Supraleitendes Aufwärtsgießen von Metallen
Eines der wichtigsten industriellen Verfahren für das Formen von Metallen ist das Eingießen von flüssigem Metall in eine Gussform, d.h. das Gießverfahren. Es gibt ein Dutzend industrielle Gießverfahren, darunter Sandgießen, Druckgießen und Walzengießen. Das Doppelwalzen-Gießverfahren ist ein übliches Verfahren in der Aluminiumindustrie. Diese Methode des kontinuierlichen Gießens führt zur Herstellung von Aluminiumplatten von 5 mm Dicke und unterschiedlicher Breite (je nach Breite der beiden eingesetzten Stahlwalzen). Diese Methode umfasst das Einbringen von flüssigem Aluminium zwischen den beiden langsam drehenden Walzen. Das Metall kommt völlig fest und in Streifenform aus der Vorrichtung. Die Rotationsgeschwindigkeit der Walzen ist gleichzeitig die Produktionsgeschwindigkeit des Aluminiums und die Erhöhung der Geschwindigkeit ist eines der vorrangigen Ziele der Aluminiumindustrie. %Dieses Projekt hat eine experimentelle Vorrichtung entworfen, hergestellt und erprobt. Diese führt die Schmelze in senkrechter Richtung aufwärts zu und kann dadurch die Produktivität um ein Vielfaches steigern. Die Schmelze wird mittels einer aufwärtsgerichteten Lorenz-Kraft angehoben, die durch einen elektrischen Strom, der an der Schmelze in Richtung der normalen Bewegung der Walzachsen angelegt wird, und durch ein Magnetfeld, das entlang der Achsen der Walzen verläuft, erzeugt wird. Dieses Magnetfeld von 0,5 Tesla wird von einem supraleitenden Magneten erzeugt. Das Gerät war in der Lage, bei einer Gießgeschwindigkeit von 0,2 m/s Aluminiumstreifen von 0,5 m Breite unter Einsatz von Walzen mit einem Radius von 0,15 m zu produzieren. Die Stromstärke des die Schmelze durchfließenden Stroms betrug 3 kA. Experimentell demonstriert wurde zudem eine elektromagnetische Umgrenzung der Schmelze auf den Raum unterhalb und zwischen den Walzen. Dies wird voraussichtlich unter anderem die Struktur und Oberfläche des Gussprodukts verbessern. Die vorgeschlagene Methode kann in Industrien, in denen Stahl und Nichteisen-Metallbleche eingesetzt werden, wie etwa in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie und der Hightech-Industrie, breitgefächerte Anwendungen finden.