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Title:
METHOD AND DEVICES FOR REGULATING THE FLOW RATE AND FOR SLOWING DOWN MELT STREAMS THROUGH MAGNETIC FIELDS IN THE TAPPING OF METALLURGICAL CONTAINERS SUCH AS BLAST FURNACES AND MELT FURNACES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/015684
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for regulating the flow rate and for slowing down melt streams through magnetic fields in the tapping of metallurgical containers such as blast furnaces and melt furnaces. The method is characterized in that the melt stream is routed in a closed routing element using at least two magnetic fields disposed in series one after the other in the flow direction of the melt, said magnetic fields having a constant polarity opposite to one another, in such a way that the magnetic field lines transversally penetrate the melt flow across the entire cross section thereof and such that opposite voltages are induced in the melt stream by the magnetic fields, there being at least three eddy current fields produced thereby in the melt stream that are disposed axially one after the other, and that due to the interactions between the magnetic fields and the eddy currents forces are generated that can be used to reduce the flow rate of the melt stream.

Inventors:
MORGENSTERN HANS-UWE (DE)
Application Number:
PCT/EP2009/060225
Publication Date:
February 11, 2010
Filing Date:
August 06, 2009
Export Citation:
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Assignee:
TMT TAPPING MEASURING TECH (DE)
MORGENSTERN HANS-UWE (DE)
International Classes:
C21B7/12; B22D41/14; B22D41/60; F27D3/15; C21C5/46
Domestic Patent References:
WO2000071761A12000-11-30
Foreign References:
US6106620A2000-08-22
Attorney, Agent or Firm:
TAPPE, HARTMUT (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit und zum Abbremsen von nichtferromagnetischen Schmelzeströmen durch Magnetfelder beim Abstich von metallurgischen Behältern wie Hochöfen und Schmelzofen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzestrom in einem geschlossenen Leitelement durch mindestens zwei in Strömungsrichtung der Schmelze in Reihe hintereinander angeordnete Magnetfelder mit einer gleichbleibenden, entgegengerichteten Polarität geleitet wird, derart, dass die Magnetfeldlmien den Schmelzestrom über dessen gesamten Querschnitt transversal durchdringen und von άen Magnetfeldern in dem Schmelzestrom entgegengerichtete Spannungen induziert werden, durch die in dem Schmelzestrom mindestens drei hintereinander liegende axiale Wirbelstromfelder erzeugt werden, und dass durch das Zusammenwirken von Magnetfeldern und Wirbelstromen Kräfte erzeugt werden, durch die die Stromungsgeschwindigkeit des Schmelzestroms in Abhängigkeit von den Magnetfeldstärken vermindert werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfluss eines geschlossenen Magnetkreises über zwei entgegengerichtete Magnetfelder zwischen jeweils zwei Polen eine doppelte gegenläufige Spannung in dem Schmelzestrom induziert, derart, dass sich eine gegenseitig verstärkende Wirkung auf die Stromstärke des zentralen Wirbelstromfeldes ergibt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die doppelte Ausnutzung des Magnetflusses des geschlossenen Magnetkreises der magnetische Widerstand im Eisenkern des Magnetkreises und damit die inneren Verluste des Magnetkreises ungefähr halbiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Magnetfluss von zwei hintereinander angeordneten, geschlossenen Magnetkreisen über zwei gegenläufige Magnetfelder zwischen jeweils zwei Polen Spannungen in dem Schmelzestrom induziert werden, derart, dass sich eine gegenseitig verstärkende Wirkung auf die Stromstarke des zentralen axialen Wirbelstromfeldes ergibt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine dichte Hmteremanderanordnung der auf den Schmelzestrom in einem Spalt zwischen den beiden Polen eines Magnetkreises einwirkenden Magnetfelder, derart, dass der Gradient der Abnahme des Magnetflusses zum seitlichen Spaltrand möglichst groß ist und dass durch die dicht beieinander liegende Anordnung der Spalte die Pfadlange der Wirbelstrome m den im Schmelzestrom erzeugten Wirbelstromfeldern verkürzt und der elektrische Widerstand verringert wird.

6. Vorrichtung zur Regelung der Stromungsgeschwindigkeit und zum Abbremsen von nichtferromagnetischen Schmelzestromen beim Abstich von metallurgischen Behaltern wie Hochofen und Schmelzofen gemäß dem Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis

3 und 5 gekennzeichnet durch mindestens einen durch zwei Joche (24, 25) gebildeten Kern (23) aus ferromagnetischem Material, der zwei m Reihe hintereinander angeordnete Polpaare (26, 27) mit jeweils zwei Polen (28, 29; 30, 31) aufweist, die zwei hintereinander angeordnete Spalte (32, 33) zur Aufnahme eines Leitelementes (9) für einen Schmelzestrom (2) bilden, sowie vier auf Polschuhen (34-37) der beiden Joche (24, 25) des Kerns (23) angeordnete Induktionsspulen (38-41) zur Erzeugung von zwei m Reihe hintereinander angeordneten Magnetfeldern (42, 43) in einem geschlossenen Magnetkreis, die auf den Schmelzestrom (2) in dem Leitelement (9) wirken, das durch die Spalte (32, 33) zwischen den Polen (28, 29; 30, 31) der beiden Polpaare (27, 28} gefuhrt ist.

7. Vorrichtung zur Regelung der Stromungsgeschwindigkeit und zum Abbremsen von nichtferromagnetischen Schmelzestromen beim Abstich von metallurgischen Behaltern wie Hochofen und Schmelzofen gemäß dem Verfahren nach den Patentansprüchen 1, 4 und 5, gekennzeichnet durch mindestens zwei m Reihe hintereinander angeordnete Kerne (4, 4} aus ferromagnetischem Material, die jeweils ein Joch (5) mit zwei Polen (6, 7) aufweisen, die einen Spalt (8) bilden, wobei durch die beiden in Reihe hintereinander angeordneten Spalte (8, 8) ein Leitelement (9) für einen Schmelzestrom (2) hindurchgefuhrt ist, sowie jeweils zwei auf den Polschuhen der beiden Joche (5, 5) angeordnete Induktionsspulen (11, 12) zur Erzeugung von zwei hintereinander angeordneten Magnetfeldern {42, 43} mit entgegengerichteter Polarität in zwei getrennten, geschlossenen, gegenläufigen Magnetkreisen (13, 13a) , wobei die Magnetfelder in dem Schmelzestrom (2) axiale Wirbelstrome zur Erzeugung einer auf den Schmelzestrom wirkenden Abbremskraft auslosen.

8. Regelvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Erweiterungsmoglichkeit derselben um geradzahlige Polpaare.

9. Regelvorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Erweiterungsmoglichkeit derselben um geradzahlige und ungeradzahlige Polpaare.

10. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch eine Anordnung derselben als Vorsatzeinrichtung vor der Auslauföffnung des Stichlochkanals eines Hochofens oder der Auslauföffnung des Abflusskanals eines Schmelzofens .

11. Regelvorrichtung nach einem der -Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch eine Anordnung derselben um den Stichlochkanal eines Hochofens oder um den Abflusskanal eines Schmelzofens.

Description:
Beschreibung

Titel: Verfahren und Vorrichtungen zur Regelung der

Strömungsgeschwindigkeit und zum Abbremsen von Schmelzestromen durch Magnetfelder beim Abstich von metallurgischen Behaltern wie Kochofen und Schmelzofen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Regelung der Stromungsgeschwindigkeit und zum Abbremsen von nichtferromagnetischen Schmelzestromen durch Magnetfelder beim Abstich von metallurgischen Behaltern wie Hochofen und Schmelzofen .

Mit der parallelen Patentanmeldung 10 2008 036 799.0-24 wird eine gattungsgemaße Regelvorrichtung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch einen Kern aus ferromagnetischem Material, der zwei Pole aufweist, die einen Spalt zur Aufnahme eines Leitelements für einen Schmelzestrom bilden, sowie auf dem Kern angeordnete Induktionsspulen zur Erzeugung eines Magnetfeldes, das auf den Schmelzestrom m dem zwischen den Polen angeordneten Leitelement wirkt.

Bei dieser Regelvorrichtung wird ein geschlossener Magnetkreis zur Erzeugung eines Magnetfeldes genutzt, durch das in dem Schmelzestrom eine Spannung induziert wird, durch die in dem Schmelzestrom Wirbelstrome ausgelost werden, die im Zusammenwirken mit dem Magnetfeld Kräfte erzeugen, die die Stromungsgeschwindigkeit des Schmelzestroms vermindern und wieder erhohen sowie den Schmelzestrom abbremsen können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Vorrichtungen zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit und zum Abbremsen von nichtferromagnetischen Schmelzeströmen zu entwickeln, die es ermöglichen, das auf den Schmelzestrom wirkende Magnetfeld und die durch dieses erzeugten Wirbelströme zur Erhöhung der auf den Schmelzestrom wirkenden Kräfte zu verstärken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und die Regelvorrichtungen nach den Patentansprüchen 6 und 1.

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des Verfahrens nach Patentanspruch 1 und der Regelvorrichtungen nach den Patentansprüchen 6 und 7.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit und zum Abbremsen von nichtferromagnetischen Schmelzeströmen beim Abstich von metallurgischen Behältern wie Hochöfen und Schmelzöfen ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzestrom in einem geschlossenen Leitelement durch mindestens zwei in Strömungsrichtung der Schmelze in Reihe hintereinander angeordnete Magnetfelder mit einer gleichbleibenden, entgegengerichteten Polarität geleitet wird, derart, dass die Magnetfeldlinien den Schmelzestrom über dessen gesamten Querschnitt transversal durchdringen und von den Magnetfeldern in dem Schmelzestrom entgegengerichtete Spannungen induziert werden, durch die in dem Schmelzestrom mindestens drei hintereinander liegende axiale Wirbelstromfelder erzeugt werden, und dass durch das Zusammenwirken von Magnetfeldern und Wirbelströmen Kräfte erzeugt werden, durch die die Stromungsgeschwindigkeit des Schmelzestroms in Abhängigkeit von den Magnetfeldstarken vermindert werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform dieses Verfahrens wird durch den Magnetfluss eines geschlossenen Magnetkreises über zwei gegenläufige Magnetfelder zwischen jeweils zwei Polen eine doppelte, gegenläufige Spannung in dem Schmelzestrom induziert, derart, dass sich eine gegenseitig verstärkende Wirkung auf die Stromstarke des zentralen axialen Wirbelstrornfeldes ergibt.

Durch die doppelte Ausnutzung des Magnetflusses eines geschlossenen Magnetkreises werden der magnetische Widerstand im Eisenkern des Magnetkreises und damit die inneren Verluste des Magnetkreises ungefähr halbiert.

Eine Variante des Verfahrens besteht darin, dass durch den Magnetfluss von zwei hintereinander angeordneten, geschlossenen Magnetkreisen über zwei gegenläufige Magnetfelder zwischen jeweils zwei Polen Spannungen in dem Schmelzestrom induziert werden, derart, dass sich eine gegenseitig verstärkende Wirkung auf die Stromstarke des zentralen Wirbelstromfeldes ergibt.

Durch eine dichte Hinteremanderanordnung der auf den Schmelzestrom m einem Spalt zwischen den beiden Polen eines Magnetkreises einwirkenden Magnetfelder wird erreicht, dass der Gradient der Abnahme des Magnetflusses zum seitlichen Spaltrand möglichst groß ist und dass durch die dicht beieinander liegende Anordnung der Spalte die Pfadlange der Wirbelstrome in den im Schmelzestrom erzeugten Wirbelstromfeldern verkürzt und der elektrische Widerstand verringert wird.

Der grundsätzliche Erfindungsgedanke beruht darauf, dass durch die doppelte Ausnutzung des Magnetflusses eines geschlossenen Magnetkreises eine doppelte, gegenläufige, wirbelstromverstärkende Spannung in dem Schmelzest rom induziert wird, wobei der magnetische Widerstand im Eisenkern und damit die inneren Verluste in etwa halbiert werden.

Durch die Hintereinanderanordnung von mehreren in sich geschlossenen Magnetkreisen mit einer doppelten Ausnutzung des Magnetflusses wird die Einwirkung auf den Schmelzestrom überproportional gesteigert durch eine überproportionale Erhöhung der Anzahl der steileren Gradienten des Magnetflusses, durch eine überproportionale Erhöhung der Anzahl der verstärkten Wirbelstromfelder mit ihrer jeweils doppelten Interaktion mit den Magnetfeldern und durch eine doppelte Ausnutzung der induzierenden Wirkung der elektrischen Induktionsspulen. Die Mehrfachnutzung und die damit verbundene Verteilung der Wirbelströme in den einzelnen Wirbelstromfeldern im Schmelzestrom wirken sich mehrfach und analog auf die Verstärkung der auf den Schmelzestrom einwirkenden Kräfte aus.

Vorrichtungen zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit und zum Abbremsen von Schmelzeströmen, die gemäß den vorstehend beschriebenen Verfahren arbeiten und die insbesondere beim Abstich von Hochöfen eingesetzt werden, sind nachfolgend anhand schematischer Zeichnungsfiguren erläutert, die folgendes darstellen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer

Regelvorrichtung gemäß der einer parallelen Patentanmeldung 10 2008 036 799.0-24 mit einem Magnetfeld gleichbleibender Polarität zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit und zum Abbremsen eines Schmelzestroms, Fig. 2 ein Diagramm mit dem Verlauf der

Magnetflussdichte des mit der Regelvorrichtung nach Fig. 1 erzeugten Magnetfeldes über die Länge des Einwirkungsabschnitts des Magnetfeldes auf den Schmelzestrom,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen RegelVorrichtung,

Fig. 4 ein Diagramm mit dem Verlauf der

Magnetflussdichte der mit der Regelvorrichtung nach Fig. 3 erzeugten beiden Magnetfelder sowie mit dem Verlauf der Magnetflussdichte der beiden Magnetfelder einer dieser Regelvorrichtung nachgeordneten, baugleichen weiteren RegelVorrichtung,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Regelvorrichtung,

Fig. 6 die Anordnung einer Regelvorrichtung vor der AuslaufÖffnung eines Stichlochkanals eines Hochofens und

Fig. 7 eine Schemadarstellung der doppelten Ausnutzung der magnetflussinduzierenden Wirkung von elektrischen Induktionsspulen.

Die Regelvorrichtung 1 nach Figur 1, die bevorzugt beim Abstich von Hochöfen zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit und zum Abbremsen eines Schmelzestroms 2 durch ein Magnetfeld 3 mit gleichbleibender Polarität eingesetzt wird, weist einen Kern 4 aus ferrorαagnetischen Material auf, der als Joch 5 mit zwei Polen 6, 7 ausgebildet ist, die einen Spalt 8 zur Aufnahme eines Leitelementes 9 in Form eines Rohres 10 zum Durchleiten des Schmelzestroms 2 bilden. Auf dem Joch 5 sitzen zwei Induktionsspulen 11, 12 zur Erzeugung eines geschlossenen Magnetkreises 13 mit dem Magnetfeld 3 gleichbleibender Polarität zwischen den beiden Polen 6, 7, das durch Feldlinien 14 charakterisiert ist.

Der Schmelzestrom 2 tritt im Bereich 15 m das Magnetfeld 3 ein und verlasst dieses wieder im Bereich 16. Beim Eintreten des Schmelzestroms 2 in das Magnetfeld 3 wird in dem Schmelzestrom in einer Ebene senkrecht zu den Magnetfeldlinien 14 eine Spannung 17 induziert, durch die nach der Regel von Lenz axiale Wirbelstrome 18 in dem Schmelzestrom 2 erzeugt werden. Durch das Zusammenwirken von Magnetfeld 3 und Wirbelstromen 18 entstehen im Schmelzestrom 2 die sogenannten Lorentz-Krafte 19, die der Stromungsrichtung a des Schmelzestroms 2 entgegengerichtet sind und die dadurch eine Bremswirkung auf den Schmelzestrom 2 ausüben, durch die die Stromungsgeschwindigkeit des Schmelzestroms herabgesetzt wird.

Beim Verlassen des Austrittsbereiches 16 des Magnetfeldes 3 entstehen in dem Schmelzestrom 2 Wirbelstrome 20, die durch Zusammenwirken mit dem Magnetfeld 3 wiederum Lorentz-Krafte 21 erzeugen, die der Stromungsrichtung a des Schmelzestroms 2 entgegengerichtet sind und die damit eine zusätzliche Bremswirkung zu der Bremswirkung der Lorentz-Krafte 19 im Eintrittsbereich 15 des Schmelzestroms in das Magnetfeld 3 auslosen. Zur besseren Darstellung sind in Figur 1 die induzierten Spannungen 17 und die Wirbelströme 18, 20 um 90° aus der Horizontalebene in die Vertikalebene gedreht gezeichnet.

Das Diagramm gemäß Figur 2 zeigt den Verlauf der Magnetflussdichte in Tessla des mit der Regelvorrichtung 1 nach Figur 1 erzeugten Magnetfeldes 3 über die Länge L des Einwirkungsabschnitts des Magnetfeldes 3 auf den Schmelzestrom 2. Wegen der magnetischen Sättigung im Eisen ist es nur mit einem wirtschaftlich nicht mehr vertretbaren Aufwand möglich, eine Magnetflussdichte zu erreichen, die über 2 Tessla liegt. Die Ausweitung des Magnetfeldes 3, die durch die sich aufweitenden Magnetfeldlinien 14 verdeutlicht wird, im Spalt 8 zwischen den beiden Polen 6 und 7 bewirkt, dass die Kurve der Magnetflussdichte flach und weit zu den beiden Rändern des Spaltes 8 zwischen den Polen 6, 7 ausläuft. Innerhalb des Magnetfeldes 3 wird in Abhängigkeit von dessen Stärke und Polarität eine entsprechende elektrische Spannung 17 in dem Schmelzestrom 2 induziert, die als Antriebskraft für die Wirbelströme 18, 20 wirkt, so dass die Wirbelströme den Stromkreis erst außerhalb des Magnetfeldes 3 schließen können. Der geringere Gradient der Abnahme der Magnetflussdichte hat aufgeweitete Wirbelstromfelder 18, 20 mit langen Strompfaden zur Folge. Entsprechend dieser vergleichsweise großen Pfadlänge treten vergleichsweise hohe elektrische Widerstände auf und damit ergeben sich entsprechend verringerte Wirbelstromstärken.

Die aus dem Zusammenwirken von Wirbelströmen und Magnetfeld entstehenden Kräfte sind u. a. abhängig von der Stärke der Wirbelströme, die wiederum u.a. abhängig sind von der Länge des Strompfades. Je kürzer der Strompfad, desto geringer ist der elektrische Widerstand und desto höher der entstehende Wirbelstrom bei ansonsten gegebenen Bedingungen. Da sich die Strompfade im Regefall erst außerhalb des Magnetfeldes schließen können, wäre ein am Rande möglichst scharf auf Null abfallendes Magnetfeld für diese Zwecke ideal. In der Realität läuft ein Magnetfeld aber weit aus, wie dies aus Figur 2 hervorgeht.

Außerdem ist es so, dass der Wirbelstrom auf dem entstehenden Strompfad normalerweise nur einmal mit einem Magnetfeld in Wechselwirkung tritt und daher nur einmal eine Kraft erzeugt.

Wenn jetzt also zwei Magnetfelder mit umgekehrter Polarität dicht nebeneinander gestellt werden, derart, dass die Magnetfeldlinien den Schmelzestrom transversal kreuzen, dann ergeben sich folgende Vorteile:

1. Das Magnetfeld hat zum Rand in Richtung des inversen zweiten Magnetfeldes den steilsten möglichen Gradienten und erzeugt damit den kürzest möglichen Strompfad, wie dies Figur 4 verdeutlicht.

2. Dadurch, dass das benachbarte Magnetfeld die umgekehrte Polarität hat, wirkt es auf die gleiche Wirbelstromschleife gleichsinnig und verstärkend/verdoppelnd. Hierzu wird auf die nachfolgend noch ausführlich erläuterte Figur 4 verwiesen.

Die neue Regelvorrichtung 22 nach Figur 3, die insbesondere beim Abstich von Hochöfen zur Regelung der

Strömungsgeschwindigkeit und zum Abbremsen eines Schmelzestroms 2 im Stichlochkanal eines Hochofens Verwendung findet, ist mit einem durch zwei Joche 24, 25 gebildeten Kern 23 aus ferromagnetischem Material ausgestattet, der zwei in Reihe hintereinander angeordnete Polpaare 26, 27 mit jeweils zwei Polen 28, 29; 30, 31 aufweist. Die beiden Polpaare 26, 27 bilden zwei hintereinander angeordnete Spalte 32, 33 zur Aufnahme eines Leitelementes 9 zum Durchleiten des Schmelzestroms 2, das als Rohr 10 oder Kanal ausgebildet ist. Auf den vier Polschuhen 34- 37 der beiden Joche 24, 25 des Kerns 23 sind vier Induktionsspulen 38-41 zur Erzeugung von zwei in

Strömungsrichtung a des Schmelzestroms 2 in Reihe hintereinander angeordneten Magnetfeldern 42, 43 in einem geschlossenen Magnetkreis 44 zwischen den Polen 28, 29; 30, 31 der beiden Polpaare 26, 27 angeordnet, wobei die beiden Magnetfelder 42, 43 eine gleichbleibende, entgegengerichtete Polarität aufweisen. Durch die Magnetfelder 42, 43 werden in dem Schmelzestrom 2 entgegengerichtete Spannungen 45, 46 induziert, durch die in dem Schmelzestrom 2 drei axial hintereinanderliegende Wirbelstromfelder 47-49 erzeugt werden, derart, dass sich eine gegenseitig verstärkende Wirkung auf die Stromstärke des zentralen Wirbelstromfeldes 48 zwischen den beiden äußeren Wirbelstromfeldern 47, 49 ergibt. Durch das Zusammenwirken von Magnetfeldern und Wirbelströmen werden in dem Schmelzestrom Kräfte erzeugt, durch die die Strömungsgeschwindigkeit des Schmelzestroms vermindert werden kann.

Die Regelvorrichtung kann nach Bedarf zur Erhöhung der auf einen Schmelzestrom wirkenden Bremskraft um eine gerade Anzahl von Polpaaren über die Länge L des Einwirkungsabschnittes der Magnetfelder auf den Schmelzestrom erweitert werden.

Das Diagramm gemäß Figur 4 verdeutlicht den in einer durchgezogenen Linie dargestellten Verlauf der Magnetflussdichte in Tessla der mit der in Figur 3 dargestellten Regelvorrichtung 22 in einem geschlossenen Magnetkreis 44 erzeugten beiden Magnetfelder 42, 43 über die Länge L des Einwirkungsabschnitts der Magnetfelder auf den Schmelzestrom sowie in gestrichelter Linienführung die Magnetflussdichte der beiden Magnetfelder einer baugleichen, an die erste Regelvorrichtung 22 angeschlossenen weiteren Regelvorrichtung.

Der durchgezogene Kurvenverlauf in Figur 4 verdeutlicht, dass bei der Regelvorrichtung 22 nach Figur 3 der Magnetfluss in einem geschlossenen Magnetkreis 44 doppelt und mit gegeneinander unterschiedlicher Polarität genutzt wird. Die dadurch erreichte Erhöhung der Magnetflussdichte hat eine entsprechende Erhöhung der Wirbelstromstärke zur Folge. Die doppelte Nutzung in einem geschlossenen Magnetkreis erfolgt gegensinnig, das heißt, der Magnetfluss wird sowohl in positiver als auch in negativer Flussrichtung wirksam. Dadurch wird die für die Wirbelstromausbildung nutzbare Magnetflussdichte von etwa 2 Tessla auf 4 Tessla in demselben Magnetkreis erhöht. Ferner ist der Gradient für die Abnahme der Magnetflussdichte in dem aus Figur 4 ersichtlichen Bereich 50 zwischen den beiden Magnetfeldern 42, 43 besonders groß. Dadurch werden die Pfadlängen der Wirbelströme und damit die elektrischen Widerstände kleiner, was eine entsprechende Erhöhung der Stromstärken zur Folge hat.

Die durchgezogene und die gestrichelte Linienführung in Figur 4 zeigen den Kurvenverlauf der Magnetflussdichte über die Länge des Einwirkungsabschnittes der Magnetfelder auf den Schmelzestrom von zwei hintereinander angeordneten Regelvorrichtungen gemäß Figur 3 mit zwei aufeinander folgenden, geschlossenen Magnetkreisen mit jeweils einer doppelten Nutzung des Magnetflusses. Figur 4 verdeutlicht, dass sich bei einer Regelvorrichtung mit einem geschlossenen Magnetkreis ein steiler Kurvenverlauf der Magnetflussdichte zwischen zwei flachen Kurvenverläufen ergibt und dass sich bei zwei hintereinander angeordneten Regelvorrichtungen mit zwei geschlossenen Magnetkreisen und einer Doppelnutzung des Magnetflusses in jedem Magnetkreis drei steile Kurvenverläufe zwischen zwei flachen Kurvenverläufen der Magnetflussdichte ergeben. Dadurch ist der Wirkungsanstieg deutlich überproportional.

Bei der Regelvorrichtung 22 nach Figur 3 liegen die Spalte 32, 33 zwischen den Polen 28, 29 sowie 30, 31 und die in den Spalten 32, 33 wirkenden Magnetfelder 42, 43 dicht beieinander. Die Magnetfelder 42, 43 sind in dem Bereich 50, in dem sie aneinander stoßen, trotz hoher Magnetflussdichte eng gebündelt. Aus den entsprechend verkürzten Strompfaden der Wirbelströme und der doppelten Einwirkung der Wirbelströme folgt, dass sich die Wirkung der elektromagnetischen Beeinflussung auf den Schmelzestrom mehr als verdoppelt-

In Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform 51 der Regelvorrichtung dargestellt, die zwei hintereinander geschaltete Regelvorrichtungen 1 gemäß Figur 1 aufweist.

Die Regelvorrichtung 51 ist mit zwei hintereinander angeordneten Kernen 4, 4 aus ferromagnetischem Material ausgestattet, die ein Joch 5 mit zwei Polen 6, 7 aufweisen, die einen Spalt 8 bilden, wobei durch die beiden in Reihe hintereinander angeordneten Spalte 8, 8 ein Leitelement 9, insbesondere ein Stichlochkanal eines Hochofens für einen Schmelzestrom 2 hindurchgeführt ist. Die Regelvorrichtung 51 besitzt ferner jeweils zwei auf den Polschuhen der beiden Joche 5, 5 angeordnete Induktionsspulen 11, 12 zur Erzeugung von zwei hintereinander angeordneten Magnetfeldern 42, 43 mit entgegengerichteter Polarität in zwei getrennten, geschlossenen, gegenläufigen Magnetkreisen 13, 13 a, wobei die Magnetfelder 42, 43 in dem Schmelzestrom 2 axiale Wirbelstrome zur Erzeugung einer auf den Schmelzestrom 2 wirkenden Abbremskraft auslosen.

Gegenüber einer Regelvorrichtung gemäß Figur 3, die mit einer doppelten Nutzung des Magnetflusses eines geschlossenen Magnetkreises arbeitet, hat die Regelvorrichtung 51 nach Figur 5 mit einer einfacher Nutzung des Magnetflusses von zwei hintereinander angeordneten, geschlossenen Magnetkreisen einen schlechteren Wirkungsgrad, jedoch wird mit dieser Regelvorrichtung eine wesentliche Verstärkung der Wirbelstrome im Schmelzestrom gegenüber der Regelvorrichtung nach Figur 1 mit einem geschlossenen Magnetkreis mit einer einfachen Nutzung des Magnetflusses erreicht.

Wahrend es bei einer Regelvorrichtung mit der

Maximalausfuhrung der Mehrfachnutzung des Magnetflusses eines Hagnetkreises nur möglich ist, mit einer geraden Anzahl von Polpaaren zu arbeiten, ist es bei einer Regelvorrichtung mit einer einfachen Ausnutzung des Magnetflusses mehrerer Regelkreise möglich, sowohl mit einer geraden als auch mit einer ungeraden Anzahl von Polpaaren zu arbeiten. Dies erlaubt unter Umstanden eine bessere Anpassung an begrenzte Platzverhaltnisse.

Die verschiedenen Regelvorrichtungen 22, 51 können als Vorsatzeinrichtung vor der Auslaufoffnung des Stichlochs eines Hochofens oder vor der Auslaufoffnung des Abflusskanals eines Schmelzofens um den Stichlochkanal beziehungsweise Abflusskanal angeordnet werden.

Aus Figur 6 geht die Anordnung von zwei hintereinander angeordneten Regelvorrichtungen 22 gemäß Figur 3 vor der Auslaufoffnung eines Stichlochkanals eines Hochofens hervor. Innerhalb eines Gehäuses 52 sind zwei geschlossene Magnetkreise 44 mit vier Spalten 8 für die doppelte Nutzung des Magnetflusses jedes Magnetkreises angeordnet. Der aus dem Stichlochkanal des Hochofens austretende Schmelzestrom 2 fließt durch das Rohr 10, das durch die vier Spalte 8 zwischen den vier Polpaaren 26, 27; 26, 27 geführt ist, wobei die Magnetfelder der beiden Magnetkreise 44 über die Länge L auf den Schmelzestrom 2 einwirken .

In Figur 7 sind drei Induktionsspulen 53-55 mit Eisenkern aus einer Vielfachanordnung von Induktionsspulen mit Eisenkern zur Erzeugung von geschlossenen Magnetkreisen mit einer doppelten Ausnutzung des Magnetflusses zur Ausbildung von Wirbelströmen in einem Schmelzestrom 2 dargestellt, der durch ein Rohr 10 fließt. Die Spulen 53-55 müssen mit abwechselnd entgegengesetzter Polarität betrieben werden. In der Darstellung sind die Stromrichtungen der jeweiligen rechten und linken Spulenhälften und die Richtung des sich daraus ergebenden Magnetflusses 56 erkennbar. Bezogen auf den mittleren oberen Kern 57 und seinen Magnetfluss ist nicht nur die ihm zugehörige Spule 54 wirksam, sondern in dieser Ebene außerdem noch die rechte Spulenhälfte der Spule 53 des linken Kerns 58 und die linken Spulenhälfte der Spule 55 des rechten Kerns 59. Somit wirkt in diesem Beispiel die linke Spulenhälfte der Spule 55 des rechten Kerns 59 sowohl auf den rechten Kern 59 als auch auf den mittleren Kern 57 magnetflusstreibend. Dies gilt sinngemäß für alle Spulenhälften bei einer Mehrfachanordnung, so dass es in der Darstellungsebene mit Ausnahme der äußersten linken und rechten Spulenhälften zu einer Doppelnutzung aller Spulenhälften beziehungsweise der darin fließenden Ströme kommt. Dadurch wird eine weitere überproportionale Steigerung der Wirkung erreicht.