DE494529C - Einrichtung zur kontinuierlichen Waermebehandlung von Stoffen mittels Hochfrequenzfeldes - Google Patents

Einrichtung zur kontinuierlichen Waermebehandlung von Stoffen mittels Hochfrequenzfeldes

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DE494529C
DE494529C DEL71496D DEL0071496D DE494529C DE 494529 C DE494529 C DE 494529C DE L71496 D DEL71496 D DE L71496D DE L0071496 D DEL0071496 D DE L0071496D DE 494529 C DE494529 C DE 494529C
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DE
Germany
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furnace
coil
heat treatment
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high frequency
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Expired
Application number
DEL71496D
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English (en)
Inventor
Dr Wilhelm Fischer
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Alcatel Lucent Deutschland AG
C Lorenz AG
Original Assignee
Standard Elektrik Lorenz AG
C Lorenz AG
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/10Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/101Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications for local heating of metal pieces
    • H05B6/103Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications for local heating of metal pieces multiple metal pieces successively being moved close to the inductor
    • H05B6/104Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications for local heating of metal pieces multiple metal pieces successively being moved close to the inductor metal pieces being elongated like wires or bands

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Description

  • Einrichtung zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Stoffen mittels Hochfrequenzfeldes Für die Wärmebehandlung von Stoffen, wie z. B. zum Glühen, Härten usw. von Metallen, ist eine fortlaufende Arbeitsweise bisher nur in seltenen Fällen möglich. Es werden zwar sogenannte Stoßöfen gebaut, bei welchen aber meistens kein wirklich fortlaufender Betrieb möglich ist, sondern nur ein periodischer, da das Material kalt in die Heizkammer eingeführt wird, dort eine gewisse Zeit verbleibt und mit denn nächsten Schub warm aus dem Ofen kommt, während gleichzeitig wieder ein neues kaltes Werkstück eingeführt wird. Die auf diese Art und Weise arbeitenden Ofen haben jedoch einen sehr schlechten Wirkungsgrad, da durch die Ofenöffnungen, durch welche das Glühgut fortlaufend zu und abgeführt wird, zuviel Wärme verlorengeht.
  • Einen idealen elektrischen Heizofen für kontinuierlich durchlaufendes Material bildet der Hochfrequenzinduktionsofen. Man hat hierbei den Vorteil, daß die Wärmeverluste durch die Eingangs- und Ausgangstür des Ofens dadurch wesentlich geringer sind, daß die Wärme in dem Glühgut selbst durch Wirbelströme erzeugt wird, so daß .die Ofenwände geringere Temperatur haben als das Glühgut.
  • Ein besonderer Vorteil, einen Hochfrequenzofen als Durchziehofen zu bauen, besteht darin, daß .auf der Eingangsseite, an welcher das Glühgut kalt in den Ofen einläuft, die Übertemperatur des Glühgutes gering ist, so daß hier die Wandstärke der wärmeisolierenden Schicht sehr gering gemacht werden und damit die Kopplung mit der erregenden Primärwicklung sehr günstig gemacht werden kann. Erfindungsgemäß wird daher die Wandstärke des zwischen Glühgut und Spule befindlichen wärmeschützenden Ofenfutters vom Anfang nach dem Ende -des Ofens hin fortlaufend oder in Stufen gesteigert. Entsprechend kann der Durchmesser der erregenden Spule am Anfang des Ofens kleiner sein als am Ende, wodurch der Ofenwirkungsgrad wesentlich gesteigert wird. Diese Vorteile könnten nicht erzielt werden, wenn man einen Hochfrequenzofen mit einer in der Längsrichtung gleichmäßigen Bundstärke als Glühofen verwendet.
  • Bei dem .erfindungsgemäßen Ofen ist in bekannter Weise ein gleichmäßig fortlaufender Betrieb ohne weiteres mit Glühgut von großen Längenausdehnungen, etwa Stangen, Rohren, Bändern, Draht, durchzuführen. Es kann natürlich ebensogut eine fortlaufende Reihe kurzstöckigen Glühgutes fortlaufend durch den Ofenraum geschickt werden. Dabei kann der Vorschub in gleichförmiger, nicht unterbrochener Geschwindigkeit geschehen oder aber intermittierend etwa so, daß die ganze Reihe der Glühstücke jeweils um die Länge eines Stückes ruckweise weitergeschoben wird. Die Speisung der Ofenspule kann in verschiedener Art und Weise erfolgen. Da unter Umständen die Ofenspule sehr lang wird und dadurch eine große Selbstinduktivität erhält, kann eine Unterteilung der Spule notwendig werden, da sonst die Spulenspannung zu groß wird. Dabei kann jeder Teil der Spule eine eigene Kondensatorbatterie zur Abstimmung erhalten. Die einzelnen Spulenteile oder die ganze Spule können dabei als Spartransformator in an sich bekannter Weise geschaltet werden. Bei unterteilter Spule erhält man außerdem noch die Möglichkeit, die Energiezufuhr in den einzelnen Abschnitten der Erhitzungszone für sich getrennt durch Änderung der Abstimmung oder des Übersetzungsverhältnisses zu regeln.
  • Der Erfindungsgedanke sei an Hand folgender beispielsweiser Schaltanordnungen erläutert.
  • In Abb. i wird eine ungeteilte Ofenspule L genügender Längenausdehnung .durch einen Hochfrequenzerzeuger HM, der an einen Teil der Windungen angeschlossen ist, gespeist. Der Nachteil dieser Anordnung ist, daß die Spannung am Ende der Spule außerordentlich hoch ist. Gemäß der weiteren Erfindung wird die Spule in kleinere einzelne Spulen aufgeteilt, die in verschiedener Art und Weise gespeist werden. Gemäß der Abb. 2 werden drei Spulen L1, L2 und L3, welchen entsprechende Parallelkondensatoren C,, C2 und. C3 zugeordnet sind, durch einen Hochfrequenzerzeuger HM in Spartransformatorsch.altung gespeist. Bei der Anordnung der Abb.3 werden die einzelnen Spulen über die Kapazitäten vom Hochfrequenzerzeuger gespeist. Die Schaltung gemäß Abb. q. stellt eine Weiterentwicklung der Schaltung der Abb. 3 dar, indem zwecks besserer Abstimmung noch die Kapazitäten C4, C" C, parallel zu den Spulen eingeführt .sind. Bei der Schaltungsanordnung nach Abb. 5 werden Induktionsspulen L4, L, L, in Reihe mit den Ofenspulen geschaltet.
  • Die Endtemperatur hängt -von der zur Verfügung stehenden Leistung und der Geschwindigkeit des Durchschubes ab. Bei allen elektrischen öfen ist es üblich, die zugeführte Leistung durch Temperaturregler in Abhängigkeit von der gewünschten Endtemperatur zu regeln. Da jedoch die zur Verfügung stehende Leistung zweckmäßig voll ausgenützt wird, wird erfindungsgemäß die Geschwindigkeit des Vorschubes in Abhängigkeit von der Temperatur geregelt. Dazu können an sich bekannte Temperaturregel-Organe verwendet werden, welche etwa mit Hilfe eines von der Temperatur beeinflußten Stromes oder eines Thermostromes ein Relais betätigen, welches die weiteren Steuerorgane in Tätigkeit setzt. Ist etwa die Ausgangstemperatur zu gering, so wird die Geschwindigkeit des mechanischen Antriebes für den Vorschub des Glühgutes verringert, ist die Temperatur zu hoch, entsprechend erhöht.
  • Die Energiezufuhr ist beim Hochfrequenzofen wesentlich von der Abstimmung abhängig. Bei einem nichtmagnetischen Glühgut wird eine Veränderung,der Geschwindigkeit des Vorschubes die Abstimmung nicht wesentlich beeinflussen. Anders bei magnetischem Glühgut. Bekanntlich verliert Essen seine hohe Permeabilität bei Temperaturen oberhalb von 750° bis 8oo° C. Denkt man sich etwa eine Stange Eisen durch eine lange Spule mit :gleichförmiger Geschwindigkeit hindurchgeschoben, so ist sie an dem hinteren Ende der Spule, wo dauernd neues kaltes Eisen nachgeschoben wird, magnetisch, an dem vorderen Ende der Spule jedoch, wo sie schon höhere Temperaturen angenommen hat, also etwa 8oo°, urmagnetisch. Die Spule wird also zum Teil von magnetischem, zum Teil von unmagnetisohem Metall ausgefüllt. Läuft die Stange nun langsamer durch, so wird sie bis zum Ende der Spule heißer, d. h. die Zone, wo das Eisen noch magnetisch ist, wird kürzer. Das verändert die Abstimmung.
  • Es muß daher erfindungsgemäß mit der Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit auch die Abstimmung so gesteuert werden, daß immer die gewünschte Leistung dem Ofen zugeführt wird.
  • Die Abhängigkeit der Abstimmung von der Temperatur bei Eisen kann auch unmittelbar zur Steuerung unter Umgehung einer Temperatursteuerung verwendet werden. Ändert sich bei einer bestimmten Einstellung die Abstimmung und damit der Ofenstrom, so ist dies ein Zeichen, daß sich,die Temperaturverteilung in .der Spule verändert hat. Die Änderung des Ofenstromes oder einer anderen elektrischen Größe des Ofenkreises kann dafür benutzt werden, um die Vorschubgeschwindigkeit zu steuern, so daß die alte gewünschte Abstimmung wieder eintritt.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Stoffen mittels Hochfrequenzfeld, durch welches der zu behandelnde Stoff in fortlaufender Bewegung hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Wärmeschutzes auf der Eingangsseite geringer ist als auf .der Ausgangsseite.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Primärwicklung auf der Eingangsseite kleiner ist als auf der Ausgangsseite. 3.
  3. Einrichtung nach Anspruch i oder i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenspule unterteilt ist und die einzelnen Teile gleiche oder verschiedene Wicklungsart haben. .l.
  4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, .daß die Energiezufuhr zu .den Einzelteilen der Spule einzeln regelbar ist.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Materialvorschubes abhängig von der Endtemperatur geregelt wird.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmung der Ofenspule entsprechend der. Vorschubgeschwindigkeit erfolgt.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubgeschwindigkeit abhängig von der Größe des Ofenstromes oder einer anderen elektrischen Größe des Ofenkreises geregelt wird.
DEL71496D 1928-04-01 1928-04-01 Einrichtung zur kontinuierlichen Waermebehandlung von Stoffen mittels Hochfrequenzfeldes Expired DE494529C (de)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE949425C (de) * 1939-02-24 1956-09-20 Aeg Dreiphasiger Lichtbogenofen
DE1012980B (de) * 1954-01-30 1957-08-01 Kabelwerk Rheydt Akt Ges Einrichtung fuer die dielektrische Trocknung elektrischer Kabel oder Kabelseelen
DE968139C (de) * 1951-01-24 1958-01-16 Licentia Gmbh Anordnung zum gleichzeitigen induktiven Haerten eines Werkstueckes an zwei Stellen
DE1030947B (de) * 1956-01-14 1958-05-29 Schmitt Geb Geraet zum Herstellen von Schweissverbindungen zwischen Formteilen aus thermoplastischen Kunststoffen durch Speisen mit Wechselstrom
DE1052596B (de) * 1951-01-12 1959-03-12 Magnethermic Corp Niederfrequenz-Induktionsofen fuer Werkstuecke aus Metall
DE975120C (de) * 1950-04-29 1961-08-24 Asea Ab Induktionsofen zur gleichmaessigen Erwaermung von langen Werkstuecken, und zwar von solchen verschiedener Laenge oder von Teillaengen derselben

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DE1052596B (de) * 1951-01-12 1959-03-12 Magnethermic Corp Niederfrequenz-Induktionsofen fuer Werkstuecke aus Metall
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