Einrichtung zum Umrühren von metallischen Schmelzen in Stranggiessanlagen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Umrühren des noch schmelzflüssigen Kerns eines eine Stranggießanlage verlassenden Stranges mittels eines magnetischen Gleichfeldes, das von einem Elektromagneten mit außerhalb der den Strang führenden Rollen angeordneten Joch ausgeht und den Strang horizontal durchsetzt, und mittels eines die magnetischen Feldlinien senkrecht schneidenden Gleichstromes, der über aufeinander gegenüberliegenden Seitenflächen des Stranges gleitende oder abrollende Kontaktglieder in den Strang eingeleitet ist.

[0002] Eine derartige Einrichtung ist aus der GB-A-872 591 bekannt. Das Joch des in dieser Einrichtung verwendeten Magneten, der ein Permanentmagnet oder ein durch Gleichstrom oder Wechselstrom erregter Elektromagnet sein kann, ist außerhalb der Führungsrollen auf einer Breitseite des Stranges angeordnet und hat die Form eines Hufeisenmagneten, dessen Pole derart abgewinkelt oder mit Polansätzen versehen sind, daß die Polflächen aufeinander und auf die Schmalseiten des Stranges ausgerichtet sind. Der für eine Einrichtung in dieser Ausführung erforderliche Raumbedarf ist beträchtlich und steht beispielsweise nicht zur Verfügung, wenn zwei Stranggießanlagen unmittelbar nebeneinander angeordnet sind.

[0003] Bekannte Einrichtungen zum Umrühren von in eine Gießform eingefüllten metallischen Schmelzen beruhen auf dem Prinzip eines rotierenden Magnetfeldes, das von mehrphasig erregten Magneten oder einem mehrpoligen Gleichstrom-Magnetsystem erzeugt wird, dessen Erregerwicklungen in vorgegebener Folge nacheinander ein- und ausgeschaltet werden (DE-PS 307 225).

[0004] Zur Vermeidung einer Deformation oder eines Abrisses des Stranges im Bereich des noch flüssigen Kerns ist es bekannt, mittels magnetischer Gleichfelder, die den Strang senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung durchsetzen, und mittels eines durch die Schmelze in der Bewegungsrichtung des Stranges geleiteten Gleichstromes eine Kraft aufzubauen, die das Gewicht des Stranges zumindest teilweise aufhebt (DE-AS 1 558 224).

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Umrühren von metallischen Schmelzen zu schaffen, die in einfacher Weise in Stranggießanlagen, und zwar auch nachträglich, eingebaut und störungsfrei betrieben werden kann.

[0006] Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die auf eine der breiten Seitenflächen des Stranges ausgerichteten Pole des Elektromagneten mit mindestens eine der Führungsrollen gabelartig umgreifenden Polschuhen ausgestattet sind, während auf der anderen breiten Seitenfläche des Stranges ein Rückschlußanker mit weiteren Polschuhen in gleicher Ausführung angeordnet ist.

[0007] In dieser Ausführung ist der Raumbedarf der Einrichtung gering, weil die Magnetpole mit Hilfe der Polschuhe durch die engen Zwischenräume zwischen den Führungsrollen bis in unmittelbare Nähe der Strangoberfläche geführt werden können. Infolge der einseitigen Anordnung der Feldspulen brauchen nur auf dieser Seite Strangführungsrollen aus unmagnetischem Material eingesetzt zu werden. Die Gleichstromzufuhr läßt sich zusätzlich noch dadurch verbessern, daß die Kontaktwalzen mit einer zahnradartig verzahnten Oberfläche ausgestattet sind. Dadurch wird der störende Einfluß von Zunderschichten oder anderen Verunreinigungen der Strangoberfläche vermieden.

[0008] An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Stranggießanlage mit magnetischer Rühreinrichtung,

Fig.2 einen horizontalen Schnitt durch die Anlage in Höhe der Rühreinrichtung und

Fig. 3 eine Vorderansicht der Anlage.

[0009] In den Figuren sind ein Abschnitt eines aus einer Gießkokille gezogenen Stranges 1, beispielsweise einer Bramme, und den Strang führende Rollen 2 schematisch dargestellt. Außerhalb der Führungsrollen auf der einen Breitseite des Stranges ist ein Elektromagnet 3 mit beispielsweise drei Magnetspulen 4 angeordnet, die aus einer nicht dargestellten Gleichstromquelle gespeist werden und die an eine nicht dargestellte Kühlvorrichtung angeschlossen sein können. Die Pole 5 des Elektromagneten laufen in Polschuhe 6 aus, die eine der Führungsrollen zangenartig umgreifen und sich bis in unmittelbare Nähe der Strangoberfläche erstrecken. Zweckmäßigerweise sind die im Einflußbereich der Pole liegenden Führungsrollen 2a aus unmagnetischem Material hergestellt. Die von den Polschuhen ausgehenden Magnetfeldlinien können daher unbeeinflußt den Strang, wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, durchsetzen und schließen sich über einen Rückschlußanker 7 mit in gleicher Weise geformten Polschuhen 8 auf der anderen Breitseite des Stranges.

[0010] Aus Fig. 3, die eine Ansicht auf die Breitseite des Stranges und den Elektromagneten darstellt, ist die prinzipielle Anordnung der Gleichstromzuführung zum Strang zu ersehen. Hier sind für jede Polarität z. B. zwei Zuführungselektroden 9, die an die Schmalseiten des Stranges mittels eines Gestänges 10 und beispielsweise einer hydraulischen Vorrichtung 11 gedrückt werden, auf der linken Seite beispielsweise als schleifende Kontaktstücke, insbesondere Kontaktbürsten, und auf der rechten Seite als Walzen oder Rollen mit geriefter Oberfläche, d. h. mit im Querschnitt zahnradartigem Aussehen, gezeichnet. Die Verwendung von gezahnten Walzen oder Rollen bietet den Vorteil, daß Zunderschichten oder sonstige Verunreinigungen der Strangoberflächen durchstoßen werden und sich nicht vor den Stromzuführungswalzen sammeln können. Ferner kann jede der beiden auf einer Seite des Stranges angeordneten Elektroden unabhängig von der anderen Seite Unebenheiten der Strangoberfläche folgen. Je nach dem Verhältnis der Strangbreite zur Breite des Magnetjoches können die Elektroden auf den Schmalseiten oder auf den zwischen dem Magnetjoch und den Seitenkanten des Stranges verbleibenden Flächen der Breitseiten angeordnet sein.

[0011] Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise die Entstehung von ausgeprägten Kraftzentren und kräftefreien Zonen, wie durch die in Fig. 3 gestrichelt eingezeichneten Strömungslinien angedeutet. Durch die vertikale Ausdehnung des Hauptströmungsfeldes und die Nebenströmungsfelder, die innerhalb des Hauptströmungsfeldes als Turbulenzen anzusehen sind, wird eine kräftige, großvolumige Durchmischung des noch flüssigen Strangkerns 12 (Fig.2) erzielt. In der Übergangszone zwischen der Hauptströmung und den Nebenströmungen bilden sich kleinere, die Turbulenzen verstärkende Verwirbelungen. Durch diese räumlich festliegende 'und im wesentlichen gleichbleibende Gesamtströmungsfeld bewegt sich der Strang mit der Gießgeschwindigkeit.

[0012] In Stranggießanlagen zur Herstellung von Strängen mit gleichbleibendem oder nur wenig unterschiedlichem Breitenformat ergeben sich keine Schwierigkeiten, die Magnetpole zur Erzielung eines optimalen Gesamtströmungsfeldes anzuordnen und zu gestalten. Besteht jedoch die Möglichkeit, in einer Anlage Stränge mit unterschiedlichem Format, z. B. mit einem im Verhältnis 2 : 1 veränderbaren Breitenformat, zu gießen, müßte auch der Abstand der Magnetpole voneinander geändert werden.

[0013] Zur Vermeidung derartiger Änderungen werden vorteilhafterweise der Abstand zwischen Magnetpolen und die Breite der dem Strang zugekehrten Enden der Polschuhe quer zur Bewegungsrichtung des Stranges derart gewählt, daß die Polschuhe bei dem größten Strangformat mit ihrer Gesamtbreite und bei dem kleinsten Strangformat mit einem näherungsweise der Hälfte entsprechenden Teil ihrer Breite im Bereich des flüssigen Strangkerns liegen. Auf diese Weise steht bei dem kleinsten Gießformat noch ein ausreichender Teil der Magnetpole zur Erzielung einer kräftigen Rührwirkung zur Verfügung. Wegen des geringeren Schmelzvolumens des kleineren Formates bildet sich eine stärkere Gesamtströmung aus als bei dem größten Format, weil die Hauptströmung und die Nebenströmungen sich gegenseitig intensiver durchsetzen.

Ansprüche

1. Einrichtung zum Umrühren des noch schmelzflüssigen Kerns eines eine Stranggießanlage verlassenden Stranges mittels eines magnetischen Gleichfeldes, das von einem Elektromagneten mit außerhalb der den Strang führenden Rollen angeordneten Joch ausgeht und den Strang horizontal durchsetzt, und mittels eines die magnetischen Feldlinien senkrecht schneidenden Gleichstromes, der über auf einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Stranges gleitende oder abrollende Kontaktglieder in den Strang eingeleitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die auf eine der breiten Seitenflächen des Stranges (1) ausgerichteten Pole (5) des Elektromagneten mit mindestens eine der Führungsrollen (2a) gabelartig umgreifenden Polschuhen (6) ausgestattet sind, während auf der anderen breiten Seitenfläche des Stranges ein Rückschlußanker (7) mit weiteren Polschuhen (8) in gleicher Ausführung angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole (5) des Magneten (3) derart angeordnet sind, daß die magnetischen Feldlinien den Strang (1) bis in die schmalseitigen Randzonen des flüssigen Kerns durchsetzen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 für Stranggießanlagen mit änderbarem Strangformat, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Magnetpolen (5) und die Breite der dem Strang (1) zugekehrten Enden der Polsch.uhe (6, 8) quer zur Bewegungsrichtung des Stranges derart gewählt sind, daß die Polschuhe bei dem größten Strangformat mit ihrer Gesamtbreite und bei dem kleinsten Strangformat mit einem näherungsweise der Hälfte ihrer Breite entsprechenden Teil im Bereich des flüssigen Kerns liegen.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Kontaktwalzen (9) mit einer zahnradartigen Verzahnung ausgestattet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktwalzen (9) paarweise an den Schmalseiten des Stranges (1) angeordnet und jeweils mittels eines Gestänges (10) federnd an die Strangoberfläche angedrückt sind.

Claims

1. Apparatus for stirring the still molten core of a string leaving a continuous casting installation, by means of a constant magnetic field which originates from an electro-magnet comprising a yoke arranged outside the rollers which guide the string, and which constant magnetic field intersects the string horizontally, and by a direct current which cuts the lines of force of the magnetic field vertically and which is passed into the string by way of contact elements which slide on or roll over the opposite lateral faces of the string, characterised in that the poles (5) of the electro-magnet which are aligned with one of the wide lateral faces of the string (1) are provided with pole pieces (6) which embrace in forked manner at least one of the guide rollers (2a), whilst on the other wide lateral face of the string there is arranged a return path (7) having further pole pieces (8) similarly arranged.

2. Apparatus according to Claim 1, characterised in that the poles (5) of the magnets (3) are so arranged that the lines of force of the magnetic field permeate the string (1) up to the edge zones at the narrow sides of the liquid core.

3. Apparatus according to Claim 1 for continuous casting installations with changeable string format, characterised in that the distance between the magnet poles (5) and the width of the ends of the pole pieces (6, 8) facing the string (1) transverse to the direction of movement of the string, are so selected that, in the case of the largest string format, the pole pieces lie with their total width in the region of the liquid core, and in the case of the smallest string format, lie with a part approximately corresponding to half their width in the region of the liquid core.

4. Apparatus according to one of the preceding Claims, characterised in that the surfaces of the contact rollers (9) are provided a gear wheellike toothed formation.

5. Apparatus according to Claim 4, characterised in that the contact rollers (9) are arranged in pairs on the narrow sides of the string (1) and are respectively resiliently pressed against the string surface by means of a linkage system.

Revendications

1. Dispositif pour brasser le noyeau encore en fusion d'un barreau quittant une installation de coulée continue, au moyen d'un champ magnétique continu qui provient d'un électro-aimant, comportant une culasse disposée à l'extérieur du rouleau qui guide le barreau, et qui traverse horizontalement le barreau, et au moyen d'un courant continu qui coupe perpendiculairement les lignes de champ magnétique et qui est envoyé dans le barreau par l'intermédiaire d'éléments de contact, qui glissent ou qui roulent sur les surfaces latérales du barreau qui se font face, caractérisé par le fait que les pôles (5) de l'électro-aimant dirigés vers l'une des grandes surfaces latérales du barreau (1) sont équipés de pièces polaires (6) qui entourent au moins un des rouleaux de guidage (2a) à la manière d'une fourche, tandis qu'une pièce d'armature de retour (7), qui comporte d'autres pièces polaires (8) de même constitution, est disposée sur l'autre grande surface latérale du barreau.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les pôles (5) de l'aimant (3) sont disposés de manière que les lignes de champ magnétique traversent le barreau (1) jusqu'aux zones marginales, au niveau des petits côtés du noyau en fusion.

3. Dispositif suivant la revendication 1 pour des installations de coulée continue dans lesquelles le format du barreau peut varier, caractérisé par le fait que la distance entre les pôles de l'aimant (5) et la largeur des extrémités des pièces polaires (6, 8) qui sont tournées vers le barreau (1), transversalement par rapport au sens de déplacement du barreau sont choisies de manière que les pièces polaires se trouvent dans la région du noyau en fusion sur toute leur largeur dans le cas du format maximal du barreau, et sur une partie de leur largeur qui correspond approximativement à la moitié, dans le cas du format minimal du barreau.

4. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les surfaces des rouleaux de contact (9) sont munies d'une denture à la manière d'une roue dentée.

5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que les rouleaux de contact (9) sont disposés par pairessur les petits côtés du barreau (1), et sont respectivement appuyés élastiquement sur la surface du barreau, au moyen d'une tringlerie (10).

Zeichnung