DE494725C

DE494725C - Induction furnace

Info

Publication number: DE494725C
Application number: DEB121646D
Authority: DE
Original assignee: MAX BAERMANN JR
Current assignee: MAX BAERMANN JR
Priority date: 1925-09-05
Filing date: 1925-09-05
Publication date: 1930-03-28

Description

Induktionsofen Die vorliegende Erfindung betrifft einen Induktionsofen zum Schmelzen von Eisen und Metallen, bei dem auf neue Weise ein besonders lebhafter Umlauf des Schmelzgutes erzielt wird. Die Erfindung besteht darin, daß das Schmelzgut unter dem Einfluß des Kraftlinienfeldes und der thermod_v namischen Kräfte durch eine Verjüngung der Schmelzrinne nach dem darüber befindlichen Schmelzraum hochgetrieben wird und neues Schmelzgut durch radial angebrachte Kanäle der Schmelzrinne am unteren Ende zufließt.Induction Furnace The present invention relates to an induction furnace for smelting iron and metals, in which a particularly lively one in a new way Circulation of the melt material is achieved. The invention consists in that the melt under the influence of the force line field and the thermodynamic forces a tapering of the melt channel after the melt room above it was driven up and new melt material through radially attached channels of the melt channel at the bottom The end.

Die Abb. i und z der Zeichnung veranschaulichen die Erfindung, und zwar stellt Abb: i die physikalische Grundlage der Erfindung dar, während Abb. a als Ausführungsbeispiel den senkrechten Schnitt durch einen Induktionsofen gemäß der Erfindung für einphasigen Wechselstrom zeigt.Figs. I and z of the drawing illustrate the invention, and although Fig: i represents the physical basis of the invention, while Fig. a as an embodiment, the vertical section through an induction furnace according to of the invention for single-phase alternating current shows.

Die physikalische Grundlage, von der die Erfindung ausgeht, ist bekannt. Schiebt man über eine von Wechselstrom durchflossene Spule einen Metallring, dann wird dieser unter dem Einfluß des Kraftlinienfeldes mit sehr großer Kraft von der Spule fortgeschnellt. Die Bewegung des Ringes erfolgt dabei stets in der Richtung auf das näher gelegene Ende der Spule, und zwar mit um so größerer Heftigkeit, je weiter der Ring von der Mitte der Spule entfernt ist. So wird z. B. der über die Spule a gestreifte Metallring b, da er sich oberhalb der Spurenmitte A-B befindet, in der Pfeilrichtung nach oben geschnellt werden, während der unterhalb der Spulenmitte befindliche Ring c einen Antrieb in der Pfeilrichtung nach unter erfährt. Wenn man den Ring genau auf die Mittellinie A-B bringt, befindet er sich dagegen im Gleichgewicht und erfährt keine Ortsveränderung.The physical basis on which the invention proceeds is known. If you slide a metal ring over a coil through which alternating current flows, then is this under the influence of the force line field with very great force from the Spool sped up. The movement of the ring always takes place in the same direction to the nearer end of the bobbin, and that with the greater force ever further the ring is away from the center of the spool. So z. B. the one about the Coil a striped metal ring b, as it is located above the center of the track A-B, in the direction of the arrow upwards, while the one below the center of the coil located ring c experiences a drive in the direction of the arrow below. If brings the ring exactly on the center line A-B, however, it is in equilibrium and experiences no change of location.

Es sind schon verschiedene Lösungen angegeben worden, um die geschilderte Reaktion zwischen Primärspule und Schmelzrinne zur Badbewegung auszunutzen. Bei diesen bisherigen Lösungen konnte die Reaktion aber nur teilweise nutzbar gemacht werden, während ein großer Teil als Reibungskomponente ungenutzt blieb oder durch die entgegenwirkenden thermodynamischen Kräfte aufgehoben wurde.Various solutions have already been given to the one described To exploit the reaction between the primary coil and the melt channel to move the bath. at However, the reaction was only able to partially utilize these previous solutions while a large part remained unused as a friction component or through the counteracting thermodynamic forces were canceled.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, die Erscheinung restlos in den Dienst der Badbewegung zu stellen, und zwar so, daß sie gleichgerichtet mit den thermodynamischen Kräften, also mit diesen gemeinsam die Badbewegung bewirkt.The inventor set himself the task of making the appearance completely at the service of the bath movement in such a way that it is aligned with it the thermodynamic forces, so together with these causes the bath movement.

Zu diesem Zweck ist die Primärwicklung d senkrecht in den Ofenkörper e eingebaut. Die Schmelzrinne f ist als waagerechter Ring um die Primärwicklung herumgeführt. Sobald diele Rinne mit flüssigem Metall gefüllt ist, wird sie von dem Kraftlinienfeld der Primärwicklung ebenso, beeinßuBt wie der Metallring in der oben beschriebenen Versuchsanordnung. Diese Wirkung wird gleichzeitig durch die in dem durch die Induktionsströme erhitzten Metall auftretenden thermodynamischen Kräfte wesentlich unterstützt. Um diese beiden Bewegungsursachen gleichzeitig auszunutzen, ist die Schmelzrinne oben mit dem Schmelzraum verbunden, beispielsweise durch eine ringförmige Verengung g, die als obere Fortsetzung der Schmelzrinne in den Schmelzraum einmündet. Anderseits steht die Schmelzrinne f an ihrem unteren Teil durch Kanäle h in beliebiger Anzahl ebenfalls mit dem Schmelzraum in Verbindung. Das Schmelzgut wird dann unter dem Einfluß der oben beschriebenen Kräfte ständig aus der Schmelzrinne f durch die Verengung ä nach oben in den Schmelzraum getrieben; gleichzeitig wird der dadurch in der Rinne entstehende leere Raum ständig aus dem Schmelzraum durch die Kanäle h hindurch wieder mit Schmelzgut gefüllt. Das Schmelzgut beschreibt also einen dauernden Kreislauf in den Pfeilrichtungen der Abb. 2.For this purpose, the primary winding d is perpendicular to the furnace body e built in. The melting channel f is a horizontal ring around the primary winding shown around. As soon as the gutter is filled with liquid metal, it is removed from the line of force field of the primary winding as well as the metal ring in the experimental set-up described above. This effect is achieved at the same time by the thermodynamic occurring in the metal heated by the induction currents Forces significantly supported. About these two causes of movement to be used at the same time, the melt channel is connected to the melt room at the top, for example by an annular constriction g, which as the upper continuation of the Melting channel opens into the melting chamber. On the other hand, the melt channel f is on its lower part through channels h in any number also with the melting chamber in connection. The melt is then under the influence of the above Forces constantly from the melting channel f through the constriction ä upwards into the melting chamber driven; at the same time, the resulting empty space in the gutter becomes constant filled again with melting material from the melting chamber through the channels h. That Melt material thus describes a continuous cycle in the directions of the arrows Fig. 2.

Da die den Kreislauf verursachenden zusammenwirkenden Kräfte, wie oben erwähnt, außerordentlich kräftig sind, wird der Kreislauf sehr lebhaft und verbürgt dadurch eine vorzügliche Durchmischung des Schmelzgutes. Die Durchmischung wird noch dadurch begünstigt, , daß das aus der Verengung b austretende heiße Metall das Bestreben hat, an der Oberfläche des Schmelzbades zu bleiben, so daß zunächst immer das kältere Metall durch die tief gelegenen Kanäle h der Schmelzrinne zufließt.Since the interacting forces causing the cycle, such as mentioned above, are extraordinarily vigorous, the circulation becomes very lively and thereby guarantees excellent mixing of the melt material. The mixing is still favored by the fact that the hot metal emerging from the constriction b endeavors to remain on the surface of the molten bath, so that initially the colder metal always flows into the melt channel through the deep channels h.

Das Abgleiten der kälteren SchmelzgLitmassen zu den Mündungen der Kanäle h kann ferner durch eine zweckentsprechende Formgebung des Schmelzraumbodens begünstigt werden. Zu diesem Zweck erhält dieser beispielsweise ganz oder annähernd die Gestalt eines Kegelstumpfes i, an dessen Oberkante das Schmelzgut aus der Rinne austritt und an dessen Grundfläche die Zuführungskanäleh nach dem unteren Teil der Schmelzrinne führen.The sliding of the colder meltable masses towards the mouths of the Channels h can also be achieved by appropriately shaping the bottom of the melting chamber be favored. For this purpose, this is given, for example, in full or approximately the shape of a truncated cone i, at the upper edge of which the melting material emerges from the channel exits and on its base the supply channels to the lower part of the Lead melt channel.

Die Primärspule d wird zweckmäßig von außen her in eine innen feuerfest überkuppte Vertiefung k des Ofenbodens eingesetzt. Dies hat zunächst den betriebstechnischen Vorteil, daß der elektrische Teil unabhängig von dem übrigen Ofenteil gebaut und ausgewechselt werden kann. Ferner wird es dadurch besonders erleichtert, die Primärspule verschiebbar zu machen, wie dies schon für andere Ausführungsarten vorgeschlagen worden ist. Durch senkrechtes Verschieben der Primärspule kann im vorliegenden Fall zweierlei erreicht werden. Der Schmelzgutumlauf kann geregelt werden, indem man durch senkrechles Verschieben die Reaktion der Primäre auf die Schmelzrinne verändert. Ferner kann dadurch gleichzeitig auch die Wärmeaufnahme des Schmelzgutes geregelt werden, indem man je nach der Stellung der Spule einen größeren oder kleineren Teil des Kraftlinienfeldes wärmeerzeugend auf die Schmelzrinne einwirken läßt.The primary coil d is expediently refractory from the outside into an inside Domed recess k of the furnace base is used. This has first of all the operational Advantage that the electrical part is built and independent of the rest of the furnace part can be exchanged. Furthermore, this makes it particularly easier to use the primary coil to make it displaceable, as has already been proposed for other types of construction has been. By shifting the primary coil vertically, in the present case two things can be achieved. The melt circulation can be regulated by vertical shifting changes the reaction of the primary to the melt channel. Furthermore, the heat absorption of the material to be melted can thereby also be regulated at the same time by adding a larger or smaller part depending on the position of the coil of the force line field can act to generate heat on the melt channel.

Die beschriebene Ausführungsform ist geeignet für den Betrieb mit einphasigem Wechselstrom und dementsprechend für die Verwendung nur einer Primärspule. Durch entsprechende konstruktive Umgestaltung kann der Erfindungsgedanke auch mit mehreren Primärspulen, beispielsweise für Drehstrom mit drei Spulen, ausgeführt werden.The embodiment described is suitable for operation with single-phase alternating current and accordingly for the use of only one primary coil. The idea of the invention can also be used through appropriate structural redesign several primary coils, for example for three-phase current with three coils will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Induction furnace with a vertically arranged around a Primary coil extending annular melt channel, characterized in that the melt material under the influence of the force line field and the thermodynamic Forces through a taper (g) of the melt channel (f) after the one above it Melting chamber is driven up and new melting material through radially attached channels (h) flows into the melt channel at the lower end.

2. induction furnace according to claim i, characterized in that the bottom of the melting chamber (i) wholly or approximately has the shape of a truncated cone, at the upper edge of which the melting material emerges from the channel and on its base the feed channels (h) to the lower part of the melt channel (f) lead.

3. Induction furnace according to claim i, characterized in that for the purpose Regulation of the melt circulation, the primary coil (d) can be moved vertically. 4 .. Induction furnace according to claim i, characterized in that. by vertical Moving the primary coil (d) simultaneously with the circulation of the melt material also absorbs the heat of the melt material is regulated.