DE4218244A1 - Geschlossener Induktionsofen mit einer Kippeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Induktionsofen mit einem Tiegel mit einer Tiegelachse, einer Induktionsspule und einem einen gasdichten Mantel enthaltenden Ofenunterteil, ferner mit einem auf das Ofenunterteil auf setzbaren Deckel, der mindestens einen Gasanschluß, ein Chargierventil und eine Abgießeinrich­ tung besitzt, wobei Ofenunterteil und Deckel über eine Flansch­ verbindung lösbar, aber gasdicht miteinander verbunden und in verbundenem Zustand mittels eines Antriebs kippbar in einem Ofengestell gelagert sind, wobei der Kipp-Antrieb am Deckel angreift und das Ofenunterteil gegenüber dem im Ofengestell verbleibenden Deckel nach Lösen der Flanschverbindung vom Deckel entfernbar ist.

Ein derartiger, durch die DE-PS 35 30 471 bekannter Induktions­ ofen besitzt die Vorteile, daß der Deckel die Funktion einer Bezugsplattform besitzt, die über die angegebene Gelenklagerung ständig im Ofengestell verbleibt, wobei auch sämtliche Zusatz­ einrichtungen wie Gasanschlüsse, Chargierventil, Abgießeinrich­ tung, Meß- und Beobachtungseinrichtungen am Deckel verbleiben können.

Bei der bekannten Lösung ist jedoch nur ein einziges, koaxia­ les Paar von Kipplagern vorhanden, deren gemeinsame Achse durch das Ende der Gießtülle hindurch verläuft, damit beim Ab­ guß möglichst keine Querverschiebung der Überlaufkante der Gießtülle erfolgt und die Schmelze beispielsweise auch durch ein die Kippachse umgebendes Gießrohr abgegossen werden kann. Diese, an sich vorteilhafte Anordnung, führt jedoch zu einer verhältnismäßig hohen Anordnung der einzigen Kippachse ober­ halb der Aufstellfläche, damit der Induktionsofen zum Zwecke einer Entschlackungsoperation auch in eine entgegengesetzte Kippstellung gebracht werden kann, ohne daß dabei das Ofen­ unterteil auf die Aufstellfläche aufschlägt.

Durch die US-PS 3 350 083 ist es bekannt, ein einziges Paar von Kipplagern so anzuordnen, daß die gemeinsame Kippachse die Tiegelachse rechtwinklig schneidet. Dies hat jedoch wiederum zur Folge, daß sich die Auslauföffnung der Gießtülle und die Überlaufkante der Entschlackungslippe beim Kippen in der ent­ sprechenden Richtung auf verhältnismäßig großen Kreisbahnen bewegen, so daß sowohl eine zusätzlich vorgesehene Gießpfanne als auch ein Schlackenbehälter unabhängig voneinander schwenk­ bar an zusätzlichen Schwenklagern auf gehängt werden müssen, um überhaupt einen gezielten Abguß bzw. eine gezielte Ent­ schlackung durchführen zu können.

Durch die US-PS 3 311 361 und die US-PS 3 486 745 ist es be­ kannt, Induktionsöfen auf beiden Seiten der Tiegelachse mit Kipplagern zu versehen, die jeweils im Bereich der Gießtülle und der Überlaufkante der Entschlackungsrinne angeordnet sind und die alternativ zu entriegeln sind, je nach dem, ob ein Ab­ guß der Metallschmelze oder eine Entschlackung erfolgen soll. Da bei einem Abguß bzw. einer Entschlackungsoperation jeweils ein Kipplager bzw. ein Paar von Kipplagern außer Eingriff ge­ bracht werden muß, ist die Stabilität der Ofenlagerung in Frage gestellt, will man nicht ein außerordentlich schweres Ofengestell mit den entsprechenden Sicherheitseinrichtungen in Kauf nehmen.

Die zuletzt beschriebenen Ofenlagerungen sind jedoch stets am Ofenunterteil angeordnet, so daß die durch die DE-PS 35 30 471 erzielten Vorteile aufgegeben werden müßten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen geschlos­ senen Induktionsofen der eingangs beschriebenen Gattung, bei der der Ofendeckel oder zumindest ein wesentlicher Teil hier­ von ständig im Ofengestell verbleibt, dahingehend zu verbes­ sern, daß Beschickung, Abguß der Metallschmelze und Ent­ schlackungsoperation auf einfachere Weise durchgeführt werden können, wobei gleichzeitig die Stabilität der Ofenlagerung erhöht ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Induktionsofen erfindungsgemäß dadurch, daß der Deckel im Bereich seiner Flanschverbindung mit dem Ofenunter­ teil mit auf beiden Seiten und parallel zur Schwenkebene der Tiegelachse angeordneten ersten Schwingen versehen ist, die an ihren Enden über erste Kipplager mit zweiten Schwingen ver­ bunden sind, die an den den ersten Kipplagern abgekehrten En­ den über zweite Kipplager mit dem Ofengestell verbunden sind, wobei die ersten und die zweiten Kipplager wahlweise arre­ tierbar sind, derart, daß der Induktionsofen alternativ um die ersten oder die zweiten Kipplager entgegengesetzt schwenkbar ist, und daß die gemeinsame Achse der ersten Kipplager auf der einen Seite der Tiegelachse und die gemeinsame Achse der zweiten Kipplager auf der jeweils anderen Seite der Tiegel­ achse liegen.

Auf die angegebene Weise wird eine beidseitige Kipplagerung des geschlossenen Induktionsofens erreicht, die ständig im Eingriff steht. Mit anderen Worten: Die beiden Kipplagerpaare, deren gemeinsame Achsen vorzugsweise in Schmelzstellung des Ofens in einer waagrechten Ebene liegen, stehen ständig im Eingriff und werden alternativ nur hinsichtlich der Kippbewe­ gung freigegeben, so daß eine sehr zuverlässige Lagerung des Ofens erzielt wird.

Es ist dabei im Zuge einer weiteren Ausgestaltung des Erfin­ dungsgegenstandes von besonderem Vorteil, wenn der Deckel zweigeteilt ist und aus einem unteren, mit den ersten Schwin­ gen verbundenen Deckelteil besteht, sowie aus einem abnehmba­ ren oberen Deckelteil, die beide über eine lösbare Flansch­ verbindung mit einer dazwischenliegenden Trennfuge miteinander verbunden sind.

Hiermit ist der zusätzliche Vorteil verbunden, daß das Deckel­ oberteil während des Gießens gasdicht auf dem Deckelunterteil bzw. auf dem Ofenunterteil verbleibt, so daß der Ofen mit In­ ertgas auf Umgebungsdruck gefüllt werden kann. Andererseits kann der Ofen zum Chargieren und Behandeln der Schmelze mit abgenommenem Deckeloberteil betrieben werden.

Für eine Vakuum- oder Schutzgasbehandlung der Schmelze ist ein Vakuumanschluß am Deckelunterteil vorgesehen. Die einfachste Lösung stellt ein Vakuumanschluß mit einem Abschlußventil bei senkrecht stehendem Ofen an einer stationären Saugleitung dar. Ein solcher Anschluß muß vor dem Kippen des Induktionsofens gelöst werden. Soll der Ofen unter Vakuum kippbar sein, so wird eine aufwendigere Lösung notwendig, die über flexible Zu­ leitungen geschehen kann. Eine solche flexible Zuleitung kann als flexibler Schlauch oder als Rohr-Drehgelenk ausgeführt sein. Ein solches Rohr-Drehgelenk wird zweckmäßigerweise in einer der Kippachsen des Ofens angeordnet.

Es ist dabei wiederum besonders vorteilhaft, wenn die Trenn­ fuge zwischen dem Deckeloberteil und dem Tiegelunterteil unter einem von 90 Grad verschiedenen Winkel zur Tiegelachse ver­ läuft, derart, daß die höchste Stelle der Trennfuge bei senk­ recht stehender Tiegelachse oberhalb der Abgießöffnung des Tiegels liegt.

Diese Konstruktionsvorschrift erlaubt eine bessere Zugänglich­ keit des Tiegels zum Warten, Reinigen und Chargieren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstan­ des ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, seine Ein­ zelheiten und zusätzliche Vorteile werden nachstehend anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des vollständigen Induktionsofens in drei verschiedenen möglichen Kippstellungen,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 bei abgenommenem Deckeloberteil,

Fig. 3 einen teilweisen Vertikalschnitt durch den Induktions­ ofen im Bereich der Abgießöffnung im Schmelzbetrieb in vergrößertem Maßstab, und

Fig. 4 einen teilweisen Vertikalschnitt analog Fig. 3, je­ doch in einer Stellung unmittelbar vor dem Abguß.

In den Fig. 1 und 2 ist ein geschlossener Induktionsofen 1 dargestellt, der ein Ofenunterteil 2 besitzt, das einen gas­ dichten Mantel 3 und einen konzentrisch darin angeordneten Tie­ gel 4 besitzt, der nur schematisch dargestellt ist. Zwischen dem Tiegel 4 und dem gasdichten Mantel 3 befindet sich eine hier nicht näher hervorgehobene Induktionsspule.

Auf dem Ofenunterteil 2 ist über eine hier ,nicht besonders hervorgehobene erste Trennfuge 5 ein zweiteiliger Deckel 6 angeordnet, der aus einem Deckelunterteil 6a mit etwa quadra­ tischem Umriß und einem Deckeloberteil 6b besteht, die über eine lösbare Flanschverbindung 7 gasdicht miteinander in Ver­ bindung stehen. Innerhalb der Flanschverbindung 7 befindet sich eine zweite ebene Trennfuge 8. Durch Lösen dieser Flanschverbindung kann das Deckeloberteil 6b in die strich­ punktiert dargestellte Position nach Fig. 1 gebracht werden. Das Deckeloberteil 6b besitzt wiederum eine ebene Oberseite 9, die mit Öffnungen zum Anschluß von hier nicht gezeigten Char­ gier-, Meß-, Probennahme- und Beobachtungseinrichtungen ver­ sehen werden kann.

Im Bereich seiner Verbindung mit dem Ofenunterteil 2 ist der Deckel 6, genauer dessen Unterteil 6a, mit auf beiden Seiten und parallel zur Schwenkebene E der Tiegelachse A_T-A_T ange­ ordneten ersten Schwingen 10 und 11 versehen, die an ihren Enden über erste Kipplager 12 und 13 mit zweiten Schwingen 14 und 15 verbunden sind, die an den den ersten Kipplagern 12 und 13 abgekehrten Enden über zweite Kipplager 16 und 17 mit dem Ofengestell 18 verbunden sind.

Die beiden Achsen der ersten und der zweiten Kipplager liegen in der Schmelzstellung des Ofens, in der die Tiegelachse A_T senkrecht steht, in einer waagrechten Ebene, wie dies aus Fi­ gur 1 hervorgeht. Zwischen den in der besagten Schmelzstellung parallel zueinander verlaufenden ersten und zweiten Schwingen sind beiderseits der Kippebene E Arretiervorrichtungen 19 und 20 vorgesehen, mit denen die Bewegung der ersten Schwingen 10 und 11 gegenüber den zweiten Schwingen 14 und 15 arretiert werden kann, so daß in diesem Falle nur eine Bewegung des Ofens um die zweiten Kipplager 16 und 17 möglich ist. Die Endstellung dieser Kippbewegung ist in Fig. 1, links oben, dargestellt.

Zur Herbeiführung der verschiedenen Kippbewegungen ist das Ofengestell 18 mit einem Kippantrieb 21 versehen, der aus zwei gegenüberliegend angeordneten Hydraulikzylindern mit langem Hub besteht. Die unteren Enden dieser Hydraulikzylinder sind in einem Grundrahmen 22 gelagert, während die oberen Enden der Kolbenstangen über jeweils ein Knotenblech 23 am Ofenunterteil 2 bzw. an den ersten Schwingen 10 und 11 angreifen.

Bei bestehender Arretierung mittels der Arretiervorrichtungen 19 und 20 wird der Induktionsofen um die zweiten Kipplager 16 und 17 in verschiedene Gießstellungen gekippt, deren Endstel­ lung in Fig. 1, links oben, dargestellt ist.

Nach dem Lösen der Arretiervorrichtungen 19 und 20 wird der Ofen durch den Kippantrieb 21 nunmehr um die rechts liegenden ersten Kipplager 12 und 13 geschwenkt, wobei die zweiten Schwingen 14 und 15 in Ruhestellung verbleiben. Hierbei führt der Ofen eine Kippbewegung aus, wie sie in Fig. 1 durch die strichpunktierte Linie 24 angedeutet ist. Bei einer solchen Kippbewegung wird üblicherweise eine Entschlackungsoperation durchgeführt.

Aus Fig. 2 geht noch hervor, daß das wegen seiner recht­ eckigen Form über das im wesentlichen zylindrische Ofen­ unterteil 2 überstehende Deckelunterteil 6a mit einem Gasan­ schluß 25 versehen ist, der zu einer hier nicht gezeigten Va­ kuumpumpe bzw. einem Vakuum-Pumpsatz führt.

Den Fig. 2, 3 und 4 ist ferner zu entnehmen, daß der Tiegel 4 eine Überlaufkante 26 aufweist, die am äußeren Ende einer sogenannten "Gießschnauze" 27 angeordnet ist, die teilweise vom Rand eines keramischen Innendeckels 28 überdeckt ist.

Der Überlaufkante 26 läßt sich eine Abgießeinrichtung 29 vor­ schalten, was anhand der Fig. 3 und 4 noch näher erläutert wird.

Das Deckelunterteil 6a besitzt im Bereich der Überlaufkante 26 des Tiegels 4 ein Verschlußorgan 30, durch das der Ofeninnen­ raum während des Schmelzens gasdicht verschlossen ist (Fig. 3). Zum Zwecke des Abgießens wird das Verschlußorgan 30 durch ein gelenkig angebrachtes Gießrohr 31 ersetzt, dessen Einlaßende 32 vor die Überlaufkante 26 des Tiegels 4 geschwenkt wird und dessen Auslauföffnung 33 in einer Gießrinne 34 angeordnet ist. Die zuletzt genannten Teile bilden gemeinsam die Abgießeinrichtung 29 (Fig. 4).

Es ist den Fig. 2, 3 und 4 weiterhin zu entnehmen, daß die Achse des Gießrohres 31 (in dessen Betriebsstellung) die Achse A₂ der zweiten Kipplager 16 und 17 schneiden. Dieser Schnitt­ punkt liegt auch innerhalb der Gießrinne 34 (Fig. 4). Dadurch ist gewährleistet, daß sich die Einlauf stelle der Schmelze in der Gießrinne 34 mit zunehmender Kippstellung des Tiegels nicht verlagert, was für einen gleichmäßigen Abguß von entscheidender Bedeutung ist.

Fig. 2 ist noch zu entnehmen, daß im Deckelunterteil 6a eine Absaugeinrichtung 35 angeordnet ist, die aus einem C-förmig gestalteten Hohlkörper besteht, der nahezu einen Ring bildet. Dieser Hohlkörper ist an den aufeinander zugerichteten Innenseiten offen und kann nach dem Abnehmen des Deckeloberteils 6b über den Anschlußstutzen 36 mit einer hier nicht gezeigten Absaugvorrichtung verbunden werden. Dadurch werden Emissionen von Gasen und Rauch vermieden, die ansonsten nach dem Abnehmen des Deckeloberteils 6b auftreten könnten.

Den Fig. 1, 3 und 4 ist wiederum zu entnehmen, daß die Trenn­ fuge 8 zwischen dem Deckeloberteil 6b und dem Deckelunterteil 6a unter einem von 90 Grad verschiedenen Winkel zur Tiegel­ achse A_T-A_T verläuft. Dadurch liegt die höchste Stelle der Trennfuge 8 bei senkrecht stehender Tiegelachse A_T-A_T oberhalb der Überlaufkante 26 des Tiegels 4. Hierdurch wird die Zugänglichkeit des Tiegels zu Wartungs-, Reinigungs- und Chargierzwecken erleichtert.

Claims (4)

1. Induktionsofen (1) mit einem Tiegel (4) mit einer Tiegel­ achse, einer Induktionsspule und einem einen gasdichten Mantel enthaltenden Ofenunterteil (2), ferner mit einem auf das Ofenunterteil auf setzbaren Deckel (6), der min­ destens einen Gasanschluß (25), ein Chargierventil und eine Abgießeinrichtung (29) besitzt, wobei Ofenunterteil und Deckel über eine Flanschverbindung (7) lösbar, aber gasdicht miteinander verbunden und in verbundenem Zustand mittels eines Kipp-Antriebs (21) kippbar in einem Ofenge­ stell (18) gelagert sind, wobei der Kipp-Antrieb am Deckel angreift und das Ofenunterteil gegenüber dem im Ofengestell verbleibenden Deckel nach Lösen der Flansch­ verbindung vom Deckel entfernbar ist, dadurch gekennzeich­ net, daß der Deckel (6) im Bereich seiner Verbindung mit dem Ofenunterteil (2) mit auf beiden Seiten und parallel zur Schwenkebene der Tiegelachse (A_T-A_T) angeordneten ersten Schwingen (10, 11) versehen ist, die an ihren En­ den über erste Kipplager (12, 13) mit zweiten Schwingen (14, 15) verbunden sind, die an den den ersten Kipplagern (12, 13) abgekehrten Enden über zweite Kipplager (16, 17) mit dem Ofengestell (18) verbunden sind, wobei die ersten und die zweiten Kipplager wahlweise arretierbar sind, der­ art, daß der Induktionsofen (1) alternativ um die ersten (12, 13) oder die zweiten Kipplager (16, 17) entgegenge­ setzt schwenkbar ist, und daß die gemeinsame Achse (A₁-A₁) der ersten Kipplager (12, 13) auf der einen Seite der Tie­ gelachse und die gemeinsame Achse (A₂-A₂) dem zweiten Kipp­ lager (16, 17) (A_T-A_T) auf der jeweils anderen Seite der Tiegelachse liegen.

2. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsamen Achsen (A₁-A₁ und A₂-A₂) der beiden Kipplagerpaare in Schmelzstellung des Ofens in einer waagrechten Ebene liegen.

3. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (6) zweigeteilt ist und aus einem unteren, mit den ersten Schwingen (10, 11) verbundenen Deckelun­ terteil (6a) besteht sowie aus einem abnehmbaren oberen Deckelteil (6b), die über eine lösbare Flanschverbindung (7) mit einer dazwischenliegenden Trennfuge (8) mitein­ ander verbunden sind.

4. Induktionsofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Deckelunterteil (6a) im Bereich der Überlaufkante (26) des Tiegels (4) ein Verschlußorgan (30) angeordnet ist, durch das der Ofeninnenraum während des Schmelzens gasdicht verschließbar ist und das zum Zwecke des Ab­ gießens durch ein Gießrohr (31) ersetzbar ist, dessen mindestens einem Teil des Umfanges der Trennfuge ange­ ordnet ist.