DE837579C - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Druecken in Metallschmelzen, insbesondere zum Pumpen von Metallschmelzen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Druecken in Metallschmelzen, insbesondere zum Pumpen von Metallschmelzen

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DE837579C
DE837579C DEP55961A DEP0055961A DE837579C DE 837579 C DE837579 C DE 837579C DE P55961 A DEP55961 A DE P55961A DE P0055961 A DEP0055961 A DE P0055961A DE 837579 C DE837579 C DE 837579C
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Vereinigte Leichtmetallwerke GmbH
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Vereinigte Leichtmetallwerke GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K44/00Machines in which the dynamo-electric interaction between a plasma or flow of conductive liquid or of fluid-borne conductive or magnetic particles and a coil system or magnetic field converts energy of mass flow into electrical energy or vice versa
    • H02K44/02Electrodynamic pumps
    • H02K44/06Induction pumps

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Drücken in Metallschmelzen, insbesondere zum Pumpen von Metallschmelzen Das Fördern von Metallschmelzen wurde bisher hauptsächlich durch Transport in einzelnen Tiegeln, Ausdrücken aus geschlossenen Behältern mit Preßgas und Pumpen mit Kolben oder ähnlichen Verdrängungsorganen bewirkt. Diesen Verfahren haftet eine I@eihe von -#I:ingeln ein. So stören meist das Fehlen (lvr Stetigkeit des Fördervorganges sowie @\-erkstoffscli@@ ierigkeiten bei bewegten, der heißen Schmelze ausgesetzten Bauteilen der Fördereinrichtung und deren Rril)tingsstellen.
  • Diese Nachteile werden bei dem Verfahren dir iiaclifolgenc1 beschriebenen Erfindung weitgehend vermieden, das darauf beruht, claß auf die in einem geeignet geformten Gefäß befindliche MetallschineIze elektrodynamische Kräfte ausgeübt werden. Erzeugt man nämlich in der Schmelze einen genügend starken Stromfl-uß un-d läßt gleichzeitig auf die Schmelze ein die Stromflußrichtung vorzugsweise senkrecht schneidendes Magnetfeld einwirken, so wird auf die Schmelze nach 'bekannten Regeln der Elektrodynamik eine Kraft ausgeübt, die senkrecht zur Ebene der Stsomfluß- und Magnetfeldrichtung gerichtet ist.
  • Zweckmäßig bringt man den Stromfluß in der Schmelze durch Wec'hselstrominduktion 'hervor, da dies der wirtschaftlichste Weg zur Erzeugung hoher Stromstärken ist, doch können grundsätzlich auch hohe Gleichströme, die beispielsweise durch eine Unipolarmaschine erzeugt werden, Anwendung finden. Im letzteren Falle darf :das Magnetfeld seine zur Stromrichtung in der Schmelze möglichst senkrechte Richtung nicht wechseln, während die Verwendung von Wechselstrom für den Stromfluß in der Schmelze ein magnetisches Wechselfeld erfordert, das zu diesem Wechselstrom die gleiche Frequenz aufweist und eine zeitlich,möglichst übereinstimmende Phasenlage sowie räumlich möglichst senkrechte Richtung haben sollte.
  • An folgenden Beispielen sind Ausführungsformen des Firfindungsgedankens näher erläutert. Um den zweckmäßig aus einzelnen voneinander isolierten Blechen oder Drähten aufgebauten Eisenkern a liegt im Beispiel :der Abb. i oben eine mit Wechselstrom an sich beliebiger Frequenz und Kurvenform, vorzugsweise jedoch mit dem technischen Wechselstrom von 5o Hz oder von niedrigerer Frequenz gespeiste Spule b. Um den unteren Teil des Kerns ist eine vorzugsweise ringförmige Rinne c angeordnet, deren Querschnitt und/oder Werkstoff zweckmäßig so gewählt wird, daß sie gegenüber dem Rinneninhalt f elektrisch schlecht oder praktisch nicht leitet. In die Rinne c wird aus ,dein Zulauf d flüssiges Metall laufend eingefüllt.
  • Der induzierte Strom im Rinneninhalt und der magnetische StreufluB sind bei derartigen Anordnungen stets so zueinander gerichtet, daß der Rinneninhalt f von,der Spule b weg, in diesem Beispiel also nach unten, gedrückt wird. Diese Kraft wirkt nun nicht wie etwa ein äußerer Gasdruck nur mittelbar von der Oberfläche der Metallschmelze her, sondern wirkt auf jedes Volumenelement der Schmelze ein, das vom Strom durchflossen und von magneti,schenKraftliniengeschnitten wird. Dadurch wird der hydrostatische Druck in i Innern der Schmelze, besonders am Boden der Rinne erhöht. Bei geeigneter Dimensionierung ist es möglich, den Druck am Boden der Rinne beisl)@ielsweise auf das Vielfache des durch die Schwerebeschleunigung erzielbaren Druckes zu bringen. Es ist damit also möglich, im Steigrohr g die Schmelze um so viel mal höher als den Metallstand in der Rinne steigen zu lassen, als die scheinbare Erhöhung des spezifischen Gewichtes des Rinnenin'haltes beträgt. Die Füllung eines höher als die Rinne c und auch als der Metallzufluß d gelegenen Tiegels h beispielsweise ist mit der beschriebenen Anordnung demnach kontinuierlich möglich, ohne daß irgendwelche mechanisch bewegten Förderorgane erforderlich wären. Gleichzeitig kann durch den Rinnenstrom die Schmelze genügend heiß gehalten werden, so daß sich eine besondere Beheizung der Steigleitung g bei kontinuierlichem Betrieb in den meisten Fällen erübrigen kann. In einzelnen Fällen 'kann es sogar erforderlich sein, zwecks Abführung einer übermäßigen %%'ärineetitwicklung Iden Rinneninhalt beispielsw-eise durch ein Gebläse zu kühlen.
  • Man kann die überschüssige Wärmeentwicklung .dadurch auch nutzbringend verwenden, daß man beispielsweise laufend festes Metall in der Rinne zum Schmelzen bringt. Auch bei vielen anderen metallurgischen Prozessen, z. B. bei manchen Raffirmtionsverfahren, die unter Wärmeverbrauch verlaufen, kann der Wärmeüberschuß der Fördervorrichtung verwertet werden.
  • Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine gleichartige oder ähnliche Anordnung zum Abtrennen solcher Stoffe, die eine abweichende, insbesondere schlechtereLeitfäahigkeit aufweisen, z. B. der Oxyde und ausseigernder Bestandteile, von ,der Schmelze zu benutzen. Diese Wirkung beruht auf der elektrodynamischen Erzeugung von Auftriebsunterschieden, die hier den Leitfähigkeitsunterschieden umgekehrt entsprechen, und tritt bei der beschriebenen Fördereinrichtung ebenfalls auf. Da sich hierbei die schlechter leitenden Bestandteile und nichtmetallischen Verunreinigungen im oberen Teil der Schmelze sammeln, können sie dort leicht abgeschöpft werden.
  • Aus der Rinne d kann von oben her laufend Metall zugeführt werden, ohne daß durch die elektrodynamischen Kräfte der Zufluß gestört wird, denn diese sind unmittelbar nur auf das in der Kurzschlußbahn innerhalb der Rinne befindliche Metall und mittelbar nur auf :den Inhalt von unterhalb der Oberfläche der Schmelze angesetzten Leitungen, wie z. B' der am Boden angesetzten Steigleitung g, wirksam.
  • Unterbricht man die Metallzufuhr aus der Rinne d, so wird die Schmelze aus der Rinne c so weit weggedrückt, bis ihr Stand so niedrig geworden ist, daß sich der hier elektrodynamisch erzeugte Druck .mit dem hydrostatischen Druck im Steigrohr g das Gleichgewicht hält. Die Fördervorrichtung kann so eine Weile stillgelegt werden und bleibt betriebsbereit, solange man das Einfrieren der Steigleitung verhindern kann.
  • Es kann beim Arbeiten mit offener Rinne und Anwendung ehr kräftiger Ströme und Magnetfelder die Erscheinung auftreten, daß sich der flüssige Rinneninhalt örtlich einschnürt und sich sogar völlig abschnürt, wodurch ein unregelmäßiges Arbeiten der Förderanlage hervorgerufen wird.
  • Diese Erscheinung läßt sich jedoch leicht dadurch völlig vermeiden, daß man als Förderraum (Abfb. 2) eine geschlossene Rinn k anwendet und das Metall durch die rohrförmige Leitung i der Rinne k zuführt, so daß es in dieser unter einem gewissen hydrostatischen Druck steht, der von, der Höhe der Leitung i abhängig ist.
  • In das obere Ende der Leitung kann :das flüssige Metall eingeleitet werden, indem dieses z. B. direkt an den zu entleerenden Metallbehälter, beispielsweise einen Schmelzofen, angeschlossen ist. In der Nähe des Bodens der Rinne k ist wie bei der oben beschriebenen Anordnung mit offener Rinne die Steigleitung g angeschlossen.
  • Bei Anwendung einer geschlossenen Rinne kann diese auch oberhalb der Spule angeordnet werden (Abb. 3). Die Zuflußleitung i muß dann am Boden der Rinne k angeschlossen werden, während die Steigleitung g oben angeschlossen ist.
  • Um zwecks Vermeidung der Einschnürung den gleichen !hydrostatischen Druck im Inneren der Rinne k zu erhalten wie bei der umgekehrten Anordnung, muß natürlich hierbei die Länge der ZufluBleitun:g l um die Höhe der Rinne k vergrößert werden. Die Anbringung der Spule unterhalb der Rinne hat vor allem den Vorteil, daß die Spule aus dem Bereich der 'heißen Leitungen entfernt ist und sich geschützt an nicht störender Stelle in der ganzen Anordnung unterbringen läßt. So kann z. B., wie in Abb.3 gezeigt, die Spule in einem besonderen Gehäuse nt mit angeschlossenem Gebläse v eingebaut sein. Im oberen Teil des Gehäuses kann ein ringförmiger Spalt s zum Austritt der Kühlluft vorgesehen sein, wodurch das obere Ende des 1?isenkernes und gegebenenfalls auch die Rinne k gleichzeitig gekühlt wird.
  • Die Regelung des Förderdruckes bzw. der Fördermenge ,bei gegebener Förderhöhe kann durch Verändern der Stromstärke, durch Änderung der Entfernung der Spule von der Rinne, durch Änderung der Stellung des Eisenkerns zu der Rinne und/oder der Spule oder durch mehrere dieser Maßnahmen gleichzeitig vorgenommen werden. Auch eine Änderung ,der wirksamen Windungszahl der Spule oder das Aufbringen eines verschiebbaren Kurzschlußringes oder an dessen Stelle einer Spule, deren Enden über einen regelbaren Widerstand kurzgeschlossen sind, kann zur Regelung der Fördermenge benutzt werden.
  • Auch solche Mittel, die, wie teilweise die obengenannten, eine Verschiebung der Phasenlage des Stromes im Metall in der Rinne gegenüber der Phasenlage des dieRinne durchdringendenMagnetfeldes bewirken, können zur Regelung der Fördermenge herangezogen werden.
  • Der Kraftlinienweg, der bei den bisherigen Ausführungsbeispielen außerhalb der Spule hauptsächlich durch Luft verläuft, kann auch weitgehend durch Eisen geschlossen werden, wie Abb. 4 zeigt.
  • Um nutzlose, durch elektrodynamische Kräfte Hervorgerufene Strömungen in der Rinne k zu vermeiden, die in Umfangsrichtung verlaufen, wenn die Kraftliniendichte um den Umfang der Rinne herum nicht gleich ist, ist es hier erforderlich, den Eisenkern rotationssymmetrisch in Form eines Topfkernes oder mindestens mit ringförmig geschlossenem Polschuh p auszubilden.
  • Der die Förderrinne aufnehmende Luftspalt kann oberhalb dieser verengt oder geschlossen sein. Auf diese Weise wird der die Förderrinne umfassende Kraftfluß und damit der Kurzschlußstrom in dieser vergrößert, der die Förderrinne schneidende Kraftfluß allerdings unter sonst gleichen Bedingungen verkleinert. Die günstigsten Verhältnisse können für verschiedene Leitfähigkeiten des flüssigen Metalls, für verschiedene Rinnenquerschnitte sowie für die gewünschte Wärmeentwicklung leicht ermittelt werden.
  • Die auf den Rinneninhalt in einer bestimmten Höhenschicht ausgeübte Kraft ist proportional wobei dI_ die Änderung der Selbstinduktion der Gesamtanordnung unter Belastung durch den Kurzschlußstrom in der Rinne. einschließlich etwaiger Zusatzspulen, wie etwa gemäß Abb. 7, bei Verschiebung dieser Höhenschicht in der Höhenrichtung um die Strecke dx und Ih die Strom'stär'ke in dieser Höhenschicht über die Breite der Rinne bedeutet.
  • Es ist daher einerseits vorteilhaft, die Anordnungen derartig auszubilden, daß der Wert groß wird, in dem beispielsweise in den Anordnungen nach Abb. i bis 3 die Spule flach und das in die Rinne hineinragende Ende des Eisenkernes 'kurz, vorzugsweise nicht über die Rinne hinausragend ist.
  • Andererseits ist der Gesamtdruck in der Rinne, beispielsweise bei den Abb. i und 2 unten in der Rinne, gleich der Summe ,der in den einzelnen Höhenschichten der Rinne herrschenden Drücke. Es ist daher von Vorteil, bei gleichbleibender Feldstärke des die Rinne schneidenden Flusses letztere hoch auszubilden. Dem steht allerdings entgegen, daß die Eindringtiefe des induzierten Kurzschlußstromes in den Inhalt der Rinne, abhängig von dessen Leitfähigkeit und der Frequenz, nur begrenzt ist.
  • Da aus hydrostatischen Gründen der erzielbare Druck ;gleich dem Quotienten aus der auf den Rinneninhalt ausgeübten Kraft und dem Querschnitt in der Rinnenebene ist, soll die Rinne vorzugsweise eng ausgebildet werden. Damit steigt die Stromdichte im Rinneninhalt an, denn die Stromstärke nimmt infolge des Einflusses der Streuinduktivität des Rinneninhalts nicht im gleichen Maße ab wie die Weite der Rinne. '.
  • Da die Stromstärke im Rinneninhalt in der Höhe infolge des Stromverdrängungseffektes mit der Entfernung von der Primärspule abnimmt, ist es zwecks wirtschaftlichster Ausnutzung der zugeführten elektrischen Energie vorteilhaft, in den Höhenschichten mit großer Stromdichte auch große Feldstärken des schneidenden Kraftflusses vorzusehen, was u. a. durch geeignete Formgebung des Eisenkernes geschehen kann.
  • Die infolge der großen magnetischen Streuung der Anordnungen erhebliche Blindleistungsaufnahme,'kann durch Zuschalten von Kondensatoren kompensiert werden.
  • Die erfindungsgemäßen Anordnungen, die in den Beispielen nur mit oben oder unten liegender Spule dargestellt sind, können auch in jeder beliebigen Lage im Raum Anwendung finden, wenn Zu- und ' Abflußöffnungen entsprechend ausgestaltet werden.
  • Bei den Anordnungen mit unterhalb der Rinne liegender Spule ist es möglich, die seitlichen Wandungen der Rinne k selbst hochzufü'hren und als Steigleitung zu benutzen, wie Abb.5 in einem Ausführungsbeispiel zeigt.
  • Die Innenwand o .der Rinne und dieAußenwand q sind bis auf die gewünschte Förderhöhe verlängert. Oben kann ein Sammelraum t und ein Ablauf z vorgesehen sein. Die Steigleitung kann oben offen oder geschlossen sein.
  • Die Metallzufuhr !kann über den Zulauf d in den äußeren Ringraum y erfolgen. Der äußere Ringraum sollte jedoch mindestens so hoch mit Schmelze gefüllt werden können, daß ein ausreichender hydrostatischer Druck in dem Teil der Förderrinne herrscht, der elektrodynamischen Kräften ausgesetzt ist, um Einschnürungen des Metalles zu verhindern. Der äußere Ringraum r muß an mindestens einer Stelle seines Umfanges elektrisch unterbrochen sein, so daß dort kein Stromfluß um den Umfang auftreten kann, damit ein Hochsteigen des Metalles im äußeren Ringraum r vermieden wird. Die Unterbrechung kann beispielsweise durch Einsetzen eines isolierenden Stückes u an irgendeiner Stelle des Ringraumes geschehen. An Stelle des äußeren Ringraumes y, der oben geschlossen oder auch offen sein kann, können auch eine oder mehrere Zuleitungen zu dem unteren Ende der Rinne k entsprechend der Zuleitung L in den Anordnungen nach Abb.3 oder 4 vorgesehen sein.
  • Die Benutzung der ',hochgeführten Rinne als Steigleitung hat den Vorteil, daß man den gesamten Ringquerschnitt der Förderrinne k als Steigleitungsquerschnitt zur Verfügung .hat und .daß damit die Druckverluste in der Steigleitung gering bleiben, weiterhin, daß die rings um die Förderrinne herum gleichmäßig verteilte elektrodynamische Auftriebskraft an allen Stellen ausgenutzt wird. Außerdem können die Rinne und Steigleitung in einfacher Weise aus zwei Rohren, die konzentrisch ineinandergesetzt werden, aufgebaut werden und sind leichter zu reinigen.
  • Die oben offene Rinne kann auch unterhalb des Bodens eines Tiegels oder sonstigen zur Aufnahme von Metallschmelzen bestimmten Gefäßes mit der Öffnung zum Gefäßinneren angebracht sein. Auf diese Weise läßt sich das Gefäß von unten her füllen.
  • Vorrichtungen gemäß der Erfindung können auch so ausgeführt werden, daß man auf die rotationssvmmetrische Ausbildung, wie sie in den Abb. i bis 5 im Beispiel gezeigt wurde, verzichtet und den Kraftlinienfluß durch einen äußeren Eisenkern auf ein mehr oder weniger kurzes Stück des Umfanges des Inhaltes der Förderrinne konzentriert (Abb.6 und 6a). Durch die so erzielbare hohe Kraftliniendichte erhält man entsprechend hohen Förderdruck und Förderhöhe, ohne daß die Größe und der Energiever'brauc'h derAnordnunghöher sein müßte. Zudem kann der Blindstromverbrauch dabei geringer gehalten werden.
  • Bei den rotationssymmetrischen Anordnungen hatte die um den Umfang der Förderrinne für gleiche 1-löhen angestrebte Gleichheit des Druckes lediglich den Zweck, andernfalls hervorgerufene Strömungen in Richtung des Umfanges der Förderrinne zu verhindern. Diese Strömungen müssen nun bei der Anordnung gemäß Abb. 6 und 6 a dadurch vermieden werden, daß die außerhalb des konzentrierten magnetischen Feldes liegenden Teile der Rinne durch zwei Scheidewände zerr und w2 gegen den im Kraftfeld liegenden Teil abgegrenzt sind. Diese Scheidewände müssen aus elektrisch leitendem Werkstoff bestehen, der durch die Schmelze nicht aufgelöst werden darf. Bei Anordnungen mit unterhalb der Förderrinne liegender Spule können die Scheidewände unten in der Rinne, wo der elektrodynamische Druck noch klein ist, Öffnungen besitzen. Bei einet Anordnung der Spule oberhalb der Rinne können die Öffnungen entsprechend oben in den Scheidewänden sein.
  • Diese Öffnungen können dazu ausgenutzt wenden, daß durch sie die zu fördernde Schmelze aus dem praktisch feldfreien Teil der Rinne in den .felderfüllten Förderraum der Rinne eintritt.
  • Die Rinne ikann im feldfreienRaum mit Schmelze in der oben beschriebenen Weise gespeist werden. Da auch im praktisch feldfreien Teil der Rinne immer noch das Streufeld wirksam ist, ist es zweckmäßig, auch diesenTeil der Rinne unter einen gewissen hydrostatischen Überdruck zu setzen, indem entweder dieser Teil der Rinne oben geschlossen wird und mit einer ansteigenden Speiseleitung L versehen wird oder indem die Wandungen dieses Teiles, der dann entweder offen oder geschlossen sein kann, um ein gewisses Stück nach oben, ähnlich wie bei der Anordnung nach Abb. 5, gezogen werden. Die Steigleitung g ist wie bei allen Anordnungen mit untenliegender Spule oben am Förderraum angeschlossen. Der Querschnitt des feldfreien Teiles der Rinne wird zweckmäßig vergrößert, um den Gesamiwiderstand möglichst gering zu halten, da es auf hohe Stromdichte nur im Förderraum ankommt. Hier soll auch die Stromdichte und die magnetische Feldstärke in gleichen Höhen des Förderraumes möglichst konstant sein, um nutzlose Querströmungen zu vermeiden. Mindestens sollte das Produkt aus magnetischer Feldstärke und Stromdichte in gleichen Höhen konstant sein. Eine Korrektur der Wirkung ungleich verteilter magnetischer Feldstärken über den Luftspalt ist durch entsprechende Formgebung des Querschnittes des Förderraumes und die damit erzielte Anpassung der Stromdichten möglich, umgekehrt auch durch angepaßte Formgebung des Luftspaltes.
  • Der praktisch feldfreie Teil der Rinne braucht jedoch nicht mit der gleichen Schmelze gefüllt zu sein, wenn die Scheidewände w1 und w2 vollkommen dicht sind. Das zu fördernde Metall mtiß in diesem Fall von unten durch eine besondere Leitung dem Förderraum zugeführt werden.
  • Zweckmäßig benutzt man dann, um den Energieverbrauch und die Wärmeentwicklung zu verringern, zum Ausfüllen des feldfreien Teiles der Rinne, der vorteilhaft mit vergrößertem Querschnitt ausgebildet wird, ein Metall möglichst guter elektrischer Leitfähigkeit in flüssigem oder festem Zustand. In letzterem Falle brauchen keine besonderen Scheidewände w1 und zoz vorgesehen zu werden, sondern evtl. nur eine Belegung der entsprechenden Flächen des aufgeschnittenen Metallringes mit einem elektrisch leitenden Werkstoff, der durch die Metallschmelze nicht angegriffen wird, z. B. mit einer dünnen, aufgebrannten Kohleschicht. Außerdem können dann im feldfreien Raum die Rinnenwandungen wegfallen. Es ist natürlich zweckmäßig, den feldfreien Teil auf ,gleicher Temperatur zu halten wie die zu fördernde Schmelze. Das den Strom im Rinneninhalt erzeugende magnetische Wechselfeld kann auch durch Eisen mehr oder weniger geschlossen sein, um besonders hohe Ströme oder bei relativ schlechter Leitfähigkeit des Rinneninhaltes ausreichende Ströme zu erzeugen.
  • Das die Rinne schneidende Magnetfeld .kann, wie Abb. 7 und 7 a zeigen, entweder durch die gleiche Spule b oder durch eine weitere Spule b, erzeugt werden, wobei der Weg dieses Magnetfeldes mit dem den Kurzschlußstrom erzeugenden Magnetfeld. teilweise im gleichen Eisen verläuft.
  • Abb. f3 zeigt das Beispiel einer Anordnung, bei der die Trennung dieser beiden Magnetfelder noch weiter durchgeführt ist. Dabei wird der Eisenkern a zweckmäßig geschlossen ausgeführt. Es ist zu beachten, daß hierbei die Druckrichtung des Rimieninlialtes innerhalb der beiden Luftspalte entgcgengcsetzt verläuft. Wird der Rinneninhalt links z. 13. nach oben beschleunigt, so wird er rechts nach unten beschleunigt.
  • Durch entsprechende hintereinanderschaltung dieser beidenRichtungen kann der erzielbare Druck verdoppelt werden. Als Verbindungsleitungen zwischen beiden Druckräumen könnendabei zweckmäßig die feldfreien Räume der Rinne ausgenutzt werden, indem die die Druckräume begrenzenden Scheidewände entsprechende Öffnungen unten bzw. oben erhalten, Eine vollständige Trennung der beiden Magnetfelder ist in der Anordnung nach den Abb. 9 und 9 a durchgeführt.
  • Hier erzeugt .das Feld der Spule b mit dem Eisenkern a den Strom im Rinneninhalt, während die Spule bi mit dem Eisenkern a1 das den Binneninhalt schneidende Magnetfeld hervorruft.
  • Die Rinne c ist hier beispielsweise als flacher Ilohlrahmen ausgebildet, der den Kern a unvschlingt und in den Luftspalt des Kernes al hineinragt. An dieser Stelle ist die Rinne durch zwei Scheidewände w1 und 7u2 unterteilt. Ist die gegenseitige Phasenlage der beiden Ströme in den Spulen b und b1 derart, daß die Kraft auf den Binneninhalt innerhalb des Luftspaltes des Kernes a1 nach oben gerichtet ist, was zweckmäßig ist, da dann ,die von den Kernen a und a1 auf den Binneninhalt ausgeübten Kräfte in gleicher Richtung Liegen, so kann beispielsweise die linke Scheidewand w1 oben, die rechte Scheidewand w2 unten offen sein. Wird nun rechts oben durch die Zulaufrinne d die Schmelze eingefüllt, so steigt ,diese links in der Steigleitung g hoch. Oben ist in der Rinne c eine dritte Scheidewand zu, angebracht, die, wie auch w, und zu-, aus leitendem Material bestehen muß und zur Trennung der Zufluß- und Abflußleitung dient.
  • An Stelle der Unterteilung durch Scheidewände kann auch hier die Rinne c und ihr Inhalt bis auf ,den Förderraum innerhalb des Luftspaltes auch durch festes Metall ersetzt werden und beliebige Querschnittsform besitzen. In diesem Falle müssen besondere Zu- und Abfuhrleitungen zum Förderrauin vorgesehen werden.
  • Bei den 'nordnungen nach den Abb.7, 7a, 8, 9 und 9 a können die Eisenkerne und Spulen auch in verschiedene andere geometrische Lagen zueinander gebracht werden unter Beibehaltung der Wirkungsweise.
  • Ferner kann dabei die Phasenlage der beiden Ströme zueinander oder die Stärke der Ströme in den Spulen b und bi zwecks Regelung,der Förderwirkung verändert werden.
  • Auch eine Anpassung an verschiedene Leitfähigkeiten von Metallschmelzen und an die jeweils gewünschte Wärmeentwicklung ist damit leicht möglich.
  • Die erfindungsgemäßen Anordnungen, die nach Belieben völlig kontinuierlich arbeiten können, lassen sich vorteilhaft in allen Fällen anwenden, in denen Metallschmelzen gefördert werden müssen, wie z. 13. beim Füllen und Entleeren von Schmelz-und Alrsteh- und Gießöfen und Pfannen sowie für viele Reinigungsverfahren von Metallen, z. B. für F iltrieranlagen. Sie sind besonders geeignet für die elektrisch gut leitenden Schwer- und Leichtmetalle: Die bei dem beschriebenen Verfahren auftretende Temperatursteigerung der Schmelze kann,in vielen Fällen eine sonst erforderliche besondere Rufheizung entbehrlich machen. -Vor allem gilt dies für die Verwendung bei solchen Raffinationsverfahren, die unter Wärmeverbrauch durchgeführt werden müssen, wie z: B. bei den neuerdings vielfach vorgeschlagenen Verfahren zur Reinigung von Aluminium mit Hilfe von flüchtigen Verbindungen des einwertigen Aluminiums. Ferner können die erfindungsgemäßen Vorrichtungen mit Vorteil beider Durchführung des Reinigungsverfahrens für Aluminium nach Kirseboom Anwendung ,finden, bei dein damit die als Lösungsmittel für das Aluminium dienende Bleimenge gleichzeitig im Kreislauf umgepumpt und beheizt werden kann.
  • Weiterhin können die erfindungsgemäßen Anordnungen vorteilhaft dann Anwendung. finden, wenn Metallschmelzen unter einen bestimmten Druck bis zu einigen Atmosphären gesetzt werden sollen, wie z. B. beim Druckguß oder beim Zerstäuben von Metallen. Es kann auch gegebenenfalls zur Erzeugung des Druckes ein anderes Metall angewendet werden als das zu fördernde. So können beispielsweise Leichtmetalle mittelbar durch eine Bleischmelze unter den gewünschten Druck gesetzt werden. Es lassen sich .dadurch; allerdings unter Verzicht auf vollkontinuierliche Arbeitsweise, Schwierigkeiten in der Wahl geeigneter Werkstoffe der Fördereinrichtung leichter überwinden.
  • Diese zuletzt genannte Arbeitsweise ermöglicht es, auch unzureichend elektrisch leitende Stoffe, wie z. B. Gase und insbesondere Salzschmelzen, selbst bei hohen Temperaturen zu pumpen.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzeugung eines Druckes im geschmolzenen Metall, insbesondere zum Zwecke der Förderung von Metallschmelzen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem in einem geeigneten, mit Zu- und Abflußeinrichtungen versehenen Gefäßbefindlichen ,geschmolzenen Metall ein elektrischer Stromfluß erzeugt wird und dabei gleichzeitig das geschmolzene Metall von einem Magnetfeld, vorzugsweise senkrecht zur Stromflußrichtung, geschnitten wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom in der Schmelze ein Gleichstrom ist und das Mangetfeld sein Vorzeichen nicht wechselt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß,der Strom ein Wechselstrom, vorzugsweise mit einer Frequenz von 5o Hz oder weniger, ist und daß das magnetische Feld ein zu dem Strom frequenzgleiches und vorzugsweise phasengleiches Wechselfeld ist. -4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom in der in einer ringförmig geschlossenen Rinne befindlichen Metallschmelze durch Wechselstrominduktion erzeugt wird. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daB der Querschnitt und/oder der Werkstoff der Rinne so gewählt sind, daß sie gegenüber demRinneninhalt elektrisch schlecht, insbesondere praktisch nicht leitet. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, .daß die Rinne um einen eine mit Wechselstrom gespeiste Spule tragenden Eisenkern, vorzugsweise in rotationssymmetrischer Anordnung, angebracht ist, dessen magnetisches Streufeld den Rinneninihalt schneidet. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne unterhalb der Spule angeordnet ist. B. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne oben offen ist und am Boden mit einer oder mehreren Abflußleitungen versehen ist. 9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne oberhalb der Spule angeordnet ist und am Boden oder in der Nähe des Bodens mit einer oder mehreren Zuflußvorrichtungen versehen ist. to. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne oben offen ist und daß ihre Wandungen so hoch gezogen sind, daß diese als Steigleitung für die Metallschmelze dienen. i i. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne oben offen ist und im Boden eines Tiegels angeordnet ist. 12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne allseitig geschlossen und an dem der Spule zugewandten Teil mit einer oder mehreren Zuflußleitungen, an dem der Spule abgewandten Teil mit einer oder mehreren Abflußleitungen versehen ist. 13. Vorrichtungen nach den Ansprüchen 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenweg für das magnetische Feld um die Spule , herum bis auf einen Luftspalt so geschlossen ist, daß sich der Inhalt der Rinne teilweise oder vorzugsweise völlig im Luftspalt des Eisenwegs befindet. 14. Vorrichtungen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Feld auf einen oder mehrere Teile des Umfanges des Rinneninhaltes durch geeignete Formgebung des Eisenweges konzentriert wird. 15. Vorrichtungen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die felderfüllten Räume des Rinneninhaltes gegen den oder die praktisch feldfreien Räume durch Scheidewände aus elektrisch leitfähigem Werkstoff abgeteilt sind. 16. Vorrichtungen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der praktisch feldfreie Raum der Rinne einen größeren Querschnitt für den Stromfluß aufweist als der felderfüllte Raum. 17. Vorrichtungen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheidewände an den Stellen höchsten Druckes in der Schmelze Ausflußöffnungen, an den Stellen niedrigsten Druckes Zulauföffnu.ngen zu den praktisch feldfreiem, Räumen der Rinne aufweisen. 18. Vorrichtungen nach Anspruch 14, 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der praktisch feldfreie Raum der Rinne mit einem anderen als dein zu fördernden Metall, insbesondere einem solchen von besserer Leitfähigkeit, gegebenenfalls in festem Zustande, ausgefüllt ist. i9. Vorrichtungen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der den Rinneninhalt insgesamt umschlingende Kraftfluß größer ist als der den, Rinneninhalt schneidende Kraftfluß. 2o. Vorrichtungen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der den Rinneninhalt schneidende Kraftfluß ganz oder teilweise von 'besonderen Spulenwindungen, gegebenenfalls in besonderen Eisenkernen, erregt wird. 21. Vorrichtungen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stellen des schneidenden Kraftflusses, in dessen Richtung gesehen, die lichte Weite der Rinne klein, vorzugsweise nur einige Millimeter weit ist. 22. Vorrichtungen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, d'aß sie mit Einrichtungen zur Kühlung des Kernes und Spulen, gegebenenfalls auch der Rinne, vorzugsweise mittels gasförmiger Kühlmittel versehen sind. 23. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, unter Anwendung der Vorrichtungen nach den Ansprüchen 4 bis 22, vorzugsweise der Vorrichtungen nach den Ansprüchen 4 bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig aus der Metallschmelze Stoffe, deren elektrische Leitfähigkeit von der der Metallschmelze abweicht, aus dieser durch die elektrodynamischen Kräfte abgetrennt werden. 2.
  4. 4. Anwendung der Verfahren und Vorrichtungen nach den Ansprüchen i bis 22 zum Fördern von elektrisch nicht ausreichend leitenden Stoffen, z. ß. von Gasen oder Salzscbmelzen, inslacsondere bei hohen Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderdruck auf diese Stoffe durch Metallschmelzen ausgeübt wird. 25. Anwendung der Verfahren und Vorrichtungen nach den Ansprüchen i bis 2.4 bei der Durchführung von ,metallurgischen Prozessen, insbesondere Raffinationsverfahren, vorzugsweise solchen, die unter Wärmeverbrauch verlaufen.
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