SE513627C2 - Sätt och anordning vid gjutning i kokill - Google Patents

Description

20 30 513 627 2 styrka och strömtäthet samt riktning hos de inducerade elekt- riska stömmarna. Kraven varierar mellan skilda gjutförfaranden, såsom öppen och sluten gjutning. vid sluten gjutning, dvs när smälta tillföres kokillen genom ett gjutrör vilket mynnar i smältan under menisken önskar man en tillräckligt stark omröring i de icke-stelnade delarna av gjut- ämnet för att säkerställa eftersträvat metallurgiskt resultat beträffande gjutstruktur etc., dock bör omröring och strömnings- hastighet vid menisken begränsas. I vissa sammanhang benämns sluten gjutning pulvergjutning då smältans överyta ofta täcks av ett s.k. gjutpulver. Ett gjutpulver har ett flertal funktioner sàsom att termiskt isolera smältans överyta, skydda den mot oxidation och andra reaktioner, att förhindra det stelnade ytskiktets vidhäftning mot kokillväggen, samt att uppta från smältan avskilda partiklar. Man bör därför undvika omröring hos en metallyta som täcks av ett gjutpulver för att förhindra att gjutpulver dras ned i gjutämnet. Med känd teknik för omröring av smälta delar av ett gjutämne är det svårt att samtidigt uppnå tillräcklig omröring och undvika neddragning av gjutpulver vid pulvergjutning, sluten gjutning.

Vid öppen gjutning, dvs när smälta tillföres kokillen från en behållare, skänk eller gjutlàda, medelst en fri tappstràle, krävs att strömningshastigheten vid menisken hålls tillräckligt hög för att önskat metallurgiskt resultat ska åstadkommas.

Tillräckligt kraftig strömning vid menisken uppnås när pålagt magnetfält uppvisar en tillräckligt hög magnetisk fältstyrka vid menisken.

För att medelst känd teknik uppfylla ovan angivna krav avseende vid menisken rådande strömning vid såväl öppen gjutning som sluten gjutning krävs, sàsom framgår av exempelvis den tyska patentskriften DE-C-38 19 493, en stor förskjutning av magnet- fältets läge relativt menisken i kokillens axiella led. Till- räcklig förskjutning kan normalt ej uppnås genom den variation av meniskens läge i gjutriktningen som är möjlig i en kokill av aktuell typ eller genom förflyttning i gjutriktningen av en omrörare utformad och anordnad enligt känd teknik. Alternativt 10 20 30 513 627 till att förskjuta magnetfältets läge relativt menisken kan strömstyrkan hos den ström som matas genom faslindningarna varieras. Detta innebär dock ökade kapitalkostnader då fas- lindningarna i ett sådant fall måste dimensioneras utifrån den största tänkbara strömstyrkan. Dessutom ökar, med en förhöjd strömstyrka, risken för pulverneddragning vid pulvergjutning Till följd av kända kokillomrörares fysiska dimensioner och kokillens uppbyggnad är möjligheterna att förskjuta kokillomrö- raren i kokillens axiella led vid gjutning av klena rektangulära ämnen, s.k. billets, och till viss del även vid gjutning av något grövre ämnen, blooms, väsentligen obefintliga. Härigenom begränsas möjligheterna att förskjuta magnetfältet relativt menisken till den möjliga variationen av meniskens läge i gjut- riktningen vilken vanligen understiger 100 mm. Förutsättningarna för att med en och samma omrörare, utformad och anordnad enligt känd teknik, uppnå optimala förhållanden vid såväl öppen som sluten gjutning genom att förskjuta magnetfält och menisk relativt varandra blir till följd av detta mycket dåliga.

Ett ändamål med uppfinningen är att anvisa ett sätt att styra och fördela ett roterande magnetfält som pàlagts ett i en kokill befintligt gjutämne medelst en två- eller flerfasig kokillomrö- rare för att omröra de icke-stelnade partierna av ett gjutämne varigenom en tillräckligt kraftig omröring för att uppnå efter- strävat metallurgiskt resultat säkerställes en bit ner i gjut- ämnet medan omröringen i anslutning till menisken kan styras och kontrolleras så att optimala förhållanden kan erbjudas med en och samma kokillomrörare vid såväl öppen som sluten gjutning. Så att en tillräcklig omrörning av smältan i anslutning till menis- ken erhålles vid öppen gjutning medan denna omrörning begränsas för att bland annat minimera riskerna för pulverneddragning vid sluten gjutning.

Ett annat ändamål är att erbjuda en två- eller flerfasig kokillomrörare för genomförande av den uppfunna metoden. 10 20 30 513 627 UPPFINNINGEN Vid kontinuerlig eller halvkontinuerlig gjutning av metall till- föres smält metall eller metallegering, såsom stål, till en kokill vilken är öppen i gjutriktningens båda. I kokillen kyles den smälta metallen och under passagen genom kokillen formas ett gjutämne. Gjutämnet uppvisar vid utträdet ur kokillen åtminstone ett självbärande ytskikt och däri innehàllen restsmälta. Ström- ningen eller omröringen av flytande metall i icke-stelnade partier av det formade gjutämnet àstadkommes och upprätthàlles genom att minst ett roterande magnetfält pàlägges att verka på smälta delar av gjutämnet under metallens stelnande. Detta rote- rande magnetfält pálägges medelst en i anslutning till kokillen anordnad två- eller flerfasig kokillomrörare. Kokillomröraren innefattar tvà eller flera delomrörare. Var och en av dessa del- omrörare innefattar åtminstone en magnetisk kärna och en kring kärnan anordnad växelströmsmatad faslindning anordnade på ett sådant sätt att det magnetfält som genereras inne i kokillen, i nivå med kärnorna, väsentligen innefattar en tvärs gjutrikt- ningen orienterad magnetisk fältstyrke komponent, By.

Enligt den föreliggande uppfinningen anordnas de i kokillomröra- ren ingående faslindningarna tillräckligt nära kokillens inner- vägg och utformas på ett sådant att det magnetfält som genereras inne i kokillen i nivå med nämnda faslindningar väsentligen in- nefattar en parallellt med gjutriktningen orienterad magnetisk fältstyrkekomponent, BZ. Samtidigt inställes det relativa läget i gjutriktningen mellan i kokillomröraren ingàene kärnor och smältans överyta, menisken. Genom att enligt uppfinningen ändra inställningen av det relativa läget mellan menisk och kokill- omrörare i gjutriktning àstadkommes och upprätthàlles en effek- tiv och styrd omröring i de icke-stelnade partierna av gjutämnet oavsett om smältan tillföres medelst ett gjutrör som mynnar under menisken eller medelst en fri tappstråle som träffar menisken ovanifrån. Detta möjliggöres då för det uppfunna förfarandet en liten förändring av det relativa läget mellan menisk och omrörare resulterar i stora förändringar i smältans strömning vid och i anslutning till menisken. När smältans strömning i de icke-stelnade partierna av ett gjutämne styrs enligt det uppfunna förfarandet utnyttjas skillnaderna i den 10 20 30 513 627 magnetiska fältstyrkans orientering mellan nivåerna vid faslind- ningarna respektive kärnorna som erhálles när kärnorna anordnas och utformas enligt uppfinningen. Den magnetiska fältstyrkekom- ponenten tvärs gjutriktningen, By, dominerar i nivà med kärnorna samtidigt som den magnetiska fältstyrkekomponenten parallellt med gjutriktningen, BZ, dominerar i nivá med faslindningarna.

Härigenom erhålles vid en liten förändring i det relativa läget mellan kokillomrörare och menisk i gjutriktningen stora föränd- ringar i den kraftpåverkan som uppkommer genom samverkan mellan de magnetiska fältstyrkekomponenterna By respektive BZ och de av madnetfältet i smältan inducerade elektriska strömmarna och man går från en nivå där en fältstyrkekomponent dominerar till en där en annan fältstyrkekomponent dominerar.

När uppfinningen tillämpas vid sluten gjutning, där smälta tillföres kokillen genom ett under menisken mynnande gjutrör, - anordnas i kokillomröraren ingående kärnor med sin övre kant tillräckligt långt under menisken, företrädesvis mer än 25 mm under menisken, samtidigt som - faslindningens främre kant anordnas tillräckligt nära kokill- väggens inneryta, företrädesvis mindre än 150 mm från kokillväg- gens inneryta, varigenom smältans strömning vid och i anslutning till menisken bromsas genom att bromsande moment generas och appliceras pà smältan i nivå med faslindningarna genom den kraftpàverkan som uppkommer när magnetfältets komponent i gjutriktning, BZ, och de elektriska strömmar som induceras i smältan av magnetfältet sam- verkar. Dessa vid menisken genererade moment är motriktade den av magnetfältets komponent tvärs gjutriktningen, By, i smältan inducerade omröringen. Lämpligen anordnas i kokillomröraren ingående kärnor med sin övre kant 25 mm till 200 mm under menisken samtidigt som i kokillomröraren faslindningar med sin främre kant anordnas lO mm till 150 mm från kokillväggens inner yta. Härigenom erhålles optimala förhållanden för sluten gjutning, pulvergjutning. Smältans strömning och turbulens vid menisken begränsas och styres genom de precis under menisken uppkomma kraftiga bromsande momenten samtidigt som en kraftig omröring upprätthàlles en bit ned i gjutämnet. Härigenom säker- ställes de metallurgiska effekterna av omröringen samtidigt som 10 20 30 513 627 6 risken för neddragning av icke-metalliska beståndsdelar såsom gjutpulver från överytan minimeras. Genom att faslindningen anordnas med sin främre kant nära kokillväggen och därmed i detta fall smältan erhålles en tillräckligt kraftig magnetisk fältstyrkekomponent, BZ, vilken är orienterad parallellt med gjutriktningen för att ett tillräckligt kraftigt bromsande moment ska utbildas precis under menisken. Det bromsande momen- tet uppstår strax under menisken genom att den parallellt med gjutriktningen orienterade magnetiska fältstyrkekomponenten, BZ, samverkar med de av magnetfältet i smältan inducerade elektriska strömmarna I, vilka vid minsken viker av och väsentligen inne- fattar en y-komponent, Iy. vid menisken uppkomna volymkrafter, (fx=iyxbz), blir då motriktade de volymkrafter som uppstår längre ned i de icke-stelnade partierna av gjutämnet och ger upphov till och upprätthåller en effektiv omröring i dessa delar. Efter som de inducerade strömmarna i nivå med de nedströms kärnorna anordnade faslindningarna inte tvingas att vika av på samma sätt som vid menisken uppstår inget kraftigt negativt bromsande moment under omröraren. Samma sak gäller om avståndet mellan menisk och kärnans övre kant är för stor uppströms kärnan.

När uppfinningen tillämpas vid öppen gjutning, där smälta tillföres kokillen medelst en fri tappstråle vilken träffar smältans överyta, menisken anordnas i kokillomröraren ingående kärnor med sin övre kant tillräckligt nära menisken, företrädes- vis mindre än 100 mm från menisken. Härigenom åstadkommes och upprätthålles en tillräckligt kraftig strömning vid och i anslutning till menisken medelst de krafter som genom samverkan mellan magnetfältets komponent tvärs gjutriktning, By, och de elektriska strömmar som induceras i smältan av magnetfältet samtidigt som magnetfältets komponent BZ i nivå med nämnda faslindningar appliceras i anslutning till meniskens yta utan att någon strömningen motriktad kraft àstadkommes. Genom att i kokillomröraren ingående kärnor och faslindningar anordnas på nämnda sätt erhålles optimala förhållanden för öppen gjutning.

En kraftig omröring upprätthålles vid menisken och väsentligen inget bromsande moment uppstår då magnetfältet i nivå med menisken i detta fall huvudsakligen innefattar en tvärs gjut- 10 20 30 513 627 riktningen orienterad magnetisk fältstyrkekomponent, By, medan den i nivå med faslindningarna genererade, parallellt med gjutriktningen orienterade, magnetiska fältstyrkekomponenten, BZ, ej verkar på den smälta metallen utan befinner sig över eller uppströms menisken.

Som framgår av det föregående krävs endast en liten förskjutning i meniskens relativa läge till magnetfältet för att med en kokillomrörare där ingående kärnor och faslindningar anordnas enligt uppfinningen förändra det magnetfält som verkar vid menisken på ett sådant sätt att optimala strömningsförhållanden kan åstadkommas och upprätthållas med samma omrörare vid såväl öppen som sluten gjutning medelst en förskjutning av meniskens läge i gjutriktningen som ligger inom det för kända gjutmaskiner normala intervallet.

I en kokill för kontinuerlig gjutning av klenare gjutämnen såsom billets och blooms kan vid gjutning i fortfarighetstillstånd normalt läget av smältans överyta, menisken, endast förskjutas i gjutriktningen ett avstånd understigande 100 mm medelst förändring av gjutparametrar såsom gjuthastighet och flödet av smält metal in i kokillen. Trots denna mycket begränsade möjlighet till förskjutning av meniskens läge relativt magnetfältet kan optimala förhållanden uppnås för såväl öppen och sluten gjutning när i kokillomröraren ingående kärnor och faslindningar anordnas enligt uppfinningen. Genom att vid sluten gjutning kärnorna anordnas med sin övre kant 50 till 100 mm under menisken samtidigt som i kokillomröraren ingående faslind- ningar anordnas med sin främre kant anordnas 50 till 100 mm från kokillväggens inner yta och vid öppen gjutning i kokillomröraren ingående kärnor anordnas med sin övre kant mindre än 100 mm under menisken.

En två- eller flerfasig kokillomrörare för genomförande av den uppfunna metoden vilken är anordnad i form av två eller flera delomrörare, var och en åtminstone innefattande en magnetisk kärna och en kring kärnan anordnad växelströmsmatad faslindning är i en föredragen utföringsform i kokillomröraren ingående faslindningar anordnade i form av folielindade spolar, där de 10 20 30 513 627 8 folielindade spolarna är anordnade med sin främre kant till- räckligt nära kokillväggen, för att det magnetfält som generas inne i kokillen i nivå med folielindningarna väsentligen inne- fattar en parallellt med gjutriktningen orienterad magnetisk fältstyrkekomponent, Bz och att folielindningarna erhåller en tillräcklig indirekt kylning från de för kylning av kokillen anordnade kylmedlen.

FIGURER Uppfinningen ska i det följande förklaras mer ingående och exemplifieras med en föredragen utföringsform under hänvisning till bifogade figurer. Figur l och 2 visar den fältstyrkefördel- ning och det moment som erhålles vid vid öppen respektive sluten gjutning med en omrörare anordnad enligt känd teknik optimalt placerad relativt menisken. Figurerna 3 och 4 visar en kokill med en omrörare anordnad enligt uppfinning. Figur 5 visar fördelningen i ett plan i gjutriktningen för magnetfältets fältstyrka och moment samt magnetfältet, de elektriska strömmar vilka induceras i kokillen vid omröring och de krafter vilka uppkommer genom samverkan mellan magnetfält och inducerade strömmar när i kokillen ingående kärnor och faslindningar anordnas och utformas enligt uppfinningen vid öppen gjutning, medan figur 6 visar detsamma vid sluten gjutning där omröraren är placerad på väsentligen samma nivå i kokillen medan dess placering relativt menisken uppnåtts medelst för kokillen möjlig menisklägesförskjutning.

FIGURBESKRIVNING För att medelst pålagt roterande magnetfält styra omröringen i de icke-stelnade partierna 13 av ett gjutämne ll pà ett sådant sätt att ett fullgott metallurgiskt resultat kan uppnås ställs krav avseende egenskaper och fältstyrkefördelning hos det på smältans icke-stelnade partier 13 pålagda magnetfältet. Dessa krav varierar mellan skilda gjutförfaranden, såsom öppen och sluten gjutning. 10 20 30 513 627 9 Vid öppen gjutning krävs att strömningen vid menisken 17 är tillräckligt kraftig. Denna omröring uppnås, såsom visas i figur 1, när en kokillomrörare är anordnad att applicera ett roterande magnetfält med sin maximala magnetiska fältstyrka i nivà med eller direkt under menisken. För en kokillomrörare som är utfor- mad och anordnad enligt känd teknik innebär detta att delomröra- rens järnkärnor 140a, 140b, bör vara anordnad med sitt centrum, vilket vanligen sammanfaller med magnetfältets 21 fältstyrkemaximum Bmax, under menisken 17.

Vid sluten gjutning är situationen beträffande önskad omröring av smältan vid menisken 17 den omvända och det pålagda roterande magnetfältet är anordnat så att dess fältstyrka i nivå med menisken begränsas genom att magnetfältets fältstyrkemaximum Bmax appliceras vid en nivà väsentligen under menisken 17 varvid den magnetiska fältstyrkan B i nivån med menisken 17 väsentligen understiger det maximala värdet Bmax såsom visas i figur 2.

Fördelningen i gjutriktningen av den magnetiska fältstyrkans komponent BAY och momentets komponent MAY, vilka verkar tvärs gjutriktningen, i y-led, för ett roterande magnetfält vilket enligt känd teknik pålägges att verka på icke-stelnade partier 13 av ett gjutämne ll visas i figur 1 och 2. För att med en och samma kokillomrörare kunna uppfylla ovan angivna krav avseende vid menisken rådande strömningsförhållanden vid såväl öppen gjutning fig l som sluten gjutning fig 2 krävs en stor förskjut- ning i gjutriktningen av magnetfältets läge relativt menisken 17. En så stor förskjutning kan inte uppnås med normalt möjlig menisklägesvariation i gjutriktningen och/eller möjligheten att förflytta kokillomröraren längs kokillen i gjutriktningen.

Möjligheten till förskjutning av magnetfältets läge genom att flytta kokillomrörare i gjutriktningenär av utrymmesskäl mycket begränsade i en anläggning för kontinuerlig gjutning av metall.

Dels lämnar kokillens bärande och kylande funktioner endast begränsade ytor öppna för placering av en omrörare, dels kräver konventionellt använda faslindningar hos kokillomrörare att kylande organ anordnas i anslutning till dem, vilket ytterligare begränsar utrymmet för förflyttningar i gjutriktningen av omrörarspolar och andra i en kokillomrörare ingående delar 1 10 20 30 513 627 10 förhållande till kokillen. Detta innebär att vid omröring enligt känd teknik där ett magnetfält med en fältstyrkefördelning, enligt kurva BAY i figur 1 och 2, pålägges att verka på smälta delar 13 av ett i en kokill befintligt gjutämne ll och där magnetfältet av utrymmesskäl ej kan appliceras så att en till- räcklig omröring erhålles i smältan i anslutning till menisken 17, så måste magnetfältets fältstyrkemaximum kraftigt överstiga erforderligt värde. Detta överensstämmer med normalfallet vid kokillomröring enligt känd teknik då möjligheterna till justering av magnetfältets läge relativt menisken 17 oftast är begränsade till möjligheten att variera meniskläget i gjutriktningen. För att klara fullgott resultat med en kokillom- rörare, som pàlägger ett magnetfält med en fältstyrkefördelning enligt kurva BAY i figur l och 2, överdimensioneras vanligen kokillomröraren så att den kan matas med en högre strömstyrka och pàlägga smältan ett magnetfält vilket vid menisken uppvisar en tillräcklig magnetisk fältstyrka för att uppnå den erforderlig strömning vid menisken 17. Således föreligger stora svårigheter att med en och samma omrörare och under utnyttjande av normala möjligheter för att förskjuta magnetfältet och menisk 17 relativt varandra erbjuda optimala förhållanden för såväl öppen som sluten gjutning.

Vid kontinuerlig gjutning av klenare rektangulära ämnen, s.k. billets liksom ofta även vid gjutning av blooms, ger de enligt känd teknik väsentligen obefintliga möjligheterna att förskjuta kokillomröraren i kokillens axiella led, till följd av kokill- omrörarens fysiska dimensioner och kokillens uppbyggnad, till- sammans med möjligheterna till variation av meniskläge i gjut- riktningen, medelst förändring av gjutparametrar såsom gjuthas- tighet och flödet av smält metal in i kokillen, en möjlighet till att förskjuta meniskens 17 läge relativt magnetfältet vilket understiger 100 mm.

Vid gjutning av metall i en, i gjutriktningens båda ändar öppen, 12d, kyls metall- En eller flera kokill- kokill med kylda väggplattor 12a,l2b,12c, smältan och formas till ett gjutämne 11. omrörare är anordnade att pàlägga de icke stelnade delar av gjutämnet 13 ett roterande magnetfält. De kokillomrörare enligt 10 20 30 513 627 ll en utföringsform av uppfinningen som visas i figurerna 3 och 4 innefattar fyra delomrörare vilka är anordnade i anslutning till kokillens väggplattor 12a,l2b,l2c,12d. Delomrörarna innefattar åtminstone järnkärnor 14a,l4b,l4c,14d och kring dessa anordnade faslindningar l5a,l5b,l5c,15d och omslutes av ett ok 16 av magnetiskt ledande material varigenom de magnetiska kretsarna slutes.

Figur 5 visar fördelningen i ett plan i gjutriktningen för magnetfältets fältstyrka och moment samt magnetfältet, de elektriska strömmar vilka induceras i kokillen vid omröring och de krafter vilka uppkommer genom samverkan mellan magnetfält och inducerade strömmar när i kokillen ingående kärnor och faslind- ningar anordnas och utformas enligt uppfinningen vid öppen gjutning, medan figur 6 visar detsamma vid sluten gjutning där omröraren är placerad på väsentligen samma nivà i kokillen medan dess placering relativt menisken uppnåtts medelst för kokillen möjlig menisklägesförskjutning. Genom att i kokillomröraren ingående kärnor 14a,l4b,14c,14d och faslindningar l5a,l5b,15c, l5d anordnas och utformas enligt uppfinningen räcker det med den förskjutning av meniskens 17 läge relativt dessa 14,15 som kan uppnås med normal menisklägesförskjutning i gjutriktningen för att erhålla en fördelning av det i kokillen generade magnet- fältet 21 som genom samverkan med inducerade strömmar 22 ger optimala strömningsförhàllande vid såväl öppen som sluten gjutning. Den för den aktuella gjutsituationen eftersträvade strömningen erhålles väsentligen utan förändring av genom kokillomrörarens spollindningar matad strömstyrka. För att styra och fördela det på gjutämnets icke-stelnade partier 13 pålagda roterande magnetfältets 21 utbredning och magnetiska fältstyrka l4c,14d och fas- lindningar l5a,15b,l5c,15d är anordnade och utformade enligt den är i kokillomröraren ingående kärnor l4a,l4b, utföringsform av uppfinningen som visas i figurerna 3 och 4 där var och en av faslindningarna är utförda i form av en folie- lindad spole. De folielindade faslindningarna l5a,l5b,l5c,l5d är mycket kompakta och behöver därigenom ingen separat kylning utan ges en tillräcklig indirekt kylning genom kokillens kylkrets.

Härigenom erhålles en stor flexibilitet i faslindningens 15a, 15b,l5c,l5d placering och konfigurering, relativt kokillen så 10 20 30 515 627 17 att bàde en tillräcklig indirekt kylning av spolen 15a,15b,l5c, l5d och en fördelning av den magnetiska fältstyrkan i gjutrikt- ningen genom vilken det är möjligt att medelst små förskjut- ningar i gjutriktningen av det relativa läget menisk/magnetfält kraftigt påverka den med magnetfältet inducerade strömningen vid menisken kan erhàllas. Företrädesvis är det tillräckligt med en förskjutning, av det relativa läget mellan menisk 17 och magnetfält, vilken understiger den för kokillen normalt möjliga menisklägesförskjutningen, vilket exempelvis för en gjutmaskin för blooms eller billets normalt understiger 100 mm, och därigenom möjliggöra en tillräcklig förändring av smältans strömning vid menisken 17 varigenom ett gott metallurgiskt resultat kan erhàllas vid sáväl öppen som sluten gjutning i kokillen. Naturligtvis kan kompakta folielindade faslindningar 14a,14b,14c,14d användas med samma fördelar även vid tre eller flerfasiga kokillomrörare. Dessa kokillomrörare är dà anordnade vid kokiller där fler poler än fyra kan anordnas för att styra och fördela pà smältan i en kokill pàlagt magnetiskt fält enligt uppfinningen. Företrädesvis är vid denna kompakta kokillomrörare en magnetisk återkoppling 16, ett magnetiskt ok, anordnat att tillsammans med delomrörarnas järnkärnor l4a,14bl4c,14d bilda en magnetisk krets. Det magnetiska oket 16 är anordnat att omsluta, kokillen och delomrörarna.

Vidare är, som också framgår av figur 5 är vid sluten gjutning, ingàende kärnor 14a,14b,14c,l4d,l45 och faslindingar l5a,15b, l5c,l5d är anordnade sä att det pà gjutämnets icke-stelnade partier 13 pàlagda och verkande roterande magnetfältets utbred- ning och magnetiska fältstyrka B styres och fördelas på ett sàdant sätt att smältans strömning vid och i anslutning till menisken bromsas genom att en kraft, som är motriktad den av magnetfältets komponent tvärs gjutriktningen, By, i smältan inducerade omröringen, ástadkommes och upprätthàlles av de krafter som appliceras pà smältan i nivà med faslindningen genom samverkan mellan magnetfältets komponent i gjutriktning, BZ, och de elektriska strömmar som induceras i smältan av magnetfältet.

I en utföringsform av uppfinningen är var och en av de i delom- rörarna ingående faslindningarna 15a,15b,15c,l5d anordnade med sin främre kant på ett avstånd från smältan vilket understiger 10 20 30 513 627 13 150 mm. Då kokillväggen vanligen har en tjocklek vilken vanligen överstiger 8 mm är faslindningen företrädesvis anordnad på ett avstånd från kokillväggens inneryta av mellan 10 och 150 mm.

Dessutom är i delomrörarna ingående järnkärnor anordnade mer än 25 mm under menisken, företrädesvis 25 till 200 mm under menisken. Vid sluten gjutning av gjutning av klena rektangulära ämnen, s.k. billets och till viss del även vid gjutning av något grövre ämnen, blooms, är företrädesvis de i delomrörarna ingående faslindningarna är anordnade med sin främre kant på ett avstånd fràn kokillväggens inneryta, dvs från smältan vilket ligger inom ett intervall av 50 till1OO mm och i delomrörarna ingående järnkärnorna l4a,l4b,l4c,l4d med sin övre kant 50 till 100 mm under menisken.

På motsvarande vis är vid öppen gjutning ingående kärnor 14a, l4b,l4c,14d, och faslindingar l5a,l5b,l5c,l5d anordnade så att det på gjutämnets icke-stelnade partier 13 pålagda och verkande roterande magnetfältets utbredning och magnetiska fältstyrka B styres och fördelas på ett sådant sätt att smältans strömning vid och i anslutning till menisken väsentligen innefattar en tvärs gjutriktningen orienterad magnetisk fältstyrkekomponent, By, vilken ger upphov till en tillräckligt kraftig omröring vid menisken. I en utföringsform av uppfinningen är var och en av de i delomrörarna ingående järnkärnorna l4a,l4b,l4c,l4d anordnade med sin övre kant mindre än 100 mm mm från menisken. Vid öppen gjutning av gjutning av klena rektangulära ämnen, s.k. billets och till viss del även vid gjutning av något grövre ämnen, blooms, är företrädesvis de i delomrörarna ingående järnkärnorna l4a,l4b,14c,l4d anordnade med sin övre kant mindre än 100 mm under menisken.

Claims (10)

10 20 30 513 627 14 PATENTKRAV

1. l. Sätt att vid gjutning av metall styra strömningen av smält metall i icke-stelnade partier av ett gjutämne som formas i en kyld kokill vilken är öppen i gjutriktningens båda ändar, varvid en effektiv och kontrollerad strömning av smält metal i nämnda icke-stelnade partier åstadkommes och upprätthàlles genom att minst ett roterande magnetfält pålägges att verka på de icke- stelnade partierna av gjutämnet så att smältan omröres av den kraftpàverkan på smältan som uppkommer genom samverkan mellan magnetfältets magnetiska fältstyrkekomponenter och de elektriska strömmar som induceras i smältan av magnetfältet, magnetfältet pàlägges smältan medelst en utanför kokillen anordnad två- eller flerfasig omrörare innefattande tvà eller flera delomrörare, var och en innefattande en magnetisk kärna (14a,14b,l4c, l4d) och en kring kärnan anordnad växelströmsmatad faslindning (l5a,l5b, l5c,15d), varvid magnetfältet i nivå med kärnorna väsentligen innefattar en tvärs gjutriktningen orienterad magnetisk fält- styrkekomponent, By, kännetecknat av att i kokillomröraren ingående faslindningar (l5a,l5b,l5c,l5d) anordnas tillräckligt nära kokillens innervägg så att det magnetfält som av kokill- omröraren genereras inne i kokillen i nivå med faslindningarna väsentligen innefattar en parallellt med gjutriktningen oriente- rad magnetisk fältstyrkekomponent, BZ, och att i kokillomröraren ingående kärnors (l4a,l4b,l4c,l4d) läge relativt menisken in- ställes, varvid den kraftpåverkan som uppkommer i smältan vid och i anslutning till menisken, genom samverkan mellan i smältan inducerade strömmar I och fältstyrkekomponenterna By respektive BZ, förändras och smältans strömning vid och i anslutning till menisken styres.

2. Sätt enligt patentkrav 1 vid gjutning där smälta tillföres kokillen medelst ett gjutrör vilket mynnar under smältans över- menisken, kännetecknat av att i kokillomröraren ingående (l4a,l4b,l4c,14d) inställes i ett läge relativt menisken Yta, kärnor så att kärnans övre kant kommer att befinna sig tillräckligt långt under menisken (17) varigenom smältans strömning vid och i anslutning till menisken bromsas av den kraftpåverkan som upp- kommer genom samverkan mellan den i nivå med faslindningarna 10 20 30 513 627 15 befintliga fältstyrkekomponenten BZ och de elektriska strömmar I som induceras i smältan av magnetfältet i anslutning till menis- ken då dessa krafter är motriktade de krafter F som appliceras att verka på smältan längre ned i kokillen genom samverkan mellan magnetfältets komponent tvärs gjutriktningen, By, och de inducerade strömmarna. kännetecknat av att i (14a,l4b,l4c,l4d) anordnas med (17) kokillomröraren ingående faslindningar (15a,l5b,l5c,l5d)

3. Sätt enligt patentkrav 2, kokillomröraren ingående kärnor sin övre kant mer än 25 mm under menisken samtidigt som i anordnas med sin främre kant mindre än 150 mm från kokillväggens inre yta.

4. Sätt enligt patentkrav 2 eller patentkrav 3, kännetecknat av att i kokillomröraren ingående kärnor (l4a,l4b,l4c,l4d) (17) samtidigt som i kokillomröraren ingående faslindningar (l5a,l5b, 15C,l5d) kokillväggens inre yta. anordnas med sin övre kant 25 mm till 200 mm under menisken anordnas med sin främre kant lO mm till 150 mm från 3 eller 4, kännetecknat av att i kokillomröraren ingående kärnor (l4a,14b,l4c,14d) under menisken (17) samtidigt som i kokillomröraren ingående

5. Sätt enligt något av patentkraven 2, anordnas med sin övre kant 50 mm till 100 mm faslindningar anordnas med sin främre kant 50 mm till 100 mm från kokillväggens inner yta.

6. Sätt enligt patentkrav 1 vid gjutning där smälta tillföres kokillen medelst en fri tappstråle vilken träffar smältans menisken, kännetecknat av att i kokillomröraren (l4a,l4b,l4c,l4d) tillräckligt nära menisken (17) så att en tillräckligt kraftig överyta, ingående kärnor anordnas med sin övre kant strömning àstadkommes och upprätthålles vid och i anslutning till menisken medelst den kraftpåverkan som appliceras på smäl- tan genom samverkan mellan magnetfältets magnetiska fältstyrke- komponent tvärs gjutriktningen, By, och de elektriska strömmar I som induceras i smältan av magnetfältet samtidigt som magnetfäl- tets magnetiska fältstyrkekomponent BZ i nivå med nämnda fas- 10 20 30 513 627 16 lindningar appliceras över meniskens yta utan att någon strömningen motriktad kraft genereras.

7. Sätt enligt patentkrav 6, kännetecknat av att i kokillom- röraren ingående kärnor (l4a,l4b,l4c,14d) anordnas med sin övre kant mindre än 100 mm från menisken samtidigt som i kokillom- röraren ingående faslindningar (15a,l5b,l5c,l5d) anordnas med sin främre kant mindre än 150 mm från kokillväggens inre yta.

8. Sätt enligt patentkrav 6, kännetecknat av att i kokillom- röraren ingående kärnor (14a,14b,l4c,l4d) anordnas med sin övre kant mindre än 100 mm under menisken samtidigt som i kokill- omröraren ingående faslindningar (15a,l5b,l5c,l5d) anordnas med sin främre kant mindre än 150 mm från kokillväggens inre yta.

9. Två- eller flerfasig kokillomrörare innefattande två eller flera delomrörare med en magnetisk kärna (l4a,l4b,l4c,14d) och en kring kärnan anordnad växelströmsmatad folielindad spole (l5a,l5b,l5c,l5d), och där kokillomröraren är anordnad att generera ett roterande magnetfält inne i kokillen vilket i nivå med kärnorna väsentligen innefattar en tvärs gjutriktningen orienterad magnetisk fältstyrkekomponent, By, för genomförande av ett sätt enligt något av föregående patentkraven, kännetecknad av att de folielindade spolarna är anordnade med sin främre kant tillräckligt nära kokillväggen och genererar ett magnetfält inne i kokillen vilket i nivà med folielindningarna väsentligen innefattar en i gjutriktningen verkande magnetisk fältstyrkekomponent, BZ, och att en förskjutning i det relativa läget mellan menisk och kokillomrörare inom ett intervall som understiger den möjliga variationen av meniskens läge i kokillen vid gjutning ger en förändring av strömningen vid och i anslut- ning till menisken som möjliggör att goda gjutförhállanden kan erhållas oavsett om smältan tillföres kokillen genom ett gjutrör eller medelst en fri tappstràle och att nämnda folielindningar är anordnade att erhålla en indirekt kylning medelst för kylning av kokillen anordnade medel.

10. Kokillomrörare enligt patentkrav 9 kännetecknad av att i kokillomröraren ingående faslindningar (l5a,l5b,l5c,l5d) är w 513 627 17 anordnade med sin främre kant mindre än 150 mm från kokill- väggens inre yta.