CZ2304U1 - Zařízení k ovlivňování dynamického chování toku elektricky vodivé kapaliny, zejména tekutého kovu - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení 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 elektromagnet ických 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 řízení 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 procházi tekutý kov, čehož důsledkem jsou slitku. Těmito zařízeními ovládaných pohyblivých rychlostní změny toku vytvářeného jsou např. různé typy mechanicky 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 řízení výtokové rychlosti mechanických, pohyblivých hradítek dochází hradítka s kovem, který se tím lokálně kovu je to, že u k přímému styku ochlazuje, čehož důsledkem jsou nerovnoměrné nepředpokládané rychlostní změny toku vytékajícího kovu nepříznivě se odrážející v kvalitě finálního výrobku. Rovněž nevýhodou je to, ž ; téměř veškeré změny stavů mechanicky ovládaných pohyblivých hradítek jsou prováděny v závislosti na požadovaně změně výtoku se zpožděním, a to vlivem setrvačnosti řídících a ovládacích prvků. Také nevýhodou .je to, že mechanické pohyblivé díly mění svůj geometrický profil, vlivem nalepenin kovu, popř. jeho abrazivním působením, což má negativní dopad pro prováděnou 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 protékajícího nátrubkem navazujícím na vypouětěcí otvor ocelárenské pánve. Toto 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 ponechávající 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 mechanicko-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 oblásti přechodu průchodné a neprůchodné pro-’ vířivé proudy tak, :že vzniká radiálně směrovaná silová složka magnetického pole, vytvářející axiálně 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 zařízeni je 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 .^!^_Λ·,*Ί,^)^·44Μ,.ιΙ,·.^υυη>44--ϋ. lz>.A_r ^J.AJ-.,z_Jfc) 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 vypouštěcími kanálky radiálně vytvářejícími se silami, ovlivňujícími proud roztaveného kovu v tlumící komoře, což umožňuje provádět požadované řízení a přerušováni toku roztaveného kovu.

Nevýhodou těchto zařízení je to, že tato výše uvedená .. z ař í z en í , sestávají z toroidních elektromagnetických cívek, 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 odlévání tenkých bram a pásků.

Podstata technického řešení

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 technického řešení 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 slitku tekutého kovu.

Výhodou zařízení k ovlivňování dynamického chování toku elektricky vodivé 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, že 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. odráží ve zvýšené kvalitě finálního výrobku, a to i při zvýšených licích rychlostech. Další výhodou je to, Se změnami intenzity a směru toku působícího magnetického silového pole lze provádět rychlostní změny (zbrždění) 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 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 technického řešeni

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 a druhý zdroj 2 silového magnetického pole, magnetického pole uspořádanými tak, že mezi nimi prochází tenký odlévaný slitek pravoúhlého tvaru. První a druhý zdroj X a 2 silového magnetického pole je tvořen indukčními cívkami umístěnými nad a pod slitkem 3_ že siločáry a nasměrovanými vůči směru toku slitku tak, 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, že prvním i druhým zdrojem 1_ 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 Rovněž alternativou je to, směru delšího rozměru slitku :e první druhý zdroj 1 a 2 silového magnetického pole je tvořen permanentními magnety 4_, umístěnými po stranách magnetického pole jednak slitku 3. Siločáry vytvářeného procházejí slitkem 3, jednak jsou kolmé na směr toku slitku a jednak probíhají ve směru delšího rozměru slitku 3_. Každý permanentní magnet 4_ je alternativně magnetických dílčí 5, vzájemnou magnetickou vytvářeného prvním a sestaven z minimálně dvou samostatných jejichž výsledná magnetická účinnost se vazbou zesiluje.

Při působení silového· magnetického pole druhým zdrojem 1_ a 2j 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 výtokovou rychlost vytékajícího kovu, čímž je umožněno rychlostní ovlivňování pohybujícího se slitku 3_.

Claims (1)

1. nAroky na ochranu

   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 (1 / 2) silového magnetického pole, přičemž siločáry silového magnetického pole jsou jednak kolmé na směr toku slitku C3) tekutého kovu a jednak probíhají ve směru delšího příčného rozměru slitku (3) tekutého kovu.

   Zařízení k ovlivňování dynamického chování toku elektricky vodivé kapaliny, zejména tekutého kovu, podle nároku 1., vyznačené tím, Že první a druhý zdroj Cl/ 2) silového magnetického pole jsou indukční cívky umístěné nad a pod slitkem (3) tekutého kovu.

   Zařízení k ovlivňování dynamického chování toku elektricky vodivé kapaliny, zejména tekutého kovu, podle nároku 1., vyznačené tím, že první a druhý zdroj Cly 2) silového magnetického pole jsou indukční cívky umístěné po stranách slitku C3) tekutého kovu.

   Zařízení k ovlivňování dynamického chování toku elektricky vodivé kapaliny, zejména tekutého kovu, podle nároku 1., vyznačené tím,že první a druhý zdroj Cl y 2) silového magnetického pole je tvořen permanentním magnetem

   C4) nebo soustavou magnetů umístěných po stranách slitku C3) tekutého kovu.