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Induktionstiegelofen Die Erfindung betrifft einen Induktionstiegelofen
mit runder oder langgestreckter Form.
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Aus verschiedenen metallurgischen Gründen ist es erwünscht, einen
solchen Ofen mit geringer Badtiefe zu verwenden, um ein mäßiges Chargengewicht bei
bestimmter Badfläche erhalten zu können, beispielsweise für die Ausnutzung bei Schmelzreduktion
von metalloxydhaltigem Material oder für Raffinierungszwecke.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen
Induktionstiegelofen zu entwickeln.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Induktionstiegelofen der ein gangs
genannten Art vorgeschlagen, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß
die Ofenspule oder die Ofenspulen zumindest teilweise unter einem Tiegel aus im
wesentlichen ebenen Teilen bestehend angeordnet ist/sind, wobei die Windungsteilung
in diesen Teilen längs des Ofenquerschnitts variiert. Der Ofentiegelboden ist auf
diesen ebenen Teilen der Spulen eingestampft,
gemauert oder auf
eine andere Art angebracht.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Ofens nach der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Ofenspule oder die Ofenspulen sowohl horizontaleals auch
vertikale Teile haben, wobei der Ofentiegel an diesen Teilen eingestampft oder gemauert
ist.
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Eine andere Ausführungsart des Ofens nach der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Windungsteilnng an einem Seitenteil des Bodens kleiner als
an dem anderen Seitenteil ist.
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Der Ofen nach der Erfindung erlaubt die Verwendung einer relativ dünnen
Ausfütterung, was eine Herabsetzung. der erforderlichen Blindleistung bedeutet.
Ein weiterer Vorteil des Ofens nach der Erfindung ist seine relativ große Schmelzenfläche,
die eine große Anzahl metallurgischer Verfahren zuläßt, die bei den bisher verwendeten
Tiegelöfen nicht möglich sind. Eventuell kann man den Boden des Ofenkörpers mit
metallischen Stützteilen versehen und die Spule - eventuell abnehmbar - außerhalb
dieser Stützteile anordnen. Durch die Variation der Windungsteilung am Boden längs
des Tiegelquerschnittes kann man auf der Schmelzenoberfläche metallurgisch vorteilhafte
Erhöhungen und Vertiefungen auf der Schmelzenoberfläche erhalten. Ganz nach Bedarf
kann man runde oder ovale Erhöhungen erreichen.
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Anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen soll
die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 den Querschnitt
eines Induktionsofens nach der Erfindung, Fig. 2 einen Längsschnitt längs der Linie
A-A in Figur 1, Fig. 3 eine alternative Zweifrequenzschaltung, Fig. 4 eine alternative
Ausführungsform der Bodenspule, Fig. 5 eine Einzelheit am Tiegelboden.
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In Figur 1 und 2 wird ein langgestreckter Tiegelofen gezeigt (Verhältnis
der inneren Länge zur inneren Breite = 4:1; es kann zwischen 1:1 und 10:1 liegen),
bei dem um den Ofen herum eine oder mehrere Spulen oder Spulenteile, mit einem vertikalen
Teil 12 und einem planen, horizontalen Teil 13, verlegt sind. (Eventuell genügt
eine horizontal angeordnete Spule.) Auf dem Bodenteil 13 oder auf dem Bodenteil
13 und an den Seitenteilen 12 ist der Ofentiegel 14 eingestampft oder gemauert,
wobei die Spule einen Teil der tragenden Konstruktion bildet. Eventuell kann man
den Boden des Ofenkörpers mit metallischen Stützteilen versehen und außerhalb dieser
die Spule, evtl. abnehmbar, anordnen.
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Die Spule 12, 13 wiederum wird von einem Blechpaket (Eisenkerne 15)
gestützt, was aus Figur 2 hervorgeht0 Wie man sieht, hat dieser Ofen eine geringe
Badtiefe und bekommt hierdurch ein mäßiges Chargengewicht bei einer bestimmten Badfläche.
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Wie aus Figur 1 hervorgeht, kann man die Windungsteilung für den Bodenteil
13 der Spule variieren, wodurch bei Speisung der Spule mit einphasigem Strom z.B.
Netzfrequenz (50 Hz) örtlich varilegende Feldstärken auftreten, so daß sich aufgrund
der hierdurch verursachten Umrührkräfte (siehe Pfeillinien in Figur 1) Erhöhungen
17
und Vertiefungen 18 auf der Schmelzenoberfläche bilden.
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Es können eine oder mehrere solcher Erhöhungen und Vertiefungen auftreten,
und sie können eine runde (ovale) Form haben. Man erreicht hierdurch, daß sich auf
den Erhöhungen unbedeckte Schmelzenflächen bilden, was in metallurgischer Hinsicht
sehr vorteilhaft sein kann.
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In Figur 4 wird eine Bodenspule an einem Tiegel mit einem Teil 19
gezeigt, der eine kleine Windungsteilung hat und mit einem Teil 20 mit größerer
Windungsteilung. Man erhält hierdurch eine große Erhöhung 21, eine geringere Vertiefung
22 und eine mäßige Erhöhung 23 über dem Spulenteil 20 aufgrund der verschiedenen
elektroinduktiven Repulsionskräfte, die durch Unterschiede in der Feldstärke verursacht
werden. Die große Erhöhung 21 ergibt eine große unbedeckte Badfläche.
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Der beschriebene Ofen kann gemäß dem Doppelfrequenzprinzip ausgeführt
werden, um eine Umrührung der Schmelze in Ebenen zu erhalten, die senkrecht zur
Längsachse des Ofens liegen. Figur 3 zeigt die Speisung mit Strom mit den beiden
Frequenzen LF1 und LF2 sowie die Ofenspeisung.mit der Normalfrequenz NF. Der oben
beschriebene Ofen kann in gewissen Fällen auch rund ausgeführt werden und läßt sich
im Rahmen des offenbarten Erfindungsgedankens in verschiedener Weise variieren.
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Der Boden im Ofenkörper kann aus ausfütterungstechnischen Gründen
leicht konisch ausgeführt werden, und das Einstampfen kann an Metallteilen oder
Metallfutter innerhalb der Spule (nicht gezeigt)
erfolgen. Man kann
beispielsweise im Boden eine Anzahl schräggestellte Schienen aus unmagnetischem
Material anordnen, deren Dicke so gewählt wird, daß sie bedeutend geringer ist als
die Eindringtiefe von in dem betreffenden Material induzierten Strömen. Eine Spule
11 (12, 13), siehe Figur 5, ist unter einer Anzahl tragender, schräggestellter Schienen
24 ans metallischem, unmagnetischem Material angeordnet, und auf diesen ist dann
der Ofentiegel oder die Ofenmasse 26 placiert. Dies hat den Vorteil, daß die Spule
11 in einem separaten, senkrecht verstellbaren Teil montiert ist und bei evtl. auftretendem
Schaden herausgenommen und repariert werden kann, ohne daß man die Aus fütterung
herausreißen muß.