DE1553080C2 - Vorrichtung zum elektromagnetischen Pumpen fluessiger Metalle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektromagnetischen Pumpen flüssiger Metalle, bei der mindestens ein Leiterblock in elektrischem Kontakt mit dem in einem Kanal enthaltenen, derWirkung eines Magnetfeldes unterworfenen flüssigen Metall steht.

Die Herstellung eines guten elektrischen Kontaktes zwischen dem Leiterblock und dem der Wirkung eines Magnetfeldes unterworfenen flüssigen Metall ist vor allem dann ein schwieriges Problem, wenn es sich um Metalle mit hohem Schmelzpunkt handelt. Dies gilt insbesondere bei auf dem Induktionsprinzip beruhenden elektromagnetischen Pumpen, da bei diesen zu beiden Seiten des von dem flüssigen Metall durchströmten Kanals und in Berührung mit dem flüssigen Metall je ein Leiterblock in Form einer Leiterschiene von geringem Widerstand angeordnet werden muß, durch welchen sich die elektrischen Stromfäden außerhalb des Schmelzkanals schließen können. Beispielsweise kommt für diese Leiterblöcke oder Schienen die Verwendung von Kupfer oder Silber wegen des geforderten sehr geringen elektrischen Widerstandes in Betracht. Diese Metalle haben jedoch andererseits keinen hohen Schmelzpunkt, so daß man sie mit gewissen geschmolzenen Metallen, z. B. mit geschmolzenem Stahl, nicht unmittelbar in Berührung bringen kann.

Die bestehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der elektrische Kontakt zwischen dem Metall und einem Leiterblock durch ein Kontaktstück hergestellt ist, das aus Metall der gleichen Art besteht wie die Schmelze, wobei der mit dem Leiterblock in Berührung befindliche Teil des Kontaktstückes durch Kühlung auf einer so niedrigen Temperatur gehalten wird, daß das Kontaktstück mindestens zum Teil im festen Zustand bleibt.

Dadurch, daß erfindungsgemäß das Kontaktstück aus Metall der gleichen Art besteht wie die Schmelze, werden chemische oder physikalische Wechselwirkungen zwischen der Metallschmelze und den Kontaktstücken vermieden. In dem Kontaktstück bildet sich ein Temperaturabfall aus und bei einem bestimmten Betriebszustand ergibt sich eine Grenzschicht, die eine feste Zone von einer flüssigen Zone des gleichen Metalles trennt. Wenn die Geschwindigkeit in dieser Grenzschicht Null ist, wird das Metall des Kontaktstückes, welches die Tendenz zum Schmelzen hat, nicht mitgenommen, wobei sich eine Gleichgewichtslage einstellen kann. Diese Gleichgewichtslage stellt sich umso leichter ein, wenn das Kontaktstück außerhalb das Magnetfeldes angeordnet ist, weil hier keine Wärme durch induzierte Ströme frei wird und keine Kraft angreift.

Zweckmäßig wird daher das Kontaktstück wenigstens zum Teil außerhalb des Magnetfeldes angebracht.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Leiterblock hohl und von einem Kühlmittel durchflossen ist, dessen Durchsatz so geregelt wird, daß das Kontaktstück zumindest teilweise im festen Zustand bleibt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Alisführungsbeispieles einer Vorrichtung zum elektromagnetischen Pumpen mittels Induktion an Hand der Zeichnung. In dieser zeigt

- F i g. 1 einen Schnitt durch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Pumpvorrichtung für flüssigen Stahl;

F i g. 2 einen Teillängsschnitt der Vorrichtung nach Fig. 1.

Der flüssige Stahl fließt in einem sehr flachen Durchflußkanal 1 rechteckigen Querschnittes, der von zwei isolierenden Platten la und Ib großen Widerstandes aus Zirkonerde gebildet wird; die Platten liegen zwischen zwei Blechpaketen 2 a und 2 b, welche die Magnete bilden. Unterhalb und oberhalb dieses Durchflußkanals befinden sich horizontale und

ίο zur Strömungsachse des Metalles senkrechte Leiterschienen 3, die. in entsprechenden isolierten Nuten des Magneten 2 untergebracht sind.

Die Schienen 3 sind mittels in F i g. 2 gezeigten äußeren Verbindungen 4 von besonderer Form der-

»5 art in Reihe geschaltet, daß sie eine dreiphasige versetzte Reihen-Wellen-Wicklung bilden.

Zwischen den hitzefesten Platten 1 a, 1 b sind Kontaktstücke 6 aus Stahl eingepreßt, die auf mit Kanälen 8 zur Wasserumlaufkühlung versehenen Leiterblöcken 7 aus Kupfer angelötet sind. Die Kanäle 8 sind durch angelötete Kupferplatten 9 verschlossen.

Diese Teile werden von seitlichen Stempeln 10

festgehalten, auf welche nicht sichtbare, in Rohren 11 liegende Federn drücken. Die Platten 1«, Ib so-

«5 wie die Leiterblöcke 7 haben die in F i g. 1 gezeigte Form, so daß die auf die Stempel 10 ausgeübte Federkraft sie gegeneinander zu führen sucht. Auf der Länge der Vorrichtung befinden sich mehrere Sätze von Stempeln 10. Die Kontaktstücke 6 aus Stahl haben solche Abmessungen, daß sie sich gerade außerhalb des Magnetfeldes befinden. Bei normaler Arbeitsweise sind sie mit dem flüssigen Stahl in Berührung und gewährleisten den elektrischen Kontakt mit den Leiterblöcken 7.

Das flüssige Metall führt den Kontaktstücken 6 Wärme zu, welche von den Leiterblöcken 7 aufgenommen und von dem in den Kanälen 8 umlaufenden Kühlwasser abgeführt wird. Die Stahlstücke 6 sind an einer Seite nahe einer hohen .Temperatur

*o (beispielsweise 1600°) und an der anderen Seite nahe einer niedrigen Temperatur (z. B. 25° C); wenn die Kühlung gut geregelt ist, gibt es eine den flüssigen Stahl vom festen Stahl trennende Grenzfläche und bei einer gut abgestimmten Kühlung schmelzen die

Kontaktstücke 6 nicht. ,,

Claims (3)

Patentansprüche: , ■ \ ■>■*■■ Λ

1. Vorrichtung zum elektromagnetischen Pumpen flüssiger Metalle, bei der mindestens ein Leiterblock in elektrischem Kontakt mit dem in einem Kanal-enthaltenen, der Wirkung eines Magnetfeldes unterworfenen- flüssigen Metall

steht, ""3. ä"d u r c h gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt zwischen dem Metall und einem Leiterblock (7) durch ein Kontaktstück (6) hergestellt ist, das aus Metall der gleichen Art besteht wie die Schmelze, wobei der mit dem Leiterblock (7) in Berührung befindliche Teil des Kontaktstückes (6) durch Kühlung auf. einer so niedrigen Temperatur gehalten wird, daß das Kontaktstück (6) mindestens zum Teil im festen Zustand bleibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück (6) wenigstens zum Teil außerhalb des Magnetfeldes angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterblock (7) hohl und von einem Kühlmittel durchflossen ist, dessen Durchsatz so geregelt wird, daß das Kontaktstück (6) zumindest teilweise im festen Zustand bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen