SE470435B - Sätt och anordning att omröra en metallsmälta - Google Patents

Description

4723 1355 2 ett icke-magnetiskt material. Detta leder speciellt i sam- band med skänkar i vilka en metallsmälta innehålles under transport, raffinering, avgasning, legering, varmhàllning och/eller gjutning till förhöjda kostnader till föjd att konventionella stàl ej kan användas till den del av skänkens mantel genom vilken det magnetiska växelfältet appliceras.

Ett ändamål med uppfinningen är att anvisa ett sätt att vid induktiv omröring av en smälta, applicera ett lågfrekvent magnetiskt vandringsväxelfält att verka genom en vägg, vilken innefattar åtminstone ett skikt av ett magnetiskt material.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att anvisa en anord- ning lämplig för att induktivt omröra en smälta innehállen i en behållare vars väggar innefattar åtminstone ett skikt av ett magnetiskt material.

UPPFINNINGEN När en metallsmälta, vilken innehålles i en behållare, omröres induktivt appliceras magnetiska fält vilka för att verka på smältan måste passera genom nämnda behàllares vägg.

Vid induktiv omröring enligt uppfinningen innefattar nämnda behàllares vägg åtminstone ett skikt av ett magnetiskt mate- rial. För att därvid induktivt omröra smältan appliceras minst ett magnetiskt likfält att verka på en del av den i magnetiskt material utförda väggen, så att en anisotropiskt riktad magnetisk mättnad, låg relativ permeabilitet, erhål- les i nämnda del av väggen, i en riktning, mättnadsrikt- ningen, vilken huvudsakligen är orienterad i väggens plan och väsentligen parallell med önskad omrörarriktning i smältan. Enligt uppfinningen appliceras vidare ett làgfrek- vent magnetiskt vandringsväxelfält överlagrat det magnetiska likfältet. Nämnda magnetiska växelfält innefattar kompo- nenter, vilka huvudsakligen ligger i ett plan orienterat parallellt med nämnda mättnadsriktning och vinkelrätt mot LJC? 455 3 väggens plan. Det làgfrekventa växelfältet passerar därigenom den av likfältet magnetiskt mättade delen av nämnda vägg med små förluster och liten dämpning, varvid tillräckliga elektromagnetiska krafter, i form av ett omrörarfält, genereras i metallsmältan för att ge önskad cirkulation.

Nämnda sätt att induktivt omröra en metallsmälta ástadkommes medelst en anordning, vilken enligt uppfinningen innefattar àtminstone, - en behållare för en metallsmälta, där behàllarens vägg innefattar åtminstone ett skikt av ett magnetiskt material, - en anordning vilken alstrar ett magnetiskt likfält, i form av minst en likströmsmatad spole eller en permanentmagnet, där nämnda magnetiska likfält är anordnat att verka pà det magnetiska materialet i väggen och åstadkomma en aniso- tropiskt riktad magnetisk mättnad i en del av nämnda vägg, i en riktning, mättnadsriktning, vilken huvudsakligen är orienterad i väggens plan och riktad väsentligen parallellt med en önskad omrörarriktning, - en anordning vilken alstrar ett lágfrekvent magnetiskt vandringsväxelfält, i form av ett flertal spolar, matad med lágfrekvent växelström, där nämnda magnetiska vandringsfält är anordnat att innefatta komponenter vilka huvudsakligen ligger i ett plan orienterat parallellt med nämnda mättnads- riktning och vinkelrätt mot väggens plan, varigenom växel- fältet passerar den mättade delen av väggen med små förlus- ter och liten dämpning. Växelfältet genererar elektromagne- tiska krafter, i form av ett omrörarfält, i metallsmältan vilka åstadkommer en cirkulation riktad väsentligen parallellt med mättnadsriktningen och vinkelrätt mot väggens plan för att omröra smältan.

Företrädesvist appliceras enligt uppfinningen ett magnetiskt vandringsväxelfält med en frekvens mellan 0.1 och 5 Hz att induktivt omröra smältan. Nämnda làgfrekventa magnetiska växelfält appliceras överlagrat det magnetiska likfältet och lila CI.) -íš- (N 01 4 passerar därvid den av likfältet mättade delen av behållar- väggen med små förluster och liten dämpning.

I en utföringsform av uppfinningen innehàlles smältan i en väsentligen cylindrisk behållare, såsom en skänk eller en degelugn, där en cirkulation önskas vilken i huvudsak är orienterad i ett plan med, i förhållande till den cylind- riska behållaren, väsentligen axiell och radiell utsträck- ning. Därvid appliceras ett magnetiskt likfält för att mätta en del av nämnda cylindriska behàllares vägg i en riktning vilken huvudsakligen är orienterad i väggens plan och väsentligen axiellt riktad. Överlagrat det magnetiska likfältet appliceras ett lågfrekvent magnetiskt vandrings- växelfält att verka genom nämnda behàllares vägg och åstad- komma tillräckliga elektromagnetiska krafter 1 smältan för att generera en cirkulation i smältan. Det lågfrekventa magnetiska växelfältet innefattar väsentligen axiellt och radiellt riktade komponenter vilka passerar den av likfältet mättade behållarväggen med små förluster och liten dämpning, så att önskad cirkulation erhålles i smältan.

Nämnda induktiva omröring åstadkommes för en smälta inne- hållen i en väsentligen cylindrisk behållare medelst en anordning, vilken innefattar nämnda cylindriska behållare med en vägg vilken innefattar åtminstone ett skikt av ett magnetiskt material, en anordning vilken generar ett magnetiskt likfält och applicerar detta att mätta behållarens vägg i väsentligen axiell riktning och en anordning vilken generar ett lågfrekvent magnetiskt vandringsväxelfält och applicerar nämnda växelfält, vilket innefattar väsentligen axiellt och radiellt riktade komponenter, att verka på smältan genom den av likfältet mättade delen av behållarväggen för att åstadkomma en väsentligen axiellt och radiellt riktad cirkulation i smältan.

Det magnetiska likfältet genereras av minst en utanför behållaren anordnad likströmsmatad spole eller permanent- 4-70 455 magnet. Nämnda spole eller permanentmagnet är anordnad att generera ett i förhållande till den cylindriska behållaren väsentligen axiellt riktat magnetisk likfält, vilket appli- ceras att verka pà det magnetiska materialet i behàllarväg- gen för att ástadkomma en väsentligen axiellt riktad magnetisk mättnad i en del av nämnda behållarvägg.

Det làgfrekvent magnetiska vandringsväxelfältet genereras medelst minst en utanför behållaren anordnad spole matad med en làgfrekvent växelström. Nämnda spole är anordnad att applicera ett làgfrekvent magnetiskt vandringsväxelfält med väsentligen axiellt och radiellt riktade komponenter. Växel- fältet passerar den av det magnetiska likfältet mättade delen av väggen med smá förluster och liten dämpning och generar elektromagnetiska krafter, i form av ett omrörar- fält, i smältan. Nämnda omrörarfält åstadkommer önskad cirkulation i smältan.

I en föredragen utföringsform är nämnda cylindriska behål- lare anordnad i form av en skänk, i vilken en metallsmälta omröres i samband transport, raffinering, avgasning, lege- ring, varmhàllning eller gjutning.

Det är även möjligt att anordna nämnda behållare i form av en degelugn med en degel, vilken innefattar ett skikt av ett magnetiskt material, varvid ett magnetiskt likfält applice- ras för att mätta en del av degelväggen och att ett magne- tiskt vandringsväxelfält appliceras överlagrat det magnetis- ka likfältet att verka genom den magnetiskt mättade delen av degelväggen för att omröra en i degeln innehàllen metallsmälta.

FIGURER Uppfinningen ska i det följande beskrivas mer ingående under hänvisning till bifogade figurer. Figur 1 visar omröring i en smälta där enligt uppfinningen ett magnetiskt likfält pålägges en behàllarvägg vilken innefattar ett magnetiskt CD 42:.

(N 6 material och att ett lågfrekvent magnetiskt vandringsväxel- fält pàlägges överlagrat likfältet för att omröra en i behållaren befintlig metallsmälta. Figur 2 visar uppfin- ningen tillämpad vid omröring i en skänk.

FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar en anordning för att induktivt omröra en metallsmälta.

Nämnda metallsmälta innehàlles i en behållare 10, vars vägg 11 innefattar åtminstone ett skikt 12 av ett magnetiskt ma- terial. Vanligtvis innefattar en nämnda vägg 11 i en behål- lare för metalliska smältor även termiskt isolerande foder- skikt 13, företrädesvis av keramiska material såsom eldfasta tegel liksom skyddsskikt 14 vilka reducerar foderslitaget.

Företrädesvist är dessa skikt 13,14 utförda i keramiska material med sammansättning och täthet vald för att minimera reaktioner med i behållaren befintlig metallsmälta 10 och eventuellt slaggskikt, Ett magnetiskt likfält appliceras att verka på metallsmältan medelst en anordning vilken alstrar ett magnetiskt likfält.

I figur 1 illustrerad i form av en likströmsmatad spole 15 anordnad kring en järnkärna 16. Den likströmsmatade spolen kan dock ersättas med en permanentmagnet Ett lågfrekvent magnetiskt vandringsväxelfält pàlägges metallsmältan genom en anordning vilken alstrar nämnda växelfält. I figur 1 illustrerad i form av ett flertal spolar 17a-h, vilka matas med lågfrekvent växelström och är anordnade kring samma järnkärna 16 som likstömsspolen 15.

Nämnda magnetiska likfält verkar på skiktet 12 av magnetiskt material i väggen 11 och åstadkommer en anisotropiskt riktad magnetisk mättnad i detta skikt 12. Magnetisk mättnad erhål- les i en riktning, mättnadsriktning S, vilken huvudsakligen är orienterad i väggens plan och riktad väsentligen paral- lellt med en önskad omrörarriktning. ah p 473 455 7 Nämnda magnetiskt vandringsväxelfält innefattar komponenter vilka huvudsakligen ligger i ett plan orienterat parallellt med nämnda mättnadsriktning S och vinkelrätt mot väggens plan, varigenom växelfältet passerar den mättade delen av väggen med små förluster och liten dämpning. Elektromagne- tiska krafter i form av ett omrörarfält genereras därvid i metallsmältan och åstadkommer en cirkulation C riktad väsentligen parallellt med mättnadsriktningen S och vinkelrätt mot väggens plan för att omröra smältan. Nämnd magnetiska växelfält har en frekvens mellan 0.1 och 5 Hz och appliceras överlagrat det magnetiska likfältet och passerar därvid den av likfältet mättade delen av behållarväggen 12 med smá förluster och liten dämpning.

Figur 2 visar uppfinningen tillämpad för en smälta, inne- hállen i en skänk 20. Där skänkväggen 21 innefattar åtmins- tone ett skikt 22 av ett magnetiskt material, företrädesvis i form av en skänkmantel. Ett magnetiskt likfält genereras av en utanför skänken 20 kring en järnkärna 26 anordnad lik- strömsmatad spole 25 eller en utanför skänken anordnad permanentmagnet. Nämnda spole 25 eller permanentmagnet är anordnad att generera ett i förhållande till skänken 20 väsentligen axiellt riktat magnetisk likfält, vilket appli- ceras att verka pà det magnetiska materialet i skänkmanteln 22 för att åstadkomma en väsentligen axiellt riktad magnetisk mättnad i en del av nämnda mantel 22.

Det lågfrekvent magnetiska vandringsväxelfältet genereras medelst ett flertal, utanför skänken 20 kring samma järn- kärna 26 som nämnda likströmsmatade spole 25, anordnad spolar 27a-f, matade med en lågfrekvent växelström. Spolarna 27a-f och järnkärnan 26 är anordnade att applicera ett lågfrekvent magnetiskt vandringsväxelfält, med en frekvens av 0.5 till 2 Hz och med väsentligen axiellt och radiellt riktade komponenter. Växelfältet passerar den av det magne- tiska likfältet mättade delen av skänkmanteln 22 med smá förluster och liten dämpning och generar elektrodynamiska z- .- F' 479 éšo 8 krafter, i form av ett omrörarfält, vilket ger önskad cirku- latiøn i smältan.

I en föredragen utföringsform är nämnda skänk avsedd att hålla en metallsmälta i samband transport, raffinering, avgasning, legering, varmhàllning eller gjutning.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 J... *J CD .ifs LN UI PATENTKRAV

1. l. Sätt att induktivt omröra en metallsmälta där metallsmäl- tan innehálles i en behållare (l0,20), k ä n n e t e c k n a t a v, - att magnetiska fält appliceras att verka pà smältan genom en i behållaren ingående vägg (ll, 21) vilken åtminstone innefattar ett skikt (l2,22) av ett magnetiskt material, - att minst ett magnetiskt likfält appliceras att verka pà en del av den i magnetiskt material utförda väggen så att en anisotropiskt riktad magnetisk mättnad, låg relativ permea- bilitet, erhålles i nämnda del av väggen i en riktning, mättnadsriktningen (S), vilken huvudsakligen är orienterad i väggens plan och väsentligen parallell med önskad omrörar- riktning, - att ett lágfrekvent magnetiskt vandringsväxelfält appli- ceras överlagrat det magnetiska likfältet, varvid nämnda växelfält innefattar komponenter vilka huvudsakligen ligger i ett plan orienterat parallellt med nämnda mättnadsriktning och vinkelrätt mot väggens plan, varvid det làgfrekventa magnetiska växelfältet passerar den mättade delen av nämnda behàlllarvägg med smà förluster och liten dämpning för att applicera ett omrörarfält vilket ger önskad cirkulation (C) i smältan.

2. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v, att ett lágfrekvent magnetiskt växelfält med en frekvens mellan 0.1 och 5 Hz, appliceras överlagrat det magnetiska likfältet att omröra smältan.

3. Sätt enligt patentkrav 1 eller patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t a v, att, vid omröring i en väsent- ligen cylindrisk behållare som en skänk (20) eller degelugn, ett axiellt riktat magnetiskt likfält appliceras att mätta en del av nämnda cylindriska behàllares (21) vägg i en väsentligen axiell riktning, - att ett lágfrekvent magnetiskt vandringsväxelfält appliceras överlagrat nämnda magnetiska likfält att verka 10 15 20 25 30 35 \Il 45 CJ CN 10 genom nämda behållares vägg för att generera en cirkulation i smältan och - att nämnda magnetiska växelfält huvudsakligen innefattar axiellt och radiellt riktade komponenter vilka med små för- *r luster och liten dämpning passerar nämnda mätade behållar- vägg.

4. att nämnda cylindriska behållare är en skänk (20) i vilken Sätt enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a t a v, en metallsmälta omröres i samband med transport, raffine- ring, avgasing, legering, varmhàllning eller gjutning.

5. att nämnda behållare är en växelströmsmatad degelugn i Sätt enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a t a v, vilken ett magnetiskt likfält appliceras för att mätta en del av degelväggen och att ett magnetiskt växelfält appli- ceras att verka genom den magnetiskt mättade delen av degel- väggen.

6. Anordning för genomförande av omröring av en metallsmälta medelst induktiv omröring enligt något av föregående patent- krav, k ä n n e t e c k n a d a v, - en behållare (lO,20) för en metallsmälta, där behállarens vägg (ll,2l) innefattar åtminstone ett skikt (l2,22)) av ett magnetiskt material, - en anordning vilken alstrar ett magnetiskt likfält, i form av minst en likströmsmatad spole (l5,25) eller en permanent- magnet, där nämnda magnetiska likfält är anordnat att verka på det magnetiska materialet i väggen och åstadkomma en anisotropiskt riktad magnetisk mättnad i en del av nämnda vägg, i en riktning, mättnadsriktningen, vilken huvudsakli- gen är orienterad i väggens plan och riktad väsentligen parallellt med önskad omrörarriktning, - en anordning vilken alstrar ett lágfrekvent magnetiskt vandringsväxelfält, i form av ett flertal spolar (l7a-h, 27a-f) matade med lågfrekvent växelström, där nämnda magnetiska växelfält är anordnat att innefatta komponenter vilka huvudsakligen ligger i ett plan orienterat parallellt 10 15 20 25 30 4-70 435 11 med nämnda mättnadsriktning och vinkelrätt mot väggens plan, vilket passerar den mättade delen av väggen och genererar ett omrörarfält i metallsmältan i form av ett magnetiskt växelfält med komponenter riktade väsentligen parallellt med och vinkelrätt med mättnadsriktningen.

7. Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda växelströmsmatade spolar (l7a-h,27a-f) är anordnade att generera ett magnetiskt vandringsväxelfält med en frekvens av mellan 0.1 och 5 Hz.

8. Anordning enligt patentkrav 6 eller patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d a v, anordningen innefattar en väsentligen cylindrisk behållare (20), vilken är anordnad att innehålla en metallsmälta och att nämnda behàllares vägg (21) innefattar åtminstone ett skikt av ett magnetiskt material (22), - en anordning för att alstra ett magnetiskt likfält, i form av minst en likströmsmatad spole (25) eller en permanentmag- net, för generering av ett axiellt riktat magnetisk likfält, där nämnda axiellt riktade magnetiska likfält är anordnat att verka på det magnetiska materialet i väggen och åstad- komma en axiellt riktad magnetisk mättnad i en del av nämnda vägg, - ett flertal spolar (27a-f) matade med làgfrekvent växelström och anordnade att applicera ett väsentligen axiellt och radiellt riktat magnetiskt växelfält vilket passerar den mättade delen av väggen och genererar ett omrörarfält i metallsmältan i form av ett magnetiskt växel- fält med väsentligen axiellt och radiellt riktade komponenter.