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"erfectionoements apportés aux ."OT!:'8 éLeotTiuee"
La présente invention coloerne un nouveau type de four électrique fusion et à induction dans lequel ane partie de la charge entoure sur an certain angle une partie du circuit magnétique du four qui passe par un chemin complexe constitué par du fer magnétique, tandis qu'une partie de la. charge se trouve dans une pa,rtie du cirouit magnétique ne traversant pa,s de chemin constitué par du fer magnétique .
La présente invention a pour principal objet la réu- nion dans un four des qualités suivantes : a) le rendement in- dustriel du four à induction ordinaire en chauffant la charge
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au moyen d'un courant; électrique induit circulant dans un circuit de tome annulaire ou autre forme vide en son centre, b) la pos- sibilité de chauffer partiellement au moyen de courants tourbil-
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10l1lvÜres et t c ) l'avantage d'avoir une partie masf-ive de la change sur laquelle on peut opérer mr.ta.llurgil.J.ue'11ent .
On a. représente schmati4uem0t au dessin ci-joint 1?siGar.s Glodes de réalisai:ion de l'invention , Vans ce dessin : Fig. 1 est une coupe verticale d'un four dans lequel
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le circuit f..1Ognétiu.ne est constitué en partie IJ.J:( de Pair, en partie P¯i,:r un circuit 1 en fer magn4tique extérieur à la bobine inductrice 3 et en partie par un circuit 3 en fer magnétique croisant en 4a la charge 4 contenue dans le creuset 5 ;
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.vl.ig. 2 est un pla.n de la fig. l, mais sans la charge 4; lPig. 6 est une vue anal0 ;ue à la ì g, 1, mais elle comporte '..(j plus un enroulement à autour du fer de jonction 3.
Cet clJro.lle;:leL1t G peat être monté en série on suivant ton.te autre relation éleetxi yze appropriée par :ra.l?port 13. la bobine d'induction 2 et utilisa seul 0.1 en co-.inaison avec celle-ci . Il peut s'étendre so 8 le creuset 5 et il peut être relié dans un rapport électrique inverse à la bobine d'induction 3 lorsqu'il est uti- lise avec elle, de façonna, réduire le flux magnétique dans le fer de jonction 3 afin de permettre d'agir sur les valeurs de combi- naison ;
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3'is. 4 esj une coupe verticale d'ua, ac3x comportant un
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écoulement 6 autour du fer de jonction 3, mais ne comportant pas de bobine d'induction ;
Fig. 5 montre des enroulements primaires supplémentai- res ou facultatifs 7, 8 et 9 autour du fer magnétique 1 ;
Fig. 6 montre l'un de plusieurs procédés de réglage du chemin du fer magnétique et qui permet de régler les varia- tions de la partie 4a du fer 3 s'engageant dans la charge 4 ;
Fig. 7 montre une variante d'un procédé de construction du circuit magnétique . Le fer de jonction 3 et ses enroulements .
6 sont de même nature que le noyau et l'enroulement primaire d'un transformateur dit "en hérisson" ;
Fig. 8 est un plan et fig. 9 est une coupe verticale d'un four construit suivant la présente invention et destiné à être alimenté par du courant diphasé . Ce four comporte deux chemins en fer magnétique 1 et la, chacun d'eux comportantune '.partie 3 et 3a formant pièce de jonotion . Le creuset représenté
5 comporte un bac jumelé 7 contenant la partie 4a de la charge .
Au lieu d'un bac jumelé on peut utiliser deux bacs indépendants, l'un autour de 3 et Vautre autour de 3a . On augmente le nombre des chemins en fer magnétique suivant le nombre de phases du courant d'alimentation . Les enroulements 6 et 6a entourent des fers de '-jonction 3 et 3a et il n'y a pas de bobine inductrice au- tour du,creuset . Dans unevariante, chaque système magnétique peut être semblable à celui qui est -représenté dans la fig. 7 .
Dans tous les types de fours, la partie 4a de la charge
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entoure le fer magnétique de jonction . Un combat secondaire est induit sur un certain angle autour de 4a à 90 par rapport à la direction du flux magnétique circulant dans le fer de jonc- tion; il sten suit que le courant secondaire parcourt un chemin déterminé par la construction du creuset 5 . Le flux magnétique extérieur au fer de jonction coupera la charge et y induira des courants tourbillonnâmes, ce qui augmentera l'effet de chauffage . La forme massive de la charge au-dessus de 4a permet de la manipuler métallurgiquementavec facilite .
Le voltage induit en 4a peul; être détermina d'avance par un procédé semblable à ceux qui sont utilisés pour un trans- formateur ordinaire etpar les dimensions magnétiques du fer de jonction; la proportion d'ènergie totale combinée en 4a peut par conséquent être finalement déterminée d'avance pour une résis- tivité donnée de la charge par la longueur et la, section de sa partie combinée . Dans ce calcul, il ne faut tenir compte que de la partie de 4a qui est effectivement combinée, car il résulte d'expériences faites par l'inventeur que les dimensions du reste de la cha.rge ont un effet négligeable sur le résultat .
Si l'on désire faire varier l'énergie induite en 4a, on peut le faire comme cela est indiqué à titre d'exemple dans la fige 6 en incorporant un fer de jonction 3, à position :régla... ble, combiné avec la partie 4a de la char ,sa
Un four construit suivant les fig. 9 et 10 peut être alimenté au moyen de courant diphasé fourni par une source de
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courant triphasé et obtenu. au moyen du système de connexions dit système Scott qui est bien connu .
La. présente invention peut être utilisée avec du cou- rant d'une fréquence quelconque, L'action dite de "source" qui ferait remonter le centre de la surface supérieure de la charge en fusion, si l'on utilisait du courant à basse fréquence pour chauffer la charge exclusivement au moyen de courants tourbillon- naires, se trouve être empêchée en partie par Inaction d'exten- sion du circuit produite par le courant induit en 4a . Cette dernière action, conjointement avec l'effet de déviation des parois du creuset, tend à déplacer les parties extérieures de la charge dans le sens vertical et à les faire monter le long des parois du creuset ..De cette façon, le hiveau de la surface su- périeure de la charge est mieux préservé .
La charge est intimement mélangée par le mouvement an- gulaire énergique résultant de Inaction :réciproque du flux de fuite autour du fer de jonction et du courant induit dans la partie 4a de la charge .
La caractéristique essentielle de la présente invention était L'utilisation d'un fer de jonction inséré dans une partie seulement de la charge du four, on peut utiliser un chemin en fer poux une partie aussi grande qu'on le désire du reste du ' circuit-magnétique extérieur à la charge et au fer de jonotion, et la forme ainsi que la position du fer constituant ce reste du circuit magnétique peuvent différer de celles qui sont repré-
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sentées dans le dessin, sauf qu'il doit toujoure y avoir un fer de jonction, sans qu'on sorte pour oela, du cadre de l'invention.
On peut utiliser toute forme appropriée de creuset ou d'autre chambre de chauffage pour la mise en pratique de l'in- ventio, les creusets représentas n'étant donnés qu'à titre d'exemple .
Bien que la description et le dessin portent sur di- verses variantes de modes de réalisation de l'invention, chaque variante d'est donnée qu'à tiitre dtexemple non limitatif .
Les expressions "fer" et "fer magnétique" utilisées dans la présente description servent à désigner toute matière très magnétique utilisée dans la construction dtun four pour servir de chemin pour le flux magnétique et ne s'appliquent à aucun élément en fer de la charge du four . Lorsque cela est pra ; tique, cette matière magnétique peut a,ussi faire partie de la carcasse du corps du four .
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"erfectionoements made to." OT!: '8 éLeotTiuee "
The present invention relates to a new type of electric melting and induction furnace in which a part of the load surrounds at a certain angle a part of the magnetic circuit of the furnace which passes through a complex path made up of magnetic iron, while a part of the. charge is in a part of the magnetic cirouit not crossing a path made by magnetic iron.
The main object of the present invention is the union in a furnace of the following qualities: a) the industrial efficiency of the ordinary induction furnace by heating the load
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by means of a current; induced electric circulating in a circuit of annular volume or other empty form in its center, b) the possibility of partially heating by means of vortex currents
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10l1lvÜres and t c) the advantage of having a masf-ive part of the exchange on which one can operate mr.ta.llurgil.J.ue'11ent.
We have. represents schmati4uem0t in the attached drawing 1? siGar.s Glodes of realization: ion of the invention, Vans this drawing: FIG. 1 is a vertical section of a furnace in which
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the circuit f..1Ognétiu.ne consists in part IJ.J :( of Pair, in part P¯i,: r a circuit 1 in magnetic iron external to the inductor coil 3 and partly by a circuit 3 in magnetic iron crossing the charge 4 contained in the crucible 5 at 4a;
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.vl.ig. 2 is a pla.n of FIG. l, but without load 4; lPig. 6 is an analogous view to ì g, 1, but it has' .. (j plus a winding around the junction iron 3.
This clJro.lle;: leL1t G can be mounted in series according to your.te other appropriate electrical relation by: ra.l? Port 13. the induction coil 2 and used only 0.1 in co-.ination with this- this . It can extend so 8 the crucible 5 and it can be connected in an inverse electrical relation to the induction coil 3 when used with it, so as to reduce the magnetic flux in the junction iron 3. in order to make it possible to act on the combination values;
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3'is. 4 is a vertical section of au, ac3x comprising a
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flow 6 around the junction iron 3, but not comprising an induction coil;
Fig. 5 shows additional or optional primary windings 7, 8 and 9 around the magnetic iron 1;
Fig. 6 shows one of several methods of adjusting the magnetic rail and which makes it possible to adjust the variations of the part 4a of the iron 3 engaging in the load 4;
Fig. 7 shows a variant of a method for constructing the magnetic circuit. The junction iron 3 and its windings.
6 are of the same nature as the core and the primary winding of a so-called "hedgehog" transformer;
Fig. 8 is a plan and FIG. 9 is a vertical section of a furnace constructed according to the present invention and intended to be supplied with two-phase current. This furnace comprises two magnetic railways 1 and 1a, each of them comprisingune '.partie 3 and 3a forming a connecting piece. The crucible represented
5 has a twin bin 7 containing part 4a of the load.
Instead of a twin bin you can use two independent bins, one around 3 and the other around 3a. The number of magnetic railways is increased according to the number of phases of the supply current. Windings 6 and 6a surround junction irons 3 and 3a and there is no field coil around the crucible. In a variant, each magnetic system can be similar to the one shown in fig. 7.
In all types of furnaces, part 4a of the load
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surrounds the magnetic junction iron. Secondary combat is induced at an angle around 4a to 90 relative to the direction of the magnetic flux flowing in the junction iron; It follows that the secondary current follows a path determined by the construction of crucible 5. The magnetic flux external to the junction iron will cut off the load and induce vortex currents there, which will increase the heating effect. The massive shape of the load above 4a makes it easy to handle metallurgically.
The voltage induced in 4a peul; be determined in advance by a method similar to those used for an ordinary transformer and by the magnetic dimensions of the junction iron; the proportion of total combined energy at 4a can therefore finally be determined in advance for a given resistivity of the load by the length and section of its combined part. In this calculation, only the part of 4a which is effectively combined must be taken into account, since it results from experiments made by the inventor that the dimensions of the rest of the cha.rge have a negligible effect on the result.
If one wishes to vary the energy induced in 4a, one can do it as indicated by way of example in figure 6 by incorporating a junction iron 3, in position: adjustable ... ble, combined with part 4a of the tank, its
An oven constructed according to fig. 9 and 10 can be supplied by means of two-phase current supplied by a source of
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three-phase current and obtained. by means of the well-known Scott system of connections.
The present invention can be used with current of any frequency, the so-called "source" action which would raise the center of the upper surface of the molten charge, if low current were used. frequency for heating the load exclusively by means of vortex currents, is partially prevented by the inaction of expansion of the circuit produced by the current induced in 4a. This latter action, together with the effect of deflecting the walls of the crucible, tends to displace the outer parts of the load in the vertical direction and make them rise along the walls of the crucible. In this way, the level of the the upper surface of the load is better preserved.
The charge is intimately mixed by the energetic angular movement resulting from Inaction: reciprocal of the leakage flow around the junction iron and the current induced in part 4a of the charge.
The essential feature of the present invention was The use of a junction iron inserted in only part of the load of the furnace, one can use a rail louse as large a part as desired of the rest of the circuit. -magnetic outside the load and the joining iron, and the shape and position of the iron constituting this remainder of the magnetic circuit may differ from those shown
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felt in the drawing, except that there must always be a junction iron, without going beyond the scope of the invention.
Any suitable form of crucible or other heating chamber may be used for the practice of the invention, the crucibles shown being given by way of example only.
Although the description and the drawing relate to various variant embodiments of the invention, each variant is given only as a non-limiting example.
The terms "iron" and "magnetic iron" used in this specification are used to denote any highly magnetic material used in the construction of a furnace to serve as a path for magnetic flux and do not apply to any iron part of the charge of the furnace. oven. When this is pra; tick, this magnetic material may have, ussi be part of the carcass of the body of the furnace.