DE2243757A1 - Kippbarer induktions-tiegelofen fuer netzfrequenzbetrieb - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. W. STUHLMANN - DIPL-ING. R. WILLERT

DR.-ING. P. HOIDTMANN 2243757

Akten ν«, 27/24 157 ,...ochum. 4.9.1972 XX/M

AKTEN-NR. ti Postschließfach 24Ba

.ochu.

Postschließfach Fernruf 023 21/140 61 Ihr Zeichen ' · · . Bergstraße 159

Telegr.: Stuhlmannpatent Otto Junker GmbH, 5101 Lammersdorf ü. Aachen Kippbarer Indukt'ions-Tiep,-elofen für Netzfrequenzbe trieb

Die Erfindung betrifft einen kippbaren Induktiönsliegelofen für Netzfrequenzbetrieb zum Warmhalten oder Überhitzen flüssiger Metalle, bei welchem der durch einen feuerfesten Deckel verschließbare Tiegel eine quer zur Kippachse radial vorspringende Gießschnauze aufweist.

Zum Warmhalten und Überhitzen flüssiger Metalle werden in Gießereien, inabesondere als Puffer zwischen Schmelz- und Gießbetrieb, in steigendem Maße öfen mit großem Fassungsvermögen eingesetzt, die das in den Schmelzofen verflüssigte Metall aufnehmen und auf Gießtemperatur halten bzw. überhitzen, um es anschließend, je nach Bedarf, an den Gießbetrieb abzugeben.

Der Anschlußwert bzw. die sich aus dem Anschlußwert ergebende Leistungsbeaufschlagung für solche Warmhalteöfen ist, gemessen in kW/t, im Vergleich zu Schmelzöfen sehr niedrig. Während übliche Netzfrequenz-Induktions-Tiegelschmelzöfen eine Leistungsbeaufschlagung von etwa 200 bis JOQ kW/t aufweisen, beträgt diese bei Warmhalteöfen nur etwa 20 bis 30 kW/t.

Die Beheizung von Warmhalteöfen für den vorbeschriebenen Zweck erfolgt vorwiegend auf induktivem Wege mittels

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sogenannter Rinnen-Induktoren» die an das üfenf'eiiäuae angeflanscht werden (vergl. z.B. deutsche Patentanmeldung P 21 25 768.1). Der Vorteil dieses irinzips v;ird hauptsächlich darin geriehen, daß es die Ver.iondung anflonschbarer Rinnen-Induktoren gestattet, die Abmessungen· und die konstruktive Gestaltung der eigentlichen Ofen im v.'osentlichen nach Gesichtspunkten vornehmen zu können, die sich aus ihrer Jeweiligen Funktion im Betriebe heraus ergeben. 3o können die Rinnen-Induktoren an Ofengehäuse in Trommel-, Mannen- oder Tiegelform angeflanscht werden, je nachdem, welche Form für den Jeweiligen Fall als optimal erachtet wird. Da das flüssige Metall dabei innerhalb eines Rinnenkanals um eine Induktionsspule mit Transformatorkern herumgeführt wird, besitzen Rinnen-Induktoren z;var einen hohen elektrischen Wirkungsgrad von etwa 0,9 bis 0,95 und auch einen relativ günstigen Leistungsfaktor bis zu etwa cos T 0,7i sie haben aber auf der anderen Seite auch Nachteile, die hauptsächlich daher rühren, daß der um die Induktionsspule herumgeführte Rinnenkanal verhältnismäßig eng bemessen sein muß, um das in ihm befindliche flüssige Metall zu erhitzen. Der wesentliche Nachteil besteht darin, daß im Bereich der Rinne eine höhere Temperatur herrscht als im Ofenraum und diese zu einem stärkeren Verschleiß der keramischen Zustellung führt, ^s ist deshalb erforderlich, den an den Ofen angeflanschten Rinnen-Induktor verhältnismäßig häufig auszuwechseln, Diese Ausvvechselung ..ird zvrar dadurch erleichtert, daß auch die keramische Zustellung in der Flansch- bzw. Teilun^sebene zwischen Ofen- und Induktorgehäuse durch Einlagerung einer dünnen Zwischenschicht entsprechend getrennt werden kann; die dazu notwendige Technik bedeutet aber bei Induktoren mit größeren Abmessungen einen erheblichen Aufwand, weil sie mit großer oorgfalt durchgeführt werden muß und entsprechend eingeübtes Bedienungspersonal erfordert. Die Aufv-endigkeit dieser Technik beruht auch auf der Ilotvvendigkeit, die ansonsten geschlossene keramische Zustellung des Ofenraumes an der Flanschstelle zu unterbrechen, um einen Übergang zu den

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Öffnungen der Rinnenkanäle des Induktors zu schaffen. Da die Anordnung einer solchen Übergangsstelle vom Rinnen-Induktor zum Ofenraum - dem sogenannten Induktorhals eine Schwächung der mechanischen Festigkeit der keramischen Zustellung des Ofens bedeutet, andererseits aber gerade an dieser Übergangsstelle die in den Induktorkanälen erzeugte Y/ärme an das Metallbad im Ofen übertragen /.■erden muß, was zugleich mit einer erhöhten Temperaturbeanspruchung der keramischen Zustellung, einhergeht, kommt es bevorzugt dort zu Verschleißerscheinungen, die zu einem vorzeitigen Ausfall des Ofens führen können. Diese, im Prinzip des Rinnen-Induktors begründeten Nachteile wirken sich insbesondere dann schwerwiegend aus, wenn erhöhte Anforderungen an den Warmhälteofen gestellt werden, z.B. dann, wenn Vergießtemperaturen über 150O⁰C gefordert werden, wenn in einem solchen Ofen zusätzlich metallurgische Behandlungen durchgeführt werden sollen (z.B. das Chlorieren bei Leichtmetall-Legierungen) oder auch wenn häufiger Legierungswechsel vorgenommen werden muß.

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, Lösungen für w'armhalteöfen zu finden, bei denen die Rinnen-Induktoren durch sogenannte Tiegel-Induktoren ersetzt werden. Dadurch werden -zwar die engen Rinnenkanäle vermieden, jedoch nicht die Schwierigkeiten beseitigt, die sich'aus den Problemen der Anflanschtechnik selbst ergeben.

Um die Nachteile angeflanschter Induktoren zu vermeiden bzw. zu umgehen, ist es an sich bekannt, auch Induktions-Tiegelöfen mit entsprechend großem Fassungsvermögen als Varmhalteöfen zu verwenden, wie sie prinzipiell auch als .Schmelzöfen in Gießereien üblich sind. Diese bekannten Induktions-Tiegelöfen haben jedoch für den hier in Rede stehenden Zweck den erheblichen Nachteil, daß ihr Energiebedarf lediglich zum Warmhalten des flüssigen Metalls unverhältnismäßig hoch ist. Sie besitzen im Vergleich zu Rinnenofen einen sehr hohen sogenannten "Leerwert", worunter man den !Energiebedarf versteht, der notwendig A09813/ÖS46

BAD ORIGINAL

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ist, um den im thermischen Gleichgewichtszustand befindlichen Ofen -auf Temperatur zu halten. Außerdem sind Induktions-Tiegelöfen üblicher Auslegung auch aus elektrischen Gründen als >.■ armhalteöf en von ITatur aus wenig geeignet, weil sie im Interesse eines möglichst hohen elektrischen ..'irkungsgredes und eines günstigen Leistungsfaktors verhältnismäßig schlanke Tiegel und Spulen erfordern. Dies schließt es n.imlich aus konstruktiven Gründen aus, zum Entleeren und Füllen des ^fens des sogenannte "Siphonprinzip" anzuwenden, wie es bei ".'armhalteöfen aus metallurgischen Gründen bevorzugt wird und das darin besteht, mit einer möglichst tief im Inneren der Tiegelwandung angesetzten, möglichst geschlossenen Gießschnauze zu arbeiten, deren obere Mündung etwa in Hi"he des oberen Tiegelrandes liegt. Das "Siphonprinzip" ist bei \. armhalteöf en auch deswegen wichtig, ;;eil es bei ihnen gerade darauf ankommt, ihrem außerordentlich großen Fassungsvermögen verhältnismäßig oft xaotk kleinere Teilmengen des flüssigen Metalls mit möglichst kleinen Kippwinkeln entnehmen zu k"^:nnen. D: bei ist zu berücksichtigen, daß es in modernen Großgießereien erwünscht ist, v/armhalteöfen, auch z.3. für flüssiges Aluminium, mit außerordentlich großem Fassungsvermögen zur Verfügung zu haben, das bis zu 20 t und mehr beträgt. Dafür sind Induktions-Tief-elöfen, wie sie üblicherweise zum Einschmelzen der Metalle,aber auch als Warmhalteöfen Verwendung finden, wegen ihrer verhältnismäßig schlanken Tiegel und entsprechend hochgezogenen Induktionsspulen nicht geeignet, weil sich das "Siphonprinzip" dabei aus konstruktiven Gründen nicht verwirklichen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbesclriebenen Mangel sowohl der '.:armhalteofen mit angeflanschten Rinnen-Induktoren als auch der bekannten Induktions-Tier^elöfen zu vermeiden und einen Induktions-Tie-;elofen der eingangs "beschriebenen Gattung zu schaffen, der den spezifischen Anforderungen an . armhalteöfen mit großem Fassungsvermögen für den Gießereibetrieb 409813/0548

BAD ORfOINAtI''^{0 ij/}"^a

in Jeder Hinsicht besser gewachsen ist als die für diesen Zweck bislang bekannten Ofengattungen und der sich auch von dem bekannten Induktione-Tiegel-Schaelzofen grundsätzlich unterscheidet.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich der erfindungsgemäße Warmhalteofen durch die Kombination sämtlicher nachstehender Merkmale:

a) das geometrische Verhältnis dee Tiegelinnendurchmessers zur nutzbaren Höhe des MeLallbades ist kleiner als oder höchstens gleich 1;

b) die Höhe der wassergekühlten Induktionsspule erstreckt sich in Achsrichtung des Riegels über höchstens ein Viertel der vom Tiegelboden gemessenen nutzbaren Höhe des Metallbades;

c) die den äußeren magnetischen Rückschluß bildenden Magnetjoche sind in Umfangsrichtung der Spule so breit bemessen bzw. in so geringem Abstand nebeneinander angeordnet, daß sie die Spule auf mindestens zwei Drittel ihres äußeren Umfenges umschließen;

d) der von der Induktionsspule nicht bedeckte obere Längenabechnitt der zylindrischen Tiegelwand ist außenaeitig von einer zusätzlichen wärmedämaenden Isolation ungeben und in diesem Bereich nicht gekühlt.

Ea wurde gefunden, daß die gemeinsame Anwendung dieser Merkmale zu einem für die speziellen Belange des Gießereibetriebes besondere geeigneten Wormhalteofen führt, der sich auch für sehr große Fassungsvermögen ao auslegen läßt, daß ihm jederzeit im Bereich verhältnismäßig kleiner Kippwinkel nach Bedarf beliebige Teilmengen entnommen werden können.

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Abgesehen davon, daß dies durch die besondere gedrungene Tiegelform gemäß Merkmal a) begünstigt v.ird, wirkt sich diese in Verbindung mit den Merkmalen b) und d) auch dahingehend vorteilhaft aus, daß die Beanspruchungen in der Tiogel\vand, die sich als FoI^e-von i'eaiperaturschwankungen und den dum.it verbundenen Ausdehnungen und Kontraktionen innerhalb des keramischen Gefüges ergeben, so weit vermindert werden können, daß' an der besonders kritischen Übergangsstelle zwischen dem durch die Spule wassergekühlten und dem ungekühlten, aber durch die äußere Wärmedämmung zusätzlich wärmeisolierten Längenabschnitt des Tiegels keinerlei Hisse oder sonstige Schaden einstellen. Dabei ergibt die Auslegung der Spulenhöhe ge:aäß Merkmal b) in Verbindung mit dem besonders dicht ausgebildeten magnetischen Rückschluß gemäß Merkmal c) und einer ebenso sorgfältigen Wärmeisolierung des von der Spule nicht bedeckten oberen Längenabßohnittes d^s Tie-els gem"3 Merkmal d) ein Minimum des "Leerwertes". Es hut sich überraschend erwieren, laß außerhalb des im Merkmal b) angegebenen Bereiches liegende Spulenhöhen erheblich größere Leer\/erte zur Fol;e haben. Sie liegen bei Einhaltung ^Ks im Merkmal b) angegebenen Bereiches etwa in der Größenordnung von Cfen mit angeflanschtem Rinnen-Induktor und sind nur et/.a halb so groß wie bei üblichen Tie-elschaelzcfen. Sa der "Leerwert¹¹ gerade für Warmhalteöfen von besonderer Bedeutung ist, ergibt sich bei dieser Auslegung der S.ulenhöhe ein 7;eiterer Vorteil hinsichtlich des Snergievcrbrsuchs.

Zwar könnte es auf Anhieb naheliegend erscheinen, lie G: ule bei ..-'rmhalteof en schon deshalb zu verkürzen, .veil die elektrische Leistungsaufnahme dadurch weitgehend U₁)abhängig von der Niveauänderung des iletallbades im Ofen wird und auf diese V.ei3e &uch die Mindest-iletallffienge auf einen möglichst kleinen Anteil des Gesemtfasßungsvernsögens reduziert vjird, der notwendig ist, um die erforderliche '.armhalteleistung zu erbringen; dem steht Jedoch an sich der Nachteil entgegen, del der elektrische Wirkungsgrad des Ofens normalerweise mit zunehmender

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BAD

CfAi 1

Spulenverkürzung abnimmt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß. die dadurch "bedingten Nachteile durch die Verringerung der vVärmeverluste gemäß Merkmal d) sowie durch den wesentlich wirksameren magnetischen Rückschluß gemäß Merkmal c) mehr als nur kompensiert werden, und zwar durch den mit der Spulenverkürzung in bestimmten Grenzen zunehmend günstiger werdenden ¹¹Le erwert".

Es hat sich überraschend gezeigt, daß der "Leerwert", der sich auch als Quotient aus den Wärmeverlusten und dem elektrischen Mrkungsgrad, also als eine Funktion der Spulenlänge, definieren läßt, umso günstiger, d.h. umso niedriger, wird, Je kürzer unter den übrigen angegebenen Bedingungen die Spulenlänge gewählt wird, und zwar bis zu einer unteren Grenze von etwa einem Achtel der nutzbaren Badhöhe des Metallbades im Tiegel. Demgemäß ist die angegebene Spulen Verkürzung beiV/armhalteöfen nicht nur aus konstruktiven Überlegungen zweckmäßig, sondern zugleich, deswegen vorteilhaft, weil der "Leerwert" und damit auch der Energieverbrauch zum Warmhalten des flüssigen Metalls erheblich gegenüber einem normalen Tiegelofen vermindert werden.

Hinzu kommt, daß die niedrige Spulenhöhe die Einhaltung des günstigen geometrischen Verhältnisses zwischen Tiegelinnendurchmesser und nutzbarer Höhe des Metallbades gemäß Merkmal a) nicht nur begünstigt, sondern erst ermöglicht. Dies hat den Vorteil, daß zum Füllen und Entnehmen bestimmter Mengen flüssigen Metalls, die für einen Warmhalteofen einen ständig abwechselnd ablaufenden Vorgang bilden, nur sehr kleine KippwinkelbeAv-egungen notwendig sind, daß ferner das ".Siphonprinzip" leicht verwirklicht werden kann, da3 v/eiterhin der statische Flüssigkeitsdruck in unteren j?eil des Tiegels vermindert wird und r.'aS schließlich wegen der erheblichen axialen Verkürzung des Tiegels Tgmperaturschwankungen nicht mehr so"leicht zu Zerstörungen der keramischen. Auskleidung auf Grunfl wechselnder. Ausdehnung und Kontraktion führen kennen. " '.

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BAD ÖRl&HÄ>H *-'*■'·**

Gegenüber Warmhalteöfen mit angeflanschten Rinnen-Induktoren hat die Erfindung den erheblichen Vorteil, daß im flüssigen Metallbad kein Te.peraturgefälle mehr besteht und die Temperatur des Bades mithin besser kontrolliert und überwacht werden kann· Die zulässige Temperaturgrenze liegt erheblich höher. Außerdem ist der runde Ofenraum mit zylindrischen Wänden leichter zu reinigen. Weiterhin ist die keramische Zustellung einfacher und übersichtlicher als im Falle der Verwendung von Rinnenkanälen, so daß ate auch besser überwacht, leichter repariert und schneller ausgewechselt werden kann· Schließlich kann die Leistungsbeaufschlagung in kW/t, falls erforderlich, ohne wesentliche · Änderung der Konstruktion ohne weiteres erhöht werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungaform der Erfindung beträgt das geometrische Verhältnis des Tieeelinnendurchmessers zur nutzbaren Badhöhe angenähert 0,8, während die Höhe der wassergekühlten Induktionsspule zweckmäßig zwischen einem Fünftel bis einem Achtel der nutzbaren Badhöhe liegt. Es hat sich gezeigt, daß sowohl eine demgegenüber höhere als auch eine demgegenüber niedrigere Spule zu ungünstigeren "Leerwerten", zu einem ungünstigeren elektrischen Wirkungsgrad und auch zu einem ungünstigeren cos j führt·

Die hinsichtlich ihrer Belastung zweckmäßig kapazitiv auegeglichene, wegen ihrer niedrigen Höhe elektrisch nicht unterteilte Spule kann in bekannter Weise vorteilhaft an nur eine Phase des Drehstromnetzes angeschlossen sein, wobei dann zur Erzielung einer symmetrischen Belastungeverteilung innerhalb der drei Phasen in d£r zweitenPhase eine induktive und in der dritten Phase eine kapazitive Blindlast eingeschaltet wird. Zwar erforderte dies einen größeren Bedarf an Kondensatoren und einen höheren Aufwand an elektrischen Schaltanlagen; iieser Nachteil wird aber durch den besseren elektrischen Wirkungsgrad und einen günstigeren cos J _t der außerdem durch dae Merkmal c) wesentlich verbe.';<;ert wird, weitgehend ausgeglichen·

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BAD OtffGlHÄl. ' ^J

Auf eine solche Symmetrierungs-Schaltung kann jedoch iia allgemeinen verzichtet werden, weil der benötigte Energieaufwand für einen Warmhalteofen — im Gegensatz zu den Verhältnissen bei einem Induktions-Tiegelschmelzofen - nicht in erster Linie vom Wirkungsgrad, sondern wegen seines großen Volumens und der niedrigen Leistungsbeaufschlagung weit mehr von der Größe der Wärmeverluste bestimmt wird, die aber durch die gemeinsame Anwendung der Erfindungsmerkmale im Sinne eines entsprechend günstigen "Leerv;ertes" äußerst niedrig sind·

Der erfindungsgemäße Warmhalteofen bietet auch aus konstruktiven Gründen den-Vorteil, die Auatritt3Öffnung der gegenüber dem oberen Tie^elrand radial weit vorstehenden Gießschnauze mit dem Tiegelinnenraum durch einen schräg zum Tiegelboden hin jierichteten, innerhalb der Tiegelstampfmasse ausgesparten, geschlossenen Kanal mit vorzugsweise kreisrundem Querschnitt zu verbinden und' dadurch das "Siphonprinzip" anzuwenden, dae bei V/armhalteöfen mit entsprechend .großem Fassungsvermögen in modernen Gießereien beträchtliche Vorteile hat·

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß die an ihrem oberenEnde in eine wenigstens angenähert horizontale, etwa in Höhe des oberen Tic-gelrandes liegende offene Rinne auslaufende Gießschnauze um mindestens ein etwa einem Drittel des Tiegelinnendurchmessers entsprechendes Maß radial gegenüber dem Tiegel vorspringt, und der innerhalb der Gießschnauze vorgesehene Gießkanal unter einem Winkel von 40 bis 60°, vorzugsweise 50 ,zur Horizontalen geneigt ist. Auf diese i/eise ergibt sich ein «ehr kleiner Winkelbereich, innerhalb dessen der •Tiegel bei Entnehme von Teilmengen gekippt werden muß·

- Diese Verhältnisse lassen sich weiterhin dadurch verbessern, daß der gradlinige Gießkanal an der Innenwand des Tiegels nur kurz oberhalb der den Tiegel im unteren Längenbereich außen umgebenden wassergekühlten Induktionsspule

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BAD AL

Brandet. Dabei sind die Tiegelabmessungen und die Kipplagerung des Tiegels zweckmäßig derart aufeinander abgestimmt, daß der dea Normalbetrieb entsprechende Kippbereich, einen zwischen der durch die obere Gießschnauaenöffnung des Gießkanals hindurchgehenden Horizontalebene und der diese mit dea der Gießschnauze gegenüberliegenden unteren Bandbereich zwischen Tiegelwand \md Tiegelboden verbindenden Schrägebene gemessene Kippwinkel von höchstens 40°, vorzugsweise nur etwa 30°, aufweist.

In der Zeichnung iat die Erfindung an einem bevorzugten Äusführungßbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:

Pig. 1 den netzfrequenzbetriebenen Xndukbions-Tiegel-V/armhalteofen im axialen Längsschnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II - II der Pig. 1 und

Pig· 3 einen Querschnitt nach der Linie III -III der Pig. 1.

In der Zeichnung sind der Warmhalteofen mit 1, der . das flüssige Metallbad 2 aufnehmende Tiegel mit 3, der seine öffnung abschließende feuerfeste Deckel mit 4, die radial vorstehende Crießschnauze mit 5, die wassergekühlte Induktionsspule mit 6 und die diese außen umschließenden MagnetJoche reit 7 bezeichnet.

Der Tiegel 3 besteht in üblicher Wei3e aus einer keramischen Stampfmasse und ist außenzeitig in den ungekühlten Höhenbereich über der Spule 6 bzw. den Magnetjochen 7 sowie i» Bereich des Bodens 8 zunächst in üblicher Weise mit einer Mauerung 9» z.B. aus Schamotte, unkleidet und daran anschließend außecseitig zusätzlich mit einer besonders wlrk-' samen, wärmedämmenden Isolationsschicht 9a versehen, die z.B. aus xxxxx Peuerleichtatein bestehen kann.

Innerhalb der Gießschnauze 5 *^θ^ ^^D ^^er Stampfmasse ein geschlossener, gradliniger Gießkanal 10 mit kreisrundem

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Querschnitt ausgespart, der· auf d^r Innenseite der Tiegelwandung 3 im Bereich unmittelbar oberhalb der Spule 6 bzw. der Joche 7 bei 11 mündet. Am gegenüberliegenden Ende mündet der Gießkanal 10 in einer gleichfalls innerhalb der Stampfmasse ausgesparten nach oben offenen Rinne 12, die horizontal verläuft und etwa in Höhe des oberen Tiegelrandes liegt.

In dem dem Bqden 8 augekehrten unteren Längenbereich des Tiegels 3 ist dieser von der wassergekühlten Spule 6 umgaben, die ihrerseits von U-förmigen Magneteοchen 7 außenseitig umschlossen ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Magnetjoche über den umfang der Spule so angeordnet, daß mehr ale zwei Drittel ihres TJmfnnges von Magnetjochen umschlossen sind.

Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Spul© 6 80 kurz bemessen, daß ihre Länge 1,. nur etwa einem Fünftel der Hetallbadhöhe 1 entspricht.

Das geometrische Verhältnis zwischen dem Tiegelinnendurchmesser d und der nutzbaren Höhe 1 des Metallbades beträgt etv/a 0,8.

Mit 13 ist eine den Warmhalteofen so^ie dessen Deckel 4 auf dem gesamten Aufienumfang umgebende Stahlumkleidung bezeichnet.

Die Eippechse des Ofens ist aehematisch nit X bezeichnet· .

Mit (X ist der dem normalen betrieblichen Kippbereich entsprechende Kippwinkel bezeichnet, der einerseits zwischen der Horizontalen 14, die durch die vordere Rinne 12 der Gießschnauze geht, und andererseits zwischen einer. Schrägebene 15 gemessen ist, die den der Grie#schnauze gegenüberliegenden unteren Eand zwischen Tiegelwand und

Tiegelboden mit der gewölbten Übergangszone zwischen der oberen Mündung des Gießkanals 10 und der horizontal auslaufenden Rinne 12 verbindet. Dieser Kippwinkel OC beträgt nur etwa J0° _und umfaßt mit Ausnahme des Falles der völligen Entleerung dee Tiegels alle im Gießbetrieb praktisch vorkommenden Kippwinkel für die absatzweise Entnahme von Teilmengen dee flüssigen Metalls.

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BAD

Claims (8)

1. P at en t anSprüche i

   y/U^Cippbarer Induktions-Tiegelofen für ITetzfrequenzbetrieb zum Warmhalten oder überhitzen flüssiger Metalle, bei welchem der durch einen feuerfesten Deckel verschließbare Tiegel eine quer zur Kippachse radial vorspringende Gießschnauze aufweist ,'gekennzeichnet durch die .Kombination.nachstehender Merkmale:

   a) das geometrische Verhältnis des Tiegelinnendurchmessers (d) zur nutzbaren Höhe (l) des Metallbades ist kleiner als oder höchstens gleich 1;

   b) die Höhe (1,.) der wassergekühlten Induktionsspule (6) erstreckt sich in Achsrichtung des Tiegels (3) über höchstens ein Viertel der vom Tiegelboden (8) geaessenen nutzbaren Höhe (l) des Metallbades;

   c) die den äußeren magnetischen Rückschluß bildenden Magnetjoche (7) sind in Umfangsrichtung der Spule (6) so breit bemessen bzw. in so geringem Abstand nebeneinander angeordnet, daß sie die Spule auf mindestens zwei Drittel ihres äußeren Umfanges umschließen; .

   d) der von der Induktionsspule!nicht bedeckte obere Längenabschnitt der zylindrischen Tietrelwand (3) ist außenseitig von einer zusätzlichen wärmedämmenden Isolation (9a) umgeben und in diesem Bereich nicht gekühlt· .
2. 2. Induktions-Tiegeiofen nach Anspruch 1 , d a durch gekennzeichnet, daß das geometrische Verhältnis des .Tie.^elinnendurchmessers (d) zur nutzbaren. Badhöhe (l) angenähert 0,8 beträgt. ·

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3. 3· Induktions-Tiegelofen nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Hohe (l,,) der wassergekühlten Induktionsspule (6) ein Fünftel bis ein Achtel der nutzbaren Bdhöhe (l) beträgt,
4. 4. Induktions-Tief^elof en noch An Spruch 1 oder einem der folgenden ,dadurch gekenn,ζ eich,-n e t , daß die hinsichtlich ihrer Belastung kapazitiv auegeglichene, elektrisch ungeteilte Spule in bekannter ■<eise an nur eine Phase des Drehstromnetzes angeschlossen ist, wobei zur Erzielung einer symmetrischen Belastungsverteilung innerhalb der drei Phasen in der zweiten rhase eine induktive und in der drittenPhase eine kapazitive Blindlast eingeschaltet sind.
5. 5· Induktions-Tio-elofen nach Anspruch 1 oder einem der folgenden ,dadurch gekennzeichnet, daß die Auatrittsöffnung der gegenüber dem oberen ^iegelrand radial weit vorstehenden Gießschnauze (5) mit dem Tiegelinnenraum durch einen schräg zum Tiegelboden (8) hin gerichteten, innerhalb der Titgelstampfmasse (3) ausgesparten, geschlossenen Kanal (10) mit vorzugsweise kreisrundem Querschnitt verbunden ist.
6. 6. Induktions-Tiegelofen nach Anspruch 5 , d a durch gekennzeichnet, daß die an ihrem oberen Ende in eine wenigstens angenähert horizontale, etwa in Höhe des oberen Tiegelrandes liegende offene Rinne (12) auslaufende Gießschnauze (5) um mindestens ein etwa einem Drittel des Tiegelinnendurchmessers (d) entsprechendes Maß radial gegenüber dem.Tiegel vorspringt und der innerhalb der Gießschnauze vorgesehene Gießkanal (10) unter einem Winkel von 40 bis 60°, vorzugsweise 50°, zur Horizontalen (14·) geneigt ist.

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7. 7· Induktions-Tiegelofen nach Anspruch 5 oder 6 , dadurch gekennzeichnet, daß der gradlinige G-ießkanal (10) .an der Innenwand des Tiegels (3) nur kurz oberhalb der den Tiegel im unteren Längenbereich süßen umgebenden wassergekühlten Induktionsspule (6) mündet·
8. 8. Induktions-Tiegelofen nach Anspruch 5» -6 oder 7» gekennzeichnet durch eine derart auf die Tiegelabmessungen abgestimmte Kipplagerung, daß der dem ITormalbetrieb entsprechende Kippbjereich einen zwischen der durch die obere G-ießschnauzenöffnung des Gießkanals (10) hindurchgehenden Horizontalebene (1A-) und der diese mit dem der (ließschnauze gegenüberliegenden unteren Randbereich zwischen Siegelwand und Siegelboden verbindenden Schrägebene (15) gemessenen Kippwinkel (OC) von höchstens 40 , vorzugf-weise nur etvi'a 30°,

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