DE4229764C2 - Geschlossener Induktionsofen zum Schmelzen und Gießen von Stoffen - Google Patents
Geschlossener Induktionsofen zum Schmelzen und Gießen von StoffenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen geschlossenen Induktionsofen zum
Schmelzen und Gießen von Stoffen, mit einem von einer Induk
tionsspule umgebenen Tiegel, der um eine erste Kippachse
kippbar in einer gasdichten Ofenkammer untergebracht ist, die
eine verschließbare Öffnung zum Überleiten der Schmelze in
einen Aufnahmebehälter besitzt, und ein Betriebsverfahren
für den Induktionsofen.
Unter einem "geschlossenen Induktionsofen" wird ein solcher
Ofen verstanden, dessen Ofenkammer wahlweise unter Vakuum
und/oder Schutzgas betrieben werden kann. Es ist beispiels
weise auch möglich, die unterschiedlichen Betriebsarten nach
einander anzuwenden, um beispielsweise verschiedene Legie
rungs- und/oder Raffinationsbehandlungen durchführen zu kön
nen.
Es ist durch die US-PS 3 460 604 bekannt, kippbare und von
einer Induktionsspule umgebene Tiegel in einer unbeweglichen
Ofenkammer unterzubringen. Diese Ofenkammer muß alsdann so
groß bemessen sein, daß der Tiegel, ausgehend von seiner
Schmelzstellung bei senkrechter Tiegelachse, um einen Winkel
von deutlich mehr als 90 Grad bis zur restlosen Entleerung
gekippt werden kann. Diese Bauweise erzwingt Ofenkammern von
beträchtlichem Innenvolumen und damit entweder lange Evakuie
rungszeiten und/oder leistungsfähige Pumpsätze und/oder große
Mengen an Schutzgasen. Da es zweckmäßig ist, auch unter
Schutzgas betriebene Öfen zur Ersparnis der relativ teuren
Edelgase zunächst zu evakuieren, müssen die Ofenkammern dem
atmosphärischen Druck gegenüber Vakuum standhalten, so daß
teure und schwere Ofenkammern benötigt werden.
Die Innenvolumina solcher Ofenkammern werden noch größer, wenn
darin auch der Aufnahmebehälter für die abgegossene Schmelze,
eine Gießform oder eine Kokille oder Pfanne untergebracht ist
(US-PS 2 788 270).
Man hat diese Nachteile auch bereits frühzeitig erkannt und
einen Ofentyp geschaffen, bei dem die Ofenkammer den Tiegel
gewissermaßen als Mantel umgibt, so daß der Ofen als Ganzes
gekippt werden kann (US-PS 3 529 069 und DE-PS 35 30 471).
Nachteilig sind hierbei die großen zu bewegenden Massen, die
über einen großen Kippwinkel zu bewegen sind, wobei diese Be
wegung soweit wie irgend möglich erschütterungsfrei erfolgen
muß, um keine Störung des Abgießvorganges in Kauf nehmen zu
müssen.
Die einander diametral entgegenstehenden Probleme wachsen
überproportional mit zunehmender Chargenmenge und damit Tie
gelgröße.
Ein weiterer Nachteil vorbekannter Lösungen liegt in der Not
wendigkeit, aufwendige Überleitungssysteme für die Schmelze in
jeweils andere Kammern vorsehen zu müssen, falls auch der Ab
guß und die Erstarrung unter Vakuum und/oder Schutzgas durch
geführt werden sollen. Auch hierbei wachsen die Probleme
überproportional mit steigendem Chargengewicht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen ge
schlossenen Induktionsofen der eingangs beschriebenen Art an
zugeben, der ein möglichst kleines Innenvolumen aufweist und
bei dem die zu bewegenden Massen während des Abgußvorganges
gering gehalten werden.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs
beschriebenen geschlossenen Induktionsofen erfindungsgemäß
dadurch, daß die Ofenkammer ihrerseits um eine zweite Kipp
achse um einen Winkel kippbar ist, der im wesentlichen dem Be
reich des Kippwinkels des Tiegels entspricht, der zwischen der
Schmelzstellung und einer Stellung liegt, bei der der Abguß
beginn der Schmelze unmittelbar bevorsteht, und daß die Öff
nung der Ofenkammer zum Überleiten der Schmelze von einem
ersten Dichtflansch umgeben ist, der nach dem Zurücklegen des
Kippweges der Ofenkammer abgedichtet auf einem zweiten Dicht
flansch einer weiteren gasdichten Kammer zur Anlage kommt, in
der sich der Aufnahmebehälter für die Schmelze befindet.
Ein derartiger Induktionsofen ermöglicht ein besonders vor
teilhaftes Betriebsverfahren, das gleichfalls Gegenstand der
Erfindung ist.
Dieses Betriebsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß in
dem Tiegel zunächst das Aufschmelzen des Schmelzgutes bei
senkrechter Stellung der Tiegelachse und verschlossener Ab
gußöffnung durchgeführt wird, daß nach dem Aufschmelzen Tiegel
und Ofenkammer gemeinsam um die zweite Kippachse verschwenkt
werden, bis die Dichtflansche gasdicht aufeinanderliegen, wo
bei der Abgußbeginn der Schmelze unmittelbar bevorsteht, und
daß danach die gasdichte Kammer mit dem Aufnahmebehälter eva
kuiert und die Abgußöffnung geöffnet wird, und daß schließlich
der Tiegel bei stillstehender Ofenkammer und unter Regelung
der Abgußmenge pro Zeiteinheit bis in seine Endstellung bewegt
wird.
Ein derartiger Induktionsofen besitzt ein kleinstmögliches
Innenvolumen, so daß die Evakuierung kurzfristig und mit re
lativ geringer Pumpleistung durchgeführt werden kann. Soweit
Inert- oder Schutzgas verwendet ist, ist dadurch auch der
Verbrauch an diesen in der Regel teuren Gasen minimal. Große
Massen brauchen dabei nur bis zu einem Zeitpunkt unmittelbar
vor Beginn des Abgusses bewegt werden. Sobald der Zeitpunkt
des Abgusses gekommen ist, wird nur noch der Tiegel, der trotz
seiner Baueinheit mit einer Induktionsspule und entsprechenden
Traggerüsten ein relativ geringes Gewicht hat,
erschütterungsfrei um die Tiegelkippachse bewegt, so daß eine
sehr genaue Regelung der abgegebenen Schmelzenmenge pro Zeit
einheit möglich ist.
Schließlich lassen sich beim Erfindungsgegenstand auch noch
die Mittel zur Übergabe der Schmelze von der Ofenkammer an
eine weitere Kammer mit einem Aufnahmebehälter für die
Schmelze denkbar einfach gestalten. Insbesondere werden keine
komplizierten Drehdurchführungen wie bei den Öfen nach der
US-PS 3 529 069 und der DE-PS 35 30 471 benötigt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den üb
rigen Unteransprüchen; sie werden in der Detailbeschreibung
näher erläutert.
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden
nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 7 näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein erstes
Ausführungsbeispiel, nämlich durch einen geschlos
senen Induktionsofen in Schmelzstellung, d. h. bei
Trennung von Ofenkammer und Kammer mit Aufnahme
behälter für die Schmelze, wobei der Aufnahmebe
hälter eine Standkokille für einen Gußblock auf
weist,
Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1, nachdem die Ofenkammer
ihre Endstellung erreicht hat, in der sie mit der
weiteren Kammer verbunden ist und bei der sich der
Tiegel in seiner Ausgangsposition zum Beginn des
Abgusses in die Standkokille befindet,
Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch den Gegenstand von
Fig. 1 entlang der Linie III-III,
Fig. 4 einen Teilausschnitt aus Fig. 2 im Bereich der
durch einen Schieber verschließbaren Abgußöffnung
Fig. 5 eine Draufsicht auf den Gegenstand von Fig. 4 in
Richtung des Pfeils V,
Fig. 6 einen Vertikalschnitt durch ein zweites Ausführungs
beispiel in einer Stellung analog Fig. 1, jedoch
mit einem Zwischenbehälter im Aufnahmebehälter und
mit einer Verdüsungseinrichtung für die Erzeugung
von Pulver, und
Fig. 7 den Gegenstand nach Fig. 6, nachdem die Ofenkammer
ihre Endstellung erreicht hat, in der sie mit der
weiteren Kammer verbunden ist, und bei der sich der
Schmelztiegel in seiner Ausgangsposition zum Beginn
des Abgusses in den Zwischenbehälter befindet.
In Fig. 1 ist ein geschlossener Induktionsofen 1 dargestellt,
der eine Ofenkammer 2 besitzt, die aus einem Kammerunterteil 3
und einem Kammeroberteil 4 besteht, die mittels zweier Dicht
flansche 5 und 6 an einer Trennfuge 7 einanderstoßen. Auf dem
Kammeroberteil 4 ist eine Chargierschleuse 8 angeordnet, die
zur Beschickung der Ofenkammer 2 mit Schmelzgut dient.
Unterhalb der Chargierschleuse 8 befindet sich ein Tiegel 9
der samt einer ihn umgebenden Induktionsspule 10 um eine erste
Kippachse A1 kippbar ist. Tiegel 9 und Induktionsspule 10 be
finden sich dabei in einem Kippstuhl 11, dessen Einzelheiten
anhand von Fig. 3 näher erläutert werden.
Danach besteht der Kippstuhl 11 aus einem Grundrahmen 12 mit
Traversen 13 und 14, die gewissermaßen die Joche zweier nach
oben gerichteter Schenkel 15 und 16 bilden, durch deren oberes
Ende die erste Kippachse A1-A1 verläuft. Diese erste Kippachse
wird körperlich durch eine Drehdurchführung 17 und ein Dreh
lager 18 gebildet, die von ebenen Seitenwänden 19 und 20 der
Ofenkammer 2 getragen werden. Die Drehdurchführung 17 dient
außerdem für die Hindurchleitung von Spulenstrom und Kühlwas
ser mittels der Leitungen 21 und 22. Zur Drehdurchführung 17
gehören ein Lagerring 23, der eine kreisförmige Öffnung in der
Seitenwand 19 umgibt, und eine Hohlwelle 24, die an ihrem
äußeren Ende ein Kettenrad 25 trägt, auf das eine Gliederkette
26 aufgelegt ist, deren eines Ende mit der Kolbenstange 27
eines hydraulischen Antriebszylinders 28 vorbunden ist. Da die
Hohlwelle 24 drehfest mit dem Schenkel 15 verbunden ist, läßt
sich auf diese Weise der Kippstuhl 11 und damit der Tiegel 9
um die Kippachse A1-A1 relativ zur Ofenkammer 2 kippen.
Der Tiegel 9 besitzt eine sogenannte Gießschnauze 29 mit einer
Überlaufkante 30, die möglichst genau in der Kippachse A1-A1
verläuft. Der Tiegel 9 besitzt eine Tiegelachse AT-AT, die in
der Fig. 1 gezeigten Schmelzstellung senkrecht steht. Ober
halb des Tiegelhohlraums, in dem sich eine Schmelze 31 be
findet, ist ein Strahlungsschutz 32 angeordnet, der gemäß
Fig. 3 mittels eines nicht gezeigten Antriebs 33 und einer An
triebswelle 34 strichpunktiert dargestellte Stellung 32a
verschwenkt werden kann, um den Tiegel über die Chargier
schleuse 8 beschicken zu können.
Seitlich neben der Ofenkammer 2 befindet sich eine weitere
gasdichte Kammer 35, in der sich ein Aufnahmebehälter 36 für
die Schmelze 31 befindet, welcher Aufnahmebehälter beispiel
haft als Standkokille ausgebildet sein kann. Die Kammer 35
besitzt am oberen Ende eine Öffnung 37, die von einem Dicht
flansch 38 umgeben ist, der unter einem Winkel α von etwa 30
Grad zur Waagrechten verläuft.
Es ist Fig. 1 zu entnehmen, daß die Induktionsspule 10 des
Tiegels 9 in dessen Schmelzstellung in unmittelbarer Nähe ei
ner senkrechten Wand 39 verläuft, die zur Ofenkammer 2 gehört
und der gasdichten Kammer 35 für den Aufnahmebehälter 36 am
nächsten liegt. Von der Wand 39 geht eine weitere Wand 40 aus,
die zur senkrechten Wand 39 unter einem spitzen Winkel β von
gleichfalls von etwa 30 Grad verläuft und eine Öffnung 40a
aufweist, die von einem ersten Dichtflansch 41 umgeben ist.
Die Ofenkammer 2 ist um eine zweite Kippachse A2 kippbar, wo
bei die Anordnung so getroffen ist, daß der Dichtflansch 41 am
Ende der Kippbewegung kongruent auf dem Dichtflansch 38 auf
liegt und hierbei eine gasdichte Verbindung bildet, wie dies
in Fig. 2 dargestellt ist. Die Kammer 35 bildet hierbei ge
wissermaßen den Verschluß der Ofenkammer in der in Fig. 2
gezeigten Gießstellung.
Die Lage der zweiten Kippachse (A2) der Ofenkammer (2) ist da
bei so gewählt, daß die Überlaufkante (30) des Tiegels (9)
über dem Aufnahmebehälter (36) in Abgußstellung positionierbar
ist. Ferner schneidet die (zweite) waagrechte Kippachse (A2)
der Ofenkammer (2) im wesentlichen eine gerade Linie, die von
der Mitte der Verbindungslinie senkrecht nach unten verläuft,
die die Lage der Überlaufkante (30) in Schmelzstellung einer
seits und in Abgußstellung andererseits geradlinig miteinander
verbindet. Die besagte gerade Linie ist die sogenannte Mit
telsenkrechte auf die besagte, gleichfalls gerade Verbin
dungslinie.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, befindet sich zwischen der
weiteren, unter einem spitzen Winkel β ausladenden und den
ersten Dichtflansch 41 aufweisenden Wand 40 der Ofenkammer 2
und der Überlaufkante 30 des Tiegels 9 eine weitere Wand 42,
in der sich im Bereich der Überlaufkante 30 eine durch einen
Schieber 43 verschließbare Abgußöffnung 44 befindet.
Aus der Zusammenschau der Fig. 4 und 5 ergibt sich, daß der
Schieber 43 als sektorförmige Platte ausgebildet ist, die
mittels eines Antriebsgestänges 45 und einer Welle 46
schwenkbar ist. In der Schieberplatte befindet sich ein Fen
ster 47, das durch Verschwenken der Schieberplatte mit der
Abgußöffnung 44 zur Deckung gebracht werden kann. Die Schie
berplatte ist am Außenumfang durch eine teilkreisförmig gebo
gene Führungsschiene 48 geführt und wird durch einen radialen
Arm 49 mit einer Druckplatte 50 gegen die Wand 42 mit der Ab
gußöffnung 44 gepreßt. Der Schieber 43 hat die Aufgabe, die
Ofenkammer 2 in der in Fig. 1 gezeigten Schmelzstellung
gasdicht zu verschließen, damit der Schmelzbetrieb unter Va
kuum und/oder Schutzgas durchgeführt werden kann.
In der in Fig. 1 gezeigten Schmelzstellung verläuft die
Trennfuge 7 zwischen den beiden Dichtflanschen 5 und 6 der
Ofenkammer 2 unter einem spitzen Winkel von etwa 35 Grad zur
Waagrechten (Linie III-III).
Die der Überlaufkante 30 des Tiegels 9 abgekehrte und aus
mehreren polygonal angeordneten Teilstücken zusammengesetzte
Wand 51 der Ofenkammer 2 hat dabei einen räumlichen Verlauf,
der in etwa der strichpunktiert dargestellten Bewegungsbahn
"s" eines Punktes "P" des Grundrahmens 52 entspricht, der
diagonal versetzt zur Überlaufkante 30 liegt. Gemäß Fig. 2
ist die Ofenkammer 2 mittels eines Hydraulikzylinders 52a und
einer Kolbenstange 52b kippbar. Diese Details sind in den
Fig. 1 und 3 weggelassen.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind die einzelnen Teilstücke der
Wand 51 auf Kammerunterteil 3 und Kammeroberteil 4 verteilt.
Die einzelnen Kammerwände sind dabei durch T-förmige Schienen
53 versteift, wie dies auch in Fig. 3 angedeutet ist. Der
vorstehend beschriebene Grundrahmen 52 der Ofenkammer 2 liegt
in der Schmelzstellung gemäß Fig. 1 waagrecht und trägt an
seiner auf die Kammer 35 zu gerichteten Stirnseite zwei Lager
54, von denen in Fig. 1 nur das Vorderste sichtbar ist. Die
Lager 54 sind in einem Lagerbock 55 angeordnet, und der
Grundrahmen 52 stützt sich mit seinem jenseitigen Ende auf
Stützen 56 ab, von denen gleichfalls nur die Vorderste zu se
hen ist.
Die Ofenkammer 2 ist durch eine Saugleitung 57 evakuierbar,
die über ein hier nicht näher beschriebenes Drehgelenk mit
einem Satz Vakuumpumpen verbunden ist. Das Drehgelenk ist ko
axial mit der zweiten Kippachse A2 angeordnet. Auf diese Weise
ist die Ofenkammer 2 nicht nur während des Schmelzbetriebes
unter Vakuum zu halten, sondern auch während der Kippbewegung,
die schließlich zu einer Stellung gemäß Fig. 2 führt.
Mit der Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 5 läßt sich fol
gendes Betriebsverfahren durchführen:
Mit der Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 5 läßt sich fol gendes Betriebsverfahren durchführen:
Zunächst befinden sich Ofenkammer 2 und Tiegel 9 in der in Fig. 1 gezeigten Position. Der Tiegel kann in dieser Stellung nach dem Ausschwenken des Strahlungsschutzes 2 mittels der Chargierschleuse 8 mit Schmelzgut beschickt werden. Nach er folgtem Evakuieren über die Saugleitung 57 wird die Indukti onsspule 10 über die Leitungen 21 und 22 der Drehdurchführung 17 mit Schmelzstrom und Kühlwasser beaufschlagt, bis der ge samte Inhalt des Tiegels 9 aufgeschmolzen und gegebenenfalls weiteren metallurgischen Behandlungen unterzogen worden ist.
Mit der Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 5 läßt sich fol gendes Betriebsverfahren durchführen:
Zunächst befinden sich Ofenkammer 2 und Tiegel 9 in der in Fig. 1 gezeigten Position. Der Tiegel kann in dieser Stellung nach dem Ausschwenken des Strahlungsschutzes 2 mittels der Chargierschleuse 8 mit Schmelzgut beschickt werden. Nach er folgtem Evakuieren über die Saugleitung 57 wird die Indukti onsspule 10 über die Leitungen 21 und 22 der Drehdurchführung 17 mit Schmelzstrom und Kühlwasser beaufschlagt, bis der ge samte Inhalt des Tiegels 9 aufgeschmolzen und gegebenenfalls weiteren metallurgischen Behandlungen unterzogen worden ist.
Nach dem Ende der Behandlung werden Ofenkammer 2 und Tiegel 9
gemeinsam um die zweite Kippachse A2 der Ofenkammer 2
verschwenkt, bis die Dichtflanschen 41 und 38 in der in Fig.
2 gezeigten Position abgedichtet aufeinanderliegen. Die Aus
legungsdaten des Schwenkbereichs sind hierbei im Hinblick auf
den Tiegelinhalt so gewählt, daß der Abgußbeginn der Schmelze
in der in Fig. 2 gezeigten Endstellung der Ofenkammer 2 un
mittelbar bevorsteht. Hierbei ist die Ofenkammer 2 vakuumdicht
mit der Kammer 35 verbunden, die erforderlichenfalls eine
weitere Saugleitung 58 zum Anschluß an hier nicht gezeigte.
Vakuumpumpen aufweist. Nunmehr wird die Abgußöffnung 44 durch
Verschwenken des Schiebers 43 (Fig. 4 und 5) geöffnet, und
der Tiegel 9 wird bei stillstehender Ofenkammer kontinuierlich
und geregelt bis in die strichpunktiert dargestellte Endstel
lung 9a in Fig. 2 weiterbewegt. Die Regelung der Winkelge
schwindigkeit des Tiegels um die erste Kippachse A1-A1 (die
räumlich zusammen mit der Ofenkammer 2 in die in Fig. 2 dar
gestellte Stellung verschwenkt wurde) erfolgt dabei nach Maß
gabe der Abgußmenge pro Zeiteinheit. Es ist aus Fig. 2 zu
ersehen, daß die Überlaufkante 30 während des zweiten Ab
schnitts der Kippbewegung des Tiegels 9 ihre Lage gegenüber
dem Aufnahmebehälter 30 nicht mehr verändert, so daß ein
gezielter Abguß möglich ist. Es ist erkennbar, daß auch die
Kammer 35 nur unwesentlich größer ist als der Aufnahmebehälter
36. Das gesamte, unter Vakuum und/oder Schutzgas stehende Vo
lumen von Ofenkammer 2 und Kammer 35 ist im Hinblick auf die
erforderliche Bewegungsfreiheit des Tiegels 9 als minimal an
zusehen. Die Fallhöhe des Gießstrahls ist niedrig, so daß das
gefürchtete Spritzen der Schmelze weitgehend unterbleibt. Das
erfindungsgemäße Betriebsverfahren eignet sich besonders für
alle metallurgischen Gießmethoden mit Direktguß oder Abguß
über Gießrinnen oder Gießkasten z. B.:
- - Kokillenguß (Elektroden, Schmiedeblöcke, Barsticks)
- - Formenguß (Feinguß)
- - Schnellerstarrter Abguß (Schock-Kühlung)
- - Pulververdüsung
- - Spray-Deposition (Kompaktieren)
- - Strangguß (horizontal oder vertikal)
Eine Vorrichtung zum Herstellen von Pulver ist in den Fig.
6 und 7 dargestellt.
Der Induktionsofen 1 hat die gleiche Bauweise wie derjenige
nach den Fig. 1 bis 5. Unterschiedlich ist jedoch, daß in
der weiteren Kammer 61 in deren Öffnung 62 ein Aufnahmebehäl
ter 63 angeordnet ist, in den die Schmelze aus dem Tiegel 9
mittels der Gießschnauze 29 übergeführt wird. Auch hier ist
die Öffnung 62 von einem Dichtflansch 64 umgeben, mit dem der
Dichtflansch 41 der Ofenkammer 2 gasdicht verbindbar ist
(siehe Fig. 7).
Der Aufnahmebehälter 63 besitzt eine Auslauföffnung 63a, unter
der sich ein Gießtrichter 65 befindet, in dessen Boden sich
eine nicht näher dargestellte Strahlöffnung befindet. Der Gieß
trichter 65 ist von einer Heizspule 66 umgeben. Unterhalb der
Strahlöffnung und koaxial hierzu ist eine Verdüsungseinrichtung
67 angeordnet, die eine der bekannten Ringschlitzdüsen 68 für
den Materialstrahl enthält. Durch die Beaufschlagung der Ring
schlitzdüse 68 mit einem Druckgas wird der Schmelzstrahl zer
stäubt und in Pulverpartikel aufgelöst, die nach Erstarrung in
einem Pulversammelbehälter 69 aufgefangen werden. Einzelheiten
einer solchen Pulvererzeugungsanlage sind - für sich genommen -
Stand der Technik, so daß sich weitere Ausführungen hierzu er
übrigen.
Claims (10)
1. Geschlossener Induktionsofen (1) zum Schmelzen und Gießen
von Stoffen, mit einem von einer Induktionsspule (10)
umgebenen Tiegel (9), der um eine erste Kippachse (A1)
kippbar in einer gasdichten Ofenkammer (2) untergebracht
ist, die eine verschließbare Öffnung (40a) zum Überleiten
der Schmelze (31) in einen Aufnahmebehälter (36, 63) be
sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenkammer (2)
ihrerseits um eine zweite Kippachse (A2) um einen Winkel
kippbar ist, der dem Bereich des Kipp
winkels des Tiegels (9) entspricht, der zwischen der
Schmelzstellung und einer Stellung liegt, bei der der
Abgußbeginn der Schmelze unmittelbar bevorsteht, und daß
die Öffnung (40a) zum Überleiten der Schmelze von einem
ersten Dichtflansch (41) umgeben ist, der nach dem Zu
rücklegen des Kippweges der Ofenkammer (2) abgedichtet
auf einen zweiten Dichtflansch (38, 64) einer weiteren
gasdichten Kammer (35, 61) zur Anlage kommt, in der sich
der Aufnahmebehälter (36, 63) für die Schmelze befindet.
2. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lage der zweiten Kippachse (A2) der Ofenkammer
(2) so gewählt ist, daß die Überlaufkante (30) des Tie
gels (9) über dem Aufnahmebehälter (36, 63) in Abguß
stellung positionierbar ist und daß die erste Kippachse
(A1) des Tiegels (9) im Bereich der Überlaufkante (30)
des Tiegels und ortsfest gegenüber der Ofenkammer (2)
verläuft.
3. Induktionsofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Induktionsspule (10) des Tiegels (9) in dessen
Schmelzstellung in unmittelbarer Nähe derjenigen senk
rechten Wand (39) der Ofenkammer (2) verläuft, die der
gasdichten Kammer (35, 61) für den Aufnahmebehälter (36,
63) am nächsten liegt.
4. Induktionsofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß von der dem Tiegel (9) am nächsten liegenden Wand
(39) der Ofenkammer (2) eine zu dieser Wand unter einem
spitzen Winkel β verlaufende, ausladende weitere Wand
(40) ausgeht, an der der erste Dichtflansch (41) befe
stigt ist.
5. Induktionsofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß eine zwischen den beiden Dichtflanschen (38/41 bzw.
64/41) gebildete Trennfuge unter einem Winkel α von 10 bis
45 Grad zur Waagrechten verläuft.
6. Induktionsofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der weiteren, unter einem spitzen Winkel
β ausladenden und den ersten Dichtflansch (41) aufwei
senden Wand (40) der Ofenkammer (2) und der Überlaufkante
(30) des Tiegels (9) eine weitere Wand (42) angeordnet
ist, in der sich im Bereich der Überlaufkante (30) eine
durch einen Schieber (43) verschließbare Abgußöffnung
(44) befindet.
7. Induktionsofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die der Überlaufkante (30) des Tiegels (9) abgekehrte
Wand (51) der Ofenkammer (2) einen räumlichen Verlauf
hat, der in etwa der Bewegungsbahn (S) eines Punktes
(P) des Grundrahmens (52) entspricht, der diagonal
gegenüber der Überlaufkante (30) liegt.
8. Induktionsofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite waagrechte Kippachse (A2) der Ofenkammer
(2) im wesentlichen die Mittelsenkrechte schneidet, die von
der Mitte der Verbindungslinie nach unten ver
läuft, welche die Lage der Überlaufkante (30) in Schmelz
stellung einerseits und in Abgußstellung andererseits
geradlinig miteinander verbindet.
9. Betriebsverfahren für einen Induktionsofen nach einem der Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Tiegel (9) zunächst
das Aufschmelzen des Schmelzgutes bei senkrechter Stel
lung der Tiegelachse (AT) und verschlossener Abgußöffnung
(44) durchgeführt wird, daß nach dem Aufschmelzen Tiegel
(9) und Ofenkammer (2) gemeinsam um die zweite Kippachse
(A2) verschwenkt werden bis die Dichtflanschen (41/38
bzw. 41/64) gasdicht aufeinanderliegen, wobei der Abguß
beginn der Schmelze unmittelbar bevorsteht, daß danach
die gasdichte Kammer (2) mit dem Aufnahmebehälter (36,
63) evakuiert und die Abgußöffnung (44) geöffnet wird und daß
schließlich der Tiegel (9) bei stillstehender Ofenkammer
(2) und unter Regelung der Abgußmenge pro Zeiteinheit bis
in seine Endstellung bewegt wird.
10. Betriebsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß der vorgeheizte Aufnahmebehälter (36, 63) der gas
dichten weiteren Kammer (35, 61) unter Vakuum und/oder
Schutzgas bereitgehalten wird, daß die durch ein Ventil
geschlossene Ofenkammer (2) durch eine mit dem Tiegel
gemeinsame Kippbewegung gasdicht mit der durch ein Ventil
geschlossenen stationären weiteren Kammer (35, 61) ver
bunden wird, worauf die Ventile der beiden Kammern nach
Evakuierung des zwischen den Ventilen liegenden Raumes
und Druckausgleich zwischen den Kammern (2/35; 2/61) ge
öffnet werden und die Schmelze bei stillstehender Ofen
kammer (2) und unter weiterer Kippbewegung des Tiegels
(9) in freiem Fall mit gesteuerter Abgußgeschwindigkeit
in den Aufnahmebehälter (36, 63) gegossen wird, worauf
die Ventile wieder geschlossen und die Kammern getrennt
werden und die Schmelze unter Abschluß von der Atmosphäre
der Erstarrung ausgesetzt wird.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4229764A DE4229764C2 (de) | 1992-09-05 | 1992-09-05 | Geschlossener Induktionsofen zum Schmelzen und Gießen von Stoffen |
US08/057,653 US5343492A (en) | 1992-09-05 | 1993-05-05 | Closed induction furnace for the melting and casting of substances |
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