DE1220086B

DE1220086B - Device to indicate beginning and to prevent complete breakthroughs in the crucible

Info

Publication number: DE1220086B
Application number: DEB82741A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Lenz; Arthur Smitka
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: 1965-07-08
Filing date: 1965-07-08
Publication date: 1966-06-30

Description

Vorrichtung zur Anzeige beginnender und zur Verhütung vollständiger Schmelztiegeldurchbrüche Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für Schmelztiegel, insbesondere für solche mit elektrisch induktiver Beheizung. Bei induktiv beheizten Schmelztiegeln ist die Gefahr eines Tiegel:durchbruches besonders groß, weil bei .dieser Art der B:eheizung außer der Gefahr für das bedienende Personal ;auch objektiv weitere Gefahren .hinzukommen, indem elektrische .Kurzschlüsse in der Induktionswicklung auftreten können, die von um so verheerenderen Folgen sind, wenn die Induktionswicklung wassergekühlt ist.Device for indicating incipient and complete prevention Crucible breakthroughs The invention relates to a safety device for Crucibles, especially for those with electrically inductive heating. at Inductively heated crucibles are particularly dangerous great, because with this type of heating there is no danger to the operating personnel ; objectively, further dangers. to be added by electrical .short-circuits in the induction winding, the consequences of which are all the more devastating, when the induction winding is water-cooled.

Zur Verhütung dieser Gefahr ist es bekannt, zwischen Tiegelaußenwand und Induktionsspule eine oder zwei konzentrische, axial geschlitzte Mantelelektroden .in elektrischer Isoliermasse einzubetten und sie über eine Spannungsquelle und ein Anzeigegerät mit dem Tiegelinneren,bzw. miteinander in leibende Verbindung zu bringen, so d@aß bereits biei Beginn von Rißbildungen ein drohender Schmelztiegeldurchbruch rechtzeitig angezeigt wird, sobald an irgendeiner Stelle Schmelze bis zur Mantelelektrode :durchsickert und infolgedessen die Anzeigevorrichtung optisch oder akustisch anspricht.To prevent this risk, it is known to place between the outer wall of the crucible and induction coil one or two concentric, axially slotted jacket electrodes . To embed in electrical insulating compound and to use a voltage source and a display device with the crucible interior, or. with each other in constant connection bring, so that already at the beginning of crack formation there was an impending breakthrough of the crucible is displayed in good time as soon as there is melt at any point up to the jacket electrode : seeps through and as a result the display device responds optically or acoustically.

Es hat sich jedoch bei -diesen an sich bekannten Sicherheitsvorrichtungen gezeigt, daß die Mantelelektroden wesentlich höhere Temperaturen annehmen, als es der eigentlichen Wärmeübertragung seitens des Schmelztiegels entspricht. Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß die überhöhte Temperaturzunahme in der bzw. den Mantelelektroden darauf zurückzuführen ist, daß der Kraftfluß der Induktionsspule in deren Randbereich aus der axialen Richtung -in die radiale Richtung nach außen umbiegt, dabei die Mantelelektrode quer durchdringt und infolgedessen :darin induktive Wärme erzeugt.However, it has been found in these safety devices, which are known per se showed that the jacket electrodes take on much higher temperatures than it corresponds to the actual heat transfer on the part of the crucible. The invention is now based on the knowledge that the excessive temperature increase in the or the jacket electrodes is due to the fact that the power flow of the induction coil in the edge area from the axial direction -in the radial direction outwards bends over, penetrating the jacket electrode transversely and as a result: inductive therein Generates heat.

Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß :dadurch behoben, daß die Mantelelektrode im Randbereich der Induktionsspule entlang :des gesamten Umfanges unterteilt ist.According to the invention, this disadvantage is eliminated by the fact that the jacket electrode in the edge area of the induction coil along: the entire circumference is divided.

Die Erfindung ist im folgenden an zwei Ausführungsbeispielen erläutert.The invention is explained below using two exemplary embodiments.

F i g. 1 und 2 zeigen je einen induktionsbeheizten Schmelztiegel im senkrechten, axialen Querschnitt. Die Tiegelwandung ist mit 1 bezeichnet und das im Tiegel befindliche Schmelzgut mit 3. Die Außenwandung des Schmelztlegels ist beispielsweise mit einer doppelten Isolierschicht 2 versehen, zwischen welche axial längsgeschlitzte Mantelelektroden 4, 5 eingebettet sind. Die von der Induktionsspule 6 umgebene Mantelelektrode 5 ist erfindungsgemäß im Randbereich der Induktionsspule unterteilt ausgeführt, so daß sie nach F i g. 1 aus zwei Abschnitten besteht, nämlich demjenigen innerhalb des Bereiches der Induktionsspule und in gewissem Abstand oberhalb bzw. unterhalb davon je :eine mit 4 bezeichnete Mantelelektrode, die ebenfalls axial längsgeschlitzt ausgeführt ist. Die Mantelelektroden 4, 5 sind .in an sich bekannter Weise über eine Spannungsquelle 8 und :ein Anzeigeinstrument 9 über eine im Boden des Schmelztiegels eingelassene Elektrode 7 mit :dem Schmelzgut 3 ,elektrisch leitend verbunden.F i g. 1 and 2 each show an induction-heated crucible in the vertical, axial cross-section. The crucible wall is denoted by 1 and that melting material located in the crucible with 3. The outer wall of the melting point is for example provided with a double insulating layer 2, between which axially longitudinally slotted jacket electrodes 4, 5 are embedded. The one from the induction coil 6 surrounded by jacket electrode 5 is according to the invention in the edge area of the induction coil executed subdivided so that they according to F i g. 1 consists of two sections, namely that within the area of the induction coil and a certain distance above or below each: a jacket electrode labeled 4, which is also axially is executed longitudinally slotted. The jacket electrodes 4, 5 are known per se Way via a voltage source 8 and: a display instrument 9 via one in the ground Electrode 7 embedded in the crucible with: the melt 3, electrically conductive tied together.

F i: g. 2 zeigt eine Variante :der Ausführungsform nach Fi.g. 1. Hierbei ist der Abstand zwischen den Mantelelektroden an den mit 10 bezeichneten Stellen überlappt ausgeführt, so daß auch :der Zwischenbereich zwischen den Mantelelektroden für die Wirksamkeit der Sicherheitsvorrichtung .erfaßt ist.F i: g. FIG. 2 shows a variant: the embodiment according to FIG. 1. Here is the distance between the jacket electrodes at the points marked 10 designed to overlap, so that also: the intermediate area between the jacket electrodes for the effectiveness of the safety device.

Durch die erfindungsgemäß im Grenzbereich der Induktionsspule unterteilte Ausführung .der Mantelelektrode wird erreicht, daß die Wärmeentwicklung besonders der im Bereich der Induktionsspule liegenden Mantelelektrode um den Teil gemindert wird, der bislang .im Querfeldbereich des Induktionsflusses lag. Außerdem aber ist :auch der gesamte an die mittlere Mantelelektrode angrenzende Bereich für die Sicherheitsüberwachung erfaßt, also nicht nur der obere Randbereich des Schmelztiegels, sondern ebenso der untere, einschließlich des Tiegelbodens. Dieser Bodenbereich kann z. B. zweckmäßigerweise durch eine an sich bekannte gitterartige, gelochte oder geschlitzte Elektrode abgeschirmt sein, wie .in F i g. 2 gestrichelt angedeutet, die für den Durchtritt des Induktionsflusses in .diesem Bereich besonders geeignet ist.By the subdivided according to the invention in the border area of the induction coil Execution .the jacket electrode is achieved that the heat development particularly the jacket electrode lying in the area of the induction coil is reduced by the part which was previously in the cross-field area of the induction flux. But also is : also the entire area adjacent to the central jacket electrode for safety monitoring detected, so not only the upper edge of the crucible, but also the lower one, including the bottom of the crucible. This floor area can, for. B. expedient shielded by a grid-like, perforated or slotted electrode known per se be like. in fig. 2 indicated by dashed lines for the passage of the induction flux is particularly suitable in this area.

Die Erfindung beschränkt sich mithin nicht allein auf Mantelelektroden aus elektrisch leibendem, blechförmigem Werkstoff, sondern erstreckt sich in gleicher Weise :auch auf solche, .die in an sich bekannter Weise aus Schirmgittern bestehen, wie auch auf solche Anordnungen, bei dienen zwei konzentrische Mantelelektroden auf :gleicher Höhe angeordnet sind.The invention is therefore not limited to jacket electrodes alone made of electrically living, sheet-like material, but extends in the same way way : including those that consist of screen grids in a manner known per se, such as also on such arrangements where two concentric jacket electrodes are used : are arranged at the same height.

Claims

Claims: 1. Device for indicating incipient and preventing complete melting crucible breakthroughs, especially in induction furnaces; consisting of at least one axially slotted jacket electrode embedded in: the insulation between the outer wall of the crucible and the induction coil, which is in conductive connection with the inside of the crucible via a voltage source and a display instrument, characterized in that the jacket electrode (4, 5, 10) in the edge area of the induction coil (6) is divided along the entire circumference. 2 .. Device according to claim 1, characterized in that the part of the jacket electrode (4, 10) lying outside the area of the induction coil (6) overlaps the adjacent space of the part of the jacket electrode lying inside the induction coil: and insulates against them :is. 3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the parts of the jacket electrode (4, 5, 10) lying inside and outside the area of the induction coil (6) are connected in parallel to a common display device (7, 8, 9) are. 4. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the individual parts of the jacket electrode (4, 5, 10) are connected to one another in an electrically conductive manner at a single point, preferably diametrically opposite the slots thereof.