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Title:
METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE LAYER THICKNESS OF PARTIALLY SOLIDIFIED MELTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/069591
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method and a device for measuring the layer thickness of partially solidified melts, particularly on a conveyor belt, during continuous casting. In order to determine the layer thickness, magnetic fields are used, which are created by means of electromagnetic stirring coils that are present on one side of the layer. The reduced magnetic field is then detected on the other side of the layer and is used for calculating the layer thickness.

Inventors:
VOGL NORBERT (DE)
BAUSCH JOERG (DE)
Application Number:
PCT/EP2009/009140
Publication Date:
June 24, 2010
Filing Date:
December 18, 2009
Export Citation:
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Assignee:
SMS SIEMAG AG (DE)
VOGL NORBERT (DE)
BAUSCH JOERG (DE)
International Classes:
G01B7/06; B22D11/16
Foreign References:
DE3110900A11982-09-30
GB2142729A1985-01-23
EP0079212A11983-05-18
JPS61129266A1986-06-17
DE3423977A11985-01-10
EP1900454A22008-03-19
DE3110900A11982-09-30
Attorney, Agent or Firm:
KLÜPPEL, Walter (DE)
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Claims:
Patenansprüche

1. Verfahren zur Messung der Schichtdicke von teilerstarrten Schmelzen auf einem Transportband mittels magnetischer Felder im Rahmen eines Bandgießverfahrens, wobei ein magnetisches Feld auf einer Seite der teilerstarrten Schmelze (2) erzeugt wird und das magnetische Feld die teilerstarrte Schmelze (2) durchdringt und das magnetische Feld auf der anderen Seite der teilerstarrten Schmelze (2) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfall des magnetischen Feldes auf der anderen Seite der teilerstarrten Schmelze (2) zur Berechnung der Schichtdicke der teilerstarrten Schmelze (2) verwendet wird und dass zur Erzeugung des magnetischen Feldes elektromagnetische Rührspulen (1) verwendet werden.

2. Das Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die erzeugten magnetischen Felder Frequenzen zwischen 500 Hz und 10000 Hz aufweisen.

3. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektromagnetischen Rührspulen (1) mit Frequenzen von weniger als 20 Hz betrieben werden und bei dem Betrieb der Rührspulen (1) Oberwellen entstehen, die Frequenzen zwischen 500 Hz und 10000 Hz aufweisen.

4. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Frequenzen zwischen 500 Hz und 10000 Hz direkt in die Rührspulen (1) eingespeist werden.

5. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Messung der Schichtdicke mehrere Frequenzen zwischen 500

Hz und 10000 Hz verwendet werden.

6. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Sensoren (3) über die Breite des Transportbandes angeordnet werden, um mehrere Messpunkte zu erhalten.

7. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ein Dünnbandgießverfahren darstellt und die Schichtdicke der teilerstarrten Schmelze (2) zwischen 10 mm und 30 mm liegt.

8. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Felder oberhalb oder wahlweise unterhalb der teilerstarrten Schmelze (2) erzeugt werden und unterhalb oder wahlweise oberhalb der teilerstarrten Schmelze (2) gemessen werden.

9. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das magnetische Feld über die Breite des Transportbandes homogen erzeugt wird.

10. Vorrichtung zur Messung der Schichtdicke von teilerstarrten Schmelzen auf einem Transportband, welche folgendes umfasst: eine Einheit zur Erzeugung eines magnetischen Feldes auf einer Seite der teilerstarrten Schmelze (2); mindestens einen Sensor (3) zur Messung des die teilerstarrte Schmelze (2) durchdringenden magnetischen Feldes auf der anderen Seite der teilerstarrten Schmelze (2); dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zur Erzeugung des magnetischen Feldes durch elektromagnetische Rührspulen (1) gebildet ist und dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass zur Berechnung der Schichtdicke der teilerstarrten Schmelze der Abfall des durch die Sensoren (3) gemessenen magneti- sehen Feldes auf der anderen Seite der teilerstarrten Schmelze (2) verwendet wird.

11. Die Vorrichtung nach Anspruch 101 wobei die Rührspulen (1) magnetische Felder mit Frequenzen zwischen 500 Hz und 10000 Hz erzeugen.

12. Die Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , wobei die elektromagnetischen Rührspulen (1) mit Frequenzen von weniger als 20 Hz betrieben werden und bei dem Betrieb der Rührspulen (1) Oberwellen entstehen, die Frequenzen zwischen 500 Hz und 10000

Hz aufweisen.

13. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei Frequenzen zwischen 500 Hz und 10000 Hz direkt in die Rührspu- len (1 ) eingespeist werden.

14. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Rührspulen (1) mehrere Frequenzen zwischen 500 Hz und 10000 Hz erzeugen.

15. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei der Abstand zwischen den elektromagnetischen Rührspulen (1) und den Sensoren (3) zwischen 50 mm und 150 mm liegt.

16. Eine Anlage, welche ein Transportband einer Bandgießanlage zum Transport einer teilerstarrten Schmelze umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Vorrichtung zur Bestimmung der Schichtdicke der teilerstarrten Schmelze nach einem der Ansprüche 10 bis 15 umfasst.

17. Die Anlage nach Anspruch 16, wobei die Vorrichtung zur Bestimmung der Schichtdicke der teilerstarrten Schmelze mehrere Sensoren (3) um- fasst, die über die Breite des Transportbandes angeordnet sind, so dass in Breitenrichtung mehrere Messpunkte vorliegen.

18. Die Anlage nach Anspruch 16 oder 17, wobei die elektromagnetischen Rührspulen (1) in einem Abstand von weniger als 150 mm über und / oder unter der teilerstarrten Schmelze (2) angeordnet sind.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Schichtdicke von teilerstarrten Schmelzen

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Messung der Schichtdicke von teilerstarrten Schmelzen, insbesondere auf einem Transportband, im Rahmen eines Bandgießverfahrens.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, die in der Lage sind die Schichtdicke vollständig erstarrter Schmelzen auf einem Transportband mit Hilfe von Ultraschall, Röntgenstrahlen oder Lasern zu bestimmen. Diese Verfahren eignen sich jedoch nicht dazu, die Schichtdicke von teilerstarrten Schmel- zen zu bestimmen, deren Oberflächentemperaturen zum Beispiel bis zu 1500 0 C betragen können.

Weiterhin ist aus DE 34 23 977 ein Verfahren zur Bestimmung der Schichtdicke einer erstarrten Randschicht einer Schmelze bekannt, das durch Anlegen eines magnetischen Wechselfeldes Wirbelströme in der Schmelze erzeugt, die über elektromagnetische Induktion detektiert werden, wodurch auf die Dicke der Randschicht geschlossen wird. Die Dicke einer Randschicht wird aus der Stärke der Wirbelströme gemäß dem Unterschied des spezifischen elektrischen Widerstands zwischen einem nichterstarrten und einem erstarrten Teil be- stimmt. Die Wirbelströme werden daher an derselben Oberfläche der Schmelze gemessen, an der das magnetische Feld angelegt wird. Hierzu sind allerdings zusätzliche geeignete Spulensysteme nötig.

EP 1 900 454 beschreibt ein Verfahren für das kontinuierliche Stranggießen von Stahl, wobei gepulste elektromagnetische Ultraschallwelien erzeugt werden, welche zum Teil moduliert und durch den Strang geleitet werden. Die magneti- sehe Permeabilität im Strang wird durch diese Ultraschallwellen aufgrund der auftretenden Magnetostriktion verändert. Die transmittierten magnetischen Ultraschallwellen werden durch elektromagnetische Induktion gemessen und dazu verwendet, den Erstarrungsfortschritt der Schmelze durch Korrelation zu bestimmen. Dieses Verfahren erfordert eine aufwendige und komplizierte Messeinrichtung, die in der Lage ist, gepulste modulierte Felder zu erzeugen, diese zu detektieren und zu korrelieren.

DE 3110900 beschreibt ein Verfahren zur Messung der Schalendicke von erstarrenden Metallen, wobei eine Sende- und eine Empfangsspule verwendet werden. Je nach Leitfähigkeitsverteilung dringen die elektromagnetischen Felder mehr oder weniger in den Probenkörper ein. Das resultierende Gesamtfeld induziert in der Empfangsspule einen Strom, der in der Phase und der Amplitude gegenüber dem ursprünglichen Feld verschoben ist.

Diese Verfahren oder Vorrichtungen zur Charakterisierung von Schalen- bzw. von Schichtdicken sind relativ kompliziert und aufwendig.

Es stellt sich somit die technische Aufgabe, ein einfacheres und preiswerteres System bereitzustellen, dass die Schichtdickenbestimmung einer teilerstarrten Schmelze ermöglicht. Weiterhin soll dieses System weniger Platz einnehmen, als es in den zitierten Dokumenten der Fall ist.

Die beschriebene technische Aufgabe oder wahlweise Teile davon, werden von der vorliegenden Erfindung vor allem durch die folgenden Merkmale gelöst.

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Messung der Schichtdicke von teilerstarrten Schmelzen auf einem Transportband mittels magnetischer Felder im Rahmen eines Bandgießverfahrens, wobei ein magnetisches Feld auf einer Seite der teilerstarrten Schmelze erzeugt wird und das magnetische Feld die teilerstarrte Schmelze durchdringt und auf der anderen Seite der teilerstarrten Schmelze gemessen wird und wobei der Abfall des magnetischen Feldes auf der anderen Seite der teilerstarrten Schmelze zur Berechnung der Schichtdicke der teilerstarrten Schmelze verwendet wird und zur Erzeugung des magnetischen Feldes elektromagnetische Rührspulen verwendet werden.

Solche Rührspulen sind in der Regel in einem System zum Bandgießen bereits vorhanden. Daher müssen keine zusätzlichen Spulen, die weiteren Platz beanspruchen oder Kosten verursachen, installiert werden, um die geeigneten magnetischen Felder zu erzeugen.

Der Begriff „Abfall des elektronischen Feldes" meint die verbleibende Restfeld- stärke oder die Differenz zwischen der Sende- und der Empfangsleistung des elektrischen Feldes.

In einer bevorzugten Form des Verfahrens weisen die erzeugten magnetischen Felder Frequenzen zwischen 500 Hz und 10000 Hz auf.

In einer weiteren bevorzugten Form werden die elektromagnetischen Rührspulen mit Frequenzen von weniger als 20 Hz betrieben, wobei bei dem Betrieb der Rührspulen Oberwellen entstehen, die Frequenzen zwischen 500 Hz und 10000 Hz aufweisen.

Solche Frequenzen können dann direkt zur Schichtdickenbestimmung verwendet werden, so dass keine zusätzlichen Einrichtungen mehr zur Erzeugung der Frequenzen benötigt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Verfahren das Merkmal auf, dass Frequenzen zwischen 500 Hz und 10000 Hz direkt in die Spulen der Rührer eingespeist werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Verfahren das Merk- mal auf, dass zur Messung der Schichtdicke mehrere Frequenzen zwischen 500 Hz und 10000 Hz verwendet werden. Durch die Verwendung mehrerer Frequenzen kann so die Schichtdicke noch genauer charakterisiert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Verfahren das Merkmal auf, dass mehrere Sensoren über die Breite des Transportbandes ange- ordnet werden, um mehrere Messpunkte zu erhalten.

Durch dieses Merkmal kann eine genauere Auflösung der Schichtdicke der Schmelze mit Bezug auf die Breite des Transportbands erhalten werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stellt das Verfahren ein Dünnbandgießverfahren dar, wobei die Schichtdicke der teilerstarrten Schmelze zwischen 10 mm und 30 mm liegt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Verfahren das Merk- mal auf, dass die Felder oberhalb oder wahlweise unterhalb der teilerstarrten Schmelze erzeugt werden und unterhalb oder wahlweise oberhalb der teilerstarrten Schmelze gemessen werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Verfahren das Merk- mal auf, dass das magnetische Feld über die Breite des Transportbandes homogen erzeugt wird.

Weiterhin umfasst die Erfindung auch eine dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechende Vorrichtung. Diese Vorrichtung bietet im Wesentlichen die glei- chen Vorteile wie das beschriebene Verfahren. Die Erfindung umfasst folglich eine Vorrichtung zur Messung der Schichtdicke von teilerstarrten Schmelzen auf einem Transportband, welche folgendes umfasst: Eine Einheit zur Erzeugung eines magnetischen Feldes auf einer Seite der teilerstarrten Schmelze; mindestens einen Sensor zur Messung des die teilerstarrte Schmelze durch- dringenden magnetischen Feldes auf der anderen Seite der teilerstarrten Schmelze; wobei die Einheit zur Erzeugung des magnetischen Feldes durch elektromagnetische Rührspulen gebildet ist und dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass zur Berechnung der Schichtdicke der teilerstarrten Schmelze der Abfall des durch die Sensoren gemessenen magnetischen Feldes auf der anderen Seite der teilerstarrten Schmelze verwendet wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung erzeugen die Rührspulen magnetische Felder mit Frequenzen zwischen 500 Hz und 10000 Hz.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung werden die elektromagnetischen Rührspulen mit Frequenzen von weniger als 20 Hz betrie- ben, wobei bei dem Betrieb der Rührspulen Oberwellen entstehen, die Frequenzen zwischen 500 Hz und 10000 Hz aufweisen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung werden Frequenzen zwischen 500 Hz und 10000 Hz direkt in die Spulen der Rührer einge- speist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung erzeugen die Rührspulen mehrere Frequenzen zwischen 500 Hz und 10000 Hz.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung liegt der Abstand zwischen den elektromagnetischen Rührspulen und den Sensoren zwischen 50 mm und 150 mm.

Schließlich umfasst die Erfindung auch eine Anlage, welche ein Transportband einer Bandgießanlage zum Transport einer teilerstarrten Schmelze umfasst, wobei die Anlage weiterhin eine Vorrichtung zur Bestimmung der Schichtdicke der teilerstarrten Schmelze gemäß einer der Ausführungsformen der oben genannten Vorrichtung umfasst.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Anlage umfasst die Vorrichtung zur Bestimmung der Schichtdicke der teilerstarrten Schmelze mehrere Sensoren, die über die Breite des Transportbandes angeordnet sind, so dass in Breiten- richtung mehrere Messpunkte vorliegen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Anlage sind die elektromagnetischen Rührspulen in einem Abstand von weniger als 150 mm über und / oder unter der teilerstarrten Schmelze angeordnet.

Kurze Beschreibung der Figuren

Im Folgenden werden kurz die Figuren einiger Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese beschränkt. Weitere Details und mögliche Ausführungsformen finden sich in der detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele.

Fig. 1 zeigt eine vereinfachte und beispielhafte perspektivische Ansicht einer Rührspulenanordnung oberhalb der Schmelze.

Fig. 2 zeigt eine vereinfachte und beispielhafte perspektivische Ansicht der Rührspulenanordnung oberhalb der Schmelze aus Figur 1 , je- doch mit Blick auf die Unterseite der Schmelze.

Fig. 3 ist ein Diagramm, das beispielhaft die Abhängigkeit des detektier- ten magnetischen Feldes von verschiedenen erzeugten Magnetfeldfrequenzen und Schichtdicken illustriert.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung. Es sind magnetische Rührspulen 1 zu sehen, die ein magnetisches Feld oberhalb der Schmel- ze 2 erzeugen. Das erzeugte magnetische Feld durchdringt zur Messung die Schmelze 2 und wird durch Sensoren 3 detektiert, die sich auf der Unterseite der Schmelze 2 befinden (in Figur 1 nicht sichtbar). Insbesondere werden nach dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 Eisenkerne 4 sowie ein entsprechendes Joch 5 verwendet, um die Effizienz der Rührspulen zu erhöhen. Unterhalb der Rührspulen 1 sind die Eisenkerne 4 durch Bereiche getrennt, die als isolierend gegenüber dem magnetischen Fluss gelten. Diese sind aus einem dafür geeigneten Material ausgebildet, wie z. B. aus Kupfer. Das Joch 5 verbindet auf der Oberseite der Spulen alle Eisenkerne 4. Die Verwendung der Eisenkerne 4 und des Jochs 5 ist nicht notwendig, sondern zeigt nur eine Ausführungsform von Rührspulen zur Erzeugung magnetischer Felder.

Weiterhin befindet sich die teilerstarrte Schmelze 2 während der Messung bevorzugt auf einem Transportband (nicht in Figur 1 gezeigt) im Bereich der Rührspulen 1 , wobei sich das Transportband vorzugsweise während der Messung bewegt, aber auch stillstehen kann. Die Messung kann außerdem im Bereich der bewegten Kokillen erfolgen.

Teilerstarrt bedeutet, dass die Schmelze 2 zum Teil flüssig und zum Teil fest ist. Die Schmelze 2 kann zur Messung aber auch in einer gänzlich flüssigen Form vorliegen oder auch vollkommen erstarrt sein. So kann die Schichtdicke der flüssigen, teilerstarrten oder erstarrten Schmelze 2 quantitativ bestimmt werden. Falls erforderlich ist es auch möglich, lediglich die Schichtdicke einer erstarrten Randschicht der Schmelze zu bestimmen. Die Oberfläche der Schmelze 2 kann während der Messung bis zu 1500 0 C betragen, wobei diese Temperaturen für bestimmte Materialien auch höher sein können, was die Messung nach der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt.

In Figur 1 wird das magnetische Feld auf der Oberseite der Schmelze 2 mit einer Rührspule 1 erzeugt. Die Rührspulen können jedoch auch unterhalb der Schmelze 2 angeordnet sein. Auf der jeweils anderen Seite der Schicht kann ein geeigneter Sensor 3 den Abfall des Magnetfeldes messen (siehe Figur 3). Dabei liegt der Abstand der Rührspulen und des Sensors 3 bevorzugt bei 50 mm bis 150 mm. Die Dicke der gemessenen Schmelze 2 liegt zwischen diesen Werten und kann vorzugsweise zwischen 10 mm und 30 mm betragen, wobei man in diesem speziellen Fall von einem Dünnbandgießverfahren spricht. Es sind allerdings auch andere Anordnungen denkbar, bei denen der Abstand zwi- sehen Rührspule 1 und Sensor 3 größer ist und z. B. bis zu 400 mm beträgt und die Dicke der Schmelze bis zu 350 mm beträgt.

Die verwendeten Rührspulen 1 werden vorzugsweise mit Frequenzen von weniger als 20 Hz betrieben. Es sind aber auch, je nach spezieller Anwendung, Frequenzen von bis zu 100 Hz möglich. Durch die Umwandlung des Netzstromes in den Betriebsstrom der Rührspulen 1 entstehenden Oberwellen in dem für die Messung der Schichtdicke vorgesehenen Bereich von 500 Hz bis 10000 Hz. Diese bereits vorhandenen Schwingungen bzw. Frequenzen können für die Messung der Schichtdicke verwendet werden. Es ist aber je nach Anwendung auch möglich, die erforderlichen Frequenzen bzw. Ströme mit diesen Frequenzen, auch in die Rührspulen 1 einzuspeisen, um höhere Feldintensitäten zu erreichen.

Weiterhin kann vor Beginn der Messung ein Nullpunkt der Messung bestimmt werden. Das heißt, dass die Messung ohne eine zu messende Schmelze 2 durchgeführt wird, um zum Beispiel den Einfluss eines Transportbandes oder anderer Faktoren, nicht in der Messung zu berücksichtigen.

Die Messung kann noch weiter verbessert werden, wenn das Magnetfeld auf beiden Seiten der Schmelze 2 gemessen wird. Dazu können Sensoren 3 auf beiden Seiten der Schmelze 2 angeordnet sein. Zudem ist es möglich mehrere Messfrequenzen zu verwenden, um die Messgenauigkeit zu verbessern und etwaige Störungen auszugleichen. Durch die vorhandenen Rührspulen 1 kann insbesondere über die Breite der Anlage ein homogenes elektromagnetisches Feld erzeugt werden. Die Breite ist hierbei als senkrecht zur Gießrichtung zu verstehen.

Figur 2 zeigt dieselbe Anordnung wie Figur 1 , jedoch mit Blick auf die untere Seite der Schmelze 2. Sichtbar sind die Sensoren 3, die unterhalb der Schmelze 2 angebracht sind. In diesem Fall sind die Sensoren 3 senkrecht zum Transportband, das heißt in Breitenrichtung, angeordnet. Es kann aber auch alternativ nur ein Sensor 3 vorgesehen sein. Die Anzahl der Sensoren 3 ist zudem nur durch die baulichen Gegebenheiten der Gießanlage beschränkt, so dass auch mehr Sensoren, als in Figur 2 gezeigt, vorgesehen sein können. Mit Hilfe von mehreren Sensoren 3 kann man mehrere Messpunkte erhalten. So können entlang der Breite der Schmelze 2 mehrere Sensoren 3, zum Beispiel zwischen 2 und 20 Sensoren, angeordnet werden, um Informationen über den Verlauf der Schichtdicke der Schmelze 2 in Breitenrichtung zu erhalten.

Figur 3 zeigt beispielhaft die Abhängigkeit des auf Eins normierten detektierten magnetischen Feldes von der Schichtdicke der Schmelze. In diesem Beispiel ist der Effekt eines vorhandenen Transportbandes auf das detektierte Signal bereits im Zuge der Eichung heraus gerechnet. Im Beispiel von Figur 3 sind Schichtdicken der Schmelze zwischen 0 mm, dass heißt keiner eingebrachten Schmelze, und 25 mm angegeben. Es ist klar erkennbar, dass das normierte detektierte Feld mit steigender Schichtdicke kleiner wird. Außerdem ist erkennbar, dass Frequenzen von 10000 Hz zu einem schnelleren Abfall des detektierten Feldes mit steigender Dicke der Schmelze führen als niedrigere Frequen- zen. So fällt das detektierte magnetische Feld für Felder mit einer Frequenz von 2000 Hz weniger stark mit steigender Dicke der Schmelze ab und das detektierte magnetische Feld für Felder mit einer Frequenz von 1000 Hz noch weniger stark ab. Im Allgemeinen gilt, dass magnetische Wechselfelder in elektrisch leitenden Materialien Wirbelströme hervorrufen, die wiederum ein magnetisches Feld erzeugen, das dem ursprünglichen Feld entgegen gerichtet ist, so dass das resultierende detektierte Feld schwächer als das erzeugte Feld ist. Inwie- weit sich Wirbelströme in der Schmelze ausbilden können, hängt unter anderem von der elektrischen Leitfähigkeit und der Permeabilität der speziellen Schmelze und von der Frequenz der erzeugten, angelegten magnetischen Felder ab. Handelt es sich um ein ferromagnetisches Material, wird zusätzlich durch Um- magnetisierungen der magnetischen Momente innerhalb der Schmelze magne- tische Feldenergie in Wärme umgewandelt, wodurch das erzeugte Feld ebenso abgeschwächt wird. Zudem kann der Effekt der Magnetostriktion auftreten, durch den ebenso magnetische Feldenergie verloren geht. Oberhalb der Curie- Temperatur, über der ein solches Material paramagnetisch ist, treten diese letztgenannten Effekte nicht auf, sodass in diesem Fall magnetische Feldener- gie lediglich hauptsächlich aufgrund der Ausbildung von Wirbelströmen dissi- piert wird. Die Eindringtiefe von Wirbelströmen und damit die Eindringtiefe des magnetischen Feldes, verhält sich näherungsweise umgekehrt proportional zur Wurzel der Frequenz der angelegten Felder, der Leitfähigkeit des Materials sowie seiner relativen Permeabilität. Das bedeutet, dass sich, im Falle einer sehr hohen Leitfähigkeit oder einer sehr großen relativen Permeabilität, Wirbelströme nur in Bereichen nahe der Oberfläche der Schmelze ausbilden und nicht weiter im Inneren der Schmelze, da die magnetische Feldenergie an der Oberfläche schon nahezu vollständig durch die Entstehung von Wirbelströmen verlorengeht. Generell ist klar, dass das normierte detektierte Magnetfeld bei einer festen Magnetfeldfrequenz mit wachsender Dicke der Schmelze kleiner wird, da sich mehr Material, in dem zum Beispiel Wirbelströme entstehen, im Weg des Feldes befindet. Dadurch wird mit zunehmender Dicke der Schmelze mehr Energie dissipiert. So ist bei einer Frequenz von 10000 Hz und einer Schichtdicke von 25 mm die Schmelze so dick, dass nahezu die gesamte Feldenergie von der Schmelze absorbiert wird. Bei gleicher Frequenz und noch größerer Schichtdicke ist die Eindringtiefe des magnetischen Feldes dann sogar kleiner als die Schichtdicke der Schmelze. Wie in Figur 3 zu sehen ist, können aber die Felder mit Frequenzen von 1000 Hz und 2000 Hz die Schmelze auch bei einer Dicke von 25 mm noch durchdringen. Liste der Bezugszeichen

1 Rührspulen Schmelze

3 Sensoren Eisenkerne Joch