AT255776B

AT255776B - Induktionsofen

Info

Publication number: AT255776B
Application number: AT1029464A
Authority: AT
Original assignee: Tsnii Tschernoj Metallurg Im I
Priority date: 1964-12-04
Filing date: 1964-12-04
Publication date: 1967-07-25

Description

Induktionsofen
Die Erfindung betrifft Induktionsöfen, insbesondere Induktionsöfen zur Erhitzung in kontrollierbarer Atmosphäre mit gekühlter Induktionsspule und wärmeisolierender keramischer Füllung zwischen Induktionsspule und zylindrischer Arbeitskammer.

An derartigen Öfen wird ein Quarz- oder Keramikrohr als hermetisch verschlossener Mantel benutzt.

Während des Betriebes solcher Öfen bei 16000C übersteigenden Temperaturen reissen die Quarzrohre bei lang anhaltendem Erhitzen in Wasserstoff. Ausserdem sind die Abmessungen des Arbeitsraumes bei Öfen mit Quarz- oder Keramikrohr beschränkt, da die Fertigung solcher Rohre mit genügend grossem Durchmesser unmöglich ausführbar ist.
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ermöglicht, insbesondere die Sinterung von Grossrohlingen aus Molybdän, Wolfram und deren Legierungen bei Temperaturen, die erheblich höher als 1600 C liegen.

Erfindungsgemäss werden die gestellten Aufgaben dadurch gelöst, dass bei einem Induktionsofen mit gekühlter Induktionsspule zur Erhitzung in kontrollierbarer Atmosphäre und wärmeisolierter Arbeitskammer die Ofeninduktionsspule selbst als hermetisch verschlossener Mantel benutzt wird, wobei die Induktorwindungen zwecks Abdichtung in einer in mechanischer Hinsicht festen Schicht aus elektroisolierendem Stoff, z. B. aus glasfaserverstärktem Kunststoff, angeordnet werden und der Deckel und die Stirnplatten der Induktionsspule aus wärmebeständigem elektroisolierendem Material, z. B. aus GlasgewebeSiliconharz-Schichtstoff ausgeführt sind.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung eine vollständige Beschreibung derselben angeführt. In der Zeichnung ist der Längsschnitt des Induktionsofens schematisch dargestellt.

Die Induktionsspule 1 des Ofens wird aus einem Kupferrohr von rechteckigem Querschnitt gefertigt. An die Stirnwindungen der Induktionsspule 1 sind keilförmige, im Querschnitt U-förmige Ansätze 2 zur Verbindung mit den Stirnplatten angeschweisst.

Die Windungen der Induktionsspule 1 sind mit Glimmerband umwickelt und zwischen den Platten 3 und 4 angeordnet, die durch vier Messingrohre 5 (in der Zeichnung ist nur ein Rohr gezeigt) mittels Muttern 6 gegeneinander gespannt werden.

Auf die äussere Oberfläche 7 der Induktionsspule 1 sind (schichtartig) ein Epoxydgemisch und ein Glasgewebe aufgetragen, wodurch eine haltbare Schicht aus glasfaserverstärktem Kunststoff entsteht. Dabei begünstigen die Vertiefungen an der Spulenoberfläche das bessere Haften des Kunststoffes.

Die Öffnung in der Platte 3 wird durch einen Deckel 8 geschlossen, der über eine Gummizwischenlage 10 durch vier Spanner 9 (in der Zeichnung ist nur ein Spanner gezeigt) an der Platte 3 befestigt wird, wodurch die Dichtheit des Ofengehäuses gewährleistet ist.

Die Anwendung der Platten 3 und 4 und des Deckels 8 aus glasfaserverstärktem Siliconharz mit dielektrischen Eigenschaften anstatt der üblichen aus Metall ermöglicht es, die Leistungsverluste infolge der in diesen Teilen entstehenden Wirbelströme zu vermeiden.

In der unteren Platte 4 liegt der wassergekühlte Stutzen 11, auf dem die Keramikuntersätze 12 und 13 angeordnet sind. Der Raum zwischen den Untersätzen 12, 13 und der Induktionsspule 1 ist mit wärmeisolierendem Material 14 gefüllt. Damit der Füllstoff 14 nicht in die Öffnung des oberen Untersatzes gelangt, ist das Aluminiumoxydrohr 15 vorgesehen.

Auf der Füllstoffschicht über dem Untersatz 13 ist die Arbeitskammer 16 in Form eines Zylinders aus Molybdän mit dem Boden 17 angeordnet. Auf dem Boden 17 der Arbeitskammer 16 ist der Tisch 18 aufgestellt, auf dem das zu erhitzende Werkstück, z. B. ein zusammengepresster Molybdänrohling, angeordnet wird.

Der Oberteil des Zylinders der Arbeitskammer 16 ist mit einem abnehmbaren Molybdändekkel 19 mit einer Öffnung im Mittelpunkt, in der der Schaustutzen 20 eingebaut ist, versehen. Der restliche Raum zwischen dem Zylinder der Arbeitskammer 16 und dem Induktor 1 ist ebenfalls mit wärmeisolierendem Stoff 14 gefüllt.

Nach der Beschickung wird die Luft aus dem Ofen durch den Stutzen 11 ausgepumpt, das Durchblasen aber mit Wasserstoff erfolgt durch den Stutzen 21 am Schaurohr 22 und durch die Leitung 23 am Stutzen 11.

Als feuerbeständiger wärmeisolierender Füllstoff wird Aluminiumoxyd (AI0 ) oder Zirkoniumoxyd (pro) benutzt. Bei einer bis 150 mm starken feuerfesten Schicht zwischen der Induktionsspule 1 und der zylindrischen Arbeitskammer 16 kann der Zylinder bis auf hohe Temperaturen erhitzt werden : bei einer Isolierung mit Aluminiumoxyd bis 1900 C, mit Zirkoniumoxyd sogar bis 23000C.

Die Temperatur der Induktionsspule 1 übertrifft dabei nicht 40-60 C, wodurch die Haltbarkeit und die Dichte des glasfaserverstärkten Kunststoffes gewährleistet ist.

Die Kühlung der Induktionsspule erfolgt durch Stutzen 24. Gemäss der Erfindung wurde ein Versuchsofen mit einem Arbeitsraum von 350 x 500 mm gebaut, welcher die Sinterung der Grossrohlinge aus schwerschmelzbaren Metallen und deren Legierungen bei Temperaturen bis 23000C ermöglicht.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Induktionsofen mit gekühlter Induktionsspule zur Erhitzung in kontrollierbarer Atmosphäre und wärmeisolierter Arbeitskammer, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen derlnduktions- spule die Ofenwand bilden, die aussen mit einem elektroisolierenden Stoff bedeckt ist, der zusammen mit der Induktionsspule und den diese Spule an den Enden abdeckenden Stirnwänden einen hermetisch verschlossenen Mantel bildet.

Claims

2. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen der Induktionsspule (1) mit Glimmerband umwickelt sind und an der Aussenseite (7) schichtartig ein Epoxydharzgemisch und ein Glasgewebe aufgetragen ist.

3. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwände (Dekkel 8 und Platten 3, 4) des hermetisch verschlossenen Mantels aus einem elektroisolierenden Stoff, z. B. einem Glasgewebe-Siliconharz-Schichtstoff, ausgeführt sind.