Способ и установка для регулирования потоков жидкого металла в кристаллизаторе для непрерывного литья тонких плоских слябов

Способ и установка для регулирования потоков жидкого металла в кристаллизаторе для непрерывного литья тонких плоских слябов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области процессов непрерывного литья для производства металлических заготовок. В частности, изобретение относится к способам регулирования распределения потоков жидкого металла в кристаллизаторе для непрерывного литья тонких слябов. Изобретение относится также к установке для осуществления такого способа.

Уровень техники

Технологию непрерывного литья, как известно, широко используют для производства металлических заготовок различной формы и размеров, включая тонкие стальные слябы толщиной менее 150 мм. В соответствии с фиг.1 непрерывное литье этих заготовок включает использование медного кристаллизатора 1, который образует определенный объем для ванны 4 жидкого металла. Такой объем обычно содержит центральную часть для ввода разливочного стакана 3, имеющего сравнительно большое сечение по отношению к жидкой ванне для того, чтобы минимизировать скорость течения заливаемой стали.

Известно также, что в таком виде литья получение оптимального распределения жидкого металла в кристаллизаторе является совершенно необходимым для литья с высокой скоростью (например, более 4,5 м/мин) и тем самым для обеспечения высокой производительности литья. Надлежащее распределение жидкого металла, кроме того, необходимо для обеспечения надлежащей смазки отливки с помощью расплавленных порошков и для того, чтобы избежать опасности «прилипания» металла, т.е. опасности осаждения затвердевшей корки 22 на внутренних стенках кристаллизатора вплоть до возможной недопустимой утечки жидкого металла из кристаллизатора («прорыва» металла), что приводит к остановке линии литья. Как известно, возможный процесс прилипания в значительной степени ухудшает качество полученной заготовки.

Как отмечено, например, в патентном документе US6464154 и показано на фиг.1 этого документа, большинство разливочных стаканов для заливки жидкого металла в кристаллизатор сконфигурировано для формирования двух центральных струй 5, 5' жидкой стали, направленных вниз, и двух периферийных рециркуляционных потоков 6, 6', направленных к поверхности 7 ванны, называемой также мениском 7, обычно покрытой слоем различных литейных порошков на основе оксидов, которые плавятся и защищают саму поверхность от окисления. Сжиженная часть такого слоя порошка, будучи введенная между внутренней поверхностью медной стенки кристаллизатора и коркой металла, образует также литейную смазку.

Для того чтобы обеспечить исключительно благоприятную гидродинамику внутри ванны, как известно, необходимо получить максимальную скорость жидкого металла, составляющую у мениска 7 в среднем менее чем приблизительно 0,5 м/сек. Такая скорость позволяет избежать захвата литейного порошка в твердую или жидкую фазу, который может привести к дефектам в готовом изделии. Эти скорости металла, однако, не должны быть меньше, чем приблизительно 0,08 м/сек во избежание образования «холодных пятен», которые не позволяют порошку плавиться, создавая тем самым возможные мостики отвердения, в частности, между разливочным стаканом и стенками кристаллизатора и обуславливая ненадлежащее плавление слоя порошка и, как следствие, недостаточную смазку отливки. Это, несомненно, обуславливает очевидные проблемы литейного качества. В дополнение к указанным ограничениям, касающимся скорости, как известно, необходимо также принимать во внимание волнистость поверхности (мениска) жидкого металла, главным образом, обусловленную периферийными рециркуляционными потоками 6, 6'. Такая волнистость предпочтительно должна иметь максимальную текущую ширину волны менее 15 мм и среднюю ширину менее 10 мм для того, чтобы избежать появления дефектов в готовом изделии, обусловленных включениями порошка, а также затруднениями в обеспечении литейной смазки, осуществляемой с использованием расплавленного порошка. Последнее обстоятельство может даже вызвать явление прорыва металла. Указанные оптимальные для литья параметры на поверхности мениска могут быть достигнуты при использовании обычных способов непрерывного литья и устройств.

Исходя из вышеизложенного первостепенное значение в процессе непрерывного литья имеет возможность регулирования потоков жидкого металла в кристаллизаторе. В этой связи следует отметить, что используемые в настоящее время разливочные стаканы имеют оптимизированную геометрию для регулирования потока металла обычно в определенном интервале расходов и для определенного размера кристаллизатора. Кристаллизаторы с иными параметрами не обеспечивают надлежащей гидродинамики при всех многочисленных параметрах литья, которые могут иметь место. Например, в случае высоких расходов направленные вниз струи 5, 5' и направленные вверх рециркуляционные потоки 6, 6' могут быть весьма интенсивными, что приводит к высоким скоростям движения жидкости и неоптимальной волнистости мениска 7. Напротив, в случае низких расходов направленные вверх рециркуляционные потоки 6, 6' могут быть слишком слабыми, создавая тем самым проблемы литейного качества.

При других условиях проведения процесса литья, схематически показанных на фиг.1 А, погружной разливочный стакан может быть введен в кристаллизатор неточно, и поэтому расход жидкого металла будет несимметричным, или, например, несимметричность расхода связана с присутствием частично асимметричных нарастаний на внутренних стенках кристаллизатора, обусловленных наличием оксидов. В этих условиях скорость и расход потоков, направленных в сторону первой половины жидкой ванны, отличаются от названных параметров потоков, направленных в сторону другой половины ванны. Эти представляющие опасность ситуации могут привести к образованию стационарных волн, которые препятствуют надлежащему плавлению слоя порошка на мениске, обуславливая явление захвата порошка с пагубными последствиями для качества литья, и даже могут привести к явлению прорыва жидкого металла вследствие ненадлежащей смазки.

Были разработаны различные способы и устройства для улучшения распределения гидродинамических потоков в жидкой металлической ванне, которые, по меньшей мере, частично решают эту проблему, но в отношении лишь литья обычных слябов толщиной более 150 мм. Первый тип этих способов включает, например, использование линейных индукторных двигателей, магнитное поле которых используют для торможения и/или ускорения токов внутри расплавленного металла. Однако было установлено, что использование линейных двигателей является не очень эффективным решением для непрерывного литья тонких слябов, при котором медные плиты, обычно образующие кристаллизатор, имеют более чем в два раза большую толщину, чем обычно производимые слябы, и, таким образом, действуют в качестве экрана, препятствующего проникновению переменного магнитного поля, генерируемого линейными двигателями, что тем самым делает эти двигатели весьма неэффективными для создания сил торможения в жидкой металлической ванне.

Второй вид способов включает использование электромагнитных тормозов, работающих на постоянном токе, которые обычно сконфигурированы для торможения (замедления) и регулирования распределения жидкого металла внутри ванны исключительно в условиях определенной гидродинамики потока. Например, в патентном документе US6557623B2 описано решение, в котором использование электромагнитного тормоза применимо для замедления потока лишь при высоких расходах металла.

Устройство, описанное в патентной заявке JP 4344858, позволяет в качестве альтернативы замедлить жидкий металл как в условиях высокого, так и низкого расхода, но не обеспечивает коррекцию возможных асимметрий потока. Некоторые устройство, например, такие как, описаны в заявке ЕР09030946, обеспечивают коррекцию возможной асимметрии потоков (схематически показано на фиг.1А), но в целом они неэффективны, если литье осуществляется при низких расходах.

Устройство, описанное в патентном документе FR 2772294, обеспечивает использование электромагнитных тормозов, которые обычно выполнены в виде двух- или трехфазных линейных двигателей. В частности, такие тормоза включают в себя корпус из ферромагнитного материала (магнитопровод) в виде плиты с образованными в ней полостями, внутри которых размещены проводники электрического тока, которые питаются, в отличие от распространенной практики, постоянным током. Корпус из ферромагнитного материала прилегает к стенками кристаллизатора, при этом проводники, питаемые постоянным током, генерируют стационарное магнитное поле, которое, как считает автор изобретения, способно перемещаться внутри ванны жидкого металла исключительно за счет дифференцированного снабжения током различных электрических проводников. Однако, как оказалось, данное техническое решение является неэффективным, поскольку магнитный поток, генерируемый проводниками, проходящий по пути наименьшего магнитного сопротивления, неизбежно замыкается на ферромагнитный корпус (магнитопровод), вновь пересекая тем самым жидкую ванну. В результате образуются нежелательные зоны торможения. Другими словами, использование решения, описанного в патентном документе FR 2772294, не обеспечивает образования зоны торможения, сосредоточенной на одном участке, но, с другой стороны, магнитное поле, генерируемое проводниками, по существу перераспределяется в большей части жидкой металлической ванны и при этом становится локально более или менее интенсивным.

Другим недостатком, тесно связанным с отмеченным выше, присущим решению, описанному в документе FR 2772294, а также решениям, реализующим подобную изобретательскую идею, является невозможность дифференцирования зон торможения в жидкой металлической ванне с учетом протяженности и геометрической конфигурации ванны. Этот недостаток связан, главным образом, с тем, что все проводники имеют одинаковое поперечное сечение, а также тем, что ферромагнитный корпус (магнитопровод), который их содержит, имеет форму параллелепипеда и во всех случаях правильную форму.

Таким образом, суммируя вышеизложенное, можно заключить, что с помощью решения, описанного в патентном документе FR 2772294, невозможно не только получить в жидкой металлической ванне определенные полностью обособленные зоны торможения, т.е. окруженные областью, в которой магнитное поле не действует, но также невозможно геометрически различить такие определенные зоны торможения. Они имеют одинаковую геометрическую конфигурацию, т.е. одинаковую протяженность в пространстве.

Патентный документ Японии JP 61206550 A раскрывает использование генераторов электромагнитной энергии для уменьшения колебаний волн на мениске ванны жидкого металла. Такие генераторы активируют с помощью системы управления, которая активирует их в зависимости от ширины волн/колебаний с тем, чтобы ограничить эти колебания. В системе активного регулирования приложенный ток не является постоянной величиной для конкретного случая литья, но, с другой стороны, он будет непрерывно изменяться в зависимости от волнистости. Из-за этой постоянной способности тока к изменению решение, описанное в JP 61206550 A, не обеспечивает эффективного регулирования внутренних участков жидкой металлической ванны, т.е. относительно удаленных от мениска.

Раскрытие изобретения

Основная задача изобретения заключается в обеспечении способа регулирования потоков жидкого металла в кристаллизаторе непрерывного литья тонких слябов, который позволяет устранить вышеупомянутые недостатки. В рамках решения проблемы задача настоящего изобретения заключается в обеспечении способа, который является функционально гибким, т.е. обеспечивает регулирование потоков жидкого металла при различных гидродинамических условиях, которые могут проявляться при осуществлении процесса литья. Другая задача заключается в обеспечении способа, который является надежным и легким для реализации при конкурентоспособности с точки зрения затрат.

Настоящее изобретение относится, таким образом, к способу регулирования потоков жидкого металла в кристаллизаторе непрерывного литься тонких слябов так, как это изложено в пункте 1 формулы. В частности, способ применим к кристаллизатору, содержащему внешние стенки, которые образуют ограничиваемый объем для ванны жидкого металла, заливаемого через разливочный стакан, установленный центрально в указанной ванне. Способ включает создание большого количества зон торможения потоков указанного жидкого металла в объеме указанной ванны, при этом создание каждой зоны обеспечивается электромагнитным тормозом.

В частности, предусмотрено использование следующих электромагнитных тормозов:

первый электромагнитный тормоз для создания первой зоны торможения в центральной части ванны вблизи выходного сечения для выпуска жидкого металла из разливочного стакана, при этом центральная часть заключена между двумя внешними передними стенками указанного кристаллизатора;

второй электромагнитный тормоз для создания второй зоны торможения в центральной части ванны, преимущественно ниже первой зоны торможения;

третий электромагнитный тормоз для создания третьей зоны торможения в первой боковой части ванны между указанной центральной частью и первой внешней боковой стенкой, расположенной по существу ортогонально указанным передним стенкам;

четвертый электромагнитный тормоз для создания четвертой зоны торможения в пределах второй боковой части жидкой металлической ванны, которая симметрична первой боковой части ванны относительно плоскости симметрии, которая проходит по существу ортогонально внешним передним стенкам кристаллизатора;

пятый электромагнитный тормоз для создания пятой зоны торможения в первой боковой части ванны, преимущественно ниже третьей зоны торможения;

шестой электромагнитный тормоз для создания шестой зоны торможения в указанной второй боковой части указанной ванны, преимущественно ниже четвертой зоны торможения.

Способ включает активирование указанных зон торможения независимо друг от друга или по группам в соответствии с характерными параметрами гидродинамики течения жидкого металла в указанной ванне.

Настоящее изобретение относится также к установке для регулирования потоков жидкого металла в кристаллизаторе непрерывного литья тонких слябов, которая обеспечивает осуществление способа в соответствии с настоящим изобретением.

Краткое описание чертежей

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут очевидны, принимая во внимание подробное описание предпочтительных, но не исчерпывающих изобретение, воплощений кристаллизатора, в котором осуществляется способ в соответствии с изобретением, и установки, содержащего такой кристаллизатор, иллюстрируемых посредством не ограничивающего примера и с помощью сопровождающих чертежей.

Фиг.1 и фиг.2 - кристаллизатор известного типа и жидкая металлическая ванна, заключенная в кристаллизаторе, в которой устанавливаются первый и второй возможные гидродинамические режимы, соответственно.

Фиг.3 и фиг.4 - кристаллизатор, в котором может быть осуществлен способ в соответствии с настоящим изобретением, виды спереди и в плане, соответственно.

Фиг.5 - кристаллизатор, представленный на фиг.3, в котором показаны зоны торможения в соответствии с возможным воплощением способа согласно настоящему изобретению, вид спереди.

Фиг.6 - жидкая металлическая ванна в кристаллизаторе, представленном на фиг.5, в которой показаны зоны торможения жидкого металла, активированные при установлении первого гидродинамического режима.

Фиг.7 - жидкая металлическая ванна в кристаллизаторе, иллюстрируемом на фиг.5, в которой показаны зоны торможения жидкого металла, активированные при установлении второго гидродинамического режима.

Фиг.8 - жидкая металлическая ванна в кристаллизаторе, иллюстрируемом на фиг.5, в которой показаны зоны торможения жидкого металла, активированные при установлении третьего гидродинамического режима.

Фиг.8А - жидкая металлическая ванна в кристаллизаторе, иллюстрируемом на фиг.5, в которой показаны группы зон торможения.

Фиг.8 В - жидкая металлическая ванна в кристаллизаторе, иллюстрируемом на фиг.5, в которой показаны другие группы зон торможения.

Фиг.9 и фиг.10 - жидкая металлическая ванна в кристаллизаторе, иллюстрируемом на фиг.5, в которой показаны зоны торможения жидкого металла, активированные в третьем гидродинамическом режиме.

Фиг.11 и фиг.12 - жидкая металлическая ванна в кристаллизаторе, иллюстрируемом на фиг.5, в которой показаны зоны торможения жидкого металла, активированные в другом гидродинамическом режиме.

Фиг.13 - первое воплощение установки для осуществления способа, соответствующего настоящему изобретению, вид спереди.

Фиг.14 - вид в плане установки, показанной на фиг.13.

Фиг.15 - вид установки, показанной на фиг.13, из точки, противоположной точке, с которой показан вид на фиг.4.

Фиг.16 - второе воплощение установки в соответствии с настоящим изобретением, вид в плане.

Фиг.17 - третье воплощение установки в соответствии с настоящим изобретением, вид в плане.

Фиг.18 - четвертое воплощение установки в соответствии с настоящим изобретением, вид в плане.

Фиг.19 - фиг.21 - иллюстрация трех возможных вариантов монтажа (размещения) устройства для регулирования потоков жидкого металла в кристаллизаторе установки, соответствующей настоящему изобретению.

Одинаковые ссылочные номера позиций и буквенные обозначения на фигурах относятся к одинаковым элементам или компонентам установки.

Осуществление изобретения

Со ссылками на вышеупомянутые чертежи способ согласно изобретению обеспечивает упорядочивание и регулирование потоков жидкого металла в кристаллизаторе для непрерывного литья тонких слябов.

Такой кристаллизатор 1 образован внешними стенками, выполненными из металла, предпочтительно из меди, которые формируют внутренний объем, предназначенный для содержания ванны 4 жидкого металла, предпочтительно стали. Фиг.3 и фиг.4 иллюстрируют возможные воплощения такого кристаллизатора 1, ограниченного штриховой линией, который содержит две взаимно противоположные передние стенки 16, 16' и две параллельные боковые стенки 17, 18, по существу ортогональные передним стенкам 16, 16'.

Внутренний объем, ограниченный внешними стенками 16, 16', 17, 18, имеет первую продольную плоскость В-В симметрии, параллельную передним стенкам 16, 16', и поперечную плоскость А-А симметрии, ортогональную продольной плоскости В-В. Внутренний объем, образованный кристаллизатором 1, открыт сверху для заливки жидкого металла и открыт снизу для обеспечения выхода металла в виде заготовки, имеющей по существу прямоугольное сечение, полученной в процессе отвердевания внешней поверхностной корки 22 металла на внутренней поверхности внешних стенок 16, 16', 17, 18.

Передние внешние стенки 16, 16' содержат каждая центральную вдавленную часть 2 поверхности, образующие центральное расширение подходящего размера для ввода разливочного стакана 3, через который в ванну 4 непрерывно поступает жидкий металл. Разливочный стакан 3 погружают в объем кристаллизатора на глубину Р (см. фиг.3), измеряемую от верхнего торца стенок 16, 16', 17, 18 кристаллизатора 1. Погружной разливочный стакан 3 имеет выходное сечение 27, которое симметрично расширяется как относительно поперечной плоскости А-А симметрии, так и относительно продольной плоскости В-В симметрии. В выходном сечении 27 образовано одно или большее количество отверстий, через которые в ванну поступает жидкий металл, например, из промежуточного разливочного ковша. Как показано на вышеупомянутой фиг.3, внутренний объем кристаллизатора 1, т.е. содержащаяся в нем жидкая металлическая ванна 4, разделен на центральную часть 41 и две боковые части 42 и 43, симметричные по отношению к центральной части 41. В частности, термин «центральная часть 41» означает одну часть, которая проходит в продольном направлении (т.е. параллельно направлению плоскости В-В) на расстояние LS, соответствующее протяженности вдавленных частей 2 стенок 16, 16', которые образуют центральное расширение, показанное на фиг.4, симметричное относительно вертикальной оси А-А. Кроме того, центральная часть 41 проходит в вертикальном направлении по всей длине кристаллизатора 1. Термин «боковые части 42, 43» означает две части ванны 4, каждая из которых проходит от одной из боковых стенок 17,18 кристаллизатора 1 к центральной части 41, определение которой дано выше. В частности, одна часть, находящаяся между центральной частью 41 и первой боковой стенкой 17 (слева на фиг.З) будет названа первой боковой частью 42, а другая противоположная часть, расположенная симметрично относительно поперечной плоскости А-А между центральной частью 41 и второй боковой стенкой 18, будет названа второй боковой частью 43.

Способ в соответствии с настоящим изобретением включает создание ряда зон торможения 10, 11, 12, 13, 14, 15 внутри жидкой металлической ванны 4, при этом каждая создана с помощью электромагнитного тормоза 10', 11', 12', 13', 14', 15'. Способ, кроме того, включает активирование этих зон 10, 11, 12, 13, 14, 15 торможения в соответствии с характерными параметрами гидродинамики движения жидкого металла в ванне 4. В частности, зоны торможения активируют или независимо друг от друга, а также по группам в соответствии с параметрами, связанными со скоростью и волнистостью жидкого металла вблизи поверхности 7 (или мениска 7) ванны 4. Кроме того, зоны торможения активируют в соответствии с величинами расходов жидкого металла в различных частях 41, 42, 43 жидкой ванны 4 так, как более подробно поясняется ниже. Каждая зона торможения 10, 11, 12, 13, 14, 15 образована зоной ванны 4 жидкого металла, которая пересекается магнитным полем, генерируемым соответствующим электромагнитным тормозом 10', 11', 12', 13', 14', 15', размещенным снаружи кристаллизатора 1, как показано на фиг.13 и фиг.14. Более конкретно, электромагнитные тормоза 10', 11', 12', 13', 14', 15' расположены снаружи боковых усиленных стенок 20 и 20' и прилегают к передним стенкам 16, 16'. Электромагнитные тормоза 10', 11', 12', 13', 14', 15' сконфигурированы так, что магнитное поле, генерируемое тормозами, пересекает ванну 4 предпочтительно по направлениям по существу ортогональным продольной плоскости В-В. Такое решение обеспечивает большее тормозящее воздействие в жидкой металлической ванне и в то же время выгодным образом позволяет ограничивать размер самих тормозов 10', 11', 12', 13', 14', 15'. Однако эти электромагнитные тормоза 10', 11', 12', 13', 14', 15' могут быть сконфигурированы так, чтобы генерировать магнитные поля, линии которых внутри ванны 4 по существу или вертикальные, т.е. параллельные поперечной плоскости А-А симметрии, или в качестве альтернативы, горизонтальные, т.е. перпендикулярные поперечной плоскости А-А и продольной плоскости В-В ванны.

Здесь и далее для целей настоящего изобретения термин «активированная зона торможения» в жидкой ванне 4 означает условие (режим работы), в соответствии с которым активируется электромагнитное поле, генерируемое соответствующим электромагнитным тормозом и определяющее тормозящее воздействие в жидком металле 4, который имеет отношение к этой зоне. Термин «дезактивированная зона торможения» означает, наоборот, режим, в котором электромагнитное поле «дезактивировано» в целях временного прекращения действия торможения, по меньшей мере, до нового повторного активирования соответствующего электромагнитного тормоза. Как показано ниже, каждая из зон 10, 11, 12, 13, 14, 15 торможения может быть активирована или в комбинации с другими зонами 10, 11, 12, 13, 14, 15 торможения, или же каждая активируется поочередно по отдельности, т.е. при одновременной «дезактивации» других зон 10, 11, 12, 13, 14, 15 торможения.

На фиг.5 показан кристаллизатор 1 (вид спереди), в котором осуществляется способ в соответствии с настоящим изобретением. В частности, на этой фигуре показаны зоны 10, 11, 12, 13, 14, 15 торможения, которые могут быть активированы в соответствии с гидродинамическими условиями в объеме ванны 4. Согласно изобретению первый электромагнитный тормоз 10' установлен для генерирования первой зоны 10 торможения в центральной части 41 ванны 4 вблизи выходного сечения 27 погружного разливочного стакана 3. Более конкретно, первая зона 10 торможения создана симметричной относительно поперечной плоскости А-А симметрии и имеет протяженность в боковом направлении (измеренную в направлении, параллельном плоскости В-В, проходящей в боковом направлении), меньшую, чем протяженность указанного выходного сечения 27 в том же боковом направлении.

Как показано на фиг.5, первая зона 10 торможения расположена так, что в случае ее активирования основные потоки 5, 5' жидкого металла замедляются как раз вблизи выходного сечения 27 разливочного стакана 3, создавая лучшие условия для периферийных рециркуляционных потоков 6, 6', которые в этом случае усиливаются и увеличивают свою скорость. Выражение «вблизи выходного сечения 27» означает участок жидкой металлической ванны, по существу граничащий с указанным выходным сечением, как показано, например, на фиг.5.

Как более подробно описано ниже со ссылкой на фиг.6, активирование первой зоны 10 торможения является, таким образом, в особенности выгодным при относительно низких расходах, которые могут установить низкую скорость течения жидкого металла вблизи мениска 7 ванны 4.

В соответствии с предпочтительным решением размеры первой зоны 10 торможения (показана на фиг.6) устанавливают такими, чтобы отношение протяженности L10 в боковом направлении первой зоны 10 торможения к размеру L27 в боковом направлении выходного участка 27 разливочного стакана 3 находилось в интервале от 1/3 до 1. Кроме того, отношение протяженности VI0 в вертикальном направлении первой зоны 10 торможения (выше выходного участка 27) к расстоянию V27 между выходным сечением 27 и поверхностью 7 ванны 4 предпочтительно находится в интервале от 0 до 1. Кроме того, отношение протяженности V9 в вертикальном направлении первой зоны 10 торможения (ниже указанного выходного сечения 27) к протяженности L27 в боковом направлении разливочного стакана 3 составляет от 0 до 1, предпочтительно равно 2/3.

В соответствии с изобретением второй электромагнитный тормоз 11' устанавливают для создания второй зоны 11 торможения, преимущественно ниже первой зоны 10 торможения. Вторая зона 11 торможения расположена так, что она проходит симметрично по отношению к поперечной плоскости А-А симметрии и предпочтительно находится в пределах центральной части 41 ванны 4. Отношение протяженности L11 второй зоны 11 торможения в боковом направлении к длине LS центральной части 41 в боковом направлении предпочтительно находится в интервале от 1/8 до 2/3 (см. фиг.8). Вторая зона 11 торможения может проходить в вертикальном направлении от нижнего торца 28 кристаллизатора 1 к выходному сечению 27 разливочного стакана, и предпочтительно проходит с началом от 1/6 высоты Н кристаллизатора 1 до промежутка D11 от выходного сечения 27 разливочного стакана 3, составляющего приблизительно 1/4 ширины L27 того же выходного сечения 27.

Третий электромагнитный тормоз 12' устанавливают для создания третьей зоны 12 торможения в первой боковой части 42 ванны 4 так, что в боковом направлении она находится между внутренней поверхностью внешней стенки 17 и поперечной плоскостью А-А симметрии. Предпочтительно третья зона 12 торможения проходит в боковом направлении между внутренней поверхностью первой боковой стенки 17 и первой боковой стороной 19' разливочного стакана 3, обращенной в сторону той же первой боковой стенки 17. Третья зона 12 торможения может проходить по вертикали, начиная от 1/3 высоты Н кристаллизатора 1, до мениска 7 ванны 4, предпочтительно проходит от половины высоты Н кристаллизатора 1 до промежутка D12 от поверхности 7 ванны 4, равного 1/6 бокового размера L27 разливочного стакана 3.

Четвертый электромагнитный тормоз 13' устанавливают для создания четвертой зоны 12 торможения, по существу зеркально отображающей третью зону 12 торможения относительно поперечной оси А-А симметрии. Точнее говоря, указанную четвертую зону 13 торможения создают во второй части 43 ванны 4 так, чтобы она в боковом направлении была заключена между внутренней поверхностью второй боковой стенки 18 и поперечной плоскостью А-А симметрии кристаллизатора 1 и предпочтительно между внутренней поверхностью и вторым боковым торцом 19" разливочного стакана 3, обращенным в сторону указанной второй боковой стенки 18. Как и в случае третьей зоны 12 торможения, четвертая зона 13 торможения также может проходить в вертикальном направлении с началом зоны от 1/3 высоты кристаллизатора 1 до мениска 7 ванны 4, предпочтительно от половины высоты кристаллизатора 1 до промежутка D12 от поверхности 7 ванны 4, равного 1/6 бокового размера L27 разливочного стакана 3.

Пятый электромагнитный тормоз 14' устанавливают для создания соответствующей пятой зоны 14 торможения, главным образом, в первой боковой части 42 ванны 42 и, главным образом в положении ниже третьей зоны 12 торможения, рассмотренной ниже. Пятая зона 14 торможения предпочтительно проходит так, что она полностью расположена между первой боковой стенкой 17 и центральной частью 41. Пятая зона 14 торможения может проходить в вертикальном направлении между нижним торцом кристаллизатора 1 и выходным сечением 27 разливочного стакана 3, предпочтительно от высоты d, приблизительно равной 1/7 высоты Н кристаллизатора 1, до промежутка D14 (на фиг.6) от выходного сечения 27 разливочного стакана 3, равного приблизительно 1/3 ширины L27 разливочного стакана.

Шестой электромагнитный тормоз 15' устанавливают для создания шестой зоны 15 торможения, по существу зеркально отображающего пятую зону 14 торможения относительно поперечной оси А-А симметрии. Шестая зона 15 торможения расположена, таким образом, во второй боковой части 43 жидкой ванны 4 и проходит, главным образом, ниже четвертой зоны 13 торможения. Шестая зона 15 торможения предпочтительно полностью расположена внутри второй боковой части 43 ванны 4, т.е. между второй боковой стенкой 18 и центральной частью 41. Как и в случае пятой зоны 14 торможения, шестая зона 15 торможения также может проходить в вертикальном направлении между нижним торцом 28 кристаллизатора 1 и нижним сечением 27 разливочного стакана 3, с началом зоны предпочтительно от высоты, равной приблизительно равной 1/7 высоты Н кристаллизатора 1 до промежутка D14 от выходного сечения 27, равного приблизительно 1/3 ширины разливочного стакана.

Как видно, расположение шести зон 10, 11, 12, 13, 14, 15 торможения позволяет с успехом корректировать разнообразные гидродинамические условия в ванне, которые, в ином случае, могут привести к дефектам в полученной заготовке-полуфабрикате и могут даже привести к пагубному явлению прорыва металла под кристаллизатором. Следует отметить, что активирование первой зоны 10 торможения и второй зоны 11 торможения позволяет выгодным образом замедлить центральные потоки 5, 5' жидкого металла вблизи выходного сечения 27 разливочного стакана 3 и в нижней зоне, близкой к нижнему торцу катализатора 1, соответственно. Активирование третьей зоны 12 торможения и четвертой зоны 13 торможения (здесь и далее именуемые как «верхние боковые зоны торможения») позволяет, наоборот, замедлить потоки 6, 6' металла, которые направлены в сторону мениска 7, в то время как активирование пятой зоны 14 торможения и шестой зоны 15 торможения (здесь и далее именуемые как «нижние боковые зоны торможения») позволяет замедлить потоки, близкие к нижнему торцу ванны 4. Как описано более подробно ниже, зоны торможения могут создавать различное тормозящее воздействие в соответствии с интенсивностью магнитного поля, генерируемого соответствующими электромагнитными тормозами. В частности, каждая из зон торможения 10, 11, 12, 13, 14, 15 может быть с успехом изолирована относительно зон 10, 11, 12, 13, 14, 15 торможения, т.е. может быть окружена областью «не заторможенного» жидкого металла. Вместе с тем, возможность взаимного перекрытия магнитных полей внутри ванны 4, определяющего тем самым взаимное перекрытие зон 10, 11, 12, 13, 14, 15, во всех случаях считается находящейся в пределах объема настоящего изобретения.

Фиг.6 относится к случаю реализации первой гидродинамической ситуации, в которой расходы металла, вводимого в разливочный стакан 3, относительно низкие, и определяют тем самым весьма слабые периферийные рециркуляционные потоки 6, 6', направленные в сторону мениска 7, которые не обеспечивают необходимых скоростей для функционирования этого мениска с обеспечением хорошей скорости литья и хорошего качества конечного продукта. В такой ситуации, т.е. когда скорость V жидкого металла вблизи мениска 7 меньше первой заданной величины, активируют первую зону 10 торможения так, чтобы развить тормозящее действие в ванне 4 в центральной зоне вблизи выходного сечения 27 разливочного стакана. Выражение «вблизи мениска 7» относится к жидкой металлической ванне, находящейся по существу между мениском 7 и базовой плоскостью, по существу параллельной мениску 7, в которой фактически расположено выходное сечение разливочного стакана.

В этой зоне устанавливаются условия, характеризующиеся увеличением гидродинамического сопротивления и усилением периферийных рециркуляционных потоков 6, 6', т.е. увеличением скорости V вблизи поверхности 7. Если скорость V вблизи поверхности 7 меньше второй заданной величины, но больше первой заданной величины, активируют пятую зону 14 торможения и шестую зону 15 торможения для того, чтобы дополнительно усилить периферийные рециркуляционные потоки 6, 6', т.е. восстановить скорости V у мениска 7.

Фиг.7 относится ко второй гидродинамической ситуации, в которой имеет место очевидная асимметрия расходов металла, протекающего из разливочного стакана 3 к боковым частям 42, 43 ванны. В таких условиях выгодным образом активируют зоны торможения, расположенные в боковых частях 42, 43 ванны, к которым направлены потоки с более высокими расходами. В случае, иллюстрируемом на фиг.7, потоки 5',6' металла, направленные ко второй боковой части 43 металлической ванны 4, являются более интенсивными (т.е. имеют более высокую скорость), чем потоки, направленные в сторону другой части ванны. В данной ситуации выгодным образом активируют четвертую зону 13 торможения и шестую зону 15 торможения, расположенные, главным образом, как раз в указанной второй части 43 ванны. При этом повышается гидродинамическое сопротивление в направлении действия наиболее интенсивных потоков 5', 6', способствуя тем самым более симметричному перераспределению расходов в жидкой металлической ванне 4.

В соответствии с той же фиг.7, если бы расходы были во всех случаях избыточными, то для создания оптимальных условий могли быть выгодным образом активированы боковые зоны торможения, расположенные в боковой части, к которой направлен более низкий расход металла. В этом случае интенсивность тормозящего воздействия в последних зонах устанавливают таким образом, чтобы она становилась ниже по сравнению с другими боковыми зонами. В случае, иллюстрируемом на фиг.7, например, интенсивность торможения в третьей зоне 12 торможения и пятой зоне 14 торможения следует установить более низкой, чем в четвертой зоне 13 торможения и шестой зоне 15 торможения, в которых действуют наиболее интенсивные потоки 5', 6'.

Фиг.8 относится к третьей возможной ситуации, в которой действуют высокие, близкие к симметричным расходы, которым соответствуют избыточные скорости вблизи мениска 7 и волнистость мениска 7, и в результате не обеспечиваются оптимальные условия для осуществления процесса литья. В таких условиях, когда скорость V указанного жидкого металла вблизи поверхности 7 и волнистость поверхности 7 жидкого металла превышают предварительно заданную величину, предпочтительно активируют все боковые зоны, имеющие отношение к этим параметрам жидкого металла (третью зону 12 торможения, четвертую зону 13 торможения, пятую зону 14 торможения и шестую зону 15 торможения). Помимо того, в данной ситуации интенсивность тормозящего воздействия дифференцирована таким образом, что зоны торможения, находящиеся в верхней стороне (третья зона 12 торможения и четвертая зона 13 торможения) создают более интенсивное тормозящ