RU2574556C1 - Устройство и способ регулирования потока расплавленного металла в процессе непрерывной разливки - Google Patents
Устройство и способ регулирования потока расплавленного металла в процессе непрерывной разливки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574556C1 RU2574556C1 RU2014130067/02A RU2014130067A RU2574556C1 RU 2574556 C1 RU2574556 C1 RU 2574556C1 RU 2014130067/02 A RU2014130067/02 A RU 2014130067/02A RU 2014130067 A RU2014130067 A RU 2014130067A RU 2574556 C1 RU2574556 C1 RU 2574556C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- molten metal
- current
- hole
- coils
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 76
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 36
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 12
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims description 11
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 abstract 1
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 15
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 14
- 230000003068 static Effects 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится с металлургии, в частности к непрерывной разливке металла. Устройство (7) содержит емкость (9а), имеющую корпус (9b) с отверстием (9-1) для приема расплавленного металла и отверстием (9-2) для выпуска расплавленного металла, первое магнитное устройство (10), второе магнитное устройство (13) и систему (16) питания. Система питания выполнена с возможностью подачи переменного тока, наложенного на несущий ток, на каждую из катушек с образованием тока регулирования потока. Токи регулирования потока, подаваемые на соседние катушки, сдвинуты по фазе относительно друг друга, тем самым создавая бегущее магнитное поле в расплавленном металле в емкости (9а). В зависимости от измеряемого параметра расплавленного металла регулируют фазу или амплитуду тока регулирования потока. Устройство обеспечивает снижение образования пузырьков и включений в расплаве металла при меньших габаритах машины для непрерывной разливки. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Область техники
Настоящее изобретение в основном относится к непрерывной разливке металлов и, в частности, к регулированию потока расплавленного металла в емкости установки непрерывной разливки.
Предпосылки создания изобретения
При непрерывной разливке металлов, в печи, например, в электродуговой печи, плавят лом. Расплавленный металл из печи обычно выпускают в литейный ковш. Ковш является емкостью, которая может быть перемещена и которая транспортирует расплавленный металл к другой емкости, промежуточному ковшу, который служит промежуточной емкостью для хранения расплавленного металла. Из промежуточного ковша расплавленный металл можно заливать в кристаллизатор (литейную форму).
На фиг. 1 приведено схематическое сечение емкости 5, содержащей расплавленный металл 3а. В расплавленном металле 3а, содержащемся в емкости 5, образуется первичный поток 1а, обычно имеющий направление течения, совпадающее с направлением разливки. Кроме того, также возникает вторичный поток 1b, помимо прочего текущий в направлении мениска 3b, то есть к поверхности расплавленного металла 3а.
Первичный поток и вторичный поток могут создаваться в емкости, такой как кристаллизатор, в результате вертикальных колебаний/качаний О емкости. Колебания предотвращают прилипание затвердевшего литого материала к внутренним стенкам кристаллизатора. Движение расплавленного металла приводит к образованию пузырьков и включений в расплаве, транспортируемом в направлении разливки. Поэтому в процессе разливки предпочтительно регулируют расплавленный металл, например, с помощью магнитных полей, так, чтобы уменьшить указанные проблемы.
В ЕР 1172158 раскрываются способ и устройство для непрерывной разливки металлов. В этом документе на кристаллизаторе установлено несколько катушек так, чтобы можно было необходимым образом регулировать поток расплавленного металла, множество катушек применяют для создания как статического, так и бегущего магнитных полей в расплаве.
В ЕР 1623777 раскрывается способ непрерывной разливки стали. Вдоль продольного направления кристаллизатора расположены по меньшей мере три электромагнита. В то время как электромагниты генерируют колеблющееся магнитное поле, пиковые положения колеблющегося магнитного поля смещаются в продольном направлении литейной формы.
В JP 10305353 раскрывается процесс непрерывной разливки стали, при котором размещают магнитные полюса в виде верхней и нижней двух ступеней на задней поверхности длинной стороны кристаллизатора между верхней и нижней сторонами выпускного отверстия погружного стакана и регулируют поток расплавленной стали в кристаллизаторе возбуждая магнитные поля. Магнитные поля, возбуждаемые этими магнитными полюсами, таковы, чтобы по меньшей мере магнитное поле, возбуждаемое нижним магнитным полюсом, было магнитным полем, образованным наложением статического магнитного поля постоянного тока и смещающегося магнитного поля переменного тока, или магнитные поля, возбуждаемые верхним магнитным полюсом были магнитным полем, образованным наложением статического магнитного поля постоянного тока и смещающегося магнитного поля переменного тока, а магнитное поле, создаваемое нижним магнитным полюсом 8, было статическим постоянным магнитным полем.
В JP 5154623 раскрыт способ управления текучестью расплавленной стали в литейной форме. Трехфазные катушки для электромагнитного перемешивания расположены на кристаллизаторе машины непрерывной разливки и по каждой фазе подают постоянный ток периодически изменяющейся величины, при этом фаза изменения величины тока в каждой фазе смещена на 120 градусов.
В ЕР 1510272 описан способ производства стальных слябов с ультранизким содержание углерода. Сляб из стали с ультранизким содержанием углерода, имеющий содержание углерода приблизительно 0,01 массовых процентов или меньше, производят путем отливки со скоростью более 2,0 м/мин, используя кристаллизатор, в котором литейное пространство имеет длину D короткой стороны, равную приблизительно 150-240 мм, и погружной стакан снабжен выпускными соплами, каждое из которых имеет поперечную ширину d, при этом отношение D/d находится в диапазоне 1,5-3,0.
В WO 2008/004969 описан способ регулирования потока расплавленной стали в кристаллизаторе путем приложения по меньшей мере одного магнитного поля к расплавленной стали в машине непрерывной отливки слябов. Это достигается путем регулирования скорости потока расплавленной стали на поверхности ванны расплава стали, на мениске, доводя ее до заранее определенной скорости потока расплава стали, прилагая статическое магнитное поле для приложения стабилизирующей и тормозящей силы к выходящему потоку из погружного стакана, когда скорость потока расплавленной стали на мениске выше, чем критическая скорость уноса потоком литейного порошка в кристаллизаторе, и регулируя скорость потока расплавленной стали на мениске в диапазоне от критической скорости потока для адгезии включений или выше до критической скорости уноса потоком литейного порошка в кристаллизаторе или менее и прилагая смещающееся магнитное поле для увеличения потока расплава стали, когда скорость расплава стали на мениске ниже, чем критическая скорость адгезии включений.
В работе Gardin P и др. "CC électromagnétique de brames: Développement de modéles numériques de la configuration AC+DC en longotiére/ Electromagnetic casting of slabs: Development of numerical models for an AC & DC configuration in the mould" раскрывается новая концепция электромагнитной непрерывной разливки слябов, в которой переменное магнитное поле (АС) со средней частотой комбинируется с постоянным магнитным полем (DC) вблизи мениска кристаллизатора.
Сущность изобретения
Основной задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа, которые уменьшают по меньшей мере размер и/или вес машины для непрерывной разливки.
Кроме того, было бы желательно создать устройство более дешевое, чем известные.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается устройство для процесса непрерывной разливки, содержащее емкость, имеющую первое отверстие для приема расплавленного металла в емкость, второе отверстие для выпуска расплавленного металла из емкости и корпус, проходящий между первым отверстием и вторым отверстием; первое магнитное устройство, прикрепленное к корпусу и имеющее магнитопровод с зубцами, и катушки, расположенные вокруг зубцов; и систему питания, выполненную с возможностью подачи переменного тока и несущий ток, при этом переменный ток наложен на несущий ток, для каждой из катушек при этом каждая пара переменного тока и несущего тока, подаваемая на катушку, образует ток регулирования потока, причем токи регулирования потока, подаваемые на соседние катушки, смещены по фазе относительно друг друга, тем самым создавая бегущее магнитное поле в расплавленном металле в емкости.
С помощью вышеописанной конфигурации системы питания первое магнитное устройство может стать гибридным электромагнитом в том смысле, что эта система питания может подавать подходящий тип несущего тока, на который наложен переменный ток.
Как будет описано ниже со ссылками на некоторые конкретные варианты, несущие токи могут быть переменными токами или постоянными токами. Поэтому с помощью одного магнитного устройства каждой катушкой магнитного устройства можно одновременно обеспечивать и переменную (АС) и постоянную (DC) компоненты, чтобы управлять потоком расплавленного металла в емкости. Таким образом, не требуется никакого специализированного DC электромагнита, как в предшествующем уровне техники, где уровне на внешней поверхности кристаллизатора установлены один снабжаемый DC электромагнит и один снабжаемый AC электромагнит.
Согласно одному варианту первое магнитное устройство имеет первую магнитную часть и вторую магнитную часть, при этом первая магнитная часть и вторая магнитная часть расположены на одном уровне на противоположных сторонах корпуса. Поэтому магнитные поля могут проходить поперек горизонтального сечения емкости.
Согласно одному варианту емкость имеет первую длинную сторону и вторую длинную сторону, расположенную напротив первой длинной стороны и на расстоянии от нее, при этом первая магнитная часть расположена вдоль первой длинной стороны, а вторая магнитная часть расположена вдоль второй длинной стороны.
Согласно одному варианту емкость имеет одну сторону, снабженную первым отверстием, причем зубцы первого магнитного устройства расположены на осевом расстоянии d от первой стороны, при этом расстояние d больше, чем расстояние до уровня мениска расплавленного металла, когда он заполняет емкость, и меньше или равно расстоянию (глубине), на котором расплавленный металл выпускается в емкость погружным впускным стаканом. Турбулентный поток вторичного потока в основном проходит в объеме расплавленного металла в емкости в соответствии с этим диапазоном или интервалом. Поэтому в этом диапазоне можно добиться наиболее эффективного регулирования вторичного потока.
Согласно одному варианту устройство содержит второе магнитное устройство, расположенное прикрепленным к корпусу, причем система питания выполнена с возможностью подавать на второе магнитное устройство постоянный ток. Второе устройство, таким образом, создает статическое магнитное поле в расплавленном металле в емкости. В частности, второе магнитное устройство может создавать эффективную тормозящую силу для первичного потока.
Согласно одному варианту первое магнитное устройство расположено выше по потоку от второго магнитного устройства относительно направления течения расплавленного металла, при этом направление течения определяется от первого отверстия ко второму отверстию. Тем самым вторичный поток в первую очередь регулируется первым магнитным устройством, а первичный поток в первую очередь регулируется за счет тормозящего действия второго магнитного устройства.
Согласно одному варианту каждый несущий ток является постоянным током. Поэтому каждая катушка становится гибридной катушкой, одновременно создающей статическое магнитное поле и переменное магнитное поле, образующее часть бегущего магнитного поля.
Согласно одному варианту система питания выполнена с возможностью подавать несущие токи, имеющие взаимно разную полярность на по меньшей мере две из катушек первой магнитной части. Поэтому напряженностью полей можно управлять локально в горизонтальном сечении расплавленного металла, особенно в комбинации со статическим магнитным полем, создаваемым вторым магнитным устройством.
Согласно одному варианту система питания выполнена с возможностью подавать несущие токи одной полярности на каждую из катушек первой магнитной части. Поэтому напряженностью полей можно управлять локально в расплавленном металле, особенно в комбинации со статическим магнитным полем, создаваемым вторым магнитным устройством.
Согласно одному варианту каждый несущий ток является переменным током. Соответственно, переменный ток налагается на переменный несущий ток. Это может быть желательно в особых ситуациях для управления расплавом.
Согласно одному варианту емкость является литейной формой (кристаллизатором). Однако емкость также может быть литейным ковшом или промежуточным ковшом.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается способ регулирования потока расплавленного металла в емкости для процесса непрерывной разливки, при этом емкость имеет первое отверстие для приема расплавленного металла, второе отверстие для выпуска расплавленного металла и корпус, проходящий между первым отверстием и вторым отверстием, при этом первое магнитное устройство прикреплено к корпусу, при этом первое магнитное устройство имеет магнитопровод с зубцами и катушки, расположенные вокруг этих зубцов, при этом способ содержит этапы, на которых подают переменный ток и несущий ток, при этом переменный ток наложен на несущий ток, на каждую из катушек, при этом каждая пара переменного тока и несущего тока, подаваемая на катушку, образует ток регулирования потока, при этом токи регулирования потока, подаваемые на соседние катушки, сдвинуты по фазе относительно друг друга, тем самым создавая бегущее магнитное поле в расплавленном металле в емкости.
Один вариант способа содержит этап, на котором измеряют параметр расплавленного металла и управляют токами регулирования потока на основе измеренного параметра. Ток регулирования потока, который регулирует первичный поток и вторичный поток, таким образом, управляется на основе конкретного состояния расплавленного металла в емкости.
Согласно одному варианту управление заключается в управлении фазой или амплитудой по меньшей мере одного тока регулирования потока.
Согласно одному варианту каждый несущий ток является постоянным током.
По существу все термины, используемые в формуле изобретения, следует толковать в соответствии с общепринятым значением в технической области, если в настоящем описании прямо не оговорено иное. Все ссылки на определенный или неопределенный элемент, устройство, компонент, средство, этап и т.п. следует открыто толковать как относящиеся по меньшей мере к одному такому элементу, устройству, компоненту, средству, этапу и подобному, если прямо не оговорено иное. Следует отметить, что хотя этапы представленного способа обозначены цифрами и конкретный этап может быть назван, например, "первым этапом", этапы любого описанного здесь способа не обязательно должны выполняться в описанной последовательности, если прямо не оговорено иное.
Краткое описание чертежей
Далее следует описание конкретных иллюстративных вариантов настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи, на которых:
Фиг. 1 - схематический вид направлений течения потоков расплавленного металла в литейной форме.
Фиг. 2а - вид сбоку примера расположения устройства для непрерывной разливки.
Фиг 2b - вид сверху примера по фиг. 2а.
Фиг. 3 - вид сбоку устройства в работе.
Фиг. 4а-b - конфигурации системы питания для устройства непрерывной разливки.
Подробное описание
Далее следует более полное описание сути изобретения со ссылками на приложенные чертежи, на которых показаны иллюстративные варианты. Однако суть настоящего изобретения может быть реализована в разных других формах и не должна толковаться как ограниченная показанными здесь вариантами. Эти варианты приведены лишь в качестве примеров для глубины и полноты описания и полностью демонстрируют специалистам объем идеи изобретения. На всех чертежах одинаковые компоненты обозначены одними и теми же позициями.
На фиг. 2а приведен вид сбоку устройства 7 для процесса непрерывной разливки металла, например, стали, меди или алюминия. Устройство 7 содержит емкость 9а, имеющую корпус 9b, в котором выполнено первое отверстие 9-1 и второе отверстие 9-2. Корпус 9b может иметь внешнюю структуру 9с, представляющую внешнюю поверхность 9d и внутреннюю плиту 9е, например, содержащую медь. Расплавленный металл типично контактирует с внутренней плитой 9е, когда емкость 9а содержит расплавленный металл.
Емкость 9а на фиг. 2а представляет собой литейную форму для отливки, например, слябов или цилиндрических слитков. Однако следует отметить, что емкость может быть ковшом, промежуточным ковшом или любым другой емкостью, применяемой в процессе непрерывной разливки, через которую может течь расплавленный металл.
Устройство 7 далее содержит первое магнитное устройство 10, которое имеет первую магнитную часть 10а и вторую магнитную часть 10b. Каждая из первой магнитной части имеет магнитопровод 10-1 с зубцами 10-2, как показано на фиг. 2b, и катушками 10-3. Каждая катушка 10-3 намотана вокруг соответствующего зубца 10-2.
Первая магнитная часть 10а и вторая магнитная часть 10b первого магнитного устройства 10 расположены на одном уровне на противоположных сторонах корпуса 9b. При эксплуатации емкость 9а по существу расположена так, что первое отверстие 9-1 и второе отверстие 9-2 разнесены в вертикальном направлении. Поэтому расплавленный металл может поступать в емкость 9а и выходить или выпускаться из емкости 9а через второе отверстие 9-2 под действием силы тяжести. Если емкость является кристаллизатором, выпускная часть обычно называется "ручьем". Соответственно, при эксплуатации первая магнитная часть 10а и вторая магнитная часть 10b расположены по существу на одном и том же вертикальном уровне относительно корпуса 9b.
В предпочтительном варианте магнитопроводы 10-1 первой магнитной части 10а и второй магнитной части 10b по существу представляют собой шихтованные железные магнитопроводы. Магнитопроводы 10-1 первой магнитной части 10а и второй магнитной части 10b могут крепиться к корпусу 9b. В частности, зубцы 10-2 магнитопроводов 10-1 в одном варианте могут упираться во внутренние пластины 9с.
Устройство 7 далее может содержать второе магнитное устройство 13. Второе магнитное устройство 13 содержит первую магнитную часть 13а и вторую магнитную часть 13b. И первая магнитная часть 13а, и вторая магнитная часть 13b второго магнитного устройства 13 содержат магнитопровод 13-1, имеющий зубцы и катушки, намотанные вокруг этих зубцов. Магнитопроводы 13-1 предпочтительно являются сплошными железными магнитопроводами, но в одном варианте могут быть и шихтованными железными магнитопроводами.
Первая магнитная часть 10а первого магнитного устройства 10 в одном варианте по магнитному потоку соединена с первой магнитной частью 13а второго магнитного устройства 13 посредством ярма 14а. Вторая магнитная часть 10b первого магнитного устройства 10 в одном варианте по магнитному потоку соединена со второй магнитной частью 13b второго магнитного устройства 13 посредством ярм 14b. Однако можно использовать множество различных других конфигураций. Вместо вышеописанного ярма первая магнитная часть 10а и вторая магнитная часть 10b первого магнитного устройства 10 могут быть соединены ярмом каким либо другим ярмом. Соответственно, первая магнитная часть 13а и вторая магнитная часть 13b второго магнитного устройства 13 могут быть соединены ярмом. Кроме того, в рамках настоящего изобретения возможны конфигурации без соединения ярмом.
Устройство 7 далее содержит систему 16 питания, предназначенную для питания катушек первого магнитного устройства 10 и второго магнитного устройства 13. Следует отметить, что система питания может содержать отдельные блоки питания, входящие в одну общую систему питания, например, для питания первого магнитного устройства и второго магнитного устройства.
Система 16 питания выполнена с возможностью подавать переменный ток, наложенный на несущий ток, на каждую из катушек первого магнитного устройства 10. Токи, сформированные системой и поданные на каждую катушку, в настоящем описании именуются токами регулирования потока. Токи регулирования потока сдвинуты по фазе относительно друг друга. Поэтому в емкости 9а можно получить бегущее магнитное поле. Бегущее магнитное поле создает эффект перемешивания расплавленного металла в емкости 9а. Поэтому турбулентность, в первую очередь во вторичном потоке в расплавленном металле, можно уменьшить.
В одном варианте несущие токи, подаваемые на катушки 10-3 первого магнитного устройства 10, являются постоянными токами. Поэтому каждая катушка 10-3 первого магнитного устройства 10 работает как гибридная катушка, создающая статическое магнитное поле, и одновременно участвует в создании бегущего магнитного поля в расплавленном металле в емкости 9а.
Согласно одному варианту несущие токи, подаваемые на катушки 10-3 первого магнитного устройства 10, являются переменными токами.
В одном варианте несущие токи могут быть сочетанием постоянных токов и переменных токов, то есть для части катушек несущий ток является постоянным, а для части катушек - переменным. За счет этого можно добиться комплексного регулирования потока расплавленного металла.
Система 16 питания далее может быть выполнена с возможностью подавать постоянный ток (DC) на каждую катушку второго магнитного устройства 13. Постоянный ток, подаваемый на второе магнитное устройство 13, является простым постоянным током, то есть на него не наложены никакие другие сигналы. Второе магнитное устройство 13, таким образом, создает только статическое магнитное поле.
На фиг. 2b приведен вид сверху устройства по фиг. 2а. Емкость 9а имеет первую длинную сторону 17-1 и вторую длинную сторону 17-2, расположенную напротив первой длинной стороны 17-1 и на расстоянии от нее. Первая магнитная часть 10а расположена вдоль первой длинной стороны 17-1, а вторая магнитная часть 10b расположена вдоль второй длинной стороны 17-2. В этом примере первое магнитное устройство 10 имеет восемь пар зубцов 11-2 и катушек 11-3 на каждой из первой магнитной части 10а и второй магнитной части 10b. Количество зубцов и катушек типично зависит от ширины первой длинной стороны и второй длинной стороны.
На фиг. 3 представлен вид сбоку устройства 7 во время непрерывной разливки. Емкость 9а заполнена расплавленным металлом 19. Расплавленный металл 19 выпускается в емкость 9а через погружной стакан 21 промежуточного разливочного устройства или ковша 23. Погружной стакан 21, таким образом, погружен в расплавленный металл 19 в емкости 9а. Расплавленный металл 19 выпускается из погружного стакана 21 в емкость 9а через выпускное отверстие 21а погружного стакана 21. Поверхность расплавленного металла 19 далее именуется мениском 19-1.
Емкость 9а имеет первую сторону 9f, в которой выполнено отверстие 9-1 для приема расплавленного металла 19. Поэтому когда емкость 9а находится в работе, первая сторона 9f типично является верхней стороной емкости 9а.
Согласно одному варианту зубцы 10-2 первого магнитного устройства 10 расположены на осевом расстоянии d от первой стороны 9f. Зубцы 10-2 предпочтительно ориентированы ортогонально к осевому направлении емкости 9а. В одном варианте центр зубцов расположен на расстоянии d от первой стороны 9f. Расстояние d больше, чем расстояние от первой стороны 9f до уровня мениска 19-1 расплавленного металла в емкости 9а. Расстояние d предпочтительно меньше или равно расстоянию от первой стороны 9f, на котором расплавленный металл выпускают в емкость 9а через погружной стакан 21. Зубцы 10-2 могут быть расположены в любом месте в этом диапазоне для получения эффективного вторичного потока в расплавленном металле 19 с помощью первого магнитного устройства 10. Поэтому зубцы предпочтительно расположены в положении радиально снаружи от положения, в котором погружной стакан погружен в расплавленный металл 19 в емкости 9а.
Первое магнитное устройство 10 расположено выше по от второго магнитного устройства 13 относительно направления С течения расплавленного металла 19, при этом направление течения определяется от первого отверстия 9-1 к второму отверстию 9-2.
На фиг. 4а и 4b приведены схематические виды двух примеров конфигураций соединения источников питания катушек 10-3. Для простоты на фиг. 4а-b показаны только катушки с 10-3а по 10-3h первой магнитной части. Согласно примерам, показанным на фиг. 4а и 4b, магнитопровод показанной магнитной части имеет 8 катушек. Однако магнитопровод по настоящему изобретению может иметь в других вариантах любое из следующих количество катушек: 6, 8, 10 или 12.
На фиг. 4а система 16 питания имеет силовые преобразователи 23-1 и 23-2 для подачи переменного тока, наложенного на несущий ток на каждую из катушек 10-3а - 10-3h. Сдвиг по фазе между соседними катушками может быть равен, например, 45 или 90 градусам. Поэтому согласно одному примеру, где сдвиг по фазе между соседними катушками составляет 90 градусов, катушка 10-3а имеет угол сдвига фазы 0 градусов, катушка 10-3b имеет угол сдвига фазы 90 градусов, катушка 10-3с имеет угол сдвига фазы 180 градусов, катушка 10-3d имеет угол сдвига фазы 270 градусов, катушка 10-3е имеет угол сдвига фазы 0 градусов, и так далее. Стрелками показана полярность несущего тока, который в этом примере является постоянным током. В примере по фиг. 4а соседние катушки запитаны попарно постоянным током одинаковой полярности. Пары катушек запитаны так, что одна из них питается преобразователем 23-1, а вторая - преобразователем 23-2. Концевые катушки 10-3а и 10-3h имеют одинаковую полярность. Поэтому система 16 питания имеет возможность подавать несущие токи, имеющие взаимно разную полярность, по меньшей мере на две из катушек первой магнитной части.
Следует отметить, что в рамках объема, определенного формулой изобретения, возможны различные варианты полярностей и фаз несущих токов и переменных токов, соответственно.
По существу конкретный переменный ток и несущий ток, наложенные один на другой и подаваемые на катушку, зависят от состояния расплавленного металла в емкости 9а и от расхода расплавленного металла через разливочную трубу, например погружной стакан 21. Для этого применяется система управления с датчиками и контроллерами. Датчики, например, могут быть установлены на погружном стакане 21 или на внутренних стенках емкости 9а. Датчики выполнены с возможностью измерять один или более из параметров расплавленного металла, например температуру плит 9е емкости 9а, расход расплавленного металла, подаваемого в емкость, или уровень мениска. Токи регулирования потока варьируются на основе измеренного параметра или параметров. Регулирование потока типично заключается в регулировании фазы или амплитуды по меньшей мере одного тока регулирования потока, подаваемого на катушки. В одном варианте для каждой катушки можно индивидуально регулировать и переменный ток, и несущий ток.
На фиг. 4b показана другая конфигурация источника питания. В этом примере система 16 питания выполнена с возможностью подавать несущие токи одной полярности на каждую из катушек 10-3а-10-3h первой магнитной части. В этом конкретном примере по фиг. 4b для этой цели используются четыре преобразователя 23-1, 23-2, 23-3, 23-4.
Идея изобретения была описана выше со ссылками лишь на несколько вариантов. Специалистам понятно, что в пределах объема настоящего изобретения, который определен приложенной формулой, возможны и другие варианты.
Claims (13)
1. Устройство (7) для непрерывной разливки, содержащее:
емкость (9а), имеющую первое отверстие (9-1) для приема расплавленного металла (19), второе отверстие (9-2) для выпуска расплавленного металла (19) из емкости (9а) и корпус (9b), проходящий между первым отверстием (9-1) и вторым отверстием (9-2),
первое магнитное устройство (10), прикрепленное к корпусу (9b) и имеющее магнитопровод (10-1) с зубцами (10-2) и катушки (10-3), расположенные вокруг зубцов (10-2),
систему (16) питания, выполненную с возможностью подачи переменного тока и несущего тока с наложением переменного тока на несущий ток на каждую из катушек (10-3), при этом переменный ток и несущий ток, подаваемые на катушку (10-3), образуют ток регулирования потока, причем токи регулирования потока, подаваемые на соседние катушки, смещены по фазе относительно друг друга для создания бегущего магнитного поля в расплавленном металле (19) в емкости (9а), и
второе магнитное устройство (13), прикрепленное к корпусу (9b), причем система (16) питания выполнена с возможностью подачи на второе магнитное устройство (13) постоянного тока без наложенных на него других сигналов, причем первое магнитное устройство (10) расположено выше по потоку от второго магнитного устройства (13) относительно направления (С) течения расплавленного металла (19), при этом течение расплавленного металла (19) определено в направлении (С) от первого отверстия (9-1) ко второму отверстию (9-2).
емкость (9а), имеющую первое отверстие (9-1) для приема расплавленного металла (19), второе отверстие (9-2) для выпуска расплавленного металла (19) из емкости (9а) и корпус (9b), проходящий между первым отверстием (9-1) и вторым отверстием (9-2),
первое магнитное устройство (10), прикрепленное к корпусу (9b) и имеющее магнитопровод (10-1) с зубцами (10-2) и катушки (10-3), расположенные вокруг зубцов (10-2),
систему (16) питания, выполненную с возможностью подачи переменного тока и несущего тока с наложением переменного тока на несущий ток на каждую из катушек (10-3), при этом переменный ток и несущий ток, подаваемые на катушку (10-3), образуют ток регулирования потока, причем токи регулирования потока, подаваемые на соседние катушки, смещены по фазе относительно друг друга для создания бегущего магнитного поля в расплавленном металле (19) в емкости (9а), и
второе магнитное устройство (13), прикрепленное к корпусу (9b), причем система (16) питания выполнена с возможностью подачи на второе магнитное устройство (13) постоянного тока без наложенных на него других сигналов, причем первое магнитное устройство (10) расположено выше по потоку от второго магнитного устройства (13) относительно направления (С) течения расплавленного металла (19), при этом течение расплавленного металла (19) определено в направлении (С) от первого отверстия (9-1) ко второму отверстию (9-2).
2. Устройство по п. 1, в котором первое магнитное устройство (10) имеет первую магнитную часть (10а) и вторую магнитную часть (10b), при этом первая магнитная часть (10а) и вторая магнитная часть (10b) расположены на одном уровне на противоположных сторонах корпуса (9b).
3. Устройство по п. 2, в котором емкость (9а) имеет первую длинную сторону (17-1) и вторую длинную сторону (17-2), расположенную напротив первой длинной стороны (17-1) и на расстоянии от нее, причем первая магнитная часть (10а) расположена вдоль первой длинной стороны (17-1), а вторая магнитная часть расположена вдоль второй длинной стороны (17-2).
4. Устройство по п. 1, в котором емкость (9а) имеет первую сторону (9f), в которой выполнено первое отверстие (9-1), причем зубцы (10-2) первого магнитного устройства (10) расположены на осевом расстоянии d от первой стороны (9f), при этом расстояние d больше, чем расстояние до уровня мениска (19-1) расплавленного металла, находящегося в емкости (9а), и меньше или равно расстоянию, на котором расплавленный металл выпускается в емкость погружным стаканом (21).
5. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором каждый несущий ток является постоянным током.
6. Устройство по п. 5, в котором система (16) питания выполнена с возможностью подачи несущих токов с разной полярностью на по меньшей мере две из катушек (10-3) первой магнитной части (10а).
7. Устройство по п. 5, в котором система (16) питания выполнена с возможностью подачи несущих токов с одинаковой полярностью на каждую из катушек (10-3) первой магнитной части (10а).
8. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором несущий ток является переменным током.
9. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором емкость (9а) является литейной формой.
10. Способ регулирования потока расплавленного металла (19) в устройстве для непрерывной разливки, содержащем емкость (9а), имеющую первое отверстие (9-1) для приема расплавленного металла (19), второе отверстие (9-2) для выпуска расплавленного металла (19) и корпус (9b), проходящий между первым отверстием (9-1) и вторым отверстием (9-2), при этом к корпусу (9b) прикреплено первое магнитное устройство (10), имеющее магнитопровод (10-1) с зубцами (10-2) и катушки (10-3), расположенные вокруг зубцов (10-2), систему (16) питания, выполненную с возможностью подачи переменного тока и несущего тока на каждую из катушек (10-3), второе магнитное устройство (13), прикрепленное к корпусу (9b), причем система (16) питания выполнена с возможностью подачи на второе магнитное устройство (13) постоянного тока без наложенных на него других сигналов, и при этом первое магнитное устройство (10) расположено перед вторым магнитным устройством (13) относительно направления (С) течения расплавленного металла (19), при этом течение расплавленного металла (19) определено в направлении (С) от первого отверстия (9-1) ко второму отверстию (9-2), при этом способ включает этапы, при которых подают переменный ток и несущий ток с наложением переменного тока на несущий ток на каждую катушку (10-3) первого магнитного устройства (10), причем каждая пара переменного тока и несущего тока, подаваемая на катушку (10-3), образует ток регулирования потока, при котором токи регулирования потока, подаваемые на соседние катушки (10-3), смещены по фазе относительно друг друга с созданием бегущего магнитного поля в расплавленном металле (19) в емкости (9а).
11. Способ по п. 10, включающий этап, на котором измеряют параметр расплавленного металла (19) и регулируют токи регулирования потока на основе измеренного параметра.
12. Способ по п. 11, в котором регулирование включает регулирование фазы или амплитуды по меньшей мере одного тока регулирования потока.
13. Способ по любому из пп. 10-12, при котором каждый несущий ток является постоянным током.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2574556C1 true RU2574556C1 (ru) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2775264C1 (ru) * | 2019-02-19 | 2022-06-28 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Способ управления для машины непрерывного литья, устройство управления для машины непрерывного литья и способ изготовления отливки |
US11890671B2 (en) | 2019-02-19 | 2024-02-06 | Jfe Steel Corporation | Control method for continuous casting machine, control device for continuous casting machine, and manufacturing method for casting |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2212977C2 (ru) * | 1997-12-17 | 2003-09-27 | Ротелек | Устройство для электромагнитного торможения расплавленного металла в установке для непрерывной разливки и способ электромагнитного торможения жидкого металла |
EP1510272A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-02 | JFE Steel Corporation | Method for producing ultra low carbon steel slab |
WO2008004969A1 (en) * | 2006-07-06 | 2008-01-10 | Abb Ab | Method and apparatus for controlling the flow of molten steel in a mould |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2212977C2 (ru) * | 1997-12-17 | 2003-09-27 | Ротелек | Устройство для электромагнитного торможения расплавленного металла в установке для непрерывной разливки и способ электромагнитного торможения жидкого металла |
EP1510272A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-02 | JFE Steel Corporation | Method for producing ultra low carbon steel slab |
WO2008004969A1 (en) * | 2006-07-06 | 2008-01-10 | Abb Ab | Method and apparatus for controlling the flow of molten steel in a mould |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2775264C1 (ru) * | 2019-02-19 | 2022-06-28 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Способ управления для машины непрерывного литья, устройство управления для машины непрерывного литья и способ изготовления отливки |
US11890671B2 (en) | 2019-02-19 | 2024-02-06 | Jfe Steel Corporation | Control method for continuous casting machine, control device for continuous casting machine, and manufacturing method for casting |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101396734B1 (ko) | 몰드안의 용융 강의 유동 제어 방법 및 장치 | |
US20090242165A1 (en) | Modulated electromagnetic stirring of metals at advanced stage of solidification | |
KR100946612B1 (ko) | 연속 주조 장치 및 방법 | |
RU2266798C2 (ru) | Способ и устройство для непрерывной разливки металлов в кристаллизатор | |
WO2008088361A2 (en) | Method and system of electromagnetic stirring for continuous casting of medium and high carbon steels | |
US8985189B2 (en) | Arrangement and method for flow control of molten metal in a continuous casting process | |
US7675959B2 (en) | Systems and methods of electromagnetic influence on electroconducting continuum | |
WO2012118396A1 (ru) | Способ и устройство непрерывной разливки алюминиевых сплавов | |
EP3369495A1 (en) | Continuous manufacturing device and continuous manufacturing method for multilayer slab | |
RU2539253C2 (ru) | Способ и установка для регулирования потоков жидкого металла в кристаллизаторе для непрерывного литья тонких плоских слябов | |
RU2574556C1 (ru) | Устройство и способ регулирования потока расплавленного металла в процессе непрерывной разливки | |
JP2005238276A (ja) | 電磁攪拌鋳造装置 | |
JP2003275849A (ja) | 連続鋳造鋳片の製造方法 | |
JP2004042063A (ja) | 連続鋳造装置及び連続鋳造方法 | |
RU2464123C1 (ru) | Способ регулирования режима электромагнитного перемешивания жидкой фазы слитка в машине непрерывного литья слябов и устройство для его осуществления | |
JP2004058092A (ja) | 鋼の連続鋳造方法 | |
JP2003103348A (ja) | 鋼の連続鋳造方法及び設備 | |
JP2004042065A (ja) | 電磁攪拌装置 | |
UA78923C2 (en) | Method of electromagnetic mixing of liquid metal by the system of rotating magnetic fields | |
JP2007307577A (ja) | 鋼の連続鋳造方法 | |
JP2007118089A (ja) | 鋼の連続鋳造方法 |