HU222124B1

HU222124B1 - Eljárás és berendezés metallurgiai üstben kezelt fémolvadék elektromágneses mezővel folytatott keverésére

Info

Publication number: HU222124B1
Application number: HU0002741A
Authority: HU
Inventors: Eduard A. Issidorov
Original assignee: International Procurement, Inc.
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 2003-04-28
Also published as: NO331156B1; EP1021574A4; DE69812669T2; ES2147542T3; ES2147542T1; US5948138A; HUP0002741A3; DE69812669D1; HUP0002741A2; CA2297232A1; JP2001512182A; CA2297232C; CN1336961A; NO20000384D0; EP1021574B1; EP1021574A1; AU7808798A; WO1999006604A1; NO20000384L; AU745926B2

Abstract

A találmány tárgya eljárás és berendezés metallurgiai üstben (20)kezelt fémolvadék (24) elektromágneses mezővel folytatott keverésére,ahol az eljárás során a fémolvadékot (24) az üst (20) belső kerületementén, egyrészt függőlegesen elhelyezett tűzálló oszlop (25),másrészt az üstfal belső felülete mentén függőlegesen elrendezetttűzálló falazatelem (26) között kialakított járatban (23) vízszintesenés laminárisan áramoltatják úgy, hogy az eljárás során a falazatelem(26) járattal (23) ellentétes felülete mentén elrendezett, mágnesesenáteresztő és hossztengelyére (44) szimmetrikus hosszúkás magból (43),valamint a mag (43) hosszában, a magra (43) egymás mellé feltekercseltszámos különálló, elektromosan vezető menetből (46) kialakítottelektromágneses tekercs (40) meneteinek (46) váltakozó elektromosgerjesztése révén periodikusan előállított mágneses fluxuserővonalaival (42) a járatban (23) lévő fémolvadékot (24) áramlásrakényszerítik, továbbá a járatban (23) áramló fémolvadék (24)függőleges irányú mozgását az üstben (20) lévő fémolvadék (24)fürdőfelülete (106) és a fenékfelület (108) közelében elrendezettterelőelemekkel (36, 38) korlátozzák. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás és berendezés tűzálló béléssel ellátott metallurgiai üstben kezelt fémolvadék elektromágneses mezővel folytatott keverésére.

A szakmai gyakorlatban nem találunk olyan eljárást és/vagy berendezést, amellyel a metallurgiai folyamatok során - azok természetétől szinte függetlenül megvalósítható a fémolvadék keverése anélkül, hogy mechanikus keverést alkalmaznának, például valamilyen eszközzel a fémfurdőbe nyúlnának.

Az US 5 385 338 számú szabadalom olyan berendezést ismertet, amellyel alumínium fémhulladék olvasztható. Ez a berendezés az olvasztókamra körül kívülről félkörívben elrendezett tekercset alkalmaz, amely a fémhulladékot indukciós úton megolvasztja, miközben erőteljes örvénylő mozgásba is hozza. Ez a találmány azonban csak indukciós olvasztásra vonatkozik, és az olvasztási folyamaton túlmenően alkalmatlan a fémfürdő nyugodt, de hatékony keverésére.

A találmánnyal ezért elsődleges célunk fémolvadék keverése metallurgiai eljárásokhoz használt kemencében vagy kezelőüstben úgy, hogy a keverést a kemencén vagy üstön kívülről végezzük anélkül, hogy mechanikus keverőeszközt alkalmaznánk. A keverés feladata, hogy egyenletes összetételt és hőmérséklet-eloszlást érjünk el a fémolvadékkal folytatott eljárás folyamán. A keverés kedvező hatásai között említhető (i) a metallurgiai eljárás időszükségletének csökkenése, (ii) a hőenergiafogyasztás csökkenése és (iii) a kemencével kapcsolatos karbantartási igények csökkenése, továbbá a kívánt metallurgiai tulajdonságok még hatásosabb elérése.

Célszerű ugyanakkor, ha a keverést a kemencében lévő fémolvadék egy kiválasztott térfogatára korlátozzuk, miközben tetszés szerint, periodikusan előidézett keverést valósítunk meg, amely hozzásegít ahhoz is, hogy elérjük a fémolvadék kívánt metallurgiai tulajdonságait.

Célkitűzésünket olyan eljárás kialakításával valósítottuk meg, amely tűzálló béléssel ellátott metallurgiai üstben kezelt fémolvadék elektromágneses mezővel folytatott keverésére szolgál, és amelynek során a fémolvadékot az üst belső kerülete mentén, egyrészt függőlegesen elhelyezett tűzálló oszlop, másrészt az üstfal belső felülete mentén függőlegesen elrendezett tűzálló falazatelem között kialakított járatban vízszintesen és laminárisán áramoltatjuk úgy, hogy az eljárás során a falazatelem járattal ellentétes felülete mentén elrendezett, mágnesesen áteresztő és hossztengelyére szimmetrikus hosszúkás magból, valamint a mag hosszában, a magra egymás mellé feltekercselt számos különálló, elektromosan vezető menetből kialakított elektromágneses tekercs meneteinek váltakozó elektromos gerjesztése révén periodikusan előállított mágneses fluxus erővonalaival a járatban lévő fémolvadékot áramlásra kényszerítjük, továbbá a járatban áramló fémolvadék függőleges irányú mozgását az üstben lévő fémolvadékfürdő felülete és a fenékfelület közelében elrendezett terelőelemekkel korlátozzuk.

A fémolvadéknak a járatban végbemenő nyugodt áramlását célszerűen a tűzálló falazatelem központi falazateleme és a bemeneti, valamint a kimeneti falazatelemek közötti csatlakozásban elrendezett átmeneti falszakaszokkal segítjük elő.

A fémolvadékot előnyösen a mágnesesen áteresztő hosszúkás mag hossza mentén, a tűzálló falazatelem sík, központi falazateleme és a bemeneti, valamint a kimeneti falazatelemek közötti csatlakozásokon túl elhelyezett két szélső menet erőterével vezetjük be a járatba, és vezetjük ki a járatból.

A járat boltozatát képező terelőelemnek kedvezően a fenékfelülettől a fémolvadék mélységének kb. 0,7-szeresét kitevő távolságban történő elhelyezésével megakadályozzuk a fémolvadékfürdő felülethez közeli tömegének beáramlását a járatba, továbbá a járat fenekét képező terelőelemnek a fenékfelülettől a fémolvadék mélységének kb. 0,1-szeresét kitevő távolságban történő elhelyezésével megakadályozzuk a fémolvadék fenékfelülethez közeli tömegének beáramlását a járatba.

A központi falazatelem és a vele szomszédos, sík bemeneti és kimeneti falazatelemek által bezárt szöget célszerűen 10° és 40° között határozzuk meg.

A sorban elhelyezett meneteket előnyösen elektromosan gerjesztjük, és az egyes szomszédos menetek között fáziseltolást valósítunk meg.

A menetek gerjesztéséhez kedvezően szimmetrikus, háromfázisú teljesítményforrást alkalmazunk.

A teljesítményforrás feszültségét célszerűen 380 és 460 V között, kimeneti teljesítményét 50 és 100 kW között, és frekvenciáját 50-60 Hz között választjuk meg.

A mágneses fluxussűrűség (B) értékét előnyösen 0,08 és 0,16 T (800-1600 G) között, továbbá a mágnesesmező-vándorlás sebességét 30 és 70 m/s között választjuk meg úgy, hogy a mágneses mező fluxussűrűségét megszorozva a mágnesesmező-vándorlás sebességének négyzetgyökével, 0,5 és 1 közötti skaláris tényezőt kapunk.

Célkitűzésünk megvalósítását szolgálja továbbá az a berendezés is, amely tűzálló béléssel ellátott metallurgiai üstben kezelt fémolvadék elektromágneses mezővel folytatott keverésére alkalmas, és a berendezésben egyrészt tűzálló oszlop, másrészt tűzálló falazatelem van függőlegesen elrendezve, amelyek között járat van kialakítva, valamint a járatot felülről határoló boltozatot alkotó terelőelemmel, és a járatot alulról határoló terelőelemmel van ellátva, továbbá a falazatelem járattal ellentétes felülete mentén, mágnesesen áteresztő és hossztengelyére szimmetrikus hosszúkás magból, valamint a mag hosszában, a magra egymás mellé feltekercselt számos különálló, elektromosan vezető és elektromosan egyenként gerjeszthető menetből kialakított elektromágneses tekercs van elrendezve.

A hosszúkás, mágnesesen áteresztő mag hossztengelye célszerűen a járatot szegélyező tűzálló falazatelem alapvetően sík, függőleges elhelyezkedésű, központi falazatelemével párhuzamosan van elrendezve, továbbá a járatot szegélyező központi falazatelemhez szögben csatlakozó tűzálló, sík felületű bemeneti és kimeneti falazatelemek vannak csatlakoztatva, továbbá a tűzálló falazatelem központi falazateleme és a bemeneti, valamint a kimeneti falazatelemek közötti csatlakozásban átmeneti falszakaszok vannak elrendezve.

HU 222 124 Bl

A mágnesesen áteresztő hosszúkás mag hossza mentén az elektromosan vezető menetek kedvezően úgy vannak elhelyezve a magon, hogy a mag két végénél elhelyezkedő menetek közül végenként legalább egy menet a tűzálló falazatelem sík, központi falazateleme és a bemeneti, valamint a kimeneti falazatelemek közötti csatlakozáson túl vannak elhelyezve.

A berendezést célszerűen metallurgiai üstbe beépítve, a járat boltozatát képező terelőelem a fenékfelülettől a fémolvadék mélységének kb. 0,7-szeresét kitevő távolságban van elhelyezve, továbbá a járat fenekét képező terelőelem a fenékfelülettől a fémolvadék mélységének kb. 0,1-szeresét kitevő távolságban van elhelyezve.

A központi falazatelem és a vele szomszédos, sík bemeneti és kimeneti falazatelemek által bezárt szög előnyösen 10° és 40° között van.

A berendezés kedvezően az egyes szomszédos menetek között fáziseltolással történő elektromos gerjesztésre alkalmasan van kialakítva.

A különálló menetek célszerűen szimmetrikus, háromfázisú gerjesztő teljesítményforráshoz vannak kapcsolva.

A teljesítményforrás előnyösen 380 és 460 V közötti, 50-60 Hz frekvenciájú feszültség, valamint 50 és 100 kW közötti kimeneti teljesítmény szolgáltatására alkalmasan van kialakítva.

A fáziseltolással geijeszthető, elektromosan vezető menetek 0,08 és 0,16 T közötti mágneses fluxussűrűségű (B) elektromos mező, és 30-70 m/s sebességű mágnesesmező-vándorlás létrehozására alkalmasan vannak kialakítva.

A találmányt a továbbiakban a mellékelt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az

1. ábra fémolvadékot tartalmazó kemenceüst vízszintes keresztmetszetét ábrázolja, amelynek falazatába a találmány speciális kiviteli alakjának megfelelő berendezés van beépítve, a

2. ábra az 1. ábra egy részének nagyított képe a keverőmozgás és a berendezés kialakításának részletesebb ismertetése céljából, a

3. ábra a 2. ábrán látható berendezés keresztmetszete a 2. ábrán 3-3 szaggatott vonallal jelölt sík mentén, a

4. ábra a 2. ábrához hasonló ábra, de elhagytuk róla a fémfurdő mozgását jelző nyilakat, amelyek a találmány szerinti keverőerők keletkezésének bemutatására szolgálnak, az

5. ábra a 4. ábra keresztmetszete a 4. ábra

5-5 szaggatott vonala mentén, a találmány szerinti keverőerők képződésének ismertetéséhez, a

6. ábra a 2. ábrán FIG. 6-tal jelölt körben látható résznézet, a

7. ábra a találmány egyik kedvező kiviteli alakjának megfelelően teljesítmény forrásként választott, periodikusan változó elektromos feszültség ismertetésére szolgáló ábra, a

8. ábra olyan vektordiagram, amelyet a választott elektromos teljesítményforrás működésének további leírásához használhatunk fel a 7. ábrán láthatónak megfelelően, a

9. ábra a 7. és 8. ábrákon látható megfelelő periodikus elektromos teljesítményt hasznosító elektromos kapcsolási diagram, a

10. ábra a találmány további kiviteli alakjának nagyított részmetszete módosított keverés leírásához, a

11. ábra a találmány egyik kiviteli alakjának megfelelő, tovább módosított keverési irány leírására szolgáló nagyított keresztmetszet, és a

12. ábra a találmány egyik további kiviteli alakjának megfelelő berendezés nagyított részmetszete, amely a 3. és az 5. ábrákon láthatókhoz képest az óra járásával ellenkező irányban 90°-kal el van fordítva.

A találmány rendkívül jól hasznosítható metallurgiai üstkemencékben, például kezelőüstökben és a folyékony fém feldolgozására szolgáló egyéb kemencékben.

A találmány egyik kiviteli alakjának ismertetéséhez olyan üstkemencét használunk, amelyet gázzal vagy olajjal fűtünk alumíniumolvadék feldolgozása céljából. Az ilyen eszközök az úgynevezett lángkemencék. A bennük végbemenő folyamat része az olvadékképzés (fémhulladékból vagy bugából), a kikészítés, az ötvözés stb.

Az 1. ábrán álló helyzetű kemence 20 üstjének vízszintes keresztmetszete látható, a kerülete mentén elhelyezkedő tűzálló 22 béléssel, amely 24 fémolvadékkal van feltöltve. A 24 fémolvadékba szilárd fém - hulladék, és/vagy az új alapanyag és ötvözőadalékok kerülhetnek a feldolgozás folyamán.

A találmány egyik kedvező kiviteli alakjában a fémolvadék-keverést különleges 26 falazatelem mentén valósítjuk meg. A kemence és a 20 üst különlegesen kiképzett tartománya a találmány részét képezi. A kerület mentén elhelyezkedő tűzálló 22 bélés átalakítását könnyedén megvalósíthatjuk egy már létező kemence 20 üstjében is, csekély szerkezeti átalakítással. Jóllehet a találmányt vízszintes síkban alapvetően kör keresztmetszetű kemencével kapcsolatban újuk le, ez nem korlátozza alkalmazásának lehetőségét az ilyen kialakítású kemencékre. A találmány szerinti megoldás megvalósulhat téglalap keresztmetszetű kemenceüstben is (amelyet nem ábrázoltunk). A találmány szerinti berendezés elhelyezése egy ilyen téglalap keresztmetszetű üstön, alapvetően az üst hosszabb falának közepén elképzelhető.

A 2. ábra nagyított részmetszetén még részletesebben látható, hogy a kerület menti tűzálló 22 bélés részleges módosításával kialakíthatjuk a találmány szerinti berendezés helyét. Függőleges elrendezésű 25 oszlop tereli a 24 fémolvadékot a 20 üst központi része felől a oszlop és 26 falazatelem között kialakított 23 járatba. A fémolvadék mozgását 30, 32 áramlásirányt jelző nyilakkal jelöltük. A 24 fémolvadék áramlása a 23 járatba, majd abból kifelé, alapvetően körpályás, vízszintes irányú keverőmozgást kelt a 24 fémolvadékban, amely

HU 222 124 Bl kezdetben a 20 üst 22 bélése mentén zajlik, később azonban megkezdődik a középen elhelyezkedő 24 fémolvadék másodlagos mozgása is a kerület menti 30, 32 áramlásirányban. Téglalap keresztmetszetű üstökben az ilyen másodlagos mozgás az üst sarokrészeiben elhelyezkedő fémolvadékban is végbemegy. 30-70 tonna befogadóképességű lángkemencék esetében célszerű 23 járatot és 25 oszlopot alkalmaznunk.

A 3. ábrán a 25 oszlop függőleges metszetben látható, amelyet a 2. ábra 3-3 vonalával jelzett síkban vettünk. Egy célszerű kiviteli alakban a 25 oszlopnak elliptikus keresztmetszete van (2. ábra). A 25 oszlop tűzálló anyagból készült, és függőlegesen nyúlik a 23 járat alapjától a boltozatig. Ennek az elliptikus kialakításnak köszönhetően a kevert 24 fémolvadék a 23 járat legszűkebb keresztmetszeten halad át, ez előtt szűkülő keresztmetszetben 30 áramlásirányban kerül a 23 járatba, utána pedig szélesedő keresztmetszetben 32 áramlásirányban hagyja el a 23 járatot. Ezek a változó méretek eredményezik, hogy az 58 központi falazatelem mentén a 24 fémolvadék maximális sebességgel áramlik, és a lecsökkent nyomás beszívja a 24 fémolvadékot ebbe a keresztmetszetbe. Amint a 24 fémolvadék kilép ebből a szűk keresztmetszetből, a sebessége csökken (a nagyobb keresztmetszetnek köszönhetően), és sokkal egyenletesebb lamináris és kevésbé turbulens fémáramlás alakul ki a kemenceüstben. Ezek a sebességek, illetve nyomásviszonyok az összenyomhatatlan folyadékokra vonatkozó áramlási törvényeket követik.

A 3. ábrán látható, hogy a 26 falazatelem lényegében függőleges elrendezésű, és lényegében vízszintes 36 terelőelemek és boltozati 38 terelőelemek zárják alulról és felülről az áramlási 23 járatot. Ezek a szerkezeti egységek, a 25 oszlop, a 26 falazatelem, a 36,38 terelőelemek olyan tűzálló anyagból vannak kialakítva, amelynek legfontosabb tulajdonságai: a jó hőállóság és a 24 olvadékhoz viszonyított reakciósemlegesség.

A metallurgiai folyamatok közben a 20 üstben tartott 24 fémolvadék kitölti a 23 járatot is. Mágneses fluxust létrehozó 40 elektromágneses tekerccsel (2. és 3. ábrák) lineáris mágneses mezőt gerjesztünk a 25 oszlop és 26 falazatelem közötti 23 járatban lévő 24 fémolvadékban. A mágneses fluxus 42 erővonalai úgy koncentrálódnak, ahogy az sematikusan a 4. ábrán látható. A 23 járatban a 24 fémolvadék úgy viselkedik, mint egy mágneses tekercs magja, amelynek mágnesezési görbéje, mágneses hiszterézise van (a periodikusan változó elektromos gerjesztésnek megfelelően), továbbá örvényáramokat kelt az alkalmazott mágneses mező periodikus változásának köszönhetően.

A találmány további lényeges sajátossága, hogy a 24 fémolvadék keverését a kemencének egy olyan részére korlátozza, amelyben nincs jelen: 1. a felső 106 fürdőfelülethez közeli 24 fémolvadék, továbbá 2. a kemence alsó 108 fenékfelületével érintkező 24 fémolvadék (3. ábra).

A 106 fürdőfelülethez közeli 24 fémolvadéktömeg az atmoszféra oxidálóhatásának van kitéve. A 106 fürdőfelületen olyan oxidréteg alakulhat ki, amely védőréteget képez, jelentősen csökkentve az oxidálódott

106 fürdőfelület alatt lévő 24 fémolvadék további oxidációját. Célszerűen nem bontjuk meg ezt a védőréteget, mivel a keverés ez alatt a réteg alatt folyik. A 23 járat vízszintesen elrendezett 38 terelőeleme (3. ábra) mintegy védőernyőként hat, és alapvetően korlátozza a közvetlenül a 106 fürdőfelület alatt lévő 24 fémolvadék keveredését. Egy célszerű kiviteli alakban a 38 terelőelem 110 távolsága a 20 üst 108 fenékfelületétől a kemencén belüli 24 fémolvadékfürdő 112 mélységének kb. 0,7-szerese (3. ábra).

Ahhoz, hogy a 20 üst 108 fenékfelülete által okozott, a 30, 32 áramlásiránnyal szemben fellépő súrlódási ellenállást, vagy az ezen a 108 fenékfelületen képződött salak okozta ellenállást is minimalizáljuk, a 23 járat alsó 36 terelőelemének felső síkja (3. ábra) a kemence 108 fenékfelülete fölött 114 távolságban van elrendezve, így a 36 terelőelem mintegy árnyékolásként hat, jelentősen csökkentve az alsó rétegek áramlását. Ez a 114 távolság a kemencében lévő 24 fémolvadék 112 mélységének kb. 0,1-szerese (3. ábra).

A 4. ábrán a mágneses mező forrásának, vagyis a 40 elektromágneses tekercsnek 44 hossztengelyét is feltüntettük. A 40 elektromágneses tekercs által keltett mágneses fluxusnak azok az erővonalai, amelyek nem a 23 járaton belüli 24 fémolvadékban ébrednek, egyik ábrán (4. és 5.) sem láthatók. A 44 hossztengely centrális elhelyezkedésű és a vízhűtésű, elektromosan vezető 46 menetek tengelyében fut. A mágneses mezőt létrehozó 40 elektromágneses tekercsnek számos 46 menete van, amelyekben váltakozó elektromos áram folyik. A 40 elektromágneses tekercs vízhűtésű 46 menetei vízszintes irányban egymás mellett 43 mag köré vannak tekercselve, alkalmasan megválasztott távolsággal a 46 menetek között.

Az 5. ábrán a mágneses fluxusnak a 24 fémolvadékot tartalmazó 23 járatban, és a 40 elektromágneses tekercs 43 magjában létrejövő 42 erővonalai láthatók, sematikusan.

A vízhűtésű elektromos 46 menetekben folyó váltakozó elektromos áram mágneses mezőt hoz létre, ahogy azt a 4. ábrán sematikusan jelöltük a mágneses fluxus 42 erővonalaival.

Egy kedvező kiviteli alakban a 40 elektromágneses tekercs 43 magja vékony, orientált szemcseelrendezésű, szilíciumötvözésű acéllemezekből áll, amelyeknek nagy mágneses permeabilitásuk van. A 2. ábrán látható 46 meneteket alkotó 84, 86 csőmenetek alumíniumból vagy rézből vannak, és bennük hűtőközeg áramlik. Az ilyen 84,86 csőmeneteket felületükön elektromosan szigeteljük annak érdekében, hogy megakadályozzuk a földzárlatot és a rövidzárlatot. A teljes 40 elektromágneses tekercset 50 alaplapra szereljük, hogy megkönnyítsük a kemencéhez történő csatlakoztatását, továbbá a 23 járattal szemben, és a függőleges tűzálló 26 falazatelem mentén helyezzük el.

Egy kedvező kiviteli alakban az áramot a 46 menetekben háromfázisú váltakozó feszültséggel indukáljuk, amelyet például 380 és 460 V között választhatunk meg, továbbá elektromos fáziseltolást hozunk létre a kiválasztott 46 menetek között (lásd alább). Ekkora mág4

HU 222 124 Β1 hossztengely közötti 68 szög változtatásának függvényében, a keverés feltüntetett időtartama alatt.

neses fluxus létrehozásának teljesítményigénye 40 tonnás kemence esetén 55 és 65 kW között van, 100 tonnás kemence esetén pedig 90 és 100 kW között. A 40 elektromágneses tekercs 46 meneteiben folyó váltakozó elektromos áram váltakozó mágneses fluxust gerjeszt a 23 járaton belüli 24 fémolvadékban. A mágneses fluxus ilyen periodikus változása, amely fluxuskoncentráció irányában hat, a kiválasztott frekvenciának megfelelő örvényáramokat hoz létre a 24 fémolvadékban. így a 46 menetekben folyó váltakozó áram 180°-os fáziseltolása a 40 elektromágneses tekercs 46 menetei között a 24 fémolvadéknak a 23 járaton belüli, alapvetően vízszintes irányú mozgását hozza létre.

Lényeges, hogy helyesen válasszuk meg egyrészt a 40 elektromágneses tekercs méretét és egyéb paramétereit, másrészt a 23 járat méretét és paramétereit. A paraméterek helyes megválasztása és a 40 elektromágneses tekercs, valamint a 23 járat közötti megfelelő összhang nélkül a fém keverése turbulens lenne, és mindenekelőtt csak a 23 járaton belüli olvadéktömegre, továbbá a kemencének a 23 járattal közvetlenül szomszédos kicsiny térfogatára korlátozódna.

Visszatérünk a 2. ábrához, amelyen a 24 fémolvadék kedvező 30, 32 áramlásirányát nyilakkal jelöltük. A 30, 32 áramlásirányok alapvetően lamináris áramlás képét mutatják, amely a 23 járatból indulva a 20 üst teljes kerülete mentén zajlik. Ez a lamináris áramlás a 24 fémolvadék keverési sebességének, továbbá a mágneses hatás térbeli kiterjedésének a 23 járat szelvényméreteihez viszonyított helyes megválasztásától, valamint a 23 járat bemeneti és kimeneti 60,62 falazatelemei és a 40 elektromágneses tekercs 44 hossztengelye által bezárt szögtől, a kemencén belül keverendő 24 fémolvadék mennyiségének megválasztásától, és más paraméterektől is függ.

Ahhoz, hogy lamináris áramlást érjünk el, a 40 elektromágneses tekercs 44 hossztengelyét párhuzamosan kell beállítanunk a 26 falazatelem egyenletes falvastagságú 58 központi falazateleméhez viszonyítva. Az 58 központi falazatelem falvastagsága célszerűen 7 és 10 cm között van az 50 alaplapra merőlegesen mérve. A 44 hossztengellyel előnyösen megválasztott 68 szöget bezáró bemeneti és kimeneti 60, 62 falazatelemek vannak elrendezve az 58 központi falazatelem két szélén. A bemeneti és kimeneti 60, 62 falazatelemek, valamint az 58 központi falazatelem között 64, 66 falszakaszok egyenletes átmenetet képeznek a 23 járat fala mentén.

A 6. ábrán látható 26 falazatelem részletének nagyított keresztmetszete a 23 járat 62 falazateleme és a 40 elektromágneses tekercs 44 hossztengelye közötti 68 szöget ábrázolja. A 6. ábrán látható kinagyított tartomány elhelyezkedését a 2. ábrán „FIG. 6”-részlettel jelöltük.

A 44 hossztengely és a 23 járat 62 falazateleme közötti 68 szög célszerűen 10° és 40° között van. Az ezen a tartományon kívüli eső szögek csökkentik a keverés hatékonyságát.

Az I. táblázat 40 tonnás kemence 20 üstjében mért hőmérséklet-gradienseket mutat a 62 falazatelem és a

1. táblázat

Szög	Keverés időtartama (perc)	Hőmcrscklctgradiens (°C)
0°	60	15
10°	50	10
20°	50	0
30°	50	0
4(P	50	10
50°	60	25

Ezek a mérések hatékonyabb keverést mutatnak (alacsonyabb hőmérséklet-gradienst) az általunk javasolt szögtartományban.

Az alapvetően sík, egyenletes vastagságú 58 központi falazatelem hossza a 40 elektromágneses tekercs hosszához képest szintén fontos eleme a találmánynak. Az 1., 2., 4., 6. ábrákon egyaránt megfigyelhető, hogy a 40 elektromágneses tekercs kétoldalt túlnyúlik az 58 központi falazatelemen. A 40 elektromágneses tekercs túlnyúlása az 58 központi falazatelem hosszán azt eredményezi, hogy a mágneses mező erősségében csökkenés áll be a 23 járat végeinél. Ez a csökkentett szint a 40 elektromágneses tekercs és a 24 fémolvadék közötti megnövekedett távolságnak köszönhető, minthogy a 24 fémolvadékot a bemeneti és kimeneti 60, 62 falazatelemek a 23 járat végeinél elterelik. Ahogy a 24 fémolvadékot a mágneses erő a 60, 62 falazatelemek mentén mozgatja, a 24 fémolvadékra egyre kisebb erősségű mágneses mező hat. Ezt a csökkentett szintet a mágneses fluxus erővonalainak nagyobb térközével ábrázoltuk a 4. ábrán.

A 23 járat falának kialakításán túlmenően további intézkedéseket is teszünk a 24 fémolvadék lamináris áramlásának biztosítására és a turbulencia kialakulásának megelőzésére, nevezetesen a mágneses mező paramétereit, továbbá a mágneses mező kialakulását és hatásának irányát is szabályozzuk.

A mágneses mező tulajdonságai, amelyek megfelelő lamináris áramlást biztosítanak, elsősorban a mágneses mező erőssége és egy olyan tényező, amelyet „mágnesesmező-vándorlásnak” hívunk. A megfelelően kialakított elektromos áramkör és a 40 elektromágneses tekercs tekercselése - amelyben a 84, 86 csőmenetek el vannak választva egymástól, és elektromosan fáziseltolásban vannak a szomszédos 46 menethez képest - olyan mágneses mezőt gerjeszt, amelynek speciális mezővándorlási paraméterei vannak. Egy ilyen fázisviszony és a 84, 86 csőmenetek közötti távolság megválasztása optimális értékű mágnesesmező-vándorlási paramétereket hoz létre.

A 84, 86 csőmenetek fáziseltolás-viszonyát a 2. ábrán láthatjuk. A 40 elektromágneses tekercs egyes részei, 72, 74, 76 pólusokként működnek. Mindegyik, a

2. ábrán látható kiviteli alakkal kapcsolatban ismertetett 72, 74, 76 pólusnak három 78, 80, 82 menetcsoportja

HU 222 124 Bl van, minden 78, 80, 82 menetcsoportban két 84, 86 csőmenettel. A 84, 86 csőmenetek egymással azonos fázisban vannak. A 78 menetcsoport azonban 60°-os fáziseltolásban van a 80 menetcsoporthoz, a 80 menetcsoport pedig 60°-os fáziseltolásban a 82 menetcsoporthoz viszonyítva. Ez a 60°-os fáziskülönbség a 72,74,76 pólusokon belül minden 78, 80, 82 menetcsoport között megvan.

Ilyen fázisviszonyokkal dolgozó elektromos áramkör előállításához használt kapcsolást mutatunk be a 7. és 8. ábrákon. A 7. ábra szimmetrikus háromfázisú elektromos kapcsolás sematikus ábrázolása, amelyet csillagkapcsolásnak nevezünk. Az A, B és C betűk a háromfázisú áramforrás A, B, C fáziskapcsai, N kapocs semleges (0).

A 8. ábra a 7. ábrán látható elektromos kapcsolás elektromotoros erőinek fázisait mutatja, ahol mindegyik feszültség, amelyeket E_an, E_bn, E_nc-vel jelöltünk, 120°ban van eltolva egymáshoz képest. Az E_nc, E_na, E_nb forrásfeszültségek szintén 120°-kal vannak egymáshoz képest eltolva, és így az E^ 60°-os fáziseltolásban van az E_nc-vel, az E_nc 60°-os fáziseltolásban van az E_bn-nel, az E_bn 60°-os fáziseltolásban van az E_ra-hoz képest stb.

Egy olyan elektromos áramkör egyik kedvező kiviteli alakja, amellyel ilyen fázisviszonyokat alakíthatunk ki a 40 elektromágneses tekercsben, a 9. ábrán látható. A 40 elektromágneses tekercs egyik kedvező kiviteli alakja három 88, 90,92 pólusból áll, amelyek mindegyikében három 94, 96, 98 menetcsoport, és mindegyik menetcsoportban négy 84, 86 csőmenet van (vastag vonallal jelölve).

A 8. és a 9. ábrákon a 94,96,98 menetcsoportok közötti megfelelő fáziseltolás létrehozására szolgáló elrendezés látható. A 94 menetcsoport, amely a 84, 86 csőmenet kezdetén az A fázishoz, és a 84, 86 csőmenet végén N kapocshoz csatlakozik, olyan fázisszöggel rendelkezik, amelyet a 8. ábrán E_an vektorral jelöltünk. Az „_m” index szokásos jelölés, és olyan elektromos kapcsolatot jelent, amely „_a”-nál kezdődik és „_n”-nél végződik. A 96 menetcsoport N kapocshoz csatlakozik a 84, 86 csőmenet kezdetén és C fázishoz a végén, és fázisszöge a 8. ábrán E_nc vektorral jelölt szögnek megfelelő (60°-os fáziseltolásban az E_an-hez képest), továbbá a 98 menetcsoport B fázishoz csatlakozik a 84, 86 csőmenet kezdetén és N kapocshoz a végén, és fáziseltolásának szögét a 8. ábrán E_bn vektornál ábrázoltuk (60°-os fáziseltolás az E_na-hoz képest). Ez az elektromos kapcsolási elrendezés folytatódik a 40 elektromágneses tekercs minden 88, 90, 92 pólusánál, ahogy az a 9. ábrán látható. Például 100 menetcsoport N kapocshoz csatlakozik a 84, 86 csőmenet kezdetén és A fázishoz a végén, és fázisszöge, amelyet a 8. ábrán ábrázoltunk, az E_na vektornál leolvasható. 102 menetcsoport C fázishoz kapcsolódik a 84, 86 csőmenet kezdetén és N kapocshoz a végén, és fázisszögét a 8. ábrán az E_cn vektornál ábrázoltuk (60°-os fáziseltolásban van az E_na-hoz képest).

Egy ilyen elektromos kapcsolási elrendezés minden 94, 96, 98, 100, 102 menetcsoportban 60°-os fáziseltolást okoz a mellette levő 94, 96, 98,100,102 menetcsoporthoz képest. A 88, 90, 92 pólusok első 94, 100 menetcsoportja 180°-os fáziseltolásban van minden szomszédos 88, 90, 92 póluson lévő első 94, 100 menetcsoporthoz képest (például vektor E_an a vektor E_na-hoz képest). A 180°-os fáziseltolás a 88, 92 pólusok határát jelöli ki az elektromágneses térben. Egy célszerű kiviteli alakban, amelyet a 9. ábrával kapcsolatban ismertetünk, három 88,90, 92 pólus alkotja a 40 elektromágneses tekercset. A találmány szerinti 40 elektromágneses tekercs két vagy több 88, 90, 92 pólusból áll.

A 94,96,98,100,102 menetcsoportok közötti ilyen fázisviszonnyal, továbbá a 94, 96, 98, 100, 102 menetcsoportok közötti választott 104 távolsággal kialakul a mágnesesmező-vándorlási hatás. A mezővándorlási hatás az egymás melletti 94, 96, 98, 100, 102 menetcsoportok közötti fáziskülönbségtől és a menetcsoportok közötti 104 távolságtól függ, amit a következőképpen fejezhetünk ki:

ν=2(ί)(π/0)(1)(η), ahol

V a mágnesesmező-vándorlás sebessége m/s-ban, f az elektromos frekvencia (Hz), a 94, 96, 98,100, 102 menetcsoportok közötti fáziskülönbség radiánban kifejezve (60°=π/3 radián), a 94, 96, 98, 100, 102 menetcsoportok közötti

104 távolság méterben, és n a 94, 96, 98, 100, 102 menetcsoportban lévő 84, csőmenetek száma.

A 9. ábrán látható kiviteli alak esetében ezeket a tényezőket a következőképpen állítottuk be: f =60 (Hz), =60°, vagy π/3 radián, =0,035 méter, és n =4 darab 84, 86 csőmenet.

A mágnesesmező-vándorlás sebessége ennél a kiviteli alaknál:

[(2)(60)][(π)/(π/3)][(0,035)(4)]=50,4 m/s.

A mágnesesmező-vándorlás sebessége a találmány szerint célszerűen 30 és 70 m/s között van.

A második fontos mágnesesmező-paraméter a mágneses mező mágneses indukciója, vagy B fluxussűrűsége, amely kb. 0,08-0,16 T (800-1600 gauss). A találmány feltálja az összefüggést a mágneses indukció és a mágnesesmező-vándorlás között: (B) (Tv), amely kb. 0,5 és 1 között van, ahol:

B a mágneses mező fluxussűrűsége, T-ban,

V a mágnesesmező-vándorlás sebessége m/s-ban.

A fenti példában (50,4 m/s-os mágnesesmezővándorlás esetén) B=0,l T fluxussűrűség (indukció) mellett,_ennek az összefüggésnek az értéke:

(0,1)(750^)=(0,1)(7,10)=0,71.

Ennek a tényezőnek kedvező 0,5 és 1 közötti értéken tartása lehetővé teszi a 23 járat és a 40 elektromágneses tekercs méreteinek csökkentését, más értékek esetén adódó méretekkel összehasonlítva. Ezek a kis méretek csökkentik a 23 járat 26 falazatelemén fellépő hőveszteséget.

A mágneses B fluxussűrűség és a mágnesesmezővándorlási sebesség szabályozásán kívül a 40 elektromágneses tekercs 84, 86 csőmeneteiben folyó áram irá6

HU 222 124 Β1 nyának változtatásával változtatjuk a 24 fémolvadék 30, 32 áramlásirányát is. Ez az áramirány-változtatás az elektromos áramkört szabályozó kapcsolóelemmel valósítható meg.

A 24 fémolvadék leghatásosabb keverése, továbbá lamináris áramlás létrehozása úgy érhető el, hogy a mágneses tér hatása megszakításokkal érvényesül. Az ilyen, időnként megszakított mágneses hatás a metallurgiai követelményektől függően a kikészítés folyamán eltérő lehet, például az eljárás kezdeti szakaszában, az eljárás középső vagy utolsó szakaszához viszonyítva. Továbbá a metallurgiai folyamat természete különböző megszakítási időintervallumokat igényelhet.

Például olvadt alumínium lángkemencében történő feldolgozásánál a keverés azután kezdődik, hogy a járatban a hőmérséklet elérte az alumínium olvadáspontját és a 24 fémolvadék már jelen van. Kezdetben a mágneses tér hatásának időtartama 20 és 60 másodperc között van, ami 60-180 másodperces szünetekkel ismétlődik.

Két vagy három ilyen periódust követően a 24 fémolvadék 30, 32 áramlásirányát megfordítjuk, és két vagy három hasonlóan időzített periódus következik. Eközben egyre növekvő 24 fémolvadék-mennyiség jön létre a kemencében. Amint a 20 üstben a fém nagyobb része megolvadt, a keverőhatás nélküli periódusok időtartamát fokozatosan 20-40 másodpercre csökkentjük, és a mágneses tér hatásának időtartamát kb. 10 percre növeljük úgy, hogy minden periódus után megfordítjuk az olvadék 30, 32 áramlásirányát.

A 30, 32 áramlásirány ilyen ciklikus megfordítása az egyenletesebb hőmérséklet-eloszlás, valamint a fémolvadék egyenletesebb összetételének elérésén túlmenően csökkenti a salakképződést a kemence 22 bélése mentén és a 23 járatot határoló felületeken. A salakképződés csökkenése csökkenti azt a járulékos időt, amely a képződött salak eltávolításához szükséges.

A keverés maximális hatásfokát egyrészt 1. a mágneses mező indukciójának, 2. a mágnesesmezővándorlás sebességének, 3. a mágneses mező periodikus alkalmazásának, 4. a mágneses mező hatásirányának, 5. a 23 járat, és a 23 járatnak a 40 elektromágneses tekercshez viszonyított méretezésével, és 6. a kemencében lévő összes, és a keverésnek közvetlenül kitett 24 fémolvadék részarányának megválasztásával biztosítjuk.

A találmány szerinti keverési eljárásból származó előnyök a következők: 1. az eljárás folyamán 20-40%kal csökken a leégési veszteség az oxidációt megakadályozó hatás, és a kemence 106 furdőfelületén képződő salak mennyiségének csökkentése következtében, 2. a műveleti idő 15-30%-kal, és hőenergia igénye 10—15%-kal csökken a kedvezőbb hőmérséklet-eloszlás miatt, 3. a 24 fémolvadék váltakozó 30, 32 áramlásirányának köszönhetően - amely meggátolja, hogy salak képződjék a 20 üst bélésfelületen - csökkennek a kemence fenntartásával kapcsolatos költségek, és 4. a fémösszetétel homogenitása is javul, tekintettel arra, hogy a 24 fémolvadék lamináris áramlású keveredésében nagyobb mennyiségű fémtömeg vesz részt.

A 20 üstök kapacitása kb. 30 tonnától több mint 100 tonnáig változhat. A 23 járat paramétereinek különböző kiviteli alakok szerinti célszerű megválasztásával maximális hatékonyságot érhetünk el a különböző kapacitású kemencékben.

A 24 fémolvadék áramlásképét módosíthatjuk a 23 járat fala mentén kialakuló 30, 32 áramlásirányok változtatásával, ezzel optimalizálhatjuk a kevert 24 fémolvadék mennyiségét.

Egy további kiviteli alakban, amelyet a 10. ábrán láthatunk, két 116, 118 oszlopot alkalmazunk, mindegyiküknek elliptikus keresztmetszete van, ahogy ez vízszintes metszetben látható is, és a 116, 118 oszlopok 122 járatok aljától a boltozatáig terjednek. Ezt a kiviteli alakot célszerűen alkalmazhatjuk olyan lángkemencék esetében, amelyeknek kapacitása 70 és 100 tonna közötti, vagy ennél nagyobb. A 116, 118 oszlopok elliptikus alakjának köszönhetően a 2. ábrán bemutatott egyoszlopos kiviteli alakhoz képest további, a keveredéssel kapcsolatos előnyök adódnak, továbbá a kemence központi régiójában lévő 24 fémolvadék 120 áramlásirányban szívódik be a 122 járatba (10. ábra).

A találmány egy másik kiviteli alakjában, amelyet a 11. ábrán mutatunk be, a 25 oszlop hiányzik az ábrázolt 122 járatból. Az ilyen kiviteli alak célszerűen alkalmazható olyan, kisebb kemencék esetében, amelyek kapacitása legfeljebb 30 tonna.

A 12. ábrán a 23, 122 járatot a 20 üsttől elválasztó 25,116,118 oszlopok egyébként megvédik a 23,122 járat 132 központi falazatelemét az adagolás során esetleg fellépő roncsolódástól is.

A 40 elektromágneses tekercs, a 23, 122 járat fala, és a 25, 116, 118 oszlopok közötti méretviszonyokat táblázatba foglaltuk, és a II., III., valamint a IV. táblázatban mutatjuk be olyan kemencék esetében, amelyek kapacitása 30 és 100 tonna között van, és amelyek kör, illetve téglalap keresztmetszetűek.

II. táblázat

Kemence
Kapacitás	kb. 30 Mp
Belső méretek	3x5 méter (szögletes) vagy 3-4 méter átmérőben (kör keresztmetszetű)
Fürdőmélység a kemencében	0,6-0,8 méter
Keverőberendezés
Pillérek	nincs
A járat központi részének hossza	70 cm
A mágneses mező forrásának maghossza	90 cm
Pólusok száma	2
Pólusok hossza	45 cm
A falazatelem és a hossztengely közötti szög	30°

HU 222 124 Β1

II. táblázat (folytatás)

A központi rész vastagsága	7 cm
A járaton átmenő olvadék	4-5 Mp/perc
A fémolvadék sebessége a járatban	1,0-1,4 m/s

UI. táblázat

Kemence
Kapacitás	30-70 Mp
1 Belső méretek	5x6 méter (szögletes) vagy 4-5 méter átmérőben (kör keresztmetszetű)
Fürdőmélység a kemencében	0,7-0,9 méter
Keverőberendezés
Pillér	1 (elliptikus keresztmetszetű)
1 Az ellipszis nagy átmérője	40 cm
1 Az ellipszis kis átmérője	20 cm
A pillér és a fal minimális távolsága	18 cm
A járat központi részének hossza	70 cm
A mágneses mező forrásának maghossza	90 cm
Pólusok száma	2
Pólusok hossza	45 cm
A hossztengely és a falazat\| elem közötti szög	30°
\| A központi rész falvastagsága	7 cm
\| A járaton átáramló olvadék	5-11 Mp/perc
A fémolvadék sebessége a járatban	1,0-1,4 m/s

IV. táblázat

Kemence
1 Kapacitás	70-100 Mp
Belső méretek	6 méter (kör keresztmetszetű)
Fémfíirdő mélysége a kemencé1 ben	0,9-1,1 méter
\| Keverőberendezés
Pillérek	2 (elliptikus keresztmetszet)
Az ellipszis nagy átmérője	25 cm
Az ellipszis kis átmérője	12 cm
A pillérek közötti nyílás	35 cm
A pillér és a fal közötti minimális távolság	20 cm
A járat központi részének hossza	85 cm

I A mágneses tér forrásmagjáI nak hossza	105 cm
I Pólusok száma	3
\| Pólusok hossza	35 cm
I A falazatelem és a hossztenJ gely által bezárt szög	30°
1 A központi rész falvastagsága	7 cm
J A járaton átáramló fémolvadék 1 mennyisége	11-16 tonna/perc
I A fémolvadék sebessége a jáI ratban	1,0-1,4 m/s

A találmány egy további kiviteli alakjánál a 126 alaplap és a 124 elektromágneses tekercs vízszintesen helyezkednek el. Ez a kiviteli alak a 12. ábrán látható. Ez az elrendezés ellentétben áll az 50 alaplapnak a 2. ábrán látható függőleges elhelyezésével. A 12. ábrán a kemence függőleges metszete látható, hasonlóan a 2. ábra 33 vonala mentén vett metszethez, és a mágneses mező fluxusának 42 erővonalait is láthatjuk. Ebben a megoldásban a mágneses fluxus 42 erővonalai (merőlegesek a rajz síkjára) pontoknak látszanak a 124 elektromágneses tekercs 128 magján belül, és a 130 fémolvadékban keresztekkel vannak jelölve.

Az alaplap vízszintes elhelyezésének előnyei a következők:

1. A 132 központi falazatelemet nem kell annyira elvékonyítani, hogy a mágneses mező megfelelően átjárhassa, mint ahogy a 2. ábrán látható kiviteli alak esetében erre szükség van. Ez a megfontolás nagyon fontos az olyan nagy kemencék esetében, ahol a fürdő 112 mélysége akkora, hogy nagyságrenddel nagyobb hidrosztatikus nyomás nehezedik a 23 járat falára, mint amekkorának az ott szükségszerűen vékony 26 központi falazatelem ellenállhatna. A 12. ábrán látható kiviteli alakban a 132 központi falazatelem vastagságát nem korlátozza az a vastagság, amelyen át a mágneses mező hathat. A 124 elektromágneses tekercs vízszintes elhelyezésével a 134 boltozatra - amelyen keresztül a mágneses tér hat - gyakorolt hidrosztatikus nyomás jelentősége csökken, mivel a vízszintesen elhelyezett 134 boltozat a kemence 138 feneke fölött 136 távolságban helyezkedik el, és ez a távolság kb. 70%-a a 130 fémolvadékfiirdő 140 mélységének.

2. A 134 boltozat javítása és cseréje elvégezhető a kemencetartalom szintjének a teljes szint 60%ára történő csökkentésével, és ez kedvezőbb, mintha a kemencét gyakorlatilag teljesen ki kellene üríteni.

3. A 124 elektromágneses tekercs méretei, és így a 23 járatban továbbított 24 fémolvadék mennyisége növelhető a 23 járat 142 szélességének növelésével. Ez a növelés a 3. ábrán bemutatott kiviteli alak 144 magassága esetében nem lehetséges azért, mert a keverés a kemence 138 fenekéhez, vagy a 24 fémolvadék 106 fürdőfelületéhez előnytelenül közeli lenne.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás tűzálló béléssel ellátott metallurgiai üstben kezelt fémolvadék elektromágneses mezővel folytatott keverésére, azzal jellemezve, hogy a fémolvadékot (24) az üst (20) belső kerülete mentén, egyrészt függőlegesen elhelyezett tűzálló oszlop (25), másrészt az üstfal belső felülete mentén függőlegesen elrendezett tűzálló falazatelem (26) között kialakított járatban (23) vízszintesen és laminárisán áramoltatjuk úgy, hogy az eljárás során a falazatelem (26) járattal (23) ellentétes felülete mentén elrendezett, mágnesesen áteresztő és hossztengelyére (44) szimmetrikus hosszúkás magból (43), valamint a mag (43) hosszában, a magra (43) egymás mellé feltekercselt számos különálló, elektromosan vezető menetből (46) kialakított elektromágneses tekercs (40) meneteinek (46) váltakozó elektromos gerjesztése révén periodikusan előállított mágneses fluxus erővonalaival (42) a járatban (23) lévő fémolvadékot (24) áramlásra kényszerítjük, továbbá a járatban (23) áramló fémolvadék (24) függőleges irányú mozgását az üstben (20) lévő fémolvadék (24) fürdőiélülete (106) és a fenékfelület (108) közelében elrendezett terelőelemekkel (36, 38) korlátozzuk.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fémolvadéknak (24) a járatban végbemenő nyugodt áramlását a tűzálló falazatelem (26) központi falazateleme (58) és a bemeneti, valamint a kimeneti falazatelemek (60, 62) közötti csatlakozásban elrendezett átmeneti falszakaszokkal (64,66) segítjük elő.
3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fémolvadékot a mágnesesen áteresztő hosszúkás mag (43) hossza mentén, a tűzálló falazatelem (26) sík, központi falazateleme (58) és a bemeneti, valamint a kimeneti falazatelemek (60, 62) közötti csatlakozásokon túl elhelyezett két szélső menet (46) erőterével vezetjük be a járatba (23) és vezetjük ki a járatból (23).
4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a járat (23) boltozatát képező terelőelemnek (38) a fenékfelülettől (108) a fémolvadék (24) mélységének (112) kb. 0,7-szeresét kitevő távolságban (110) történő elhelyezésével megakadályozzuk a fémolvadék (24) fürdőfelülethez (106) közeli tömegének beáramlását a járatba (23), továbbá a járat (23) fenekét képező terelőelemnek (36) a fenékfelülettől (108) a fémolvadék mélységének kb. 0,1-szeresét kitevő távolságban (114) történő elhelyezésével megakadályozzuk a fémolvadék (24) fenékfelülethez (108) közeli tömegének beáramlását a járatba (23).
5. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a központi falazatelem (58) és a vele szomszédos, sík bemeneti és kimeneti falazatelemek (60,62) által bezárt szöget (68) 10° és 40° között határozzuk meg.
6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a sorban elhelyezett meneteket (46) elektromosan gerjesztjük, és az egyes szomszédos menetek (46) között fáziseltolást valósítunk meg.
7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a menetek (46) gerjesztéséhez szimmetrikus, háromfázisú teljesítményforrást alkalmazunk.
8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a teljesítményforrás feszültségét 380 és 460 V között, kimeneti teljesítményét 50 és 100 kW között, és frekvenciáját 50-60 Hz között választjuk meg.
9. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mágneses fluxussűrűség (B) értékét 0,08 és 0,16 T (800-1600 G) között, továbbá a mágnesesmező-vándorlás sebességét 30 és 70 m/s között választjuk meg úgy, hogy a mágneses mező fluxussűrűségét megszorozva a mágnesesmező-vándorlás sebességének négyzetgyökével, 0,5 és 1 közötti skaláris tényezőt kapunk.
10. Berendezés tűzálló béléssel ellátott metallurgiai üstben kezelt fémolvadék elektromágneses mezővel folytatott keverésére, azzal jellemezve, hogy a berendezésben egyrészt tűzálló oszlop (25), másrészt tűzálló falazatelem (26) van függőlegesen elrendezve, amelyek között járat (23) van kialakítva, valamint a járatot (23) felülről határoló boltozatot alkotó terelőelemmel (38), és a járatot (23) alulról határoló terelőelemmel (36) van ellátva, továbbá a falazatelem (26) járattal (23) ellentétes felülete mentén, hossztengelyére (44) szimmetrikus hosszúkás magból (43), valamint a mag (43) hosszában, a magra (43) egymás mellé feltekercselt számos különálló, elektromosan vezető és elektromosan egyenként gerjeszthető menetből (46) kialakított elektromágneses tekercs (40) van elrendezve.
11. A 10. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a hosszúkás mag (43) hossztengelye (44), a járatot (23) szegélyező tűzálló falazatelem (26) alapvetően sík, függőleges elhelyezkedésű, központi falazatelemével (58) párhuzamosan van elrendezve, továbbá a járatot (23) szegélyező központi falazatelemhez (58) szögben (68) csatlakozó tűzálló, sík felületű bemeneti és kimeneti falazatelemek (60, 62) vannak csatlakoztatva, továbbá a tűzálló falazatelem (26) központi falazateleme (58) és a bemeneti, valamint a kimeneti falazatelemek (60, 62) közötti csatlakozásban átmeneti falszakaszok (64, 66) vannak elrendezve.
12. A 11. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a mágnesesen áteresztő hosszúkás mag (43) hossza mentén az elektromosan vezető menetek (46) úgy vannak elhelyezve a magon (43), hogy a mag (43) két végénél elhelyezkedő menetek (46) közül végenként legalább egy menet (46) a tűzálló falazatelem (26) sík, központi falazateleme (58) és a bemeneti, valamint a kimeneti falazatelemek (60, 62) közötti csatlakozáson túl vannak elrendezve.
13. A 10. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy metallurgiai üstbe (20) beépítve, a járat (23) boltozatát képező terelőelem (38) a fenékfelülettől (108) a fémolvadék (24) mélységének (112) kb. 0,7szeresét kitevő távolságban (110) van elhelyezve, továbbá a járat (23) fenekét képező terelőelem (36) a fenékfelülettől (108) a fémolvadék mélységének kb. 0,1-szeresét kitevő távolságban (114) van elhelyezve.
14. A 11. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a központi falazatelem (58) és a vele szomszédos, sík bemeneti és kimeneti falazatelemek (60, 62) által bezárt szög (68) 10° és 40° között van.

HU 222 124 Β1
15. A 10. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a berendezésben, az egyes szomszédos menetek (46) között fáziseltolásos elektromos geijesztést létrehozó kapcsolás van kialakítva.
16. A 15. igénypont szerinti berendezés, azzal jelle- 5 mezve, hogy a különálló menetek (46, 84, 86) szimmetrikus, háromfázisú gerjesztő teljesítményforráshoz vannak kapcsolva.
17. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a teljesítményforrás 380 és 460 V közötti,

50-60 Hz frekvenciájú feszültség, valamint 50 és

100 kW közötti kimeneti teljesítmény szolgáltatására al kalmasan van kialakítva.
18. A 15. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fáziseltolással gerjeszthető, elektromosan vezető menetek (46, 84, 86) 0,08 és 0,16 T közötti mágneses fluxussűrűségű (B) elektromos mező, és 30-70 m/s sebességű mágnesesmező-vándorlás létreho zására alkalmasan vannak kialakítva.