DE1508258B2

DE1508258B2 - Method and device for the electromagnetic conveyance of liquid metals

Info

Publication number: DE1508258B2
Application number: DE19661508258
Authority: DE
Inventors: Hermann Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. e.h.; Wenzel Werner Prof. Dr.-Ing.; 5100 Aachen; Block Franz-Rudolf Dipl.-Phys. 5101 Rötgen; Steinmetz Eberhard Dr.-Ing. 5100 Aachen Schenck
Original assignee: Gesellschaft zur Förderung der Eisenhüttentechnik mbH, 4000 Düsseldorf; Schenck, Hermann, Prof. Dr. Ing. Dr.-Ing. E.h.; Wenzel, Werner, Prof. Dr.-Ing; 5100 Aachen
Priority date: 1966-07-08
Filing date: 1966-07-08
Publication date: 1972-03-30
Also published as: DE1508258A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung für die elektromagnetische Förderung flüssiger Metalle. Dabei wird von dem Prinzip der Wanderfeldpumpe Gebrauch gemacht.The invention relates to a method and an apparatus for electromagnetic Pumping liquid metals. Use is made of the principle of the traveling wave pump.

Die sogenannte Wanderfeldpumpe, die nach dem Prinzip eines Drehstrommotors arbeitet, bei dem die stromdurchflossenen, auf das zu bewegende Metall mit ihrem Feld einwirkenden Spulen statt auf einem Zylindermantel sich in ebener Anordnung befinden, ist für das Problem der elektromagnetischen Förderung flüssiger Metalle vpn erheblicher Bedeutung.The so-called traveling wave pump, which works on the principle of a three-phase motor, in which the current-carrying coils acting on the metal to be moved with their field instead of on one Cylinder jacket are in a flat arrangement, is for the problem of electromagnetic promotion liquid metals of considerable importance.

Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß bei einem Verfahren der beschriebenen Art besondere Wirkungen erzielt werden können, wenn das Wanderfeld auf dem Transportwege des flüssigen Metalls an einer oder mehreren Stellen unterbrochen oder geschwächt wird.According to the invention it has been found that a method of the type described has particular effects can be achieved when the moving field on the transport routes of the liquid metal is interrupted or weakened in one or more places.

Eine solcher Wirkungen ergibt sich in der Eisenmetallurgie, wenn auf diese Weise das flüssige Eisen im Gegenstrom zu einer flüssigen Schlacke bewegt wird. Eine für diesen Zweck geeignete Anordnung besteht beispielsweise aus einer ansteigenden Rinne, durch die hindurch das flüssige Eisen mittels des Wanderfeldes aufwärts bewegt wird, während die flüssige Schlacke im Gegenstrom zum Eisen abwärts fließt. Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag werden verbesserte Austauscheffekte zwischen dem flüssigen Eisen und der flüssigen Schlacke erzielt. Für diesen verbesserten Stoffaustausch ist es wesentlich, daß an Stelle eines glatten Materialflusses in der Rinne auf elektrischem Wege eine sogenannte Kaskade erzeugt wird, bei der an einzelnen Stellen der Rinne das Metall und/oder die Schlacke länger festgehalten werden, als es unter dem Einfluß der Schwerkraft allein möglich wäre. Hierdurch ergeben sich längere Reaktionszeiten und der erwähnte, günstigere Stoffaustausch. Auch werden durch die Wellenbildung in der Kaskade die Oberfläche vergrößert und durch örtliche Wirbelbildung eineSuch an effect arises in iron metallurgy when the liquid iron is in this way is moved in countercurrent to a liquid slag. An arrangement suitable for this purpose consists for example of a rising trough through which the liquid iron by means of the Moving field is moved upwards, while the liquid slag is moved downwards in countercurrent to the iron flows. The inventive proposal are improved exchange effects between the liquid iron and the liquid slag achieved. For this improved mass transfer it is essential that instead of a smooth flow of material in the channel by electrical means, a so-called cascade is generated, in which the metal and / or the slag held for longer at individual points in the channel than would be possible under the influence of gravity alone. This results longer reaction times and the mentioned, more favorable mass transfer. Also through the Wave formation in the cascade increases the surface and creates a local vortex

ίο gewisse Durchmischung erzielt, so daß sich entsprechend weitere verbesserte Reaktionsmöglichkeiten ergeben.ίο achieved a certain degree of mixing, so that accordingly result in further improved reaction possibilities.

Die erfindungsgemäße Unterbrechung oder Schwächung des Wanderfeldes an einer oder mehreren Stellen auf dem Transportwege des flüssigen Metalls erfolgt durch entsprechende Steuerung des elektrischen Stromes des Wanderfeldes.The inventive interruption or weakening of the traveling field at one or more Place on the transport routes of the liquid metal is done by appropriate control of the electrical Stream of the moving field.

Bei der Raffination von flüssigem Eisen in einer derartigen Gegenstromrinne muß davon ausgegangen werden, daß zeitliche Änderungen in der Zusammen-. setzung der reagierenden Substanzen und ihrer Temperaturen eintreten. Um ,besonders gleichmäßige Endanalysen des zu raffinierenden Eisens zu erzielen, sieht die Erfindung weiterhin vor, daß die Unterbrechung des Wanderfeldes ergänzend aufgehoben oder dessen Schwächung geregelt wird. Hierdurch wird ein entsprechender Einfluß auf die Ausbildung der elektromagnetischen Kaskade und damit auch auf den Stoff austausch in der Rinne bewirkt.This must be assumed when refining liquid iron in such a countercurrent trough be that temporal changes in the co-. setting of the reacting substances and their temperatures enter. In order to achieve particularly uniform final analyzes of the iron to be refined, the invention also provides that the interruption of the traveling field is also canceled or whose weakening is regulated. This has a corresponding influence on the training the electromagnetic cascade and thus also on the exchange of substances in the channel.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden flüssige oder feinkörnige, feste Schlacke an mehreren Stellen auf dem Transportweg des flüssigen Eisens in die elektromagnetische Rinne gegeben.In a further embodiment of the invention, liquid or fine-grained, solid slag are mixed with several Places on the transport route of the molten iron placed in the electromagnetic trough.

Die Vorrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens kennzeichnet sich durch eine mit feuerfestem Material ausgekleidete Rinne mit einem Eisenzulauf an dem niedriger liegenden Ende und einem Eisenablauf an dem höher liegenden Ende. Dabei befinden sich zweckmäßige Organe einer Wanderfeldpumpe unterhalb oder unter- und oberhalb der Rinne.The device for performing the proposed method is characterized by a Refractory-lined gutter with an iron inlet at the lower end and an iron drain at the higher end. There are expedient organs of one Traveling wave pump below or below and above the channel.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind Querrippen oder Vertiefungen an Stellen der beabsichtigten Kaskadenbildung sowie seitliche Schlakkenabführungsorgane an den Stellen der Kaskadenbildung und Schlackenzuführungsorgane unterhalb der Kaskaden vorgesehen. Die elektromagnetische Kaskade wird in ihrer Wirkung durch die Anordnung von Rippen oder Vertiefungen im Profil der Rinne verstärkt. Dies kann auch dazu führen, daß an der Stelle der Kaskadenbildung das Abreißen des Metallflusses vorübergehend begünstigt wird, so daß ein Metallkreislauf zwischen jeweils zwei Kaskaden erfolgt. Durch solche elektromagnetisch gesteuerte Metallkreisläufe innerhalb der elektromagnetischen Rinne wird das durch die Rinne laufende bzw. geförderte Metall in gesteuerter Weise mehr oder minder lange in der Rinne festgehalten und hierdurch dem von dem zu steuernden Prozeß geforderten Materialfluß angepaßt.In a further embodiment of the invention, transverse ribs or depressions are intended in places Cascade formation and lateral slag discharge organs at the points of cascade formation and slag supply organs are provided below the cascades. The electromagnetic The effect of the cascade is the arrangement of ribs or depressions in the profile of the channel reinforced. This can also lead to the separation of the metal flow at the point of cascade formation is temporarily favored, so that a metal cycle takes place between each two cascades. By such electromagnetically controlled metal circuits within the electromagnetic Gutter is the one running or conveyed through the gutter Metal held in a controlled manner more or less long in the channel and thereby the adapted to the flow of material required by the process to be controlled.

Die Erfindung wird in der Abbildung weiter erläutert. Die Abbildung ist ein schematischer Schnitt durch eine rinnenförmige elektrische Wanderfeldpumpe mit elektrischer Kaskadenbildung. Es handelt sich um einen Vertikal-Schnitt durch die Achse der Rinne. 1 ist die feuerfeste Ausmauerung der Rinne, über die hinweg das flüssige Eisen 3 aufwärts bewegt wird, während die flüssige Schlacke 6, unter demThe invention is further illustrated in the figure. The figure is a schematic section by a trough-shaped electric traveling-field pump with electric cascade formation. It deals a vertical section through the axis of the channel. 1 is the refractory lining of the channel, over which the liquid iron 3 is moved upwards, while the liquid slag 6, under the

Einfluß der Schwerkraft die Rinne hinunterläuft. la bis 2d sind Gruppen von stromdurchflossenen Spulen, die das Wanderfeld erzeugen. Zwischen jeweils zwei Spulengruppen befindet sich eine Stelle, in der durch größeren Abstand der Spulen das Feld geschwächt bzw. vollständig aufgehoben ist.Influence of gravity running down the gutter. la to 2d are groups of current-carrying coils that generate the traveling field. Between every two coil groups there is a point in which the field is weakened or completely eliminated due to the greater distance between the coils.

Die Wirkungsweise der elektrischen Kaskade wird an Hand der Schemazeichnung wie folgt erläutert.The mode of operation of the electrical cascade is explained using the schematic drawing as follows.

Mit Pfeilrichtung 4 tritt das flüssige Eisen 3 in die elektromagnetische Wanderfeldpumpe ein und verläßt diese am Ende mit der Pfeilrichtung 5. Die Schlacke 6 wird am oberen Ende mit der Pfeilrichtung? auf die Rinne aufgegeben und verläßt diese am unteren Ende mit der Pfeilrichtung 8. Zwischen jeweils zwei Spulengruppen, z. B. zwischen Spulengruppe 2 α und 2 b bei der Stelle 9, erfolgt infolge der Schwächung des elektromagnetischen Feldes ein Aufstau des flüssigen Eisens 10 mit der gewünschten Kaskadenbildung. Dieser Aufstau führt des weiteren zu einem entsprechenden Aufstau der Schlacke mit ίο einer Stelle 11, wo die Schlacke ein Geschwindigkeitsminimum besitzt. With arrow direction 4 the liquid iron 3 enters the electromagnetic traveling field pump and leaves it at the end with the arrow direction 5. The slag 6 is at the upper end with the arrow direction? abandoned on the channel and leaves it at the lower end with the arrow direction 8. Between each two coil groups, z. B. between coil group 2 α and 2 b at point 9, there is a build-up of the liquid iron 10 with the desired cascade formation as a result of the weakening of the electromagnetic field. This build-up also leads to a corresponding build-up of the slag with a point 11 where the slag has a minimum speed.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for 'the electromagnetic conveyance of liquid metals according to the principle of Traveling field pump, characterized in that the traveling field on the transport routes of the liquid metal is interrupted or weakened in one or more places.

2. The method according to claim 1, characterized in that the interruption is canceled or the weakening of the field is regulated.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that liquid or fine-grained solid slag is given at several points on the transport route of the liquid iron in the electromagnetic trough.

4. Device for performing the method according to claims 1 to 3, characterized through a channel lined with refractory material with an iron inlet (4) the lower end and with an iron drain (5) at the higher end.

5. Apparatus according to claim 4, characterized by organs located below or below and above the channel {la to 2d) of a traveling wave pump.

6. Device according to claims 4 and 5, characterized by transverse ribs or depressions at points of the intended cascade formation and through lateral slag discharge organs at the points of cascade formation and slag supply organs below the Cascades.