DE541046C - Process for melting light metals - Google Patents

Process for melting light metals

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Publication number
DE541046C
DE541046C DEH115217D DEH0115217D DE541046C DE 541046 C DE541046 C DE 541046C DE H115217 D DEH115217 D DE H115217D DE H0115217 D DEH0115217 D DE H0115217D DE 541046 C DE541046 C DE 541046C
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DE
Germany
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furnace
induction
heating
melting
light metals
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Expired
Application number
DEH115217D
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German (de)
Inventor
Franz Linnhoff
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Hirsch Kupfer & Messingwerke
Original Assignee
Hirsch Kupfer & Messingwerke
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Publication date
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00Crucible or pot furnaces
    • F27B14/06Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B4/00Electrothermal treatment of ores or metallurgical products for obtaining metals or alloys
    • C22B4/08Apparatus
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B11/00Heating by combined application of processes covered by two or more of groups H05B3/00 - H05B7/00

Description

Verfahren zum Schmelzen von Leichtmetallen Es sind bereits elektrische Öfen zum Schmelzen von Aluminium bekannt, und zwar Induktionsöfen, bei denen die Wärme direkt im Schmelzgut durch Induktion erzeugt wird, und Widerstandsöfen, bei denen :die Wärme, die der elektrische Strom beim Durchfließen von Widerständen erzeugt, durch Leitung und Strahlung auf das Schmelzgut übertragen wird.Process for melting light metals There are already electrical Known furnaces for melting aluminum, namely induction furnaces in which the Heat is generated directly in the melting material by induction, and resistance furnaces which: the heat that the electric current generates when flowing through resistors, is transmitted to the melt material by conduction and radiation.

Bei den Induktionsöfen tritt infolge der elektrodynamischen Wirkung zwischen Primärspule und Schmelzbad und infolge des b°-kannten Pinchefektes eine starke Radbewegung ein, die sich ganz besonders bei 1letallen mit einem geringen spezifischen Gewicht bemerkbar macht. Infolge dieser starken Badbewegung nimmt das geschmolzene Aluminium Sauerstoff aus der Luft auf_, was auch beim Schmelzen mit Salzdecke nicht vermieden werden kann, da sich das elektrisch indifferente Salz an den tiefer liegenden Stellen ansammelt und die höher liegenden Stellen der oxydierenden Wirkung der Luft ausgesetzt sind. Das hierdurch entstehende Aluminiumoxyd stellt nicht nur einen Verlust an brauchbarem Chargengewicht dar, sondern hat auch den Nachteil, daß es sehr schlecht aus dem Ofen entfernt werden kann, da es auf den Boden des Ofens sinkt. Hierdurch entstehen auch leicht Störungen im Betrieb der Induktionsöfen, da das Aluminiumoxyd, welches sich in den Heizrinnen und Heizkanälen ablagert. infolge seines hohen elektrischen Widerstandes und seines hohen Schmelzpunktes den durch das Schmelzgut ,bildeten Stromkreis ganz oder teilweise unterbricht.In the case of induction furnaces occurs as a result of the electrodynamic effect between the primary coil and the weld pool and as a result of the b ° -know pin defect a strong wheel movement, which is particularly evident in 1letallen with a slight makes specific gravity noticeable. As a result of this strong bath movement, the Molten aluminum absorbs oxygen from the air, which also occurs when it is melted Salt cover cannot be avoided because the electrically inert salt accumulates in the lower-lying areas and the higher-lying areas with the oxidizing ones Effect of the air. The resulting aluminum oxide represents not only represents a loss of usable batch weight, but also has that Disadvantage that it is very difficult to remove from the oven because it is on the The bottom of the furnace sinks. This also easily causes disruptions in the operation of the Induction ovens, because the aluminum oxide, which is in the heating troughs and heating ducts deposits. due to its high electrical resistance and its high melting point completely or partially interrupts the circuit formed by the melting material.

Bei den Widerstandsöfen ist die Energieaufnahme begrenzt. Dieselbe ist bei gleichen Leitungs- und Strahlungs-Verhältnissen von der Temperaturdifferenz zwischen Heizwiderstand und äußerer Tiegelwand abhän-gig, ferner von der ausstrahlenden Oberfläche des Heizwiderstandes. Da zum Schmelzen von Aluminium ein hoher Kraftbedarf erforderlich ist, so ist es vorteilhaft, um eine nicht allzu lange Schmelzzeit zu erhalten, den Ofen für eine entsprechend hohe Energieaufnahme zu bauen. Da bei dem Widerstandsofen die Temperaturdifferenz zwischen Heizwiderstand und äußerer Tiegelwand durch die zulässige Erwärmung des Heizwiderstandes und die Temperatur des Schmelzgutes gegeben ist, so kann eine größere Energieaufnahme des Ofens nur durch Vergrößerung der ausstrahlenden Oberfläche des Heizwiderstandes erzielt werden, d. h. durch Vergrößerung des Ofens bei gleichbleibendem Chargengewicht, wodurch eine Verschlechterung d-es thermischen Wirkungsgrades des Schmelzofens eintritt.The energy consumption of resistance furnaces is limited. With the same conduction and radiation conditions, it depends on the temperature difference between the heating resistor and the outer crucible wall , and also on the radiating surface of the heating resistor. Since a high power requirement is required to melt aluminum, it is advantageous to build the furnace for a correspondingly high energy consumption in order to obtain a melting time that is not too long. Since in the resistance furnace the temperature difference between the heating resistor and the outer crucible wall is given by the permissible heating of the heating resistor and the temperature of the melting material, the furnace can only absorb more energy by increasing the radiating surface of the heating resistor, i.e. by enlarging the furnace while maintaining the same Batch weight, as a result of which there is a deterioration in the thermal efficiency of the melting furnace.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, diese Nachteile durch geeignete Kombination der Induktions- und Widerstandserhitzung zu beseitigen. Dieser Zweck. wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Schmelzgut im oberen Teile des Ofens vorwiegend durch Induktion erhitzt wird, während das Schmelzgut im unteren Teile des Ofens vorwiegend die Wärme durch indirekte Widerstandsheizung erhält. Da durch die Induktionsheizung dem Ofen eine große Energie zugeführt werden kann, so ist es möglich, die Charge schnell auf die Schmelztemperatur zu erhitzen. Sobald die Charge beginnt flüssig zu werden, wird die Induktionsheizung entweder von Hand oder durch eine automatische Schaltvorrichtung, die mit einem Thermoelement, welches in den Ofen hineinragt, ganz oder teilweise ausgeschaltet, so daß die weitere Erhitzung der Charge auf Gießtemperatur in erster Linie durch indirekte Widerstandsheizung erfolgt. Die Badbewegung ist dann gering, so daß das flüssige Metall leicht durch eine entsprechende Abdeckung vor Aufnahme von Sauerstoff aus der Luft geschützt werden kann.The present invention now aims to overcome these disadvantages by suitable means Combination of induction and resistance heating to eliminate. This purpose. is achieved according to the invention that the melt in the upper Parts of the furnace are heated predominantly by induction, while the melting material in the lower part of the furnace mainly the heat from indirect resistance heating receives. Because a lot of energy is supplied to the furnace by induction heating can, it is possible to quickly heat the batch to the melting temperature. As soon as the batch starts to become liquid, induction heating will either by hand or by an automatic switching device with a thermocouple, which protrudes into the furnace, completely or partially switched off, so that the further The batch is heated to the casting temperature, primarily through indirect resistance heating he follows. The bath movement is then slight, so that the liquid metal easily passes through an appropriate cover is protected from the absorption of oxygen from the air can be.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt. A stellt einen Schmelztiegel dar, der in seinem oberen Teil von einer Induktionsspule B aus Kupfer, welche an ein Wechselstromnetz von normaler oder höherer Frequenz angeschlossen ist, und in seinem unteren Teile von Heizwiderständen C, die an eine beliebige Stromquelle angeschlossen werden können, umgeben ist. Zwischen Tiegel A und Induktionsspule B befindet sich eine Wärmeisolierschicht und ein elektrischer Isolierzylinder E. Die Heizwiderstände C, welche den unteren Teil des Tiegels A umgeben, liegen in Rillen der Schamotteauskleidung F, die außen mit einer Wärmeisolierschicht G und einem Wärmeisolierzylinder H aus Steatit o. dgl. umgeben ist. Der Ofenboden J besteht aus einer Metall- oder Eisenplatte, während der Deckel K und der konische Deckelstein L vorteilhaft aus Schamötte o. dgl. hergestellt werden. Der Ofen kann durch das Ausgußrohr M oder durch eine Ausgußrinne entleert werden, wenn er stationär ausgeführt wird, doch kann er auch kippbar ausgeführt werden und über den oberen Rand oder durch eine Gießschnauze, welche am oberen Teil des Ofens angebracht ist, entleert werden. Das Zusammenhalten der Spule des oberen Ofenteils erfolgt durch Preßplatten N und Ankerschrauben O. Durch die Ankerschrauben O wird auch der untere Teil des Ofens mit dem oberen zusammengehalten. Die Ofenanlage kann auch so ausgeführt werden, daß sie aus zwei getrennten Teilen besteht, von denen der eine Ofen durch Induktion erhitzt wird, während der andere seine Wärme durch indirekte Widerstandsheizung erhält, und zwar dergestalt, daß das Aluminium von dem durch Induktion beheizten Ofen in den durch indirekte Widerstandsheizung betriebenen Ofen fließen kann. P und 0 stellen zwei Umschalter dar, und zwar P den Umschalter für die Induktionsspule B, mit dem dieselbe entweder.ganz ausgeschaltet oder eingeschaltet oder zur Erhöhung der Energieaufnahme des Ofens nur teilweise eingeschaltet werden kann. Es können auch noch mehrere Anzapfungen an der Spule B vorgesehen werden, und hierdurch können Veränderungen in der Energieaufnahme des Ofens erzielt werden. O stellt den Umschalter für die Heizwiderstände C dar, mit dem dieselben entweder ganz ausgeschaltet oder eingeschaltet oder zur Erzielung einer niedrigeren Leistung an eine beliebige niedrigere Spannung als die Netzspannung durch Anschluß an einen Teil der Wicklungen der Induktionsspule B geschaltet werden kann. Das Pyrometer R wird entweder mit einem Anzeigerinstrument verbunden oder durch ein Schütz o. dgl. mit einer automatischen Schaltvorrichtung in Verbindung gebracht, welche auf die Schalter P und 0 einwirkt.The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention. A represents a crucible, which is surrounded in its upper part by an induction coil B made of copper, which is connected to an alternating current network of normal or higher frequency, and in its lower part by heating resistors C, which can be connected to any power source . Between the crucible A and the induction coil B there is a heat insulating layer and an electrical insulating cylinder E. The heating resistors C, which surround the lower part of the crucible A, are located in grooves in the fireclay lining F, which is covered on the outside with a heat insulating layer G and a heat insulating cylinder H made of steatite or the like. Like. Is surrounded. The furnace base J consists of a metal or iron plate, while the cover K and the conical cover block L are advantageously made from Schamötte o. The like. The furnace can be emptied through the pouring spout M or through a pouring spout if it is stationary, but it can also be made tiltable and emptied over the top edge or through a pouring spout attached to the top of the furnace. The coil of the upper part of the furnace is held together by pressure plates N and anchor screws O. The anchor screws O also hold the lower part of the furnace together with the upper part. The furnace system can also be designed in such a way that it consists of two separate parts, one furnace of which is heated by induction, while the other receives its heat by indirect resistance heating, in such a way that the aluminum from the furnace heated by induction is in the furnace operated by indirect resistance heating can flow. P and 0 represent two changeover switches, namely P the changeover switch for the induction coil B, with which it can either be completely switched off or switched on or only partially switched on to increase the energy consumption of the furnace. Several taps can also be provided on the coil B, and this allows changes in the energy consumption of the furnace to be achieved. O represents the changeover switch for the heating resistors C, with which they can either be completely switched off or switched on or switched to any voltage lower than the mains voltage by connection to part of the windings of the induction coil B to achieve a lower power. The pyrometer R is either connected to an indicating instrument or, by means of a contactor or the like, is brought into connection with an automatic switching device which acts on the switches P and 0.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Schmelzen von Leichtmetallen, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzgut erst durch Induktionsheizung und dann durch Strahlungsheizung erhitzt wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von Induktionsheizung auf Strahlungsheizung beim Flüssigwerden des Schmelzgutes erfolgt. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und a, gekennzeichnet durch einen Schmelztiegel. der in seinem oberen Teil von einer Induktionsspule und in seinem unteren Teil von Heizwiderständen umgeben ist. q.. Vorrichtung nach Anspruch 3, da-,durch gekennzeichnet, daß die Induktionsheizung beim Flüssigwerden des Schmelzgutes selbsttätig abgeschaltet wird. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verbindung eines Induktionsofens mit einem Widerstandsofen in der Weise, daß der im Induktionsofen geschmolzene Einsatz bei seinem Flüssigwerden in den Widerstandsofen fließt.PATENT CLAIMS: i. Process for melting light metals, thereby characterized in that the melting material is first by induction heating and then by radiant heating is heated. a. Method according to Claim i, characterized in that the transition from induction heating to radiant heating when the melted material becomes liquid he follows. 3. Apparatus for performing the method according to claim i and a, characterized through a melting pot. the in its upper part of an induction coil and is surrounded in its lower part by heating resistors. q .. Device according to claim 3, characterized in that the induction heating when the melted material becomes liquid is switched off automatically. Device according to claim 3, characterized by the connection of an induction furnace with a resistance furnace in such a way that the insert melted in the induction furnace when it becomes liquid in the resistance furnace flows.
DEH115217D 1928-02-12 1928-02-12 Process for melting light metals Expired DE541046C (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE975180C (en) * 1949-01-27 1961-09-21 Otto Junker Fa Electric melting furnace for small pieces of steel or small pieces of cast iron
DE1118404B (en) * 1955-05-28 1961-11-30 Fuchs Kg Otto Electric melting furnace and method for melting down metallic material in this furnace

Cited By (2)

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