DE3205353C1 - Induktions-Rinnenofen - Google Patents

Description

a) im oberen Bereich des Ofengefäßes (1) ist mindestens ein zweites Kipplager (23) vorgesehen, dessen Achse parallel zu der Kippachse (8) des ersten Lagers (7) liegt, wobei das zweite Lager (23) auf der anderen Seite der Längsmittelebene des Ofengefäßes (1) vorgesehen ist,

b) die Lager (7,23) sind mittels ihnen zugeordneter Sperrvorrichtungen (13) ver- und entriegelbar,

c) die Bodenausmauerung (10) der Gieß- bzw. Überführungsrinne (5) schließt sich dichtend an die Bodenausmauerung des hohlen Lagerzapfens (4) niveaugleich an.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Gießrinne (5) und der Querschnitt des hohlen Lagerzapfens (4) mindestens im Anschlußbereich der beiden Teile kongruent sind.

3. Ofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (4) und die Gießrinne (5) eine gemeinsame Längsachse haben.

4. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den hohlen Lagerzapfen (4) aufnehmende Lager ein mit einem geringen Spiel im Lagerbock (12) angeordnetes Pendellager (J, 9) ist.

5. Ofen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel der Überführungsrinne (5) in dem dem hohlen Lagerzapfen (4) zugewandten untersten Endbereich verlängert ist und in der Kippstellung des Ofengefäßes (1) beim Abgießen des geschmolzenen Metalls an der Unterseite des hohlen Lagerzapfens (4) dicht anliegt.

6. Ofen nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überführungsrinne (5) an den hohlen Lagerzapfen (4) von außen mit Hilfe eines Druckmittels (Feder 16) andrückbar ist.

7. Anlage zum Schmelzen und Warmhalten von Metallen, mit Induktions-Rinnenofen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Schmelzofen (27) und ein Warmhalteofen (28) vorgesehen sind, wobei die hohlen Lagerzapfen (4) der beiden Öfen (27,28) einander zugewandt sind und deren Achsen in einer Linie liegen,

daß die Öfen (27,28) über die Überführungsrinne (5) miteinander verbunden sind, von der eine zur Gießmaschine führende Gießrinne (30) senkrecht abgezweigt ist und

daß die Überführungsrinne (5) und die Gießrinne (30) waagerecht angeordnet sind, wobei die Bodenausmauerungen der beiden Rinnen sich aneinander niveaugleich anschließen.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Rinnen (5,30) fließende Strom des geschmolzenen Metalls durch Wehre (32) regelbar ist.

9. Verfahren zum Betreiben der Anlage nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet,

daß zu Beginn des Gießens oder der Überführung der Metallschmelze vom Schmelzofen in den Warmhalteofen der Schmelzofen in vertikale Lage und der Warmhalteofen in die maximale Kipplage gestellt werden,

daß der Warmhalteofen während des Gieß- bzw. Überführungsvorgangs der Metallschmelze — in Abhängigkeit vom Stand der Metallschmelze in der Gießrinne — langsam in die vertikale Lage zurückgekippt wird, während der Schmelzofen allmählich von der horizontalen in die Kippstellung angehoben wird.

Die Erfindung betrifft einen Induktions-Rinnenofen mit einem trogförmigen, um eine durch seinen oberen Bereich außenmittig parallel zu der Gefäß-Längsachse verlaufende Achse nach oben hin kippbaren Ofengefäß, an dessen Boden mit dem Ofenraum über Induktorhälse verbundene Induktoren befestigt sind, wobei das Ofengefäß mit einem hohlen, an der Stirnseite des Ofengefäßes vorgesehenen, koaxial zu seiner Kippachse angeordneten Zapfen versehen ist, der in in ortsfesten Lagerböcken angeordneten Lagern gelagert ist, und der gleichzeitig den Einguß- bzw. Ausgußstutzen zum Abgießen des geschmolzenen Metalls in eine an den hohlen Lagerzapfen anschließbare Gießrinne dient.

Bekannte Öfen dieser Art (Prospekt der Fa. Demag Metallgewinnung, Nr. 6.16.3.03 dt-en-fr 3000, herausgegeben im Oktober 1977) weisen an den beiden Stirnenden des trogförmigen Ofengefäßes je einen hohlen Lagerzapfen auf. Der eine Hohlzapfen dient als Einguß-, der andere als Ausgußstutzen. Damit ein Durchfluß des geschmolzenen Metalls durch den Ofen ermöglicht wird; ist die Längsachse des Ofengefäßes so geneigt, daß der als Ausguß dienende hohle Lagerzapfen tiefer liegt als der Einguß (vergl. Seite 10 und Seite 6, Abb. 2.2 des Prospektes). Das geschmolzene Metall fließt aus dem Lagerzapfen in eine Gießrinne oder in einen Verteiler zur Gießmaschine, wobei zwischen dem Lagerzapfen und der Rinne ein Höhenunterschied vorhanden ist. Damit bildet aber der Metallstrom eine Kaskade, die insbesondere bei Aluminium nicht angebracht ist. Es bilden sich nämlich ständig neue Oxidschichten, die in die Kokille eingeschwemmt werden. Dadurch wird die Qualität des Aluminiums beeinträchtigt.

Ferner ist ein Einsatz der bekannten Öfen in Anlagen, in denen das Metall geschmolzen und warmgehalten werden soll, nicht zweckmäßig. Vor allem stört die bereits erwähnte Neigung der Kippachse, die einen niveaugleichen Guß verhindert. Ferner macht es die Anordnung des Einguß- und des Ausgußstutzens an den einander gegenüberliegenden Stirnwänden des trogförmigen Gefäßes nicht möglich, die Öfen ohne Schwierigkeiten miteinander zu verbinden, wenn in einem Induktions-Rinnenofen geschmolzen, das geschmolzene Metall in einen zweiten Induktionsofen, der als Warmhalteofen dient, überführt und die Schmelze von dort aus zu einer Gießmaschine geführt werden soll.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Induktions-Rinnenofen mit einer daran angeschlossenen Gießrinne der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, die Qualität des Produktes zu verbessern, insbesondere die Bildung von Kaskaden in dem abzugießenden Strom des geschmolzenen Metalls und damit das Vorkommen von oxidischen Verunreinigungen zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen Öfen in einer Anlage zum Schmelzen und Warmhalten von Metallen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Durch die Erfindung ist es möglich, einen niveaugleichen Guß zu erhalten. Dabei wird die sogenannte Oxidhaut nicht aufgerissen, weil eben der Strom der Metallschmelze durch keine Kaskaden gestört wird. Optisch scheint der Strom überhaupt keine Bewegung zu haben. Die Qualität des Produktes weist eine erheblich bessere Qualität als bisher auf.

Ebenso ist bei einer Anlage, die einen Schmelz- und einen Warmhalteofen enthält, dank der waagerechten Anordnung der Rinnen eine wesentliche bessere Analyse erzielt worden. Die erfindungsgemäße Anordnung des Ofens ermöglicht einen zweckmäßigen Einsatz in einer der Gießmaschine vorgeschalteten Anlage zum Schmelzen und Warmhalten der Metallschmelze.

Im folgenden wird die Erfindung anhand ein Ausführungsbeispiel darstellender Zeichnungen ausführlicher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilgeschnittene Stirnansicht des erfindungsgemäßen Ofens,

F i g. 2 einen Teil des Ofens gemäß F i g. 1 im Längsschnitt, in vergrößertem Maßstab und

F i g. 3 eine Anlage zum Schmelzen und Warmhalten von Metallen, ausgestattet mit den erfindungsgemäßen Induktions-Rinnenofen, in Draufsicht schematisch dargestellt.

Wie F i g. 1 zeigt, sind am Boden des Ofengefäßes 1 des dargestellten Induktions-Rinnenofens Induktoren 17 und 19 fest angeordnet. Das Ofengefäß ist trogförmig (siehe F i g. 3) ausgebildet und um eine durch den oberen Bereich des Ofengefäßes 1 außenmittig verlaufende Längsachse 8 (Kippachse) kippbar. Parallel zur Kippachse 8, jedoch auf der entgegengesetzten Seite des Ofengefäßes 1, verläuft eine zweite Kippachse, die durch die Mitte der Lagerung 23 geht. Die Lager 23, die Lagerzapfen des Ofengefäßes 1 aufnehmen, sind in mit der Ofenbühne 32 fest verbundenen Lagerböcken 31 angeordnet.

Die Kippachse 8 ist gleichzeitig die Lagermitte der Pendellager 7, die einen Lagerzapfen 4 aufnehmen und in Lagerböcken 12 angeordnet sind. Die Lagerböcke 12 sind ebenfalls in der Bühne 32 verankert. Sowohl die Lager 7 als auch die Lager 23 sind jeweils gegenüber den Lagerböcken 12 bzw. 31 durch Bolzen 13 verriegelbar.

Das Pendellager 7 sowie der Lagerzapfen 4 werden später näher erläutert.

Durch diese Anordnung ist es möglich, das Ofengefäß 1 entweder — nach Entriegelung der Lagerung 23 — um die Kippachse 8 oder — nach Entriegelung des Pendellagers 7 — um die Achse der Lagerung 23 zu kippen.

Die Stellung des um die Achse 8 gekippten Ofengefäßes 1 ist strichpunktiert angedeutet und mit I bezeichnet. Ebenso ist die Lage des Ofengefäßes 1 beim Kippen um die Achse der Lagerung 23 strichpunktiert angedeutet und mit II bezeichnet.

Das Ofengefäß 1 ist mit einem Deckel la mit integrierter Absaughaube verschlossen. Der Deckel la ist abklappbar ausgeführt, er ist um eine Achse 22 kippbar angeordnet.

Wie aus dem geschnittenen Teil der F i g. 1 ersichtlich ist, sind die Induktoren 17 bzw. 19 jeweils über einen Induktorhals 18 mit dem Ofen-Innenraum verbunden.

Der maximal zulässige Badspiegel ist mit 24, der minimale Badspiegel mit 26 bezeichnet.

Am Fundament 14 ist ein Hubzylinder 20 angelenkt, dessen anderes Ende bei 21 mit dem Ofengefäß 1 gelenkig verbunden ist. Der Hubzylinder kann hydraulisch angetrieben werden.

Schließlich ist in dem geschnittenen Teil des dargestellten Ofengefäßes 1 die feuerfeste Ausmauerung 3 dargestellt.

Von den in der Kippachse 8 liegenden Lagerzapfen ist der eine, nämlich der Lagerzapfen 4, hohl ausgeführt, wie Fig.2 zeigt. Der hohle Lagerzapfen 4 dient gleichzeitig als Ausguß- bzw. Eingußstutzen für das geschmolzene Metall (bzw. Schlacke).

Der hohl ausgeführte Lagerzapfen 4 ist naturgemäß ebenfalls mit feuerfester Ausmauerung versehen.

Der Zapfen 4 ist im Pendellager 7 gelagert, zwischen dem und dem Lagergehäuse 9 ein geringes Spiel vorhanden ist. Mit 13 ist der bereits erwähnte Verriegelungsbolzen bezeichnet.

Das Ofengefäß 1 ist in F i g. 2 in der gekippten Stellung dargestellt, wobei entweder das Überführen des geschmolzenen Metalls über eine Überführungsrinne 5 zu einem Warmhalteofen 28 (Fig.3) oder das Abgießen der Schmelze in eine Gießmaschine erfolgt.

Die Überführungsrinne 5 ist so ausgelegt, daß in der Kippstellung des Gefäßes die Oberfläche der Ausmauerung in dem Lagerzapfen 4 mit der Oberfläche der Ausmauerungsschicht 10 in der Gießrinne in einer Ebene liegt. Dies ist sehr wichtig, denn dadurch wird ein niveaugleicher Guß gewährleistet.

Dazu sind auch noch weitere Maßnahmen vorgesehen: Zunächst ist am gefäßseitigen Ende der Überführungsrinne 5 eine im Längsschnitt L-förmige Dichtung 11 befestigt, die in der Abgießstellung das Ende der Überführungsrinne 5 gegenüber dem Ende des Lagerzapfens 4 abdichtet. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, legt sich der Boden der Gießrinne 5, der die vertikalen Wände der Rinne in Richtung auf das Ofengefäß zu überragt, wobei dieser verlängerte Rinnenbodenabschnitt mit dem unteren, waagerechten Teil der Dichtung 11 so angeordnet ist, daß dieser Dichtungsteil in der Kippstellung des Ofengefäßes gegen das Ende des Lagerzapfens 4 von unten her angepreßt wird. Seitlich entspricht die Form der Gießrinne 5 im Querschnitt der Querschnittsform des Lagerzapfens 4, so daß die Gießrinne 5 gegenüber dem Lagerzapfen 4 auch seitlich abgedichtet ist. Die Anpressung der Gießrinne 5 gegen den Lagerzapfen 4 wird durch eine Feder 16 bewirkt, die an einer auf der Ofenbühne 32 befestigten Rinnenstütze 15 abgestützt ist.

Das mit dem Ofendeckel la verschlossene Ofengefäß kann bis 122° gekippt werden (vergl. die Stellung I in F i g. 1). In dieser Stellung, die das Gefäß beim Abgießen der Metallschmelze einnimmt, kann auch ein Wechsel der abschlackseitigen Induktoren 19 vorgenommen werden.

In dem dargestellten Beispiel ist der Ofen mit zwei hintereinander in Richtung der Längsachse des Ofenge-

fäßes 1 angeordneten rinnenseitigen Induktoren 17 sowie zwei analog angeordneten abschlackseitigen Induktoren 19 versehen.

In der in F i g. 1 gezeichneten Stellung II wird das Abkretzen bzw. Abschlacken vorgenommen. In dieser Stellung können auch die rinnenseitigen Induktoren 17 gewechselt werden.

In die maximale Kippstellung wird das Ofengefäß 1 dann eingestellt, wenn es vollständig entleert werden muß, z. B. beim Wechsel der verarbeiteten Legierung.

Beim Abgießen bzw. Überführen des geschmolzenen Metalls in die Rinne 5, also in der Kippstellung des Ofengefäßes 1, wie in Fig.2 dargestellt, stellt sich der Badspiegel 25 ein, der während des Ausgießens der Schmelze durch kontinuierliche Änderung des Kippwinkels während des ganzen Vorganges auf dem gleichen Niveau gehalten wird.

Der Ofen wird beim weggeschwenkten Deckel la mit Festmaterial beschickt, u. z. über eine nicht dargestellte Beschickungsrinne (Hubförderrinne).

In Fig.3 ist eine Anlage, bestehend aus einem Schmelzofen 27 sowie einem Warmhalteofen 28 dargestellt. Die beiden Öfen weisen das vorstehend beschriebene Ofengefäß 1 sowie die daran angeschlossene Überführungsrinne 5 auf. Die Öfen 27 und 28 sind jeweils an eine schwenkbare, mit dem Fundament 14 verbundene Bühne 29 angeschlossen. Von der Überführungsbühne 5 ist eine zur Gießmaschine führende Rinne 30 angeschlossen.

Wesentlich ist, daß die Bodenoberflächen der beiden, miteinander verbundenen Rinnen 5 und 30 in einer waagerechten Ebene liegen. Das ermöglicht einen niveaugleichen, kaskadenfreien Guß.

Die Anlage arbeitet wie folgt:

Das Beschicken des Schmelzofens 27 erfolgt durch eine Hubförderrinne, die in zwei Richtungen verfahrbar ist, u. z. einmal zwischen den beiden Öfen, nämlich dem Schmelzofen 27 und dem Warmhalteofen 28, und dann auch jeweils senkrecht zu der gemeinsamen Längsachse der beiden Öfen.

Das Schmelzen erfolgt in dem Ofen 27. Nachdem die Schmelze die erforderliche Temperatur erreicht hat, wird der Ofen nach hinten gekippt, und erst wenn das Bad »sauber« ist, wird die Schmelze m den Warmhalteofen überführt. In dem Warmhalteofen 28 wird die Schmelze auflegiert, notfalls auf eine höhere Temperatur gebracht und anschließend über die Rinne 5 und 30 in die Gießmaschine abgelassen.

Danach wird der Ofen 28 zurückgekippt und abgekretzt bzw. abgeschlackt. Anschließend wird er wieder in die senkrechte Lage gestellt.

Die Rinne 30 ist etwas schmaler als die Überführungsrinne 5.

Die Richtung des Stromes des geschmolzenen Metalls wird durch Einstellen von Wehren geregelt, die entweder die Überführung vom Schmelzofen 27 zum Warmhalteofen 28 oder vom Ofen 28 zur Gießmaschine ermöglichen. Ein Wehr 32, das aus einer mit Glaswolle oder Fasermatten isolierten Blechplatte besteht, ist in F i g. 3 schematisch dargestellt. Üblicherweise wird die Schmelze zur Gießmaschine durch ein Metallfilter geführt.

Die Verwendung der aus einem Schmelzofen und einem Warmhalteofen bestehenden Anlage steigert die Produktivität des Prozesses. Der Schmelzofen ist mit vier Induktoren versehen mit einer gesamten installierten Leistung von 3400 kW, während der Warmhalteofen nur zwei Induktoren mit einer Leistung von 160OkW hat. Innerhalb von fünf Stunden kann eine Charge aufgeschmolzen werden, die etwa 401 beträgt. Das geschmolzene Material wird mit einer relativ niedrigen Temperatur von dem Schmelzofen in den Warmhalteofen überführt, wo die Schmelze fertiggemacht wird. In der Zwischenzeit kann der Schmelzofen wieder beschickt werden. Dadurch werden die Totzeiten verkürzt.

Die Kippbewegung des Ofens kann entweder manuell vorgenommen oder in Abhängigkeit von dem Stand der Metallschmelze in der Rinne automatisch gesteuert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Induktions-Rinnenofen mit einem trogförmigen, um eine durch seinen oberen Bereich außenmittig parallel zu der Gefäß-Längsmittelebene verlaufende Kippachse nach oben hin kippbaren Ofengefäß, an dessen Boden mit dem Ofenraum über Induktorhälse verbundene Induktoren befestigt sind, wobei das Ofengefäß mit einem hohlen, an der Stirnseite des Ofengefäßes und koaxial zu seiner Kippachse angeordneten Lagerzapfen in in ortsfesten Lagerböcken angeordneten Kipplagern gelagert ist, der gleichzeitig den Einguß- bzw. Ausgußstutzen zum Abgießen des geschmolzenen Metalls in eine an den hohlen Lagerzapfen anschließbare Gießrinne bildet, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Anwendung der folgenden Merkmale: