SE530083C2 - Continuous metal casting apparatus, comprises magnetic field generating devices divided into parts operated independently from each other according to predetermined casting parameters - Google Patents
Continuous metal casting apparatus, comprises magnetic field generating devices divided into parts operated independently from each other according to predetermined casting parametersInfo
- Publication number
- SE530083C2 SE530083C2 SE0600683A SE0600683A SE530083C2 SE 530083 C2 SE530083 C2 SE 530083C2 SE 0600683 A SE0600683 A SE 0600683A SE 0600683 A SE0600683 A SE 0600683A SE 530083 C2 SE530083 C2 SE 530083C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- magnetic
- mold
- melt
- long side
- magnetic field
- Prior art date
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 title 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 34
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 20
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 19
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000289 melt material Substances 0.000 description 8
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/114—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means
- B22D11/115—Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
20 25 30 35 530 083 flöden är schematiskt antydda genom de streckade pilarna i fig 2b. Primärflödet 8 leder nedåt i gjutriktningen, medan sekundär- flödet 9 leder från området av gjutformens väggar 10 uppåt mot metallbadets överyta och sedan nedåt. I olika delar av det me- tallbad som föreligger i gjutformen, den så kallade kokillen, upp- står därvid periodiska hastighetssvängningar hos gjutmaterialet under gjutförloppet. Dessa härrör även frän att gjutformens väg- gar normalt är försatta i en oscillerande rörelse för att stelnat gjutmaterial inte skall fastna på dessa. De oregelbundna rörelser som detta för med sig hos metallsmältan medför bland annat att bubblor, t ex argongasbubblor, och föroreningar i smältan t.ex. oxidinneslutningar från gjutröret och slaggen från menisken transporteras långt ned i gjutriktningen, det vill säga långt ned i den gjutsträng som initialt bildas i gjutformen. Detta resulterar i inneslutningar och oregelbundenheten hos den färdiga, stelnade gjutsträngen. Speciellt stora blir dessa problem vid höga gjut- hastigheter, det vill säga då en stor volym smältmaterial tillförs gjutformen per tidsenhet. 530 083 flows are schematically indicated by the dashed arrows in Fig. 2b. The primary flow 8 leads downwards in the casting direction, while the secondary flow 9 leads from the area of the walls 10 of the mold upwards towards the upper surface of the metal bath and then downwards. In different parts of the metal bath present in the mold, the so-called mold, periodic velocity fluctuations of the casting material occur during the casting process. These also result from the fact that the walls of the mold are normally set in an oscillating motion so that solidified casting material does not stick to them. The irregular movements that this entails in the metal melt mean, among other things, that bubbles, for example argon gas bubbles, and impurities in the melt, e.g. oxide inclusions from the casting pipe and the slag from the meniscus are transported far down in the casting direction, i.e. far down in the casting string which is initially formed in the mold. This results in inclusions and the irregularity of the finished, solidified casting strand. These problems become particularly great at high casting speeds, ie when a large volume of melt material is added to the mold per unit time.
Risken är därvid även stor för oregelbundna hastigheter hos rö- relserna av smältmaterialet i området av badets överyta och därav resulterande tryckvariationer vid överytan, samt att höjdva- riationer hos överytan förekommer. Detta leder vid höga gjutha- stigheter till slaggneddragning, ojämn slaggtjocklek, ojämn skal- tjocklek och risk för sprickbildning. Det finns även en risk för att svängningar hos smältmaterialet i gjutformen leder till en osym- metrisk hastighet av gjutmaterialet nedåt i kokillen, så att hastig- heten vid ena sidan blir väsentligt högre än vid den andra. Detta leder till kraftig nedtransport av inneslutningar och gasbubblor med åtföljande försämrad slabkvalitet.There is also a great risk of irregular velocities in the movements of the melt material in the area of the bath surface and the resulting pressure variations at the surface, and that height variations of the surface occur. At high casting speeds, this leads to slag reduction, uneven slag thickness, uneven shell thickness and the risk of cracking. There is also a risk that oscillations of the melt material in the mold lead to an asymmetrical speed of the cast material downwards in the mold, so that the speed on one side is significantly higher than on the other. This leads to heavy transport of inclusions and gas bubbles with consequent deterioration of slab quality.
För gjutresultatet är det således viktigt att uppnå en över gjut- formens tvärsnitt väsentligen jämn hastighet av metallsmältan nedåt i gjutformen, det vill säga för primärflödet, samt ett stabilt uppåtriktat sekundärflöde vid gjutformens kortsidor så att rörel- serna av metallsmältan i området av metallbadets överyta blir konstanta i tiden och sådana att en jämn, stabil temperatur upp- nås hos smältans överyta. 10 15 20 25 30 35 530 083 Det är av denna anledning som en ovannämnd inrättning (antydd vid 11 i fig 1) anordnas för att applicera magnetfält på smältan i gjutformen. Därvid har en mängd olika sätt att påverka smältma- terialets rörelse genom applicerande av magnetfält föreslagits.For the casting result, it is thus important to achieve a substantially uniform velocity of the molten metal downwards in the mold, i.e. for the primary flow, and a stable upward secondary flow at the short sides of the mold so that the movements of the molten metal in the area of the metal bath surface constant over time and such that an even, stable temperature is achieved at the upper surface of the melt. It is for this reason that an above-mentioned device (indicated at 11 in Fig. 1) is provided for applying magnetic fields to the melt in the mold. In this case, a number of different ways of influencing the movement of the melt material by applying magnetic fields have been proposed.
Ett sätt är ett utnyttjande av den så kallade EMBR-tekniken (ElectroMagnetic Brake), vid vilken ett stationärt magnetfält, det vill säga ett magnetfält alstrat genom att en likström leds igenom en spole hos en elektromagnet, appliceras på smältan i gjutfor- men fràn en långsida till den andra. Detta innebär då att rörel- serna hos smältmaterialet bromsas. Därvid kan sådana elektro- magneter vara anordnade utmed gjutformen i närheten av eller under regionen för tillförseln av metallsmältan för att på så vis bromsa flödet av metallsmältan nedåt i gjutformen, det vill säga huvudsakligen påverka nämnda primärflöde, för att försöka göra hastigheten hos denna rörelse väsentligen konstant över hela gjutformens tvärsnitt, och stabilisera det uppåtriktade sekundär- flödet vid gjutformens kortsidor. Det är dock även möjligt att an- ordna en sådan så kallad broms i området av gjutformens överyta för att bromsa rörelserna hos metallsmältan i detta området och avlägsna ytosciilationer hos smältan. Dessa båda placeringar av elektromagnetiska bromsar kan även kombineras i en så kallad FC-mold (Flow Control), vilken är tidigare känd exempelvis ge- nom JP 97357679.One way is an utilization of the so-called EMBR technology (ElectroMagnetic Brake), in which a stationary magnetic field, i.e. a magnetic field generated by a direct current being passed through a coil of an electromagnet, is applied to the melt in the mold of a long side to the other. This then means that the movements of the melt material are slowed down. In this case, such electromagnets may be arranged along the mold near or below the region for the supply of the molten metal, thus slowing down the flow of the molten metal downwards in the mold, i.e. mainly influencing said primary flux, in an attempt to make the speed of this movement substantially constant over the entire cross-section of the mold, and stabilize the upward secondary flow at the short sides of the mold. However, it is also possible to arrange such a so-called brake in the area of the upper surface of the mold in order to slow down the movements of the molten metal in this area and to remove surface oscillations of the melt. These two locations of electromagnetic brakes can also be combined in a so-called FC mold (Flow Control), which is previously known, for example through JP 97357679.
Ett annat sätt att påverka rörelser hos smältmaterialet i gjutfor- men genom att applicera ett magnetfält på smältan i gjutformen är tidigare känt genom exempelvis US 5 197 535 och benämns EMS (ElectroMagnetic Stirring), det vill säga elektromagnetisk omrörning. Därvid alstras genom att ansluta en flerfasväxelspän- ning till elektromagneter anordnade utmed gjutformen ett vand- rande magnetfält, vilket vanligtvis appliceras i området av nämnda överyta för att styra rörelserna hos smältmaterialet i detta område. Därvid är detta intressant speciellt vid lägre gjut- hastigheter, eftersom det då finns risk för att rörelsen av gjut- materialet i området av överytan blir för små och på gjutresultatet negativt inverkande temperaturskillnader kan uppstå. 10 15 20 25 30 35 530 083 Den ovan kort beskrivna anordningen enligt sökandens svenska patent 523 881 löser till stor del dessa problem genom att (det hänvisas nu återigen till fig 2a) anordningen förses med organ 12 anordnade att generera ett stationärt magnetfält med varierbar styrka över väsentligen hela tvärsnittet hos gjutformen från en långsida till den andra långsidan i närheten av eller under regio- nen för tillförseln av metallsmältan och organ 13 anordnade att generera ett varierbart magnetfält i området av smältans överyta i en med avseende på nämnda tvärsnitt centralt och nära regio- nen för tillförsel av smälta belägen region. Samtidigt uppvisar anordningen en enhet som styr dessa magnetorgan att obero- ende av varandra generera magnetfält med ett utseende som är beroende av det rådande värdet på en eller flera förutbestämda gjutparametrar. Härigenom kan för gjutningsresultatet optimal flödeshastighet av smältan i olika delar av gjutformen och en jämn, stabil temperatur hos smältans överyta i stor utsträckning uppnås vid skiftande gjutförhållanden, främst gjuthastighet.Another way of influencing movements of the melt material in the mold by applying a magnetic field to the melt in the mold is previously known by, for example, US 5,197,535 and is called EMS (ElectroMagnetic Stirring), i.e. electromagnetic stirring. Thereby, by generating a multiphase alternating voltage to electromagnets arranged along the mold, a traveling magnetic field is generated, which is usually applied in the area of said upper surface to control the movements of the melt material in this area. This is particularly interesting at lower casting speeds, since there is then a risk that the movement of the casting material in the area of the upper surface will be too small and that temperature differences that have a negative effect on the casting result may occur. The device briefly described above according to the applicant's Swedish patent 523 881 largely solves these problems by (it is now again referred to Fig. 2a) the device being provided with means 12 arranged to generate a stationary magnetic field of variable strength. over substantially the entire cross-section of the mold from one long side to the other long side near or below the region of the supply of the molten metal and means 13 arranged to generate a variable magnetic field in the region of the upper surface of the melt in a central and near region with respect to said cross-section. for the supply of molten region. At the same time, the device has a unit which controls these magnetic means to independently generate magnetic fields with an appearance which depends on the prevailing value of one or more predetermined casting parameters. As a result, for the casting result, optimal flow rate of the melt in different parts of the mold and an even, stable temperature of the upper surface of the melt can to a large extent be achieved at varying casting conditions, mainly casting speed.
Fastän denna anordning är väl fungerande adresserar den inte fullt ut ett vanligt problem vid denna typ av gjutning, det vill säga så kallad ”slabgjutning”, nämligen att det uppstår en gungning av smältans överyta och ett flöde höger-vänster i gjutformen, det vill säga i en riktning väsentligen parallellt med gjutformens långsi- dor. Denna gungning och flöde innebär att argon och andra inne- slutningar lättare kan komma långt ned i strängen vid gjutningen och därmed förorsaka kvalitetsproblem. Dessutom finns det ett önskemål om att tillhandahålla en anordning av denna typ, vilken kan uppnås till en lägre kostnad.Although this device is well functioning, it does not fully address a common problem with this type of casting, i.e. so-called "slab casting", namely that there is a rocking of the upper surface of the melt and a flow right-left in the mold, i.e. in a direction substantially parallel to the long sides of the mold. This rocking and flow means that argon and other inclusions can more easily get far down the string during casting and thus cause quality problems. In addition, there is a desire to provide a device of this type, which can be achieved at a lower cost.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en an- ordning som gör det möjligt att uppnå nämnda kostnadsinbe- spanng. 10 15 20 25 30 35 530 083 Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att tillhandahålla en anordning enligt bifogade krav 1.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a device which makes it possible to achieve said cost reduction. This object is achieved according to the invention by providing a device according to appended claim 1.
Detta har således uppnåtts tack vare insikten att i vissa fall skulle man kunna avstå från de elektriska lindningarna hos in- rättningens övre, det vill säga andra magnetorgan. Vanligtvis ef- terfrågas den maximala magnetfältstyrkan hos kärnorna hos det nedre, första magnetorganet, medan en lägre magnetfältstyrka kan användas i området av överytan. Härigenom uppnås en lägre bygghöjd hos anordningen samt bortfaller elektrisk utrustning, vilken bland annat brukar omfatta en omriktare, så att betydande kostnader kan sparas.This has thus been achieved thanks to the realization that in some cases it would be possible to dispense with the electrical windings of the upper part of the device, i.e. other magnetic means. Usually the maximum magnetic field strength of the cores of the lower, first magnetic means is demanded, while a lower magnetic field strength can be used in the area of the upper surface. This achieves a lower construction height of the device and eliminates electrical equipment, which among other things usually includes a converter, so that significant costs can be saved.
Det påpekas att med "flera källor för matande av elektrisk ström” menas att de lindningar som tillhör olika nämnda parter kan för- ses med en elektrisk ström, vars styrka är helt oberoende av styrkan hos den elektriska ström som lindningar tillhörande en annan nämnd part förses med. Detta innebär att i praktiken vore det tänkbart med en enda källa, i det fall matningarna från denna till lindningarna hörande till olika parter förses med lämpliga me- del, såsom omkopplare, omriktare och dylikt, som åstadkommer fullständigt oberoende matning av lindningarna tillhörande olika parter.It is pointed out that by "several sources for supplying electric current" is meant that the windings belonging to different mentioned parties can be supplied with an electric current, the strength of which is completely independent of the strength of the electric current which windings belonging to another mentioned party are provided This means that in practice a single source would be conceivable, in case the feeds from it to the windings belonging to different parties are provided with suitable means, such as switches, inverters and the like, which provide completely independent feeding of the windings belonging to different parter.
Enligt en annan utföringsform av uppfinningen innefattar anord- ningen en ram anordnad att magnetiskt hopkoppla en magnet- kärna/magnetkärnorna hos nämnda första och/eller andra mag- netorgan belägna utmed en långsida av gjutformen med magnet- kärnan eller magnetkärnorna tillhörande samma magnetorgan anordnade utmed den andra långsidan av gjutformen. Härigenom resulterar en bättre möjlighet till reglering av det övre och undre magnetfältet i gjutformen oberoende av varandra, då det mag- netfält som går igenom gjutformen mellan magnetkärnorna tillhö- rande samma magnetorgan kan slutas via nämnda ram istället för att välja vägen att slutas genom att korsa gjutformen via magnet- kärnor tillhörande det andra magnetorganet. Denna ram kan med fördel bestå av de mekaniskt bärande delarna hos själva gjutfor- 10 15 20 25 30 35 530 083 men eller kokillen. Härigenom blir regleringen av det övre och undre magnetfältet mera oberoende av varandra, och det håll de båda fälten körs kan då även väljas oberoende av varandra.According to another embodiment of the invention, the device comprises a frame arranged to magnetically couple a magnetic core / magnetic cores of said first and / or second magnetic means located along a long side of the mold with the magnetic core or magnetic cores belonging to the same magnetic means arranged along the other long side of the mold. This results in a better possibility of regulating the upper and lower magnetic fields in the mold independently of each other, as the magnetic field passing through the mold between the magnetic cores belonging to the same magnetic means can be closed via said frame instead of choosing the path to be closed by crossing. the mold via magnetic cores belonging to the second magnetic member. This frame can advantageously consist of the mechanically supporting parts of the mold itself or the mold. As a result, the regulation of the upper and lower magnetic fields becomes more independent of each other, and the direction in which the two fields are run can then also be selected independently of each other.
Enligt en annan utföringsform av uppfinningen innefattar anord- ningen organ anordnade att mäta rörelser hos smältan i regionen av nämnda överyta i riktningen väsentligen parallellt med gjut- formens långsidor och att sända information därom till enheten som en nämnd förutbestämd gjutparameter. Härigenom kan ef- fektivt nämnda skadliga gungningar och flöden höger-vänster hos smältans överyta effektivt motverkas när de uppträder.According to another embodiment of the invention, the device comprises means arranged to measure movements of the melt in the region of said upper surface in the direction substantially parallel to the long sides of the mold and to send information thereon to the unit as said predetermined casting parameter. In this way, the aforementioned harmful oscillations and flows right-left of the upper surface of the melt can be effectively counteracted when they occur.
Enligt andra utföringsformer av uppfinningen innefattar anord- ningen organ anordnade att mäta temperaturen hos smältan i gjutformen nära nämnda överyta och att sända information därom till enheten som en nämnd förutbestämd gjutparameter, organ anordnade att mäta gjuthastigheten, det vill säga hur stor volym smälta som tillförs gjutformen per tidsenhet, och sända informa- tion därom till enheten som en nämnd förutbestämd gjutparame- ter, och/eller organ anordnade att mäta nivån på nämnda överyta av smältan i gjutformen och sända information därom till enheten som en nämnd förutbestämd gjutparameter. Genom att enheten tar hänsyn till olika sådana gjutparametrar vid sin styrning av magnetorganen kan i varje given situation smältmaterialet i gjut- formen pâverkas för uppnàende av optimalt gjutresultat.According to other embodiments of the invention, the device comprises means arranged to measure the temperature of the melt in the mold near said upper surface and to send information thereon to the unit as said predetermined casting parameter, means arranged to measure the casting speed, i.e. how much volume of melt is supplied to the mold per unit time, and send information thereon to the unit as a said predetermined casting parameter, and / or means arranged to measure the level of said surface of the melt in the mold and send information thereon to the unit as a said predetermined casting parameter. Because the unit takes various such casting parameters into account when controlling the magnetic means, in any given situation the melt material in the casting mold can be influenced in order to achieve an optimal casting result.
Uppfinningen inbegriper även fallet att enheten är anordnad att styra ett eller flera nämnda magnetorgan att tidvis ej alstra något magnetfält. Således skulle något av magnetorganen kunna vara helt avstängt vid ett värde hos någon gjutparameter, såsom gjut- hastighet, inom ett förutbestämt värdeområde.The invention also includes the case that the unit is arranged to control one or more said magnetic means to occasionally not generate any magnetic field. Thus, any of the magnet means could be completely turned off at a value of any casting parameter, such as casting speed, within a predetermined value range.
Ytterligare fördelar med samt fördelaktiga särdrag hos uppfin- ningen framgår av den efterföljande beskrivningen samt övriga osjälvständiga patentkrav. 10 15 20 25 30 35 530 083 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Här nedan beskrivs såsom exempel anförda föredragna utfö- ringsformer av uppfinningen under hänvisning till bifogade rit- ningar, på vilka: fig 1 är en schematisk tvärsnittsvy av en anordning för kontinuerlig gjutning av metaller, fig 2a är en i förhållande till fig 1 förstorad tvärsnittsvy av en tidigare känd anordning för kontinuerlig gjutning av me- taller, fig 2b är en förenklad vy av en del av anordningen enligt fig 2a i riktningen llb-llb i fig 4, fig 3 är en delvis skuren perspektivvy av en anordning enligt en första utföringsform av uppfinningen, fig 4 är en schematisk vy ovanifrån av anordningen enligt fig 3, fig 5 är en förenklad perspektivvy av en del av en anordning enligt en andra utföringsform av uppfinningen, fig 6 är en fig 5 motsvarande vy av en anordning enligt en tredje utföringsform av uppfinningen, och fig 7 är en fig 5 motsvarande vy av en anordning enligt en fjärde utföringsform av uppfinningen.Additional advantages and advantageous features of the invention appear from the following description and other dependent claims. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Preferred embodiments of the invention are described below by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a device for continuous casting of metals, Fig. 2a is an enlarged cross-sectional view relative to Fig. 1 of a prior art device for continuous casting of metals, Fig. 2b is a simplified view of a part of the device according to Fig. 2a in the direction 11b-11b in Fig. 4, Fig. 3 is a partially cut-away perspective view of a device according to a first embodiment of the invention, Fig. 4 is a schematic top view of the device according to Fig. 3, Fig. 5 is a simplified perspective view of a part of a device according to a second embodiment of the invention, Fig. 6 is a Fig. 5 is a corresponding view of a device according to a third embodiment of the invention, and Fig. 7 is a corresponding view of a device according to a fourth embodiment of the invention.
DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Nu skall principerna för uppfinningen beskrivas under samtidigt hänvisande till fig 2-4, som förenklat illustrerar en anordning för kontinuerlig gjutning av metaller enligt en första utföringsform av 10 15 20 25 30 35 530 083 uppfinningen. Såsom tidigare deklarerats har gjutformen 3 ett làngsmalt horisontellt tvärsnitt, och i praktiken innebär detta of- tast ett betydligt mindre förhållande av längd på kortsidan:längd på långsidan än vad som är visat i figurerna, och figurerna är i detta hänseende endast att tolka som till för att förklara uppfin- ningens principer. Således kan tjockleken på strängen exempel- vis vara i storleksordningen av 150 mm, samtidigt som dess bredd är över 1500 mm.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION Now, the principles of the invention will be described with reference simultaneously to Figures 2-4, which simply illustrate a device for continuous casting of metals according to a first embodiment of the invention. As previously declared, the mold 3 has a long narrow horizontal cross-section, and in practice this usually means a much smaller ratio of length on the short side: length on the long side than what is shown in the figures, and the figures are in this respect only to be interpreted as to explain the principles of the invention. Thus, for example, the thickness of the string can be in the order of 150 mm, while its width is over 1500 mm.
Den metallsmälta som tillförs gjutformen har en viss övertempe- ratur, det vill säga temperaturen hos denna måste sänkas visst mycket för att någon del av den skall börja stelna. Detta är viktigt för att undvika att stelning av metallsmältan begynner för tidigt, exempelvis i området av dess överyta. För att undvika sådan stelning är det även nödvändigt att smältan uppvisar en viss rö- relse i alla regioner, tvärsnittsvis såväl centralt som vid ändarna, så att en utjämning av temperaturen hos överytan kan ske. I fig 4 visas hur smältan typiskt sett strömmar i nämnda sekundärflöde 9 i överytan. Likaledes är det viktigt att primärflödet 8 nedåt av smältan är väsentligen konstant över gjutformens hela horison- tala tvärsnitt, så att däri bildade bubblor och dylikt har möjlighet att röra sig uppåt till överytan 7 och försvinna och inte dras ned i någon del som rör sig betydligt snabbare än någon annan.The metal melt that is added to the mold has a certain overtemperature, ie the temperature of this must be lowered to a certain extent in order for any part of it to begin to solidify. This is important to avoid solidification of the molten metal starting prematurely, for example in the area of its upper surface. In order to avoid such solidification, it is also necessary for the melt to show a certain movement in all regions, cross-sectionally both centrally and at the ends, so that an equalization of the temperature of the upper surface can take place. Fig. 4 shows how the melt typically flows in said secondary flow 9 in the upper surface. Likewise, it is important that the primary flow 8 downwards of the melt is substantially constant over the entire horizontal cross-section of the mold, so that bubbles and the like formed therein have the possibility to move upwards to the upper surface 7 and disappear and not be drawn down into any significantly moving part. faster than anyone else.
För att åstadkomma de önskade rörelserna hos smältan i gjut- formen vid skiftande gjutförhållanden uppvisar anordningen mag- netorgan 12, 13 samt en enhet 14 anordnad att styra dessa i be- roende av det rådande värdet pà en eller flera förutbestämda gjutparametrar. Magnetorganen är schematiskt antydda elektro- magneter i form av magnetkärnor 15, 16, företrädesvis lamine- rade järnkärnor, och kring dessa lindade elledarlindningar 17, som här är schematiskt framställda. Enheten 14 är anordnad att styra till de olika lindningarna anslutna källor 18, 18', 18” för elektrisk energi för att mata lindningarna med elektrisk ström och därigenom alstra magnetfält som sträcker sig från en långsida till en annan hos gjutformen igenom smältan. 10 15 20 25 30 35 530 083 Anordningen uppvisar på detta sätt första magnetorgan 12 an- ordnade att generera ett stationärt magnetfält med varierbar styrka över gjutformens väsentligen hela horisontala tvärsnitt från en långsida till den andra långsidan i närheten av eller under regionen för tillförsel av metallsmältan till gjutformen. Således styr enheten 14 källan 18 att mata Iindningen hos magnetorganet 12 med likström av varierbar styrka för att alstra ett magnetfält som inverkar bromsande på smältans rörelse nedåt i gjutformen samt det uppåtriktade flödet vid gjutformens kortsidor.In order to achieve the desired movements of the melt in the mold in varying casting conditions, the device has magnet means 12, 13 and a unit 14 arranged to control these depending on the prevailing value of one or more predetermined casting parameters. The magnetic means are schematically indicated electromagnets in the form of magnetic cores 15, 16, preferably laminated iron cores, and around these wound electrical conductor windings 17, which are schematically represented here. The unit 14 is arranged to control sources 18, 18 ', 18 "of electrical energy connected to the various windings to supply the windings with electric current and thereby generate magnetic fields extending from one long side to another of the mold through the melt. The device has in this way first magnetic means 12 arranged to generate a stationary magnetic field of variable strength over the substantially entire horizontal cross-section of the mold from a long side to the other long side near or below the region for supplying the metal melt. to the mold. Thus, the unit 14 controls the source 18 to supply the winding of the magnetic means 12 with direct current of variable strength to generate a magnetic field which has a braking effect on the downward movement of the melt in the mold and the upward flow at the short sides of the mold.
Anordningen uppvisar ävenledes andra magnetorgan 13, likale- des i form av elektromagneter, vilka är uppdelade i två parter 19, 20 avsedda att generera ett stationärt varierbart magnetfält över var sin del av nämnda tvärsnitt, nämligen var sin halva av tvär- snittet. För att uppnå detta är enheten 14 anordnad att styra käl- lorna 18' och 18" att oberoende av varandra mata lindningarna hos den magnetkärna som tillhör respektive part med likström av varierbar styrka för att alstra ett magnetfält som ~ inverkar bromsande på smältans rörelser i regionen av överytan.The device also has other magnetic means 13, also in the form of electromagnets, which are divided into two parts 19, 20 intended to generate a stationary variable magnetic field over each part of said cross section, namely each half of the cross section. To achieve this, the unit 14 is arranged to control the sources 18 'and 18 "to independently supply the windings of the magnetic core belonging to the respective part with direct current of variable strength to generate a magnetic field which has a braking effect on the movements of the melt in the region. of the upper surface.
Vidare uppvisar anordningen organ för mätande av vissa för gjutningen viktiga parametrar och sändande av information därom till enheten 14, så att denna sedan kan styra de olika magnetorganen i beroende av denna information. Det visas sche- matiskt ett organ 21 anordnat att mäta temperaturen hos smältan i gjutformen på indirekt sätt genom att mäta temperaturen hos gjutformsväggen. Direkt mätning är dock även tänkbar. Denna temperaturmätning kan ske kontinuerligt eller intermittent i en eller flera punkter. Därvid är det speciellt intressant att mäta temperaturen i området av menisken. Vidare finns ett organ 22 för mätning av gjuthastigheten, det vill säga hur stor volym me- tallsmälta som tillförs gjutformen per tidsenhet. Det är även för- delaktigt att anordna schematiskt antydda organ 23 för mätande av nivån pà överytan i gjutformen, och dessa organ kan även ut- nyttjas för att mäta rörelse hos smältan i regionen av överytan i riktningen väsentligen parallellt med gjutformens långsidor, det vill säga ovannämnda så kallade höger-vänstergungningar i 10 15 20 25 30 35 530 083 10 gjutformen och flöde höger-vänster i denna. Enheten 14 uppvisar företrädesvis en processor pàverkbar av ett dataprogram för lämpligt styrande av de olika magnetorganen för uppnående av optimalt gjutresultat.Furthermore, the device has means for measuring certain parameters important for the casting and sending information thereon to the unit 14, so that it can then control the various magnetic means in dependence on this information. There is schematically shown a means 21 arranged to measure the temperature of the melt in the mold indirectly by measuring the temperature of the mold wall. However, direct measurement is also conceivable. This temperature measurement can take place continuously or intermittently at one or more points. In this case, it is especially interesting to measure the temperature in the area of the meniscus. Furthermore, there is a means 22 for measuring the casting speed, i.e. how large a volume of molten metal is supplied to the mold per unit time. It is also advantageous to provide schematically indicated means 23 for measuring the level of the upper surface of the mold, and these means can also be used to measure movement of the melt in the region of the upper surface in the direction substantially parallel to the long sides of the mold, i.e. the above-mentioned so-called right-left swings in the mold and flow right-left in it. The unit 14 preferably has a processor operable by a computer program for appropriately controlling the various magnetic means for achieving optimal casting result.
Vid låga gjuthastigheter är det viktigt att menisken eller överytan omblandas ordentligt för att hålla en stabil, jämn temperatur hos överytan och då styrs företrädesvis det andra magnetorganet 13 att generera ett magnetfält med en låg bromsande inverkan på sekundärflödet 9 (se pilarna 24 i fig 4) i överytan. En flödesbild i enlighet med fig 4 kan därvid resultera. Matningen till den ena eller den andra elledarlindningen hos det andra magnetorganet kan till och med helt kopplas bort.At low casting speeds, it is important that the meniscus or top surface is thoroughly mixed to maintain a stable, even temperature of the top surface and then the second magnetic member 13 is preferably controlled to generate a magnetic field with a low braking effect on the secondary flow 9 (see arrows 24 in Fig. 4). in the upper surface. A flow pattern in accordance with Fig. 4 may result. The supply to one or the other conductor winding of the other magnetic member can even be completely disconnected.
Vid gjutningshastigheter i ett mellanområde kan styrkan hos det av det andra magnetorganet alstrade, rörelser hos överytan bromsande fältet ökas något.At casting speeds in an intermediate range, the strength of the field generated by the second magnetic member, braking field braking, can be slightly increased.
Vid höga gjuthastigheter krävs en kraftig uppbromsning av smältan i området av överytan för att nå en optimal hastighet hos rörelsen av smälta i detta område, normalt 0,3 i- 0,1 m/sekund.At high casting speeds, a sharp deceleration of the melt in the area of the upper surface is required to reach an optimal speed of the movement of melt in this area, normally 0.3 i-0.1 m / second.
Vid sådana höga gjuthastigheter krävs även en styrning av det första magnetorganet 12 att bromsa förhållandevis kraftigt.At such high casting speeds, a control of the first magnetic member 12 is also required to brake relatively hard.
Kombinationen av magnetorganen hos anordningen enligt fig 3 och den möjlighet till separat styrande därav som enheten 14 till- handahåller medför ett uppnående för gjutningsresultatet optimal flödeshastighet av smältan i olika delar av gjutformen och en jämn, stabil temperatur hos smältans överyta vid låga och höga gjuthastigheter samt gjuthastigheter i området däremellan. Spe- ciellt är det möjligt att genom uppdelningen av det andra mag- netorganet 13 i två parter och tillhandahållande av möjligheten att styra matningen till den ena parten helt oberoende av mat- ningen till den andra parten effektivt motverka gungningar från vänster till höger eller tvärtom i överytan och därigenom förhind- ra att argon och inneslutningar kommer långt ned i strängen vid gjutningen och därmed förorsakar kvalitetsproblem. 10 15 20 25 30 35 5313 083 11 I fig 5 illustreras schematiskt en anordning enligt en andra utfö- ringsform av uppfinningen, vilken skiljer sig från den första illu- strerad i fig 3 och 4 genom att den innefattar en ram 25 som år via anslutningsorgan 26 ansluten till det magnetkärnorna förbin- dande oket 27 på båda långsidor av gjutformen för att magnetiskt hopkoppla dels magnetkärnan hos det första magnetorganet be- läget utmed en långsida av gjutformen med magnetkärnan hos detta magnetorgan anordnad utmed den andra långsidan av gjutformen, dels magnetkärnorna hos det andra magnetorganet belägna utmed en långsida av gjutformen med magnetkärnorna tillhörande detta andra magnetorgan anordnade utmed den andra långsidan av gjutformen. Härigenom kommer exempelvis det magnetfält som går från den ena kärnan hos det första magnet- organet och igenom gjutformen till den andra kärnan tillhörande detta magnetorgan att slutas via ramen 25 istället för att åter- vända genom gjutformen via det andra magnetorganet. Den magnetiskt hopkopplade ramen har samma inverkan på magnet- fältet mellan kärnorna på ömse sidor om gjutformen hos det andra magnetorganet. Ramen förbättrar således möjligheterna till reglering av det undre och övre magnetfältet i gjutformen obero- ende av varandra. Det blir då även möjligt att om så önskas välja hållet magnetfälten sträcker sig åt oberoende av varandra för re- spektive magnetorgan. l fig 6 illustreras schematiskt utformningen av en anordning enligt en tredje utföringsform av uppfinningen, vilken skiljer sig från den enligt fig 3 genom att här det andra magnetorganet är upp- delat i tre parter 28, 29 och 30, nämligen en part 29 utformad att generera ett stationärt varierbart magnetfält över en central del av gjutformens tvärsnitt, medan de båda andra parterna 28, 30 är utformade att generera ett stationärt varierbart magnetfält över var sin del av nämnda tvärsnitt belägen mellan nämnda centrala del och var sin kortsida hos gjutformen. Detta förbättrar ytterli- gare möjligheterna till att påverka flödena i smältans överyta på i varje gjutningssituation erforderligt sätt. 10 15 20 25 30 35 530 083 12 l fig 7 illustreras slutligen schematiskt en anordning enligt en fjärde utföringsform av uppfinningen, vilken skiljer sig från den enligt fig 3 genom att här det första magnetorganet är uppdelat i två parter 31, 32, vilkas elledarlindningar matas helt oberoende av varandra via källor 18, 18', medan det första magnetorganet består av en magnetkärna 33 som saknar lindningar. Vid alst- rande av det nedre magnetfältet via lindningarna hos det första magnetorganets två parter 31, 32 kommer samtidigt ett magnet- fält med en styrka av ca 30% av det undre magnetfältet att åter- slutas i omrâdet av smältans överyta mellan magnetkärnorna 33 hos det andra magnetorganet, så att även en bromsande inver- kan på flödena av smältan i denna region uppnås. Genom avsak- naden av lindningarna kring kärnan tillhörande det andra mag- netorganet kan anordningen ges en lägre bygghöjd, vilket kan vara önskvärt för att passa in i dagens gjutformar. Dessutom bortfaller styr- och annan elektrisk utrustning, så att kostnader kan sparas. I vissa fall kan flödet av smältan in i gjutformen vara mycket osymmetriskt, och då kan denna utföringsform med möj- lighet till olika bromsning nedtill vara fördelaktig för att få jämnt flöde nedåt i gjutformen.The combination of the magnetic means of the device according to Fig. 3 and the possibility of separate control thereof provided by the unit 14 results in an achievement for the casting result optimal flow rate of the melt in different parts of the mold and an even, stable temperature of the melt surface at low and high casting speeds. casting speeds in the area in between. In particular, by dividing the second magnet means 13 into two parts and providing the possibility to control the supply to one party completely independently of the supply to the other party, it is possible to effectively counteract oscillations from left to right or vice versa in the surface and thereby prevent argon and inclusions from getting far down the string during casting and thus causing quality problems. Fig. 5 schematically illustrates a device according to a second embodiment of the invention, which differs from the first illustrated in Figs. 3 and 4 in that it comprises a frame 25 which is via connecting means 26 connected to the yoke connecting the magnetic cores 27 on both long sides of the mold to magnetically couple the magnetic core of the first magnetic member located along a long side of the mold with the magnetic core of this magnetic means arranged along the second long side of the mold, and the magnetic cores of the mold. the second magnetic means located along a long side of the mold with the magnetic cores belonging to this second magnetic means arranged along the second long side of the mold. Hereby, for example, the magnetic field passing from one core of the first magnetic member and through the mold to the second core belonging to this magnetic member will be closed via the frame 25 instead of returning through the mold via the second magnetic member. The magnetically coupled frame has the same effect on the magnetic field between the cores on either side of the mold of the second magnetic member. The frame thus improves the possibilities for regulating the lower and upper magnetic fields in the mold independently of each other. It then also becomes possible, if desired, to choose the direction in which the magnetic fields extend independently of each other for respective magnetic means. Fig. 6 schematically illustrates the design of a device according to a third embodiment of the invention, which differs from that of Fig. 3 in that here the second magnetic member is divided into three parts 28, 29 and 30, namely a part 29 designed to generate a stationary variable magnetic field over a central part of the cross-section of the mold, while the two other parts 28, 30 are designed to generate a stationary variable magnetic field over each part of said cross-section located between said central part and each short side of the mold. This further improves the possibilities of influencing the flows in the upper surface of the melt in the manner required in each casting situation. Fig. 7 finally schematically illustrates a device according to a fourth embodiment of the invention, which differs from that of Fig. 3 in that here the first magnetic member is divided into two parts 31, 32, the conductor windings of which are fed. completely independent of each other via sources 18, 18 ', while the first magnetic means consists of a magnetic core 33 which has no windings. When generating the lower magnetic field via the windings of the two parts 31, 32 of the first magnetic member, at the same time a magnetic field with a strength of about 30% of the lower magnetic field will be closed in the area of the upper surface of the melt between the magnetic cores 33 of the magnetic core. second magnetic means, so that even a braking effect on the flows of the melt in this region is achieved. Due to the lack of the windings around the core belonging to the second magnetic member, the device can be given a lower construction height, which may be desirable to fit into today's molds. In addition, control and other electrical equipment are lost, so that costs can be saved. In some cases the flow of the melt into the mold can be very asymmetrical, and then this embodiment with the possibility of different braking at the bottom can be advantageous in order to have an even flow downwards in the mold.
Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna, utan en mängd möjligheter till mo- difikationer därav torde vara uppenbara för en fackman på områ- det, utan att denne för den skull avviker från uppfinningens grundtanke.The invention is of course not in any way limited to the embodiments described above, but a number of possibilities for modifications thereof should be obvious to a person skilled in the art, without this deviating from the basic idea of the invention.
Exempelvis skulle både det första och det andra magnetorganet kunna vara uppdelat i två eller flera parter, som är utformade att styras oberoende av varandra.For example, both the first and the second magnetic means could be divided into two or more parts, which are designed to be controlled independently of each other.
Dessutom skulle det andra magnetorganet kunna vara utformat att täcka endast en del av gjutformens bredd, det vill säga endast sträcka sig utmed en del av nämnda Iångsidor.In addition, the second magnetic member could be designed to cover only a part of the width of the mold, i.e. to extend only along a part of said longitudinal sides.
Vidare skulle tillförselröret kunna ha stràlen delad i två riktade åt gjutformens sidor.Furthermore, the supply pipe could have the beam divided in two directed towards the sides of the mold.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0600683A SE530083C2 (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Continuous metal casting apparatus, comprises magnetic field generating devices divided into parts operated independently from each other according to predetermined casting parameters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0600683A SE530083C2 (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Continuous metal casting apparatus, comprises magnetic field generating devices divided into parts operated independently from each other according to predetermined casting parameters |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0600683L SE0600683L (en) | 2007-09-28 |
| SE530083C2 true SE530083C2 (en) | 2008-02-26 |
Family
ID=38616831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0600683A SE530083C2 (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Continuous metal casting apparatus, comprises magnetic field generating devices divided into parts operated independently from each other according to predetermined casting parameters |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE530083C2 (en) |
-
2006
- 2006-03-27 SE SE0600683A patent/SE530083C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE0600683L (en) | 2007-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE523881C2 (en) | Device and method of continuous casting | |
| US7975753B2 (en) | Method and apparatus for controlling the flow of molten steel in a mould | |
| EP2682201A1 (en) | Method and apparatus for the continuous casting of aluminium alloys | |
| RU2539253C2 (en) | Method and unit for regulation of flows of molten metal in crystalliser pan for continuous casting of thin flat slabs | |
| JP4591156B2 (en) | Steel continuous casting method | |
| KR20130075785A (en) | Electromagnetic braking device on continuous casting molds | |
| SE503562C2 (en) | Methods and apparatus for string casting | |
| SE530083C2 (en) | Continuous metal casting apparatus, comprises magnetic field generating devices divided into parts operated independently from each other according to predetermined casting parameters | |
| JPS63165052A (en) | Method and device for agitating and braking molten metal | |
| CN101720262A (en) | Steel continuous casting method and in-mold molten steel fluidity controller | |
| JPS63188461A (en) | Electromagnetic coil apparatus for continuous casting mold | |
| JP2005238276A (en) | Electromagnetic-stirring casting apparatus | |
| CN113365758B (en) | Device for controlling the flow rate in a metal continuous casting mould and related system | |
| WO1999011404A1 (en) | Method and device for continuous or semi-continuous casting of metal | |
| JP6623826B2 (en) | Electromagnetic force generator, continuous casting method and continuous casting machine | |
| US6006822A (en) | Controllable variable magnetic field apparatus for flow control of molten steel in a casting mold | |
| JP7119684B2 (en) | continuous casting machine | |
| WO2020017224A1 (en) | Molding equipment and continuous casting method | |
| JP4345521B2 (en) | Steel continuous casting method | |
| JPH10328790A (en) | Electromagnetic braking device of mold for continuous casting and continuous casting method using this braking device | |
| SE513627C2 (en) | Methods and apparatus for casting in mold | |
| JP4595351B2 (en) | Steel continuous casting method | |
| JPH0292445A (en) | Method for continuously casting steel | |
| JPH10328791A (en) | Electromagnetic braking device of mold for continuous casting and continuous casting method using this braking device | |
| JPS63238969A (en) | Device for adjusting transfer speed of molten metal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |