DE102019105628B3 - Arrangement for the contactless determination of the speed distribution of a melting volume in a continuous casting mold - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur berührungslosen Bestimmung einer Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens in einer Stranggusskokille. Die erfindungsgemäße Anordnung soll eine Messung mit verbesserten Signal-Rausch-Verhältnis ermöglichen und in bestehende Bauteile integriert werden. Die Anordnung weist mindestens eine ein primäres Magnetfeld erzeugende Spule, deren primäres Magnetfeld das Schmelzvolumen durchdringt, und eine Mehrzahl von Magnetfeldsensoren zur Messung des durch die Wechselwirkung der Schmelzbewegung mit dem erzeugten primären Magnetfeld induzierten Magnetfeldes auf. Die Stranggusskokille weist mindestens ein Kokillenelement auf, welches in mindestens einem Bereich mit einem Anschlusselement verbunden ist. Spule und Magnetfeldsensoren sind derart innerhalb des Anschlusselements angeordnet, dass die Magnetfeldsensoren innerhalb des von der Spule umschlossenen Volumens des Anschlusselements angeordnet sind.The invention relates to an arrangement for the contactless determination of a speed distribution of a melting volume in a continuous casting mold. The arrangement according to the invention is intended to enable measurement with an improved signal-to-noise ratio and to be integrated into existing components. The arrangement has at least one coil generating a primary magnetic field, the primary magnetic field of which penetrates the melting volume, and a plurality of magnetic field sensors for measuring the magnetic field induced by the interaction of the melting movement with the generated primary magnetic field. The continuous casting mold has at least one mold element which is connected to a connection element in at least one area. The coil and magnetic field sensors are arranged within the connection element such that the magnetic field sensors are arranged within the volume of the connection element enclosed by the coil.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens in einer Stranggusskokille.The invention relates to an arrangement for the contactless determination of the speed distribution of a melting volume in a continuous casting mold.

Beim Stranggießen hat die Strömung der Schmelze innerhalb der Stranggusskokille entscheidenden Einfluss auf die Qualität des gegossenen Strangs. Die Strömung der Schmelze innerhalb der Kokille soll beispielsweise das Aufsteigen von Fremdstoffen und Verunreinigungen zur freien Oberfläche der Schmelze ermöglichen. Dies wird durch eine Strömung mit einer sogenannten Doppelrollen- oder Doppelwirbelstruktur erzielt. Für die Regelung eines Stranggießprozesses ist daher die Kenntnis der vorliegenden Strömung von enormer Bedeutung, um gezielt die Strömung hinsichtlich einer Qualitätssteigerung im Gussprodukt zu beeinflussen.In continuous casting, the flow of the melt within the continuous casting mold has a decisive influence on the quality of the cast strand. The flow of the melt within the mold should, for example, allow foreign substances and contaminants to rise to the free surface of the melt. This is achieved by a flow with a so-called double roller or double vortex structure. For the control of a continuous casting process, the knowledge of the current is of enormous importance in order to influence the flow in a targeted manner with regard to an increase in quality in the cast product.

Bekannte Methoden zur Strömungsmessung in Schmelzen lassen sich in direkte und indirekte Methoden einteilen. Direkte Methoden sind beispielsweise die Nagelbrettmethode [Thomas2001], die Kraftmessung mit der Stabmethode [Gardin1996], Karman-Wirbel-Methode [Iguchi1999] oder die Schmelzkugel-Methode [Mikrovas1993]. Diese Methoden sind invasiv, d.h. das Nagelbrett, der Stab, die Schmelzkugeln oder die Karman-Wirbel-Sonde werden in die Schmelze eingetaucht und ermöglichen z.T. nur einmalige Messungen. Weiterhin erlauben diese Messungen zumeist nur Aussagen über lokal vorliegende Strömungen, die nur schlecht exakte Rückschlüsse auf die interessierende Gesamtströmung der Schmelze zulassen. Weitere Nachteile der Methoden sind die z.T. schlechte zeitliche Auflösung.Known methods for flow measurement in melts can be divided into direct and indirect methods. Direct methods are, for example, the nail board method [Thomas2001], the force measurement with the rod method [Gardin1996], the Karman vortex method [Iguchi1999] or the melting ball method [Mikrovas1993]. These methods are invasive, i.e. the nail board, the rod, the melting balls or the Karman vortex probe are immersed in the melt and sometimes allow only one-time measurements. Furthermore, these measurements mostly only allow statements to be made about locally existing flows, which only allow poorly accurate conclusions to be drawn about the overall flow of interest of the melt. Other disadvantages of the methods are the partially poor temporal resolution.

Indirekte Methoden basieren beispielsweise auf der Temperaturmessung mittels Faser-Bragg-Sensoren. Diese in die Kokillenwand eingelassenen Sensoren ermöglichen eine berührungslose Messung der Temperatur mit guter zeitlicher Auflösung und die Messung an einer großen Zahl von Messstellen [Seden2016]. Aus der gemessenen Temperaturverteilung können Rückschlüsse auf gewisse Komponenten der Kokillenströmung gezogen werden. Nachteilig ist, dass die Messung durch die notwendige thermische Diffusion in der Kokillenwand zeitverzögert erfolgt und ein direkter Eingriff in die Kokillenwand nötig ist.Indirect methods are based, for example, on temperature measurement using fiber Bragg sensors. These sensors embedded in the mold wall enable a non-contact measurement of the temperature with good temporal resolution and the measurement at a large number of measuring points [Seden2016]. Conclusions about certain components of the mold flow can be drawn from the measured temperature distribution. It is disadvantageous that the measurement is delayed due to the necessary thermal diffusion in the mold wall and a direct intervention in the mold wall is necessary.

In WO 00 51 763 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Strömungsstruktur einer Stahlschmelze in einer Kokille und eine Einrichtung zur Temperaturmessung in einer Kupferkokillenplatte offenbart. Dabei wird an mehreren Stellen die Temperatur der Kupferplatte an der Breitseite der Kokille gemessen. Nachteilig ist, dass das Temperatursignal mit relativ großer Trägheit einer Geschwindigkeitsänderung der Schmelze folgt und einen direkten Eingriff in die Kupferplatte der Kokille erfordert.In WO 00 51 763 A1 discloses a method for determining the flow structure of a molten steel in a mold and a device for temperature measurement in a copper mold plate. The temperature of the copper plate on the broad side of the mold is measured at several points. It is disadvantageous that the temperature signal follows a change in speed of the melt with a relatively high inertia and requires a direct intervention in the copper plate of the mold.

Weiterhin bekannte berührungslose Messmethoden beruhen auf der Anwendung elektromagnetischer Messsysteme. DE 43 16 344 A1 offenbart eine Strömungsmesseinrichtung zur berührungslosen Erfassung der Geschwindigkeiten elektrisch leitfähiger flüssiger Medien. Dabei wird die Wechselwirkung zwischen einem magnetischen Primärfeld und inhomogenen oder instationären Strömungsanteilen genutzt. Das Primärfeld wird durch Spulen oder Permanentmagnete erzeugt. Die Wechselwirkung wird von mindestens zwei magnetfeldmessenden Komponenten erfasst und daraus die Strömungsgeschwindigkeit und/oder -richtung ermittelt.Known non-contact measurement methods are based on the use of electromagnetic measurement systems. DE 43 16 344 A1 discloses a flow measuring device for contactless detection of the speeds of electrically conductive liquid media. The interaction between a magnetic primary field and inhomogeneous or unsteady flow components is used. The primary field is generated by coils or permanent magnets. The interaction is detected by at least two magnetic field measuring components and the flow velocity and / or direction is determined therefrom.

US 5 426 983 A offenbart einen Durchflussmesser und eine Anordnung zur Durchflussmessung für die kontaktlose Messung der Geschwindigkeit eines elektrisch leitfähigen Fluids. Dabei wird die Wechselwirkung zwischen einem magnetischen Feld und inhomogenen oder nichtstationären Strömungsmustern genutzt. Die Anordnung zur Durchflussmessung umfasst einen Strömungsweg, eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds innerhalb des Strömungswegs, wobei sich das Magnetfeld im Wesentlichen senkrecht zum Strömungsweg erstreckt und mindestens einen Gradienten entlang des Strömungswegs aufweist, und mindestens zwei Einrichtungen zum Messen des Magnetfelds, die voneinander beabstandet stromabwärts des Strömungswegs angeordnet sind und das Gradientenfeld senkrecht zum Strömungsweg messen. Die Geschwindigkeit des elektrisch leitfähigen Fluids wird dabei direkt aus dem Zeitversatz zwischen aufeinanderfolgenden, charakteristischen Signalen und dem Abstand der Messeinrichtungen errechnet. Nachteilig ist, dass für aussagekräftige Messungen eine Vielzahl von Messeinrichtungen benötigt wird. US 5,426,983 A. discloses a flow meter and an arrangement for flow measurement for the contactless measurement of the speed of an electrically conductive fluid. The interaction between a magnetic field and inhomogeneous or non-stationary flow patterns is used. The arrangement for flow measurement comprises a flow path, a device for generating a magnetic field within the flow path, the magnetic field extending substantially perpendicular to the flow path and having at least one gradient along the flow path, and at least two devices for measuring the magnetic field, which are spaced apart downstream of the flow path are arranged and measure the gradient field perpendicular to the flow path. The speed of the electrically conductive fluid is calculated directly from the time offset between successive, characteristic signals and the distance between the measuring devices. The disadvantage is that a large number of measuring devices is required for meaningful measurements.

Eine weitere kontaktlose Messmethode ist die Lorentz-Kraft-Messung [Thess2007, Heinicke2012]. Dabei wird ein Permanentmagnet in der Nähe der Schmelze angebracht und die gegenseitige Wechselwirkung zwischen Schmelze und Magnet genutzt Die Schmelze wird durch die Wirkung des Magnetfelds abgebremst, der Magnet hingegen wird von der Schmelze „mitgezogen“. Diese auf den Magneten wirkende Kraft ist proportional zur Strömungsgeschwindigkeit. Nachteilig ist dabei, dass nur Strömungen in der Nähe der freien Oberfläche der Schmelze detektiert werden können, Strömungen tiefer im Schmelzvolumen oder in der Nähe der Wand können nicht detektiert werden.Another contactless measurement method is the Lorentz force measurement [Thess2007, Heinicke2012]. A permanent magnet is attached near the melt and the mutual interaction between the melt and the magnet is used. The melt is slowed down by the effect of the magnetic field, but the magnet is "pulled" by the melt. This force acting on the magnet is proportional to the flow velocity. The disadvantage here is that only flows near the free surface of the melt can be detected; flows deeper in the melt volume or near the wall cannot be detected.

WO 00 58 695 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung von mindestens einem Parameter einer Metallschicht, wie der Geschwindigkeit einer Metallschicht in Bewegung, wobei das Metall in fester oder flüssiger Form vorliegen kann. Das Verfahren beruht auf der Messung von Kräften, die durch strömungsinduzierte Wirbelströme unter dem Einfluss eines extern angelegten Magnetfeldes entstehen. Nachteilig ist, dass zwar lokale Strömungsgeschwindigkeiten in unmittelbarer Nachbarschaft des Sensors bestimmt werden, aber kein Gesamtbild der Strömung bestimmt werden kann. WO 00 58 695 A1 discloses a method and apparatus for measuring at least one parameter of a metal layer, such as the speed of a metal layer in motion, the Metal can be in solid or liquid form. The method is based on the measurement of forces that arise from flow-induced eddy currents under the influence of an externally applied magnetic field. The disadvantage is that although local flow velocities in the immediate vicinity of the sensor are determined, an overall picture of the flow cannot be determined.

EP 1 192 019 B1 offenbart ein Verfahren zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit und eine Anordnung zum Regulieren der kontinuierlichen Gießgeschwindigkeit eines geschmolzenen Metalls in einer Kokille, die mit einer elektromagnetischen Gleitfeldbremse ausgestattet ist. Dabei wird die Spannung bzw. der Strom gemessen, mit der die Gleitfeldbremse versorgt wird und Rückschlüsse auf die Strömungsgeschwindigkeit der Metallschmelze gezogen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass die Anwendung auf Stranggussverfahren beschränkt ist, die mit einer Gleitfeldbremse arbeiten. Weiterhin nachteilig ist die sehr schlechte räumliche Auflösung des Verfahrens, da die Strömungsgeschwindigkeit aus nur einer Messgröße ermittelt wird. EP 1 192 019 B1 discloses a method of measuring flow rate and an arrangement for regulating the continuous pouring rate of a molten metal in a mold equipped with an electromagnetic sliding field brake. The voltage or current with which the sliding field brake is supplied is measured and conclusions are drawn about the flow rate of the molten metal. A disadvantage of this method is that the application is limited to continuous casting methods that work with a sliding field brake. Another disadvantage is the very poor spatial resolution of the method, since the flow velocity is determined from only one measurement variable.

Ein weiteres bekanntes Verfahren ist die Contactless Inductive Flow Tomography (CIFT). DE 100 26 052 B4 offenbart ein Verfahren und eine Anordnung zur kontaktlosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung in nicht-kugelförmigen elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten. Die Anordnung besteht aus mindestens zwei magnetfelderzeugenden Spulenpaaren zur zeitlich abwechselnden Erzeugung zweier sich in ihrer räumlichen Struktur unterscheidenden, das Flüssigkeitsvolumen durchdringenden primären Magnetfelder, einer Mess- und Steuereinheit zur Messung und zeitlichen Steuerung des Spulenstromes im Spulenpaar, einer Mehrzahl von außerhalb der Flüssigkeit angeordneten Magnetfeldsensoren zur Messung des durch die Wechselwirkung der Flüssigkeitsbewegung mit den erzeugten Primärfeldern induzierten Magnetfeldes, einem nachgeordneten Signalprozessor zur Aufnahme der Messwerte der Magnetfeldsensoren und einem Ausgabegerät. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, dass eine Verkippung der Ausrichtung der Magnetfeldsensoren bezüglich des magnetfelderzeugenden Spulenpaars zu einem die Messung beeinträchtigenden Störsignal führt. Des Weiteren werden stets mindestens zwei Spulenpaare zur Erzeugung eines Magnetfeldes benötigt.Another known method is contactless inductive flow tomography (CIFT). DE 100 26 052 B4 discloses a method and an arrangement for the contactless determination of the speed distribution in non-spherical electrically conductive liquids. The arrangement consists of at least two magnetic field-generating coil pairs for the temporally alternating generation of two primary magnetic fields that differ in their spatial structure, penetrating the liquid volume, a measuring and control unit for measuring and timing the coil current in the coil pair, and a plurality of magnetic field sensors arranged outside the liquid for Measurement of the magnetic field induced by the interaction of the liquid movement with the primary fields generated, a downstream signal processor for recording the measured values of the magnetic field sensors and an output device. A disadvantage of this arrangement is that tilting the orientation of the magnetic field sensors with respect to the magnetic field-generating coil pair leads to an interference signal which interferes with the measurement. Furthermore, at least two pairs of coils are always required to generate a magnetic field.

DE 10 2008 055 034 A1 offenbart ein Verfahren und eine Anordnung zur kontaktlosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines flüssigen Metalls in einer Brammen-Stranggießkokille. Die Anordnung besteht aus einem ein primäres Magnetfeld erzeugendes Spulensystem, einer Mess- und Steuereinheit zur Messung und Steuerung des Spulenstroms im Spulensystem, einer Mehrzahl von außerhalb der Schmelze angeordneten Magnetfeldsensoren zur Messung des durch die Wechselwirkung der Flüssigkeitsbewegung mit dem erzeugten Primärfeld induzierten Magnetfeldes, einem nachgeordneten Signalprozessor zur Aufnahme der Messwerte der Magnetfeldsensoren, einer nachgeschalteten Auswerte- und Speichereinheit und einem Ausgabegerät. Die Spule umschließt dabei die Kokille und die Magnetfeldsensoren sind an den Schmalseiten der Kokille angeordnet. Die Messrichtung der Magnetfeldsensoren ist im rechten Winkel zum Magnetfeld der Erregerspule ausgerichtet Nachteilig bei dieser Anordnung ist, dass die Ausrichtung von Sensor und Spule zueinander im Fall einer Verkippung zu einem maximalen Störsignal im Sensor führt. Weiterhin nachtteilig führt ein Verschieben der Schmalseiten der Kokille im Falle von Anpassungen der Kokillengeometrie zu einer Änderung der Position der Sensoren im Feld der Erregerspule. Ebenfalls nachteilig ist, dass eine derartige Anordnung ausreichend Platz um die Kokille herum erfordert. DE 10 2008 055 034 A1 discloses a method and an arrangement for the contactless determination of the speed distribution of a liquid metal in a slab casting mold. The arrangement consists of a coil system generating a primary magnetic field, a measuring and control unit for measuring and controlling the coil current in the coil system, a plurality of magnetic field sensors arranged outside the melt for measuring the magnetic field induced by the interaction of the liquid movement with the generated primary field, a downstream one Signal processor for recording the measured values of the magnetic field sensors, a downstream evaluation and storage unit and an output device. The coil encloses the mold and the magnetic field sensors are arranged on the narrow sides of the mold. The measuring direction of the magnetic field sensors is oriented at right angles to the magnetic field of the excitation coil. A disadvantage of this arrangement is that the orientation of the sensor and the coil in relation to one another leads to a maximum interference signal in the sensor in the event of a tilt. Moving the narrow sides of the mold also leads to a change in the position of the sensors in the field of the excitation coil in the event of adjustments to the mold geometry. Another disadvantage is that such an arrangement requires sufficient space around the mold.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung einer Metallschmelze in einer Stranggusskokille anzugeben, die eine Messung mit verbessertem Signal-Rausch-Verhältnis ermöglicht und die Nachteile bisheriger Lösungen im Falle einer Verkippung zwischen Sensor und Spule überwindet und einfach in bestehende Bauteile integriert werden kann ohne zusätzlich erforderlichen Platzbedarf um die Kokille herum. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Anschlusselement anzugeben, in welches Spule und Sensor integrierbar sind und damit die Messung der Geschwindigkeitsverteilung mit verbessertem Signal-Rausch-Verhältnis zu ermöglichen.The object of the invention is to provide an arrangement for the contactless determination of the speed distribution of a molten metal in a continuous casting mold, which enables measurement with an improved signal-to-noise ratio and overcomes the disadvantages of previous solutions in the event of tilting between the sensor and the coil and simply in existing components can be integrated around the mold without requiring additional space. Furthermore, it is an object of the invention to provide a connection element in which the coil and sensor can be integrated and thus to enable the measurement of the speed distribution with an improved signal-to-noise ratio.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens in einer Stranggusskokille mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.The object is achieved by an arrangement for the contactless determination of the speed distribution of a melting volume in a continuous casting mold with the features of claim 1. Preferred developments of the invention are the subject of dependent claims.

Erfindungsgemäß weist die Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens in einer Stranggusskokille mindestens eine ein primäres Magnetfeld erzeugende Spule, wobei das primäre Magnetfeld das Schmelzvolumen durchdringt, und eine Mehrzahl von Magnetfeldsensoren zur Messung des durch die Wechselwirkung der Schmelzbewegung mit dem erzeugten primären Magnetfeld induzierten Magnetfeldes auf. Die Stranggusskokille weist mindestens ein Kokillenelement auf, welches in mindestens einem Bereich mit einem Anschlusselement verbunden ist. Innerhalb des Anschlusselements sind die Mehrzahl von Magnetfeldsensoren und die mindestens eine Spule derart angeordnet, dass die Mehrzahl von Magnetfeldsensoren innerhalb des von der mindestens einen Spule umschlossenen Volumens des Anschlusselements angeordnet sind.According to the invention, the arrangement for contactless determination of the speed distribution of a melting volume in a continuous casting mold has at least one coil generating a primary magnetic field, the primary magnetic field penetrating the melting volume, and a plurality of magnetic field sensors for measuring the magnetic field induced by the interaction of the melting movement with the generated primary magnetic field on. The continuous casting mold has at least one mold element which is connected to a connection element in at least one region. The plurality of magnetic field sensors and the at least one coil are arranged within the connection element in such a way that the plurality of magnetic field sensors are located within the at least one coil-enclosed volume of the connection element are arranged.

Vorteilhaft ermöglicht eine derartige Anordnung, dass die Ausrichtung der Mehrzahl der Magnetfeldsensoren bezüglich der mindestens einen ein primäres Magnetfeld erzeugenden Spule mechanisch fixiert ist. Eine Verkippung der Ausrichtung der Magnetfeldsensoren zur mindestens einer Spule kann somit nicht erfolgen und kein Störsignal im Sensor verursachen. Such an arrangement advantageously enables the alignment of the plurality of magnetic field sensors with respect to the at least one coil generating a primary magnetic field to be mechanically fixed. A tilt of the orientation of the magnetic field sensors to the at least one coil cannot take place and cause no interference signal in the sensor.

Weiterhin vorteilhaft ermöglicht eine derartige Anordnung, dass die mindestens eine Spule und die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren in der Nähe des Schmelzvolumens angeordnet sind, in dem die Geschwindigkeitsverteilung bestimmt werden soll.Such an arrangement further advantageously enables the at least one coil and the plurality of magnetic field sensors to be arranged in the vicinity of the melting volume in which the speed distribution is to be determined.

Weiterhin vorteilhaft benötigt eine derartige Anordnung zur Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens keinen zusätzlichen Platz um die Kokille herum.Advantageously, such an arrangement for determining the velocity distribution of a melting volume does not require any additional space around the mold.

Dem Fachmann sind Verfahren bekannt, um aus der Messung des induzierten Magnetfelds die Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze zu berechnen, beispielsweise aus [Stefani2004], DE 100 26 052 B4 oder DE 10 2008 055 034 A1 .Methods are known to the person skilled in the art to calculate the flow velocity of the melt from the measurement of the induced magnetic field, for example from [Stefani2004], DE 100 26 052 B4 or DE 10 2008 055 034 A1 .

Stranggusskokillen sind in Abhängigkeit der Geometrie des zu gießenden Strangs als einteilige oder zusammengesetzte Kokillen ausgebildet. Zusammengesetzte Kokillen werden aus mehreren Kokillenelementen zusammengesetzt. Eine Brammen-Stranggusskokille beispielsweise bildet den rechteckigen Querschnitt der zu gießenden Bramme ab. Die Brammen-Stranggusskokille kann als einteilige Kokille mit rechteckigem Querschnitt oder als zusammengesetzte Kokille aus vier Kokillenelementen gebildet werden.Continuous casting molds are designed as one-piece or composite molds, depending on the geometry of the strand to be cast. Compound molds are composed of several mold elements. A continuous slab casting mold, for example, shows the rectangular cross section of the slab to be cast. The continuous slab casting mold can be formed as a one-piece mold with a rectangular cross-section or as a composite mold made from four mold elements.

Je nach Geometrie des zu gießenden Strangs können de Kokillenelemente unterschiedliche Formen aufweisen. Für Vierkant-Querschnitte des Strangs, wie Brammen kommen bei zusammengesetzten Kokillen meist Kokillenelemente in Form von Kokillenplatten zum Einsatz. Für Querschnitte des Strangs, wie Knüppel oder Vorblock kommen meist einteilige Kokillen zum Einsatz.Depending on the geometry of the strand to be cast, the mold elements can have different shapes. For square cross-sections of the strand, such as slabs, mold elements in the form of mold plates are usually used in the case of assembled molds. One-piece molds are usually used for cross-sections of the strand, such as billets or blooms.

Für Profilstränge, wie beispielsweise Doppel-T-Profile kommen zusammengesetzte Kokillen oder einteilige Kokillen zum Einsatz, wobei die Form der einzelnen Kokillenelemente von der Plattenform abweichen kann. Dem Fachmann sind Möglichkeiten zur Ausbildung der Kokillenelemente für Profilstränge bekannt.Composite molds or one-piece molds are used for profile strands, such as double-T profiles, the shape of the individual mold elements being able to deviate from the plate shape. Possibilities for forming the mold elements for profile strands are known to those skilled in the art.

Für Rundstränge kommen einteilige Kokillen mit kreisförmigem Querschnitt oder in seltenen Fällen zusammengesetzte Kokillen, die aus mehreren Kokillenelementen in Form von Kreissegmenten zusammengesetzt sind, zum Einsatz.For round strands, one-piece molds with a circular cross-section or, in rare cases, composite molds made up of several mold elements in the form of circular segments are used.

„In mindestens einem Bereich verbunden“ im Sinne der Erfindung meint, dass das Kokillenelement und das Anschlusselement in mindestens einem Bereich miteinander verbunden sind, d.h. bspw. über Verbindungselemente in Kontakt miteinander stehen. Kokillenelement und Anschlusselement können aber auch vollflächig miteinander verbunden sein, d.h. über eine Fläche miteinander in Kontakt stehen. Die Verbindung erfolgt dabei form- und / oder kraftschlüssig, bspw. über Schraubverbindungen.“Connected in at least one area” in the sense of the invention means that the mold element and the connecting element are connected to one another in at least one area, i.e. are in contact with one another via connecting elements, for example. The mold element and connection element can also be connected to one another over the full area, i.e. are in contact with each other over a surface. The connection is positive and / or non-positive, for example via screw connections.

Kokillenelemente sind üblicherweise aus Kupfer- oder Kupferlegierungen gefertigt und weisen Öffnungen oder Kanäle zum Zuführen von Kühlflüssigkeiten auf.Mold elements are usually made of copper or copper alloys and have openings or channels for supplying cooling liquids.

Die mindestens eine das primäre Magnetfeld erzeugende Spule und die Mehrzahl von Magnetfeldsensoren sind derart innerhalb des Anschlusselements angeordnet, dass die Mehrzahl von Magnetfeldsensoren innerhalb des von der mindestens einen Spule umschlossenen Volumens des Anschlusselements angeordnet sind. Vorteilhaft ist das von der mindestens einen Spule innerhalb des Anschlusselements umschlossene Volumen möglichst groß, so dass das von der mindestens einen Spule erzeugte primäre Magnetfeld einen möglichst großen Bereich des Schmelzvolumens in der Stranggusskokille durchdringt. Das von der mindestens einen Spule umschlossene Volumen des Anschlusselements wird durch die Abmessungen der mindestens einen Spule, wie der Wicklungshöhe und durch die von der mindestens einen Spule aufgespannte Fläche definiert.The at least one coil generating the primary magnetic field and the plurality of magnetic field sensors are arranged within the connection element such that the plurality of magnetic field sensors are arranged within the volume of the connection element enclosed by the at least one coil. The volume enclosed by the at least one coil within the connection element is advantageously as large as possible, so that the primary magnetic field generated by the at least one coil penetrates as large a range of the melting volume in the continuous casting mold as possible. The volume of the connection element enclosed by the at least one coil is defined by the dimensions of the at least one coil, such as the winding height, and by the area spanned by the at least one coil.

Die Wicklungshöhe der mindestens einen Spule ist die Abmessung der mindestens einen Spule, die durch das Übereinanderlegen der einzelnen Wicklungen entsteht und entlang der Dicke des Anschlusselements ausgerichtet ist. Die Dicke des Anschlusselements verläuft senkrecht zur Hauptfließrichtung der Schmelze durch die Kokille von der Grenzfläche Anschlusselement und Kokillenelement zur Grenzfläche Anschlusselement und Umgebung. Vorteilhaft ist die Wicklungshöhe der mindestens einen Spule kleiner als die Dicke des Anschlusselements.The winding height of the at least one coil is the dimension of the at least one coil, which is created by superimposing the individual windings and is aligned along the thickness of the connection element. The thickness of the connection element runs perpendicular to the main flow direction of the melt through the mold from the interface between the connection element and the mold element to the interface between the connection element and the surroundings. The winding height of the at least one coil is advantageously smaller than the thickness of the connecting element.

Die von der mindestens einen Spule aufgespannte Fläche ist eine Fläche innerhalb des Anschlusselements, die parallel zur Hauptfließrichtung der Schmelze ausgerichtet ist. Die mindestens eine Spule bildet somit die Umrandung der durch die mindestens eine Spule aufgespannten Fläche. Die Hauptfließrichtung der Schmelze meint die Richtung der Schmelze, in der der zu gießende Strang abgezogen wird.The area spanned by the at least one coil is an area within the connection element that is aligned parallel to the main flow direction of the melt. The at least one coil thus forms the border of the area spanned by the at least one coil. The main flow direction of the melt means the direction of the melt in which the strand to be cast is drawn off.

Für ein möglichst großes von der mindestens einen Spule umschlossenes Volumen, sind die Abmessungen der mindestens einen Spule und die Abmessungen des Anschlusselements aufeinander abgestimmt. So ist es vorteilhaft, wenn die Breite der mindestens einen Spule vorteilhaft mindestens 80% der Breite des Anschlusselementes und die Länge der mindestens einen Spule vorteilhaft mindestens 80% der Höhe des Anschlusselementes beträgt. Die Breite und die Länge der mindestens einen Spule verlaufen senkrecht zueinander und bilden die aufgespannte Fläche der mindestens einen Spule. Die Länge der mindestens einen Spule und die Höhe des Anschlusselements verlaufen dabei in Richtung der Hauptfließrichtung der Schmelze. For the largest possible volume enclosed by the at least one coil, the dimensions of the at least one coil and the dimensions of the connection element are matched to one another. It is advantageous if the width of the at least one coil is advantageously at least 80% of the width of the connection element and the length of the at least one coil is advantageously at least 80% of the height of the connection element. The width and the length of the at least one coil run perpendicular to one another and form the spanned surface of the at least one coil. The length of the at least one coil and the height of the connection element run in the direction of the main flow direction of the melt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Anschlusselement ein Stützelement oder ein Wasserkasten.In a preferred embodiment, the connection element is a support element or a water tank.

Vorteilhaft kann die Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens in einer Stranggusskokille in bestehende Elemente, wie Stützelemente, zur mechanischen Stabilisierung der Kokillenelemente, oder in einen Wasserkasten, zum Zuführen von Kühlwasser, integriert werden, ohne zusätzlichen Raum um die Kokille herum zu benötigen.The arrangement for the contactless determination of the speed distribution of a melt volume in a continuous casting mold can be integrated into existing elements, such as support elements, for mechanical stabilization of the mold elements, or into a water tank, for supplying cooling water, without requiring additional space around the mold.

Ist das Anschlusselement ein Stützelement, so sind Stützelement und Kokillenelement meist vollflächig miteinander verbunden, so dass eine Fläche des Stützelements vollflächig in Kontakt mit einer Fläche des Kokillenelements steht. Das mit dem mindestens einem Kokillenelement verbundene Stützelement weist vorteilhaft Öffnungen oder Kanäle zum Zuführen von Kühlflüssigkeiten auf, so dass die Kühlflüssigkeit durch das Stützelement hindurch zum Kokillenelement geführt wird.If the connection element is a support element, the support element and the mold element are usually connected to one another over the full area, so that a surface of the support element is in full contact with a surface of the mold element. The support element connected to the at least one mold element advantageously has openings or channels for supplying cooling liquids, so that the cooling liquid is guided through the support element to the mold element.

Ist das Anschlusselement ein Wasserkasten, so sind Kokillenelement und Wasserkasten meist nur punktuell über Schraubverbindungen miteinander so verbunden, dass sich vorteilhaft ein Spalt zwischen Kokillenelement und Wasserkasten ausbildet, in dem das Kühlwasser an dem Kokillenelement vorbeigeführt wird.If the connection element is a water box, the mold element and water box are usually only connected to one another at certain points via screw connections in such a way that a gap is advantageously formed between the mold element and the water box, in which the cooling water is guided past the mold element.

„innerhalb des Anschlusselementes“ im Sinne der Erfindung meint, dass die mindestens eine Spule und die Mehrzahl von Magnetfeldsensoren in das Anschlusselement integriert sind.“Within the connection element” in the sense of the invention means that the at least one coil and the plurality of magnetic field sensors are integrated in the connection element.

Ist das Anschlusselement ein Stützelement, so sind die mindestens eine Spule und die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren vorteilhaft derart in das Stützelement integriert, dass diese von nicht-durchgängigen Aussparungen im Stützelement aufgenommen werden. Die nicht-durchgängigen Aussparungen gehen dabei von einer Seite des Stützelements aus, die mit dem Kokillenelement verbunden ist. So kann beispielsweise die mindestens eine das primäre Magnetfeld erzeugende Spule durch eine Aussparung in Form einer umlaufenden Vertiefung aufgenommen werden, wobei die Abmessungen der umlaufenden Vertiefung und die Abmessungen der mindestens einen Spule aufeinander abgestimmt sind. Die Mehrzahl von Magnetfeldsensoren kann beispielsweise von einer Mehrzahl von Aussparungen in Form von nicht-durchgängigen Bohrungen aufgenommen werden, wobei jede Bohrung einen Magnetfeldsensor aufnimmt und die Abmessungen der Bohrungen und die Abmessungen der Magnetfeldsensoren aufeinander abgestimmt sind. Die nicht-durchgängigen Bohrungen sind dabei bevorzugt innerhalb des von der umlaufenden Vertiefung umschlossenen Volumens des Stützelements angeordnet.If the connection element is a support element, the at least one coil and the plurality of magnetic field sensors are advantageously integrated into the support element such that they are received by non-continuous recesses in the support element. The non-continuous recesses start from one side of the support element which is connected to the mold element. For example, the at least one coil generating the primary magnetic field can be received through a cutout in the form of a circumferential depression, the dimensions of the circumferential depression and the dimensions of the at least one coil being matched to one another. The plurality of magnetic field sensors can be received, for example, by a plurality of cutouts in the form of non-continuous bores, each bore receiving a magnetic field sensor and the dimensions of the bores and the dimensions of the magnetic field sensors being matched to one another. The non-continuous bores are preferably arranged within the volume of the support element enclosed by the circumferential depression.

Ist das Anschlusselement ein Wasserkasten, so sind die mindestens eine Spule und die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren vorteilhaft derart in den Wasserkasten integriert, dass Spule und Magnetfeldsensoren an einer ersten Wandung des Wasserkastens angebracht oder in die erste Wandung des Wasserkastens integriert sind. Die erste Wandung des Wasserkastens ist die Wandung, die in mindestens einem Bereich mit dem Kokillenelement verbunden ist.If the connection element is a water box, the at least one coil and the plurality of magnetic field sensors are advantageously integrated into the water box in such a way that the coil and magnetic field sensors are attached to a first wall of the water box or are integrated into the first wall of the water box. The first wall of the water tank is the wall that is connected to the mold element in at least one area.

Sind die mindestens eine Spule und die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren in dieerste Wandung des Wasserkastens integriert, so ist es vorteilhaft, wenn die erste Wandung eine umlaufende Vertiefung zur Aufnahme der mindestens einen Spule und eine Mehrzahl von Aussparungen in Form nicht-durchgängiger Bohrungen zur Aufnahme der Mehrzahl der Magnetfeldsensoren aufweist. Die nicht-durchgängigen Bohrungen zur Aufnahme der Mehrzahl von Magnetfeldsensoren sind dabei innerhalb des von der umlaufenden Vertiefung zur Aufnahmeder mindestens einen Spule umschlossenen Volumens der ersten Wandung des Wasserkastens angeordnet.If the at least one coil and the plurality of magnetic field sensors are integrated in the first wall of the water box, it is advantageous if the first wall has a circumferential recess for receiving the at least one coil and a plurality of cutouts in the form of non-continuous bores for receiving the plurality the magnetic field sensors. The non-continuous bores for receiving the plurality of magnetic field sensors are arranged within the volume of the first wall of the water box enclosed by the circumferential recess for receiving the at least one coil.

Da der Wasserkasten von Wasser durchströmt ist, sind die mindestens eine Spule und die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren derart an der ersten Wandung des Wasserkastens angeordnet oder in diese integriert, dass sie nicht in Kontakt mit Wasser stehen. Dem Fachmann sind Möglichkeiten zum Abdichten gegen Wasser bekannt, bspw. gekapselte Aufbauten.Since water flows through the water tank, the at least one coil and the majority of the magnetic field sensors are arranged on the first wall of the water tank or integrated in such a way that they are not in contact with water. Possibilities for sealing against water are known to the person skilled in the art, for example encapsulated structures.

Sind die mindestens eine Spule und die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren an der ersten Wandung des Wasserkastens angeordnet, so erfolgt die Anordnung vorteilhaft so, dass die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren innerhalb des von der mindestens einen Spule umschlossenen Volumens angeordnet sind. Weiterhin sind die mindestens eine Spule und die Magnetfeldsensoren derart angeordnet, dass ihre Lage gegenüber dem im Wasserkasten strömenden Wasser fixiert ist. Die Fixierung erfolgt bspw. über abgedichtete Schraubverbindungen oder Bajonettverschlüsse.If the at least one coil and the plurality of magnetic field sensors are arranged on the first wall of the water tank, the arrangement is advantageously such that the plurality of magnetic field sensors are arranged within the volume enclosed by the at least one coil. Furthermore, the at least one coil and the magnetic field sensors are arranged such that their position is fixed with respect to the water flowing in the water tank. The fixation takes place, for example, via sealed screw connections or bayonet locks.

In einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt die mindestens eine Spule ein primäres Magnetfeld, welches senkrecht zur Hauptfließrichtung der Schmelze ausgerichtet ist.In a preferred embodiment, the at least one coil generates a primary magnetic field which is oriented perpendicular to the main flow direction of the melt.

Vorteilhaft kann dadurch die mindestens eine Spule in ein Anschlusselement integriert werden, welches in mindestens einem Bereich mit einem Kokillenelement verbunden ist, so dass kein zusätzlicher Raum um die Kokille herum benötigt wird. Dadurch wird die Anordnung zur Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung vereinfacht.As a result, the at least one coil can advantageously be integrated into a connection element which is connected to a mold element in at least one area, so that no additional space around the mold is required. This simplifies the arrangement for determining the speed distribution.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anordnung mindestens eine erste und eine zweite Spule zur Erzeugung des primären Magnetfeldes, wobei die erste und die zweite Spule in Reihe geschaltet sind.In a preferred embodiment, the arrangement comprises at least a first and a second coil for generating the primary magnetic field, the first and the second coil being connected in series.

Die erste und die zweite Spule weisen dabei die gleichen Abmessungen auf und spannen jeweils gleichgroße Flächen innerhalb des Anschlusselementes auf. In einer Ausführungsform beträgt die Länge der ersten und der zweiten Spule jeweils maximal 50 % der Höhe des Anschlusselementes und die Breite der ersten und der zweiten Spule beträgt jeweils mindestens 80% der Breite des Anschlusselements. Dadurch können vorteilhaft die erste und die zweite Spule übereinander entlang der Höhe des Anschlusselementes angeordnet werden.The first and the second coil have the same dimensions and each span the same size areas within the connection element. In one embodiment, the length of the first and the second coil is in each case a maximum of 50% of the height of the connection element and the width of the first and the second coil is in each case at least 80% of the width of the connection element. As a result, the first and the second coil can advantageously be arranged one above the other along the height of the connection element.

In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Länge der ersten und der zweiten Spule jeweils mindestens 80 % der Höhe des Anschlusselements und die Breite der ersten und der zweiten Spule beträgt jeweils maximal 50 % der Breite des Anschlusselements. Dadurch können vorteilhaft die erste und die zweite Spule nebeneinander entlang der Breite des Anschlusselementes angeordnet werden.In a further embodiment, the length of the first and the second coil is in each case at least 80% of the height of the connection element and the width of the first and the second coil is in each case a maximum of 50% of the width of the connection element. As a result, the first and the second coil can advantageously be arranged next to one another along the width of the connection element.

Vorteilhaft wird dadurch ein primäres Magnetfeld erzeugt, welches eine stärkste Komponente in Richtung der Hauptfließrichtung der Schmelze oder senkrecht zur Hauptfließrichtung der Schmelze entlang eines Kokillenelementes aufweist. Dadurch erzeugen derart angeordnete Spulen eine abweichende räumliche Struktur des primären Magnetfeldes. So können vorteilhaft zusätzliche Informationen über die Strömung in der Schmelze gewonnen werden, da ausschließlich die Wechselwirkung des primären Magnetfeldes mit den Strömungskomponenten, die senkrecht zum primären Magnetfeld ausgerichtet sind, einen Strom erzeugt.This advantageously produces a primary magnetic field which has a strongest component in the direction of the main flow direction of the melt or perpendicular to the main flow direction of the melt along a mold element. As a result, coils arranged in this way produce a different spatial structure of the primary magnetic field. In this way, additional information about the flow in the melt can advantageously be obtained, since only the interaction of the primary magnetic field with the flow components that are oriented perpendicular to the primary magnetic field generates a current.

Weiterhin vorteilhaft ermöglicht die Reihenschaltung der ersten und der zweiten Spule, dass in beiden Spulen exakt der gleiche Strom fließt, wodurch ein Drift des die Spulen durchfließenden Stromes die räumliche Struktur des Magnetfeldes nicht verändert.Furthermore, the series connection of the first and second coils advantageously enables exactly the same current to flow in both coils, as a result of which a drift of the current flowing through the coils does not change the spatial structure of the magnetic field.

Die Mehrzahl von Magnetfeldsensoren sind vorteilhaft derart ausgebildet, dass sie vor dem Hintergrund des von der mindestens einen Spule erzeugten Magnetfeldes ein um mehrere Größenordnungen kleineres induziertes Magnetfeld detektieren.The plurality of magnetic field sensors are advantageously designed such that, against the background of the magnetic field generated by the at least one coil, they detect an induced magnetic field that is several orders of magnitude smaller.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Mehrzahl von Magnetfeldsensoren Induktionsspulen.In a preferred embodiment, the plurality of magnetic field sensors are induction coils.

Vorteilhaft ermöglichen Induktionsspulen das Detektieren der Zeitableitung eines Magnetfeldes.Induction coils advantageously make it possible to detect the time derivative of a magnetic field.

Induktionsspulen können Einfachspulen oder gradiometrische Induktionsspulen sein, bevorzugt gradiometrische Induktionsspulen.Induction coils can be single coils or gradiometric induction coils, preferably gradiometric induction coils.

Gradiometrische Induktionsspulen sind Spulen, die aus zwei Einzelspulen bestehen, wobei die Einzelspulen die gleiche Wicklungsanzahl, aber gegensätzliche Wicklungsrichtungen aufweisen. Dem Fachmann sind unterschiedliche Ausführungen gradiometrischer Induktionsspulen bekannt.Gradiometric induction coils are coils that consist of two individual coils, the individual coils having the same number of windings but opposite winding directions. Different designs of gradiometric induction coils are known to the person skilled in the art.

Gradiometrische Induktionsspulen detektieren den Gradienten eines Magnetfeldes. Dadurch können gradiometrische Induktionsspulen das durch Wechselwirkung mit der Schmelzbewegung und dem von der mindestens einen Spule erzeugten primären Magnetfeld induzierte Magnetfeld vor dem Hintergrund des um Größenordnungen größeren primären Magnetfelds messen. Weiterhin vorteilhaft wird das primäre Magnetfeld möglichst stark unterdrückt und das induzierte Magnetfeld möglichst wenig gedämpft. Gradiometrische Induktionsspulen verringern somit das Amplitudenverhältnis zwischen dem primären und dem induzierten Magnetfeld.Gradiometric induction coils detect the gradient of a magnetic field. Gradiometric induction coils can thereby measure the magnetic field induced by interaction with the melting movement and the primary magnetic field generated by the at least one coil against the background of the primary magnetic field which is larger by orders of magnitude. Furthermore, the primary magnetic field is advantageously suppressed as much as possible and the induced magnetic field is damped as little as possible. Gradiometric induction coils thus reduce the amplitude ratio between the primary and the induced magnetic field.

Bevorzugt sind die gradiometrischen Induktionsspulen als vertikale gradiometrische Induktionsspulen erster Ordnung ausgebildet. Derartige gradiometrische Induktionsspulen ermöglichen die Messung des Gradienten des induzierten Magnetfelds.The gradiometric induction coils are preferably designed as vertical gradiometric induction coils of the first order. Gradiometric induction coils of this type enable the gradient of the induced magnetic field to be measured.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die magnetischen Mittelpunkte der gradiometrischen Induktionsspulen auf der magnetischen Mittelebene der mindestens einen das primäre Magnetfeld erzeugenden Spule innerhalb des Anschlusselementes angeordnet.In a further preferred embodiment, the magnetic center points of the gradiometric induction coils are arranged on the magnetic center plane of the at least one coil generating the primary magnetic field within the connection element.

Der magnetische Mittelpunkt einer vertikalen gradiometrischen Induktionsspule erster Ordnung beispielsweise liegt auf der Mittelachse der gradiometrischen Induktionsspule, um die herum die Wicklungen der beiden Einzelspulen angeordnet sind und zwischen den beiden gegensinnig gewickelten Einzelspulen.The magnetic center of a first order vertical gradiometric induction coil For example, lies on the central axis of the gradiometric induction coil around which the windings of the two individual coils are arranged and between the two individual coils wound in opposite directions.

Die magnetische Mittelebene der mindestens einen Spule ist die Fläche der mindestens einen Spule die auf der Hälfte der Wicklungshöhe der mindestens einen Spule durch die Breite und die Länge der Spule aufgespannt wird.The central magnetic plane of the at least one coil is the area of the at least one coil that is spanned at half the winding height of the at least one coil by the width and length of the coil.

Vorteilhaft ergibt sich daraus eine optimale Unterdrückung des primären Magnetfeldes in den gradiometrischen Induktionsspulen. Die gradiometrischen Induktionsspulen erfassen demzufolge ausschließlich das durch die Wechselwirkung der Schmelzbewegung mit dem primären Magnetfeld induzierte Magnetfeld.This advantageously results in optimal suppression of the primary magnetic field in the gradiometric induction coils. The gradiometric induction coils therefore only detect the magnetic field induced by the interaction of the melting movement with the primary magnetic field.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anordnung zusätzlich eine Mehrzahl von Temperatursensoren, die innerhalb des Anschlusselements angeordnet sind.In a further preferred embodiment, the arrangement additionally comprises a plurality of temperature sensors which are arranged within the connection element.

In einer Ausführungsform sind die Mehrzahl der Temperatursensoren innerhalb des Anschlusselements derart angeordnet, dass die Mehrzahl der Temperatursensoren innerhalb des von der mindestens einen Spule umschlossenen Volumens des Anschlusselements angeordnet sind.In one embodiment, the plurality of temperature sensors are arranged within the connection element such that the plurality of temperature sensors are arranged within the volume of the connection element enclosed by the at least one coil.

Ist das Anschlusselement ein Stützelement, so werden die Mehrzahl von Temperatursensoren bspw. in einer Mehrzahl von Aussparungen in Form von nicht-durchgängigen Bohrungen angeordnet. Jede Bohrung nimmt dabei einen Magnetfeldsensor auf und die Abmessungen der Bohrungen und die Abmessungen der Temperatursensoren sind aufeinander abgestimmt Die Bohrungen sind dabei innerhalb des von der umlaufenden Vertiefung umschlossenen Volumens des Stützelements angeordnet.If the connection element is a support element, the plurality of temperature sensors are arranged, for example, in a plurality of cutouts in the form of non-continuous bores. Each hole receives a magnetic field sensor and the dimensions of the holes and the dimensions of the temperature sensors are matched to one another. The holes are arranged within the volume of the support element enclosed by the circumferential recess.

Ist das Anschlusselement ein Wasserkasten und die Temperatursensoren in die Wandung des Wasserkastens integriert, so werden die Temperatursensoren bspw. in nicht-durchgängigen Bohrungen angeordnet. Die Bohrungen sind dabei innerhalb des von der umlaufenden Vertiefung umschlossenen Volumens angeordnet.If the connection element is a water box and the temperature sensors are integrated into the wall of the water box, the temperature sensors are arranged, for example, in non-continuous bores. The bores are arranged within the volume enclosed by the circumferential depression.

Sind die Temperatursensoren an einer Wandung des Wasserkastens angeordnet, so werden die Temperatursensoren bspw. mittels abgedichteter Schraubverbindungen befestigt.If the temperature sensors are arranged on a wall of the water tank, the temperature sensors are fastened, for example, by means of sealed screw connections.

Dem Fachmann sind Temperatursensoren bekannt, die in der erfindungsgemäßen Anordnung eingesetzt werden können, wie beispielsweise Thermoelemente oder Widerstandsthermometer.Temperature sensors which can be used in the arrangement according to the invention, such as thermocouples or resistance thermometers, are known to the person skilled in the art.

Bevorzugt ist jedem einzelnen Magnetfeldsensor ein Temperatursensor zugeordnet.A temperature sensor is preferably assigned to each individual magnetic field sensor.

Weiterhin bevorzugt ist jeder einzelne Temperatursensor in räumlicher Nähe zu dem zugeordneten Magnetfeldsensor angeordnet.Furthermore, each individual temperature sensor is preferably arranged in spatial proximity to the associated magnetic field sensor.

Es kann auch vorteilhaft sein, dass der einzelne Temperatursensor in den zugeordneten Magnetfeldsensor integriert ist.It can also be advantageous for the individual temperature sensor to be integrated in the associated magnetic field sensor.

Vorteilhaft ermöglicht der einzelne Temperatursensor die kontinuierliche Messung der Temperatur des zugeordneten Magnetfeldsensors, so dass die temperaturabhängige Übertragungsfunktion des Magnetfeldsensors kompensiert wird. Dem Fachmann sind Verfahren zur Kompensation temperaturabhängiger Übertragungsfunktionen bekannt.The individual temperature sensor advantageously enables the temperature of the associated magnetic field sensor to be measured continuously, so that the temperature-dependent transfer function of the magnetic field sensor is compensated for. Methods for compensating temperature-dependent transfer functions are known to the person skilled in the art.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Anordnung in einem Verfahren zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens verwendet.In a preferred embodiment, the arrangement according to the invention is used in a method for the contactless determination of the speed distribution of a melting volume.

Weiterhin zur Erfindung gehört ein Anschlusselement für ein Kokillenelement einer Stranggusskokille.The invention also includes a connecting element for a mold element of a continuous casting mold.

Erfindungsgemäß ist innerhalb des Anschlusselements für ein Kokillenelement einer Stranggusskokille, welches in mindestens einem Bereich mit dem Kokillenelement verbunden ist, mindestens eine ein primäres Magnetfeld erzeugende Spule und eine Mehrzahl von Magnetfeldsensoren angeordnet Die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren sind dabei innerhalb des von der mindestens einen Spule umschlossenen Volumens des Anschlusselements angeordnet.According to the invention, at least one coil generating a primary magnetic field and a plurality of magnetic field sensors are arranged within the connection element for a mold element of a continuous casting mold, which is connected to the mold element in at least one area. The plurality of magnetic field sensors are within the volume enclosed by the at least one coil arranged of the connecting element.

Vorteilhaft ermöglicht ein derartiges Anschlusselement die berührungslose Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung in einem Schmelzvolumen einer Stranggusskokille, ohne dass zusätzlich Raum um die Kokille herum benötigt wird.Such a connection element advantageously enables the contact-free determination of the speed distribution in a melt volume of a continuous casting mold, without additional space being required around the mold.

Vorteilhaft ist die mindestens eine Spule derart innerhalb des Anschlusselements angeordnet, dass die Spule ein Magnetfeld erzeugt, welches senkrecht zur Hauptfließrichtung der Schmelze ausgerichtet ist. Dabei ist die Wicklungshöhe der mindestens einen Spule entlang der Dicke des Anschlusselements ausgerichtet, welche senkrecht zur Hauptfließrichtung der Schmelze verläuft. Die von der Spule aufgespannte Fläche, die mit der Wicklungshöhe das von der Spule umschlossene Volumen bestimmt, ist parallel zur Hauptfließrichtung der Schmelze ausgerichtet.The at least one coil is advantageously arranged within the connection element in such a way that the coil generates a magnetic field which is oriented perpendicular to the main flow direction of the melt. The winding height of the at least one coil is aligned along the thickness of the connection element, which is perpendicular to the main flow direction of the melt. The area spanned by the coil, which determines the volume enclosed by the coil with the winding height, is aligned parallel to the main flow direction of the melt.

Das Anschlusselement ist vorteilhaft aus Edelstahl. Die Abmessungen des Anschlusselements richten sich nach den Abmessungen des Kokillenelementes. Kokillenelemente haben je nach Geometrie des Strangs unterschiedliche Abmessungen. The connecting element is advantageously made of stainless steel. The dimensions of the connection element depend on the dimensions of the mold element. Mold elements have different dimensions depending on the geometry of the strand.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Anschlusselement ein Stützelement oder einen Wasserkasten.In a preferred embodiment, the connection element comprises a support element or a water tank.

Vorteilhaft sind die mindestens eine Spule und die Magnetfeldsensoren damit in bestehende Bauteile einer Stranggießanlage integrierbar und benötigen keinen zusätzlichen Raum um die Kokille herum.The at least one coil and the magnetic field sensors can thus advantageously be integrated into existing components of a continuous casting installation and do not require any additional space around the mold.

Ist das Anschlusselement ein Stützelement, welches der mechanischen Stabilisierung eines Kokillenelements dient, so weist das Stützelement in einer Ausführungsform eine Dicke von 6 bis 15 cm auf. Die Dicke des Stützelements ist dabei senkrecht zur Hauptfließrichtung der Schmelze in der Kokille ausgerichtet und verläuft von der Grenzfläche Stützelement und Kokillenelement zur Grenzfläche Stützelement und Umgebung.If the connection element is a support element which serves to mechanically stabilize a mold element, the support element in one embodiment has a thickness of 6 to 15 cm. The thickness of the support element is oriented perpendicular to the main flow direction of the melt in the mold and runs from the interface between the support element and the mold element to the interface between the support element and the surroundings.

In einer Ausführungsform sind die mindestens eine Spule und die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren derart in das Stützelement integriert, dass diese von nicht-durchgängigen Aussparungen im Stützelement aufgenommen werden. Dazu weist das Stützelement vorteilhaft mindestens eine umlaufende Vertiefung und eine Vielzahl von nicht-durchgängigen Bohrungen auf, wobei die Vertiefung und die Bohrungen von der Seite des Stützelements ausgehen, die mit dem Kokillenelement verbunden ist. Die nicht-durchgängigen Bohrungen sind dabei innerhalb des von der mindestens einen umlaufenden Vertiefung umschlossenen Volumens angeordnet. Es ist vorteilhaft, wenn die mindestens eine umlaufende Vertiefung möglichst nah entlang des Rands des Stützelementes angeordnet ist und die Umrandung des durch die mindestens eine umlaufende Vertiefung eingeschlossenen Volumens bildet. Die Höhe der mindestens einen umlaufenden Vertiefung ist entlang der Höhe des Stützelements ausgerichtet und verläuft in Richtung der Hauptfließrichtung der Schmelze. Vorteilhaft beträgt die Höhe der mindestens einen umlaufenden Vertiefung mindestens 80 % der Höhe des Stützelements. Die Breite der mindestens einen umlaufenden Vertiefung ist entlang der Breite des Stützelementes ausgerichtet. Vorteilhaft beträgt die Breite der mindestens einen umlaufenden Vertiefung mindestens 80 % der Breite des Stützelementes. Die mindestens eine umlaufende Vertiefung weist eine Tiefe auf, wobei die Tiefe entlang der Dicke des Stützelementes verläuft. Vorteilhaft ist die Tiefe der mindestens einen umlaufenden Vertiefung kleiner als die Dicke des Stützelements. Vorteilhaft weist die Vertiefung weiterhin eine innere Breite auf, wobei die innere Breite der Vertiefung entlang der Breitenrichtung der mindestens einen Vertiefung verläuft und die mindestens eine Vertiefung grabenförmig ausgebildet ist. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Tiefe gleich der inneren Breite der mindestens einen Vertiefung ist, das Aspektverhältnis einer derartigen grabenförmigen Vertiefung beträgt demzufolge eins. Die mindestens eine umlaufende Vertiefung nimmt vorteilhaft die mindestens eine Spule auf, um die Spule in das Stützelement zu integrieren. Dadurch ist die Lage mindestens einer Spule in der mindestens einen umlaufenden Vertiefung mechanisch fixiert. Weiterhin vorteilhaft ist die mindestens eine Spule dadurch nah an dem Schmelzvolumen angeordnet, so dass das von der mindestens einen Spule erzeugte primäre Magnetfeld das Schmelzvolumen durchdringen kann.In one embodiment, the at least one coil and the plurality of magnetic field sensors are integrated into the support element such that they are received by non-continuous recesses in the support element. For this purpose, the support element advantageously has at least one circumferential depression and a multiplicity of non-continuous bores, the depression and the bores starting from the side of the support element which is connected to the mold element. The non-continuous bores are arranged within the volume enclosed by the at least one circumferential depression. It is advantageous if the at least one circumferential depression is arranged as close as possible along the edge of the support element and forms the border of the volume enclosed by the at least one circumferential depression. The height of the at least one circumferential depression is aligned along the height of the support element and runs in the direction of the main flow direction of the melt. The height of the at least one circumferential depression is advantageously at least 80% of the height of the support element. The width of the at least one circumferential depression is aligned along the width of the support element. The width of the at least one circumferential recess is advantageously at least 80% of the width of the support element. The at least one circumferential depression has a depth, the depth running along the thickness of the support element. The depth of the at least one circumferential depression is advantageously smaller than the thickness of the support element. The depression furthermore advantageously has an inner width, the inner width of the depression running along the width direction of the at least one depression and the at least one depression having a trench-shaped design. Furthermore, it can be advantageous if the depth is equal to the inner width of the at least one depression, the aspect ratio of such a trench-shaped depression is therefore one. The at least one circumferential recess advantageously receives the at least one coil in order to integrate the coil into the support element. As a result, the position of at least one coil is mechanically fixed in the at least one circumferential recess. Furthermore, the at least one coil is advantageously arranged close to the melting volume, so that the primary magnetic field generated by the at least one coil can penetrate the melting volume.

Vorteilhaft sind die Abmessungen der mindestens einen umlaufenden Vertiefung und die Abmessungen der mindestens einen Spule aufeinander abgestimmt. So kann beispielsweise die Tiefe der mindestens einen umlaufenden Vertiefung der Wicklungshöhe der mindestens einen Spule entsprechen, während die Breite der mindestens einen umlaufenden Vertiefung der Breite der mindestens einen Spule und die Höhe der mindestens einen Vertiefung der Länge der mindestens einen Spule entspricht. Die innere Breite der mindestens einen Vertiefung kann beispielsweise der Wicklungsbreite der mindestens einen Spule entsprechen. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass die mindestens eine Spule von der mindestens einen umlaufenden Vertiefung aufgenommen wird.The dimensions of the at least one circumferential recess and the dimensions of the at least one coil are advantageously matched to one another. For example, the depth of the at least one circumferential depression may correspond to the winding height of the at least one coil, while the width of the at least one circumferential depression corresponds to the width of the at least one coil and the height of the at least one depression corresponds to the length of the at least one coil. The inner width of the at least one depression can correspond, for example, to the winding width of the at least one coil. It is thereby advantageously achieved that the at least one coil is received by the at least one circumferential recess.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn die Abmessungen der mindestens einen Vertiefung geringfügig größer als die entsprechenden Abmessungen der mindestens einen Spule sind, so dass vorteilhaft der Einsetzen der mindestens einen Spule in die mindestens eine Vertiefung unproblematisch ist.However, it can also be advantageous if the dimensions of the at least one recess are slightly larger than the corresponding dimensions of the at least one coil, so that advantageously the insertion of the at least one coil into the at least one recess is unproblematic.

In einer weiteren Ausführungsform sind in das Stützelement zwei Spulen integriert. Dazu weist das Stützelement vorteilhaft eine erste und eine zweite umlaufende Vertiefung auf, in denen eine erste und eine zweite Spule angeordnet sind, die in Reihe geschaltet sind. Dabei kann die Breite der ersten und der zweiten umlaufenden Vertiefung mindestens 80 % der Breite des Stützelementes und die Höhe der ersten und der zweiten Vertiefung jeweils maximal 50% der Höhe des Stützelementes betragen. Alternativ kann die Breite der ersten und der zweiten umlaufenden Vertiefung maximal 50 % der Breite des Stützelementes und die Höhe der ersten und der zweiten Vertiefung jeweils mindestens 80 % der Höhe des Stützelementes betragen. Vorteilhaft können dadurch die erste und die zweite Spule innerhalb des Stützelementes derart angeordnet sein, dass die beiden Spulen übereinander entlang der Höhe des Stützelementes oder nebeneinander entlang der Breite des Stützelementes angeordnet sind.In a further embodiment, two coils are integrated in the support element. For this purpose, the support element advantageously has a first and a second circumferential depression, in which a first and a second coil are arranged, which are connected in series. The width of the first and second circumferential recesses can be at least 80% of the width of the support element and the height of the first and second recesses can be a maximum of 50% of the height of the support element. Alternatively, the width of the first and the second circumferential recess can be a maximum of 50% of the width of the support element and the height of the first and second recesses can be at least 80% of the height of the support element. As a result, the first and the second coil can advantageously be arranged within the support element such that the two coils are one above the other along the height of the Support element or are arranged side by side along the width of the support element.

Die nicht-durchgängigen Bohrungen weisen eine Tiefe auf, die entlang der Dicke des Stützelementes verläuft. Vorteilhaft ist die Tiefe der nicht-durchgängigen Bohrungen kleiner als die Dicke des Stützelements. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, wenn die Tiefe der nicht-durchgängigen Bohrungen gleich der Tiefe der mindestens einen umlaufenden Vertiefung ist. In einer weiteren Ausführungsform sind die Mehrzahl der nicht-durchgängigen Bohrungen in regelmäßigen Abständen entlang der Breite und der Höhe innerhalb des durch die mindestens eine umlaufende Vertiefung umschlossenen Volumens des Stützelements verteilt. So kann es vorteilhaft sein, dass die Mehrzahl von nicht-durchgängigen Bohrungen rasterförmig angeordnet sind. Die nicht-durchgängigen Bohrungen nehmen vorteilhaft die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren auf, um die Magnetfeldsensoren in das Stützelement zu integrieren. Dazu sind vorteilhaft die Abmessungen der Mehrzahl nicht-durchgängiger Bohrungen und die Abmessungen der Mehrzahl von Magnetfeldsensoren aufeinander abgestimmt. So kann beispielsweise die Tiefe der Mehrzahl nicht-durchgängiger Bohrungen der Höhe der Mehrzahl von Magnetfeldsensoren entsprechen, während der Durchmesser der Mehrzahl nicht-durchgängiger Bohrungen dem Durchmesser der Mehrzahl von Magnetfeldsensoren entspricht. The non-through holes have a depth that runs along the thickness of the support element. The depth of the non-continuous bores is advantageously smaller than the thickness of the support element. It can furthermore be advantageous if the depth of the non-continuous bores is equal to the depth of the at least one circumferential depression. In a further embodiment, the plurality of non-continuous bores are distributed at regular intervals along the width and height within the volume of the support element which is enclosed by the at least one circumferential recess. It can thus be advantageous for the plurality of non-continuous bores to be arranged in a grid. The non-continuous bores advantageously accommodate the majority of the magnetic field sensors in order to integrate the magnetic field sensors into the support element. For this purpose, the dimensions of the plurality of non-continuous bores and the dimensions of the plurality of magnetic field sensors are advantageously matched to one another. For example, the depth of the plurality of non-through holes can correspond to the height of the plurality of magnetic field sensors, while the diameter of the plurality of non-through holes corresponds to the diameter of the plurality of magnetic field sensors.

Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass die Mehrzahl nicht-durchgängiger Bohrungen die Mehrzahl von Magnetfeldsensoren aufnehmen. Vorteilhaft weisen die nicht-durchgängigen Bohrungen einen Durchmesser auf, der geeignet ist, dem Fachmann bekannte Magnetfeldsensoren aufzunehmen. Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn die Abmessungen der nicht-durchgängigen Bohrungen geringfügig größer als die entsprechenden Abmessungen der Magnetfeldsensoren sind, so dass vorteilhaft das Einsetzen der Magnetfeldsensoren in die nicht-durchgängigen Bohrungen unproblematisch ist. Vorteilhaft ist durch die Anordnung der Mehrzahl von Magnetfeldsensoren in der Mehrzahl von nicht-durchgängigen Bohrungen die Lage der Mehrzahl von Magnetfeldsensoren mechanisch fixiert. Weiterhin vorteilhaft ist die Ausrichtung der Mehrzahl von Magnetfeldsensoren und der mindestens einen Spule mechanisch fixiert, so dass sich die mindestens eine Spule und die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren nicht gegeneinander verkippen.It is thereby advantageously achieved that the plurality of non-continuous bores accommodate the plurality of magnetic field sensors. The non-continuous bores advantageously have a diameter which is suitable for accommodating magnetic field sensors known to the person skilled in the art. However, it can also be advantageous if the dimensions of the non-continuous bores are slightly larger than the corresponding dimensions of the magnetic field sensors, so that advantageously the insertion of the magnetic field sensors into the non-continuous bores is unproblematic. The position of the plurality of magnetic field sensors is advantageously mechanically fixed by the arrangement of the plurality of magnetic field sensors in the plurality of non-continuous bores. The alignment of the plurality of magnetic field sensors and the at least one coil is also advantageously mechanically fixed, so that the at least one coil and the plurality of magnetic field sensors do not tilt relative to one another.

Ist das Anschlusselement ein Wasserkasten, so sind die mindestens eine Spule und die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren vorteilhaft derart in den Wasserkasten integriert, dass Spule und Magnetfeldsensoren an einer ersten Wandung des Wasserkastens angeordnet oder in die erste Wandung des Wasserkastens integriert sind. Die erste Wandung des Wasserkastens ist die Wandung, die in mindestens einem Bereich mit dem Kokillenelement verbunden ist.If the connection element is a water box, the at least one coil and the plurality of magnetic field sensors are advantageously integrated in the water box in such a way that the coil and magnetic field sensors are arranged on a first wall of the water box or are integrated in the first wall of the water box. The first wall of the water tank is the wall that is connected to the mold element in at least one area.

Sind die mindestens eine Spule und die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren in die erste Wandung des Wasserkastens integriert, so ist es vorteilhaft, wenn die erste Wandung eine umlaufende Vertiefung zur Aufnahme der mindestens einen Spule und eine Mehrzahl von Aussparungen in Form nicht-durchgängiger Bohrungen zur Aufnahme der Mehrzahl der Magnetfeldsensoren aufweist. Die nicht-durchgängigen Bohrungen zur Aufnahme der Mehrzahl von Magnetfeldsensoren sind dabei innerhalb des von der umlaufenden Vertiefung zur Aufnahme der mindestens einen Spule umschlossenen Volumens der ersten Wandung des Wasserkastens angeordnet.If the at least one coil and the plurality of magnetic field sensors are integrated in the first wall of the water tank, it is advantageous if the first wall has a circumferential recess for receiving the at least one coil and a plurality of cutouts in the form of non-continuous bores for receiving the Has a majority of the magnetic field sensors. The non-continuous bores for receiving the plurality of magnetic field sensors are arranged within the volume of the first wall of the water box enclosed by the circumferential recess for receiving the at least one coil.

Da der Wasserkasten von Wasser durchströmt ist, sind die mindestens eine Spule und die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren derart an der ersten Wandung des Wasserkastens angeordnet oder in diese integriert, dass sie nicht in Kontakt mit Wasser stehen. Dem Fachmann sind Möglichkeiten zum Abdichten gegen Wasser bekannt, bspw. gekapselte Aufbauten.Since water flows through the water tank, the at least one coil and the majority of the magnetic field sensors are arranged on the first wall of the water tank or integrated in such a way that they are not in contact with water. Possibilities for sealing against water are known to the person skilled in the art, for example encapsulated structures.

Sind die mindestens eine Spule und die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren an der ersten Wandung des Wasserkastens angeordnet, so erfolgt die Anordnung vorteilhaft so, dass die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren innerhalb des von der mindestens einen Spule umschlossenen Volumens angeordnet sind. Weiterhin sind die mindestens eine Spule und die Magnetfeldsensoren derart angeordnet, dass ihre Lage gegenüber dem im Wasserkasten strömenden Wasser fixiert ist. Die Fixierung erfolgt bspw. über abgedichtete Schraubverbindungen oder Bajonettverschlüsse.If the at least one coil and the plurality of magnetic field sensors are arranged on the first wall of the water tank, the arrangement is advantageously such that the plurality of magnetic field sensors are arranged within the volume enclosed by the at least one coil. Furthermore, the at least one coil and the magnetic field sensors are arranged such that their position is fixed with respect to the water flowing in the water tank. The fixation takes place, for example, via sealed screw connections or bayonet locks.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Mehrzahl von Magnetfeldsensoren Induktionsspulen.In a further preferred embodiment, the plurality of magnetic field sensors are induction coils.

Vorteilhaft ermöglichen Induktionsspulen das Detektieren der Zeitableitung eines Magnetfeldes.Induction coils advantageously make it possible to detect the time derivative of a magnetic field.

Induktionsspulen können Einfachspulen oder gradiometrische Induktionsspulen, bevorzugt gradiometrische Induktionsspulen, sein.Induction coils can be single coils or gradiometric induction coils, preferably gradiometric induction coils.

Gradiometrische Induktionsspulen sind Spulen, die aus zwei Einzelspulen bestehen, wobei die Einzelspulen die gleiche Wicklungsanzahl, aber gegensätzliche Wicklungsrichtungen aufweisen. Dem Fachmann sind unterschiedliche Ausführungen gradiometrischer Induktionsspulen bekannt.Gradiometric induction coils are coils that consist of two individual coils, the individual coils having the same number of windings but opposite winding directions. Different designs of gradiometric induction coils are known to the person skilled in the art.

Gradiometrische Induktionsspulen detektieren den Gradienten eines Magnetfeldes. Dadurch können gradiometrische Induktionsspulen das durch Wechselwirkung mit der Schmelzbewegung und dem von der mindestens einen Spule erzeugten primären Magnetfeld kleine induzierte Magnetfeld vor dem Hintergrund des um Größenordnungen größeren primären Magnetfelds messen. Weiterhin vorteilhaft wird das primäre Magnetfeld möglichst stark unterdrückt und das induzierte Magnetfeld möglichst wenig gedämpft. Gradiometrische Induktionsspulen verringern somit das Amplitudenverhältnis zwischen dem primären und dem induzierten Magnetfeld. Gradiometric induction coils detect the gradient of a magnetic field. As a result, gradiometric induction coils can measure the small magnetic field induced by interaction with the melting movement and the primary magnetic field generated by the at least one coil against the background of the primary magnetic field which is larger by orders of magnitude. Furthermore, the primary magnetic field is advantageously suppressed as much as possible and the induced magnetic field is damped as little as possible. Gradiometric induction coils thus reduce the amplitude ratio between the primary and the induced magnetic field.

Bevorzugt sind die gradiometrischen Induktionsspulen als vertikale gradiometrische Induktionsspulen erster Ordnung ausgebildet. Derartige gradiometrische Induktionsspulen ermöglichen die Messung des Gradienten des induzierten Magnetfelds.The gradiometric induction coils are preferably designed as vertical gradiometric induction coils of the first order. Gradiometric induction coils of this type enable the gradient of the induced magnetic field to be measured.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die magnetischen Mittelpunkte der gradiometrischen Induktionsspulen auf der magnetischen Mittelebene der mindestens einen das primäre Magnetfeld erzeugenden Spule angeordnet.In a further preferred embodiment, the magnetic center points of the gradiometric induction coils are arranged on the magnetic center plane of the at least one coil generating the primary magnetic field.

Vorteilhaft wird dadurch das primäre Magnetfeld in den gradiometrischen Induktionsspulen optimal unterdrückt. Die gradiometrischen Induktionsspulen erfassen demzufolge ausschließlich das durch die Wechselwirkung der Schmelzbewegung mit dem primären Magnetfeld induzierte Magnetfeld.This advantageously optimally suppresses the primary magnetic field in the gradiometric induction coils. The gradiometric induction coils therefore only detect the magnetic field induced by the interaction of the melting movement with the primary magnetic field.

Der magnetische Mittelpunkt einer vertikalen gradiometrischen Induktionsspule erster Ordnung beispielsweise liegt auf der Mittelachse der gradiometrischen Induktionsspule, um die herum die Wicklungen der beiden Einzelspulen angeordnet sind und im Mittelpunkt zwischen den beiden gegensinnig gewickelten Einzelspulen.The magnetic center point of a vertical gradiometric induction coil of the first order, for example, lies on the central axis of the gradiometric induction coil, around which the windings of the two individual coils are arranged and in the center between the two oppositely wound individual coils.

Die magnetische Mittelebene der mindestens einen Spule ist die Fläche der mindestens einen Spule die auf der Hälfte der Wicklungshöhe der mindestens einen Spule durch die Breite und die Länge der Spule aufgespannt wird.The central magnetic plane of the at least one coil is the area of the at least one coil that is spanned at half the winding height of the at least one coil by the width and length of the coil.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zusätzlich eine Mehrzahl von Temperatursensoren innerhalb des von der mindestens einen Spule umschlossenen Volumens des Anschlusselements angeordnet.In a further preferred embodiment, a plurality of temperature sensors are additionally arranged within the volume of the connection element enclosed by the at least one coil.

Ist das Anschlusselement ein Stützelement, erfolgt die Integration der Temperatursensoren bspw. über eine Mehrzahl von Aussparungen innerhalb des durch die mindestens eine umlaufende Vertiefung eingeschlossenen Volumens des Stützelementes, die die Temperatursensoren aufnehmen. Die Aussparungen gehen dabei von der Seite des Stützelementes aus, die mit dem Kokillenelement verbunden ist. Die Aussparungen können gleichmäßig, bevorzugt rasterförmig innerhalb des durch die mindestens eine umlaufende Vertiefung eingeschlossenen Volumens angeordnet sein. Vorteilhaft sind die Temperatursensoren damit in räumlicher Nähe zu der Mehrzahl von Magnetfeldsensoren angeordnet Es kann auch vorteilhaft sein, dass die Mehrzahl von Temperatursensoren in die Mehrzahl von Magnetfeldsensoren integriert ist.If the connection element is a support element, the temperature sensors are integrated, for example, via a plurality of recesses within the volume of the support element which is enclosed by the at least one circumferential recess and which accommodate the temperature sensors. The recesses start from the side of the support element which is connected to the mold element. The cutouts can be arranged uniformly, preferably in a grid-like manner, within the volume enclosed by the at least one circumferential depression. The temperature sensors are thus advantageously arranged in spatial proximity to the plurality of magnetic field sensors. It may also be advantageous that the plurality of temperature sensors is integrated in the plurality of magnetic field sensors.

Gleiches ist möglich, wenn das Anschlusselement ein Wasserkasten ist und die Temperatursensoren in die Wandung des Wasserkastens integriert sind. Die Temperatursensoren können auch mittels abgedichteter Schraubverbindungen an der Wandung des Wasserkastens befestigt sein.The same is possible if the connection element is a water box and the temperature sensors are integrated in the wall of the water box. The temperature sensors can also be fastened to the wall of the water tank by means of sealed screw connections.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Anschlusselement in einer Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens in einer Stranggusskokille verwendet.In a preferred embodiment, the connection element according to the invention is used in an arrangement for the contactless determination of the speed distribution of a melting volume in a continuous casting mold.

Vorteilhaft ermöglicht ein derartiges Anschlusselement, dass die Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung nah an dem Schmelzvolumen angeordnet ist. Weiterhin vorteilhaft ermöglicht ein derartiges Anschlusselement, dass innerhalb der Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung die mindestens eine Spule und die Mehrzahl an Magnetfeldsensoren mechanisch gegen Verkippen fixiert sind.Such a connection element advantageously enables the arrangement for the contactless determination of the speed distribution to be arranged close to the melting volume. Furthermore, such a connection element advantageously enables the at least one coil and the plurality of magnetic field sensors to be mechanically fixed against tilting within the arrangement for the contactless determination of the speed distribution.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Anschlusselement in einer Stranggießanlage verwendet.In a preferred embodiment, the connection element according to the invention is used in a continuous casting installation.

Vorteilhaft ermöglicht das Anschlusselement die berührungslose Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens einer Stranggusskokille ohne dass zusätzlich Raum um die Kokille herum benötigt wird.The connecting element advantageously enables the contact-free determination of the speed distribution of a melting volume of a continuous casting mold without additional space around the mold being required.

In einer Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Anschlusselement in einem Verfahren zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens verwendet.In one embodiment, the connection element according to the invention is used in a method for the contactless determination of the speed distribution of a melting volume.

Vorteilhaft ermöglicht das erfindungsgemäße Anschlusselement die Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung mit verbesserten Signal-Rausch-Verhältnis, da die Lage der mindestens einen Spule und der Magnetfeldsensoren zueinander mechanisch fixiert ist.The connection element according to the invention advantageously enables the speed distribution to be determined with an improved signal-to-noise ratio, since the position of the at least one coil and the magnetic field sensors is mechanically fixed to one another.

Für die Realisierung der Erfindung ist es auch zweckmäßig, die vorbeschriebenen Ausführungsformen und Merkmale der Ansprüche zu kombinieren.To implement the invention, it is also expedient to combine the above-described embodiments and features of the claims.

Ausführungsbeispiele Embodiments

Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele und zugehöriger Figuren eingehender erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele sollen dabei die Erfindung beschreiben ohne diese zu beschränken.

• 1 zeigt schematisch eine Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens einer Stranggusskokille.
• 2 zeigt schematisch die Draufsicht eines Stützelementes als Anschlusselement einer erfindungsgemäßen Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens einer Stranggusskokille.
• 3 zeigt den Querschnitt eines Stützelementes entlang der Linie AA in 2.
• 4 zeigt schematisch die Draufsicht eines Stützelementes als Anschlusselement mit zwei ein primäres Magnetfeld erzeugenden Spulen.
• 5 zeigt schematisch einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens einer Stranggusskokille mit einem Wasserkasten als Anschlusselement.
• 6 zeigt eine Vergrößerung des Ausschnitts C in 5.

The invention will be explained in more detail below on the basis of a few exemplary embodiments and associated figures. The exemplary embodiments are intended to describe the invention without restricting it.

• 1 schematically shows an arrangement for the contactless determination of the speed distribution of a melting volume of a continuous casting mold.
• 2nd shows schematically the top view of a support element as a connecting element of an arrangement according to the invention for the contactless determination of the speed distribution of a melting volume of a continuous casting mold.
• 3rd shows the cross section of a support element along the line AA in 2nd .
• 4th shows schematically the top view of a support element as a connection element with two coils generating a primary magnetic field.
• 5 shows schematically a cross section of an arrangement according to the invention for the contactless determination of the speed distribution of a melting volume of a continuous casting mold with a water box as a connecting element.
• 6 shows an enlargement of the detail C. in 5 .

1 zeigt schematisch eine Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens einer Stranggusskokille. Dargestellt ist eine Stranggusskokille mit Vierkant-Querschnitt, bestehend aus vier plattenförmigen Kokillenelementen 0, die jeweils mit einem Anschlusselement 1 verbunden sind. 1 zeigt schematisch eine vollflächige Verbindung der Kokillenelemente 0 mit den Anschlusselementen 1. Der Pfeil gibt dabei die Hauptfließrichtung der Schmelze an. Die Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens weist mindestens eine Spule 6 und eine Mehrzahl von Magnetfeldsensoren 7 auf. In 1 ist schematisch für ein Anschlusselement 1 dargestellt, wie die mindestens eine Spule 6 und die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren 7 innerhalb des Anschlusselementes 1 angeordnet sind. Die gestrichelten Linien stellen verdeckte Kanten dar. Die mindestens eine Spule 6 umschließt ein Volumen des Anschlusselements 1, innerhalb dessen die Magnetfeldsensoren 7 angeordnet sind. Weiterhin ist die mindestens eine Spule 6 derart innerhalb des Anschlusselements 1 angeordnet, dass die Spule 6 ein primäres Magnetfeld erzeugt, das senkrecht zur Hauptfließrichtung der Schmelze ausgerichtet ist. Die Anschlusselemente 1 können Stützelemente oder Wasserkästen sein. 1 schematically shows an arrangement for the contactless determination of the speed distribution of a melting volume of a continuous casting mold. A continuous casting mold with a square cross section is shown, consisting of four plate-shaped mold elements 0 , each with a connector 1 are connected. 1 shows schematically a full-surface connection of the mold elements 0 with the connection elements 1 . The arrow indicates the main flow direction of the melt. The arrangement for the contactless determination of the speed distribution of a melting volume has at least one coil 6 and a plurality of magnetic field sensors 7 on. In 1 is schematic for a connection element 1 shown how the at least one coil 6 and the majority of the magnetic field sensors 7 inside the connection element 1 are arranged. The dashed lines represent hidden edges. The at least one coil 6 encloses a volume of the connection element 1 within which the magnetic field sensors 7 are arranged. Furthermore, the at least one coil 6 such within the connection element 1 arranged that the coil 6 generates a primary magnetic field that is oriented perpendicular to the main flow direction of the melt. The connection elements 1 can be support elements or water boxes.

2 zeigt schematisch ein Stützelement 10 als Anschlusselement 1 für eine Stranggusskokille. Das Stützelement 10 besteht aus Edelstahl und weist eine Breite 10a von 120 cm und eine Höhe 10b von 60 cm auf. Der Pfeil gibt die Hauptfließrichtung der Schmelze bei Einbau des Stützelements an. Ausgehend von der Fläche 2 des Stützelements 10, die parallel zur Hauptfließrichtung der Schmelze ist, weist das Stützelement 10 eine umlaufende Vertiefung 3 mit einer Breite 3a von 100 cm und einer Höhe 3b von 50 cm auf. Die umlaufende Vertiefung 3 schließt ein Volumen 5 des Stützelements 10 ein und bildet die Umrandung des durch die umlaufende Vertiefung 3 eingeschlossenen Volumens. Weiterhin weist das Stützelement 10 eine Mehrzahl nicht-durchgängiger Bohrungen 4 auf, die innerhalb des von der umlaufenden Vertiefung 3 eingeschlossenen Volumens 5 rasterförmig angeordnet sind und von der Fläche 2 des Stützelements 10 ausgehen. Die zwölf nicht-durchgängigen Bohrungen 4 weisen einen Durchmesser von 3 cm auf. Die Fläche 2 des Stützelements 10 wird im Einsatz mit einem Kokillenelement (nicht dargestellt) verbunden, wobei das Kokillenelement in Kontakt mit der Schmelze steht. In der umlaufenden Vertiefung 3 ist eine ein primäres Magnetfeld erzeugende Spule 6 angeordnet. Die Abmessungen der Spule 6 und die Abmessungen der umlaufenden Vertiefung 3 sind aufeinander abgestimmt, so dass die umlaufende Vertiefung 3 die Spule 6 aufnimmt. So ist die Länge der Spule auf die Höhe der Vertiefung 3b, die Breite der Spule auf die Breite der Vertiefung 3a abgestimmt. In der Mehrzahl der nicht-durchgängigen Bohrungen 4 sind eine Mehrzahl von Magnetfeldsensoren 7 angeordnet. Der Durchmesser der nicht-durchgängigen Bohrungen ist auf die Abmessungen der Magnetfeldsensoren abgestimmt, so dass jede nichtdurchgängige Bohrung einen Magnetfeldsensor aufnimmt. 2nd schematically shows a support element 10th as a connection element 1 for a continuous casting mold. The support element 10th is made of stainless steel and has a width 10a of 120 cm and a height 10b from 60 cm. The arrow indicates the main flow direction of the melt when the support element is installed. Starting from the area 2nd of the support element 10th , which is parallel to the main flow direction of the melt, has the support element 10th a circumferential depression 3rd with a width 3a of 100 cm and a height 3b from 50 cm. The circumferential deepening 3rd closes a volume 5 of the support element 10th and forms the border of the circumferential depression 3rd enclosed volume. Furthermore, the support element 10th a plurality of non-through holes 4th on that inside of the circumferential depression 3rd enclosed volume 5 are arranged in a grid and from the surface 2nd of the support element 10th going out. The twelve non-continuous holes 4th have a diameter of 3 cm. The area 2nd of the support element 10th is connected in use to a mold element (not shown), the mold element being in contact with the melt. In the surrounding depression 3rd is a coil generating a primary magnetic field 6 arranged. The dimensions of the coil 6 and the dimensions of the circumferential recess 3rd are coordinated so that the circumferential recess 3rd the sink 6 records. So the length of the coil is at the level of the recess 3b , the width of the coil to the width of the recess 3a Voted. In the majority of the non-continuous holes 4th are a plurality of magnetic field sensors 7 arranged. The diameter of the non-continuous holes is matched to the dimensions of the magnetic field sensors, so that each non-continuous hole receives a magnetic field sensor.

3 zeigt schematisch den Querschnitt des Stützelements 10 aus 2 entlang der Linie AA. Die Dicke des Stützelements 10c beträgt 8 cm. Die Vertiefung 3 geht von der Fläche 2 des Stützelements 10 aus und weist eine Tiefe 3c von 4 cm auf. Die Vertiefung 3 ist grabenförmig ausgebildet und weist eine innere Breite 3d von 6 cm auf. Die nicht-durchgängigen Bohrungen 4 gehen ebenfalls von der Fläche 2 des Stützelements 10 aus und weisen eine Tiefe 4a von 4 cm und einen Durchmesser 4b von 35 mm auf. Die Tiefe der Vertiefung 3c und die Tiefe der nicht-durchgängigen Bohrungen 4a sind gleich und kleiner als die Dicke des Stützelements 10c. In der umlaufenden Vertiefung 3 ist die Spule 6 angeordnet, die eine Wicklungshöhe 6a von 3,5 cm und eine Wicklungsbreite 6b von 5,5 cm aufweist. In den nicht-durchgängigen Bohrungen 4 sind die Magnetfeldsensoren 7 angeordnet, die jeweils eine Höhe 7a von 3,5 cm aufweisen. Die Magnetfeldsensoren 7 sind gradiometrische Induktionsspulen erster Ordnung, deren magnetische Mittelpunkte auf der magnetischen Mittelebene 8 der Spule 6 innerhalb des Stützelementes 10 angeordnet sind. 3rd shows schematically the cross section of the support element 10th out 2nd along the line AA . The thickness of the support element 10c is 8 cm. The deepening 3rd starts from the surface 2nd of the support element 10th and has a depth 3c from 4 cm. The deepening 3rd is trench-shaped and has an inner width 3d from 6 cm. The non-through holes 4th also go from the area 2nd of the support element 10th and show depth 4a of 4 cm and a diameter 4b from 35 mm. The depth of the depression 3c and the depth of the non-through holes 4a are equal to and less than the thickness of the support element 10c . In the surrounding depression 3rd is the coil 6 arranged which is a winding height 6a of 3.5 cm and a winding width 6b 5.5 cm. In the non-through holes 4th are the magnetic field sensors 7 arranged, each one height 7a Of 3, 5 cm. The magnetic field sensors 7 are gradiometric induction coils of the first order, their magnetic centers on the magnetic center plane 8th the coil 6 inside the support element 10th are arranged.

4 zeigt schematisch ein Stützelement 10 als Anschlusselement 1 mit einer ersten Spule 60 und einer zweiten Spule 61, die in Reihe geschaltet sind. Die erste und die zweite Spule 60, 61 umschließen jeweils ein Volumen des Stützelements 10, innerhalb dessen jeweils eine Mehrzahl von Magnetfeldsensoren 7 angeordnet ist. Der Pfeil gibt die Hauptfließrichtung der Schmelze bei Einbau des Stützelements 10 an. Die erste und die zweite Spule 60, 61 sind entlang der Höhe des Stützelements 10b übereinander angeordnet und spannen gleich große Flächen innerhalb des Stützelements 10 auf. 4th schematically shows a support element 10th as a connection element 1 with a first coil 60 and a second coil 61 connected in series. The first and the second coil 60 , 61 each enclose a volume of the support element 10th , within each of which a plurality of magnetic field sensors 7 is arranged. The arrow indicates the main flow direction of the melt when the support element is installed 10th on. The first and the second coil 60 , 61 are along the height of the support element 10b arranged one above the other and span equal areas within the support element 10th on.

5 zeigt schematisch eine Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens einer Stranggusskokille. Dargestellt ist der Querschnitt einer Stranggusskokille für Rundstränge. Der Pfeil gibt die Hauptfließrichtung der Schmelze an. Ein Kokillenelement 0 ist mit einem Anschlusselement 1 verbunden. Das Anschlusselement 1 ist ein Wasserkasten 11. Die Anordnung zur Geschwindigkeitsbestimmung ist innerhalb des Wasserkastens 11 angeordnet und weist mindestens eine Spule 6 und eine Mehrzahl an Magnetfeldsensoren 7 auf. Die Spule 6 und die Magnetfeldsensoren 7 sind derart innerhalb des Wasserkastens 11 angeordnet, dass Spule 6 und Magnetfeldsensoren 7 an einer ersten Wandung 11a des Wasserkastens 11 angeordnet sind. Die erste Wandung 11a des Wasserkastens 11, ist dabei zumindest punktuell (nicht dargestellt) mit dem Kokillenelement 0 verbunden. 5 schematically shows an arrangement for the contactless determination of the speed distribution of a melting volume of a continuous casting mold. The cross section of a continuous casting mold for round strands is shown. The arrow indicates the main flow direction of the melt. A mold element 0 is with a connection element 1 connected. The connection element 1 is a water box 11 . The arrangement for speed determination is inside the water tank 11 arranged and has at least one coil 6 and a plurality of magnetic field sensors 7 on. The sink 6 and the magnetic field sensors 7 are like that inside the water tank 11 arranged that coil 6 and magnetic field sensors 7 on a first wall 11a of the water box 11 are arranged. The first wall 11a of the water box 11 , is at least selectively (not shown) with the mold element 0 connected.

6 zeigt eine Vergrößerung des Ausschnitts C aus 5. Dargestellt ist das Kokillenelement 0, welches punktuell mit dem Wasserkasten 11 verbunden ist. An der ersten Wandung 11a des Wasserkastens 11 ist die Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung angeordnet. Dargestellt ist nur die mindestens eine Spule 6, die an der ersten Wandung 11 a angeordnet ist. Zwischen der ersten Wandung 11a und dem Kokillenelement 0 verläuft ein Spalt 11b, in dem Wasser an dem Kokillenelement 0 vorbeigeführt wird. 6 shows an enlargement of section C. 5 . The mold element is shown 0 , which selectively with the water tank 11 connected is. On the first wall 11a of the water box 11 the arrangement for contactless determination of the speed distribution is arranged. Only the at least one coil is shown 6 that on the first wall 11 a is arranged. Between the first wall 11a and the mold element 0 there is a crack 11b , in the water on the mold element 0 is led past.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleich wirkenden Ausführungsformen. Ferner ist die Erfindung auch nicht auf die speziell beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein, sofern sich die Einzelmerkmale nicht gegenseitig ausschließen, oder eine spezifische Kombination von Einzelmerkmalen nicht explizt ausgeschlossen ist.The invention is not limited to the illustrated and described embodiments, but also encompasses all embodiments having the same effect in the sense of the invention. Furthermore, the invention is not limited to the specially described combinations of features, but can also be defined by any other combination of certain features of all the individual features disclosed as a whole, provided that the individual features are not mutually exclusive, or a specific combination of individual features is not explicitly excluded.

BezugszeichenlisteReference list

00

KokillenelementMold element

11

AnschlusselementConnecting element

1010th

StützelementSupport element

10a10a

Breite des StützelementesWidth of the support element

10b10b

Höhe des StützelementesHeight of the support element

10c10c

Dicke des StützelementesThickness of the support element

1111

WasserkastenWater tank

11a11a

Erste Wandung des WasserkastensFirst wall of the water tank

11b11b

Spaltgap

22nd

Fläche des Anschlusselements, die mit dem Kokillenelement in mindestens einem Bereich verbunden istSurface of the connection element, which is connected to the mold element in at least one area

33rd

Mindestens eine umlaufende VertiefungAt least one circumferential deepening

3a3a

Breite der mindestens einen umlaufenden VertiefungWidth of the at least one circumferential depression

3b3b

Höhe der mindestens einen umlaufenden VertiefungHeight of the at least one circumferential depression

3c3c

Tiefe der mindestens einen umlaufenden VertiefungDepth of the at least one circumferential depression

3d3d

Innere Breite der mindestens einen umlaufenden VertiefungInner width of the at least one circumferential depression

44th

Mehrzahl von nicht-durchgängigen BohrungenMajority of non-through holes

4a4a

Tiefe der nicht-durchgängigen BohrungenDepth of the non-through holes

4b4b

Durchmesser der nicht-durchgängigen BohrungenDiameter of the non-through holes

55

Von der mindestens einen umlaufenden Vertiefung eingeschlossenes Volumen des StützelementesVolume of the support element enclosed by the at least one circumferential depression

66

Mindestens eine ein primäres Magnetfeld erzeugende SpuleAt least one coil generating a primary magnetic field

6a6a

Wicklungshöhe der mindestens einen SpuleWinding height of the at least one coil

6b6b

Wicklungsbreite der mindestens einen SpuleWinding width of the at least one coil

6060

Mindestens eine erste SpuleAt least one first coil

6161

Mindestens eine zweite SpuleAt least one second coil

77

Mehrzahl von MagnetfeldsensorenMajority of magnetic field sensors

7a7a

Höhe der MagnetfeldsensorenHeight of the magnetic field sensors

88th

Magnetische Mittelebene der mindestens einen ein primäres Magnetfeld erzeugenden SpuleMagnetic center plane of the at least one coil generating a primary magnetic field

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

• [Seden2016] M. Seden et al, Development of enhanced mold flow control in slab casting, Vortrag, gehalten auf der 5th International Conference on Process Development in Iron and Steelmaking, Luleä, Schweden 2016 [Seden2016] M. Seden et al, Development of enhanced mold flow control in slab casting, Lecture, held at the 5th International Conference on Process Development in Iron and Steelmaking, Luleä, Sweden 2016
• [Thomas2001] B.G. Thomas et al, Comparison of four methods to evaluate fluid velocities in a continuous slab casting, ISIJ International, Vol. 41 (2001), No. 10 pp. 1262-1271 [Thomas2001] BG Thomas et al, Comparison of four methods to evaluate fluid velocities in a continuous slab casting, ISIJ International, Vol. 41 (2001), No. 10 pp. 1262-1271
• [Gardin1996] P. Gardin et al., Influence of electromagnetic brake on molten steel flow and inclusion behaviour in a continuous casting mold, Magnetohydrodynamics 32 (2). 1996, pp. 189-195, ISSN 0024-998X .[Gardin1996] P. Gardin et al., Influence of electromagnetic brake on molten steel flow and inclusion behavior in a continuous casting mold, Magnetohydrodynamics 32 (2). 1996, pp. 189-195, ISSN 0024-998X .
• [Iguchi1999] M. Iguchi et al., Development and Calibration of a carmna vortex probe for measurement of molten-steel velocities, Metallurgical and Materials Transactions B, Bd. 30, Nr. 1, pp. 53-59, 1999 [Iguchi1999] M. Iguchi et al., Development and Calibration of a carmna vortex probe for measurement of molten-steel velocities, Metallurgical and Materials Transactions B, Vol. 30, No. 1, pp. 53-59, 1999
• [Mikrovas1993] A.C. Mikrovas et al., Measurement of velocitiy in high-temperature liquid-metals, Metallurgical and Materials Transactions B, Bd. 24, Nr. 6, pp. 1009-1022, 1993 [Mikrovas1993] AC Mikrovas et al., Measurement of velocitiy in high-temperature liquid-metals, Metallurgical and Materials Transactions B, Vol. 24, No. 6, pp. 1009-1022, 1993
• [Thess2007] A. Thess et al., Theory of the Lorentz force flowmeter, New Journal of Physics 9 (8). 2007, S. 299, DOI 10.1088/1367-2630/9/8/299, ISSN 1367-2630 .[Thess2007] A. Thess et al., Theory of the Lorentz force flowmeter, New Journal of Physics 9 (8). 2007, p. 299, DOI 10.1088 / 1367-2630 / 9/8/299, ISSN 1367-2630 .
• [Heinicke2012] Local Lorentz Force Velocimetry for liquid metal duct flows, Dissertation, TU Ilmenau 2012 [Heinicke2012] Local Lorentz Force Velocimetry for liquid metal duct flows, dissertation, TU Ilmenau 2012
• [Stefani2004] F. Stefani et al, Contactless inductive flow tomography; Physical Review E 70, 056306 (2004) [Stefani2004] F. Stefani et al, Contactless Inductive Flow Tomography; Physical Review E 70, 056306 (2004)

Claims (15)

Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens in einer Stranggusskokille, aufweisend mindestens eine ein primäres Magnetfeld erzeugende Spule (6), wobei das primäre Magnetfeld das Schmelzvolumen durchdringt, eine Mehrzahl von Magnetfeldsensoren (7) zur Messung des durch die Wechselwirkung der Schmelzbewegung mit dem erzeugten primären Magnetfeld induzierten Magnetfeldes, wobei die Stranggusskokille mindestens ein Kokillenelement (0) aufweist, welches in mindestens einem Bereich mit einem Anschlusselement (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Magnetfeldsensoren (7) und die mindestens eine Spule (6) innerhalb des Anschlusselements (1) derart angeordnet sind, dass die Mehrzahl von Magnetfeldsensoren (7) innerhalb des von der mindestens einen Spule (6) umschlossenen Volumens des Anschlusselements (1) angeordnet sind.Arrangement for the contactless determination of the speed distribution of a melt volume in a continuous casting mold, comprising at least one coil (6) generating a primary magnetic field, the primary magnetic field penetrating the melt volume, a plurality of magnetic field sensors (7) for measuring the generated by the interaction of the melting movement with the primary magnetic field induced magnetic field, the continuous casting mold having at least one mold element (0), which is connected in at least one area to a connection element (1), characterized in that the plurality of magnetic field sensors (7) and the at least one coil (6) within of the connection element (1) are arranged such that the plurality of magnetic field sensors (7) are arranged within the volume of the connection element (1) enclosed by the at least one coil (6). Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (1) ein Stützelement (10) oder ein Wasserkasten (11) ist.Arrangement after Claim 1 , characterized in that the connection element (1) is a support element (10) or a water tank (11). Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Spule (6) ein primäres Magnetfeld erzeugt, welches senkrecht zur Hauptfließrichtung der Schmelze ausgerichtet ist.Arrangement after Claim 1 or 2nd , characterized in that the at least one coil (6) generates a primary magnetic field which is oriented perpendicular to the main flow direction of the melt. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung mindestens zwei in Reihe geschaltete Spulen (60, 61) zur Erzeugung des primären Magnetfeldes umfasst.Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the arrangement comprises at least two coils (60, 61) connected in series for generating the primary magnetic field. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Magnetfeldsensoren (7) Induktionsspulen, bevorzugt gradiometrische Induktionsspulen, sind.Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the plurality of magnetic field sensors (7) are induction coils, preferably gradiometric induction coils. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Mittelpunkte der gradiometrischen Induktionsspulen auf der magnetischen Mittelebene der mindestens einen das primäre Magnetfeld erzeugenden Spule (8) innerhalb des Anschlusselements (1) angeordnet sind.Arrangement after Claim 5 , characterized in that the magnetic centers of the gradiometric induction coils are arranged on the magnetic center plane of the at least one coil (8) generating the primary magnetic field within the connection element (1). Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung zusätzlich eine Mehrzahl von Temperatursensoren umfasst, die innerhalb des Anschlusselements (1) angeordnet sind.Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the arrangement additionally comprises a plurality of temperature sensors which are arranged within the connection element (1). Anschlusselement (1) für ein Kokillenelement (0) einer Stranggusskokille, welches in mindestens einem Bereich mit einem Kokillenelement (0) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Anschlusselements (1) mindestens eine ein primäres Magnetfeld erzeugende Spule (6) und eine Mehrzahl von Magnetfeldsensoren (7) derart angeordnet sind, dass die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren (7) innerhalb des von der mindestens einen Spule umschlossenen Volumens des Anschlusselements (1) angeordnet sind.Connection element (1) for a mold element (0) of a continuous casting mold, which is connected in at least one area to a mold element (0), characterized in that within the connection element (1) at least one coil (6) generating a primary magnetic field and a plurality of magnetic field sensors (7) are arranged such that the majority of the magnetic field sensors (7) are arranged within the volume of the connection element (1) enclosed by the at least one coil. Anschlusselement (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (1) ein Stützelement (10) oder einen Wasserkasten (11) umfasst.Connection element (1) after Claim 8 , characterized in that the connection element (1) comprises a support element (10) or a water tank (11). Anschlusselement (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Magnetfeldsensoren (7) Induktionsspulen, bevorzugt gradiometrische Induktionsspulen, sind.Connection element (1) after Claim 8 or 9 , characterized in that the majority of Magnetic field sensors (7) are induction coils, preferably gradiometric induction coils. Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Mittelpunkte der gradiometrischen Induktionsspulen auf der magnetischen Mittelebene der mindestens einen das primäre Magnetfeld erzeugenden Spule (8) angeordnet sind.Connection element (1) according to one of claims 8 to 10, characterized in that the magnetic centers of the gradiometric induction coils are arranged on the magnetic center plane of the at least one coil (8) generating the primary magnetic field. Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Mehrzahl von Temperatursensoren in das Anschlusselement (1) innerhalb des von der mindestens einen Spule umschlossenen Volumens des Anschlusselements angeordnet sind.Connection element (1) according to one of claims 8 to 11, characterized in that a plurality of temperature sensors are additionally arranged in the connection element (1) within the volume of the connection element enclosed by the at least one coil. Verwendung eines Anschlusselements (1) nach den Ansprüchen 8 bis 12 in einer Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens in einer Stranggusskokille.Use of a connection element (1) according to claims 8 to 12 in an arrangement for the contactless determination of the speed distribution of a melting volume in a continuous casting mold. Verwendung eines Anschlusselements (1) nach den Ansprüchen 8 bis 12 in einer Stranggießanlage.Use of a connecting element (1) according to claims 8 to 12 in a continuous casting plant. Verwendung einer Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7 und/oder eines Anschlusselements (1) nach den Ansprüchen 8 bis 12 in einem Verfahren zur berührungslosen Bestimmung der Geschwindigkeitsverteilung eines Schmelzvolumens in einer Stranggusskokille.Use of an arrangement according to claims 1 to 7 and / or a connecting element (1) according to claims 8 to 12 in a method for the contactless determination of the speed distribution of a melting volume in a continuous casting mold.

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