DE19954452A1

DE19954452A1 - Process for setting the force density during inductive stirring and conveying and inductors for inductive stirring and conveying electrically conductive liquids

Info

Publication number: DE19954452A1
Application number: DE1999154452
Authority: DE
Inventors: Robert Juergens; Klaus Schwerdtfeger; Ovidiu Pesteanu
Original assignee: Elotherm GmbH
Current assignee: SMS Elotherm GmbH
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2001-06-13
Also published as: WO2001036130A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Kraftdichte beim induktiven Rühren und Fördern elektrisch leitender Flüssigkeiten sowie Induktoren zum induktiven Rühren und Fördern elektrisch leitender Flüssigkeiten, welche auf verbesserte Weise die Einstellung der Kraftdichte beim induktiven Rühren und Fördern elektrisch leitender Flüssigkeiten ermöglichen. Nach einer ersten Variante der Erfindung wird dies durch den Einsatz einer Vorrichtug erreicht, die einen Induktor mit mindestens zwei magnetisch nicht gekoppelten Wicklungen (U1-Z1; U2-Z2) auf einem gemeinsamen Blechpaket (B) aufweist, bei dem für das Rühren oder Fördern von den mindestens zwei Wicklungen erzeugte Magnetfelder entsprechend einer gewünschten Kraftdichteverteilung aufeinander abgestimmt separat eingestellt werden durch Variation der Parameter des in die jeweilige Wicklung eingespeisten Stroms.The invention relates to a method for adjusting the force density during inductive stirring and conveying electrically conductive liquids and inductors for inductive stirring and conveying electrically conductive liquids, which enable the force density during inductive stirring and conveying electrically conductive liquids to be improved. According to a first variant of the invention, this is achieved by the use of a device which has an inductor with at least two magnetically uncoupled windings (U1-Z1; U2-Z2) on a common laminated core (B), for which stirring or conveying is carried out Magnetic fields generated by the at least two windings can be adjusted separately according to a desired force density distribution and adjusted separately by varying the parameters of the current fed into the respective winding.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Einstellung der Kraftdichte beim induktiven Rühren und Fördern elektrisch leitender Flüssigkeiten sowie Induktoren zum induktiven Rühren und Fördern elektrisch leitender Flüssigkeiten.The invention relates to methods for adjusting the Force density during inductive stirring and conveying electrically conductive liquids and inductors for inductive Stir and convey electrically conductive liquids.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind aus der Praxis für einer Vielzahl von Anwendungsbereichen bekannt. So wird induktives Rühren beispielsweise beim Stranggießen von Stählen mit oder ohne Tauchrohrbetrieb eingesetzt oder in Lichtbogenöfen für Stahlschmelzen. Induktives Fördern wird zum Transport von flüssigen Metallen mit geneigten Induktions-Förderrinnen verwendet.Such methods and devices are from practice known for a variety of applications. So will inductive stirring, for example in the continuous casting of Steels used with or without dip tube operation or in Arc furnaces for molten steel. Inductive conveying for the transport of liquid metals with inclined Induction conveyor troughs used.

Die elektrisch leitenden Flüssigkeiten befinden sich dabei jeweils in einer erstarrten Außenschale, einem Gehäuse oder einer Förderrinne, die sich in dem Einflußbereich eines Induktors befinden. Der Induktor erzeugt mittels stromdurchflossener, in die Nuten eines Blechpakets eingebetteter Spulen in der Flüssigkeit ein Magnetfeld. Es kann sich dabei um ein Drehfeld handeln, wenn die Spulen um das Gehäuse herum mit Spulenebenen parallel zur Achse des Gehäuses angeordnet sind, oder um ein Wanderfeld, wenn die Spulenebenen entweder parallel zur Ebene der Rinne angeordnet sind oder normal zur Gehäuseachse liegen, beispielsweise wenn die Spulen um das Gehäuse gewickelt sind. Die durch das Magnetfeld auf die Flüssigkeit einwirkenden Kräfte bewirken dann je nach Spulenanordnung eine Rotationsbewegung der Flüssigkeit um die Gehäuseachse oder eine Translationsbewegung in Richtung der Rinnenebene oder der Gehäuseachse. Die Einstellung der Kraftdichte kann über eine Variation der Frequenz oder der Amplitude des Stroms, der in die Spulen eingespeist wird, erfolgen. Von Bedeutung ist dabei zum einen die resultierende Geschwindigkeit der elektrisch leitenden Flüssigkeit und zum anderen die Dicke des Randbereiches der Flüssigkeit, in dem die Kraftdichte eine Wirkung hervorruft.The electrically conductive liquids are there each in a solidified outer shell, a housing or a conveyor trough, which is in the sphere of influence of a Inductor. The inductor generates by means of current-carrying, in the grooves of a laminated core embedded coils in the liquid a magnetic field. It can be a rotating field if the coils around the case around with coil planes parallel to the axis of the Housing are arranged, or around a hiking field if the Coil planes either parallel to the channel plane are arranged or are normal to the housing axis, for example when the coils are wrapped around the housing are. The magnetic field on the liquid acting forces then depending on the coil arrangement a rotational movement of the liquid around the housing axis or a translational movement in the direction of the channel plane or the housing axis. The adjustment of the force density can by varying the frequency or the amplitude of the Current that is fed into the coils take place. Of The meaning is the resulting one Speed of the electrically conductive liquid and to others the thickness of the edge region of the liquid in which the force density has an effect.

Zur Erzielung eines optimalen Ergebnisses existieren für verschiedene Anwendungen unterschiedliche Anforderungen an die Bewegungen in den einzelnen Bereichen der elektrisch leitenden Flüssigkeit und somit an die Kraftdichteverteilung durch das erzeugte Magnetfeld.To achieve an optimal result exist for different applications have different requirements the movements in the individual areas of electrical conductive liquid and thus to the force density distribution through the generated magnetic field.

So erfordert das Stranggießen von Stählen mit Tauchrohrbetrieb, daß beim induktiven Rühren des Flüssigkerns die Rührintensität im Bereich des Badspiegels begrenzt ist, damit das Abdeckpulver nicht in die Schmelze eingerührt wird und der Verschleiß des Tauchrohrs gering gehalten wird. In "von Starck, A., Gerbig, H.-E.: Zum Stand des elektromagnetischen Rührens von Stahlstrangguß, elektrowärme international 50 (1992) G4, S. B317-B321" wird zu diesem Zweck vorgeschlagen, den Rührinduktor gegenüber der Kokille nach unten zu verschieben. Hierdurch wird jedoch das schnelle Abkühlen des flüssigen Stahls innerhalb der Kokille beeinträchtigt.For example, the continuous casting of steels with dip tube operation requires that the stirring intensity in the area of the bath level is limited during inductive stirring of the liquid core, so that the covering powder is not stirred into the melt and the wear of the dip tube is kept low. In "von Starck, A., Gerbig, H.-E .: On the state of electromagnetic stirring of continuous steel casting, elektrowärme international 50 ( 1992 ) G4, pp. B317-B321" it is proposed for this purpose to add the stirring inductor to the mold to move down. However, this affects the rapid cooling of the liquid steel inside the mold.

Das induktive Rühren in Lichtbogenöfen für Stahlschmelzen geht einher mit einem Verschleiß der feuerfesten Zustellung durch die Badbewegung ("Elektrowärme, Theorie und Praxis. Herausgegeben von der Union Internationale d'Electrothermie (UIE) Paris. Essen: Verlag W. Girardet, 1974"), der ebenfalls möglichst gering gehalten werden sollte.Inductive stirring in electric arc furnaces for molten steel goes hand in hand with wear of the refractory lining through the bath movement ("electric heating, theory and practice. Published by the Union Internationale d'Electrothermie (UIE) Paris. Essen: Verlag W. Girardet, 1974 "), the should also be kept as low as possible.

Bei dem in "von Starck, A: Das Eldomet-Verfahren: Induktives Fördern und Dosieren flüssiger Metalle, elektrowärme international 28 (1970) Heft 4, S. 207-212" beschriebenen Transport von flüssigen Metallen mit geneigten Induktions- Förderrinnen stellt sich eine ungleichmäßige, nachteilige Geschwindigkeitsverteilung im Rinnenquerschnitt ein: In der Mitte fließt das Flüssigmetall bergauf und an den beiden seitlichen inneren Rinnenwänden bergab ("Pesteanu, O.: Simulation of Turbulent Molten Metal Flow in Electromagnetic Field. Fortschr.-Ber. VDI, Reihe 7, Nr. 237, Düsseldorf: VDI-Verlag, 1994"). Die Geschwindigkeit im Mittenbereich ist dabei bei Rinnen mit größeren Steigungswinkeln größer. Der maximal zulässige Steigungswinkel beträgt ungefähr 18°, da oberhalb dieses Winkels die Mittengeschwindigkeit mit über 1,5 m/s zu groß wird. Somit müssen in Gießereien verhältnismäßig lange Förderrinnen verwendet werden, die maximal mit 18° geneigt sind. Eine ähnliche Geschwindigkeitsverteilung und damit ein ähnliches Problem tritt auch im Kanalquerschnitt von Induktionspumpen auf, da auch bei diesen die elektromagnetische Förderkraftdichte in der Kanalmitte den größten Wert hat und an den seitlichen Rändern null ist.The transport of liquid metals with inclined induction conveyor troughs described in "from Starck, A: The Eldomet process: inductive conveying and dosing of liquid metals, electrothermal international 28 ( 1970 ) Issue 4, pp. 207-212" results in an uneven , disadvantageous speed distribution in the channel cross-section: in the middle the liquid metal flows uphill and down the two inner side channel walls ("Pesteanu, O .: Simulation of Turbulent Molten Metal Flow in Electromagnetic Field. Progr.-Ber. VDI, row 7 , no 237, Düsseldorf: VDI-Verlag, 1994 "). The speed in the center area is higher for channels with larger pitch angles. The maximum permissible gradient angle is approximately 18 °, because above this angle the center speed becomes too high with over 1.5 m / s. This means that relatively long conveyor troughs with a maximum inclination of 18 ° must be used in foundries. A similar speed distribution and thus a similar problem also occurs in the cross-section of the induction pump, since the electromagnetic delivery force density in the center of the duct has the greatest value and is zero at the lateral edges.

Für elektrisch leitende Flüssigkeiten, insbesondere für metallische Schmelzen, ist aus der DE 35 27 387 A1 ein Rühr- bzw. Förderverfahren mit zwei oder mehreren elektromagnetischen Feldern bekannt, die eine unterschiedliche Polteilung oder Polpaarzahl haben und sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in unterschiedlicher Richtung bewegen. Um dies zu erreichen, wird die Rühr- oder Fördereinrichtung mit einem Drehstrom betrieben, der sich aus Überlagerung von Drehströmen mit unterschiedlicher Frequenz und unterschiedlicher Drehrichtung ergibt. Gemäß "Spitzer, K.-H., Reiter, G., Schwerdtfeger, K.: Volume Force Design in Liquid Metals by Multifrequency Electromagnetic Stirring. Int. Symposium on Electromagnetic Processing of Materials, Nagoya, Japan 1994, Proc., S. 178-183" werden hierbei zum Speisen eines zweipoligen Induktors mit drei Strömen zwei symmetrische dreiphasige Systeme mit verschiedenen Frequenzen, z. B. 20 und 600 Hz, überlagert. Bei dieser Mehrfrequenz-Speisung ist es jedoch erforderlich, einen speziellen Umformer zu verwenden. Außerdem kann beim Rühren des flüssigen Kerns von Stahlsträngen die höhere, verhältnismäßig große Frequenz, z. B. 600 Hz, das unmagnetische Stahlgehäuse des Rührers, die Kupferkokille und die erstarrte Strangschale praktisch nicht durchdringen. Zusätzlich führt sie zu großen Eisenverlusten im Induktor.For electrically conductive liquids, in particular for metallic melts, DE 35 27 387 A1 discloses a stirring or conveying method with two or more electromagnetic fields which have a different pole pitch or number of pole pairs and move in different directions at different speeds. In order to achieve this, the stirring or conveying device is operated with a three-phase current which results from the superimposition of three-phase currents with different frequencies and different directions of rotation. According to "Spitzer, K.-H., Reiter, G., Schwerdtfeger, K .: Volume Force Design in Liquid Metals by Multifrequency Electromagnetic Stirring. Int. Symposium on Electromagnetic Processing of Materials, Nagoya, Japan 1994 , Proc., S. 178-183 "are used here to feed a two-pole inductor with three currents two symmetrical three-phase systems with different frequencies, eg. B. 20 and 600 Hz, superimposed. With this multi-frequency supply, however, it is necessary to use a special converter. In addition, when stirring the liquid core of steel strands, the higher, relatively large frequency, e.g. B. 600 Hz, the non-magnetic steel housing of the stirrer, the copper mold and the solidified strand shell practically do not penetrate. In addition, it leads to large iron losses in the inductor.

Auf dem Gebiet des Stranggießens wurde zur Strömungsregelung im Bereich der freien Oberfläche in "Beitelman, L., Mulcahy, J. A.: Flow Control in the Meniscus of Continuous Casting Mold with an Auxiliary A. C. Magnetic Field. Int. Symposium an Electromagnetic Processing of Materials, Nagoya, Japan 1994, Proc., S. 235-241" bzw. "Ohsaki, H., Henneberger, G.: Numerische Berechnung des elektromagnetischen Linearfeldrührens in der Kokille eiener Stahlstranggießanlage, elektrowärme international 51 (1993) B4, S. B167-B174" vorgeschlagen, über dem Hauptrührer einen zweiten Rührinduktor mit gegenläufig oder gleichgerichtet wirkendem magnetischen Dreh- oder Wanderfeld einzusetzen. Ausführliche industrielle Untersuchungen ("Kunstreich, S., Nove, M. C., Yves, D., Courths, W., Korte, E.: In Mold Double Stirring System in Continuous Casting: Effect of Two Conter Rotating Magnetic Fields. Electromagnetic Processing of Materials Int. Congress, Paris 1997, Proc. Vol. 2, S. 355- 365") zeigten jedoch, daß bei Bremsung der horizontalen Strömung aufgrund der starken vertikalen Nebenströmungen eine hohe Instabilität der freien Oberfläche auftritt, und daß sich die Innenqualität des Knüppelstrangs infolge der verringerten Abkühlung des Flüssigstahls in der Kokille verschlechtert.In the field of continuous casting, flow control in the area of the free surface in "Beitelman, L., Mulcahy, JA: Flow Control in the Meniscus of Continuous Casting Mold with an Auxiliary AC Magnetic Field. Int. Symposium on Electromagnetic Processing of Materials, Nagoya , Japan 1994 , Proc., Pp. 235-241 "or" Ohsaki, H., Henneberger, G .: Numerical calculation of electromagnetic linear field stirring in the mold of a steel continuous caster, electrowarming international 51 ( 1993 ) B4, pp. B167-B174 "proposed to use a second stirring inductor with an opposing or rectified magnetic rotating or traveling field above the main stirrer. Extensive industrial studies ("Kunstreich, S., Nove, MC, Yves, D., Courths, W., Korte, E .: In Mold Double Stirring System in Continuous Casting: Effect of Two Conter Rotating Magnetic Fields. Electromagnetic Processing of Materials Int. Congress, Paris 1997 , Proc. Vol. 2, pp. 355-365 "), however, showed that when the horizontal flow is braked, a high instability of the free surface occurs due to the strong vertical side flows, and that the internal quality of the billet strand is consequent the reduced cooling of the molten steel in the mold deteriorates.

Insgesamt wird ersichtlich, daß bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen die Kraftdichteverteilung in den Flüssigkeiten noch nicht optimal den Erfordernissen entsprechend einstellbar sind.Overall, it can be seen that in the known methods and devices the force density distribution in the Liquids not yet optimally meet the requirements are adjustable accordingly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verbesserte Verfahren zur Einstellung der Kraftdichte beim induktiven Rühren und Fördern elektrische leitender Flüssigkeiten und Induktoren zum induktiven Rühren und Fördern elektrisch leitender Flüssigkeiten mit verbesserter Einstellbarkeit der Kraftdichte zur Verfügung zu stellen.The invention has for its object improved Method for setting the force density in the inductive Stirring and conveying electrically conductive liquids and Inductors for inductive stirring and conveying electrically conductive liquids with improved adjustability of the To provide force density.

Die Aufgabe wird nach einer ersten Variante zum einen gelöst durch ein Verfahren zur Einstellung der Kraftdichte beim induktiven Rühren oder Fördern elektrisch leitender Flüssigkeiten mittels einer Vorrichtung, die einen Induktor mit mindestens zwei magnetisch nicht gekoppelten Wicklungen auf einem gemeinsamen Blechpaket aufweist, bei dem für das Rühren oder Fördern von den mindestens zwei Wicklungen erzeugte Magnetfelder entsprechend einer gewünschten Kraftdichteverteilung aufeinander abgestimmt separat eingestellt werden durch Variation der Parameter des in die jeweilige Wicklung eingespeisten Stroms.The task is solved on the one hand according to a first variant by a procedure for adjusting the force density at inductive stirring or conveying electrically conductive Liquids using a device that has an inductor with at least two magnetically uncoupled windings has on a common laminated core, in which for Stir or convey the at least two windings generated magnetic fields according to a desired one Force density distribution coordinated separately can be adjusted by varying the parameters of the respective winding of current fed.

Nach der ersten Variante wird die Aufgabe zum anderen durch einen Induktor einer Vorrichtung zum induktiven Rühren und Fördern elektrisch leitender Flüssigkeiten in einem Gehäuse gelöst, der ein Blechpaket umfaßt, wobei auf dem Blechpaket mindestens zwei magnetisch nicht gekoppelter Wicklungen zum Erzeugen von das Rühren oder Fördern bewirkenden Magnetfeldern angebracht sind, deren Polpaarzahlenverhältnis oder Polteilungslängenverhältnis eine gerade Zahl oder der Umkehrwert einer geraden Zahl ist.According to the first variant, the task is followed by another an inductor of a device for inductive stirring and Pumping electrically conductive liquids in a housing solved, which comprises a laminated core, being on the laminated core at least two magnetically uncoupled windings for Generate stirring or conveying effects Magnetic fields are attached, their polar pair number ratio or pole pitch length ratio is an even number or Reverse value of an even number.

Nach einer zweiten Variante der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Einstellung der Kraftdichte beim induktiven Rühren und Fördern elektrisch leitender Flüssigkeiten mittels eines magnetischen Dreh- oder Wanderfeldes gelöst, bei dem die Kraftdichteanteile der Grundwelle und der Oberwellen des Magnetfeldes aufeinander abgestimmt geregelt werden.According to a second variant of the invention, the task by a procedure for adjusting the force density at inductive stirring and conveying electrically conductive Liquids by means of a magnetic rotary or Wanderfeldes solved, in which the force density shares of Fundamental wave and the harmonics of the magnetic field on each other be coordinated.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe gemäß der zweiten Variante beispielsweise durch einen Induktor einer Vorrichtung zum induktiven Rühren und Fördern elektrisch leitender Flüssigkeiten gelöst, der eine gerade Anzahl fortlaufend numerierter Spulen aufweist, wobei die Spulen mit geraden Ordnungszahlen und die Spulen mit ungeraden Ordnungszahlen jeweils dreisträngig mit zwei symmetrischen Drehströmen unterschiedlich einstellbarer Amplituden speisbar sind.With regard to the device, the task according to the second variant, for example by an inductor Device for inductive stirring and conveying electrically conductive liquids dissolved, which is an even number has consecutively numbered coils, the coils with even atomic numbers and the coils with odd Ordinal numbers each have three strands with two symmetrical ones Three-phase currents of differently adjustable amplitudes are feedable.

Schließlich wird die Aufgabe gemäß einer dritten Variante der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur Einstellung der Kraftdichte beim induktiven Rühren oder Fördern elektrisch leitender Flüssigkeiten mittels einer Vorrichtung, die einen Induktor mit mindestens einer polumschaltbaren Wicklung umfaßt, das die folgenden Schritte umfaßt:
Finally, according to a third variant of the invention, the object is achieved by a method for adjusting the force density during inductive stirring or conveying electrically conductive liquids by means of a device which comprises an inductor with at least one pole-changing winding, which comprises the following steps:

- periodically switching the at least one pole-changing winding of the inductor;
- repeated change of the pole pair number Mains feed time for setting a desired one time average of the generated Force density distribution.

Der gemeinsame, in den verschiedenen Varianten verwirklichte Grundgedanke der Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß in einer elektrisch leitenden Flüssigkeit Magnetfelder mit unterschiedlichen Verteilungen der Kraftdichte und unterschiedlichen Wirkrichtungen erzeugt werden können. Insbesondere haben Magnetfelder mit verschiedenen Polpaarzahlen p bzw. Polteilungslängen τ eine unterschiedliche Verteilung der Kraftdichte in der Flüssigkeit. Je größer die Polpaarzahl bzw. je kleiner die Polteilungslänge ist, desto geringer ist die Eindringtiefe in die Flüssigkeit. Beim Rotationsrühren wird also mit der Polpaarzahl bzw. der Polteilungslänge die Dicke des äußeren Randbereichs, in dem die Kraft wirkt, und beim Linearrühren und Fördern die Dicke der induktornächsten Schmelzenschicht festgelegt, in der die Kraft wirkt. Sind dabei mindestens zwei Magnetfelder unabhängig voneinander einstellbar, so kann durch Überlagerung der Magnetfelder ein auf die jeweiligen Erfordernisse abgestimmtes Gesamtfeld erzeugt werden.The common one, realized in different variants The basic idea of the invention is based on the knowledge that in an electrically conductive liquid with magnetic fields different distributions of force density and different directions of action can be generated. In particular, have magnetic fields with different Number of pole pairs p or pole pitch lengths τ one different distribution of force density in the Liquid. The larger the number of pole pairs or the smaller the Pole pitch length, the shallower the depth of penetration into the liquid. So when rotating, the Number of pole pairs or the pole pitch length the thickness of the outer Edge area in which the force acts and when stirring linearly and promote the thickness of the melt layer closest to the inductor in which the force works. Are at least there two magnetic fields independently adjustable, see above can be superimposed on the magnetic fields overall field tailored to the respective requirements become.

Gemäß der ersten Variante der Erfindung werden von einem Induktor, der mit mehreren Wicklungen versehen ist, mehrere überlagerte Magnetfelder erzeugt. Da die Wicklungen magnetisch nicht gekoppelt sein sollen, können die erzeugten Kraftdichten unabhängig voneinander eingestellt werden. Die magnetische Unabhängigkeit der Wicklungen wird dadurch erreicht, daß das Verhältnis der Polpaarzahlen der verschiedenen Wicklungen eine gerade Zahl bzw. der Umkehrwert einer geraden Zahl ist, da in diesem Fall der von einer Wicklung erzeugte magnetische Fluß in einem Strang einer anderen Wicklung null ist. Die Wicklungen werden mehr- oder einphasig mit derselben oder mit verschiedenen Frequenzen oder mit Gleichstrom gespeist. Für eine Speisung mit verschiedenen Frequenzen können gewöhnliche Umformer eingesetzt werden, da keine Beeinflussung zwischen den Umformern durch die Wicklungen gegeneinander erscheint. Die Windungszahlen und Leiterquerschnitte der nicht gekoppelten Wicklungen können optimal für die entsprechenden Polpaarzahlen bzw. Polteilungslängen, Speisespannungen und Frequenzen ausgelegt werden.According to the first variant of the invention, one Inductor, which is provided with several windings, several superimposed magnetic fields generated. Because the windings the generated should not be magnetically coupled Force densities can be set independently. The This makes the magnetic independence of the windings achieved that the ratio of the pole pair numbers of the different windings an even number or the Inverse value of an even number is, because in this case that of a magnetic flux generated in a winding in a strand another winding is zero. The windings are or single phase with the same or with different Frequencies or fed with direct current. For a feed with different frequencies can ordinary converters be used since there is no interference between the Transformers appear against each other through the windings. The Number of turns and conductor cross-sections of the non-coupled Windings can be optimal for the corresponding Number of pole pairs or pole pitch lengths, supply voltages and Frequencies are designed.

In der zweiten Variante erfolgt die Einstellung der Kraftdichteverteilung durch die Einstellung der Grundwelle und der Oberwellen eines Magnetfeldes, das zum Rühren oder Fördern elektrisch leitender Flüssigkeiten eingesetzt wird. Eine Mehrphasenwicklung erzeugt ein Magnetfeld, welches sich aus einer Grundwelle und aus mit- und gegenläufigen Oberwellen zusammensetzt. Da die Grundwelle und die Oberwellen unterschiedliche Polteilungslängen aufweisen, haben sie außerdem verschieden weite Einflußbereiche in der Flüssigkeit. Die Grundwelle mit der höheren Polteilungslänge dringt bei gleicher Amplitude weiter in die Flüssigkeit ein. Bei entsprechender Abstimmung von Grundwelle und Oberwellen aufeinander kann somit die Kraftdichteverteilung in der elektrisch leitenden Flüssigkeit je nach Bedarf eingestellt werden.In the second variant, the Force density distribution by adjusting the fundamental wave and the harmonics of a magnetic field used for stirring or Conveying electrically conductive liquids is used. A multi-phase winding generates a magnetic field, which is from a fundamental wave and from co-rotating and counter-rotating Harmonics. Because the fundamental wave and the Harmonics have different pole pitch lengths, they also have different areas of influence in the Liquid. The fundamental wave with the longer pole pitch penetrates further into the liquid at the same amplitude. With appropriate coordination of fundamental and harmonics the force density distribution in the electrically conductive liquid adjusted as required become.

Die dritte Variante der Erfindung basiert auf einem Induktor mit mindestens einer polumschaltbaren Wicklung, die beispielsweise mit einer Dahlander-Schaltung oder mit einer Wicklung mit Pol-Amplituden Modulation realisiert werden kann. Zur Einstellung der Kraftdichteverteilung wird zum einen die polumschaltbare Wicklung periodisch umgeschaltet, wodurch jeweils auf die Flüssigkeit Kräftedichten mit unterschiedlicher Verteilung entsprechend den unterschiedlichen Polpaarzahlen ausgeübt werden. Zum anderen wird die Netzeinspeisungsdauer der Schaltungen so geregelt, daß sich verschiedene Mittelwerte der Kräftedichten der Felder mit verschiedenen Polpaarzahlen ergeben, wodurch die mittlere Eindringtiefe des Kraftfelds in die Flüssigkeit gesteuert wird. Die Kombination der beiden Maßnahmen erlaubt die Steuerung der erzeugten elektromagnetischen Kraftdichte im zeitlichen Mittel. Es handelt sich also auch hier in gewissem Sinne um die "Überlagerung" von zwei Magnetfeldern mit unterschiedlichen Polpaarzahlen, die aber zeitlich versetzt auftreten, so daß der Effekt der "Überlagerung" in dem sich ergebenden zeitlichen Mittelwert zum Tragen kommt.The third variant of the invention is based on an inductor with at least one pole-changing winding, the for example with a Dahlander circuit or with a Winding with pole-amplitude modulation can be realized can. To set the force density distribution is to one periodically switched the pole-changing winding, whereby each have density of forces on the liquid different distribution according to the different numbers of pole pairs can be exercised. On the other hand the network feed time of the circuits is regulated in such a way that different mean values of the force densities of the Fields with different numbers of pole pairs result, whereby the mean depth of penetration of the force field into the liquid is controlled. The combination of the two measures allowed the control of the generated electromagnetic force density on average over time. So it's also here in in a sense about the "superposition" of two magnetic fields with different numbers of pole pairs, but the temporal occur offset, so that the effect of "overlay" in the resulting time average comes into play.

Durch die drei Varianten der Erfindung lassen sich die oben aufgeführten Nachteile der bekannten Induktoren und Verfahren vermeiden.The three variants of the invention allow the above Disadvantages of the known inductors and Avoid procedures.

So können beim Stranggußverfahren mittels der einstellbaren elektromagnetischen Kraftdichte verschiedene metallurgisch anwendbare Geschwindigkeitsverteilungen im flüssigen Stranginneren erzeugt werden, welche z. B. beim Tauchrohrguß zu einer begrenzten Rührbewegung im inneren Badspiegelbereich oder zu einer Verringerung der weißen Bänder aufgrund der Erzeugung von kleineren Geschwindigkeiten vor der Erstarrungsfront führen können. Turbulenzen an der Oberfläche können effektiv unterdrückt werden bei gleichzeitiger Gewährleistung einer guten Abkühlung des Flüssigstahls in der Kokille. So in the continuous casting process by means of the adjustable electromagnetic force density different metallurgical applicable velocity distributions in the liquid Strand interiors are generated, which z. B. in dip tube casting to a limited stirring movement inside Bathroom mirror area or a reduction in white Tapes due to the production of smaller ones Can lead speeds in front of the solidification front. Turbulence on the surface can be effectively suppressed be while ensuring a good Cooling of the liquid steel in the mold.

Beim elektromagnetischen Umrühren in Lichtbogenöfen kann die regelbare elektromagnetische Kraftdichte am Rand des Flüssigmetalls kleiner eingestellt werden, so daß ein geringerer Mehrverschleiß des Herdes und der Ofenausmauerung erzielt wird.When stirring electromagnetic in an arc furnace the adjustable electromagnetic force density at the edge of the Liquid metal can be set smaller, so that a less additional wear on the cooker and the furnace lining is achieved.

Beim induktiven Transport von Flüssigmetallen mit elektromagnetisch betriebenen Förderrinnen oder Pumpen wird es ermöglicht, durch Vermischung der Fluidschichten mit verschiedenen Geschwindigkeiten zu einer gleichmäßigeren Geschwindigkeitsverteilung über dem Rinnen- oder Kanalquerschnitt zu gelangen, wodurch kürzere Förderrinnen mit größeren Steigungswinkeln zum Einsatz kommen können.With inductive transport of liquid metals with electromagnetically operated conveyor troughs or pumps it allows by mixing the fluid layers with different speeds to a more even Speed distribution over the gutter or Channel cross section to arrive, resulting in shorter conveyor troughs can be used with larger pitch angles.

Vorteilhaft Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous embodiments of the invention are shown in the Sub-claims emerge.

Die Regelung von Grund- und Oberwellen des Magnetfeldes bei einem Induktor oder Verfahren gemäß der zweiten Variante der Erfindung kann mittels Einstellung der Frequenz eines eingespeisten Drehstroms erfolgen. Die Polpaarzahl der Oberwelle mit der Ordnungzahl n ist n Mal größer als die Polpaarzahl p der Grundwelle. Das Verhältnis des Kraftdichteanteils der Oberwellen zu dem Kraftdichteanteil der Grundwelle kann durch Änderung der Frequenz eingestellt werden. Bei Erhöhung der Frequenz verkleinert sich nämlich die Amplitude der Grundwelle aufgrund der Reaktion der im Flüssigmetall induzierten Ströme erheblich stärker als die Amplituden der Oberwellen. So überwiegt ab einer bestimmten Frequenz die Kraftdichte der ersten Oberwelle mit n = 5, und weil sie gegenläufig ist, wird die Flüssigkeit in entgegengesetzte Richtung gerührt als dies bei niedrigeren Frequenzen der Fall ist, bei denen der Einfluß der Grundwelle dominiert.The regulation of fundamental and harmonic waves of the magnetic field an inductor or method according to the second variant of Invention can be set by adjusting the frequency fed three-phase current. The pole pair number of the Harmonic with the order number n is n times larger than that Number of pole pairs p of the fundamental wave. The ratio of the Force density portion of the harmonics to the force density portion the fundamental can be adjusted by changing the frequency become. If the frequency increases, it will decrease the amplitude of the fundamental wave due to the reaction of the im Liquid metal induced currents significantly more than that Amplitudes of the harmonics. So predominates from a certain one Frequency the force density of the first harmonic with n = 5, and because it is opposing, the liquid gets in opposite direction stirred than this at lower Frequencies is the case at which the influence of Fundamental wave dominates.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit der Regelung von Grund- und Oberwellen besteht darin, einen dreisträngigen Induktor mit einer geraden Anzahl von fortlaufend numerierten Spulengruppen einzusetzen, bei dem die Spulengruppen mit geraden Ordnungszahlen und die Spulengruppen mit ungeraden Ordnungszahlen mit zwei verschiedenen symmetrischen Drehströmen betrieben werden. Dadurch wird eine durch die Amplitude der eingespeisten Drehströme einstellbare Grundwelle und eine ebenso einstellbare doppelpolige gegenläufige Oberwelle erzeugt.Another advantageous way of regulating Fundamental and harmonic waves consist of a three-strand Inductor with an even number of consecutive use numbered coil groups in which the Coil groups with even atomic numbers and the Coil groups with odd atomic numbers with two different symmetrical three-phase currents can be operated. This results in a fed in by the amplitude of the Three-phase adjustable basic wave and one as well adjustable double-pole opposing harmonic generated.

Werden bei dieser Ausführungsform die Spulengruppen mit geraden und ungeraden Ordnungszahlen zudem periodisch alternierend mit den zwei verschiedenen symmetrischen Drehströmen gespeist, so wird zusätzlich eine gleichmäßigere Verteilung der elektromagnetischen Kraftdichte in der elektrisch leitenden Flüssigkeit erzielt.In this embodiment, the coil groups with even and odd atomic numbers also periodically alternating with the two different symmetrical ones Three-phase currents, so it is also a more uniform Distribution of the electromagnetic force density in the achieved electrically conductive liquid.

Ist eine alternierende Speisung nicht vorgesehen, so können die Spulengruppen, die mit den niedrigeren Drehströmen gespeist werden, mit kleineren Windungszahlen, mit weniger ausgeprägten Polen oder mit Anzapfungen ausgeführt werden.If an alternating supply is not provided, you can the coil groups with the lower three-phase currents are fed, with fewer turns, with less pronounced poles or with taps.

Die Einstellmöglichkeit der Kraftdichte in ihrem zeitlichen Mittelwert gemäß der dritten Variante der Erfindung wird vorteilhafterweise dadurch verfeinert, daß zusätzlich zu der Variation der Netzspeisungsdauer beim Polumschalten auch der Drehfeldsinn, der Spannungseffektivwert, die Feldintensität und/oder die Frequenz geändert werden.The possibility of adjusting the force density in its temporal Average value according to the third variant of the invention advantageously refined by the fact that in addition to the Variation of the mains supply duration when switching the poles Rotating field sense, the rms voltage value, the field intensity and / or the frequency can be changed.

In einer bevorzugten Ausgestaltung eines Induktors einer beliebigen der drei Varianten der Erfindung weist das Blechpaket des Induktors, auf dem die Wicklungen angebracht sind, geschrägte Nuten auf. Hierdurch haben die durch die Wicklungen erzeugten entgegengesetzten elektromagnetischen Kraftdichten neben den Komponenten in Rühr- oder Förderrichtung zusätzlich Komponenten senkrecht zur Rühr- oder Förderrichtung. Diese zusätzlichen Komponenten der Kraftdichten können bei verschiedenen Abständen bis zum Induktor zusammen mit den Hauptkomponenten entweder gezielt gewünschte entgegengesetzte helikoidale Strömungen erzeugen, oder aber vorhandenen störenden Strömungen entgegenwirken.In a preferred embodiment of an inductor any of the three variants of the invention have this Laminated core of the inductor on which the windings are attached are bevelled grooves. As a result, the Windings generated opposite electromagnetic Force densities in addition to the components in stirring or Delivery direction additional components perpendicular to the agitator or direction of conveyance. These additional components of the Force densities can vary up to Inductor together with the main components either targeted generate desired opposite helicoidal flows, or counteract existing disturbing currents.

Noch komplexere Strömungen können erzeugt werden, indem das Blechpaket des Induktors mit doppelt geschrägte Nuten für die Wicklungen ausgeführt wird. Auf diese Weise können mehrere räumlich abgegrenzte Nebenströmungen bzw. helikoidale Strömungen erzeugt oder störende Strömungen unterdrückt werden. Beim Transport mit elektromagnetischen Pumpen oder mit geneigten Förderrinnen ergibt sich durch die Nebenströmungen aufgrund der resultierenden Vermischung der Flüssigmetallschichten mit verschiedenen Geschwindigkeiten eine gleichmäßigere Geschwindigkeitsverteilung im Kanal- oder Rinnenquerschnitt. Bei Förderrinnen kann zudem eine transportierte Metallschicht mit einer gleichmäßigeren Höhe erzielt werden. Even more complex flows can be created by the Laminated core of the inductor with double bevelled grooves for the windings is running. That way you can several spatially delimited side flows or creates helicoidal currents or disturbing currents be suppressed. When transporting with electromagnetic Pumping or with inclined troughs results from the Secondary flows due to the resulting mixing of the Liquid metal layers with different speeds a more even speed distribution in the channel or channel cross-section. In the case of conveyor channels, one can also transported metal layer with a more uniform height be achieved.

Bei einem Induktor einer Förderrinne mit doppelt geschrägten Nuten sind des weiteren vorteilhafterweise in der Mitte des Blechpakets die Höhe der Zähne verkleinert. Dadurch wird im Rinnenquerschnitt das zentrale Maximum der Förderkraftdichte verringert und es ergibt sich eine noch gleichmäßigere Geschwindigkeitsverteilung.In the case of an inductor, a conveyor trough with double bevel Grooves are also advantageously in the middle of the Sheet stack reduced the height of the teeth. This will in Channel cross-section the central maximum of the conveying force density is reduced and the result is an even smoother one Speed distribution.

Alternativ zu der Verkleinerung der Zähne im mittleren Bereich eines Blechpakets mit doppelt geschrägten Nuten kann bei einem Induktor einer Förderrinne der Magnetkreis in der Mitte unterbrochen werden, indem das Blechpaket aufgeteilt wird in zwei parallele Blechpakete mit entgegengesetzt einfach geschrägten Nuten. Die Wicklung wird dann in die zwei Blechpakete mit einfach geschrägten Nuten eingebettet.As an alternative to reducing the size of the teeth in the middle Area of a laminated core with double bevelled grooves can in the case of an inductor of a conveyor trough, the magnetic circuit in the Center can be interrupted by dividing the laminated core is opposed in two parallel laminated cores simply beveled grooves. The winding is then in the two sheet metal packages embedded with single beveled grooves.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:The invention is based on Exemplary embodiments with reference to drawings explained. It shows:

Fig. 1a eine schematische Teildarstellung eines Rotationsrührers mit einem Induktor gemäß der ersten Variante der Erfindung, FIG. 1a is a schematic partial illustration of a Rotationsrührers with an inductor according to the first variant of the invention,

Fig. 1b eine schematische Darstellung der Wicklungen des Induktors aus Fig. 1a, FIG. 1b is a schematic view of the windings of the inductor of FIG. 1a,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Wicklungen und des Feldverlaufs bei einem Induktor gemäß der zweiten Variante der Erfindung, Fig. 2 is a schematic view of the windings and the field pattern in an inductor according to the second variant of the invention,

Fig. 3 die schematische Darstellung des Strömungsverlaufs bei einem Induktor mit angeschrägten Nuten, Fig. 3 is a schematic representation of the flow path in an inductor with tapered grooves,

Fig. 4 die schematische Darstellung des Strömungsverlaufs bei einem Induktor mit doppelt angeschrägten Nuten, Fig. 4 is a schematic representation of the flow path in an inductor with double tapered grooves,

Fig. 5a eine Fördervorrichtung mit doppelt angeschrägten Nuten des Induktors und Fig. 5a is a conveyor with double beveled grooves of the inductor and

Fig. 5b eine Fördervorrichtung mit zwei einfach angeschrägten Nuten auf magnetisch unterbrochenen Blechpaketen des Induktors. Fig. 5b, a conveying device with two single-beveled grooves on magnetically discontinuous laminated cores of the inductor.

In den Fig. 1a und 1b ist ein Induktor eines Rotationsrührers gemäß der ersten Variante der Erfindung schematisch dargestellt.In FIGS. 1a and 1b, an inductor of a Rotationsrührers is shown schematically according to the first variant of the invention.

In Fig. 1a ist als Induktor ein um ein Gehäuse G mit flüssigem Metall F angeordnetes Blechpaket B mit sechs ausgeprägten Polen P zu sehen. Der Induktor weist zwei dreisträngige Wicklungen auf. Hierzu befindet sich auf jeden Pol P anstelle einer einzigen Spule eine innere, unmittelbar auf den Pol gewickelte Spule U1-Z1 und eine äußere, über die innere Spule U1-Z1 gewickelte Spule U2-Z2.In FIG. 1a, a laminated core B with six salient poles P arranged around a housing G with liquid metal F can be seen as an inductor. The inductor has two three-strand windings. For this purpose, there is an inner coil U1-Z1, which is directly wound on the pole, and an outer coil U2-Z2, which is wound on the inner coil U1-Z1, on each pole P instead of a single coil.

In Fig. 1b sind mit den dickeren, mit U1-Z1 und U2-Z2 bezeichneten Linien die zwei Wicklungen des Induktors angedeutet, die beispielsweise durch Aufteilung der Spulen eines herkömmlichen Rührinduktors erhalten werden können. Die Spulen auf den jeweils entgegengesetzten Polen sind entsprechend der dünneren Linien in Fig. 1b so in Reihe geschaltet, daß die inneren Spulen, beispielsweise U1 und X1, gleichgerichtete magnetische Flüsse und die äußeren Spulen U2 und X2 entgegengesetzte magnetische Flüsse erzeugen, wobei die Flüsse mit Pfeilen symbolisiert sind. Diese Schaltung beseitigt die magnetische Kopplung zwischen den beiden Wicklungen.In Fig. 1b, the thicker lines labeled U1-Z1 and U2-Z2 indicate the two windings of the inductor, which can be obtained, for example, by dividing the coils of a conventional stirring inductor. The coils on the opposite poles are connected in series according to the thinner lines in Fig. 1b so that the inner coils, for example U1 and X1, produce rectified magnetic fluxes and the outer coils U2 and X2 produce opposite magnetic fluxes, the fluxes also Arrows are symbolized. This circuit eliminates the magnetic coupling between the two windings.

Die inneren Spulen erzeugen somit bei Speisung mit einem symmetrischen Drehstrom ein magnetisches Drehfeld mit einer Polpaarzahl von p = 1 im negativen Sinne und die äußeren Spulen ein magnetisches Drehfeld mit p = 2 im positiven Sinne. Die Überlagerung der beiden Felder ergibt die resultierende Kraftdichteverteilung in der Flüssigkeit. Dabei hat das Drehfeld in negativer Richtung aufgrund der kleineren Polpaarzahl eine größere Eindringtiefe in das flüssige Metall, so daß durch Einspeisung von Strömen mit verschiedenen Effektivwerten in die erste und in die zweite Wicklung die Geschwindigkeitsverteilung in der Metallschmelze je nach Bedarf eingestellt werden kann.The inner coils thus produce when fed with one symmetrical three-phase current a magnetic rotating field with a Number of pole pairs of p = 1 in the negative sense and the outer ones Coils a magnetic rotating field with p = 2 in the positive Senses. The overlay of the two fields results in the resulting force density distribution in the liquid. The rotating field has a negative direction due to the smaller number of pole pairs a greater depth of penetration into the liquid metal so that by feeding currents with different rms values in the first and in the second Winding the speed distribution in the Melting metal can be adjusted as required.

Fig. 2 zeigt schematisch die Spulen eines dreisträngigen Rührinduktors gemäß der zweiten Variante der Erfindung, die auf der Beeinflussung von Grund- und Oberwellen eines erzeugten Magnetfeldes basiert. Die Einstellung der Kraftdichte erfolgt in diesem Ausführungsbeispiels mittels Veränderung der Amplituden der Grund- und Oberwellen. Fig. 2, the coil schematically shows a three-strand Rührinduktors according to the second variant of the invention, based on the influence of fundamental and harmonic waves of a magnetic field generated. In this exemplary embodiment, the force density is set by changing the amplitudes of the fundamental and harmonic waves.

Die Spulen des dreisträngigen Induktors sind fortlaufend von 1 bis 6 numeriert. Die Spulen mit geraden und mit ungeraden Ordnungszahlen werden mit zwei verschiedenen symmetrischen Drehströmen gespeist, die aber die gleiche Frequenz aufweisen. Die Mittelebenen der Spulen der drei Stränge des Induktors sind mit U, V und W bezeichnet. Die Spulen werden vom dreiphasigen Netz von den entsprechenden Phasen U, V und W gespeist.The coils of the three-strand inductor are continuous from Numbered 1 to 6. The coils with even and with odd Ordinal numbers are used with two different symmetric ones Three-phase current, but the same frequency exhibit. The middle planes of the coils of the three strands of the Inductors are labeled with U, V and W. The coils are from the three-phase network from the corresponding phases U, V and W fed.

Werden die Spulen mit einem Drehstrom mit dem Effektivwert I_a so gespeist, daß zwei entgegengesetzte Spulen, z. B. 1 und 4, entgegengesetzte magnetische Flüsse erzeugen, dann erzeugen alle Spulen ein Drehfeld mit p = 2 im positiven Sinn. Werden die Spulen mit einem zweiten Drehstrom mit dem Effektivwert I_b so gespeist, daß die entgegengesetzten Spulen gleichgerichtete Flüsse erzeugen, dann wird ein Drehfeld im negativen Sinne mit p = 1 erzeugt.Are the coils fed with a three-phase current with the effective value I _a so that two opposite coils, for. B. 1 and 4, generate opposite magnetic fluxes, then all coils generate a rotating field with p = 2 in a positive sense. If the coils are fed with a second three-phase current with the rms value I _b so that the opposite coils generate rectified fluxes, then a rotating field in the negative sense with p = 1 is generated.

Werden nun sämtliche Spulen gleichzeitig mit den beiden Drehströmen gespeist, also die Spulen 1, 3 und 5 mit einem resultierenden Drehstrom mit dem Effektivwert I₁ = I_a + I_b und die Spulen 2, 4, und 6 mit einem resultierenden Drehstrom mit dem Effektivwert I₂ = I_a - I_b, dann erzeugen alle Spulen eine Grundwelle mit p = 1 im negativen Sinne, deren Amplitude proportional zu I_b = (I₁- I₂)/2 ist. Da die Oberwelle mit der Ordnungszahl n = 2 eines Feldes mit p = 1 die Polpaarzahl np = 2 aufweist, erzeugen die Spulen außerdem eine vierpolige Oberwelle im positiven Sinne, deren Amplitude proportional zu I_a = (I₁ + I₂)/2 ist. Durch Änderung von I₁ und I₂ kann demnach die Verteilung der Kraftdichte eingestellt werden, da die Grundwelle aufgrund der niedrigeren Polpaarzahl einen größeren beeinflußten Randbereich beeinflußt. If all coils are now fed simultaneously with the two three-phase currents, i.e. the coils 1 , 3 and 5 with a resulting three-phase current with the effective value I ₁ = I _a + I _b and the coils 2 , 4 , and 6 with a resulting three-phase current with the effective value I ₂ = I _a - I _b , then all coils generate a fundamental wave with p = 1 in the negative sense, the amplitude of which is proportional to I _b = (I ₁ - I ₂ ) / 2. Since the harmonic with the atomic number n = 2 of a field with p = 1 has the number of pole pairs np = 2, the coils also generate a four-pole harmonic in the positive sense, the amplitude of which is proportional to I _a = (I ₁ + I ₂ ) / 2 . The distribution of the force density can accordingly be adjusted by changing I ₁ and I ₂ , since the fundamental wave influences a larger affected edge area due to the lower number of pole pairs.

Bei Speisung mit zwei Drehströmen, die dieselbe Frequenz haben, erscheinen im Flüssigmetall die größten magnetischen Induktionen immer in den Mittelebenen der mit den größeren Strömen gespeisten Spulen, also hier in den Mittelebenen der Spulen 1, 3, und 5. Um eine gleichmäßigere Verteilung der magnetischen Induktion und somit auch der Kraftdichte zu erhalten, können die Spulen mit geraden und ungeraden Ordnungszahlen periodisch alternierend mit den zwei Drehströmen mit den Effektivwerten 11 und 12 gespeist werden.When supplied with two three-phase currents that have the same frequency, the greatest magnetic induction always appears in the liquid metal in the central plane of the coils fed with the larger currents, i.e. here in the central plane of the coils 1 , 3 , and 5. By a more uniform distribution of the magnetic To obtain induction and thus also the force density, the coils with even and odd atomic numbers can be periodically alternately fed with the two three-phase currents with the effective values 11 and 12 .

Alternativ können Grund- und Oberwellen auch bei einheitlicher Einspeisung durch eine Änderung der Frequenz eingestellt werden.Alternatively, fundamental and harmonic waves can also uniform feed by changing the frequency can be set.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform der ersten oder zweiten Variante eines Rührers gemäß der Erfindung, bei der die Nuten N des Blechpakets, in denen die Spulen angeordnet sind, einfach geschrägt ausgeführt sind. Der Verlauf einer dieser geschrägten Nuten N ist in der Zeichnung angedeutet. Fig. 3 shows schematically an embodiment of the first or second variant of a stirrer according to the invention, in which the grooves N of the laminated core, in which the coils are arranged, are of simple inclined design. The course of one of these inclined grooves N is indicated in the drawing.

Der Rührer erzeugt entsprechend den Rührern der Fig. 1a, 1b und 2 zwei entgegengesetzte Drehfelder a und b. Die entsprechenden, senkrecht auf den geschrägten Nuten N wirkenden elektromagnetischen Kraftdichten f_a und f_b haben jedoch außer den horizontalen Rührkomponenten, die die Drehfelder a und b bewirken, auch noch die axialen Komponenten f_az und f_bz. Diese können entweder vertikale Nebenströmungen n antreiben oder vorhandene störende Vertikalströmungen unterdrücken. In Fig. 3 ergibt das Zusammenwirken der Hauptströmungen der Drehfelder a und b mit den durch Pfeile angedeuteten Nebenströmungen n zwei entgegengesetzte helikoidale Strömungen, nämlich eine äußere nach unten gerichtete und eine innere nach oben gerichtete helikoidale (schraubenförmige) Strömung.The stirrer produces two opposite rotating fields a and b in accordance with the stirrers of FIGS. 1a, 1b and 2. The respective vertically acting on the tilted grooves N electromagnetic force density f _a and f _b, however, have other than the horizontal Rührkomponenten that the rotary fields a and b effect, also the axial components f _az and _bz f. These can either drive vertical secondary flows or suppress existing interfering vertical flows. In FIG. 3, the interaction of the main currents of the rotating fields a and b with the secondary currents n indicated by arrows results in two opposite helicoidal currents, namely an outer downward-directed and an inner upward-directed helicoidal (helical) flow.

Der in Fig. 4 schematisch dargestellte Rührer weist als Weiterentwicklung des Rührers in Fig. 3 doppelt geschrägte Nuten N auf. Auf diese Weise können mehrere und komplexere Nebenströmungen n erzeugt oder mehrere vorhandene störende Strömungen verringert werden.The stirrer shown schematically in FIG. 4 has, as a further development of the stirrer in FIG. 3, double-slotted grooves N. In this way, several and more complex secondary flows n can be generated or several existing interfering flows can be reduced.

Fig. 5a zeigt die schematische Darstellung einer elektromagnetisch betriebenen Förderrinne, die zur Horizontalen mit dem Winkel θ geneigt ist. Ein Blechpaket mit Wicklungen zur Erzeugung eines Magnetfeldes ist unterhalb der Förderrinne angeordnet und weist wiederum doppelt geschrägte Nuten auf. In der Förderrinne befindet sich flüssiges Metall, das mittels des Magnetfeldes angetrieben werden soll. Fig. 5a shows the schematic representation of an electromagnetically operated conveyor trough, which is inclined to the horizontal at the angle θ. A laminated core with windings for generating a magnetic field is arranged below the conveyor trough and in turn has double-beveled grooves. There is liquid metal in the conveyor trough which is to be driven by means of the magnetic field.

In dem Querschnitt q der in der Förderrinne geförderten Metallschicht treiben die elektromagnetischen Kräfte aufgrund der geschrägten Nuten auch die Nebenströmungen n an, die durch Vermischung der flüssigen Metallschichten mit verschiedenen Geschwindigkeiten v eine vorteilhafte, gleichmäßigere Förderung des Metalls bewirken.In the cross-section q of those conveyed in the conveyor trough Metal layers drive the electromagnetic forces due to the slanted grooves, the secondary flows n by mixing the liquid metal layers with different speeds v an advantageous, effect more even conveyance of the metal.

Um im Rinnenquerschnitt das zentrale Maximum der Förderkraftdichte abzubauen und somit eine kleinere Mittengeschwindigkeit zu erlangen, sind in der Mitte die Höhe der Zähne, die die Nuten N begrenzen, verkleinert ausgeführt.To the central maximum of the gutter cross section To reduce the density of the conveying force and thus a smaller one To get middle speed are in the middle The height of the teeth that delimit the grooves N is reduced executed.

Wie in Fig. 5a ist auch in Fig. 5b eine schematische Darstellung einer elektromagnetisch betriebenen Förderrinne zu sehen. Um im Rinnenquerschnitt das zentrale Maximum der Förderkraftdichte abzubauen ist hier als Alternative der Magnetkreis in der Mitte unterbrochen ausgeführt. Die Mehrphasenwicklung wird somit in zwei unterhalb der Förderrinne angeordnete, parallele Blechpakete mit einfach geschrägten Nuten N1 und N2 eingebettet.As in FIG. 5a, FIG. 5b also shows a schematic representation of an electromagnetically operated conveyor trough. In order to reduce the central maximum of the conveying force density in the channel cross section, the magnetic circuit in the middle is designed as an interrupt as an alternative. The multi-phase winding is thus embedded in two parallel laminated cores arranged below the conveyor trough with single-beveled grooves N1 and N2.

Claims

1. Procedure for adjusting the force density at inductive stirring or conveying electrically conductive Liquids (F) by means of a device that a Inductor with at least two magnetically not coupled windings (U1-Z1; U2-Z2) on one Common sheet pack (B), in which for Stir or convey the at least two windings generated magnetic fields according to a desired one Force density distribution coordinated separately can be set by varying the parameters of the in the respective winding fed current.

2. Inductor of a device for inductive stirring and Pumping electrically conductive liquids (F) in one Housing (G), which comprises a laminated core (B), on the laminated core (B) at least two magnetically not coupled windings (U1-Z1; U2-Z2) for generating the stirring or conveying magnetic fields are attached, the polar pair number ratio or Pole pitch length ratio is an even number or that Reverse value of an even number.

3. Procedure for adjusting the force density at inductive stirring and conveying electrically conductive Liquids by means of a magnetic rotary or Wanderfeldes, in which the force density shares of Fundamental wave and the harmonics of the magnetic field be coordinated.

4. The method according to claim 3, characterized characterized that the fundamental wave and the harmonics are regulated by varying the frequency become.

5. The method according to claim 3, characterized in that the fundamental wave and the harmonics are controlled by the coils with even atomic numbers (in an inserted inductor with an even number of consecutively numbered coils ( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ) 2 , 4 , 6 ) and the coils with odd atomic numbers ( 1 , 3 , 5 ) are each fed in three strands with two symmetrical three-phase currents of differently adjustable amplitudes.

6. The method according to claim 5, characterized in that the two coil groups consisting of the coils with even atomic numbers ( 2 , 4 , 6 ) and from the coils with odd atomic numbers ( 1 , 3 , 5 ) periodically alternating with the two different symmetrical three-phase currents be fed.

7. Inductor of a device for inductive stirring and conveying of electrically conductive liquids, which has an even number of consecutively numbered coils ( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ), the coils having even numbers ( 2 , 4 , 6 ) and the coils with odd atomic numbers ( 1 , 3 , 5 ) can each be fed in three strands with two symmetrical three-phase currents of differently adjustable amplitudes.

8. Inductor according to claim 7, characterized characterized in that the coils that with the symmetrical three-phase current of lower amplitude are fed, smaller number of turns, less have pronounced poles and / or taps.

9. A method for adjusting the force density during inductive stirring or conveying electrically conductive liquids by means of a device which comprises an inductor with at least one pole-changing winding, which comprises the following steps:

- Periodic switching of the at least one pole-changing winding of the inductor;
- Repeated change of the pole pair number of the mains supply duration in order to set a desired time average of the force density distribution generated.

10. The method according to claim 9, characterized characterized that at the time Average value adjustment of the force density distribution at Pole switching additionally the sense of the rotating field Field intensity and / or the frequency is changed.

11. inductor for performing a method according to a of claims 9 or 10.

12. Inductor according to one of claims 2, 7, 8 or 11, characterized in that the Sheet pack for embedding the coils of the windings has slanted grooves (N).

13. Inductor according to one of claims 2, 7, 8 or 11, characterized in that the Sheet pack for embedding the coils of the windings has double bevelled grooves (N).

14. inductor for longitudinal stirring or conveying according to claim 13, characterized in that the located between the beveled grooves (N) Teeth of the laminated core in the middle of a lower height exhibit.

15. Inductor for longitudinal stirring or conveying according to one of the Claims 2, 7, 8 or 11, characterized characterized that the magnetic circuit from two parallel sheet metal packages with opposite simply beveled grooves (N1, N2) for embedding the Coils of the windings is formed.