SU1375403A1 - Способ разливки металла в электромагнитный кристаллизатор - Google Patents
Способ разливки металла в электромагнитный кристаллизатор Download PDFInfo
- Publication number
- SU1375403A1 SU1375403A1 SU833575353A SU3575353A SU1375403A1 SU 1375403 A1 SU1375403 A1 SU 1375403A1 SU 833575353 A SU833575353 A SU 833575353A SU 3575353 A SU3575353 A SU 3575353A SU 1375403 A1 SU1375403 A1 SU 1375403A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- inductor
- electromagnetic
- frequency
- ingot
- metal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/01—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths without moulds, e.g. on molten surfaces
- B22D11/015—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths without moulds, e.g. on molten surfaces using magnetic field for conformation, i.e. the metal is not in contact with a mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
00
ел
4
о со
Изобретение относитс к металлургии, а именно к непрерывной разливке стали.
Известен способ разливки металла в электромагнитный -кристаллизатор, включающий воздействие на слиток электромагнитного пол , при этом электромагнитное поле высокой и низкой частоты создают расстройкой и последующей подстройкой нагрузочного контура электромагнитного кристаллизатора путем изменени частоты электрических колебаний источника, питающего электромагнитный кристаллизатор, причем это изменение производ т периодически с низкой частоты 1.
Недостатками данного способа разливки вл ютс пониженна производительность труда, повыщенна мощность источника, питающего электромагнитный кристаллизатор , ухудшенна стабилизаци размеров слитка, а также сложность обусловленные нерациональным выбором рабочей частоты.
Известен также способ разливки металла в электромагнитный кристаллизатор, включающий воздействие на расплав электромагнитного пол тока фиксированной высокой частоты, использу при этом в качестве регулирующего параметра выходное напр жение источника, питающего электромагнитный кристаллизатор 2.
Недостатками этого способа вл ютс пониженна производительность труда, повышенна мощность источника, питающего электромагнитный кристаллизатор, а также сложность.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ разливки металла в электромагнитный кристаллизатор, включающий воздействие на расплав электромагнитного пол тока фиксированной высокой частоты, обеспечивающего равновесие гидростатического давлени расплава и электродинамического давлени пол 3.
К недостаткам известного способа разливки металла относ т следующее.
При проектировании и особенно при эксплуатации установок разливки металла в электромагнитный кристаллизатор не так важно знать точную величину электрических или энергетических характеристик, как необходимо предвидеть относительные их изменени за период выполнени технологического цикла.
Эти изменени в большинстве случаев обуславливаютс зависимостью удельного электрического сопротивлени - от температуры разливаемых металлов.
Цель изобретени - стабилизаци размеров слитка, улучшение качества его поверхности , повышение производительности и снижение мощности источника электроэнергии , питающего электромагнитный кристаллизатор .
5
Дл достижени поставленной цели согласно способу разливки металла в электромагнитный кристаллизатор, включающему воздействие на расплав электромагнитным
полем тока фиксированной высокой частоты , обеспечивающего равновесие гидростатического давлени расплава и электродинамического давлени пол , разливку начинают при фиксированной частоте тока
и повышают эту частоту на величину, про- порциональную уменьшению ,электродинамического давлени , при выходе поддона из зоны индуктора.
На фиг. 1 приведена схема индукцион- но-тиристорного литейного комплекса, реа5 лизующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - схема формировани слитка в электромагнитный кристаллизатор при нахождении поддона в зоне индуктора; на фиг. 3 - то же, при нахождении поддона вне зоны ин0 дуктора; на фиг. 4а, б - графики функции Q(C3., и, ft), рассчитанные на ЭВМ.
Способ лить в электромагнитный кристаллизатор осуществл етс следующим образом .
Металл при получении слитков удерживают от растекани электромагнитными силами и одновременно охлаждают водой, благодар чему поверхность слитка получаетс гладкой и не требует дополнительной механической обработки перед прокат« кой. Переменное электромагнитное поле тока фиксированной высокой частоты, создаваемое одновитковым индуктором электромагнитного крист аллизатора, охватывающим слиток, наводит в металле вихревые токи, которые благодар влению по5 верхностного эффекта сосредотачиваютс в поверхностном слое слитка. Периметр слитка при этом образует замкнутый виток с током, взаимодействие которого с полем индуктора создает ст гивающее давление на жидкий металл. Форма сечени получающегос слитка подобна форме индуктора, цоэтому слитки могут иметь любую требуемую конфигурацию.
Дл обеспечени стабилизации размеров формируемого слитка обеспечивают
5 равенство между гидростатическим давлением расплава РГ и электродинамическим давлением F , создаваемым электромагнитным полем
.(1)
0 Гидростатическое давление определ етс высотой жидкой зоны расплава.
Электродинамическое давление определ етс , как
0
55 Pa()29(UC(,,-3), где 3 -ток индуктора;
число витков индуктора; t - высота индуктора;
0 - функци трех переменных;
иГо- критерий относительной частоты;
ИХ уи;,баГг2а.р ;
/ - магнитна проницаемость вакуума; б -электропроводность металла;
R-сопротивление металла; и/ - кругова частота тока в индукторе;
/5 - коэффициент; Гц ; t«-радиус индуктора; гч - расчетный радиус индуктора; 0 -коэффициент; ; - высота индуктора.
При посто нных конструктивных элемен- 15 ах электромагнитного кристаллизатора А Гч/Гцр соп5т;(3)
о(, 1Угцр const;
,6Шг2р ji,. 2№2„р
u.-l-atf, fr2.. .
b-fVs f - «p Ш Af/P ,
(4) (5)
5
.|Q
20
где А ju,
f - фиксированна частота тока высокой частоты индуктора; S - удельное сопротивление металла; tj-высота металла; S - сечение металла. В начале формировани слитка поддона
ы;
кутон- 15 (3)
4) (5)
ыа; на
чить электродинамическое давление, необходимо повысить мощность источника, питающего электромагнитный кристаллизатор .
5 Дл устранени указанных недостатков при выходе ноддона из зоны индуктора увеличивают фиксированную частоту тока на величину, пропорциональную уменьщению РЗ, что обеспечивает равенство гидростати .|Q ческого и электродинамического давлений, повыща точность стабилизации размеров слитка, производительность труда, улучша качество поверхности формируемого слитка, снижа мощность источника, питающего электромагнитный кристаллизатор.
С учетом изменени электродинамического давлени определ ют оптимальную с точки зрени технико-экономических показателей частоту тока источника, питающего электромагнитный кристаллизатор, рав20 ную 800 Гц; когда поддон находитс в зоне индуктора, и 1000 Гц, когда поддон выходит из этой зоны, при разливке алюминиевых сплавов Д1, Д16, в слитки с линейными размерами 1540x300x6000 мм.
В результате отработки по предлагае мому способу увеличиваетс производительность труда на 20%; улучшаютс качество отливаемого слитка и стабильность его размеров; снижаетс в два раза необходима мощность источника, питающего электро
с удельным электрическим сопротивлением зо магнитный кристаллизатор.
§ находитс в зоне индуктора электромагнитного кристаллизатора, на который поступает жидкий металл, охлаждаемый водой. В этом случае электродинамическое давление равно
Индукционно-тирнсторны
комплекс (фиг. 1), реали способ, образован статиче вателем 1 частоты с частот нием мощности, св занным 35 ным кристаллизатором (Э ством трансформатора 3 с з ней точкой, вторична об защунтирована компенсиру конденсаторов 4, причем ос
()2а(Шо.
Х,),
где aX.i Af/Si
По мере формировани слитка поддон
комплекс (фиг. 1), реализующий, данный способ, образован статическим преобразователем 1 частоты с частотным регулированием мощности, св занным с электромагнит- 35 ным кристаллизатором (ЭМК) 2 посредством трансформатора 3 с заземленной средней точкой, вторична обмотка которого защунтирована компенсирующей батареей конденсаторов 4, причем основными элеменвыходит из зоны индуктора электромагнит- .„ тами ЭМК вл ютс индуктор 5, форма коного кристаллизатора и в индукторе до конца технологического цикла будет находитьс расплав металла с удельным электрическим сопротивлением S, во много раз пре- выщающим , Поэтому в данном случае
торого соответствует конфигурации отливаемого слитка (фиг. 2 и 3). вод ной коллектор 6, расположенный под индуктором 5, экран 7, на.ход щийс под индуктором 5, система 8 подачи и распределени жидкого
45 металла и поддон 9, установленный на литейной мащине 10.
JlV
p5a ()e(u;«;,,a(,/).
но так как S увеличиваетс , критерий относительной частоты Wa J5) уменьшаетс , а значит, и функци 0j (tX oj ,7.,/9 ) также уменьшаетс до Q((oi. ,i,f) (фиг. 46). В результате уменьщаетс и электродинамическое давление, привод щее к тому, что размер расплава увеличиваетс , так как гидростатическое давление становитс больше
Индукционно -- тнристорный литейный комплекс работает следующим образом.
Жидкий металл (расплав) поступает из системы 8 подачи и распределени на нод50 дон 9, наход щийс в зоне индуктора 5 (фиг. 2). Индуктор 5 ЭМК, питаемый от статического преобразовател 1 с частотным регулированием мощности током с фиксированной высокой частотой через трансфорэлектродинамического , процесс охлаждени 55 мзтор 3, создает электромагнитное поле.
расплава у.худшаетс , снижа качество поверхности формируемого слитка, производительность труда и дл того, чтобы увелизо магнитный кристаллизатор.
Индукционно-тирнсторныйлитейный
комплекс (фиг. 1), реализующий, данный способ, образован статическим преобразователем 1 частоты с частотным регулированием мощности, св занным с электромагнит- 35 ным кристаллизатором (ЭМК) 2 посредством трансформатора 3 с заземленной средней точкой, вторична обмотка которого защунтирована компенсирующей батареей конденсаторов 4, причем основными элемен
торого соответствует конфигурации отливаемого слитка (фиг. 2 и 3). вод ной коллектор 6, расположенный под индуктором 5, экран 7, на.ход щийс под индуктором 5, система 8 подачи и распределени жидкого
45 металла и поддон 9, установленный на литейной мащине 10.
Индукционно -- тнристорный литейный комплекс работает следующим образом.
Жидкий металл (расплав) поступает из системы 8 подачи и распределени на нод50 дон 9, наход щийс в зоне индуктора 5 (фиг. 2). Индуктор 5 ЭМК, питаемый от статического преобразовател 1 с частотным регулированием мощности током с фиксированной высокой частотой через трансфорПри взаимодействии пол индуктора 5 с наведенными в жидком металле вихревыми токами возникают силы отталкивани , удерживающие металл на некотором рассто нии от индуктора 5, в результате чего размер слитка г становитс меньше размера индуктора Гц и жидкий металл не соприкасаетс с формообразователем (индуктором 5). Охлаждение слитка производитс подачей воды из коллектора 6 вначале на поддон 9, а затем непосредственно на боковую поверхность слитка.
При опускании слитка с помощью лине зависит от ее температуры. Фронт кристаллизации должен находитьс на уровне оси в-в индуктора 5, где напр женность пол максимальна.
Устойчивость процесса разливки достигаетс при высоте жидкой зоны hjj. 30- 40 мм и при наличии экрана 7, который представл ет собой замкнутое кольцо из немагнитного материала толщиной, постепенно увеличивающейс кверху. Экран 7
тейной машины 10 поддон 9 выходит из зо- обеспечивает требуемый закон ослаблени ны индуктора 5 (фиг. 3), уменьша электро- электродинамического давлени по высоте, динамическое давление. Дл поддержани высоких технико-экономических показатесоответствующей закону ослаблени гидростатического давлени , а также уменьшает пульсацию и циркул цию расплава, которые тора 5 увеличивают фиксированную часто- 15 оказывают вредное вли ние на формообра- ту тока на величину, пропорциональную зование и структуру металла.
лей при выходе поддона 9 из зоны индукуменьшению электродинамического давлени , с помощью преобразовател 1 частоты. Фронт кристаллизации (граница между жидкой и твердой зонами слитка на его боковой поверхности) перемещаетс вверх, в результате чего по с охлаждени (ось а-а) находитс всегда ниже этого фронта на рассто нии hr. Высота затвердевшей части слитка, (корочки) hr зависит в значитель20
Предлагаемый способ разливки металла реализован в промышленности в виде опытно-промышленного .образца, статический преобразователь которого имеет мощность 60 кВт (тогда как в известном 120 кВт) и частоту тока нагрузки 800 Гц, когда поддон находитс в зоне индуктора и 1000 Гц, когда поддон выходит из этой зоны (тогда как в известном разливку металла произной степени от скорости лить , в меньшей 25 вод т при одной и той же частоте 2500 Гц степени - от расхода воды и практически несмотр на местонахождение поддона).
не зависит от ее температуры. Фронт кристаллизации должен находитьс на уровне оси в-в индуктора 5, где напр женность пол максимальна.
Устойчивость процесса разливки достигаетс при высоте жидкой зоны hjj. 30- 40 мм и при наличии экрана 7, который представл ет собой замкнутое кольцо из немагнитного материала толщиной, постепенно увеличивающейс кверху. Экран 7
обеспечивает требуемый закон ослаблени электродинамического давлени по высоте,
соответствующей закону ослаблени гидростатического давлени , а также уменьшает пульсацию и циркул цию расплава, которые 5 оказывают вредное вли ние на формообра- зование и структуру металла.
0
Предлагаемый способ разливки металла реализован в промышленности в виде опытно-промышленного .образца, статический преобразователь которого имеет мощность 60 кВт (тогда как в известном 120 кВт) и частоту тока нагрузки 800 Гц, когда поддон находитс в зоне индуктора и 1000 Гц, когда поддон выходит из этой зоны (тогда как в известном разливку металла произФиг .г
Фиг.З
д
AJAg;
/
zz
/
Ы О
/ f /
ILL/
/
uro3/
(JOfOZ
«у,
01
J
Claims (1)
- СПОСОБ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КРИСТАЛЛИЗАТОР, включающий воздействие на расплав электромагнитным полем тока фиксированной высокой частоты, обеспечивающего равновесие гидростатического давления расплава и электродинамического давления поля, отличающийся тем, что, с целью стабилизации размеров слитка, улучшения качества его поверхности, повышения производительности и снижения мощности источника электроэнергии, разливку металла начинают при фиксированной частоте тока и повышают эту частоту на величину, пропорциональную уменьшению электродинамического давления, при выходе поддона из зоны индуктора.Фиг.1
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU833575353A SU1375403A1 (ru) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | Способ разливки металла в электромагнитный кристаллизатор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU833575353A SU1375403A1 (ru) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | Способ разливки металла в электромагнитный кристаллизатор |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1375403A1 true SU1375403A1 (ru) | 1988-02-23 |
Family
ID=21057702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU833575353A SU1375403A1 (ru) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | Способ разливки металла в электромагнитный кристаллизатор |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1375403A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477193C2 (ru) * | 2011-02-22 | 2013-03-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Способ получения слитка из сплавов цветных металлов |
-
1983
- 1983-04-08 SU SU833575353A patent/SU1375403A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 616051, кл. В 22 D 11/16, 1978. Будников В. Ф. Исследование системы электромагнитный кристаллизатор-слиток как объекта автоматического регулировани . - Технологи легких сплавов: Научно- технический бюллетень ВИЛСа, 1974, с. 42 и 43, рис. 1. Мочалов П. П., Гецелев З. Н. Непрерывное литье с формированием слитка электромагнитным полем. - Цветные металлы, 1970, № 8, с. 62. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477193C2 (ru) * | 2011-02-22 | 2013-03-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Способ получения слитка из сплавов цветных металлов |
| EA020788B1 (ru) * | 2011-02-22 | 2015-01-30 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Способ получения слитка из сплавов цветных металлов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6254579B2 (ru) | ||
| US20060054296A1 (en) | Device and a method for continuous casting | |
| EP2682201A1 (en) | Method and apparatus for the continuous casting of aluminium alloys | |
| US4678024A (en) | Horizontal electromagnetic casting of thin metal sheets | |
| KR100536174B1 (ko) | 전자기장을 이용한 금속의 수직 연속 주조 방법 및 이를 위한 주조 장치 | |
| US4158379A (en) | Electromagnetic casting method and apparatus | |
| GB2075881A (en) | Electromagnetic thin strip casting apparatus and process | |
| CA1132671A (en) | Inductor for an electromagnetic mold for continuous casting | |
| SU1375403A1 (ru) | Способ разливки металла в электромагнитный кристаллизатор | |
| US4373571A (en) | Apparatus and process for electromagnetically shaping a molten material within a narrow containment zone | |
| US4982796A (en) | Electromagnetic confinement for vertical casting or containing molten metal | |
| US4469165A (en) | Electromagnetic edge control of thin strip material | |
| US4741383A (en) | Horizontal electromagnetic casting of thin metal sheets | |
| US4495981A (en) | Process and apparatus for synchronized electromagnetic casting of multiple strands | |
| US4106546A (en) | Method for inductively stirring molten steel in a continuously cast steel strand | |
| KR860002326A (ko) | 수직형 주조작업에 있어 주형에 의해 금속 자유표면의 접촉선 높이를 조정하는 방법 | |
| US4388962A (en) | Electromagnetic casting method and apparatus | |
| US4471832A (en) | Apparatus and process for electromagnetically forming a material into a desired thin strip shape | |
| US4375234A (en) | Electromagnetic thin strip casting process | |
| US4993477A (en) | Molten metal feed system controlled with a traveling magnetic field | |
| GB2041803A (en) | Electromagnetic casting apparatus and process | |
| JPS6011585B2 (ja) | 融解金属電磁撹拌方法 | |
| US4446909A (en) | Process and apparatus for electromagnetic casting of multiple strands having individual head control | |
| SU1243892A1 (ru) | Способ управлени разливкой металла и устройство дл его осуществлени | |
| CA1263692A (en) | Continuous casting of metal in an electromagnetic mold |