NiedeArequenzinduktionsofen. Gegenstand der Erfindung ist ein Nieder frequenzinduktionsofen, insbesondere zum Schmelzen von Aluminium und Aluminium legierungen. Bei bekannten Ausführungen solcher Schmelzöfen ergibt sich bei unmittel- barem Vergiessen aus dem Ofen der Nachteil,
dass die Bildung von Einschlüssen in den Gussstücken von im Bad herumschwimmen- den Metalloxyden und andern Verunreinigun- gen infolge der durch den Pincheffekt er zeugten Badbewegung, bezw. Wirbelung nie ganz vermieden werden kann, auch dann nicht, wenn der Ofen vor dem Giessen nur auf Warmhaltetemperatur gehalten wird.
Erfindungsgemäss wird dieser Nachteil dadurch umgangen, dass der Ofen wenigstens einen Schmelzherd und einen vom Schmelz herd durch eine Zwischenwand getrennten Abstehherd aufweist, und die Verbindung zwischen Schmelzherd und Abstehherd in den untern Teil des Ofens verlegt ist. Es wird dadurch erreicht, dass infolge der Zwischen wand zwischen Schmelzherd und Abstehherd die Badbewegung im Schmelzherd und in der Schmelzrinne das Metallbad im Abstehherd wenig beeinflusst und dieses daher ruhig ab stehen kann,
wobei die Metalloxyde in den untern Teil des Bades absinken.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegen- standes beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch das erste Beispiel und stellt einen Zwei- oder Dreiphasen - Niederfrequenzinduktions- ofen dar.
Fig. 2 ist ein waagrechter Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch das zweite Beispiel und zeigt :einen Ein phasen-Niederfrequenzinduktionsofen.
Fig. 4 ist ein. Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 1.
Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 1.
Fig. 6 zeigt den gleichen Schnitt wie Fig. 5 mit um 90 gekipptem Ofen.
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Schmelz ofen besitzt zwei Schmelzherde 2 und ss und einen Abstehherd 4, welcher durch die senk rechten Zwischenwände 5 und 6 von den Schmelzherden getrennt ist. An die beiden Schmelzherde 2 und 3 schliessen sich die in 5 vertikaler Ebene liegenden, nach unten füh renden, gezweigten Schmelzrinnen 7 bezw. 8 an. Diese Schmelzrinnen liegen unmittelbar unterhalb der entsprechenden Schmelzherde 2 und 3, und sind über eine unterhalb des Abstehherdes 4 ebenfalls in vertikaler Ebene liegende, breitere Rinne 9 mit dem Absteh- herd verbunden.
Die Bodenfläche 10 der Rin nen 7 und 8 ist gegen die Mitte des Ofens bezw. gegen die Rinne 9 hin nach unten ge neigt, derart, dass der tiefste Punkt der Rinne 8 tiefer liegt als der Boden 10 der Schmelz rinnen 7 und B. 11 und 12 sind die Kerne eines Zweiphasenheiztransformators in Scott- schaltung, welche durch die kreisringförmi gen Wandungen der Rinnenkörper 13 und 14 hindurchführen. Im Gegensatz zu den bis her bekannten Öfen ergibt sieh beim vor liegenden Ofen in Scottschaltung praktisch Phasengleichheit.
Der Zweiphasentra.nsfor- mator könnte durch zwei Einphasentransfor- matoren ersetzt werden.
Die Schmelzherde 2 und 3 stehen durch im obern Teil der Zwischenwände 5 und 6 angeordnete Kanäle 15 und 16 mit dem Ab stehherd 4 in Verbindung. In der seitlichen Ofenwand befindet sich eine mit dem Ab stehherd 4 verbundene Giessschnauze 17. Eine weitere Ausgussöffnung 18 ist in der obern Ofenwand vorgesehen und steht ebenfalls mit dem Abstehherd 4 in Verbindung.
Der beschriebene Ofen arbeitet in folgen der Weise: Das zum Schmelzen bestimmte Material wird in die Schmelzherde 2 und 3 eingesetzt und nach dem Schmelzen fliesst das Metall durch die Schmelzrinnen 7 und 8 nach unten und gelangt durch die Rinne 9 in den Abstehherd 4. Die spezifisch leichten Verunreinigungen schwimmen an der Ober fläche der Schmelze in den Schmelzherden.
Die spezifisch schwereren Oxyde werden infolge der durch thermische und elektrodynamische Kräfte verursachten Strömungsbewegung in den Rinnen (siehe eingezeichnete Pfeile) aus den Schmelzrinnen entfernt und werden zur tiefsten Stelle der Rinne 9 geschwemmt, wo sie als Ofensumpf 19 liegen bleiben und nicht in den Abstehherd 4 gelangen, da dieser Herd infolge der Trennung von den Schmelz herden 2 und 3 durch die Zwischenwände 5 und 6 von den elektrodynamischen Strö mungsbewegungen wenig beeinflusst bleibt.
Das im Abstehherd 4 sich ansammelnde, ge schmolzene Metall ist daher frei von Oxyden und sonstigen spezifisch schweren Verunreini gungen, was ermöglicht, die Schmelze im Abstehherd zum direkten Vergiessen zu ver wenden, wobei einwandfreie Gussstücke, wie zum Beispiel Pressbolzen oder Walzbarren ohne fremde Einschlüsse erhalten werden. Auch kann ununterbrochen geschmolzen und gegossen werden, ohne dass die Schmelze im Abstehherd verunreinigt wird.
Ein weiterer Vorteil der tieferen Rinne 9 besteht darin, dass infolge der Ansammlung der spezifisch schwereren Oxyde an der von den Schmelz rinnen entfernten tiefsten Stelle die Verun reinigung und Verkrustung der Schmelz rinnen viel geringer ist und die Schmelz rinnen weniger oft gereinigt werden müssen. Nach Ergebnissen der Praxis genügt eine vollständige Reinigung der Rinnen alle 6 bis 12 Tage, je nach Einsatzgut.
Die Giessschnauze 17 dient zum Vergie ssen der im Abstehherd gesammelten Schmelze, während die Ausgussöffnung 18 zum Entleeren des Ofens zwecks Reinigung der Schmelzrinnen dient. Zur Entleerung des Ofens wird die Ausgussschnauze 17 mittels einer Abschlussvorrichtung 20 verschlossen und dann der Ofen um 90 aus seiner Nor mallage gekippt (Fig. 6).
Die Entleerungs öffnung 18 befindet sich an der obern Wand des Ofens etwas innerhalb des Randes des Abstehherdes, so dass beim Kippen des Ofens, wie Fig. 6 zeigt, nicht der ganze Ofeninhalt entleert wird, sondern dass der Sumpf bezw. eine gewisse Metallmenge zurückbleibt, welche dem zum Betrieb des Ofens erforder lichen Sumpf entspricht. Es werden dadurch bei der Reinigung der Schmelzrinnen keine besonderen Giesspfannen zur Aufnahme des Ofensumpfes benötigt. Soll dagegen ein Le gierungswechsel der im Ofen herzustellenden Schmelze stattfinden, so muss der Ofen gänz lich geleert werden.
Das ist ohne weiteres möglich, indem dann die Abschlussvorrich- tung 20 von der Giessschnauze 17 entfernt wird und der Ofeninhalt durch diese letztere ausfliesst. Infolge der Verbindungsöffnungen 15 und 16 können sich auch die beiden Schmelzherde 2 und 3 entleeren.
Der in Fig. 3 dargestellte Ofen besitzt nur einen einzigen Schmelzherd 21, der durch eine Zwischenwand 22 vom Abstehherd 23 getrennt ist. Unterhalb des Schmelzherdes 21 befindet sich die Schmelzrinne 24, deren Bo denfläche 10 schräg abfallend gestaltet ist. Unterhalb des Abstehherdes 23 ist eine Rinne 25 vorgesehen, die tiefer als die Schmelzrinne 24 ist, deren schräge Bodenfläche 10 sich bis zur tiefsten Stelle der Rinne 25 erstreckt. 26 ist der gern eines Einphasentransforma- tors.
Auch bei dieser Ausführungsform werden Metalloxyde und andere schwere Verunreini- gungen durch die Strömung in der Schmelz rinne 24 nach der tiefsten Stelle des Ofens geführt und lagern sich dort als Sumpf 19 ab, während der Abstehherd 23 frei von elek trodynamischen Strömungen bleibt, so dass das geschmolzene Metall dort ruhig abstehen kann und frei von Oxyden bleibt.
Der Ofen nach Fig. 3 kann in ähnlicher Weise wie im erstbeschriebenen Beispiel mit einer ver schliessbaren Giessschnauze und einer Entlee rungsöffnung versehen sein, und ein Verbin dungskanal 26 in der Zwischenwand 22 ge stattet die gänzliche Entleerung beider Herdräume.
Low frequency induction furnace. The invention relates to a low-frequency induction furnace, in particular for melting aluminum and aluminum alloys. In known designs of such melting furnaces, casting directly from the furnace has the disadvantage that
that the formation of inclusions in the castings of metal oxides floating around in the bath and other impurities as a result of the bath movement generated by the pinching effect, respectively. Whirling can never be completely avoided, not even if the oven is only kept at the holding temperature before pouring.
According to the invention, this disadvantage is avoided in that the furnace has at least one melting hearth and a standing hearth separated from the melting hearth by an intermediate wall, and the connection between melting hearth and standing hearth is relocated to the lower part of the furnace. It is achieved by the fact that, due to the partition between the melting hearth and the standing hearth, the bath movement in the melting hearth and in the melt channel has little influence on the metal bath in the standing hearth and this can therefore stand quietly,
the metal oxides sinking into the lower part of the bath.
Two embodiments of the subject matter of the invention are shown, for example, in the accompanying drawing.
Fig. 1 is a vertical section through the first example and shows a two- or three-phase low frequency induction furnace.
FIG. 2 is a horizontal section along the line II-II of FIG. 1.
Figure 3 is a vertical section through the second example showing: a single phase low frequency induction furnace.
Fig. 4 is a. Section along the line IV-IV in FIG. 1.
FIG. 5 is a section along line V-V of FIG. 1.
FIG. 6 shows the same section as FIG. 5 with the furnace tilted by 90 °.
The melting furnace shown in Fig. 1 and 2 has two melting hearths 2 and ss and a standing hearth 4, which is separated from the melting hearths by the vertical partitions 5 and 6. At the two melting hearths 2 and 3 are located in 5 vertical plane, down füh-generating, branched melt channels 7 respectively. 8 at. These melting channels are located directly below the corresponding melting centers 2 and 3, and are connected to the standing hearth via a wider channel 9 which is also located in a vertical plane below the standing hearth 4.
The bottom surface 10 of the Rin NEN 7 and 8 is BEZW towards the center of the furnace. towards the channel 9 downward ge, such that the deepest point of the channel 8 is lower than the bottom 10 of the melt channels 7 and B. 11 and 12 are the cores of a two-phase heating transformer in Scott circuit, which conditions by the circular ring Guide the walls of the channel bodies 13 and 14 through. In contrast to the ovens known up to now, there is practically phase equality in the oven in front of the Scott circuit.
The two-phase transformer could be replaced by two single-phase transformers.
The melting hearths 2 and 3 are arranged in the upper part of the partition walls 5 and 6 channels 15 and 16 with the standing hearth 4 from. In the lateral furnace wall there is a pouring spout 17 connected to the standing hearth 4. Another pouring opening 18 is provided in the upper furnace wall and is also connected to the standing hearth 4.
The furnace described works in the following way: The material intended for melting is inserted into the melting hearths 2 and 3 and after melting the metal flows down through the melting channels 7 and 8 and passes through the channel 9 into the standing hearth 4. The specific light impurities swim on the surface of the melt in the melting centers.
The specifically heavier oxides are removed from the melt channels as a result of the flow movement in the channels (see drawn arrows) caused by thermal and electrodynamic forces and are washed to the deepest point of channel 9, where they remain as furnace sump 19 and do not get into standing hearth 4 , since this hearth as a result of the separation of the foci 2 and 3 remains little influenced by the partitions 5 and 6 of the electrodynamic Strö flow movements.
The molten metal that collects in the standing hearth 4 is therefore free of oxides and other specifically heavy impurities, which makes it possible to use the melt in the standing hearth for direct casting, with flawless castings, such as extrusion bolts or rolling ingots, without foreign inclusions will. It is also possible to melt and pour continuously without contaminating the melt in the standing hearth.
Another advantage of the deeper channel 9 is that as a result of the accumulation of the specifically heavier oxides at the deepest point remote from the melt channels, the contamination and encrustation of the melt channels is much less and the melt channels need to be cleaned less often. According to practical results, a complete cleaning of the channels every 6 to 12 days is sufficient, depending on the material used.
The pouring spout 17 is used to pour the melt collected in the standing hearth, while the pouring opening 18 is used to empty the furnace for the purpose of cleaning the melt channels. To empty the furnace, the pouring spout 17 is closed by means of a closing device 20 and then the furnace is tilted 90 out of its normal position (FIG. 6).
The emptying opening 18 is located on the upper wall of the furnace a little inside the edge of the Abstandsherdes, so that when tilting the furnace, as FIG. 6 shows, not the entire furnace content is emptied, but that the sump respectively. a certain amount of metal remains, which corresponds to the sump required to operate the furnace. As a result, no special ladles are required to hold the furnace sump when cleaning the melt channels. If, on the other hand, the alloy to be produced in the furnace is to be changed, the furnace must be emptied completely.
This is easily possible in that the closing device 20 is then removed from the pouring spout 17 and the furnace content flows out through the latter. As a result of the connection openings 15 and 16, the two melting centers 2 and 3 can also empty.
The furnace shown in FIG. 3 has only a single melting hearth 21, which is separated from the standing hearth 23 by an intermediate wall 22. Below the melting hearth 21 is the melting channel 24, the Bo denfläche 10 is designed sloping. Below the protruding hearth 23 a channel 25 is provided which is deeper than the melting channel 24, the inclined bottom surface 10 of which extends to the deepest point of the channel 25. 26 is the likes of a single-phase transformer.
In this embodiment, too, metal oxides and other heavy contaminants are guided by the flow in the melting channel 24 to the deepest point of the furnace and are deposited there as sump 19, while the holding hearth 23 remains free of electrodynamic flows, so that the molten metal can stand there quietly and remains free of oxides.
The oven of Fig. 3 can be provided in a similar manner as in the example first described with a ver closable pouring spout and an emptying opening, and a connec tion channel 26 in the partition 22 ge equips the complete emptying of both hearth spaces.