DE1003878B

DE1003878B - Induktions-Rinnenofen

Info

Publication number: DE1003878B
Application number: DER10370A
Authority: DE
Inventors: Ernst V Kannen
Original assignee: RUSS ELEKTROOFEN KOMMANDITGESE
Current assignee: RUSS ELEKTROOFEN KOMMANDITGESE
Priority date: 1952-11-27
Filing date: 1952-11-27
Publication date: 1957-03-07

Description

DEUTSCHES

Es sind zwei grundsätzlich verschiedene Ausführungsformen von Schmelzöfen zum Schmelzen von Metallen und sonstigen elektrisch leitenden Materialien bekannt, bei welchen das induktive Erwärmungsprinzip angewendet wird, und zwar der Induktions-Rinnenofen und der Induktions-Tiegelofen. Bei beiden Ofenarten erfolgt die Übertragung der zum Schmelzen erforderlichen Energie mittels eines magnetischen Kraftfeldes. Im Induktions-Rinnenofen werden die durch das magnetische Kraftfeld induzierten elektrischen Ströme durch eine als Sekundärring des Transformators wirkende Schmelzrinne geleitet und in Wärmeenergie umgewandelt. Im Induktions-Tiegelofen erfolgt die Erzeugung der Schmelzwärme durch Wirbelströme, die durch das magnetische Kraftfeld einer um den Schmelztiegel angeordneten Induktionsspule im Schmelzgut induziert werden.

Bei dem Induktions-Rinnenofen mit geschlossenem Eisenkern sind die zur Erzielung günstiger elektrischer Verhältnisse notwendigen Voraussetzungen einer guten magnetischen Kupplung zwischen Primärstromkreis und dem durch die Schmelze gebildeten Sekundärstromkreis weitgehend erfüllt. Hierdurch werden für den Induktions-Rinnenofen hinsichtlich der die Wirtschaftlichkeit und die Anschaffungskosten bestimmenden Faktoren sehr günstige Werte erzielt.

Infolge des wesentlich höheren induktiven Widerstandes ist die an den Induktions-Tiegelofen abgegebene Scheinleistung zum größten Teil Blindleistung, wodurch der elektrische Leistungsfaktor cosy und demnach auch der Wirkungsgrad stark absinken.

Während aber der Induktions-Tiegelofen ein Aufschmelzen festen Einsatzes gestattet, erfordert der Induktions-Rinnenofen für das Anfahren und die Aufrechterhaltung des Betriebszustandes einen flüssigen Sumpf. Das bedeutet, mit anderen Worten ausgedrückt, daß bei Stillsetzen des Ofens, z. B. über mehrere Feiertage oder bei Chargenwechsel, normalerweise die Restschmelze vollständig abgelassen werden muß und daß bei erneutem Anfahren an anderer Stelle flüssiggemachtes Gut in die Rinne eingebracht werden muß.

Die Bestrebungen, auch den Induktions-Rinnenofen. auf den sich die Erfindung richtet, mit festem Einsatz anfahren zu können, bestehen so lange wie der Induktionsofenbau selbst. Es sind daher Induktions-Rinnenofen bekanntgeworden, bei denen die zum Betrieb notwendige Bildung des flüssigen Sumpfes, d. h. das Niederschmelzen des am Anfang des Schmelzprozesses im Ofen in fester Form befindlichen Metalls, durch Einwirkung von über kurze oder längere Zeit angewendeten Hochfrequenzströmen erzielt wird. Dieses Verfahren ist jedoch nur für Induktions-Rinnenofen mit offener, horizontaler Schmelzrinne geeignet, die

Anmelder:

Russ-Elektroofen Kommanditgesellschaft, Köln-Bayenthal, Bonner Str. 530

Ernst v. Kannen, Rodenkirchen bei Köln,
ist als Erfinder genannt worden

somit in starkem Maße dem unerwünschten Einfluß der Einfluß der Umgebungsluft ausgesetzt sind.

Außerdem bedingen die für die Erzeugung von Strömen höherer Frequenz vorzusehenden Einrichtungen zusätzliche komplizierte elektrische Zusatzgeräte, die nicht nur teuer in der Anschaffung sind, sondern auch erhöhter Wartung und Pflege bedürfen. Durch die Erfindung werden die Nachteile der bekannten Vorrichtungen überwunden und die Voraus-Setzungen für ein Anfahren eines Induktions-Rinnenofens mit senkrecht im Boden des Schmelzraumes angeordneten Rinnen mit festem Einsatz erstmalig erfüllt. Da bei dem Ofen nach der Erfindung sowohl der Transformator für den Schmelzrinnenbereich als auch die zusätzliche Induktionsheizeinrichtung mit der gleichen Frequenz, d. h. normal mit Netzfrequenz gespeist werden, kann auf die Anwendung verteuernder und störanfälliger Frequenzumformeinrichtungen verzichtet werden.

Die Erfindung betrifft einen Induktionsofen, der außer der für normalen Schmelzbetrieb vorgesehenen Induktionspule noch eine oberhalb der Schmelzrinnen angeordnete Induktionspule als zusätzliche induktive Heizeinrichtung aufweist. Letztere dient zum Aufschmelzen des für die Sumpfbildung erforderlichen festen Einsatzes, d. h. des nach Stillsetzen und Erkalten des Ofens in ihm in fester Form befindlichen Metalls. Da also das mittels der zusätzlichen induktiven Heizeinrichtung erschmolzene Metall in die unterhalb des Schmelzraumes angeordneten senkrechten Schmelzkanäle fließt, werden die bekannten Voraussetzungen für den Schmelzrinnenbetrieb hergestellt, und der Induktions-Rinnenofen kann, insbesondere bei öfterem Legierungswechsel, jeweils mit festem Einsatz angefahren werden.

Gemäß der Erfindung ist der Induktions-Rinnenofen zum Schmelzen von Metallen oder sonstigen elektrisch leitenden Materialien mit einer vom Strom gewöhnlicher Netzfrequenz gespeisten induktiven Heiz-

609 8387318

einrichtung an einer senkrecht im Boden unter dem Schmelzraum angeordneten Schmelzrinne für den Schmelzbetrieb und einer zusätzlichen zweiten induktiven Heizeinrichtung für das Aufschmelzen von im Schmelzraum befindlichem Einsatz fester Form dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche zweite Heizeinrichtung oberhalb der Schmelzrinne angeord"-net und aus der gleichen Stromquelle wie die Heizeinrichtung der senkrechten Schmelzrinne, umschaltbar mit dieser, über gemeinsame Schaltaggregate gespeist ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch veranschaulicht, und zwar stellt dar

Fig. 1 einen lotrechten Längsschnitt durch einen Induktions-Rinnenofen nach der Erfindung,

Fig. 2 einen ebensolchen Längsschnitt nach, einer Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens.

In der Zeichnung bezeichnet 1 einen die Schmelze aufnehmenden Schmelzraum. Unterhalb des Schmelzraumes 1 sind für den Schmelzbetrieb bekannte Schmelzrinnen 2 mit einem eisengekoppelten Transformator 3 angeordnet.

Bei der Einrichtung nach der Erfindung ist außer der normalen Heizeinrichtung 3 oberhalb der Schmelzrinnen 2 eine als zusätzliche Heizeinrichtung wirkende Induktionsspule 4 zum Aufschmelzen des in fester Form im Ofen befindlichen Metalls, das allgemein als fester Einsatz bezeichnet wird, vorgesehen, um auf diese Weise am Boden des Schmelzraumes und in der eigentlichen Schmelzrinne den erforderlichen flüssigen Sumpf zu bilden.

Die Anordnung nach der Erfindung vereinigt die Vorteile des energiesparenden Schmelzens im Induktions-Rinnenofen mit dem schmelztechnisch günstigen Anfahren des Ofens mit festem Einsatz analog dem Aufschmelzen im Induktions-Tiegelofen.

Die Energiezufuhr für die Induktionsspule 4 zum Aufschmelzen festen Einsatzes wird nach beendigter Bildung des erforderlichen flüssigen Sumpfes auf Schmelzrinnenbetrieb umgeschaltet. Die elektrische Steuerung der Induktionsspule zum Kaltaufschmelzen und des für den eigentlichen Schmelzbetrieb vorgesehenen Rinnentransformators erfolgt über gemeinsame Schaltaggregate, so daß hierfür keine kostspieligen elektrischen Zusatzeinrichtungen erforderlich sind.

Das nach Neuzustellung und kaltem Anfahren des Schmelzofens erforderliche langsame Austrocknen und Anheizen erfolgt auf induktivem Wege über die für das Aufschmelzen festen Einsatzes vorgesehene Induktionsspule 4 mittels einer bandförmigen Sekundärschleife 5, deren Heizwirkung durch bügeiförmige Abzweigungen 6 auf den Schmelzrinnenbereich konzentriert wird. Die Sekundärschleife ist dabei mit der Primärspule magnetisch gekoppelt und wird nur zum Austrocknen und Anheizen in den leeren Ofen eingeführt (Zustellung). Vor Schmelzbeginn wird die Vorrichtung sodann wieder aus dem Ofen entfernt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Induktions-Rinnenofen zum Schmelzen von Metallen oder sonstigen elektrisch leitenden Materialien mit einer von Strom gewöhnlicher Netzfrequenz gespeisten induktiven Heizeinrichtung an einer senkrecht im Boden unter dem Schmelzraum angeordneten Schmelzrinne für den Schmelzbetrieb und einer zusätzlichen zweiten induktiven Heizeinrichtung für das Aufschmelzen von im Schmelzraum befindlichem Einsatz fester Form, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche zweite Heizeinrichtung oberhalb der Schmelzrinne angeordnet und aus der gleichen Stromquelle wie die Heizeinrichtung der senkrechten Schmelzrinne, umschaltbar mit dieser, über gemeinsame Schaltaggregate gespeist ist.

2. Induktions-Rinnenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der zusätzlichen zweiten Heizeinrichtung die Heizeinwirkung durch bügeiförmige Abzweigungen, in dem Bereich der leitenden Schmelzrinne eine bandförmige Induktionsschleife vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 381263, 519 344.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen