SE523472C2 - Elektromagnetisk broms samt dess användning - Google Patents

Description

25 30 523 472 2 erhålls i smältan: Enligt kända principer är kraften f motriktad has- tighetsvektorn v och har därför en bromsande effekt på flödet.

Hos kokiller med bredsidor och kortsidor anordnas normalt elektro- magnetiska bromsar utmed motsatta bredsidor. På så vis kan ett magnetfält som täcker väsentligen hela smältans bredd erhållas.

Emellertid kommer den inducerade strömmen i ett område nära kort- sidorna inte att kunna slutas utan vill ut ur smältan via kortsidan.

Detta resulterar i sin tur i att den bromsande kraften f inte erhålls i detta område.

TIDIGARE TEKNIK I Patent Abstract of Japan, 2000-197952, publicerad 2000-07- 18, visas en anordning hos vilken lindningar är anordnade runt kärnor som är placerade vid långsidorna hos en kokill. Vid kortsidorna finns nordpoler, sydpoler eller både nord- och sydpoler. Dessa år isolerade från de med lindningar försedda kärnorna. En sådan lösning har emellertid nackdelen att lindningarna sitter långt från det luftgap över vilket magnetfältet ska sträcka sig. Det blir därför i praktiken svårt att generera ett tillräckligt kraftigt magnetfält med denna tek- nik.

Genom den japanska patentansökan 62-336874 är det känt att an- ordna magneter vid motsatta kortsidor hos en kokill för att bromsa metallflödet vid kontinuerlig gjutning av metaller i kokillen. Vid varje kortsida är en sydpol och en nordpol anordnade bredvid varandra, varvid bägge polerna är närliggande kortsidan. Ett magnetfält mellan polerna bildas i smältan. Magnetfältet har en bågform i smältan och sträcker sig vinklat in i smältan från de respektive polerna. 10 15 20 25 30 523 472 3 En nackdel hos denna anordning, i synnerhet när den kombineras med konventionella bromsanordningar placerade utmed bredsidorna, är att det bildade magnetfältet har sådan riktning att åtminstone en väsentlig del av den inducerade strömmen i området nära kortsidorna fortfarande tenderar att inte sluta sig, vilket resulterar i reducerad bromskraft f i detta område.

En ytterligare nackdel är att de bägge polerna har en liten utbredning i kortsidans breddriktning. De uppnår därför magnetisk mättnad på ett relativt tidigt stadium.

SYFTET MED UPPFINNINGEN Ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en anordning av det inledningsvis definierade slaget som genererar ett magnetfält i ett om- råde i smältan nära åtminstone en av kokillens kortsidor så att en tillfredsställande bromsande kraft f på smältan erhålls i detta om- råde.

Anordningen enligt uppfinningen ska på ett fördelaktigt sätt kunna komplettera verkan av en bromsanordning med magneter anordnade utmed kokillens bredsidor.

Anordningen enligt uppfinningen ska vara av sådan konstruktion att mättnadströskeln hos magnetkärnan eller magnetkärnorna är hög, det vill säga att ett relativt kraftigt magnetfält kan bildas utan mätt- nad av magnetkärnan eller -kärnorna.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med uppfinningen uppnås med hjälp av en anordning av det inledningsvis definierade slaget, vilken är kännetecknad av att en 10 15 20 25 30 523 472 4 lindning av en elektrisk ledare är lindad kring var och en av de mot kokillens kortsidor vända magnetkärnorna för skapande av magnet- fälten. Den ström i som induceras i området nära kokillväggen får då en riktning väsentligen parallell med denna och blir dessutom sluten.

En kraft f som bromsar smältan i nämnda område erhålls följaktli- gen. Åtminstone den ena kärnan har med fördel en bredd som uppgår till åtminstone 50%, företrädesvis åtminstone 75%, och helst åtminstone 95 % av bredden hos kokillens kortsida. På så vis garanteras att kär- nans kapacitet är tillräcklig, det vill säga att ett magnetfält med till- räcklig utbredning och styrka kan genereras. Magnetfältet sträcker sig därvid huvudsakligen från kärnans frontparti via kokillens kort- sida in i smältan, ut ur smältan via kokillens bredsidor och vidare till ett bakre parti av kärnan som bildar motpol till frontpartiet. Åtminstone den ena kärnans bredd motsvarar väsentligen bredden hos kokillens kortsida. Den är anordnad väsentligen mitt emellan två motsatta kanter på kokillens kortsida. På så vis erhålls ett väl täck- ande och väl fördelat magnetfält över väsentligen hela kortsidans bredd.

Anordningen definierar en elektromagnetisk broms. Lindningen bör vara förskjutbart anordnad på kärnan i riktning till eller från kokil- lens kortsida. Detta utförande är i synnerhet fördelaktigt i det fallet att kortsidorna anordnas förskjutbart relativt bredsidorna för ändring av bredden på det gjutna ämnet. Kärnan kan då förskjutas tillsam- mans med kortsidorna utan att lindningen kolliderar med bred- sidorna. Kärnan tillåts ha en bredd som motsvarar kortsidans bredd och något utrymme behöver inte beredas för lindningen mellan bred- sidorna. 10 15 20 25 30 52s 472 , I det fallet att kokillen är väsentligen vertikalt anordnad bör kärnan vara anordnad vid eller nedanför det område vid vilket en ström av smälta med snett nedåtriktad riktning träffar kokillens kortsidas inneryta. I detta område uppträder i synnerhet förhöjda flödeshastig- heter som anordningen har till uppgift att motverka.

Magnetfältet bör utgå från åtminstone 50%, företrädesvis åtminstone 75%, och helst åtminstone 95% av kortsidans bredd. Därigenom er- hålls en god fördelning utbredning av fältet, så att en inducerad ström med sluten slinga induceras i smältan i nämnda område och bromskraften f erhålls. Magnetfältet täcker därför företrädesvis vä- sentligen hela kortsidans bredd i nämnda område, och bromskraften f erhålls över en maximalt stor del av smältans område nära kortsi- dan.

Uppfinningen avser även användning av en anordning enligt uppfin- ningen för att bromsa flödet av metall i ett område utmed åtminstone en kortsida hos en kokill.

Ytterligare fördelar med och särdrag hos uppfinningen kommer att framgå av den följande beskrivningen samt av de bifogade patent- kraven.

KORT F IGURBESKRIVNING Uppfinningen ska nu förklaras i exemplifierande syfte med hänvis- ning till de bifogade ritningarna, på vilka: Fig. 1 är en vy ovanifrån av ett utföringsexempel på anordningen en- ligt uppfinningen, Fig. 2 år en vy från sidan av anordningen enligt fig. 1, 10 15 20 25 30 523 472 6 Fig. 3 är en vy ovanifrån av anordningen enligt fig. 1, men med för- skjutna kokillkortsidor och magnetkärnor, Fig. 4 är en vy motsvarande den i fig. 2 av ett alternativt utförings- exempel på anordningen enligt uppfinningen, och Fig. 5 är en sidovy av ett utföringsexempel av anordningen med en bromsanordning placerad utmed kokillens bredsidor.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Fig. 1-3 visar ett första utföringsexempel på en anordning enligt upp- finningen. Anordningen innefattar två magnetkårnor 1, till exempel järnkärnor, som är anordnade vid en gjutform, en kopparkokill 2.

Kokillen 2 har två motsatta kortsidor 3 och bredsidor 4. Den är före- trädesvis gjord av en kopparlegering med mycket hög andel koppar.

Kokillen 2 är vertikalt anordnad och öppen i toppen och i botten för att tillåta kontinuerlig eller semikontinuerlig giutning av metall, till exempel stål, i denna.

En smälta 5 av metall tillförs kokillen via ett gjutrör 6 som skjuter ned i kokillen ovanifrån. Smältan 5 tillåts förflytta sig nedåt genom kokillen 2, under det att den stelnar och bildar ett skal 7 vid sin peri- feri. I ett område (eng. impinging point) nedanför gjutrörets 6 ände träffar den nedåt flödande Smältan 5 kortsidornas 3 innerväggar med en sned vinkel och med förhöjd hastighet. En del av småltan 5 styrs därvid uppåt, såsom pilarna i fig. 2 visar, medan en del fortsätter nedåt utmed det gjutna ämnets periferi. Ett motsvarande område fö- rekommer även utmed bredsidorna. 10 15 20 25 30 s2s 472 7 Var och en av magnetkärnorna 1 har en bredd w som väsentligen motsvarar bredden W hos var och en av kokillens 2 kortsidor 3. Varje kärna l har ett frontparti som är närliggande var sin kortsidas 3 yt- teryta. En lindning 8 av en elektrisk ledare är anordnad kring var och en av magnetkärnorna 1. Magnetkärnoma har formen av en stav som sträcker vinkelrätt ut från kortsidorna 3, och lindningen 8 är lindad kring staven. Anordningen innefattar medel (inte visade) för genere- ring av en ström i lindningen på i sig känt sätt, så att ett magnetfält B skapas. Magnetfältet B kommer att sträcka sig in i smältan 5 från nämnda frontparti, gå ut ur smältan 5 via bredsidorna 4, och vidare till en bakre del av kärnan 1 som bildar motpol till dess frontparti. I ett område som är närliggande kortsidornas 3 inneryta, och invändigt skalet 7, har magnetfältets B flödeslinjer en riktning väsentligen vin- kelrätt mot kortsidan 3 och väsentligen parallellt med bredsidornas 4 plan in mot smältans 5 centrum.

Magnetfältets B riktning i nämnda område är sådan att en sluten in- ducerad ström i induceras i smältan 5. Den inducerade strömmen i ger i samverkan med en hastighetskomponent v hos smältan upphov till en uppåtriktad bromskraft f.

Av fig. 3 framgår det att kortsidorna 3 är förskjutbara relativt bred- sidorna 4 för inställning av olika bredd / tjockleksförhållanden hos det ämne som gjuts med hjälp av anordningen. För en minskning av bredden på gjutämnet (utmed bredsidorna) skjuts kortsidorna 3 in mellan bredsidorna 4.

Lindningarna 8 är förskjutbart anordnade på kärnorna 1. Därigenom tillåts en förskjutning av kärnorna 1 som motsvarar förskjutningen av kortsidorna 3 utan att lindningen 8 på respektive kärna behöver skjutas in mellan bredsidorna 4. 10 15 20 25 30 523 4728 Fig. 4 visar ett alternativt utföringsexempel på magnetkärnorna 1.

Enligt detta utföringsexempel innefattar respektive kärna 1 en för- längning som sträcker utvändigt om åtminstone kokillens 2 ena, före- trädesvis bägge kokillens 2 bredsidor 4 när kärnans 1 närmast kokil- lens 1 kortsida 3 belägna parti är placerat i operativt läge nära nämnda kortsida 3. Genom en sådan konstruktion uppnås en ytter- ligare styrning av magnetfältets B utsträckning. I synnerhet undviks att det viker av utåt mot bredsidorna 4 på ett alltför tidigt stadium.

Fig. 5 visar ett utföringsexempel där anordningen bildar en komple- mentär broms till en elektromagnetisk broms 9 anordnad utmed åt- minstone en av kokillens 2 bredsidor 4. Bromsen 9 är företrädesvis en elektromagnetisk broms. Magnetkärnorna 1 vid kortsidorna är här anordnade på lägre nivå än bromsanordningen 9, men det ska inses att det förekommer ett flertal olika bromskonñgurationer på markna- den idag och att därför magnetkärnornas 1 position relativt sådana bromsanordningar kan variera från fall till fall. Det ska också inses att anordningen enligt uppfinningen lämpligen kombineras med och bildar ett komplement till en elektromagnetisk omrörare (icke visad).

Det ska inses att ett flertal alternativa utföringsexempel på uppfin- ningen kommer att vara uppenbara för en fackman inom området utan att dessa kringgår uppfinningens skyddsomfång, såsom det är definierat i de bifogade patentkraven med stöd av beskrivningen och de bifogade ritningarna.

Till exempel kan magnetkärnorna vid de motsatta kortsidorna vara skiljaktiga eller identiska. De kan också vara anordnade på olika nivå beroende av olika faktorer, såsom nivån hos området där flödet med förhöjd hastighet från gjutröret 6 träffar väggytorna. 523 472 9 I ñg. 4 har endast en kärna 1 med tillhörande magnetlindning 8 vi- sats. Det ska emellertid inses att utförandet med fördel innefattar en ytterligare, vid den motsatta kortsidan anordnad kärna 1.

Det är också tänkbart med olika bromskonfigurationer, där flera magneter år anordnade vid varje kortsida, på olika nivåer.

Claims (10)

10 15 20 25 30 fszs 472 10 PATENTKRAV

1. Anordning för bromsning av ett flöde av smält metall (5) i en an- ordning för kontinuerlig eller semikontinuerlig gjutning av metaller i en med motsatta bredsidor (4) och kortsidor (3) försedd kokill (2), in- nefattande - två magnetkärnor (1), - varvid magnetkärnorna (1) är vända mot var sin av kokillens (2) kortsidor (3) för generering av ett magnetfält (B) och en inducerad ström (i) i ett område av smältan (5) som är närliggande respektive kortsida (3), och kärnorna (1) är anordnade på sådant sätt att det respektive bildade magnetfältet (B) i nämnda område huvudsakligen har en riktning vinkelrätt från kokillens (2) respektive kortsida (3) mot dess mitt, kännetecknad av att en lindning (8) av en elektrisk ledare är lindad kring var och en av de mot kokillens (2) kortsidor vända magnetkârnorna (1) för skapande av magnetfälten (B).

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att åtminstone den ena kärnan (1) har en bredd (W) som uppgår till åtminstone 50%, företrä- desvis åtminstone 75%, och helst åtminstone 95 % av bredden (W) hos kokillens (2) kortsida (3).

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att åtminstone den ena kärnans (1) bredd (W) väsentligen motsvarar bredden (W) hos kokillens (2) kortsida (3).

4. Anordning enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att åtminstone den ena kärnan (1) är anordnad väsentligen mitt emellan två motsatta kanter på kokillens (2) kortsida (3). 10 15 20 25 523 472 U

5. Anordning enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att åtmin- stone den ena lindningen (8) är förskjutbart anordnad pä kärnan (1) i riktning till eller från kokillens (2) kortsida (3).

6. Anordning enligt något av kraven 1-5, kännetecknad av att den åtminstone ena kärnan (1) och kokillens (2) ena kortsida (3) är för- skjutningsbart anordnade i riktning till och från den motsatta kort- sidan (3) hos kokillen (2).

7. Anordning enligt något av kraven 1-6, kännetecknad av att kokil- len (2) är väsentligen vertikalt anordnad och att åtminstone den ena kärnan (1) är anordnad vid eller nedanför det område vid vilket en ström av smälta (5) med snett nedåtriktad riktning träffar kokillens (2) kortsidas (3) inneryta.

8. Anordning enligt något av kraven 1-7, kännetecknad av att åtmin- stone den ena kärnan (1) innefattar en förlängning som sträcker sig utvändigt om kokillens (2) åtminstone ena, företrädesvis bägge kokil- lens bredsidor (4) när kärnans (1) närmast kokillens (2) kortsida (3) belägna parti är placerat i operativt läge nära nämnda kortsida (3).

9. Anordning enligt något av kraven 1-8, kännetecknad av att den bildar en komplementär broms till en elektromagnetisk broms (9) an- ordnad utmed åtminstone en av kokillens (2) bredsidor (4).

10. Användning av en anordning enligt något av kraven 1-9 för att bromsa flödet av smält metall (5) i ett område utmed de motsatta - kortsidorna (3) hos en kokill (2).