DE554486C

DE554486C - Coreless induction furnace

Info

Publication number: DE554486C
Application number: DE1930554486D
Authority: DE
Original assignee: Westinghouse Electric and Manufacturing Co
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1929-08-14
Filing date: 1930-08-07
Publication date: 1932-07-13

Description

Kernloser Induktionsofen Die Erfindung bezieht sich auf kernlose Induktionsöfen, insbesondere solche verhältnismäßig großer Abmessungen, in welche zwecks Vergrößerung der Länge des wirksamen Stromweges in den eigentlichen Schmelzraum Trennwände eingebaut sind, die sich von dem feuerfesten Futter des Ofens radial oder in anderer Richtung nach innen zu erstrecken. Bei derartigen Öfen wird in bekannter Weise der eigentliche Schmelzraum in eine Anzahl von mehr oder weniger voneinander getrennten Abteilungen unterteilt, wodurch die wirksame Länge des Stromweges vergrößert wird.Coreless Induction Furnace The invention relates to coreless induction furnaces, especially those relatively large dimensions, in which for the purpose of enlargement the length of the effective current path built into the actual melting chamber partitions extending radially or in another direction from the refractory lining of the furnace to extend inward. In such ovens, the actual Melting room into a number of more or less separate compartments divided, whereby the effective length of the current path is increased.

Da nun der Leistungsfaktor des Ofens wesentlich von der Dicke der feuerfesten Trennwände abhängig ist, und da ein magnetischer Leerlaufkraftfluß durch den Raum verläuft, den die nicht leitenden Wandungen aufnehmen, so muß man bestrebt sein, die Wandungen in möglichst geringer Dicke auszubilden.Since now the power factor of the furnace depends significantly on the thickness of the Fireproof partitions is dependent, and there is a magnetic no-load power flow through The space that the non-conductive walls take up runs, so one must strive be to form the walls in the smallest possible thickness.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß in die feuerfesten Wandungen metallische Verstärkungselemente eingebaut werden. Weiter ist es Gegenstand der Erfindung, eine Kühleinrichtung vorzusehen, durch welche die eingebauten Verstärkungselemente gegen die hohen Temperaturen des Schmelzraumes geschützt werden.According to the invention this goal is achieved in that in the refractory Walls metallic reinforcement elements are installed. Next it is the subject the invention to provide a cooling device through which the built-in reinforcing elements be protected against the high temperatures of the melting chamber.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen nur beispielsweise erläutert, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wiedergeben, und zwar ist Fig. i eine Aufsicht auf einen Induktionsofen gemäß der Erfindung, Fig.2 ein senkrechter Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. i.The invention is explained with reference to the drawings only as an example, which show a preferred embodiment of the invention, namely Fig. i a plan view of an induction furnace according to the invention, FIG. 2 a vertical one Section along line VI-VI in Fig. I.

Der Ofen nach Fig. i und 2 hat beispielsweise eine ovale Form. Ein Metallgehäuse 32 umschließt ein zusammengesetztes feuerfestes Futter oder einen Tiegel 33 gleichfalls ovaler Anordnung mit einer Ausgießschnauze 34.. Den Tiegel umgibt eine Induktionsspule 36. Das körnige Isoliermaterial 37 und ein Mantel 38 von elektrischem Isolierstoff liegen zwischen Tiegel 'und Erregungsspule. Körniges Gut 39 liegt zwischen dem Mantel 38 und Gehäuse 32 und dient gleichzeitig als elektrischer und Wärmeisolator. Bei 4o ist ein Deckel angedeutet. Im Tiegel sind im Abstand mehrere im wesentlichen radial gerichtete feuerfeste Wandungen 4i, 42 und 43 vorgesehen, deren Enden in die Wandung des Tiegels 33 eingreifen.The furnace of FIGS. 1 and 2 has an oval shape, for example. A metal housing 32 encloses a composite refractory lining or a crucible 33 likewise oval arrangement with a pouring spout 34 .. The crucible surrounds an induction coil 36. The granular insulating material 37 and a jacket 38 of electrical insulating material are between the crucible 'and the excitation coil. Granular material 39 lies between the jacket 38 and the housing 32 and serves at the same time as an electrical and thermal insulator. A lid is indicated at 4o. In the crucible, a plurality of essentially radially directed refractory walls 4i, 42 and 43 are provided at a distance, the ends of which engage in the wall of the crucible 33.

Die Wandungen 4i bis 43 sind aus einer Mehrzahl von verhältnismäßig dünnen Ziegeln oder Klötzen feuerfesten Stoffes aufgebaut, die der chemischen Wirkung des Schmelzgutes widerstehen können, ferner auch der hohen Temperatur des geschmolzenen Gutes.The walls 4i to 43 are made up of a plurality of relative made of thin bricks or blocks of refractory material, the chemical effect of the molten material can withstand the high temperature of the molten material Good.

Da diese Wandungen Bahnen für den Kraftfluß darstellen, der nicht wirksam für die Erhitzung des Schmelzgutes werden kann, so ist es erwünscht, daß die Dicke der Wandungen so weit verringert wird, wie es sich mit der notwendigen mechanischen Festigkeit vereinbaren läßt. Mit Rücksicht hierauf ist für jede der Wandungen ein eingreifendes Metallgebilde vorgesehen, das, wie besonders aus Fig.2 erkennbar ist, aus einem metallischen Bodenteil 44 besteht, auf den die Wandung aufgebaut ist, und aus nach oben ragenden Teilen 46, zwischen welche die die Wände.4i bis 43 bildenden Ziegel oder Klötze eingepaßt sind. Der obere Endteil jedes Teiles 46 kann in der in Fig. 2 dargestellten Weise kopfartig gestaltet sein, um die Ziegel in der richtigen Lage gegenüber dem Teil 44 zu halten.Since these walls represent paths for the flow of force, the not can be effective for heating the melt, it is desirable that the thickness of the walls is reduced as much as is necessary mechanical strength can be agreed. With this in mind, is for each of the Walls an engaging metal structure is provided, which, as particularly shown in Fig.2 can be seen, consists of a metallic bottom part 44 on which the wall is constructed, and from upwardly projecting parts 46, between which the walls.4i to 43 forming bricks or blocks are fitted. The top end part of each part 46 can be designed like a head in the manner shown in FIG. 2, around the bricks to keep in the correct position with respect to the part 44.

Zur Kühlung der Wände 41 bis 43 und insbesondere ihrer Metallsockel'44 dienen Leitungen 47, die durch Öffnungen in der Wand des Gehäuses 32 nach außen reichen und mit der Zufuhrquelle eines Kühlmittels verbunden sind, wie es z. B. in Fig. i der Zeichnungen angedeutet ist.For cooling the walls 41 to 43 and in particular their metal base 44 serve lines 47, which through openings in the wall of the housing 32 to the outside rich and are connected to the supply source of a coolant, as it is e.g. B. is indicated in Fig. i of the drawings.

Bei vergleichsweise großen Ofen, die mit den üblichen Frequenzen zwischen 25 und 6o Hertz. arbeiten, sowie auch bei kleinen Öfen, die mit höheren Frequenzen betrieben werden, wird häufig die stromführende Zone der Beschickung radial eine verhältnismäßig geringe Tiefe im Vergleich zum Durchmesser der Beschickung aufweisen. Das bedeutet, daß nur ein verhältnismäßig kleiner Teil der gesamten Beschickungsmenge Energie verbraucht, was wiederum zu einer hohen örtlichen Konzentrierung der Energiezufuhr zur Beschickung führt, wenn man diese rasch zu erhitzen sucht. Das wiederum führt zu unerwünschten elektrischen und mechanischen Verwicklungen, welche die zulässige Energiezufuhr begrenzen. Bei großen Öfen kann es vorkommen, daß diese Energiezufuhr unerwünscht niedrig ist im Vergleich. zum Metallfassungsvermögen der Ofenkammer.In the case of comparatively large ovens, those with the usual frequencies between 25 and 6o Hertz. work, as well as with small ovens that operate at higher frequencies are operated, the current-carrying zone of the feed is often radial one have a relatively small depth compared to the diameter of the feed. This means that only a relatively small part of the total charge Energy consumed, which in turn leads to a high local concentration of energy supply leads to loading if one tries to heat it up quickly. That in turn leads to undesirable electrical and mechanical entanglements, which are the permissible Limit energy supply. In large ovens it can happen that this energy supply is undesirably low in comparison. the metal capacity of the furnace chamber.

Die Anordnung einer Mehrzahl von feuerfesten Wandungen in einem Futter oder Tiegel, die axial zum Tiegel in einer Richtung, und radial dazu in einer anderen Richtung verlaufen, sichert im wesentlichen getrennte, Schmelzgut enthaltende Kammern, so daß die ursprüngliche Umfangszone des Sekundärstromes ersetzt ist durch ein System mit einer Mehrzahl von Stromzonen, die im allgemeinen entsprechend der Außenwandung der Schmelzkammer oder des Tiegels verlaufen sowie ferner zu den entsprechenden Flächen der Trennwandungen.The arrangement of a plurality of refractory walls in a lining or crucibles that are axial to the crucible in one direction, and radial to it in another Run in the same direction, secures essentially separate chambers containing melt material, so that the original peripheral zone of the secondary flow is replaced by a system with a plurality of flow zones, which generally correspond to the outer wall the melting chamber or the crucible and also to the corresponding Areas of the partition walls.

Dadurch; daß man einen Ofen gemäß Fig. i in drei Kammern unterteilt, wird die gesamte Länge der wirksamen Stromzone annähernd verdoppelt, und die Energieaufnahme des Ofens bei einer bestimmten Spule und einem bestimmten sie durchfließenden Strom wächst entsprechend. Das führt dazu, daß sowohl der Wirkungsgrad wie der Leistungsfaktor des Ofens der neuen Type verbessert werden; der Wirkungsgrad wird insbesondere verbessert, weil die Energie, die auf das erhitzte Gut übertragen und von ihm aufgenommen wird, im wesentlichen verdoppelt ist, ohne daß die Energiemenge vergrößert wird, die in der Spule verbraucht wird oder daß der Wärmeverlust aus dem Gut im Tiegel und vom Tiegel selbst wächst.Through this; that one divides a furnace according to Fig. i into three chambers, the entire length of the effective flow zone is approximately doubled, and the energy absorption of the furnace at a certain coil and a certain current flowing through it grows accordingly. This leads to both the efficiency and the power factor the furnace of the new type should be improved; the efficiency is particularly improved, because the energy that is transferred to and absorbed by the heated product, is substantially doubled without increasing the amount of energy consumed in the coil is consumed or that the heat loss from the material in the crucible and from Crucible itself grows.

Die Verbesserung im Leistungsfaktor hängt ab von der Dicke der feuerfesten Wandungen, weil ein magnetischer Leerlaufkraftfluß durch den Raum verläuft, den *diese nicht leitenden Wandungen aufnehmen. Deshalb wird es bevorzugt, wenn möglich, die Ofenform nach Fig. i und 2 zu verwenden, bei der nicht nur die feuerfesten Trennwände gekühlt werden, sondern bei der es auch möglich ist, ihnen eine effektive Mindestdicke zu geben. In den Trennwänden sind in Abständen Offnungen vorgesehen, z. B. an der Verbindungsstelle jeder Trennwand mit dem Außenumfang der Ofenkammer. Diese üffnungen sind in Fig. 2 bei 52 dargestellt. Sie gestatten es, das gesamte geschmolzene Gut eines Tiegels an einem beliebigen Punkt auszugießen. Es ist deshalb eine Mehrzahl von solchen Öffnungen dargestellt; die Anzahl der Öffnungen wird sich aus Zweckmäßigkeitsgründen im Hinblick auf die obigen Betrachtungen ergeben.The improvement in the power factor depends on the thickness of the refractory Walls, because a magnetic no-load flux of force runs through the space, the * accommodate these non-conductive walls. Therefore it is preferred, if possible, to use the furnace shape according to Fig. i and 2, in which not only the refractory partitions be cooled, but where it is also possible to give them a minimum effective thickness admit. In the partitions openings are provided at intervals, for. B. at the Connection point of each partition wall with the outer circumference of the furnace chamber. These openings are shown in FIG. 2 at 52. They allow all of the molten goods a crucible at any point. It is therefore a plural represented by such openings; the number of openings will vary for convenience in view of the above considerations.

Die Verwendung von metallischen Gerippeteilen, die in die feuerfesten Trennwände eingreifen, schafft eine erheblich widerstandsfähigere Trennwandung, als sie sonst zu erreichen ist, und die Verwendung von Kühlmitteln trägt zur Verlängerung der Lebensdauer der Wände bei.The use of metal frameworks that are in the refractory Intervene partition walls, creates a considerably more resistant partition wall, than it can otherwise be achieved, and the use of coolants contributes to the extension contributes to the life of the walls.

Claims

PATLNTANSPRI) CRL: i. Coreless induction furnace that has a refractory Has lining that of a helically wound induction coil is surrounded with a number of partition walls through which several in the circumferential direction divisions distributed across the melting chamber are formed, characterized in that that metallic reinforcing elements are built into the refractory partitions.

2. Induction furnace according to claim r, characterized by water cooling for the metallic reinforcement elements of the partition walls.