DE2629045C2

DE2629045C2 -

Info

Publication number: DE2629045C2
Application number: DE2629045A
Authority: DE
Inventors: Marcel Grenoble Fr Garnier; Rene Jean Prof. Voiron Fr Moreau
Original assignee: Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Current assignee: Bpifrance Financement SA
Priority date: 1975-07-04
Filing date: 1976-06-29
Publication date: 1988-04-28
Also published as: SE7607561L; DE2629045A1; FR2316026B1; GB1559099A; JPS6242704B2; FR2316026A1; JPS5224128A; CA1074854A; SE417792B; US4082207A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begrenzung eines Strahls aus flüssigem Metall mit einer Austrittsöffnung zur Abgabe des Strahls und einer im Bereich der Austrittsöffnung angeordneten Einrichtung zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfelds zur Schaffung eines Überdrucks in dem Metallstrom beim Durchtritt durch die Ausgangsöffnung.

Eine derartige Vorrichtung ist bereits bekannt (Hermann: Handbuch des Stranggießens, Seite 353, Bild 1217, 1218). Bei der bekannten Einrichtung ist an einem Ausflußrohr ein Elektromagnet angeordnet, der ein sich quer zur Austrittsöffnung erstreckendes Magnetfeld erzeugen kann. Versetzt zu den Polen des Elektromagnetes sind Elektroden angeordnet, die einen elektrischen Stromfluß durch das flüssige Metall erzeugen. Durch das Zusammenwirken von magnetischen Kraftlinien und elektrischem Stromfluß läßt sich eine Änderung der Ausflußmenge des flüssigen Metalls erreichen.

Ebenfalls bekannt ist eine Metallgießvorrichtung (US-PS 34 63 365), bei der durch das flüssige Metall ein Strom geleitet wird. Innerhalb der Austrittsdüse wird ein Magnetfeld erzeugt, dessen Magnetlinien sich senkrecht zur Strömungsrichtung des Metalls erstrecken. Auch hier wird eine Verlangsamung oder Beschleunigung der Ausfließgeschwindigkeit des flüssigen Metalles bezweckt.

Bei den zum Stand der Technik gehörenden Vorrichtungen wird der Umfang eines aus der Austrittsdüse austretenden Strahles unregelmäßig. Dies ergibt sich insbesondere aufgrund der Unregelmäßigkeit in der Ausgangsöffnung der Düse, die von dem ausströmenden Metall korrodiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein aus einer Öffnung austretender Strahl flüssigen Metalls begrenzt bzw. zusammengezogen wird, indem sein Durchmesser verringert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Wechselfelds eine um die Austrittsöffnung angeordnete Spule ist und ein elektrischer Schirm mit einem Hohlzylinder aus elektrisch leitendem Material koaxial zu der Spule angeordnet ist, wobei sich der Schirm in das Innere der Spule erstreckt und Einrichtungen zur Kühlung der Spule und des Schirms durch Abfuhr der beim Durchströmen der Spule mit Wechselstrom erzeugten Wärme vorgesehen sind.

Durch die Erfindung wird es möglich, das ausströmende flüssige Metall von der Wandung der Düse abzulösen. Dieses Ablösen geschieht im Bereich der Oberkante des Schirmes. Dadurch wird es möglich, zur Bildung eines Strahls mit einem verhältnismäßig kleinen Durchmesser eine Öffnung mit einem verhältnismäßig großen Durchmesser ohne Verstopfungsgefahr zu benutzen.

Der entstehende abgelöste Strahl erhält eine saubere und glatte Kontur, und zwar aufgrund der Tatsache, daß die Oberflächenspannung die Oberfläche des Strahls begrenzt.

Es ist möglich, Knüppel kleinen Durchmessers (von einigen Millimetern Durchmesser) oder sogar Drähte durch Bildung eines Strahls kleinen Durchmessers an dem Ausgang der Öffnung z. B. einer Gießpfanne herzustellen. Weiterhin ist es möglich, die Strömungsmenge des flüssigen Metallstrahls, seine Geschwindigkeit oder seinen Druck durch Verringerung des Querschnitts mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu regeln. Es ist weiterhin möglich, eine Berührung zwischen den den Strom flüssigen Metalls umgebenden Materialien und dem flüssigen Metall zu verhindern und dadurch eine Verschmutzung oder Verseuchung des flüssigen Metalls durch die Begrenzungswände zu verhindern oder aufzuheben.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Schirm aus Kupfer besteht und seine Dicke größer ist als die Dicke des Hauteffekts in diesem Metall. Unter der Haut ist dabei derjenige Teil an der Oberfläche der flüssigen Säule zu verstehen, in dem die von der Spule erzeugten magnetischen Feldlinien im wesentlichen lokalisiert sind.

In Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß zur Erzielung des Übergangs über eine Stoßstelle zwischen einem ersten bzw. strömungsaufwärts liegenden Element, dessen unteres Ende die eine Düse bildende Austrittsöffnung bildet, und einem zweiten bzw. strömungsabwärts liegenden Element zusätzlich zu der die Düse umgebenden, an dem Ausgang derselben angeordneten Spule und dem in das Innere dieser Spule eintretenden Schirm eine zweite Spule vorgesehen ist, die an dem Eingang des zweiten bzw. strömungsabwärts liegenden Elements angeordnet ist und ebenfalls von dem Wechselstrom durchflossen wird, wobei der Schirm auch in das Innere der zweiten Spule eintritt. Auf diese Weise wird es möglich, einen Strahl an einer Stoßstelle zwischen zwei Elementen zusammenzuziehen, so daß das flüssige Metall von einem ersten Element zu einem zweiten Element ohne Hängenbleiben an der Stoßstelle übergeleitet werden kann.

Erfindungsgemäß können Einrichtungen zur Verschiebung des Schirms gegenüber der eine Düse bildenden Austrittsöffnung vorhanden sein. Zur Bestimmung des Durchmessers bzw. der Durchmesserverringerung des Strahls können Einrichtungen zur Veränderung der Stärke des die Spule bzw. die Spulen durchfließenden Wechselstroms vorhanden sein.

Beim Gießen von Stahl liegt die Frequenz des verwendeten Wechselstroms beispielsweise im Bereich von 2500 Hz, während die Frequenz des Wechselstroms beim Gießen von reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung in der Nähe von 500 Hz liegt.

Beim Gießen von reinem Kupfer oder einer Kupferlegierung liegt die Frequenz des Wechselstroms im Bereich von etwa 500 bis etwa 1000 Hz.

Mit der von der Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtung ist weiterhin das kontinuierliche Gießen aller Metalle, insbesondere von Stahl, Aluminium, Kupfer und Uran möglich, und zwar entweder durch Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regelung der Strömungsmenge oder eines anderen Parameters der Strömung, oder durch Benutzung derselben zur Lösung eines an einer Stoßstelle auftretenden Problems oder auch durch ihre Benutzung zur Unterdrückung, zum Ersatz oder zur Verbesserung eines bei einem kontinuierlichen Gießvorgang üblichen Arbeitsgangs.

Es ist ebenfalls möglich, die Trennung der mehr oder weniger leitenden Einschlüsse von dem flüssigen Metall durch Ausnutzung der Tatsache vorzunehmen, daß diese Einschlüsse und das flüssige Metall verschieden auf den Übergang zwischen der Zone, in der die magnetische Induktion vorhanden ist (innerhalb der Spule) und der Zone, in der diese nicht vorhanden ist (innerhalb des Schirms) reagieren.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch eine mit den erfindungsgemäßen Verbesserungen (Spule und Schirm) versehene Düse.

Fig. 2 ist ein Axialschnitt, welcher die Anwendung der Erfindung zur Erzeugung einer Stoßstelle ohne Haftenbleiben an den Wänden derselben zeigt.

Fig. 3 ist ein Axialschnitt in größerem Maßstab, welcher die Anordnung der Kraftlinien in dem Fall der Düse der Fig. 1 zeigt.

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, welche zeigt, daß eine einen Umdrehungskörper bildende Düse 1 mit dem Austrittsdurchmesser D umgebende erfindungsgemäße Vorrichtung eine Spule 2 mit der gleichen Achse X-X′ wie die Düse 1 mit (nicht dargestellten) Mitteln zur Speisung derselben mit einem Wechselstrom hoher Frequenz und einen Schirm 3 aufweist, welcher ebenfalls einen Umdrehungskörper um die Achse X-X′ bildet und teilweise in das Innere der Spule 2 eintritt, wobei dieser Schirm aus einem elektrisch leitenden Metall, insbesondere Kupfer, besteht, wobei Mittel vorgesehen sind, welche gleichzeitig die Spule 2 (z. B. ein die Windungen der Spule durchströmender Luftstrom) und den Schirm 3 (z. B. ein durch den in dem Schirm 3 ausgebildeten Kanal 4 strömendes Strömungsmittel) kühlen.

Wie in Fig. 1 sichtbar, kann die Düse 1 einen Absatz 5 zum Schutz des in das Innere der Spule 2 eingetretenen Schirms 3 aufweisen.

Die Erfinder haben festgestellt, daß bei dieser Ausbildung der durch die Düse 1 strömende Strahl flüssigen Metalls 6 sich von den Wänden 7 der Düse an der Stelle h des oberen Randes 8 des Schirms 3 ablöst, da er durch die von der Spule 2 erzeugten elektromagnetischen Kräfte aus den weiter unten genauer erläuterten Gründen begrenzt wird. Der so begrenzte Strahl besitzt einen Durchmesser d, welcher kleiner als der Durchmesser D ist, und zwar von der Stelle h an, hinter welcher der begrenzte Strahl 8 nicht mehr mit den Wänden 7 der Düse 1 in Berührung steht.

Man sieht, daß man auf diese Weise genau die Stelle der Ablösung des Strahls durch Festlegung der Stellung des Randes 8 des in die Spule 2 eintretenden Schirms 3 bestimmen kann, wobei Mittel vorgesehen werden können, um den Schirm 3 gegenüber dem Absatz 5 der Düse so zu verschieben, daß die Stelle verändert werden kann, an welcher sich der Strahl 9 von der Wand 7 der Düse ablöst.

Andererseits kann man den Durchmesser d des Strahls durch Veränderung der Stromstärke in der Spule 2 einstellen. Man kann sogar eine Steuerung des Durchmessers d durch einen gegebenen Sollwert herstellen.

Diese Erscheinung ist übrigens umkehrbar, wie aus Fig. 2 hervorgeht, in welcher eine Stoßstelle 10 zwischen zwei rohrförmigen Elementen 11 (erstes Element oder strömungsaufwärts liegendes Element) und 12 (zweites Element oder strömungsabwärts liegendes Element) dargestellt ist. Es werden dann zwei Spulen 2 a und 2 b, welche die gleiche Achse Y-Y′ wie die durch die beiden in einer Flucht liegenden rohrförmigen Elemente 11 und 12 gebildete Anordnung haben und von einem Wechselstrom hoher Frequenz durchflossen werden, und ein Schirm 13 aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, insbesondere Kupfer, vorgesehen, welcher einen Kühlkanal 14 enthält.

An der Stelle des strömungsaufwärts liegenden Randes 18 a des Schirms 3 löst sich der Strahl aus flüssigem Metall 16 von der Wand 17 a des strömungsaufwärts liegenden Elements 11 infolge der durch die Spule 2 a erzeugten elektromagnetischen Begrenzung ab. Umgekehrt legt sich an der Stelle des strömungsabwärts liegenden Randes 18 b des Schirms 13 der begrenzte Strahl 19 wieder an die Wand 17 b des strömungsabwärts liegenden Elements 12 an, so daß ein diese Wand 17 b berührender Strahl 20 entsteht.

Dank der Ablösung an der Stoßstelle 10 erfolgt der Übergang über diese ohne Haften an den Wänden an der Stelle derselben, was sehr vorteilhaft ist, da im besonderen jedes Leck und jede Abnutzung an der Stoßstelle vermieden werden, oder auch der Zusatz eines beliebigen Körpers zu dem flüssigen Metall durch die so an der Stoßstelle ausgebildete Zugangsöffnung ermöglicht wird.

Nachstehend sind die Gründe erläutert, aus welchen gemäß den Erfindern die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung die Erzielung einer Begrenzung des Strahls ermöglicht.

Zur Erzielung der Begrenzung einer zylindrischen Säule eines elektrisch leitenden Strömungsmittels in Ruhe genügt es, diese der Wirkung von zentripetalen elektromagnetischen Kräften auszusetzen, welche durch die Wechselwirkung eines Magnetfeldes und von geeigneten elektrischen Strömen erhalten werden. Ein solches System mit einem Magnetfeld und elektrischen Strömen hat dagegen nicht die gleiche Wirkung auf einen in Bewegung befindlichen Zylinder eines elektrisch leitenden Strömungsmittels. In einer Strömung eines derartigen Strömungsmittels sind nämlich zwei Größen Invarianten, nämlich:

- die Strömungsmenge Q = SV,

worin S den Querschnitt, V die Geschwindigkeit, P den Druck, ρ die Volumenmasse des flüssigen Metalls und g die Erdbeschleunigung bedeuten.

Zur Erzielung der Begrenzung oder der Zusammenziehung eines in Bewegung befindlichen Stromfadens eines flüssigen Metalls, um ihn von der Wand abzulösen, muß der Querschnitt S verringert und somit die Geschwindigkeit V erhöht werden (da Q konstant ist), so daß der Druck verringert werden muß, welcher inmitten der Strömung herrscht (da H konstant ist und V vergrößert wurde).

Man sieht daher, daß ein einen inneren Überdruck erzeugendes System von zentripetalen Kräften die Begrenzung eines Zylinders eines elektrisch leitenden Strömungsmittels in Ruhe ermöglicht, daß aber ein gleiches System von zentripetalen Kräften die Ausdehnung eines sich bewegenden elektrisch leitenden Strömungsmittelstromfadens zur Folge hat. Diese Erscheinung hat bisher zum Versagen der meisten Versuche der Begrenzung von sich bewegenden flüssigen Metallen geführt.

In dem System der Fig. 1 ist der flüssige Metallstrahl 6 in ein magnetisches axiales Wechselfeld getaucht, und es entsteht in ihm ein induzierter Kreisstrom in Phase mit dem Magnetfeld . Jede Volumeneinheit des Metalls des Strahls 6 wird dann einer Kraft unterworfen, welche gleich dem Vektorprodukt von und ist, wobei diese Kraft radial und zentripetal ist.

Es entsteht also in der Masse des durch die Spule 2 strömenden flüssigen Metalls ein solcher Überdruck, daß der durch diese Spule erzeugten Lorentzkraft durch einen zentrifugalen Druckgradienten vollkommen das Gleichgewicht gehalten wird. Die Tatsache, diesen Überdruck erzeugt zu haben und ihn schnell aufheben zu können, ermöglicht tatsächlich die Verringerung des Drucks und somit die Erhöhung der Geschwindigkeit und die Verringerung des Querschnitts, was gerade das angestrebte Ziel darstellt.

Die Zusammenziehung erfolgt sehr schnell, wenn die Aufhebung des Überdrucks und somit der magnetischen Induktion B ihrerseits sehr schnell erfolgt. Die Aufgabe des in das Innere der Spule 2 eintretenden leitenden Schirms 3 besteht nun gerade in der plötzlichen Aufhebung der magnetischen Induktion.

Infolge der verhältnismäßig hohen Frequenz des die Spule durchfließenden Wechselstroms dringt das Feld nur über eine geringe Dicke in das die Säule 6 bildende flüssige Metall ein, wie dies aus Fig. 3 hervorgeht, in welcher die Kraftlinien des Magnetfeldes bei 21 a innerhalb der Säule 6 dargestellt sind. Die in der "Haut" an der Oberfläche der flüssigen Säule 6 lokalisierten Feldlinien 21 a verlassen die Säule plötzlich an der Stelle des oberen Randes 8 des Schirms 7, um in diesen Schirm einzutreten (Feldlinien 21 b). Wenn der Schirm 3 eine genügende Dicke hat, verschwindet das Magnetfeld plötzlich und gänzlich aus dem flüssigen Strahl, sobald dieser in die durch den Schirm 3 geschützte Zone kommt. Hierdurch tritt eine sehr plötzliche Abnahme des Drucks in dem Strahl in axialer Richtung und somit eine Zusammenziehung des Stromfadens aus flüssigem Metall (begrenzter Stromfaden 9), welche eine Ablösung des Strahls von der Wand 7 an der Stelle des oberen Randes 8 des Schirms 3 zur Folge hat, auf.

Die Begrenzung des flüssigen Metallstrahls, welche nicht mit einer Spule allein hergestellt werden kann, wird so dank der Kombination der Spule 2 mit dem Schirm 3 erhalten.

Es soll jetzt untersucht werden, wie man die gewünschten Kenngrößen durch Wahl der verschiedenen Parameter der Vorrichtung erhalten kann, deren Einfluß nacheinander untersucht wird. Diese Parameter sind die Frequenz des durch die Spule 2 geschickten Stroms, die Stärke desselben und schließlich die aufgewandte elektrische Leistung.

1. Frequenz des Stroms

Die Frequenz f des durch die Spule 2 geschickten Stroms muß so eingestellt werden, daß die Eindringtiefe δ der magnetischen Induktion den beiden folgenden Bedingungen genügt:

w < R
δ < e,

wobei R der Halbmesser des Metallstrahls vor der Zusammenziehung (R = D/2) und e die Dicke des Metallschirms 3 ist.

Es gilt:

worin σ m und s c die elektrische Leitfähigkeit des den Strahl 6 bildenden Metalls (z. B. Stahl oder Aluminium) bzw. des den Schirm 3 bildenden Metalls (z. B. Kupfer) darstellen.

Für flüssige Stähle mit einer Leitfähigkeit σ m in der Nähe von 10⁶Ω ^-1 m ^-1 und für einen Strahl mit einem Halbmesser von 1 cm liegt die einzuhaltende Frequenz in der Nähe von 2500 Hz. Die Mindestdicke des Schirms beträgt dann, wenn er aus Kupfer ist

Bei einem Metallstrahl mit höherer Leitfähigkeit, wie Aluminium oder flüssiges Kupfer, ( σ m = 5 · 10⁶ Ω ^-1 m ^-1) würde die günstigste Frequenz niedriger sein (f ∼ 500 Hz für Aluminium oder seine Legierungen und zwischen etwa 500 und 1000 Hz für Kupfer und seine Legierungen).

2. Stromstärke

Die Stärke des durch die das Magnetfeld erzeugende Induktionsspule 2 geschickten Stroms bestimmt den Wert der magnetischen Induktion B sowie der Zusammenziehung α des Strahls ( α ist gleich dem Verhältnis zwischen den Durchmessern des Strahls nach und vor der Zusammenziehung: α = ).

Für einen Metallstrahl mit der Anfangsgeschwindigkeit V₀ erhält man:

worin l die Länge der Spule, nI die Zahl der induzierenden Amperewindungen und p bzw. µ die Volumenmasse des flüssigen Metalls bzw. die magnetische Permeabilität desselben sind, wie oben.

Die nachstehende Tabelle gibt die Werte der Zusammenziehung α an, welche mit einem Strahl 6 aus flüssigem Stahl für mehrere Werte der Anfangsgeschwindigkeit V₀ des Metalls (in cm/s) und verschiedene Amperewindungszahlen, welchen Werte der magnetischen Induktion B₀ in Gauß entsprechen (wobei die Länge der Spule hier 13 cm beträgt), erhalten wurden.

3. Aufgewandte elektrische Leistung

Die Spule 2 besitzt eine im wesentlichen induktive Impedanz. Man kombiniert sie daher mit einer Anordnung von (nicht dargestellten) Kondensatoren, um einen auf die Nutzfrequenz f abgestimmten Stromkreis zu erhalten. Unter diesen Bedingungen ist die in der durch die Spule 2 und die Kondensatoranordnung aufgewandte Leistung, welche von dem äußeren (nicht dargestellten) Netz geliefert werden muß, eine reine Wirkleistung, welche für das in der obigen Tabelle angegebene Beispiel niemals einige Kilowatt übersteigt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft folgende Anwendungen finden:
- Benutzung einer Öffnung verhältnismäßig großen Durchmessers, um jedoch einen Strahl mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser ohne Gefahr einer Verstopfung der Öffnung zu erhalten;
- Herstellung von Knüppeln kleinen Durchmessers (von größenordnungsmäßig einigen Millimetern) oder gegebenenfalls von kleinen Barren ohne Berührung mit den Wänden der Kokille, wobei die plötzliche Aufhebung der magnetischen Induktion die Begrenzung des Knüppels oder des Barrens bewirkt, wobei Mittel zur Kühlung des Knüppels oder des Barrens während seiner Begrenzung sind;
- Fortfall eines der Arbeitsgänge der üblichen Ziehvorgänge, da durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Strahl gebildet wird, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Öffnung ist, was die Verminderung der Kapitalsanlagen und der Betriebskosten einer Drahtziehanlage ermöglicht. Man kann auf diese Weise Rohlinge von Metalldrähten (z. B. Stahldrähten und Aluminiumdrähten) herstellen, wobei Kühlmittel vorgesehen sind, welche den zusammengezogenen Strahl erstarren lassen;
- Lösung zahlreicher Aufgabe bei Stoßstellen oder der Abdichtung von Stoßstellen durch Beherrschung der freien Oberfläche des flüssigen Metalls in der Zone, in welcher diese von den Wänden abgelöst ist, mit besonderer Anwendung auf die Stoßstellenprobleme, welche bei der Speisung der Kokillen für waagerechten kontinuierlichen Guß von Stahl auftreten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt außerdem den wertvollen Vorteil, die Vorwärmung des flüssigen Metalls mittels der in diesem strömungsaufwärts von der Zusammenziehung induzierten Wirbelströme zu ermöglichen und so die Gefahr einer Verstopfung oder anderer durch eine vorzeitige Kühlung erzeugter Störungen zu verringern.

Es sei auf die große Anpassungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung an vorhandene Anlagen hingewiesen, da die Vorrichtung keine besonderen geometrischen Verhältnisse und keine genauen Abmessungen der Spule oder des Schirms verlangt.

Zum Schluß seien zwei Zahlenbeispiele für mögliche Anwendungen der Erfindung angegeben.

a) Anordnung der Fig. 1 zur Beherrschung der Qualität eines Gußstrahls in dem Fall von flüssigem Stahl

- spezifischer Widerstand im warmem Zustandδ = 160 · 10^-8 Ω/m

- Dichte des flüssigen Stahlsρ = 7 · 10³ kg/m³

- dynamische Viskositätn = 4 · 10^-2 Poisen

- TemperaturT = 1580°C

- Druck strömungsaufwärtsP₀ = 1 bis 2 · 10^-5 P_a

-

D

= 40 bis 50 mm
-

d

= 30 bis 40 mm

Hierdurch wird das Platzen des Stahls verhindert und seine Qualität verbessert.

b) Anordnung der Fig. 2 zur Herstellung der Abdichtung zwischen zwei einander nicht berührenden, von einem flüssigen Metall durchströmten Rohren 11 und 12

-

D

= 50 bis 100 mm
-

d

= 40 bis 90 mm
-

P

₀ = 1 bis 2 · 10⁵ P_a

-

P _s

= 1 bis 1,5 · 10⁵ P_a

- lotrechtes oder waagerechtes System.

Die Erfindung kann natürlich abgewandelt werden. Insbesondere kann man, anstatt die Aufhebung der magnetischen Induktion und somit des Überdrucks in dem Strahl mittels eines Schirms vorzunehmen, eine andere, mit einer zweiten Wechselstromquelle verbundene Spule vorsehen, welche man von einem elektrischen Strom in Gegenphase mit dem in der ersten Spule fließenden Strom durchfließen läßt. Das Ergebnis ist das gleiche, nämlich die genaue Aufhebung der Amperewindungen außerhalb des Stromfadens von flüssigem Metall. Diese Ausführungsabwandlung ermöglicht die Anpassung der Vorrichtung an niedrige Frequenzen, für welche ein für höhere Frequenzen vorgesehener Schirm nicht mehr die magnetische Induktion vollständig entfernen könnte. Bei Änderung der Frequenz ändert sich nämlich die Dicke der Haut ebenfalls, während die Dicke des Schirms fest bleibt. Die andere, mit der Spule 2 in Gegenphase befindliche Spule ist vollkommen einem Schirm gleichwertig, dessen veränderliche Dicke sich stets der benutzten Frequenz anpassen würde.

Claims

1. Vorrichtung zur Begrenzung eines Strahles aus flüssigem Metall mit einer Austrittsöffnung zur Abgabe des Strahls und einer im Bereich der Austrittsöffnung angeordneten Einrichtung zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfelds zur Schaffung eines Überdrucks in dem Metallstrom beim Durchtritt durch die Ausgangsöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Wechselfelds eine um die Austrittsöffnung angeordnete Spule (2) ist und ein elektrischer Schirm (3) mit einem Hohlzylinder aus elektrisch leitendem Material koaxial zu der Spule (2) angeordnet ist, wobei sich der Schirm (3) in das Innere der Spule (2) erstreckt und Einrichtungen zur Kühlung der Spule (2) und des Schirms (3) durch Abfuhr der beim Durchströmen der Spule (2) mit Wechselstrom erzeugten Wärme vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (3) aus Kupfer besteht und seine Dicke größer ist als die Dicke des Hauteffekts in diesem Metall.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung des Übergangs über eine Stoßstelle zwischen einem ersten oder strömungsaufwärts liegenden Element (11), dessen unteres Ende die eine Düse bildende Austrittsöffnung bildet, und einem zweiten oder strömungsabwärts liegenden Element (12) zusätzlich zu der die Düse (1) umgebenden, an dem Ausgang derselben angeordneten Spule (2 a) und dem in das Innere dieser Spule eintretenden Schirm (13) eine zweite Spule (2 b) vorgesehen ist, die an dem Eingang des zweiten oder strömungsabwärts liegenden Elementes (12) angeordnet ist und ebenfalls von dem Wechselstrom durchflossen wird, wobei der Schirm (13) auch in das Innere der zweiten Spule (2 b) eintritt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Verschiebung des Schirms (3, 13) gegenüber der eine Düse bildenden Austrittsöffnung.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Veränderung der Stärke des die Spule (2) oder die Spulen (2 a, 2 b) durchfließenden Wechselstroms.