DE224696C

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Publication number: DE224696C
Application number: DENDAT224696D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40 c. GRUPPE 16:/

Induktionsöfen für metallurgische Zwecke. Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Juni 1909 ab.

Bei den Induktionsöfen treten besonders beim Erhitzen von sehr gut leitenden Metallen und Legierungen bei sehr hohen Stromstärken eigentümliche Erscheinungen auf, welche es unmöglieh machen, mit der Stromstärke über ein gewisses, von den jeweiligen Umständen abhängiges Maß hinauszugehen. Fließt nämlich durch einen flüssigen elektrischen Leiter ein elektrischer Strom, so ziehen sich infolge der gegenseitigen Anziehung paralleler gleichgerichteter Ströme die einzelnen Stromelemente des flüssigen Leiters an, und diese Anziehung kann bei hohen Stromstärken so bedeutend werden, daß an einzelnen Stellen des flüssigen Leiters Einschnürungen entstehen, welche sich mit steigender Stromstärke bald so verengen, daß daselbst ein Verdampfen des flüssigen Materials erfolgt und so der Strom unterbrochen wird. Nach der Stromunterbrechung hört natürlich die die Zusammenziehung des flüssigen Leiters verursachende Kraft auf und die getrennten Teile des flüssigen Leiters fließen wieder zusammen, worauf infolge des den Leiter durchfließenden Stromes sofort wieder die den Leiter zusammenziehende Kraft auftritt und abermalige Stromunterbrechung verursacht. Auf diese Weise entsteht ein fortwährendes Schließen und Unterbrechen des Stromes, wobei sich bei der jedesmaligen Unterbrechung die letzte, die beiden sich trennenden Teile des flüssigen Leiters noch verbindende enge Brücke plötzlich so hoch erhitzt, daß infolge von Metalldampfbildung flüssiges Metall unter starkem Geräusch herausgeschleudert wird. Infolge der fortwährenden Stromunterbrechungen wird dem geschmolzenen Material nicht genügend Energie zugeführt, so daß es schließlich erstarrt.

Nach der vorhegenden Erfindung werden nun diejenigen Stellen der Schmelzrinne, an welchen die obengenannten Erscheinungen erfahrungsgemäß aufzutreten pflegen, aus einem Material hergestellt bzw. mit einem solchen ausgekleidet, welches den elektrischen Strom zwar leitet, aber erheblich schlechter als das zu erhitzende Metall oder Metallgemisch. Die Leitfähigkeit dieses Materials wird so gewählt, daß sie bei der in Betracht kommenden Temperatur im Verhältnis zur Leitfähigkeit des im Ofen zu behandelnden flüssigen Leiters so gering ist, daß der größte Teil des induzierten elektrischen Stromes durch den flüssigen Leiter fließt und nur bei Unterbrechungen dieses Stromweges der leitende Teil der Wandung der Rinne an diesen Unterbrechungsstellen zur Überbrückung als Stromträger benutzt wird.

Leitende Ofenwandungen an sich sind als solche bereits bekannt, dieselben besitzen jedoch eine derartig hohe Leitfähigkeit, daß sie dauernd und ausschließlich als Stromträger dienen und demnach zur Hervorbringung der genannten Wirkung nicht in Frage kommen. Leitende Wandungen werden auch in bekannter Weise benutzt, um bei Induktionsöfen eine Zusatzheizwirkung zu erzielen. Die Leitfähigkeit ist also dort ebenfalls eine hohe, außerdem- sind die Wandungen dort an Stellen angeordnet, an denen die oben angeführten Änderungen im Schmelzbad nicht auftreten.

Zum Aufbau des Ofens bzw. zur Aviskleidung der Schmelzrinne können alle sonst geeigneten Materialien beispielsweise eine gegebenenfalls unter Zusatz eines Bindemittels hergestellte Mischung von Graphit und Kaolin bzw. Schamotte, die auch zu Formsteinen verarbeitet werden kann, Verwendung finden, welche den elektrischen Strom erheblich schlechter leiten als das im Ofen zu behandelnde Material, so

ίο daß, wenn der Ofen mit der normalen Füllung mit flüssigem Metall beschickt ist, der die Ofenwandung durchfließende Strom in bezug auf Heizwirkung nicht mehr in Betracht kommt, da er nur einen geringen Prozentsatz des Gesamtstromes ausmacht. Steigt in einem solchen Ofen die den flüssigen Leiter gleichsam einschnürende Kraft so stark, daß an einer Stelle eine erhebliche . Verengung des Querschnittes im flüssigen Leiter auftritt, so tritt der elektrische Strom vor der Verengungsstelle aus dem Metall zur Ofenauskleidung über, um hinter dieser Stelle wieder zum Metall zurückzukehren, so daß also eine vollständige Stromunterbrechung nicht eintreten kann. Durch diesen Übertritt des Stromes in die Wandung sinkt aber auch die Stromdichte in der Verengungsstelle des Metalles, so daß infolgedessen die einschnürende Kraft geringer wird und daher normal auch keine vollständige Trennung des flüssigen Leiters in zwei Teile eintreten kann.

Um ein zu starkes Erhitzen der oberen Teile des Schmelzbehälters zu verhindern, kann die Wandung bzw. Auskleidung desselben nach unten zu an Stärke zunehmen, so daß die oberen Teile des Behälters infolge der Wärmestrahlung relativ kühler bleiben und der Abbrand des Graphits gering bleibt. Bei gewissen Metallen erweist sich das die Wandung bildende leitende Gemenge insofern nachteilig, als durch Kohlenstoff, Silicium usw. eine Verunreinigung der Metalle erfolgen kann. Dem wird zweckmäßig dadurch begegnet, daß in solchen Fällen die Wandung noch eine dünne Schicht eines kohlenstofffreien, bei hoher Temperatur leitend werdenden festen Leiters zweiter Klasse, wie z. B. Magnesia oder deren Mischung mit anderen Erden, als Überzug erhält.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Induktionsöfen für metallurgische Zwecke, deren Schmelzrinne in nicht leitendem Material liegt, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Stellen der Schmelzrinne, an welchen eine Querschnittsverringerung bzw. eine Unterbrechung des flüssigen Stromleiters eintreten' kann, aus einem Material bestehen bzw. mit einem solchen ganz oder teilweise ausgekleidet sind, welches den elektrischen Strom ebenfalls, aber erheblich schlechter leitet als das zu erhitzende Metall, derart, daß der im Schmelzbad induzierte Sekundärstrom betriebsmäßig das Metallbad als Leiter benutzt, bei örtlichen Unterbrechungen dieses Stromweges aber durch die die Unterbrechungsstellen begrenzende Wandung der Rinne fließt.

2. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Wandung bzw. Auskleidung nach der Tiefe der Schmelzrinne zu an Stärke zunimmt.

3. Induktionsofen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Wandung bzw. Auskleidung mit einem bei hoher Temperatur leitend werdenden kohlenstofffreien Überzug versehen ist.