CH665788A5 - DEVICE FOR CONTINUOUSLY PRODUCING A LONG-TERM METAL OBJECT. - Google Patents

DEVICE FOR CONTINUOUSLY PRODUCING A LONG-TERM METAL OBJECT. Download PDF

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CH665788A5
CH665788A5 CH2509/86A CH250986A CH665788A5 CH 665788 A5 CH665788 A5 CH 665788A5 CH 2509/86 A CH2509/86 A CH 2509/86A CH 250986 A CH250986 A CH 250986A CH 665788 A5 CH665788 A5 CH 665788A5
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CH
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metal
molding space
column
tube
liquid metal
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Application number
CH2509/86A
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German (de)
Inventor
Hugh Randolph Lowry
Robert Thompson Frost
Original Assignee
Gen Electric
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    • B22D11/115Treating the molten metal by using agitating or vibrating means by using magnetic fields

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

BESCHREIBUNG Kontinuierliche Methoden zur formgebenden Verarbeitung von Metallschmelzen sind insbesondere in Form von Stranggiessverfahren bekannt, über die es eine umfangreiche Literatur einschliesslich Patentliteratur gibt. Betriebsreife Vorrichtungen gibt es aber nur in sehr beschränktem Umfang, was verschiedene Gründe hat und häufig auf Problemen des Kontakts der sich verfestigenden Schmelze mit den Wänden der Form bzw. Kokille beruht. DESCRIPTION Continuous methods for the shaping processing of metal melts are known in particular in the form of continuous casting processes, about which there is an extensive literature including patent literature. Operational devices are only available to a very limited extent, which has various reasons and is often based on problems of contact of the solidifying melt with the walls of the mold or mold.

Um die Nachteile des Kontakts der Schmelze mit Formwänden zu beheben, sind verschiedene Verfahren beschrieben worden, die auf der Verwendung elektromagnetischer Felder zur Führung der Metallschmelze beruhen; typisch hierfür ist das in US-PS 3 735 799 beschriebene Verfahren, das ebenso wie die später vorgeschlagenen Methoden gemäss den US-PSen 3 467 166, 3 605 865, 3 735 799,4 014 379 und 4 126 175 das Giessen in Richtung nach abwärts, d.h. in Richtung der Schwerkraft, betrifft und erhebliche Probleme der Betriebssicherheit zur Folge hat, z. B. bei Stromausfall und einem dann unkontrollierten Ausfliessen der Schmelze nach unten. In order to overcome the disadvantages of contact of the melt with mold walls, various methods have been described which are based on the use of electromagnetic fields for guiding the metal melt; typical of this is the process described in US Pat. No. 3,735,799, which, like the methods proposed later in accordance with US Pat. Nos. 3,467,166, 3,605,865, 3,735,799, 4,014,379 and 4,126,175, the casting in the downstream direction downwards, ie in the direction of gravity, and has significant operational safety problems, e.g. B. in the event of a power failure and then an uncontrolled outflow of the melt down.

In den US-Psen 3 746 077 und 3 872 913 sind Verfahren zum Stranggiessen von Metallschmelzen nach aufwärts, also der Schwerkraft entgegengesetzt, beschrieben, bei welchen die Metallschmelze zur Überwindung der Schwerkraft entweder «hydrostatisch» (genauer gesagt: «metallostatisch») nach oben gepresst oder gesaugt wird. Diese Methoden könnten das Problem der Betriebssicherheit der mit elektromagnetischen Feldern arbeitenden kontinuierlichen Giess-verfahren bezüglich unkontrolliertem Abströmen der Metallschmelze nach unten zwar beheben, aber nur auf Kosten des dann wieder unvermeidlichen Kontakts der Schmelze mit einer Form- bzw. Formungswand. US Pat. Nos. 3,746,077 and 3,872,913 describe processes for the continuous casting of molten metals upwards, that is to say against gravity, in which the molten metals either overcome "gravitationally" hydrostatically (more precisely: "metallostatically") upwards is pressed or sucked. These methods could solve the problem of the operational safety of the continuous casting processes working with electromagnetic fields with regard to uncontrolled outflow of the molten metal downwards, but only at the expense of the inevitable contact of the melt with a molding or molding wall.

Aus der publizierten japanischen Patentanmeldung Nr. 48 — 5413 ist ferner die Aufgabe bekannt, zur kontinuierlichen Herstellung länglicher Metallgegenstände flüssiges Metall von unten in ein längliches, aufwärts sich bewegendes elektromagnetisches Feld einzuführen und verfestigtes Produkt am oberen Ende des Felds zu entfernen. Eine betriebsfähige Lösung der Aufgabe ist aber nicht beschrieben und mit den angegebenen Mitteln auch nicht möglich. From published Japanese patent application No. 48-5413, the task is known to introduce liquid metal from below into an elongated, upwardly moving electromagnetic field for the continuous production of elongated metal objects and to remove solidified product at the upper end of the field. However, an operational solution to the task is not described and is also not possible with the specified means.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines länglichen Metallgegenstands durch Einführen von flüssigem Metall von unten in ein längliches, aufwärts sich bewegendes elektromagnetisches Feld und Entfernung von verfestigtem Metall am oberen Ende des Felds; die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen in aufrechter Stellung angeordneten, länglichen rohrförmig umschlossenen Formungsraum (11), dessen unteres Ende mit einer Quelle (10) für das flüssige Metall verbunden ist und wobei Mittel zur Entfernung des verfestigten Metalls aus dessen offenen oberen Ende vorgesehen sind; eine den Formungsraum entlang eines Teils seiner Länge umgebende Einrichtung (28) zur Aufrechterhaltung des elektromagnetischen Felds im Inneren des Formungsraums (11) derart, dass des Feld auf eine Säule (20) aus sich verfestigendem Metall im Inneren des Formungsraums wirkt, um den hydrostatischen Druck der Säule zu vermindern und einen überwiegenden Teil ihrer Aussenfläche in druckfreiem Kontakt mit der umgebenden Innenfläche des Formungsraums zu halten; und eine Wärmetauschereinrichtung (30) zum Abführen von Wärme aus dem Formungsraum (11) in einem zur Verfestigung des flüssigen Metalls ausreichenden Masse. This object is achieved according to the invention by a device for the continuous production of an elongated metal object by introducing liquid metal from below into an elongated, upwardly moving electromagnetic field and removing solidified metal at the upper end of the field; the device is characterized by an elongated tubular enclosed molding space (11), the lower end of which is connected to a source (10) for the liquid metal and means are provided for removing the solidified metal from its open upper end; means (28) surrounding the forming space along part of its length for maintaining the electromagnetic field inside the forming space (11) such that the field acts on a column (20) of solidifying metal inside the forming space to control the hydrostatic pressure reduce the column and maintain a majority of its outer surface in pressure-free contact with the surrounding inner surface of the molding space; and a heat exchanger device (30) for removing heat from the molding space (11) in a mass sufficient to solidify the liquid metal.

Der für den Betrieb der erfindungsgemässen Vorrichtung wesentliche druckfreie Kontakt zwischen der Säule aus flüssigem Metall und der die Säule umgebenden Innenfläche des Formimgsraums zeigt sich im Ergebnis unter anderem daran, dass die Oberfläche von mit der erfindungsgemässen Vorrichtung erhältlichen länglichen Metallgegenständen, z. B. Stäben, nicht der Innenfläche des verwendeten Formungsraums entspricht, sondern leicht quergerippt bzw. schwach querwellig ist; insoweit ist für die erfindungsgemäs-se Vorrichtung die übliche Form-Terminologie der Strang-giesstechnik nicht zutreffend, weil die Oberfläche eines konventionellen, kontinuierlich erhaltenen Giessprodukts von der Innenfläche der Kokille vollständig bestimmt, also «geformt» wird, während dies bei der erfindungsgemässen Vorrichtung nicht der Fall ist. Bei einem typischen, mit der erfin- The pressure-free contact between the column of liquid metal and the inner surface of the molding space surrounding the column, which is essential for the operation of the device according to the invention, is evident in the result, among other things, from the fact that the surface of elongated metal objects obtainable with the device according to the invention, eg. B. rods, does not correspond to the inner surface of the molding space used, but is slightly cross-ribbed or slightly cross-corrugated; In this respect, the usual form terminology of continuous casting technology is not applicable to the device according to the invention, because the surface of a conventional, continuously obtained casting product is completely determined by the inner surface of the mold, that is to say “shaped”, while this is not the case with the device according to the invention the case is. In a typical, with the invented

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

665 788 665 788

dungsgemässen Vorrichtung erhältlichen Produkt, z.B. einem Rundstab mit einem Durchmesser von 8 bis 30 mm, beispielsweise 15 mm, ist der Aussendurchmesser des Stabs um etwa 25 bis 50 Mikrometer kleiner, als der Innendurchmesser der Innenwand des Formungsraums. Product obtainable according to the device, e.g. In the case of a round bar with a diameter of 8 to 30 mm, for example 15 mm, the outside diameter of the bar is approximately 25 to 50 micrometers smaller than the inside diameter of the inside wall of the molding space.

In der nachfolgenden Beschreibung wird die Wirkung des elektromagnetischen Felds bei der erfindungsgemässen Vorrichtung kurz als «Hubwirkung» und der mit einer ausreichenden Hubwirkung erzielte Zustand der praktisch völligen Gewichtskompensation oder Schwerelosigkeit der Säule als «Lévitation» bezeichnet. Dementsprechend wird ein Feld, das nicht nur zum kontaktfreien Halten der Metallsäule, sondern auch zum Erzielen der praktischen Schwerelosigkeit der Säule befähigt ist, kurz als «Levitationsfeld» bezeichnet. In the following description, the effect of the electromagnetic field in the device according to the invention is briefly referred to as “lifting action” and the state of practically complete weight compensation or weightlessness of the column achieved with a sufficient lifting action is referred to as “levitation”. Accordingly, a field that is not only capable of holding the metal column contact-free, but also of achieving the practical weightlessness of the column, is briefly referred to as the “levitation field”.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung haben die in den Ansprüchen 2 bis 7 angegebenen Merkmale. Preferred embodiments of the device according to the invention have the features specified in claims 2 to 7.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung bietet verschiedene Vorteile. Zunächst kann sie mit im Vergleich zum Stand der Technik kleinem und vergleichsweise weniger kapitalintensivem Aufbau hergestellt werden und erlaubt die wirtschaftliche und betriebssichere Verarbeitung auch bereits mit relativ kleinen Produktionsmengen. Ferner kann das elektromagnetische Feld eine intensive Rührwirkung auf die sich verfestigende Schmelze ausûbèn und dadurch eine erhebliche Verbesserung der Kornstruktur der mit der erfindungsgemässen Vorrichtung erhaltenen Produkte erzielt werden. The device according to the invention offers various advantages. First of all, it can be manufactured with a structure that is small and comparatively less capital-intensive in comparison to the prior art, and allows economical and reliable processing even with relatively small production quantities. Furthermore, the electromagnetic field can exert an intensive stirring effect on the solidifying melt and thereby a considerable improvement in the grain structure of the products obtained with the device according to the invention.

Weiterhin sind zum Entfernen des verfestigten Produkts am oberen Ende des Felds wegen der Minimierung bzw. Ausschaltung von Schwer-, Reibungs- und Haftkräften keine besonderen Massnahmen bzw. keine besonders starken Abziehvorrichtungen nötig und lässt sich die Kühlung ohne besondere Probleme bewerkstelligen. Furthermore, to remove the solidified product at the upper end of the field, due to the minimization or elimination of heavy, friction and adhesive forces, no special measures or particularly strong pulling devices are necessary and the cooling can be accomplished without any particular problems.

Allgemein gestattet die erfindungsgemässe Vorrichtung die Herstellung von Kupfer- und anderen Metallstäben, die dann in üblicher Weise zur Herstellung von Draht gewalzt, geglüht und gezogen werden können, wobei auf gewissen Produktionsgebieten wesentliche Kostensenkungen erzielbar sind. Beispielsweise können Schweissdrähte und andere Produkte, in welchen die Korngrösse nicht von primärer Bedeutung ist, direkt in der endgültigen Form erhalten werden; die Zusammensetzung des Metalls ist keinen besonderen Beschränkungen unterworfen und man kann z.B. Kupfer mit hohem oder niedrigem Sauerstoffgehalt verarbeiten. Vermutlich als Folge der Lévitation sind die mit der erfindungsgemässen Vorrichtung erhaltenen Produkte im allgemeinen frei von Poren und Lunkern. In general, the device according to the invention permits the production of copper and other metal rods, which can then be rolled, annealed and drawn in the usual way for the production of wire, with substantial cost reductions being achievable in certain production areas. For example, welding wires and other products in which the grain size is not of primary importance can be obtained directly in the final form; the composition of the metal is not particularly restricted and e.g. Process copper with high or low oxygen content. Presumably as a result of levitation, the products obtained with the device according to the invention are generally free of pores and cavities.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

Fig. 1 die teilweise geschnittene Vorderansicht des Schemas einer erfindungsgemässen Vorrichtung zusammen mit einer Warmwalzvorrichtung, 1 is a partially sectioned front view of the diagram of a device according to the invention together with a hot rolling device,

Fig. 2 eine vergrösserte Schnittansicht eines Teils der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, 2 is an enlarged sectional view of part of the device shown in FIG. 1,

Fig. 3 die nochmals vergrösserte schematische Darstellung des in Fig. 2 dargestellten Teils der Vorrichtung, 3 is a further enlarged schematic representation of the part of the device shown in FIG. 2,

Fig. 4 die schematische Darstellung einer abgeänderten Form des in Fig. 3 dargestellten Teils der Vorrichtung, 4 shows the schematic representation of a modified form of the part of the device shown in FIG. 3,

Fig. 5 das Leitungsnetzschema einer Spule, die in den Vorrichtungen der Figuren 1 bis 4 zur Erzeugung des Levita-tionsfelds verwendet werden kann, 5 shows the line network diagram of a coil which can be used in the devices of FIGS. 1 to 4 for generating the levitation field,

Fig. 6 eine weitere Modifikation des in den Figuren 3 und 4 dargestellten Vorrichtungsteils, 6 shows a further modification of the device part shown in FIGS. 3 and 4,

Fig. 7 die fotografische Darstellung eines mit der erfindungsgemässen Vorrichtung erhaltenen Kupferstabs, 7 shows the photographic representation of a copper rod obtained with the device according to the invention,

Fig. 8 eine vergrösserte Darstellung des unteren Ends des Kupferstabs von Fig. 7. 8 is an enlarged view of the lower end of the copper rod of FIG. 7.

Das zu giessende geschmolzene Metall wird in einem in Fig. 1 nicht gezeigten kippbaren Warmhalteofen gehalten und von dort nach Bedarf in den Giesstiegel 10 gebracht, um das gewünschte Niveau an flüssigem Metall im Inneren des Formungsraums 11 zu erhalten. Der Formungsraum 11 ist auf dem Tiegel 10 befestigt und erstreckt sich von diesem vertikal nach oben bis zu einem offenen oberen Ende, durch welches das Produkt 12 in die Kühlkammer 13 ausgetragen wird, aus der es zu den Tandem-Warmwalzstationen 14 und 15 überführt, anschliessend abgekühlt und in der Station 16 aufgespult wird. The molten metal to be cast is held in a tilting holding furnace (not shown in FIG. 1) and from there is brought into the casting crucible 10 as required in order to obtain the desired level of liquid metal in the interior of the molding space 11. The forming space 11 is fastened on the crucible 10 and then extends vertically up to an open upper end through which the product 12 is discharged into the cooling chamber 13, from which it is transferred to the tandem hot rolling stations 14 and 15 cooled and wound up in station 16.

Wahlweise kann der Stab 17A direkt in der fertigen Ge-brauchsgrösse hergestellt werden. Die Metallschmelze wird aus dem Tiegel 10 durch Zuführen mit Gefälle als Säule flüssigen Metalls in den Formungsraum 11 aus dem Warmhalteofen verdrängt, der zur Abgabe von geschmolzenem Metall in den Tiegel 10 in Intervallen oder kontinuierlich gekippt wird, wie es zur kontinuierlichen Fertigung erforderlich ist. In der bevorzugten Betriebsweise der Vorrichtung wird die Säule 20 (Fig. 2) aus flüssigem Metall zunächst auf diese Weise erzeugt und anschliessend bei einem Niveau oberhalb desjenigen Niveau gehalten, bei welchem die Gewichtsverminderung bzw. Lévitation durch elektromagnetische Wanderwellen wirksam wird, die den hydrostatischen (metallostatischen) Druck der Säule verringert bzw. eliminiert. Das obere Ende der Säule 20 wird also zunächst in den unteren Teil des Formungsraums 11 gebracht, wo mindestens der obere Teil der Säule 20 im wesentlichen schwerelos wird, wenn der Formungsraum 11 mit Strom versorgt wird. Optionally, the rod 17A can be manufactured directly in the finished size. The molten metal is displaced from the crucible 10 by supplying it with a gradient as a column of liquid metal into the shaping space 11 from the holding furnace, which is tipped at intervals or continuously to release molten metal into the crucible 10, as is required for continuous production. In the preferred mode of operation of the device, the column 20 (FIG. 2) is first produced from liquid metal in this way and is then kept at a level above that level at which the weight reduction or levitation by electromagnetic traveling waves is effective, which affects the hydrostatic ( Metallostatic) pressure of the column reduced or eliminated. The upper end of the column 20 is thus first brought into the lower part of the molding space 11, where at least the upper part of the column 20 becomes essentially weightless when the molding space 11 is supplied with electricity.

Der Formungsraum 11 besitzt vorzugsweise ein offenen-diges Rohr 25, das aus hitzebeständigem Material bestehen kann und am Tiegel 10 befestigt ist. Mit aufeinanderfolgenden Phasen der mehrphasigen Stromquelle von Fig. 5 sind beispielsweise zwölf Wicklungen der Spule 28 in vertikal unterteilter Anordnung um das Rohr 25 im wesentlichen senkrecht zur Rohrachse angebracht und in Gruppen zu drei verbunden; dadurch wird ein magnetisches Feld erzeugt, das im flüssigen Metall im Rohr 25 Wirbelströme induziert, was zu einer nach oben gerichteten Hubwirkung auf das zu giessende Metall führt. Dieser sechsphasige «Levitator» ist betriebsbereit zur Ausbildung einer fortschreitenden Wanderwelle, die sich mit einer Geschwindigkeit proportional zum Abstand zwischen aufeinanderfolgenden geschlossenen Flussschleifen und der Anregungsfrequenz bewegt. Die Spule 28 ist vertikal längs des Rohrs 25 angeordnet, so dass das Gewicht des flüssigen Metalls und des verfestigten Metalls in allen Abschnitten ausser dem untersten Abschnitt des Rohrs 25 während des gesamten Betriebs im gewünschten Aus-mass, vorzugsweise im wesentlichen bis zur Schwerelosigkeit, vermindert werden kann. The shaping space 11 preferably has an open-ended tube 25, which can consist of heat-resistant material and is attached to the crucible 10. With successive phases of the multi-phase power source of FIG. 5, for example, twelve windings of the coil 28 are arranged in a vertically divided arrangement around the tube 25 substantially perpendicular to the tube axis and connected in groups of three; this creates a magnetic field that induces eddy currents in the tube 25 in the liquid metal, which leads to an upward lifting effect on the metal to be cast. This six-phase levitator is ready for the formation of a progressive traveling wave which moves at a speed proportional to the distance between successive closed river loops and the excitation frequency. The coil 28 is arranged vertically along the tube 25 so that the weight of the liquid metal and the solidified metal in all sections except the lowermost section of the tube 25 is reduced to the desired extent during the entire operation, preferably essentially to zero weight can be.

Ein Versuchsmodell der erfindungsgemässen Vorrichtung, das zur kontinuierlichen Herstellung von Kupfer-, Aluminium- und Bronzestäben zur Prüfung der Betriebsfa-higkeit der Vorrichtung verwendet wurde, besass einen Levi-tatorabschnitt mit sechsunddreissig Windungen Kupferrohr, die in einem Abstand von sechs Wicklungen auf 2,5 cm gewickelt waren, was eine Levitatorlänge von insgesamt etwa 15 cm ergab. Die zwölf Phasen waren um 60° zur Phase ihrer unmittelbaren Nachbarn verschoben und die Länge des Le-vitators entsprach zwei Wellenlängen. Der Durchmesser der gewichtsverminderten Metallsäulen betrug 22 mm und die Säule wurde bei einer Frequenz von annähernd 1200 Hertz ohne Beschleunigung (d.h. das Gewichtsverminderungsverhältnis betrug im wesentlichen 1,0) gehalten; die gesamte Gleichstromzufuhr zu dem als Stromquelle für den Levitator verwendeten Gleichstrom-Wechselstrom-Umformer lag im Bereich von annähernd 7 bis 10 kW. Es wurde der in Fig. 4 erläuterte Wärmeaustauscher verwendet. An experimental model of the device according to the invention, which was used for the continuous production of copper, aluminum and bronze rods to test the operability of the device, had a levator section with thirty-six turns of copper tubing, which were spaced six turns to 2.5 cm were wound, which resulted in a total levitator length of about 15 cm. The twelve phases were shifted by 60 ° to the phase of their immediate neighbors and the length of the lifter corresponded to two wavelengths. The diameter of the weight reduced metal columns was 22 mm and the column was held at a frequency of approximately 1200 Hertz without acceleration (i.e. the weight reduction ratio was essentially 1.0); the total direct current supply to the direct current / alternating current converter used as the current source for the levitator was in the range of approximately 7 to 10 kW. The heat exchanger explained in FIG. 4 was used.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

665 788 665 788

4 4th

Obwohl für die erfindungsgemässe Vorrichtung ganz unterschiedliche Wärmeaustauscher verwendet werden können, hat der meist am besten geeignete und demzufolge bevorzugte Wärmeaustauscher den in den Zeichnungen mit der Bezugszahl 30 gekennzeichneten Aufbau. Es handelt sich dabei um eine Konstruktion aus verarbeitetem Walzblech mit oberen und unteren ringförmigen Räumen 31 und 32 sowie einem zylindrischen Abschnitt 33, der anliegend um das Rohr 25 in Kontakt mit dessen ringförmiger Aussenfläche angeordnet ist. Flüssiges Kühlmittel, geeigneterweise Leitungswasser. wird kontinuierlich von einer Quelle (nicht gezeigt) in den oberen Raum 31 eingespeist, strömt während des Betriebs durch den Abschnitt 33 und wird durch den unteren Raum 32 in einen Abfluss geleitet, wobei es die durch das Rohr 25 aus dem darin befindlichen flüssigen Metall und dem frisch verfestigten Metallprodukt absorbierte Wärme mit sich führt. Die Wicklungen der Spule 28 sind wie in Fig. 3 gezeigt ausserhalb des zentralen Abschnitts des Wärmeaustauschers angeordnet, erstrecken sich im wesentlichen in gleichmässig unterteiltem Verhältnis vom einen Raum bis zum anderen und sind dicht stehend radial um den Wärmeaustauscher herum angeordnet. Ein geeigneter Werkstoff für den Wärmeaustauscher 30 ist rostfreier Stahl, der eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit und Wärmeaustauschwirksamkeit bietet. Although very different heat exchangers can be used for the device according to the invention, the most suitable and consequently preferred heat exchanger has the structure identified by the reference number 30 in the drawings. It is a construction of processed rolled sheet metal with upper and lower annular spaces 31 and 32 and a cylindrical section 33, which is arranged adjacent to the tube 25 in contact with its annular outer surface. Liquid coolant, suitably tap water. is continuously fed into the upper space 31 from a source (not shown), flows through the section 33 during operation and is led into a drain through the lower space 32, removing the liquid metal and leads to the heat absorbed by the freshly solidified metal product. The windings of the coil 28 are arranged outside the central section of the heat exchanger as shown in Fig. 3, extend essentially in an evenly divided ratio from one room to the other and are arranged close to each other radially around the heat exchanger. A suitable material for the heat exchanger 30 is stainless steel, which offers sufficient corrosion resistance and heat exchange effectiveness.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Betriebs der erfindungsgemässen Vorrichtung wird der Tiegel 10 mit einer Metallschmelze, wie Kupfer, zur kontinuierlichen Herstellung von Gegenständen mit grosser Längenausdehnung, wie beispielsweise Stäben, beschickt. Zunächst wird das Metall geschmolzen und dem Tiegel 10 aus dem Warmhalteofen zugeführt, um eine Säule aus flüssigem Metall 20 mit ihrem oberen Ende im Inneren des Levitators des Formraums 11 zu bilden. Ein Anfahrstab 40 wird durch das obere Ende des Rohrs 25 eingeführt, um das untere Ende des Stabs mit dem Oberteil der Säule aus flüssigem Metall in Kontakt zu bringen. Durch Leitungswasser, das mit hoher Geschwindigkeit durch den Wärmeaustauscher hindurchfliesst, wird der obere Teil der flüssigen Säule in Kontakt mit dem Stab verfestigt. Der Stab 40 und das angeschmolzene Stabende werden dann mit annähernd der Geschwindigkeit der Bildung von festem Stab nach oben aus dem Rohr 25 gezogen. Die flüssige Säule wird mindestens über den grössten Teil ihrer Länge im wesentlichen schwerelos und auf diese Weise bei Betrieb des Levitators in dieser Lage in einem im wesentlichen drucklosen Kontakt mit dem Rohr 25 gehalten; bei kontinuierlichem Betrieb wird ein endloser und vollständig blasenfreier Metallstab mit glatter, glänzender, leicht welliger Oberfläche erhalten. Dieser Stab wird durch die Kammer 13 geführt und dort durch Besprühen mit Wasser soweit abgekühlt, dass er mit oder ohne vorhergehendes Warmwalzen abschliessend gekühlt und gewickelt werden kann. In a preferred embodiment of the operation of the device according to the invention, the crucible 10 is charged with a molten metal, such as copper, for the continuous production of objects with a large length, such as rods. First, the metal is melted and fed to the crucible 10 from the holding furnace to form a column of liquid metal 20 with its upper end inside the levitator of the molding space 11. A start-up rod 40 is inserted through the upper end of tube 25 to bring the lower end of the rod into contact with the top of the liquid metal column. Tap water flowing through the heat exchanger at high speed solidifies the upper part of the liquid column in contact with the rod. The rod 40 and the melted rod end are then pulled up out of the tube 25 at approximately the rate of solid rod formation. The liquid column is kept essentially weightless at least over most of its length and in this way is kept in essentially depressurized contact with the tube 25 when the levitator is operated in this position; continuous operation gives an endless and completely bubble-free metal rod with a smooth, shiny, slightly wavy surface. This rod is guided through the chamber 13 and cooled there by spraying with water to such an extent that it can be finally cooled and wound with or without previous hot rolling.

Wenn das Niveau der flüssigen Metallsäule 20 während des Betriebs absinkt, wird zusätzliche Schmelze unter Zuführung mit Gefälle in den Giesstiegel 10 eingeführt und der Betrieb ohne Unterbrechung fortgesetzt. If the level of the liquid metal column 20 drops during operation, additional melt is introduced into the casting crucible 10 with supply at a gradient and the operation is continued without interruption.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung hat sich in zahlreichen Versuchen mit unterschiedlichen Metallen bewährt. Insbesondere wurden Aluminium, Kupfer und Bronzelegierung nach der beschriebenen Arbeitsweise zu Stäben von etwa 22 mm Durchmesser verarbeitet, die vollständig blasenfrei waren, eine durchgehend gleichmässige Zusammensetzung und eine glatte glänzende, etwas wellige Oberfläche aufwiesen. Die dem Levitator zugeführte elektrische Leistung wurde jedoch entsprechend den verarbeiteten Metallen variiert, um das Ausmass der Gewichtsverminderung dem Gewicht des jeweiligen Materials anzupassen, d.h. einen Beschleunigungszustand von im wesentlichen Null einzustellen und aufrechtzuerhalten. Entgegen der Erwartungen ist eine genaue Steuerung der elektromagnetischen Feldstärke zur Erhaltung dieses Gleichgewichts von Lévitation und Gewicht nicht notwendig. The device according to the invention has proven itself in numerous tests with different metals. In particular, aluminum, copper and bronze alloy were processed according to the procedure described to bars of about 22 mm in diameter, which were completely free of bubbles, had a consistently uniform composition and a smooth, shiny, somewhat wavy surface. However, the electrical power supplied to the levitator was varied according to the metals processed in order to adapt the extent of the weight reduction to the weight of the respective material, i.e. set and maintain a substantially zero acceleration condition. Contrary to expectations, precise control of the electromagnetic field strength is not necessary to maintain this balance of levitation and weight.

5 Bezüglich Gewichtsverminderung bzw. Lévitation wird die Säule aus flüssigem Metall nach oben beschleunigt, wenn die Hub- oder Levitationskraft grösser als das Gewicht ist; dies führt als Folge der Herabsetzung des Querschnitts der Säule zu einer Verringerung der Hubkraft, während das Ge-lo genteil der Fall ist, wenn die Hubkraft kleiner als das Gewicht ist. Solange dieser Effekt des Levitatorfelds auf einen erheblichen Teil der Länge der Säule aus flüssigem Metall und aus verfestigtem Produkt im Inneren des Formungsraums wirkt, werden diejenigen Teile der Säule am unteren i5 und oberen Ende des Rohrs 25, wo die Levitationskräfte durchschnittlich nur etwa die Hälfte der Obigen betragen, vom Druckgefälle zum Ansteigen der flüssigen Säule auf die anfängliche Höhe bzw. durch die Hubkraft des Anfahrstabs 40 gestützt. Demgemäss wird beim Aufbau der flüssigen 20 Säule durch die Levitationskräfte im Bereich des unteren Säulenendes eine kleine nach oben gerichtete Beschleunigung erzeugt; wenn sich die Säule aus flüssigem Metall dann langsam nach oben bis zu einem Punkt etwa gleich dem Radius der Levitatorwicklungen bewegt, gelangt sie in Felder, 25 die ausreichend stark sind, um die Säule in einen im wesentlichen schwerelosen Zustand zu bringen und diesen aufrechtzuerhalten, so dass der Kontakt mit der Innenfläche des Formungsraums, z.B. dem Rohr 25, im wesentlichen drucklos ist. Durch Erhöhen des Druckgefalles ist es daher mög-30 lieh, die nach oben gerichtete Strömungsgeschwindigkeiten zu erhöhen; gewöhnlich kann das anfängliche Druckgefälle zur Regulierung der Geschwindigkeit einer derartigen Strömung verwendet werden, wobei die Spule dann dazu dient, eine solche anfangliche Strömung relativ konstant über den 35 oberen Teil der flüssigen Säule zu halten. 5 With regard to weight reduction or levitation, the column of liquid metal is accelerated upwards if the lifting or levitation force is greater than the weight; this leads to a reduction in the lifting force as a result of the reduction in the cross section of the column, while the counterpart is the case when the lifting force is less than the weight. As long as this effect of the levitator field acts on a considerable part of the length of the column of liquid metal and solidified product inside the molding space, those parts of the column at the lower i5 and upper end of the tube 25 where the levitation forces on average are only about half that Above, supported by the pressure drop to increase the liquid column to the initial height or by the lifting force of the starting rod 40. Accordingly, when the liquid column is built up, a small upward acceleration is generated by the levitation forces in the area of the lower end of the column; if the column of liquid metal then slowly moves up to a point approximately equal to the radius of the levitator windings, it will enter fields 25 which are strong enough to bring the column into a substantially weightless condition and maintain it that contact with the inner surface of the molding space, e.g. the pipe 25 is essentially depressurized. By increasing the pressure drop it is therefore possible to increase the upward flow velocities; usually the initial pressure drop can be used to regulate the speed of such a flow, the coil then serving to keep such an initial flow relatively constant over the top of the liquid column.

Im Interesse der Begrenzung der Grösse der erfindungsgemässen Vorrichtung und insbesondere der Spule für das Levitatorfeld und auch zur Verringerung der zum Halten der Säule erforderlichen Leistung ist eine maximale Wärmeaus-40 tauschwirksamkeit zweckmässig; der oben beschriebene Wärmeaustauscher kann einen Zustand bewirken, der annähernd dem Abschrecken mit Wasser entspricht und durch Umhüllen der aufsteigenden Säule aus flüssigem Metall mit einem rasch fliessenden, turbulenten Strom mit relativ klei-45 nem ringförmigem Querschnitt eines flüssigen Kühlmittels erzielt wird. Der Wärmeaustausch zwischen der Metallsäule 20 und einem umgebenden Graphitrohr 25, welches die Innenwandung der Wärmeaustauscheranordnung aus rostfreiem Stahl an der zylindrischen Oberfläche trägt, bietet einen so sehr wirksamen Wärmeübergang. In der beschriebenen Aus-führungsform des Wärmeaustauschers kann diese Fähigkeit durch kurze ringförmige Innenrippen 43 erhöht werden, die eine laminare Strömung verhindern und Turbulenz in der Kühlflüssigkeit verursachen, welche vom oberen Ringraum 55 31 durch den Wärmeaustauscher zum unteren Ringraum 32 strömt. In the interest of limiting the size of the device according to the invention and in particular the coil for the levitator field and also to reduce the power required to hold the column, a maximum heat exchange efficiency is expedient; the heat exchanger described above can cause a state approximately equivalent to water quenching and is achieved by enveloping the rising column of liquid metal with a rapidly flowing, turbulent stream with a relatively small annular cross section of liquid coolant. The heat exchange between the metal column 20 and a surrounding graphite tube 25, which carries the inner wall of the heat exchanger arrangement made of stainless steel on the cylindrical surface, offers such a very effective heat transfer. In the described embodiment of the heat exchanger, this capability can be increased by means of short annular inner fins 43 which prevent laminar flow and cause turbulence in the cooling liquid which flows from the upper annular space 55 31 through the heat exchanger to the lower annular space 32.

Obwohl die Querschnittsgrösse der mit der erfindungsgemässen Vorrichtung erhältlichen Produkte theoretisch unbeschränkt ist, wird aus mehr praktischen Erwägungen bei der 60 Herstellung von Stäben mit einem Durchmesserbereich von 5 mm bis 50 mm gearbeitet, wobei für Kupferstäbe Durchmesser von 8 bis 30 mm bevorzugt werden. Durch Warmwalzen kann der gewünschte Stabdurchmesser nötigenfalls vermindert und eine für das Ziehen von Draht ausreichend 65 feine Kornstruktur erzielt werden. Vorzugsweise werden der Innendurchmesser des Rohrs 25 und die Verfahrensparameter so gewählt, dass zwischen dem flüssigen Metall der Säule 20 und dem Rohr 25 ein minimaler ringförmiger Spalt vor Although the cross-sectional size of the products obtainable with the device according to the invention is theoretically unlimited, more practical considerations are used in the production of rods with a diameter range from 5 mm to 50 mm, with diameters from 8 to 30 mm being preferred for copper rods. If necessary, the desired rod diameter can be reduced by hot rolling and a fine grain structure sufficient for drawing wire can be achieved. The inner diameter of the tube 25 and the process parameters are preferably selected such that a minimal annular gap is present between the liquid metal of the column 20 and the tube 25

5 5

665 788 665 788

handen ist. Dies gilt unterhalb des Punkts, an dem eine Verfestigung des flüssigen Metalls zu einer Schrumpfung des Querschnitts der Säule führt, obwohl diese Schrumpfung ziemlich gering ist. Der in den Fig. 2 und 3 mit der Bezugsziffer 45 bezeichnete Spalt ist lediglich schematischer Natur und soll weder die Lage noch die Dimensionen des ringförmigen Spalts wiedergeben. is there. This is below the point at which solidification of the liquid metal causes the cross section of the column to shrink, although this shrinkage is quite small. The gap designated by reference numeral 45 in FIGS. 2 and 3 is merely schematic in nature and is not intended to reflect the position or the dimensions of the annular gap.

Bei Versuchen zum Testen der Eignung der erfindungsgemässen Vorrichtung für die Herstellung von im wesentlichen homogenen Produkten aus Legierung mit Tendenz zur selektiven Entmischung und Verfestigung in getrennten Komponenten wurde eine Aluminium-Bronze-Legierung geschmolzen und zu drei unterschiedlichen Zeitpunkten mit der erfindungsgemässen Vorrichtung mit der Änderung verarbeitet, dass (1) der Wärmeaustauscher ein einfaches Kupferrohr war, das um das Rohr 25 gewickelt und sich in Wärmeaustauschkontakt mit diesem befand (wie in Fig. 4 gezeigt) und (2), dass eine Säule 20 aus flüssigem Metall aufgebaut und durch Verdrängen der Schmelze aus dem Tiegel 10 mit einem Kolben anstelle der Zuführung mit Gefalle aus einem Warmhalteofen aufrechterhalten wurde. Die Analysenergebnisse der zur Herstellung der Schmelze und der drei stabför-migen Produkte verwendeten Legierungen sind in der Tabelle angegeben; es zeigt sich, dass innerhalb der Genauigkeit der Probenentnahme und der Analysemethoden die Legierungszusammensetzung erhalten bleibt. In tests to test the suitability of the device according to the invention for the production of essentially homogeneous alloy products with a tendency to selectively separate and solidify in separate components, an aluminum-bronze alloy was melted and processed at three different times with the device according to the invention with the change that (1) the heat exchanger was a simple copper tube wrapped around and in heat exchange contact with the tube 25 (as shown in Fig. 4) and (2) that a column 20 was constructed from liquid metal and by displacing the Melt from the crucible 10 was maintained with a flask instead of being fed from a holding furnace. The analysis results of the alloys used to produce the melt and the three rod-shaped products are given in the table; it can be seen that the alloy composition is preserved within the accuracy of the sampling and the analysis methods.

Tabelle table

Element element

Ausgangsmaterial Source material

Vers. I Vers. I

Vers. 2 Vers. 2

Vers. 3 Vers. 3

Fe Fe

2,64% 2.64%

2,69% 2.69%

2,65% 2.65%

2,71% 2.71%

Sn Sn

0,01% 0.01%

0,03% 0.03%

0,01% 0.01%

0,02% 0.02%

Zn Zn

0,01% 0.01%

0,03% 0.03%

0,02% 0.02%

0,02% 0.02%

AI AI

10,35% 10.35%

10,12% 10.12%

10,02% 10.02%

10,05% 10.05%

Mn Mn

0,49% 0.49%

0,76% 0.76%

0,68% 0.68%

0,72% 0.72%

Si Si

0,028% 0.028%

0,049% 0.049%

0,039% 0.039%

0,046% 0.046%

Ni Ni

5,00% 5.00%

4,99% 4.99%

4,90% 4.90%

4,99% 4.99%

Andere Other

0,03% 0.03%

0,03% 0.03%

0,03% 0.03%

0,03% 0.03%

Cu Cu

Rest rest

Rest rest

Rest rest

Rest rest

Die Vorrichtung von Fig. 4 ist eine Einrichtung, die ein Rohr 50 und eine Reihe von zwölf getrennten Kühlrohren aus Kupfer 52 enthält, die auf das Rohr 50 gewickelt, über dessen Länge verteilt angeordnet und getrennt mit Kühlflüssigkeit, beispielsweise Leitungswasser (nicht gezeigt) versorgt werden. Die Rohre 52 sind auch in Dreiergruppen mit aufeinanderfolgenden Phasen der mehrphasigen elektrischen Stromquelle gemäss Fig. 5 verbunden. Wie in Fig. 3 werden die einzelnen Wicklungen mit den Buchstaben A, B, C bezeichnet, die sich auf die drei Phasen von Fig. 5 beziehen. Diese Einrichtung ersetzt das Rohr 25 des Wärmeaustauschers 30 und die zwölf Spulen 28 der Vorrichtung von Fig. 3. Auch hier wird die Säule des flüssigen Metalls 55 über den grössten Teil ihrer Länge schwerelos, aber wegen des ringförmigen Spalts 57 über die gleiche Länge berührungsfrei zum Rohr 50 gehalten. The device of FIG. 4 is a device that includes a tube 50 and a series of twelve separate copper 52 cooling tubes that are wound on the tube 50, distributed along its length and separately supplied with cooling liquid, e.g. tap water (not shown) will. The tubes 52 are also connected in groups of three to successive phases of the multi-phase electrical power source according to FIG. 5. As in FIG. 3, the individual windings are designated with the letters A, B, C, which relate to the three phases of FIG. 5. This device replaces the tube 25 of the heat exchanger 30 and the twelve coils 28 of the device of Fig. 3. Again, the column of liquid metal 55 is weightless for most of its length, but because of the annular gap 57 over the same length without contact Pipe 50 held.

Ein Schutzgas kann in beliebiger Weise in den Raum 57 eingeführt werden; beim Giessen von Kupfer wird Stickstoff oder eine Mischung von Stickstoff, Wasserstoff und Kohlen-monoxid bevorzugt. A protective gas can be introduced into the space 57 in any way; when casting copper, nitrogen or a mixture of nitrogen, hydrogen and carbon monoxide is preferred.

Auch die in Fig. 6 gezeigte Einrichtung kann anstelle der entsprechenden Einrichtung von Fig. 3 verwendet werden, wenn eine elektromagnetische Gewichtsverminderung nicht erforderlich, aber ein elektromagnetisches Halten gewünscht oder für die kontinuierliche Herstellung nötig ist. Dabei wird die Säule 60 aus flüssigem Metall berührungsfrei zum Rohr 61 über mindestens einen Teil der Säule gehalten, in welchem sich die Säulenoberfläche verfestigt. Dabei erstreckt sich der elektromagnetische Formungseffekt wie bei dem in Fig. 4 erläuterten Betrieb auch hier wegen des ringförmigen Spalts 63 im allgemeinen bis gut unter die Erstarrungsgrenze der Säu-lenoberfläche. The device shown in FIG. 6 can also be used instead of the corresponding device of FIG. 3 if an electromagnetic weight reduction is not required but an electromagnetic holding is desired or is necessary for the continuous production. The column 60 made of liquid metal is held without contact to the tube 61 over at least part of the column, in which the column surface solidifies. Here, the electromagnetic shaping effect, as in the case of the operation explained in FIG. 4, generally extends well below the solidification limit of the column surface because of the annular gap 63.

Ähnlich wie Fig. 4 hat die Vorrichtung gemäss Fig. 6 eine Reihe von Kupferrohrwicklungen 62, die jedoch mit einer einphasigen elektrischen Stromquelle 64 verbunden sind und zusätzlich zur Kühlung dienen, indem sie in gutem Wärmeübergang mit dem Graphitrohr 61 stehen, das bezüglich Struktur und Funktion den Rohren 25 und 50 entspricht. Im Betrieb wird Wasser aus einer geeigneten (nicht gezeigten) Versorgungsquelle mit maximaler Strömungsgeschwindigkeit in die Wicklungen 62 geführt. Das Wasser, das die vom heissen Metall innerhalb des Rohrs 61 absorbierte Wärme enthält, wird entweder aus den Wicklungen 62 in ein Reservoir zum Abkühlen geführt und rezirkuliert oder in einen Abflusskanal geleitet. Similar to FIG. 4, the device according to FIG. 6 has a series of copper tube windings 62, which, however, are connected to a single-phase electrical power source 64 and additionally serve for cooling by being in good heat transfer with the graphite tube 61, in terms of structure and function corresponds to the pipes 25 and 50. In operation, water is fed into the windings 62 from a suitable supply source (not shown) at maximum flow rate. The water, which contains the heat absorbed by the hot metal within the tube 61, is either passed out of the windings 62 into a reservoir for cooling and recirculated, or passed into a drain channel.

In den Figuren 7 und 8 ist ein mit einen erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss Fig. 3 kontinuierlich hergestellter Kupferstab gezeigt. Dabei wurde so gearbeitet, wie im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 beschrieben. Die leicht wellige, glatte, glänzende Oberfläche des Stabs kommt dadurch zustande, dass die Säule aus flüssigem Kupfer im Bereich der Verfestigung ihrer Oberfläche keinen Druck auf die Innenwand des Formungsraums ausübt; vermutlich tragen auch die im sich verfestigenden Kupfer induzierten Wirbelströme zum charakteristischen Aussehen des Produkts bei; das im übrigen vollkommen dichte (gemessene Dichte = 8,9) und dementsprechend blasenfreie Produkt hatte durchgehend eine offenbar gleichmässige Zusammensetzung. Der Stabdurchmesser betrug ziemlich genau 16 mm, was dem Innendurchmesser des Rohrs 25 entsprach. Im Bereich des glatten matten Bands am unteren, d.h. in der Figur linken Ende des Stabs hatte dieser einen um etwa 50 |im grösseren Durchmesser als im glänzenden welligen Bereich der Stab-oberfläche; im Bereich dieses matten Bands hatte sich der Stab unterhalb des Bereichs der wirksamen Lévitation und in Druckkontakt des geschmolzenen Kupfers mit der Innenfläche des Formungsraums verfestigt. FIGS. 7 and 8 show a copper rod produced continuously with a device according to the invention according to FIG. 3. The procedure was as described in connection with FIGS. 1 to 3. The slightly wavy, smooth, shiny surface of the rod comes about because the column made of liquid copper does not exert any pressure on the inner wall of the molding space in the area of the solidification of its surface; presumably the eddy currents induced in the solidifying copper also contribute to the characteristic appearance of the product; the otherwise completely dense (measured density = 8.9) and accordingly bubble-free product had an apparently uniform composition throughout. The rod diameter was almost exactly 16 mm, which corresponded to the inner diameter of the tube 25. In the area of the smooth matt tape at the bottom, i.e. in the figure, the left end of the rod had a diameter of about 50 | in the larger diameter than in the shiny, wavy area of the rod surface; in the area of this matte band, the rod had solidified below the effective levitation area and in pressure contact of the molten copper with the inner surface of the molding space.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

S S

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (7)

665 788 PATENTANSPRÜCHE665 788 PATENT CLAIMS 1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines länglichen Metallgegenstands durch Einführung von flüssigem Metall von unten in ein längliches, aufwärts sich bewegendes elektromagnetisches Feld und Entfernung von verfestigtem Metall am oberen Ende des Felds, gekennzeichnet durch einen in aufrechter Stellung angeordneten, länglichen, rohrförmig umschlossenen Formungsraum (11), dessen unteres Ende mit einer Quelle (10) für das flüssige Metall verbunden ist und wobei Mittel zur Entfernung des verfestigten Metalls aus dessen offenen oberen Ende vorgesehen sind; eine den Formungsraum entlang eines Teils seiner Länge umgebende Einrichtung (28) zur Aufrechterhaltung des elektromagnetischen Felds im Inneren des Formungsraums (11) derart, dass das Feld auf eine Säule (20) aus sich verfestigendem Metall im Inneren des Formungsraums wirkt, um den hydrostatischen Druck der Säule zu vermindern und einen überwiegenden Teil ihrer Aussenfläche in druckfreiem Kontakt mit der umgebenden Innenfläche des Formungsraums zu halten; und eine Wärmetauschereinrichtung (30) zum Abführen von Wärme aus dem Formungsraum (11) in einem zur Verfestigung des flüssigen Metalls ausreichenden Masse. 1.Device for the continuous production of an elongated metal object by introducing liquid metal from below into an elongated, upwardly moving electromagnetic field and removing solidified metal at the upper end of the field, characterized by an elongated, tubular, enclosed molding space arranged in an upright position ( 11), the lower end of which is connected to a source (10) for the liquid metal and means are provided for removing the solidified metal from its open upper end; means (28) surrounding the molding space along part of its length for maintaining the electromagnetic field inside the molding space (11) such that the field acts on a column (20) of solidifying metal inside the molding space to control the hydrostatic pressure reduce the column and maintain a majority of its outer surface in pressure-free contact with the surrounding inner surface of the molding space; and a heat exchanger device (30) for removing heat from the molding space (11) in a mass sufficient to solidify the liquid metal. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formungsraum (11) ein stehend angeordnetes, längliches Rohr (25, 50, 61) zur Aufnahme der Säule aus sich verfestigendem Metall besitzt und das Rohr von einem Wärmetauscher zur Verfestigung des flüssigen Metalls umgeben ist, wobei die Einrichtung (28) zur Aufrechterhaltung des elektromagnetischen Felds eine das Rohr (25, 50, 61) umfassende Spule (28, 52, 62) ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the molding space (11) has an upright, elongated tube (25, 50, 61) for receiving the column of solidifying metal and surround the tube by a heat exchanger for solidifying the liquid metal The device (28) for maintaining the electromagnetic field is a coil (28, 52, 62) comprising the tube (25, 50, 61). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule mehrere Wicklungen (28, 52) zur Verbindung mit aufeinanderfolgenden Phasen (A, B, C) einer mehrphasigen elektrischen Stromquelle besitzt. 3. Device according to claim 2, characterized in that the coil has a plurality of windings (28, 52) for connection to successive phases (A, B, C) of a multi-phase electrical power source. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (25, 50, 61) aus hitzebeständigem Material besteht und einen im wesentlichen gleichmässigen Innendurchmesser aufweist. 4. Device according to one of claims 2 or 3, characterized in that the tube (25, 50, 61) consists of heat-resistant material and has a substantially uniform inner diameter. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Tiegel (10) zur Aufnahme von geschmolzenem Metall (20), welcher Tiegel mit dem unteren Ende des Formungsraums (11, 25) kommuniziert, und durch eine Einrichtung, um flüssiges Metall im Formungsraum bis zu einer Höhe über dem unteren Ende der Wicklung (28) nach oben zu bewegen. 5. The device according to claim 1, characterized by a crucible (10) for receiving molten metal (20), which crucible communicates with the lower end of the molding space (11, 25), and by a device to liquid metal in the molding space up to to move up a height above the lower end of the winding (28). 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle ein Dreiphasengenerator ist, der zur Erzeugung eines gleichmässigen symmetrischen elektromagnetischen Felds befähigt ist. 6. The device according to claim 3, characterized in that the current source is a three-phase generator which is capable of generating a uniform symmetrical electromagnetic field. 7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (52, 62) hohle Windungen besitzt, die zur Durchleitung von Kühlmittel und zur Funktion als Wärmetauscher befähigt sind. 7. The device according to claim 2, characterized in that the coil (52, 62) has hollow turns which are capable of passing coolant and to function as a heat exchanger.
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