd av magnetiska krafter i luftspalten när bromsen är i drift har reducerats till en last vilken kan förutsägas för olika inbyggnads alternativ. Det är även ett ändamål med uppfinningen att anvisa en giutanordning innefattande en elektromagnetisk broms konstruerad och installerad enligt uppfinningen.I, u av u. Nu o u ':: .I-. . .u nu n ~. ~ :: - '' _ t _ An object of the present invention is to offer a new embodiment of an electromagnetic brake in which the problem of tensile and bending loads in the core and coil due to magnetic forces in the air gap when the brake is in operation has been reduced to a load which can be predicted for different installation options. It is also an object of the invention to provide a casting device comprising an electromagnetic brake constructed and installed according to the invention.

UPPFINNINGEN - För att väsentligen undvika att drag- och böjbelastningar uppkommer i käma och lindning hos en elektromagnetisk broms till följd av de magnetiska krafter när bromsen befinner sig i aktiverat, magnetiserat, tillstånd och reducera de mekaniska lastema vilka verkar på kärna och spole till en förutsägbar last är en elektromagnetisk broms, vilken uppvisar minst en elektromagnet innefattande en magnetisk käma och en kring käman anordnad elektrisk lind- ning, där kärnan uppvisar en i kärnans axiella led rörlig kärndel, enligt uppfinningen förbun- den med ett ramverk, där ramverket innefattar lägesfixerande organ med medel för att föränd- ra och fixera det inbördes relativa läget mellan lindning och käma i kärnans och spolens vertikala led. Företrädesvis är de lägesﬁxerande organen anordnade att, när den elektromag- netiska bromsen är magnetiserad, fixera kärna och lindning i ett inbördes läge relativt varand- ra i kärnans och spolens vertikala led där lindningens inneryta anligger, i anspänd mekanisk kontakt, mot kärnan. Enligt en utföringsform av uppﬁnningen är de lägesﬁxerande organen anordnade att ﬂytta lindningen för att förändra och fixera det inbördes läget mellan spole och käma.INVENTION - To substantially prevent tensile and bending loads occurring in the core and winding of an electromagnetic brake due to the magnetic forces when the brake is in activated, magnetized, state and reduce the mechanical loads acting on the core and coil to a predictable load is an electromagnetic brake, which has at least one electromagnet comprising a magnetic core and an electrical winding arranged around the core, the core having a core part movable in the axial direction of the core, according to the invention connected to a framework, the framework comprising position-fixing means with means for changing and fixing the relative position between the winding and the core in the vertical joint of the core and the coil. Preferably, the positioning means are arranged to, when the electromagnetic brake is magnetized, fix the core and winding in a mutual position relative to each other in the vertical direction of the core and the coil where the inner surface of the winding abuts, in tensioned mechanical contact, against the core. According to an embodiment of the invention, the position-adjusting means are arranged to surface the winding in order to change and fix the mutual position between coil and core.

Lindningen är företrädesvis en spole och fortsättningsvis kommer den elektriska lindningen i denna ansökan att benämnas spole. Med spole avses då en kring en kärna anordnad lindning.The winding is preferably a coil and henceforth the electric winding in this application will be called a coil. Coil then refers to a winding arranged around a core.

Käman är utförd i en eller ﬂera delar och innefattar ett magnetiskt material såsom ett kolstål.The core is made in one or two parts and comprises a magnetic material such as a carbon steel.

För att minimera de magnetiska förlustema i bromsen är den magnetiska kretsen sluten.To minimize the magnetic losses in the brake, the magnetic circuit is closed.

Företrädesvis är ett magnetisk återföring, ett ok, anordnat i anslutning till och företrädesvis i magnetisk kontakt med kärnan för att sluta den magnetiska kretsen som därigenom kommer att omfatta åtminstone kärnan, återföringen och i kokillen befintlig smälta/gjutämne. Genom att förlusterna minimeras reduceras energiförbrukningen. Vanligen omfattar en elektromag- netisk broms minst två elektromagneter samt för slutande av den magnetiska kretsen anordnat magnetiskt ok. Vanligen sammanbinds de båda bromsarna av ett gemensamt ok till en sluten magnetisk krets. Vid ﬂer än två elektromagneter är magneter och återföring anordnade i samma magnetiska krets eller i ett ﬂertal magnetiska kretsar som då täcker var sin del av en gjutform. Bromsen och de i bromsen innefattade delarna såsom spole, kärnan samt eventuellt i 515 110 ok är förbundna med ramverket medelst fästorgan. Ramverket stödjer och håller samman den elektromagnetiska bromsen.Preferably, a magnetic return, a yoke, is arranged adjacent to and preferably in magnetic contact with the core to close the magnetic circuit which will thereby comprise at least the core, the return and the melt / casting substance present in the mold. By minimizing losses, energy consumption is reduced. Usually an electromagnetic brake comprises at least two electromagnets and a magnetic yoke arranged for closing the magnetic circuit. Usually the two brakes are connected by a common yoke to a closed magnetic circuit. In the case of more than two electromagnets, magnets and return are arranged in the same magnetic circuit or in a number of magnetic circuits which then each cover a part of a mold. The brake and the parts included in the brake such as the coil, the core and possibly in 515 110 yoke are connected to the framework by means of fastening means. The framework supports and holds together the electromagnetic brake.

Enligt en utföringsform av uppﬁnningen är den elektromagnetiska bromsen förbunden med ramverket medelst ett ﬂertal fästorgan varvid ett eller ﬂer av dessa fástorgan innefattar de lägesﬁxerande organen. Enligt en föredragen utföringsform är spolen förbunden med ramen medelst fästorgan vilka innefattar de lägesﬁxerande organen. Det har visat sig lämpligt att som lägesﬁxerande organ anordna; - fjäderelement, såsom tallriksfjäder, bladfj äder, skruvfjäder eller annan godtycklig art av fjäderelement; - teleskopben, fyllda med luft eller annan gas, altemativt med olja eller annan vätska; - shims, brickor eller kilar vilka är anordnade att föras in i, flyttas i eller tas ut ur fástorganen för spole eller käma för att förändra det inbördes läget mellan dessa; - stänger eller linjaler försedda med skruvgängor eller kuggtänder anordnade i fástorganen för spole eller kärna så att det inbördes läget mellan dessa kan förändras.According to an embodiment of the invention, the electromagnetic brake is connected to the framework by means of a number of fastening means, one or more of these fastening means comprising the position-axing means. According to a preferred embodiment, the coil is connected to the frame by means of fastening means which comprise the positioning means. It has proved expedient to arrange as positioning means; spring elements, such as disc spring, leaf spring, coil spring or any other type of spring element; telescopic legs, filled with air or other gas, alternatively with oil or other liquid; shims, washers or wedges which are arranged to be inserted into, moved into or removed from the fastening means for coil or core in order to change the mutual position between them; rods or rulers provided with screw threads or teeth arranged in the fastening means for coil or core so that the mutual position between them can be changed.

I det föregående har elektromagnetiska bromsar enligt utförandeforrner av uppﬁnningen beskrivits där lägesﬁxerande organ av olika utföranden har varit innefattade i spolens fästor- gan, naturligtvis är det i vissa konstruktiva utföranden av elektromagnetiska bromsar eller i vissa inbyggnadsforrner av elektromagnetiska bromsar mer lämpligt att anordna de läges- ﬁxerande organen i de fastorgan vilka är anordnade för att fästa den magnetiska kärnan vid ramverket. Dessa kärnans fastorgan är anordnade att förändra och fixera det inbördes relativa läget mellan lindning och kärna vid ramverket. Likaså har det visat sig lämpligt att i vissa sammanhang använda fástorgan med lägesﬁxerande organ för att förbinda både spolen och kärnan till ramverket. I anordningar för kontinuerlig eller halvkontinuerlig gjutning är till- gängligt utrymme för installation av en broms ofta begränsat varför det är önskvärt med stor ﬂexibilitet i de fästorgan som används därför har det ibland visat sig fördelaktigt att använda ett ﬂertal typer av lägesﬁxerande organ i samma elektromagnetiska broms. Genom denna flexibilitet är det möjligt att i den aktuella inbyggnadssituationen minimera de böj- och drag belastningar som verkar på spole och kärna i en broms när den befinner sig i magnetiserat tillstånd och begränsa lastens storlek och riktning på spolens lägesﬁxerande organ. De läges- ﬁxerande organen är fastsatta i ramverket.In the foregoing, electromagnetic brakes according to embodiments of the invention have been described where positioning means of various embodiments have been included in the coil fastener, of course in certain structural embodiments of electromagnetic brakes or in certain built-in forms of electromagnetic brakes it is more convenient to provide The mounting means in the fixed means which are arranged to attach the magnetic core to the framework. These fixed members of the core are arranged to change and fix the mutual relative position between winding and core at the framework. It has also been found appropriate in some contexts to use fasteners with positioning means to connect both the coil and the core to the framework. In devices for continuous or semi-continuous casting, the available space for installation of a brake is often limited, which is why it is desirable to have high ﬂ flexibility in the fasteners used, therefore it has sometimes proved advantageous to use several types of positioning means in the same electromagnetic brake. . Due to this flexibility, it is possible in the current installation situation to minimize the bending and tensile loads acting on the coil and core of a brake when it is in a magnetized state and to limit the size and direction of the load on the coil positioning means. The positioning means are fixed in the framework.

En anordning för kontinuerlig eller halvkontinuerlig gjutning av ett långsträckt gjutämne av metall vilken uppvisar 515 1 10 šï* íšššffë - Ilšï - - en kyld kokill, innefattande en giutfonn, i anslutning till gjutformen anordnade stödbalkar samt kylorgan för att kyla kokill och stödbalkar samt tillföra kylmedel för att kyla smältan under gjutning, - en elektromagnetisk broms anordnad för att pålägga i kokillen beﬁntlig smälta minst ett statiskt eller periodiskt lågfrekvent magnetfält och uppvisande en elektromagnet, vilken uppvisar en magnetisk kärna, vilken innefattar en i kämans axiella led rörlig kämdel, en kring käman anordnad spole och en magnetisk återföring, är enligt uppfinningen anordnad den elektromagnetiska bromsen förbunden med ett ramverk vilket uppvisar lägesﬁxerande organ med medel för att förändra och ﬁxera det inbördes läget hos spole och kärna relativt varandra i kämans och spolens vertikala led. Företrädesvis är bromsen förbunden med ramverket medelst fästorgan vilka innefattar de lägesﬁxerande organen.A device for continuous or semi-continuous casting of an elongate metal casting having 515 1 10 šï * íšššffë - Ilšï - - a chilled mold, comprising a casting mold, support beams arranged in connection with the mold and cooling means for cooling the mold and support beams and supplying coolant to cool the melt during casting, - an electromagnetic brake arranged to apply to the mold permanent melt at least one static or periodically low frequency magnetic field and having an electromagnet, which has a magnetic core, which comprises a core part movable in the axial direction of the core, a core around the core. arranged coil and a magnetic return, according to the invention the electromagnetic brake is arranged connected to a framework which has position positioning means with means for changing and centering the mutual position of coil and core relative to each other in the vertical direction of the core and coil. Preferably, the brake is connected to the framework by means of fastening means which comprise the positioning means.

Enligt en föredragen utföringsfonn är spolen förbunden med ramverket medelst fästorgan vilka innefattar de lägesﬁxerande organen.According to a preferred embodiment, the coil is connected to the framework by means of fastening means which comprise the positioning means.

Enligt en utföringsfonn av den uppfunna gjutanordningen är bromsens ramverk anordnat att även stödja och bära kokillen. Varvid i bromsen ingående kärna är delad, kapad, och uppvisar en mot gjutformen anliggande kämdel, vilken är fast integrerad i en av gjutforrnens stödbal- kar, och en i kärnans axiella led rörlig kärndel vilken företrädesvis är anordnad i magnetisk kontakt med oket. Den rörliga delen är omgiven av spolen och rörlig i sin axiella led för att kunna förskjutas genom spolen. Härigenom säkerställs att kärnan kan vara anbringad i mag- netiskt ledande kontakt med både den magnetiska återföringen och den i stödbalken integre- rade kärndelen när broms och kokill är monterade käman. Vidare säkerställs också att när kokillen behöver demonteras för service käman kan vara tillbakadragen så att kokillen kan öppnas. För att ej skada spole eller kärna vid denna axiella förskjutning av käman är de läges- fixerande organen anordnade att vid dessa tillfällen ﬁxera spole och kokill i ett läge där de är åtskilda av en käman omgivande luftspalt. När broms och kokill är monterade och inför magnetisering av bromsen är de lägesﬁxerande organen anordnade att förändra det inbördes läget mellan spole och kärna. Varvid de när bromsen är magnetiserad kommer att vara ﬁxe- rade i ett läge relativt varandra där käman anligger i anspänd mekanisk kontakt med spolens inneryta.According to an embodiment of the invented casting device, the brake framework is arranged to also support and carry the mold. The core included in the brake is divided, cut, and has a core part abutting the mold, which is fixedly integrated in one of the support beams of the mold, and a core part movable in the axial joint of the core, which is preferably arranged in magnetic contact with the yoke. The movable part is surrounded by the coil and movable in its axial joint in order to be able to be displaced through the coil. This ensures that the core can be mounted in magnetically conductive contact with both the magnetic return and the core part integrated in the support beam when the brake and mold are mounted on the core. Furthermore, it is also ensured that when the mold needs to be disassembled for service, the core can be retracted so that the mold can be opened. In order not to damage the coil or core during this axial displacement of the core, the position-fixing means are arranged to on these occasions era xer the coil and the mold in a position where they are separated by an air gap surrounding a core. When the brake and the mold are mounted and before magnetization of the brake, the positioning means are arranged to change the mutual position between the coil and the core. Whereby, when the brake is magnetized, they will be ﬁxerted in a position relative to each other where the core abuts in tensioned mechanical contact with the inner surface of the coil.

Enligt en altemativ utföringsfonn innefattar den uppfunna gjutanordningen ett första rarnverk vilket stödjer och håller samman bromsen och uppvisar de lägesfixerande organen och a n ; ø n .n 515 110 ett andra ramverk vilket stödjer och håller samman kokillen. Vibrerande organ, anordnade att ge det andra ramverket och kokillen en oscillerande rörelse. Det första ramverket är meka- niskt åtskilt från det andra ramverket för undvika att det forsta ramverket och bromsen följer med i kokillens och det andra ramverkets oscillerande rörelse. Den magnetiskt ledande kär- nan är förskjutbar genom spolen i sin axiella led och, när broms och kokill är monterade i sina ramverk, inskjuten i ett urtag vilket är upptaget i en vid gjutforrnen anordnad stödbalk.According to an alternative embodiment, the invented casting device comprises a first frame which supports and holds the brake together and has the position-fixing means and a n; ø n .n 515 110 a second framework which supports and holds the mold together. Vibrating means, arranged to give the second framework and the mold an oscillating movement. The first framework is mechanically separated from the second framework in order to avoid that the first framework and the brake follow the oscillating movement of the mold and the second framework. The magnetically conductive core is displaceable through the coil in its axial joint and, when the brake and mold are mounted in their frames, is inserted into a recess which is accommodated in a support beam arranged at the mold.

Den i urtaget inskjutna kärnan står i magnetisk kontakt med både gjutfonnen och den mag- netiska återfóringen. När man önskar demontera kokillen dras kärnan tillbaka ur urtaget i stödbalken så att kokillen friläggs. Den frilagda kokillen kan då lossas från sitt ramverk och lyftas ur gjutanordningen för service eller dylikt.The core inserted into the recess is in magnetic contact with both the casting mold and the magnetic return. When you want to dismantle the mold, the core is pulled back from the recess in the support beam so that the mold is exposed. The exposed mold can then be detached from its framework and lifted out of the casting device for service or the like.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen ska i det följ ande förklaras mer ingående och exemplifieras med utföringsfor- mer för den uppfunna elektromagnetiska bromsen och den uppfunna gjutanordningen med elektromagnetisk broms under hänvisning till bifogade figurer.DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention will be explained in more detail below and exemplified by embodiments of the invented electromagnetic brake and the invented casting device with electromagnetic brake with reference to the accompanying figures.

Figur la och lb visar ett snitt av den elektromagnetiska bromsen enligt uppfinningen. Mer specifikt visas i figur la och lb det inbördes läget hos en spole relativt käman vid omagnetis- rad tillstånd la och magnetiserat tillstånd lb. Figur 2 och ﬁgur 3 visar två alternativa utfö- ringsformer av en gjutanordning enligt uppfinningen.Figures 1a and 1b show a section of the electromagnetic brake according to the invention. More specifically, Figures 1a and 1b show the relative position of a coil relative to the core in the unmagnetized state 1a and the magnetized state 1b. Figure 2 and Figure 3 show two alternative embodiments of a casting device according to the invention.

FIGURER.FIGURES.

Figur la och lb visar ett tvärsnitt av en elektromagnet innefattad i en elektromagnetisk broms enligt uppﬁnningen. Bromsen är anordnad i anslutning till en kokill för kontinuerlig eller halvkontinuerlig gjutning av ett långsträckt gjutämne. Bromsen alstrar ett statiskt eller perio- diskt lågfrekvent magnetiskt fält vilket verkar på i gjutämnet befintlig smälta. Magnetfältet bromsar och delar upp en in i kokillen strömmande primär ström av varm smälta och styr den sekundära strömningen av smälta som då uppkommer i gjutärrmets smälta delar. Bromsen innefattar, utöver en eller ﬂera elektromagneter, ett ramverk 13 vilket stödjer och håller sam- man de i magneten ingående delarna. För att minska de magnetiska förlusterna innefattar många utföringsforiner av bromsen ett, icke-visat, magnetiskt ok. Detta ok sammanbinder magnetemas kärnor 11 till en eller ﬂera magnetiska kretsar. Den i figurerna la och lb visade magneten uppvisar en spole 12 och en i kämans, och spolens axiella led, rörlig kärndel 11, vilken är fórskjutbar i sin axiella led. I den utföringsforni som visas i figur 2 omfattar den rörliga kärndelen 11 en i sin helhet rörlig kärna ll medan käman 11 enligt utföringsforinen i » n n . .n 515 110 ﬁgur 3 är kapad, varvid åtminstone den i spolen 12 beﬁntlig delen av kärnan 11 är rörligt förskjutbar i sin och spolens 12 axiella led.Figures 1a and 1b show a cross section of an electromagnet included in an electromagnetic brake according to the invention. The brake is arranged in connection with a mold for continuous or semi-continuous casting of an elongate casting blank. The brake generates a static or periodically low-frequency magnetic field, which acts on the melt present in the casting. The magnetic field brakes and divides a primary stream of hot melt flowing into the mold and controls the secondary flow of melt which then arises in the molten parts of the casting sleeve. The brake comprises, in addition to one or ﬂ your electromagnets, a framework 13 which supports and holds together the parts included in the magnet. To reduce the magnetic losses, many embodiments of the brake include a magnetic yoke (not shown). This yoke connects the cores 11 of the magnets to one or two magnetic circuits. The magnet shown in Figures 1a and 1b has a coil 12 and a movable core part 11 in the axial joint of the core and the coil, which is displaceable in its axial joint. In the embodiment shown in Figure 2, the movable core part 11 comprises a fully movable core 11 while the core 11 according to the embodiment is shown in n. .n 515 110 ﬁ gur 3 is cut, wherein at least the part of the core 11 which is sensitive in the coil 12 is movably displaceable in its and the axial joints of the coil 12.

Inför den axiella förskjutningen av den rörliga kärndelen 11 är spolen 12 och den rörliga delen av kärnan 11 fixerade i ett läge relativt varandra där de är åtskilda av en kärnan omgi- vande luftspalt 14. Härigenom undviks att skador uppkommer på kärna 11 och/eller spole 12 vid en sådan förskjutning. Dessutom minimeras samtidigt eventuella friktionskrafter mellan kärna 11 och spole 12 vid förskjutningen. Bromsen är vid förskjutningen omagnetiserad. Den rörligt förskjutbara kärndelen 11 dras bort från kokillen, icke-visad, för att frilägga i kokillen befintliga delar såsom gjutform och kring kokillen anordnad stödram för service och armat underhållsarbete eller för att byta gjutform. Kokillen och främst då i kokillen innefattad gjutform kan då öppnas eller lyftas ur gjutmaskinen. På motsvarande sätt förskjuts vid monte- ring av gjutmaskinen efter service eller dylikt den rörliga kärndelen 11 in mot kokillen.Prior to the axial displacement of the movable core part 11, the coil 12 and the movable part of the core 11 are fixed in a position relative to each other where they are separated by an air gap 14 surrounding the core. This avoids damage to core 11 and / or coil 12 at such a displacement. In addition, any frictional forces between core 11 and coil 12 during displacement are minimized at the same time. The brake is unagnetized during the displacement. The movably displaceable core part 11 is pulled away from the mold, not shown, to expose parts present in the mold such as a mold and a support frame arranged around the mold for service and other maintenance work or to change the mold. The mold and especially when the mold included in the mold can then be opened or lifted out of the casting machine. Correspondingly, when mounting the casting machine after service or the like, the movable core part 11 is displaced towards the mold.

När kokillen och bromsen sedan åter är monterade är den rörliga kämdelen 11 inskjuten så att den med sin främre ände anligger, som visas i figur 3, mot kokillens gjutforni 37 eller, enligt utförandeformen i ﬁgur 2, mot en i kokillens stödbalk integrerad kämdel 21a.When the mold and the brake are then reassembled, the movable core part 11 is pushed so that it abuts with its front end, as shown in Figure 3, against the mold of the mold 37 or, according to the embodiment in Figure 2, against a core part 21a integrated in the mold support beam.

Innan bromsen aktiveras, magnetiseras, förändras det inbördes läget mellan spolen 12 och den rörliga kärndelen 11. Som framgår av ﬁgur lb, är spolen 12 och kärnan 11 i en magneti- serad broms fixerade i ett läge relativt varandra där spolen 12 anligger i anpänd mekanisk kontakt med kärnan 11. Härigenom undviks väsentligen de magnetiska krafter som uppkom- mer i luftspalten 14 mellan spole 12 och kärna 11 i luftspalten 14 och de böj- och dragbelast- ningar i spole 12 och den mekanisk belastningen på kärna 11 och spole reduceras väsentligen till anspänningskraften i kontaktytan mellan spole 12 och kärnan 11. För att styra spolens 12 rörelseriktning är luftspalten A mindre än luftspalten B. Ändras relationerna mellan A och B kan rörelseriktningen hos spole respektive kärna ändras vid lägesfixeringen.Before the brake is activated, magnetized, the mutual position between the coil 12 and the movable core part 11 is changed. contact with the core 11. This substantially avoids the magnetic forces which arise in the air gap 14 between the coil 12 and the core 11 in the air gap 14 and the bending and tensile loads in the coil 12 and the mechanical load on the core 11 and coil is substantially reduced to the clamping force in the contact surface between the coil 12 and the core 11. To control the direction of movement of the coil 12, the air gap A is smaller than the air gap B. If the relations between A and B change, the direction of movement of the coil and core can be changed during position fixation.

Lägesfixeringen av den rörliga kämdelen 11 och spolen 12 relativt varandra och förändring- arna i det relativa läget mellan spolen 12 och den rörliga kärndelen 11 har åstadkommits medelst lägesﬁxerande organ 15. Enligt de utföringsforrner som visas i figurerna är dessa lägesfixerande organ 15 innefattade i de fästorgan 16 som förbinder spolen 12 med ramverket 13. I andra utföringsforiner är lägesfixerande organ innefattade i kämans fastorgan och ytter- ligare andra utföringsforrner i ramverket 13.The position fixation of the movable core part 11 and the coil 12 relative to each other and the changes in the relative position between the coil 12 and the movable core part 11 have been effected by means of position fixing means 15. According to the embodiments shown in the figures, these position fixing means 15 are included in the fastening means 16 which connects the coil 12 to the framework 13. In other embodiments, position-fixing means are included in the fixed means of the core and still other embodiments in the framework 13.

Den i figur 2 visade gjutanordningen innefattar en elektromagnetisk broms och en kyld kokill och ett för broms och kokill gemensamt ramverk 23 vilket stödjer och håller samman de i n n n a en '515 110 9 broms och kokill ingående delarna. Gjutforrnen 2 är rektangulär av den typ som används för gjutning av piåtämnen, sk. slabs inen naturligtvis kan gjutformen vara av godtycklig form för gjutning av ämnen med önskat tvärsnitt. Den visade kokillen innefattar fyra kokillplattor, två längs långsidoma 2a, 2b och två icke-visade vid kortsidoma. Kokillplattoma 2a, 2b innefattar företrädesvis koppar och är sammanhållna av en kyld stödrarn 3. Den kylda stödramen uppvi- sar ett antal balkar med inre hålrum, benämnda vattenlådbalkar 3, i vilka kylmedel, företrä- desvis vatten, strömmar vid gjutning för kylning av gjutanordningen och gjutämnet 1. Smälta tillförs kontinuerligt gjutformen 2 under gjutning och kyls i denna. Härvid formas ett gjutäm- ne 1 vilket kontinuerligt lämnar gjutfonnen 2. Gj utämnet l uppvisar vid utträdet ur gjutfor- men ett stelnat mekaniskt sj älvbärande skal lb vilket omger den ﬂytande restsmälta lc som finns kvar i gjutämnets centrum. Efter utträdet ur gjutformen 2 begjuts vanligen gjutämnet 1 med kylmedel, företrädesvis vatten, i en zon av sekundärkylning nedströms kokillen. Den elektromagnetiska bromsen i figur 2 innefattar spolar 22, ett ok 27 och kärnor 2l. Kärnorna är kapade och uppvisar vardera en främre kärndel 2la, vilken är fast integrerad i vattenlåd- balken 3, och en bakre kämdel 2lb, vilken är rörlig i sin axiella led. På samma sätt som för den i figur la och lb visade generella elektromagneten är de rörliga kärndelarna 21b i en monterad gjutanordning framskjutna så att de anligger mot respektive i vattenlådbalken 3 integrerade kämdel 2la samtidigt som den fortfarande anligger i magnetisk kontakt med oket 27. När sedan kokillen behöver demonteras eller öppnas dras den rörliga kärndelen 2lb bort från den fasta kämdelen 2la varigenom kokillen friläggs. Under denna förskjutning är brom- sen ej magnetiserad och spolen 22, är fixerad i ett läge så att den kommer att vara åtskild från den rörliga kärndelen 21b av ett kärndelen 21b omgivande luftgap 24.The casting device shown in Figure 2 comprises an electromagnetic brake and a cooled mold and a frame 23 common to brake and mold which supports and holds together the parts included in a brake and mold. The mold 2 is rectangular of the type used for casting plywood, so-called. slabs in, of course, the mold can be of any shape for casting blanks of the desired cross-section. The mold shown comprises four mold plates, two along the long sides 2a, 2b and two not shown at the short sides. The mold plates 2a, 2b preferably comprise copper and are held together by a cooled support frame 3. The cooled support frame has a number of beams with internal cavities, called water box beams 3, in which coolant, preferably water, flows during casting to cool the casting device and casting element 1. Melt is continuously fed to the mold 2 during casting and cooled in it. In this case, a casting blank 1 is formed which continuously leaves the casting mold 2. Upon casting out of the mold, the casting blank 1 has a solidified mechanically self-supporting shell lb which surrounds the ﬂ-residual melt lc which remains in the center of the casting blank. After exiting the mold 2, the casting 1 is usually sprayed with coolant, preferably water, in a zone of secondary cooling downstream of the mold. The electromagnetic brake of Figure 2 includes coils 22, a yoke 27 and cores 21. The cores are cut and each have a front core part 2la, which is fixedly integrated in the water box beam 3, and a rear core part 2lb, which is movable in its axial joint. In the same way as for the general electromagnet shown in Figures 1a and 1b, the movable core parts 21b in a mounted casting device are projected so that they abut against respective core parts 2la integrated in the water box beam 3 while still abutting in magnetic contact with the yoke 27. When then the mold needs to be disassembled or opened, the movable core part 2lb is pulled away from the fixed core part 2la, thereby exposing the mold. During this displacement, the brake is not magnetized and the coil 22 is fixed in a position so that it will be separated from the movable core part 21b by an air gap 24 surrounding a core part 21b.

Inför magnetisering av bromsen förändras det inbördes läget mellan spole 22 och den rörliga kämdelen 2lb så att spolen 22 kommer att anliggai anspänd mekanisk kontakt med den rörliga kärndelen 21b. Detta har åstadkommits medelst de i figur 2 visade fästorganen 26 för spolen vilka innefattar fjäderben 25. ' Den i figur 3 visade gjutanordningen uppvisar en elektromagnetisk broms, en kyld kokill, ett första ramverk 33a, vilket stödjer och håller samman bromsen, och ett andra ramverk 33b, vilket stödjer och håller samman kokillen. Bromsen uppvisar spolar 32, ett ok 37 och en käma 31, vilken i sin helhet är rörligt förskjutbar i sin axiella led. Kokillen innefattar en gjutfonn 2 av samma slag som i figur 2 och kring gjutformen anordnade stödbalkar 3. Stöd- balkarna 3 uppvisar uttag 39 i vilka kämans 31 främre ände är inskjuten vid gjutning så att den anligger mot gjutformen eller mot en bakom gjutforrnen 2 anordnad magnetisk platta, en så kallad polplatta, icke-visad. Det andra ramverket 33b är förbundet med ett skakbord 39 vilket under gjutning ger detta ramverk 33b och kokillen en oscillerande rörelse. Genom att n o a u . en u - ø ø n : .u '515 110 10 det första ramverket 33a, vilket bär upp bromsen, är mekaniskt skilt från kokillens ramverk 33b följer bromsen ej nied i deiina oscillerande rörelse. Härigenom u pnås fördelar såsom att - den oscillerande massan reduceras; - riskema för att bromsen skadas av vibrationema reduceras.Prior to magnetization of the brake, the mutual position between coil 22 and the movable core part 21b changes so that the coil 22 will be in tensioned mechanical contact with the movable core part 21b. This has been accomplished by the coil fasteners 26 shown in Figure 2 which include spring struts 25. The casting device shown in Figure 3 has an electromagnetic brake, a cooled mold, a first frame 33a which supports and holds the brake together, and a second frame. 33b, which supports and holds the mold together. The brake has coils 32, a yoke 37 and a core 31, which as a whole is movably displaceable in its axial joint. The mold comprises a mold 2 of the same type as in figure 2 and support beams 3 arranged around the mold. plate, a so-called pole plate, not shown. The second frame 33b is connected to a shaking table 39 which during casting gives this frame 33b and the mold an oscillating movement. By n o a u. a first frame 33a, which carries the brake, is mechanically separated from the frame 33b of the mold, the brake does not follow down in the oscillating movement. In this way advantages are obtained such as that - the oscillating mass is reduced; - the risk of the brake being damaged by the vibrations is reduced.

På samma sätt som beskrivits i det föregående förskjuts kärnan 31 i sin axiella led i samband med montering och demontering av gjutanordningen samt vid vissa andra slag av service arbeten. Spolen 32 och kärnan 31 är då ﬁxerade i ett läge relativt varandra där de är åtskilda av en kärnan 3l omgivande luftspalt 34. Inför magnetisering av en monterad gjutanordning förändras det inbördes läget hos spole 32 och kärna 31 så att kärnan 31 kommer att anligga i anspänd mekanisk kontakt med spolen 32 på i det föregående beskrivet sätt. För att åstad- komma denna förändring och fixering av det inbördes läget hos spole 32 och kärna 31 relativt varandra är lägesfixerande organ 35, i form av ﬁäderben, innefattade i de fästorgan 36 me- delst vilka spolen 32 är fästad vid bromsens ramverk 33b. o ø u u nu IIn the same way as described above, the core 31 is displaced in its axial joint in connection with assembly and disassembly of the casting device and in certain other types of service work. The coil 32 and the core 31 are then axed in a position relative to each other where they are separated by an air gap 34 surrounding a core 31. Before magnetization of a mounted casting device, the mutual position of the coil 32 and core 31 changes so that the core 31 will abut in tensioned mechanical contact with the coil 32 in the manner described above. To effect this change and fixation of the relative position of coil 32 and core 31 relative to each other, position fixing means 35, in the form of struts, are included in the fastening means 36 by means of which coil 32 is attached to the brake frame 33b. o ø u u nu I

Claims

515 110 11 PATENT REQUIREMENTS

An electromagnetic brake, arranged to impose on a mold for continuous or semi-continuous casting a continuous melt at least one static or periodic low frequency magnetic field, which has at least one electromagnet, comprising a magnetic core (II, 2la, 21b, 3 1). ) an electric winding (12,22,32) arranged around the core, where the core has a core part (1 l, 2lb, 3l) displaceable in the axial joint of the core, characterized in that the electromagnetic brake is connected to a framework (1 3 , 23,33a) which has position positioning means (15,25,35) comprising means for changing and fixing the relative position between coil and core in the vertical joint of the core and coil.

An electromagnetic brake according to claim 1, characterized in that said position organ exciting means (15,25,35) are arranged that when the electromagnetic brake is magnetized ﬁ x the mutual position in vertical direction of core (1 1,21b, 3 1 ) and winding (12,22,32) so that the inner surface of the winding abuts in tensioned mechanical contact with the core.

Electromagnetic brake according to Claim 1 or 2, characterized in that the framework has fastening means (16, 26, 36) which comprise said positioning means (15, 25, 35).

Electromagnetic brake according to claim 1, 2 or 3, characterized in that said position-enhancing means (1 5,25,3 5) has a spring element.

Electromagnetic brake according to claim 1, 2 or 3, characterized in that said position-enhancing means (15, 25, 35) has telescopic legs.

Electromagnetic brake according to claim 1, 2 or 3, characterized in that said position-extending means (15,25,35) have rulers with teeth or threads for positioning the core (1 1,2lb, 3 1) and / or winding (12,22,32).

Apparatus for continuous or semi-continuous casting of an elongate metal casting having - a cooled mold, comprising a mold (2a, 2b), support beams (3) arranged in connection with the mold, as well as cooling means for cooling mold and support beams and supplying coolant to cool the melt during casting, - an electromagnetic brake arranged to apply in the mold a permanent melt at least one static or periodically low frequency magnetic field which has at least one electromagnet, comprising a magnetic core (1 1,21a, 21b, 3 l), a coil (12,22,32) arranged around the core and n Q. . A magnetic return (27,37), in which the core has a core part (1l, 2lb, 31) movable in the axial direction of the core, characterized in that the electromagnetic brake is connected to a framework (13,23,33a) which has position positioning means (1 5,25,35) comprising means for changing and fixing the relative position between coil and core in the vertical joint of the core and coil.

Device according to claim 7, characterized in that the mold is arranged connected to a framework (23), that the core included in the brake is divided, the core part (21a) abutting the mold (2a, 2b) being firmly integrated in one of the molds. support beams (3) and movable core part (21b), which is at least partially surrounded by the coil (22) are displaceable in their axial direction so that when the brake and mold are mounted they are mounted in magnetically conductive contact with both the magnetic return ( 27) and the core part (21a) integrated in the support beam (3).

Device according to claim 7, characterized in that the electromagnetic brake is arranged connected to a first framework (33a) which has position positioning means (35), that the mold is arranged connected to a second framework (33b), that a vibrating means ( 9) is arranged to give the second framework and the mold an oscillating movement, that the first framework is mechanically separated from the second framework in order to avoid that the first framework and the brake follow the oscillating movement of the mold and the second framework, and that the magnetically conductive core (31) is displaceable in its axial joint so that when the brake and mold are mounted they are inserted into a recess arranged in one of the support beams (3) of the mold and are in magnetic contact with both the mold (2a, 2b) and the magnetic feedback (3 7).