DD301092A7

DD301092A7 - SUSCEPTOR FOR INDUCTION HEATER OEFEN

Info

Publication number: DD301092A7
Application number: DD32567589A
Authority: DD
Inventors: Otto Bittner; Wolfgang Gentsch; Wilhelm Schaffer
Original assignee: Tridelta Ag
Priority date: 1989-02-10
Filing date: 1989-02-10
Publication date: 1992-10-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Susceptor, der für alle induktionsbeheizten Öfen mit indirekter Heizung anwendbar ist. Derartige Öfen werden zum Sintern von hochschmelzenden Metallen verwendet. Die Aufgabe der Erfindung, eine derartige Heizeinrichtung zu schaffen, die Verwerfungen insbesondere im oberen und unteren Teil der Susceptoren und damit eine Verschlechterung der Wärmedämmung ausschließt und einen niedrigen Temperaturgradienten gewährleistet, wird gelöst, indem der Susceptor aus zwei oder mehreren Ringsegmenten besteht. Der Susceptor kann auch aus einem in der Wandstärke gleichmässigen, geteilten Rohr bestehen, wobei in den Susceptor in den mittleren Abschnitt nach oben und unten reduzierte Bohrungen und/oder Langlöcher eingebracht sind. Bei einem mehrfachen geteilten Susceptor mit mindestens 3 Ringsegmenten besitzt das im Zentrum der Heizzone befindliche Ringsegment die geringste Wanddicke. Darunter und darüber befindet sich ein dickeres Ringsegment. Darüber ist der Susceptor gegebenenfalls durch ein am stärksten ausgelegtes Ringsegment abgeschlossen. Fig.1The invention relates to a susceptor which is applicable to all induction-heated ovens with indirect heating. Such ovens are used for sintering refractory metals. The object of the invention to provide such a heater which eliminates distortions especially in the upper and lower part of the susceptors and thus deterioration of the thermal insulation and ensures a low temperature gradient is achieved by the Susceptor consists of two or more ring segments. The susceptor can also consist of a uniform in the wall thickness, split tube, wherein in the susceptor in the middle section up and down reduced holes and / or slots are introduced. In a multiple split susceptor with at least 3 ring segments, the ring segment located in the center of the heating zone has the smallest wall thickness. Below and above is a thicker ring segment. In addition, the susceptor is optionally completed by a most designed ring segment. Fig.1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Susceptor, der für alle induktionsboheizton Öfen mit indirekter Heizung anwendbar ist. Derartige Öfen werden zum Sintern von hochschmelzenden Metallen verwendet.The invention relates to a susceptor which is applicable to all induction heating furnaces with indirect heating. Such ovens are used for sintering refractory metals.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

In induktionsbeheizten Öfen dienen Susceptoren zur magnetischen Ankopplung und indirekten Aufheizung einer Nutzcharge. Als Arretierung der Susceptoren werden geschlitzte Stehbolzen verwendet. Zur isolierung und Wärmedämmung können neben einem Quarzzylinder mehrere Blecho oder Folienschrott-Bällchen zwischen dem Susceptor und der Induktionsspule eingesetzt werden. Derartige Anlagen werden jedoch zum überwiegenden Teil nicht kontinuierlich betrieben. Durch die ständigen Temperaturwechsel in Verbindung mit den magnetischen Kräften treten nach kurzer Zeit erhebliche Verworfungen, insbesondere im oberen und unteren Teil der Susceptoren auf, wobei der obere Teil stärker betroffen ist. Nach einer bestimmten Anzahl von Ofendurchlauföfen haben diese Verwerfungen in Abhängigkeit von der Temperatur ein so großes Ausmaß erreicht, daß die Chargenträger an dem Susceptor ansintern, der damit nicht mehr verwendet werden kann. Der Einsatz eines neuen Susceptors erfordert einen Abriß und völligen Neuaufbau der gesamten Heizeinrichtung. Diese Arbeiten sind sehr zeitaufwendig und materialintensiv. Durch die unteren Verwerfungen brechen auch die Flanken der Stehbolzen, so daß diese ebenfalls erneutert werden müssen. Des weiteren treten Verschlechterungen hinsichtlich der Qualität innerhalb der Charge durch eine Erhöhung des Temperaturgradienten in der Nutzzone, hervorgerufen durch die Verwerfungen und der damit in Verbindung stehenden Verschlechterung der oberen und unteren Wärmedämmung, fortlaufend ein.In induction-heated furnaces susceptors serve for magnetic coupling and indirect heating of a load. Slotted studs are used to lock the susceptors. For insulation and thermal insulation can be used in addition to a quartz cylinder several Blecho or foil scrap balls between the susceptor and the induction coil. However, such systems are for the most part not operated continuously. Due to the constant temperature changes in conjunction with the magnetic forces considerable spills occur after a short time, especially in the upper and lower part of the susceptors, the upper part is more affected. After a certain number of furnace furnaces, these distortions have become so great as a function of the temperature that the batch carriers are sintered to the susceptor which can no longer be used. The use of a new susceptor requires a demolition and complete rebuilding of the entire heater. This work is very time consuming and material intensive. Due to the lower faults also break the flanks of the studs, so that they must also be renewed. Furthermore, deterioration in quality within the batch continues to occur through an increase in the temperature gradient in the pay zone caused by the faults and the concomitant deterioration of the upper and lower thermal insulation.

Die bekannte Konstruktion des Susceptors hat einen rslativ hohen Temperaturgradienten in der Nutzzone der Heizeinrichtung zur Folge bzw. schränkt die Nutzzone erheblich ein. Diese Einschränkungen reduzieren die Kapazität der Anlage. Der hohe Temperaturgradient verursacht große Chargentoleranzen und führt zur Qualitätsverschlechterung der Erzeugnisse.The known construction of the susceptor results in a relatively high temperature gradient in the useful zone of the heating device or considerably restricts the useful zone. These restrictions reduce the capacity of the system. The high temperature gradient causes large batch tolerances and leads to quality deterioration of the products.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, mittels eines technisch einfachen und technologisch kostengünstigen Suscoptors induktionsbeheizte Öfen effektiv zu betreiben.The aim of the invention is to operate induction-heated furnaces effectively by means of a technically simple and technologically cost-effective Suscoptors.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Susceptor für induktionsbeheizte Öfen schaffen, der Verwerfungen insbesondere in seinem oberen und unteren Teil und damit eine Verschlechterung der Wärmedämmung ausschließt und einen niedrigen Temperaturgradienten gewährleistet.The invention has for its object to provide a susceptor for induction-heated furnaces, excludes the faults especially in its upper and lower part and thus deterioration of the thermal insulation and ensures a low temperature gradient.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem der Susceptor aus zwei oder mehreren Ringsegmenten besteht. Der Susceptor kann auch aus einem in der Wandstärke gleichmäßigen, geteilten Rohr bestehen, wobei in den Susceptor in den mittleren Abschnitt nach oben und unten reduzierte Bohrungen und/oder Langlöcher eingebracht sind, bei einem mehrfachen geteiltem Susceptor mit mindestens 3 Ringsegmenten besitzt das im Zentrum der Heizzone befindliche Ringsegment die geringste Wanddicke. Darunter und darüber befindet sich ein dickeres Ringssegment. Darüber ist der Susceptor gegebenenfalls durch ein am stärksten ausgelegtes Ringsegment abgeschlossen.According to the invention the object is achieved by the susceptor consists of two or more ring segments. The susceptor can also consist of a uniform in the wall thickness, split tube, wherein in the susceptor in the middle section up and down reduced holes and / or slots are introduced in a multiple shared susceptor with at least 3 ring segments that has in the center of the Heating zone located ring segment the smallest wall thickness. Below and above is a thicker ring segment. In addition, the susceptor is optionally completed by a most designed ring segment.

Der erfindungsgemäße Susceptor reduziert die Verwerfunger, auf eine Minimum, wodurch sich die Standzeit der gesamten Heizeinrichtung erhöht. Des weiteren gowährleistet er einen niedrigen Temperaturgradienten, der durch unterschiedliche Wandstärken bei unterteilten Susceptoren und durch Bohrungen und/oder Langlöcher bei Susceptoren gleicher Wandstärke erreicht wird.The susceptor of the invention reduces the rejects to a minimum, thereby increasing the life of the entire heater. Furthermore, it guarantees a low temperature gradient, which is achieved by different wall thicknesses with subdivided susceptors and by bores and / or elongated holes in susceptors of the same wall thickness.

exemplary

An einem Ausführungsbeispiel mit dazugehörigen Prinzipzeichnungen sollen der erfindungsgemäße Susceptor sowie seine vorteilhafte Wirkungsweise näher erläutert werden. Es zeigenThe susceptor according to the invention and its advantageous mode of action should be explained in more detail in an exemplary embodiment with associated schematic drawings. Show it

Fig. 1: Susceptor mit Bohrungen und Langlöchern Fig. 2: erfindungsgemäßer Susceptor, 4fach geteilt.Fig. 1: Susceptor with holes and slots Fig. 2: Inventive Susceptor, 4 times divided.

In einer induktionsbeheizten Vakuumsinteranlage zum Sintern von Tantalanoden wird dio Heizeinrichtung derart aufgebaut, daß der Tantai-Susceptor mit einem Durchmesser von 23Umm und einer Wandstärke von 1mm aus zwei Rohrsegmenten 1 und 2 von je 350mm Länge besteht. Entsprechend Fig. 1 besteht der Susceptor aus einem geteilten Rohr 1 gleichmäßiger Dicke, dessen wirksamer stromleitender Querschnitt im mittleren Abschnitt mit nach oben und unten reduzierter Dichte mit Langlöchern 7 und Bohrungen 8 versehen ist. Die Rohrsegmente sind übereinander angeordnet und stehen auf 15mm starken Stehbolzen 4 aus Tantal. Zur Wärmedämmung ist der Susceptor mit Tantal-Folie und einem Quarzzylinder 6 umgeben. In dieser Heizanordnung werden sämtliche Tantal-Anodontypen bei Temperaturen bis 2000⁰C qualitätsgerecht gesintert. Durch die Verbesserung der Wärmedämmung und einen sicheren Temperaturgradienten werden insbesondere Anoden aus temperaturempfindlichen Tantalpulvern mit 12000pF/g mit geringen Kapazitätstoleranzen gesintert.Bei der Anwendung eines 4geteilten Susceptors nach Fig. 2 besitzt das im Zentrum der Heizzone befindliche Ringsegment 3 die qeringste Wanddicke. Darunter und darüber befindet sich ein dickeres Ringsegment 2. Darüber ist der Suscepior durch ein am stärksten ausgelegtes Ringsegment 1 abgeschlossen.In an induction-heated Vakuumuminteranlage for sintering tantalum anodes dio heater is constructed such that the Tantai-Susceptor with a diameter of 23Umm and a wall thickness of 1mm consists of two pipe segments 1 and 2, each 350mm in length. According to Fig. 1, the susceptor consists of a divided tube 1 of uniform thickness, the effective current-conducting cross section is provided in the central portion with upwardly and downwardly reduced density with slots 7 and 8 holes. The tube segments are arranged one above the other and stand on 15mm thick stud bolts 4 made of tantalum. For thermal insulation of the susceptor with tantalum foil and a quartz cylinder 6 is surrounded. In this heating arrangement all tantalum Anodontypen be sintered required quality at temperatures up to 2000 ⁰ C. By improving the thermal insulation and a safe temperature gradient, in particular anodes are sintered from temperature-sensitive tantalum powders with 12000pF / g with low capacitance tolerances. When using a 4g Susceptors of Fig. 2, located in the center of the heating zone ring segment 3 has the least wall thickness. Below and above it is a thicker ring segment 2. In addition, the Suscepior is completed by a most designed ring segment 1.

Claims

1. Susceptor for induction-heated furnaces, in which the space between the susceptor and the remaining components of the furnace is filled with foil scrap balls, characterized in that the susceptor consists of two or more ring segments.

2. Susceptor according to claim 1, characterized in that the susceptor consists of a uniform in wall thickness, divided tube, wherein in the susceptor in the middle section up and down reduced holes and / or slots are introduced.

3. Susceptor according to claim 1, characterized in that in a multiply divided susceptor having at least 3 ring segments located in the center of the heating zone ring segment has the smallest wall thickness, including and above it is a thicker ring segment and optionally darübe.- the susceptor by an am strongest trained ring segment, is completed.