DE1057290B - Doppelherd-Induktionsofen zum Schmelzen von Metallen und Verfahren zum Betrieb dieses Ofens - Google Patents

Description

• Doppelherd-Induktionsofen zum Schmelzen von Metallen und Verfahren zum Betrieb dieses Ofens Die Erfindung betrifft einen Doppelherd-Induktionsofen zum Schmelzen von Metallen, insbesondere von Aluminium, Aluminiumlegierungen, Kupfer und Zink. bei dem zwischen zwei Herden, dem Schmelzherd und dem Gießherd, annähernd horizontal liegende Schmelzrinnen verlaufen. Diese Öfen häben sich gut bewährt, da einmal eine günstige Badbewegung, zum anderen eine gute Reinigung der geraden Rinnen möglich ist.
• Die Leistungsaufnahme der Doppelherd-Induktionsöfen ist aber begrenzt durch die Größe der Schmelzkanäle, die mit Rücksicht auf die Festigkeit des Keramikmaterials nicht beliebig gesteigert werden kann. Man hat bisher bei größeren Einheiten zwei solcher Doppelherdöfen neben- oder hintereinandergestellt, so daß entweder zwei langgestreckte Ofenherde mit einer gewissen Anzahl von Ofenspulen und Schmelzkanälen entstehen oder ein Mehrfachherd, wobei den Herden jeweils eine beliebige Anzahl von Spulen und Rinnen zugeordnet wurde.
• Diese Anordnung von Öfen hat aber den Nachteil, daß die schon großen Herde noch weiter vergrößert werden, wodurch die Abstrahlungsverluste ansteigen und der Ofeninhalt beträchtlich zunimmt.
• Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile bei der Konstruktion von Doppelherd-Induktionsöfen großer Leistung zu vermeiden. Es wurde erkannt, daß im Gegensatz zu den bisherigen Gepflogenheiten diese Leistungserhöhung nicht mit einer vergrößerten Badoberfläche verbunden sein darf. Hierin besteht die neue Aufgabe, die dadurch gelöst wird, daß am Schmelzherd ein oder mehrere weitere Heizelemente, bestehend aus geraden und rechtwinklig verlaufenden Schmelzkanälen, mit einem oder mehreren Ofentransformatoren abnehmbar angebracht sind.
• Schmelzrinnen in sogenannten Anbaukästen anzuordnen, ist bekannt, jedoch nur als einzige Schmelzrinnen an Ein- oder Mehrfachherdöfen, teils um in Verbindung mit einer gewissen Neigung der Rinnen diese mit stangenartigen Werkzeugen gut von oben reinigen zu können, teils um in der bestimmten Anzahl von drei Schmelzrinnen pro Schmelzrinnengruppe die Energiekonzentration eines Wannen- oder Trommelofens zu erhöhen.
• Es sind auch Ausführungen von Niederfrequenz-Induktionsöfen mit Schmelzrinnenkästen bekanntgeworden, bei welchen der Schmelzrinnenkasten mit verschiedenen Neigungen- gegen den Ofenkörper angebracht werden kann. Eine derartige verschiedenartige Anordnungsmöglichkeit der Schmelzrinne an einem Ofengefäß ist von Einfluß auf die Badbewegung, da diese bekanntlich beim.Schmelzen von Leichtmetallen lebhafter ist als beim Schmelzen von Schwermetallen. Durch eine in verschiedenen Neigungen anbringbare Schmelzrinne kann je nach zu schmelzendem Gut und erwünschter Badbewegung die Neigung der Rinne eingestellt werden.
• Beim Erfindungsvorschlag kommt es aber im Grunde genommen weder auf die Lage noch auf die Anzahl der Schmelzrinnen an, sondern darauf, daß die Leistung eines Doppelherd-Induktionsofens mit seinen Vorteilen hinsichtlich Badbewegung und Reinheit des erschmolzenen Metalls durch die zusätzliche Anordnung bekannter Anbaukästen am Schmelzherd vergrößert werden soll.
• Durch den Anschluß von Einfach-, Doppel- oder Dreifachschmelzrinnen erreicht man eine wesentliche Steigerung der Ofenleistung und damit eine entsprechende Steigerung der stündlichen Schmelzleistung bei annähernd gleichen Abstrahlungsverlusten und gleichbleibendem Ofeninhalt. Dadurch, daß die Schmelzrinnen an den Schmelzherd angebaut werden, verbleiben die Verunreinigungen in diesem Herd und können durch entsprechende Behandlung abgezogen werden. Im Gießherd steht nach wie vor ein Material von größter Reinheit zum Vergießen bereit. Die Schmelzrinnen liegen in Einphasen- oder Mehrphasentrafokammern, die ihrerseits an das Ofengefäß, und zwar am Schmelzherd abnehmbar angebracht sind. Durch diese Anordnung ist es möglich, derartige Heizelemente auch an schon vorhandene Anlagen nachträglich anzubauen und damit deren Schmelzleistung zu steigern.
• Die Lage des oder der Zusatzheizeletnente kann verschieden sein. Bei Anordnung unter dem Schmelzherd können die Rinnen senkrecht verlaufen, und man hat im Schmelzherd eine besonders starke Badbewegung und kurze Einschmelzzeit. Dieser Effekt ist bei Einherdöfen-bekannt. In seitlich vom Schmelzherd angeordnetem Züsatzheizelement können die Schmelzrinnen horizontal oder geneigt verlaufen. Die Neigung kann unter einem solchen Winkel zur Horizontalen gewählt sein, daß beim Kippen des Ofens die zusätzlichen Schmelzkanäle leerlaufen, während die zwischen den beiden Herden verlaufenden Schmelzrinnen gefüllt bleiben. In dieser Lage des Ofens können bei Störungen an dem zusätzlichen Rinnenteil die Kammern abgenommen «erden und vorgestampfte neue Kammern angebracht werden, wobei die restliche Schmelze warmgehalten werden kann. Die Unterbrechungszeit ist dann gering, und der Ofen Sann wenige Stunden danach wieder voll in Betrieb stehen.
• In Zeiten geringer Produktion kann inan diese Kammern abnehmen und die Rinnenzugänge abdichten, so daß man auch ohne die Zusatzkammern arbeiten kann.
• Eine je nach Bedarf unterschiedliche Leistungsaufnahme ist auch zu verwirklichen. wenn geneigte oder horizontale Schmelzkanäle eines zusätzlichen Heizelementes im Abstand vom Ofenboden in den Schmelzherd einmünden, so daß bei einer bestimmten Badhöhe diese Kanäle nicht in Funktion treten.
• Selbstverständlich können Heizelemente gleichzeitig sowohl unter als auch seitlich am Schmelzkopf angebracht sein.
• Für den Betrieb des Ofens gemäß der Erfindung ergibt sich - wie schon erwähnt -bei einer bestimmten Neigung der zusätzlich angebauten Rinnen eine stärkere Badbewegung zur Oberfläche, was beim Einschmelzen von Spänen vorteilhaft ist. Das schnelle Einschmelzen, insbesondere durch die zusätzlichen geneigten Rinnen, die unter einem bedeutend höheren Druck als die waagerechten, zwischen den Herden verlaufenden Rinnen stehen, hat die überraschende Wirkung, daß in den waagerechten Rinnen der Pintsch-Effekt weitgehend vermieden werden kann, indem gemäß der Erfindung folgende Verfahrensweise angewendet wird: beim Einschmelzen wird in den Zusatzschmelzrinnen mit voller und in den waagerechten Schmelzrinnen mit verringerter Leistung gefahren. Nach dem Einschmelzen wird die Leistung der Zusatzheizelemente stark herabgesetzt, womit die Badbewegung zurückgehalten und eine Zerstörung der oberen Oxydhaut gänzlich ausgeschlossen wird. Zum Feinen werden dann die waagerechten Rinnen auf volle Leistung geschaltet, oder es wird insgesamt mit gedrosselter Leistung gearbeitet, um das bereits geschmolzene Metall abstehen zu lassen, wobei die Entgasung durch die verminderte Badbewegung begünstigt wird.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Der Doppelherd-Induktionsofen besitzt einen Schmelzherd 1 und einen Gießherd 2, die durch im wesentlichen horizontal verlaufende Schmelzrinnen 3 miteinander verbunden sind. 4 ist der Transformator für die Schmelzrinnen 3. In Richtung der Schmelzrinnen sind auf der Seite des Gießherdes nach außen führende Durchbrüche 5 zum Reinigen der Schmelzrinnen vorgesehen, die durch Stopfen 6 abschließbar sind. 8 ist die Ausgußrinne des Ofens.
• Am Schmelzherd ist ein zusätzliches Heizelement mit Schmelzrinnen 9 und Zusatztransformator 10 lösbar angebracht in der Weise, daß die Schmelzrinnen in einer Neigung von etwa 45° verlaufen. Durch die zusätzliche Anordnung der Schmelzrinnen 9 wird die Leistung des Ofens vergrößert, ohne daß der Ofeninhalt und damit die Abstrahlungsverluste zunehmen. Gleichzeitig wird durch die starke Neigung der Zusatzschmelzrinnen beim Einschmelzen eine derart starke Badbewegung bewirkt, daß die Einschmelzzeiten wesentlich verkürzt werden. Sobald das Einschmelzen beendet ist, kann man die Leistung des Transformators 10 drosseln, um eine sich bildende Oxydhaut auf der Schmelze nicht zu zerstören.
• Die Zusatzschmelzrinnen 9 können auch so verlaufen, daß sie beim Kippen des Ofens auslaufen und die dabei zwischen den Herden verlaufenden Schmelzrinnen 3 gefüllt bleiben. Dann kann man an dein Zusatzheizelement Reinigungen oder Reparaturen vornehmen. ohne den Ofenbetrieb zu unterbrechen. Es läßt sich nach dem Abnehmen des Zusatzheizelementes und Abdichten der in den Schmelzherd führenden Kanäle der Ofen auch als ein normaler Doppelherd-Induktionsofen betreiben. Umgekehrt ist es möglich, an vorhandenen Doppelherdöfen ein Zusatzheizeleinent anzubringen.

Claims (7)

1. P A T E N T A N S Y R h C H E -1. Doppelherd-Induktionsofen zum Schmelzen von Metallen, insbesondere von Aluminium, Aluminiumlegierungen, Kupfer und Zink, mit zwischen den beiden Herden verlaufenden Schmelzrinnen, dadurch gekennzeichnet, daß am Schmelzherd (1) ein oder mehrere weitere Heizelemente, bestehend aus geraden und rechtwinklig verlaufenden Schmelzkanälen (9) mit einem oder mehreren Ofentransformatoren (10) abnehmbar angebracht sind.
2. 2. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzheizelement mit seinen Schmelzkanälen senkrecht unter dem Schmelzherd (1) angebracht ist.
3. 3. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einZusatzheizelement mit seinen Schmelzkanälen seitlich am Schmelzherd angebracht ist und die Schmelzrinnen horizontal oder geneigt verlaufen.
4. 4. Induktionsofen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzkanäle (9) des zusätzlichen Heizelements unter einem solchen Winkel zur Horizontalen verlaufen, daß beim Kippen des Ofens die zusätzlichen Schmelzkanäle Leerlaufen, während die zwischen den beiden Herden verlaufenden Schmelzrinnen (3) gefüllt bleiben.
5. 5. Induktionsofen nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzkanäle des zusätzlichen Heizelements im Abstand vom Ofenboden in den Schmelzherd einmünden.
6. 6. Induktionsofen nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzheizelemente gleichzeitig sowohl unter als auch seitlich des Schmelzherdes (1) angebracht sind.
7. 7. Verfahren zum Betrieb eines Doppelherd-Induktionsofens mit senkrechten oder geneigten Zusatzschmelzrinnen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit voller Leistung der Zusatzrinnen (9) und verringerter Leistung der waagerechten, zwischen den Herden verlaufenden Rinnen (3) eingeschmolzen und anschließend die Leistung der Zusatzrinnen gedrosselt und die Leistung der waagerechten Rinnen erhöht oder belassen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 746 724, 743 694; österreichische Patentschriften Nr.179 1022, 171402-