DE1208429B

DE1208429B - Vakuum-Induktionsschmelzofen

Info

Publication number: DE1208429B
Application number: DEH40739A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Helmut Gruber; Dipl-Ing Joachim Floymayr
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1960-10-21
Filing date: 1960-10-21
Publication date: 1966-01-05

Description

Vakuum-Induktionsschmelzofen Die Erfindung betrifft einen Vakuum-Induktionsschmelzofen mit gekühltem Tiegel aus Metall. Es sind Induktionsschmelzöfen bekannt,bei denen derTiegel, der aus Keramik oder Metall besteht, mit Wasser geühlt wird. Bei diesen Öfen ist der Tiegel außen mit einem hohlzylinderförmigen Kühlmantel aus Metall umgeben, durch den das Kühlmittel geleitet wird. Um den Kühlmantel ist koaxial dazu die Induktionsspule angeordnet. In einem Ausführungsbeispiel ist die Induktionsspule innerhalb des Kühlmantels im Kühlmittel selbst angeordnet. Diese Anordnungen haben aber den Nachteil, daß der metallische Kühlmantel und insbesondere im Fall der Verwendung eines metallischen Tiegels auch dieser noch als kurzgeschlossener Leiter wirkt und einen wesentlichen Teil der mittels der Induktionsspule dem Schmelzgut zuzuführenden Energie entzieht.
Es wurde auch bereits ein Vakuum-Induktionsschmelzofen vorgeschlagen, bei dem der metallische Tiegel ebenfalls von außen gekühlt wird, bei dem aber der Tiegel aus einzelnen Sektoren aufgebaut ist, also nicht mehr als kurzgeschlossener Leiter wirkt. Die einzelnen Tiegelsektoren sind mittels Isolationsstricken miteinander verbunden. Bei dieser Anordnung bildet der Tiegel selbst die Begrenzung des Vakuumraumes, d. h., innerhalb des Schmelztiegels herrscht der reduzierte Druck. Dieser Vorschlag besitzt jedoch auch sehr wesentliche Nachteile. Dadurch, daß der Tiegel selbst als Begrenzung des Vakuumraumes dient, muß die Tiegelwandstärke infolge ihrer Druckbelastung eine relativ große Dicke besitzen. Die Eindringtiefe des benutzten Heizstromes in das Schmelzgut wird hierdurch erheblich vermindert. Ein noch schwerwiegender Nachteil dieser Anordnung dürfte darin liegen, daß die die Tiegelsektoren miteinander verbindenden Isolierstoffstücke nicht nur zu Isolationszwecken unter hohen Druckbeanspruchungen dienen, sondern sie müssen gleichzeitig auch noch die Tiegelsektoren vakuumdicht miteinander verbinden, auch sogar bei hohen im Tiegel herrschenden Schmelztemperaturen. Bei industriellen Vakuum-InduktionsschmeIzöfen dürfte dies praktisch nicht durchführbar sein.
Bekannt ist auch ein Vakuum-Induktionsofen mit einem Tiegel in Sel-torbauweise, wobei die einzelnen den Tiegel bildenden Segmente gegeneinander durch eine isolierende Schicht getrennt sind. Der Tiegel ist gekühlt und von der Induktionsheizspule umgeben. Dieser Induktionsschmelzofen gestattet infolge des begrenzten Tiegelvolumens nur jeweils eine begrenzte '@"etzllmcii^e zu schmelzen.
Um voa@der Beskrcnzung durch das Tiegelvolumen eines gewöhnlichen Induktionsschmelzofens freizukommen, ist zum Abschmelzverfahren übergegangen worden. Hierbei wird das eine Ende eines Metallbarrens od. dgl. induktiv abgeschmolzen. Dieses Barrenende ist von einer Induktionsspule umgeben und befindet sich in gewissem Abstand oberhalb eines rohrförmigen Tiegels mit absenkbarem Boden. Dabei ist es nicht möglich, ein größeres Schmelzvolumen zu durchmischen, beispielsweise unter Zugabe von Chemikalien.
Nach der Erfindung wird mit einem solchen größeren Schmelzvolumen gearbeitet.
Ein Vakuum-Induktionsschmelzofen mit im Vakuumraum angeordneter Induktionsspule und mit laufender Zufuhr des zu schmelzenden und laufendem Abzug des erschmolzenen Gutes ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Gut in einem von der Indukstionsspule umfaßten Tiegel in der Bauweise von durch Isolation untereinander getrennten Sektoren geschmolzen wird, dessen Boden absenkbar ist. Der Induktionsschmelzofen nach der Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Schmelzöfen mit induktiver Beheizung. Durch Anwendung der bekannten Segmenttiegelbauweise und der bekannten Schmelzgutzugabeeinrichtung durch die Vakuumwandung hindurch wird erst die Unbegrenztheit des Gußvolumens infolge absenkbaren Tiegelbodens ausgenutzt. Zur Kühlung des Tiegels sind beispielsweise Kühlkanäle innerhalb der dünnen Tiegelwand vorgesehen. Selbstverständlich kann der Tiegel auch doppelwandig und mit dünnen Wänden ausgebildet sein. In bex!crztigter Auffiälirung kann die Tiegelwand düna>>andib ausgebildet sein, da sie keiner Druckbelastung ausgesetzt ist, d. h. Leinen vakuumdichten Abschluß bildet. Dies hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß der zur Erhitzung des Schmelzgutes benutzte nieder- oder mittelfrequente Heizstrom nur in vernachlässigbarer Größe durch die dünne Tiegelwand geschwächt wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Vakuum-Indul;tionssclimeizofens nach der Erfindung schematisch dargestellt.
In einem Vakuumkessel 1 ist. der metallische Tiegel, der aus Sektoren 2; 3, 4 besteht, angeordnet. Der Vakuumkessel ist über den Stutzen 5 an ein Vakuum-Pumpenaggregat 6 angeschlossen. Die Tiegelsektoren 2, 3, 4 sind über Isolierstoffstücke 7 miteinander verbunden. In dem Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung nicht beschränkt werden soll, besteht der Tiegel aus doppelwandigen Sektoren. Zwischen den Wänden, die vorzugsweise dünn ausgebildet sein können, wird das Kühlmittel hindurchgeleitet, das über die Leitungen 8, 9 zu- bzw. abgeführt wird. Koaxial um den Tiegel ist eine gekühlte Induktionsspule 10 vorzugsweise in an sich bekannter Weise in geringem Abstand vom Tiegel angeordnet, so daß zwischen Induktionsspule und Tiegel sich ein Vakuumspalt befindet. Die Induktionsspule ist in an sich bekannter Weise über die Leitungen 11,12 mit einem Stromaggregat 13 verbunden und wird von diesem Stromaggregat mit Netz- oder Mittelfrequenzstrom gespeist. Der Schmelzvorgang kann durch ein Einblickfenster 14 beobachtet werden.

Claims

Patentanspruch: Vakuum-Induktionsschmelzofen mit im Vakuumraum angeordneter Induktionsspule und mit laufender Zufuhr des zu schmelzenden und laufendem Abzug des erschmolzenen Gutes, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß dasGut in einem von der Induktionsspule umfaßten Tiegel in der Bauweise von durch Isolation untereinander getrennten Sektoren geschmolzen wird, dessen Boden absenkbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 518 499; deutsche Auslegeschrift Nr. 1041255; USA.-Patentschrift Nr. 2 866 700.