**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.
PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Stranggiessen von Stahl, bei dem Schmelze in eine Kokille gegossen, der entstehende, einen flüssigen Kern aufweisende Strang ausgezogen sowie weiter gekühlt wird und auf den flüssigen Kern durch ein elektromagnetisches Feld eine Drehbewegung verursachende Schubkräfte auf die Schmelze erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des elektromagnetischen Feldes unterschiedlich wirkende Schubkräfte erzeugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch unterschiedlich beaufschlagte Stromstärke der einen Phase gegen über mindestens einer andern Phase des elektromagnetischen Feldes erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch unterschiedlich geometrische Ausbildung der Phasen des elektromagnetischen Feldes erzeugt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch einen um einen um 10-20% höheren Strom in der einen Phase gegenüber in der andern Phase erzeugt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggiessen von Stahl, bei dem Schmelze in eine Kokille gegossen, der entstehende, einen flüssigen Kern aufweisende Strang ausgezogen und weiter gekühlt wird und auf den flüssigen Kern durch ein elektromagnetisches Feld eine Drehbewegung verursachende Schubkräfte auf die Schmelze erzeugt werden.
Zur Verbesserung der Qualität des gegossenen Produktes kann gemäss dem Stande der Technik die Schmelze im flüssigen Kern mit Hilfe einer elektromagnetischen Einrichtung in rotierende Bewegung um die Stranglängsachse versetzt werden. Zur Verbesserung der Strangoberfläche, im speziellen bei Knüppel- und Vorblockformaten, wird vorzugsweise diese rotierende Bewegung in der Kokille angewendet.
Ein Verfahren ist bekannt, bei welchem mit einem unvollkommenen Drehfeld (drei Magnetpole) eine Drehbewegung der Schmelze erzeugt wird. Wohl wird mit dieser Drehbewegung eine feinkörnigere Struktur erhalten, aber das Entstehen eines grossen weissen Bandes konnte nicht verhindert werden, weil die Turbulenz in dieser Zone ungenügend war.
Es ist weiter eine Vorrichtung bekannt, bei der in der Kokille um das Kokillenrohr eine elektromagnetische Einrichtung mit drei Polpaaren angeordnet ist, die den flüssigen Kern in eine rotierende Bewegung um die Stranglängsachse versetzt. Diese von einem vollkommenen Drehfeld erzeugte rotierende Bewegung weist in ihrer Strömung eine ungenügende Turbulenz auf, so dass die Durchmischung des flüssigen Stahles unvollkommen ist, weil durch die gleichmässige magnetische Beaufschlagung der Schmelze sich die durch die quer zum Strang wirkende Kraft aufhebt. Diese relativ geringe Turbulenz lässt bezüglich der Qualität des gegossenen Produktes in bezug auf die Oberfläche, die Verteilung der Legierungs- und Begleitelemente, aber auch die innere Struktur zu wünschen übrig.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für das rotierende Bewegen der Schmelze im flüssigen Kern eines Stranges zu schaffen, bei dem eine optimale Qualität des gegossenen Produktes erzielt wird.
Durch die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte kann die Turbulenz in der rotierenden Strömung den Giessparametern angepasst werden. Mit dem asymmetrischen Beaufschlagen der Schmelze entsteht eine resultierende Querkraft senkrecht zur Strangoberfläche, die die Turbulenz optimal den Verhältnissen anpasst, so dass eine intensive Durchmischung des flüssigen Stahles auftritt, die die gewünschte Verbesserung der Qualität des gegossenen Produktes erbringt.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch unterschiedlich beaufschlagte Stromstärken der einen Phase gegenüber mindestens einer andern Phase des elektromagnetischen Feldes erzeugt, wobei vorzugsweise die eine Phase gegenüber der andern Phase mit einem um 10-20% höheren Strom beaufschlagt wird.
Anstelle dieser ungleichen Beaufschlagung durch Strom können nach einer weiteren Ausführungsform die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch unterschiedlich geometrische Ausbildung der Phasen des elektromagnetischen Feldes erzeugt werden.
Anhand einer schematisch gezeichneten Figur wird ein Beispiel des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert.
Mit 1 ist eine Kokille, in die Stahl in bekannter Weise gegossen wird, im Schnitt für einen Knüppel, bezeichnet. Sie besteht aus einem Kokillenrohr 2 aus Kupfer und einem Kokillenmantel 3. Um das Rohr 2 ist ein Kühlmantel 4 angeordnet. Durch den Raum zwischen Kokille 2 und Kühlmantel 4 strömt Kühlwasser. Im Innern der Kokille 2 ist der teilerstarrte Strang 10 mit einem flüssigen Kern 11 gezeigt. Dieser Strang 10 wird mit bekannten Mitteln aus der Kokille gezogen und weiter gekühlt.
An jeder Seite des Kühlmantels 4 sind Magnetpole 20, 21, 22, 23 angebracht, die mit je einer Windung 24, 25, 26, 27 versehen sind. Diese Magnetpole 20 werden durch Kühlwasser im Raum zwischen Kühlmantel 4 und Kokillenmantel 3 gekühlt. Die Windungen 24, 25,26,27 sind so geschaltet, dass ein Wanderfeld entsteht, welches in der Schmelze Schubkräfte erzeugt, die eine Drehbewegung derselben bewirken. Entsprechend der Giessparameter wird dabei die eine Phase gegenüber der andern, nachfolgenden Phase mit einem um 10-20% höheren Strom gespeist. Für einen Knüppel von 100 x 100 mm sind die Windungen 24 und 26 bei einer Frequenz von 50 Hz und einer Spannung von 50 V mit 400 A und die Windungen 21 und 23 mit 320 A beaufschlagt. Das entstehende Wanderfeld erzeugt im flüssigen Stahl unterschiedlich wirkende Schubkräfte, die eine Drehbewegung der Schmelze bewirken.
Wird tieferes Eindringen der Rührwirkung oder eine kleinere Rührgeschwindigkeit gewünscht, so wird die Frequenz entsprechend verringert, speziell bei grossen Wandstärken des Kokillenrohres.
Die Schaltung kann aber auch so gewählt werden, dass der magnetische Fluss zwischen den Polpaaren 20,22 bzw.
21, 23 ffiesst und mit Hilfe des magnetischen Feldes die Drehbewegung auf diese Weise erzeugt wird. Dabei werden die Polpaare 22, 24 beispielsweise mit 400 A und die Polpaare 21, 23 mit 320 A erregt.
Für grössere Knüppel- und Vorblockformate kann die Anzahl der Pole erhöht werden. Anstelle der asymmetrischen Beaufschlagung der Windungen mit Strom können die unterschiedlich wirkenden Schubkräfte durch unterschiedliche geometrische Ausbildung der Phasen erzeugt werden, z. B. durch unterschiedliche Windungszahl, durch unterschiedliche Ausbildung der Poleisen, wie Eisenquerschnitte und/oder Polachsrichtungen, usw.
Die asymmetrische Beaufschlagung mit Strom oder die unterschiedliche geometrische Ausbildung können auch kombiniert werden.
Im angeführten Beispiel ist das erfindungsgemässe Rühren in der Kokille beschrieben worden. Dieses Rühren kann aber auch in der Sekundärkühlzone Anwendung finden.
** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.
PATENT CLAIMS
1. A process for the continuous casting of steel, in which the melt is poured into a mold, the resulting strand, which has a liquid core, is drawn out and cooled further, and shear forces are generated on the liquid core by an electromagnetic field, causing rotary motion on the melt, characterized in that that differently acting thrust forces are generated within the electromagnetic field.
2. The method according to claim 1, characterized in that the differently acting thrust forces are generated by differently applied current strength of one phase against at least one other phase of the electromagnetic field.
3. The method according to claim 1, characterized in that the differently acting thrust forces are generated by different geometrical design of the phases of the electromagnetic field.
4. The method according to claim 2, characterized in that the differently acting thrust forces are generated by a 10-20% higher current in one phase compared to the other phase.
The present invention relates to a method for the continuous casting of steel, in which the melt is poured into a mold, the resulting strand, which has a liquid core, is drawn out and cooled further, and thrust forces which cause a rotational movement on the melt are generated on the liquid core by an electromagnetic field .
To improve the quality of the cast product, according to the prior art, the melt in the liquid core can be rotated about the longitudinal axis of the strand with the aid of an electromagnetic device. This rotating movement in the mold is preferably used to improve the strand surface, especially in billet and bloom formats.
A method is known in which a rotational movement of the melt is generated with an imperfect rotating field (three magnetic poles). A fine-grained structure is obtained with this rotary movement, but the formation of a large white band could not be prevented because the turbulence in this zone was insufficient.
Furthermore, a device is known in which an electromagnetic device with three pairs of poles is arranged in the mold around the mold tube, which sets the liquid core in a rotating movement about the longitudinal axis of the strand. This rotating movement generated by a perfect rotating field has an insufficient turbulence in its flow, so that the mixing of the liquid steel is imperfect because the uniform magnetic action on the melt eliminates the force acting across the strand. This relatively low turbulence leaves something to be desired in terms of the quality of the cast product in relation to the surface, the distribution of the alloy and accompanying elements, but also the internal structure.
The object of the invention is to provide a method for rotating the melt in the liquid core of a strand, in which an optimal quality of the cast product is achieved.
Due to the different shear forces, the turbulence in the rotating flow can be adapted to the casting parameters. The asymmetrical loading of the melt creates a resulting transverse force perpendicular to the strand surface, which optimally adapts the turbulence to the conditions, so that an intensive mixing of the liquid steel occurs, which brings about the desired improvement in the quality of the cast product.
According to one embodiment of the invention, the differently acting thrust forces are generated by differently applied current strengths of one phase with respect to at least one other phase of the electromagnetic field, preferably one phase with a current that is 10-20% higher than the other phase.
Instead of this unequal exposure to electricity, according to a further embodiment, the differently acting thrust forces can be generated by different geometrical configurations of the phases of the electromagnetic field.
An example of the method according to the invention is explained on the basis of a schematically drawn figure.
With 1 is a mold, in which steel is poured in a known manner, on average for a billet. It consists of a mold tube 2 made of copper and a mold shell 3. A cooling jacket 4 is arranged around the tube 2. Cooling water flows through the space between the mold 2 and the cooling jacket 4. Inside the mold 2, the partially solidified strand 10 is shown with a liquid core 11. This strand 10 is pulled out of the mold by known means and cooled further.
Magnetic poles 20, 21, 22, 23 are provided on each side of the cooling jacket 4, each of which is provided with a turn 24, 25, 26, 27. These magnetic poles 20 are cooled by cooling water in the space between the cooling jacket 4 and the mold jacket 3. The windings 24, 25, 26, 27 are switched in such a way that a traveling field is created which generates thrust forces in the melt which cause the same to rotate. According to the casting parameters, one phase is fed with a current that is 10-20% higher than the other, subsequent phase. For a billet of 100 x 100 mm, the windings 24 and 26 are loaded with 400 A and the windings 21 and 23 with 320 A at a frequency of 50 Hz and a voltage of 50 V. The resulting traveling field generates differently acting shear forces in the molten steel, which cause the melt to rotate.
If deeper penetration of the stirring effect or a lower stirring speed is desired, the frequency is reduced accordingly, especially with large wall thicknesses of the mold tube.
The circuit can also be selected so that the magnetic flux between the pole pairs 20, 22 or
21, 23 opens and with the help of the magnetic field the rotary movement is generated in this way. The pole pairs 22, 24 are excited, for example, with 400 A and the pole pairs 21, 23 with 320 A.
The number of poles can be increased for larger billet and bloom formats. Instead of the asymmetrical application of current to the windings, the differently acting thrust forces can be generated by different geometric configurations of the phases, e.g. B. by different number of turns, by different training of the pile iron, such as iron cross sections and / or polar axis directions, etc.
The asymmetrical application of electricity or the different geometric design can also be combined.
In the example given, the stirring according to the invention in the mold has been described. This stirring can also be used in the secondary cooling zone.