AT519029B1 - Stirring coil arrangement in a continuous casting plant - Google Patents

Abstract

Mittels einer Stranggießanlage wird in einer Gießrichtung (x) ein Metallstrang (1) gegossen. Der Metallstrang (1) erstreckt sich in einer Breitenrichtung über eine Breite (b) und in einer Dickenrichtung über eine Dicke (d). Eine Rührspulenanordnung (6) in der Stranggießanlage weist mehrere Rührspulen (7) auf. Die Rührspulen (7) weisen jeweils eine um eine jeweilige Wickelachse (9) umlaufende Wicklung (8) auf, die im Betrieb der Rührspulenanordnung (6) mit einem jeweiligen Wechselstrom beaufschlagt wird. Die Wickelachsen (9) der Rührspulen (7) sind orthogonal zur Breitenrichtung orientiert. Die Rührspulen (7) sind in Breitenrichtung gesehen nebeneinander angeordnet. Sie weisen in Breitenrichtung gesehen einen Abstand (a) voneinander auf.By means of a continuous casting plant, a metal strand (1) is poured in a casting direction (x). The metal strand (1) extends in a width direction over a width (b) and in a thickness direction over a thickness (d). A stirring coil arrangement (6) in the continuous casting plant has a plurality of stirring coils (7). The stirring coils (7) each have a winding (8) which revolves around a respective winding axis (9) and which is acted upon by a respective alternating current during operation of the stirring coil arrangement (6). The winding axes (9) of the stirring coils (7) are oriented orthogonal to the width direction. The stirring coils (7) are arranged side by side in the width direction. They have in the width direction at a distance (a) from each other.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Rührspulenanordnung in einer Stranggießanlage, mittels derer in einer Gießrichtung ein Metallstrang gegossen wird, wobei der Metallstrang orthogonal zur Gießrichtung gesehen sich in einer Breitenrichtung über eine Breite und in einer Dickenrichtung über eine Dicke erstreckt, [0002] - wobei die Rührspulenanordnung mehrere Rührspulen aufweist, [0003] - wobei die Rührspulen jeweils eine um eine jeweilige Wickelachse umlaufende Wicklung aufweisen, die im Betrieb der Rührspulenanordnung mit einem jeweiligen Wechselstrom beaufschlagt wird, [0004] - wobei die Rührspulen in Breitenrichtung gesehen nebeneinander angeordnet sind und in Breitenrichtung gesehen einen Abstand voneinander aufweisen.The present invention is based on a Rührspulenanordnung in a continuous casting plant, by means of which a metal strand is cast in a casting direction, wherein the metal strand seen orthogonal to the casting direction in a width direction across a width and in a thickness direction over a thickness extends, [0002 [0003] - wherein the stirring coils each have a winding revolving around a respective winding axis, which is acted upon by a respective alternating current during operation of the stirring coil arrangement, [0004] - wherein the stirring coils are arranged side by side in the width direction are and in the width direction have a distance from each other.

[0005] Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Stranggießanlage, mittels derer in einer Gießrichtung ein Metallstrang gegossen wird, wobei der Metallstrang orthogonal zur Gießrichtung gesehen sich in einer Breitenrichtung über eine Breite und in einer Dickenrichtung über eine Dicke erstreckt, [0006] - wobei die Stranggießanlage eine Strangführung mit einer Vielzahl von Strangführungsrollen aufweist, [0007] - wobei die Strangführungsrollen parallel zur Breitenrichtung verlaufende Drehachsen aufweisen und an den Metallstrang angestellt sind, [0008] - wobei die Stranggießanlage eine Rührspulenanordnung der eingangs genannten Art aufweist.The present invention is further based on a continuous casting plant, by means of which a metal strand is cast in a casting direction, wherein the metal strand orthogonal to the casting direction extends in a width direction across a width and in a thickness direction over a thickness, [0006] wherein the continuous casting plant has a strand guide with a plurality of strand guide rolls, wherein the strand guide rolls have axes of rotation parallel to the width direction and are attached to the metal strand, wherein the continuous casting plant has a stirring coil arrangement of the type mentioned above.

[0009] Derartige Rührspulenanordnungen sind allgemein bekannt. Rein beispielhaft kann auf die EP 0 011 861 A1 oder die DE 29 46 637 A1 verwiesen werden.Such Rührspulenanordnungen are well known. By way of example, reference can be made to EP 0 011 861 A1 or DE 29 46 637 A1.

[0010] Aus der EP 0 028 369 A1 ist eine Rührspulenanordnung in einer Stranggießanlage bekannt, mittels derer in einer Gießrichtung ein Metallstrang gegossen wird, wobei der Metallstrang orthogonal zur Gießrichtung gesehen sich in einer Breitenrichtung über eine Breite und in einer Dickenrichtung über eine Dicke erstreckt. Diese Rührspulenanordnung weist ein Joch auf, das sich in Breitenrichtung des Metallstranges erstreckt und von dem aus Ausläufer auf den Metallstrang zu verlaufen. Auf dem Joch sind mehrere Wicklungen angeordnet, deren Wickelachse sich in Breitenrichtung des Metallstrangs erstreckt. Die Wicklungen werden im Betrieb mit Gleichstrom beaufschlagt.EP 0 028 369 A1 discloses a stirring coil arrangement in a continuous casting plant, by means of which a metal strand is cast in a casting direction, the metal strand extending orthogonally to the casting direction extending in a width direction over a width and in a thickness direction over a thickness , This stirring coil assembly has a yoke extending in the width direction of the metal strand and extending from the trough to the metal strand. On the yoke a plurality of windings are arranged, the winding axis extending in the width direction of the metal strand. The windings are supplied with direct current during operation.

[0011] Die Rührspulenanordnungen werden insbesondere beim Stranggießen von Stahl verwendet, um die Entstehung des metallurgischen Gefüges im Erstarrungsbereich des Metallstrangs zu beeinflussen. Sie erzeugen durch zeitlich und örtlich veränderliche magnetische Felder entsprechende (Flüssigkeits-)Strömungen im Bereich des noch nicht erstarrten Metallstrangs. Dadurch wird das Kristallwachstum beeinflusst. Dies führt zu einer gewünschten globulitischen Erstarrung des Metallstrangs. Die Rührspulen werden zu diesem Zweck in der Regel mit den einzelnen Phasen eines mehrphasigen Drehstromsystems beaufschlagt. Die Anzahl an Phasen beträgt in der Regel drei.The Rührspulenanordnungen be used in particular in the continuous casting of steel to influence the formation of the metallurgical microstructure in the solidification region of the metal strand. They generate corresponding (liquid) flows in the area of the not yet solidified metal strand by temporally and spatially variable magnetic fields. This affects crystal growth. This leads to a desired globulitic solidification of the metal strand. The stirring coils are for this purpose usually applied to the individual phases of a polyphase three-phase system. The number of phases is usually three.

[0012] Um die gewünschten (Flüssigkeits-)Strömungen zu erzeugen, ist eine hohe magnetische Flussdichte erforderlich. Somit sind hohe Spulenströme erforderlich, um die nötigen Wirbelströme im Bereich des noch nicht erstarrten Metallstrangs zu bewirken, welche ihrerseits ausreichend starke Strömungsgeschwindigkeiten im flüssigen Bereich des Metallstrangs erzeugen.In order to produce the desired (liquid) flows, a high magnetic flux density is required. Thus, high coil currents are required to cause the necessary eddy currents in the region of the not yet solidified metal strand, which in turn generate sufficiently strong flow velocities in the liquid region of the metal strand.

[0013] Die magnetische Flussdichte hängt in erheblichem Umfang vom Abstand zwischen den Rührspulen und dem Rührbereich ab, wobei der Rührbereich in Dickenrichtung ca. 50-100 mm von der Strangoberfläche entfernt liegt. Insbesondere ist die magnetische Flussdichte in etwaThe magnetic flux density depends to a considerable extent on the distance between the stirring coils and the stirring region, wherein the stirring region is located in the thickness direction about 50-100 mm from the strand surface. In particular, the magnetic flux density is approximately

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Patentamt umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands. Je näher die Rührspulenanordnung am Metall sträng angeordnet werden kann, desto besser ist die Rührwirkung und umso weniger Strom wird benötigt, um eine gute Rührleistung zu gewährleisten.Patent office inversely proportional to the square of the distance. The closer the stirring coil arrangement can be arranged on the metal sträng, the better the stirring effect and the less power is required to ensure a good stirring performance.

[0014] Dieser Abstandsvorteil wird mittels sogenannter Rührrollen ausgenützt. Bei derartigen Rührrollen sind die Rührspulen in die Strangführungsrollen eingebaut. Dadurch kann der Abstand zur Strangoberfläche sehr gering gehalten werden. Meist liegt der Abstand zur Strangoberfläche im Bereich von ca. 40-50 mm. Vorteile dieser Ausgestaltung sind die geringeren Rührströme bei einer einfachen Bauweise der Spulen. Ein Nachteil ist die Anzahl von notwendigen Rührrollen je Anlage. Man benötigt für eine gute Rührwirkung vier Rollen je Biegezone. Biegezonen sind Betriebswechselteile und daher in entsprechender Menge vorhanden (ca. drei Stück je Gießdicke und Strang). So benötigt man für einen Strang mit einer Gießdicke 12 Rührrollen. Die Rollenkonstruktionen rund um die stillstehende Rührspule sind weiterhin Verschleißteile, welche regelmäßig instandgesetzt werden müssen. Das Rollenmaterial muss antimagnetisch, korrosionsbeständig, verschleißfest sein und eine gute Warmfestigkeit haben. Man verwendet einen hochwarmfesten Stahl mit hohem Chrom- und Nickelgehalt, mit einem austenitischen Gefüge, Karbiden und intermetallischen Phasen und einer Hartchrombeschichtung zur Minimierung des Oberflächenverschleißes. Ein derartiger Stahl kostet etwa 25mal mehr als ein für Strangführungsrollen üblicherweise verwendeter Stahl.This distance advantage is utilized by means of so-called stirring rollers. In such stirring rollers, the stirring coils are installed in the strand guide rollers. As a result, the distance to the strand surface can be kept very low. Most of the distance to the strand surface is in the range of about 40-50 mm. Advantages of this embodiment are the lower stirring currents with a simple construction of the coils. A disadvantage is the number of necessary stirring rollers per system. It takes four rolls per bending zone for a good stirring effect. Bending zones are operating change parts and therefore present in an appropriate amount (about three pieces per casting thickness and strand). So you need for a strand with a casting thickness 12 stirring rollers. The reel designs around the stationary stirrer coil are still wearing parts, which must be regularly repaired. The roll material must be non-magnetic, corrosion-resistant, wear-resistant and have good heat resistance. A high temperature, high chromium and nickel steel is used, with an austenitic structure, carbides and intermetallic phases, and a hard chromium coating to minimize surface wear. Such a steel costs about 25 times more than a steel commonly used for strand guide rollers.

[0015] Weil die üblichen Rollenzwischenunterstützungen fehlen, benötigt man weiterhin einen größeren Rollendurchmesser, um die auftretenden Kräfte übertragen zu können. Um eine entsprechende Spule im Rolleninneren unterzubringen, muss man daher den üblichen Rollendurchmesser von rund 150 mm auf ca. 240-300 mm erhöhen. Aufgrund der größeren Rollendurchmesser sind jedoch auch größere Abstände der Rollen voneinander erforderlich. Die Rührrollen haben daher durch die größeren Rollenabstände eine schlechtere Stützwirkung auf den noch nicht durcherstarrten, heißen und weichen Strang. Es kann durch das Ausbauchen und dem wieder Zurückdrücken der Strangschale zu unerwünschten Innenrissen kommen. Auch Bulgingeffekte können in verstärktem Ausmaß auftreten.Because the usual role intermediate supports are missing, you still need a larger roll diameter in order to transmit the forces that can occur. In order to accommodate a corresponding coil in the roll inside, you must therefore increase the usual roll diameter of about 150 mm to about 240-300 mm. Due to the larger roller diameter but larger distances between the rollers are required. The stirring rollers therefore have a worse support effect on the not yet solidified, hot and soft strand due to the larger roller distances. It may come by bulging and pushing back the strand shell to unwanted internal cracks. Bulking effects can also occur to a greater extent.

[0016] Als zu den Rührrollen alternative Ausgestaltung sind sogenannte Box-Type-Rührer bekannt. Hier sind die Rührspulen nicht in den Strangführungsrollen angeordnet, sondern hinter den Strangführungsrollen positioniert. Die Rührspulen sind in einer wassergekühlten Box zusammengefasst und auf einem verschiebbaren Wagen befestigt. Der Wagen erlaubt das Einfahren in eine Arbeitsposition und das Ausfahren in eine Wartungs- und Wechselposition. In der Wartungs- und Wechselposition können die Biegezone bzw. die Strangführungssegmente gewechselt werden, ohne den Rührer mit ausbauen zu müssen. Somit muss nicht jede Biegezone bzw. jedes Segment mit einem eigenen Rührer ausgestattet werden. Die Instandhaltungskosten sind daher erheblich geringer als bei Rührrollen.As to the stirring rollers alternative embodiment so-called box-type stirrer are known. Here, the stirring coils are not arranged in the strand guide rollers, but positioned behind the strand guide rollers. The stirring coils are combined in a water-cooled box and mounted on a sliding carriage. The carriage allows retraction into a working position and extension into a maintenance and change position. In the maintenance and change position, the bending zone or the strand guide segments can be changed without having to remove the stirrer with. Thus, not every bending zone or segment has to be equipped with its own stirrer. The maintenance costs are therefore considerably lower than with stirring rollers.

[0017] Der Nachteil des Box-Type-Rührers ist der größere Abstand der Rührspulenanordnung von der Strangoberfläche. Der Abstand liegt oftmals im Bereich von ca. 230-260 mm. Im Vergleich ist der Abstand bei der Rührrolle nur 40-50 mm. Zum Erzeugen der gleichen Rührwirkung benötigt ein Box-Type-Rührer daher eine erheblich größere elektrische Leistung als eine Ausgestaltung mit Rührrollen. Dies wirkt sich negativ auf die Betriebskosten aus. Weiterhin fällt durch die höhere erforderliche elektrische Leistung des Box-Type-Rührers auch mehr Verlustwärme an. Die Verlustleistung muss durch eine Wasserkühlung abgeführt werden muss.The disadvantage of the box-type stirrer is the greater distance of the Rührspulenanordnung of the strand surface. The distance is often in the range of about 230-260 mm. In comparison, the distance at the agitator is only 40-50 mm. To produce the same stirring effect, a box-type stirrer therefore requires a considerably greater electrical power than a design with stirring rollers. This has a negative effect on the operating costs. Furthermore, due to the higher required electrical power of the box-type stirrer also more heat loss. The power loss must be dissipated by a water cooling system.

[0018] Auch bei einem Box-Type-Rührer werden im Stand der Technik Strangführungsrollen verwendet, die in Breitenrichtung gesehen nur außen abgestützt sind, jedoch keine Zwischenabstützungen aufweisen. Auch bei einem Box-Type-Rührer müssen die Strangführungsrollen daher einen vergrößerten Rollendurchmesser aufweisen. Die Vergrößerung des Durchmessers gegenüber dem Durchmesser normaler Strangführungsrollen ist zwar nicht ganz so groß wie bei Rührrollen, aber immer noch erheblich. Vom Ansatz her ergeben sich jedoch die gleichen Nachteile, die obenstehend bereits in Verbindung mit Rührrollen genannt wurden.Even in a box-type stirrer strand guide rollers are used in the prior art, which are seen supported in the width direction only outside, but have no intermediate supports. Even with a box-type stirrer, the strand guide rollers must therefore have an enlarged roll diameter. Although the increase in diameter compared to the diameter of normal strand guide rollers is not quite as great as with stirring rollers, it is still considerable. From the approach, however, the same disadvantages arise, which have already been mentioned above in connection with stirring rollers.

[0019] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Rührspulenanordnung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass sich unter Beibehaltung der konstruktivenThe object of the present invention is to provide a stirring coil arrangement of the type mentioned in such a way that while maintaining the constructive

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Ausgestaltung der Rührspulenanordnung eine verbesserte Rührwirkung ergibt.Embodiment of the stirring coil arrangement results in an improved stirring effect.

[0020] Die Aufgabe wird durch eine Rührspulenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Rührspulenanordnung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 und 3.The object is achieved by a Rührspulenanordnung with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the stirring coil arrangement are the subject of the dependent claims 2 and 3.

[0021] Erfindungsgemäß wird eine Rührspulenanordnung der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet, dass die Wickelachsen der Rührspulen orthogonal zur Breitenrichtung orientiert sind und die Rührspulenanordnung im Bereich mindestens einer Strangführungsrolle angeordnet ist, dass die mindestens eine Strangführungsrolle in Breitenrichtung gesehen an ihren beiden Enden und zusätzlich zwischen den beiden Enden an mehreren Stellen über Abstützungen gelagert ist und dass im Betrieb der Rührspulenanordnung die Rührspulen in Breitenrichtung gesehen zwischen den Abstützungen angeordnet sind.According to the invention, a Rührspulenanordnung of the aforementioned type is characterized in that the winding axes of the stirring coils are oriented orthogonal to the width direction and the Rührspulenanordnung is arranged in the region of at least one strand guide roller, that the at least one strand guide role seen in the width direction at both ends and in addition between the two ends is mounted at several points via supports and that the stirring coils are arranged in the width direction between the supports during operation of the Rührspulenanordnung.

[0022] Durch diese Ausgestaltung wird einerseits - wie im Stand der Technik auch - ein BoxType-Rührer geschaffen, bei dem aufgrund des Abstands der Rührspulen in Breitenrichtung gesehen im Bereich zwischen zwei Rührspulen jeweils eine Zwischenabstützung angeordnet werden kann. Es ist somit möglich, dass die Rührspulenanordnung im Bereich mindestens einer Strangführungsrolle angeordnet ist, dass die mindestens eine Strangführungsrolle in Breitenrichtung gesehen nicht nur - wie im Stand der Technik auch - an ihren beiden Enden, sondern zusätzlich auch zwischen den beiden Enden an mehreren Stellen über Abstützungen gelagert ist und dass im Betrieb der Rührspulenanordnung die Rührspulen in Breitenrichtung gesehen zwischen den Abstützungen angeordnet sind. Darüber hinaus ergibt sich jedoch durch die Orientierung der Wickelachsen der Rührspulen bei gleichem Leistungsbedarf eine verbesserte Rührwirkung, da sich der flüssige Kern des Metallstrangs im Gegensatz zum Stand der Technik nicht im Streufeld der Rührspulen befindet und somit nur einen geringen Bruchteil des generierten Magnetfeldes „sieht, sondern mit dem Magnetfeld direkt „angestrahlt wird, so dass ein erheblicher Teil des generierten Magnetfeldes auf den flüssigen Kern des Metallstrangs wirkt.By this embodiment, on the one hand - as in the prior art - a BoxType stirrer provided in which, due to the spacing of the stirring coils in the width direction seen in the region between two stirring coils each an intermediate support can be arranged. It is thus possible that the Rührspulenanordnung is arranged in the region of at least one strand guide roller, that the at least one strand guide role in the width direction not only - as in the prior art - at both ends, but in addition also between the two ends in several places Support is mounted and that the stirring coils are arranged in the width direction between the supports during operation of the Rührspulenanordnung. In addition, however, results from the orientation of the winding axes of the stirring coils for the same power requirement improved stirring, since the liquid core of the metal strand is in contrast to the prior art is not in the stray field of the stirring coils and thus only a small fraction of the generated magnetic field "sees but with the magnetic field directly "is irradiated so that a significant portion of the generated magnetic field acts on the liquid core of the metal strand.

[0023] In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Rührspulenanordnung einen Eisenkern auf. Der Eisenkern weist seinerseits ein Joch auf, das sich in Breitenrichtung gesehen über alle Rührspulen erstreckt. Von dem Joch aus erstrecken sich Ausläufer auf den Metallstrang zu, die in jeweils eine der Rührspulen eintauchen.In a preferred embodiment, the Rührspulenanordnung on an iron core. The iron core in turn has a yoke extending in the width direction over all stirring coils. From the yoke outlets extend to the metal strand, which dip into each one of the stirring coils.

[0024] Vorzugsweise weist die Rührspulenanordnung eine Positioniereinrichtung auf, mittels derer die Rührspulen zwischen die Abstützungen einfahrbar und aus dem Bereich zwischen den Abstützungen ausfahrbar sind.Preferably, the Rührspulenanordnung to a positioning device by means of which the stirring coils between the supports retractable and from the area between the supports are extendable.

[0025] Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Stranggießanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Erfindungsgemäß weist eine Stranggießanlage der eingangs genannten Art eine erfindungsgemäße Rührspulenanordnung auf. Weiterhin weisen die Strangführungsrollen im Bereich der Rührspulenanordnung zumindest in etwa den gleichen Durchmesser auf wie die Strangführungsrollen außerhalb dieses Bereichs.The object is further achieved by a continuous casting with the features of claim 4. According to the invention, a continuous casting plant of the type mentioned at the beginning has a stirring coil arrangement according to the invention. Furthermore, the strand guide rollers in the region of the stirring coil arrangement have at least approximately the same diameter as the strand guide rollers outside this area.

[0026] Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in conjunction with the drawings. Here are shown in a schematic representation:

[0027] FIG 1 [0028] FIG 2 [0029] FIG 3 [0030] FIG 4 eine Stranggießanlage von der Seite, einen Ausschnitt von FIG 1, eine Draufsicht von oben auf eine Strangführungsrolle und eine Rührspulenanordnung und die Strangführungsrolle und die Rührspulenanordnung von FIG 3 aus einer Richtung IV-IV in FIG 3.FIG. 4 shows a continuous casting plant from the side, a detail of FIG. 1, a top view of a strand guiding roll and a stirring coil arrangement, and the strand guiding roll and the stirring coil arrangement from FIG 3 from a direction IV-IV in FIG. 3

[0031] Die Figuren werden nachstehend zusammen erläutert. Mittels einer Stranggießanlage wird ein Metallstrang 1 gegossen. Der Metallstrang 1 kann beispielsweise aus Stahl bestehen.The figures will be explained together below. By means of a continuous casting a metal strand 1 is poured. The metal strand 1 may for example consist of steel.

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Zum Gießen des Metallstrangs 1 wird flüssiges Metall 2 in eine Stranggießkokille 3 gegossen und sodann aus der Stranggießkokille 3 abgezogen. Unterhalb der Stranggießkokille 3 ist eine Strangführung 4 angeordnet, die eine Vielzahl von Strangführungsrollen 5 aufweist. Mittels der Strangführungsrollen 5 wird der Metallstrang 1 gestützt und geführt.For casting the metal strand 1, liquid metal 2 is poured into a continuous casting mold 3 and then withdrawn from the continuous casting mold 3. Below the continuous casting mold 3, a strand guide 4 is arranged, which has a plurality of strand guide rollers 5. By means of the strand guide rollers 5, the metal strand 1 is supported and guided.

[0032] Der Abstand der Strangführungsrollen 5 voneinander ist in den Figuren teilweise übertrieben dargestellt. In der Praxis folgen die Strangführungsrollen 5 dicht aufeinander.The distance between the strand guide rollers 5 from each other is partially exaggerated in the figures. In practice, the strand guide rollers 5 follow each other tightly.

[0033] Das Gießen in der Stranggießkokille 3 erfolgt in einer Gießrichtung x. Die Gießrichtung x ist in der Regel anfänglich vertikal von oben nach unten gerichtet. Die Gießrichtung x kann jedoch auch einen von 0° verschiedenen Winkel mit der Vertikalen bilden. Oftmals wird weiterhin der Metallstrang 1 nach dem Austreten aus der Stranggießkokille 3 in einem Bogen nach und nach in die Horizontale umgelenkt. Die Gießrichtung x folgt dieser Bewegung. Die Gießrichtung x ist also nicht starr und unveränderlich diejenige Richtung, mit welcher der Metallstrang 1 die Stranggießkokille 3 verlässt, sondern dynamisch jeweils diejenige Richtung, in welche der gegossene Metallstrang 1 sich an seinem jeweiligen Ort bewegt.The casting in the continuous casting mold 3 takes place in a casting direction x. The casting direction x is usually initially directed vertically from top to bottom. However, the casting direction x can also form an angle different from 0 ° with the vertical. Often, the metal strand 1 is further deflected after exiting the continuous casting mold 3 in an arc gradually into the horizontal. The casting direction x follows this movement. The casting direction x is therefore not rigid and invariably that direction with which the metal strand 1 leaves the continuous casting mold 3, but dynamically in each case the direction in which the cast metal strand 1 moves at its respective location.

[0034] Der Metallstrang 1 ist beim Verlassen der Stranggießkokille 3 noch nicht durcherstarrt. Er weist daher eine Strangschale 1' und einen noch flüssigen Kern 1“ auf. Der Metallstrang 1 erstreckt sich weiterhin orthogonal zur Gießrichtung x gesehen in einer Breitenrichtung über eine Breite b und in einer Dickenrichtung über eine Dicke d. Die Breite b ist größer als die Dicke d. In aller Regel liegt ein Verhältnis von Breite b zu Dicke d oberhalb von 2:1. Die Strangführungsrollen 5 sind an der Breitseite des Metallstrangs 1 an den Metallstrang 1 angestellt. Ihre Drehachsen verlaufen daher parallel zur Breitenrichtung.The metal strand 1 is not solidified when leaving the continuous casting mold 3. He therefore has a strand shell 1 'and a still liquid core 1 "on. The metal strand 1 further extends orthogonal to the casting direction x in a width direction over a width b and in a thickness direction over a thickness d. The width b is greater than the thickness d. As a rule, a ratio of width b to thickness d is above 2: 1. The strand guide rollers 5 are employed on the broad side of the metal strand 1 to the metal strand 1. Their axes of rotation therefore run parallel to the width direction.

[0035] Die Stranggießanlage weist weiterhin eine Rührspulenanordnung 6 auf. Die Rührspulenanordnung 6 kann nach Bedarf wassergekühlt sein. Sie kann jedoch alternativ auch luftgekühlt sein.The continuous casting plant furthermore has a stirring coil arrangement 6. The stirring coil assembly 6 may be water cooled as needed. However, it can alternatively also be air-cooled.

[0036] Die Rührspulenanordnung 6 weist mehrere Rührspulen 7 auf. Die Rührspulen 7 werden im Betrieb der Rührspulenanordnung 6 - wenn also mittels der Rührspulenanordnung 6 im flüssigen Kern 1“ Strömungen erzeugt werden sollen - mit einem jeweiligen Wechselstrom beaufschlagt. In der Regel bilden die Wechselströme, mit denen die Rührspulen 7 beaufschlagt werden, die Phasen L1, L2, L3 (N = Nullleiter) eines Drehstromsystems. Weiterhin weist das Drehstromsystem in der Regel drei Phasen L1, L2, L3 auf, so dass auch drei Rührspulen 7 vorhanden sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Ausgestaltungen mit drei Rührspulen 7 beschränkt. Es können auch vier oder fünf Rührspulen 7 vorhanden sein. Unter Umständen kann es in diesem Fall erforderlich sein, die Rührspulen 7 aus einem Drehstromsystem mit einer anderen Anzahl von Phasen zu speisen, beispielsweise aus einem Drehstromsystem mit zwei, vier oder fünf Phasen.The stirring coil arrangement 6 has a plurality of stirring coils 7. The stirring coils 7 are in the operation of the stirring coil 6 - so if by means of Rührspulenanordnung 6 in the liquid core 1 "flows to be generated - acted upon by a respective alternating current. As a rule, the alternating currents with which the stirring coils 7 are applied form the phases L1, L2, L3 (N = neutral) of a three-phase system. Furthermore, the three-phase system usually has three phases L1, L2, L3, so that three stirring coils 7 are present. However, the present invention is not limited to embodiments with three stirring coils 7. There may also be four or five stirring coils 7. Under certain circumstances, it may be necessary in this case to feed the stirring coils 7 from a three-phase system with a different number of phases, for example from a three-phase system with two, four or five phases.

[0037] Die Rührspulen 7 weisen jeweils eine Wicklung 8 auf. Die jeweilige Wicklung 8 läuft um eine jeweilige Wickelachse 9 um. Die Wickelachsen 9 der Rührspulen 7 sind orthogonal zur Breitenrichtung orientiert. Die Wickelachsen 9 sind weiterhin unter einem - in der Regel für alle Wickelachsen 9 einheitlichen - nennenswerten Winkel zur (lokalen) Gießrichtung x orientiert. Der Winkel sollte möglichst nahe an 90° liegen. Im Idealfall ist er exakt 90°. Geringfügige Abweichungen sind jedoch möglich.The stirring coils 7 each have a winding 8. The respective winding 8 runs around a respective winding axis 9. The winding axes 9 of the stirring coils 7 are oriented orthogonal to the width direction. The winding axles 9 are furthermore oriented under a noteworthy angle to the (local) casting direction x, which is generally uniform for all winding axes 9. The angle should be as close as possible to 90 °. Ideally, it is exactly 90 °. Minor deviations are possible.

[0038] Die Rührspulenanordnung 6 (und mit ihr die Rührspulen 7) ist im Bereich mindestens einer Strangführungsrolle 5 angeordnet (siehe Fig 3). Die mindestens eine Strangführungsrolle 5 ist in Breitenrichtung gesehen an ihren beiden Enden in Endlagern 10 gelagert. Vom Metallstrang 1 auf die mindestens eine Strangführungsrolle 5 ausgeübte Kräfte werden somit über die Endlager 10 in entsprechende Abstützungen 11 abgeleitet. Weiterhin sind die Rührspulen 7 in Breitenrichtung gesehen nebeneinander angeordnet. Sie grenzen in Breitenrichtung gesehen jedoch nicht aneinander an, sondern weisen in Breitenrichtung gesehen einen Abstand a voneinander auf. Diese Ausgestaltung - nämlich der Abstand a der Rührspulen 7 voneinander ermöglicht es, dass die mindestens eine Strangführungsrolle 5 zusätzlich auch zwischen den beiden Enden in Zwischenlagern 12 gelagert ist. Vom Metallstrang 1 auf die mindestens eineThe stirring coil assembly 6 (and with it the stirring coils 7) is arranged in the region of at least one strand guide roller 5 (see FIG. 3). The at least one strand guide roller 5 is seen in the width direction at both ends mounted in repositories 10. From the metal strand 1 on the at least one strand guide roller 5 forces exerted are thus derived via the repository 10 into corresponding supports 11. Furthermore, the stirring coils 7 are arranged side by side in the width direction. However, they do not adjoin one another in the width direction, but have a distance a from one another in the width direction. This configuration - namely the distance a of the stirring coils 7 from each other makes it possible that the at least one strand guide roller 5 is additionally stored between the two ends in intermediate bearings 12. From the metal strand 1 on the at least one

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Strangführungsrolle 5 ausgeübte Kräfte werden somit nicht nur über die Endlager 10 in deren Abstützungen 11 abgeleitet, sondern zusätzlich auch über die Zwischenlager 12 in entsprechende Abstützungen 13. Dies gilt, obwohl im Betrieb der Rührspulenanordnung 6 die Rührspulen 7 in Breitenrichtung gesehen zwischen den Abstützungen 11, 13 angeordnet sind.Strand guide roller 5 exerted forces are thus derived not only on the repository 10 in their supports 11, but also via the intermediate bearing 12 in corresponding supports 13. This is true, although in operation of the Rührspulenanordnung 6, the stirring coils 7 seen in the width direction between the supports 11, 13 are arranged.

[0039] Die Anzahl an Zwischenlagern 12 kann nach Bedarf bestimmt sein. Bei einer Ausgestaltung mit drei Rührspulen 7 sind in der Regel zwei Zwischenlager 12 vorhanden. Es ist im Einzelfall jedoch auch möglich, dass nur ein einziges Zwischenlager 12 vorhanden ist. Bei - beispielsweise - vier Rührspulen 7 ist entweder ein einziges Zwischenlager 12 oder sind drei Zwischenlager 12 vorhanden.The number of temporary storage 12 may be determined as needed. In one embodiment with three stirring coils 7, two intermediate storage 12 are generally available. However, it is also possible in individual cases that only a single intermediate storage 12 is present. For example, four stirring coils 7 is either a single intermediate storage 12 or three intermediate storage 12 are present.

[0040] In der Regel weist die Rührspulenanordnung 6 einen Eisenkern 14 auf. Der Eisenkern 14 weist ein Joch 14' auf. Das Joch 14' erstreckt sich in Breitenrichtung gesehen über alle Rührspulen 7. Von dem Joch 14' aus erstrecken sich Ausläufer 14“ auf den Metallstrang 1 zu. Die Ausläufer 14“ tauchen in jeweils eine der Rührspulen 7 ein.As a rule, the stirring coil arrangement 6 has an iron core 14. The iron core 14 has a yoke 14 '. The yoke 14 'extends as seen in the width direction over all stirring coils 7. From the yoke 14', extensions 14 "extend toward the metal strand 1. The extensions 14 "dip into one of the stirring coils 7.

[0041] In der Regel ist die Rührspulenanordnung 6 an den Metallstrang 1 bzw. die dortigen Strangführungsrollen 5 anstellbar. Die Rührspulenanordnung 6 weist daher in der Regel eine Positioniereinrichtung 15 auf, mittels derer die Rührspulen 7 zwischen die Abstützungen 11,13 einfahrbar und aus dem Bereich zwischen den Abstützungen 11,13 ausfahrbar sind. Die Positioniereinrichtung 15 kann beispielsweise als Wagen 16 ausgebildet sein, der über Räder auf einer entsprechenden Lauffläche 17 verfahrbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist es beispielsweise möglich, die Rührspulenanordnung 6 mittels einer Hydraulikzylindereinheit entlang einer Linearführung zu verfahren.In general, the Rührspulenanordnung 6 to the metal strand 1 and the local strand guide rollers 5 can be adjusted. The stirring coil arrangement 6 therefore generally has a positioning device 15, by means of which the stirring coils 7 can be moved in between the supports 11, 13 and out of the area between the supports 11, 13. The positioning device 15 may be formed, for example, as a carriage 16 which is movable over wheels on a corresponding running surface 17. Alternatively or additionally, it is for example possible to move the Rührspulenanordnung 6 by means of a hydraulic cylinder unit along a linear guide.

[0042] Die Strangführungsrollen 5 außerhalb des Bereichs der Rührspulenanordnung 6 weisen einen Durchmesser D1 auf, der in der Regel im Bereich zwischen 120 und 200 mm liegt, beispielsweise bei ca. 140 mm bis 160 mm. Die Strangführungsrollen 5 in dem Bereich der Rührspulenanordnung 6 können einen Durchmesser D2 aufweisen, der - zumindest in etwa, beispielsweise auf ± 10 % genau - gleich dem Durchmesser D1 der Strangführungsrollen 5 ist, die außerhalb dieses Bereichs angeordnet sind.The strand guide rollers 5 outside the range of Rührspulenanordnung 6 have a diameter D1, which is usually in the range between 120 and 200 mm, for example, at about 140 mm to 160 mm. The strand guide rollers 5 in the area of the stirring coil arrangement 6 can have a diameter D2 which is at least approximately, for example ± 10%, equal to the diameter D1 of the strand guide rollers 5, which are arranged outside this area.

[0043] Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. So können durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rührspulenanordnung 6 insbesondere die magnetischen Streufeldverluste reduziert werden. Weiterhin kann die elektrische Anschlussleistung der Rührspulenanordnung 6 gegenüber einer Rührspulenanordnung des Standes der Technik auf etwa die Hälfte reduziert werden. Durch die Reduzierung des Durchmessers D2 der Strangführungsrollen 5 im Bereich der Rührspulenanordnung auf das übliche Maß kann die Gefahr von Innenrissen im Metallstrang 1 deutlich verringert werden. Auch Bulgingeffekte sind reduziert. Störungen von anderen elektrischen und insbesondere elektronischen Bauteilen (beispielsweise Sensoren) durch die elektromagnetischen Streufelder werden gemindert. Der für die Strangführungsrollen 5 im Bereich der Rührspulenanordnung 6 erforderliche Stahl kann der übliche austenitische, rostfreie Stahl sein, der auch sonst für Strangführungsrollen 5 verwendet wird. Die Verwendung eines Spezialstahls ist nicht erforderlich. Im Ergebnis können somit die Vorteile einer Ausgestaltung mit Rührrollen mit den Vorteilen des Box-Type-Rührers umgesetzt werden.The present invention has many advantages. Thus, in particular the magnetic stray field losses can be reduced by the inventive design of the stirring coil 6. Furthermore, the electrical connection capacity of the stirring coil arrangement 6 can be reduced by about half compared to a stirring coil arrangement of the prior art. By reducing the diameter D2 of the strand guide rollers 5 in the field of Rührspulenanordnung to the usual degree, the risk of internal cracks in the metal strand 1 can be significantly reduced. Bulking effects are also reduced. Disturbances of other electrical and in particular electronic components (for example sensors) by the electromagnetic stray fields are reduced. The steel required for the strand guide rollers 5 in the area of the stirring coil arrangement 6 may be the usual austenitic stainless steel, which is otherwise also used for strand guide rollers 5. The use of a special steel is not required. As a result, thus, the advantages of a configuration with stirring rollers can be implemented with the advantages of the box-type stirrer.

[0044] Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

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AT519 029 B1 2019-10-15 österreichischesAT519 029 B1 2019-10-15 Austrian

PatentamtPatent Office

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1 Metallstrang metal strand T T Strangschale strand shell 1“ 1" flüssiger Kern liquid core 2 2 flüssiges Metall liquid metal 3 3 Stranggießkokille continuous casting 4 4 Strangführung strand guide 5 5 Strangführungsrollen Strand guide rolls 6 6 Rührspulenanordnung Rührspulenanordnung 7 7 Rührspulen stirring coils 8 8th Wicklungen windings 9 9 Wickelachsen winding axes 10 10 Endlager repository 11 11 Abstützungen supports 12 12 Zwischenlager interim storage 13 13 Abstützungen supports 14 14 Eisenkern iron core 14' 14 ' Joch yoke 14“ 14 " Ausläufer offshoot 15 15 Positioniereinrichtung positioning 16 16 Wagen dare 17 17 Lauffläche tread a a Abstand distance b b Breite width d d Dicke thickness D1, D2 D1, D2 Durchmesser diameter L1, L2, L3 L1, L2, L3 Phasen phases N N Nullleiter neutral X X Gießrichtung casting

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Claims (4)

1. Rührspulenanordnung in einer Stranggießanlage, mittels derer in einer Gießrichtung (x) ein1. Rührspulenanordnung in a continuous casting plant, by means of which in a casting direction (x) a Metallstrang (1) gegossen wird, wobei der Metallstrang (1) orthogonal zur Gießrichtung (x) gesehen sich in einer Breitenrichtung über eine Breite (b) und in einer Dickenrichtung über eine Dicke (d) erstreckt,Metal strand (1) is cast, wherein the metal strand (1) orthogonal to the casting direction (x) extends in a width direction over a width (b) and in a thickness direction over a thickness (d), - wobei die Rührspulenanordnung mehrere Rührspulen (7) aufweist,wherein the stirring coil arrangement has a plurality of stirring coils (7), - wobei die Rührspulen (7) jeweils eine um eine jeweilige Wickelachse (9) umlaufende Wicklung (8) aufweisen, die im Betrieb der Rührspulenanordnung (6) mit einem jeweiligen Wechselstrom beaufschlagt wird,- Wherein the stirring coils (7) each have a winding about a respective winding axis (9) winding (8) which is acted upon in operation of the Rührspulenanordnung (6) with a respective alternating current, - wobei die Rührspulen (7) in Breitenrichtung gesehen nebeneinander angeordnet sind und in Breitenrichtung gesehen einen Abstand (a) voneinander aufweisen.- Wherein the stirring coils (7) are arranged side by side in the width direction and seen in the width direction at a distance (a) from each other. dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelachsen (9) der Rührspulen (7) orthogonal zur Breitenrichtung orientiert sind, wobei die Rührspulenanordnung im Bereich mindestens einer Strangführungsrolle (5) angeordnet ist, dass die mindestens eine Strangführungsrolle (5) in Breitenrichtung gesehen an ihren beiden Enden und zusätzlich zwischen den beiden Enden an mehreren Stellen über Abstützungen (11, 13) gelagert ist und dass im Betrieb der Rührspulenanordnung die Rührspulen (7) in Breitenrichtung gesehen zwischen den Abstützungen (11, 13) angeordnet sind.characterized in that the winding axes (9) of the stirring coils (7) are oriented orthogonal to the width direction, wherein the Rührspulenanordnung in the region of at least one strand guide roller (5) is arranged, that the at least one strand guide roller (5) seen in the width direction at both ends and is additionally mounted between the two ends at several points via supports (11, 13) and that during operation of the Rührspulenanordnung the stirring coils (7) seen in the width direction between the supports (11, 13) are arranged. 2. Rührspulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührspulenanordnung einen Eisenkern (14) aufweist, dass der Eisenkern (14) ein Joch (14') aufweist, dass das Joch (14') sich in Breitenrichtung gesehen über alle Rührspulen (7) erstreckt, dass sich von dem Joch (14') aus Ausläufer (14“) auf den Metallstrang (1) zu erstrecken und dass die Ausläufer (14“) in jeweils eine der Rührspulen (7) eintauchen.2. Rührspulenanordnung according to claim 1, characterized in that the Rührspulenanordnung an iron core (14), that the iron core (14) has a yoke (14 '), that the yoke (14') seen in the width direction over all stirring coils (7 ) extends from the yoke (14 ') of extensions (14 ") on the metal strand (1) to extend and that the extensions (14") in each case one of the stirring coils (7) dive. 3. Rührspulenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührspulenanordnung eine Positioniereinrichtung (15) aufweist, mittels derer die Rührspulen (7) zwischen die Abstützungen (11, 13) einfahrbar und aus dem Bereich zwischen den Abstützungen (11, 13) ausfahrbar sind.3. Rührspulenanordnung according to claim 2, characterized in that the Rührspulenanordnung has a positioning device (15) by means of which the stirring coils (7) between the supports (11, 13) retractable and from the area between the supports (11, 13) are extendable , 4. Stranggießanlage, mittels derer in einer Gießrichtung (x) ein Metallstrang (1) gegossen wird, wobei der Metallstrang (1) orthogonal zur Gießrichtung (x) gesehen sich in einer Breitenrichtung über eine Breite (b) und in einer Dickenrichtung über eine Dicke (d) erstreckt,4. Continuous casting plant, by means of which in a casting direction (x) a metal strand (1) is poured, wherein the metal strand (1) orthogonal to the casting direction (x) seen in a width direction over a width (b) and in a thickness direction over a thickness (d) extends, - wobei die Stranggießanlage eine Strangführung (4) mit einer Vielzahl von Strangführungsrollen (5) aufweist,- wherein the continuous casting plant has a strand guide (4) with a plurality of strand guide rolls (5), - wobei die Strangführungsrollen (5) parallel zur Breitenrichtung verlaufende Drehachsen aufweisen und an den Metallstrang (1) angestellt sind,- Wherein the strand guide rollers (5) parallel to the width direction extending axes of rotation and are employed on the metal strand (1), - wobei die Stranggießanlage eine Rührspulenanordnung (6) nach einem der obigen Ansprüche aufweist,- wherein the continuous casting plant comprises a stirring coil arrangement (6) according to one of the above claims, - wobei die Strangführungsrollen (5) im Bereich der Rührspulenanordnung (6) zumindest in etwa den gleichen Durchmesser (D2) aufweisen wie die Strangführungsrollen (5) außerhalb dieses Bereichs.- Wherein the strand guide rollers (5) in the field of Rührspulenanordnung (6) at least approximately the same diameter (D2) as the strand guide rollers (5) outside this range. Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this 3 sheets of drawings