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Elektrisches Rührwerk an einem Ofen, insbesondere metallurgischen Ofen Die gebräuchlichen elektrischen Rührwicklungen für metallurgische Öfen mit flachen Spulen, die in Nuten in einem Eisenkörper eingebettet sind, der dem Ständereisen eines Asynchronmotors gleicht, sind mehr und mehr durch solche mit einer Wicklung ersetzt worden, bei der die einzelnen schrauben- linienförmig gewickelten Spulen auf ein im wesentlichen gerades Eisenjoch geschoben sind.
Ist der Ofenboden nicht eben, so ist der Abstand des magnetischen Teils von dem Ofenboden und der Schmelze aus rein geometrischen Gründen grösser, als dies mit Rücksicht auf die Leistungsfähigkeit des Lmrührers wünschenswert ist. Ausserdem vergrössert der für die Rührwicklung benötigte Raum den Abstand zwischen dem Umrührer und der Schmelze. Die Rührkraft wird erhöht, wenn der Abstand zwischen dem Eisenkern und der Schmelze verringert wird.
Die Erfindung bezieht sich auf Mittel, durch die der Wirkungsgrad von Rührwicklungen für Öfen, welche Wicklungen auf lamellierte Eisenjoche geschobene, mehrphasige, schraubenlinienförmig gewickelte Spulen sind, erhöht werden kann. Der tragende Gedanke der Erfindung ist, dass eine Anzahl Schienen hoher magnetischer Permeabilität stehend in einem Winkel, vorzugsweise im rechten Winkel, zu der Schichtebene des Joches und zu der Längsachse der Wicklung angeordnet sind. Hierbei ergeben sich verschiedene konstruktive Möglichkeiten, von denen einige als Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes nachstehend unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben werden.
Fig. 1 ist ein Schnitt durch den untern Teil des Ofens und die Rührwicklung. In der linken Hälfte der Figur ist eine Befestigungsart der genannten Schienen angedeutet, die von der auf der rechten Seite der Figur dargestellten abweicht. Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1. Fig. 3 ist ein Teilschnitt längs der Linie B -B in Fig. 2 und Fig. 4 ein Teilschnitt längs der Linie C-C in Fig. 2, in grösserem Massstab.
Die Fig. 5 und 6 stellen die Schienen gemäss den beiden Ausführungen in perspektivischer Ansicht dar. Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform in. Verbindung mit der Anordnung gemäss Fig. 2-6. Die gleichen Teile tragen dieselben Hinweisziffern.
Das Eisenjoch 1, das vertikal geschichtet ist und dessen untere Seite und Längsseiten an einer Dämpfervorrichtung 2 aus elektrisch leitendem, ummagnetischem Werkstoff für das nach unten gerichtete magnetische Feld anliegen, trägt die aus mehr- phasigen, schraubenlinienförmig gewickelten Spulen bestehende Rührwicklung 3.
Die obere Seite d'er Wicklung und die Enden des Joches sind mit einem polschuhartigen Blechpaket bedeckt, dessen obere Fläche sich möglichst an die Bodenfläche des Ofens anschmiegt und aus einer grossen Anzahl Schienen 4 hoher magnetischer Permeabilität besteht. Die Schienen sind mit Rücksicht auf den Streufluss durch ummagnetische Distanzstücke 5 mit gegenseitigem Abstand getrennt und gemäss der linken Seite der Fig. 1 durch isolierte Bolzen 6 zusammengehalten. (siehe auch Fig. 5). Die Schienen sind stehend und rechtwinklig zu der Schichtebene der Jochbleche und zu der Längsachse der Wicklung angeordnet.
Die Distanzstücke 5 kön-. nen aus feuerfestem Ziegelmaterial, oder es kann die Isolierung sehr zweckmässig auch dadurch hergestellt werden, dass feuerfestes Material in die Zwischenräume eingestrichen wird. 7 ist eine Schutzhaube aus feuerfestem Werkstoff.
Auf der rechten Seite der Fig. 1 und in den Fig. 2, 3, 4 und 6 ist eine Abwandlung gezeigt, wobei das polschuhartige Blechpaket in einfacher und
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zuverlässiger Weise am Umrührer befestigt ist und die Bolzen 6 entbehrt werden können. Jede Schiene 4 aus magnetischem Werkstoff von hoher Permeabi- lität ist so mit einer Schiene 8 zusammengeschweisst, dass beide Schienen ein L-Eisen bilden.
Die Schienen 4 besitzen direkt über den Schweissfugen Ausneh- mungen 9 von solcher Breite und Höhe, dass sie Halteschienen 10 aus urmagnetischem Werkstoff aufnehmen können, die wie üblich dazu dienen, die Spule 3 zu fixieren. In Fig. 5 sind diese Ausnehmun- gen 9 nach unten offen gezeigt. Die Schienen 4 werden durch Bolzen 6 (siehe Fig. 1, linke Hälfte) zusammengepresst. Die Zwischenräume zwischen jeder Schiene 4 und der nicht mit ihr verschweissten, benachbarten Schiene 8 sind mit Isoliermaterial 11 ausgefüllt. Auch die Schienen 8 sind gegen die Halteschienen 10 isoliert.
Diese werden gegen die Spulen durch das Eisenjoch durchdringende Bolzen 12 gepresst.
Beim Zusammenbau werden die Halteschienen 10 zuerst auf die Schienen 4 und 8 geschoben, worauf diese in gewünschtem Abstand angeordnet werden, wobei die Isolierung 11 eingelegt wird. Hierauf werden die durch den Eisenkern 1 gehenden Bolzen 12 in die Halteschienen 10 eingesetzt und festgeschraubt. Hierbei werden sowohl die Spulen untereinander wie auch die Schienen 4 und 8 auf dem Umrührer fixiert. Schliesslich werden die Zwischenräume zwischen den Schienen 4 mit isolierendem, feuerfestem Werkstoff gefüllt, der die Distanzstücke 5 bildet.
Eine weitere Ausführung gemäss der Erfindung ist in Fig. 7 und 8 dargestellt in Verbindung mit der in den Fig. 2-4 und 6 gezeigten Ausführung. Fig. 7 ist ein Querschnitt durch den Umrührer und Fig. 8 ein Schnitt längs der Linie D-D durch das polschuhartige Blechpaket und den obern Teil der Wicklung in grösserem Massstab. In diesen Wicklungsteilen sind an verschiedenen Stellen Schienen 13 aus einem Werkstoff mit hoher magnetischer Permeabilität eingelegt.
Dies kann zweckmässigerweise so geschehen, dass der Spulenleiter an verschiedenen Stellen in zwei Teile 14 aufgeteilt ist, denen vorzugsweise U-förmiger Querschnitt solcher Form gegeben wird, dass die zusammengesetzten Teile die Schienen 13 umschliessen, deren Länge L ungefähr gleich der Breite B des Eisenjochs ist. Die Teile 14 werden zusammengeschweisst oder gelötet, so dass die Schienen 13 frei in Röhren zu liegen kommen.
Da die eingelegten Schienen 13 keine mechanische Verbindung mit den beiden Teilleitern 14 haben, können durch ungleiche Wärmeausdehnungskoeffizien- ten der Schienen und Spulenleiter bedingte Zug- oder Druckspannungen in diesen Teilen nicht auftreten. Die Schienen 13 werden zweckmässigerweise unter den Schienen 4 angeordnet, in dem Beispiel nach Fig. 8 unter jeder zweiten Schiene 4, da der Platz unter den dazwischenliegenden Schienen 4 von einem Kühlkanal 15 in einer Windung eingenommen wird.
Es ist denkbar, die Schienen 13 ohne Schienen 4 und 8 anzuwenden, obwohl sie in Kombination mit letzteren wirksamer sind.
Die obern Flächen der Schienen 4 werden zweckmässigerweise mit Füllmaterial 5 bedeckt, so dass die Schienen gegen Wärmestrahlung vom Ofen geschützt sind.
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Electric stirrer on a furnace, especially metallurgical furnace The usual electric stirring windings for metallurgical furnaces with flat coils that are embedded in grooves in an iron body, which resembles the stator iron of an asynchronous motor, have been replaced more and more by those with a winding, in which the individual helically wound coils are pushed onto an essentially straight iron yoke.
If the furnace floor is not flat, the distance between the magnetic part and the furnace floor and the melt is greater, for purely geometric reasons, than is desirable with regard to the performance of the oil stirrer. In addition, the space required for the agitator winding increases the distance between the agitator and the melt. The stirring force is increased when the distance between the iron core and the melt is reduced.
The invention relates to means by which the efficiency of stirring windings for furnaces, which windings are multi-phase helically wound coils pushed onto laminated iron yokes, can be increased. The main idea of the invention is that a number of rails of high magnetic permeability are arranged standing at an angle, preferably at right angles, to the layer plane of the yoke and to the longitudinal axis of the winding. This results in various design options, some of which are described below as exemplary embodiments of the subject matter of the invention with reference to the drawing.
Fig. 1 is a section through the lower part of the oven and the stirring coil. In the left half of the figure, a type of fastening of the rails mentioned is indicated, which differs from that shown on the right side of the figure. Fig. 2 is a section along the line A-A in Fig. 1. Fig. 3 is a partial section along the line B-B in Fig. 2 and Fig. 4 is a partial section along the line C-C in Fig. 2, on a larger scale.
5 and 6 show the rails according to the two embodiments in perspective view. FIGS. 7 and 8 show a further embodiment in connection with the arrangement according to FIGS. 2-6. The same parts have the same reference numbers.
The iron yoke 1, which is layered vertically and whose lower side and longitudinal sides are in contact with a damper device 2 made of electrically conductive, non-magnetic material for the downwardly directed magnetic field, carries the stirring winding 3 consisting of multi-phase, helically wound coils.
The upper side of the winding and the ends of the yoke are covered with a pole shoe-like laminated core, the upper surface of which hugs the bottom surface of the furnace as closely as possible and consists of a large number of rails 4 of high magnetic permeability. In view of the leakage flux, the rails are separated by non-magnetic spacers 5 with a mutual spacing and, according to the left-hand side of FIG. 1, held together by insulated bolts 6. (see also Fig. 5). The rails are upright and arranged at right angles to the layer plane of the yoke plates and to the longitudinal axis of the winding.
The spacers 5 can. nen made of refractory brick material, or the insulation can also be very expediently produced by painting refractory material in the spaces. 7 is a protective hood made of refractory material.
On the right-hand side of FIG. 1 and in FIGS. 2, 3, 4 and 6, a modification is shown, the pole piece-like laminated core in simple and
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is reliably attached to the agitator and the bolts 6 can be dispensed with. Each rail 4 made of magnetic material of high permeability is welded together with a rail 8 in such a way that both rails form an L-bar.
The rails 4 have recesses 9 directly above the welding joints of such a width and height that they can accommodate holding rails 10 made of a primordial magnetic material which, as usual, serve to fix the coil 3. In FIG. 5, these recesses 9 are shown open at the bottom. The rails 4 are pressed together by bolts 6 (see Fig. 1, left half). The spaces between each rail 4 and the adjacent rail 8 not welded to it are filled with insulating material 11. The rails 8 are also insulated from the holding rails 10.
These are pressed against the coils by bolts 12 penetrating the iron yoke.
During assembly, the holding rails 10 are first pushed onto the rails 4 and 8, whereupon they are arranged at the desired spacing, the insulation 11 being inserted. The bolts 12 passing through the iron core 1 are then inserted into the holding rails 10 and screwed tight. Both the coils and the rails 4 and 8 are fixed to the agitator. Finally, the spaces between the rails 4 are filled with insulating, refractory material, which forms the spacers 5.
Another embodiment according to the invention is shown in FIGS. 7 and 8 in connection with the embodiment shown in FIGS. 2-4 and 6. FIG. 7 is a cross section through the agitator and FIG. 8 is a section along the line D-D through the pole shoe-like laminated core and the upper part of the winding on a larger scale. In these winding parts, rails 13 made of a material with high magnetic permeability are inserted at various points.
This can conveniently be done in such a way that the coil conductor is divided into two parts 14 at different points, which are preferably given a U-shaped cross section such that the assembled parts enclose the rails 13, the length L of which is approximately equal to the width B of the iron yoke . The parts 14 are welded or soldered together so that the rails 13 come to lie freely in tubes.
Since the inserted rails 13 have no mechanical connection with the two sub-conductors 14, tensile or compressive stresses caused by unequal thermal expansion coefficients of the rails and coil conductors cannot occur in these parts. The rails 13 are expediently arranged under the rails 4, in the example according to FIG. 8 under every second rail 4, since the space under the rails 4 in between is taken up by a cooling channel 15 in a turn.
It is conceivable to use the rails 13 without rails 4 and 8, although they are more effective in combination with the latter.
The upper surfaces of the rails 4 are expediently covered with filler material 5, so that the rails are protected against thermal radiation from the furnace.