DE1956778C - Verlustarmer Induktionsofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen verlustarmen Induktionsofen für hohe und höchste Temperaturen, bei dem die Induktionsspule innerhalb eines gasdichten, hochhitzefesten Gehäuses vorgesehen ist und die Strornzuführungen koaxial zueinander angeordnet und gekühlt sind.

Aus der USA.-Patentschrift 2 625 719 ist bereits ein Induktionsofen bekannt, bei dem der Ofenraum eine doppelte Stahlwand aufweist, die durch umlaufendes Wasser gekühlt wird. Die gekühlten Strom-Zuführungen für die Induktionsspule sind koaxial zueinander vorgesehen und sind horizontal in den Ofenraum geführt. Ein das zu erhitzende Material enthaltender Tiegel wird von einem Träger gehalten, der über Lager und Tragarme mit der Wand verbunden ist. Die französische Patentschrift 1506 976 zeigt einen Induktionsofen mit wassergekühltem Stahlmantel, bei dem die Stromzuführungen parallel zur Achse des Ofens vorgesehen sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen ao Induktionsofen zu schaffen, bei dem Energieverluste weitgehend vermieden werden, der gut zugänglich ist und ohne größere Schwierigkeiten in Laboratorien aufgestellt und entfernt werden kann. Außerdem soll es möglich sein, größere Chargen eines Materials bei so hohen Temperaturen zu behandeln, die bei Standardöfen mit Siahlkessel nicht erreicht werden können. Als Energiequelle rollen i'.'.e in kleineren Betrieben, Versuchsanstalten oder Laboratorien oft nur zur Verfugung stehenden Mitteifreqi jnzgeneratoren ausreichen, deren Leistungsgrenze bei 25 bzw. 50 kW lieg!.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß das Gehäuse aus elektrisch nicht und Wärme schlecht leitendem Material besteht, daß die koaxialen Stromzuführungen für die Induktionsspule parallel zur Achse des Gehäuses angeordnet sind und das obere Ende der inneren Zuführung tellerförmig zu einer Abstellbasis fü^r den zu erwärmenden Körper erweitert ist. Zweckmäßig ist es, wenn an die Stromzuführungen wassergekühlte Stromkabel anschließen, wobei Stromkabel, Tiegelträger bzw. Stromzuführungen und Spule durch einen Kühlkreis gekühlt sind. Weiter wird erfindungsgcmäß vorgeschlagen, daß das als einseitig geschlossenes Rohr ausgebildete, vorzugssveise aus Quarzgut oder Quarzglas bestehende Gehäuse auf eine Bodenplatte von oben absenkbar ist.

Durch die Erfindung wird in einfacher Weise die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst. Man erhält einen leicht aufstellbaren und wieder abbaubaren Ofen mit so relativ geringem Gewicht. Durch Abheben des Quarzrohres ist der Ofenraum von allen Seiten zugängig, so daß man mit dem Ofen rasch und einfach arbeiten kann.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau einer Ofen· anlage werden die Voraussetzungen zu einer weitgehend verlustarmen Nutzung der Energie geschaffen und damit das Aufheizen von bedeutend größeren Materialchargen ermöglicht.

Im folgenden soll der erfindungsgemäße Aufbau des Induktionsofens beschrieben werden:

Auf einer mit Rädern versehenen Grundplatte 1 ist eine wassergekühlte Bodenplatte! aus rostfreiem, auHtenitischem Stahl montiert. Durch diesen werden die Stromanschlüsse i und die Oaszuleitung 4 geführt. Die Stromzufuhr an den Spulenkörper S erfolgt über üwei konzentrisch angeordnete, wassergekühlte, gegeneinander isolierte Kupferrohre 6. Das ober« Ende des inneren Rohres ist tellerförmig erweitert und dient als Abstellfläche 7 für den Tiegel 8. Um alle einschlägigen Arbeiten im Vakuum oder Schutzgas durchführen zu können, ist über den Spulenkörper eine zylindrische Glocke angebracht. Diese wird vorteilhafterweise aus einem Sinterquarzrohr 9 oder einem anderen wärmefesten, dichten Keramikmaterial hergestellt, das an beiden Enden über O-Ring-Dichtungen in Flansche 10, 11 aus rostfreiem, austenitischem Stahl eingespannt wird. Der untere Flansch 10 ist ringförmig offen und im Betrieb gleichfalls über eine O-Ring-Dichiung gegenüber der Bodenplatte 2 abgedichtet.

Der obere Flansch 11 ist wassergekühlt und mit einem versperrbaren Schaurohr mit Glasfenster 12 und einem gleichfalls versperrbaren Abgas bzw. Vakuumanschluß 13 versehen. Mit Hilfe eines an einem bügeiförmigen Gestell montierten Seilzuges 14 kann die Glocke vertikal gehoben werden, so daß die Hei2-spule 5 beim Be- und Entladen frei zugänglich ist.

Der Anschluß an das Mittelfrequenzaggregat erfolgt mit flexiblen, wassergekühlten Stromkabeln, die man leicht an- und abmontieren kann. Dadurch kann der Ofen bei Nichtgebrauch vom Generator leicht getrennt und abgestellt werden.

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Ofenausführung liegen in der Beschränkung der zu kühlenden Metallflächen auf zwei, relativ weit vom Spulenkörper 5 entfernte und sparsam dimensioniert«. Flansche 2, 11, die senkrecht zur Spulenachse liegen und den eigentlichen Spulenkörper samt Stromzuleitung. Die große Fläche der Ofenglocke besteht aus einem dichten Sinterquarzrohr 9 oder einem ähnlichen keramischen Material, f'as als keramische Substanz elektrisch nicht ankoppelbar und somit auch kein Energieverbraucher sein kann. Außerdem bildet das innen glasig geschmolzene Sinterquarzrohr einen sehr guten Reflektor für die Wärmestrahlung und zusätzlich einen äußerst guten Isolator für die Wärmeleitung.

In einer erfindungsgemäß gebauten Prototyp-Ofenanlage kann bei Verwendung eines Sinterquarzrohres mit den Dimensionen 400 1000 mm als Glockenmantel ein Graphittiegel mit rund 1000 ml Inhalt bei einer Energieaufnahme von 22 kW, also einer Größe, die unterhalb der Leistung einer 25 kW Standard-Mittelfrequenzanlage liegt, auf 3000° C aufgeheizt werden. Dabei wird die Außenfläche des Sinterquarzrohres der Glocke auf etwa 50 bis 60° C erwärmt.

Temperaturen um 1000° C werden mit Energien von der Größenordnung 1 kW erreicht.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verlustarmer Induktionsofen für hohe und höchste Temperaturen, bei dem die Induktionsspule innerhalb eines gasdichten, hochhitzefesten Gehäuses vorgesehen ist und die Stromzuführungen koaxial zueinander angeordnet und gekühlt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9) aus elektrisch nicht und Wärme schlecht leitendem Material besteht, daß die koaxialen Stromzuführungen (6) für die Induktionsspule (S) parallel zur Achse des Gehäuses (9) angeordnet sind und das obere finde der inneren Zuführung tellerförmig zu einer Abstellbasis (7) für den zu erwärmenden Körper (8) erweitert ist.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekenn·

zeichnet, daß an die Stromzuführungen (6) wassergekühlte Strornkabel (3) anschließen, wobei Stromkabel (3), Tiegeltrüger bzw. Stromzuführungen (6) und Spule (S) durch einen Kühlkreis ge- oder uuarzgias ^UCMl-'''-""^%'""JT..=;, kühlt sind. 5 Bodenplatte (2) von oben absenkbar ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen