DE3144814A1

DE3144814A1 - "zweikammerrinnenofen"

Info

Publication number: DE3144814A1
Application number: DE19813144814
Authority: DE
Inventors: Bengt 72211 Västerås Fredriksson; Bertil Dipl.-Ing. 72461 Västerås Hanå
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1980-11-20
Filing date: 1981-11-11
Publication date: 1982-06-16
Also published as: JPS57115674A; GB2089484B; US4441191A; GB2089484A; SE8008136L

Description

Zweikammerrinnenofen

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Die Erfindung betrifft einen Zweikammerrinnenofen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die bekannten Zweikammerrinnenofen haben unter anderem den Nachteil, daß es nicht möglich ist, die aktive, heizende Einheit separat auszutauschen. Dies bedeutet, daß man die Auskleidung nicht getrennt in der heizenden Einheit, dem Induktor, erneuern kann, sondern gezwungen ist, den gesamten Ofen mit derselben Auskleidung zu versehen, also mit einer Auskleidung, welche dem Teil des Ofens angepaßt sein muß, der den größten Beanspruchungen ausgesetzt ist. Dies bedeutet, daß die Auskleidung insgesamt sehr teuer ist..

Ein anderes Problem besteht darin, eine einfache und wirksame Schlackenabscheidung aus beispielsweise einer im Ofen befindlichen Stahlschmelze zu erreichen.

Ein weiteres Problem besteht darin, die Temperatur in der Ofenfüllung und/oder an der Auslauföffnung konstant zu halten. .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zweikammerrinnenofen der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem die Induktoreinheit leicht auswechselbar ist und bei dem eine gute Umrührung und gute Durchströmung im Ofen ohne Drooselstellen erzielt wird, die bei J3pi clnwcioc durch

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Pinch-Effekte in den Induktorkanälen verursacht wurden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Zweikammerrinnenofen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgeraäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Ein Zweikammerrinnenofen gemäß der Erfindung hat eine sehr hohe Lebensdauer. Die Induktoreinheit kann separat ausgetauscht werden oder auf jeden Fall einfach vom übrigen Ofen, dem Ofenkörper, getrennt und mit den erforderlichen Spezialmassen ausgekleidet werden. Dabei kann eine rationelle Applikationstechnik, wie beispielsweise Vibrationspackungen, angewendet werden. Die Auskleidung des restlichen Ofens kann mit billigen Massen der Arf der üblichen Praxis erfolgen. Der Ofenkörper kann kleiner als bei bekannten Zweikammerrinnenofen ausgeführt werden, beispielsweise ähnlich in der Aluminiumindustrie verwendeten Öfen. Als zweckmäßiges Anwendungsgebiet für Öfen gemäß der Erfindung können Stahlschmelzen im Zusammenhang mit Stranggießen genannt werden.

Während des Gießens sinkt die Temperatur der .Schmelze im Ofen. Man war daher bisher gezwungen, die gesamte Schmelze zu überhitzen, um auch während der Endphase des Gießens noch eine ausreichende Temperatur zu haben. Es gibt aber auch Probleme beim Beginn des Gießens, da die Temperatur aufgrund eines kalten Überführungsraumes für"die Schmelze sinken kann. Die gemäß der Erfindung seitliche Anbringung des Induktors (der Induktoren) gewährleistet jedoch, daß die gesamte Schmelze den aktiven Rinnehteil passiert. Ausserdem erreicht man durch den Pinch-Effekt in der Rinne eine • gewisse Umrührung der Schmelze, wodurch man eine relativ konstante Abgießtemperatur erhält.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Ofens gemäß der Erfindung ist der"Ofenkörper so ausgebildet, daß die Ein- j lauf- und Ablaufkammer durch einen auf den Induktor gerich- ■ teten, vorzugsweise keilförmigen Teil getrennt werden, wo- j

bei zwischen dem keilförmigen Teil und dem Induktor nur I

ein verhältnismäßig schmaler Kanal verbleibt, der einen '

Teil des Sekundärkreises des Induktor bildet. Hierdurch erhält man eine gute Umrührung, die Schmelze wird ständig in Bewegung gehalten und eine Krustenbildung wird vermieden.

Die Turbolenz an den Rinnenmündungen bewirkt eine Umrührung im gesamten Ofenraum, wodurch alle Teile der Schmelze gut vermischt werden. Die Umrührung bewirkt außer der Temperaturhompgenisierung auch eine Agglomeration von Schlackenpartikeln in der Schmelze, und der verhältnismäßig lange Strömungsweg für die Schlacke läßt Zeit für eine gute Agglomeration und somit für eine verhältnismäßig hohe Schlackenfreiheit der abgegossenen Schmelze. Die Schlacke kann, beispielsweise nach dem Abgießen einer Charge, einfach fortgeschafft werden.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Induktor mit seiner Rinne im Verhältnis zum Ofenkörper, also zur Horizontalen, schräg angeordnet ist, wobei der am tiefsten liegende Teil der Rinne in die Ablaufkammer mündet. Diese Anordnung ermöglicht es, falls gewünscht, den Schmelzensumpf in der Rinne leicht abzulassen.

Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen Figur 1 eine Ausführungsform eines Zweikammer-

rinnenofens gemäß der Erfindung im Querschnitt,

Figur 2 den Ofen gemäß Figur 1 in einem Schnitt längs der Linie A - A in Figur 1.

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Die Figuren zeigen einen Zweikammerrinnenofen mit einer Einlaufkammer 1 mit einer EinlaufÖffnung 2, die im gezeigten Fall für eine Stahlschmelze bestimmt ist. Natürlich sind auch andere Chargentypen möglich. Die Auslaufkammer 3 hat eine AuslaufÖffnung A, wobei es sich im gezeigten Fall um einen Zapfenstein 6 mit einer Stapfenstange 5 handelt. Natürlich kann statt dieser Verschlußvorrichtung auch eine andere verwendet werden, wie zum Beispiel ein Drehventil.

Zwischen der Einlaufkammer 1 und der Auslaufkammer 2 liegt im zentralen Teil des Ofenkörpers ein Drosselteil 7,.das beispielsweise keilförmig ausgebildet sein kann und mit seiner Spitze auf den Induktor 8 mit der Rinne 9 gerichtet ist. (Der Eisenkern und die Primärspule des Induktors sind bei 10 angedeutet).

Das Drosselteil 7 bewirkt eine Drosselung des Schmelzenflusses am Induktor und zwingt die gesamte·Schmelze durch einen Teil der Rinne 9 des Induktors 8 hindurch. Dadurch werden alle Teile der Schmelze erhitzt. Die Rinne 9 des Induktors schließt sich zum Sekundärkreis über den verhältnismäßig schmalen Kanal, der zwischen dem Drosselteil 7 und dem Induktor frei gelassen ist. Die Einlauf- und Auslaufkammer 1 und 3 haben eine solche Tiefe bzw. Höhe, daß die Schmelzenspiegel 11 bzw. 12 in einem großen Abstand über der Rinne 9 liegen.. Dadurch wird ein Drosseleffekt aufgrund des Pinch-Effektes in den Rinnen vermieden. Der Pinch-Effekt hat dagegen eine gewünschte Umrührwirkung in der Schmelze.

. Der Induktor 8 ist im Verhältnis zum Ofenkörper in einem Winkel &. schräg angeordnet, und der unterste Teil der Rinne 9 mündet in die Ablaufkammer 3, wobei der Sumpf (die Restschmelze in der Rinne), beispielsweise bei einem Qualitätstausch, aus dem Ofen abgegossen werden kann.

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Die Induktoreinheit 8 kann auf geeignete Weise, beispielsweise mittels gekühlter Flanschorgane und/oder nichtgesinterter Fugenmassen, austauschbar am Ofenkörper abgeordnet sein.

Die Turbulenz an den Rinnenmündungen 13, 14 bewirkt eine Umrührung in dem gesamten Ofenraum, also sowohl in der Kinlaufkammer 1 wie in der Auslaufkammer 3rfiatürlich auch in der oder den Rinnen 9. Die Induktoreinheit kann auch eine solche mit mehreren Rinnen sein, und es ist auch möglich, mehrere Induktoren an einem Ofenkörper gemäß den Figuren anzuordnen. Man erhält somit eine Durchmischung aller Teile der Schmelze und eine Agglomeration von Schlackenpartikeln in der Schmelze, die eine verhältnismäßig lange Aufenthaltszeit im Ofen während des Transports der Schmelze von der Einlaufkammer 2 zur Auslaufkammer 4 haben. Auf der Schmelzenoberfläche in der Auslaufkammer 3 sammeln sich agglomerierte Schlackenteile, die beispielsweise nach beendetem Abgießen einer Charge leicht beseitigt werden können.

Man bekommt also keine inaktiven Teile und vermeidet au:;-serdem, daß einige Teile der Schmelze nicht erhitzt werden. Alle Teile der Schmelze passieren nämlich eine der Rinnen 9 der Induktoreinheit 8. Somit erhält man also keinen "kurzgeschlossenen" Teil der Schmelze. Die Schmelze, in diesem Fall der Stahl, wird ständig zwischen dem Einlauf 2 und dem Auslauf 4 in Bewegung gehalten, wodurch nichtbewegte Teile der Schmelze und Krustenbildungen auf der Schmelze vermieden werden. Durch die obengenannte Badhöhe (die Schmelzenspiegel 11 und 12) wird auch verhindert, daß der Pincheffekt die Schmelzenbewegung in den Kanälen stoppt. Der Abstand zwischen dem keilförmigen Teil 7 und dem Induktor, das heißt dessen Primärteil, soll verhältnismäßig klein sein, damit hier passierende Schmelze erhitzt wird. Der Keil zwingt also die Schmelze, den Induktorteil zu passieren.

Der keilförmige Teil kann zweckmäßig mit einer Wasser-

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kühlung 15 versehen sein, und im Kühlwasser kann ein Temperaturmeßglied angeordnet sein, dessen Meßwert ein Maß für die Schmelzentemperatur ist und als Eingangssignal für eine Temperaturregelung im Ofen dienen kann.

■ Der .Ofen ist zweckmäßigerweise so konstruiert, daß er um eine 'horizontale Achse an oder neben der Einlaufkammer gekippt werden kann. Ein solches Kippen gestattet, Schmelze aus dem Gießloch A zu entfernen! Im gekippten Zustand kann

ΊΟ man auch den Zapfenstein 6 auf einfache Weise austauschen, ohne daß der Sumpf aus dem Induktor 8 abgelassen werden muß.

Die Auskleidung des Induktors kann, wie bereits erwähnt, aus Spezialmassen bestehen, und der Induktur kann', wie oben angedeutet, auf bekannte Weise austauschbar, das heißt vom Ofenkörper abnehmbar ausgeführt werden. Die Auskleidung des Ofenkörpers kann mit den üblicherweise billigeren Auskleidungsmassen hergestellt werden, wodurch die Gesamtkosten für die Auskleidung erheblich niedriger als bei konventionellen Öfen liegen. Dadurch wird der Unterhalt des Ofens billiger. Die aktiven Teile werden hierbei kleiner. Insbesondere können der Eisenkern und das Kühlfutter verkleinert werden. Es können leicht austauschbare Standardinduktoren verwendet werden. Der Gießkasten einschließlich des Ofenteils kann kleinere äußere Abmessungen als bei bekannten Öfen haben.

Der Schrägungswinkel &■ für den Induktor kann ziemlich klein sein. Auch eine nahezu horizontale Plazierung des Induktor an der Seite der Pfanne ist möglich, wobei jedoch die Möglichkeit einer leicht zu entleerenden Induk- - torrinne 9 zum Teil verloren geht. Bei leichteren Erhitzungsfällen kann jedoch auch ein solcher Induktor zweckmäßig sein.

Der vorstehend beschriebene Zweikammerrinnenofen kann im

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Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgesdankens in vielfacher Weise variiert werden.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Zweikammerrinnenofen mit mindestens einem Induktor (8) sowie einer Einlauföffnung (2) und einer Auslauföffnung (A) für Schmelze,dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor (8) seitlich am zentralen Teil des Ofenkörpers angeordnet ist, der zum einen eine Einlaufkammer (1) und zum anderen eine Auslaufkammer (3) enthält, und daß der Induktor (8) vorzugsweise vom Ofenkörper abgenommen und ausgetauscht werden kann.

2. Zweikammerrinnenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor (8) mit seiner Rinne (9) im Verhältnis zum Ofenkörper zur Horizontalen schräg angeordnet ist, wobei der am tiefsten liegende Teil der Rinne in die Ablaufkammer (3) mündet.

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3. Zweikammerrinnenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenkörper so ausgeführt ist, daß die Einlauf- und Auslaufkammer durch ein auf den Induktor gerichtetes, vorzugsweise keilförmiges Teil (7) voneinander· getrennt sind, wobei zwischen dem keilförmigen Teil und dem Induktor ein verhältnismäßig schmaler. Kanal erhalten bleibt, über den sich der Sekundärkreis, des Induktors schließt.

A. Zweikammerrinnenofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Induktor gerichtete,vorzugsweise keilförmige Teil (7) mit einer Wasserkühlung (15) versehen ist, wobei in oder an dem Kühlwasser ein Temperaturmeßgerät zur Temperaturregelung des Ofens angeordnet ist.

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sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlauf- und Auslaufkammer so ausgebildet sind, daß man eine nicht unbedeutende Schmelzentiefe über der/den Induktorrinne(n) erhalten kann.

6. Zweikammerrinnenofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen,um eine horizontale Achse in oder nahe der Einlaufkammer {1) kippbar ist, wodurch die Auslauföffnung {k) von Schmelze geleert und der Zapfenstein (6) des Auslaufes ausgetauscht werden kann, während gleichzeitig ein Schmelzensumpf in der/den Induktorrinne(n) zurückbleibt.