DE1208451B

DE1208451B - Vorrichtung zur Signalisierung entstehender Schmelztiegeldurchbrueche bei Induktionschmelzoefen

Info

Publication number: DE1208451B
Application number: DEB62512A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rolf Delfmann
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: 1961-05-17
Filing date: 1961-05-17
Publication date: 1966-01-05
Also published as: DE1208451C2

Description

Vorrichtung zur Signalisierung entstehender Schmelztiegeldurchbrüche bei Induktionschmelzöfen Die Erfindung bezieht sich auf bekannte Vorrichtungen zur Signalisierung entstehender und Verhütung vollständiger Schmelztiegeldurchbrüche, bestehend aus zwei voneinander isolierten, über eine Spannungsquelle mit einem elektrischen überwachungsgerät verbundenen, vorzugsweise zylindrischen Elektroden, wobei die beiden Elektroden als durch eine isolierende Zwischenlage voneinander getrennte metallene Zylinder ausgebildet sind, die den Tiegel eines Induktionsofens koaxial umschließend zwischen dem Tiegel und der Induktionsspule und von der letzteren isoliert angeordnet sind.
Es ist zwar bekannt, bei Induktionsöfen zur Signalisierung von Schmelztiegeldurchbrüchen und zur Abschaltung der Induktionswicklung an deren Innenseite eine käfigförmige, mit Schlitzen versehene Elektrode einzubauen, der jedoch im Gegensatz zur Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung eine durchaus unterschiedliche Zweckbestimmung zugrunde liegt, nämlich als Wärmeabschirmung zu dienen sowie als Schutzvorrichtung gegen Kurzschluß verschiedener Spulen der Induktionswicklung infolge Durchdringens von Schmelzgut beim Tiegeldurchbruch.
Es hat sich bei solchen Anordnungen gezeigt, daß das Überwachungsgerät unter Umständen anspricht, ohne daß irgendein Tiegeldurchbruch vorliegt oder im Entstehen begriffen ist.
Diese Erscheinung kann auftreten, wenn die zwischen den Elektroden liegende Isolationsschicht Feuchtigkeit enthält. Dadurch wird der Widerstandswert der Isolationsschicht bei deren großer Flächenausdehnung bzw. Querschnitt sehr niedrig, und zwar in solchem Maße, daß eine Unterscheidung dieses Zustandes von demjenigen, der sich bei einem Tiegeldurchbruch einstellt, nicht mehr möglich ist.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, muß für die Feuchtigkeit in der Isolationsschicht zwischen den Elektroden eine Abzugsmöglichkeit geschaffen werden.
Nach der Erfindung wird dieser Zweck bei Vorrichtungen der erwähnten Art dadurch erreicht, daß mindestens eine der einander zugeordneten Elektroden, vorzugsweise die äußere mit einer größeren Anzahl von nahe bcieinanderliegenden Öffnungen versehen ist.
Diese öffnungen können als Löcher beliebiger Form in die aus dünnen Blechen, gegebenenfalls aneinandergeschweißten Blechstreifen, bestehenden Elektroden eingestanzt seid.
Ein Induktionstiegelofen mit einer Vorrichtung nach der Erfindung ist beispielsweise in der F i g. 1 dargestellt. Darin bedeutet 1 einen gestampften Ofentiegel, der von einer Isolierschicht 2, z. B. aus Asbest, umgeben ist. Mit 3 und 5 sind die beiden zylindrischen Elektroden bezeichnet. Sie sind durch eine weitere Isolationsschicht 4, die auch aus mehreren Lagen verschiedener Hitzebeständigkeit, gegebenenfalls mit Glimmereinlagen bestehen kann, voneinander isoliert. Auf die äußere Elektrode 5 folgen dann nach außen hin eine weitere Isolationsschicht 6, z. B. aus asbesthaltigem Material, und schließlich die Induktionsspulen 7.
Die Elektroden erstrecken sich zweckmäßig nach oben und unten über die Enden der Induktionsspule und auch über das Schmelzbadniveau des Tiegels hinaus. Sie sollen jedoch etwas kürzer sein als die Isolationsschichten 2, 4 und 6, damit zwischen den Elektroden und zwischen diesen und der Induktionsspule genügend lange Kriechwege vorhanden sind.
Eine entsprechende Anordnung von Elektroden und Isolierschichten kann auch unter dem Boden des Tiegels angebracht sein, wie in der F i g. 1 bei 10 angedeutet ist. Dabei ist es zweckmäßig, die zylindrischen Elektroden 3 und 5 so lang zu machen, daß sie die Bodenelektroden überdecken, um zu erreichen, daß die zylindrischen Elektroden und die Bodenelektroden in ihrer Schutzwirkung unmittelbar aneinander anschließen. Die Elektroden sind je mit einer Spannungsquelle 9 und einem Überwachungsgerät, z. B. einem Relais 8, verbunden, so daß das überwachungsgerät anspricht, wenn bei einem Tiegeldurchbruch das Schmelzgut bis an die äußere Elektrode vorgedrungen ist. Die Zylinderelektroden und die Bodenelektroden können auch in Parallelschaltung mit einem gemeinsamen Überwachungsgerät verbunden sein.
Für die Elektroden kommen Metalle mit geringer magnetischer Leitfähigkeit, vorzugsweise Bleche aus Nickel oder Chromnickel mit einer Dicke von 0,2 bis 0,5 mm, in Frage. s e nach der Art des Schmelzgutes können auch andere Metalle, insbesondere solche mit einem niedrigeren Schmelzpunkt vorzuziehen sein.
Die Elektroden sind derart mit Schlitzen versehen, daß die Bildung von Wirbelströmen in tertiären Stromkreisen nach Möglichkeit vermieden wird. Bei den Zylinderelektroden genügt im Bereich der Mitte der Induktionsspule ein durchgehender Längsschlitz. Die Enden der Zylinder, die vom Magnetfeld der Spule durchsetzt werden, sollen dagegen eine größere Zahl nahe beieinanderliegender Schlitze aufweisen. Die Bodenelektroden können mit radialen Schlitzen versehen werden.
In der F i g. 2 ist als Ausführungsbeispiel ein Teil der Elektrode 5 als Abwicklung dargestellt. Die eingestanzten Löcher, deren gegenseitiger Abstand z. B. 100 mm betragen kann,. sind darin mit 11 bezeichnet, während mit 12 die Schlitze an den Enden der Elektrode bezeichnet sind. Der Abstand dieser Schlitze richtet sich vornehmlich nach der Höhe der angewandten Frequenz, d. h., die Breite der verbleibenden Blechzungen ist zweckmäßig etwa im Maß der doppelten Eindringtiefe zu wählen.
Die Schlitze, insbesondere die sich über die ganze Elektrodenlänge erstreckenden Längsschlitze können in der Weise- hergestellt sein, daß jeweils zwei Einzelstücke bzw. Streifen des Elektrodenmaterials mittels elektrisch isolierender Teile mechanisch miteinander verbunden sind. Zum Beispiel können die Blechstreifen an den Rändern unter Zwischenlage einer isolierenden Folie miteinander verklebt oder ineinandergefalzt sein.
In weiterer Verbesserung des Erfindungsgegenstandes kann die innenliegende Elektrode besonders widerstandsfähig ausgebildet sein. Diese Ausbildung kann darin bestehen, daß ein Material mit erhöhtem Schmelzpunkt und/oder erhöhter Wandstärke und/ oder besonderer chemischer Widerstandsfähigkeit vorgesehen ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Signalisierung entstehender und Verhütung vollständiger Schmelztiegeldurchbrüche, bestehend aus zwei voneinander isolierten, über eine Spannungsquelle mit einem elektrischen überwachungsgerät verbundenen, vorzugsweise zylindrischen Elektroden, wobei die beiden Elektroden als durch eine isolierende Zwischenlage voneinander getrennte metallene Zylinder ausgebildet sind, die den Tiegel eines Induktionsofens koaxial umschließend zwischen dem Tiegel und der Induktionsspule und von der letzteren isoliert angeordnet sind, dadurch gekennzeichn e t, daß mindestens eine der einander zugeordneten Elektroden (3, 5), vorzugsweise die äußere (5) mit einer größeren Anzahl von nahe beieinanderliegenden Öffnungen (11) versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (11) als Löcher beliebiger Form in die aus dünnen Blechen bestehenden Elektroden eingestanzt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3, 5) ungleich lang ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3, 5) Schlitze (12) aufweisen, durch welche die Wirbelstrombildung in den Elektroden verhindert ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge= kennzeichnet, daß die Elektroden (3, 5) mindestens je einen sich über die Länge erstreckenden Längsschlitz und an den Enden weitere sich nur über einen Teil der Länge erstreckende Schlitze in einem etwa der doppelten Eindringtiefe entsprechenden Abstand aufweisen.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3, 5) aus Einzelstücken bestehen, die mittels elektrisch isolierender Teile mechanisch miteinander verbunden sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Elektrode (3) hinsichtlich ihrer Wandstärke, ihres Schmelzpunktes oder ihrer chemischen Angreifbarkeit widerstandsfähiger ist als die äußere Elektrode (5). B. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu zylindrischen, durch eine isolierende Zwischenlage (4) voneinander getrennten, die Mantelfläche des Tiegels (1) umschließenden Elektroden (3, 5) unter dem Boden des Tiegels in entsprechender Weise ausgebildete Elektroden (10) vorgesehen sind, wobei die zylindrischen Elektroden so lang ausgebildet sind, daß sie die Fläche der Bodenelektroden überdecken. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1524 074; USA.-Patentschrift Nr. 1801790.