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LU83415A1 - Agitateur magnetique - Google Patents

Agitateur magnetique Download PDF

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Publication number
LU83415A1
LU83415A1 LU83415A LU83415A LU83415A1 LU 83415 A1 LU83415 A1 LU 83415A1 LU 83415 A LU83415 A LU 83415A LU 83415 A LU83415 A LU 83415A LU 83415 A1 LU83415 A1 LU 83415A1
Authority
LU
Luxembourg
Prior art keywords
mold
conductors
pole pieces
ferromagnetic
loops
Prior art date
Application number
LU83415A
Other languages
English (en)
Inventor
D Melford
K Whittington
Original Assignee
Ti Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ti Ltd filed Critical Ti Ltd
Publication of LU83415A1 publication Critical patent/LU83415A1/fr

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/02Use of electric or magnetic effects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Description

- 2 -
La présente invention concerne 1*agitation de métaux fondus.
En coulant des métaux, par exemple de l'acier, selon un procédé de coulée continue, l'acier fondu est versé dans un moule de cuivre refroidi à l'eau et définissant la forme de la section droite du produit à couler qui sort ensuite du fond du moule comme une billette continue. Lorsque l'acier fondu entre en contact avec le moule, il se solidifie pour former une pellicule = qui s'épaissit graduellement à mesure que la billette passe à travers le moule, jusqu'à ce qu'à l'extrémité inférieure du mou-- le, il se forme une paroi d'une épaisseur suffisante pour conte nir le noyau de la billette qui est encore fondu. Après que la billette ait quitté le moule, elle est normalement refroidie davantage par des jets d'eau, si bien que le noyau se refroidit graduellement et se solidifie à partir de sa surface extérieure jusqu'à ce que la billette entière soit solidifiée.
Si l'acier est autorisé à se solidifier dans des conditions normales, il se forme une structure non homogène dans laquelle les impuretés sont réparties d'une manière ordonnée dans la billette entière, et la structure cristalline de la billette varie aussi entre les zones extérieures, qui sont soumises à des gradients de température élevés pendant le procédé de solidification, et les zones intérieures qui sont soumises à des gradients de température relativement bas.
Afin d'obtenir une structure homogène, il est souhaita-31 ble d'agiter le métal fondu au cours du procédé de coulée entier.
Il est connu d'agiter le métal fondu dans le noyau de la billette au moyen de transducteurs électromagnétiques disposés autour de la biliett · xersqu'elle sort du moule. Toutefois, en général, ces procédas ne permettent pas d'agiter convenablement le métal dans la .'Or·- du moule et les produits fabriqués de cette façon - 3 - che". Par conséquent, il est souhaitable qu'une certaine forme d'agitation soit prévue dans la zone du moule lui-même. Des essais ont été effectués pour assurer cette agitation en disposant des transducteurs électromagnétiques autour du moule. Toutefois, à ce jour, il s'est révélé difficile de réaliser une agitation appropriée à l'intérieur du moule. La raison principale de cette situation est la conductivité électrique élevée du moule de cuivre qui atténue substantiellement le champ magnétique, mais aussi les difficultés rencontrées lors de la mise en place des transducteurs autour du moule car, pour exercer le plus grand effet, ils doivent être placés à l'intérieur de la chemise de refroidissement à l'eau du moule.
Conformément à un aspect de la présente invention, un appareil pour l'agitation du métal fondu d'un moule à sommet ouvert comprend un organe disposé au-dessus du moule, cet organe produisant un champ magnétique qui tourne autour de l'axe vertical du moule et qui pénètre dans celui-ci.
L'organe de production du champ magnétique rotatif est de préférence un transducteur électromagnétique fixe. Ce transducteur électromagnétique peut être constitué commodément d'une série de conducteurs électriques qui sont capables de faire circuler un courant élevé; ces conducteurs sont espacés au-dessus du moule, autour de son axe vertical et chacun des conducteurs est relié à une phase différente d'une alimentation en courant alternatif multiphasé, la série de conducteurs étant la même que - - la série de phases, si bien que les champs magnétiques produits par le courant passant dans les conducteurs conduit au champ magnétique tournant désiré.
Préférablement, les conducteurs électriques se composent de matières électriquement conductrices, non ferromagnétiques, par exemple lu cuivre, sous la forme de boucles fermées. Des cou - 4 - d'excitation, qui peuvent être enroulées directement sur le conducteur ou qui peuvent être couplées à celui-ci par des noyaux ferromagnétiques. Commodément, ces boucles sont constituées d'une paire d'anneaux coaxiaux qui sont raccordés ensemble par plusieurs maillons,des bobines d'excitation étant montées sur ces maillons. Les anneaux coaxiaux peuvent être dans un même plan, mais sont de préférence mis en place l'un au-dessus de l'autre, cas dans lequel l'anneau inférieur peut être formé sans inconvénient par les parois du moule lui-même.
Grâce à cette forme d'agitateur, le champ magnétique est formé symétriquement au-dessus et au-dessous des conducteurs et, par conséquent, à mesure que le métal fondu du moule est agité par le champ au-dessous des conducteurs uniquement, une partie importante du champ produit par les conducteurs n'est pas utilisée. L’efficacité des agitateurs peut en conséquence être améliorée en dotant les conducteurs de pièces polaires ferromagnétiques qui produisent une voie de flux de basse réluctance, laquelle réduit la fuite du champ magnétique au-dessus des conducteurs et concentre le champ au-dessous de ces derniers. Les pièces polaires ferromagnétiques peuvent être mises en place au-dessus des bords supérieur, extérieur et inférieur des conducteurs, les bords des conducteurs dirigés vers l'axe vertical du moule restant dégagés. Lorsque la disposition en anneaux coaxiaux des conducteurs est utilisée, seuls l'anneau supérieur et l'anneau inférieur doivent être munis nécessairement de pièces polai-- . res.
Lorsque le champ magnétique produit par le transducteur pénètre dans le métal fondu du moule par le sommet ouvert de cel’n-ci et non par les parois du moule, on observe une atténuation relativement petite du champ magnétique et des fréquences normales l· [>0 à 60 Hz peuvent donc être utilisées plutôt que les - 5 - disposés autour du moule. Typiquement, le transducteur électromagnétique est conçu de façon que, lorsque chacune des bobines d'excitation est raccordée à une phase différente d'alimentation de secteur en courant alternatif triphasé, un courant excédant 10.000 ampères pour une chute de tension d'environ 1 à 2 volts et une fréquence de 50 à 60 Hz soit induit dans les conducteurs.
: Différents aspects de la présente invention sont à pré sent décrits à titre d'exemple uniquement en se référant aux dessins ci-annexés, dans lesquels : la figure 1 est une représentation schématique d'une j forme de transducteur électromagnétique qui peut être utilisé conformément à la présente invention; la figure 2 montre le champ magnétique produit par l'anneau central le long de la ligne II-II de la figure 1, à un moment donné dans le cycle d'alimentation en courant alternatif; la figure 3 est une représentation schématique d'un appareil de coulée continue comportant un transducteur électromagnétique conforme à la présente invention; les figures 4» 5 et 6 montrent d'autres formes du transducteur électromagnétique qui peuvent être utilisées conformément à la présente invention; c la figure 7 reproduit un circuit pour transformer un courant alternatif de secteur triphasé en un courant alternatif tétraphasé utilisable en liaison avec le transducteur représenté à la figure 6; la figure 8 représente un autre procédé de couplage des bobines d'excitation aux conducteurs, lequel peut être utilisé dans l'un quelconque des exemples de réalisation représentés aux figures 3 à 6; la figure 9 est une variante de l'exemple de réalisation de la figure 5; — U — pareil de la figure 9, établie le long de la ligne II-II de celle-ci; la figure 11 est une vue similaire à celle de la figure 9 d’une autre variante de l’exemple de réalisation de la figure 5; et , la figure 12 est une vue en coupe partielle d’une va riante des exemples de réalisation des figures 9, 10 et 11.
Le transducteur électromagnétique reproduit à la figure 1 se compose d'un anneau intérieur 10 et d'un anneau extérieur 11 formés de grosses barres de cuivre, ces anneaux étant connectés mutuellement à trois endroits a, b, c et x, z respectivement par des barres de cuivre 12, 13 et 14. Des bobines d'excitation 15, 16 et 17 sont prévues sur les barres de cuivre 12, 13 et 14 et chacune de ces bobines d'excitation 15, 16 et 17 est reliée à une phase différente d'une alimentation de secteur en courant alternatif triphasé. Le passage de l'alimentation en courant de secteur par les bobines d’excitation 15, 16 et 17 induit les courants dans les barres de cuivre 12, 13 et 14 respectivement, l'intensité et la direction de ces courants dépendant de la position de l'alimentation de secteur triphasée dans le cycle. En fonction de l'intensité et de la direction des courants induits dans les barres 12, 13 et 14, les courants résultants circulent également dans au moins deux des secteurs ab, bc et ca de l'anneau interne 10 et des secteurs ^rz et zx de l'anneau exter-4 ne 11. Par exemple, on considère la situation lorsque le courant ; circulant par la bobine 15 raccordée à la première phase de l'a limentation de secteur est à un maximum et que les courants circulant par les bobines 16 et 17 connectées à la deuxième et à la troisième phase de l'alimentation de secteur respectivement sont à la moitié du maximum. Dans ces conditions, le courant induit dans la barre 12 est i et circule vers l'anneau interne 10, tan- - 7 - et s'éloignent de l'anneau 10. En raison des courants induits dans les barres 12, 13 et 14, les courants circulent dans les boucles fermées abyx et aczx, comme le montre la figure 1, mais aucun courant ne circule dans la barre bc ou %z. Les courants des secteurs ab et ac de l'anneau interne 10 sont égaux et produisent des champs magnétiques autour de ces segments, comme indiqué à la figure 2. Lorsque les courants des secteurs ab et ac sont dans la même direction, les champs magnétiques produits dans 4 l'anneau interne 10 s'annulent substantiellement; toutefois, les champs magnétiques au-dessus et au-dessous de l'anneau 10 se renforcent l'un l'autre et le champ magnétique résultant M est en substance parallèle au plan de l'anneau 10 au-dessus et au-dessous de cet anneau 10, comme indiqué par les flèches à la figure 2. Lorsque la phase de l'alimentation de secteur change, la répartition des courants dans les conducteurs se modifie et le champ magnétique M induit par ces courants tourne sur l'axe perpendiculaire au plan de l'anneau interne 10. Des champs magnétiques sont ainsi produits par les courants circulant dans l'anneau externe 11; toutefois, en pratique, ceux-ci sont espacés de la zone d'agitation et exercent peu d'effet.
Utilisé dans un appareil de coulée continue, le transducteur 9 (figure 3) décrit en se référant aux figures 1 et 2, est disposé à proximité adjacente du sommet d'un moule de cuivre 20 refroidi à l'eau et est coaxial à ce moule 20, de sorte que l'agitation a lieu autour de l'axe longitudinal du moule 20. L'anneau interne 10 a une grandeur suffisante pour faciliter 1'introduction du métal liquide 21 dans le moule à partir d'une cuve réfractaire via un ajutage en céramique 22, comme représenté à la figure 3. Le champ magnétique tournant M créé par le transducteur 9 induit un courant électrique dans le métal fondu 21 du moule 20, lequel crée à son tour un champ magnétique qui - 8 - transducteur 9. Cette action mutuelle des champs magnétiques contraint le métal fondu 21 du moule 20 à tourner avec le champ magnétique M autour de l'axe longitudinal du moule 20. Ce mouvement d'agitation contraint les impuretés plus légères de l'acier fondu 21 à se diriger par centrifugation vers le centre du moule 20 et favorise également la formation d'une structure cristalline uniforme à l'intérieur de ce moule 20.
A mesure que le champ magnétique M entre dans le moule 20 par son extrémité ouverte, la haute conductivité électrique ~ des parois de cuivre du moule 20 n'exerce aucun effet d'atténua tion sur le champ magnétique M.
L'efficacité du transducteur décrit en liaison avec les figures 1 à 3 peut être accentuée en disposant l'anneau 11 au-dessous de l'anneau 10, comme le montre la figure 4. Dans cet exemple de réalisation, le champ magnétique M produit au-dessous de l'anneau supérieur 10 et celui produit au-dessus de l'anneau inférieur 11 se renforcent l'un l'autre pour engendrer un champ magnétique relativement fort entre les anneaux 10 et 11. Grâce à cette conception de transducteur, l'anneau supérieur 10 peut être réalisé selon les mêmes dimensions que celles de l'ouverture du moule 20, si bien que cette dernière n'est pas obstruée. L'anneau inférieur 11 est légèrement plus grand que la dimension extérieur« du moule 20, de sorte que le transducteur peut être mis en place, avec l'anneau 11, autour du bord supérieur du moule 20 et l'anneau 10 peut être mis en place au-dessus de ce moule 20, mais à proximité étroite de l'anneau 11. De cette façon, on observe une pénétration maximale du champ magnétique, produit par les anneaux 10 et il, dans le moule 20.
Les transducteurs représentés aux figures 3 et 4 sont montés au-cl·: v su s du moule à proximité étroite de son sommet et 11 n'est nécessaire en aucune façon de reconcevoir le moule ou - y - lièrement appropriés à la transformation d'un appareil de coulée existant. Lorsque des nouveaux moules de coulée sont construits, le moule 20 peut être lui-même utilisé comme anneau inférieur 11, ainsi que le montre la figure 5.
Les transducteurs décrits ci-dessus se composent avantageusement d'une série de trois conducteurs qui sont excités séquentiellement au moyen d'une alimentation de secteur en courant alternatif triphasé. Ceci est particulièrement approprié aux moules à section droite circulaire, mais peut aussi être prévu * pour des moules carrés ou rectangulaires, comme représenté à la figure 5. Toutefois, en raison des quatre côtés du moule, il est possible en pratique d'adopter une disposition symétrique dans laquelle chaque paroi du moule 20 est raccordée à l'anneau supérieur 10 par une barre de cuivre 12, 13, 14 et 18, une bobine d'excitation 15, 16, 17 et 19 étant couplée à chacune des barres 12, 13, 14 et 18, comme le montre la figure 6. Dans ce cas, un courant alternatif tétraphaséplutôt que triphasé est nécessaire et 1'alimentation de secteur en courant alternatif triphasé normal peut être transformée en une alimentation tétraphasée utilisant le circuit de la figure 7.
Il est commode naturellement d'utiliser l'alimentation de secteur en courant alternatif triphasé. Toutefois, toute alimentation en courant alternatif multiphasé peut être utilisée pour une adaptation à la section droite du moule et à d'autres exigen-
S
ces de conception.
Dans l'exemple de réalisation décrit en liaison avec les figures 3 à 6, les bobines d'excitation sont enroulées directement sur les conducteurs de cuivre. Toutefois, ces conducteurs sont chauffés par la chaleur rayonnante du métal fondu et également par le courant élevé circulant dans les conducteurs; par consé:-".eut-, un risque est présent, en ce sens que les bobines - TU -
Comme représenté à la figure 8, ce problème peut être résolu en utilisant des conduits 30 dans les parties 31 au moins des conducteurs adjacentes aux bobines d'excitation 32, conduits 30 par lesquels un réfrigérant, par exemple de l'eau, peut circuler, ou les bobines 32 peuvent elles-mêmes être refroidies selon tout moyen approprié. Au surplus, le risque d'une surchauffe des bobines peut aussi être réduit en couplant les bobines 32 aux conducteurs 31 au moyen de noyaux ferromagnétiques 33, comme le montre la figure 8. Ces noyaux ferromagnétiques 33 peuvent avantageuse-: ment être fabriqués sous une forme stratifiée.
L'appareil pour la coulée continue des métaux représenté à la figure 9 comprend un moule 110 défini par quatre parois de cuivre 111 à 114 qui sont entourées normalement d'une chemise, si bien que le moule 111 peut être refroidi à l'eau.
Le moule 110 est équipé d'un agitateur électromagnétique 115 qui est mis en place au-dessus du sommet ouvert du moule 110 et qui crée un champ magnétique tournant sur l'axe vertical du moule 110 et pénétrant dans ce dernier en vue d'agiter le métal fondu qu'il contient. Ce mouvement d'agitation contraint les impuretés plus légères du métal fondu à se diriger vers le centre du moule par centrifugation et favorise également la formation d'une structure cristalline uniforme à l'intérieur du moule 110.
L'agitateur électromagnétique comprend un anneau 116 dont la section droite est identique à la périphérie du moule 110 et qui est coaxial par rapport au moule 110 et espacé au-dessus de celui-ci. Les côtés 117 à 120 de l'anneau 116 sont constitués de fortes barres de cuivre d'une section droite carrée. Les côtés 117, 118 et de l'anneau 116 sont raccordés aux parois adjacentes ni, 112 et 113 du moule 110 au moyen de maillons de cuivre 121, 122 et 123. Des bobines d'excitation 124, 125 et 126 sont enroulées :ur les maillons 121, 122 et 123 et chacune de ces bo- - 11 - alimentation de secteur à courant alternatif triphasé, la série de bobines 124, 125 et 126 étant la même que la série de phases.
Cette construction forme une série de trois boucles fermées, dont la première est définie par les parois 111 et 112 du moule 110, le maillon 122, les côtés 118 et 117 de l'anneau 116 et le maillon 121, la deuxième est définie par la paroi 113 du moule 110, le maillon 123, le côté 119 de l'anneau i16 et le maillon 122, et la troisième est définie par la paroi 114 du moule 110, le maillon 123, le côté 120 de l'anneau 116 et le maillon ; 121. Chacune des boucles est excitée par deux des bobines d'exci tation 124, 125 et 126, la première boucle par les bobines 124 et 125, la deuxième par les bobines 125 et 126 et la troisième par les bobines 126 et 124. Des courants sont induits dans les boucles par ces bobines d'excitation 124, 125 et 126 de façon à produire un champ magnétique qui tourne sur l'axe vertical du moule 110 et qui pénètre dans le métal fondu que contient le moule 110.
Le champ tournant 110 produit par l'agitateur électromagnétique 115 induit les courants de Foucault dans le métal fondu du moule 110, lesquels produisent à leur tour des champs magnétiques qui agissent mutuellement avec le champ magnétique tournant. Cette action mutuelle des champs magnétiques contraint le métal fondu du moule 110 à tourner autour de l'axe vertical de ce dernier.
Une pièce polaire commune, conçue sous la forme d'un anneau 121 et se composant d'une matière ferromagnétique, est montée sur la surface supérieure de l'anneau 116 et trois autres pièces polaires 128, 129 et 130, constituées d'une matière ferromagnétique, sont montées sur la surface inférieure de l'anneau 116 entre celui-ci et le sommet du moule 110. Les pièces polaires 128, 1:"' et 130 sont connectées à l'anneau 127 par des plaques ferromagnétiques 131 a 134, qui reposent sur les surfaces extériei ces polaires 128, 129 et 130 peuvent être fabriquées comme une seule plaque, les entrefers entre les pièces polaires 128, 129 et 130 étant remplis par des pièces d’insertion 135, 136 et 137, qui se composent d'une matière non ferromagnétique, par exemple de l'acier inoxydable. Par ce moyen, une surface continue est prévue sur la surface intérieure de l'agitateur, laquelle empêche les éclaboussures de métal fondu d'être emprisonnées dans les entrefers qui subsisteraient par ailleurs entre les pièces polaires 128, 129 et 130. Pour ce but également, on remplit aussi les en-; trefers entre l'anneau 127, l'anneau 116, les pièces polaires 128, 129 et 130 et le sommet du moule 110.
L'anneau ferromagnétique 127, les pièces polaires 128, 129 et 130 et les plaques 131 à 134 déterminent une voie de flux de basse réluctance qui réduit la fuite du champ magnétique au-dessus du sommet de l'anneau 116 et qui concentre le champ magnétique au-dessous de l'anneau 116. La disposition des pièces polaires 128, 129 et 130 contraint aussi le champ à pénétrer dans le moule 110 dans une plus grande mesure. En utilisant cette variante, on apporte des améliorations consistant en une augmentation de l'ordre de 50% de la pénétration du champ dans le moule 110.
Bien que l'agitateur électromagnétique 115 décrit ci-dessus comprenne une série de trois boucles, on a constaté que l'efficacité de l'agitateur était améliorée en adoptant une disposition symétrique des pièces polaires 140 à 143 entre l’anneau de cuivre 116 et le sommet du moule 110. Ces pièces polaires 140 à 143 peuvent de nouveau être fabriquées sous la forme d'un anneau continu 144, des pièces d'insertion non ferromagnétiques 145 à 148 étant insérées entre les pièces polaires 140 à 143, comme le montre la figure 12.
L'effet des pièces polaires ferromagnétiques peut aussi
* -, »»Al.;--A Ω - V.-..-! mi -, v, +- λ π Q -t- 1 α ο ΤΊ Ί ÛPO O H C» ΐ ί-,νΐι'·’ +H
- ίο- ferromagnétiques 131 à 134 sous une forme stratifiée, comme le montre la figure 11. Les bords dénudés des plis 150 de ces pièces polaires stratifiées peuvent être protégés contre les éclaboussures du métal fondu au moyen de plaques de cuivre 151 en U, qui se composent d’une matière non ferromagnétique, par exemple, de l’acier inoxydable.
Bien que la présente invention ait été décrite en liaison avec la coulée continue de métaux, elle peut être utilisée en général pour agiter un métal fondu dans tout type de moule. Au sur-- plus, bien que les transducteurs décrits soient particulièrement utiles pour agiter des métaux fondus dans des récipients ouverts dont les parois sont constituées de matériaux d’une haute conductivité électrique, ce qui atténue considérablement le champ magnétique passant à travers celles-ci,ils peuvent aussi être utilisés pour agiter des métaux fondus dans des récipients ouverts ou fermés se composant de matériaux d'une faible conductivité non électrique.
Diverses modifications peuvent être apportées aux exemples de réalisation décrits ci-dessus sans s'écarter de l'esprit de l’invention. Par exemple, dans l'un quelconque des exemples de réalisation où on mentionne que les bobines d'excitation sont enroulées directement sur les conducteurs de cuivre, il est nécessaire de prévoir l'isolation adéquate et les bobines sont aussi préférablement enroulées sur un noyau ferromagnétique convenablement formé, par exemple, d'une forme toroïdale.
Lorsque quatre conducteurs 12, 13, 14 et 18 sont utilisés comme à la figure 6, une autre conception de l'alimentation tétra-phasée de la figure 7 peut être utilisée, en ce sens que les bobines 15 et >6 sont reliées à la même phase d'une alimentation triphasée, 1 ? bobine 15 étant raccordée en sens inverse à la bobine 16. Pareillement, les bobines 17 et 19 sont connectées en ____- ^ — ----- -.1- « ^ j ---4.—^ — -.u Λ ^ n 4
• I
tation triphasée.
Le dispositif représenté aux figures 5 et 6, où le moule est utilisé lui-même comme un anneau inférieur, peut aussi être employé sur des moules existants où il est commode d'agir de cetti façon.
A la figure 5 ou 6, les barres de cuivre 12, 13, 14 et 18 peuvent être raccordées depuis les coins du moule 20 jusqu’aux coins correspondants de l'anneau 16 ou jusqu'aux côtés de l'anneau 10.
: Dans certains exemples de réalisation, il peut être avan tageux de prévoir plus d'une bobine d'excitation 15, 16, 17 ou 18 par phase. Dans une disposition de ce type pour une alimentation triphasée, six ou neuf bobines, chacune sur une barre de cuivre correspondante, sont disposées autour du moule 20 et de l'anneau 10, la première, la quatrième, etc. bobine étant connectées à la première phase, la deuxième, la cinquième, etc. bobine étant raccordées à la deuxième phase et la troisième, sixième, etc. bobine étant raccordées à la troisième phase. Cette disposition peut être avantageuse pour une agitation dans un moule rectangulaire allongé, par exemple, du type utilisé pour la coulée continue de brames, où plus d'un ajutage céramique 22 sont mis en place le long de la ligne centrale longitudinale du moule dans une zone de vitesse d'agitation relativement petite pour réduire l'érosion des ajutages 22.

Claims (25)

1. Appareil pour agiter un métal fondu dans un moule à sommet ouvert, caractérisé par un organe (9; 115) mis en place au-dessus du moule (20; 110) et produisant un champ magnétique (M) qui tourne autour de l'axe vertical du moule (20; 110) et qui pénètre dans le moule (20; 110).
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’organe (9; 115) pour produire un champ magnétique (M) comprend un transducteur électromagnétique fixe.
3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le transducteur électromagnétique comprend une série de conducteurs électriques (10 à 14; 116 à 123) qui sont à même de faire circuler un courant élevé, ces conducteurs étant espacés au-dessus du moule (20; 110) autour de son axe vertical et chacun de ces conducteurs étant connecté à une phase différente d'une alimentation en courant alternatif multiphasé (15 à 17î 124 à 126), la série de conducteurs étant la même que la série de phases, de sorte que les champs magnétiques produits par les courants passant par les conducteurs conduisent au champ magnétique tournant désiré (m).
4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les pièces polaires ferromagnétiques (127 à 130) sont associées aux conducteurs (117 à 120) pour prévoir une voie de flux de basse réluctance qui réduit la fuite du champ magnétique (m) au-dessus des conducteurs (117 à 120) et qui concentre le champ au-dessous de ces conducteurs (117 à 120).
5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les conducteurs électriques sont sous la forme de boucles fermées constituées de barres(117 à 123) se composant d'une matière électriquement conductrice, non ferromagnétique, des bobines d'excitation (124 à 126) éteint prévues ftAirn n v>Hm Hoc r«rtiiY»avi+*o al ;at"ï Pc Hanc r*oc Kr^noTiac. - 10 -
6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une seule pièce polaire commune ferromagnétique (127), associée à toutes les boucles fermées du transducteur (115) est mise en place au-dessus des conducteurs (117 à 120) formant les boucles et en ce qu'une série de pièces polaires individuelles (128 à 130), chacune associée à une boucle différente de l'ensemble des boucles, sont mises en place au-dessous des conducteurs (117 à 120. formant les boucles, cette série de pièces polaires individuelles (128 à 130) étant connectée à la pièce polaire commune - (127) au moyen de plaques ferromagnétiques (131 à 134) qui sont mises en place à proximité adjacente du bord extérieur des conducteurs (117 à 120).
7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les pièces polaires individuelles (128 à 130) sont fabriquées sous la forme d'une simple plaque, les pièces polaires (128 à 130) étant séparées l'une de l'autre par des pièces d'insertion non ferromagnétiques (135 à 137).
8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les pièces d'insertion non ferromagnétiques (135 à 137) se composent d'acier inoxydable.
9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que plusieurs pièces polaires individuelles (142, 143) sont associées à une ou plusieurs boucles, de sorte que les pièces polaires (140 à 143) peuvent être mises en place symétriquement au moule (110) quelle que soit la disposition des boucles par rapport au moule.
10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le transducteur électromagnétique (119) se compose d'une paire d'anneaux coaxiaux (ήο, 1i6) connectés mutuellement par trois ou plusieurs maillons (121 à 123) pour former une série de boucles fermées, chaque maillon (121 à \. _ . V , , , _ . ·..· S .A/-\ i / -
11. Appareil selon la revendication 10, en considérant l’une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les deux anneaux (10, 11) se situent dans un même plan et en ce que les pièces polaires ferromagnétiques sont associées aux parties des boucles formant l’anneau intérieur (10).
12. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les anneaux (10, 11) sont mis en place l’un au-dessus de 1'autre.
13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ; ce que l'anneau supérieur (10) du transducteur électromagnétique est mis en place légèrement au-dessus du sommet du moule (20) et en ce que l'anneau inférieur (11) entoure le bord supérieur du moule.
14. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'anneau inférieur (11) du transducteur électromagnétique est formé par les parois du moule (20).
15. Appareil selon l’une quelconque des revendications 12 à 14» en considérant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les pièces polaires individuelles (128 à 130) sont mises en place entre les deux anneaux (110, 116).
16. Appareil selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que l'anneau intérieur ou supérieur (10) a en substance la même forme que le sommet ouvert du moule (20).
17. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4, 6 à 9 et 11 à 15, caractérisé en ce que les pièces polaires te ferromagnétiques (127 à 130) ont une forme stratifiée. 1f·. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que les bords dénudés des plis (150) des pièces polaires stratifiées (127 à 130) sont recouverts par des plaques (151 ) de matière non ferromagnétique. - 18 - ce que les plaques de couverture ( 151 ) se composent d’acier inoxydable.
20. Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 19» caractérisé en ce que les conducteurs électriques (116 à 122) se composent de cuivre.
21. Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 20, caractérisé en ce que les conducteurs électriques (10 à 14) sont refroidis.
22. Appareil selon la revendication 21, caractérisé en ce que les conducteurs électriques (12 à 14) sont munis de conduits (30) par lesquels un réfrigérant peut être mis en circulation.
23. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 22, caractérisé en ce que chaque bobine d'excitation (15 à 17. est enroulée autour de son conducteur électrique associé (12 à 14).
24. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 22, caractérisé en ce que les bobines d'excitation (15 à 17) sont couplées aux conducteurs au moyen de noyaux ferromagnétiques (33).
25. Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 24, caractérisé en ce que l'alimentation en courant alternatif multiphasé a une fréquence de l'ordre de 50 à 60 Hz.
26. Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 a 25, caractérisé en ce que le courant des conducteurs (10 à = 14; 116 à 123) est au moins de 10.000 ampères pour une chute de tension d'environ 1 ou 2 volts.
27. Appareil de coulée continue, caractérisé par un moule (20: 110) et un agitateur (9; 115) selon l'une quelconque des revendications l à 26, mis en place au-dessus du moule (20; 110), cet agitateur étant conçu pour produire un champ magnétique (M)
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