DE569351C

DE569351C - Verfahren und Vorrichtung zum Erhitzen von ferromagnetischen Werkstoffen durch die Werkstoffe durchsetzende magnetische Wechselfelder

Info

Publication number: DE569351C
Application number: DEA49638D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1926-12-30
Filing date: 1926-12-30
Publication date: 1933-02-02

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Erhitzen von ferromagnetischen Werkstoffen durch die Werkstoffe durchsetzende magnetische Wechselfelder Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche eine Steigerung der Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit beim Erhitzen von Werkstoffen durch magnetische Wechselfelder, welche die Werkstoffe durchsetzen, gestattet. Im allgemeinen ist die Anwendung niedriger Periodenzahlen beim unmittelbaren Erhitzen durch magnetische Wechselfelder vorzuziehen, da der Wirkungsgrad mit der Steigerung der Periodenzahl rasch abnimmt. Andererseits ist es jedoch schwierig, einen magnetisierbaren Werkstoff mit Wechselfeldern niedriger Frequenz hoch zu erhitzen. Dies hängt damit zusammen, daß bei der Anwendung von Wechselfeldern niedriger Frequenz der überwiegende Teil der erzeugten Wärme durch die Größe der Hysteresisverluste bestimmt ist und nur ein kleiner Teil der Wärme durch Wirbelstromverluste erzeugt wird. Sobald jedoch die Glühtemperatur erreicht wird. bei welcher das Material seine llagnetisierbarkeit verliert, kann durch Hysteresisverluste eine \Värmeenttvicklung nicht mehr erfolgcil, und die ganze Hitze muß durch Wirbelströme aufgebracht werden. Mit \\'ecllselfeldern hulicr Frequenz kann datier auch bei huben Temperaturen des Materials eine große Wä rrnemenge mittels Wirbelströmen erzeugt werden. Hierbei ist auch zu beachten, daß die durch Hystcrcse erzeugte \\';irmeineilge der Periodenzahl einfach proportional ist, wülirend die durch Wirbelströme umgesetzte Energie reit dem Quadrat der Periodenzahl wächst.
Es ist zwar bekannt, insbesondere beim Erhitzen zum Schmelzen mit mehreren magnetischen Wechselfeldern verschiedener Frequenz zu arbeiten, wobei jedoch zun;ichst höhere und dann niedere Frequenz angewendet wird. Gemäß der Erfindung wird dagegen der elektrisch leitende und magnetisierbare Werkstoff zunächst mit Wechselfeldern niedriger Frequenz behandelt, wobei ein guter Wirkungsgrad erreicht wird. In der -Nähe der Temperatur. bei welcher der Werkstoff seine MagnetiSierbarkeit verliert, wird er in den Bereich von Wechselfeldern höherer Frequenz gebracht. die eine weitere Erhitzung durch Wirbelströme bewirken.
Die Wechselfelder verschiedener *i-«luenz können auch gleichzeitig in ein und (lemseiberi Ofen zur Wirkung kommen.
1=s können zwei oder mehrere Wechselfelder verschiedener Frequenz Verwcudmig linden. In der Zeichnung ist eine Ausführuu-st vrrn einer 1?inriclitung zur I)tirclifülirun-, des \-t:rfallrens nach der 1_rtindung beispie l.weise ver-:niscliatiliclit.
Die dargestellte l:inriclitung dient zum Auglühen von Stahlband oder Stahldraht.
Der Stahldraht iu wird durch einen Glühraum i= tilld durch eklen in ail sich bekannter Weise an,diließcn<len kin-eren .\hkiililr:iuni i_; geführt. Beide Räume sind durch feuerfeste wärmeisolierte Wandungen ii abgeschlossen: Im Glühraum 12 sind zwei Spulen 1.1, i 3 angeordnet, die von je einer Wechselstromquelle 16, 17 gespeist werden. Beide M'echselstromgeneratoren 16, 1; sind von einem gemeinsamen Motor 1S angetrieben.
Die Spulen 14., 15 sind gleichachsig angeordnet, so daß das Glühgut io fortlaufend durch das Innere beider Spulen geführt werden kann.
In der ersten Spule 14, -die vom Generator 16 mit Strom verhältnismäßig niederer Frequenz, etwa 5oo Perioden, gespeist wird, kann der zu glühende Stahldraht io so hoch -erhitzt werden, bis er seine Magnetisierbarkeit verliert was z. B. bei Kohlenstoffstahl mit etwa o,9 °/o C einer Temperatur von etwa 720' C entspricht. Hierauf gelangt der Draht in die zweite Spule 15, die durch den Generator 17 mit Strom höherer Frequenz, von etwa 2ooo Perioden öder mehr, gespeist wird. In dieser Spule kann die Erhitzung des Glühgutes bis auf die gewünschte Temperatur von etwa 9oo ° C erfolgen.
Da die Erhitzung bis zum Verlieren des Magnetismus einen größeren Wärmeaufwand erfordert als die nachträgliche Erhitzung auf die Endtemperatur, erhält die Spule 1.1 eine größere Längserstreckung als die Spule 15.
Wie in der Zeichnung dargestellt ist, werden die Spulen zweckmäßig aus hochkantig gewickelten hohlen Leitern hergestellt. Dies gestattet, den Leiterquerschnitt und die Zahl der Windungen genügend groß zu halten, ohne daß die Spulen übermäßig lang werden. Durch den hohlen Leiter kann in an sich bekannter Weise ein Kühlmittel geleitet werden. Selbstverständlich müssen die einzelnen Windungen voneinander isoliert sein. Die Enden der Leiter 25, 26 sind mittels Gummimuffen 2; bis 3o an Zuleitungen bzw. Ableitungen für das Kühlmittel angeschlossen. Als Kühlmittel kann Wasser dienen, das zweckmäßig die Spulen in derselben Richtung durchwandert wie das Glühgut. Durch die Gummimuffen 2; bis 30 sind die Leiter 25, 26 von den Zu- bzw. Ableitungsrohren für das Kühlmittel r.lektrisch isoliert.
In dem angeschlossenen Abkühlraum 1,3 kann die Temperatur deMaterials bi, auf 3.50 - r leeruntergebracht werden. Sowohl der Abkülilrauni als auch der Glühraum «-erden. um c)xvdationen zii vermeiden. in an sich bekannter Weise mit einem inerten eias, z. ß. Wasserstoff, gefüllt. Dichtuna_-sclieiben 31. 32,33 verhindern rlas Ausströmen des Schutzgases.
Der zu glühende Draht wird von einer Roll i9 abgewickelt und auf seinem Wege durch Führungsrollen -2o bis 23 getragen, um schließlich auf-die z. B. motorisch angetriebene Rolle 24 aufgewickelt zu werden.
Das beschriebene Verfahren ist für alle Materialien anwendbar, in denen -Hvsteresis- oder Wirbelstromverluste oder beide entstehen. Es kann sinngemäß für das Erhitzen zum Ausglühen, Härten, Schmieden, Schweißen oder Schmelzen Verwendung finden.

Claims

1'a T EINTA» sPCZicHE: i. Verfahren zum Erhitzen von ferromagnetischen Werlatoffen durch die Werkstoffe durchsetzende magnetische Wechselfelder, wobei der Werkstoff mehreren magnetischen Wechselfeldern von verschiedener Frequenz ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man den Werkstoii bis zu jener Temperatur, bei welcher er unmagnetisch wird, in einem Wechselfeld niederer Frequenz (etwa 5oo Perioden) und hieraut in einem Wechselfeld höherer Frequenz (etwa 2ooU Perioden) behandelt.

2 . V 'orrichtungzurDurchführungdesVerfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei oder melirere@hintereinander angeordnete Spulen (1q, 15) besitzt, die mit Wech=selstrom verschiedener Frequenz gespeist werden und durch die der zu erhitzende Werkstoff, z. B. Bandeisen, Draht o. d"-1., geführt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch =, dadurch "ekennzeiclinet, daß hinter dem die pulen enthaltenden Glühraum (1z) in an sich bekannter Weise ein Kühlraum (13f anzeordnet ist. q. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (i4, 15) aus hochkantig gewickelten Kupferleitern bestehen. die zwecks Hindurchführung eines tiiililniittels liolil aus;ehildet .ind.