DE1057290B

DE1057290B - Double hearth induction furnace for melting metals and method of operating this furnace

Info

Publication number: DE1057290B
Application number: DED22327A
Authority: DE
Inventors: Johannes Tostmann
Original assignee: Demag Elektrometallurgie GmbH
Current assignee: Demag Elektrometallurgie GmbH
Priority date: 1956-02-17
Filing date: 1956-02-17
Publication date: 1959-05-14

Description

Doppelherd-Induktionsofen zum Schmelzen von Metallen und Verfahren zum Betrieb dieses Ofens Die Erfindung betrifft einen Doppelherd-Induktionsofen zum Schmelzen von Metallen, insbesondere von Aluminium, Aluminiumlegierungen, Kupfer und Zink. bei dem zwischen zwei Herden, dem Schmelzherd und dem Gießherd, annähernd horizontal liegende Schmelzrinnen verlaufen. Diese Öfen häben sich gut bewährt, da einmal eine günstige Badbewegung, zum anderen eine gute Reinigung der geraden Rinnen möglich ist.Double hearth induction furnace for melting metals and processes for operating this furnace The invention relates to a double-hearth induction furnace for melting metals, in particular aluminum, aluminum alloys, copper and zinc. in the one between two hearths, the melting hearth and the pouring hearth, approximately horizontally lying melt channels run. These ovens would have worked well, on the one hand a favorable bath movement, on the other hand a good cleaning of the straight ones Gutters is possible.

Die Leistungsaufnahme der Doppelherd-Induktionsöfen ist aber begrenzt durch die Größe der Schmelzkanäle, die mit Rücksicht auf die Festigkeit des Keramikmaterials nicht beliebig gesteigert werden kann. Man hat bisher bei größeren Einheiten zwei solcher Doppelherdöfen neben- oder hintereinandergestellt, so daß entweder zwei langgestreckte Ofenherde mit einer gewissen Anzahl von Ofenspulen und Schmelzkanälen entstehen oder ein Mehrfachherd, wobei den Herden jeweils eine beliebige Anzahl von Spulen und Rinnen zugeordnet wurde.However, the power consumption of the double-hearth induction ovens is limited by the size of the melting channels, which takes into account the strength of the ceramic material cannot be increased at will. So far you have two with larger units such double hearth furnaces placed side by side or one behind the other, so that either two elongated furnace hearths with a certain number of furnace coils and melting channels arise or a multiple stove, with the herds each having any number has been assigned by coils and troughs.

Diese Anordnung von Öfen hat aber den Nachteil, daß die schon großen Herde noch weiter vergrößert werden, wodurch die Abstrahlungsverluste ansteigen und der Ofeninhalt beträchtlich zunimmt.This arrangement of ovens has the disadvantage that the already large Foci can be enlarged even further, as a result of which the radiation losses increase and the furnace content increases considerably.

Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile bei der Konstruktion von Doppelherd-Induktionsöfen großer Leistung zu vermeiden. Es wurde erkannt, daß im Gegensatz zu den bisherigen Gepflogenheiten diese Leistungserhöhung nicht mit einer vergrößerten Badoberfläche verbunden sein darf. Hierin besteht die neue Aufgabe, die dadurch gelöst wird, daß am Schmelzherd ein oder mehrere weitere Heizelemente, bestehend aus geraden und rechtwinklig verlaufenden Schmelzkanälen, mit einem oder mehreren Ofentransformatoren abnehmbar angebracht sind.The purpose of the invention is to overcome these disadvantages in the construction of Avoid large-capacity double-hearth induction ovens. It was recognized that im In contrast to the previous practice, this increase in performance does not come with a enlarged bath surface may be connected. This is the new task which is solved by the fact that one or more additional heating elements, consisting of straight and right-angled melting channels, with one or several furnace transformers are removably attached.

Schmelzrinnen in sogenannten Anbaukästen anzuordnen, ist bekannt, jedoch nur als einzige Schmelzrinnen an Ein- oder Mehrfachherdöfen, teils um in Verbindung mit einer gewissen Neigung der Rinnen diese mit stangenartigen Werkzeugen gut von oben reinigen zu können, teils um in der bestimmten Anzahl von drei Schmelzrinnen pro Schmelzrinnengruppe die Energiekonzentration eines Wannen- oder Trommelofens zu erhöhen.To arrange melt channels in so-called add-on boxes is known but only as the only melting channels on single or multiple hearth furnaces, partly around in Connection with a certain inclination of the channels these with rod-like tools Easy to clean from above, partly by using a certain number of three melting channels the energy concentration of a tank or drum furnace per melt channel group to increase.

Es sind auch Ausführungen von Niederfrequenz-Induktionsöfen mit Schmelzrinnenkästen bekanntgeworden, bei welchen der Schmelzrinnenkasten mit verschiedenen Neigungen- gegen den Ofenkörper angebracht werden kann. Eine derartige verschiedenartige Anordnungsmöglichkeit der Schmelzrinne an einem Ofengefäß ist von Einfluß auf die Badbewegung, da diese bekanntlich beim.Schmelzen von Leichtmetallen lebhafter ist als beim Schmelzen von Schwermetallen. Durch eine in verschiedenen Neigungen anbringbare Schmelzrinne kann je nach zu schmelzendem Gut und erwünschter Badbewegung die Neigung der Rinne eingestellt werden.There are also designs of low-frequency induction furnaces with melt channel boxes become known, in which the melt channel box can be attached with different inclinations against the furnace body. Such a different arrangement possibility of the melting channel on a furnace vessel has an influence on the bath movement, since this is known to be livelier when melting light metals than when melting heavy metals. With a melt channel that can be attached at different inclinations, the inclination of the channel can be adjusted depending on the material to be melted and the desired bath movement.

Beim Erfindungsvorschlag kommt es aber im Grunde genommen weder auf die Lage noch auf die Anzahl der Schmelzrinnen an, sondern darauf, daß die Leistung eines Doppelherd-Induktionsofens mit seinen Vorteilen hinsichtlich Badbewegung und Reinheit des erschmolzenen Metalls durch die zusätzliche Anordnung bekannter Anbaukästen am Schmelzherd vergrößert werden soll.In the case of the invention proposal, however, it basically does not arise the location depends on the number of melt channels, but on the performance a double-hearth induction furnace with its advantages in terms of bath movement and Purity of the molten metal thanks to the additional arrangement of known add-on boxes should be enlarged at the melting hearth.

Durch den Anschluß von Einfach-, Doppel- oder Dreifachschmelzrinnen erreicht man eine wesentliche Steigerung der Ofenleistung und damit eine entsprechende Steigerung der stündlichen Schmelzleistung bei annähernd gleichen Abstrahlungsverlusten und gleichbleibendem Ofeninhalt. Dadurch, daß die Schmelzrinnen an den Schmelzherd angebaut werden, verbleiben die Verunreinigungen in diesem Herd und können durch entsprechende Behandlung abgezogen werden. Im Gießherd steht nach wie vor ein Material von größter Reinheit zum Vergießen bereit. Die Schmelzrinnen liegen in Einphasen- oder Mehrphasentrafokammern, die ihrerseits an das Ofengefäß, und zwar am Schmelzherd abnehmbar angebracht sind. Durch diese Anordnung ist es möglich, derartige Heizelemente auch an schon vorhandene Anlagen nachträglich anzubauen und damit deren Schmelzleistung zu steigern.By connecting single, double or triple melting channels one achieves a substantial increase in furnace performance and thus a corresponding one Increase in the hourly melting capacity with approximately the same radiation losses and constant oven content. By the fact that the melting channels are connected to the melting hearth are grown, the impurities remain in this stove and can through appropriate treatment will be deducted. There is still one material in the pouring hearth of the greatest purity ready to be poured. The melt channels are in single-phase or multi-phase transformer chambers, which in turn are connected to the furnace vessel, namely at the melting hearth are removably attached. This arrangement makes it possible to use such heating elements can also be retrofitted to existing systems and thus their melting capacity to increase.

Die Lage des oder der Zusatzheizeletnente kann verschieden sein. Bei Anordnung unter dem Schmelzherd können die Rinnen senkrecht verlaufen, und man hat im Schmelzherd eine besonders starke Badbewegung und kurze Einschmelzzeit. Dieser Effekt ist bei Einherdöfen-bekannt. In seitlich vom Schmelzherd angeordnetem Züsatzheizelement können die Schmelzrinnen horizontal oder geneigt verlaufen. Die Neigung kann unter einem solchen Winkel zur Horizontalen gewählt sein, daß beim Kippen des Ofens die zusätzlichen Schmelzkanäle leerlaufen, während die zwischen den beiden Herden verlaufenden Schmelzrinnen gefüllt bleiben. In dieser Lage des Ofens können bei Störungen an dem zusätzlichen Rinnenteil die Kammern abgenommen «erden und vorgestampfte neue Kammern angebracht werden, wobei die restliche Schmelze warmgehalten werden kann. Die Unterbrechungszeit ist dann gering, und der Ofen Sann wenige Stunden danach wieder voll in Betrieb stehen.The position of the additional heating element (s) can be different. at Arrangement under the melting hearth, the gutters can run vertically, and you have a particularly strong bath movement and a short melting time in the melting hearth. This The effect is known in single-hearth ovens. In an additional heating element arranged to the side of the melting hearth can the melt channels be horizontal or inclined. the Inclination can be chosen at such an angle to the horizontal that when Tilting the furnace will empty the additional melt channels while those between the melt channels running along the two hearths remain filled. In this position of the Oven the chambers can be removed in the event of malfunctions on the additional channel part «Earth and pre-tamped new chambers are attached, with the remaining melt can be kept warm. The interruption time is then short, and the furnace Sann be back in full operation a few hours later.

In Zeiten geringer Produktion kann inan diese Kammern abnehmen und die Rinnenzugänge abdichten, so daß man auch ohne die Zusatzkammern arbeiten kann.In times of low production, these chambers can decrease and Seal the channel access so that you can work without the additional chambers.

Eine je nach Bedarf unterschiedliche Leistungsaufnahme ist auch zu verwirklichen. wenn geneigte oder horizontale Schmelzkanäle eines zusätzlichen Heizelementes im Abstand vom Ofenboden in den Schmelzherd einmünden, so daß bei einer bestimmten Badhöhe diese Kanäle nicht in Funktion treten.A different power consumption depending on requirements is also to realize. when inclined or horizontal melt channels of an additional heating element open into the furnace at a distance from the furnace floor, so that with a certain Bath height these channels do not function.

Selbstverständlich können Heizelemente gleichzeitig sowohl unter als auch seitlich am Schmelzkopf angebracht sein.Of course, heating elements can be used both under and at the same time also be attached to the side of the melt head.

Für den Betrieb des Ofens gemäß der Erfindung ergibt sich - wie schon erwähnt -bei einer bestimmten Neigung der zusätzlich angebauten Rinnen eine stärkere Badbewegung zur Oberfläche, was beim Einschmelzen von Spänen vorteilhaft ist. Das schnelle Einschmelzen, insbesondere durch die zusätzlichen geneigten Rinnen, die unter einem bedeutend höheren Druck als die waagerechten, zwischen den Herden verlaufenden Rinnen stehen, hat die überraschende Wirkung, daß in den waagerechten Rinnen der Pintsch-Effekt weitgehend vermieden werden kann, indem gemäß der Erfindung folgende Verfahrensweise angewendet wird: beim Einschmelzen wird in den Zusatzschmelzrinnen mit voller und in den waagerechten Schmelzrinnen mit verringerter Leistung gefahren. Nach dem Einschmelzen wird die Leistung der Zusatzheizelemente stark herabgesetzt, womit die Badbewegung zurückgehalten und eine Zerstörung der oberen Oxydhaut gänzlich ausgeschlossen wird. Zum Feinen werden dann die waagerechten Rinnen auf volle Leistung geschaltet, oder es wird insgesamt mit gedrosselter Leistung gearbeitet, um das bereits geschmolzene Metall abstehen zu lassen, wobei die Entgasung durch die verminderte Badbewegung begünstigt wird.For the operation of the furnace according to the invention there is - as already mentions -with a certain inclination of the additionally built-on channels a stronger one Bath movement towards the surface, which is advantageous when melting chips. That rapid meltdown, especially due to the additional inclined gutters that under a significantly higher pressure than the horizontal ones running between the herds Gutters stand has the surprising effect that in the horizontal gutters of the The Pintsch effect can largely be avoided by the following according to the invention The following procedure is used: when melting is carried out in the additional melt channels driven with full power and in the horizontal melt channels with reduced power. After melting down, the performance of the additional heating elements is greatly reduced, with which the bath movement is held back and the upper oxide skin is completely destroyed is excluded. The horizontal channels are then used to refine at full power switched, or it is worked with reduced power to the Let already melted metal stand out, the degassing being reduced by the Bath movement is favored.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Der Doppelherd-Induktionsofen besitzt einen Schmelzherd 1 und einen Gießherd 2, die durch im wesentlichen horizontal verlaufende Schmelzrinnen 3 miteinander verbunden sind. 4 ist der Transformator für die Schmelzrinnen 3. In Richtung der Schmelzrinnen sind auf der Seite des Gießherdes nach außen führende Durchbrüche 5 zum Reinigen der Schmelzrinnen vorgesehen, die durch Stopfen 6 abschließbar sind. 8 ist die Ausgußrinne des Ofens.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown. The double hearth induction furnace has a melting hearth 1 and a Casting hearth 2, which are connected by essentially horizontally extending melt channels 3 are connected. 4 is the transformer for the melt channels 3. In the direction of the Melting channels are openings leading to the outside on the side of the pouring hearth 5 provided for cleaning the melt channels, which can be closed by plugs 6. 8 is the pouring spout of the oven.

Am Schmelzherd ist ein zusätzliches Heizelement mit Schmelzrinnen 9 und Zusatztransformator 10 lösbar angebracht in der Weise, daß die Schmelzrinnen in einer Neigung von etwa 45° verlaufen. Durch die zusätzliche Anordnung der Schmelzrinnen 9 wird die Leistung des Ofens vergrößert, ohne daß der Ofeninhalt und damit die Abstrahlungsverluste zunehmen. Gleichzeitig wird durch die starke Neigung der Zusatzschmelzrinnen beim Einschmelzen eine derart starke Badbewegung bewirkt, daß die Einschmelzzeiten wesentlich verkürzt werden. Sobald das Einschmelzen beendet ist, kann man die Leistung des Transformators 10 drosseln, um eine sich bildende Oxydhaut auf der Schmelze nicht zu zerstören.There is an additional heating element with melting channels on the melting hearth 9 and additional transformer 10 detachably attached in such a way that the melt channels run at an incline of about 45 °. Due to the additional arrangement of the melt channels 9 the output of the furnace is increased without affecting the furnace content and thus the Radiation losses increase. At the same time, the steep incline of the additional melt channels Such a strong bath movement during melting causes the melting times can be shortened significantly. Once the meltdown is over, you can see the performance of the transformer 10 throttle in order to form an oxide film on the melt not to destroy.

Die Zusatzschmelzrinnen 9 können auch so verlaufen, daß sie beim Kippen des Ofens auslaufen und die dabei zwischen den Herden verlaufenden Schmelzrinnen 3 gefüllt bleiben. Dann kann man an dein Zusatzheizelement Reinigungen oder Reparaturen vornehmen. ohne den Ofenbetrieb zu unterbrechen. Es läßt sich nach dem Abnehmen des Zusatzheizelementes und Abdichten der in den Schmelzherd führenden Kanäle der Ofen auch als ein normaler Doppelherd-Induktionsofen betreiben. Umgekehrt ist es möglich, an vorhandenen Doppelherdöfen ein Zusatzheizeleinent anzubringen.The additional melt channels 9 can also run in such a way that they are tilted of the furnace and the melt channels running between the hearths 3 stay filled. Then you can clean or repair your auxiliary heating element make. without interrupting the furnace operation. It can be removed after taking it off of the additional heating element and sealing of the channels leading into the melting hearth The oven can also be operated as a normal double-hearth induction oven. It is the other way around possible to attach an additional heating element to existing double hearth ovens.

Claims

P A T EN TA N S Y R h C HE -1. Double hearth induction furnace for melting metals, in particular aluminum, aluminum alloys, copper and zinc, with melting channels running between the two hearths, characterized in that on the melting hearth (1) one or more additional heating elements, consisting of straight and right-angled melting channels (9 ) are detachably attached with one or more furnace transformers (10).

2. Induction furnace according to claim 1, characterized in that an additional heating element is attached with its melting channels vertically under the melting hearth (1).

3. Induction furnace according to Claim 1, characterized in that an additional heating element with its melting channels is attached to the side of the melting hearth and the melting channels be horizontal or inclined.

4. Induction furnace according to claims 1 to 3, characterized in that the melting channels (9) of the additional heating element extend at such an angle to the horizontal that when tilting the furnace the additional melt channels drain while those between the two foci running melt channels (3) remain filled.

5. Induction furnace according to the claims 1, 3 and 4, characterized in that the melting channels of the additional heating element open into the furnace at a distance from the furnace floor.

6. Induction furnace according to the Claims 1 to 5, characterized in that additional heating elements at the same time are attached both below and to the side of the melting hearth (1).

7. A method for operating a double hearth induction furnace with vertical or inclined additional melt channels according to claims 1 to 6, characterized in that with full power of the additional channels (9) and reduced power of the horizontal channels (3) extending between the hearths and then melted the output of the additional channels is throttled and the output of the horizontal channels is increased or left unchanged. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 746 724, 743 694; Austrian patent specifications 179 1022, 171 402-