Устройство для перемешивания расплавленного металла в кристаллизаторе с открытым верхом

 

Изобретение предназначено для электромагнитного перемешивания металла в кристаллизаторе при непрерывном литье слитков. Цель изобретения - повьшение эффективности перемешивания . Электромагнитный преобразователь (ЭМП), вьтолненный из внутреннего 1 и наружного 2 колец, соединенных снабженными катушками 4 проводниками 3 с образованием не менее трех замкнутых петель, расположен над кристаллизатором. При подключении ЭМП к источнику в жидком металле возникает вращательное движение., 2 3.п. ф-лы, 12 ил. i СП ФигЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 22 D 11 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТ У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3308150/22-02 (22) 04.06.81 (31) 8018372 (32) 05.06.80 (33) СВ (46) 30.03.87. Бюл. 1Ф !2 (71) Ти(Груп Сервисез)Лимитед (GB) (72) Дэвид Остин Мэлфорд и Кит Ричард

Виттингтон (GB) (53) 621.746.27(088.8) (56) Германн Э. Непрерывное литье.

M. Металлургия, 1961, с. 475, рис. 1439. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ С ОТКРЫТЫМ BEPXOM (57) Изобретение предназначено для электромагнитного перемешивания металла в кристаллизаторе при непрерывном литье слитков. Цель изобретения — повышение эффективности перемшивания. Электромагнитный преобразователь (ЭМП), выполненный из внутреннего 1 и наружного 2 колец, соединенных снабженными катушками 4 проводниками 3 с образованием не менее трех замкнутых петель, расположен над кристаллизатором. При подключении

ЭМП к источнику в жидком металле возникает вращательное движение., 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

1301 302

Изобретение предназначено для электромагнитного перемешивания металла в кристаллизаторе установок непрерывного литья.

Цель изобретения — повышение эффективности перемешивания.

На фиг. ) показана принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1, схема магнитного поля; на фиг. 3 конструктивная схема устройства; на фиг. 4 — 6 — варианты предлагаемого устройства; на фиг. 7 — схема четырехфазного источника переменного тока; на фиг. 8 — схема соединения катушек возбуждения с проводниками; на фиг. 9 — схема кристаллизатора; на фиг. 10 — разрез Б-Б на фиг. 9; на фиг. 11 — то же, вариант; на фиг. 12 — то же, вариант исполнения.

Устройство содержит кольцо 1 и кольцо 2, выполненные из медного прутка и соединенные в точках а,5 и е медными проводниками 3.

Катушки 4 возбуждения размещены на проводниках 3 и каждая из них соединена с одной из фаз источника переменного тока. Эти элементы образуют электромагнитный преобразователь, размещенный над верхней частью кристаллизатора 5 соосно с ним. Расположение кольца 1 не препятствует подаче жидкого металла 6 в кристаллизатор через погружной стакан 7.

Возможно расположение кольца Z ниже кольца 1 (фиг. 4), так что кольцо

2 охватывает верхнюю кромку кристаллизатора 5, который и сам может выполнять функции кольца 2 (фиг. 5).

В этих случаях каждая стенка кристаллизатора 5 соединена с кольцом проводниками 4, как показано на фиг. 6.

В этих вариантах катушки 4 намотаны непосредственно на проводники 3. Возможна установка трубопроводов 8 для охладителя на участках 9 проводников

3, примыкающих к катушкам 4. Кроме того, опасность перегрева может быть снижена путем соединения катушки 4 с проводником 3 посредством ферромагнитного сердечника 10 (фиг. 8).

Кристаллизатор 5 (фиг. 9) имеет водоохлаждаемые медные стенки 11

14. Кольцо 1 выполнено со сторонами

15 — 18, соединенными со стенками

11 — 13 медными соединителями 19

21. В результате образуется набор из трех замкнутых петель, первая из которых создана стенками 11 и 12, соединителем 20, сторонами 16 и 15 кольца 1 и соединителем 19, вторая— стенкой 13, соединителем 21, стороной 17 и соединителем 20, а третья стенкой 14, соединителем 21, стороной 18 и соединителем )9. Над верхней поверхностью кольца смонтирован

10 общий полюс 22, а три других полюса 23 — 25 установлены между кольцом

1 и кристаллизатором 5. Полюса 23—

25 соединены с полюсом 22 ферромагнитными пластинами 26 — 29, примыкающими к наружным поверхностям кольца 1. Полюса 23 — 25 могут быть смонтированы в единую пластину с заполнением зазоров между ними вставками 3032 из немагнитного материала.

Эффективность устройства может быть повышена при симметричном расположении полюсов 33 — 36 между кольцом 1 и верхом кристаллизатора 5. Эти полюса могут быть соединены в кольцо

37, для чего между этими полюсами установлены немагнитные вставки 38—

41 (фиг. 11). Соединительные пластины 26 — 29 могут быть выполнены слоистыми, причем их наружные кромки 42

30 защищены от выплесков пластинами 43 в форме швеллеров из немагнитного материала.

Устройство работает следующим образом.

3 Прохождение тока питания через катушки 4 возбуждения наводят в медных стержнях 3 токи, сила и направление которых зависят от положения цикла трехфазного источника питания.

Результирующие токи появляются по крайней мере в двух из секторов ао

85 и оп кольца 1 и секторов L), ) e u

Сг кольца 2. В варианте, когда ток проходит через катушку 4, соединенную с первой фазой источника, является максимальным, а токи в других катушках составлящт половину максимума, ток течет от точки к а и равен

i и от точек 6 и в и равен i/2, В результате взаимодействия токов они будут течь по петлям aSр иа6eZ, а на участках В6 или ) е тока не будет.

Токи на участках а о и а Ь будут равны между собой и создадут магнит ные поля, как показано на фиг. 2.

Поскольку точки на участках aS u а 6 направлены в одну сторону, магнитные поля, образованные внутри кольца 1 практически уничтожат друг друга, однако магнитные поля выше и ниже кольца 1 усилят друг друга, результирующее магнитное поле будет лежать практически параллельно плоскости кольца 1 выше и ниже его. Когда фазы источника питания меняются, изменится и распределение тока в проводниках, а магнитное поле повернется вокруг оси, перпендикулярной плоскости кольца l. Вращающееся магнитное поле наводит ток в рас1 плавленном металле внутри кристаллизатора 5, который в свою очередь, создает магнитное поле, взаимодействующее с уже созданным электромагнитным преобразователем. Это заставляет расплавленный металл вращаться вокруг продольной оси кристаллизатора.

При перемешивании легкие примеси центрифугируются и собираются в центральной части кристаллизатора, кроме того, повышается однородность внутренней кристаллической структуры слитка. формула изобретения

1. Устройство для перемешивания расплавленного металла в кристаллич аю

25 петли

3. чаю петли ника.

Устройство по п. 1, о т л ищ е е с я тем, что замкнутые выполнены в форме кольца.

Устройство по п. 1, о т л и— щ е е с я тем, что замкнутые выполнены в форме прямоуголь01302 4 заторе с открытым верхом, содержащее электромагHHTHbIH преобразователь, размещенный над кристаллизатором вокруг его вертикальной оси, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности перемешивания, электромагнитный преобразователь выполнен в виде набора электрических проводников из неферромагнитного ма10 териала и катушек возбуждения и снабжен многофазным источником переменного тока, при этом на части электрических проводников установлены катушки воабуждения, расположенные вокруг

15 наружных стенок кристаллиэатора, а другая часть проводников соединена в не менее, чем три замкнутые петли, связанные между собой проводниками с катушками возбуждения и соединен20 ные через них с многофазным источником переменного тока.

1301302

1301302

1301302

Составитель В. Мальцев

Техред В Кадар Корректор А. Зимокосов Редактор Ю. Середа

Заказ 1162/58 Тираж 741 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4