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Four à creuset pour métaux légers, en particulier le magnésium ou des alliages de magnésium.
La présente invention se rapporte à un four à creuset, chauffé électriquement, pour des métaux légers, en particulier du magnésium ou des alliages de magnésium, où le creuset est constitué par une matière métallique ne subissant pas l'attaque du métal à fondre, comme par exemple le fer dans le cas d'une fusion de magnésium ou d'alliages de magnésium.
Suivant la caractéristique principale de l'invention, l'armature métallique du creuset constitue une partie de l'enroulement secondaire d'un ou de plusieurs transformateurs ; l'autre partie de l'enroulement secondaire non formée par les parois du creuset étant constituée par un conducteur non en contact avec le métal fondu, d'une conductibilité plus grande que celle du corps du creuset. La partie de l'enroulement secondaire du ou des transformateurs qui ne fait pas partie du creuset est constituée de préférence en cuivre ou en une autre matière analogue de conductibilité
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électrique particulièrement élevée et la section conductrice de la partie de l'enroulement secondaire non constituée par le creuset est plus grande que la section conductrice de la paroi du creuset.
A ce sujet, il est avantageux de pourvoir la partie de l'enroulement secondaire non constituée par le creuset, d'un système de refroidissement approprié, réalisé par exemple au moyen d'eau ou d'air, tandis que, d'autre part, l'élément faisant partie du creuset, de l'enroulement secondaire, est recouvert d'une matière calorifuge.
Dans une meilleure forme de réalisation de l'invention, trois ou un multiple de trois transformateurs monophasés sont accouplés à un creuset dont la paroi est subdivisée en tronçons symétriques, chacun d'entre eux constituant une partie de l'enroulement secondaire d'un des transformateurs et ces derniers étant connectés suivant un montage en triangle ou en étoile de manière à réaliser un système à courants triphasés.
La présente invention prévoit en outre de donner à la section du creuset une forme polyangulaire et de réaliser la liaison entre le corps du creuset et la partie de l'enroulement secondaire à plus grande conductibilité aux côtés de la paroi latérale du creuset. Suivant l'invention, il est à ce propos avantageux d'adjoindre à chaque transformateur une des surfaces élémentaires de la paroi latérale du creuset. Ces surfaces élémentaires de la paroi latérale du creuset peuvent, suivant l'invention, être planes ou être légèrement incurvées vers l'intérieur.
En outre, l'invention prévoit de munir le corps du creuset, à ses côtes, de nervures qui, le cas échéant, constituent un seul bloc avec le corps principal du creuset et qui sont en contact avec la partie de l'enroulement secondaire à conductibilité plus grande.
Une particularité importante de l'objet de l'invention résulte encore de ce que la partie de l'enroulement secondaire consistant en une matière à plus grande conductibilité, laquelle partie est raccordée au corps du creuset, est formée d'un grand nombre de conducteurs, par exemple d'une série de bandes de cuivre ou autres
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pièces semblables.
La conformation du creuset suivant la présente invention présente en premier lieu l'avantage de faire circuler en pratique le courant secondaire exclusivement à travers la paroi du creuset, grâce à quoi on empêche, d'une part, des suréchauffements locaux du corps du creuset et, d'autre part, des déplacements indésirables du bain de fusion dans le creuset. Cette action, constituant en elle-même un progrès, peut être en particulier clairement constatée lorsque les surfaces partielles de la paroi latérale du creuset sont lisses ou légèrement incurvées vers l'intérieur.
Un autre avantage de l'invention consiste en ce que, grâce à la disposition de nervures spéciales de raccord au corps du creuset, une couche calorifuge suffisante peut être intercalée entre la paroi portée à une très haute température du creuset et la partie de l'enroulement secondaire à conductibilité plus grande.
Une autre réalisation de l'invention résout le problème ayant pour but de rendre le four propre à la récupération, de préférence continue, d'une masse métallique pouvant être fondue, constituée par des mitrailles de métaux légers, en particulier des mitrailles de magnésium ou d'alliages renfermant du magnésium.
Suivant l'invention, un collecteur pour le métal fondu est accolé, par l'intermédiaire d'une paroi de séparation, au foyer de fusion limité par les parois du creuset constituant une partie de l'enroulement secondaire d'un transformateur ; ce collecteur est délimité par des parois non chauffées électriquement ou chauffées très légèrement, la paroi de séparation entre le foyer de fusion. proprement dit et le collecteur de métal étant munie de dispositifs pour le débordement du métal, par exemple des ouvertures ou des déversoirs.
Suivant l'une des formes de réalisation de l'invention, le collecteur de métal accolé au foyer de fusion peut être constitué par une pièce, en forme de creuset, disposée concentriquement à l'intérieur du creuset chauffé. Le métal se trouvant dans le collecteur de nétal est ainsi maintenu chaud par la chaleur se dégageant du
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foyer de fusion.
Suivant une autre forme de réalisation, le collecteur de métal peut être placé à côté du creuset, la paroi de séparation entre le creuset et le collecteur se trouvant électriquement en dérivation sur les parois du creuset qui constituent une partie de l'enroulement secondaire d'un transformateur. Dans ce cas, les épaisseurs, les longueurs et la conformation du creuset, de la paroi de séparation et de la paroi du collecteur sont choisies en rapport avec la puissance du transformateur du creuset, de manière que le métal fondu s'accumulant dans le collecteur soit maintenu à la températu- re désirée.
Le foyer de fusion, séparé, au point de vue étendue, du collecteur, est réalisé, dans l'invention, d'une manière avantageuse sous une forme complètement fermée, de sorte que la mitraille le plus souvent encombrante peut être fondue à l'abri de l'air.
La refonte de la mitraille est, dans l'objet de l'invention, réalisée avantageusement et d'une manière continue en reliant le creuset avec une trémie de chargement prolongée latéralement ou vers le haut. La mitraille à refondre est mélangée avec des sels empêchant l'oxydation lors de la refonte et déterminant une épuration du métal fondu, par exemple chlorures, fluorures, etc. La charge est introduite, à l'abri de l'air, dans le foyer de fusion ou dans la trémie de chargement adaptée au foyer. En vue d'évacuer les gaz et la vapeur qui se dégagent pendant la fusion, le foyer de fusion est pourvu d'une soupape à surpression ou de tout autre objet de ce genre.
Le collecteur accolé, dans l'objet de l'invention, au foyer de fusion, peut être réuni directement à une machine à couler, de sorte que le métal qui a été purifié et dégazé dans le collecteur, peut s'écouler directement de ce dernier dans les moules.
Enfin, l'invention propose encore de disposer des agitateurs dans le foyer de fusion, et le cas échéant également dans le collecteur du creuset, lesquels agitateurs seront avantageusement constitués de manière à être automatiquement mis ou gardés en mou-
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vement par le champ tournant développé par les transformateurs fournissant le courant de fusion.
D'autres particularités importantes de l'invention peuvent se déduire de la description suivante, faite en se référant aux dessins annexés, qui représentent plusieurs formes de réalisation de l'invention.
Fig.l montre, en coupe horizontale, un four à creuset suivant l'invention.
Fig. 2 est une coupe verticale à travers le même four.
Fig. 3 à 7 montrent, en coupes horizontales, d'autres formes de réalisation de l'invention.
Le foyer de fusion est, dans le four à creuset représenté aux fig.l et 2, désigné par 1. Il est constitué par un creuset en fer ou en acier, ouvert au-dessus et pourvu de la manière habituelle d'un bec de coulée 3.
Des surfaces de contact 4 sont dressées symétriquement, à l'extérieur, sur la face latérale du creuset 3. Contre ces surfaces sont pressées les surfaces de contact correspondantes d'une pièce métallique 5 en cuivre ou en une autre matière appropriée présentant une conductibilité suffisamment élevée. La pression peut être réalisée d'une manière quelconque, par exemple à l'aide de dispositifs ad hoc hydrauliques ou actionnés pneumatiquemant ou également à l'aide de vis de pression 6 qui, par l'intermédiaire d'un ressort 7, appuyent élastiquement contre le châssis 8 du four, monté de préférence de manière à pouvoir basculer;de cette façon, il peut être tenu compte de l'allongement provoqué par l'échauffement à la température de fonctionnement sans qu'apparaissent des tensions mécaniques exagérées.
Comme le montre la fig.l, la pièce métallique extérieure 5 accolée au creuset 2 est constituée de manière à donner lieu par exemple à la formation de trois sortes de cylindres creux formés chacun par un tronçon de la pièce métallique 5 et par un tronçon de la paroi 2 du creuset.
L'invention utilise les pièces annulaires formées par les tron-
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çons de la pièce métallique 5 et de la paroi 2 du creuset comme enroulements secondaires de transformateurs dont les noyaux sont au dessin désignés par 9. Un courant alternatif circulant dans l'enroulement primaire des transformateurs induit une tension dans la pièce annulaire, constituant l'enroulement secondaire, formée par des tronçons de la pièce métallique 5 et de la paroi, 2 du creuset ; un courant correspondant circulera alors à travers cette pièceenroulement.
Comme le montre la fig.l, la section de la pièce métallique 5 bonne conductrice est nettement plus épaisse que celle de la paroi 2 du creuset. De ce fait, dès qu'une tension est induite dans la pièce constituant l'enroulement secondaire et qu'un courant y circule, la partie de la pièce-enroulement formée par la paroi du creuset, s'échauffe nettement plus fort et ce jusqu'à atteindre la température nécessaire pour fondre le métal placé dans le creuset.
Comme le montre la fig.l, trois transformateurs monophasés sont adaptés à chaque creuset, chacun d'entre eux correspondant à des tronçons symétriques du creuset 2. Il est avantageux, dans ce cas, de brancher les transformateurs suivant un montage triangle ou étoile, de manière a constituer un système à courants triphasés.
-un fonctionnement normal, le four à creuset peut être alimenté par les transformateurs montés en triangle, tandis que lorsque le four sert à maintenir chaud ou à raffiner la masse fondue, les transformateurs peuvent être montés en étoile et fournir alors 1/3 de leur puissance normale.
Le creuset 2 n'est a l'extérieur que recouvert d'une matière 10 mauvaise conductrice de la chaleur. Inversement, la pièce métallique 5, qui constitue la partie extérieure de l'enroulement secondaire, peut être pourvue d'un système de refroidissement approprié, par exemple d'un refroidisseur à eau ou à air. Toutes les parties du four sont disposées à l'intérieur d'un carter 8 qui peut basculer autour de l'axe 11, en vue de permettre la vidange du four.
Au cas où le creuset 2 doit être remplacé, il suffit de déta-
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cher les dispositifs de liaison aux surfaces de contact 4, après quoi le creuset peut être retiré par le haut du châssis du four.
Suivant l'invention, il est également possible de fermer complètement le creuset, par exemple dans le but de réaliser l'opération de fusion et d'échauffement de la charge sous une pression réduite (vide).
L'enroulement primaire des transformateurs est entouré extérieurement d'un cylindre 12, fendu longitudinalement, en acier non-magnétique qui sert en même temps de surface de guidage au courant d'air utilisé pour le refroidissement des bobines du trans- f ormateur. Ces cylindres de protection peuvent, suivant l'invention, être également utilisés pour faire apparaître des échappements de métal fondu à travers la paroi du creuset. Dans ce but, les cylindres sont mis en liaison avec le creuset ou le cas échéant avec la masse fondue, par l'intermédiaire d'une source de courant appropriée et d'un dispositif d'alarme ou de tout autre appareil.
Il est possible de construire le creuset en plusieurs parties reliées entre elles d'une manière appropriée, par exemple par soudure ou à l'aide de vis ou de boulons.
Suivant la fig.3, le creuset 41 a, en principe, la forme d'un prisme triangulaire placé debout. Un transformateur est placé devant chacune des trois faces symétriques. 42 de la paroi latérale du creuset ; les noyaux des transformateurs sont désignés par 44, 45 et 46. Extérieurement, entre les faces latérales de la paroi 42, sont fixées - comme il est indiqué en 47 - de minces bandes de cuivre superposées 48, 49 et 50, lesquelles sont disposées par rapport aux transformateurs 44, 45, 46 de manière que, pour chacun des transformateurs, une partie de l'enroulement secondaire soit constituée par une des faces 42 du creuset 41 et l'autre par l'un des conducteurs 4&, 49, 50.
L'épaisseur de la paroi du creuset 41 parcourue par un courant doit être choisie d'une part de manière à empêcher qu'il se produise des échappements du métal liquide à travers la paroi du creuset et d'autre part de manière que la paroi du creuset absorbe une
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puissance suffisante. Il faut encore prendre en considération qu'un effet de peau considérable peut se développer, le cas échéant, dans la paroi du creuset. Dans la partie de l'enroulement secondaire constituée par le conducteur à plus grande conductibilité, celui-ci est constitué par une série de différents conducteurs de faible épaisseur superposés.
Suivant la fig.4, le creuset 20, vu également en coupe, est essentiellement triangulaire. La différence avec la fig.3 consiste en ce que des nervures 21 sont ajoutées aux côtés ; ces nervures peuvent, le cas échéant, être fabriquées avec le creuset 20 hors d'un seul et même bloc, quand par exemple le creuset est fait en acier coulé- Aux nervures 21 sont raccordées les parties 22 de l'enroulement secondaire à plus grande conductibilité.
La présence des nervures 21 présente l'avantage de permettre le placement, dans l'espace intermédiaire 23, d'une couche suffisante d'une substance conduisant mal la chaleur, laquelle protège la partie exté- rieure de l'enroulement secondaire 22 contre tout échauffement préjudiciable qui serait provoqué par les parois du creuset portées à une très haute température.
Suivant la fig.5, le creuset 30 présente en ordre essentiel la forme d'un prisme hexagonal placé debout. Ici également, des pièces intermédiaires ou des nervures 32 sont prévues extérieurement aux faces 31 du prisme pour la jonction des parties 33 de l'enroulement secondaire. Le creuset suivant la fig.5 convient à l'installation de 6 transformateurs dont les noyaux sont désignés par 34.
La forme de réalisation suivant la fig.6 montre un creuset triangulaire dont les parois 101, 102, 103 constituent chacune une partie de l'enroulement secondaire d'un transformateur dont le noyau est désigné respectivement par 104, 105, 106. L'enroulement secondaire est complété par les conducteurs 107, 108, 109. Les enroulements primaires des transformateurs sont désignés par 110, 111, 112.
Un corps également triangulaire 113 est disposé à l'intérieur
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du creuset triangulaire ; ce corps est mis en communication par les ouvertures 114, qui peuvent être pratiquées près du fond du creuset, avec l'espace libre 115, lequel est limité, par le creuset 101 et le corps 113. Cet espace 115 sert de foyer de fusion. La mitraille de refonte y est continuelle ment introduite d'une manière appropriée.
Le creuset 113 peut, comme il est indiqué en 116, être pourvu d'un trou de coulée.
Dans la forme de réalisation suivant la fig.7, le creuset triangulaire 117 est chauffé par un courant alternatif biphasé.
Ici, les transformateurs 120, 121, correspondant à la forme de réalisation suivant la fig,l, sont disposés près des parois 118, 119 du creuset. La troisième paroi 122 du creuset sépare la chambre de refonte 117 de la chambre 123, délimitée par la paroi 124, utilisée comme collecteur et comme endroit où la masse fondue peut se reposer. Des ouvertures 125 pour le passage du métal sont pratiquées dans la paroi 122.
Suivant la fig.7, les parois 122 et 124 se trouvent électriquement en parallèle avec les parois Ils et 119 du creuset et sont ainsi également parcourues par un courant. Les épaisseurs et les longueurs (conformation des parois Ils et 119 du creuset et.des parois 122,124) sont choisies en rapport avec la puissance du transformateur du creuset Il?, de manière que le métal fondu s'accumulant dans le creuset 123 soit maintenu à la température désirée. La forme de réalisation suivant la fig.7 peut au reste être également modifiée de manière que le creuset 117 soit chauffé par trois ou un multiple de trois transformateurs ou encore par un seul transformateur parcouru par un courant alternatif.
Aussi bien dans la forme de réalisation suivant la fig.6 que dans celle suivant la fig.7, le creuset et le cas échéant également le collecteur sont protégés contre toute perte de chaleur par une matière calorifuge.
La forme du foyer de fusion et du collecteur de métal peut en principe être choisie à volonté. par exemple, il est également possible d'utiliser à la place d'un creuset à section triangulaire
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un creuset rond dans lequel vient se loger concentriquement une certaine pièce ayant une forme appropriée et destinée à servir de collecteur de métal. Dans ce cas, il est préferable de prévoir dans le foyer de fusion circulaire des parois de séparation radiales, lesquelles peuvent contrecarrer toute rotation du métal en fusion causée par la force centrifuge. Il est important cependant, suivant l'invention, que le foyer de fusion soit relativement étroit ; la mitraille à refondre est alors réchauffée en des couches relativement minces.
Cela offre un avantage particulier au point de vue échauffement rapide, diminuant la perte au feu, de la mitraille à la température de fusion. Deux ou plusieurs collecteurs peuvent encore être accolés à un seul collecteur chauffé. L'ensemble du four peut pour le restant être constitué de manière à pouvoir basculer.
Enfin, dans des cas spéciaux, il est encore possible de constituer l'installation de fusion de manière que la fusion puisse être réalisée à la pression normale ou à une pression réduite ou encore à une pression supérieure.
REVENDICATIONS.
1. Four à creuset chauffé électriquement, pour des métaux légers, en particulier du magnésium ou des alliages de magnésium, dont le creuset est constitué en une matière métallique et est parcouru par le courant d'un secondaire de transformateur, caractérisé en ce que le corps métallique du creuset constitue une partie du circuit secondaire d'un ou de plusieurs transformateurs et en ce que la partie de l'enroulement secondaire non constituée par le corps du creuset est formée par un conducteur, n'entrant pas en contact avec le métal fondu, d'une conductibilité électrique supérieure à celle de la paroi du creuset.
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Crucible furnace for light metals, in particular magnesium or magnesium alloys.
The present invention relates to a crucible furnace, electrically heated, for light metals, in particular magnesium or magnesium alloys, where the crucible consists of a metallic material not undergoing attack by the metal to be melted, such as for example iron in the case of a fusion of magnesium or magnesium alloys.
According to the main characteristic of the invention, the metal frame of the crucible constitutes a part of the secondary winding of one or more transformers; the other part of the secondary winding not formed by the walls of the crucible being constituted by a conductor not in contact with the molten metal, of greater conductivity than that of the body of the crucible. The part of the secondary winding of the transformer (s) which is not part of the crucible is preferably made of copper or another similar material of conductivity.
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particularly high electrical power and the conductive section of the part of the secondary winding not constituted by the crucible is larger than the conductive section of the wall of the crucible.
In this regard, it is advantageous to provide the part of the secondary winding not constituted by the crucible, with a suitable cooling system, produced for example by means of water or air, while, on the other hand , the element forming part of the crucible, of the secondary winding, is covered with a heat-insulating material.
In a better embodiment of the invention, three or a multiple of three single-phase transformers are coupled to a crucible, the wall of which is subdivided into symmetrical sections, each of them constituting a part of the secondary winding of one of the transformers and the latter being connected in a delta or star connection so as to produce a three-phase current system.
The present invention further provides for giving the cross section of the crucible a polyangular shape and providing the connection between the body of the crucible and the part of the secondary winding with greater conductivity alongside the side wall of the crucible. According to the invention, it is in this respect advantageous to add to each transformer one of the elementary surfaces of the side wall of the crucible. These elementary surfaces of the side wall of the crucible may, according to the invention, be flat or be slightly curved inward.
In addition, the invention provides for providing the body of the crucible, at its sides, with ribs which, where appropriate, constitute a single block with the main body of the crucible and which are in contact with the part of the secondary winding to greater conductivity.
An important feature of the subject of the invention also results from the fact that the part of the secondary winding consisting of a material of greater conductivity, which part is connected to the body of the crucible, is formed of a large number of conductors. , for example a series of copper strips or other
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similar pieces.
The conformation of the crucible according to the present invention first of all has the advantage of making the secondary current circulate in practice exclusively through the wall of the crucible, by virtue of which, on the one hand, local overheating of the crucible body is prevented and , on the other hand, undesirable movements of the molten pool in the crucible. This action, constituting in itself an improvement, can in particular be clearly seen when the partial surfaces of the side wall of the crucible are smooth or slightly curved inward.
Another advantage of the invention consists in that, thanks to the provision of special ribs for connection to the body of the crucible, a sufficient heat-insulating layer can be interposed between the wall brought to a very high temperature of the crucible and the part of the secondary winding with greater conductivity.
Another embodiment of the invention solves the problem of making the furnace suitable for the recovery, preferably continuous, of a metal mass which can be melted, consisting of light metal scrap, in particular magnesium scrap or of alloys containing magnesium.
According to the invention, a collector for the molten metal is attached, by means of a partition wall, to the melting point limited by the walls of the crucible constituting a part of the secondary winding of a transformer; this collector is delimited by walls which are not electrically heated or heated very slightly, the partition wall between the melting point. proper and the metal collector being provided with devices for the overflow of the metal, for example openings or weirs.
According to one of the embodiments of the invention, the metal collector attached to the melting zone may consist of a piece, in the form of a crucible, arranged concentrically inside the heated crucible. The metal in the net collector is thus kept hot by the heat released from the
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focus of fusion.
According to another embodiment, the metal collector can be placed next to the crucible, the separation wall between the crucible and the collector being electrically bypassed on the walls of the crucible which constitute a part of the secondary winding of a transformer. In this case, the thicknesses, lengths and conformation of the crucible, of the partition wall and of the manifold wall are chosen in relation to the power of the crucible transformer, so that the molten metal accumulates in the manifold. is maintained at the desired temperature.
The melting point, separated in the extended point of view from the collector, is in the invention advantageously made in a completely closed form, so that the more often bulky scrap metal can be melted down. shelter from the air.
The remelting of the scrap is, in the object of the invention, carried out advantageously and in a continuous manner by connecting the crucible with a loading hopper extended laterally or upwards. The scrap to be remelted is mixed with salts which prevent oxidation during remelting and determine purification of the molten metal, for example chlorides, fluorides, etc. The charge is introduced, away from the air, into the melting chamber or into the loading hopper adapted to the fireplace. In order to evacuate the gases and the vapor which are given off during the melting, the melting hearth is provided with a pressure relief valve or the like.
The collector attached, in the object of the invention, to the melting chamber, can be joined directly to a casting machine, so that the metal which has been purified and degassed in the collector can flow directly from this last in the molds.
Finally, the invention also proposes to have stirrers in the melting chamber, and where appropriate also in the collector of the crucible, which stirrers will advantageously be formed so as to be automatically set or kept in motion.
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vement by the rotating field developed by the transformers supplying the fusion current.
Other important features of the invention can be deduced from the following description, given with reference to the accompanying drawings, which show several embodiments of the invention.
Fig.l shows, in horizontal section, a crucible furnace according to the invention.
Fig. 2 is a vertical section through the same oven.
Fig. 3 to 7 show, in horizontal sections, other embodiments of the invention.
The melting hearth is, in the crucible furnace shown in fig.l and 2, designated by 1. It consists of an iron or steel crucible, open above and provided in the usual way with a spout. casting 3.
Contact surfaces 4 are arranged symmetrically, on the outside, on the lateral face of the crucible 3. Against these surfaces are pressed the corresponding contact surfaces of a metal part 5 of copper or other suitable material having sufficient conductivity. high. The pressure can be achieved in any way, for example by means of special hydraulic or pneumatically actuated devices or also by means of pressure screws 6 which, by means of a spring 7, resiliently press against the frame 8 of the furnace, preferably mounted so as to be able to tilt; in this way, account can be taken of the elongation caused by the heating to the operating temperature without the appearance of exaggerated mechanical stresses.
As shown in fig.l, the outer metal part 5 contiguous to the crucible 2 is formed so as to give rise for example to the formation of three kinds of hollow cylinders each formed by a section of the metal part 5 and by a section of the wall 2 of the crucible.
The invention uses the annular parts formed by the trunks
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We use the metal part 5 and the wall 2 of the crucible as secondary windings of transformers whose cores are in the drawing designated by 9. An alternating current flowing in the primary winding of the transformers induces a voltage in the annular part, constituting the secondary winding, formed by sections of the metal part 5 and of the wall, 2 of the crucible; a corresponding current will then flow through this part winding.
As shown in fig.l, the section of the metal part 5 good conductor is significantly thicker than that of the wall 2 of the crucible. As a result, as soon as a voltage is induced in the part constituting the secondary winding and a current circulates therein, the part of the part-winding formed by the wall of the crucible, heats up considerably more strongly and this up to 'to reach the temperature necessary to melt the metal placed in the crucible.
As shown in fig.l, three single-phase transformers are adapted to each crucible, each of them corresponding to symmetrical sections of crucible 2. It is advantageous, in this case, to connect the transformers in a delta or star connection, so as to constitute a three-phase current system.
- in normal operation, the crucible furnace can be powered by transformers mounted in a triangle, while when the furnace is used to keep hot or to refine the molten mass, the transformers can be star-mounted and then supply 1/3 of their normal power.
The crucible 2 is on the outside only covered with a material 10 which is a poor conductor of heat. Conversely, the metal part 5, which constitutes the outer part of the secondary winding, can be provided with an appropriate cooling system, for example a water or air cooler. All the parts of the furnace are arranged inside a casing 8 which can tilt around the axis 11, in order to allow emptying of the furnace.
If crucible 2 has to be replaced, it is sufficient to detach
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dear the connecting devices to the contact surfaces 4, after which the crucible can be removed from the top of the furnace frame.
According to the invention, it is also possible to completely close the crucible, for example in order to carry out the operation of melting and heating the charge under reduced pressure (vacuum).
The primary winding of the transformers is surrounded on the outside by a cylinder 12, slit longitudinally, of non-magnetic steel which at the same time serves as a guiding surface for the air current used for cooling the coils of the transformer. These protective cylinders can, according to the invention, also be used to reveal escapements of molten metal through the wall of the crucible. For this purpose, the cylinders are connected with the crucible or, where appropriate, with the molten mass, by means of an appropriate current source and an alarm device or any other device.
It is possible to construct the crucible in several parts connected together in a suitable way, for example by welding or by using screws or bolts.
According to fig.3, the crucible 41 has, in principle, the shape of a triangular prism placed upright. A transformer is placed in front of each of the three symmetrical faces. 42 of the side wall of the crucible; the cores of the transformers are designated by 44, 45 and 46. Externally, between the side faces of the wall 42, are fixed - as indicated at 47 - thin superimposed copper strips 48, 49 and 50, which are arranged by compared to transformers 44, 45, 46 so that, for each of the transformers, a part of the secondary winding is formed by one of the faces 42 of the crucible 41 and the other by one of the conductors 4 &, 49, 50.
The thickness of the wall of the crucible 41 traversed by a current must be chosen on the one hand so as to prevent the occurrence of escapements of the liquid metal through the wall of the crucible and on the other hand so that the wall of the crucible absorbs a
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sufficient power. It should also be taken into consideration that a considerable skin effect may develop, if necessary, in the wall of the crucible. In the part of the secondary winding formed by the conductor with greater conductivity, the latter is constituted by a series of different superimposed thin conductors.
According to Fig.4, the crucible 20, also seen in section, is essentially triangular. The difference with fig.3 is that ribs 21 are added to the sides; these ribs can, if desired, be made with the crucible 20 out of a single block, for example when the crucible is made of cast steel. To the ribs 21 are connected the parts 22 of the larger secondary winding. conductivity.
The presence of the ribs 21 has the advantage of allowing the placement, in the intermediate space 23, of a sufficient layer of a substance which does not conduct heat well, which protects the outer part of the secondary winding 22 against any damage. detrimental heating which would be caused by the walls of the crucible brought to a very high temperature.
According to fig.5, the crucible 30 has in essential order the shape of a hexagonal prism placed upright. Here also, intermediate pieces or ribs 32 are provided on the outside of the faces 31 of the prism for the junction of the parts 33 of the secondary winding. The crucible according to fig. 5 is suitable for the installation of 6 transformers whose cores are designated by 34.
The embodiment according to FIG. 6 shows a triangular crucible, the walls of which 101, 102, 103 each constitute a part of the secondary winding of a transformer, the core of which is designated respectively by 104, 105, 106. The winding secondary is completed by conductors 107, 108, 109. The primary windings of transformers are designated by 110, 111, 112.
An equally triangular body 113 is arranged inside
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the triangular crucible; this body is placed in communication through the openings 114, which can be made near the bottom of the crucible, with the free space 115, which is limited, by the crucible 101 and the body 113. This space 115 serves as a melting point. Recast scrap is continually being fed into it in an appropriate manner.
The crucible 113 may, as indicated at 116, be provided with a tap hole.
In the embodiment according to Fig. 7, the triangular crucible 117 is heated by a two-phase alternating current.
Here, the transformers 120, 121, corresponding to the embodiment according to fig, l, are arranged near the walls 118, 119 of the crucible. The third wall 122 of the crucible separates the remelting chamber 117 from the chamber 123, delimited by the wall 124, used as a collector and as a place where the molten mass can rest. Openings 125 for the passage of metal are made in the wall 122.
According to FIG. 7, the walls 122 and 124 are located electrically in parallel with the walls Il and 119 of the crucible and are thus also traversed by a current. The thicknesses and lengths (conformation of the walls Il and 119 of the crucible and of the walls 122,124) are chosen in relation to the power of the transformer of the crucible II?, So that the molten metal accumulating in the crucible 123 is maintained at the desired temperature. The embodiment according to FIG. 7 can moreover also be modified so that the crucible 117 is heated by three or a multiple of three transformers or even by a single transformer carrying an alternating current.
Both in the embodiment according to fig.6 as in that according to fig.7, the crucible and where appropriate also the collector are protected against any loss of heat by a heat-insulating material.
The shape of the melting zone and the metal collector can in principle be chosen at will. for example, it is also possible to use instead of a crucible with a triangular section
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a round crucible in which a certain part having an appropriate shape and intended to serve as a metal collector is housed concentrically. In this case, it is preferable to provide in the circular melting center radial partition walls, which can counteract any rotation of the molten metal caused by the centrifugal force. It is however important, according to the invention, that the melting point is relatively narrow; the scrap to be remelted is then reheated in relatively thin layers.
This offers a particular advantage from the point of view of rapid heating, decreasing the loss on ignition, of the scrap at the melting temperature. Two or more collectors can still be attached to a single heated collector. The entire oven may for the remainder be constructed so as to be able to tilt.
Finally, in special cases, it is still possible to constitute the melting installation so that the melting can be carried out at normal pressure or at reduced pressure or even at a higher pressure.
CLAIMS.
1. Electrically heated crucible furnace, for light metals, in particular magnesium or magnesium alloys, the crucible of which is made of a metallic material and is traversed by the current of a transformer secondary, characterized in that the metallic body of the crucible constitutes a part of the secondary circuit of one or more transformers and in that the part of the secondary winding not constituted by the body of the crucible is formed by a conductor, not coming into contact with the metal molten, of an electrical conductivity higher than that of the wall of the crucible.