DE1201954B - - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 31 a - 2/40

Nummer: 1201954

Aktenzeichen: B 74534 VI a/31 a

Anmeldetag: 4. Dezember 1963

Auslegetag: 30. Seotember 1965

Die vorliegende Erfindung betrifft einen zylindrischen Induktionsofen mit in Normallage vertikaler Zylinderachse.

Durch die technische Entwicklung der Gießereien wird die notwendige stündliche Schmelzleistung der Schmelzereieinrichtungen immer mehr gesteigert. Gleichzeitig werden die Anforderungen an die Qualität der Gußstücke und damit an die Temperaturgleichmäßigkeit und an die Analysengenauigkeit des zu vergießenden Eisens immer größer.

Die Entwicklung von hochmechanisierten oder automatisch betriebenen Form- und Gießanlagen, deren Flüssigeisenbedarf ihren eigenen Gesetzen folgt, zwingt im weiteren eine variierbare Ausgleichsmenge von vergießbarem flüssigem Eisen zwischen den Schmelzanlagen und den Gießanlagen vorzusehen, da in diesen Gießanlagen kein Puffer in Form von abgießbereiten Formen vorhanden ist.

Um die engen Toleranzen in den Analysenstreuungen und den Flüssigeisentemperaturen einhalten zu können und um Analysenkorrekturen vornehmen zu können, sind z. B. grundsätzlich als Warmhalteöfen wirkende Induktionsöfen erstellt worden, denen das flüssige Eisen von einem Kupolofen mittels Transportkessel zugeführt wird. Diese Betriebsweise hat jedoch den Nachteil, daß diese Anlagen sowohl in den Erstellungskosten teuer sind, als auch mit relativ hohen Kosten arbeiten. Die UnWirtschaftlichkeit ist zum Teil darin begründet, daß das mehrmalige Umschütten des flüssigen Eisens zu Temperaturverlusten führt und der Transport des flüssigen Eisens zwischen Kupolofenanlage und den Induktionsöfen Bedienungskräfte verlangt. Als zusätzlicher Nachteil muß die vermehrte Schlackenbildung beim mehrmaligen Umschütten und die damit verbundene vermehrte Gasaufnahme betrachtet werden. Der Mengenausgleich an flüssigem Eisen zwischen Schmelzerei und Abgießanlage wäre nur durch zusätzliches Aufstellen von Induktionsöfen möglich, was aus wirtschaftlichen Gründen aber kaum möglich ist. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Einrichtungen besteht im großen Platzbedarf.

Um den Mengenausgleich des flüssigen Eisens zu erreichen, sind vor die Kupolöfen Flüssigeisensammler angeordnet worden. Diese haben wohl den Mengenausgleich zwischen Schmelzanlage und Gießanlage ermöglicht, jedoch, wie die Erfahrung zeigt, den Analysenausgleich und den Temperaturausgleich nicht erreicht.

Es fehlte nicht an weiteren Versuchen, die eingangs genannten Schwierigkeiten zu beheben. So wurden z. B. Kupolöfen, die kontinuierlich Flüssigeisen ab-Zylindrischer Induktionsofen

Anmelder:

Erwin Bührer, Schaffhausen (Schweiz)
Vertreter:

Dipl.-Ing. Κ. Blank, Patentanwalt,
München 8, Trogerstr. 4

Als Erfinder benannt:
Erwin Bührer, Schaffhausen (Schweiz);
Karl-Heinz Hellmund, Dortmund;
Theodor Bächtold, Schaffhausen (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 2. September 1963 (10 836)

geben, mittels beweglicher Rinne direkt mit Induktionsöfen verbunden. Da die Kippachse der Induktionsöfen benachbart der Gießschnauze liegt, muß die Rinne, deren Auslaufende über der Mitte des Deckelgewölbes des Ofens liegt, nicht nur Seitenbewegungen, sondern auch beträchtliche Höhenbewegungen ausführen. Gleichzeitig verhindert eine so angeordnete Rinne das Abheben, Ausschwenken oder Kippen des Induktionsofendeckels während des Betriebes. Dadurch wird diese Ausführungsart eines Induktionsofens ausschließlich zu einer Warmhalte- und Mengenausgleichseinrichtung für flüssiges Eisen. Es kann mit einem solchen Induktionsofen weder der Kohlenstoffgehalt des Flüssigen Eisens durch Einsetzen von z. B. Blechpaketen oder Roheisen verändert werden, noch können grobstückige Ferrolegierungen in den Induktionsofen chargiert oder Schlacke über dem Flüssigeisenbad abgezogen werden. Damit ist aber dieser Induktionsofen für seinen Hauptzweck, das Korrigieren der Analyse des flüssigen Eisens, nicht mehr geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofen zu schaffen, der als Puffer für flüssiges Eisen zwischen einer Schmelzanlage und einer Gießanlage einzusetzen ist, um bei Einhaltung einer genauen Eisenzusammensetzung und -temperatur für einen fallweise notwendig werdenden Mengenausgleich zur so Verfügung zu stehen.

Es ist zwar bekannt, bei kernlosen Induktionsöfen, deren Ofenspule eine waagerechte Mittelachse auf-

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weist, eine Beschickungsöffnung auf der einen Seite und eine Ausgießschnauze auf der anderen Seite der Spule anzuordnen. Dieser Ofen hat die Aufgabe, metallurgische Arbeiten durchzuführen, die in einem zylindrischen Ofen mit senkrechter Ofenachse, gleichgültig, ob mit Spulen- oder mit Rinnenbeheizung, aus bekannten Gründen nicht durchführbar sind. Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung gestellt ist, kann durch einen Ofen mit waagerechter Spulenachse nicht erfüllt werden, weil ein Mengenausgleich nur mit unwirtschaftlich großen Ofenabmessungen möglich ist und die Betriebskosten untragbar hoch sind.

Es ist auch schon bekannt, den unteren Teil eines Kupolofens selbst als kernlosen zylindrischen Induktionsofen auszubilden, wobei dieser Ofenteil zum Warmhalten dient, doch ist auch mit dieser Ofenkombination die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe nicht zu lösen.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Lösung der gestellten Aufgabe mittels eines zylindrischen Induktionsofens mit in Normallage senkrecht stehender Zylinderachse, der zur intermittierenden Abgabe von flüssigem Eisen über eine Ausgießschnauze um eine horizontale Achse kippbar ist, dadurch, daß sich die durch zwei Lager gebildete Kippachse im Bereich der Wandung des Deckels mit der Zylinderachse schneidet und zur kontinuierlichen Aufnahme des flüssigen Eisens eine öffnung im Deckel zwischen den beiden Lagern angeordnet ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß auf der Ausgießseite eine schwenkbare Auflage für die Aufnahme eines Gießkessels vorgesehen ist, deren durch Zapfen gebildete Schwenkachse dem Schnauzenende benachbart ist, und daß für das Waagerechthalten der den Gießkessel tragenden Auflage beim Kippen des Ofens eine Parallelführung vorgesehen ist.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel eines zylindrischen Induktionsofens gemäß vorliegender Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt eines Induktionsofens in Normallage gemäß Linie I-I in F i g. 2,

F i g. 2 einen Grundriß eines Induktionsofens, eines Kupolofens und einer Verbindungsrinne, wobei der Kupolofen oberhalb der Düsenebene geschnitten ist,

F i g. 3 einen Vertikalschnitt eines Induktionsofens gemäß Linie I-I in F i g. 2 in Ausgießstellung,

F i g. 4 einen Vertikalschnitt eines Induktionsofens gemäß Linie I-I in F i g. 2 in der Stellung zum Abschlacken oder Chargieren,

F i g. 5 einen Vertikalschnitt eines Induktionsofens nach Linie I-I in F i g. 2 in maximaler Kipplage beim Ausgießen.

In F i g. 2 ist mit 1 ein Kupolofen normaler Bauart dargestellt. Eine Rinne 2, die in nicht dargestellter Weise befestigt ist, gestattet, das flüssige Eisen 3, das kontinuierlich aus dem Kupolofen 1 fließt, dem Induktionsofen 4 zuzuführen. Das Flüssige Eisen 3 fließt durch einen Schlitz 5 im Ofendeckel 6 in das Innere 7 des Induktionsofens 4. Der Induktionsofen 4 ist in zwei Lagern 8 drehbar auf zwei Ständern 9 abgestützt. Zwei hydraulische Kippzylinder 10 (F i g. 2), die auf je einer festen Platte 11 schwenkbar abgestützt sind und mit einem Angriffspunkt 12 des Ofens 4 gelenkig verbunden sind, gestatten den Ofen 4 aus der Normalstellung (s. Fig. 1) in die Abgießstellung (s. Fi g. 3) oder in die Abschlack- oder Chargierstellung (s. F i g. 4) zu kippen. Eine Auflage 13, die den

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Gießkessel 14 aufnimmt, ist am Ofen 4 mittels Zapfen 15 drehbar gelagert. Eine Parallelführung, die gebildet wird durch eineri mit dem Ständer 9 fest verbundenen Ausleger 16, eine Stange 17 und einen Hebel 18, der über "die Zapfen 15 mit der Auflage 13 drehstarr verbunden ist, bewirkt, daß die Auflage 13 von der Normalstellung (F i g. 1) bis zur maximalen Ausgießstellung (F i g. 5) horizontal gehalten wird. Zu diesem Zweck entspricht die wirksame Länge der ίο Stange 17 dem Abstand zwischen der Achse der Lager 8 und derjenigen des Zapfens 15, und die Länge des Hebels 18 ist gleich dem Abstand des Gelenkes am Ausleger 18 von der Kippachse. Ein Schlitz 19 in der Stange 17 gibt beim Rückwärtskippen zum Abschlacken oder Chargieren die Auflage 13 frei, wobei die Auflage 13 sich auf den Ofenkörper 4 abstützt (s. Fig. 4). Beim Ausgießen des flüssigen Eisens aus dem Ofen 4 in den Gießkessel 14 hat der Gießstrahl 20 (s. F i g. 3) die denkbar kürzeste Länge, ao In der F i g. 5 ist die Stellung des Induktionsofens 4 beim vollständigen Leeren gezeichnet. Für diesen Fall, der gewöhnlich bei Arbeitsschluß eintritt, wird die Rinne 2, die den Kupolofen 1 mit dem Induktionsofen 4 verbindet, entfernt. In dieser Stellung zeigt sich der große Vorteil der horizontal gehaltenen Auflage 13 besonders deutlich.

Eine Chargier- und Abschlacköffnung 21 ist mit einer verschiebbaren Tür 22 verschiebbar (s. F i g. 1, 2 und 3). Die Tür 22 kann in bekannter Weise zum Abschlacken oder Chargieren usw. geöffnet werden (s. F i g. 4).

Ein Schlackenkübel 23 stützt sich über Zapfen 24 auf Konslen 25 ab. Die Konsolen 25 sind fest mit dem Ofen 4 verbunden. Wenn der Ofen 4 in die Abschlackstellung gekippt wird (s. F i g. 4), so fällt die über dem Eisenbad abgezogene Schlacke direkt in den Schlackenkübel 23. Während die Ofenspule 26 am unteren Ende 27 das flüssige Eisenbad übersteht, reicht die Ofenspule 26 am oberen Ende 28 nicht bis zur maximalen Füllhöhe des Eisenspiegels. Dies hat den Vorteil, daß bei verschieden großer Eisenfüllung des Induktionsofens die Leistungsaufnahme bei einer gegebenen Spannung weniger stark variiert.

Die Stromzuführung zu dem Ofen 4, die Gießgrube, die Arbeitsbühne und die Mittel zum Chargieren von Blechpaketen, Roheisen oder Legierungen usw. können in bekannter Weise gestaltet werden, sie sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Die vorbeschriebene Erfindung ermöglicht auf wirtschaftlichste Weise einen Induktionsofen mittels Rinne direkt einem kontinuierlich Flüssigeisen liefernden Kupolofen nachzuschalten. Wärend der erfindungsgemäße Induktionsofen im Betrieb ist, kann demselben kontinuierlich flüssiges Eisen zugeführt und intermittierend entnommen werden. Die Erfindung gestattet, da der Induktionsofen auch teilgefüllt betrieben werden kann, einen Mengenausgleich an flüssigem Eisen zwischen der Kupolofen- und der Gießanlage bis mindestens zur Hälfte des gesamten Induktionsofeninhalts. Im weiteren erlaubt die Erfindung das intermittierende Ausgießen von flüssigem Eisen mit kürzestem Flüssigeisenstrahl und daher mit einer minimalen Schlackenbildung beim Abstechen. Weil die Erfindung auch das Kippen entgegen der Kipprichtung beim Abstechen vorsieht und auf der der Gießschnauze gegenüberliegenden Seite eine Öffnung anordnet, können während des Betriebes Blechpakete, Roheisen, Ferrolegierungen usw. char-

Claims (3)

giert oder auf einfachste Weise Schlacke 29 abgezogen werden. Durch diese Öffnung am Induktionsofen erübrigt sich eine ausfahrbare oder schwenkbare Befestigung des Ofendeckels; dieser muß lösbar am Induktionsofen befestigt sein, um Reperaturen vorzunehmen. Der erfindungsgemäße Induktionsofen besitzt im Betriebszustand des Magnetfeldes wegen eine intensive Rührwirkung im flüssigen Eisen und vergleichmäßigt deshalb und seines relativ großen Inhalts wegen die Temperatur und die Analyse des flüssigen Eisens vorzüglich. Die vorliegende Erfindung gestattet zusammengefaßt den Analysenausgleich, den Temperaturausgleich, die Analysenkorrektur und den Mengenausgleich des flüssigen Eisens in ein und derselben Vorrichtung durchzuführen, ohne Zuhilfenahme weiterer Mittel. Selbstverständlich ist es unter Inkaufnahme gewisser Nachteile möglich, die Kippachse, die durch die Lager 8 definiert ist, bezüglich der Zylinderachse nach der einen oder anderen Seite oder aus dem Bereich der Wandung des Deckelgewölbes zu versetzen, auf jeden Fall allerdinsg nur in begrenztem Ausmaß. Patentansprüche:

1. Zylindrischer Induktionsofen mit in Normallage vertikaler Zylinderachse, der zur intermittie-

renden Abgabe von flüssigem Eisen über eine Ausgießschnauze um eine horizontale Achse kippbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Lager (8) gebildete Kippachse sich im Bereich der Wandung des Deckels (6) mit der Zylinderachse schneidet und zur kontinuierlichen Aufnahme des flüssigen Eisens eine Öffnung (5) im Deckel (6) zwischen den beiden Lagern (8) angeordnet ist.

2. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ausgießseite eine schwenkbare Auflage (13) für die Aufnahme eines Gießkessels (14) vorgesehen ist, deren durch Zapfen (15) gebildete Schwenkachse dem Schnauzenende benachbart ist.

3. Induktionsofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das Waagerechthalten der den Gießkessel (15) tragenden Auflage (13) beim Kippen des Ofens (4) eine Parallelführung (16, 17, 18) vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 070 786,
476;

deutsche Patentschrift Nr. 363 352;
Gießerei, 19. 4. 1962, S. 212 bis 215;
Okorokow, Elektrische Schmelzöfen für die
isenmetallurgie, 1953, S. 491/492, Bild 200.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen