DE232882C

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Publication number: DE232882C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 232882 KLASSE 21 h. GRUPPE- M 232882 CLASS 21 h. GROUP

Zusatz zum Patente 199354 vom 6. Mai 1906.Addendum to patent 199354 of May 6, 1906.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. April 1909 ab. Längste Dauer: 5. Mai 1921.Patented in the German Empire on April 21, 1909. Longest duration: May 5, 1921.

Die Erfindung betrifft eine besondere . Ausführungsform eines Induktionsofens nach Patent 199354, und zwar handelt es sich dabei um einen Drehstromofen, bei dem in bekannter Weise die in Sekundärwicklungen erzeugten Ströme mit Hilfe von dicht über die Oberfläche des Schmelzbades geführten Kohlenelektroden diesem zugeführt werden, um eine möglichst hohe Erwärmung und Verflüssigung der Schlacke zu erzielen.The invention relates to a particular one. Embodiment of an induction furnace according to the patent 199354, namely a three-phase furnace in which in known Mode the currents generated in secondary windings with the help of tightly above the surface The carbon electrodes guided by the molten bath are fed to it in order to achieve the highest possible level of heating and liquefaction to achieve the slag.

Es ist nun weiter bekannt, daß in Drehstrom-Induktionsöfen, namentlich mit Dreiecksanordnung der Magnetschenkel, infolge der auf--. tretenden Streufelder Bewegungen und Strömungen im Bade entstehen, die bei der Dreiecksanordnung in der Mitte des Bades einen Wirbel bilden, in welchem das Schmelzgut festgehalten wird.It is now also known that in three-phase induction furnaces, namely with a triangular arrangement of the magnet legs, as a result of the on--. occurring stray fields movements and currents arise in the bath, the triangular arrangement in the middle of the bath Form eddies in which the melting material is held.

Gemäß der Erfindung sollen diese Strömungsbewegungen bei elektrischen öfen mit Induktions- und Elektrodenbeheizung eine besondere Ausnutzung erfahren, indem die Kohlenelektroden derart angeordnet und geschaltet werden, daß ihnen einerseits durch die Strömung immer neue Teile des Bades und namentlich der Schlacke zugeführt werden und andererseits die Strömung in besondere Bahnen gelenkt wird. Es wird durch eine derartige Einrichtung der Vorteil erzielt, daß erstens die Verflüssigung der Schlacke eine möglichst gleichmäßige und weitgehende ist-, und daß zweitens die verbrauchte Schlacke an einer bestimmten Stelle des Bades abgezogen und an anderer Stelle durch neue ersetzt werden kann.According to the invention, these flow movements in electric ovens with induction and electrode heating are to be particularly exploited in that the carbon electrodes are arranged and switched in such a way that, on the one hand, new parts of the bath, namely the slag, are fed to them by the flow and, on the other hand, the flow in special paths are steered. Such a device has the advantage that, firstly, the liquefaction of the slag is as uniform and extensive as possible, and secondly, that the used slag can be drawn off at a certain point in the bath and replaced with new ones at another point.

Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel in Fig. 1 der Grundriß sowie in Fig. 2 ein Querschnitt nach A-B eines derartig eingerichteten Induktionsofens dargestellt. Die drei Magnetschenkel a_v a₂, a_s des Transformators sind in Dreiecksform in dem Schmelzbad angeordnet und teilen dieses in drei rinnenförmige Teile b und einen mittleren wannenförmigen Herd c. Sie tragen die Primärwicklungen und ferner Sekundärwicklungen, mit welch letzteren die Kohlenelektroden K₁, K₂ und K₃ in Reihe geschaltet sind. An den mit d und e bezeichneten Stellen der Ofenwandung sind Öffnungen für die Aufgabe frischer Zuschläge und das Abziehen der verbrauchten Schlacke vorgesehen.In the drawing, as an exemplary embodiment, the plan is shown in FIG. 1 and a cross-section according to AB of an induction furnace set up in this way is shown in FIG. The three magnet legs a _v a ₂ , a _{s of} the transformer are arranged in a triangular shape in the molten bath and divide it into three channel-shaped parts b and a central trough-shaped hearth c. They carry the primary windings and also secondary windings with which the carbon electrodes K ₁ , K ₂ and K ₃ are connected in series. At the points on the furnace wall marked with d and e , openings are provided for adding fresh aggregates and drawing off the used slag.

Wird in der Schmelze ein Strom induziert, so entsteht ein den betreffenden Querschnitt der Schmelze ringförmig umgebendes, in Fig. 2 punktiert angedeutetes Magnetfeld. Da die Schmelze von sehr starken Strömen durchflössen wird, ist dieses Magnetfeld verhältnismäßig stark. Fließt nun von der Elektrode K₁ zu der Schmelze c ein Strom, so muß er auch die auf der Schmelze c schwimmende Schlacke durchdringen. Dieser die Schlacke durchfließende Strom und das diese durchsetzende (punktierte) Magnetfeld erzeugen nun eineIf a current is induced in the melt, a magnetic field is created that surrounds the relevant cross section of the melt and is indicated by dotted lines in FIG. 2. Since very strong currents flow through the melt, this magnetic field is relatively strong. If a current now flows from the electrode K ₁ to the melt c , it must also penetrate the slag floating on the melt c. This current flowing through the slag and the (dotted) magnetic field that penetrates it now generate a

Kraft, welche die Schmelze entsprechend den Pfeilen in Fig. ι nach der Mitte des Ofens und von dort gegen die Öffnung e zu treibt. Wechseln nun die Richtung des elektrischen Stromes | und gleichzeitig auch die des Magnetfeldes, so ! bleibt die Kraftrichtung nach den bekannten \ elektromagnetischen Gesetzen die gleiche.Force which drives the melt according to the arrows in Fig. Ι to the middle of the furnace and from there against the opening e. Now change the direction of the electric current | and at the same time also that of the magnetic field, so! the direction of force remains the same according to the known \ electromagnetic laws.

Um eine kräftige Bewegung hervorzurufen, j müssen die Richtungsänderungen des Stromes jIn order to produce a strong movement, j the changes in direction of the current j

ίο und des Magnetfeldes möglichst gleichzeitig i erfolgen, d. h. es muß der Induktionsstrom, welcher die Schmelze beispielsweise zwischen OL₁ und a₂ durchfließt, möglichst phasengleich sein mit dem Strom, welcher von der Elektrode K₁ zur Metallschmelze übergeht. Geringe Phasenverschiebungen dieser beiden Ströme gegeneinander werden selbstverständlich meist vorhanden sein,, schaden aber weiter nichts.ίο and the magnetic field occur simultaneously i, ie the induction current that flows through the melt, for example between OL ₁ and a ₂ , must be in phase with the current that passes from the electrode K ₁ to the metal melt. Slight phase shifts between these two currents will of course mostly be present, but do no harm.

Für den erwünschten Betrieb des Ofens wird man in bekannter Weise die drei Phasen des Drehstromes untersuchen und für den Anschluß an die Kohlenelektrode K₁ die entsprechende Phase auswählen. In gleicher Weise verfährt man mit der Elektrode K₃. For the desired operation of the furnace, the three phases of the three-phase current will be examined in a known manner and the appropriate phase selected for connection to the carbon electrode K _1. Proceed in the same way with electrode K ₃ .

Die dritte Elektrode K₂ kann man zunächst, wie bei K₂ punktiert angedeutet, in eine der der anderen beiden Elektroden entsprechende Stellung bringen, wobei man aber diese Elektrode umgekehrt schalten muß wie die beiden anderen, so daß die Schlacke an dieser Elektrode nicht gegen das Innere des Ofens, sondern nach außen gegen die Öffnung e getrieben wird.The third electrode K ₂ can first, as indicated in dotted lines at K ₂ , be brought into a position corresponding to that of the other two electrodes, but this electrode must be switched the other way around than the other two so that the slag on this electrode does not counteract the Inside the furnace, but is driven outwards against the opening e.

Viel zweckmäßiger ist es jedoch, diese dritte Elektrode weiter zurückzuschieben, wie dies in Fig. ι durch den voll ausgezogenen Kreis K₂ angedeutet ist. In diesem Falle kann K₂ beliebig geschaltet werden, da es in der Nähe des Verkettungspunktes des in der Schmelze induzierten Sekundärstromes liegt, daselbst also eine Kraft auf die Schlacke nicht ausgeübt werden kann. Bei dieser Anordnung ergibt sich der weitere Vorteil, daß der Raum zwischen den Magnetkernen a₂ und a_s frei ist und man also den Ofen bequem beschicken und auch sonstige Arbeiten ausführen kann, ohne daß die Elektroden irgendwie beschädigt werden könnten.However, it is much more expedient to push this third electrode back further, as is indicated in FIG. 1 by the fully drawn-out circle K ₂ . In this case, K ₂ can be switched as desired, since it is located in the vicinity of the interlinking point of the secondary current induced in the melt, so a force cannot be exerted on the slag there. With this arrangement there is the further advantage that the space between the magnetic cores a ₂ and a _{s is} free and so the furnace can be conveniently loaded and other work can be carried out without the electrodes being damaged in any way.

Da auch die Schmelze selbst zum Teil von Kraftlinien durchsetzt wird, werden auch darin in gleicher Weise wie in der Schlacke elektromagnetische Kräfte auftreten, die auch der Schmelze eine Bewegung erteilen, die allerdings geringer ist als die der Schlacke. Eine Bewegung der gutleitenden Metallschmelze selbst wird bei Drehstrombetrieb ferner in bekannter Weise durch das primäre Streufeld hervorgerufen. Dieses Streufeld ist nämlich bei den in Dreiecksanordnung aufgestellten drei Magnetkernen gleichzeitig ein Drehfeld. Dieses Drehfeld bewirkt, ähnlich wie das Drehfeld eines Asynchron-Drehstrommotors, eine Rotation der gutleitenden Metallschmelze, während es die verhältnismäßig. schlechtleitende Schlacke wenig beeinflußt. Diese zwei verschiedenen Bewegungen in der Schmelze und der Schlacke bewirken, daß die nötigen Reaktionen zwischen Schlacke und Schmelze beim Verfeinern von Stahl sehr vollständig und rasch verlaufen, so daß auch hierdurch ein ganz bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung gegen alles bisher Bekannte gegeben ist. Zudem wird durch das selbsttätige Treiben der Schlacke nach einem bestimmten Punkt und die vermehrte Bewegung des Schmelzgutes wesentlich an Handarbeit gespart.Since the melt itself is partially penetrated by lines of force, there are also in the same way as in the slag electromagnetic forces occur, which also the Give the melt a movement which, however, is less than that of the slag. One Movement of the highly conductive molten metal itself is also in three-phase operation as is known, caused by the primary stray field. This stray field is namely with the three magnetic cores set up in a triangle arrangement a rotating field at the same time. This rotating field, similar to the rotating field of an asynchronous three-phase motor, a rotation of the molten metal, while it is the relatively. poorly conducting slag is little affected. These two different movements in the Melt and the slag cause the necessary reactions between slag and Melt run very completely and quickly when refining steel, so that this too a very significant advantage of the present invention over everything previously known given is. In addition, the automatic drift of the slag towards a certain point and the increased movement of the melt material saved significantly in manual labor.

Durch entsprechende Unterteilung der Sekundärspulen und verschiedene Schaltung der Elektroden kann man die Ströme sowohl in diesen als auch im Bade veränderlich machen, so daß man es in der Hand hat, die treibende Kraft im Bade mit Bezug auf Stärke und Richtung veränderlich zu machen.By subdividing the secondary coils accordingly and switching the Electrodes can be used to make the currents variable both in these and in the bath, so that one has it in hand, the driving force in the bath with regard to strength and direction to make mutable.

Claims

85 patent claim:

Electric three-phase induction furnace for metallurgical plants operated in accordance with patent 199354 Purpose in which the currents generated in secondary windings with the help of tightly over the surface of the weld pool guided carbon electrodes are fed to it, characterized by such an arrangement of the carbon electrodes, that the electrode currents run in conjunction with those due to the induction currents of the melt pool on its surface magnetic currents in the metal bath and especially in the slag generate a current in a certain direction, for the purpose of facilitating the removal and replacement of the slag.

1 sheet of drawings.