DE2128742A1

DE2128742A1 - Vorrichtung in einem Schmelz- oder Mischofen zum Erleichtern von dessen Beschickung

Info

Publication number: DE2128742A1
Application number: DE19712128742
Authority: DE
Inventors: Kuido Västeras Gering (Schweden). F27d3-15
Original assignee: Granges Essem AB
Current assignee: Granges Essem AB
Priority date: 1970-06-10
Filing date: 1971-06-09
Publication date: 1971-12-16
Also published as: CA955987A; GB1354181A; US3790145A; SE342900B; FR2101474A5; DK129542C; DK129542B; CH523486A; AT311692B

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL..ING. H. LEINWEBER dipl.ing. H. ZIMMERMANN

8 München 2, Rosental 7, 2. Auig.

Tei.-Adr. Lelnpat München Telefon (0811)2o05989

Poitscheck-Konto: München 22045

den

- 3. Juni Wt

Unser Zeichen Lw/St

GRÄNGES-ESSEM AB, S 721 88 VÄSTERAS, SCHWEDEN

Vorrichtung in einem Schmelz- oder Mischofen zum Erleichtern von dessen Beschickung

Die Erfindung bezieht sich auf Schmelz- oder Mischöfen und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Erleichtern des Beschickens derartiger Öfen.

Ein Schmelz- oder Mischofen ist mit Elementen versehen zum Zuführen von Wärme zu dem Raum in dem Ofen, der zu schmelzendes, zu legierendes oder warm zu haltendes Material enthalten kann. Der Ofen ist auch mit Vorrichtungen versehen, die das Ausgießen des geschmolzenen Materials ermöglichen, wenn das Material den gewünschten Zustand zum Gießen erreicht hat. Nach dem Ausgießen einer bestimmten Materialmenge wird der Ofen normalerweise mit neuem Material zum Schmelzen durch Füllen des Ofens versorgt. Dieses neue Material muß in die verbliebene Schmelze eingeleitet werden, was zeitweilig schwierig ist, ins-

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besondere, wenn das neue Material aus kleinen Stücken oder Teilchen mit niedrigerem Volumengewicht besteht. Die Schwierigkeiten erhöhen sich noch durch Oberflächenspannung der Schmelze und durch die Schlackenschicht, die allgemein über der Schmelze vorhanden ist. Dieses neue Material muß dann auf irgendeine Weise in die Schmelze gezwungen werden, was bisher durch Unterrühren von Hand oder auf mechanische Weise erfolgte. Diese Arbeit ist jedoch sehr schwierig und unerwünscht infolge * der sehr hohen Temperatur und der Entwicklung von Dämpfen aus der Schmelze. Weiterhin entsteht beim Schmelzen von Schrott oft mehr Schlacke auf der Oberfläche der Schmelze, was zusätzlich das Einrühren des neuen Materials in die Schmelze erschwert.

Das Ziel der Erfindung ist es, einen Schmelz- oder Mischofen zu schaffen, der automatisch oder wenigstens mit weniger harter Handarbeit bezüglich der Arbeitsphysiologie beschickt werden kann.

Dieses Ziel wird durch den Ofen mit den Merkmalen gemäß der Erfindung erreicht.

Zusätzlich zu einer einfacherer Einführung des in den Ofen einzufüllenden Materials weist der Ofen gemäß der Erfindung noch den Vorteil auf, daß durch Abschließen des Hauptraumes des Ofens mittels einer Abdeckung od. dgl. und durch Vorsehen eines hohen Druckes in dem Hauptraum des Ofens oberhalb der Oberfläche der Schmelze die Möglichkeit besteht, den Spiegel der Schmelze im Beschickungskanal anzuheben, der seitlich von dem Hauptraum angeordnet ist. Durch Heben des Spiegels in dem Beschickungskanal bis zum oberen Rand des-

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selben erhält man eine extrem einfache Möglichkeit zum Abnehmen der Schlacke, die sich im oberen Abschnitt des Beschickungskanals während des Beschickens des Ofens und während des Schmelzens des neuen Materials angesammelt hat. Die Schlacke kann dann über den Rand des Beschickungskanals abgezogen werden. Durch Regulierung des Druckes in dem Hauptraum des Ofens kann man auch erreichen, daß die Oberfläche des geschmolzenen Materials in dem Beschickungskanal auf einer großen Höhe gehalten wird, so daß eine am oberen Abschnitt des Beschickungskanals angeordnete Rührvorrichtung, beispielsweise eine induktive Rührvorrichtung, wirksam arbeiten kann, selbst wenn die Materialmenge in dem Hauptraum des Ofens relativ gering ist. Diese Tatsache ist von besonderer Wichtigkeit bei niedrigem Schmelzspiegel in dem Ofen»

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, die einen Querschnitt durch einen Induktionsofen mit einer Beschickungsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.

Der auf der Zeichnung dargestellte Ofen 10 ist an seinem Boden 11 mit einer Heizvorrichtung in Form einer Induktionsspule 12 mit einem Magnetkern 13 versehen, die von einem Kanal für geschmolzenes Metall umgeben ist. Außerdem ist der Ofen mit einer Auslaßöffnung 14 versehen, durch die geschmolzenes Metall durch Kippen des Ofens um eine horizontale Welle 15 abgegeben werden kann. Die Heizvorrichtung am Boden des Ofens hat solche Abmessungen, daß Material, das in den Ofen eingefüllt worden ist, in geschmolzenem Zustand sowohl in einem Hauptraum 16 des Ofens als auch in einem Beschickungskanal 17 gehalten werden kann, der seitlich

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von dem Hauptraum des Ofens angeordnet und mit ihm an seinem unteren Abschnitt verbunden ist. Der Beschickungskanal 17 -hat die Form eines Rohres, das sich mit seinem oberen Rand 18 bis zu einer Höhe oberhalb der Oberfläche der Schmelze im Hauptraum erstreckt, wenn der Hauptraum bis zu einem normalen Betriebsspiegel gefüllt ist.

Der obere Abschnitt des Beschickungskanals 17 besteht aus einer rohrförmigen Anordnung 19, die an dem Ofen 10 lösbar angebracht isb. Während des Betriebes des Ofens wird diese Anordnung nämlich starker Beanspruchung und raschem Verschleiß unterworfen und muß daher in bestimmten Zeitabständen ausgetauscht werden. Die Anordnung 19 kann auch mit einem auswechselbaren Einsatzrohr ausgerüstet sein, obwohl dies auf der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die austauschbare Anordnung weist eine Spule 20 auf, deren Achse mit der Längsachse des Beschickungskanals 17 übereinstimmt, so daß ein induktives Rühren wenigstens des oberen Teils der Schmelze in dem Beschickungskanal möglich ist, damit das in den Beschickungskanal eingeführte Material in die Schmelze leichter eingebracht werden kann. Die Spule wird mit Wechselstrom einer geeigneten Frequenz beschickt und arbeitet auf der Basis der elektrodynamischen Kräfte (dem Pincheffekt). Der obere Rand 18 des Beschickungskanals 17 ist mit einer Auslaufrinne 21 versehen, um das Abnehmen der Schlacke zu ermöglichen, die sich im oberen Teil des Beschickungskanals angesammelt hat.

Der Hauptraum 16 des Ofens ist durch eine Abdeckung 22 verschlossen, in der eine Öffnung 23 vorgesehen ist, um den Raum 24 oberhalb der Schmelze mit einer Druckquelle (nicht gezeigt) mit kontrollierbarem

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Druck verbinden zu können. Durch Regulierung des Druckes oberhalb der Schmelze in dem Hauptraum 16 des Ofens kann der Spiegel in dem Beschickungskanals 17 des Ofens angehoben oder abgesenkt werden. Durch Anheben des Spiegels wird ein äußerst einfaches Abnehmen der Schlacke ermöglicht, die sich während des Schmelzens des eingefüllten Materials im oberen Teil des Beschickungskanals angesammelt hat. Außerdem kann durch einfaches Erhöhen des Drukkes an der Druckquelle der Spiegel im Beschickungskanal auf einer solchen Höhe gehalten werden, daß die als Rührvorrichtung dienende Spule 20 zu jeder Zeit voll in Aktion ist. Durch die Verbindung des Hauptraumes des 0-fens mit einer besonderen Druckquelle wird auch der Vorteil erreicht, daß es möglich ist, unter einer besonderen Atmosphäre in dem Hauptraum des Ofens zu arbeiten, beispielsweise einer Atmsophäre ohne Sauerstoff, wodurch die Entstehung von Schlacke auf der Oberfläche der Schmelze im Hauptraum des Ofens beträchtlich verringert werden kann.

Der auf der Zeichnung dargestellte Ofen ist ein Kanalofen mit einem Kanal 25, in dem, geschmolzenes Metall angesammelt und erhitzt wird, wenn der Ofen in Betrieb ist. Dieser Kanal bildet eine geschlossene Zusatzwindung um den Magnetkern 13 herum, der in der Induktionsspule liegt. Zum Betrieb des Ofens muß dieser Kanal ständig mit elektrisch leitendem Material gefüllt sein, beispielsweise mit einem Metall. Dann muß ständig eine bestimmte Restmenge der Schmelze in dem Ofen verbleiben,

so daß er wider gestartet werden kann. Die Höhe der Schmelze kann dann so niedrig sein, daß die Induktionsvorrichtung am oberen Abschnitt des Beschickungskanals keinen Einfluß hat. Dieser Nachteil wird jedoch auf äußerst ein-

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fache Weise gemäß der Erfindung ausgeschaltet durch Erhöhung des Druckes in dem Hauptraum des Ofens, so daß das geschmolzene Metall am Boden des Ofens nach oben in den Beschickungskanal bis zu einer Höhe gedrückt wird, in der die induktive Rührvorrichtung voll wirksam wird. Neues Material kann in den Ofen über den Beschickungskanal eingefüllt werden, wobei die gesamte Kapazität der induktiven Rührvorrichtung zum Aufrühren der Schmelze im Beschickungskanal verwendet werden kann, so daß das neu zugeführte Material leicht nach unten in die Schmelze eingeführt und dadurch schneller geschmolzen wird.

Die Wärmezufuhr zu dem Beschickungskanal sollte einen derartigen Wert haben, daß kleine Teilchen oder Stücke, die in den Beschickungskanal eingeführt werden, wenigstens in bezug auf ihre Oberflächenschicht während des Transportes der Teilchen in die Schmelze geschmolzen werden, bevor sie die Stelle erreichen, an der der Beschickungskanal abknickt, um in den Hauptraum des Ofens überzugehen. Durch einen derartigen Wert wird der Vorteil erreicht, daß die gesamte Schlacke, die beim Schmelzen dieser Teilchen entsteht, auf der Oberfläche der Schmelze im Beschickungskanal gesammelt und nicht in den Hauptraum des Ofens mit eingeführt wird.

Wie es oben erwähnt wurde, ist der gezeigte Ofen von der Kanalart, aber es ist selbstverständlich, daß die Erfindung auch bei einem Ofen anderer Art angewandt werden kann. Außerdem ist nur eine Heizvorrichtung gezeigt, obwohl es offensichtlich ist, daß mehrere derartige Heizvorrichtungen entweder von der induktiven Art oder von irgendeiner anderen Art angeordnet werden können, und zwar entlang des Bodens des Ofens oder an irgendeiner

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entsprechenden Stelle in Verbindung mit dem Hauptraum des Ofens. Es ist lediglich wichtig, daß eine ausreichende Wärmemenge dem Hauptraum und dem Beschickungskanal des Ofens zugeführt wird. Das Ausgießen der Schmelze aus dem Hauptraum des Ofens kann natürlich auch auf andere Arten als durch einen Auslaufkanal der gezeigten Art erfolgen, und wenn es nötig ist, können mehrere Auslaßkanäle vorgesehen werden.

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Claims

Patentansprüche :

1. Vorrichtung in einem Schmelz- oder Mischofen zum Erleichtern von dessen Beschickung, wobei der Ofen einen Hauptraum zum Schmelzen, Legieren oder Warmhalten einer in den Ofen eingebrachten Materialmenge aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (10) an seinem unteren Abschnitt mit wenigstens einem nach oben gerichteten Beschickungskanal (17) in Verbindung steht, der

) außerhalb des Ofens angeordnet ist, und daß der Beschickungskanal an seinem oberen Abschnitt (19) mit einer Vorrichtung (20) zum Aufrühren des geschmolzenen Materials versehen ist, daß sich in dem Beschickungskanal (17) befindet, um den Abwärtstransport des Beschickungsmaterials in die Schmelze zu erleichtern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickungskanal (17) entlang wenigstens eines Teils seiner Länge und seines Umfangs mit einer induktiven Rührvorrichtung (20) versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn-' zeichnet, daß die induktive Rührvorrichtung aus einer Spule (20) besteht, die um den Beschickungskanal (17) an seinem oberen Abschnitt (19) angeordnet und geeignet ist, mit Wechselstrom versorgt zu werden, um ein elektromagnetisches Feld zu erzeugen, das mit der Zeit in dem Beschickungskanal veränderlich ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt (19) des Beschickungskanals austauschbar angeordnet ist.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickungskanal vollständig oder teilweise mit einem austauschbaren Einsatzrohr versehen ist.

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