EP0028369A1

EP0028369A1 - Einrichtung zum Umrühren von metallischen Schmelzen in Stranggiessanlagen

Info

Publication number: EP0028369A1
Application number: EP80106491A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Meyer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-11-06
Filing date: 1980-10-23
Publication date: 1981-05-13
Also published as: DE2944760A1; EP0028369B1; ATE5302T1; JPS6031585B2; JPS5674359A; DE3065631D1

Abstract

Zur Erzielung eines gleichmäßigen Gefüges und einer gleichmäßigen Verteilung von Seigerungen über den Querschnitt eines aus einer Kokille gezogenen Stranges (1) wird die noch flüssige Schmelze (2) im Strang mittels eines elektromagnetischen Feldes und eines dieses senkrecht schneidenden Gleichstromes umgerührt. Der das Gleichfeld erzeugende Elektromagnet (4) ist mit zwei gegensinnig gewickelten Erregerspulen (7) ausgestattet. Dadurch wird die Hauptströmung in Richtung und symmetrisch zu der Längsachse des Stranges erzielt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Umrühren von metallischen Schmelzen in Stranggießanlagen während des Erstarrungsprozesses mittels eines magnetischen Gleichfeldes, das den zwischen Rollen geführten Strang senkrecht zu dessen Bewegungsrichtung durchsetzt und das ein durch den Strang ebenfalls senkrecht zur Bewegungsrichtung geleiteter Gleichstrom schneidet, wobei das Joch eines das Gleichfeld erzeugenden Elektromagneten auf einer Breitseite des Stranges außerhalb der Führungsrollen angeordnet ist und die Magnetpole mit je einem mindestens eine der Führungsrollen umgreifenden Polschuh ausgestattet sind, während auf der anderen Breitseite des Stranges ein Rückschlußanker mit entsprechend ausgebildeten Polen angeordnet ist und zur Zuführung des Gleichstromes unmittelbar an die Strangoberfläche andrückbare Kontaktbürsten oder Kontaktwalzen vorgesehen sind.
In dieser Einrichtung entsteht aus der elektromagnetisch erzeugten Strömung der noch flüssigen Schmelze im Stranginneren und aus der auf der Konvektion beruhenden Strömung ein Hauptströmungsfeld, das unsymmetrisch zur Strangachse verläuft. Daraus ergeben sich Unsymmetrien im Stranggefüge.
Außerdem können symmetrisch zur Achse der Magnetanordnung verlaufende Eisenteile, die magnetisch leitend miteinander verbunden sind, beispielsweise die Träger der Führungsrollen, die Ausbildung starker Streufelder begünstigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Strömungsfeld in Bezug auf die Strangachse zu symmetrieren und den störenden Einfluß von Eisenteilen zu beseitigen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf dem Joch des Elektromagneten zwei Magnetsysteme angeordnet sind, deren Erregerwicklungen gegensinnig gerichtete Magnetfelder erzeugen.
Durch die gegensinnig gerichteten Magnetfelder entsteht eine Hauptströmung in Richtung der und symmetrisch zur Längsachse des Stranges. Symmetrisch zur Längsachse des Stranges verlaufende Eisenteile liegen magnetisch auf gleichem Potential, so daß ein magnetischer Ausgleichsfluß nicht auftritt.
An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.
Figur 1 zeigt einen Borizontalschnitt durch einen Strang 1 in dem Bereich einer Stranggießanlage, in dem der Kern 2 des von Führungsrollen 3 auf beiden Breitseiten gestützten Stranges noch flüssig ist. In diesem Bereich ist ein Elektromagnet 4 mit einem Rückschlußanker 5 angeordnet. Das Joch 6 des Elektromagneten trägt zwei gegenläufig gewickelte Erregerspulen 7, die gegensinnig gerichtete Magnetfelder erzeugen. Die beiden nebeneinander liegenden gleichnamigen Pole der auf diese Weise gebildeten zwei Magnetsysteme sind in einem gemeinsamen Schenkel 8 vereinigt.
Wie aus Figur 2 hervorgeht, verzweigt sich dieser Schenkel in zwei Polschuhe 9, deren gegenseitiger Abstand an den Durchmesser mindestens einer der Führungsrollen angepaßt ist und die mindestens je eine der Führungsrollen 3 umgreifen. In gleicher Weise läuft der mittlere Schenkel 10 des RückschluBankers in zwei Polschuhe 11 aus. Die AuBenschenkel 12, 13 des Elektromagneten 4 und die entsprechenden Schenkel 14, 15 des Rückschlußankers 5 sind dagegen nur mit je einem Polschuh ausgestattet.
Die an den Schmalseiten des Stranges anzuordnenden Kontaktwalzen oder -bürsten zur Zuführung des Gleichstromes, der in Verbindung mit den Magnetfeldern die Rührwirkung erzeugt, sind in Figur 1 nicht dargestellt. Durch die gegensinnig gerichteten Magnetfelder des Elektromagneten bilden sich in dem noch flüssigen Kern des Stranges Teilströmungen aus, die sich im Bereich des Mittelschenkels 8 zu einer beispielsweise durch die Pluszeichen angedeuteten, aus der Zeichnungsebene nach oben austretenden und durch die Minuszeichen angedeuteten, die Zeichnungsebene von oben durchdringenden Hauptströmung zusammensetzen. Diese Hauptströmung verläuft demnach symmetrisch zur Längsachse des Stranges. Durch die Verzweigung des mittleren Polschenkels 8 und des entsprechenden Schenkels 10 des Rückschlußankers in jeweils zwei Polschuhe wird das magnetische Feld an die Ausbauchung der Stromlinien in der Mitte des Stranges angepaßt. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Rühreinrichtung wesentlich verbessert.
Die im Einflußbereich des Elektromagnetsystems liegenden Führungsrollen 3 sind zweckmäßigerweise aus unmagnetischem Material hergestellt, so daß die von den Polschuhen ausgehenden Magnetfeldlinien den Strang unbeeinflußt durchsetzen können. Die symmetrisch zur Längsachse des Stranges angeordneten, über den Hauptrahmen miteinander verbundenen Träger 16 der Führungsrollen liegen infolge der gegensinnig gerichteten Magnetfelder magnetisch auf gleichem Potential. Dadurch entsteht kein zusätzlicher Streufluß.
Die Verwendung eines Elektromagneten mit zwei gegenläufig gewickelten Spulen zur Erzeugung gegensinnig gerichteter Magnetfelder bietet ferner den Vorteil, daß die Einrichtung ohne Änderungen zur Herstellung von Brammen unterschiedlicher Abmessungen einsetzbar ist.

Claims

1. Einrichtung zum Umrühren von metallischen Schmelzen in Stranggießanlagen während des Erstarrungsprozesses mittels eines magnetischen Gleichfeldes, das den zwischen Rollen geführten Strang senkrecht zu dessen Bewegungsrichtung durchsetzt und das ein durch den Strang ebenfalls senkrecht zur Bewegungsrichtung geleiteter Gleichstrom schneidet, wobei das Joch eines das Gleichfeld erzeugenden Elektromagneten auf einer Breitseite des Stranges außerhalb der Führungsrollen angeordnet ist und die Magnetpole mit je einem mindestens eine der Führungsrollen umgreifenden Polschuh ausgestattet sind, während auf der anderen Breitseite des Stranges ein Rückschlußanker mit entsprechend ausgebildeten Polen angeordnet ist und zur Zuführung des Gleichstromes unmittelbar an die Strangoberfläche andrückbare Kontaktbürsten oder Kontaktwalzen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet , daß auf den Joch (6) des Elektromagneten (4) zwei Magnetsysteme angeordnet sind, deren Erregerwicklungen (7) gegensinnig gerichtete Magnetfelder erzeugen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die benachbarten, gleichnamigen Magnetpole der beiden Systeme zu einem Polschenkel (8) zusammengefaßt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Polschenkel (ß) und der mittlere Schenkel (10) des Rückschlußankers (5) in je zwei Polschuhe (9 bzw. 11) auslaufen und der,Abstand zwischen den Polschuhen an den Durchmesser mindestens einer der Führungsrollen (3) angepaßt ist.