DE1153134B

DE1153134B - Verfahren zum wahlweisen Betrieb eines Induktionstiegelofens als Schmelzofen oder Warmhalteofen

Info

Publication number: DE1153134B
Application number: DEB61807A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl-Heinz Brokmeier
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1961-03-22
Filing date: 1961-03-22
Publication date: 1963-08-22

Description

Verfahren zum wahlweisen Betrieb eines Induktionstiegelofens als Schmelzofen oderWarmhalteofen Es sind Induktionstiegelöfen mit zwei übereinanderliegenden Induktionsspulen bekannt, die getrennt schaltbar sind, wobei diese Öfen so betrieben werden können, daß beispielsweise während der Raffinationsperiode mit kleinerer Leistung gefahren wird, indem während dieser Zeit die obere Spule ganz abgeschaltet wird und nur die untere Spule eingeschaltet bleibt. Es ist auch bekannt, einen solchen mit zwei Spulen ausgerüsteten Ofen, bei dem bis zum Flüssigwerden des Tiegelinhaltes oder bis zu einer geringen überhitzung der Schmelze diese beiden Spulen eingeschaltet -sind, weiter so zu betreiben, daß zum Durchmischen der Schmelze nur die untere und zum anschließenden überhitzen der Schmelze nur die obere Spule eingeschaltet ist.
Es ist auch bekannt, zwei Induktionsöfen, von denen jeweils einer mit voller Leistung und der andere mit reduzierter Leistung arbeiten soll, in der Weise zu betreiben, daß die Wicklung des ersten Ofens an das speisende Netz angeschlossen ist und dabei die Wicklung des zweiten Ofens einem Teil der Wicklung des ersten Ofens parallel geschaltet ist. Diese Anordnung bedingt, daß der Betrieb eines Ofens mit reduzierter Leistung nur dann möglich ist, wenn der andere Ofen mit voller Leistung arbeitet, was nicht immer erwünscht ist. Außerdem ergibt sich eine andere Stromverteilung in der an der Netzspannung liegenden Ofenspule je nachdem, ob der zweite Ofen zugeschaltet ist oder nicht, was sich ebenfalls nachteilig auswirken kann.
Diese bekannten Induktionstiegelöfen besitzen einen verhältnismäßig hohen Anschlußwert, da dieser so bemessen ist, daß zumindestens während bestimmter Betriebsabschnitte (Einschmelzzeit) beide Spulen gleichzeitig mit Energie beaufschlagt werden können. Demzufol(ye sind bei diesen bekannten Induktionsöfen auch die Schaltanlagen und die zur Blindstromkompensation dienenden Kondensatorbatterien sowie die gegebenenfalls vorgesehenen Symmetrieeinrichtungen für eine entsprechend große Leistung ausgelegt, wodurch die Gestehungskosten einer solchen Ofenanlage verhältnismäßig hoch sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb von Induktionstiegelöfen der vorgenannten Art zu schaffen, durch das die erwähnten Nachteile vermieden werden.
Zu diesem Zweck wird bei einem Verfahren zum wahlweisen Betrieb eines Induktionstiegelofens mit zwei übereinanderliegenden, getrennt schaltbaren Induktionsspulen einerseits als Schmelzofen und andererseits als Warmhalteofen gemäß der Erfindung zur Verwendung des Ofens als Schmelzofen bei etwa bis zur Hälfte gefülltem Tiegel nur die untere Induktionsspule eingeschaltet, während bei Verwendung des Ofens zum Warmhalten bei etwa vollem Tiegel die obere und die untere Induktionsspule abwechselnd oder eine von beiden dauernd eingeschaltet werden.
Zur Durchführung dieses Verfahrens kann ein Induktionstiegelofen mit zwei übereinanderliegenden getrennt schaltbaren Induktionsspulen dienen, die so angeordnet sind, daß durch die eine Spule etwa die untere und durch die andere Spule etwa die obere Hälfte des Tiegelinhalts beeinflußt wird und bei dem gemäß der Erfindung eine für die Kompensation einer Spule ausreichende Kondensatorbatterie und gegebenenfalls eine entsprechend dimensionierteSymmetriereinrichtung sowie Schaltvorrichtungen vorgesehen sind, durch die zwangläufig jeweils nur die eine oder die andere Spule an die Zuleitung der elektrischen Energie und die Kompensations- sowie an die gegebenenfalls vorgesehene Symmetriereinrichtung anschaltbar ist.
Da die Schaltvorrichtungen, die Kompensations-und Symmetriereinrichtungen nur für eine Spule auszulegen sind, ermäßigen sich die Anschaffungskosten für eine Ofenanlage nach der Erfindung beträchtlich.
In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel eines Induktionstiegelofens nach der Erfindung dargestellt. Es bedeutet darin 1 den Tiegel des Ofens in Schnittdarstellung, 2 und 3 die den Tiegel umgebenden Induktionsspulen, die mittels eines Doppelschalters 4 wahlweise an das Netz 5 angeschlossen werden können. Mit 6 ist der Hauptschalter der Ofenanlage und mit 7 die der Blindstromkompensation dienende Kondensatorbatterie bezeichnet. Die Ofenanlage kann weiter mit einer Symmetriereinrichtung, die aus einer Drossel$ und einem Kondensator 9 besteht, ausgerüstet sein.
Der erfindungsgemäße Ofen kann bei geringer Füllung, beispielsweise bis zu der mit 10 bezeichneten Höhe zum Einschmelzen von Metallen, insbesondere von Aluminium, Kupfer oder Stahl, bei voller Füllung (Badspiegel bei 11) auch zum Warmhalten von Metallschmelzen verwendet werden. In letzterem Fall kann der Ofen als Warinhalteofen in der Weise benutzt werden, daß die Metalle bereits in schmelzflüssigem Zustand in den Tiegel eingefüllt werden. Bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführten Warmhaltebetrieb mit abwechselndem Einschalten der oberen und unteren Spule wird eine gute Durchmischung des Tiegelinhaltes erzielt. Die Dauer der jeweiligen Einschaltzeiten kann ohne Schwierigkeiten den im Einzelfall vorliegenden Gegebenheiten, wie Tiegelgröße, Art des Schmelzgutes usw. angepaßt werden. Das Umschalten von einer Spule auf die andere kann von Hand vorgenommen oder durch an sich bekannte Mittel selbsttätig durchgeführt werden.
Der erfindungsgemäße Ofen kann aber auch so betrieben werden, daß zunächst bei etwa bis zur Hälfte gefüllttem Tiegel und Einschaltung der unteren Spule das Einschmelzen durchgeführt wird. Sobald das eingesetzte Material flüssig geworden ist, kann nach und nach weiteres Material in flüssigem oder auch festem Zustand zugegeben werden. Mit steigender Füllung des Tiegels wird dann nach Bedarf die obere Spule statt der unteren eingeschaltet. Erforderlichenfalls kann dabei, beispielsweise wenn die Temperatur im unteren Teil der Schmelze unter einen zulässigen Wert absinkt, für einige Zeit wieder auf die untere Spule zurückgeschaltet werden. Dieses Verfahren kann solange fortgesetzt werden, bis der Tiegel vollständig mit flüssigem Metall gefüllt ist, das dann erforderlichenfalls noch in der schon beschriebenen Weise warmgehalten bzw. umgerührt werden kann.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein überraschend hoher Ausnutzungsfaktor erreicht, da der Anschlußwert ' der gegenüber den bei den üblichen vergleichbaren Ofenanlagen vorgesehenen Werten etwa bis auf die Hälfte verringert ist, immer, d. h. auch beim Warmhaltebetrieb voll ausgenutzt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. der zu seiner Durchführung dienende Ofen kann sowohl für Netz- als auch Mittelfrequenzeinspeisung Verwendung finden. Im übrigen ist die Erfindung nicht auf das hier behandelte Ausführungsbeispiel beschränkt, insbesondere kann der erfindungsgemäße Ofen gegenüber der beschriebenen und dargestellten Anordnung verschiedene, insbesondere bauliche Abweichungen aufweisen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum wahlweisen Betrieb eines Induktionstiegelofens mit zwei übereinanderliegenden, getrennt schaltbaren Induktionsspulen einerseits als Schmelzofen und andererseits als Warmhalteofen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung des Ofens als Schmelzofen bei etwa bis zur Hälfte gefülltem Tiegel (1) nur die untere Induktionsspule (3) eingeschaltet wird, während bei Verwendung des Ofens zum Warmhalten bei etwa vollem Tiegel die obere (2) und die untere (3) Induktionsspule abwechselnd oder eine von beiden dauernd eingeschaltet werden.
2. Induktionsspule zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprach 1 mit zwei übereinanderliegenden getrennt schaltbaren lnduktionsspulen, die so angeordnet sind, daß durch die eine Spule etwa die untere und durch die andere Spule etwa die obere Hälfte des Tiegelinhaltes beeinflußt wird, gekennzeichnet durch eine für die Kompensation einer Spule ausreichende Kondensatorbatterie (7) und gegebenenfalls eine entsprechend dimensionierte, Symmetriereinrichtung (8, 9) und durch Schaltvorrichtungen (4), durch die zwangläufig jeweils nur die eine oder die andere Spule an die Zuleitung der elektrischen Energie und die Kompensations- sowie an die gegebenenfalls vorgesehene Symmetriereinrichtung anschaltbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: österreichische Patentschrift Nr. 184 646.