DE1440270C

DE1440270C - Melting runner type low frequency induction furnace

Info

Publication number: DE1440270C
Application number: DE19611440270
Authority: DE
Inventors: Mats; Fredriksson Bengt; Västeraas Rydinger (Schweden)
Original assignee: Allmänna Svenska Elektriska AB, Västeraas (Schweden)
Priority date: 1960-05-21
Filing date: 1961-05-13
Publication date: 1973-05-24

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Niederfrequenz-Induktionsofen des Schmelzrinnentyps mit mindestens einer am Ofengehäuse lösbar befestigten Induktoreinheit, deren Schmelzrinne in einem metallischen Gehäuse untergebracht ist, wobei das die Schmelzrinne außen begrenzende Rinnenfutter unter Bildung einer Stoßfuge der Stoßfläche des Ofenfutters gegenüberliegt, öfen dieser Art sind zum Erschmelzen von Materialien mit relativ niedrigem Schmelzpunkt (z.B. Kupfer oder Aluminium) lange bekannt (britische Patentschrift 777 213). Für Schmelzen mit niedrigen Schmelz- und Überhitzungstemperaturen werden als Futtermaterial für den Ofenkörper Ziegel und für die Induktoreinheiten pulverförmiges keramisches Material mit oder ohne Bindemittel verwendet. Bei diesen bekannten öfen bereitet der Austausch der Induktoreinheiten keine besonderen Schwierigkeiten.The invention relates to a low frequency induction furnace of the melt channel type with at least one inductor unit detachably attached to the furnace housing, the melt channel in a metallic Housing is housed, with the channel lining delimiting the melt channel outside Forming a butt joint opposite the butt surface of the furnace lining, furnaces of this type are designed for melting of materials with a relatively low melting point (e.g. copper or aluminum) for a long time known (British patent specification 777 213). For melts with low melting and superheating temperatures bricks are used as lining material for the furnace body and powdered material for the inductor units ceramic material used with or without a binder. In these well-known ovens the replacement of the inductor units posed no particular difficulties.

Will man einen Niederfrequenz-Induktionsofen mit einer lösbar befestigten Induktoreinheit für Metalle mit hohen Schmelz- und Uberhitzungstemperaturen, wie z. B. Eisen, verwenden, so entstehen einerseits Schwierigkeiten, einen vollständig dichten Anschluß zwischen dem Ofenkörper und der Induktoreinheit zu erzielen, und andererseits, eine gute Trennstelle zwischen diesen Teilen zu erreichen, damit keine Gefahr besteht, daß das Ofenfutter mit dem Induktorfutter zusammensintert. Würde ein solches Zusammensintern auftreten, so würden beim Entfernen der Induktoreinheiten die Berührungsflächen an dem Futter des Ofenkörpers beschädigt werden, so daß beim Ansetzen einer neuen Induktoreinheit Schwierigkeiten entstehen, die die Austauschbarkeit unmöglich machen können.If you want a low-frequency induction furnace with a detachably attached inductor unit for metals with high melting and overheating temperatures, such as B. iron, so arise on the one hand Difficulty getting a completely tight connection between the furnace body and the inductor unit to achieve, and on the other hand, to achieve a good separation point between these parts, so there is no risk of the furnace lining sintering together with the inductor lining. Would be such a Occur sintering together, so would the contact surfaces when removing the inductor units be damaged on the lining of the furnace body, so that when attaching a new inductor unit Difficulties arise that can make interchangeability impossible.

Diese Schwierigkeiten beim Erschmelzen und Überhitzen von Metallen mit hohen Temperaturen beruhen hauptsächlich darauf, daß ein Futter aus Ziegelmaterial für hohe Temperaturen ungeeignet ist. Bei hohen TemDeraturen bilden sich Risse zwischen den einzelnen Steinen, die zu Metalldurchbrüchen führen. Das Futter muß außerdem starke mechanische Beanspruchungen aushalten, beispielsweise Erosion durch die in Bewegung befindliche Schmelze, und es muß daher eine harte dichte Außenschicht gegen die Schmelze besitzen. Andererseits darf diese Schicht nicht durchgehend sein, erstens deshalb, weil mögliche Risse in dieser Schicht sich nicht über die ganze Zustellung fortpflanzen dürfen, und zweitensThese difficulties in melting and overheating metals at high temperatures are based mainly on the fact that a lining made of brick material is unsuitable for high temperatures. At high temperatures, cracks form between the individual stones, leading to metal breakthroughs to lead. The lining must also withstand strong mechanical stresses, for example erosion by the melt in motion, and there must therefore be a hard, dense outer layer against own the melt. On the other hand, this layer must not be continuous, firstly because possible cracks in this layer must not be allowed to propagate over the entire lining, and secondly

ίο deshalb, weil man außen eine elastische Schicht mit geringerer Wärmeleitfähigkeit haben will. Infolgedessen ist es unmöglich, die bisher bekannten öfen mit lösbarer Induktoreinheit für hohe Temperaturen zu verwenden.ίο because you have an elastic layer on the outside want to have lower thermal conductivity. As a result, it is impossible to use the previously known ovens detachable inductor unit to use for high temperatures.

Andererseits sind Niederfrequenz-Induktionsöfen, die aus einem Ofenteil mit daran angebrachten Induktoreinheiten bestehen, in Eisengießereien zur Warmhaltung der Schmelze und wegen der Möglichkeit der Überhitzung und Analyseneinstellung sehrOn the other hand, low frequency induction furnaces are made up of a furnace part with inductor units attached to it exist in iron foundries to keep the melt warm and because of the possibility the overheating and analysis setting very much

ao vorteilhaft. Diese sogenannten Mischer können mit dem geschmolzenen Eisen von Schmelzofen verschiedener Art gespeist werden. Die Mischer sind beson- f ders geeignet wegen ihres niedrigen Preises und ihres guten Wirkungsgrades. Mit dem Ausdruck »Mischer« werden im folgenden in erster Linie im wesentlichen zylindrische Warmhalteöfen bezeichnet, die auf Rollen ruhen und mit der darin befindlichen Schmelze gefahren werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Mischer dieser Art beschränkt.ao advantageous. These so-called mixers can with The molten iron can be fed from various types of furnaces. The mixers are special it is suitable because of its low price and its high level of efficiency. With the expression "mixer" are referred to in the following primarily as cylindrical holding furnaces, which rest on rollers and are driven with the melt contained therein. However, the invention is not limited to mixers of this type.

Die beim Schmelzen und Überhitzen auftretenden hohen Temperaturen zwingen dazu, das Ofenfutter zumindest in dem Bereich, in dem die Befestigungsstelle für die Induktoreinheit liegt, aus sinterfähigem monolitischem Material herzustellen. Um die obengenannten Schwierigkeiten bei der Herstellung der Anschlußstelle für die Induktoreinheit zu vermeiden, hat man öfen gebaut, bei denen auf eine Trennfuge zwischen Ofenteil und Induktoreinheit verzichtet wird. Das Futter beider Teile wird aus durchgehendem monolitischem Material hergestellt. Da jedoch die Lebensdauer des Rinnenfutters wesentlich geringer ist als die des Ofenfutters, muß mit dem Verbrauch des Rinnenfutters auch das Ofenfutter erneuert werden. Dies ist nicht nur kostspielig, sondern zwingt zu einer langfristigen Stillsetzung des Ofens.The high temperatures that occur during melting and overheating force the furnace lining at least in the area in which the fastening point for the inductor unit is made of sinterable material to produce monolithic material. To the above difficulties in the production of the To avoid a connection point for the inductor unit, furnaces have been built with a parting line between furnace part and inductor unit is dispensed with. The lining of both parts is made of continuous made of monolithic material. However, since the service life of the gutter lining is significantly shorter is than that of the furnace lining, the furnace lining must also be renewed when the channel lining is used up will. This is not only costly, it also forces the furnace to be shut down for a long time.

Aus der österreichischen Patentschrift 110 858 ist ein Induktionsofen bekannt, bei dem die Rinne des Induktorteils aus einzelnen zylindrischen, vorgefertigten und auswechselbaren Rohrkörpern aus Futtermaterial besteht. Die Rohrkörper werden mittels einer Spannvorrichtung gegen das die Rinnen in den Anschlußteilen umgebende Futter gedrückt. Die zu dichtenden Berührungsflächen sind konisch ausgebildet, und die Verwendung von Kühlrohren im Bereich der Dichtungsstellen wird als zweckmäßig empfohlen. Bei dieser bekannten Anordnung besteht das Futter des Ofens an der Stoßfuge nicht aus sinterfähigem monolitischem Material. Wäre dies der Fall, so würde das Ofenfutter beim erstmaligen Anschrauben eines Rohrkörpers durch den Längsdruck zerstört werden, denn die Herstellung einer Ofenauskleidung aus sinterfähigem monolitischem Material geschieht in der Weise, daß die eingebrachte monolitische Masse durch eine Wärmevorbehandlung zunächst nur mit einer dünnen gesinterten Oberfläche versehen wird, die noch keine mechanischen Beanspruchungen verträgt.From the Austrian patent specification 110 858 an induction furnace is known in which the channel of the Inductor part made of individual cylindrical, prefabricated and exchangeable tubular bodies made of lining material consists. The pipe bodies are by means of a clamping device against the channels in the Connection parts surrounding lining pressed. The contact surfaces to be sealed are conical, and the use of cooling pipes in the area of the sealing points is recommended as appropriate. In this known arrangement, the lining of the furnace at the butt joint does not consist of sinterable material monolithic material. If this were the case, the furnace lining would be screwed on for the first time a pipe body can be destroyed by the longitudinal pressure, because the production of a furnace lining made of sinterable monolithic material happens in such a way that the introduced monolithic Mass through a heat pre-treatment initially only with a thin sintered surface is provided that does not yet tolerate mechanical stresses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einenThe invention has for its object to be a

Niederfrequenz-Induktionsofen der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem die Induktoreinheit bei Verwendung von monolitischem Material für das Ofenfutter leicht austauschbar ist.To develop low-frequency induction furnace of the type mentioned, in which the inductor unit is easily interchangeable when using monolithic material for the furnace lining.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß das Ofenfutter zumindest an der Stoßstelle mit dem Rinnenfutter aus einer inneren, gesinterten Schicht keramischen Materials und aus einer äußeren Schicht aus pulverförmigem sinterfähigem Material besteht und daß die Schicht des Ofenfutters aus pulverförmigem Material gegenüber der Induktoreinheit von einer ringförmigen Platte begrenzt ist, die nahe der Stoßfuge einen Kühlkanal trägt, der außen an der pulverförmigen Schicht anliegt, und daß der freie Querschnitt der Stoßfuge mit einer Schicht eines Materials höherer Sintertemperatur als das Futtermaterial, z. B. mit Chromspinell, ausgefüllt ist.To solve this problem it is proposed according to the invention that the furnace lining at least at the joint with the gutter lining made of an inner, sintered layer of ceramic material and consists of an outer layer of powdery sinterable material and that the layer of the Furnace lining made of powdered material is limited by an annular plate opposite the inductor unit which carries a cooling channel near the butt joint, which rests against the powdery layer on the outside, and that the free cross section of the butt joint with a layer of a material of higher sintering temperature as the lining material, e.g. B. is filled with chrome spinel.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß bei einem Induktionsofen des Schmelzrinnentyps, bei dem, wie z.B. in Eisengießereien, das Ofenfutter mit Rücksicht auf die hohen Temperaturen aus monolitischem Material bestehen muß, die Induktoreinheit gut dichtend, aber leicht lösbar anbringbar ist. Die Induktoreinheit eines Mischers kann daher in kurzer Zeit ausgetauscht werden, ohne daß der Mischer entleert und stillgesetzt zu werden braucht. Die Abnehmbarkeit der Induktoreinheit ist unabhängig von den physikalischen Eigenschaften der Schmelze. Ein Zusammensintern des Futters von Ofen und Induktor, was zu einer Zerstörung des Ofenfutters beim Abnehmen des Induktors führen würde, wird vermieden. ■The invention achieves that in an induction furnace of the melt channel type, in which how E.g. in iron foundries, the furnace lining with regard to the high temperatures from monolithic Material must exist, the inductor unit is a good seal, but easily detachable attachable. The inductor unit a mixer can therefore be replaced in a short time without the mixer emptying and needs to be stopped. The detachability of the inductor unit is independent of the physical Properties of the melt. A sintering of the lining of the furnace and inductor, what would lead to destruction of the furnace lining when removing the inductor, is avoided. ■

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, in der Fig. 1 einen Schnitt durch eine Induktoreinheit längs der Linie A-A in F i g. 2 und einen Teil des Futters des Ofenkörpers zeigt und F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie B-B in F i g. 1 darstellt, wobei der Kern und die Spule weggelassen sind.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawing, in which FIG. 1 shows a section through an inductor unit along the line AA in FIG. Fig. 2 and shows part of the lining of the furnace body and Fig. 2 shows a section along the line BB in FIG. 1 with the core and coil omitted.

Die Induktoreinheit 1 hat wie gewöhnlich einen Eisenkern 2, eine Spule 3, eine Schmelzrinne 4, ein Futter 5 und eine Haut 6.As usual, the inductor unit 1 has an iron core 2, a coil 3, and a melting channel 4 Lining 5 and a skin 6.

Das Futter 5 besteht aus normalem wärmebeständigem keramischem Material. Von dem Ofenkörper 7 ist nur ein kleiner Teil dargestellt. Das Futter wird von einer inneren Schichte aus wärmebeständigem gesintertem keramischem Material und einer äußeren Schicht 9 aus nicht gesintertem Material in Pulverform gebildet. Ein Isoliermaterial 10 aus gewöhnlichem keramischem Material umgibt die äußere Schicht 9 und ist selbst von einem Metallmantel 11 umgeben.The lining 5 consists of normal heat-resistant ceramic material. From the furnace body 7 only a small part is shown. The lining is made of an inner layer of heat resistant sintered ceramic material and an outer layer 9 made of non-sintered material in powder form educated. An insulating material 10 made of ordinary ceramic material surrounds the outer Layer 9 and is itself surrounded by a metal jacket 11.

ίο Die äußere Schicht 9 ist von einer ringförmigen, den Preßdruck der Induktoreinheit aufnehmenden Platte 12 gestutzt, die einen im Querschnitt vorzugsweise rechteckigen, ringförmig verlaufenden Kühlkanal 13 trägt, an dem die äußere Schicht 9 anliegt.ίο The outer layer 9 is of an annular, the pressure of the inductor unit receiving plate 12 trimmed, the one in cross section preferably rectangular, ring-shaped cooling channel 13 carries, on which the outer layer 9 rests.

Der Kühlkanal 13, die Platte 12, eine äußere Wand 14 und eine Decke 15 bilden einen Mantelraum 16, der als Abzugskanal für Kondens- oder anderes Wasser aus dem Kühlkanal 13 dient.
Zwischen dem Futter für den Ofenkörper und der Induktoreinheit ist als Fugenmaterial eine Schicht 17 aus einem Werkstoff, beispielsweise Chromspinell, eingelegt, der bei den auftretenden Temperaturen das Zusammensintern des Futters des Ofens'und der Induktoreinheit verhindert und der gleichzeitig chemi- * sehen Reaktionen zwischen den hochschmelzenden Metallen und den beiden Futterwerkstoffen vorbeugt. Dadurch wird es möglich, in dem einen Ofenteil basisches und in dem anderen saures Material zu verwenden.The cooling channel 13, the plate 12, an outer wall 14 and a ceiling 15 form a jacket space 16 which serves as an outlet channel for condensation or other water from the cooling channel 13.
Between the lining for the furnace body and the inductor unit, a layer 17 made of a material, for example chromium spinel, is inserted as a joint material, which prevents the lining of the furnace and the inductor unit from sintering together at the temperatures that occur and which at the same time allows chemical reactions between the prevents refractory metals and the two lining materials. This makes it possible to use basic material in one furnace part and acidic material in the other.

Die Haut 6 auf der Induktoreinheit ist von einer Wand 18 umgeben, so daß ein Mantelraum 19 gebildet wird, der gleichfalls als Abzugskanal dient. Hier ist eine Anzahl von Kühlrohren 20 vorhanden, die mit Fahnen 21 an der Haut 6 festgeschweißt sind.The skin 6 on the inductor unit is surrounded by a wall 18 so that a jacket space 19 is formed which also serves as a drainage duct. Here are a number of cooling tubes 20 that are welded to the skin 6 with flags 21.

Die der Stoßstelle zunächst liegenden Kühlrohre sind dazu bestimmt, die Kühlwirkung auf diese Stelle zu konzentrieren.The cooling pipes located next to the joint are intended to have the cooling effect on this point to concentrate.

Die Induktoreinheit ist am Ofen mit Hilfe von Schrauben 22 befestigt. Um zu verhindern, daß ein kurzgeschlossener Sekundärstromkreis in der Haut 6 und der Wand 18 entsteht, sind diese durch einen isolierenden Spalt 23 unterbrochen, der unterhalb der Zone der konzentrierten Kühlung angeordnet ist.The inductor unit is attached to the furnace by means of screws 22. To prevent a short-circuited secondary circuit in the skin 6 and the wall 18 arises, these are by a insulating gap 23 interrupted, which is arranged below the zone of concentrated cooling.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Low frequency induction furnace of the melt runner type with at least one on the furnace body detachably attached inductor unit, the melting channel of which is housed in a metal housing is, the channel lining delimiting the melt channel on the outside with the formation of a butt joint of the butt surface of the furnace lining opposite, characterized in that that the furnace lining (8,9) at least at the joint with the channel lining (5) from an inner, sintered layer of ceramic material and an outer layer of powdery sinterable material and that the layer of the furnace lining consists of powdery material opposite the inductor unit is limited by an annular plate (12), which is close the butt joint carries a cooling channel (13) which rests on the outside of the powdery layer, and that the free cross-section of the butt joint with a layer of a material of higher sintering temperature as the lining material, e.g. B. is filled with chrome spinel.