DE2655393C3

DE2655393C3 - Verfahren zum Schmelzen von Metallen in einem Doppelrinneninduktionsofen

Info

Publication number: DE2655393C3
Application number: DE2655393A
Authority: DE
Inventors: Imant Eduardovitsch Salaspils Busenieks
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-12-08
Filing date: 1976-12-07
Publication date: 1980-05-14
Also published as: DE2655393A1; SE7613622L; US4185159A; DE2655393B2; GB1573433A; SU589695A1; CH627037A5; JPS5289504A; IT1073546B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Metallschmelzen in einem Doppelrinneninduktionsofen mit rwei Induktoren, von denen jeder an einem Einzeleisenlcern angebracht ist

Das Verfahren zum Metallschmelzen in einem Doppelrinneninduktionsofen bes;eht darin, daß im Eisenkern einer Induktionsrinneneinheit ein magnetischer Wechsclfluß erregt wird, über den die Energie dem in der Rinne vorhandenen Flüssigmetall übertragen wird. Um dabei eine Überhitzung des Metalls in der Rinne zu vermeiden, ist es notwendig, die sich dort entwickelnde Wärmeenergie effc'.tiv dem Schmelzbad EU übertragen.

Das Schmelzverfahren, bei weld -.m in der Rinne die Durchgangsbewegung des Schmelzgutes erzeugt wird, ermöglicht es, die sich in der Rinne entwickelnde Wärmeenergie dem Schmelzbad viel schneller zu Obertragen und damit die Überhitzung des Schmelzgutes in der Rinne zu ermäßigen, die Betriebsbedingungen «o für die Rinnenauskleidung zu verbessern und die Kapazität und die Leistung der Doppelrinneninduktionsöfen zu steigern.

Es ist ein Verfahren zum Metallschmelzen in einem Induktionsrinnenofen mit zwei Induktoren, die an einem Eisenkern als Teil eines geschlossenen Eisenringes angebracht sind, bekannt (US-PS 35 95 979) und bei dem in den Eisenkernen magnetische Wechselflüsse erregt werden und eine Durchgangsbewegung des Metalls aus der Zentralrinne über die Seitenrinnen in das Ofenbad unter Einwirkung von elektromagnetischen Kräften auf das Metall, die im Metall in der Übergangszone der Zentralrinne zum Ofenbad (Rinnenmündung) aufgrund einer besonderen Rinnenmündungsform entstehen, erzeugt wird.

Bei den Doppelinduktionseinheiten ist in den Zentral- und Seitenrinnenmündungen infolge eines Zerfließens des induzierten elektrischen Stromes der Rotor von elektromagnetischen Kräften Fnicht gleich 0 (rot F#0) und in diesen Bereichen entstehen hydrodynamische so Wirbelströme (im folgenden Wirbel), wobei der Wirbel iii der Zenträlrinnenmündung die höchste Geschwindig^ keit an der vertikalen Achse der Rinnenmündung aufweist und diese Achse aufwärts zum Öfenbad hingerichtet ist, Aus diesem Grunde wird durch den Wirbel, der der Durchgangsbewegung entgegengesetzt gerichtet ist, die Geschwindigkeit der Durchgärigsbewefung reduziert Und die Durchgangsbewegung selbst unstabil gemacht. Während des Betriebes der Induktionseinheit ändert sich die Form der Rinnenmündung wegen der Erosion durch das Metall oder im Gegenteil wegen der Verfestigung, wodurch der negative Einfluß des Wirbels in der Zentralrinnenmündung zunehmen kann und damit eine Senkung der Bewegungsgeschwindigkeit des Metalls und demzufolge eine Melallüberhitzung in der Rinne sowie der vorzeitige Ausfall der Induktionseinheit verursacht wird.

Darüber hinaus läßt das bekannte Schmelzverfahren nicht zu, die Geschwindigkeit der Durchgangsbewegung des Metalls zu steuern, was in vielen Fällen gewünscht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Metallschmelzen in einem Doppelrinneninduktionsofen mit einer Doppelinduktionseinheit zu entwickeln, bei welchem die Abschwächung von hydrodynamischen Wirbeln in der Zentralmündung nachweisbar ist, ohne daß die Form derselben komplizierter wird, und eine stetige Bewegung des Metalls durch die Rinnen mit einer hohen Geschwindigkeit gewährleistet sowie die Steuerung dieser Geschwindigkeit während des Schmelzvorganges ermöglicht wird.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches.

Die Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens zum Metallschmelzen in einem Doppelrinneninduktionsofen mit einer Doppelinduktionsrinneneinheit ermöglicht es gegenüber den bekannten Verfahren die Geschwindigkeit der Bewegung des Metalls durch die Rinnen zu erhöhen, ohne daß die Rinnenform komplizierter wird, die Bewegungsgeschwindigkeit des Metalls während des Schmelzvorganges zu steuern und sie auf der erforderlichen Höhe während des Betriebes aufrechtzuerhalten.

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung von deren konkreten Ausführungsvarianten und an Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den erfindungsgemäß ausgeführten Induktionsrinnenofen im Querschnitt in schematicher Darstellung;

F i g. 2 das Prinzipschaltbild des Netzanschlussses der Induktoren bei der Phasenverschiebung gleich Null.

Fig. 3 das Prinzipschaltbild des Netzanschlusses der Induktoren bei einer regelbaren Phasenverschiebung, gemäß der Erfindung;

F i g. 4 ein Diagramm der Drehstromnetzspannungen.

Der in Fig. I dargestellte Doppelrinnen-Induktionsofen enthält ein Bad 1 mit dem Metall 2, das mit einer Doppelinduktionsrinneneinheit 3 gekoppelt ist. Die Induktionsrinneneinheit 3 besteht aus zwei Seitenrinnen 4 und einer Zenlralrinne 5. zwei Induktoren 6. die an Einzeleisenkernen angebracht sind. Durch die Pfeile 8 sind hydrodynamische Wirbel in den Mündungen der Seitenrinnen 4, die Pfeile 9 hydrodynamische Wirbel in der Mündung der Zentralrinne 5, die Pfeile 10 die Richtung der Durchgangsbewegung des Metalls durch die Rinnen 4 und 5 der Induktionseinheit 3 angedeutet.

In F i g. 2 ist das Prinzipschaltbild des Anschlusses der Induktoren 6 an die Schienen 11 des einphasigen Wechselstromnetzes dargestellt, Die Pfeile 12 weisen in die Richtung des Magnetflusses Φ in den Eisenkernen 7 hin.

In Fig. 3 ist das Prinzipschaltbild des Anschlusses der Induktoren 6 an die Schienen A, B₁ C₁ O des dreiphasigen Wechseisiromnetzes ausgewiesen. Gegen^ über dem Schaltbild in F ί g, 2 ist im Schaltbild in F i g, 3

ein Block 113 zur Regelung der Phasenverschiebung der Magnetflüsse in den Eisenkernen 7 vorgesehen, der zwischen der Induktionseinheit 3 und dem dreiphasigen Netz eingeschaltet ist. In der beschriebenen Schaltungsvariante ist der Block aus einem Satz von Hebelschal- tern P₁, P₂, Pi, Pi, Ps, Pt, ausgeführt und kann eine stufenweise Regelung der Phasenverschiebung von 0°, 30", 60° gewährleisten.

Sonstige Ausführungsvarianten des Blockes 13, zum Beispiel mit Inuuktionsphasenreglern, sind auch möglieh, aber in der Zeichnung nicht gezeigt.

In F i g. 4 ist ein Diagramm der Spannungen Uoa, Uob, Uoc, Uab, Ubc, Uca, Uba des dreiphasigen Netzes dargestellt.

Das Verfahren zum Metallschmelzen in einem Doppeirinnen-Induktionsofen mit einer Doppelinduktionseinheit 3 (Fig. 1) besteht darin, daß in den Eisenkernen 7 Magnetflüsse erregt werden, die einen Strom im Metall, das sich in den Rinnen 4, 5 der Induktionseinheit 3 befindet, induzieren. Dabei entstehen in den Mündungen der Rinnen 4.. 5 hydrodynamische Wirbel, die in F; g. 1 durch die Pfeile S und S angedeutet sind. Beim Anschluß der Induktoren 6 an das Einphasennetz gemäß Schaltbild in Fig.2, das die Magnetflußphasenverschiebung gleich Null sicherstellt, fehlt der Wirbel in der Mündung der Zentralrinne S. Das Metall, ausgestoßen durch Wirbel (Pfeile 8) aus den Seitenrinnen 4, gelangt in die Zentralrinne 5, wobei if den Rinnen 4,5 eine Durchgangsbewegung des Metalls mit der Höchstgeschwindigkeit in der durch den Pfeil 10 angedeuteten Richtung entsteht

Für eine Regelung der Bewegungsgeschwindigkeit des Metalls während des Schmelzvorganges sind die Induktoren 6 an das dreiphasige Wechselstromnetz gemäß Schaltbild in Fig.3 anzuschließen. In diesem Fall, wenn die Hebelschalter Pi, Pi, P5, Pb eingeschaltet werden, wird den Induktoren 6 die Spannung Uca zugeführt, d.h. die Phasenverschiebung ist gleich Null; die Bewegungsgesch Bindigkeit des Metalls ist maximal hoch. Bei der Einschaltung der Hebelschalter Pj, P₃, Pi, Pb werden den Induktoren 6 die Spannungen Uca und Uba zugeführt, deren Phasenverschiebungswinkel gemäß Fig.4 gleich 60° ist; die Bewegungsgeschwindigkeit des Metalls ist wesentlich niedriger. Bei der Einschaltung der Hebelschalter P₂, P₃, Pa, Pt werden den Induktoren 6 die Spannungen Uca t-vil Uba zugeführt deren Phasenverschiebungswinfcei gemäß F i g. 4 gleich 30° ist; die Bewegungsgeschwindigkeit des Metalls ist höher, als im vorangegangenen Fall, jedoch kleiner als bei der Nullphasenverschiebung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Schmelzen von Metallen in einem Doppelrinneninduktionsofen mit zwei Induktoren mit je einem Eisenkern, wobei in den Eisenkernen magnetische Wechselflüsse erzeugt werden, die einen Strom in den Rinnen induzieren und eine Durchgangsbewegung des Metalls durch die Rinnen einleiten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasenwinkel des Magnetflusses während des Schmelzvorganges von 0° oder kleiner als 90° eingestellt wird und, wenn erforderlich, der Phasenwinkel zur Erhöhung der Durchgangsbewegung der Schmelze erniedrigt oder zur Erniedrigung der Durchgangsbewegung vergrößert, jedoch unter 90° gehalten wird.

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