KR101143827B1 - 연속 주조 주형의 높이에 대해 전자기 교반 모드를조절하는 방법 - Google Patents

Abstract

주형의 짧은 측을 향하는 측방향 출구가 제공된 잠수 노즐을 갖는, 편평한 금속 제품의 연속 주조를 위한 주형에서, 상기 주형에는 그 긴 측 (3) 의 각각에 자기장을 발생시키는 한 쌍의 다상 선형 유도자가 장착되며, 이 자기장은 상기 긴 측의 폭에 대해 수평으로 이동하며, 주형 노즐 (5) 의 한 측에 위치되고, 각 유도자는 4 개의 유도자 세트의 일관된 제어를 제공하는 전원에 연결되며,

- 유도자 (10a ~ 10b) 는 주형의 높이에 대해 수직하게 활주 하도록 장착되므로, 상기 유도자는 이동하여, 노즐의 출구 (17) 에서의 작용에 의한 낮은 기능적 위치 (LP) 로부터 주형의 액상 금속의 메니스커스에서 작용에 의한 높은 기능적 위치 (HP) 까지 이동하고, 낮은 기능적 위치에서 자기장의 이동 방향은 임의의 한쌍의 유도자 사이에서 반대로 되고, 2 개의 다른 쌍에서 서로 대면하는 두 유도자 사이에서 유지되며, 높은 기능적 위치에서 자기장에서는 임의의 한 쌍의 유도자에 대해 동일한 방향으로 이동하고 그리고 두 쌍의 유도자 사이의 반대 방향으로 이동하며,

- 하나의 기능적 위치로부터 다른 기능적 위치로 이동시, 상기 전원 (7) 의 상으로의 유도자의 연결은 임의의 한 쌍 두 유도자 중 하나, 및 주조 축선에 대해 대칭인 다른 쌍의 두 유도자 중 하나의 자기장의 이동 방향을 반대로 하도록 변경될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

연속 주조 주형의 높이에 대해 전자기 교반 모드를 조절하는 방법{ADJUSTING THE MODE OF ELECTROMAGNETIC STIRRING OVER THE HEIGHT OF A CONTINUOUS CASTING MOULD}

본 발명은 편평한 금속 제품의 연속 주조에 관한 것으로, 특히 주조품의 질 및/또는 주조 설비의 생산성을 개선하기 위해 전자기력을 이용하여 주형 내로 유입되는 액상 금속의 유동 팬턴의 관리에 관한 것이다.

"편평한 제품"은 슬래브 (slab), 좁은 슬래브, 얇은 슬래브 등을 의미하며, 또는 "기다란" 단면의 임의의 다른 제품 (즉, 폭이 두께의 적어도 두 배인 제품) 을 의미하는 것을 숙지해야 한다.

편평한 제품이 주조되는 주형은 통상적으로, 구리 또는 구리 합금으로 만들어진, 주형과 접촉하는 순환수에 의해 급격하게 냉각되는 2 개의 긴 측 (또는 벽) 을 가지며, 서로 대면하는 상기 긴 측은 주조품의 두께를 한정하는 거리만큼 분리된다. 이러한 넓은 면 벽의 단부는 2 개의 짧은 측과 접하여 요구되는 직사각형 부분을 감소시키는 밀봉된 주조 공간을 형성한다. 벽을 냉각시키기 위한 시스템은, 냉각수 챔버 및 냉각 채널을 포함하며, 이러한 벽을 통해 주조 금속으로부터 충분하게 열이 방출되도록 설계된다. 충분한 열 방출 결과, 주형 출구에서 이러한 냉각된 벽과 접촉하는 응고된 금속 쉘이 형성되며, 상기 쉘은 주형 외면 주위에서 균일하며, 수 센티미터의 두께를 가져, 주조 장치의 낮은 제 2 냉각 (직접 냉각수 분사) 단계에서 견인 하에서 금속을 완전하게 고형화시키기 위한 기계적으로 강한 외피를 주조 제품에 부여한다.

알려진 바와 같이, 주형에서 주조 금속의 자유 표면 (이 표면은 이후 "메니스커스 (meniscus)"라 부름) 은 일반적으로 커버링 슬래그에 의해 덮이게 된다. 따라서, 금속은 잠수 노즐을 이용하여 부어지며, 이 잠수 노즐은 주형에서 메니커스의 수십 센티미터 아래에 잠기며, 액상 금속이 주형의 짧은 측을 향해 분출되는 측방향 출구를 갖는 주형의 출구 단부에 제공된다.

오늘날에는 누구도 주조 금속의 금속학적 질 (개재물을 포함하지 않음), 그리고 주조 튜브 내에서 용융 금속의 유동의 주조 작업 자체의 성공 또는 그 생산성에 대한 영향의 중요성을 무시할 수 없다.

이것이, 지금까지 30년 이상, 다양하고 끊임없는 기술적 시험 자산으로, 강 연속 주조 공정은 이러한 액상 금속 유동을 다양한 순환 모드로 실시하기 위해 항상 전자기력을 이용하며, 그 모드 중 일부가 상황과 요구되는 효과에 따라 다른 것들보다 더 적절하게 고려되는 이유이다.

이러한 방식에 이용되는 전자기 교반은 주형 자체의 높이 및/또는 주조 장치의 제 2 냉각 영역의 높이에서 실시될 수 있다.

몰드내 교반 (in-mold stirring) 의 경우, 긴 구리 벽을 통해 작용하는 자기장이 유도자 (inductor) 에 의해 생성되며, 이 유도자는 주형의 상부 냉각수 챔버 에 직접적으로 잠겨있거나, 또는 개별적인 부분으로 자체 냉각 부분에 제공되도록 위치된다.

몰드내 전자기 교반의 몇몇 유형은 요즘에도 실시되고 있다. 이러한 유형들은 이하에 나타낸 바와 같이 간략하게 검토될 수 있다.

첫 번째 유형 (예컨대, JP 1 228 645 또는 EP 0750958) 은 주조 제품의 표면의 질을 개선하기 위해, 메니스커스의 높이에 있는 용융 금속을 주조 축선을 중심으로 선회 운동시키는 것으로 이루어진다. 이를 위해, 수평 이동 전자기장은 주형의 긴 측의 전체 폭에 걸쳐 메니스커스 영역에서 가해지며, 이동 방향은 한 긴 측과 다른 측 사이에서 반대가 된다. 이를 위해, "비동기식 선형 모터 고정자" 유형의 편평한 구조를 갖는 한 쌍의 다상 유도자가 주형의 상부에 장착되며, 각 유도자는 긴 측의 전체 폭에 대해 퍼져있다.

두 번째 추천되는 교반 유형은 잠수 노즐의 출구에서 이번엔 긴 측의 폭의 반으로 이동하는 자기장이 가해질 수 있도록 대략 주형의 중간 높이로 유도자를 위치시키는 것으로 이루어진다. 이 자기장은 이번엔 두 쌍의 유도자 (긴 측에 있는 한 쌍) 로서, 주형의 긴 측을 향해 장착된 편평한 다상 유도자에 의해 생성되며, 한 쌍을 형성하는 유도자는 노즐에 의해 규정되는 주조 축선의 측에 대칭으로 위치되며, 각각 대략 긴 측의 폭의 반을 덮는다. 이러한 4 개의 유도자에 의해 형성된 조립체는 전제 조립체의 간섭성의 제어를 제공하는 1 이상의 다상 전원에 연결된다. 따라서, 생성된 자기장은 한 쌍의 2 개의 유도자를 따라 반대되는 방향으로, 그리고 주조 제품의 한 측에서 서로 대면하는 다른 측에서의 유도자를 따라 동일한 방향으로 이동된다.

EMLA (예컨대 EP 1551580 참조) 로 종종 참조되는 첫 번째 예에서, 자기장은 외측으로, 즉 노즐로부터 주형의 짧은 측을 향하여, 노즐 출구를 통해 주형에 유입되는 용융 금속의 제트와 병류로 이동한다. 이러한 경우 일차적인 목적은 주형에서 액상 강 유동의 "이중 롤"로 불리는 구성을 가속하거나 안정화하는 것이다. "이중 롤" 구성은 특히, 커버링 슬래그의 존재에도 불구하고, 주조시 열 손실에 의해 자연적으로 냉각되는 메니스커스의 영역에서 열의 균일한 유입을 위해 바람직하다는 것이 판명되었다.

EMLS (예컨대, EP 0 550 785 참조) 로 참조되는 다른 예에서, 자기장은 이번엔 내측으로, 즉 짧은 측에서 노즐을 향하여, 주형에서 일어나는 금속 제트와 대항류로 이동한다. 이러한 경우의 목적은 메니스커스 높이의 변동과 너무 큰 유동 속도에 의해 일어나는 난류를 감소시키기 위해 금속 제트의 세기를 조정하도록, 금속의 제트를 "제동"하는 것이다.

물론, 이러한 다양한 예는 금속학자에게 현재 이용 가능한 연속 주조용 몰드내 전자기 교반을 이용하는 가능한 방식의 철저한 리스트를 구성하지는 않는다. 그러나, 이 예들은 금속학자가 한 기술의 장점을 선택하고 다른 기술은 배제하는 경우 직면할 수 있는, 편평한 제품을 주조하기 위해 현재 추천되는 교반 법의 2 개의 넓은 분류 (메니스커스에서 회전, 또는 제동 또는 가속에 의해 노즐로부터 나오는 제트를 보조) 를 대표한다. 현재 각 교반 기술은 상기된 이러한 2 개의 교반 모드 중 하나로 배타적으로 또는 거의 배타적으로 한정되어, 교반 장치의 선택 은 이러한 장치가 허용하는 단일의 교반 유형의 선택에 따라, 모든 경우에서 만족스러운 작동 조건을 제한한다.

본 발명의 목적은 편평한 제품의 연속 주조를 위해, 간단하지만 다용도인 전자기 교반 장치를 제안하여 상기 단점을 완화하는 것이다.

이를 위해, 본 발명의 대상은, 주형의 짧은 측을 향하는 측방향 출구가 제공된 잠수 노즐을 갖는, 편평한 금속 제품의 연속 주조를 위한 주형의 높이에 대해 액상 금속의 전자기 교반 모드의 조절 방법으로, 상기 주형에는 그 긴 측의 각각에 자기장을 발생시키는 한 쌍의 다상 선형 유도자가 장착되며, 이 자기장은 상기 긴 측의 폭에 대해 수평으로 이동하며, 노즐에 의해 규정되는 주조 축선의 한 측에 위치되고, 각 유도자는 4 개의 유도자 세트의 일관된 제어를 제공하는 전원에 연결되며, 조절은

- 유도자는 주형의 높이에 대해 수직하게 활주 하도록 장착되므로, 상기 유도자는 수직으로 이동하여, 주형 노즐의 출구에서의 작용에 의한 낮은 기능적 위치 (LP) 로부터 주형의 액상 금속의 메니스커스에서 작용에 의한 높은 기능적 위치 (HP) 까지 이동하고, 낮은 기능적 위치에서 자기장의 이동 방향은 임의의 한쌍의 유도자 사이에서 반대로 되고, 2 개의 다른 쌍에서 서로 대면하는 두 유도자 사이에서 유지되며, 높은 기능적 위치에서 자기장에서는 임의의 한 쌍의 유도자에 대해 동일한 방향으로 이동하고 그리고 두 쌍의 유도자 사이의 반대 방향으로 이동하며,

- 하나의 기능적 위치로부터 다른 기능적 위치로 이동시, 임의의 한 쌍 두 유도자 중 하나의 자기장 이동 방향은 주조 축선에 대해 대칭인 다른 쌍의 두 유도자 중 하나의 자기장의 이동 방향과 반대가 되는 것을 특징으로 하는 방법이다.

따라서, 본 발명은 주형의 긴 측 각각에서 주조 축선의 양 측에 위치되는, 수평 이동 자기장을 발생시키는 4 개의 선형 유도자에 의해 통상적으로 형성되는 전자기 장치를 토대로,

- 수직 방향, 즉 몰드의 높이에 대해 이동 (예컨대, 웜 기어, 유압 실린더, 랙 - 피니언, 또는 임의의 다른 적절한 수단을 이용) 될 수 있는 장치, 및

- 4 개의 유도자 중 적어도 2 개의 유도자에 의해 생성되는 자기장의 이동 방향을 반대로 하고, 한 유도자가 긴 측에 선택되면, 다른 유도자는 주조 축선에 대해 대칭 위치에서 다른 측에 선택되는, 전원에서 전류를 전환하는 수단을 제공한다.

따라서, 이미 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 하나의 동일한 전자기 교반 장치를 사용하여,

- 주조 노즐의 출구 (주형의 중간 부근의 장치의 낮은 작동 위치 (LP)) 에서 주형에 들어가는 금속 제트와 병류 또는 대항류 (EMLA 또는 EMLS) 로 작동할 수 있으며 ,

- 또는 몰드에서 메니스커스 (장치의 높은 작동 위치 (HP)) 의 높이에서 주조 축선을 중심으로 주조 액상 금속을 회전시킬 수 있다 .

보충적으로, 본 발명의 대상은 또한, 이러한 방법을 실시하는, 편평한 금속 제품을 위한 연속 주조 주형용 전자기 교반 장치로서, 상기 장치는

- 적어도 4 개의 이동 자기장 선형 유도자를 위한 베터리,

- 상기 유도자를 공급하기 위해, 4 개의 유도자 중 적어도 2 개의 유도자를 위한 변환기가 제공된 적어도 하나의 다상 전원, 및

- 상기 배터리를 수용하기 위한 연속 주조 주형에 대해 상기 배터리를 이동시키기 위한 모터 피동 수단을 포함하며, 상기 수단은 주형의 높이에 걸쳐 서로 떨어져 있는, 적어도 두 기능적 위치 (HP 및 LP) 사이에서 상기 배터리를 수직으로 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 전자기 교반 장치이다.

종래 기술에서 통합된 전자기 교반 장치의 위치를 수직방향으로 변경하기 위한 연속 주조 주형이 존재하는 것이 지적된다. 그러나, 이러한 주형은 블룸 (bloom) 또는 빌렛 (billet), 즉 긴 제품의 연속 주조를 위한 것으로, 그 결과 당해 유도자는 주조 금속을 회전시키도록만 되어 있는 환상 유도자이다 (US 4 957 156 또는 EP 0 778 098 참조).

편평한 제품을 고려하면, 주형의 다양한 높이에서 자기장을 가하기 위한 장치가 이미 존재한다. 예컨대, 문헌 WO 99/11404 에 이러한 유형의 장치가 설명되어 있다. 그러나, 이러한 장치의 유형은 주형의 긴 측을 따라 하나가 다른 하나의 상부로 고정된 위치에서 장착된 몇 개의 유도자 세트를 위치시키는 것을 제안하고 있다는 점이 지적된다.

실시예와 첨부된 도면에 의한 다음 설명에 따라서 본 발명이 이해되고, 다른 양태 및 장점이 더 명백해질 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 수단이 장착된 강 슬래브의 연속 주조용 주형의 측 정면을 나타내는 일반적인 개략도이다.

도 2 는 주조 축을 관통하고 주형의 긴 측에 평행한 수직 중간면에서, 주형의 높이에 대해 이동될 수 있는 유도자 배터리의 2 개의 기능적 위치 (즉, 높은 위치 (HP) 및 낮은 위치 (LP)) 의 개략도이다.

도 3 (부분도 도 3a 및 도 3b) 은 도 2 와 유사한 도면이지만, 주형의 짧은 측에 평행한 도면이다.

도 4 는 이동 자기장 유도자의 작동 모드가 높은 기능적 위치 (HP) 에 있을 때 그 작동 원리를 나타내는, 주형 위에서 본 도면이다.

도 5a 및 5b 는 각각 이동 자기장 유도자의 작동 모드가 낮은 기능적 위치 (LP) 에 있는, 도 4 와 유사한 도면이다.

도면에서 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 나타낸다.

본 발명의 장치는 변경에 의해 주형의 긴 측을 따라 수직하게 활주하도록 유도자를 허용하며, 동시에 유도자가 위치되어 있는 높이에 따른 지점에 따라서 유도자의 교반 작용을 변경하도록 전원에 유도자의 연결부의 일부가 연결되도록 이루어지는 것을 알 수 있다.

도 1 은 강 슬래브 (2) 를 주조하기 위한 주형 (1) 을 나타내며, 본 발명을 실시하기 위한 수단을 일반적인 방식으로 도시하고 있다. 통상적으로, 이 주형은 구리 또는 구리 합금으로 이루어진 두 쌍의 판 (2 개의 긴 판 (3) 및 2 개의 짧 은 판 (4)) 을 포함하며, 이 판들은 냉각수 입구 하부 챔버 (20) 로부터 냉각수 출구 상부 챔버 (21) 까지의 그 판들의 외면에 대한 냉각수의 왕성한 순환에 의해 냉각된다. 이러한 4 개의 판의 세트의 연속적인 밀봉 조립체는 기다란 직사각형 형상의 주조 공간을 규정한다. "기다란 형상"은 주조 제품의 외형을 말하며, 이 주조 제품의 긴 측은 짧은 측의 적어도 두 배이다.

주형의 주조 공간에는 주조 축선 (A) 에 중심맞춤된 잠수 노즐 (5) 을 통해 액상 금속이 공급되고, 노즐의 상단부는 그 위에 짧은 거리로 위치되는 턴디쉬 (tundish) 의 바닥의 개구부에 밀봉가능하게 체결된다. 도 2 및 도 3 에 더 잘 도시되어 있는 노즐의 자유 바닥 단부에는 짧은 측 (4) 을 향하는 측방향 출구 (17) 가 제공된다. 이 단부는 통상적으로 주형내의 용융 금속의 자유 표면 (9) (또는 메니스커스) 아래 약 15 ~ 30 ㎝ (즉, 구리 판의 상부 가장자리 아래로 약 25 ~ 40 ㎝) 깊이로 주형 내로 잠긴다.

2상 또는 3상의 전원 (7) 에 연결된 전자기 교반 유닛 (6) 이 주형의 긴 측 (3) 과 대면하도록 장착된다. 더 정확하게는, 이 교반 유닛은 상부 냉각수 챔버 (21) 와 하부 냉각수 챔버 (20) 사이에 통상 이용가능하게 남겨진 리세스에 장착되며, 두 챔버는 긴 판 (3) 의 말단부 바로 뒤에 위치되는 약 20 ㎝ 의 높이의 박스를 형성한다.

전원 (7) 은 전류의 주파수를 변화시킬 수 있는 변환기를 포함한다. 유도자 여기 전류의 주파수의 선택에 의해 발생되는 자기장의 이동 속도가 설정된다. 이러한 전류의 세기를 조절하여, 자기장의 세기를 조절할 수 있다.

전자기 교반 유닛 (6) 은 4 개의 선형 유도자 (10a, 10b 및 11a, 11b) 의 배터리를 포함하며, 이들 유도자는 "비동기 선형 모터 고정자" 형으로 바람직하게는 동일하다. 유도자는 바람직하게는 종래 기술의 편평한 유도자로서, 수직 방향을 따라 기다란 형상의 권선된 돌출 자극을 가지며, 이 자극은 유도자의 길이에 걸쳐 서로 평행하도록 배치되며, 상기 길이는 주형의 긴 판 (3) 의 폭의 약 1/2 을 덮도록 결정된다. 전극 주의의 권선은 유익하게는 냉각 유체, 바람직하게는 처리수의 내부 순환에 의해 냉각되는 중공 컨덕터에 의해 형성된다. 따라서, 유도자를 수용하는 주형을 냉각시키기 위한 공급회로와는 독립적으로 유도자는 그 자체의 공급 회로를 갖는다. 이러한 유도자는 그 작용부 (자극의 극면) 에 관해서 약 200 ~ 300 ㎜ (즉, 자극의 양 측에서 돌출하는 권선 헤드를 고려하면 전부 400 ~ 500 ㎜) 의 높이를 갖는다.

4 개의 유도자는 두 개가 한 쌍을 이루어 두 쌍 (10 및 11) 으로 되어 있고, 주형의 각 긴 측 (3) 에 한 쌍의 유도자가 배치된다. 한 쌍의 유도자가 노즐 (5) 의 양 측에 위치되며, 두 쌍은 주조 제품 (2) 의 양 측에서 서로 대면한다. 임의의 한 쌍의 유도자는 서로 특정 거리 (약 10 ㎝) 로 떨어져서, 기계적 강성을 지닌 조립체를 형성하기 위해 부착부 (19) 에 의해 체결된다.

유도자들은 개별적으로 전원 (7) 에 연결된다. 다른 쌍의 적어도 2 개의 유도자에서 전류 방향을 역전시키고, 따라서 생성된 자기장을 이동시키기 위해 전환 유닛 (8) 이 이 전원에 제공된다.

본 발명에 따라서, 유도자는 주형에 대해 수직 병진 이동하도록 장착된다. 무거운 하중을 이동시키기 위한 종래의 수단, 예컨대 유압 실린더, 랙 - 피니언 시스템, 모터 피동 웜 기어 (16) 과 같은 기계적 감쇠기 등의 이용이 전적으로 가능하며, 추천된다. 그러나, 작동 진폭은 유도자 (6) 의 배터리가 약 10 또는 20 ㎝ 이상에 걸쳐 이동될 수 있게 해야 한다. 시험에 의하면, 이러한 비교적 작은 높이 변위가 추후에 더 상세하게 나타낼 바와 같이, 주형 내의 액상 금속의 요구되는 선택도로 본 발명의 수단을 작동할 수 있게 하기 위해 충분한 것으로 나타났다.

유도자는 수직으로 이동되기 때문에, 이동가능한 조립체가 수 톤의 무게이므로, 유도자의 배터리의 정확한 이동을 보장하기 위해, 각 유도자의 외부 가장자리의 상부 및 하부 단부에 이를 위해 제공되는 아이렛 (eyelet; 15) 과 협동하는 안내 레일 (13) 을 각 유도자 쌍의 양 측에 제공하는 것이 유익하다.

이러한 수직 이동은, 유압 실린더의 작동을 제어하거나, 또는 예시하는 바와 같이, 나사 잭 (12) 의 단부에 장착된 가역 전기 모터 (16) 의 작동을 제어하는 작동 제어 유닛 (14) 를 포함하는 모터 피동 제어 수단에 의해 제공된다. 따라서, 나사 잭 (12) 의 축선 회전에 의해, 유도자의 배터리 (6) 는 높은 기능적 위치 (메니스커스 (9) 와의 작용 높이) 와 낮은 기능적 위치 (노즐 (5) 의 출구와의 작용 높이) 사이에서 수직으로 이동된다.

이 유닛 (14) 은 이러한 이동시 전환 유닛 (8) 을 작동시키고, 따라서 전원의 상에 대한 유도자 권선의 연결에 있어서 필요한 역전을 이루기 위해 전원 (7) 에 연결된다. 구조적으로 각 유도자는 전기적으로 연결되는 방식에 따라, 주형 의 긴 측 (3) 의 하나 그리고 단지 하나, 절반 폭에 걸쳐 이동하는 자기장을 생성하며, 이 자기장은 외측 (노즐로부터 짧은 측으로) 또는 내측 (짧은 측으로부터 노즐로) 으로 향하게 된다.

다음으로, 본 발명을 실시하기 위해 사용되는 수단을 더 완전하게 알아보기 위해 도 2 내지 도 5 를 참조한다.

우선, 본 발명을 적절하게 이해하기 위해 몇몇 구체적인 치수를 부여한다. 주형의 높이에 대한 유도자의 기능적 위치 (본래, 본 발명에 따른 이동가능한 위치) 는 물론, 유도자 자체의 높이 치수에 의해, 그리고 이 지점에서 나타나는 주형의 부재, 특히 상부 냉각수 챔버의 전체 크기에 의해 제한되는 단부 이동 스톱을 포함한는 것이, 미리 강조되어야 한다.

강 슬래브의 연속 주조를 위한 현재의 주형은 약 900 ㎜ 의 길이를 갖는다. 그 상부 냉각수 박스 (21) 과 하부 냉각수 박스 (20) 은 약 200 ㎜ 의 높이를 갖는다. 그 사이의 이용 가능한 리세스는 따라서 500 ㎜ 이다. 유도자의 높이가 400 ㎜ 이면, 이 리세스는 유도자를 수용하기에 충분한 크기이며, 약 10 ㎝ 의 거리에 걸쳐 높이방향 이동이 가능하다.

이동의 폭은 본 발명을 실시하기에 충분하다는 것을 알 수 있다. 그러나, 주형 냉각의 효율에 악영향을 미치지 않고, 상부 냉각수 박스 (21) 의 높이를 대응하게 감소시켜 약 10 ㎝ 이 넘도록 상기 폭을 완전하게 증가시킬 수 있다. 이러한 구조적 다양성에 대해서는 첨부된 도면에 도시되어 있다. 따라서, 약 20 ㎝ 의 높이에 걸친 이동 폭이 제공된다. 물론, 이는 메니스커스 또는 노즐 출구의 높이에 있는 주조 금속에 대해 실시되는 요구되는 각 교반 작용에 있어서 더 큰 선택성을 제공한다.

이러한 이동을 기하학적으로 설명하기 위해, 기준 높이로서 유도자의 작용부의 중간 높이의 지점을 취하는 것이 편리하다. 이는 임의적인 선택으로, 물론 유도자의 예컨대 상부 가장자리 상의 다른 기준을 선택할 수 있고, 이는 본 발명의 실시 또는 그 이해를 결코 변경하지 않는다.

따라서, 유도자 (6) 의 배터리가 상부 박스 (21) 의 바닥에 대해 접하도록 최대 높이까지 상승하면, 교반 구성은 높은 기능적 위치 (HR) 에 있다. 즉, 작용부의 중간의 기준 지점은 HP 에 의해 나타내는 높이 치수에 위치된다. 유도자의 이 작용부가 메니스커스 (9) 의 높이 (교반 작용이 요구되는 지점) 에 대해 하방으로 반드시 변위되더라도, 이 작용은 메니스커스 영역에서 효과적으로 느껴진다. 유도자 (도 2 의 굵은 점선으로 도시됨) 는 주조 축선 (A) 를 중심으로 용융 금속 표면의 선회 운동을 일으키도록 전원에 연결된다. 이를 위해, 임의의 한 쌍 (10) 의 두 유도자 (10a, 10b) 는 동일한 방향 (도 4 의 좌측에서부터 우측으로) 으로 이동하며, 따라서 관련된 긴 측의 전체 폭에 대해 균일한 교반 효과를 갖는 자기장을 발생시킨다. 그러나, 자기장의 이동 방향은 주형의 다른 길이 측에 걸쳐 유도자 쌍 (10) 에서 다른 유도자 쌍 (11) 까지 반대로 된다.

유도자의 배터리가 거의 주형의 중간 높이 또는 하부 박스 (20) (도 3a 참조) 에 대해 접할 정도로 10 또는 15 ㎝ 만큼 하방으로 낮춰지면, 교반 구성은 낮은 기능적 위치 (LP) 에 있게 된다. 유도자의 작용부가 여기서 다시 이 높이에 대해 하방으로 변위될 지라도, 하부 기능적 위치 (LP) 에 있어서, 전자기 교반은 노즐 (5) 의 출구 (17) 에서, 요구되는 지점에서 강해진다. 그리고, 유도자는 출구로부터 주형의 짧은 측 (4) 을 향해 발산하는 금속 (18) 의 제트와 병류 (도 5a) 또는 대항류 (도 5b) 하는 자기 이동을 일으키기 위해 전원 (7) 에 연결된다. 병류 구성은 (EMLA 유형의) 사출 가속과 동의어이며, EMLS 유형의 대항류 구성은 "제동"과 동의어이다.

이 단계에서, 다음의 상세한 설명을 제공하는 것이 유용하다. 서두에서 이미 강조된 바와 같이, 메니스커스의 교반 작용 높이로부터 출구의 교반 작용 높이 (및 그 반대의 경우) 를 구별하기 위해, 주형을 따라 거의 중간의 위치로부터 상방으로 최대 10 또는 15 ㎝ 에 걸쳐 유도자를 이동시키는 것은 충분하다. 경험은 지점이 유도자의 작용부의 코어에 위치되지 않더라도, 주형의 높이에 대해 교반 작용이 발휘되도록 요구되는 지점이 높이면 언제든지, 이 작용 위치에 있지 않고 적어도 그 가까운 위치에 있다면, 이 작용은 완전히 효과적인 것이 증명하는 것을 보여준다. 더욱이, 필요하다면, 전원에 의해 전달되는 전력의 역전은 유도자의 작용부로부터 떨어진 이 지점에 의해, 주형의 높이에 대한 요구되는 교반 작용 지점에서 발생되는 전자기력의 임의의 감소를 보상할 수 있다.

이러한 상세한 설명과 함께 정상적인 설명의 진행이 계속된다. 본 발명에 따라서, 낮은 위치 (LP) 로부터 높은 위치 (HP) 까지 이동하거나, 그 반대로 이동할 때, 제어 유닛 (14) 은, 주형의 한 긴 측 (3) 에 각각 노즐 (5) 에 대해 축 대칭으로 위치된 단지 2 개의 유도자를 위한 전기적 상 연결을 반대로 하여 발생되 는 자기장의 이동 방향을 반대로 하도록 전환 유닛 (8) 에 작용한다. 이를 위해, 삼상 공급의 3 개의 상 중 임의의 2 개의 상에 작용하는 것, 또는 삼상 공급 중 한 상의 전류 방향을 반대로 하면 충분하다.

따라서, 낮은 위치 (LP) 로부터 높은 위치 (HP) 를 지나면, 교반은 주형의 상부에서 액상 금속의 축 회전 운동을 일으키도록 설정된다. 반대로, 높은 위치 (HP) 에서 낮은 위치 (LP) 를 지나면, 작업자에게는 선형 자기 교반에 의해 노즐로부터 나오는 새로운 금속 제트를 위한 보조의 선택이 남겨지며, 교반 작용은 제트 가속 모드 (도 5a) 또는 제트 제동 모드 (도 5b) 로 실시될 수 있다.

더 상세하게는, 도면의 예에서

a) 유도자가 도 4 에 나타낸 회전 교반을 위한 높은 기능적 위치 (HP) 로부터 선형 교반을 위한 낮은 위치 (LP) 로 지나단다. 따라서, 높은 기능적 위치에서 유도자 (10a 및 10b) 의 자기장은 모두 좌측에서 우측으로 이동하며, 대면하는 유도자 (11a 및 11b) 의 자기장은 모두 우측에서 좌측으로 이동하고 (그 반대로 완전히 등가적임), 낮은 위치에서는 다음 두 가지 가능성이 존재하며,

- 도 5a (경로 a) 에 도시된 바와 같이, 유도자 (10a) 및 유도자 (11b) 의 자기장의 이동 방향은 금속 (18) 의 유입 제트에 대해 병류 교반 구성에 있도록 반대가 되며 (유도자 (11b) 는 주조 축선 (A) 에 대해 유도자 (10b) 에 대칭적임) (EMLA 모드),

- 도 5b (경로 b) 에 도시된 바와 같이, 유도자 (10b) 및 유도자 (11a) (주조 축선 (A) 에 대해 그의 대칭인 유도자) 의 자기장의 이동 방향은 제트와 대항류 유형의 선형 교반 구성에 있도록 반대가 되며 (EMLS 모드), 그리고

b) 반대로, 유도자가 선형 교반을 위해 낮은 기능적 위치 (LP) 로부터,

- 병류 모드에서 (도 5a), 유도자 (10a) 및 유도자 (11b) 에 의해 생성되는 자기장의 이동 방향을 역으로 하여 회전 교반을 위한 높은 위치 (HP) (도 4 (경로 (a)) 까지 이동하고,

- 대항류 모드에서 (도 5b), 유도자 (10b) 및 유도자 (11a) 에 의해 생성되는 자기장의 이동 방향을 역으로 하여 회전 교반을 위한 동일한 높은 위치 (HP) (도 4 (경로 (b)) 까지 이동한다.

물론, 전원 (7) 은 미리 선택된 값으로 조정될 수 있는 전류 세기 및 주파수를 전달한다. 전원에 연결되는 제어 유닛 (14) 은 가해진 힘의 세기를 변화하도록 이 가능성을 관리할 수 있다. 이는, 비록 "가속" (EMLA) 모드에서 금속에 유사한 힘을 가하기 위해 4 개의 유도자가 유리하지만, 이러한 구성은 메니스커스의 선회 운동 높이에는 항상 바람직하지는 않기 때문이다. 예컨대, 다른 것보다 큰 자기력을 제공하기 위해, 자기장이 액상 금속의 유동에 대항하여 이동하는 2 개의 유도자가 유익할 수 있다.

본 발명이 본 명세서의 실시예로 제한되지 않으며, 첨부된 청구항에 의한 규정이 보호되는 다양한 변경 또는 등가가 적용될 수 있음을 말할 나위 없다.

예컨대, 나사 잭 (12) 의 단부에 장착된 체인 및 기어를 갖는 단일 구동 모터를 토대로 하는 시스템이 잭에 의한 개별적인 모터를 갖는 상기된 시스템을 대체할 수 있다.

더욱이, 기본 실시예와 같지만 적어도 상부 권선 헤드와 관련하여, 접힌 외부로서, 권선 헤드 (즉, 자기 회로를 넘어 돌출하는 전기적 부분) 이 수직이 아닌 유도자의 권취 방식을 고안할 수 있다. 따라서, 요구되는 경우, 높은 작동 위치에서 있도록 유도자의 배터리가 상부 냉각수 챔버의 박스의 바닥에 접하면, 이동 거리의 끝에 관하여 약간의 이득을 얻을 수 있다.

더욱이, 유도자의 권선을 형성하는 전기적 컨덕터는 중실 컨덕터일 수 있다. 이 경우, 유도자의 온도 유지는 냉각액이 순환하는 밀봉된 박스에 각 쌍의 유도자를 설치하여 제공된다.

더욱이, 본 발명의 진행은 임의의 하나의 주조 작업시, 그리고 2 개의 연속적인 주조 작업시 모두에서 실시될 수 있다.

Claims (7)

1. 두 개의 장변 및 두 개의 단변을 갖는, 편평한 금속 제품의 연속 주조용 주형의 높이방향에 걸쳐 액상 금속의 전자기 교반 모드를 조절하는 방법에 있어서,

   상기 주형의 단변을 향하는 측방향 출구를 구비한 잠수 노즐을 제공하는 단계;

   상기 주형의 상기 두 개의 장변의 각각에 상기 장변의 폭방향에 걸쳐 수평하게 이동하는 자기장을 발생시키는 한 쌍의 다상 선형 유도자를 장착하는 단계;

   상기 두 개의 장변의 각각에 배치되는 각각의 유도자쌍들을, 어느 하나의 유도자쌍이 다른 하나의 유도자쌍에 대해서 주조 축선을 중심으로 대칭이 되도록 배치하는 단계;

   상기 4 개의 유도자들 에 대한 정합 제어를 제공하는 전원에 상기 각각의 유도자들을 연결하는 단계;

   를 포함하고,

   상기 유도자들이 노즐의 출구에 작용하는 낮은 기능적 위치 (LP) 로부터 상기 유도자들이 주형의 액상 금속의 메니스커스에 작용하는 높은 기능적 위치 (HP) 까지 상기 유도자들은 주형의 높이방향에 걸쳐 수직하게 활주하도록 장착되고,

   상기 낮은 기능적 위치에서 자기장의 이동 방향은 상기 각각의 유도자쌍에 포함되는 2개의 유도자들 사이에서 반대로 되고, 상기 2 개의 서로 다른 유도자쌍에 포함되며 서로 대면하는 두 유도자들 사이에서 동일하게 유지되며,

   상기 높은 기능적 위치에서 자기장은 상기 각각의 유도자쌍의 유도자들 사이에서 동일한 방향으로 이동하고 그리고 상기 어느 하나의 유도자쌍 및 상기 다른 하나의 유도자쌍 사이에서 반대 방향으로 이동하며,

   하나의 기능적 위치로부터 다른 기능적 위치로 이동시, 상기 전원으로의 유도자의 연결이 변경되어, 상기 각각의 유도자쌍에 포함되는 두 유도자 중에서 어느 하나의 자기장의 이동 방향이 반전되는 것을 특징으로 하는 연속 주조 주형의 높이에 대해 전자기 교반 모드를 조절하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   유도자가 상기 낮은 위치 (LP) 에서 상기 높은 위치 (HP) 로 이동하는 경우에, 액상 금속 내에서 선회 운동을 일으키도록 하기 위해서, 각각 서로 다른 2개의 유도자쌍에 포함되며 상기 주조 축선에 대해 대칭이 되도록 위치되는 2 개의 유도자의 전기적 연결을 반전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 주형의 높이에 대해 전자기 교반 모드를 조절하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   유도자가 높은 위치 (HP) 에서 낮은 위치 (LP) 로 이동하는 경우에, 코어에서 교반 효과를 일으키거나, 주조 노즐의 출구로부터 나오는 금속 제트에 대해 대항류로서 교반 효과를 일으키도록 하기 위해서, 각각 서로 다른 2개의 유도자쌍에 포함되며 상기 주조 축선에 대해 대칭이 되도록 위치되는 2 개의 유도자의 전기적 연결을 반전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 주형의 높이에 대해 전자기 교반 모드를 조절하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 금속 제트와 병류 효과를 일으키기 위해, 그전까지 주형의 단변 측에서부터 노즐을 향하는 방향으로 이동하는 자기장을 생성하였던 유도자의 전기적 연결을 반전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 주형의 높이에 대해 전자기 교반 모드를 조절하는 방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 금속 제트에 대해 대항류인 효과를 일으키기 위해, 그전까지 노즐로부터 주형의 단변 측을 향하는 방향으로 이동하는 자기장을 생성하였던 유도자의 전기적 연결을 반전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 주형의 높이에 대해 전자기 교반 모드를 조절하는 방법.
6. 두 개의 장변 및 두 개의 단변을 갖는, 편평한 금속 제품의 연속 주조용 주형의 전자기 교반 장치에 있어서,

   상기 장변의 폭방향에 걸쳐 수평하게 이동하는 자기장을 발생시키는 두 쌍의 다상 선형 유도자;

   상기 두 쌍의 유도자를 상기 주형의 높이방향에 걸쳐 수직하게 이동시키기 위한 모터 피동 수단;

   상기 두 쌍의 유도자들에 대한 정합 제어를 제공하는 전원; 및

   상기 전원 및 상기 4 개의 유도자 사이의 전기적 연결을 전환시키는 전류 전환 유닛;

   을 포함하고,

   상기 두 쌍의 유도자 중에서 한 쌍은 상기 두 개의 장변 중에서 어느 하나의 장변에 배치되고, 나머지 한 쌍은 다른 장변에 배치되며, 어느 하나의 유도자쌍은 다른 하나의 유도자쌍에 대해서 상기 주형의 단변을 향하는 측방향 출구를 구비한 잠수 노즐의 주조 축선을 중심으로 대칭이 되도록 배치되고,

   상기 모터 피동 수단에 의해서, 상기 유도자들이 상기 노즐의 출구에 작용하는 낮은 기능적 위치 (LP) 로부터 상기 유도자들이 상기 주형의 액상 금속의 메니스커스에 작용하는 높은 기능적 위치 (HP) 까지 상기 유도자들은 수직방향으로 이동되고,

   상기 낮은 기능적 위치에서 자기장의 이동 방향은 상기 각각의 유도자쌍에 포함되는 2개의 유도자들 사이에서 반대로 되며, 상기 2 개의 서로 다른 유도자쌍에 포함되며 서로 대면하는 두 유도자들 사이에서 동일하게 유지되고,

   상기 높은 기능적 위치에서 자기장은 상기 각각의 유도자쌍의 유도자들 사이에서 동일한 방향으로 이동하고 그리고 상기 어느 하나의 유도자쌍 및 상기 다른 하나의 유도자쌍 사이에서 반대 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 주형용 전자기 교반 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 전류 전환 유닛에 의해서, 상기 낮은 기능적 위치 또는 상기 높은 기능적 위치 중에서 어느 하나의 기능적 위치로부터 다른 기능적 위치로 이동시, 상기 전원으로의 유도자의 전기적 연결이 변경되어, 상기 각각의 유도자쌍에 포함되는 두 유도자 중에서 어느 하나의 자기장의 이동 방향이 반전되는 것을 특징으로 하는 연속 주조 주형용 전자기 교반 장치.

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