WO2001064373A1 - Equipment for supplying molten metal to a continuous casting ingot mould and method for using same - Google Patents

Equipment for supplying molten metal to a continuous casting ingot mould and method for using same Download PDF

Info

Publication number
WO2001064373A1
WO2001064373A1 PCT/FR2001/000263 FR0100263W WO0164373A1 WO 2001064373 A1 WO2001064373 A1 WO 2001064373A1 FR 0100263 W FR0100263 W FR 0100263W WO 0164373 A1 WO0164373 A1 WO 0164373A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic field
nozzle
equipment according
casting
molten metal
Prior art date
Application number
PCT/FR2001/000263
Other languages
French (fr)
Inventor
Siebo Kunstreich
Marie-Claude Nove
Original Assignee
Rotelec
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rotelec filed Critical Rotelec
Priority to CA002398724A priority Critical patent/CA2398724C/en
Priority to DE60100707T priority patent/DE60100707T2/en
Priority to AU31925/01A priority patent/AU771606B2/en
Priority to AT01903983T priority patent/ATE248672T1/en
Priority to BRPI0108754-1A priority patent/BR0108754B1/en
Priority to JP2001563258A priority patent/JP4580135B2/en
Priority to EP01903983A priority patent/EP1259343B1/en
Publication of WO2001064373A1 publication Critical patent/WO2001064373A1/en
Priority to US10/673,171 priority patent/US6929055B2/en

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
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/122—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ using magnetic fields
    • 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
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11—Treating the molten metal
    • B22D11/114—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means
    • B22D11/115—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles

Definitions

  • the present invention relates to the continuous casting of metals, in particular steel. It relates more particularly to the arrival of molten metal from above in a continuous casting mold and, more precisely still, the techniques using magnetic fields applied at the level of the mold to modify the flows of molten metal during his arrival in this one
  • the molten metal is brought into the mold from a distributor placed at a distance above by a plunging duct, called a "submerged nozzle", the outlet openings of which open substantially in the plane main casting parallel to the large faces under the free surface of the molten steel in the mold conventionally covered by a liquid layer of active slag.
  • the steelmaker today has mainly two axes of response - one using the available tools of magnetohydrodynamics adapted to the continuous casting of metals; the other focusing on the very geometry of the pouring nozzle.
  • electromagnetic actuators that are developed for this purpose, whether with a static or sliding magnetic field, make it possible to influence the recirculation flows of liquid metal in the ingot mold after it leaves the nozzle to brake or accelerate them. , or to symmetry them on either side of the submerged nozzle
  • electromagnetic brakes were initially developed consisting in applying to a determined height level of the interior space of the Imgotiere a through magnetic field which will create braking forces at the sem of the moving metal when it passes through.
  • such a sliding magnetic field is generally produced by an inductor having several independent phase windings, of the “polyphase linear motor stator” type (generally two-phase or two-phase) and which is placed opposite a large face of the Imgotiere therefore parallel to the main plane of casting (FR-A-2.324.395; FR-A-2.324.397).
  • Each winding is connected to a different phase of a polyphase electrical supply, in an appropriate connection order ensuring the desired sliding of the magnetic field along the active face of the inductor in a direction orthogonal to the conductors.
  • the other axis of solutions consists in optimizing the geometry of the submerged part of the casting nozzles, in particular the outlet openings of the molten metal.
  • the aim is always the same: to control the distribution of the flows of liquid metal arriving in the ingot mold.
  • the recirculation flows of metal in the direction of the free surface of the cast metal can indeed be very attenuated, so much so that we could provide, if necessary, additional openings on the top of the box or on the side for allow the emission of molten metal threads upwards to ensure a regular additional heat supply to the free surface, which we know to be necessary for the smooth running of the casting
  • Electromagnetic actuators are by nature more flexible to use, therefore better suited to follow such vanations In return, they are not optimized for any particular operating mode They control the flow of liquid metal once that -here reached ingot mold and then act sometimes accelerator, sometimes in frera of flows But, they do not worry absolutely, contrary to certain nozzles seen previously, of the distribution of the flow of arrival of molten metal between the high region of the mold (towards the free surface) and the bottom (direction of the extraction of the cast product) In addition, they are relatively expensive in investment cost and in cost of consumption of electrical energy, and involve modifications complex and financially burdensome of the ingot mold technology that receives them.
  • the object of the present invention is precisely to provide steelmakers with a means of supplying molten metal to a continuous casting ingot mold which easily allows rapid and precise adjustment of the incoming distribution of the metal flow rate between the high and low regions. of the mold.
  • the invention relates to equipment for supplying molten metal to a Imgotiere of a continuous casting installation for products with rectangular section, such as slabs, characterized in that it comprises.
  • a submerged nozzle provided with outlet openings for molten metal located in, or substantially in, the main plane of casting parallel to the large faces of the ingot mold, these openings being differentiated by their outlet direction into at least two distinct categories;
  • a mductnce unit placed on the large faces of the ingot mold to produce magnetic poles of opposite signs facing each other on either side of said main plane of casting and delivering, in its air gap substantially confined to the nozzle, a magnetic field through covering the gills of at least one of said categories;
  • said mductnce unit is an electromagnetic unit constituted by at least one electromagnet.
  • said mductnce unit is constituted by inductors with plun-windings of the "sliding field" type facing each other on either side of said main casting plane, and by an associated electrical supply. supplying direct current to each of said windings separately, and the means for adjusting the relative intensity of the magnetic field comprise means for moving the location of the magnetic poles in 1 air gap of said electromagnetic unit
  • the magnetic pole of the inductor must always deliver a magnetic field dinge perpendicular to the wall of the ingot mold opposite which the inductor is mounted Otherwise, the desired effect is not obtained
  • the opposite magnetic poles are of opposite signs in order to create a traversing magnetic field, that is to say the lines of force connecting the two poles extending perpendicular to the main plane of flow in which the jets of metal through the outlet openings of the nozzle placed in the air gap of the two inductors
  • a magnetic pole of an inductor is defined as the region of the active face of the inductor where the magnetic field it produces is maximum
  • the pole is the often protruding end of the wound metallic ferromagnetic mass which characterizes the device
  • the magnetic pole has no fixed material representation attached to a given ferromagnetic mass of the cylinder head, but can move on the active face of the inductor as a function of the instantaneous intensity of the alternating phase currents which supply the conductors and of their phase shift.
  • a magnetic field "covers" the nozzle openings, when those -These are located in a region of the space containing the ingot mold where there is the maximum magnetic induction produced by this field.
  • the displacement of the magnetic pole will be obtained by a mobile mounting of the electromagnet on a frame integral with the casting machine provided with means which make it possible to move it on the face of the Imgotiere on which it is mounted and immobilize it on the chosen er
  • the main outlet openings will be covered by the magnetic field, namely those with the highest output rate of molten metal (generally those driven downwards), because the vanations of the action of this field on the outlet flows will be more sensitive to it than on those where the metal flow rate is lower.
  • the magnetic field covers the main outlet openings which are dinged downwards.
  • the invention uses a traversing magnetic field, displaceable in height at the level of the nozzle, but produced by a fixed mductnce unit a couple of inductors facing one of the 'other, each of the type "linear motor stator with sliding magnetic field", appanées to be in phase opposition and thus each produce a magnetic field whose forces of forces are onentent in the same direction (condition specific to obtaining a so-called "through” magnetic field), but whose phase windings are connected to individual direct current supplies, adjustable independently of one another.
  • a mductnce unit is then suitable, as we know, to generate magnetic poles of opposite signs, therefore a static magnetic field crossing.
  • the invention also relates to a method of implementing the preferred equipment defined above, which consists in adjusting the intensity of the magnetic field, either by moving the position of the poles of the mductnce unit, or by modifying the intensity of the electric current supplying the mductnce unit
  • FIG. 1 shows schematically, front view in vertical section along the pnncipal casting plane, a continuous casting mold of steel slabs provided at its upper part with a supply of molten metal equipment in accordance with invention according to an embodiment with a single inductor per face of the mold,
  • FIG. 2 in thumbnail of Figure 1, is a diagram explaining the structure of a plane inductor of known type which may be suitable for the implementation of the invention. and connected for this purpose to a DC power supply;
  • FIG. 3 is a diagram from a vertical section view along the vertical plane R-R of Figure 1 and illustrating, seen from the side of the mold, the operating mode "through field” of the invention.
  • Figure 4 is a diagram from a view in honzontal section along the honzontal plane Q-Q of Figure 1 and illustrating, seen along the casting axis, the operating mode "through field” of the invention;
  • FIG. 5 is a schematic view similar to that of Figure 1. but illustrating a vanante embodiment of the invention with two inductors side by side by face of the mold. In these figures, the same elements are designated by identical references
  • An ingot mold 1 made of copper or a copper alloy vigorously cooled by a circulation of water on its outer wall, receives from the top a certain flow rate of molten metal 2 which it discharges downwards in the form of a half - steel product 3, which we will admit to be here a slab of steel.
  • FIGS. 1 and 5 are precisely in the main casting plane P
  • the other analogous plane, but parallel to the small lateral faces 13 of the ingot mold, is it called a secondary casting plane
  • Figures 3a and 3b are in the secondary casting plane
  • a unit mductnce consisting of a couple of electromagnetic inductors 14, 15, is arranged opposite the terminal part of the nozzle
  • These two inductors are appaned so as to each produce a magnetic pole facing each other, of opposite sign in order to create a crossing magnetic field, perpendicular to the large faces 22
  • this crossing field is located at "M” in the lower part of the air gap in order to "cover” the gills of category 7 located at the lower end of the body of the nozzle 6
  • these inductors are designed so that their magnetic poles can be moved together in the air gap.
  • the inductor shown here is a flat inductor of the "linear motor stator” type and two-phase (therefore with two phase windings). Its conductors are rectilinear copper bars 16, 17, 16 ', 17', four in number, mutually parallel, spaced and arranged horizontally.
  • Each winding is made up of two bars connected to each other in a dais-opposition so that the electric current flows through them in directions opposite
  • the connected bars can be either immediately adjacent bars, such as 17 with 16 'and 16 with 17' (inductor with adjacent poles), or offset, such as 16 with 16 'and 17 with 17' (inductor with distributed poles) , as shown in the figure.
  • each phase winding is connected to an elementary electrical supply with direct current (or rectified) and to it alone and which is independent of that of the other winding.
  • These elementary supplies, symbolized by 18 and 19 in FIG. 2 can have their neutral pooled for reasons of convenience.
  • T inductor -plan 14 (15) will no longer be able to create a sliding field as it ordinarily does, but a static magnetic field, the pole of which m agnetic which delivers it can be moved on the active face of the inductor in a direction orthogonal to the conductors, simply by suitably modifying the current intensities in the two windings
  • the low position "M" of the magnetic pole corresponds to a maximum current in the winding 16.16 ', associated with a zero current in the winding 17.17'
  • the high position " N "in FIG. 3 corresponds to a maximum current in the winding 17,17 'associated with a zero current in the winding 16,16'
  • the two appanate plane inductors 14 and 15 are configured so that their magnetic poles respective opposite each other have opposite polantes In this way, the magnetic field of one adds to the magnetic field of the other at any point in the air gap between the two inductors
  • the configuration is "through field" type as illustrated by the lines arrows B, the lines of force join the magnetic poles from one inductor to the other by crossing perpendicularly the main plane of casting P, therefore the direction of the jets of molten metal leaving the nozzle.
  • the nozzle must have outlet openings in the main plane of the ingot mold for the invention to be applicable, it can also be provided with other openings placed elsewhere, for example diagonally towards the angles of the mold.
  • the invention gives better results in the case of nozzles of the "box" type seen above, it also accommodates straight nozzles, the main thing being that the submerged nozzles which are used for casting have outlet openings differentiated into at least two categories by the directions - most often upwards and downwards - that they impinge on the jets of molten metal which exit parallel to the large faces
  • the invention is also applies for example to straight nozzles having differentiated up-down side vents on the barrel of the nozzle.
  • the intensity B of the magnetic field remains constant
  • the inductor 14 (likewise of course the inductor 15) can be split into two identical parts 14a and 14b placed side by side on the same face of the ingot mold on either side. other of the casting axis S on which, moreover, is conventionally centered the pouring nozzle.
  • each inductive part 14a and 14b is supplied with current by its own elementary supply (not shown) so as to be able to practice, if necessary, different height adjustments of the magnetic pole on each of them, as well as separate modifications of the current intensities. who run through them
  • inductors of the "sliding field” type we can opt not only for electromagnets, as already mentioned, but also for permanent, natural or industrial magnets.
  • the inverter type with adjustable chopping threshold are ordinarily used to activate electric motors with rotating or sliding magnetic field.
  • the setting in function of such an electric supply to supply the windings of the inductor 14, at the rate of a phase by winding consists in adjusting the inverter at zero frequency, by carrying out such adjustments at selected times so that the intensities of the currents in each phase are, at these times, those which one wishes to obtain in the windings connected to these phases

Abstract

The invention concerns an equipment comprising an immersed nozzle (6) with outlets in the main casting plane (P) differentiated by their output direction into at least two categories (7, 8) associated to two mutually opposite inductors (14, 15) on each large surface (22) of the casting ingot mould forming an air gap circumscribed at the nozzle and producing a through magnetic field covering the outlets of at least one category (7), means being provided to adjust the intensity of the field or for moving it so as to be able to modify the distribution among the outlets of the total flow rate of molten metal. In particular, when the method is implemented, it enables to add at all times the fraction of metal flow heading towards the free surface (9) relative to the main surface, oriented towards the base of the ingot mould. The invention is advantageously used for continuous casting of steel slabs.

Description

EQUIPEMENT POUR ALIMENTER EN METAL EN FUSION UNE LINGOTIERE DE COULEE CONTINUE ET SON PROCEDE D'UTILISATION. EQUIPMENT FOR SUPPLYING MOLTEN METAL TO A CONTINUOUS CASTING LINGOTIERE AND METHOD OF USING SAME.
La présente invention a trait à la coulée continue des métaux, notamment de l'acier. Elle concerne plus particulièrement l'arrivée du métal en fusion par le haut dans une lingotière de coulée continue et, plus précisément encore, les techniques mettant en oeuvre des champs magnétiques appliqués au niveau de la lingotière pour modifier les écoulements du métal en fusion lors de son arrivée dans celle ciThe present invention relates to the continuous casting of metals, in particular steel. It relates more particularly to the arrival of molten metal from above in a continuous casting mold and, more precisely still, the techniques using magnetic fields applied at the level of the mold to modify the flows of molten metal during his arrival in this one
On sait que l'application d'un champ magnétique à une lingotière de coulée continue, lorsque l'action électromagnétique est conduite de manière appropriée, permet d'augmenter la productivité de l'installation de coulée tout en préservant la qualité métallurgique des produits coulés obtenus, voire même en l'améliorant On a pu en effet déjà mettre en lumière la nuisance à cet égard des turbulences hydrodynamiques dues aux écoulements recirculants qui s'établissent de plus en plus vigoureusement au sem de la lingotière lorsqu'on augmente la vitesse de coulée, et ce notamment dans le cas de la coulée de produits à section allongée, tels que des brames par exemple.It is known that the application of a magnetic field to a continuous casting mold, when the electromagnetic action is carried out in an appropriate manner, makes it possible to increase the productivity of the casting installation while preserving the metallurgical quality of the cast products. We have already been able to highlight the nuisance in this respect of the hydrodynamic turbulence due to the recirculating flows which are established more and more vigorously at the sem of the ingot mold when the speed of casting, especially in the case of the casting of elongated section products, such as slabs for example.
On rappelle que, lors de la coulée continue de brames, le métal en fusion est apporté en lingotière depuis un répartiteur placé à distance au-dessus par un conduit plongeant, appelé "busette immergée", dont les ouïes de sortie débouchent sensiblement dans le plan principal de coulée parallèlement aux grandes faces sous la surface libre de l'acier en fusion dans la lingotière classiquement recouverte par une nappe liquide de laitier actif.It will be recalled that, during the continuous casting of slabs, the molten metal is brought into the mold from a distributor placed at a distance above by a plunging duct, called a "submerged nozzle", the outlet openings of which open substantially in the plane main casting parallel to the large faces under the free surface of the molten steel in the mold conventionally covered by a liquid layer of active slag.
On a pu établir que la vitesse des jets de métal liquide à la sortie des ouïes de la busette s'élève à plusieurs mètres par seconde dès que la vitesse de coulée atteint 1 à l,5m/mn environ. Les écoulements recirculants qui en résultent alors dans la lingotière agitent fortement l'interface métal-laitier. Ces fluctuations de la surface libre du métal coulé sont responsables d'irrégularités de solidification de la première peau du produit coulé que l'on sait être à l'origine de défauts gênants, voire rédhibitoires sur le produit final (boursouflures, exfohations, etc.). De plus, des fragments de laitier de couverture peuvent être entraînés en lingotière dans le cœur même du produit coulé, dégradant ainsi la propreté du métal solidifié obtenu.It has been established that the speed of the jets of liquid metal at the outlet of the gills of the nozzle rises to several meters per second as soon as the casting speed reaches 1 to 1.5 m / min approximately. The recirculating flows which then result in the ingot mold strongly agitate the metal-slag interface. These fluctuations in the free surface of the cast metal are responsible for irregularities in the solidification of the first skin of the cast product which is known to be the cause of annoying, even unacceptable, defects in the final product (blisters, exfohations, etc. ). In addition, fragments of covering slag can be drawn into the mold in the very heart of the cast product, thus degrading the cleanliness of the solidified metal obtained.
Face au problème posé par ces perturbations hydrodynamiques, l'aciéπste dispose aujourd'hui principalement de deux axes de réponse- l'un faisant appel aux outils disponibles de la magnétohydrodynamique adaptés à la coulée continue des métaux; l'autre s'attachant à la géométne même de la busette de coulée.Faced with the problem posed by these hydrodynamic disturbances, the steelmaker today has mainly two axes of response - one using the available tools of magnetohydrodynamics adapted to the continuous casting of metals; the other focusing on the very geometry of the pouring nozzle.
Les actionneurs électromagnétiques que l'on développe à cet effet, qu'ils soient à champ magnétique statique ou glissant, permettent d'influencer les écoulements de recirculation de métal liquide dans la lingotière après sa sortie de la busette pour les freiner, ou les accélérer, ou pour les symétπser de part et d'autre de la busette immergée Ainsi, des freins électromagnétiques ont initialement été développes consistant, à appliquer à un niveau en hauteur détermine de l'espace intérieur de la Imgotiere un champ magnétique traversant qui va créer au sem du métal en mouvement des forces de freinage lorsque celui-ci passe dans cette région (les forces de Laplace) A cet effet, il a été proposé de disposer sur chaque grande face de la lingotière un pôle magnétique, conçu comme un électroaimant à pôle saillant bobiné, présentant la forme soit d'un plot localise de part et d'autre de la busette entre celle-ci et les petites faces d'extrémité de la lingotièreThe electromagnetic actuators that are developed for this purpose, whether with a static or sliding magnetic field, make it possible to influence the recirculation flows of liquid metal in the ingot mold after it leaves the nozzle to brake or accelerate them. , or to symmetry them on either side of the submerged nozzle Thus, electromagnetic brakes were initially developed consisting in applying to a determined height level of the interior space of the Imgotiere a through magnetic field which will create braking forces at the sem of the moving metal when it passes through. this region (Laplace's forces) For this purpose, it has been proposed to have on each large face of the mold a magnetic pole, designed as an electromagnet with a salient pole wound, having the shape of either a localized stud on the side and other side of the nozzle between it and the small end faces of the mold
(EP-A-0040383), soit d'une barre hoπzontale s'étendant sur toute la largeur de la grande face (WO 92/12814) ou de deux barres parallèles espacées sur la hauteur afin d'encadrer les ouïes de sortie de la busette (WO 96/26029, WO 98/53936) Quelque soit la géométne retenue, le but est le même: d'une part, créer avec le pôle appané de signe opposé disposé en regard sur l'autre face de la lingotière un champ magnétique traversant dont l'effet est de freiner les flux d'écoulement trop énergiques qui remontent vers la surface libre, et, d'autre part, de mieux repartir dans toute la section de la lingotière le flux pnncipal de métal liquide qui descend vers le bas(EP-A-0040383), either of a hoπzontal bar extending over the whole width of the large face (WO 92/12814) or of two parallel bars spaced on the height in order to frame the outlet openings of the nozzle (WO 96/26029, WO 98/53936) Whatever the chosen geometry, the goal is the same: on the one hand, create with the appane pole of opposite sign placed opposite on the other side of the mold a field magnetic through, the effect of which is to slow down the too energetic flow flows which go up towards the free surface, and, on the other hand, to better distribute in all the section of the mold the main flow of liquid metal which goes down towards the low
Pour conférer à ce type de technique une plus grande souplesse de réglage, il a ete proposé d'utiliser des champs magnétiques, non plus statiques, mais glissants, lesquels, on le sait, ont la faculté d'entraîner le métal liquide dans leur déplacement (EP-A- 0151 648,To give this type of technique greater flexibility of adjustment, it has been proposed to use magnetic fields, no longer static, but slippery, which, as we know, have the ability to entrain the liquid metal in their movement (EP-A- 0151 648,
WO 83/02079, JP-B-1 534 702) Deux inducteurs à champ glissant honzontalement (conducteurs onentes verticalement) sont placés sur chaque grande face de la lingotière de part et d'autre d'une busette immergée à ouïes de sortie latérales, entre celle-ci et les petites faces d'extrémités de manière à faire intercepter par le champ magnétique glissant le métal en fusion dès son arrivée dans ces zones de la lingotière On parvient ainsi à accélérer (ou à freiner, selon le sens de déplacement relatif donné au champ glissant) les jets d'alimentation en métal liquide de la Imgotiere en ayant la faculté de pouvoir doser localement l'effet de l'action électromagnétique par simple réglage des paramètres de fonctionnement des inducteurs, comme par exemple l'intensité du courant électnque d'alimentation pnmaire, ou la fréquence de pulsation, donc la vitesse de glissement du champ magnétique. On rappelle au besoin qu'un tel champ magnétique glissant est généralement produit par un inducteur ayant plusieurs enroulements de phase indépendants, de type "stator de moteur linéaire polyphasé" (bi-ou tnphase généralement) et que l'on place en regard d'une grande face de la Imgotiere donc parallèlement au plan pnncipal de coulée (FR-A-2.324.395; FR-A-2.324.397). Chaque enroulement est connecté à une phase différente d'une alimentation électnque polyphasée, selon un ordre de branchement adéquat assurant le glissement recherché du champ magnétique le long de la face active de l'inducteur dans une direction orthogonale aux conducteurs.WO 83/02079, JP-B-1 534 702) Two inductors with a horizontally sliding field (vertically onent conductors) are placed on each large face of the ingot mold on either side of an immersed nozzle with lateral outlet openings, between this and the small end faces so as to make the molten metal intercept by the sliding metal field as soon as it arrives in these areas of the ingot mold. We thus manage to accelerate (or brake, depending on the direction of relative movement). given to the sliding field) the liquid metal feed jets of the Imgotiere, having the ability to locally dose the effect of the electromagnetic action by simply adjusting the operating parameters of the inductors, such as the current intensity primary electrical supply, or the pulse frequency, therefore the sliding speed of the magnetic field. It should be recalled, if necessary, that such a sliding magnetic field is generally produced by an inductor having several independent phase windings, of the “polyphase linear motor stator” type (generally two-phase or two-phase) and which is placed opposite a large face of the Imgotiere therefore parallel to the main plane of casting (FR-A-2.324.395; FR-A-2.324.397). Each winding is connected to a different phase of a polyphase electrical supply, in an appropriate connection order ensuring the desired sliding of the magnetic field along the active face of the inductor in a direction orthogonal to the conductors.
Il a également déjà été propose, dans le but cette fois de contrecarrer des phénomènes observes de propagation de vagues sur la surface libre d'une petite face a l'autre de la lingotière, de symétnser au mieux les écoulements de métal en fusion arrivant en lingotière dans les zones de part et d'autre de la busette à l'aide d'un plot magnétique mobile, mécaniquement réglable en position, ou de deux plots magnétiques fixes adjacents mtercorrélés dans leurs actions respectives sur le métal en mouvement (EP-A- 0 832 704, JP-A-03275256)It has also already been proposed, this time with the aim of counteracting observed phenomena of wave propagation on the free surface of a small face a the other of the ingot mold, to best symmetry the flows of molten metal arriving in the ingot mold in the zones on either side of the nozzle using a mobile magnetic pad, mechanically adjustable in position, or two adjacent fixed magnetic pads mtercorrelated in their respective actions on the moving metal (EP-A- 0 832 704, JP-A-03275256)
L'autre axe de solutions consiste a optimiser la geometne de la partie immergée des busettes de coulée, notamment des ouïes de sortie du métal en fusion Le but est toujours le même: contrôler la répartition des écoulements de métal liquide parvenant dans la lingotière. On trouve par exemple dans cette catégone de solutions des busettes de typeThe other axis of solutions consists in optimizing the geometry of the submerged part of the casting nozzles, in particular the outlet openings of the molten metal. The aim is always the same: to control the distribution of the flows of liquid metal arriving in the ingot mold. We find for example in this category of solutions type nozzles
"caisson" (US-A- 464 698, JP-A- 63 76753), dont la partie immergée présente une forme générale bulbeuse rappelant celle d'un pinceau de peintre ou d'une pomme d'arrosoir aplatie, dont elle est d'ailleurs supposée reprendre la fonction"caisson" (US-A- 464 698, JP-A- 63 76753), the submerged part of which has a generally bulbous shape reminiscent of that of a painter's brush or of a flattened watering can, of which it is d supposed to take over elsewhere
Ces busettes sont en effet assez largement ouvertes vers le bas pour favonser une sortie dans le plan pnncipal de coulée des jets de coulée a faible vitesse mais sur une grande section de passage. Leur propnété pnncipale est de tendre ainsi à délivrer le métal liquide en lingotière selon un écoulement uniforme, approchant l'écoulement idéal, dit "piston", dans lequel le gradient de vitesse entre deux points quelconques d'une section droite serait voisin de zéro et ladite section deviendrait rapidement la plus proche possible de celle de la lingotière Ces busettes en forme de caisson commencent à être répandues industnellement, notamment sur les installations de coulée continue de brames minces. Les flux de recirculation de métal en direction de la surface libre du métal coulé peuvent être en effet très atténués, à tel point d'ailleurs que l'on pourrait prévoir le cas échéant des ouvertures supplémentaires sur le haut du caisson ou sur le côté pour permettre l'émission de filets de métal en fusion dmges vers le haut pour assurer un apport thermique d'appoint régulier à la surface libre, que l'on sait être nécessaire au bon déroulement de la couléeThese nozzles are in fact fairly wide open at the bottom to favor an outlet in the main plane of casting the casting jets at low speed but over a large passage section. Their main propnety is to thus tend to deliver the liquid metal in the mold according to a uniform flow, approaching the ideal flow, called "piston", in which the speed gradient between any two points of a straight section would be close to zero and said section would quickly become as close as possible to that of the ingot mold. These box-shaped nozzles are beginning to be widely used, especially on installations for continuous casting of thin slabs. The recirculation flows of metal in the direction of the free surface of the cast metal can indeed be very attenuated, so much so that we could provide, if necessary, additional openings on the top of the box or on the side for allow the emission of molten metal threads upwards to ensure a regular additional heat supply to the free surface, which we know to be necessary for the smooth running of the casting
On trouve également dans cette catégone de solutions des busettes droites à deux paires différenciées d'ouïes de sortie latérale que l'on onente selon le plan pnncipal de coulée, parallèlement aux grandes faces de la lingotière Des ouïes placées en position basse sur le fut de la busette délivrent globalement vers le bas le flux de métal pnncipal a extraire de la lingotière. Les autres ouïes sont disposées en partie haute afin de délivrer un flux secondaire destiné à alimenter thermiquement la surface libre, via un apport régulier mais à faible débit de métal en fusion "neuf à peme parvenu en lingotière, donc à forte enthalpie Le relativement faible coût de revient de ce type de busette peut être un avantage économique significatif pour des éléments d'usure de ce genre qui doivent être renouvelés régulièrement.We also find in this category of solutions straight nozzles with two differentiated pairs of lateral outlet louvers which we pitch along the main plane of the ingot, parallel to the large faces of the ingot mold Louvers placed in the low position on the barrel the nozzle globally deliver the primary metal flow to be extracted from the ingot mold. The other openings are arranged in the upper part in order to deliver a secondary flow intended to thermally supply the free surface, via a regular but low flow rate of molten metal "new to peme reached in the mold, therefore at high enthalpy The relatively low cost cost of this type of nozzle can be a significant economic advantage for wear elements of this kind which must be renewed regularly.
Cela dit, quelque soit la conformation retenue pour la busette, droite ou caissonnée, celle-ci est nécessairement figée dans sa géométne et ne peut donc être optimisée que pour un seul mode de fonctionnement de l'opération de coulée, ou pour un format coulé particulier. Ce type de solutions apparaît donc mal adapté aux inévitables variations ou modifications de fonctionnement subis ou voulus propres aux machines de coulée continue modernes, tels que vanations de la vitesse de coulée, changements de formats, etc. .That said, whatever the configuration used for the nozzle, straight or boxed, it is necessarily fixed in its geometry and cannot therefore be optimized only for a single operating mode of the casting operation, or for a particular casting format. This type of solution therefore appears ill-suited to the inevitable variations or modifications of operation undergone or desired specific to modern continuous casting machines, such as vanation of the casting speed, changes of formats, etc. .
Les actionneurs électromagnétiques (freins, accélérateurs, symetnseurs) sont par nature plus souples d'utilisation, donc mieux appropnés pour suivre de telles vanations En contrepartie, ils ne sont optimisés pour aucun mode de fonctionnement particulier Ils contrôlent les écoulements du métal liquide une fois celui-ci parvenu en lingotière et agissent alors tantôt en accélérateur, tantôt en frera d'écoulements Mais, ils ne se préoccupent absolument pas, contrairement à certaines busettes vu précédemment, de la répartition du débit d'arnvée de métal en fusion entre la région haute de la lingotière (en direction de la surface libre) et le bas (direction de l'extraction du produit coulé) En outre, ils sont relativement chers en coût d'investissement et en coût de consommation d'énergie électnque, et impliquent des modifications complexes et financièrement lourdes de la technologie des lingotière qui les reçoivent.Electromagnetic actuators (brakes, accelerators, symmetrizers) are by nature more flexible to use, therefore better suited to follow such vanations In return, they are not optimized for any particular operating mode They control the flow of liquid metal once that -here reached ingot mold and then act sometimes accelerator, sometimes in frera of flows But, they do not worry absolutely, contrary to certain nozzles seen previously, of the distribution of the flow of arrival of molten metal between the high region of the mold (towards the free surface) and the bottom (direction of the extraction of the cast product) In addition, they are relatively expensive in investment cost and in cost of consumption of electrical energy, and involve modifications complex and financially burdensome of the ingot mold technology that receives them.
Le but de la présente invention est précisément de procurer aux aciénstes un moyen d'alimentation en métal en fusion d'une lingotière de coulée continue qui permette aisément un réglage rapide et précis de la répartition entrante du débit de métal entre les régions haute et basse de la lingotière.The object of the present invention is precisely to provide steelmakers with a means of supplying molten metal to a continuous casting ingot mold which easily allows rapid and precise adjustment of the incoming distribution of the metal flow rate between the high and low regions. of the mold.
Avec cet objectif en vue, l'invention a pour objet un équipement pour alimenter en métal en fusion une Imgotiere d'une installation de coulée continue de produits a section rectangulaire, tel que des brames, caracténsé en ce qu'il comprend.With this objective in view, the invention relates to equipment for supplying molten metal to a Imgotiere of a continuous casting installation for products with rectangular section, such as slabs, characterized in that it comprises.
- une busette immergée dotée d'ouïes de sortie du métal en fusion situées dans, ou sensiblement dans, le plan pnncipal de coulée parallèle aux grandes faces de la lingotière, ces ouïes étant différenciées par leur direction de sortie en au moins deux catégones distinctes;- a submerged nozzle provided with outlet openings for molten metal located in, or substantially in, the main plane of casting parallel to the large faces of the ingot mold, these openings being differentiated by their outlet direction into at least two distinct categories;
- une unité mductnce placée sur les grandes faces de la lingotière pour y produire des pôles magnétiques de signes opposés se faisant face de part et d'autre dudit plan pnncipal de coulée et délivrant, dans son entrefer sensiblement circonscnt à la busette, un champ magnétique traversant couvrant les ouïes d'au moins l'une desdites catégones;- a mductnce unit placed on the large faces of the ingot mold to produce magnetic poles of opposite signs facing each other on either side of said main plane of casting and delivering, in its air gap substantially confined to the nozzle, a magnetic field through covering the gills of at least one of said categories;
- et des moyensde réglage de l'intensité relative dudit champ magnétique à l'endroit des ouïes de sortie de ladite catégone couverte par rapport aux ouïes de l'autre catégone, de mamère à pouvoir modifier la répartition du débit total de métal en fusion entre toutes les ouïes de sortie de ladite busette.- And means for adjusting the relative intensity of said magnetic field at the outlet openings of said covered category relative to the openings of the other category, so as to be able to modify the distribution of the total flow rate of molten metal between all the outlet openings of said nozzle.
Conformément à une vanante de réalisation, ladite unité mductnce est une unité électromagnétique constituée par au moins un électroaimant. Conformément à une autre vanante de réalisation, ladite unité mductnce est constituée par des inducteurs à plun-enroulements de phase de type "à champ glissant" se faisant face de part et d'autre dudit plan pnncipal de coulée, et par une alimentation électnque associée alimentant en courant continu chacun desdits enroulements séparément, et les moyens de réglage de l'intensité relative du champ magnétique comprennent des moyens pour déplacer la localisation des pôles magnétiques dans 1 entrefer de ladite unité électromagnétiqueAccording to an embodiment, said mductnce unit is an electromagnetic unit constituted by at least one electromagnet. In accordance with another embodiment, said mductnce unit is constituted by inductors with plun-windings of the "sliding field" type facing each other on either side of said main casting plane, and by an associated electrical supply. supplying direct current to each of said windings separately, and the means for adjusting the relative intensity of the magnetic field comprise means for moving the location of the magnetic poles in 1 air gap of said electromagnetic unit
Il est envisageable d'utiliser un inducteur (électroaimant ou un inducteur de type "champ glissant") que sur une seule face de la lingotière, mais au detnment dans ce cas de la puissance électromagnétique disponible En tout cas, selon l'invention, le pôle magnétique de l'inducteur doit toujours délivrer un champ magnétique dinge perpendiculairement à la paroi de la lingotière en regard de laquelle l'inducteur est monte Sinon, l'effet recherché n'est pas obtenu Ainsi, si deux inducteurs sont face a face, les pôles magnétiques en regard sont de signes opposes afin de créer un champ magnétique traversant, c'est-à-dire dont les lignes de force relient les deux pôles en s'etendant perpendiculairement au plan pnncipal de coulée dans lequel se développent les jets de métal au travers des ouïes de sortie de la busette placée dans l'entrefer des deux inducteursIt is possible to use an inductor (electromagnet or an inductor of the "sliding field" type) only on one side of the ingot mold, but at the detnment in this case of the available electromagnetic power In any case, according to the invention, the magnetic pole of the inductor must always deliver a magnetic field dinge perpendicular to the wall of the ingot mold opposite which the inductor is mounted Otherwise, the desired effect is not obtained Thus, if two inductors are face to face, the opposite magnetic poles are of opposite signs in order to create a traversing magnetic field, that is to say the lines of force connecting the two poles extending perpendicular to the main plane of flow in which the jets of metal through the outlet openings of the nozzle placed in the air gap of the two inductors
On définit un pôle magnétique d'un inducteur comme la région de la face active de l'inducteur où le champ magnétique qu'il produit est maximal Dans le cas d'un electroaimant, le pôle est l'extrémité, souvent saillante, de la masse métallique ferromagnétique bobinée qui caractense l'appareil Dans le cas d'un inducteur de type a champ glissant à plun-enroulements de phase, le pôle magnétique n'a pas de représentation matenelle fixe attachée a une masse ferromagnétique donnée de la culasse, mais peut se déplacer sur la face active de l'inducteur en fonction de l'intensité instantanée des courants alternatifs de phase qui alimentent les conducteurs et de leur déphasage On dira de même qu'un champ magnétique "couvre" des ouïes de busettes, lorsque celles-ci se trouvent dans une région de l'espace mténeur de la lingotière ou règne le maximum d'induction magnétique produite par ce champ Ces précisons étant faites, on comprend qu'il est aisé de modifier l'action du champ magnétique dans la zone des ouïes de la busette couverte par ce champ, conformément à l'invention (relativement a l'action éventuellement exercée a l'endroit des autres ouïes) par un réglage adéquat de l'intensité de ce champ dans la zone considérée Cette action sera menée soit en faisant vaner (en diminuant, ou en augmentant) l'intensité du champ magnétique sans modifier la position du pôle magnétique qui le délivre, soit en modifiant la position de celui ci sur les grandes faces de Imgotiere en conservant son intensité La première vanante opératoire citée pourra être préférée si, par rapport à la taille et a l'éloignement du pôle magnétique utilisé, les ornes des deux catégones sont assez éloignées les unes des autres sur le corps de la busette pour que les valeurs de l'induction magnétique a leurs endroits respectifs puissent être très différentes alors que l'intensité du champ est maximale par exemple sur les ouïes couvertes par ce champ En revanche, la seconde vanante citée est mieux adaptée au cas, sans doute le plus inévitablement fréquent, ou toutes les ouïes sont couvertes et ou seul le déplacement du pôle peut procurer un différentiel de champ suffisant entre elles pour obtenir de façon marquée les résultats recherchés par l'inventionA magnetic pole of an inductor is defined as the region of the active face of the inductor where the magnetic field it produces is maximum In the case of an electromagnet, the pole is the often protruding end of the wound metallic ferromagnetic mass which characterizes the device In the case of a sliding field type inductor with plun-phase windings, the magnetic pole has no fixed material representation attached to a given ferromagnetic mass of the cylinder head, but can move on the active face of the inductor as a function of the instantaneous intensity of the alternating phase currents which supply the conductors and of their phase shift. It will also be said that a magnetic field "covers" the nozzle openings, when those -These are located in a region of the space containing the ingot mold where there is the maximum magnetic induction produced by this field. These details being made, we understand that it is easy to modify the acti there is a magnetic field in the area of the gills of the nozzle covered by this field, in accordance with the invention (relative to the action possibly exerted on the other gills) by an adequate adjustment of the intensity of this field in the area considered This action will be carried out either by vanishing (by decreasing, or by increasing) the intensity of the magnetic field without modifying the position of the magnetic pole which delivers it, or by modifying the position of this one on the large faces of Imgotiere while retaining its intensity The first operating glider mentioned may be preferred if, in relation to the size and distance from the magnetic pole used, the ornaments of the two categories are far enough apart from one another on the body of the nozzle so that the values of the magnetic induction at their respective places can be very different whereas the intensity of the field is maximum for example on the gills covered by this field On the other hand, the second vanante quoted is better adapted to the case, undoubtedly the most inevitably frequent, or all the gills are covered and or only the displacement of the pole can provide a sufficient field differential between them to obtain markedly the results sought by the invention
Bien entendu, dans le cas d'un électroaimant, le déplacement du pôle magnétique sera obtenu par un montage mobile de l'électroaimant sur un châssis solidaire de la machine de coulée doté de moyens qui permettent de le déplacer sur la face de la Imgotiere sur laquelle il est monte et de l'immobiliser sur le heu choisiOf course, in the case of an electromagnet, the displacement of the magnetic pole will be obtained by a mobile mounting of the electromagnet on a frame integral with the casting machine provided with means which make it possible to move it on the face of the Imgotiere on which it is mounted and immobilize it on the chosen er
On peut également dans certains cas trouver avantage a dédoubler l'inducteur en deux parties inductives placées côte a côte sur la même face de la Imgotiere, chaque partie contrôlant ainsi les ouïes de sortie disposées d'un coté de la busette, indépendamment de celles disposées de l'autre cote Quelque soit la vanante de réalisation retenue, on aura sans doute déjà compns que l'idée à la base de l'invention consiste a utiliser un champ magnétique en quelque sorte comme un clapet immatenel d'obturation du passage offert par une catégone d'ouïes de la busette pour modifier le débit de sortie de l'autre catégone d'ouïes Le débit d'alimentation étant lui constant, ou en tout cas peu affecte par l'action du champ magnétique, celle ci, qui agit directement au niveau d'une catégones d'ouïes de sortie, aura pour effet de modifier la répartition des fractions du débit total entre les deux catégones d'ouïes On réalise de la sorte une busette immergée a geometne vanable sans modification de sa formeWe can also in some cases find it advantage to split the inductor into two inductive parts placed side by side on the same face of the Imgotiere, each part thus controlling the outlet openings arranged on one side of the nozzle, independently of those arranged on the other hand, whatever the choice of embodiment chosen, we will no doubt already have understood that the idea underlying the invention consists in using a magnetic field in a way like an immaterial valve for closing the passage offered by a category of earholes in the nozzle to modify the output flow rate of the other category of hearing holes The supply flow rate being constant, or in any case little affected by the action of the magnetic field, this one, which acts directly at the level of an outlet hearing category, will have the effect of modifying the distribution of the fractions of the total flow rate between the two hearing categories. In this way, an immersed nozzle with geometry is produced. anable without changing its shape
De préférence, on couvnra par le champ magnétique les ouïes de sortie pnncipales, a savoir celles dont le débit de sortie du métal en fusion est le plus important, (généralement celles dingées vers le bas), car les vanations de l'action de ce champ sur les écoulements de sortie y seront plus sensibles que sur celles où le débit de métal est plus faible Dans la suite de l'exposé, on considérera par souci de clarté que le champ magnétique couvre des ouïes de sortie pnncipales dingees vers le bas On aura également compns que dans une forme de réalisation préférée, l'invention fait appel à un champ magnétique traversant, deplacable en hauteur au niveau de la busette, mais produit par une unité mductnce fixe un couple d'inducteurs en regard l'un de l'autre, chacun du type "stator de moteur linéaire a champ magnétique glissant", appanés pour être en opposition de phase et produire ainsi chacun un champ magnétique dont les hgnes de forces sont onentées dans le même sens (condition propre à l'obtention d'un champ magnétique dit "traversant"), mais dont les enroulements de phase sont connectés à des alimentations individuelles à courant continu, réglables indépendamment les unes des autres Une telle unité mductnce est alors apte, comme on le sait, à générer des pôles magnétiques de signes opposés, donc un champ magnétique statique traversant. localisables là où on le veut dans l'entrefer Ce changement de position des pôles s'obtient en activant de manière sélective les enroulements de l'inducteur par simple réglage des paramètres de fonctionnement des alimentations élémentaires, à savoir, en pratique, l'intensité des courants électnques qu'elles délivrent. Ces réglages sont réalisables instantanément, pendant la coulée elle-même si on le souhaite, à distance de la machine de coulée, en toute sécunté pour les opérateurs, et de manière totalement transparente, c'est-à-dire sans nsque de perturbation, même minime, du bon déroulement de l'opération de coulée. On rappelle que la structure de ce type d'inducteur est connue de longue date, et on connaît bien aussi son utilisation en coulée continue de brames en tant que moyen de mise en mouvement du métal en fusion selon la hauteur de la lingotière (cf par exemple les brevets prémentionnés FR-A-2.324 395; FR-A-2.324 397)Preferably, the main outlet openings will be covered by the magnetic field, namely those with the highest output rate of molten metal (generally those driven downwards), because the vanations of the action of this field on the outlet flows will be more sensitive to it than on those where the metal flow rate is lower. In the rest of the description, it will be considered for the sake of clarity that the magnetic field covers the main outlet openings which are dinged downwards. will also have understood that in a preferred embodiment, the invention uses a traversing magnetic field, displaceable in height at the level of the nozzle, but produced by a fixed mductnce unit a couple of inductors facing one of the 'other, each of the type "linear motor stator with sliding magnetic field", appanées to be in phase opposition and thus each produce a magnetic field whose forces of forces are onentent in the same direction (condition specific to obtaining a so-called "through" magnetic field), but whose phase windings are connected to individual direct current supplies, adjustable independently of one another. Such a mductnce unit is then suitable, as we know, to generate magnetic poles of opposite signs, therefore a static magnetic field crossing. localizable wherever you want in the air gap This change in pole position is obtained by selectively activating the windings of the inductor by simply adjusting the operating parameters of the elementary power supplies, namely, in practice, the intensity of the electric currents they deliver. These adjustments can be made instantly, during the casting itself if desired, at a distance from the casting machine, completely safe for operators, and in a completely transparent manner, that is to say without any disturbance, even minimal, the smooth running of the casting operation. It will be recalled that the structure of this type of inductor has been known for a long time, and its use is also well known in continuous casting of slabs as a means of setting the molten metal in motion according to the height of the ingot mold (cf. example the aforementioned patents FR-A-2,324,395; FR-A-2,324,397)
Ainsi, l'invention a également pour objet un procédé de mise en œuvre de l'équipement préféré défini ci avant, et qui consiste à régler l'intensité du champ magnétique, soit en déplaçant la position des pôles de l'unité mductnce, soit en modifiant l'intensité du courant électnque alimentant l'unité mductnceThus, the invention also relates to a method of implementing the preferred equipment defined above, which consists in adjusting the intensity of the magnetic field, either by moving the position of the poles of the mductnce unit, or by modifying the intensity of the electric current supplying the mductnce unit
L'invention sera bien comprise, et d'autres aspects et avantages apparaîtront plus clairement au vu de la descnption qui suit, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif de réalisation en référence aux planches de dessins annexées sur lesquellesThe invention will be well understood, and other aspects and advantages will appear more clearly in the light of the following description, given solely by way of nonlimiting example of embodiment with reference to the plates of attached drawings in which
- la figure 1 représente schématiquement, vue de face en coupe verticale selon le plan pnncipal de coulée, une lingotière de coulée continue de brames d'acier pourvue à sa partie supéneure d'un équipement d'alimentation en métal en fusion conforme a l'invention selon une vanante de réalisation à un seul inducteur par face de lingotière,- Figure 1 shows schematically, front view in vertical section along the pnncipal casting plane, a continuous casting mold of steel slabs provided at its upper part with a supply of molten metal equipment in accordance with invention according to an embodiment with a single inductor per face of the mold,
- la figure 2, en vignette de la figure 1 , est un schéma explicitant la structure d'un inducteur-plan de type connu pouvant convenir pour la mise en œuvre de l'invention. et relié à cet effet à une alimentation électnque à courant continu;- Figure 2, in thumbnail of Figure 1, is a diagram explaining the structure of a plane inductor of known type which may be suitable for the implementation of the invention. and connected for this purpose to a DC power supply;
- la figure 3 est un schéma issu d'une vue en section verticale selon le plan vertical R-R de la figure 1 et illustrant, vu par le côté de la lingotière, le mode de fonctionnement "a champ traversant " de l'invention. la figure 4 est un schéma issu d'une vue en section honzontale selon le plan honzontal Q-Q de la figure 1 et illustrant, vu selon selon l'axe de coulée, le mode de fonctionnement "à champ traversant "de l'invention;- Figure 3 is a diagram from a vertical section view along the vertical plane R-R of Figure 1 and illustrating, seen from the side of the mold, the operating mode "through field" of the invention. Figure 4 is a diagram from a view in honzontal section along the honzontal plane Q-Q of Figure 1 and illustrating, seen along the casting axis, the operating mode "through field" of the invention;
- la figure 5 est une vue schématique analogue à celle de la figure 1. mais illustrant une vanante de réalisation de l'invention à deux inducteurs côte à côte par face de la lingotière. Sur ces figures, les mêmes éléments sont désignés par des références identiques- Figure 5 is a schematic view similar to that of Figure 1. but illustrating a vanante embodiment of the invention with two inductors side by side by face of the mold. In these figures, the same elements are designated by identical references
Une lingotière 1, en cuivre ou en alliage de cuivre énergiquement refroidi par une circulation d'eau sur sa paroi exténeure, reçoit par le haut un certain débit de métal en fusion 2 qu'elle évacue vers le bas sous la forme d'un demi-produit sidérurgique 3, que l'on admettra être ici une brame d'acier. A la sortie de la lingotière, la brame 3, encore liquide à cœur 4, mais déjà solidifiée en pénphéne 5 suite à son contact avec la paroi inténeure refroidie de la lingotière, achève de se solidifier complètement au cours de sa progression selon l'axe de coulée S au travers des étages inféneurs de l'installation de coulée notamment par projection d'eau directement à sa surface L'arnvée du métal "neuf en lingotière se fait par une busette immergée 6 dont la partie supéneure, non visible sur la figure, est fixée autour d'un onfice de coulée ménage dans le fond d'un répartiteur placé à distance au-dessus et dont la partie basse est immergée en lingotière Cette partie mféneure comporte des ouïes de sortie 7, 8 débouchant sous la surface libre 9 du métal liquide recouverte par un matelas 10 de laitier de couverture. Comme on le voit, ces ouïes de sortie, onentées selon le plan de coulée pnncipal, sont de deux catégones différenciées-An ingot mold 1, made of copper or a copper alloy vigorously cooled by a circulation of water on its outer wall, receives from the top a certain flow rate of molten metal 2 which it discharges downwards in the form of a half - steel product 3, which we will admit to be here a slab of steel. At the exit of the mold, the slab 3, again liquid at the core 4, but already solidified in penphene 5 following its contact with the cooled inner wall of the ingot mold, completes to solidify completely during its progression along the pouring axis S through the lowering stages of the installation in particular by spraying water directly onto its surface. The metal "new in ingot mold" is bent by a submerged nozzle 6, the upper part of which, not visible in the figure, is fixed around a household pouring outlet in the bottom of a distributor placed at a distance above and the lower part of which is immersed in an ingot mold This medium part has outlet openings 7, 8 opening out under the free surface 9 of the liquid metal covered by a mattress 10 of covering slag As we can see, these outlets, which are aligned according to the main flow plan, are of two differentiated categories-
- des ouïes pnncipales 7 inclinées vers le bas et délivrant la majeure partie du débit d'acier alimentant la lingotière par des jets 1 1 selon une direction d'ensemble placée dans le plan pnncipal de coulée (le plan de la figure) et allant globalement vers le bas de la lingotière;- main openings 7 inclined downwards and delivering the major part of the steel flow supplying the ingot mold by jets 1 1 in an overall direction placed in the main plane of casting (the plane of the figure) and going generally down the mold;
- des ouïes secondaires 8 placées au-dessus, inclinées vers le haut et délivrant plutôt dans cette direction le solde du débit de métal par des jets 12 apportant à la surface 9 un appoint de chaleur nécessaire pour éviter des phénomènes de solidification parasites sur le ménisque (cornes de solidification, etc..) On rappelle que l'on entend par "plan de coulée pnncipal" le plan médian vertical- Secondary vents 8 placed above, inclined upward and rather delivering in this direction the balance of the metal flow by jets 12 providing the surface 9 with an additional heat necessary to avoid parasitic solidification phenomena on the meniscus (solidification horns, etc.) It is recalled that the term "pnncipal casting plane" means the vertical median plane
P passant par l'axe de coulée S au centre de la lingotière et parallèle aux grandes faces 22 de celle-ci En l'espèce, les figures 1 et 5 sont précisément dans le plan de coulée pnncipal P L'autre plan analogue, mais parallèle aux petites faces latérales 13 de la lingotière, est lui qualifié de plan de coulée secondaire Les figures 3a et 3b sont dans le plan de coulée secondaireP passing through the casting axis S in the center of the ingot mold and parallel to the large faces 22 thereof In the present case, FIGS. 1 and 5 are precisely in the main casting plane P The other analogous plane, but parallel to the small lateral faces 13 of the ingot mold, is it called a secondary casting plane Figures 3a and 3b are in the secondary casting plane
La loi de conservation des flux "matière" impose bien entendu l'égalité entre le débit de métal extrait par le dessous de la lingotière et celui, intégralement liquide, entrant dans la lingotière par la busette 6. Comme la vitesse d'extraction V est un paramètre de la coulée, c'est elle qui, pour une section de produit 3 donnée, impose le débit entrant, donc la vitesse de sortie du métal liquide hors des ouïes de la busette. Comme on l'a déjà dit, si l'installation de coulée est à haute productivité (seuil de vitesse d'extraction V de l'ordre de 1,5 rn/ran environ), les flux de recirculation, qui inévitablement s'établissent en lingotière en raison de l'importance de l'écart entre la vitesse d'extraction et celle, cent fois supéneure, des jets de sortie du métal hors des ouïes de la busette, deviennent vite très vigoureux. Des boucles de recirculation violentes et turbulentes, dopées par les réflexions des jets de métal contre les petites faces 13 de la lingotière, viennent alors perturber fortement la surface libre 9. Ces perturbations sont nuisibles et doivent être atténuées, voire éliminées. Mais, cette atténuation ne doit pas mettre en cause l'apport calonfique à la surface libre 9 véhiculé par les jets secondaires 12 Comme le régime de fonctionnement d'une machine de coulée continue est avant tout de type "transitoire" du fait notamment des vanations de la vitesse de coulée, c'est donc en quasi-permanence que cet équilibre recherché entre le besoin d'une surface libre calme et plate, et d'une surface libre réchauffée par du métal en fusion "neuf venant de la busette est remis en question C'est la raison pour laquelle que, conformément à l'invention, sur chaque grande face 22 de la lingotière, une unité mductnce, constituée par un couple d'inducteurs électromagnétiques 14, 15, est disposée en regard de la partie terminale de la busette Ces deux inducteurs sont appanés de manière à produire chacun un pôle magnétique faisant face à l'autre, de signe opposé afin de créer un champ magnétique traversant, perpendiculaire aux grandes faces 22 Comme on le voit sur les figures 1 et 3, ce champ traversant est localise en "M" dans la partie basse de l'entrefer afin de "couvnr" les ouïes de la catégone 7 situées à l'extrémité basse du corps de la busette 6 Toutefois, ces inducteurs sont conçus de manière que leurs pôles magnétiques puissent être déplaces ensemble dans l'entrefer. Ici, le déplacement se fera selon la hauteur de la Imgotiere, puisque les conducteurs 16...17' sont disposes à l'honzontale. Ce déplacement conjoint des pôles de l'inducteur, sur une distance de l'ordre de 10 ou 15 cm environ, provoquera un déplacement conespondant du champ magnétique traversant dans l'entrefer, donc une modification coπelative des conditions magnétiques locales au niveau des ouïes de sortie différenciées 7 et 8 de la busette La conséquence est une redistnbution recherchée des débits de métal sortant de ses deux catégones d'ouïes, le débit total restant lui inchange ou quasiment inchangé. Ainsi, sur la figure 3, on a représente en M une position initiale basse du champ magnétique dans l'entrefer, et en N, une position finale haute après une opération de déplacement vertical sur une distance "d" en direction des ouïes 8 délivrant des jets de métal \ ers le haut Le déplacement du champ magnétique peut être obtenu au moyen d'un couple d'inducteurs de type "électroaimant", dotés donc d'un pôle magnétique saillant servant de support à un conducteur filaire bobiné autour, et montés mobile en translation sur un châssis solidaire de l'installation de coulée Cette réalisation nécessite donc un déplacement physique de l'unité inductnce. Quand les conditions prévalantes le permettent, on optera de préférence pour un champ magnétique déplaçable dans un entrefer fixe. On sait qu'une telle possibilité est offerte par une umté mductnce, telle que schématisée sur la figure 2, constituée, en regard l'un de l'autre de part et d'autre des grandes faces 22 de la lingotière, par un deux inducteurs à plun-enroulements de phases de type " à champ magnétique glissant" L'inducteur représenté ici est un inducteur plan de type "stator de moteur linéaire" et biphasé (donc à deux enroulements de phase). Ses conducteurs sont des barres rectilignes de cuivre 16, 17, 16', 17', au nombre de quatre, parallèles entre elles, espacées et disposées honzontalement. Chaque enroulement est composé de deux barres reliées entre elle en séne-opposition de manière que le courant électnque les parcourt dans des sens opposes Les barres reliées peuvent être indifféremment des barres immédiatement voisines, telles que 17 avec 16' et 16 avec 17' (inducteur à pôles adjacents), ou décalées, telles que 16 avec 16' et 17 avec 17' (inducteur a pôles répartis), comme représenté sur la figure. II importe cependant que, quelque soit la configuration choisie, chaque enroulement de phase soit relie à une alimentation électnque élémentaire a courant continu (ou redressé) et a elle seule et qui soit indépendante de celle de l'autre enroulement Ces alimentations élémentaires, symbolisées en 18 et 19 sur la figure 2, peuvent avoir leur neutre mis en commun pour des raisons de commodité Elles sont intégrées dans une unité d'alimentation électnque 20 pourvue de moyens 21a et 21b de réglage autonome des intensités des courants délivrés par chaque alimentation élémentaire 18, 19 afin de pouvoir, par exemple, faire passer un courant d'intensité maximale dans un enroulement pendant que l'autre est inactive (intensité nulle), et réciproquement, ainsi que tous les réglages intermédiaires C'est dans ces conditions que T inducteur-plan 14 (15) pourra créer, non plus un champ glissant comme il le fait ordinairement, mais un champ magnétique statique, dont le pôle magnétique qui le délivre pouna être déplacé sur la face active de l'inducteur selon une direction orthogonale aux conducteurs, simplement en modifiant convenablement les intensités de courant dans les deux enroulements On trouvera d'ailleurs au besoin une descnption plus détaillée de ce type d'inducteur et de son mode de fonctionnement en champ glissant ainsi qu'en champ statique dans la Demande de brevet international PCT publiée sous le n° WO 99/30856 au nom du demandeurThe "material" flow conservation law naturally imposes equality between the flow rate of metal extracted from below the ingot mold and that, entirely liquid, entering the ingot mold by the nozzle 6. As the extraction speed V is a parameter of the casting, it is it which, for a given product section 3, imposes the incoming flow, therefore the exit speed of the liquid metal out of the nozzles of the nozzle. As has already been said, if the casting installation is high productivity (extraction speed threshold V of the order of approximately 1.5 rn / ran), the recirculation flows, which inevitably become established In an ingot mold, because of the importance of the difference between the extraction speed and that, a hundred times greater, of the metal outlet jets outside the gills of the nozzle, quickly become very vigorous. Violent and turbulent recirculation loops, doped by the reflections of the metal jets against the small faces 13 of the ingot mold, then strongly disturb the free surface 9. These disturbances are harmful and must be attenuated or even eliminated. However, this attenuation must not call into question the heat transfer to the free surface 9 conveyed by the secondary jets 12 Like the operation of a continuous casting machine is above all of the "transient" type due in particular to the vanations of the casting speed, it is therefore almost permanently that this balance sought between the need for a calm and flat free surface , and a free surface heated by new molten metal "coming from the nozzle is questioned. This is the reason why, according to the invention, on each large face 22 of the mold, a unit mductnce , consisting of a couple of electromagnetic inductors 14, 15, is arranged opposite the terminal part of the nozzle These two inductors are appaned so as to each produce a magnetic pole facing each other, of opposite sign in order to create a crossing magnetic field, perpendicular to the large faces 22 As can be seen in FIGS. 1 and 3, this crossing field is located at "M" in the lower part of the air gap in order to "cover" the gills of category 7 located at the lower end of the body of the nozzle 6 However, these inductors are designed so that their magnetic poles can be moved together in the air gap. Here, the movement will be made according to the height of the Imgotiere, since the conductors 16 ... 17 'are arranged horizontally. This joint displacement of the poles of the inductor, over a distance of about 10 or 15 cm approximately, will cause a corresponding displacement of the magnetic field passing through the air gap, therefore a coπelative modification of the local magnetic conditions at the level of the gills of Differentiated outlet 7 and 8 of the nozzle The consequence is a desired redistribution of the metal flows leaving its two categories of hearing, the total flow remaining unchanged or almost unchanged. Thus, in FIG. 3, we have in M a low initial position of the magnetic field in the air gap, and in N, a high final position after a vertical displacement operation over a distance "d" in the direction of the louvers 8 delivering metal jets upwards The displacement of the magnetic field can be obtained by means of a pair of inductors of the "electromagnet" type, therefore provided with a protruding magnetic pole serving as a support for a wired conductor wound around, and mounted movable in translation on a chassis integral with the casting installation This embodiment therefore requires a physical displacement of the inductnce unit. When prevailing conditions allow, a magnetic field that can be moved in a fixed air gap is preferred. We know that such a possibility is offered by an umté mductnce, as shown diagrammatically in FIG. 2, constituted, facing one another on either side of the large faces 22 of the mold, by a two inductors with plun-phase windings of the "sliding magnetic field" type The inductor shown here is a flat inductor of the "linear motor stator" type and two-phase (therefore with two phase windings). Its conductors are rectilinear copper bars 16, 17, 16 ', 17', four in number, mutually parallel, spaced and arranged horizontally. Each winding is made up of two bars connected to each other in a dais-opposition so that the electric current flows through them in directions opposite The connected bars can be either immediately adjacent bars, such as 17 with 16 'and 16 with 17' (inductor with adjacent poles), or offset, such as 16 with 16 'and 17 with 17' (inductor with distributed poles) , as shown in the figure. However, it is important that, whatever the configuration chosen, each phase winding is connected to an elementary electrical supply with direct current (or rectified) and to it alone and which is independent of that of the other winding. These elementary supplies, symbolized by 18 and 19 in FIG. 2, can have their neutral pooled for reasons of convenience. They are integrated in an electrical supply unit 20 provided with means 21a and 21b for independent adjustment of the intensities of the currents delivered by each elementary supply 18 , 19 in order to be able, for example, to pass a current of maximum intensity in one winding while the other is inactive (zero intensity), and vice versa, as well as all the intermediate settings It is under these conditions that T inductor -plan 14 (15) will no longer be able to create a sliding field as it ordinarily does, but a static magnetic field, the pole of which m agnetic which delivers it can be moved on the active face of the inductor in a direction orthogonal to the conductors, simply by suitably modifying the current intensities in the two windings We will moreover find, if necessary, a more detailed description of this type of inductor and its operating mode in sliding field as well as in static field in the PCT international patent application published under the number WO 99/30856 in the name of the applicant
Sur la figure 3, la position basse "M" du pôle magnétique correspond a un courant maximal dans l'enroulement 16,16', associé à un courant nul dans l'enroulement 17,17' A l'inverse, la position haute "N" de la figure 3 correspond à un courant maximal dans l'enroulement 17,17' associé a un courant nul dans l'enroulement 16,16' On peut bien entendu ajuster la localisation du pôle de l'inducteur à un niveau quelconque entre ces deux positions extrêmes en combinant les intensités des courants à l'aide des moyens de réglage 21 équipant l'alimentation électnque 20 On voit bien sur la figure 4 que les deux inducteurs-plan appanés 14 et 15 sont configures de manière que leurs pôles magnétiques respectifs en regard l'un de l'autre aient des polantes opposées De la sorte, le champ magnétique de l'un s'additionne au champ magnétique de l'autre en tout point de l'entrefer entre les deux inducteurs La configuration est du type "à champ traversant" comme l'illustrent les traits flèches B, les lignes de force joignent les pôles magnétiques d'un inducteur à l'autre en traversant perpendiculairement le plan pnncipal de coulée P, donc la direction des jets de métal en fusion sortant de la busette.In FIG. 3, the low position "M" of the magnetic pole corresponds to a maximum current in the winding 16.16 ', associated with a zero current in the winding 17.17' Conversely, the high position " N "in FIG. 3 corresponds to a maximum current in the winding 17,17 'associated with a zero current in the winding 16,16' We can of course adjust the location of the pole of the inductor to any level between these two extreme positions by combining the intensities of the currents using the adjustment means 21 equipping the electrical supply 20 It can be seen in FIG. 4 that the two appanate plane inductors 14 and 15 are configured so that their magnetic poles respective opposite each other have opposite polantes In this way, the magnetic field of one adds to the magnetic field of the other at any point in the air gap between the two inductors The configuration is "through field" type as illustrated by the lines arrows B, the lines of force join the magnetic poles from one inductor to the other by crossing perpendicularly the main plane of casting P, therefore the direction of the jets of molten metal leaving the nozzle.
Vu sous un autre angle, on retrouve ce type de configuration sur la figure 3 Le champ magnétique traversant crée par les pôles de chaque inducteur 14, 15 peut être déplacé en hauteur d'une distance "d", depuis une localisation basse "M" où l'action magnétique de freinage sur les écoulements des ouïes pnncipales 7 est maximale, jusqu'à une localisation haute "N" conespondant à une action magnétique de freinage affaiblie sur les ouïes pnncipales 7, mais renforcée sur les ouïes secondaires 8 II va de soi que l'invention n'est pas limitée aux réalisations exemphfiées ci-avant, mais s'étend à de nombreuses vanantes ou équivalents dans la mesure où est respectée sa définition donnée dans les revendications jointesSeen from another angle, we find this type of configuration in Figure 3 The through magnetic field created by the poles of each inductor 14, 15 can be displaced in height by a distance "d", from a low location "M" where the magnetic braking action on the flows of the main openings 7 is maximum, to a high location "N" corresponding to a magnetic action of braking weakened on the main openings 7, but reinforced on the secondary openings 8 It goes without saying that the invention is not limited to the embodiments described above, but extends to numerous vanantes or equivalent insofar as is complied with its definition given in the appended claims
On aura compns en effet que si la busette doit comporter des ouïes de sortie dans le plan pnncipal de coulée de la lingotière pour que l'invention puisse s'appliquer, elle peut également être pourvue d'autres ouïes placées ailleurs, par exemple en diagonale en direction des angles de la lingotière. En fait, plus la direction des jets de sortie est orthogonale aux lignes de force du champ, plus l'invention produit ses effets, puisque l'efficacité de l'action électromagnétique obtenue est directement proportionnelle au produit vectonel entre le champ magnétique et le vecteur vitesse des jets à leur sortie des ouïes de la busette.It will be understood in fact that if the nozzle must have outlet openings in the main plane of the ingot mold for the invention to be applicable, it can also be provided with other openings placed elsewhere, for example diagonally towards the angles of the mold. In fact, the more the direction of the exit jets is orthogonal to the lines of force of the field, the more the invention produces its effects, since the efficiency of the electromagnetic action obtained is directly proportional to the vector product between the magnetic field and the vector. speed of the jets as they exit from the nozzles of the nozzle.
De même, si la conception de l'invention a été motivée pnncipalement par le souci de pouvoir mieux gérer les apports calonques à la surface libre à partir du métal en fusion lui, même arnvant en Imgotiere et, par conséquent a été axée préférentiellement sur des busettes dotées d'ouïes de sorties dmgées certaines vers le bas et les autres vers le haut l'invention n'en demeure pas moins d'application générale à toute busette dont les ouïes de sortie n'ont pas toutes la même direction. En effet, des que deux ouïes ont des directions de sortie différentes, même faiblement différentes, par exemple de quelques degrés d'angle seulement, l'invention en toute ngueur s'applique. Elle s'applique toutefois dans la mesure où ces deux ouïes sont tout de même suffisamment éloignées l'une de l'autre pour permettre a un champ magnétique traversant d'en couvnr une et pas l'autre, ou du moins lui permettre de les couvnr toutes deux mais avec des valeurs d'induction qui, au même moment, sont passablement différentes sur l'une et sur l'autre C'est en effet, comme on l'aura sans doute compns, la possibilité d'avoir un écart de l'intensité du champ entre deux points de l'espace inténeur d'une lingotière de coulée continue de produits à format allongé qui est à la base même de l'idée mère de l'inventionSimilarly, if the conception of the invention was motivated primarily by the concern to be able to better manage the calonic contributions to the free surface from the molten metal itself, even arriving in Imgotiere and, consequently, was preferentially focused on nozzles equipped with outlet openings some downwards and others upwards the invention nevertheless remains of general application to any nozzle whose outlet openings do not all have the same direction. Indeed, as soon as two openings have different exit directions, even slightly different, for example by only a few degrees of angle, the invention in any case applies. However, it applies insofar as these two gills are still far enough apart from one another to allow a magnetic field passing through to cover one and not the other, or at least allow it to cover both but with induction values which, at the same time, are quite different on one and on the other It is indeed, as we will no doubt understand, the possibility of having a deviation the intensity of the field between two points of the interior space of an ingot mold for continuous casting of elongated products which is the very basis of the mother idea of the invention
Ainsi, bien que l'invention donne de meilleurs résultats dans le cas des busettes de type "caisson" vu précédemment, elle s'accommode également de busettes droites, l'essentiel étant que les busettes immergées dont on se sert pour la coulée présentent des ouïes de sortie différenciées en au moins deux catégones par les directions -le plus souvent vers le haut et vers le bas- qu'elles impnment aux jets de métal en fusion qui en sortent parallèlement aux grandes faces Autrement-dit, l'invention s'applique par exemple également aux busettes droites ayant des ouïes latérales différenciées haut-bas sur le fût de la busette. D'autre part, on a supposé implicitement ci-avant que l'intensité B du champ magnétique reste constante Toutefois, comme déjà indiqué, elle peut fort bien vaner, en modifiant l'intensité des courants d'alimentation, le champ lui pouvant être déplacé en même temps dans l'entrefer, ou séparément. De même, comme le montre la figure 5, l'inducteur 14 (de même bien entendu l'inducteur 15) peut être dédoublé en deux parties identiques 14a et 14b placées côte a côte sur la même face de la lingotière de part et d'autre de l'axe de coulée S sur lequel est d'ailleurs classiquement centrée la busette de coulée On vise de cette manière à "couvnr" par un champ magnétique les zones latérales de la busette indépendamment l'une de l'autre, afin de pouvoir agir sélectivement sur les jets de métal coulé 1 1,12 sortant de ces zones Par des réglages autonomes des parties inductives 14a et 14b, on parvient ainsi à mieux symétnser encore les écoulements dans la lingotière car on intervient sur eux au moment même où ils sortent de la busette Ce résultat, bien entendu, est obtenu en complément a l'effet premier de l'invention qui demeure la répartition entre les différents onfices de la busette du débit total sortant de métal par un réglage en hauteur du pôle magnétique sur chaque partie mductive 14a et 14b. Dans cette vanante, chaque partie inductive est alimentée en courant par sa propre alimentation élémentaire (non représentée) de manière à pouvoir pratiquer au besoin des réglages en hauteur différents du pôle magnétique sur chacune d'elles, ainsi que des modifications séparées des intensités de courant qui les parcourentThus, although the invention gives better results in the case of nozzles of the "box" type seen above, it also accommodates straight nozzles, the main thing being that the submerged nozzles which are used for casting have outlet openings differentiated into at least two categories by the directions - most often upwards and downwards - that they impinge on the jets of molten metal which exit parallel to the large faces In other words, the invention is also applies for example to straight nozzles having differentiated up-down side vents on the barrel of the nozzle. On the other hand, it has been implicitly assumed above that the intensity B of the magnetic field remains constant However, as already indicated, it may very well vanish, by modifying the intensity of the supply currents, the field being able to be moved at the same time in the air gap, or separately. Similarly, as shown in FIG. 5, the inductor 14 (likewise of course the inductor 15) can be split into two identical parts 14a and 14b placed side by side on the same face of the ingot mold on either side. other of the casting axis S on which, moreover, is conventionally centered the pouring nozzle. In this way, the lateral zones of the nozzle are independently "covered" by a magnetic field, in order to being able to act selectively on the cast metal jets 1 1.12 leaving these zones By autonomous adjustments of the inductive parts 14a and 14b, we thus manage to better symmetnize the flows in the ingot mold because we intervene on them at the very moment when they come out of the nozzle This result, of course, is obtained in addition to the primary effect of the invention which remains the distribution between the different nozzles of the nozzle of the total flow leaving metal by adjusting the height of the pole magn ethics on each mductive part 14a and 14b. In this vanante, each inductive part is supplied with current by its own elementary supply (not shown) so as to be able to practice, if necessary, different height adjustments of the magnetic pole on each of them, as well as separate modifications of the current intensities. who run through them
Par ailleurs, en heu et place d'inducteurs du type "à champ glissant", on pourra opter, non seulement pour des électroaimants, comme déjà mentionne, mais encore pour des aimants permanents, naturels ou industrielsFurthermore, instead of inductors of the "sliding field" type, we can opt not only for electromagnets, as already mentioned, but also for permanent, natural or industrial magnets.
En outre, l'expression "alimentations élémentaires en courant continu" utilisée dans l'expose signifie, non nécessairement une addition d'alimentations unitaires structurellement indépendantes, mais encore une alimentation polyphasée unique, à deux ou trois phases, et à fréquence réglable, que l'on règle à fréquence nulle pour obtenir un courant continu Les alimentations électriques polyphasées de ce type sont bien connuesIn addition, the expression "elementary DC power supplies" used in the description means, not necessarily an addition of structurally independent unit power supplies, but also a single polyphase power supply, with two or three phases, and with adjustable frequency, that we set at zero frequency to obtain a direct current Polyphase power supplies of this type are well known
Elles sont du type à onduleur à seuil de hachage réglable et sont ordinairement utilisées pour activer des moteurs électriques à champ magnétique tournant ou glissant La mise en fonction d'une telle alimentation électnque pour alimenter les enroulements de l'inducteur 14, à raison d'une phase par enroulement, consiste a régler l'onduleur a la fréquence nulle, en effectuant de tels réglages à des moments choisis afin que les intensités des courants dans chaque phase soient, à ces moments-là, celles que l'on souhaite obtenir dans les enroulements reliés à ces phasesThey are of the inverter type with adjustable chopping threshold and are ordinarily used to activate electric motors with rotating or sliding magnetic field. The setting in function of such an electric supply to supply the windings of the inductor 14, at the rate of a phase by winding, consists in adjusting the inverter at zero frequency, by carrying out such adjustments at selected times so that the intensities of the currents in each phase are, at these times, those which one wishes to obtain in the windings connected to these phases
On rappelle encore que si l'invention trouve un terrain d'application pnvilegié avec la coulée continue de brames d'acier pour laquelle elle a d'ailleurs été initialement conçue, elle n'en demeure pas moins applicable à la coulée continue des métaux en général, et à la coulée continue des brames minces en particulier It will also be recalled that if the invention finds a suitable field of application with the continuous casting of steel slabs for which it was moreover originally designed, it nevertheless remains applicable to the continuous casting of metals in general, and in particular the continuous casting of thin slabs

Claims

REVENDICATIONS
1 ) Equipement pour alimenter en métal en fusion une lingotière d'une installation de coulée continue de produits à section rectangulaire, tel que des brames, caractérisé en ce qu'il comprend: une busette immergée (6) dotée d'ouïes de sortie du métal en fusion situées dans, ou sensiblement dans, le plan principal de coulée (P) parallèle aux grandes faces de la lingotière, ces ouïes étant différenciées par leur direction de sortie en au moins deux catégories distinctes (7,8); - une unité inductrice (14,15) placée sur les grandes faces de la lingotière pour y produire des pôles magnétiques de signes opposés se faisant face de part et d'autre dudit plan principal de coulée (P) et délivrant, dans son entrefer sensiblement circonscrit à la busette (6), un champ magnétique traversant couvrant les ouïes d'au moins l'une (7) desdites catégories (7, 8); - et des moyens (20,21) de réglage de l'intensité relative dudit champ magnétique à l'endroit des ouïes de sortie de ladite catégorie couverte (7) par rapport aux ouïes de l'autre catégorie (8), de manière à pouvoir modifier la répartition du débit total de métal en fusion entre toutes les ouïes de sortie de ladite busette (6).1) Equipment for supplying molten metal to an ingot mold of a continuous casting installation for products with rectangular section, such as slabs, characterized in that it comprises: a submerged nozzle (6) provided with outlets from the molten metal located in, or substantially in, the main casting plane (P) parallel to the large faces of the ingot mold, these openings being differentiated by their direction of exit into at least two distinct categories (7,8); - an inducting unit (14,15) placed on the large faces of the ingot mold to produce there magnetic poles of opposite signs facing each other on said main casting plane (P) and delivering, in its air gap substantially circumscribed at the nozzle (6), a through magnetic field covering the openings of at least one (7) of said categories (7, 8); - And means (20,21) for adjusting the relative intensity of said magnetic field at the outlet openings of said covered category (7) relative to the openings of the other category (8), so as to ability to modify the distribution of the total flow rate of molten metal between all the outlet openings of said nozzle (6).
2) Equipement selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite unité inductrice est une unité électromagnétique constituée par au moins un électroaimant.2) Equipment according to claim 1, characterized in that said inducing unit is an electromagnetic unit consisting of at least one electromagnet.
3) Equipement selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite unité inductrice est constituée par des inducteurs à plun-enroulements de phase de type "à champ glissant" (14, 15) se faisant face de part et d'autre dudit plan principal de coulée (P), et par une alimentation électrique associée alimentant en courant continu chacun desdits enroulements séparément, et en ce que les moyens de réglage (20, 21) de l'intensité relative du champ magnétique comprennent des moyens pour déplacer la localisation des pôles magnétiques dans l'entrefer de ladite unité électromagnétique.3) Equipment according to claim 1, characterized in that said inductor unit consists of inductors with plun-windings of the "sliding field" type (14, 15) facing each other on said main plane. casting (P), and by an associated power supply supplying direct current to each of said windings separately, and in that the means for adjusting (20, 21) the relative intensity of the magnetic field comprise means for moving the location of the magnetic poles in the air gap of said electromagnetic unit.
4) Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite unité inductrice est constituée par au moins un aimant permanent.4) Equipment according to claim 1, characterized in that said inductor unit consists of at least one permanent magnet.
5) Equipement selon la revendication 2, ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage de l'intensité relative du champ magnétique comprennent un variateur de l'intensité du courant électrique d'alimentation de l'unité inductnce. 6) Equipement selon la revendication 2, ou 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage de l'intensité relative dudit champ magnétique comprennent un montage mobile coulissant des aimants ou électroaimants.5) Equipment according to claim 2, or 3, characterized in that said means for adjusting the relative intensity of the magnetic field comprises a variator of the intensity of the electric current supplying the inductnce unit. 6) Equipment according to claim 2, or 4, characterized in that said means for adjusting the relative intensity of said magnetic field comprises a movable mounting sliding magnets or electromagnets.
7) Equipement selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de modification de la localisation des pôles magnétiques dans l'entrefer sont constitués par des moyens de réglage séparé des intensités des courants électriques continus alimentant individuellement les enroulements de phase desdits inducteurs (14,15)..7) Equipment according to claim 3, characterized in that said means for modifying the location of the magnetic poles in the air gap are constituted by means for separately adjusting the intensities of the DC electric currents supplying individually the phase windings of said inductors (14 15) ..
8) Equipement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite unité inductrice est constituée, de chaque côté du plan principal de coulée (P), par deux entités analogues (14a, 14b) disposées côte à côte, de part et d'autre de l'axe de coulée8) Equipment according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said inductor unit is constituted, on each side of the main casting plane (P), by two similar entities (14a, 14b) arranged side by side, on either side of the casting axis
9) Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la busette immergée est une busette dotée, dans le plan principal de coulée (P), d'ouïes principales inférieures (7) dirigées vers le bas de la lingotière et d'ouïes secondaires supérieures (8) dirigées vers le haut.9) Equipment according to any one of the preceding claims, characterized in that the immersed nozzle is a nozzle provided, in the main casting plane (P), with lower main gills (7) directed towards the bottom of the mold and upper secondary vents (8) directed upwards.
0) Equipement selon la revendication 9, caractérisé en ce les ouïes principales inférieures forment une seule et même ouïe.0) Equipment according to claim 9, characterized in that the lower main gills form a single and same hole.
1 ) Procédé de mise en œuvre d'un équipement conforme à la revendication 1 pour alimenter en métal en fusion une lingotière d'une installation de coulée continue de produits à section rectangulaire, caractérisé en ce que l'on règle l'intensité relative du champ magnétique produit par les pôles magnétiques de l'unité inductrice en déplaçant l'emplacement des pôles magnétiques. 2) Procédé de mise en œuvre d'un équipement conforme à la revendication 1 pour alimenter en métal en fusion une lingotière d'une installation de coulée continue de produits à section rectangulaire, caractérisé en ce que l'on règle l'intensité relative du champ magnétique produit par les pôles magnétiques de l'unité inductrice en modifiant l'intensité du courant électrique alimentant ladite unité inductrice. 1) A method of implementing equipment according to claim 1 for supplying molten metal to an ingot mold of a continuous casting installation for products with rectangular section, characterized in that the relative intensity of the magnetic field produced by the magnetic poles of the inductor unit by moving the location of the magnetic poles. 2) A method of implementing equipment according to claim 1 for supplying molten metal to an ingot mold of a continuous casting installation of products with rectangular section, characterized in that the relative intensity of the magnetic field produced by the magnetic poles of the inductor unit by modifying the intensity of the electric current supplied to said inductor unit.
PCT/FR2001/000263 2000-02-29 2001-01-29 Equipment for supplying molten metal to a continuous casting ingot mould and method for using same WO2001064373A1 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA002398724A CA2398724C (en) 2000-02-29 2001-01-29 Equipment for supplying molten metal to a continuous casting ingot mould and method for using same
DE60100707T DE60100707T2 (en) 2000-02-29 2001-01-29 DEVICE FOR LOADING LIQUID METAL INTO A CONTINUOUS CASTING CHOCOLATE AND METHOD FOR USE THEREOF
AU31925/01A AU771606B2 (en) 2000-02-29 2001-01-29 Equipment for supplying molten metal to a continuous casting ingot mould and method for using same
AT01903983T ATE248672T1 (en) 2000-02-29 2001-01-29 DEVICE FOR FEEDING LIQUID METAL INTO A CONTINUOUS CASTING MOLD AND METHOD FOR USE THEREOF
BRPI0108754-1A BR0108754B1 (en) 2000-02-29 2001-01-29 melting metal feeding equipment for a continuous casting ingot and its operation process.
JP2001563258A JP4580135B2 (en) 2000-02-29 2001-01-29 Apparatus for supplying molten metal to continuous casting ingot mold and method of using the same
EP01903983A EP1259343B1 (en) 2000-02-29 2001-01-29 Equipment for supplying molten metal to a continuous casting ingot mould and method for using same
US10/673,171 US6929055B2 (en) 2000-02-29 2003-09-30 Equipment for supplying molten metal to a continuous casting ingot mould

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0002501A FR2805483B1 (en) 2000-02-29 2000-02-29 EQUIPMENT FOR SUPPLYING MOLTEN METAL TO A CONTINUOUS CASTING LINGOTIERE, AND METHOD OF USING SAME
FR00/02501 2000-02-29

Related Child Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US10149388 A-371-Of-International 2001-01-29
US10/149,388 A-371-Of-International US20020179281A1 (en) 2000-02-29 2001-01-29 Equipment for supplying molten metal to a continuous casting ingot mould and method for using same
US10/673,171 Continuation-In-Part US6929055B2 (en) 2000-02-29 2003-09-30 Equipment for supplying molten metal to a continuous casting ingot mould
US10/673,171 Division US6929055B2 (en) 2000-02-29 2003-09-30 Equipment for supplying molten metal to a continuous casting ingot mould

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001064373A1 true WO2001064373A1 (en) 2001-09-07

Family

ID=8847496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2001/000263 WO2001064373A1 (en) 2000-02-29 2001-01-29 Equipment for supplying molten metal to a continuous casting ingot mould and method for using same

Country Status (15)

Country Link
US (1) US20020179281A1 (en)
EP (1) EP1259343B1 (en)
JP (1) JP4580135B2 (en)
KR (1) KR100751021B1 (en)
CN (1) CN1192833C (en)
AT (1) ATE248672T1 (en)
AU (1) AU771606B2 (en)
BR (1) BR0108754B1 (en)
CA (1) CA2398724C (en)
DE (1) DE60100707T2 (en)
ES (1) ES2206399T3 (en)
FR (1) FR2805483B1 (en)
RU (1) RU2248859C2 (en)
TW (1) TWI290070B (en)
WO (1) WO2001064373A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4585504B2 (en) * 2006-12-05 2010-11-24 新日本製鐵株式会社 Method for continuous casting of molten metal
WO2012003047A1 (en) * 2010-07-02 2012-01-05 Vesuvius Crucible Company Submerged entry nozzle
JP5669509B2 (en) * 2010-07-16 2015-02-12 高橋 謙三 Molding device for continuous casting with stirring device
RU2741611C1 (en) * 2020-02-27 2021-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") Device for steel supply and mixing in crystallizer of continuous casting plant
CN112276025B (en) * 2020-10-28 2022-03-08 安徽工业大学 Device and method for inhibiting vortex formation at ladle nozzle by adding electromagnetic field
RU2760696C1 (en) * 2021-02-09 2021-11-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") Apparatus for supplying and mixing steel in the crystalliser of a continuous casting unit
CN113102686B (en) * 2021-04-01 2022-11-29 杭州红山磁性材料有限公司 Alnico integral magnetic steel orientation casting method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0321206A1 (en) * 1987-12-16 1989-06-21 Kawasaki Steel Corporation Immersion nozzle for continuous casting
WO1992012814A1 (en) * 1991-01-21 1992-08-06 Asea Brown Boveri Ab A method and a device for casting in a mould
EP0685282A1 (en) * 1994-05-30 1995-12-06 DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.p.A. Submerged nozzle for continuous casting
JPH08257692A (en) * 1995-03-24 1996-10-08 Nippon Steel Corp Production of continuously cast slab and immersion nozzle for continuous casting
JPH11197807A (en) * 1998-01-08 1999-07-27 Kawasaki Steel Corp Immersion nozzle for casting cast slab having plural layers and production of plural layer cast slab

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2773154B2 (en) * 1988-09-30 1998-07-09 日本鋼管株式会社 Steel continuous casting method
LU88034A1 (en) * 1991-11-13 1993-05-17 Centrem Sa Electromagnetic stirring process in continuous casting
JP3410607B2 (en) * 1996-04-23 2003-05-26 新日本製鐵株式会社 Continuous casting method and immersion nozzle for continuous casting
IT1290931B1 (en) * 1997-02-14 1998-12-14 Acciai Speciali Terni Spa FEEDER OF MELTED METAL FOR INGOT MACHINES OF CONTINUOUS CASTING MACHINES.
JPH10263777A (en) * 1997-03-26 1998-10-06 Nkk Corp Method for continuously casting steel
JPH1147897A (en) * 1997-07-31 1999-02-23 Nippon Steel Corp Immersion nozzle for continuously casting thin and wide cast slab
FR2772294B1 (en) * 1997-12-17 2000-03-03 Rotelec Sa ELECTROMAGNETIC BRAKING EQUIPMENT OF A MOLTEN METAL IN A CONTINUOUS CASTING SYSTEM

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0321206A1 (en) * 1987-12-16 1989-06-21 Kawasaki Steel Corporation Immersion nozzle for continuous casting
WO1992012814A1 (en) * 1991-01-21 1992-08-06 Asea Brown Boveri Ab A method and a device for casting in a mould
EP0685282A1 (en) * 1994-05-30 1995-12-06 DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.p.A. Submerged nozzle for continuous casting
JPH08257692A (en) * 1995-03-24 1996-10-08 Nippon Steel Corp Production of continuously cast slab and immersion nozzle for continuous casting
JPH11197807A (en) * 1998-01-08 1999-07-27 Kawasaki Steel Corp Immersion nozzle for casting cast slab having plural layers and production of plural layer cast slab

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 02 28 February 1997 (1997-02-28) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 12 29 October 1999 (1999-10-29) *

Also Published As

Publication number Publication date
CN1392810A (en) 2003-01-22
RU2002122721A (en) 2004-02-20
ES2206399T3 (en) 2004-05-16
US20020179281A1 (en) 2002-12-05
KR100751021B1 (en) 2007-08-22
CA2398724A1 (en) 2001-09-07
CA2398724C (en) 2008-10-07
EP1259343A1 (en) 2002-11-27
AU3192501A (en) 2001-09-12
RU2248859C2 (en) 2005-03-27
FR2805483B1 (en) 2002-05-24
AU771606B2 (en) 2004-04-01
ATE248672T1 (en) 2003-09-15
BR0108754B1 (en) 2010-06-15
EP1259343B1 (en) 2003-09-03
JP2003525129A (en) 2003-08-26
TWI290070B (en) 2007-11-21
DE60100707T2 (en) 2004-07-29
BR0108754A (en) 2002-12-10
KR20020086913A (en) 2002-11-20
DE60100707D1 (en) 2003-10-09
JP4580135B2 (en) 2010-11-10
CN1192833C (en) 2005-03-16
FR2805483A1 (en) 2001-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1039979B1 (en) Electromagnetic braking device for a smelting metal in a continuous casting installation
EP1954427B1 (en) Adjusting the mode of electromagnetic stirring over the height of a continuous casting mould
EP2550121B1 (en) Stirring roller for a continuous slab-casting machine
CA2852363C (en) Method for dip coating a steel strip and facility for implementing same
CA2398724C (en) Equipment for supplying molten metal to a continuous casting ingot mould and method for using same
EP1239981B1 (en) Method for vertical continuous casting of metals using electromagnetic fields and casting installation therefor
EP0576352A1 (en) Apparatus for homogenous induction heating of metal strip as it passes
FR2856321A1 (en) CONTINUOUS CASTING INSTALLATION FOR ELECTRO-MAGNETIC ROTATION OF LIQUID METAL IN TRANSIT IN THE CASTING BUSH
EP0542021B1 (en) Electromagnetic stirring during continuous casting
EP1551580A1 (en) Method and device for controlling flows in a continuous slab casting ingot mould
EP2249983B1 (en) Method and associated electromagnetic apparatus for rotating molten metal in a slab continuous-casting ingot mould
EP0286960B1 (en) Device for electromagnetically stirring liquid metal in a continuous-casting line
EP2038082B1 (en) Process for the continuous casting of flat metal products with electromagnetic stirring and implementation installation
EP1677928A1 (en) Electromagnetic agitation method for continuous casting of metal products having an elongate section
EP0022711B1 (en) Process and agitating means for ameliorating the quality of continuous cast metals
EP0010041B1 (en) Process for the continuous casting of metals with stirring in the secundary cooling zone
FR2632549A1 (en) LINGOTIERE FOR THE CONTINUOUS CASTING OF BILLETTES OR BLOOMS
FR2485411A1 (en) Continuous casting of slabs in mould with electromagnetic stirrer - which produces horizontal row of circular or oval stirring fields across molten metal in mould
FR2894167A1 (en) EQUIPMENT FOR CONTINUOUS METAL CASTING DISTRIBUTION CASTING
FR2545017A1 (en) Method for continuous casting of metals, device for implementing it and ingots obtained by means of the said method
FR2725647A1 (en) BAND CASTING APPARATUS, METHOD FOR CASTING METAL BAND
FR2601270A1 (en) Electromagnetic device with rotating field, for stirring continuously cast liquid metal
US20040112567A1 (en) Equipment for supplying molten metal to a continuous casting ingot mould
FR2695846A1 (en) Side closure wall of a continuous casting installation of metals between moving walls and installation comprising such a wall.

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AU BR BY CA CN CZ HU ID IN JP KR MX PL RO RU SI SK UA US ZA

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2001903983

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10149388

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 01803134X

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 31925/01

Country of ref document: AU

ENP Entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 2001 563258

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2398724

Country of ref document: CA

ENP Entry into the national phase

Ref country code: RU

Ref document number: 2002 2002122721

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020027011345

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020027011345

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2001903983

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2001903983

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 31925/01

Country of ref document: AU