CZ158294A3 - Zařízení k ovlivňování dynamického chování toku elektricky vodivé kapaliny, zejména tekutého kovu - Google Patents

Abstract

Zařízení k ovlivňování dynamického chování toku elektricky vodivé kapaliny, zejména tekutého kovu tvořené alespoň dvéma zdroji (1, 2), přiéemž mezi zdroji (1) a (2) silového magnetického pole, s výhodou mezi dvěmi indukčními cívkami, prochází odlévaný slitck (3), přičemž siločáry silového magnetického pole jsou jednak kolmé na smčr toku slitku (3) tekutého kovu a jednak probíhají na směru delšího příčného rozměru slitku (3) tekutého kovu.

Description

Zařízení k ovlivrtování dynamického chování

toku elektricky vodivé kapaliny, zejména tekutého kovu

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení k ovlivňování výtokového. proudu kovu, který .je vypouštěn výpustným orgánem přes tvarovací zařízení z licí pánve zařízení pro plynulé odlévání tenké bramy, či pásku a řeší vhodným umístěním a nasměrováním jeho elektromagnetických cívek nebo permanentních magnetů vzhledem k vytvářenému pohybujícímu se slitku umožnit provádění jednak požadovaných rychlostních změn celého toku odlévaného kovu a jednak tvarování rychlostního profilu po průřezu kontislitku, což se odráží ve zvýšené kvalitě finálního výrobku, a to i při vyšších licích rychlostech.

Dosavadní stav techniky

Doposud jsou známa . zařízení pro řízeni rychlosti výtoku tekutého kovu např. z licích ocelárenských pánví, které jsou tvořeny mechanickými díly navazujícími na vypouštěcí nátrubek, přitom jejich řízenou regulací dochází ke změnám průtokového průřezu otvoru, jímž prochází tekutý kov, čehož důsledkem .jsou rychlostní změny toku vytvářeného slitku. Těmito zařízeními jsou např. různé typy mechanicky ovládaných pohyblivých hradítek. Změnu rychlosti výtokového proudu kovu lze rovněž provádět řízenými změnami podtlaku v uzavřených licích ocelárenských -pánvích, kdy zvýšením podtlaku . dochází ke snižování licí rychlosti kovu. Nevýhodou . výše uvedených prostředků pro řízeni výtokové rychlosti' kovu je to, že u mechanických, pohyblivých hradítek dochází k přímému styku hradítka s kovem, který se tím lokálně ochlazuje, čehož důsledkem jsou nerovnoměrné nepředpokládané rychlostní změny toku vytékajícího kovu nepříznivě se odrážející v kvalitě finálního výrobku. Rovněž nevýhodou je to, že téměř veškeré změny stavů mechanicky ovládaných pohyblivých hradítek jsou prvků. Také měn í . svů j popř. jeho prováděnou prováděny v závislosti na požadované změně výtoku se zpožděním, a to vlivem setrvačnosti řídících a ovládacích nevýhodou je to, že mechanické pohyblivé díly geometrický profil, vlivem nalepenin kovu, abrazivním působením, což má negativní dopad pro regulaci, zejména z hlediska vzájemné provázanosti těchto prvků s řídícími systémy. Rovněž je známo elektromagnetické zařízení na regulaci toku tekutého kovu, které je určeno k řízení toku roztaveného kovu protékajicího nátrubkem navazujícím na vypouštěcí otvor ocelárenské -pánve. Tato zařízení sestává z toroidní magnetické cívky obklopující nátrubek, přitom do otvoru nátrubku je vložen nevodivý mechanicko-tepelně odolný kus zabírající axiální část otvoru nátrubku a ponechávájící zbylou část tohoto otvoru neobsazenou, což umožňuje průtok horkého kovu. Toroidní magnetická cívka svou činností vytváří magnetické pole, které je směrováno axiálně vůči ose nátrubku, přitom vířivé proudy jsou směrovány azimutálně vůči otvoru nátrubku a takto působí i v protékajícím kovu. Poloha nevodivého mech.anicko-tepelně odolného kusu určuje oblast průchodu a neprůchodu vířivých proudů otvorem nátrubku.

Neprůchodné oblasti vířivých proudů jsou řešeny vzhledem k oblastem průtoku vířivých proudů tak, aby blokovaly produkci vířivých proudů v tekutém kovu při průtoku kovu nátrubkem. Takovéto blokování přetváří magnetické pole v otvoru v oblasti přechodu průchodné a neprůchodné pro vířivé proudy tak, že vzniká radiálně směrovaná silová složka magnetického pole, vytvářející a?<iálně směrovanou tzv. čerpací sílu v nátrubku, jež umožňuje redukovat průtok tekutého kovu, a to působením proti směru jeho toku anebo ve směru toku, čímž dochází ke zbržďování, Či podporování průtoku kovu, nátrubkem. Také je známo elektromagnetické zařízení k regulaci průtoku tekutého kovu při přerušovaném i plynulém lití kovu. Toto zařízení jě montováno k výstupu zásobníku tekutého kovu-prostřednictvím přírubové přípojky. Toto zařízení je tvořeno mechanicko - tepelně odolným nevodivým tělesem, válcového tvaru, v jehož středu je vytvořen středový napájecí kanálek, vyúsťující do tlumící komory. Z této tlumící jsou obvodově vyvedeny vypouštěcí kanálky ústící na obvodové spodní části mechanicko - tepelně odolného, nevodivého tělesa zařízení. Toto těleso zařízení obepíná toroidní elektromagnetická indukční cívka, jejíž axiálně směrované magnetické pole, působí . na kov protékající tlumící komorou a vypouětěcími kanálky radiálně vytvářejícími se silami, ovlivňujícími proud roztaveného kovu v tlumící komoře, což umožňuje provádět požadované řízení a přerušování toku roztaveného kovu.

Nevýhodou těchto zařízení je to, že tato výše uvedená zařízení, sestávají z toroidních elektromagnetických cívek, ¹ jež jsou určeny pouze pro ovlivňování výtokového proudu roztaveného kovu, majícího v příčném řezu proudu tvar blížící se kruhovému ·>, průřezu. Toto zařízení nelze s úspěchem použít pro ovlivňování výtokového proudu kovu, který je např. pravoúhlého tvaru t.j. např. v případě plynulého odléváni tenkých bram a pásků.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení k ovlivňování dynamického chování toku elektricky vodivé- kapaliny, zejména tekutého kovu, sestávající ze zdroje silového, magnetického pole, jehož siločáry procházejí pohybujícím se slitkem tekutého kovu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že mezi zdroji silového, magnetického pole prochází odlévaný slitek, přičemž siločáry silového, magnetického pole jsou jednak kolmé na směr toku slitku tekutého kovu a jednak probíhají ve směru delšího příčného rozměru slitku tekutého kovu. Podstatou je i to, že první a druhý zdroj silového, magnetického pole jsou indukční cívky umístěné nad a pod slitkem tekutého kovu. Také podstatou je to, že první a druhý zdroj silového magnetického pole jsou indukční cívky umístěné po stranách slitku tekutého kovu. Dále je podstatou, že první a druhý zdroj silového, magnetického pole. je tvořen permanentními magnety umístěnými po stranách slit ku t ekut éh□ kovu.

Výhodou zařízení k ovlivňování dynamického chování toku elektricky vodivě kapaliny, zejména tekutého kovu je to, Se vhodným konstrukčním uspořádáním tohoto zařízení vzhledem k vytvářenému pohybujícímu se slitku je u plochých tenkých slitků dosahováno příznivějšího průběhu rychlostního profilu. Rychlostní profil toku kovu je vlivem silového magnetického pole změněn tak, Se v okrajových částech odlévaného profilu dochází ke zvýšení průtokové rychlosti, čehož důsledkem je snížení ochlazování slitku a kompenzace okrajového efektu v okrajových oblastech. Tato skutečnost přispívá ke stejnorodosti struktury kovu po celém průřezu slitku, což se odráž.í ve zvýšené kvalitě finálního výrobku, a to i při zvýšených licích rychlostech. Další výhodou je to, že změnami intenzity a směru toku působícího magnetického silového pole lze provádět rychlostní změny ízbrždění) toku tekutého kovu a tím regulovat výtokovou rychlost vytékajícího kovu.

Přehled obrázků na výkrese

Na přiložených výkresech je schématicky zobrazeno toto zařízení, kde obr. 1 je znázornění rychlostních profilů bez působení a při působení silového, magnetického pole, obr. 2 je první alternativní provedení s indukčními cívkami umístěnými í

nad, a pod slitkem, obr. 3 druhé alternativní provedení s indukčními cívkami umístěnými po bocích slitku a obr. 4 provedení s permanentními magnety.

Příkladné provedení vynálezu

Zařízení k ovlivňování dynamického chování toku elektricky vodivé kapaliny, zejména tekutého kovu, podle příkladného provedení ' je tvořen nenaznačeným nosičem anebo rámem, ke kterému je upevněn první zdroj 1_ silového magnetického pole a druhý zdroj 2 silového magnetického pole, uspořádanými tak, _že mezi nimi _prochází _tenký odlévaný sl itek__ 3,._ pravoúhlého tvaru. První a druhý zdroj 1 a 2 silového magnetického pole je tvořen indukčními cívkami umístěnými nad a pod slitkem 3 a nasměrovanými vůči . směru toku slitku tak, Se siločáry vybuzeného magnetického pole jednak procházejí slitkem 3, jednak jsou kolmé na směr toku slitku 3 a jednak probíhají ve směru delšího příčného rozměru slitku 3. Další alternativa tohoto zařízení spočívá v tom, Se prvním i druhým zdrojem a 2 silového magnetického pole jsou indukční cívky umístěné po stranách slitku 3. Siločáry vybuzeného, magnetického pole jednak procházejí slitkem 3, jednak jsou kolmé na směr toku slitku a jednak probíhají ve směru delšího rozměru slitku 3. Rovněž alternativou je to·, Se první i druhý zdroj 1. a 2 sílového, magnetického pole je- tvořen permanentuími magnety 4, umístěnými po stranách slitku 3. Siločáry vytvářeného magnetického pole jednak procházejí slitkem 3, Jednak jsou kolmé na směr toku slitku a jednak probíhají ve směru delšího rozměru slitku 3. Každý permanentní magnet £ je alternativně sestaven z minimálně dvou samostatných magnetických dílů' 5, jejichž výsledná magnetická účinnost se vzájemnou magnetickou vazbou zesiluje.

Při působení silového, magnetického pole vytvářeného prvním a druhým zdrojem 1. a 2, které probíhá ve směru delšího rozměru slitku 3 a· ve směru kolmém na směr toku slitku 3 dochází vlivem magnetických sil působících na kov ke změně toku kovu, a to s maximální intenzitou působení silového pole v okrajových částech slitku 3. Tato slutečnost je příčinou změny· tvaru rychlostního profilu toku kovu, který je silovým polem změněn z jeho parabolického charakterictického tvaru na tvar blížící se požadovanému rychlostnímu profilu s pravoúhlým tvarem. Řízenou kompenzací tzv. okrajového efektu, která je prováděna řízenými změnami intenzity magnetického pole lze regulovat výlukovou rychlost' vytékajícího kovu, čímž je umožněno rychlostní ovlivňování pohybujícího se slitku .3.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení k ovlivňování dynamického chování toku elekricky vodivé kapaliny, zejména tekutého kovu sestávající ze zdroje silového, magnetického pole, jehož siločáry procházejí kolmo pohybujícím se slitkem tekutého kovu, vyznačené tím, že je tvořen minimálně dvěmi zdroji Cl) a C2) silového, magnetického pole, přičemž siločáry silového, magnetického pole jsou jednak kolmé na směr toku slitku (3) tekutého kovu a jednak probíhají ve směru delšího příčného rozměru slitku C3) tekutého kovu.
2. 2. Zařízení k ovlivňování dynamického chování toku elektricky vodivé kapaliny, zejména tekutého kovu, -podle nároku 1., vy,značené tím, že první a_druhý zdroj Cl) a C2) silového, magnetického pole jsou indukční cívky umístěné nad a pod slitkem C3) .tekutého kovu.
3. 3» Zařízení k ovlivňování dynamického chování toku elektricky vodivé kapaliny, zejména tekutého kovu, podle nároku, 1-, vyznačené tím, že první- a druhý zdroj Cl) a C2) silového,magnetického pole jsou indukční cívky umístěné po. stranách slitku C3) tekutého kovu.
4. 4. Zařízení k ovlivňování dynamického chování toku elektricky vodivé kapaliny, zejména tekutého kovu, podle nároku 1., vyznačené tím, že první a druhý zdroj Cl) a C2) silového, magnetického pole je tvořen permanentním maghízťem— (4) nebo soustavou magnetů umístěných po stranách sl tekutého kovu.