EP0145699B1

EP0145699B1 - Rühreinrichtung an einer Stranggiessanlage

Info

Publication number: EP0145699B1
Application number: EP84890198A
Authority: EP
Inventors: Aktiengesellschaft Voest-Alpine
Original assignee: Voestalpine AG; Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Current assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date: 1983-11-04
Filing date: 1984-10-25
Publication date: 1988-05-18
Also published as: AT378138B; ATA389683A; JPH0523867B2; US4909306A; DE3471269D1; EP0145699A1; JPS60111749A

Description

Die Erfindung betrifft eine Rühreinrichtung an einer Stranggießanlage, insbesondere an einer Stahl-Stranggießanlage, mit mindestens drei an einer Strangführung und in deren Längsrichtung nacheinander angeordneten, zur Bildung eines magnetischen Wanderfeldes mit Wechselstrom betriebenen Induktionselementen, wobei die Phasen des Wechselstromes untereinander um einen festen Phasenwinkel phi, üblicherweise von 120°. verschoben sind, und jedes Induktionselement an eine eigene Phase des zumindest dreiphasigen Wechselstromes angeschlossen ist.
Mit einer Rühreinrichtung dieser Art (DE-A_-2 756 623) wird eine kontinuierliche Relativbewegung der Schmelze im Bereich der Rühreinrichtung erzielt. Dies hat den Nachteil, daß es durch unstetige Konzentrationsänderungen zu Inhomogenitäten in Querrichtung des Stranges (weißen Bändern), die die Gebrauchseigenschaften beeinträchtigen, kommt.
Eine Rühreinrichtung, mit der eine diskontinuierliche Metallströmung in der Kernzone des Stranges zwecks Vermeidung von Ausseigerungen erzielt werden kann, ist aus der DE-B-1 962 341 bekannt. Sie weist in Längsrichtung der Strangführung nacheinander angeordnete Wanderfeldinduktoren mit jeweils mehrphasiger Stabwicklung auf. Ein mehrphasiger sinusformiger elektrischer Strom bewirkt ein elektrisches Wanderfeld in Form einer in Längsrichtung der Wanderfeldinduktoren fortschreitenden Welle. Zur Vermeidung von Ausseigerungen im Zentrum des Gußstranges werden die Wanderfeldinduktoren entweder abwechselnd ein- und ausgeschaltet oder umgepolt oder mittels einer stetig bzw. sprunghaft sich ändernden Induktorspannung versorgt.
Diese bekannte Rühreinrichtung benötigt zur Erzielung einer diskontinuierlichen Metallströmung eine eigene Steuerung für das Ein- und Ausschalten bzw. Umpolen bzw. Ändern der Induktionsspannung.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieses Nachteiles und stellt sich die Aufgabe, eine Rühreinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der ein diskontinuierliches Rühren und damit eine fortlaufende Änderung der Metallströmung im Strang möglich ist und die Ausbildung einer ständig gleichgerichteten Umlaufströmung vermieden wird, wobei die Rühreinrichtung einfach und robust aufgebaut sein soll und ohne zusätzliche Schalteinrichtungen auskommt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Induktionselemente derart elektrisch angeschlossen sind, daß sich die Ströme und folglich die Stärken und Richtungen der zugehörigen elektromagnetischen Felder an mindestens zwei benachbarten Induktionselementen zu jedem Zeitpunkt zusätzlich zum festen Phasenwinkel phi um einen Phasenwinkel von 180° unterscheiden.
Eine bevorzugte Ausführungsform mit Induktionselementen, die an einem im Stern oder im Dreieck geschalteten Dreiphasen-Drehstromnetz angeschlossen sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Induktionselement eine seinen benachbarten Induktionselementen entgegengesetzte Verschaltung mit dem Drehstromnetz aufweist.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung näher erläutert, wobei Fig. 1 ein Schaltschema für drei in Stranglängsrichtung hintereinander liegende Induktionselemente gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. Fig. 2 zeigt in analoger Darstellung eine zweite Ausführungsform. Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen die bevorzugte konstruktive Ausbildung von Jochen.
Gemäß Fig. 1 sind drei in Längsrichtung eines in einer Stranggießanlage kontinuierlich gegossenen Stranges 1, dessen Schale mit 2 und dessen flüssiger Kern mit 3 bezeichnet sind, nacheinander angeordnete Induktionselemente vorgesehen, die als gegebenenfalls mit Kernen oder Jochen ausgestattete Spulen 4, 5, 6 ausgebildet sind. Diese Induktionselementen 4, 5, 6 sind entlang der nicht dargestellten Strangführung der Stranggießanlage vorgesehen.
Zur Versorgung der Induktionselementen 4, 5, 6 dient ein Dreiphasen-Drehstromnetz 7, dessen Phasen bzw. Leiter R, S, T in Sternschaltung geschaltet sind. Die Induktionselemente 4, 5, 6 sind erfindungsgemäß folgendermaßen an das Drehstromnetz angeschlossen:
Von dem ersten Induktionselement 4 und von dem letzten Induktionselement 6 ist jeweils das näher beim Strang liegende Ende an den Rund T-Leiter angeschlossen, wogegen das von dem Induktionselement 5 näher bei der Strangoberfläche 8 liegende Ende an den Mittelpunktleiter H angeschlossen ist. Die beiden von der Strangoberfläche 8 entfernt liegenden Enden der ersten und letzten Induktionselementen 4 und 6 sind an den Mittelpunktleiter N und das von der Strangoberfläche 8 entfernter liegende Ende des mittleren Induktionselemente 5 ist an den S-Leiter angeschlissen. Durch das auf diese Weise gegengeschaltete mittlere Induktionselement 5 entsteht ein diskontinuierliches magnetisches Wechselfeld, welches die Ausbreitung einer von dem ersten bis zum letzten Induktionselement 4 und 6 gleichgerichteten Strömung der Metallschmelze im flüssigen Kern 3 des Stranges 1 hintanhält. Die Phasenverschiebung der drei Drehstromphasen R, S, T beträgt, wie üblich, 120°.
Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind die Induktionselemente 4 bis 6 an ein in Dreieckschaltung aufgebautes Drehstromnetz 9 geschaltet, wobei im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform die Induktionselemente nicht mit ihrer Achse 10 senkrecht zur Strangoberfläche 8, sondern parallel zu dieser liegen, u.zw. parallel zur Achse 11 bzw. Längsrichtung des Stranges und der Strangführung. Auch hier ist das mittlere Induktionselement 5 zu den beiden anderen Induktionselementen 4 und 6 gegengeschaltet, so daß ebenfalls kein sich über die drei Induktionselemente kontinuierlich fortpflanzendes Wanderfeld entstehen kann, sondern ein diskontinuierliches magnetisches Wechselfeld gebildet wird.
Die Frequenz des Wechselstromes der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen liegt zweckmäßig zwischen 2 und 120 Hz.
Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen Ausführungsformen mit sechs Induktionselementen 4,4'; 5, 5' und 6, 6', von denen jeweils drei 4, 5, 6 und 4', 5', 6' so geschaltet sind, wie dies in den Fig. 1 oder 2 gezeigt ist. Gemäß den Fig. 3 und 4 weisen jeweils zwei Induktionselemente gemeinsames Joch 12 bzw. 13 auf, welches aus weichmagnetischem Werkstoff gebildet ist. Zwei jeweils gleichsinnig geschaltete Induktionselement 4, 4' bzw. 5, 5' und 6, 6' können in Reihen oder Serien mit jeweils einer Phase bzw einem Leiter R, S, T bzw. N geschaltet sein, so daß, von jeder Phase bzw. von jedem Leiter R, S, T (N) ein Induktionselement versorgt wird.
Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 5 sind sämtliche sechs Induktionselemente 4 bis 6' an einem gemeinsamen Kammjoch 14 angeordnet.
Durch die Relativbewegung der Metallschmelze zur Strangschale werden die an der Erstarrungsfront entstehenden Dendriten gebrochen und wegen ihres Dichteunterschiedes zur Schmelze in den flüssigen Teil des Stranges eingetragen. Eine unstetige Konzentrationsänderung an der dünnen Schicht, im Übergang zwischen dem flüssigen und dem festen Aggregatzustsand, kann durch die erfindungsgemäße Rühreinrichtung nicht oder nur in geringem Maß erfolgen, so daß die Ausbildung eines weißen Bandes unterbleibt oder nur in geringem, nicht störendem Ausmaß eintritt.
Die gunstigen Auswirkungen der elektromagnetischen Beeinflussung der Erstarrung von Strangguß können somit voll genutzt werden, ohne daß die dem bisherigen technischen Gebrauch entsprechenden Nachteile der veränderten Rührintensität in Kauf genommen werden müssen.

Claims

1. Rühreinrichtung an einer Stranggießanlage, insbesondere an einer Stahl-Stranggießanlage, mit mindestens drei an einer Strangführung und in deren Längsrichtung (11) nacheinander angeordneten, zur Bildung eines magnetischen Wanderfeldes mit Wechselstrom betriebenen Induktionselementen (4, 5, 6; 4', 5', 6'), wobei die Phasen (R, S, T) des Wechselstromes untereinander um einen festen Phasenwinkel phi, üblicherweise von 120°, verschoben sind, und jedes Induktionselement an eine eigene Phase (R, S, T) des zumindest dreiphasigen Wechselstromes angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionselemente (4, 5, 6; 4', 5', 6') derart elektrisch angeschlossen sind, daß sich die Ströme und folglich die Stärken und Richtungen der zugehörigen elektromagnetischen Felder an mindestens zwei benachbarten Induktionselementen (4, 5, 6; 4', 5', 6') zu jedem Zeitpunkt zusätzlich zum festen Phasenwinkel phi um einen Phasenwinkel von 180° unterscheiden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, mit Induktionselementen (4, 5, 6; 4', 5', 6'), die an einem im Stern oder im Dreieck geschalteten Dreiphasen-Drehstromnetz angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Induktionselement (5; 5') eine seinen benachbarten Induktionselementen (4, 6; 4', 6') entgegengesetzte Verschaltung mit dem Drehstromnetz aufweist.