DE2231662B2

DE2231662B2 - Feeding device for a liquid metal jet

Info

Publication number: DE2231662B2
Application number: DE19722231662
Authority: DE
Inventors: Dawid G. Leningrad Buchowskij (Sowjetunion)
Original assignee: WSESOJUSNY NAUTSCHNO-ISSLEDOWATELSKIJ PROJEKTNO-KONSTRUKTORSKIJ I TECHNOLOGITSCHESKIJ INSTITUT ELEKTROSWAROTSCHNOWO OBORUDOWANIJA LENINGRAD (SOWJETUNION)
Current assignee: WSESOJUSNY NAUTSCHNO-ISSLEDOWATELSKIJ PROJEKTNO-KONSTRUKTORSKIJ I TECHNOLOGITSCHESKIJ INSTITUT ELEKTROSWAROTSCHNOWO OBORUDOWANIJA LENINGRAD (SOWJETUNION)
Priority date: 1972-06-28
Filing date: 1972-06-28
Publication date: 1974-05-09
Also published as: DE2231662C3; DE2231662A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Zuleitungsvorrichtungen für einen flüssigen Metallstrahl zum Auftragen von Metallüberzügen oder ζιτ dosierten Metallzuleitung. Die Vorrichtungen können im Hüttenwesen, im Gießereiwesen und im Maschinenbau verwendet werden. The invention relates to supply devices for a liquid metal jet for application of metal coatings or ζιτ metered metal supply line. The devices can be used in metallurgy, foundry and mechanical engineering.

Es ist eine Zuleitungsvorrichtung für einen flüssigen Metallstrahl bekannt, die eine zvlindrische Kammer enthält, welche über eine f>^v--aie Öffnung mit einem mit flüssigem Metall gefüllten Behälter in Verbindung steht und welche in der zylindrischen Wand eine Austrittsöffnung für das Metall besitzt. Um das geschmolzene Metall zu zwingen, um die Achse der zylindrischen Kammer umzulaufen, wird durch das Metall von der Mitte her in Richtung auf die Peripherie ein elektrischer Strom geleitet. Zu diesem Zweck wird die eine Elektrode im Behälter mit dem flüssigen Metall und die andere in der Kammer an dei zylindrischen Wand angeordnet, während die zylindrische Kammer sich in einem Magnetfeld befindet. Beim Betrieb der Vorrichtung strömt das flüssige Metall unter dem Einfluß des Druckgefälles, das durch den Umlauf des Metalls erzeugt wird, in Form eines Strahls über die Austrittsöffnung aus der zylindrischen Kammer aus.It is a supply device for a liquid jet of metal is known, which contains a zvlindrische chamber via a f> ^v --aie opening communicates with a tank filled with liquid metal reservoir in communication and which in the cylindrical wall has an outlet opening for the metal. To force the molten metal to revolve around the axis of the cylindrical chamber, an electrical current is passed through the metal from the center towards the periphery. For this purpose, one electrode is placed in the container with the liquid metal and the other in the chamber on the cylindrical wall, while the cylindrical chamber is in a magnetic field. When the device is in operation, the liquid metal flows out of the cylindrical chamber in the form of a jet via the outlet opening under the influence of the pressure gradient which is generated by the circulation of the metal.

Diese Vorrichtung besitzt jedoch folgende Nachfeile: However, this device has the following disadvantages:

Die Elektrode muß in bezug auf die kerami-■che Wand der zylindrischen Kammer abgedichtet Werden;The electrode must with respect to the ceramic Wall of the cylindrical chamber to be sealed;

Beim Aufsprühtn von Aluminium können keine Metallelektroden verwendet werden, da das ge-•chmolzcne Aluminium alle Metalle ohne Ausnahme einschmilzt.Metal electrodes cannot be used when spraying aluminum, as this will melt Aluminum melts down all metals without exception.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die #ben aufgezählten Nachteile zu beseitigen.It is the aim of the present invention to obviate the disadvantages mentioned above.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuleitungsvorrichtung für einen flüssigen Metallstrahl zu schaffen, bei welcher ein Druck im umlaufenden Metall erzeugt wird, ohne daß eine Elektrode im Hochdruckgebiet vorhanden ist, und die ein kontinuierliches strahlförmiges Zuleiten des flüssigen Metalls bei erforderlicher Leistungsfähigkeit sicherstellt. The invention is based on the object of a supply device for a liquid metal jet to create, in which a pressure is generated in the rotating metal without an electrode is present in the high pressure area, and which is a continuous jet-shaped supply of the liquid Metal with the required performance.

Diese Aufgabe wird durch Schaffen einer Zuleitungsvorrichtung für einen flüssigen Metallstrahl gelöst" die eine zylindrische Kammer enthält, welche über eine axiale Öffnung mit einem mit flüssigem Metall gefüllten Behälter in Verbindung steht, dem von einer Stromquelle aus elektrischer Strom zugeis führt wird, und welche sich in einem Magnetfeld befindet, das für ein kontinuierliches Umlaufen dos Metalls um die Kammerachse sorgt und welche in der Wand eine Austrittsöffnung für den Metallstrahl besitzt, wobei erfindungsgemäß die Vorrichtung minao destens zwei zylindrische Kammern hat, die zum Schließen des elektrischen Stromkreises über das Metall durch Öffnungen in ihren zylindrischen Wänden miteinander verbunden sind, wobei dem Metall Strom von den ungleichnamigen Polen einer Stromqueiie zugeführt wird.This task is accomplished by providing a feeding device dissolved for a liquid metal jet "which contains a cylindrical chamber which communicates via an axial opening with a container filled with liquid metal, the electrical current is supplied from a power source, and which is located in a magnetic field, which ensures a continuous rotation of the metal around the chamber axis and which in the wall has an outlet opening for the metal beam, wherein according to the invention the device minao has at least two cylindrical chambers that close the electrical circuit across the metal are interconnected by openings in their cylindrical walls, the metal Electricity is fed from the opposite poles to a Stromqueiie.

Die Öffnungen in den zylindrischen Kammei wänden können miteinander durch einen Kanal verbunden werden, in dem eine Öffnung für den Metallstrahlaustritt vorgesehen ist.The openings in the cylindrical Kammei walls can be connected to each other by a channel in which there is an opening for the metal beam exit is provided.

Eine derartige konstruktive Ausführung der Vorrichtung ermöglicht es, im flüssigen Metall das erforderliche Druckgefälle aufrechtzuerhalten und gewährleistet es. daß ein kontinuierlicher Metallstrahl bei erforderlicher Leistungsfähigkeit zugeleitet wird. Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben; es zeigtSuch a structural design of the device enables the required in the liquid metal Maintain pressure gradient and ensure it. that a continuous metal beam is forwarded when the capacity is required. The following is an embodiment of the invention described with reference to the drawings; it shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgcmäße Vorrichtung,F i g. 1 shows a longitudinal section through the according to the invention Contraption,

F i g. 2 die elektrische Schaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Stromzuführung in Form von nicht schmelzbaren Elektroden,F i g. 2 shows the electrical circuit of the device according to the invention with power supply in the form of non-fusible electrodes,

F i g. 3 die erfindungsgemäße elektrische Schaltung mit kontinuiericher Metallzuleitung in die Vorrichtung, F i g. 3 the electrical circuit according to the invention with a continuous metal feed line into the device,

Fig.4 die erfindungsgemäße elektrische Schaltung mit Stroinzuführungen in Form von Piasmatronen mit entgegengesetzter Polarität,4 shows the electrical circuit according to the invention with stroin feeds in the form of piasmatrons with opposite polarity,

F i g. 5 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit drei zylindrischen Kammern,F i g. 5 in a schematic representation of a device according to the invention with three cylindrical Chambers,

Fig. 6, 7, 8 einen Längsschnitt durch mögliche Gestaltungen der Arbeitskammer der erfindungsgemäßen Vorrichtung.6, 7, 8 a longitudinal section through possible designs of the working chamber of the invention Contraption.

Die Vorrichtung besteht aus einem keramischen Körperl (Fig. 1), in dem sich zwei zylindrische Kammern 2 befinden, deren Höhe 5- bis 6mal kleiner als ihr Durchmesser ist, wobei sich über jeder der Kammern ein Behälter 3 für geschmolzenes Metall befindet.The device consists of a ceramic body (Fig. 1), in which there are two cylindrical Chambers 2 are located, the height of which is 5 to 6 times smaller than their diameter, with each of the Chambers is a container 3 for molten metal.

Jeder Behälter 3 steht mit der entsprechenden zylindrischen Kammer 2 über eine axiale öffnung 4 in Verbindung. Die beiden Kammern 2 sind miteinander durch einen Kanal 5 über Öffnungen, welche an der Peripherie jeder zylindrischen Kammer 2 vorgesehen sind, verbunden. Der Kanal 5 besitzt eine Öffnung 6, über welche das Metall aus der Vorrichtung herausfließt.Each container 3 stands with the corresponding cylindrical chamber 2 via an axial opening 4 in Link. The two chambers 2 are connected to each other through a channel 5 via openings the periphery of each cylindrical chamber 2 are connected. The channel 5 has an opening 6 through which the metal flows out of the device.

Jeder Behälter 3 für flüssiges Metall ist mit einer Stromzuführung versehen.Each container 3 for liquid metal is provided with a power supply.

Die Stronizufühningen können in Form von Graphit- oder Wolframelektroden 7 (F i g 2) in Form von Umschmelz-Elektroden 8 Φ ig. 3) oder in Form von Piasmatronen9 (Fig.4) mit entgegengesetzter Polarität ausgeführt sein.The Stronizufühningen can be in the form of graphite or tungsten electrodes 7 (FIG. 2) in the form of remelting electrodes 8 ig. 3) or in form of Piasmatronen9 (Fig. 4) with opposite Polarity must be carried out.

Ein solches Stromzuführungssystem gewährleistet gleichzeitiges Schmelzen und kontinuierliches Erwärmen des geschmolzenen Metalls.Such a power supply system ensures simultaneous melting and continuous heating of the molten metal.

Die Vorrichtung kann mehrere, z. B. drei (F i ° 5) zylindrische Kammern 2 enthalten.The device may have several, e.g. B. three (F i ° 5) cylindrical chambers 2 contain.

Die Kammern können nicht nur zylindrisch, sondern auch anders gestaltet sein, wie dies aus den F i g. 6,7, 8 ersichtlich ist.The chambers can not only be cylindrical, but also be designed differently, as shown in the F i g. 6, 7, 8 can be seen.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen. In der Ausgangsstellung sind beide Kammern 2 mit geschmolzenem Metall gefüllt.The device works as follows. Both chambers 2 are in the starting position filled with molten metal.

Es wird, um das geschmolzene Metall in den Kammern 2 zum Umlaufen zu zwingen, dem Metall in den Behältern 3 von den ungleichnamigen Polen einer Stromquelle kommender Gleichstrom (oder Wechselstrom) zugeführt, während sich die Kammern 2 in einem magnetischen Längsgleichfeld (oder bei Verwendung von Wechselstrornfin einem magnetischen Längswechselfeld befinden.In order to force the molten metal in the chambers 2 to circulate, the metal in the containers 3 coming from the opposite poles of a power source direct current (or Alternating current), while the chambers 2 are in a longitudinal constant magnetic field (or when using alternating currents are located in a longitudinal alternating magnetic field.

Das Metall beginnt nach dem Einschalten des Stroms und dem Erzeugen des Felds in den beiden Kammern 2 umzulaufen, wodurch in jeder der Kammern 2 ein Druckgefälle erzeugt wird, unter dessen Einfluß das Metall aus den zentralen Gebieten der Kammern 2 über den Kanals in die Austrittsöffnung 6 strömt.The metal begins after the power is turned on and the field is created in the two To circulate chambers 2, whereby a pressure gradient is generated in each of the chambers 2, under which Influence the metal from the central areas of the chambers 2 via the channel into the outlet opening 6 flows.

Die Ausflußmenge und der Druck des Metallstrahls, welcher aus der Öffnung 6 ausströmt, wird durch Ändern der Stromstärke, der Magnetfeldstärke und der geometrischen Form des Kanals geregelt. The flow rate and the pressure of the metal jet which flows out from the opening 6 becomes regulated by changing the current strength, the magnetic field strength and the geometric shape of the channel.

Das Druckgefälle in den Kammern 2 mit dem umlaufenden flüssigen Metall hängt nicht von der Drehrichtung und um so mehr nicht von der Stromrichtung ab. Daher genügt es beim Verwenden v^ Gleichstrom, den » + «-Pol der Stromquelle mit dem einen Behälter und den >; — «-Pol mit dem anderen Behälter zu verbinden. Ein analoges Bild wird beim ίο Verwenden von Wechselstrom erhalten.The pressure gradient in the chambers 2 with the circulating liquid metal does not depend on the direction of rotation and all the more does not depend on the direction of the current. Therefore it is sufficient when using v ^ Direct current, the "+" pole of the power source with one container and the>; - «pole with the other Connect container. An analog picture is obtained when using alternating current.

Der Strom kann dem Behälter 3 mit Hilfe von Graphitelektroden zugeführt werden, welche direkt in das geschmolzene Metall eingetaucht sind, das kontinuierlich in beide Kammern 2 gegossen wird. Wenn das Metall erwärmt werden muß oder wenn das Metall in fester Form (Pulver, Draht) in die beiden Kammern gelangt, so werden die Elektroden nicht in das Metall eingetaucht (Fig.4), sondern zwischen den Graphitelektroden 7 und dem geschmolzenen Metall werden Lichtbogen gezündet.The current can be supplied to the container 3 with the help of graphite electrodes, which directly are immersed in the molten metal that is continuously poured into both chambers 2. If the metal needs to be heated or if the metal is in solid form (powder, wire) in the two Chambers, the electrodes are not immersed in the metal (Fig. 4), but between the graphite electrodes 7 and the molten one Metal arcs are ignited.

In Fig. 2 ist die Magnetfeldrichtung durch Pfeil·: gekennzeichnet.In Fig. 2 the direction of the magnetic field is indicated by the arrow: marked.

In einigen Fällen, wenn das Metall in Drahtform zugeführt wird, sind keine Graphitelektroden erfcrderlich und der Lichtbogen brennt zwischen dem seschmulzenen Metall und den Drähten (F i g. 3).In some cases where the metal is supplied in wire form, graphite electrodes are not required and the arc burns between the seschmulzenen Metal and the wires (Fig. 3).

Am zweckmäßigsten ist es, als Stromzuführungssvstem Piasmatrone 9 mit entgegengesetzter Polarität zu verwenden (F i g. 4).It is most expedient to use a Piasmatrone 9 with opposite polarity as the power supply system to be used (Fig. 4).

Die Vorrichtung kann zum Auftragen von Überzügen, zum dosierten Metallzuleiten in Gießereien und auch zum Fördern von geschmolzenen Metallen verwendet werden.The device can be used for the application of coatings, for metered metal feed in foundries and can also be used to convey molten metals.

Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht es. das geschmolzene Metall bei vorgegebener Leistungsfähigkeit zu fördernThe device described makes it possible. the molten metal at a given performance to promote

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higkeit zu fördern.ability to promote.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Feeding device for a liquid metal jet, which contains a cylindrical chamber, which is connected to a container filled with liquid metal via an axial opening stands to which electric power is supplied from a power source, and which is in a magnetic field that allows the mall to circulate continuously around the Chamber axis ensures and which in the cylindrical wall an outlet opening for the metal beam has, characterized in that the device has at least two cylindrical It has chambers (2) that are used to close the electrical circuit through the metal openings in their cylindrical walls are connected to the metal in the containers (3) Power is supplied from the opposite poles to the power source.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the openings in the cylindrical Walls of the chambers (2) are connected to one another by a channel (5) in which an opening (6) is provided for the metal jet outlet is.