Kippbarer Ofen und Verfahren zu seinem Betrieb Die vorliegende Erfindung betrifft einen kippbaren Ofen, insbesondere Induktionsschmelzofen, mit Betäti gungsvorrichtung für mindestens einen vom Ofen abheb- baren Deckel, sowie ein Verfahren zum Betrieb des Ofens.
Aus Sicherheitsgründen und zur Verringerung der Wärmeverluste sind die meisten Induktionsschmelzöfen mit einem abnehmbaren wärmedämmenden Deckel ver sehen.
Es sind verschiedene Ausführungsformen von Ofen deckeln sowie mannigfaltige Vorrichtungen zur Betäti gung derselben bekannt, welche jedoch z. B. folgende Nachteile aufweisen: Ein bekannter, von Hand waagrecht verfahrbarer Ofendeckel schliesst nicht unbedingt ganz dicht und weist ein umfangreiches Betätigungsgestänge auf, wel ches mit dem Ofen kippt, was sich auf das Giesspfannen- gehänge oder Kranseil störend auswirken kann. Zudem bilden die Laufschienen auf der Ofenbühne eine grosse Unfallgefahr für das Bedienungspersonal.
Ein anderer bekannter schwerer Ofendeckel kann nur mit Hilfe eines Krans abgehoben werden, was im Ofenbetrieb mühsam und kompliziert ist.
Ein weiterer bekannter hydraulisch zu betätigender Klappdeckel strahlt in offener Stellung das Bedienungs personal unannehmbar stark an und lässt das Beschik- ken des Ofens, z. B. mittels Gabelstaplern, von der Rückseite her nicht zu.
Ein ebenfalls hydraulisch zu betätigender Schwenk deckel umgeht zwar die vorstehend erwähnten Nach teile, ist jedoch teuer in seiner Herstellung.
Selbstverständlich kann der Deckel mit einem eigens dafür vorgesehenen Elektromotor, mit einer hydrauli schen oder pneumatischen Anlage betätigt werden. Diese Lösung kommt jedoch sehr teuer zu stehen und addiert sich als ein zweites System zur hydraulischen Ofenkipp vorrichtung, was die Bedienung und Wartung der An lage komplizierter macht.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines Ofens, insbesondere Induktionsschmelzofens, mit Betätigungsvorrichtung für den Deckel unter Umgehung der vorstehend erwähnten Nachteile. Dabei soll die Be tätigungsvorrichtung selbst bei grossen Öfen und somit bei schweren Ofendeckeln mühelos und einwandfrei funktionieren, ohne dass störende Gestänge oder Fahr schienen auf dem kippbaren Ofen und/oder der Giesse- reibühne, noch besondere Hydraulikzylinder nebst Steuerventilen, Ölleitungen oder Schläuchen nötig sind.
Zudem wird an eine einfach zu betätigende Vorrichtung noch die Anforderung gestellt, dass sie unabhängig vom vorhandenen System sein muss, d. h. anwendbar sowohl für einen hydraulisch als auch für einen mechanisch zu kippenden Schmelzofen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass Mittel vor gesehen sind, um bei angekipptem Ofen den mitgeführ ten Deckel abzustützen, derart, dass beim und nach dem Zurückkippen des Ofens der Deckel in seiner angekipp- ten Lage verbleibt.
Das Verfahren zum Betrieb des Ofens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Abheben und Aufsetzen des Deckels unter Ausnutzung des Ofengewichtes erfolgt.
Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise an hand von Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen kippbaren Induktionsofen in Seitenan sicht, Fig. 2 einen Grundriss des Ofens gemäss Fig.1. Fig. 3 die einfache Betätigung des Ofendeckels, sche matisch in einer Ebene dargestellt, Fig. 4 einen Ausschnitt zur Veranschaulichung des seitlichen Schwenkbereiches des Deckels gemäss Fig. 3 von oben, Fig.5 einen Schnitt gemäss der Linie A-A von Fig. 3,
Fig. 6 eine Ansicht eines Details in Blickrichtung x gemäss Fig. 4.
Fig. 1 und 2 zeigen einen kippbaren, als Induktions ofen 1 ausgebildeten Behälter mit zwei Kipplagern 2, wovon in Fig. 1 nur eines sichtbar ist. Der Induktions ofen 1 weist eine Giessschnauze 3 und einen grossen Deckel 5 auf, in dessen Zentrum noch ein kleiner Deckel 6 angebracht ist. Auf der rechten Seite schliesst an den Induktionsofen 1 die Giessereibühne 7 an, während sich auf dessen linker Seite ein Hüttenflur 8 erstreckt, auf welchem eine mit einem Kranseil 29 verbundene Ab- giesspfanne 9 steht.
Zum Kippen des Induktionsofens 1 sind Kippzylinder 4 vorgesehen. Der grosse Ofendeckel 5 ist über Gelenke 17 mit Tragarmen 11 verbunden, welche in einem oberen Gelenk 12 gelagert sind. Unter einer Einstellschraube 16 befindet sich ein Druckbolzen 15. In Fig. 2 ist weiter eine der Stützung des Deckels 5 dienende Anordnung mit einem Riegel 20, einem Hand hebel 21 und einer Hebelsicherung 24 dargestellt.
Fig. 3 zeigt einen vergrösserten schematischen Auf bau der Abhebevorrichtung für den Deckel 5. Ausser den bereits im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 er wähnten Bestandteilen sind hier im weiteren noch ein über ein unteres Gelenk 13 mit dem Induktionsofen 1 verbundener Hebelarm 10, welcher der Kraftübertragung auf den Druckbolzen 15 dient, ferner eine Lagerung 14, welche dem Druckbolzen 15 zugleich als Führung dient, sowie Spannstifte 26 ersichtlich. Der Riegel 20 ist mit einer Sicherung 22 und der Handhebel 21 mit einem selbsttätigen Rückzugsorgan 23, z. B. einer Feder, verse hen.
An den Tragarmen 11 ist ferner eine Zunge 18, ein Querstück 27 und ein Mitnehmer 28 angebracht. In Fig. 4 ist eine weitere Sicherung 19, welche als Anschlag mit Rast beim Ausschwenken des Deckels 5 dient, sowie ein Endanschlag 25 zur Bewegungsbegrenzung beim Zu rückschwenken des Deckels 5 dargestellt.
Zur besseren übersicht ist in den Figuren auf die Darstellung von Ofenteilen, welche mit dem Abheben des Deckels nicht direkt zusammenhängen, verzichtet worden.
Im folgenden wird das Verfahren zum Betrieb des Behälters näher erläutert: Zum Ausgiessen des flüssigen Metalls wird der Induktionssehmelzofen 1 in den Lagern 2 um einen bestimmten Winkel a, beispielsweise 100 (Fig. 1), gekippt. Das flüssige Metall beginnt auszuflies- sen, sobald dessen Spiegel die Giessschnauze 3 erreicht, d. h. bei einem Kippwinkel ss von z. B. ca. 20 . Der Kippvorgang erfolgt hydraulisch vermittels der beiden Kippzylinder 4.
Diese sind einfach wirkend, da sich der Ofen 1 durch sein Eigengewicht immer in die Ausgangs stellung zurücksenkt, sobald im nicht dargestellten Steuerorgan das Druckmedium umgeschaltet wird. Es kann aber auch eine andere Kippvorrichtung, z. B. ein Zugseil oder eine Kette, ein lotrecht angeordneter Kreuz kopf, ein Zahnsegment mit Gegenritzel usw., beispiels weise mittels eines Elektromotors angetrieben, vorhan den sein. Die meisten hydraulischen kippbaren Induk tionsöfen besitzen eine Notpumpe mit Benzinmotoran trieb oder mit Handantrieb, um bei Stromausfall einen Kippvorgang bewerkstelligen zu können, falls nicht eine eigene Energieversorgung vorhanden ist.
Für das Ausgiessen des flüssigen Metalls braucht der Deckel 5 nicht abgehoben zu werden, da zwischen dem Bett der Giessschnauze 3 und dem aufliegenden Deckel 5 eine genügend grosse Öffnung vorgesehen ist.
Der Kippvorgang, welcher mittels der beiden Kipp- zylinder 4 bewerkstelligt wird, kann jedoch ausgenützt werden, um den Deckel 5 zu heben oder zu senken. Soll der Deckel 5 gehoben werden, so wird zuerst der Induk tionsofen 1 um einen gewissen Betrag, welcher einem Winkel ;. von etwa 10 entspricht (strichpunktiert in Fig. 1), gekippt, worauf der Riegel 20 mit Hilfe des He bels 21 nach links geschoben wird. Nun senkt man den Induktionsofen 1 wieder in seine Ursprungslage zurück.
Dabei kommt der Hebelarm 10 zum Aufliegen auf den nach links vorgeschobenen Riegel 20 (Fig. 3), wodurch, bedingt durch das Ofengewicht, der Druckbolzen 15 im Lager 14 um einen entsprechenden Weg nach oben ge schoben wird und über die Tragarme 11 und die Ein stellschraube 16 den grossen Ofendeckel 5 vom Ofen tiegel abhebt. Dabei dient das Gelenk 12 als fixe Dreh achse. Der angehobene Deckel 5 wird hierauf von Hand bis zum Anschlag und der Sicherung 19 zur Seite ge schwenkt (Fig. 4). Nun liegt die Öffnung des Tiegels frei.
Zum Schliessen des Ofentiegels wird der grosse Dek- kel 5 von Hand wieder in seine Ursprungslage bis zum Endanschlag 25 zurückgeschwenkt (Fig. 4) und der In duktionsofen 1 wieder um den erwähnten Kippwinkel y angehoben. Dabei hebt sich die Stützlast vom Riegel 20 ab.
Der Ofendeckel 5 nebst Zubehör senkt sich unter seinem Eigengewicht wieder auf den Ofentiegel und mit Hilfe des selbsttätigen Rückzugs 23 geht der Riegel 20 in seine Ruhelage zurück. Schliesslich kann der Bedie nungsmann den angehobenen Induktionsofen 1 wieder in seine Normallage zurückschwenken.
Die Sicherung 22 am Riegel 20 macht es unmöglich, den Handhebel 21 unter Last umzulegen (Unfallschutz). Soll der Induktionsofen 1 mit offenem Deckel 5 gekippt werden, u. a. zum Reinigen des Tiegels, so dient die Zunge 18 nebst der Sicherung 19 als Abstützung des ausgeschwenkten Deckels 5 beim Kippen des Induk tionsofens 1. Somit kann der Ofendeckel 5 auch in der 90 -Ofenkippstellung nicht zurückschwenken.
Das Gelenk 12 dient als Lagerung für die geringe Kreisbewegung des Deckeltragarmes 11 beim Heben und Senken des Deckels 5. Die beiden Gelenke 17 sollen eine geringe Pendelbewegung des grossen Ofendeckels 5 zu lassen, da die Oberkante des Ofentiegels nie ganz eben bleibt. Damit wird ein freies Aufsetzen des Deckels 5 auf den Ofen 1 sichergestellt.
Um eine Einmannbedienung zu ermöglichen, ist fer ner eine Hebelsicherung 24 (beispielsweise eine Klappe) vorgesehen, die nach der Bewegung des Handhebels 21 umgelegt wird. Damit wird der Schlitz gesperrt und der Riegel 20 in seiner Lage gesichert. Diese Hebelsicherung 24 muss angehoben werden, wenn der selbsttätige Rück zug 23 in Funktion treten soll.
Die Einstellschraube 16 dient dazu, ein im Ofenbe trieb unumgängliches Spiel in den Bewegungsteilen auf ein Minimum zu begrenzen und das Spiel jederzeit nach stellen zu können.
Es ist ferner möglich, mit einem aufgesetzten Hand rad (nicht dargestellt) über die Einstellschraube 16 den grossen Deckel 5 hochzuschrauben. Diese Möglichkeit soll aber lediglich als Notlösung dienen, wenn z. B. die Hydraulik ausgefallen ist.
Für den Riegel 20 kann im weiteren eine Betätigung durch einen Elektromagneten oder ein Druckmedium, z. B. Druckluft, die in jeder Giesserei vorhanden ist, vor gesehen werden. Dadurch wird aber die Apparatur kom plizierter und im Betrieb ausfallanfälliger.
Der Mitnehmer 28 hilft mit, die Schwenkbewegung auf die Lagerung 14 zu übertragen. Das Querstück 27 begrenzt den Öffnungsweg des Deckels 5 und verhindert somit ein unbeabsichtigtes zu weites Abheben oder gar Umklappen des Deckels 5 (Fig. 3). In Fig. 6 ist eine An sicht des an der Ausschwenksicherung 19 für den Dek- kel 5 angebrachten Anschlages dargestellt.
Darüber ist die Zunge 18 in abgeschwenktem, eingerastetem Zustand ersichtlich, der automatisch eintritt, und zwar bevor der Induktionsofen 1 mit geöffnetem Deckel 5 in eine Kipp- stellung (z. B. 90 ) gefahren werden kann.
Beim vorliegenden Behälter ist es ferner möglich, das Ausmass der Abhebebewegung des Deckels 5 ausser mittels der Einstellschraube 16 einzustellen, indem bei spielsweise der Riegel 20 in der Höhe regulierbar ausge führt sein kann. Die maximale Abhebehöhe ist dagegen durch die Lage des Querstückes 27 bestimmt.
Ausser dem Seitwärtsschwenken des Deckels 5 nach erfolgtem Abheben von Hand kann dieses auch über ein Kraftgetriebe mechanisch oder zwangsläufig über eine schiefe Ebene (Fig. 2) erfolgen.
Die neuerungsgemässe Betätigungsvorrichtung für Ofendeckel ist einfach und billig in der Herstellung und Bedienung, bietet eine Möglichkeit zur Notbedienung und weist gegenüber rein nur von Hand heb- und senk baren Deckeln bezüglich Unfallschutz grosse Vorteile auf. Wie in Fig. 2 oder 3 ersichtlich, ist der Handhebel 21 nicht am kippbaren Ofen 1 angeordnet, so dass da durch auch das Kranseil 29 nicht angefahren werden kann. Der Hebel 21 kann neben einem sogenannten Steuerständer, welcher der Aufnahme des Steuerorganes dient, untergebracht und geschützt werden, so dass er durch sein Vorstehen kaum eine Störung hervorrufen kann.
Als weiterer Vorteil ist zu erwähnen, dass die neue Vorrichtung jederzeit benutzbar ist, da sie von einem Hallenkran unabhängig ist.
Für das Beschicken des Ofens, z. B. mit paketierten Blechabfällen oder kleinstückigem Schrott mittels Ma gnetkran sowie zum Abschlacken kann der grosse Dek- kel 5 mittels der vorliegenden Vorrichtung auf einfache Weise jederzeit und mühelos betätigt werden, während für die Zugabe von Zuschlägen usw. der kleine Deckel 6 benutzt werden kann.
Die vorliegende Vorrichtung benötigt keine platz raubenden und teilweise die Unfallgefahr erhöhenden Einrichtungen, wie separate Hydraulikzylinder, Schwenkvorrichtungen, Steuerorgane und Hydrauliklei- tungen. Dies wirkt sich im Schmelzofenbetrieb sehr vor teilhaft aus.