METHOD OF STIRRING THE NON-SOLIDIFIED AREAS IN A CAST BILLET

Abstract: 1. Method for stirring the non-solidified regions in a cast strand, the strand being formed in a mold (3), whereby a pouring stream (2) of molten metal enters the mold (3) via a pouring pipe (1) or directly, and whereby a static magnetic field (B) is generated intersecting the path of the pouring stream (2) in the melt in the mold (3) and - under the effect of the movement of the metal forming the pouring stream (2) - retarding the velocity of the pouring stream (2) in the melt and splitting the pouring stream (2), characterized in that said static magnetic field (B) is arranged, with respect to the longitudinal direction of the mold (3), so close at the pouring pipe and at the upper end of the mold (3), respectively, that the portions (6) of the melt which are located laterally of the pouring stream (2) penetrating the melt and which are therefore not stirred directly by the impact of the pouring stream (2) are stirred by the interaction between the magnetic field (B) and the currents (i) induced by said retarding of the pouring stream.

Description: Verfahren zum Umrühren der nicht erstarrten Bereiche in einem Giessstrang Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umrührung der nicht erstarrten Bereiche bei einem Giessstrang gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches. Ein solches Verfahren ist bekannt aus der europäischen Patentanmeldung 81 10 3569.0. Durch die Verwendung eines statischen Magnetfeldes erzielt man eine grosse Eindringtiefe des Magnetfeldes. Durch das Zusammenwirken dieses Magnetfeldes mit der in Bewegung befindlichen Schmelze des in die Kokille eindringenden Giessstrahls wird eine Kraft erzeugt, die den Giessstrahl bremst und zersplittert (Prinzip der Wirbelstrombremse). Die Eindringgeschwindigkeit des Giessstrahls in die in der Kokille bereits befindliche Schmelze liegt etwa im Bereich von 1 bis 1,5 m/sec. Hierdurch wird die Eindringtiefe des Giessstrahls vermindert, und der grösste Teil der Schlacke wird an der Oberfläche abgeschieden und bleibt nicht an der Innenseite der bereits erstarrten Strangschale hängen. Der in die Schmelze eindringende Strahl bewirkt durch seine Wucht mechanisch zugleich eine gewisse Umrührung in der Schmelze. Jedoch werden die Schmelzenbereiche, die im oberen Kokillenbereich seitlich des dort in die Schmelze eindringenden Giessstrahls liegen7 #t##zl#cflbcrCichO von dieser Rührwirkung nicht erfasst. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren in der Weise abzuwandeln, dass die zuletzt genannten Bereiche der Schmelze gleichzeitig umgerührt werden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches vorgeschlagen, der erfindungsgemäss die im kennzeichnenden Teil des Anspruches genannten Merkmale hat. Durch die erfindungsgemä#Anordung des Magnetfeldes wird erreicht, dass durch die Ausnutzung elektromagnetischer Kräfte auch die Bereiche im oberen Teil der Kokille um gerührt werden, die von der mechanischen Wucht des Giessstrahls selbst nicht verrührt werden. Auf diese Weise erhält man einen Guss (slabs, billets oder blooms) mit einer wesentlich erhöhten Oberflächengüte. Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 eine Prinzipskizze zur Erläuterung der Erfin dung, in der die Kokille von der Seite dar gestellt ist, Fig. 2 die Darstellung der Kokille gemäss Fig. 1 in einer gegenüber Fig. 1 um 900 gedrehten Sei tenansicht zur Veranschaulichung der in der Schmelze auftretenden Kräfte, Fig. 3 die in Fig. 1 dargestellten Verhältnisse in Draufsicht auf die Kokille. 1 ist ein Giessrohr, aus dem ein Giessstrahl 2 in die Schmelze in einer Stranggiesskokille 3 eindringt. Quer -3- durch die Kokille 3 eventuell unter Einbeziehung des unteren Endes des Giessrohres wird von mehreren Polen 4 ein statisches Magnetfeld mit der Induktion B erzeugt. In dem von dem Strahl in Bewegung gesetzten Schmelzenteil wird nach dem Induktionsgesetz eine Sp duziert, wobei + der magnetische Fluss EMI3.1 che Differentialquotient des Flusses ist. In der Schmelze erhält man elektrische Ströme (i), und nach dem Biot-Savart'schen Gesetz wird eine Kraft F1 (siehe Figur 2) erzeugt, die dem vektoriellen Produkt Ui 8J proportional ist, wobei B der Vektor der Induktion und i der Vektor des Stromes (physikalisch exakt: der Stromdichte) ist. Die Kraft F1 ist gegen die Metallflussrichtung 5 gerichtet. Wenn die Richtung des Magnetfeldes B wechselt, so bleibt die Richtung der Kraft F1 unverändert, da ein solcher Wechsel einen Richtungswechsel der induzierten Spannung und damit des Stromes i zur Folge hat. Figur 1 und 3 zeigen das Zustandekommen der Kräfte und Bewegungen. Die durch das magnetische Feld B und die Bewegungsrichtung v der eindringenden Schmelze induzierte Spannung E ist dem vektoriellen Produkt [ v x S J proportional, wobei der Vektor der induzierten Spannung aus der Zeichenebene herauskommt. Entsprechend fliessen die Ströme i in Fig. 1 in der Mitte aus der Zeichenebene heraus und an den Seiten in die Zeichenebene hinein, so wie es deutlicher aus dem Querschnitt gemäss Figur 3 erkennbar ist. Durch das Zusammenwirken der in Fig. 3 an den Seiten fliessenden Ströme i mit dem magnetischen Feld B ergeben sich Kräfte F2, die dem vektoriellen Produkt [ 1 x proportional sind und in Fig. 3 in die Zeichenebene hinein verlaufen, also entgegengerichtet zur bremsenden Kraft F1 (siehe Fig. 2). Durch eine entsprechend nahe Anordnung der Magnetpole 4 unterhalb des Schmelzenspiegels in der Kokille erhält man somit eine Umrührung durch die Kräfte F2, in den seitlich vom Giessstrahl liegenden Schmelzenbereichen 6, die durch die Wucht des auftreffenden Giessstrahls selbst nicht in Bewegung gesetzt werden würden. Die Erfindung kann im Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.

Claims: Patentanspruch Verfahren zur Umruhrung der nicht erstarrten Bereiche in einem Giessstrang, wobei der Strang in einer Kokille geformt wird und ein Giessstrahl über ein Giessrohr oder direkt in die Kokille gelangt und wobei ein statisches Magnetfeld (B) erzeugt wird, welches den Weg des Giessstrahls in der in der Kokille befindlichen Schmelze schneidet und unter Ausnutzung der Bewegung des den Giessstrahl bildenden Metalls die Geschwindigkeit des Giessstrahls in der Schmelze bremst und den Giessstrahl zersplittert, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld, in Längsrichtung der Kokille gesehen, so nahe am Giessrohr bzw. am oberen Ende der Kokille angeordnet wird, dass die Schmelzenbereiche (6), die sich seitlich des in die Schmelze eindringenden Giessstrahls (2) befinden und somit nicht direkt von der Wucht des Giessstrahls durch rUhrt werden, von den durch das Zusammenwirken des Magnetfeldes (B) und der beim Bremsen des Giessstrahls induzierten Ströme (i) umgeruhrl werden.

Inventors: KOLLBERG, STEN, DIPL. ING.
Applicants: ASEA AB
Application year: 1983
Main classification: B22D11
IPC codes: B22D11