SE435816B - PROCEDURE AND DEVICE FOR CONTINUOUS OR SEMI-CONTINUOUS CASTING OF METALS - Google Patents
PROCEDURE AND DEVICE FOR CONTINUOUS OR SEMI-CONTINUOUS CASTING OF METALSInfo
- Publication number
- SE435816B SE435816B SE7902470A SE7902470A SE435816B SE 435816 B SE435816 B SE 435816B SE 7902470 A SE7902470 A SE 7902470A SE 7902470 A SE7902470 A SE 7902470A SE 435816 B SE435816 B SE 435816B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- coolant
- ingot
- flow
- inductor
- periods
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 38
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 title claims description 9
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims description 9
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 90
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 39
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 39
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 5
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 30
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 14
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 5
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000784732 Lycaena phlaeas Species 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/01—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths without moulds, e.g. on molten surfaces
- B22D11/015—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths without moulds, e.g. on molten surfaces using magnetic field for conformation, i.e. the metal is not in contact with a mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
7902470-97 Kylorganen kan rikta vatten mot götet upp från ett ställe ovan- för, inuti eller under induktorn, såsom exemplifieras i ameri- kanska patehtskrifterna 3 735 799 och 3_s4e saa. I vissa tidi- gare kända försök är induktorn utformad såsom en del av kylor- ganen så att dessa både åstadkommer kylning för stelnande av götet och för kylning av-induktorn såsom åskådliggöres i ame- rikanska patentskrifterna 3 773 l0l och 4 004 631. 7902470-97 The cooling means can direct water towards the ingot up from a place above, inside or below the inductor, as exemplified in U.S. Pat. Nos. 3,735,799 and 3s4e saa. In some prior art experiments, the inductor is designed as part of the cooling means so that they provide cooling for both solidification of the ingot and for cooling of the inductor as illustrated in U.S. Pat. Nos. 3,773,101 and 4,004,631.
Den omagnetiska skärmen användes för att på lämpligt sätt forma det magnetiska fältet för inneslutning av metallsmältan på det sätt som åskådliggöres i amerikanska patentskriften 3 605 865. En mångfald utformningar vad beträffar omagnetiska Skärmar' exemplifieras i den förutnämnda amerikanska patent- skriften 3 735 799 samt 3 985 l79. I den sistnämnda patent- skriften beskrives användning av en formad induktor för form- ning av fältet. På likartat sätt anges ett flertal induktor- konstruktioner i de ovannämnda patentskrifterna samt i ameri- kanska patentskriften 3 741 280. _ De ovan angivna patentskrifterna beskriver-elektromagnetiska gjutformar för gjutning av en enkel sträng eller ett göt i taget, men förfarandet kan tillämpas för_gjutning av mer än en sträng eller göt samtidigt, såsom beskrives i amerikanska patentskriften 3 702 155. Eörutom i de i det föregående angivna patentskrifterna kan en ytterligare beskrivning av elektromag- netisk gjutning återfinnas i_följande artiklar : "Continuous Casting with Formation of Ingot by Electromagnetic Field", av P.P. Mochalov och Z.N. Getselev, Tsvetnye Met., augusti 1970, 43, sid. 62-63, "Formation of Ingot Surface During Continuous .Casting“, av G.A. Balakhontsev et al., Tsvetnye Met., augusti 1970, 43, sid. 64-65, "Casting in an Electromagnetic Field"j av Z.N. Getselev, J. Of Metals, oktober 1971, sid. 38-59, och “Alusuisse Experience with Electromagnetic Moulds“, av H.A.The non-magnetic shield is used to suitably shape the magnetic field for enclosing the molten metal in the manner illustrated in U.S. Pat. No. 3,605,865. A variety of non-magnetic shield designs are exemplified in the aforementioned U.S. Patents 3,735,799 and 3 985 l79. The latter patent describes the use of a shaped inductor for shaping the field. Similarly, a plurality of inductor designs are disclosed in the aforementioned patents and in U.S. Pat. No. 3,741,280. The above patents describe electromagnetic molds for casting a single strand or one ingot at a time, but the method may be applied to casting more than one string or ingot simultaneously, as described in U.S. Pat. No. 3,702,155. In addition to the foregoing patents, a further description of electromagnetic casting can be found in the following articles: "Continuous Casting with Ingot by Electromagnetic Field", of PP Mochalov and Z.N. Getselev, Tsvetnye Met., August 1970, 43, p. 62-63, "Formation of Ingot Surface During Continuous .Casting", by GA Balakhontsev et al., Tsvetnye Met., August 1970, 43, pp. 64-65, "Casting in an Electromagnetic Field" j by ZN Getselev, J Of Metals, October 1971, pp. 38-59, and "Alusuisse Experience with Electromagnetic Molds", by HA
Maier, G.3. Leconçe och A.M. odok, Light Metals, 1977, sia. 223-233.Maier, G.3. Leconçe and A.M. odok, Light Metals, 1977, sia. 223-233.
'T9OZh70-9 I amerikanska patentskriften 4 014 379 beskrives ett regle- ringssystem för reglering av den ström som passerar genom induktorn i beroende av avvikelser av dimensionerna hos smält- zonen (metallsmältpelare) hos götet i förhållande till ett förutbestämt värde.U.S. Pat. No. 4,014,379 discloses a control system for controlling the current passing through the inductor depending on deviations of the dimensions of the melting zone (metal melting column) of the ingot from a predetermined value.
Uppfinningen hänför sig särskilt_till anordningen för till- föring av kylmëdel till götet för stelnande. Det är tidigare känt i samband med elektromagnetisk gjutning att stelningsfron- ten mellan smält metall och det stelnande götet vid götets yta bör hållas inom zonen med hög magnetisk fältstyrka. Stelnings- fronten skall sålunda vara belägen inom induktorn. Om stel- ningsfronten sträcker sig ovanför induktorn kommer sannolikt kallvikning att erhållas. Om stelningsfronten å andra sidan vandrar tillbaka till under induktorn är det sannolikt att ett genombrott av smält metall uppträder.The invention relates in particular to the device for supplying coolant to the ingot for solidification. It is previously known in connection with electromagnetic casting that the solidification front between molten metal and the solidifying ingot at the ingot surface should be kept within the zone of high magnetic field strength. The solidification front must thus be located within the inductor. If the solidification front extends above the inductor, cold folding is likely to be obtained. If, on the other hand, the solidification front travels back to below the inductor, it is likely that a breakthrough of molten metal will occur.
Det är tidigare känt att vid kontinuerlig gjutning i en vat- tenkyld kokill använda ett arrangemang för kylmedeltillförsel enligt vilket tillförseln av kylvatten till kokillen och götet periodiskt avbrytes eller pulsas cykliskt. Genom variering av tidsförhållandet mellan vatten "på" och vatten "av" kan man uppnå en god reglering av den hastighet med vilken kylmedlet avlägsnar värme från götet. Denna pulserade kylning beskrives i den amerikanska patentskriften 3 441 079 samt i en artikel med titeln "Direct Chill Casting Process for Aluminum Ingots - A New Cooling Technique" av N.B. Bryson, Canadian Metallurgical Quarterly, Vol. 7, nr l, sid. 55-59.It is previously known to use, in the case of continuous casting in a water-cooled mold, an arrangement for coolant supply according to which the supply of cooling water to the mold and the ingot is periodically interrupted or pulsed cyclically. By varying the time ratio between water "on" and water "off", a good control of the rate at which the coolant removes heat from the ingot can be achieved. This pulsed cooling is described in U.S. Pat. No. 3,441,079 and in an article entitled "Direct Chill Casting Process for Aluminum Ingots - A New Cooling Technique" by N.B. Bryson, Canadian Metallurgical Quarterly, Vol. 7, No. 1, p. 55-59.
I den amerikanska patentskriften 3 467 166 visas hur organen för kylmedeltillförsel är förenade med kokillens _ " skärmdel och de är arrangerade för samtidig rörelse i förhållande till induktern. Detta är icke ett lämpligt system för justering av vattentillförselplanet eftersom rörelse av kylmedeltillförselorganen medför motsvarande rörelse av skärmen vilket medför en icke önskad modifiering av fältformen hos kokillen och sålunda av det erhållna götets form. I ameri~ .7902470-9 kanska patentskríften 3 646 988 beskrives ett rörligt till- förselorgan för kylmedel, som är monterat under induktorn.U.S. Pat. No. 3,467,166 discloses how the coolant supply means are connected to the screen portion of the mold and are arranged for simultaneous movement relative to the inductor. This is not a suitable system for adjusting the water supply plane because movement of the coolant supply means causes corresponding movement of the screen. which results in an undesired modification of the field shape of the mold and thus of the shape of the ingot obtained, U.S. Pat. No. 3,646,998 discloses a movable coolant supply means mounted below the inductor.
Detta system kan förefalla lämpligt för ledande legeringar, i synnerhet om låga gjuthastigheter användas. Den beskrivna an- ordningen ger emellertid minimal separering mellan planet för vattentillförsel och ihdnktorns mittplan, som innefattar halva höjden av induktorn.' Om denna_anordning användes för koppar- legeringar med måttlig eller förhålIandevis.låg ledningsför- måga skulle det för att åstadkomma lämpligt läge hos planet för kylmedelstillförsel vara nödvändigt att använda en i prak- tiken alltför kort induktorhöjd, om icke alltför_låga gjuthas- tigheter användes.This system may appear suitable for conductive alloys, especially if low casting speeds are used. However, the described device provides minimal separation between the plane of water supply and the center plane of the injector, which comprises half the height of the inductor. If this device was used for copper alloys with moderate or relatively low conductivity, it would be necessary to use a practically too short inductor height in practice in order to achieve a suitable position of the coolant supply plane, if not too low casting speeds were used.
Uppfinningen avser en anordning för kontinuerlig eller halv-n kontinuerlig gjutning av metaller, vilken innefattar: organ för elektromagnetisk kvarhållning av smält _ metall och för formning av den smälta metallen till ett önskat göt, vilka elektromagnetiska organ för kvarhållning och form- ning innefattar en induktor för påläggande av ett magnetfält på den smälta metallen, organ för tillförande av kylmedel till götet för stelning av den smälta metallen innefattande fördel- ningskammare anordnad ovanför induktorn och minst en utmat- _ningsöppning för kylmedel ansluten till fördelningskammaren för att rikta kylmedlet mot götet, varvid induktorn och till- föringsorganen för kylmedlet är anordnade koaxiellt runt en axel hos götet som definierar en önskad axiell riktning, kän- netecknad därav, att anordningen även innefattar: organ för reglering av läget av en stelningsfront i ' den axiella riktningen vid en yta av götet innefattande organ för inställbart uppbärande av minst en utmatningsöppning för kylmedlet för förflyttning därav i den_axiella riktningen oberoende av de elektromagnetiska organen för kvarhållning och formning, så att läget av det ställe där kylmedlet tillföres till ytan av götet kan inställas för reglering av läget av stelningsfronten utan modifiering av det magnetiska fältet. 7902470-9 Uppfinningen avser även ett förfarande för kontinuerlig eller halvkontinuerlig gjutning av metaller som kan genomföras med hjälp av en sådan anordning och som definieras närmare i patentkraven.The invention relates to a device for continuous or semi-continuous casting of metals, which comprises: means for electromagnetic retention of molten metal and for forming the molten metal into a desired ingot, which electromagnetic means for retention and shaping comprise an inductor. applying a magnetic field to the molten metal, means for supplying coolant to the ingot for solidifying the molten metal comprising distribution chambers arranged above the inductor and at least one coolant discharge opening connected to the distribution chamber for directing the coolant towards the ingot, the inductor and the supply means for the coolant are arranged coaxially around an axis of the ingot defining a desired axial direction, characterized in that the device also comprises: means for regulating the position of a solidification front in the axial direction at a surface of the ingot comprising means for adjustable support of at least one discharge island opening of the coolant for movement thereof in the axial direction independent of the electromagnetic means for retention and shaping, so that the position of the place where the coolant is applied to the surface of the ingot can be adjusted to regulate the position of the solidification front without modifying the magnetic field. The invention also relates to a method for continuous or semi-continuous casting of metals which can be carried out by means of such a device and which is further defined in the claims.
Vidare kan man intermittent släppa på och stänga av strömmen av kylmedel som tillföres mot ytan av götet eller servoreglera kylmedelsströmmen, så att man varierar tillförselmängden intermittent för.önskad reglering av stelningsfronten.Furthermore, one can intermittently release and turn off the flow of coolant applied to the surface of the ingot or servo-regulate the coolant flow, so that the supply amount is varied intermittently for the desired control of the solidification front.
Figur l visar schematiskt en elektromagnetisk gfiutanordning enligt en utföringsform av uppfinningen.Figure 1 schematically shows an electromagnetic device according to an embodiment of the invention.
Figur 2 visar schematiskt en elektromagnetisk gjutanordning enligt en annan utföringsform av uppfinningen.Figure 2 schematically shows an electromagnetic casting device according to another embodiment of the invention.
Den elektromagnetiska gjutkokillen l0 innefattar en induktor ll som är vattenkyld, ett tillföringsorgan (fördelningsrör) l2 för kylmedel enligt uppfinningen för tillföring av kylvatten till omkretsytan av metallgötet C, samt en omagnetisk skärm 14. Smält metall införes kontinuerligt i kokillen lo under gjutningen, normalt med användningav en gjuttratt 15 och en nedåtriktad pipa 16 samt konventionella regleringsorgan för metallsmältpelaren. Induktorn ll drives med växelström från en lämplig strömkälla (icke visad).The electromagnetic casting mold 10 comprises an inductor 11 which is water-cooled, a supply means (distribution tube) 12 for coolant according to the invention for supplying cooling water to the circumferential surface of the metal ingot C, and a non-magnetic shield 14. use of a casting funnel 15 and a downwardly directed pipe 16 as well as conventional regulating means for the molten metal column. The inductor 11 is operated with alternating current from a suitable current source (not shown).
Växelströmmen i induktorn ll åstadkommer ett magnetfält som samverkar med metallsmältpelaren 19 för åstadkommande av virvelströmmar i denna. Dessa virvelströmmar samverkar med magnetfältet och åstadkommer krafter som åstadkommer ett magnetiskt tryck på metallsmältpelaren 12 så att denna inne- slutes så att_smältan stelnar till ett göt med önskad tvär- sektion.The alternating current in the inductor 11 provides a magnetic field which cooperates with the metal melting column 19 to produce eddy currents therein. These eddy currents interact with the magnetic field and produce forces which cause a magnetic pressure on the metal melting column 12 so that it is enclosed so that the melt solidifies into an ingot of the desired cross-section.
Ett luftgap förefinnes under gjutningen mellan metallsmält- pelaren 19 och induktorn ll. Metallsmältpelaren 19 formas eller gjutes till samma allmänna form som induktorn ll så att 7902470-9 6 man erhåller den önskade göttvärsektionen. Induktorn kan ha godtycklig önskad form innefattande cirkulär eller rektangu- lär form såsom erfordras för erhållande av den önskade tvär- sektionen hos götet C. Ändamålet med den omagnetiska skärmen 14 är att fininställa och balansera det magnetiska trycket med det hydrostatiska trycket av metallsmältpelaren 19. Den omagnetiska skärmen 14 kan innefatta ett separat element såsom visas, eller kan utgöra en del av tillföringsorganet l2 för kylmedlet om så önskas.An air gap is present during the casting between the molten column 19 and the inductor 11. The molten metal column 19 is formed or cast into the same general shape as the inductor 11 so that the desired ingot cross section is obtained. The inductor can have any desired shape including circular or rectangular shape as required to obtain the desired cross section of the ingot C. The purpose of the non-magnetic shield 14 is to fine tune and balance the magnetic pressure with the hydrostatic pressure of the molten pillar 19. the non-magnetic shield 14 may comprise a separate element as shown, or may form part of the coolant supply means 12 if desired.
Från början hålles en konventionell stång 21 och ettbottena block 22 i den magnetiska inneslutningszonen i kokillen lo för att möjgliggöra gjutning av smält metall i kokillen vid början av gjutningen. Stången 21 och bottenblocket 22 ut- matas därefter likformigt med en önskad gjuthastighet.Initially, a conventional rod 21 and a bottom block 22 are held in the magnetic confinement zone of the mold 10 to allow molten metal to be cast in the mold at the beginning of the casting. The rod 21 and the bottom block 22 are then discharged uniformly at a desired casting speed.
Stelnandet av den smälta metallen som inneslutes magnetiskt i kokillen lo åstadkommas genom direkt tillföring av vatten från kylmedeltillföringsanordningen 12 till götytan 13. Enligt .den på figur l visade utföringsformen tillföres vattnet till götytan l3 inom det område'som avgränsas av induktorn ll.The solidification of the molten metal magnetically entrapped in the mold 10 is accomplished by directly supplying water from the coolant supply device 12 to the ingot surface 13. According to the embodiment shown in Figure 1, the water is supplied to the ingot surface 13 within the area defined by the inductor 11.
Vattnet kan.tillföras till götytan 13 uppifrån, i eller underifrån induktorn ll efter önskan.The water can be supplied to the ingot surface 13 from above, in or from below the inductor 11 as desired.
'Stelningsfronten 25 i götet innefattar gränsytan mellan metallsmältpelaren l9 och det stelnade götet C. Det är särskilt önskvärt att hålla stelningsfronten 25 vid ytan 13 hos götet C vid eller nära planet för maximal magnetisk flödestäthet som vanligen innefattar det plan som passerar genom den elektriska centrumlinjen 26 hos induktorn ll. Pâ detta sätt kommer det maximala magnetiska trycket att verkat' mot det maximala hydrostatiska trycket av metallsmältpelaren l9., Detta medför den mest effektiva~användningen av effekt och minskar möjligheten till kall veck (cold folds) eller utströmningar. 79021170-9 7 Läget av stelningsfronten 25 vid götytan 13 är resultatet av en balans av värmetillförseln från den överhettade smälta metallen 19 och motståndsupphettningen från de inducerade strömmarna i götytskiktet med den längsgående värmebortförsel som erhålles genom inverkan av kylvatten.The solidification front 25 of the ingot includes the interface between the molten metal column 19 and the solidified ingot C. It is particularly desirable to keep the solidifying front 25 at the surface 13 of the ingot C at or near the plane of maximum magnetic flux density which usually includes the plane passing through the electrical centerline 26. at the inductor ll. In this way, the maximum magnetic pressure will act against the maximum hydrostatic pressure of the molten metal column 19. This results in the most efficient use of power and reduces the possibility of cold folds or outflows. The position of the solidification front 25 at the ingot surface 13 is the result of a balance of the heat supply from the superheated molten metal 19 and the resistance heating from the induced currents in the ingot surface layer with the longitudinal heat removal obtained by the action of cooling water.
Läget av fronten 25 kan kännetecknas med hänvisning till dess höjd "d" ovanför stället för kylmedeltillförselplanet 27.The position of the front 25 can be characterized with reference to its height "d" above the location of the coolant supply plane 27.
Planet 27 för kylvattentillförsel kan ställas i relation till den elektriska centrumlinjen 26 hos induktorn. Detta avstånd "d" beror på ett flertal faktorer. Storleken av "d" minskar med ökande latent stelningsvärme hos legeringen som gjutes, specifika värmet hos legeringen, elektriska motstån- det hos legeringen, höjden av metallsmältpelaren, induktor~ höjden, smältans överhettning, induktorströmamplituden, induktorströmfrekvensen, gjuthastigheten samt med minskande ledningsförmåga hos legeringen och vice versa.The plane 27 for cooling water supply can be set in relation to the electrical center line 26 of the inductor. This distance "d" depends on a number of factors. The magnitude of "d" decreases with increasing latent solidification heat of the alloy being cast, specific heat of the alloy, electrical resistance of the alloy, height of the molten metal column, inductor height, melt overheating, inductor current amplitude, inductor current frequency, casting speed and decreasing bearing speed. vice versa.
För en viss given legering är de fysikaliska egenskaperna, latent stelningsvärme, spedifik värme, termisk ledningsför- måga och elektrisk resistivitet mer eller mindre fixerade.For a given alloy, the physical properties, latent solidification heat, specific heat, thermal conductivity and electrical resistivity are more or less fixed.
Normal elektromagnetisk gjutningspraxis fixerar induktorns ll strömfrekvens inom gränsen, det geometriska arrangemanget av induktorn ll och dess höjd, höjden av metallsmältpelaren 19 samt induktorns ll strömamplitud. Härav följer att den enda återstående huvudsakliga processregleringsvariabel som pâ- verkar läget av stelningsfronten 25 vid ytan 13 av götet C är gjuthastigheten. Det skulle därför vara nödvändigt att justera gjuthastigheten för att justera läget av stelnings- fronten 25 till det gynnsamma läge som motsvarar planet genom centrumlinjen 26 hos induktorn ll. Emellertid kommer i praktiken andra faktorer, såsom sprickbildning och bildning av icke önskade grova mikrostrukturer att begränsr det användbara gjuthastighetsomràdet.Normal electromagnetic casting practice fixes the current frequency of the inductor 11 within the limit, the geometric arrangement of the inductor 11 and its height, the height of the metal melting column 19 and the current amplitude of the inductor 11. It follows that the only remaining main process control variable affecting the position of the solidification front 25 at the surface 13 of the ingot C is the casting speed. It would therefore be necessary to adjust the casting speed to adjust the position of the solidification front 25 to the favorable position corresponding to the plane through the center line 26 of the inductor 11. In practice, however, other factors, such as cracking and the formation of unwanted coarse microstructures, will limit the useful casting speed range.
Enligt uppfinningen övervinnes svårigheterna med att hålla stelningsfronten vid det önskade läget genom reglering av den hastighet med vilken värme avlägsnas från det stelnande götet genom justering av planet för vattentillförsel i | vw u 'I1902lr70~9 8 förhållande till induktorn. Dessa åtgärder tillåter justering av läget av stelningsfronten 25 oberoende av gjuthastigheten och legeringens egenskaper.According to the invention, the difficulties of keeping the solidification front at the desired position are overcome by controlling the rate at which heat is removed from the solidifying ingot by adjusting the plane of water supply in | vw u 'I1902lr70 ~ 9 8 relation to the inductor. These measures allow adjustment of the position of the solidification front 25 independently of the casting speed and the properties of the alloy.
Enligt utföringsformen på figur l har en magnetventil 30 an- ordnats i inloppsröret 31 till kylmedelstillföringsanordningen 12. Magnetventilen 3o är ansluten.till en justerbar tidsreg- leringsanordning 32 som påverkar magnetventilen intermittent.According to the embodiment of Figure 1, a solenoid valve 30 is arranged in the inlet pipe 31 of the coolant supply device 12. The solenoid valve 30 is connected to an adjustable timing control device 32 which acts on the solenoid valve intermittently.
Tidsregleringsanordningen 32 och magnetventilen 30 kan vara arrangerade på ett sätt som är likartat med det som beskrives i den i det föregående nämnda patentskriften och artikeln av Bryson. Tidsregleringsanordningen 32 och magnetventilen 30 tillåter diskontinuerlig tillförsel av kylmedel till götets yta 13 vilket möjliggör intermittent hög och sänkt nivå av värmeöverföringen, vilket medför en total minskning av den genomsnittliga hastigheten av värmeavlägsnandet från det stelnande götet C jämfört med ett kontinuerligt flöde. Detta medför en fördröjning av stelnandet jämfört med_kontinuerligg tillförsel av kylmedel varigenom man sänker läget av stelnings~ fronten 25.' Förändringar av flödet och/eller kontinuiteten av vattentillförseln påverkar läget av stelningsfronten 25 utan att påverka det elektromagnetiska fältet.The timing device 32 and the solenoid valve 30 may be arranged in a manner similar to that described in the aforementioned patent specification and article by Bryson. The timing device 32 and the solenoid valve 30 allow discontinuous supply of coolant to the ingot surface 13 which enables intermittently high and decreased levels of heat transfer, resulting in an overall reduction in the average rate of heat removal from the solidifying ingot C compared to a continuous flow. This results in a delay of the solidification compared to the continuous supply of coolant, thereby lowering the position of the solidifying front 25. ' Changes in the flow and / or continuity of the water supply affect the position of the solidification front 25 without affecting the electromagnetic field.
I anordningen lo enligt uppfinningen tillföres kylmedel direkt till ytan 13 av götet C och götet kommer_aldrig i kontakt med induktorn ll eller kylmedeltillföringsanordningen l2. Genom reglering av varaktigheten av perioderna av kylmedeltillfö- ringspulserna samt varaktigheten av perioderna mellan kyl- medeltillföringspulserna kan man effektivt reglera värmebort- föringshastigheten från det stelnande götet.In the device 10 according to the invention, coolant is supplied directly to the surface 13 of the ingot C and the ingot never comes into contact with the inductor 11 or the coolant supply device 12. By regulating the duration of the periods of the coolant supply pulses and the duration of the periods between the coolant supply pulses, it is possible to effectively regulate the heat removal rate from the solidifying ingot.
Tidsregleringsanordningen 32 innefattar ett justerbart tids- regleringsorgan av konventionell konstruktion som är anordnat att via ledningar 33 påverka den elektriskt manövrerade mag- netventilen 30 i inloppsledningen 31 till kylmedeltillförings- anordningen 12. Tidsregleringsanordningen reglerar i sekvens och repetativt den period som ventilen 30 är öppen och I perioden mellan ventilöppningarna när ventilen är stängd så 7902470 -9 9 att man åstadkommer en intermittent drift av ventilen så att kylmedeltillförseln till ytan l3 av götet blir pulserande.The timing device 32 comprises an adjustable timing means of conventional construction which is arranged to actuate via lines 33 the electrically operated solenoid valve 30 in the inlet line 31 to the coolant supply device 12. The timing device regulates in sequence and repetitively the period that the valve 30 is open and the period between the valve openings when the valve is closed so as to provide an intermittent operation of the valve so that the supply of coolant to the surface 13 of the ingot becomes pulsating.
De resp. perioder när ventilen är öppen eller stängd kan inställas efter önskan så att man erhåller den önskade hastigheten av värmebortföring som på lämpligt sätt inställer läget av stelningsfronten 25 i det stelnande götet C.The resp. periods when the valve is open or closed can be adjusted as desired so as to obtain the desired rate of heat removal which suitably adjusts the position of the solidification front 25 in the solidifying ingot C.
Alternativt kan man om så önskas i stället för att använda ett på-/av-ventilarrangemang 30 såsom beskrives med hänvis- ning till figur l, använda ett arrangemang varvid pulserande strömming av kylmedlet åstadkommes genom intermittent till- försel av kylmedel med två olika flödesnivåer. Enligt figur 2 kan detta lätt åstadkommas genom användning av en servoreglerad ventil 4o i inloppsledningen 41 till tillförings- organet 42 och en konventionell servoförstärkare samt regle- ringsanordning 43 för justerbar reglering av påverkan av ventilen 40 inom dennas verkningsområde mellan fullt öppet och fullt slutet läge. Normalt genomföras en sådan reglering för pulserande kylning mellan ventillägen mellan fullt öppet och fullt stängt läge. Servoförstärkaren och regleringsan- ordningen 43 påverkar den servoreglerade ventilen 4o och åstadkommer en justerad utströmning mellan tvâ olika nivåer av kylmedelsflöde., Ventilen 40 är utformad för hastig förändring mellan positionerna för högt resp. lågt kylmedelsflöde. De resp. perioderna med högt och lågt flöde kan ge den önskade värmeöverföringshastigheten för önskad lägesinställning av stelningsfronten 25.Alternatively, if desired, instead of using an on / off valve arrangement 30 as described with reference to Figure 1, an arrangement may be used in which pulsating flow of the coolant is provided by intermittent supply of coolant with two different flow levels. According to Figure 2, this can be easily accomplished by using a servo-controlled valve 40 in the inlet line 41 of the supply means 42 and a conventional servo amplifier and control device 43 for adjustable control of the influence of the valve 40 within its operating range between fully open and fully closed position. Normally, such a control is carried out for pulsating cooling between valve positions between fully open and fully closed position. The servo amplifier and the control device 43 actuate the servo-controlled valve 40 and provide an adjusted outflow between two different levels of coolant flow. The valve 40 is designed for rapid change between the positions of high resp. low coolant flow. The resp. the periods of high and low flow can provide the desired heat transfer rate for the desired position setting of the solidification front 25.
Enligt uppfinningen åstadkommas sålunda medel för reglering av läget av stelningsfronten 25 under elektromagnetisk gjut- ning, vilket innefattar att man justerar tillföringsorganen l2 eller 42 för tillföring av kylmedel så att man åstadkommer en ökad eller minskad hastighet av värmebortförsel från götet C för att höja resp. sänka det axiella läget av stelningsfronten.According to the invention, means are thus provided for regulating the position of the solidification front 25 during electromagnetic casting, which comprises adjusting the supply means 12 or 42 for supplying coolant so as to provide an increased or reduced speed of heat removal from the ingot C to increase resp. lower the axial position of the solidification front.
Detta åstadkomes med något av ett flertal medel innefattande intermittent pulserande tillförsel av kylmedlet eller genom intermittent förändring av flödeshastigheten av kylmedlet på ett pulserande sätt. ' lveozšíó-se 10 Den aktuella justeringen av resp. perioder när ventilen 30 är på-/avkopplad eller av perioderna med högt och lågt flöde med ventilen 4o genomföres vanligen före en gjutningskampanj. Om 'så önskas kan emellertid justeringen äga_rum under gjutnings- kampanjen för korrigering av ett felaktigt läge av stelnings- fronten 25.This is accomplished by any of a variety of means including intermittently pulsating supply of the refrigerant or by intermittently changing the flow rate of the refrigerant in a pulsating manner. 'lveozšíó-se 10 The current adjustment of resp. periods when the valve 30 is on / off or of the periods of high and low flow with the valve 40 are usually carried out before a casting campaign. However, if desired, the adjustment may take place during the casting campaign to correct an incorrect position of the solidification front 25.
Enligt den på figur 2 visade utföringsformen är det även möjligt att tillsammans med eller i stället för lägesregle- ringssystemet 30 eller 40 för stelningsfronten 25 enligt den första utföringsformen av uppfinningen.med ett lägesreglerings- system So för stelningsfronten enligt en alternativ utförings- form som beskrives i det följande.g Användning av båda systemen i kombination ger ett mer vidsträckt justeringsområde och ökar känsligheten av justeringarna.t Enligt den alternativa utföringsformen av uppfinningen som visas på figur 2 är kylmedeltillföringsanordningen 42 anordnad ovanför induktorn och innefattar minst en utmatningsöppning 51 för att rikta* kylmediet mot ytan _13 av götet c. utmatnings- öppningen 5l kan innefatta en slits eller ett flertal enskilda munstycksöppningar för att rikta kylmedlet mot ytan 13 av götet C runt hela omkretsen av denna yta.According to the embodiment shown in Figure 2, it is also possible, together with or instead of the position control system 30 or 40 for the solidification front 25 according to the first embodiment of the invention, with a position control system So for the solidification front according to an alternative embodiment described Use of both systems in combination provides a wider adjustment range and increases the sensitivity of the adjustments. According to the alternative embodiment of the invention shown in Figure 2, the refrigerant supply device 42 is located above the inductor and includes at least one discharge port 51 for directing * the coolant towards the surface 13 of the ingot c. the discharge opening 51 may comprise a slot or a plurality of individual nozzle openings for directing the coolant towards the surface 13 of the ingot C around the entire circumference of this surface.
För att åstadkomma ett medel förutom eller i stället för pulse- rande kylning för reglering av stelningsfronten 25 vid.ytæ1l3 av götet C utan att påverka inneslutningen av metallsmältan genom modifiering av magnetfältet är kylmedelstillföringsanordningen '42 med utloppsöppningen 51 anordnad för rörelse i axiell rikt- ning i förhållande till götet C. Kylmedeltillföringsanord- ningen 42, induktorn ll och den omagnetiska skärmen l4 är samtliga arrangerade koaxiellt i förhållande till längdaxeln 52 av götet C. Enligt den föredragna utföringsform som visas innefattar kylmedeltillföringsanordningen 42 en utsträckt del' 543 som innefattar utloppsöppningen 51 vid den fria änden. Den utsträckta delen 53 av kylmedeltillföringsanordningen 42 är anordnad för rörelse mellan den omagnetiska skärmen 14 samt' 7902470-9 ll ~ induktorn ll i den riktning som definieras av axeln hos götet C.In order to provide a means in addition to or instead of pulsating cooling for regulating the solidification front 25 at the surface of the ingot C without affecting the confinement of the molten metal by modifying the magnetic field, the coolant supply device '42 with the outlet opening 51 is arranged for movement in axial direction. in relation to the ingot C. The coolant supply device 42, the inductor 11 and the non-magnetic shield 14 are all arranged coaxially with respect to the longitudinal axis 52 of the ingot C. According to the preferred embodiment shown, the coolant supply device 42 comprises an elongated part 544 comprising the outlet the free end. The extended portion 53 of the coolant supply device 42 is arranged for movement between the non-magnetic shield 14 and the inductor 11 in the direction defined by the axis of the ingot C.
Induktorn ll och den omagnetiska skärme1l4 stödas med konven- tionella organ som är välkända för fackmannen (icke visade).The inductor 11 and the non-magnetic shield 14 are supported by conventional means well known to those skilled in the art (not shown).
Kylmedeltillföringsanordningen 42 uppbäres för flyttning oberoende av induktorn ll och den omagnetiska skärmen 14 så att läget av utloppsöppningen 51 kan justeras axiellt i för- hållande till götet utan någon samtidig rörelse av den omagne~ tiska skärmen 14 eller induktorn ll. Detta är en väsentlig avvikelse från tidigare kända anordningar och metoder varvid den omagnetiska skärmen 14 uppbäres av kylmedeltillföringsan- ordningen 12 och både är arrangerade för samtidig rörelse i axiell riktning.The coolant supply device 42 is supported for movement independently of the inductor 11 and the non-magnetic shield 14 so that the position of the outlet opening 51 can be adjusted axially relative to the ingot without any simultaneous movement of the non-magnetic shield 14 or the inductor 11. This is a significant deviation from prior art devices and methods in which the non-magnetic shield 14 is supported by the coolant supply device 12 and is both arranged for simultaneous movement in the axial direction.
Genom att försluta utmatningsöppninqen 51 hos kvlmedeltillfö- ringsanordningen oberoende av den omagnetiska skärmen 14 enligt uppfinningen är det möjligt att justera läget av stel- ningsfronten 25 utan att modifiera det magnetiska inneslutande fältet. Enligt den föredragen utföringsfo«m som visas på figur 2 är utloppsöppningen Sl anordnad för axiell förflyttning mellan den omagnetiska skärmen 14 och induktorn ll längs den streckade linjen 62. ' Ett annat särdrag för denna utföringsform av uppfinningen är att kylmedeltillföringsanordningen eller åtminstone den del av tillföringsanordningen som är införd i det magnetiska fältet är utförd av ett material som icke påverkar magnetfältet.By closing the discharge opening 51 of the refrigerant supply device independently of the non-magnetic screen 14 according to the invention, it is possible to adjust the position of the solidification front 25 without modifying the magnetic enclosing field. According to the preferred embodiment shown in Figure 2, the outlet opening S1 is arranged for axial movement between the non-magnetic shield 14 and the inductor 11 along the dashed line 62. Another feature of this embodiment of the invention is that the coolant supply device or at least the part of the supply device which is inserted into the magnetic field is made of a material which does not affect the magnetic field.
Företrädesvis är denna del utförd av ett oledande material, exempelvis plast eller hartsmaterial, såsom fenolharts.Preferably, this part is made of a non-conductive material, for example plastic or resin material, such as phenolic resin.
Enligt den på figur 2 visade utföringsformen innefattar kyl- medeltillföringsanordningen 42 tre kamrare 54, 55 och 56. I Kylmedlet inträder i tillföringsanordningen 42 i den första kammaren 54. En slits eller ett flertal mnnstycksöppningar.57 är anordnade i väggen 58 mellan den första kamaren 54 och den andra kammaren 55 och verkar till att förbättra likformigheten av fördelningen av kylmedlet i tillföringsanordningen 42, På f?9024?o-9 12 likartat sätt verkar slitsar eller munstycken 55 mellan den andra kammaren 55 och den tredje kamaren 56 till att ytterli- gare förbättra likformigheten av fördelningen av kylmedlet i -tillföringsanordningen 42. Kylmedlet utmatas.från den axiellt utskjutande tredje kammaren 56 via utmatningsöppningen 51.According to the embodiment shown in Figure 2, the coolant supply device 42 comprises three chambers 54, 55 and 56. In the coolant, the supply device 42 enters the first chamber 54. A slot or a plurality of nozzle openings 57 are arranged in the wall 58 between the first chamber 54 and the second chamber 55 and acts to improve the uniformity of the distribution of the coolant in the supply device 42. In a similar manner, slots or nozzles 55 between the second chamber 55 and the third chamber 56 act to further improve the uniformity of the distribution of the coolant in the supply device 42. The coolant is discharged from the axially projecting third chamber 56 via the discharge opening 51.
Tillföringsanordningen-42 innefattar den utskjutande tredje kammaren 56 som är anordnad för förflyttning längs vertikalt rik:ade räler Go så att den utskjutande delen 53 av tillförings- anordningen kan förflyttas mellan induktorn ll och skärmen 14 längs banan ål såsom visas med streckade linjer.The supply device-42 comprises the projecting third chamber 56 which is arranged for movement along vertically oriented rails Go so that the projecting part 53 of the supply device can be moved between the inductor 11 and the screen 14 along the path eel as shown in broken lines.
Inställning i axiell led av läget av utloppsöppningen 51 åstad- kommes med hjälp av vevar 63 kopplade till skruvar 64. Skru- varna är vridbart förenade med tillföringsanordningen 42 vid ena änden och hållas i gängförsedda stödblock 65 som är monte- rade vid rälerna 6o. På detta sätt kommer vid vridning av vevarna 63 i den ena eller andra riktningen tillföringsanord- ningen 42 och utloppsöppningen 51 att förskjutas i axiell riktning uppåt eller neråt. “ Kylmedlet utmatas mot ytan av götet i den riktning som anges med pilar 66 och bildar planet för kylmedeltillförsel. Genom att förskjuta utloppsöppningen 51 uppåt eller nedåt på det beskrivna sättet komer planet för kylmedeltillförsel 27 även att förskjutas uppåt eller nedåt i förhållande till centrum- linjen 26 hos induktorn ll varigenom avståndet "d" förändras.Axial adjustment of the position of the outlet opening 51 is effected by means of cranks 63 connected to screws 64. The screws are rotatably connected to the supply device 42 at one end and are held in threaded support blocks 65 which are mounted at the rails 6o. In this way, when the cranks 63 are rotated in one or the other direction, the supply device 42 and the outlet opening 51 will be displaced in the axial direction upwards or downwards. “The coolant is discharged towards the surface of the ingot in the direction indicated by arrows 66 and forms the plane of coolant supply. By displacing the outlet opening 51 upwards or downwards in the manner described, the plane of coolant supply 27 will also be displaced upwards or downwards relative to the center line 26 of the inductor 11, whereby the distance "d" is changed.
Kopparlegeringsgöt gjutas typiskt med-tvärsektionsmåtten l5 x 76 cm med en hastighet av från ca 12,7 - 20 cm/minut. Inom detta hastighetsområde har de föredragna och mest lämpliga vattentillföringszonerna för tre vanliga kopparlegeringar beräknats till följande väraen: i ~ '7902k70 -9 l3 TABELL I Beräknade kylvattentillföringszoner Legering Föredraget Mest lämnligt C llooo - 12.7 mm -ä + 51 mm - 19 mm -å - 5; mm C 26ooo _ _ O mm -9 - 32 mm' - 6,4 mm -à - 25 mm c 51000 »+ 9,5 mm -9 - 19 mm + 3;2 mm -9 - 12,7n De uppgifter som anges i tabellen avser-avståndet från cent- rumlinjen för induktorn till planet för kylmedeltillförsçl, Värdena är negativa eller positiva beroende på huruvida planet för kyimeaeitiiiföreei är beläget under eller över centrumlinjen hos induktornÅ Enligt denna utföringsform av uppfinningen är det särskilt lämpligt att utföra hela tillföringsanordningen 42 för kylmegei av ett icke-ledande material, men man kan om så önskas utföra endast den del av tillföringsanordningen 4", som kan inverka på magnetfältet, av det icke-ledande materialet under_det att man använder andra material, exempelvis metaller för den åter- stående delen av tillföringsanordningen 42. Sålunda kan exem- pelvis om så önskas endast kammaren 56 utföras av ett icke- ledande material under det att kamrarna 53 och 55 kan utföras av godtyckligt önskat material. Kammaren 56 kan härvid förenas med kamrarna 54 och 55 på konventionellt sätt, Enligt denna utföringsform av uppfinningen är det därför endalfi nödvändigt att den del av kylmedeltillföringianordningen, Qom kan inverka på magnetfältet, utföres av ett ickevledande material, Förfarandet för kontinuerlig eller nalvkontinuerlig gjutning av metaller och legeringar enligt denna utföringsfgrm av upp- finningen innefattar justering i axiell riktning av läget av tillföringsanordningen 42 och.i synnerhet_utloppsëppningen 51 i denna innan man påbörjar gjutningskampanjen_för att bringa läget av stelningsfronten 25 till ett lämpligt axiailt läge för den legering som gjutes. Det är lämpligt att denna juste- 19o2n7à-9 14' ring äger rum innan man påbörjar gjutningskampanjen. Om så önskas kan emellertid justeringen finjusteras under gjutnings- kampanjen, Utloppsöppningen 51 måste förskjutas oberoende avf induktorn ll och skärmen 14 så att förändringar av dess läge icke påverkar magnetfältet eller inneslutningsprocessen.Copper alloy ingots are typically cast with the cross-sectional dimensions 15 x 76 cm at a speed of from about 12.7 - 20 cm / minute. Within this velocity range, the preferred and most suitable water supply zones for three common copper alloys have been calculated for the following goods: i ~ '7902k70 -9 l3 TABLE I Calculated Cooling Water Supply Zones Alloy Preferred C llooo - 12.7 mm -ä + 51 mm - 19 mm -19 5; mm C 26ooo _ _ O mm -9 - 32 mm '- 6,4 mm -à - 25 mm c 51000 »+ 9,5 mm -9 - 19 mm + 3; 2 mm -9 - 12,7n The values are negative or positive depending on whether the plane of the inductor is located below or above the center line of the inductor. According to this embodiment of the invention, it is particularly convenient to design the entire supply device 42. for cooling medium of a non-conductive material, but it is possible, if desired, to make only the part of the supply device 4 ", which can act on the magnetic field, of the non-conductive material while using other materials, for example metals for the remaining Thus, for example, if desired, only the chamber 56 can be made of a non-conductive material, while the chambers 53 and 55 can be made of any desired material. The chamber 56 can in this case be joined to the chambers 54. According to this embodiment of the invention, it is therefore absolutely necessary that the part of the coolant supply device, which can act on the magnetic field, be made of a non-conductive material. The method for continuous or non-continuous casting of metals and alloys according to this embodiment of The finding includes adjusting in the axial direction the position of the feed device 42 and in particular the outlet opening 51 therein before starting the casting campaign to bring the position of the solidification front 25 to a suitable axial position for the alloy being cast. It is advisable that this adjustment takes place before starting the casting campaign. If desired, however, the adjustment can be fine-tuned during the casting campaign. The outlet opening 51 must be displaced independently of the inductor 11 and the screen 14 so that changes in its position do not affect the magnetic field or the containment process.
Av det föregående framgår att, jämföt med kylning med konti- nuerligt fullt flöde, är pulseraden kylning endast verksam för att sänka stelningsfronten 25. Enligt föreliggande upp- finning är dat emellertid vid arbete med pulserande kylning med perioder med kylmedeltillförsel och perioder med avstängd kylmedeltillförsel eller med stort och litet kylmedelsflöde möjligt att höja eller sänka stelhingsfronten inom ett läges-' intervall varvid det högsta läget innefattar det läga som mot- svarar icke-pulserande tillförsel av kylmedlet. 'Den utförings- form av uppfinningen som visas på figur 2-är därför särskilt lämplig för att öka inställningsomrâdet vid användning av pulserande tillförsel av kylmedel. Om det är nödvändigt att höja stelningsfronten 25 över en maximinivå som kan erhållas genom inställning eller förändring av den pulserande kylningen kan detta åstadkommas genom höjning-av det läge vid vilket kylmedlet tillföres mot götets yta. 7 Enligt den utföringsform av uppfinningen varvid den pulserande kylningen innefattar perioder med högt kylmedelsflöde oeh *'perioder med.lågt kylmedelsflöde är det lämpligt att det lägre kylmedelsflödet väljes så att en ângfilm bildas som medför en tydlig minskning av värmeöverföringshastigheten.- Denna utfö- ringsform av uppfinningen är särskilt lämplig eftersom den ger mindre abrupta förändringar av värmeöverföringen vid_götets yta p.g.a. bildningen av ângfilmen. Vid ett sådant pulserande högt/lågt flöde äger värmeöverföringen vid perioderna med högt flöde rum genom ångblâskokning (nucleant boiling)under det att värmeöverföring vid perioderna med lågt flöde äger rum genom filmkokoning (film bøiling). Detta ger tydliga skillnader 1 fråga om värmeöverföring'mellan pulserna med högt flöde och -pulserna med lågt flöde vilket möjliggör variation av hastig- 7902470 -9 15 _ heten av värmebortföringen såsom beskrives i det föregående för reglering av läget av stelningsfronten 25.From the foregoing it appears that, in conjunction with continuous full flow cooling, pulsed cooling is only effective in lowering the solidification front 25. However, according to the present invention this is the case when working with pulsating cooling with periods of coolant supply and periods of shut-off coolant supply or with large and small coolant flow it is possible to raise or lower the solidification front within a position range, the highest position comprising the position corresponding to non-pulsating supply of the coolant. The embodiment of the invention shown in Figure 2 is therefore particularly suitable for increasing the setting range when using a pulsating supply of coolant. If it is necessary to raise the solidification front 25 above a maximum level which can be obtained by adjusting or changing the pulsating cooling, this can be achieved by raising the position at which the coolant is applied to the surface of the ingot. According to the embodiment of the invention wherein the pulsating cooling comprises periods of high coolant flow and periods of low coolant flow, it is suitable that the lower coolant flow is selected so that a vapor film is formed which results in a clear reduction of the heat transfer rate. the invention is particularly suitable because it gives less abrupt changes in the heat transfer at the surface of the ingot due to the formation of the vapor film. At such a pulsating high / low flow, the heat transfer during the high flow periods takes place by nucleant boiling, while heat transfer during the periods of low flow takes place through film boiling. This gives clear differences in heat transfer between the high flow pulses and the low flow pulses which allows variation of the rate of heat removal as described above for controlling the position of the solidification front 25.
De aktuella flödena av kylmedel vid de båda utföringsformerna med pulserande kylning som anges i det föregående kan inställas efter önskan. De utgör en funktion av ett flertal variabler, däribland legeringens sammansättning, det latenta stelnings- i värmet hos den gjutna legeringen, specifika värmet hos lege- ringen, smältans överhettning, gjutningshastigheten, etc.The actual flows of coolant in the two pulsed cooling embodiments set forth above can be set as desired. They are a function of a number of variables, including the composition of the alloy, the latent solidification in the heat of the cast alloy, the specific heat of the alloy, the overheating of the melt, the casting rate, etc.
Förfarandet och anordningen enligt uppfinningen är särskilt lämpliga för kontinuerlig eller halvkontinuerlig gjutning av metallegeringar. Ytterligare detaljer beträffande anordningar och förfaranden för elektromagnetisk gjutning kan erhållas från ett flertal patent och publikationer som nämnts i det föregående och som är avsedda att utgöra en del av förelig- 'gande beskrivning.The method and device according to the invention are particularly suitable for continuous or semi-continuous casting of metal alloys. Further details regarding devices and methods for electromagnetic casting can be obtained from a number of patents and publications mentioned above and which are intended to form part of the present description.
Uppfinningen har beskrivits under hänvisning till koppar och kopparlegeringar, men anordningen och förfarandet enligt upp- finningen som beskrives kan-användas för en mångfald metall- legeringar, däribland nickel och nickellegeringar; stål och stâllegeringar, aluminium och aluminiumlegeringar, etc.The invention has been described with reference to copper and copper alloys, but the apparatus and method of the invention described can be used for a variety of metal alloys, including nickel and nickel alloys; steel and steel alloys, aluminum and aluminum alloys, etc.
Det är uppenbart att man enligt uppfinningen har åstadkommit en elektromagnetisk gjutanordning och ett förfarande som helt tillfredsställer de ändamål samt krav beträffande medel och fördelar som angivits i det föregående. Uppfinningen har beskrivits i kombination med specifika utföringsformer, men det är uppenbart att en mångfal alternativa utföringsformer och variationer framgår för fackmannen med ledning av före- gående beskrivning, som icke är avsedd att begräns upp- finningen.It is obvious that according to the invention an electromagnetic casting device and a method have been provided which fully satisfy the purposes and requirements regarding means and advantages stated above. The invention has been described in combination with specific embodiments, but it is obvious that a variety of alternative embodiments and variations will appear to those skilled in the art on the basis of the foregoing description, which is not intended to limit the invention.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/921,298 US4158379A (en) | 1978-07-03 | 1978-07-03 | Electromagnetic casting method and apparatus |
| US05/957,420 US4388962A (en) | 1978-11-02 | 1978-11-02 | Electromagnetic casting method and apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE7902470L SE7902470L (en) | 1980-01-04 |
| SE435816B true SE435816B (en) | 1984-10-22 |
Family
ID=27129813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE7902470A SE435816B (en) | 1978-07-03 | 1979-03-19 | PROCEDURE AND DEVICE FOR CONTINUOUS OR SEMI-CONTINUOUS CASTING OF METALS |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA1123897A (en) |
| DE (1) | DE2911541A1 (en) |
| FR (1) | FR2430279A1 (en) |
| GB (1) | GB2024063B (en) |
| IT (1) | IT1116454B (en) |
| SE (1) | SE435816B (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2914246C2 (en) * | 1979-03-07 | 1981-11-12 | Schweizerische Aluminium AG, 3965 Chippis | Electromagnetic continuous casting mold |
| US4351384A (en) * | 1979-09-24 | 1982-09-28 | Kaiser Aluminum & Chemical Corporation | Coolant control in EM casting |
| US4415017A (en) * | 1981-06-26 | 1983-11-15 | Olin Corporation | Control of liquid-solid interface in electromagnetic casting |
| FR2509207A1 (en) * | 1981-07-09 | 1983-01-14 | Pechiney Aluminium | HIGH SPEED VERTICAL CONTINUOUS CASTING PROCESS OF ALUMINUM AND ITS ALLOYS |
| DE102007030802B3 (en) * | 2007-07-03 | 2008-12-24 | Illichmann Aluminiumguss Gmbh & Co. Kg | Evaporative cooling of casting mold, injects mixture of air and water into externally-accessible cooling cavity, in series of controlled pulses |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1424793A (en) * | 1965-02-16 | 1966-01-14 | Aluminium Lab Ltd | Continuous casting of metal ingots |
| FR1509962A (en) * | 1966-10-04 | 1968-01-19 | Metall Zd Im V I | Continuous and semi-continuous metal casting process and installation for its implementation |
| US3441079A (en) * | 1966-10-24 | 1969-04-29 | Aluminium Lab Ltd | Casting of aluminum ingots |
| US3467166A (en) * | 1967-03-01 | 1969-09-16 | Getselev Zinovy N | Method of continuous and semicontinuous casting of metals and a plant for same |
| AT306939B (en) * | 1969-06-24 | 1973-04-25 | Kuibyshevsky Metall Zd Im V I | Plant for continuous casting |
| US3605865A (en) * | 1969-12-23 | 1971-09-20 | Getselev Zinovy N | Continuous casting apparatus with electromagnetic screen |
| SE346234B (en) * | 1970-03-03 | 1972-07-03 | Asea Ab | |
| US3646988A (en) * | 1970-05-20 | 1972-03-07 | Getselev Zinovy N | Induction apparatus for continuous and semicontinuous casting |
| US4014379A (en) * | 1970-06-09 | 1977-03-29 | Getselev Zinovy N | Method of forming ingot in process of continuous and semi-continuous casting of metals |
| US3985179A (en) * | 1975-07-28 | 1976-10-21 | Kaiser Aluminum & Chemical Corporation | Electromagnetic casting apparatus |
-
1979
- 1979-03-15 CA CA323,493A patent/CA1123897A/en not_active Expired
- 1979-03-19 SE SE7902470A patent/SE435816B/en not_active IP Right Cessation
- 1979-03-20 GB GB7909827A patent/GB2024063B/en not_active Expired
- 1979-03-23 DE DE19792911541 patent/DE2911541A1/en active Granted
- 1979-03-27 FR FR7907690A patent/FR2430279A1/en active Granted
- 1979-04-17 IT IT48753/79A patent/IT1116454B/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1123897A (en) | 1982-05-18 |
| DE2911541A1 (en) | 1980-01-24 |
| GB2024063A (en) | 1980-01-09 |
| GB2024063B (en) | 1982-09-08 |
| FR2430279A1 (en) | 1980-02-01 |
| FR2430279B1 (en) | 1985-05-17 |
| DE2911541C2 (en) | 1990-07-05 |
| SE7902470L (en) | 1980-01-04 |
| IT7948753A0 (en) | 1979-04-17 |
| IT1116454B (en) | 1986-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4915723A (en) | Apparatus for casting silicon with gradual cooling | |
| CN102021348B (en) | Vacuum/gas shield electroslag remelting continuous directional solidification device and method | |
| WO2008020988A2 (en) | Method and apparatus for temperature control in a continuous casting furnace | |
| JPS6335345B2 (en) | ||
| KR860000127B1 (en) | Electromagnetic casting device for continuously casting thin strips | |
| US3741280A (en) | Mould for the production of metal ingots | |
| SE445181B (en) | SET FOR CONTINUOUS METAL CASTING | |
| JPH09206890A (en) | Method for remelting metal for producing continuous cast body and apparatus used therefor | |
| US3838729A (en) | Method for making a casting of a directionally solidified alloy | |
| RU2003120795A (en) | PROCESSING MELTED METALS BY MOVING ELECTRIC ARC | |
| SE435816B (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR CONTINUOUS OR SEMI-CONTINUOUS CASTING OF METALS | |
| CN106413941A (en) | Continuous strip casting apparatus comprising a form adjustment system and continuous casting method | |
| US4388962A (en) | Electromagnetic casting method and apparatus | |
| US5201359A (en) | Rapid solidification apparatus | |
| US6217825B1 (en) | Device and fireproof nozzle for the injection and/or casting of liquid metals | |
| US2779073A (en) | Receptacle for molten metal | |
| CA1185064A (en) | Control of liquid-solid interface in electromagnetic casting | |
| EP3046699B1 (en) | System and method of forming a solid casting | |
| JP2007111760A (en) | Continuous casting equipment | |
| CA1128281A (en) | Electromagnetic casting method and apparatus | |
| US4530394A (en) | Controlled water application for electromagnetic casting shape control | |
| JP2001316734A (en) | Method for controlling concentration of flow flux in guiding tube | |
| RU2080959C1 (en) | Method of making bimetallic rolling rolls | |
| GB2262332A (en) | System for re-melting an electrode | |
| KR100694332B1 (en) | Bottom Outflow System, Bottom Outflow Electroslag Refining System and Method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 7902470-9 Effective date: 19921005 Format of ref document f/p: F |