DE1199903B - Niederfrequenz-Induktionsofen zum Schmelzen von Metallen bzw. deren Legierungen - Google Patents

Niederfrequenz-Induktionsofen zum Schmelzen von Metallen bzw. deren Legierungen

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DE1199903B
DE1199903B DEC17953A DEC0017953A DE1199903B DE 1199903 B DE1199903 B DE 1199903B DE C17953 A DEC17953 A DE C17953A DE C0017953 A DEC0017953 A DE C0017953A DE 1199903 B DE1199903 B DE 1199903B
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Germany
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induction furnace
furnace according
magnetic core
melting
core
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Application number
DEC17953A
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Inventor
Elio Ezio Calamari
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/16Furnaces having endless cores
    • H05B6/20Furnaces having endless cores having melting channel only

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

  • Niederfrequenz-Induktionsofen zum Schmelzen von Metallen bzw. deren Legierungen Die Erfindung bezieht sich auf einen Niederfrequenz-Induktionsofen zum Schmelzen von Metallen bzw. deren Legierungen, bei dem der Sekundärkreis des mit seinem Eisenkern vertikal angeordneten Transformators von dem zu schmelzenden Metall gebildet wird.
  • Derartige öfen sind unter dem Namen »Kjelling-Öfen« in verschiedenen Variationen bekannt, so beispielsweise mit einem oder mehreren Induktor-Elementen, mit Einzelschmelzbecken oder Doppelschmelzbecken usw.
  • Insbesondere sind verschiedene Ausführungen von Induktionsöfen bekannt, bei denen der den Sekundärkreis bildende Kanal in einer vertikalen Ebene, um einen waagerechten Magnetkern herum verlaufend, angeordnet ist. Solche öfen besitzen einen zerklüfteten, schwer instand zu haltenden Schmelzraum und sind auch in ihrem äußeren Aufbau räumlich aufwendig. Zudem ist die Wärmeverteilung im Schmelzgut während des Schmelzvorganges sehr ungleichmäßig, wodurch die Lebensdauer der Ausfütterung des Schmelzraumes stark herabgesetzt wird.
  • Der erfindungsgemäße Niederfrequenz-Induktionsofen zeichnet sich dadurch aus, daß zur Aufnahme des den Sekundärkreis bildenden Metalls mindestens ein, den Boden des Schmelzbeckens bildender und koaxial zu diesem angeordneter, waagerecht verlaufender Kanal vorgesehen ist. Dieser Sekundärkanal kann teilweise gedeckt und teilweise offen sein, wobei insbesondere die quer zum Joch des Magnetkernes verlaufenden Strecken des Kanals gedeckt und die längs des Magnetkernes verlaufenden Strecken dagegen offen sind. Der Sekundärkanal kann beliebige, beispielsweise kreisförmige, quadratische, rechteckige oder elliptische Gestalt aufweisen.
  • Der Induktor bildet nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung den Bodenteil des Ofens und kann mit dem Oberteil durch eine Außenbefestigung mittels Bolzen unter Zwischenschaltung einer Ringpackung aus Schmelzzement und pulverisiertem Asbest verbunden sein. Dabei ragt der Magnetkern in das Schmelzbecken hinein und der Boden des Schmelzbeckens weist einen Vorsprung auf, der den hineinragenden Teil des Magnetkerns bedeckt. In diesem Vorsprung sind die vorerwähnten Sekundärkanäle angeordnet.
  • Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind Kühlschlangen um das Joch des Magnetkernes herum angeordnet, die als Primärspulen wirken und die bei Anordnung einer eigenen Primärspule um den Mittelsteg des Magnetkernes mit dieser elektrisch verbunden sind, beispielsweise in Reihen- oder Parallelschaltung.
  • Der erfindungsgemäße Induktionsofen weist gegenüber den bekannten öfen dieser Art folgende Vorteile auf: Günstiges Verhältnis von Leistung zu Kapazität, hoher Leistungsfaktor, Speisung mit konstanter Spannung und mithin konstante Leistung, vollkommen freier Schmelztiegel, Anfahren mit kaltem Metall, leichte Auswechselbarkeit des Induktors auch bei wannem Ofen, einfacher Wechsel der Schmelzlegierung oder des Schmelzmetalls, leichte Verarbeitung und Verschlackung der Legierungen, leichte überwachung der überfluteten Kanäle während des Betriebes. Da die Sekundärkanäle von der Schmelze überflutet sind und selbst einen Teil derselben bilden, sind sie keinen überheizungen ausgesetzt, so daß die Temperatur in der Schmelze gleichförmiger ist. Außerdem besitzt der Ofen keine vorstehenden Teile, weshalb er bei gleicher Leistung nicht nur weniger Raum einnimmt als die üblichen Induktionsöfen, sondern auch geringe Wärmeverluste und daher einen besseren thermischen Wirkungsgrad aufweist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bereits eine geringe Menge Metall im Verhältnis zur Ofenkapazität ausreicht, um den Ofen in Betrieb zu halten. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Induktionsofen im senkrechten Längsschnitt, F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie X-Y in F i g. 1 und F i g. 3 eine perspektivische Ansicht im Schnitt gemäß Linie Z (Y -Z in Fig. 2.
  • Der Ofen besteht im wesentlichen aus dem SchmelztiegelA und dem InduktorB. Dieser InduktorB setzt sich zusammen aus einem Magnetkern 1, den um den Mittelsteg des Magnetkernes 1 herum angeordneten Kühlschlangen bzw. -kammern 3 und der feuerfesten Auskleidung 5.
  • Der TiegelA und der InduktorB formen zusammen in ihrem Inneren das Schmelzbecken C. In dieses Schmelzbecken C ragt der Magnetkern 1 hinein und ist durch einen Vorsprung4 abgedeckt. Den Boden des Schmelzbeckens C bildet ein Ringkanal 8, 9, dessen Strecke 8 gedeckt ist und sich durch den Ma ' gnetkern 1 hindurch erstreckt, während die Strecke 9 offen ist, wie dies insbesondere aus F i 2 ersichtlich ist.
  • Die Verbindung zwischen dem Schmelztiegel A und dem Induktor B erfolgt durch eine Außenbefestigung mittels Bolzen 6, wobei eine Ringpackung 7 aus Schmelzzement und Asbest vorgesehen ist.
  • Die Kühlkammern 3, die um das Joch des Magnetkernes 1 herum angeordnet sind und von Druckluft oder Kühlwasser durchströmt werden können sind insbesondere in F i g. 3 zu erkennen. Diese Schlangen oder Kammern 3 sind zweckmäßig mit der um den Mittelstea des Kernes 1 herum angeordneten Primärspule 2 elektrisch verbunden, so daß diese Schlan-en oder Kammern 3 selbst als Primärspule wirken und den magnetischen Fluß besser mit der den Sekund;arkreis bildenden Metallmasse verketten. Diese Kühlschlangen oder -kammern können auch bei Abwesenheit einer Primärspule selbst als Primärspule verwendet werden.
  • In F i g. 3 sind mit E die gedachten Sekundärringe bezeichnet, die durch das Metall in den gedeckten Horizontalkanälen 8 und den ungedeckten Vertikalkanälen 9 gebildet werden.
  • Selbstverständlich kann die Schmelzkammer auch eine andere als die dargestellte Gestalt haben und ein Einzel- oder mehrere Becken aufweisen. Ebenso kann der Induktor als 3-Phasen-, 2-Phasen- oder 1-Phasen-Induktor ausgebildet sein.
  • Der dargestellte Induktionsofen kann feststehend oder kippbar ausgeführt sein, wobei zum Kippen an sich bekannte mechanische, handbetätigte oder hydraulische bzw. pneumatische Mittel vorgesehen werden können.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Niederfrequenz-Induktionsofen zum Schmelzen von Metallen bzw. deren Legierungen, bei dem der Sekundärkreis des mit seinem Eisenkern vertikal angeordneten Transformators von dem zu schmelzenden Metall gebildet wird, d a d u r c h gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des den Sekundärkreis bildenden Metalls mindestens ein, den Boden des Schmelzbeckens (C) bildender und koaxial zu diesem angeordneter, waagerecht verlaufender Kanal (8, 9) vorgesehen ist.
  2. 2. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärkanal teilweise gedeckt (8) und teilweise offen (9) ist. 3. Induktionsofen nach Anspruch 2, dadurch -ekennzeichnet ' daß der Sekundärkanal in den quer zum Joch des Magnetkernes (1) des Transformators verlaufenden Strecken (8) gedeckt, in den längs- des Magnetkernes (1) verlaufenden Strecken (9) dagegen offen ist. 4. Induktionsofen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den Transformator enthaltene Bodenteil (B) des Ofens mit dem Oberteil (A) durch eine Außenbefestigung mittels Bolzen (6) unter Zwischenschaltung einer Ringpackung (7) aus Schmelzzement und pulverisiertem Asbest verbunden ist. 5. Induktionsofen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (1) zumindest in vertikaler Richtung vollständig im Bodenteil (B) angeordnet ist. 6. Induktionsofen nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (1) in das Schmelzbecken (C) hineinragt und der Boden des Schmelzbeckens einen Vorsprung (4) aufweist, der den hineinragenden Teil des Magnetkernes (1) bedeckt. 7. Induktionsofen nach Anspruch 6, dadurch Z, Gekennzeichnet, daß in dem Vorsprung (4) ein Teil (8) des Sekundärkanals angeordnet ist. 8. Induktionsofen nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlschlangen bzw. -kammern (3) um das Joch des Magnetkernes (1) herum angeordnet sind, die gleichzeitig als Primärspulen wirken. 9. Induktionsofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, cr - daß die Kühlschlangen bzw. -kammem (3) mit einer um den Mittelsteg des Magnetkernes (1) herum angeordneten Primärspule (2) elektrisch verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 420 082, 421281, 570 140, 667 481.
DEC17953A 1957-11-28 1958-11-28 Niederfrequenz-Induktionsofen zum Schmelzen von Metallen bzw. deren Legierungen Pending DE1199903B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2402380A1 (de) * 1973-01-26 1974-08-01 Asea Ab Induktor fuer rinnenofen

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE420082C (de) * 1923-12-14 1925-10-15 Allg Elek Citaets Ges Fa Induktionsschmelzofen
DE421281C (de) * 1925-11-09 Rheinische Metallw & Maschf Verfahren zum Schmelzen von Leichtmetallen, z. B. Aluminium oder Magnesium, oder vonLegierungen von Leichtmetallen, z. B. Elektron, in Induktionsoefen
DE570140C (de) * 1926-01-13 1933-02-11 Emil Friedrich Russ Einrichtung zur Spannungsregelung an Induktionsoefen mit geschlossener Schmelzrinne
DE667481C (de) * 1938-11-12 Russ Elektroofen Komm Ges Induktionsofen mit geschlossener Schmelzrinne

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