Experimentelle Untersuchung der Flüssigmetallströmung im Stranggussprozess unter Einfluss eines DC – Magnetfeldes

Zur Untersuchung der Magnetfeldwirkung auf die Stahlströmung im kontinuierlichen Stranggussverfahren wurden Experimente an einem verkleinerten Flüssigmetallmodell durchgeführt. Als Modellfluid wurde dabei eine bei Raumtemperatur flüssige Legierung, bestehend aus Gallium, Indium und Zinn, gewählt. Die Kokillenströmung wurde am Modell mittels der Ultraschall-Doppler-Methode ausgemessen. Die Anordnung von 10 Sensoren ermöglichte die zweidimensionale Aufzeichnung der horizontalen Geschwindigkeiten in der Kokille.
Basierend auf dem Konzept der Elektromagnetischen Bremse wurde ein DC-Magnetfeld im Bereich der stärksten Strömungen an die Kokille angelegt. Die Messungen mittels Ultraschall zeigen deutlich die aus dem Tauchrohr austretende Strahlströmung als auch das zeitliche Verhalten der Strömung im untersuchten Gebiet. Bei Anwesenheit des DC-Magnetfeldes verändert sich sowohl Lage als auch die Form des Flüssigmetalljets. Des Weiteren sind Gebiete mit verstärkter Rezirkulation direkt ober- und unterhalb des Jets zu beobachten. Ein weiteres, wichtiges Ergebnis dieser Messungen ist, dass das Magnetfeld unerwünschte Oszillationen in der Strömung anregen kann.
Die Kombination eines Flüssigmetallmodels, eines DC-Magnetfeldes und der Ultraschall-Doppler-Methode ist ein wichtiges Element bei der Untersuchung des Stranggussprozesses. Damit können wertvolle und bisher nur rudimentär vorhandene experimentelle Daten über den Einfluss elektromagnetische Felder auf die Strömung in der Kokille gewonnen werden, die auch für die Validierung numerischer Modell von Bedeutung sind.