SU1168325A1

SU1168325A1 - Metal continuous caster

Info

Publication number: SU1168325A1
Application number: SU833613270A
Authority: SU
Inventors: Альберт Андреевич Костин; Алексей Викторович Новиков; Николай Васильевич Капитаншин
Original assignee: Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского
Priority date: 1983-07-04
Filing date: 1983-07-04
Publication date: 1985-07-23

Abstract

1. УСТАНОВКА НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ, содержаца разливочную коробку и кристаллизатор, отличающа с тем, что, с целью повышени производительности, качества получаемой заготовки и снижени трудовых затрат, она снабжена размещенным между разливочной коробкой и кристаллизатором ковдукционным магнитогидродинам1ческим устройством с несколькими секци ми, содержащими электромагниты с катушками намагничивани и токоподвод щие шины и располсженными вдоль канала магнитогидродинамического устройства дискретно, при этом катушки намагничивани электромагнитов и токоподвод щие шины секций выполнены с возрастающим соотношением числа витков кату (Л шек намагничивани и сечени токоподвод щих шин в направлении от разливочной коробки к кристаллизатору.1. INSTALLATION OF CONTINUOUS METAL CASTING, containing a casting box and a mold, characterized in that, in order to increase productivity, quality of the billet and reduce labor costs, it is equipped with a multi-sectional conduit with a section between the casting box and the mold and a mold with a multiple section containing with magnetizing coils and current-carrying busbars and located along the channel of a magnetohydrodynamic device discretely, while the coil magnetizing the electromagnets and the current supply bus sections are made conductive with an increasing ratio of the number of turns katu (nis A magnetization and current lead-sectional boiling tire in the direction from the pouring box to the mold.

Description

2.Установка по п, Ij отличающа с тем, что секции магнитогидродинамического устройств выполнены с посто нным числом витков катушек электромагнитов и возрастающим в направлении от. разливочной коробки к кристаллизатору сечением токоподвод щих шин.2. Installation according to claim Ij, wherein the sections of the magnetohydrodynamic device are made with a constant number of turns of the coils of the electromagnets and increasing in the direction from. filling the box to the mold section of the current-carrying tires.

3.Установка по п 1, отличающа с тем, что секции магнитогидродинаьшческого устройств выполнены с посто нным сечением токоподвод щих шин и-возрастающим3. Installation according to claim 1, characterized in that the sections of the magnetohydrodynamic device are made with a constant cross-section of the current-carrying tires and

в направлении от разливочной камеры к кристаллизатору числом витков ка тушек намагничивани ,in the direction from the casting chamber to the mold by the number of turns of the magnetized bobbins,

6832568325

4.Установка по пп. 1-3, отличающа с тем, что токоподвод щие шины расположены вдоль канала магнитогидродинамического устройства с возрастающим в направлении от кристаллизатора к разливочной коробке суммарным сечением шин4. Installation on PP. 1-3, characterized in that the current-carrying busbars are arranged along the channel of the magnetohydrodynamic device with the total cross-section of tires increasing in the direction from the mold to the casting box

в каждой последующей секции и транспозиции шин в секци х на участках их подключени ,in each subsequent section and transposition of tires into sections at their connection sites,

5.Установка по пп. 1-4, отличающа с тем. что магнитогидродинамическое устройство установлено под углом 0-90° к оси разливочной коробки.5. Installation by PP. 1-4, characterized in that. that the magnetohydrodynamic device is installed at an angle of 0-90 ° to the axis of the casting box.

Изобретение относитс к металлур гии, конкретнее к непрерывному литью металлов. Цель изобретени - повышение про изводительности, качества получавмой заготовки и снижение трудовых затрат. На фиг. 1 показана установка, план; на фиг. 2 - то же токоподводы вьиюлнены с транспозицией шин в секци х на фиг, 3 - то же, вид сбоку. Установка содержит емкость t дл расплавленного металла, разливочную коробку 2, водоохла одаемьй кристаллизатор 3, в котором размеще вкладьпп 4 с профилирующим отверстием 5, соответствующим профилю сечени заготовки, кондук1щонное МГД-устройство с каналом 6, расположенное между разливочной коробкой 2 и водоохлаждаемым кристаллизатором 3, соединенное резьбовым соединением на фланце 7 с разливочной коробкой 2, а на фланце 8 - с кристаллизатором . Вдоль канала 6 дискре но размещены секции 9, в пределах которых формируютс электромагнитны силы, действующие на расплавленный металл. Кажда секци 9 содержит электро магнит с магнитопроводом 10 и катуш кой 11 намагничивани , ламели 12 и 13, к которым подключены токоподвод щие шины 14 и 15, св занные другими концами с полюсами источника 16 посто нного тока. При литье заготовок малого сечени не требуетс создавать большие давлени в канале МГД-устройства и электромагниты с магнитопроводам 10 и катушками 11 могут быть заменены пocтo нны lи магнитами той же намагничивающей силы. Катушки 11 намагничивани электромагнитов выполнены с возрастающим сооткоагением числа витков, а токоподвод щие шины - сечений в направлении от разливочной коробки 2 к кристаллизатору 3, При этом вариантами вьшолнени устройства вл ютс : выполнение секций с электромагнитами , имеющими посто нное число витков катушек 11 и возрастающим сечением токоподвод щих шин 14 и 15 в направлении от разливочной коробки к кристаллизатору, вьлолнение секций с посто нным сечением токоподвод щих шин и возрастающим числом витков катушек намагничивани . В установках, рассчитанных на большую производительность и высокое давление в ЬЯД-канале 6, токоподвод щие шины 14 и 15 располагают с перекрещиванием (транспозицией) шин на участках подключени их к ламел м 12 и 13. В этом случае концы токоподвод щих шин выведены к источн1 ку 16 посто нного тока, располагаемогоThe invention relates to metallurgy, more specifically to continuous casting of metals. The purpose of the invention is to increase the productivity, quality of the billet and reduce labor costs. FIG. 1 shows the installation plan; in fig. 2 - the same current leads are transposed with the transposition of the busbars in the sections in FIG. 3, the same side view. The installation contains a tank t for molten metal, a casting box 2, a water-cooling die mold 3 in which a deposit 4 with a main hole 5 corresponding to the profile of the workpiece section is placed, a conduit 6 MHD device with a channel 6 located between the casting box 2 and the water-cooled crystallizer 3, connected by a threaded connection on the flange 7 with the casting box 2, and on the flange 8 - with the mold. Along channel 6 there are discarded sections 9 within which electromagnetic forces are generated that act on the molten metal. Each section 9 contains an electro magnet with a magnetic core 10 and a magnetizing coil 11, lamellae 12 and 13, to which the current-carrying buses 14 and 15 are connected, connected by other ends to the poles of the direct current source 16. When casting billets of small cross section, it is not necessary to create large pressures in the channel of the MHD device and electromagnets with magnetic cores 10 and coils 11 can be replaced with constant l and magnets of the same magnetizing force. The magnetizing coils 11 of the electromagnets are made with increasing numbers of turns, and the current busbars are cross-sections in the direction from the casting box 2 to the mold 3. In this embodiment, the devices are: performing sections with electromagnets having a constant number of turns of the coils 11 and increasing sections current busbars 14 and 15 in the direction from the casting box to the mold, the implementation of sections with a constant cross-section of current busbars and an increasing number of turns of magnetizing coils . In installations designed for high capacity and high pressure in NUC channel 6, the current-carrying tires 14 and 15 are arranged with a cross (transposition) of the tires in the sections of their connection to the lamellae 12 and 13. In this case, the ends of the current-carrying tires are brought to the source ku 16 direct current available

33

со стороны кристаллизатора 3 (фиг. 2). Суммарное сечение токоподвод щих шин 14 и 15 в пределах секций возрастает в направлении от разливочной коробки 2 к кристаллизатору 3.from the side of the mold 3 (Fig. 2). The total cross-section of the current-carrying busbars 14 and 15 within the sections increases in the direction from the casting box 2 to the mold 3.

Ось канала 6 МГД-устройства размещена под углом oL 0-90 к горизонтальной оси разливочной коробки 2 Нижний предел углов наклона о 0-5 определ ет устройство, работающее при малом металлостатическом напоре разливаемого расплава и соответствует классу литейных машин горизонтального типа.The axis of channel 6 of the MHD device is placed at an angle oL 0-90 to the horizontal axis of the casting box 2. The lower limit of the angles of inclination, 0-5, determines the device operating at low metal-static pressure of the cast melt and corresponds to the class of casting machines of the horizontal type.

Предельное верхнее положение оси канала 6 (углы близкие к 90 ) характеризует услови лить при обратном поддавливании сил металлостатического давлени , направленных против электромагнитных сил МГД-устройства . Така конструкци соответствует классу машин непрерывного лить с выт гиванием заготовки вертикально вверх, что имеет технологические преимущества, св занные с симметрией действи сил на боковую поверхность кристаллизатора, например при литье сплавов с особо низкими механическими свойствами при температурах , близких к солидусу.The upper limit position of the axis of the channel 6 (angles close to 90) characterizes the conditions for the back pressure of the metalostatic pressure forces directed against the electromagnetic forces of the MHD device. This design corresponds to the class of continuous casting machines with the billet stretching vertically upwards, which has technological advantages associated with the symmetry of forces on the lateral surface of the mold, for example, when casting alloys with particularly low mechanical properties at temperatures close to solidus.

Промежуточное положение угла наклона оС выбирают из конструктивных соображений, причем заполнение канала расплавленным металлом-обеспечиваетс за счет поддержани требуемого уровн его в емкости 1, что особенно важно в режимах пуска установки .The intermediate position of the angle of inclination of the C is chosen from structural considerations, and filling the channel with molten metal is provided by maintaining the required level in the vessel 1, which is especially important in the start-up modes of the installation.

Вьшолнение разливочной коробки 2 в виде гибкого сочленени , обеспечивающего изменение угла наклона канала 6, позвол ет иметь еще один элемент регулировани процесса, например, с целью уравновешивани сил электродинамического происхождени и сил металлостатического давлени . Эта же система позвол ет поддерживать заданное давление металла на выходе из МГД-устройства.Performing the casting box 2 in the form of a flexible joint, which changes the angle of inclination of the channel 6, makes it possible to have one more control element of the process, for example, to balance the forces of electrodynamic origin and the forces of metalostatic pressure. The same system allows maintaining the specified metal pressure at the outlet of the MHD device.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

68325. 468325. 4

Поддерживаемый в емкости 1 в расплавленном состо нии металл через разливочную коробку 2 попадает в канал 6 МГД-устройства. После 5 подключени токоподвод щих шин 14 и 15 к источнику посто нного тока 16 и подачи напр жени на катушки намагничивани 11 в жидком металле, попавшем в канал, от взаимодейст10 ВИЯ тока с магнитным полем формируютс электромагнитные силы, направленные вдоль оси канала и создающие в кристаллизаторе 3 давлени , вьскимающие твердую заготовку через 15 профилирующее с тверстие 5 вкладыша 4.Supported in the vessel 1 in the molten state, the metal through the filling box 2 enters the channel 6 of the MHD device. After 5 connecting the current-carrying busbars 14 and 15 to the DC source 16 and applying voltage to the magnetizing coils 11 in the liquid metal that have fallen into the channel, electromagnetic forces are generated from the interaction of the current with the magnetic field and are directed along the channel axis and create in the crystallizer 3 pressures imposing solid workpieces through 15 profiling with 5 insert liner 4.

Электромагнитное давление, формируемое в зонах секций, опре20 дёл етс плотностью тока еЛ индукцией В магнитного пол и длиной зоны РThe electromagnetic pressure generated in the zones of the sections is determined by the current density eL by induction B of the magnetic field and the length of the zone P

р сАве .p cAve.

25 Плотность тока задаётс током токоподвод щих шин 14 и 15 и сечением жидкого металла в канале, индукци 6 - намагничивающей силой катушек возбуждени , а длина25 The current density is set by the current of the current busbars 14 and 15 and the section of the liquid metal in the channel, the induction 6 is the magnetizing force of the excitation coils, and the length

30 активной зоны секций определ етс длиной ламелей 12 и 13.The 30 cores of the sections are determined by the length of the lamellae 12 and 13.

При посто нных сЛ и 8 давление Р на выходе из канала пропорционально Т . При увеличении од- 3 ного из параметров f или В -1, а при одновременном увеличении обоих Р Г.At constant lL and 8, the pressure P at the channel exit is proportional to T. With an increase in one of the parameters f or B -1, and with a simultaneous increase in both P g.

Модель устройства испытана в 0 лабораторных услови х и при токе 500 А на участке секции с активной зоной длиной 100 м получено давление на выходе МГД-устройства t кг/см, под действием которого 5 образованы заготовки свинца цилиндрической формы. Энергоемкость процесса оцениваетс величиной 10 кВт-ч/т свинца, что значительно . ниже соответствзтощих показателей 0 традиционных процессов формообразовани заготовок цветных металлов. 8The model of the device was tested under laboratory conditions and at a current of 500 A in the section of the section with an active zone 100 m in length, an outlet pressure of an MHD device t kg / cm was obtained, under the action of which 5 cylindrical lead blanks were formed. The energy intensity of the process is estimated at 10 kWh / ton of lead, which is significant. below the corresponding indicators of 0 traditional processes of forming non-ferrous metal blanks. eight

Фиг.З fff 7ffFig.Z fff 7ff

Claims

1. INSTALLATION OF CONTINUOUS METAL CASTING, containing a casting box and a mold, characterized in that, with a chain for increasing productivity, the quality of the obtained workpiece and reducing labor costs, it is equipped with a conductive magnetohydrodynamic conduit device located between the casting box and the mold with several sections containing electromagnets with electromagnets magnetization coils and busbars and located along the channel of the magnetohydrodynamic device discretely, while the magnet coils ichivaniya electromagnet and current supply bus sections implemented with increasing ratio of the number of magnetizing coils and windings sectional current-carrying tire in a direction away from the casting to the mold box.

N0 SL

2. Installation pop. 1, characterized in that the sections of the magnetohydrodynamic device are made with a constant number of turns of coils of electromagnets and increasing in the direction from. a casting box to the mold with a section of current-carrying tires.

3. Installation according to π. 1, characterized in that the sections of the magnetohydrodynamic device are made with a constant section of the current-carrying tires and · increasing in the direction from the casting chamber to the mold the number of turns of the magnetization coils,

4. Installation according to paragraphs. 1-3, characterized in that the current supply busbars are located along the channel of the magnetohydrodynamic device with the total section of the buses in each subsequent section and the bus transposition in the sections in the sections of their connection increasing in the direction from the mold to the casting box.

5. Installation according to paragraphs. 1-4, characterized in that. that the magnetohydrodynamic device is installed at an angle of 0-90 ° to the axis of the casting box.