Пристрій для магнітного утримання розплавленого металу (варіанти) та спосіб магнітного утримання розплавленого металу (варіанти)

1. Устройство магнитного удержания расплавленного металла от утечки через открытую сторону вертикально простирающегося зазора между двумя расположенными в горизонтальной плоскости элементами, между которыми находится расплавленный металл, отличающ е е с я тем, что содержит электропроводную катушку, соединенную с магнитным сердечником, полюса магнитного сердечника размещены в горизонтальной плоскости с промежутком со стороны открытого зазора, а между полюсами магнита расположен внутренний немагнитный электропроводный экран, конфигурированный для направления горизонтального магнитного поля через зазор к расплавленному металлу. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что содержит наружный немагнитный электропроводный экран, при этом магнитный сердечник и катушка размещены между внутренним и наружным экранами. 3. Устройство по п. 2, о т л и ч аю щ , е с я тем, что внутренний эхран раоположен параллельно открытой стороне зазора 4 Устройство ло пп. 1, 2, о т л ин а ю щ е е с я тем, что полюса магнита имеют верхние и нижние участки, и внут ренний экран выполнен большим открытой стороны вертикально простирающегося зазора и вертикального расстояния между верхним и нижним участками полюсов магнита. 5. Устройство по пп. 1, 2, о т л ичающееся тем, что каждый из двух элементов содержит скошенный край у зазора, а внутренний экран содержит два скошенных края, каждый из которых параллелен одному из скошенных краев элементов. 6 Устройство по п. 2, отличающееся тем, что наружный экран включает в себя средства для заключения магнитного сердечника и катушки между внутренним и наружным экраном, при этом полюса магнита открыты с открытой стороны зазора. 7. Устройство по пп.1, 2, о т л и чающееся тем, что два элемента представляют собой вращающиеся валки, имеющие параллельные оси, а магнитный сердечник расположен вертикально со стороны открытого зазора, катушка содержит множество вертикально расположенных витков, намотанных на магнитный сердечник, и немагнитный внутренний экран содержит проводящий материал, внутоенняя поверхность которого расположена со стороны открытого зазора между полюсами магнита. 8. Устройство по пп. 1, 7, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что расположенные. с промежутком полюса магнита выполнены сходящимися книзу к открытому зазору, и с шириной промежутка между ними,, уменьшающейся книзу в соответствии с уменьшением ширины открытой стороны з-ззора. 9. Устройство по пп. 1, 7, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что внутренний Os оо 26748 экран имеет переднюю поверхность, расположенную со стороны открытого зазора v пару сходящихся книзу боковых стенок, s определяющих форму внутреннего экрана в соответствии с формой открытой стороны зазора. 10. Устройство по пп.1, 7, о т л ичающееся тем, что зазор между элементами меньше или равен промежутку между полюсами магнита. 11. Устройство по пп. 1, 7, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый элемент снабжен накладками из ферромагнитного материала, закрепленными на торцевых поверхностях рядом с электропроводными экранами. 12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что накладки из ферромагнитного материала выполнены в виде дисков или тороидов, или пластин, или в виде их комбинаций. 13. Устройство по п.1, отличаю щ е е с я тем, что каждый из элементов имеет боковой край, очерчивающий край открытой стороны зазора, и боковой краевой участок, примыкающий. к боковому краю, а внутренний экран имеет .пару расположенных в горизонтальной плоскости с промежутком внешних краев и примыкающий к ним внешний краевой участок, причем промежуток между двумя внешними краями внутреннего экрана больше, чем расстояние по горизонтали между двумя боковыми краями ' элементов, а каждый внешний краевой участок на внутреннем экране расположен с промежутком относительно соответствующего бокового краевого участка элемента, прин этом каждый из упомянутых участков содержит средства, создающие магнитный поток повышенной плотности в промежутке и в магнитном поле, простирающемся по открытой стороне зазора. 14. Устройство по п. 13, отлич а ю щ е е с я тем, что внутренний экран и, по меньшей мере, краевые участки элементов состоят из металла, имеющего высокую электропроводность. 15. Устройство по п. 14, отлич а ю щ е е с я тем, что катушка и внутренний экран выполнены из металла, выбранного из группы, состоящей из меди, алюминия, серебра, нержавеющей стали и сплавов, содержащих, по меньшей мере, один металл. 16. Устройство по п. 13, отлич а ю щ е е с я тем, что внутренний экран имеет форму, соответствующую форме открытой стороны зазора. 17.Устройство по п. 13, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно содержит средства, включающие конфигурацию полюсов магнита для создания повышенной плотности магнитного потока в соответствии с увеличивающимся давлением расплавленного металла в направлении зазора. 18. Устройство по пп. 1,13, о т л и чающееся тем, что поверхность каждого из полюсов магнита перпендикулярна одной из осей элементов. 19. Устройство по пп.1, 13, о т л и чающееся тем, что поверхность каждого из полюсов магнита расположена под углом относительно одной из осей элементов. 20. Устройство по п. 2, отлич а ю щ е е с я тем, что краевая поверхность элементов и поверхности полюсов магнита параллельны между собой и расположены с промежутком относительно друг друга и под углом относительно осей элементов. 21. Устройство по п. 20, о т л и ч а ющееся тем, что полюса магнита и внутренний экран выполнены выступающими в открытый конец зазора между элементами. 22. Устройство по п. 21, отлич а ю щ е е с я тем, что элементы имеют расширяющиеся к магнитному сердечнику вырезанные края для приближения полюсов магнита в открытый конец зазора внутри вырезанных краев. 23. Устройство по п. 20, отлич а ю щ е е с я тем, что магнитный сердечник и полюса магнита образованы из пластин ферромагнитного материала. 24. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый полюс магнита имеет полюсную поверхность, расположенную перпендикулярно к продольной оси одного из элементов, а сердечник, полюса и внутренний экран охвачены проводящим материалом за исключением горизонтального интервала, препятствующего проводящему материалу стать короткозамкнутым витком вокруг сердечника, при этом проводящий материал содержит средства для удержания магнитного потока, испускаемого полюсами магнита, и для формирования магнитного поля между полюсными поверхностями, а катушка расположена с возможностью охвата проводящего материала, заключающего в себя сердечник, причем проводящий материал и боковой край элементов содержат средства, формирующие переменное магнитное поле. 96P SIZ 26748 206~ ,22b 199. 208 с Рип49 Z28 год ипбОЬ Упорядник Техред М. Келемеш Коректор Т. Лазоренко Замовлення 528 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл.5 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент*, м, Ужгород, вул. Гагаріна, 101 УКРАЇНА (19) UA-,,,, 26748 V ,п,С1 (51)6 В 22 D 11/06, В 22 Р 27/02 ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ МАГНІТНОГО УТРИМАННЯ РОЗПЛАВЛЕНОГО МЕТАЛУ (ВАРІАНТИ) ТА СПОСІБ МАГНІТНОГО УТРИМАННЯ РОЗПЛАВЛЕНОГО МЕТАЛУ (ВАРІАНТИ) 1 (21) 93003182 (22) 04.08.93 (24) 12.11.99 (31)07/926,166 (32) 05.08.92 (33) US (46) 12.11.99. Бюл. № 7 (56) Патент США № 4936374, кл. В 22 D 11/06, 1988. (72) Прег Вольтер Ф. (US) (73) ІНЛЕНД СТІЛ КОМПАНІ (US) (57) 1. Устройство магнитного удержания расплавленного металла от утечки через открытую сторону вертикально простирающегося зазора между двумя расположенными в горизонтальной плоскости элементами, между которыми находится расплавленный металл, отличающ е е с я тем, что содержит электропроводную катушку, соединенную с магнитным сердечником, полюса магнитного сердечника размещены в горизонтальной плоскости с промежутком со стороны открытого зазора, а между полюсами магнита расположен внутренний немагнитный электропроводный экран, конфигурированный для направления горизонтального магнитного поля через зазор к расплавленному металлу. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что содержит наружный немагнитный электропроводный экран, при этом магнитный сердечник и катушка размещены между внутренним и наружным экранами. 3. Устройство по п. 2, отличаю щ е е с я тем, что внутренний экран расположен параллельно открытой стороне зазора 4 Устройство ло пп. 1, 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что полюса магнита имеют верхние и нижние участки, и внут ренний экран выполнен большим открытой стороны вертикально простирающегося зазора и вертикального расстояния между верхним и нижним участками полюсов магнита. 5. Устройство по пп. 1 , 2 , отличающееся тем, что каждый из двух элементов содержит скошенный край у зазора, а внутренний экран содержит два скошенных края, каждый из которых параллелен одному из скошенных краев элементов. 6 Устройство по п. 2, отличающееся тем, что наружный экран включает в себя средства для заключения магнитного сердечника и катушки между внутренним и наружным экраном, при этом полюса магнита открыты с открытой стороны зазора 7. Устройство по пп.1, 2, о т л и чающееся тем, что два элемента представляют собой вращающиеся валки, имеющие параллельные оси, а магнитный сердечник расположен вертикально со стороны открытого зазора, катушка содержит множество вертикально расположенных витков, намотанных на магнитный сердечник, и немагнитный внутренний экран содержит проводящий материал, внутоенняя поверхность которого расположена со стороны открытого зазора между полюсами магнита. 8. Устройство по пп. 1, 7, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что расположенные. с промежутком полюса магнита выполнены сходящимися книзу к открытому зазору, и с шириной промежутка между ними,, уменьшающейся книзу в соответствии с уменьшением ширины открытой стороны зазора. 9. Устройство по пп. 1, 7, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что внутренний Os 00 •mm* О 26748 экран имеет переднюю поверхность, расположенную со стороны открытого зазора и пару сходящихся книзу боковых стенок, определяющих форму внутреннего экрана в соответствии с формой открытой стороны зазора. 10. Устройство по пп.1, 7, о т л ичающееся тем, что зазор между элементами меньше или равен промежутку между полюсами магнита. 11. Устройство по пп. 1,7, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый элемент снабжен накладками из ферромагнитного материала, закрепленными на торцевых поверхностях рядом с электропроводными экранами. 12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что накладки из ферромагнитного материала выполнены в виде дисков или тороидов, или пластин, или в виде их комбинаций. 13. УСТРОЙСТВО ПО П.1, О Т Л И Ч Э' ю щ е е с я тем, что каждый из элементов имеет боковой край, очерчивающий край открытой стороны зазора, и боковой краевой участок, примыкающий. к боковому краю, а внутренний экран имеет .пару расположенных в горизонтальной плоскости с промежутком внешних краев и примыкающий к ним внешний краевой участок, причем промежуток между двумя внешними краями внутреннего экрана больше, чем расстояние по горизонтали между двумя боковыми краями ' элементов, а каждый внешний краевой участок на внутреннем экране расположен с промежутком относительно соответствующего бокового краевого участка элемента, прин этом каждый из упомянутых участков содержит средства, создающие магнитный поток повышенной плотности в промежутке и в магнитном поле, простирающемся по открытой стороне зазора. 14. Устройство по п. 13, отлич а ю щ е е с я тем, что внутренний экран и, по меньшей мере, краевые участки элементов состоят из металла, имеющего высокую электропроводность. 15. Устройство по п. 14, отлич а ю щ е е с я тем, что катушка и внутренний экран выполнены из металла, выбранного из группы, состоящей из меди, алюминия, серебра, нержавеющей стали и сплавов, содержащих, по меньшей мере, один металл. 16. Устройство по п. 13, отлич а ю щ е е с я тем, что внутренний экран имеет форму, соответствующую форме открытой стороны зазора. 17. Устройство по п. 13, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно содержит средства, включающие конфигурацию полюсов магнита для создания повышенной плотности магнитного потока в соответствии с увеличивающимся давлением расплавленного металла в направлении зазора. 18. Устройство по пп. 1, 13, о т л и чающееся тем, что поверхность каждого из полюсов магнита перпендикулярна одной из осей элементов. 19. Устройство по пп.1, 13, о т л и чающееся тем, что поверхность каждого из полюсов магнита расположена под углом относительно одной из осей элементов. 20. Устройство по п. 2, отлич а ю щ е е с я тем, что краевая поверхность элементов и поверхности полюсов магнита параллельны между собой и расположены с промежутком относительно друг друга и под углом относительно осей элементов. 21. Устройство по п. 20, о т л и ч а ющееся тем, что полюса магнита и внутренний экран выполнены выступающими в открытый конец зазора между элементами. 22. Устройство по п. 21, отлич а ю щ е е с я тем, что элементы имеют расширяющиеся к магнитному сердечнику вырезанные края для приближения полюсов магнита в открытый конец зазора внутри вырезанных краев. 23. Устройство по п. 20, отлич а ю щ е е с я тем, что магнитный сердечник и полюса магнита образованы из пластин ферромагнитного материала. 24. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый полюс магнита имеет полюсную поверхность, расположенную перпендикулярно к продольной оси одного из элементов, а сердечник, полюса и внутренний экран охвачены проводящим материалом за исключением горизонтального интервала, препятствующего проводящему материалу стать короткозамкнутым витком вокруг сердечника, при этом проводящий материал содержит средства для удержания магнитного потока, испускаемого полю1 сами магнита, и для формирования магнитного поля между полюсными поверхностями, а катушка расположена с возможностью охвата проводящего материала, заключающего в себя сердечник, причем проводящий материал и боковой край элементов содержат средства, формирующие переменное магнитное поле. 26748 25. Устройство по п. 24, о т л и ч ающееся тем, что полюсные поверхности и поверхность проводящего материала, примыкающая к открытой стороне зазора, перпендикулярны осям элементов. 26. Устройство по п. 24, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что проводящий экран, расположенный между полюсными поверхностями, содержит средства, выступающие в сторону расплавленного металла дальше, чем полюсные поверхности. 27. устройство по п. 24, о т л и ч а ющееся тем, что каждый элемент имеет боковую стенку, расположенную со стороны зазора, при этом устройство включает множество заключенных в электромагнитные экраны магнитных сердечников для собирания и сжатия магнитного потока в боковых стенках элементов. 28. Устройство по п. 27, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что заключенные в электромагнитные экраны магнитные сердечники расположены с возможностью образования потока удержания с плотностью, большей плотности потока насыщения полюсов магнита. 29. Устройство по п. 27, о т л и ч аю щ е е с я тем, что поверхности полюсов магнита и внутреннего экрана смежны и параллельны боковым стенкам элементов и открытой стороны зазора. 30. Устройство по п. 29, отлич а ю щ е е с я тем, что внутренний экран имеет поверхность, выступающую к открытой стороне зазора дальше, чем ролюсные поверхности. 31. Устройство по п. 27, отлич а ю щ е е с я тем, что магнитный сердечник, находящийся со стороны внутреннего экрана, расположен с возможностью образования магнитного потока с плотностью, большей, чем плотность магнитного потока, создаваемого магнитным сердечником, расположенным дальше в сторону от внутреннего экрана за упомянутым сердечником. 32. Устройство по п. 27, о т л и ч а ю щееся тем, что каждый магнитный сердечник имеет вырезанный участок треугольной формы, содержащий средства для создания магнитного потока постоянной плотности на каждом полюсе магнита. 33. Устройство по п. 32, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что вырезанные участки в каждом магнитном сердечнике имеют размеры, обеспечивающие соз дание идентичного магнитного поля на каждой полюсной поверхности магнита 34. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щееся тем, что полюса магнита и участок магнитного сердечника изготовлены из изогнутых лентонавитых цилиндров, разрезанных на секции и расположенных в прямую линию. 35. Устройство магнитного удержания расплавленного металла от утечки через открытую сторону вертикально простирающегося зазора между двумя расположенными в горизонтальной плоскости элементами, между которыми находится расплавленный металл, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что содержит закрепленный на элементах со стороны открытого зазора кольцеобразный ферромагнитный материал, и стационарный магнит, размещенный со стороны открытого зазора, а также конфигурированный внутренний электропроводный экран, размещенный со стороны зазора между полюсами магнита. 36. Устройство по п. 35, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что кольцеобразный ферромагнитный материал включает в себя тонкие изолированные диски. 37. Устройство по п. 35, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что кольцеобразный ферромагнитный материал имеет форму тороида. 38. Устройство по п. 35, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что тороиды закреплены на элементах посредством медных цилиндров. 39. Устройство по п. 35, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что кольцеобразный ферромагнитный материал включает в себя множество ферромагнитных тороидов, помещенных в медные цилиндры и экранируемых последними на их поверхности. 40. Устройство по п. 39, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что поверхности тороидов и полюсные поверхности стационарного магнита параллельны осям элементов. 41. Устройство по п. 39, о т л и ч аю щ е е с я тем, что поверхности тороидов и магнитных полюсов располо-. жены под углом относительно осей элементов. 42. Устройство по п. 35, о т л и -. чающееся тем, что закрепленный на элементах кольцеобразный ферромагнитный материал включает в себя множество ферромагнитных изолированных друг от друга пластин, которые ориентированы горизонтально и установлены с возможностью обеспечения пути с низким 26748 магнитным сопротивлением для потока в радиальном направлении и путь с высоким магнитным сопротивлением в азимутальном направлении к открытой стороне зазора. 43 Устройство по п 42, отлич а ю щ е е с я тем, что пластины выполнены сходящимися на конус от стационарного магнита к краю элемента 44 Устройство по п 43, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что пластины установлень! с возможностью контакта с краем элемента.45. Устройство по п. 43, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что пластины установлены с отступом от края элемента для возбуждения магнитного потока, проникающего через край элемента. 46. Устройство по п. 42, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что пластины выполнены сходящимися на конус и конфигурированы для обеспечения частичного контакта с краем валка для осуществления проникновения существенной части магнитного потока в элемент вблизи его края. 47. Устройство магнитного удержания расплавленного металла от утечки через открытую сторону вертикально простирающегося зазора между двумя расположенными в горизонтальной плоскости элементами, содержащее магнит в виде электропроводной катушки на магнитном сердечнике с двумя с промежутком установленными и взаимодействующими полюсами, размещенный рядом с открытой стороной зазора, отличающеес я тем, что оно снабжено профильным внутренним экраном, расположенным между полюсами магнита рядом с зазором 48 Устройство по п. 47, отлич а ю щ е е с я тем, что магнитный сердечник и полюса охвачены одновитковой катушкой, изготовленной из высокоэлектропроводного металла 49. Устройство по п. 48, отлич а ю щ е е с я тем, что часть одновитковой проводящей катушки расположена со стороны открытого зазора, а ее форма приспособлена для формирования магнитного поля между полосными поверхностями магнита и боковой стенкой расплавленного металла. 50. Устройство по п. 48, отлич а ю щ е е с я тем, что в каждом катушечном выводе выполнены прорези для обеспечения равномерного распределения тока через катушку. 51. Устройство по п. 48, о т л и ч а ющееся тем, что катушка изготов 8 лена из высокоэлектропроводных металлических листов, при этом толщина каждого листа в 4 раза меньше глубины магнитной проницаемости проводящего элемента на рабочей частоте магнита. 52. Устройство по п. 47, о т л и ч а ющееся тем, что магнит и полюса охвачены множеством вложенных один в другой одновитковых катушечных агрегатов, расположенных соосно и подключенных к источнику питания параллельно или последовательно. 53. Устройство по п 52, о т л и ч а ющееся тем, что проводник, рас— положенный со стороны открытого зазора, имеет форму, обеспечивающую создание конфигурированного магнитного поля между полюсными поверхностями магнита и боковыми стенками расплавленного металла. 54 Устройство по п. 52, о т л и ч а ющееся тем, что катушка изготовлена из высокоэлектропроводных металлических листов, при этом толщина листа в 4 раза меньше глубины магнитной проницаемости проводящего элемента на рабочей частоте магнита 55. Устройство по п. 47, о т л и ч а ющееся тем, что ферромагнитный сердечник магнита и полюса выполнены в виде множественных секций, установленных с возможностью параллельной работы, при этом секции подключены к общей катушке. 56. Устройство по п. 55, отлич а ю щ е е с я тем, что содержит электромагнитные экраны для магнитного разобщения путей магнитного потока множественных секций сердечника и полюсов. 57. Устройство по п. 56, отличающееся тем, что во всех, кроме одной из множественных секций сердечника и полюсов, имеются регулируемые по ширине вертикальные воздушные зазоры для независимого регулирования магнитного сопротивления. 58. Устройство по п 57, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что все, кроме одной из параллельно работающих секций сердечника и полюса установлены с возможностью настройки их магнитного сопротивления путем изменения ширины вертикальных воздушных зазоров. 59. Способ магнитного удержания раЬплавленного металла от утечки через открытую сторону вертикально простирающегося зазора между двумя расположенными в горизонтальной плоскости элементами путем образования магнитного 26748 10 поля от полюсов магнитного сердечника, соединенного с электропроводной катушкой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что размещают пары расположенных с промежутком взаимодействующих полюсов магнитного сердечника со стороны открытого зазора, и создают в этом месте магнитное поле напряженностью, достаточной для оказания сдерживающего давления на расплавленный металл, которое локализуют к открытой стороне зазора путем расположения внутреннего немагнитного электропроводного экрана между полюсами магнита со стороны зазора. 60. Способ по п. 59, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что располагают электропроводную катушку, окружающую магнитный сердечник, со стороны зазора полюса магнита и расплавленного металла для его удержания, и пропускают электрический ток через катушку для создания горизонтального поля. 61. Способ по п.60, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что возвратный путь магнитного потока с низким магнитным сопротивлением обеспечивают с помощью магнитного материала, простирающегося через открытую сторону зазора. 62. Способ по п. 6 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что часть магнитного поля, находящуюся вне возвратного пути с низким магнитным сопротивлением, удерживают в пределах пространства, ограниченного с одной стороны внутрен ним немагнитным электропроводным экраном, а с другой стороны расплавленным металлом. 63. Способ по п. 62, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что магнитное давление повышают в соответствии с ростом статического и динамического давления расплавленного металла в зазоре. 64. Способ магнитного удержания расплавленного металла от утечки через открытую сторону вертикально простирающегося зазора между двумя расположенными в горизонтальной плоскости проводящими элементами, между которыми находится расплавленный метал, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что промежуток между установленными со стороны зазора полюсами магнитного сердечника увеличивают до величины, превышающей величину зазора, и создают магнитное поле большее, чем требуется для бокового удержания расплавленного металла, при этом ограничивают величину оттеснения расплавленного металла с помощью эффекта экранирования магнитного потока проводящими элементами. 65. Способ по п. 64, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в случае отсутствия эффекта экранирования потока проводящими элементами создают магнитное поле, плотность которого не менее, чем в 100 раз превышает величину плотности магнитного поля, требуемую для бокового удержания расплавленного металла. Изобретение относится к производству тонколистового металла путем разливки расплава в зазор между непрерывно вращающимися валками, в частности к устройству и способу электромагнитного 5 удержания расплавленного металла в зоне открытого зазора между валками. Известны установки непрерывной разливки расплавленного металла непосредственно в полосу, например стальную 10 полосу. Такие устройства обычно содержат пару горизонтально разнесенных валков, смонтированных для вращения в противоположных направлениях вокруг соответствующих горизонтальных осей. Эти два 15 валка образуют горизонтально расположенный простирающийся вертикально зазор между ними для приема расплавленного металла. Зазор, ограниченный вал ками, уменьшается конусообразно в направлении вниз. Валки охлаждаются и в свою очередь охлаждают расплавленный металл во время его опускания через зазор. Зазор имеет открытые противоположные стороны у концов обоих валков, имеющие протяженность в горизонтальном направлении. Расплавленный металл не удер-„ живается валками со стороны открытых концов зазора. Для предотвращения утечки расплавленного металла наружу через, открытые концы зазора применяются механические преграды или уплотнения. Механические преграды имеют недостатки, обусловленные тем, что преграда находится в физическом контакте как с вращающимися валками, так и с расплавленным металлом. В результате прег 11 26748 рада подвержена износу, протечкам и поломкам и может приводить к замерзанию и большим температурным градиентам в расплавленном металле. Более того, контакт между механической преградой и затвердевающим металлом может вызывать неоднородности вдоль краев отлитой металлической полосы, тем самым сводя на нет преимущества непрерывной разливки перед обычным способом прокатки металлической полосы из более густой, твердой заготовки. Для устранения недостатков, присущих применению механических преград или уплотнений, предпринимаются усилия удержать расплавленный металл на открытом конце зазора между валками применением электромагнита, имеющего сердечник, окруженный электропроводной катушкой, через которую течет электрический ток, и имеющий пару полюсов вблизи открытого конца зазора. Магнит возбуждается течением переменного тока через катушку и создает переменное, или меняющееся во вре«лени, магнитное поле, распространяющееся через открытый конец зазора между полюсами магнита. Магнитное поле может быть расположено либо горизонтально, либо вертикально, в зависимости от расположения полюсов магнита. Пример магнита, создающего вертикальное магнитное поле, описан в патенте США N 4974661. Переменное магнитное поле наводит вихревые токи в расплавленном металле вблизи открытого конца зазора, создавая силу отталкивания, которая оттесняет расплавленный металл от магнитного поля, созданного магнитом, и таким образом оттесняет его от открытого конца зазора. Сила статического давления, вынуждающая* расплавленный металл выходить наружу через открытый конец зазора между валками, возрастает с ростом глубины расплавленного металла, и магнитное давление, оказываемое переменным магнитным полем, должно быть достаточным, чтобы противодействовать максимальному направленному наружу давлению, оказываемому на расплавленный металл. Известно устройство и способ удержания расплавленного металла в зазоре между вращающимися валками путем наведения горизонтального магнитного поля (Патент США N 4936374). При горизонтальном расположении электромагнитных полей магнитное удержание боковой стенки расплавленного металла на открытом конце зазора достигается, согласно опи 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 12 санию уровня техники тем, что обеспечивает потоку путь с низким магнитным сопротивлением вблизи конца каждого валка (кромочный участок валка). Устройство из уровня техники включает в себя электромагнит для создания переменного магнитного поля, которое прикладывается через кромочный участок валков к боковой стенке расплавленного металла, удерживаемого валками. Для эффективного приложения магнитного поля каждый полюс магнита должен простираться вдоль оси, относительно валков, и очень близко подходить к концу соответствующего валка, чтобы быть вблизи обладающего низким магнитным сопротивление^ кромочного участка валка и отделяться от этого кромочного участка только небольшим радиальным воздушным зазором. Для эффективной работы путь магнитного потока с низким магнитным сопротивлением в кромочном участке валка обычно образуют из материала с высокой магнитной проницаемостью. Способы и устройства электромагнитного удержания, относящиеся к известному уровню техники, имеют несколько недостатков: 1) Достигаемая пиковая плотность магнитного потока ограничена насыщением материала с высокой магнитной проницаемостью в кромочных участках валков или в тех случаях применения, когда краевые участки не содержат материала с высокой магнитной проницаемостью, насыщением полюсов электромагнита. Решения из известного уровня техники, использующие тонкие пластины из кремнистой стали с ориентированным зерном, ограничивают горизонтальное поле вели- * чиной приблизительно 18 кГс (килогаусс). Это в свою очередь ограничивает высоту ванны расплавленного металла, которая может быть удержана электромагнитно. В дополнение к этому, при этих высоких плотностях магнитного потока потери тепла как в пластинах валков, так и в пластинах полюсов магнита вблизи захвата становятся чрезмерными, для пластин толщиной 0,002 дюйма (0,051 мм), работающих при 18 кГс и 3 кГц (килогерц), потери составляют около 300 В на фунт (660,8 В/кг). 2) Кромочные участки валков, обладающие низким магнитным сопротивлением, трудно охлаждать, что усложняет и удорожает конструкцию валков. 3) Ванна расплавленного металла вызывает тепловое расширение валков, что в свою очередь вызывает напряжение и 13 26748 деформацию и/или пространственные изменения в пути потока валковых кромок, обладающем низким магнитным сопротивлением, изменяя их магнитное сопротивление и тем самым и рабочие характе*ристики процесса электромагнитного удержания. 4) В случае расстройства системы питания расплавленным металлом или аварийного отключения энергопитания электромагнита расплавленный металл (при температуре около 1540* для стали) будут контактировать с кромочным участком, имеющим низкое магнитное сопротивление, что вызывает необходимость предусматривать конструкцию кромки, стойкой к высокой температуре расплавленного металла. Высокотемпературная конструкция кромок валков ухудшает их низкое магнитное сопротивление и, что весьма вероятно, повышает издержки на их производство. В качестве прототипа заявляемого изобретения принято устройство магнитного удержания расплавленного металла от утечки через открытую сторону вертикально простирающегося зазора между двумя расположенными в горизонтальной плоскости вращающимися элементами, содержащее электропроводную катушку, соединенную с магнитным сердечником, включающим в себя пару полюсов (Патент США N 4020890, кл. В 22 D 11/00). Устройство предусматривает размещение рядом с открытым концом зазора катушки, через которую течет переменный ток. Вследствие этого катушка создает магнитное поле, которое наводит вихревые токи в расплавленном металле вблизи открытого конца зазора, в результате чего возникает сила отталкивания, аналогичная той, которая описана выше в связи с магнитным полем, создаваемым электромагнитом. За прототип заявляемого изобретения принят также способ магнитного удержания расплавленного металла от утечки через открытую сторону вертикально простирающегося зазора между двумя расположенными в горизонтальной плоскости вращающимися элементами путем образования магнитного поля от полюсов магнитного сердечника, соединенного с электропроводной катушкой (Патент США N 402089, кл. В 22 D 11/00). Недостатком известного устройства является то, что лишь часть создаваемого электромагнитом поля участвует в наведении вихревых токов и создании силы отталкивания расплавленного металла от 5 10 * 15 • 20 25 30 35 40 45 50 55 14 магнитного поля. Значительная часть магнитного потока рассеивается вокруг зоны открытого зазора между валками, поэтому для получения достаточной силы удержания расплавленного металла необходимо увеличивать напряжение энергопитания. Плоские боковые поверхности краев валков не позволяют увеличить силу магнитного давления (удерживающую силу) на находящийся в зазоре расплавленный металл без увеличения магнитного потока, т.е. без увеличения энергозатрат. С учетом того, что большие зазоры (большие глубины ванны) требуют больших магнитных полей, генерирование удерживающей силы значительной величины в известном устройстве потребует соответствующих больших энергозатрат. Кроме того, материал боковых поверхностей вращающихся элементов (валков) не оказывает существенного влияния на интенсивность проницаемости магнитного поля. Недостаток известного способа заключается в отсутствии каких-либо приемов, предотвращающих потери магнитного потока при генерировании удерживающей расплав силы. В связи с этим удержание расплавленного металла в известном способе требует генерирования магнитного потока большой плотности, что увеличивает энергоемкость процесса. В основу заявляемого изобретения поставлена задача снижения потерь магнитного потока и уменьшения энергоемкости устройства магнитного удержания расплавленного металла путем снабжения устройства внутренним и наружным немагнитными электропроводными экранами и придания им конфигурации, соответствующей форме открытой стороны зазора, выполнения скосов на краях валков, соответствующих форме скосов внутреннего экрана, а также путем закрепления на боковых поверхностях валков ферромагнитного материала, что обеспечивает локализацию магнитного потока и создание конфигурированного магнитного поля между полюсными поверхностями, и тем. самым уменьшает его утечку, позволяет повысить величину магнитного давления вблизи боковой стенки и внутреннего экра-. на без повышения мощности магнитного поля, а также увеличить магнитную проницаемость боковых стенок валков. * В основу изобретения поставлена также задача повышения рентабельности способа магнитного удержания расплавленного металла путем расположения немаг 15 26748 нитного электропроводного экрана между полюсами магнита, что позволяет локализировать магнитный поток к открытой стороне зазора и уменьшить его рассеивание. Поставленная задача решается тем, что в устройстве магнитного удержания расплавленного металла от утечки через открытую сторону вертикально простирающегося зазора между двумя расположенными в горизонтальной плоскости элементами, между которыми находится расплавленный металл, согласно изобретения, полюса магнитного сердечника размещены в горизонтальной плоскости с промежутком со стороны открытого зазора, а между полюсами магнита расположен внутренний немагнитный электропроводный экран, конфигурированный для направления горизонтального магнитного поля через зазор к расплавленному металлу. Устройство содержит наружный немагнитный электропроводный экран, при этом магнитный сердечник и катушка размещены между внутренним и наружным экранами, а внутренний экран расположен параллельно открытой стороне зазора. Полюса магнита имеют верхние и нижние участки, и внутренний экран выполнен большим открытой стороны вертикально простирающегося зазора и вертикального расстояния между верхним и нижним участками полюсов магнита. Каждый из двух элементов устройства содержит скошенный край у зазора, а внутренний экран содержит два скошенных края, каждый из которых параллелен одному из скошенных краев элементов. Наружный экран включает в себя средства для заключения магнитного сердечника и катушки между внутренним и наружном экраном, при этом полюса магнита открыты с открытой стороны зазора. Два элемента представляют собой вращающиеся валки, имеющие параллельные оси, а магнитный сердечник расположен вертикально со стороны открытого зазора, катушка содержит множество вертикально расположенных витков, намотанных на магнитный сердечник, и немагнитный внутренний экран содержит проводящий материал, внутренняя поверхность которого расположена со стороны открытого зазора между полюсами магнита. При этом расположенные с промежутком полюса магнита выполнены сходящимися книзу к открытому зазору, и с шириной промежутка между ними, уменьшающейся книзу в соответствии с уменьшением ширины открытой стороны зазора. 16 Внутренний экран имеет переднюю поверхноЪть, расположенную со стороны открытого зазора и пару сходящихся книзу боковых стенок, определяющих форму 5 внутреннего экрана в соответствии с формой открытой стороны зазора, причем зазор между элементами меньше или равен промежутку между полюсами магнита. Каждый элемент снабжен накладками 10 из ферромагнитного материала, закрепленными на торцевых поверхностях рядом с электропроводными экранами, а накладки из ферромагнитного материала выполнены в виде дисков или пластин, или Т5 в виде их комбинаций. Кроме того, каждый ихз элементов имеет боковой край, очерчивающий край открытой стороны зазора, и боковой краевой участок, примыкающий к боковому 20 краю, а внутренний экран имеет пару расположенных в горизонтальной плоскости с промежутком внешних краев и примыкающий к ним внешний краевой участок, причем промежуток между двумя внешни25 ми краями внутреннего экрана больше, чем расстояние по горизонтали между двумя боковыми краями элементов, а каждый внешний краевой участок на внутрен• нем экране расположен с промежутком 30 относительно соответствующего бокового краевого участка элемента, при этом каждый из упомянутых участков содержит средства, создающие магнитный поток повышенной плотности в промежутке и в 35 магнитном поле, простирающемся по открытой стороне зазора. Внутренний экран и по меньшей мере краевые участки элементов состоят из металла, имеющего высокую электропровод40 ность. Катушка и внутренний экран могут быть также выполнены из металла, выбранного из группы, состоящей из меди, алюминия, серебра, нержавеющей стали 45 и сплавов, содержащих, по меньшей мере, один металл. Внутренний экран имеет форму, соответствующую форме открытой стороны зазора, кроме того, устройство содержит 50 средства, включающие конфигурацию полюсов магнита для создания повышенной плотности магнитного потока в соответствии с увеличивающимся давлением расплавленного металла в направлении зазора. 55 Поверхность каждого из полюсов магнита перпендикулярна одной из осей элементов либо расположена под углом относительно одной из осей элементов. Краевая поверхность элементов и поверхности полюсов магнита могут быть 17 26748 параллельны между собой и расположены с промежутком относительно друг друга и под углом относительно осей элементов. Полюса магнита и внутренний экран выполнены выступающими в открытый конец зазора между элементами, которые имеют расширяющиеся к магнитному сердечнику вырезанные края для приближения полюсов магнита в открытый конец зазора внутри вырезанных краев. Магнитный сердечник и полюса магнита образованы из пластин ферромагнитного материала. Каждый полюс магнита имеет полюсную поверхность, расположенную перпендикулярно к продольной оси одного из элементов, а сердечник, полюса и внутренний экран охвачены проводящим материалом за исключением горизонтального интервала, препятствующего проводящему материалу стать короткозамкнугым витком вокруг сердечника, при этом проводящий материал содержит средства для удержания магнитного потока, испускаемого полюсами магнита, и для формирования магнитного поля между полюсными поверхностями, а катушка расположена с возможностью охвата проводящего материала, заключающего в себя сердечник, причем проводящий материал и боковой край элементов содержат средства, формирующие переменное магнитное поле. Полюсные поверхности и поверхность проводящего материала, примыкающая к открытой стороне зазора, перпендикулярны осям элементов. Проводящий экран, расположенный между полюсными поверхностями, содержит средства, выступающие в сторону расплавленного металла дальше, чем полюсные поверхности. Каждый элемент имеет боковую стенку, расположенную со стороны зазора, а устройство включает множество заключенных в электромагнитные экраны магнитных сердечников для собирания и сжатия магнитного потока в боковых стенках элементов, образующих зазор, причем заключенные в электромагнитные экраны магнитные сердечники расположены с возможностью образования потока удержания с плотностью, большей плотности потока насыщения полюсов магнита. Поверхности полюсов магнита и внутреннего экрана смежны и параллельны боковым стенкам элементов и открытой стороне зазора, причем внутренний экран имеет поверхность, выступающую к отк 5 . 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 18 рытой стороне зазора дальше, чем полюсные поверхности. Магнитный сердечник, находящийся со стороны внутреннего экрана, расположен с возможностью образования магнитного потока с плотностью, большей, чем плотность магнитного потока, создаваемого магнитным сердечником, расположенным дальше в сторону от внутреннего экрана за упомянутым сердечником, причем каждый магнитный сердечник имеет вырезанный участок треугольной формы, содержащий средства для создания магнитного потока постоянной плотности на каждом полюсе магнита, а вырезанные участки в каждом магнитном сердечнике имеют размеры, обеспечивающие создание идентичного магнитного поля на каждой полюсной поверхности магнита. Полюса магнита и участок магнитного сердечника изготовлены из изогнутых лентонавитых цилиндров, разрезанных на секции и расположенных в прямую линию. Кроме того, устройство магнитного удержания расплавленного металла от утечки через открытую сторону вертикально простирающегося зазора между двумя расположенными в горизонтальной плоскости элементами, согласно изобретению, содержит закрепленный на элементах со стороны открытого зазора кольцеобразный ферромагнитный материал, и стационарный магнит, размещенный со стороны открытого зазора, а также конфигурированный внутренний электропроводный экран, размещенный со стороны зазора между полюсами магнита, причем кольцеобразный ферромагнитный материал включает в себя тонкие изолированные диски и имеет форму тороида, причем тороиды закреплены на элементах посредством медных цилиндров. Кольцеобразный ферромагнитный материал включает в себя множество ферромагнитных тороидов, помещенных в медные цилиндры и экранируемых последними на их поверхности. Поверхности тороидов и полюсные поверхности стационарного магнита параллельны осям элементов либо расположены под углом относительно осей элемен-* тов. Закрепленный на элементах кольцеоб-, разный ферромагнитный материал включает в себя множество ферромагнитных изолированных друг от друга пластин, ориентированных горизонтально и обеспечивающих путь с низким магнитным сопротивлением для потока в радиальном направлении и путь с высоким магнитным 19 26748 сопротивлением в азимутальном направлении к открытой стороне зазора. Пластины выполнены сходящимися на конус от стационарного магнита к краю элемента и установлены с возможностью контакта с краем элемента либо с отступом от края элемента для возбуждения магнитного потока, проникающего через край элемента. Пластины выполнены сходящимися на конус и конфигурированы для обеспечения частичного контакта с краем валка для осуществления проникновения существенной части магнитного потока в элемент вблизи его края. Кроме того, устройство магнитного удержания расплавленного металла от утечки через открытую сторону вертикально простирающегося зазора между двумя расположенными в горизонтальной плоскости элементами, содержащее магнит виде электропроводной катушки на магнитном сердечнике с двумя с промежутком установленными и взаимодействующими полюсами, размещенный рядом с открытой стороной зазора, согласно изобретения, снабжено профильным внутренним экраном, расположенным между полюсами магнита рядом с зазором. Часть одновитковой проводящей катушки расположена со стороны открытого зазора, а ее форма приспособлена для формирования магнитного поля между полюсами поверхности магнита и боковой стенкой расплавленного металла. В каждом катушечном выводе выполнены прорези для обеспечения равномерного распределения тока через катушку, а сама катушка изготовлена из высокоэлектропроводных металлических листов, при этом толщина каждого листа в 4 раза меньше глубины магнитной проницаемости проводящего элемента на рабочей частоте магнита. Магнит и полюса охвачены множеством вложенных один в другой одновитковых катушечных агрегатов, расположенных соосно и подключенных к источнику питания параллельно или последовательно. Проводник, расположенный со стороны открытого зазора, имеет форму, обеспечивающую создание конфигурированного магнитного поля между полюсными поверхностями магнита и боковыми стенками расплавленного металла. Катушка также может быть изготовлена из высокоэлектропроводных металлических листов, при этом толщина листа в 4 раза меньше глубины магнитной прони 5 10 15 20 в 25 30 35 40 45 50 55 20 цаемости проводящего элемента на рабочей частоте магнита. Ферромагнитный сердечник магнита и полюса выполнены в виде множественных секций, работающих параллельно и питаемых от одной катушки, общей для всех секций Устройство содержит электромагнитные экраны для магнитного разобщения путей магнитного потока множественных секций сердечника и полюсов, работающих параллельно. Во всех, кроме одной, из множественных секций сердечника и полюсов, имеются регулируемые по ширине вертикальные воздушные зазоры N /S в68 30 35 В 40 45 50 55 _ 2m-2b 2h-2c (Ю) выполняя треугольные вырезы в сердеч іках 52, 53, и 54 с основаниями на поверхностях внутреннего сердечника, равными ширинам полюсов соответствующих сер ечников, и вершинами на других поюстях, как показано штрихованными 89 ли ями в правой половине разреза на 20, плотность магнитного потока над эй шириной "а", ИЬ" и "с" постоянна (В - BOUTS) и отношения плотности магго потока становятся равны: 1 1 1 В, (11) 68 * 67 S = 2а 2т 2п Пунктирные линии магнитного потока в правой половине разреза на фиг. 20 иллюстрируют условие для уравнения (11) и потока Ф г Обращаясь к левой половине разреза на фиг. 20 с сердечниками 52, 53 и 54, имеющими треугольный вырез, выполненный через все три сердечника, с относительными размерами как указано, видим, что все три магнитные цепи приблизительно равны, и отсутствует градиент плотности магнитного потока через полюса. Как показано пунктирными линиями в левой половине разреза, плотность магнитного потока одинакова на всех трех полюсах: В6б= В67= Вад - 1/2 п. (12) Относительно большие воздушные промежутки в сердечниках 52 и 53, образованных треугольным вырезом, выполненным через сердечники 52, 53 и 54, можно было бы подразделить для уменьшения потерь на вихревые токи в участках экраВ (8) Для условий, показанных на фиг. 19, 25 это отношение равно В, INS R OUTS 62 15 = 49,5 кГс. /В В INS INS 35 26748 нов 57, 55 и 56, окружающих эти промежутки. Еще один вариант осуществления настоящего изобретения показан на фиг.21, 22 и 23. В магните используются дуговые секции, вырезанные из ферромагнитных цилиндров ленточной навивки. Для приготовления дуг для секций 69 и 70 сердечника используется короткий цилиндр, а более длинный цилиндр, имеющий меньший диаметр, используется для наружных секций 71 и 72 сердечника. Лицевые поверхности сердечников, расположенные напротив валков 1 и 2, представляют собой полюса магнитов. Другой конец сердечников 69 и 70 соединен ферромагнитным ярмом 73, а сердечники 71 и 72 соединены ферромагнитным ярмом 74. Фиг. 23 показывает ферромагнитные компоненты. Они магнитно эквивалентны узлу, показанному на правой стороне фиг,20, если удалить из фиг.20 самые крайние сердечники 54 и полюса 68. Как магнит на фиг. 20, так и магнит на фиг. 21 может иметь больше или меньше секций сердечника и секций полюсов, включенных параллельно, в зависимости от назначения и заданной эффективной ширины W полюса. Сердечник и ярмо магнита 75 заключены в не замыкающие накоротко водоохлаждаемые экраны для защиты от вихревых токов, содержащие дуговые секции 76, 77 и 78 с концевыми секциями 79, 80, 81 и 82, нижние секции 83 и верхние секции 84. Глубина D нижнего полюсного узла определена выбором внутреннего полюсного промежутка S и площади (S x D), требуемой для размещения катушек 85, экранов 76 и конечных секций 81 и 86. Для больших диаметров валков, возможно, ^окажется нецелесообразным изготовлять большие цилиндры ленточной навивки. В этом случае сердечники магнита 75 могут быть выполнены из большого числа одинаковых ламинированных секций 87 (кирпичи или строительные блоки), как показано на фиг. 23. Эти секции 87 могут иметь слои в горизонтальной или вертикальной плоскости. Вертикальная ориентация слоев дает в результате меньшие потери на вихревые токи в окружающих экранах. Другое воплощение изобретения изображено на фиг.24, 25 и 26. Этот вариант конструкции является комбинацией большого числа тонких изолированных ферромагнитных дисков 88, смонтированных на валках 1 и 2, и отдельного стационарного магнита 89, который намагничивает вра 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 36 щающиеся диски 88. Фиг. 24 показывает ферромагнитные диски 90, смонтированные на валке 1 через твердый медный диск 91 посредством винтов 92 и изолирующих втулок 93. Ферромагнитные диски 94 смонтированы на валке 2 через медный диск 95 посредством винтов 92 и изолирующих втулок 93. Магнит 89, показанный в разрезе на фиг.25, состоит из сердечника 96, заключенного между внутренним экраном 97 и наружным экраном 98. Эти экраны электрически соединены между собой, зазор между двумя экранами не позволяет экранам стать короткозамкнутым витком. Катушки 99 и 100 магнита охватывает экраниррванный сердечник. > Фиг.26 представляет собой увеличенное изображение одной половины захвата, показанного на фиг. 25. иллюстрирующее распределение магнитного потока. Вариант конструкции фиг. 24 и 25 вызывает гораздо меньше потерь на вихревые токи в валке 1, чем предыдущие варианты, потому что очень малая доля потока проникает в валки. Это особенно справедливо, когда с S = d. В противоположность магнитам 6, 101, 31, 59, 51 и 75 комбинация магнита 89 и дисков 88 производит поле, которое направлено существенно перпендикулярно к осям валков даже тогда, когда S d магнитное поле, создаваемое магнитом 89 и передаваемое через диски 88 к краям валков 1,2 и боковой стенке ванны расплавленного металла 3, может быть сделано значительно большим, чем это требуется для бокового удержания. В этом варианте изобретения для удержания используется эффект экранирования вихревых токов медными валками 1,2 с целью ограничить оттеснение боковой стенки ванны 3, Уравнение (1) показывает быстрое ослабление поля как функции расстояния х от поверхности. Это магнитное поле, которое значительно больше, чем требуется для удержания, L 37 26748 может быть создано любым из магнитов, показанных на чертежах. Магнитное поле может, например, быть увеличено в 100 раз по сравнению с тем, что необходимо для бокового удер- 5 жания расплавленного металла, в случае если отсутствует эффект экранирования проводящими элементами. Еще одна модификация магнита изображена на фиг. 27, 28 и 29. Этот вариант 10 изобретения представляет собой комбинацию ферромагнитных тороидов 102 ленточной навивки, смонтированных на валках 1, 2 и отдельного стационарного магнита 103 для намагничивания вращаю- 15 щихся тороидов 102. Фиг. 27 показывает ферромагнитный тороид 104 , смонтированный на валке 1 посредством твердых медных цилиндров 105, 106, винтов 107 и изолированных 20 монтажных крепежных изделий 108. Ферромагнитный тороид 109 смонтирован аналогичным образом на валке 2. На фиг. 26 показан поперечный разрез магнита 103. Он состоит из сердеч- 25 ника 110, заключенного между внутренним экраном 111 и наружным экраном 112. Экраны 111 и 112 электрически соединены один с другим, а зазор препятствует превращению экранов в короткозамк- 30 нутый виток. Катушка 113 магнита охватывает экраны. Экран 111 проступает внутрь зазора между тороидальными узлами 102 для конфигурирования поля и с целью уменьшения утечки магнитного по- 35 тока, как показано на фиг. 29. Комбинация смонтированных на валках тороидов 102 и магнита 103 более эффективна, чем магнит 39, оттесняет удерживающее поле внутрь валков 1,2. Потери в полюсе 40 магнита 103 невелики в сравнении с магнитом 39. Эти преимущества должны быть взвешены на фоне дополнительных затруднений с монтажом тороидов 81 на валках и большей утечки магнитного потока, 45 испускаемого из открытой поверхности тороидов. Еще один вариант конструкции магнита изображен на фиг. 30, 31 и 32. Большие глубины ванны требуют больших по- 50 лей вблизи дна ванны. На фиг. 30 два тороида 114 и 115 размещены между медными обручами 116, 117 и 118, смонтированных на валке 2. Подобно этому, пара тороидов 114 и 115 смонтирована на 55 валке 2. Фиг. 31 изображает поперечный разрез через правую половину узла бокового удержания, показывающую смонтированные тороиды 114 и 115 и их соответствующие секции 119 и 120 сердечни 38 ков стационарного магнита 121. Сердечники 119 и 120 уложены в экраны 122, 123 и 124. Внутренний экран 122 используется для формирования поля напротив боковой стенки расплавленного металла и для снижения магнитного потока утечки. Катушка магнита (не показана) охватывает экраны у заднего ярма магнита. Фиг. 32 показывает вариант, использующий два набора смонтированных на валке квадрантов 125 и 126, смонтированных вокруг окружности валков 2 и магнита 127 для бокового удержания. Наборы 125 и 126 квадрантов вокруг окружностей валков уложены в медныеобручи 128, 129 и 130 и смонтированы на валке 2. Сердечники 131, 132 магнита 127 уложены в экраны 133, 134 и 135. Экран 135 также используется для формирования поля для боковой стенки расплавленного металла. Катушка (не показана) магнита охватывает экраны сзади магнита. Другие варианты конструкции устройства бокового электромагнитного удержания изображены на фиг. 33, 34, 35, 36, 37 и 38. Эти варианты представляют собой комбинации ферромагнитных смонтированных на валках пластин, ориентированных в направлении, смещенном на 90* по отношению к ориентации ферромагнитных смонтированных на валке пластин на фиг. 25, 28, 31 и 32 и отдельного стационарного магнита 136 для намагничивания вращающихся пластин. Эта ориентация пластин препятствует большой круговой утечке магнитного потока, связанного с дисками, смонтированными на валках (фиг. 25), и тороидами, смонтированными на валках (фиг. 26 и 31). Наборы квадрантов фиг.32 также уменьшают этот магнитный поток утечки. Как изображено на фиг. 33 и 34, пластины могут быть равномерно распределены вокруг окружности валков индивидуально, как обозначено номером позиции 137, или они могут быть расположены групповыми равноширокими пакетами, как обозначено номером позиции 138. Фиг. 34 и 35 показывают ферромагнитные пакеты 138, разрешенные сэндвичем между медными дисками 139 и 140 и смонтированные с по-* мощью изолированных крепежных средств 141 на валке. Магнит 136 состоит из сер-, дечника 137, заключенного в экраны 142 и 143. Катушки 144 магнита охватывают узел экран-сердечник. Внутренний экран 142 также используется для формирования поля в боковой стенке расплавленного металла. На левой стороне фиг. 35 пути главного магнитного потока сердеч 39 26748 ника 137 показаны пунктирными линиями. Фиг. 36 изображает пунктирными линиями распределение магнитного поля полюсного наконечника 145. Полюсный наконечник 145 (фиг. 36) находится в контакте с краями валка у 146. Как показано на фиг. 35 и 36, форма ферромагнитных пакетов 138 обеспечивает такое сжатие магнитного потока, что плотность потока у полюсного наконечника вблизи захвата приблизительно в три раза больше, чем плотность потока у полюсного наконечника вблизи полюса 137. Фиг. 37 изображает два различных варианта выполнения пластин, смонтированных на валке. На правой половине фиг. 37 пластины 147 установлены с отступом от края валка 2, давая в результате распределение поля, показанное на правой стороне фиг.38 в увеличенном масштабе. Как показано на фиг.37, расплавленный металл отталкивается еще далее по сравнению с условиями, показанными на фиг.35 и 36. На левой стороне фиг.37 пластины 148 не только выполнены заподлицо с краем валка 1, который касается расплавленного металла, но и они также касаются другой стороны края валка на расстоянии, показанном как "а". Как показано в увеличенном масштабе на левой половине фиг.38, эта особенность увеличивает поле в жидком металле, толкая его далее назад. Еще одна модификация изобретения представлена магнитом 149, изображенным на фиг. 39 - 44. В этом варианте магнитный сердечник 150 охватывается одновитковой катушкой, содержащей нижнюю половину 151 (фиг. 43) и верхнюю половину 152 (фиг. 44). Половины 151 и 152 катушки изготовлены из меди и также действуют как электромагнитные экраны для магнитного сердечника 150. Клеммная пластина 153 нижней половины 151 катушки припаяна к центральной детали 154 и боковым стенкам 155, 156 и 157 твердым припоем. Клеммная пластина 158 верхней половины 152 катушки припаяна к боковым стенкам 159, 160 и верхней пластине 161 твердым припоем. Верхняя поверхность центральной детали 154 и парная ей нижняя часть пластины 161 посеребрены для улучшения электрического контакта, когда верхняя половина 152 катушки будет прикреплена к нижней половине 151 катушки крепежными средствами 162 для завершения цепи возбуждения. Как изображено стрелками, показывающими направление тока на фиг. 41 и 42, ток I магнита течет от клеммной плас 5 10 15 20 • 25 30 35 40 45 50 55 40 тины 153 вверх, через центральную часть 154 в верхнюю пластину 161 и вниз через боковые стенки 159 и 160 в верхнюю клеммную пластину 158. Боковые стенки 155, 156 и 157 нижней половины катушки не несут тока, присутствие боковых стенок 155, 156 и 157 снижает магнитный поток утечки благодаря повышению магнитного сопротивления линий магнитного потока утечки. Распределение тока осуществляется более равномерно путем нарезания щелей в клеммных пластинах 153 и 158. Получающиеся в результате дорожки тока 163, 164, 165, 166 и 167 в пластине 153 и дорожки 168, 169, 170, 171 и 172 в пластине 158 имеют приблизительно равное сопротивление, что приводит с неизбежностью к картине распределения тока, которая показана пунктирными линиями на фиг. 39. Потери в цепи сводятся к минимуму путем изготовления деталей катушки из медных листов, имеющих толщину приблизительно в 2-4 раза превышающую глубину проникания тока магнита. Исключением здесь может быть центральная деталь 154, которая может быть выполнена из более толстого куска меди. Длина окна магнитного сердечника, показанного на фиг. 42 как размер D, имеет минимум, который определяется дугой полюсных наконечников 173, его максимум определен плотностью тока, выбранной для магнитного сердечника. Может быть предусмотрено водяное охлаждение для деталей узла сердечника путем припаивания твердым припоем трубопровода к клеммным пластинам 153 и 158 и к поверхностным пластинам 161, 159 и 160. Могут быть просверлены отверстия (не показаны) через нижнюю пластину 153 и внутрь центральной детали 154 для циркуляции охлаждающей воды. Полюсные наконечники 174 и 175 могут быть установ пены с отступом от боковых стенок 156 (подобно расположению, показанному на. фиг. 5) или они могут быть выполнены заподлицо с наружными боковыми стенками 156 (подобно фиг. 17 и 18) или они могут выступать (подобно фиг. 7, 12 и 25) для облегчения удержания боковой стенки расплавленного металла. Между полюсными наконечниками 173 помещена твердая медная деталь 176 для формирования магнитного поля между удерживающим магнитом, валками и удерживаемой электромагнитно боковой стенкой расплавленного металла. Поверхности медной детали 176, обращенной к расп 41 26748 лавленному металлу, может быть придана форма, подобная форме поверхностей, показанных, например, на фиг. 4, 5, 6, 7, 17 и 18. Твердая медная деталь 176 может быть изолирована от узла катушка-сердечник или она может быть неразъемной частью центральной детали 154 без создания эффекта короткозамкнутого витка для магнитного потока сердечника. Предусмотрено водяное охлаждение для медной детали 176 посредством медных труб, припаянных твердым припоем к ней (не показаны), и/или отверстий, просверленных в ней (не показаны). Магнитный узел 177, показанный на фиг/ 45, является другой вариацией настоящего изобретения. Фиг. 45 представляет собой разрез, аналогичный фиг. 4 1 , магнита 149. Катушка магнита 177 предназначена для применений, когда требуются очень большие значения ампер-витков, чтобы удержать боковые стенки глубоких ванн расплавленного металла между валками большого диаметра. Часть узла катушки магнита действует как вихревой токовый экран для уменьшения магнитного потока утечки сердечника 178. Катушка магнита на фиг.45 содержит внутреннюю катушку 179, заключенную внутри наружной катушки 180 и изолированной от нее. При двух катушках, выполненных каждая из медных листов толщиной, приблизительно в 2-4 раза превышающей глубины проникновения тока магнита, потери тока в катушке уменьшаются приблизительно наполовину в сравнении с конструкцией магнита 149. Конструкция узла внутренней катушки почти идентична инструкции катушки магнита 149, показанного на фиг. 39-44. Как показано на фиг. 45, половина намагничивающего тока (1/2) течет от клеммной пластины 181 внутренней катушки 179 вверх через центральную деталь 182 через верхнюю пластин? 183 и назад вниз через боковую пластину (из которых только пластина 184 видна на фиг.45) к верхней клеммной пластине 185. Вторая половина тока намагничивания входит в клеммную пластину 186 наружного катушечного узла 180, течет вверх через центральную деталь 187 в верхнюю пластину 188 и вниз по боковым пластинам (видна только пластина 189) в клеммную пластину 190. Внутренняя катушка 179 имеет боковые стенки 191, 192 и 193 (193 не видна на фиг. 45, она подобна боковым пластинам 194 и 195 магнита 149), которые не несут тока, их присутствие умень 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 42 шает магнитный поток утечки благодаря увеличению магнитного сопротивления линий магнитного потока утечки. Катушки на фиг. 45 соединены в каскады пайкой твердым припоем. Как показано на фиг.46, катушки 179 и 180 могут также соединяться последовательно для применений, когда желательны меньший ток и более высокое напряжение энергопитания. Для еще больших токов могут быть совмещены и соединены в параллель или последовательно более чем две катушки с использованием принципов, очерченных на фиг. 45 и 46. Кроме того, длина окна магнитного сердечника (диаметр Д на фиг. 42) может быть увеличена, тем самым увеличивается поперечное сечение соответственно увеличенного числа медных пластин (182, 185, 184, 186, 187, 190, 189). Магнитные сердечники, выполненные из сплошного ферромагнитного материала и возбуждаемые от одной катушки, как показано для магнитов 6, 101, 75, 149 и т.п., могут создавать плотности магнитного потока вдоль вертикальных поверхности боковой стенки расплавленного металла, которые слишком сильно оттесняет некоторые участки боковой стенки. В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения эта проблема решается устройством 196, которое создает три параллельные регулируемые линии магнитного потока. Фиг. 47 и 46 показывает магнит 196 соответственно на виде спереди и на виде сверху. Фиг.49 является перспективным изображением ферромагнитного сердечника магнита, состоящего из трех секций, разделенных горизонтальными воздушными промежутками. Нижняя секция состоит из дуговых частей 197, 198, 199 и ярма 200, средняя секция имеет дуговые части 201 и ярмо 202, и верхняя секция имеет дуговые части 203, 204 и яремные части 205. Торцовые поверхности 206, 207 и 208 сердечника представляют собой полюса магнита, расположенные напротив валков 1 и 2. Узел сердечника питается от одновит- * ковой катушки, которая охватывает его, за исключением полюсов 206, 207 и 208 магнита. Внутренняя половина катушки состоит из дуговых листов 209 и 210, припаянных твердым припоем к задней пластине 211. Наружная половина катушки состоит из дуговых листов 212 и 213, которые припаяны твердым припоем к дуговой пластине 214. Эти половины катуш 43 26748 ки соединены U-образными каналами 215, 216 и 217 , для обеспечения хорошего электрического контакта соединяемые поверхности посеребрены и скреплены болтами. Магнитное удерживающее поле формируется твердой водоохлаждаемой медной деталью 218 (фиг. 48), которая помещена между внутренней половиной катушки 219, напротив валков, и боковой стенкой расплавленного металла литейной машины. Деталь 218 может быть изолирована от катушки или может быть припаяна к ней твердым припоем для уменьшения потока утечки (деталь 218 на фиг.47 не показана). Чтобы разобщить магнитные потоки трех секций магнитного сердечника, сред* няя секция 207 заключена в электромагнитный экран 220, выполненный из меди. Он состоит из нижнего U-образноге канала 221, охватывающего нижнюю половину секции 201 сердечника и ярмо 202* и верхнего U-образного канала 222, который охватывает верхнюю половину секций 201 сердечника и ярмо 202. Зазоры 223 препятствуют превращению экранов в короткозамкнутый виток для магнитного потока. Магнитное давление для удержания боковой стенки расплавленного металла пропорционально квадрату плотности потока удерживающего поля. Силы элект* ромагнитного удержания могут быть отрегулированы как функция глубины ванны путем установки магнитного сопротивления путей магнитного потока сердечника как функции глубины ванны. Магнит 196 осуществляет это путем регулирования магнитного сопротивления путей магнитного потока для двух из трех секций его сердечника. В примере, показанном на фиг. 49, средняя секция магнитного сердечника требует больше ампер-витков для удержания боковой стенки, чем верхняя и нижняя секции, и поэтому определяет ток в магните. Магнитное сопротивление сред* ней секции делают по возможности малым, поддерживая воздушные зазоры между частями 201 и 202 малыми, величину оттеснения боковой стенки расплавленного металла в верхней и нижней секциях оптимизируют, повышая магнит 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 44 ное сопротивление соответствующих секций сердечника добавлением воздушных зазоров. Как показано на фиг.49, магнитное сопротивление нижней секции магнита повышается при помещении воздушных зазоров 224 и 225 в линию магнитного потока. Магнитное сопротивление верхней секции повышается воздушными зазорами 226 и 227. Ширина этих воздушных зазоров может быть постоянной или изменяться с высотой ванны для дальнейшего регулирования распределения потока. На фиг.49 в горизонтальных зазорах размещены секции 221 и 222 экранов, а вертикальные зазоры служат для регулирования магнитного сопротивления. Как показано на фиг. 50а одновитковая катушка магнита 196 может быть превращена в двухвитковую катушку путем прорезания зазора 228 вдоль ее центральной mmvm, где расположены задние пластины 211 и 214 и соединительный канал 217. Сердечник должен быть экранирован в этом месте для снижения потока утечки. Фиг.бОЬ является схемой двухвиткового режима работы. При двухвитковой катушке медная деталь 218, предназначенная для формирования поля, может быть изолирована от катушки или быть присоединена только к одной четверти витка (например, к стороне 209 ), как показано на фиг. 50а, воздушный зазор 229.разобщает два витка. Устройство работает следующим образом. Магнит 6., включающий в себя сердечник 7 с размещенными вблизи открытой стороны зазора полюсными поверх«остями 8 и 9 возбуждается течением переменного тока через обмотки катушки 10 и создает переменное магнитное поле. Магнитное поле распространяется через открытый конец зазора, наводя вихревые токи в расплавленном металле и создавая таким образом силу отталкивания, оттесняющую жидкий металл от открытой стороны зазора. Внутренний 11 и наружный 12 экраны концентрируют магнитный поток между полюсными поверхностями 8 и 9, и таким образом сводят к минимуму его утечку в пространство вокруг сердечника 7 катушки. г\ 8^92 26748 6д QPL9Z 49 18 Тип во І9. Тип 9а Тип 8Ь Тиг.9Ь ПЬ Тип 12