DE1153134B

DE1153134B - Method for the optional operation of an induction crucible furnace as a melting furnace or holding furnace

Info

Publication number: DE1153134B
Application number: DEB61807A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl-Heinz Brokmeier
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1961-03-22
Filing date: 1961-03-22
Publication date: 1963-08-22

Description

Verfahren zum wahlweisen Betrieb eines Induktionstiegelofens als Schmelzofen oderWarmhalteofen Es sind Induktionstiegelöfen mit zwei übereinanderliegenden Induktionsspulen bekannt, die getrennt schaltbar sind, wobei diese Öfen so betrieben werden können, daß beispielsweise während der Raffinationsperiode mit kleinerer Leistung gefahren wird, indem während dieser Zeit die obere Spule ganz abgeschaltet wird und nur die untere Spule eingeschaltet bleibt. Es ist auch bekannt, einen solchen mit zwei Spulen ausgerüsteten Ofen, bei dem bis zum Flüssigwerden des Tiegelinhaltes oder bis zu einer geringen überhitzung der Schmelze diese beiden Spulen eingeschaltet -sind, weiter so zu betreiben, daß zum Durchmischen der Schmelze nur die untere und zum anschließenden überhitzen der Schmelze nur die obere Spule eingeschaltet ist.Method for the optional operation of an induction crucible furnace as a melting furnace or Holding furnace These are crucible induction furnaces with two induction coils one on top of the other known, which can be switched separately, whereby these ovens can be operated that, for example, driven during the refining period with less power by switching off the upper coil completely and only the lower coil remains switched on. It is also known to have two coils equipped furnace, in which until the contents of the crucible become liquid or up to a slight overheating of the melt, these two coils are switched on, continue to operate so that to mix the melt only the lower and for subsequent overheating of the melt only the upper coil is switched on.

Es ist auch bekannt, zwei Induktionsöfen, von denen jeweils einer mit voller Leistung und der andere mit reduzierter Leistung arbeiten soll, in der Weise zu betreiben, daß die Wicklung des ersten Ofens an das speisende Netz angeschlossen ist und dabei die Wicklung des zweiten Ofens einem Teil der Wicklung des ersten Ofens parallel geschaltet ist. Diese Anordnung bedingt, daß der Betrieb eines Ofens mit reduzierter Leistung nur dann möglich ist, wenn der andere Ofen mit voller Leistung arbeitet, was nicht immer erwünscht ist. Außerdem ergibt sich eine andere Stromverteilung in der an der Netzspannung liegenden Ofenspule je nachdem, ob der zweite Ofen zugeschaltet ist oder nicht, was sich ebenfalls nachteilig auswirken kann.It is also known to operate two induction furnaces, one of which is to work at full power and the other at reduced power, in such a way that the winding of the first furnace is connected to the supply network and the winding of the second furnace is connected to one Part of the winding of the first furnace is connected in parallel. This arrangement means that one furnace can only be operated at reduced power when the other furnace is operating at full power, which is not always desirable. In addition, there is a different current distribution in the furnace coil connected to the mains voltage, depending on whether the second furnace is switched on or not, which can also have a disadvantageous effect.

Diese bekannten Induktionstiegelöfen besitzen einen verhältnismäßig hohen Anschlußwert, da dieser so bemessen ist, daß zumindestens während bestimmter Betriebsabschnitte (Einschmelzzeit) beide Spulen gleichzeitig mit Energie beaufschlagt werden können. Demzufol(ye sind bei diesen bekannten Induktionsöfen auch die Schaltanlagen und die zur Blindstromkompensation dienenden Kondensatorbatterien sowie die gegebenenfalls vorgesehenen Symmetrieeinrichtungen für eine entsprechend große Leistung ausgelegt, wodurch die Gestehungskosten einer solchen Ofenanlage verhältnismäßig hoch sind.These known induction crucible furnaces have a relatively high connected load, as this is so dimensioned that at least during certain Operating sections (melt-down time) both coils are energized at the same time can be. In these known induction furnaces, the switchgear is also accordingly and the capacitor banks used for reactive current compensation as well as any provided symmetry devices designed for a correspondingly high performance, whereby the production costs of such a furnace system are relatively high.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb von Induktionstiegelöfen der vorgenannten Art zu schaffen, durch das die erwähnten Nachteile vermieden werden.The invention is based on the object of a method for operation of induction crucible furnaces of the aforementioned type, through which the mentioned Disadvantages are avoided.

Zu diesem Zweck wird bei einem Verfahren zum wahlweisen Betrieb eines Induktionstiegelofens mit zwei übereinanderliegenden, getrennt schaltbaren Induktionsspulen einerseits als Schmelzofen und andererseits als Warmhalteofen gemäß der Erfindung zur Verwendung des Ofens als Schmelzofen bei etwa bis zur Hälfte gefülltem Tiegel nur die untere Induktionsspule eingeschaltet, während bei Verwendung des Ofens zum Warmhalten bei etwa vollem Tiegel die obere und die untere Induktionsspule abwechselnd oder eine von beiden dauernd eingeschaltet werden.For this purpose, in a method for the optional operation of a Induction crucible furnace with two superimposed, separately switchable induction coils on the one hand as a melting furnace and on the other hand as a holding furnace according to the invention for using the furnace as a melting furnace when the crucible is about half full only the lower induction coil switched on while using the oven for Keeping the upper and lower induction coils warm alternately when the crucible is about full or one of the two should be switched on continuously.

Zur Durchführung dieses Verfahrens kann ein Induktionstiegelofen mit zwei übereinanderliegenden getrennt schaltbaren Induktionsspulen dienen, die so angeordnet sind, daß durch die eine Spule etwa die untere und durch die andere Spule etwa die obere Hälfte des Tiegelinhalts beeinflußt wird und bei dem gemäß der Erfindung eine für die Kompensation einer Spule ausreichende Kondensatorbatterie und gegebenenfalls eine entsprechend dimensionierteSymmetriereinrichtung sowie Schaltvorrichtungen vorgesehen sind, durch die zwangläufig jeweils nur die eine oder die andere Spule an die Zuleitung der elektrischen Energie und die Kompensations- sowie an die gegebenenfalls vorgesehene Symmetriereinrichtung anschaltbar ist.An induction crucible furnace can be used to carry out this process two superimposed separately switchable induction coils are used, so are arranged that through the one coil about the lower and through the other coil about the upper half of the crucible content is affected and in the case of the invention a battery of capacitors sufficient to compensate for a coil and, if necessary an appropriately dimensioned balancing device and switching devices are provided through which inevitably only one or the other coil to the supply line for the electrical energy and the compensation and, if applicable, to the provided balancing device can be switched on.

Da die Schaltvorrichtungen, die Kompensations-und Symmetriereinrichtungen nur für eine Spule auszulegen sind, ermäßigen sich die Anschaffungskosten für eine Ofenanlage nach der Erfindung beträchtlich.As the switching devices, the compensation and balancing devices are to be designed for only one coil, the acquisition costs for one are reduced Furnace installation according to the invention considerably.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel eines Induktionstiegelofens nach der Erfindung dargestellt. Es bedeutet darin 1 den Tiegel des Ofens in Schnittdarstellung, 2 und 3 die den Tiegel umgebenden Induktionsspulen, die mittels eines Doppelschalters 4 wahlweise an das Netz 5 angeschlossen werden können. Mit 6 ist der Hauptschalter der Ofenanlage und mit 7 die der Blindstromkompensation dienende Kondensatorbatterie bezeichnet. Die Ofenanlage kann weiter mit einer Symmetriereinrichtung, die aus einer Drossel$ und einem Kondensator 9 besteht, ausgerüstet sein.In the figure, an embodiment of an induction crucible furnace according to the invention is shown. It denotes 1 the crucible of the furnace in a sectional view, 2 and 3 the induction coils surrounding the crucible, which can be optionally connected to the network 5 by means of a double switch 4. The main switch of the furnace system is denoted by 6 and the capacitor bank serving for reactive current compensation is denoted by 7. The furnace system can also be equipped with a balancing device consisting of a choke and a condenser 9.

Der erfindungsgemäße Ofen kann bei geringer Füllung, beispielsweise bis zu der mit 10 bezeichneten Höhe zum Einschmelzen von Metallen, insbesondere von Aluminium, Kupfer oder Stahl, bei voller Füllung (Badspiegel bei 11) auch zum Warmhalten von Metallschmelzen verwendet werden. In letzterem Fall kann der Ofen als Warinhalteofen in der Weise benutzt werden, daß die Metalle bereits in schmelzflüssigem Zustand in den Tiegel eingefüllt werden. Bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführten Warmhaltebetrieb mit abwechselndem Einschalten der oberen und unteren Spule wird eine gute Durchmischung des Tiegelinhaltes erzielt. Die Dauer der jeweiligen Einschaltzeiten kann ohne Schwierigkeiten den im Einzelfall vorliegenden Gegebenheiten, wie Tiegelgröße, Art des Schmelzgutes usw. angepaßt werden. Das Umschalten von einer Spule auf die andere kann von Hand vorgenommen oder durch an sich bekannte Mittel selbsttätig durchgeführt werden.The furnace according to the invention can be used with a low filling, for example up to the height indicated by 10 for melting down metals, in particular aluminum, copper or steel, with full filling (bath level at 11) also for keeping molten metal warm. In the latter case, the furnace can be used as a storage furnace in such a way that the metals are poured into the crucible in a molten state. In the warming operation carried out according to the method according to the invention with alternating switching on of the upper and lower coils, a thorough mixing of the crucible contents is achieved. The duration of the respective switch-on times can be adapted to the circumstances in the individual case, such as crucible size, type of material to be melted, etc., without difficulty. Switching from one coil to the other can be done manually or automatically by means known per se.

Der erfindungsgemäße Ofen kann aber auch so betrieben werden, daß zunächst bei etwa bis zur Hälfte gefüllttem Tiegel und Einschaltung der unteren Spule das Einschmelzen durchgeführt wird. Sobald das eingesetzte Material flüssig geworden ist, kann nach und nach weiteres Material in flüssigem oder auch festem Zustand zugegeben werden. Mit steigender Füllung des Tiegels wird dann nach Bedarf die obere Spule statt der unteren eingeschaltet. Erforderlichenfalls kann dabei, beispielsweise wenn die Temperatur im unteren Teil der Schmelze unter einen zulässigen Wert absinkt, für einige Zeit wieder auf die untere Spule zurückgeschaltet werden. Dieses Verfahren kann solange fortgesetzt werden, bis der Tiegel vollständig mit flüssigem Metall gefüllt ist, das dann erforderlichenfalls noch in der schon beschriebenen Weise warmgehalten bzw. umgerührt werden kann.The furnace according to the invention can also be operated in such a way that initially with the crucible half full and the lower one switched on Coil the meltdown is carried out. As soon as the material used is liquid has become, can gradually further material in liquid or solid State to be admitted. As the crucible becomes more full, it is then made as required the upper coil switched on instead of the lower one. If necessary, for example if the temperature in the lower part of the melt is below an allowable one Value decreases, switch back to the lower coil for some time. This process can be continued until the crucible is completely charged liquid metal is filled, which then if necessary still in the already described Way can be kept warm or stirred.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein überraschend hoher Ausnutzungsfaktor erreicht, da der Anschlußwert ' der gegenüber den bei den üblichen vergleichbaren Ofenanlagen vorgesehenen Werten etwa bis auf die Hälfte verringert ist, immer, d. h. auch beim Warmhaltebetrieb voll ausgenutzt wird.By the inventive method, a surprisingly high utilization factor is achieved, since the terminal value 'which is reduced compared to the intended at the usual comparable values kilns approximately up to half, always, d. H. is also fully utilized during the holding operation.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. der zu seiner Durchführung dienende Ofen kann sowohl für Netz- als auch Mittelfrequenzeinspeisung Verwendung finden. Im übrigen ist die Erfindung nicht auf das hier behandelte Ausführungsbeispiel beschränkt, insbesondere kann der erfindungsgemäße Ofen gegenüber der beschriebenen und dargestellten Anordnung verschiedene, insbesondere bauliche Abweichungen aufweisen.The method according to the invention or the one used to carry it out Oven can be used for mains as well as medium frequency feed. In addition, the invention is not limited to the exemplary embodiment dealt with here, In particular, the furnace according to the invention can be compared to that described and illustrated Arrangement have various, in particular structural, deviations.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A method for the optional operation of an induction crucible furnace with two superimposed, separately switchable induction coils on the one hand as a melting furnace and on the other hand as a holding furnace, characterized in that only the lower induction coil ( 1) is used to use the furnace as a melting furnace when the crucible (1) is about half full. 3) is switched on, while when using the oven to keep the pan warm when the crucible is about full, the upper (2) and lower (3) induction coils are switched on alternately or one of the two is switched on continuously.

2. Induction coil for carrying out the method according to spoke 1 with two superimposed separately switchable induction coils, which are arranged so that about the lower half of the crucible content is influenced by one coil and about the upper half of the crucible contents by the other coil, characterized by one for compensation a coil sufficient capacitor battery (7) and possibly a correspondingly dimensioned, balancing device (8, 9) and switching devices (4), through which inevitably only one or the other coil to the supply line of electrical energy and the compensation as well as to the optionally provided balancing device can be switched on. Documents considered: Austrian patent specification No. 184 646.