SE523881C2 - Anordning samt förfarande för kontinuerlig gjutning - Google Patents

Description

nosen 10 15 20 25 30 35 . - . n . . 523 881 finning. Från gjutlådan 1 sträcker sig ett gjutrör 6 för tillförande av den heta metallsmältan in i den i gjutformen 3 redan befintliga metallsmältan på ett avstånd, företrädesvis väsentligt, under sistnämnda smäitas överyta 7, vanligtvis benämnd menisken.

Smältan strömmar ut ur gjutröret 6 i sidomässigt belägna öpp- ningar hos detta och alstrar därvid dels ett så kallat prlmärflöde, dels ett så kallat sekundärflöde. Dessa flöden är schematiskt antydda genom de streckade pilarna i fig 2b. Primärflödet 8 leder nedåt i gjutriktningen, medan sekundärflödet 9 leder från områ- det av gjutformens väggar 10 uppåt mot metallbadets överyta och sedan nedåt. I olika delar av det metallbad som föreligger i gjut- formen, den så kallade kokillen, uppstår därvid periodiska has- tighetssvängningar hos gjutmaterialet under gjutförloppet. Dessa härrör-även från att gjutformens väggar normalt är försatta i en oscillerande rörelse för att stelnat gjutmaterial inte skall fastna på dessa. De oregelbundna rörelser som detta för med sig hos metallsmältan medför bland annat att bubblor, t ex argongas- bubblor, och föroreningar i smältan t.ex. oxidinneslutningar från gjutröret och slagger från menisken transporteras långt ned i gjutriktningen, dvs långt ned i den gjutsträng som initialt bildas i gjutformen. Detta resulterar i inneslutningar och oregelbunden- heten hos den färdiga, stelnade gjutsträngen. Speciellt stora blir dessa problem vid höga gjuthastigheter, dvs då en stor volym smältmaterial tillförs gjutformen per tidsenhet.

Risken är därvid även stor för oregelbundna hastigheter hos rö- relserna av smältmaterialet i området av badets överyta och därav resulterande tryckvariationer vid överytan, samt att höjdva- riationer hos överytan förekommer. Detta leder vid höga gjutha- stigheter till slaggneddragning, ojämn slaggtjocklek, ojämn skal- tjocklek och risk för sprickbildning. Det finns även en risk för att* svängningar hos smältmaterialet i gjutformen leder till en osym- metrisk hastighet av gjutmaterialet nedåt i kokillen, så att hastig- heten vid ena sidan blir väsentligt högre än vid den andra. Detta leder till kraftig nedtransport av inneslutningar och gasbubblor med åtföljande försämrad slabkvalitet. oøøoo 10 15 20 25 30 35 525 ast ---- -- . . > n a ~ . . . . . . a .

För gjutresultatet är det således viktigt att uppnå en över gjut- formens tvärsnitt väsentligen jämn hastighet av metallsmältan nedåt i gjutformen, dvs för primärflödet, samt ett stabilt upp- åtriktat sekundärflöde vid gjutformens kortsidor så att rörelserna av metallsmältan i området av metallbadets överyta blir kon- stanta i tiden och sådana att en jämn, stabil temperatur uppnås hos smältans överyta.

Det är av denna anledning som en ovannämnd inrättning (antydd vid 11 i fig 1) anordnas för att applicera magnetfält på smältan i gjutformen. Därvid har en mängd olika sätt att påverka smältma- terialets rörelse genom applicerande av magnetfält föreslagits.

Ett sätt är ett utnyttjande av den så kallade EMBR-tekniken (ElectroMagnetic BRake), vid vilken ett stationärt magnetfält, dvs ett magnetfält alstrat genom att en likström leds igenom en spole hos en elektromagnet, appliceras på smältan i gjutformen från en långsida till den andra. Detta innebär då att rörelserna hos smältmaterialet bromsas. Därvid kan sådana elektromagneter vara anordnade utmed gjutformen i närheten av eller under regi- onen för tillförseln av metallsmältan för att på så vis bromsa flö-'l det av metallsmältan nedåt i gjutformen, dvs huvudsakligen på- verka nämnda primärflöde, för att försöka göra hastigheten hos denna rörelse väsentligen konstant över hela gjutformens tvär- snitt, och stabilisera det uppåtriktade sekundärflödet vid gjutfor- mens kortsidor. Det är dock även möjligt att anordna en sådan så kallad broms i området av gjutformens överyta för att bromsa rö- relserna hos metallsmältan i detta området och avlägsna ytoscil- lationer hos smältan. Dessa båda placeringar av elektromagne- tiska bromsar kan även kombineras i en så kallad FC-mold (Flow Control), vilken är tidigare känd exempelvis genom JP 97357679.

Ett annat sätt att påverka rörelser hos smältmaterialet i gjutfor- men genom att applicera ett magnetfält på smältan i gjutformen är tidigare känt genom exempelvis US 5 197 535 och benämns EMS (ElectroMagnetic Stirring), dvs elektromagnetisk omrörning.

Därvid alstras genom att ansluta en flerfasväxelspänning till elektromagneter anordnade utmed gjutformen ett vandrande canon 10 15 20 25 30 35 525 881 ~~~~ -- magnetfält, vilket vanligtvis appliceras i området av nämnda överyta för att styra rörelserna hos smältmaterialet i detta om- råde. Därvid är detta intressant speciellt vid lägre gjuthastighe- ter, eftersom det då finns risk för att rörelsen av gjutmaterialet i området av överytan blir för små och på gjutresultatet negativt inverkande temperaturskillnader kan uppstå. Även andra anordningar för att genom applicerande av magnet- fält på smältan i en gjutform för kontinuerlig gjutning inverka på rörelser hos smältmaterialet är tidigare kända.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en an- ordning samt ett förfarande som gör det möjligt att åtminstone under vissa gjutförhållanden erhålla ett åtminstone i vissa hän- seenden förbättrat gjutresultat i förhållande till vad som är möjligt med tidigare kända anordningar och förfaranden för kontinuerlig gjutning av metaller.

Detta syfte uppnås enligt en aspekt av uppfinningen genom att hos en sådan anordning inrättningen uppvisar organ anordnade att generera ett stationärt magnetfält med varierbar styrka över väsentligen hela nämnda tvärsnitt hos gjutformen från en lång- sida till den andra långsidan i närheten av eller under regionen för nämnda tillförsel av metallsmältan samt organ anordnade att generera ett varierbart magnetfält i området av nämnda överyta i en med avseende på nämnda tvärsnitt centralt och nära nämnda region för tillförsel av smälta belägen region, och dessutom upp- visar anordningen en enhet anordnad att styra inrättningens magnetorgan att oberoende av varandra generera magnetfält med ett utseende som är beroende av det rådande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar.

Genom att anordna nämnda magnetorgan på nämnda båda stäl- len och styra dessa oberoende av varandra samt i beroende av det rådande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparamet- ooonn nano» 10 15 20 25 30 35 525 881 u - . » . » rar kan för gjutningsresultatet optimal flödeshastighet av smältan i olika delar av gjutformen och en jämn, stabil temperatur hos smältans överyta i stor utsträckning uppnås vid skiftande gjutför- hållanden, främst gjuthastighet.

Med ”stationärt” menas här ett magnetfält som är väsentligen ortsfast och ej ändrar riktning, men dess styrka kan varieras och görs även så i beroende av det rådande värdet på en eller flera nämnda gjutparametrar. Med ”varierbart magnetfält" inbegripes dock att magnetfältet även kan vara av så kallad växeltyp, dvs då det alstras av en elektromagnet matad med en växelström. ”l närheten av eller under” definieras att täcka in alla nivåer under, _ på samma nivå som och något över regionen för tillförsel av me- tallsmältan.

Följaktligen kan genom den uppfinningsenliga anordningen en till det rådande värdet på en eller flera nämnda gjutparametrar an- passad bromsning av rörelsen av smältan nedåt ske genom förstnämnda magnetorgan, vilket gör att ovannämnda bubblor hinner stiga till överytan och avlägsnas och inte inkorporeras i den stelnade delen av strängen, samtidigt som sekundärflödet uppåt vid strängens kortändar kan stabiliseras för stabil tillförsel av varm smälta till menisken och energitillskott till den. Vidare kan sistnämnda magnetorgan anordnat att generera ett varierbart magnetfält se till att rörelserna hos smältan i området av dennas överyta, speciellt i nämnda centrala region, blir de vid ett rå- dande värde på en eller flera av nämnda förutbestämda gjutpa-_, rametrar mest passande för uppnående av en över hela gjutfor- mens tvärsnitt värsentligen likformig hastighet hos smältan vid överytan och därmed en jämn, stabil temperatur hos smältans överyta.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen uppvisar en anordning av inledningsvis definierat slag en inrättning med organ anordnade att generera ett stationärt magnetfält med varierbar styrka i om- rådet av nämnda överyta i gjutformens med avseende på nämnda tvärsnitt yttre, avlägset från ovannämnda region för tillförsel av unna. none. 10 15 20 25 30 35 . . , . . . 523 881 . . - . Q n - . . - - . . . smältan belägna ändregioner, och anordningen innefattar dess- utom en enhet anordnad att styra nämnda yttre magnetorgan att! generera ett magnetfält med en styrka som är beroende av det rådande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar.

Genom att anordna sådana magnetorgan kan rörelser av smält- materialet i området av nämnda överyta bromsas i nämnda änd- regioner till en grad som är optimal för de rådande förhållandena vid varje enskilt gjutningstillfälle, dvs det rådande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar. Detta innebär att möj- ligheterna till att uppnå en jämn önskad rörelse och en jämn, stabil temperatur hos smältans överyta förbättras. Speciellt vid gjuthastigheter i ett mellanområde och vid högre gjuthastigheter kan det vara viktigt att bromsa rörelserna av smältmaterialet i området av överytan i dessa ändregioner, medan en sådan bromsning kan göras mycket svag eller helt tas bort vid lägre gjuthastigheter genom att styra det stationära magnetfältets styrka ned mot noll.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar den uppfinningsenliga anordningen såväl magnetorganen enligt den första aspekten av uppfinningen som magnetorganen enligt den andra aspekten av uppfinningen. Detta leder då till möjligheter att uppnå för gjutningsresultatet optimal flödeshastighet av smältan i olika delar av gjutformen, både djupare i gjutformen nedåt och uppåt i gjutformen samt i området av överytan, och en jämn, stabil temperatur och rörelse hos smältans överyta oavsett förekommande gjuthastigheter. Med andra ord kan med en och samma sådan anordning ett förnämligt gjutresultat uppnås vid låga gjuthastigheter, då smältan i området av överytan behöver blandas om, framför allt nära gjutröret, och accelereras, vid gjut- hastigheter i ett mellanområde, då varmt småltmaterial behöver' tillföras området av överytan från gjutstrålen, omblandning i om- rådet av överytan runt gjutröret behövs och rörelserna hos smältan i området av överytan måste bromsas något för optimal strömningshastighet i överytan, och vid höga gjuthastigheter, då uppbromsningen av överytan måste vara kraftig för att nå optimal non-I 10 15 20 25 30 35 523 881 hastighet hos smältan i området av överytan samtidigt som det inte får uppstå några stagnationszoner centralt kring gjutröret.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar nämnda magnetorgan för genererande av ett magnetfält i nämnda centrala region åtminstone två utmed vardera långsida hos gjutformen anordnade magnetkärnor med elledarlindningar anslutna till olika faser hos en källa för alstrande av en flerfas- växelspänning för àstadkommande av ett magnetfält som vandrar i nämnda centrala region i smältans överyta i riktningen av gjut- formens långsida, vilket möjliggör omrörning och accelererande av rörelsen av smältmaterialet i denna centrala region av smäl- tans överyta när så behövs.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen, vilken utgör en vidareutveckling av sistnämnda utföringsform, innefattar anordningen medel för varierande av frekvensen hos strömmen igenom lindningarna hos magnetorganet för genererande av magnetfältet i nämnda centrala region av gjutformen, och enhe- ten år anordnad att styra nämnda medel i beroende av det rå- dande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar. Ge- nom sådan förändring av frekvensen, vilken för övrigt kan kombi- neras med en förändring av amplituden, hos magnetfältet kan i» den centrala regionen smältmaterialet påverkas till en rörelse som är den mest optimala för just förekommande gjutförhållan- den, och enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfin- ningen har nämnda medel förmåga att reglera nämnda frekvens ned till 0 Hz, vilket innebär att då en likström matas genom lind- ningarna och ett stationärt magnetfält genereras i området av överytan i nämnda centrala region av gjutformen, så att då dessa magnetorgan inverkar bromsande på rörelser i denna centrala region, vilket är lämpligt för höga gjuthastigheter. Styrkan på denna bromsande effekt styrs då efter gjuthastighet och eventu- ellt andra gjutparametrar så att en optimal rörelse av smältmate- rialet i denna region sker och inte några stagnationszoner bildas i detta område. Företrädesvis är nämnda medel en omriktare av i sig känt slag. ocean :anno 10 15 20 25 30 35 525 881 ---- -- . . . - . - . - . > - a.

Enligt föredragna utföringsformer av uppfinningen innefattar an-f ordningen organ anordnade att mäta temperaturen hos smältan i gjutformen nära nämnda överyta och att sända information därom till enheten som en nämnd förutbestämd gjutparameter, organ anordnade att mäta gjuthastigheten, dvs hur stor volym smälta som tillförs gjutformen per tidsenhet, och sända information därom till enheten som en nämnd förutbestämd gjutparameter, och/eller organ anordnade att mäta nivån på nämnda överyta av smältan i gjutformen och sända information därom till enheten som är nämnd förutbestämd gjutparametrar. Genom att enheten tar hänsyn till olika sådana gjutparametrar vid sin styrning av magnetorganen kan i varje given situation smältmaterialet i gjut- formen påverkas för uppnående av optimalt gjutresultat.

Uppfinningen inbegriper även fallet att enheten är anordnad att styra ett eller flera nämnda magnetorgan att tidvis ej alstra något magnetfält. Således skulle något av magnetorganen kunna vara helt avstängt vid ett värde hos någon gjutparameter, såsom gjut- hastighet, inom ett förutbestämt värdeområde.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är en- heten anordnad att vid bestämda värden på en eller flera av nämnda förutbestämda gjutparametrar styra nämnda organ för genererande av ett magnetfält i området av överytan i nämnda centrala region att omväxlande generera ett i tiden sig föränd- rande, så kallat våxelfält för omrörning av metallsmältan och ett stationärt magnetfält för bromsning av metallsmältans rörelser.

Härigenom kan vid vissa gjutförhållanden en mycket god tempe- raturutjämning hos smältan i området av smältbadets överyta uppnås.

Av det ovanstående framgår att enheten med fördel är anordnad att styra nämnda magnetorgan i beroende av det rådande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrarenligt en algoritm syftande till att uppnå för gjutningsresultatet optimal flödeshas- 10 15 20 25 30 35 fig 1 fig 2a fig 2b figs - - . - . ~ 523 881 tighet av smältan i olika delar av gjutformen och en jämn, stabil temperatur hos smältans överyta.

Uppfinningen avser även förfaranden för kontinuerlig gjutning av metaller enligt bifogade självständiga förfarandepatentkrav. Hur_ dessa förfaranden fungerar och fördelarna med dem framgår med all önskvärd tydlighet av diskussionen ovan av de uppfinningsen- liga anordningarna.

Uppfinningen avser även ett datorprogram, en datorprogrampro- dukt samt ett datorläsbart medium enligt motsvarande bifogade patentkrav. Det inses lätt att förfarandet enligt uppfinningen defi- nierat i bifogade uppsättning förfarandepatentkrav är väl lämpat att utföras genom programinstruktioner från en processer på- verkbar av ett med ifrågavarande programsteg försett datorpro- gram. Ytterligare fördelar med samt fördelaktiga särdrag hos uppfinningen framgår av den efterföljande beskrivningen samt övriga osjälvständiga patentkrav.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Här nedan beskrivs såsom exempel anförda föredragna utfö- ringsformer av uppfinningen under hänvisning till bifogade rit- ningar, på vilka: är en schematisk tvärsnittsvy av en anordning för kontinu- erlig gjutning av metaller, är en i förhållande till fig 1 förstorad tvärsnittsvy av en uppfinningsenlig anordning för kontinuerlig gjutning av metaller enligt en första föredragen utföringsform av upp- finningen, är en förenklad vy av en del av anordningen enligt fig 2a i riktningen llb-llb i fig 3, är en schematisk vy ovanifrån av anordningen enligt fig 2, :anno uno-u 10 fig 4 är en delvis skuren perspektivvy av anordningen enligt fig' 2, fig 5 är en förenklad perspektivvy av en del av en anordning en- 5 ligt en andra föredragen utföringsform av uppfinningen, fig 6 är en fig 5 motsvarande vy av en anordning enligt en tredje föredragen utföringsform av uppfinningen och 10 fig 7 är en fig 5 motsvarande vy av en anordning enligt en 15 20 25 30 35 523 881 ' . . _ _ . . - u 1 fjärde föredragen utföringsform av uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGS- FORMER AV UPPFINNINGEN Nu skall principerna för uppfinningen beskrivas under samtidigt, hänvisande till fig 2-4, som förenklat illustrerar en anordning för kontinuerlig gjutning av metaller enligt en första föredragen utfö- ringsform av uppfinningen. Såsom tidigare deklarerats har gjut- formen 3 ett långsmalt horisontellt tvärsnitt, och i praktiken inne- bär detta oftast ett betydligt mindre förhållande av längd på kort- sidan: längd på långsidan än vad som är visat i figurerna, och fi- gurerna är i detta hänseende endast att tolka som till för att för- klara uppfinningens principer. Således kan tjockleken på strängen exempelvis vara i storleksordningen av 150 mm, samti- digt som dess bredd är över 1 500 mm.

Den metallsmälta som tillförs gjutformen har en viss övertempe- ratur, dvs temperaturen hos denna måste sänkas visst mycket för att någon del av den skall börja stelna. Detta är viktigt för att. undvika att stelning av metallsmältan begynner för tidigt, exem- pelvis i området av dess överyta. För att undvika sådan stelning är det även nödvändigt att smältan uppvisar en viss rörelse i alla regioner, tvärsnittsvis såväl centralt som vid ändarna, så att en utjämning av temperaturen hos överytan kan ske. l fig 3 visas hur smältan typiskt sett strömmar i nämnda sekundärflöde 9 i över- ytan. Likaledes är det viktigt att primärflödet 8 nedåt av smältan canon 10 15 20 25 30 35 523 881 ' ' ' ' " 11 är väsentligen konstant över gjutformens hela horisontala tvär- snitt, så att däri bildade bubblor och dylikt har möjlighet att röra sig uppåt till överytan 7 och försvinna och inte dras med i någon del som rör sig betydligt snabbare än någon annan.

För att åstadkomma de önskade rörelserna hos smältan i gjut- formen vid skiftande gjutförhållanden uppvisar anordningen mag- netorgan samt en enhet 12 anordnad att styra dessa oberoende av varandra i beroende av det rådande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar. Magnetorganen är schematiskt antydda elektromagneter i form av magnetkärnor 13, företrädes- vis laminerade järnkärnor, och kring dessa lindade elledarlind- ningar, som här är schematiskt framställda. Enheten 12 är an- ordnad att styra till de olika lindningarna anslutna källor 15, 15', 15” för elektrisk energi för att mata lindningarna med elektrisk ström och därigenom alstra magnetfält som sträcker sig från en långsida till en annan hos gjutformen igenom smältan.

Anordningen uppvisar på detta sätt första magnetorgan 16 an- ', ordnade att generera ett stationärt magnetfält med varierbar styrka över gjutformens väsentligen hela horisontella tvärsnitt från en långsida till den andra långsidan i närheten av eller under regionen för tillförseln av metallsmältan till gjutformen. Således styr enheten 12 källan 15" att mata lindningarna hos magnetorga- net 16 med likström av varierbar styrka för att alstra ett magnet- fält som inverkar bromsande på smältans rörelse nedåt i gjutfor- men samt det uppåtriktade flödet vid gjutformens kortsidor.

Anordningen uppvisar ävenledes andra magnetorgan 17, likale- des i form av elektromagneter, vilka är anordnade att generera ett varierbart magnetfält i området av nämnda överyta i en med avseende på nämnda tvärsnitt centralt och nära nämnda region för tillförsel av smälta belägen region. Utmed vardera långsida hos gjutformen är anordnade tre spolar anslutna till varsin fas hos en trefasväxelspänning. Vidare uppvisar anordningen sche- matiskt antydda medel 18 anordnade att omrikta växelspän- ningen från strömkällan 15' för inställande av frekvensen hos anoon 10 15 20 25 30 35 n ~ » Q - a - . . . _ . . . - n . denna, varvid omriktaren företrädesvis kan variera frekvensen ned till O Hz så att då en likström matas till det andra magnetor- ganets 17 spolar. Detta innebär att vid ett genererande av en frekvens överstigande 0 Hz hos strömmen ut från omriktaren 18 kommer ett i området av nämnda överyta i riktningen av gjutfor- mens långsidor vandrande magnetfält att alstras med en omrö- rande och accelererande effekt på smältmaterialet i den centrala regionen av överytan. Det är dock även möjligt att styra ned fre- kvensen till 0 Hz och på så vis alstra ett stationärt magnetfält i denna region, vilket då inverkar bromsande på rörelser i denna centrala region.

Anordningen uppvisar dessutom tredje magnetorgan 19, ävenle- des av elektromagnettypen, anordnade att generera ett stationärt magnetfält med varierbar styrka i området av nämnda överyta i gjutformens med avseende på nämnda tvärsnitt yttre, avlägset från regionen för tillförsel av smältan belägna ändregioner. Här- igenom kan vid behov rörelserna hos smältan i området av över- ytan bromsas i dessa ändregioner, men det är även möjligt att koppla bort detta magnetorgan när någon sådan bromsning ej önskas.

Vidare uppvisar anordningen organ för mätande av vissa för gjutningen viktiga parametrar och sända information därom till enheten 12, så att denna sedan kan styra de olika magnetorga- nen i beroende av denna information. Det visas schematiskt ett organ 20 anordnat att mäta temperaturen hos smältan i gjutfor- men på indirekt sätt genom att mäta temperaturen hos gjutforms- väggen. Direkt mätning är dock även tänkbar. Denna tempera- turmätning kan ske kontinuerligt eller intermittent i en eller flera punkter. Därvid är det speciellt intressant att mäta temperaturen i området av menisken. Vidare finns ett organ 21 för mätning av gjuthastigheten, dvs hur stor volym metallsmälta som tillförs gjutformen per tidsenhet. Det är även fördelaktigt att anordna schematiskt antydda organ 22 för mätande av nivån på överytan i gjutformen. Enheten 12 uppvisar företrädesvis en processor på- conc- 10 15 20 25 30 35 . - . - a - 523 881 s... a 13 verkbar av ett datorprogram för lämpligt styrande av de olika magnetorganen för uppnående av optimalt gjutresultat.

Vid låga gjuthastigheter är det viktigt att blanda om menisken el- ler överytan ordentligt i den centrala regionen för att hålla en stabil, jämn temperatur hos överytan och då styrs företrädesvis det andra magnetorganet 17 att generera ett vandringsfält med en förhållandevis hög styrka för åstadkommande av sådan om- rörning. Därvid skulle de tredje magnetorganen 19 kunna vara i det närmaste eller fullständigt bortkopplade, medan en viss bromsning av flödena uppåt och nedåt i metallsmältan genom det första magnetorganet 16 är önskvärd. Detta kan i överytan re- sultera i flödesbilden enligt fig 3 med styrt eller ostyrt flöde A och omrört flöde B.

Vid gjutningshastigheter i ett mellanområde, kan styrkan hos det av det andra magnetorganet i den centrala regionen alstrade vandringsfältet minskas något, samtidigt som de tredje magnet- organen 19 styrs att generera ett stationärt fält som bromsar överytan något i ändregionerna.

Vid höga gjuthastigheter krävs en kraftig uppbromsning av smältan i området av överytan för att nå en optimal hastighet hos rörelsen av smälta i detta område, normalt 0,3 +- 0,1 m/sek. Där- vid styrs med fördel även det andra magnetorganet 17 att alstra ett stationärt, bromsande magnetfält i den centrala regionen av överytan, men magnetorganen 19 styrs så att bromsverkan blir större i ändreglonerna för uppnående av en jämn hastighet hos~ smältmaterialet utmed hela överytan. Vid sådana höga gjuthas- tigheter krävs även en styrning av det första magnetorganet 16 att bromsa förhållandevis kraftigt.

Kombinationen av de tre magnetorganen hos anordningen enligt fig 4 och den möjlighet till separat styrande därav som enheten 12 tillhandahåller medför ett uppnående för gjutningsresultatet optimal flödeshastighet av smältan i olika delar av gjutformen acøoc fauna 10 15 20 25 30 35 . . . - I - 523 881 »suv s 14 och en jämn, stabil temperatur hos smältans överyta vid låga och höga gjuthastigheter samt gjuthastigheter i området däremellan.

I fig 5 illustreras schematiskt hur en uppfinningsenlig anordning skulle kunna vara försedd med endast första 16 och andra 17 magnetorgan, varvid denna då blir lämpad speciellt för lägre gjuthastigheter. Det påpekas att hos denna och utföringsfor- merna enligt fig 6 och 7 är elektromagneter anordnade utmed båda långsidor av gjutformen och dessa matas och styrs på mot- svarande sätt som hos utföringsformen enligt fig 4, även om detta i förenklande syfte inte visas i dessa figurer.

I fig 6 illustreras en anordning enligt en utföringsform som endast uppvisar nämnda andra 17 och tredje 19 magnetorgan. Här illu- streras hur magnetfältet alstrat av det tredje magnetorganet 19 i en ändregion slutes av ett elektromagneterna förbindande ok 23, medan en annan möjlighet illustreras i fig 7. Där har de båda elektromagneterna tillhörande magnetorganet 19 anordnade påf samma långsida anordnats med sina poler på ett sådant sätt att magnetfältet sluts genom ett dessa förbindande ok 24. Utfö- ringsformen visad i fig 7 med endast första och tredje magnetor- gan 16 respektive 19 utgör en förenklad variant av den uppfin- ningsenliga anordningen speciellt lämpad för högre gjuthastig- heter.

Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till deíovan beskrivna föredragna utföringsformerna, utanfen mängd möjlig- heter till modifikationer därav torde vara uppenbar för en fack- man på området, utan att denne för den skull avviker från uppfin- ningens grundtanke.

Exempelvis skulle de olika magnetorganen kunna ha en annan utsträckning i gjutformens tvärriktning än vad som är visat i figu-' rerna, och exempelvis skulle hos utföringsformen enligt fig 5 det andra magnetorganet kunna sträcka sig längre utmed respektive långsida, eventuellt till respektive kortsida, beroende på den gjut- process man vill styra. 10 . . . a u ~ 523 881 15 Hos det andra magnetorganet skulle antalet faser kunna vara annat än tre, exempelvis två.

De olika magnetflödena skulle kunna slutas på i stort sett god- tyckliga sätt. T ex skulle magnetflödet från magnetorganen vid överytans ändregioner kunna slutas via de djupare belägna första magnetorganen.

Det vore även möjligt att förfina styrmöjligheterna så att varje enskild spole (elektromagnet) styrs separat från övriga spolar.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 523 881 . . - . - . . . . . . ,, 16 Eateniknax Anordning för kontinuerlig gjutning av metaller, innefattande en gjutform (3) med ett långsmalt horisontellt tvärsnitt, ige- nom vilken en metallsmälta är avsedd att passera under gjutförloppet, ett organ (6) för tillförande av en metallsmälta till redan i gjutformen föreliggande sådan metallsmälta i en region på ett avstånd under sistnämnda smältas överyta, samt en inrättning (13-19) anordnad att applicera magnetfält på smältan i gjutformen för att inverka på rörelser hos me- tallsmältan, varvid inrättningen uppvisar organ (16) anordnade att generera ett stationärt magnetfält med varierbar styrka över väsentligen hela nämnda tvärsnitt hos gjutformen från en làngsida till den andra långsidan i närhe- ten av eller under regionen för nämnda tillförsel av metall- smältan samt organ (17) anordnade att generera ett vari- erbart magnetfält i området av nämnda överyta i en med av- seende på nämnda tvärsnitt centralt och nära nämnda region för tillförsel av smälta belägen region, samt varvid anord- ningen innefattar en enhet (12) anordnad att styra inrätt- ningens magnetorgan att oberoende av varandra generera magnetfält med ett utseende som är beroende av det rå- dande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar, av att nämnda magnetorgan (16, 17, 19) innefattar magnetkärnor (13) och kring dessa förda elle- darlindningar (14), att anordningen innefattar en eller flera källor (15,15', 15") för matande av elektrisk ström till dessa lindningar, och att nämnda enhet (12) är anordnad att styra matningen av ström till lindningarna i beroende av det rå- dande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar. Anordning enligt krav 1, av att inrättningen dessutom uppvisar organ (19) anordnade att generera ett stationärt magnetfält med varierbar styrka i området av nämnda överyta i gjutformens med avseende på nämnda tvärsnitt yttre, avlägset från ovannämnda region för tillförsel av smältan belägna ändregioner, att anordningen innefattar 10 15 20 25 30 35 525 881 - . . . . . . . . . . ., 17 en enhet (12) anordnad att styra nämnda yttre magnetorgan att generera ett magnetfält med en styrka som är beroende av det rådande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar, och att även dessa magnetorgan (19) för genererande av ett magnetfält i nämnda ändregioner inne- fattar magnetkärnor och kring dessa förda elledarlindningar samt nämnda källor är anordnade att mata elektrisk ström till dessa lindningar och enheten (12) är anordnad att styra matningen av ström till lindningarna i beroende av det rå- dande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar. Anordning enligt krav 1 eller 2, av att nämnda magnetorgan (17) för genererande av magnetfält i nämnda centrala region av överytan sträcker sig över väsentligen hela nämnda tvärsnitt hos gjutformen från en kortsida till den andra kortsidan för genererande av magnetfält i området av överytan över väsentligen hela det horisontella tvärsnittet. Anordning enligt något av föregående krav, av att nämnda magnetorgan (17) för genererande av ett magnetfält i nämnda centrala region innefattar åtminstone två utmed vardera långsida hos gjutformen anordnade mag- netkärnor med elledarlindningar anslutna till olika faser hos en källa för alstrande av en flerfasväxelspänning för åstad- kommande av ett magnetfält som vandrar i nämnda centrala region i smältans överyta i riktningen av gjutformens lång- sida. Anordning enligt krav 4, av att nämnda mag- netorgan (17) för genererande av magnetfältet i nämnda centrala region av gjutformen innefattar åtminstone tre mag- netkärnor med elledarlindningar och är anordnade att an- slutas till en trefasväxelspänning. Anordning enligt krav 4 eller 5, av att den in- nefattar medel (18) för varierande av frekvensen hos ström- men igenom lindningarna hos magnetorganet (17) för gene- 10 15 20 25 30 35 10. 11. 12. 523 881 18 rerande av magnetfältet i nämnda centrala region av gjut- formen, och att enheten är anordnad att styra nämnda medel i beroende av det rådande värdet på en eller flera förutbe- stämda gjutparametrar. Anordning enligt krav 6, av att nämnda medel (18) har förmåga att reglera nämnda frekvens ned till 0 Hz, så att en likström matas igenom nämnda lindningar och ett stationärt magnetfält genereras i området av överytan i nämnda centrala region av gjutformen. Anordning enligt krav 6 eller 7, av att nämnda medel (18) är bildat av en DC/AC- eller AC/AC-omriktare. Anordning enligt något av föregående krav, av att den innefattar organ (20) anordnade att mäta tempe- raturen hos smältan i gjutformen nära nämnda överyta och att sända information därom till enheten som en nämnd för- utbestämd gjutparameter. Anordning enligt krav 9, av att temperatur- mätningsorganet (20) är anordnat att mäta temperaturen hos smältan indirekt genom att känna av temperaturen hos en vägg hos gjutformen. Anordning enligt något av föregående krav, av att den innefattar organ (21) anordnade att mäta gjuthas- tigheten, dvs hur stor volym smälta som tillförs gjutformen per tidsenhet, och sända information därom till enheten som en nämnd förutbestämd gjutparameter. Anordning enligt något av föregående krav, av att den innefattar organ (22) anordnade att mäta nivån på nämnda överyta av smältan i gjutformen och sända informa- tion därom till enheten som en nämnd förutbestämd gjutpa- rameter. 10 15 20 25 30 35 13. 14. 15. 16. 17. 18. 523 881 - . n - .n 19 Anordning enligt något av föregående krav, av att enheten (12) är anordnad att styra ett eller flera nämnda magnetorgan att tidvis ej alstra något magnetfält. Anordning enligt krav 11, av att enheten (12) är anordnad att vid allt annat lika öka styrkan på magnetfäl- tet genererat av magnetorganen (16) i närheten av eller un- der regionen för tillförseln av metallsmältan vid ökad gjut- hastighet och tvärtom vid minskad gjuthastighet. Anordning enligt krav 2 och 11, av att enhe- ten är anordnad att styra nämnda organ (19) för genererande av ett stationärt magnetfält i nämnda överyta i nämnda änd- regioner hos gjutformen att öka styrkan pà magnetfältet vid ökad gjuthastighet och tvärtom vid minskad gjuthastighet. Anordning enligt krav 15, av att enheten är anordnad att styra nämnda magnetorgan (19) för genere- rande av magnetfält i nämnda ändregioner att inte generera något magnetfält vid en gjuthastighet understigande ett trös- kelvärde. Anordning enligt krav 6 och 7, av att enheten är anordnad att vid bestämda värden pà en eller flera av nämnda förutbestämda gjutparametrar styra nämnda organ (17) för genererande av ett magnetfält i området av överytan i nämnda centrala region att omväxlande generera ett i tiden sig förändrande, sà kallat växelfält för omrörning av metall- smältan och ett stationärt magnetfält för bromsning av me- tallsmältans rörelser. Anordning enligt krav 7 och 11, av att en- heten är anordnad att styra nämnda organ (17) för genere- rande av ett magnetfält i området av överytan i nämnda cent- rala region att generera ett stationärt magnetfält vid en gjut- hastighet överstigande ett förutbestämt tröskelvärde. 4 . . . - . . . » . . . .. 10 15 20 25 30 35 19. 20. 21. 523 881 20 n Q ø . å» Anordning enligt något av föregående krav, av att enheten är anordnad att styra nämnda magnetorgan (16, 17, 19) i beroende av det rådande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar enligt en algoritm syf- tande till att uppnå för gjutningsresultatet optimal flödeshas- tighet av smältan i olika delar av gjutformen och en jämn, stabil temperatur hos smältans överyta. Anordning enligt något av föregående krav, därav, att nämnda tillförselorgan (6) är anordnade att tillföra metallsmältan i form av en stråle till en väsentligen centralt med avseende på nämnda tvärsnitt belägen region av gjut- formen. Förfarande för kontinuerlig gjutning av metaller, vid vilket en metallsmälta tillförs till en, ett långsmalt horisontellt tvärsnitt uppvisande gjutform (3) till redan i gjutformen föreliggande sådan metallsmälta i en region på ett avstånd under sist- nämnda smältas överyta, varvid åtminstone ett magnetfält appliceras på smältan i gjutformen för att inverka på rörelsen hos metallsmältan, varvid ett stationärt magnetfält med va- rierbar styrka genereras över väsentligen hela nämnda tvärsnitt hos gjutformen från en långsida till den andra långsidan i närheten av eller under regionen för nämnda till- försel av metallsmältan, att ett varierbart magnetfält gene- reras i området av nämnda överyta i en med avseende på nämnda tvärsnitt centralt och nära nämnda region för tillför- sel av smälta belägen region, samt varvid nämnda båda magnetfält genereras oberoende av varandra och så att vart och ett av dem får ett utseende som är beroende av det rå- dande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar, av att nämnda magnetfält genereras genom sändande av elektrisk ström igenom elledarlindningar (14) som omger magnetkärnor (13), och att matningen av ström till dessa lindningar görs beroende av det rådande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar för reglering av nämnda magnetfält. u. - - - . . . . . » - . .. 10 15 20 25 30 35 22. 23. 24. 25. 523 881 . . n . a» 21 Förfarande enligt krav 21, av att dessutom ett stationärt magnetfält med varierbar styrka genereras i området av nämnda överyta i gjutformens med avseende på nämnda tvärsnitt yttre, avlägset från ovannämnda region för tillförsel av smältan belägna ändregioner, att magnetfältets styrka styrs i beroende av det rådande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar, och att även nämnda stationära magnetfält med varierbar styrka i nämnda ändre- gioner genereras genom sändande av elektrisk ström genom elledarlindningar som omger magnetkärnor och matningen av ström till dessa lindningar görs beroende av det rådande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar för reglering av nämnda magnetfält. Förfarande enligt krav 21 eller 22, av att nämnda magnetfält i den centrala regionen genereras i form av ett magnetfält som vandrar i nämnda centrala region i omrâdet av smältans överyta i riktningen av gjutformens långsida genom att hos en flerfasväxelspänning tillföra olika faser till utmed gjutformens långsida i horisontell riktning efter varandra anordnade nämnda lindningar för omrörning av smältmaterialet i nämnda centrala region. Förfarande enligt krav 23, av att frekvensen hos strömmen igenom lindningarna som genererar magnet- fältet i nämnda centrala region av gjutformen styrs i bero- ende av det rådande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar. Förfarande enligt något av kraven 21-24, av att temperaturen hos smältan i gjutformen nära nämnda överyta mäts under gjutförloppet och används som en nämnd förutbestämd gjutparameter för styrande av nämnda mag- netfält. 10 15 20 25 30 35 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 523 881 22 - . » . s. Förfarande enligt något av kraven 21-25, av att gjuthastigheten, dvs hur stor volym smälta som tillförs gjutformen per tidsenhet, mäts under gjutförloppet och nämnda magnetfält regleras i beroende av storleken på denna gjuthastighet. Förfarande enligt något av kraven 21-26, av att nivån på nämnda överyta av smältan i gjutformen mäts under gjutförloppet och nämnda magnetfält regleras i bero- ende av denna uppmätta nivå. Förfarande enligt krav 26, av att vid allt annat lika ökas styrkan pà magnetfältet i närheten av eller under regionen för tillförseln av metallsmältan vid ökad gjuthastig- het och tvärtom vid minskad gjuthastighet. Förfarande enligt krav 22 och 26, av att styr- kan hos nämnda stationära magnetfält i området av överytan i nämnda ändregioner hos gjutformen ökas vid ökad gjuthas- tighet och tvärtom vid minskad gjuthastighet. Förfarande enligt krav 29, av att vid en gjut- hastighet som understiger ett tröskelvärde genereras ett nollmagnetfält, dvs inte något magnetfält, i nämnda ändregi- oner av gjutformen. Förfarande enligt krav 24, av att vid bestämda värden på en eller fler av nämnda förutbestämda gjutpara- metrar genereras i området av överytan i nämnda centrala region omväxlande ett i tiden sig förändrande, så kallat väx- elfält för omrörning av metallsmältan i denna region och ett stationärt magnetfält för bromsning av metallsmältans rörel- ser i denna region. Förfarande enligt krav 24 och 26, av att i om- rådet av överytan i nämnda centrala region genereras ett 10 15 20 25 30 35 33. 34. 35. 36. 37. 525 881 23 . . . . .s stationärt magnetfält vid en gjuthastighet överstigande ett förutbestämt tröskelvärde. Förfarande enligt krav 23 och 26, av att vid i sammanhanget låga gjuthastigheter under ett tröskelvärde för gjuthastigheten genereras ett växelmagnetfält i området av överytan i nämnda centrala region för omrörning av me- tallsmältan i denna region. Förfarande enligt krav 22, 24 och 26, av att vid gjuthastigheter i ett mellanomràde mellan ett nedre och ett övre tröskelvärde genereras ett växelmagnetfält i området av överytan i nämnda centrala region för omrörning av me- tallsmältan i denna region samt ett stationärt magnetfält i området av överytan i nämnda ändregioner för bromsning av metallsmältans rörelser där. Förfarande enligt krav 22, 24 och 26, av att vid höga gjuthastigheter över ett övre tröskelvärde vid behov av kraftig uppbromsning av rörelser hos smältmaterialet i området av nämnda överyta genereras ett stationärt mag- netfält i området av överytan i nämnda centrala region för bromsning av metallsmältans rörelser där samt ett stationärt magnetfält i området av överytan i nämnda ändregioner för bromsning av metallsmältans rörelser där. Förfarande enligt något av kraven 21-35, av att nämnda magnetfält styrs i beroende av det rådande vär- det på en eller flera förutbestämda gjutparametrar enligt en algoritm syftande till att uppnå för gjutningsresultatet optimal flödeshastighet av smältan i olika delar av gjutformen och en jämn, stabil temperatur hos smältans överyta. Förfarande enligt något av kraven 21-35, därav, att metallsmältan tillförs till gjutformen i form av en stràle i en väsentligen centralt med avseende på nämnda tvärsnitt belägen region av gjutformen. . s - - - o - « u - . » . .. 10 15 20 38. 39. 40. 41. 525 881 24 I I n - .u Datorprogram för styrande av en anordning för kontinuerlig gjutning av metaller, varvid datorprogrammet innefattar in- struktioner för att påverka en processor att framkalla ett ge- nomförande av förfarandestegen enligt något eller några av kraven 21-37. Datorprogram enligt krav 38 tillhandahållet åtminstone delvis över ett nätverk såsom Internet. Datorprogramprodukt som kan laddas direkt in i internminnet hos en digital dator och innefattar mjukvarukodpartier för genomförande av förfarandestegen enligt något eller några av kraven 21-37 när produkten körs på en dator. Datorläsbart medium med ett därpå registrerat program ut- format att bringa en dator att styra förfarandestegen enligt något av kraven 21-37.