DD139450A1 - Verfahren und vorrichtung zum vorbereiten feucht zugestellter reserveinduktoren fuer das schnellwechseln - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorbereiten zugestellter Reserveinduktoren fuer das Schnellwechseln bei Niederfrequenz-Induktionsrinnenoefen, die dem Erschmelzen oder Warmhalten von Metallen bei hohen Temperaturen dienen. Durch die Erfindung wird eine Erhoehung der effektiven Betriebszeit von Niederfrequenz-Induktionsrinnenoefen bewirkt. Nach dem Trocknen der Stampfmasse und dem Ausbrennen der Holzschablone wird der Reserveinduktor in horizontaler Lage durch Gas- oder Oelbrenner bis zur Sintertemperatur der Stampfmasse bei gleichzeitiger Kuehlung der Spulen aufgeheizt, nach dem Ende der Sinterung die Temperatur auf die spaetere Betriebstemperatur herabgesetzt, der Flansch mit mehreren Lagen eines Papiers aus hochtemperaturfesten, keramischen Fasern beschichtet, der Reserveinduktor bei Betriebstemperatur an den Ofen geflanscht und der Ofen sofort wieder in Betrieb genommen. Die Vorrichtung besteht aus Induktortraeger 14 fuer den Induktor 1 und einem Support 5, wobei der Support 5 eine Brennertraverse 6, welche in drei Richtungen verfahrbar ist, traegt, die der Aufnahme von einem oder zwei Brennern 11 dient. Fig. 1

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren und Vorrichtung zum vorbereiten feucht zugestellter Reserveinduktoren für das Schnellwechseln

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung "betrifft ein verfahren zum vorbereiten von mit feuchter stampfmasse zugestellten Reserveinduktoren für das Schnellwechseln bei Niederfrequenz-Induktionsrinnenofen, die dem Erschmelzen, Überhitzen oder Warmhalten von Metallen mit Schmelzpunkten > 800 ⁰C dienen, sowie eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens.

Charakteristik der bekannten technischen !lösungen.

Es ist bekannt, Reserveinduktoren um geschlossene Rinnenschablonen, beispielsweise aus Stahlguß, auszufüttern und die solcherart zugestellten Induktoren luftzutrocknen. Muß nun ein induktor mit verbrauchter Ausfütterung gegen einen Reserveinduktor ausgewechselt werden, wird der Niederfrequenz-Induktionsrinnenofen um einen solchen Teil seiner Metallschmelze leergefahren, als es notwendig ist, die am ofen verbleibenden Induktoreinheiten in Betrieb zu halten. Danach flanscht man den defekten induktor ab, und nach Aufbringen spezieller Fugenmassen zwischen Wannen- und

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Induktorfutter, welche im Verein mit einer gerichteten und konzentrierten Kühlung ein zusammensintern von Wannen- und Induktorfutter verhindern sollen, wird der Reserveinduktor angeflanscht, nun folgt das Trocknen und zusammenbacken der Ausfütterung durch die induktive Erwärmung der Rinnenschatilone. Die Rinnenschablone schmilzt dann ab, wenn sie beim sintern der Ausfütterung mit der im ofen befindlichen schmelze in Berührung kommt. Das sintern der Ausfütterung erfolgt durch Wärmeübergang aus der in der schmelzrinne umlaufenden Metallschmelze. Dabei wird mit einer allmählich ansteigend en_x leistung gearbeitet (Olausson, B· 'Schnellwechsel-Induktoren für Rinnenöfen», ASEA-Zeitschrift, västeräs, SE, JJ (1968)5 S. 110 - 115). Der freie Querschnitt der Stoßfuge zwischen dem putter der Ofenwanne und dem Induktorfutter besteht aus einer Schicht eines Materials höherer Sintertemperatur als das Futtermaterial, z. B· Chromspinell (DE-AS 1 440 270). Das beschriebene verfahren weist folgende Nachteile auf:

- Der Niederfrequenz-Induktionsrinnenofen steht für die gesamte Zeit der Sinterung bis zum Erreichen der erforderlichen Betriebstemperatur für die produktion nicht zur verfugung.

- Die Aufheizung gewährleistet keine exakte Temperaturführung und Kontrolle in den Rinnenkanälen.

- Beschädigungen wie Rißbildungen können nicht erkannt werden.

- Die Erreichung der wünschenswerten Sintertemperaturen ist nicht gesichert. Bei der Sinterung von Induktoren, welche eine eingebaute Massiv-Metallschablone besitzen, lassen sich prinzipiell nur Sintertemperaturen erreichen, welche der Schmelzentemperatur plus einer gewissen tjberhitzungstemperatur entsprechen. Diese Temperaturen liegen unterhalb der notwendigen Sintertemperaturen.

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Die Gestaltung der Stoßfuge zwischen Ofenwanne und Induktoren ist technisch und ökonomisch aufwendig.

Ziel der

Das ziel der Erfindung "besteht in einer Erhöhung der effektiven Betriebszeit von jjiederfrequenz-lnduktionsrinnenöfen. ·

Darlegung de3 Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verfahren und eine Vorrichtung zum Torbereiten feucht zugestellter Reserveinduktoren für das schnellwechseln an niederfrequenz-lnduktionsrinnenöfen, die dem Erschmelzen, überhitzen oder Warmhalten von Metallen mit Schmelzpunkten > 800 ⁰C dienen, zu schaffen, welche das Zeitintervall zwischen Abschaltung der Leistung am verschlissenen Induktor und der Inbetriebnahme des neu angeflanschten Reserveinduktors verkürzen, eine dichte und leicht trennbare Stoßfuge zwischen Ofenwannen- und Induktorfutter gewährleisten und durch eine zweckentsprechende Sinterung des Induktorfutters zu einer Erhöhung der Betriebsdauer der Induktoren führen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach der Zustellung des Induktors, der schonenden Lufttrocknung desselben und des anschließenden Ausbrennens der Holzschablone für die Rinnenformgebung durch den Widerstandsheizleiter der jeweilige Induktor bei horizontaler Lage der Rinnenkanäle durch Gas- oder ölbrenner bis zur Sintertemperatur der Stampfmasse aufgeheizt wird. Dabei werden die Spulen mit Luft oder Wasser bzw. mit beiden Medien gekühlt. Diese Kühlung wird stufenlos geregelt anhand der Abgasteinperaturen im Mittelkanal und der Stampfmassentemperaturen in der Nähe der SpuTenräume. Das Aufheizen und sintern erfolgt bei schwach redusierender oder neutraler Atmosphäre} die

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Brenner werden 90 bis 110 mm vor den öffnungen der Rinnenkanäle im Induktorflansch gezündet, dabei wird anfänglich mit weicher Flamme gearbeitet. Ca. 15 bis 25 Minuten nach dem Zünden werden die Brenner bis auf 50 mm an den Induktor flansch herangefahren. Nach Beendigung des Sinterprozesses wird die Temperatur des Induktors auf die spätere Betriebstemperatur abgesenkt und auf dieser Höhe bis zum Auswechseln des Induktors gehalten. Vor dem AuswechselVorgang erhält der plansch des vorbereiteten Reserveinduktora eine Schicht aus mehreren Lagen eines Papiers aus hochtemperaturfesten, keramischen Fasern, wobei die Gesamtdicke der Papierlagen in gepreßtem zustand zwischen 1,5 und 3 mm liegt und die Papierlagen durch eine Kupferdrahtbespannung gehalten werden. Hun erfolgt das Anflanschen des auf Betriebstemperatur befindlichen Reserveinduktors an den Ofen, der unmittelbar darauf mit den erforderlichen Leistungsstufen in Betrieb genommen werden kann. Der Ausübung dieses Verfahrens dient eine Vorrichtung, bestehend aus einem Grundrahmen und einem auf diesem befestigten induktorträger, auf dessen Lagerplatte ein Induktor mit horizontaler Lage der Rinnenkanäle gelagert und befestigt ist. Auf der anderen Seite des Grundrahmens angebracht, befindet sich ein Support, der in Richtung auf den Induktorträger verfahrbar ist. Der auf dem induktorträger gelagerte und befestigte Reserveinduktor zeigt dabei mit seinem Flansch in Richtung des Supports. Dabei liegt der untere Teil des Induktorflansches am Induktorträger an. Am support ist eine Seiten- und höhenverstellbare Brennertraverse angebracht, die der Aufnahme von ein oder zwei Gas- oder ölbrennern sowie deren energetischen Versorgungsleitungen dient. Unmittelbar vor den Brennersteinen der Brenner befindet sich, mit Haltevorrichtungen an der Brennertraverse montiert, eine platte, die an ihror dem Induktorflansch zugewandten Seite eine Wärmeiso-

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lationsplatte trägt, Form und Größe der platte entsprechen der Form und Größe des Induktorflansches. Bei Doppelinduktoren ist je ein Brenner gegenüber den öffnungen der äußeren Rinnenkanäle angeordnet. Die Brenngase treten durch den Mittelkanal aus. Diese Art der Brenneranordnung ist insbesondere für omegaförmige Induktoren verwendbar. Einzelrinneninduktoren werden so aufgeheizt und gesintert, daß ein Brenner gegenüber einer öffnung des Rinnenkanals angeordnet ist, während durch die zweite öffnung die Brenngase ausströmen. Die Austrittsöffnungen der Brennersteine weisen eine Form auf, die der Querschnittsform des Rinnenkanals angepaßt ist. i

Dadurch ist die Möglichkeit gegeben,· die Brennerflammen genau auf die Querschnittsfläche der öffnungen der Rinnenkanäle auszurichten.

Ausführungsbeispiel·

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, in der zugehörigen Zeichnung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im Längsschnitt dargestellt.

Beispiel 1:

Ein Reserveinduktor mit omegaförmiger Gestaltung der Rinnenkanäle wurde unter Verwendung einer speziell präparierten Holzschablone feucht zugestellt. Als Stampfmasse fand eine Masse mit einem Alp^^G-ehalt > 73. Masse ^c/o, einem SiC-Gehalt von ca. 15 Masse-$> Verwendung, die bei einer porösität von ca. 24 ^ bei mindestens 1700 ⁰C hitzebeständig ist und bei 1550 ⁰C sintert. Der solcherart augestellte Reserveinduktor wurde nun unter üblichen Bedingungen schonend getrocknet und nach der Entfernung der Restfeuchte die Holzschablone mittels eines in ihr befindlichen Widerstandsheizleiters ausgebrannt.

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Danach wurde der Reserveinduktor so auf der Aufheizvorrichtung befestigt, daß seine Rinnenkanäle horizontal lagen und durch Gasbrenner die Stampfmasse bis zur Sintertemperatur aufgeheizt, Datei erfolgte das zünden der Brenner mit weicher plamme 100 mm vor den öffnungen der Rinnenkanäle am induktor flansch; nach 20 Minuten wurden die beiden*Brenner langsam bis auf 50 mm an den Induktorflansch herangefahren, so daß die Brennerflammen genau im Zentrum der öffnungen der beiden äußeren Äste des Rinnenkanals standen. Die Brenngase vereinigten sich im gemeinsamen Berührungspunkt der Äste des Rinnenkanals und traten durch den Mittelkanal aus. Gearbeitet wurde dabei mit schwach reduzierend!eingestellten plaramen. Entsprechend der für die Stampfmasse geltenden Zeit-Temperatur-Sollkurve wurde die Temperatur bis zu der Sintertemperatur von 1550 ⁰C hochgefahren und bis zum Abschluß des Sinterprozesses gehalten. Der gesamte AufheiζVorgang wurde thermisch kontrolliert durch Messung der Temperaturen in den Rinnenkanälen, insbesondere der Abgastemperaturen im Mittelkanal, und in der Stampfmasse in der Nähe der Isolationswandungen der Spulen. Tor Erreichen des der Isolationsklasse der Spulen zugeordneten maximalen Temperaturwertes wurde die Kühlung zugeschaltet und stufenlos anhand der Temperaturmeßwerte eingeregelt. Dabei erfolgte die Kühlung durch eine geregelte Kühlluftzufuhr. Nach Beendigung des sintervor- -.. ganges wurde durch eine entsprechende Regelung der Brenner die Temperatur des Reserveinduktors langsam auf die künftige Betriebstemperatur herabgesenkt und diese Temperatur bis zum Zeitpunkt des Induktorwechsels gehalten. In einem weiteren Verfahrensschritt wurde auf den Induktorflansch eine Schicht aus mehreren lagen eines Papiers aus hochtemperaturfesten, keramischen pasern aufgebracht, die in gepreßtem Zustand eine Dicke von 2,5 mm aufwies und durch eine Kupferdrahtbespannung gehalten wurde«

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Der Niederfrequenz-Induktionsrinnenofen wurde nun teilweise leergefahren und um 19° entgegengesetzt der Richtung gedreht, auf der sich der abzubauende, defekte induktor befand. Dadurch konnte der verbleibende Induktor weiter arbeiten· Dann erfolgte die Demontage des defekten Induktors und im Anschluß daran die präparation der Dichtungsfläche des Ofenflansches durch planschleifen mit diamantbestückten Werkzeugen unter gleichzeitiger Ausbesserung der defekten stellen· An der Aufheizvorrichtung wurden zu diesem Zeitpunkt die Brenner ausgeschaltet bei Aufrechterhaltung der Kühlung, der Reserveinduktor an ein Spezialgehänge angeschlagen, zum ofen transportiert und mittels schraubverbindungen mit diesem verbunden, sodann flüssiges Metall in den ofen nachgefüllt und der Ofen langsam in Arbeitsposition zurückgefahren. Der Induktorwechsel war mit dem zuschalten des Kühlwassers abgeschlossen, stufenweise wurde nun die elektrische Anpassung vorgenommen, die mit dem zuschalten der gesamten Induktorleistung abgeschlossen war.

Beispiel 2 (s. Zeichnung):

Ein induktorträger 14 ist fest mit einem Grundrahmen 3 verbunden, wobei eine Lagerplatte 2, an der Oberseite des induktorträgers 14 befestigt, der Lagerung und Befestigung eines Induktors 1 dient. Der induktor 1 befindet sich dabei mit seinen Rinnenkanälen 8 in einer horizontalen Lage, der untere Teil des Induktorflansches 13 liegt am Induktorträger 14 an„ Gegenüber dem induktorträger 14 ist ein in Richtung zum Induktorträger 14 verfahrbarer Support 5 auf dem Grundrahmen 3 angebracht. Auf dem.support 5 befindet sich eine Seiten- und höhenverstellbare Brennertraverse 6, die mit zwei Gas- oder ölbrennern 11 und deren energetischen versorgungsleitungen ? bestückt ist. unmittelbar vor den Brennersteinen 12 ist an Haltevorrichtungen 14 eine

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Platte 10 montiert, zur Vermeidung von Wärmeverlusten während der Aufheizung und Sinterung des Induktors 1 trägt die Platte 10 an ihrer dem induktorflansch 13 zugewandten Seite eine Wärmeisolationsplatte 9. Form und Größe der platte 10 und der Wärmeisolationsplatte entsprechen ungefähr dem induktorflansch 13· Der Austrittsquerschnitt der Brennersteine·12 ist der Querschnittsform der Rinnenkanäle 8 angepaßt. Bei Verwendung von Doppelinduktoren wird je ein Brenner 11 gegenüber den öffnungen der äußeren Rinnenkanäle 8 angeordnet, wobei die Brenngase über den Mittelkanal entweichen; bei Einzelrinnen-induktoren ist ein Brenner gegenüber einer Öffnung des Rinnenkanals 8 angeordnet, die Brenngase treten hier über die andere öffnung aus.

Das erfindungsgemäße verfahren gestattet in Verbindung mit der erfindungsgemäßen vorrichtung kürzeste Wechselzeiten für Induktoren an Hiederfrequenz-Induktionsrinnenöfen, gewährleistet eine dichte und leicht trennbare Stoßfuge zwischen ofenwanne und Induktorfutter und führt durch die zweckentsprechende Sinterung der feuerfesten stampfmasse zu einer Erhöhung der Betriebsdauer der Induktoren.

Claims (12)

Erfindungsanepruch

1. verfahren zum vorbereiten zugestellter Reserveinduktoren für das schnellwechseln bei Niederfrequenz-Induktionsrinnenofen, die dem Erschmelzen, überhitzen oder Warmhalten von Metallschmelzen von Metallen mit Schmelzpunkten y 800 ⁰C dienen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritteι

- Trocknen der Ausfütterung und Ausbrennen der Holzschablone in bekannter weise;

- Aufheizen des Reserveinduktors bei horizontaler Lage der Rinnenkanäle durch Gas-,oder ölbrenner bis zur Sintertemperatur der Stampfmasse bei gleichseitiger Kühlung der Spulen;

- Herabsetzen der Temperatur nach Beendigung des Sintems auf Betriebstemperatur;

- Beschichten des Flansches mit mehreren Lagen eines Papiers, bestehend aus hochtemperaturfesten, keramischen Pasern;

- Anflanschen des auf Betriebstemperatur befindlichen Reserveinduktors an den Ofen;

- sofortige Inbetriebnahme des ofens mit den erforderlichen Leistungsstufen.

2. Verfahren nach ρunkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen des Papiers aus hochtemperaturbeständigen, keramischen pasern in gepreßtem zustand eine Gesamtdicke zwischen 1,5 bis 3»0 mm aufv/eisen.

3. Verfahren nach den punkten 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierlagen durch eine Kupferdrahtbespannung gehalten werden.

4· Verfahren nach punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufheizen.und Sintern bei schwach reduzierender oder neutraler Atmosphäre erfolgt.

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5· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zünden der Gas- oder ölbrenner 90 "bis 110 mm vor den öffnungen der Rinnenkanäle am induktorflansch mit weicher Flamme erfolgt.

6· Verfahren nach den punkten 1 und 5> dadurch gekennzeichnet, daß 15 "bis 25 Minuten nach dem zünden die Gas- oder ölbrenner so his auf 50 mm an den Induktorflansch herangefahren werden, daß die Flammen zentral im Querschnitt der Rinnenkanäle stehen.

7. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Spulen durch Kühlgase oder wasser stufenlos anhand der Abgastemperatur im Mittelkanal und der Stampfmassentemperaturen in der Nähe der Spulenräume eingeregelt wird.

8· vorrichtung zum vorbereiten zugestellter Reserveinduktoren für das schnellwechseln bei uiederfrequenz-lnduktionsrinnenöfen, die dem Erschmelzen, Überhitzen oder Warmhalten von Metallschmelzen von Metallen mit Schmelzpunkten y 800 ⁰C dienen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Grundrahmen (3) ein Induktorträger (4) befestigt ist, dessen Lagerplatte (2) einer Lagerung und Befestigung eines Induktors (1) dergestalt dient, daß dessen Rinnenkanäle (8) horizontal liegen und auf dem Grundrahmen (3)».gegen den Flansch (13) des Induktors (1) horizontal verfahrbar, ein support (5) angebracht ist, welcher der Aufnahme einer Seiten- und höhenverstellbaren Brennertraverse (6) dient, wobei ein oder zwei Brenner (11) mit ihren energetischen Versorgungsleitungen (7) in der Brennertraverse (6) befestigt sind und unmittelbar vox* den Brennersteinen (12) an Haltevorrichtungen (H) eine in Form und Größe dem induktorflansch (13) entsprechende

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platte (10) montiert ist, die an ihrer dem Induktorflansch (13) zugewandten Seite eine Wärmeisolationsplatte (9) trägt,

9. Vorrichtung nach Punkt 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein !eil des induktorflanschea (13) am induktorträger (4) anliegt.

10. Vorrichtung nach Punkt 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen der Brennersteine (12) der Querschnittsform der Rinnenkanäle (8) angepaßt sind.

11. Vorrichtung nach punkt 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Doppelinduktoreri, beispielsweise mit omegaförmigem Verlauf der Rinnenkanäle (8), je ein Brenner (11) gegenüber den öffnungen der äußeren Rinnenkanäle (8) angeordnet ist und die Brenngase über den Mittelkanal austreten.

12. vorrichtung nach Punkt 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einzelrinnen-induktoren ein Brenner (11) gegenüber einer öffnung des Rinnenkanals (8) angeordnet ist und die Brenngase über die andere Öffnung austreten.'

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen