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Vorrichtung zum Abstechen von Hochfrequenzöfen Bei den bisher bekanntgewordenen
Hochfrequenzöfen wird das im Tiegel erschmolzene Metall durch Herauskippen vergossen.
Dadurch wird erforderlich, daß . die Hochfreque_nzspule in ein Eisengerüst eingebaut
wird, an welchem sich seitlich Kippzapfen befinden, die auf besonderen Ständern
oder auf Mauersockeln gelagert werden. Um die Wirbelstromverluste, die durch das
Streuen des Spulenkraftfeldes im Eisenkörper entstehen, möglichst gering zu halten,
muß entweder das Eisengerüst sehr weit ausgelegt oder die Spule sehr gut abgeschirmt
werden. In beiden Fällen sind jedoch die Streuverluste unvermeidbar. Durch das Abschirmen
wird außerdem die Zugänglichkeit und die Cberwachung der Spule während des Betriebes
sehr erschwert. Mit den Ständern ist entweder das Kippwerk selbst verbunden, oder
es muß oberhalb der Ofenbühne ein hohes Traggerüst. für eine Seilwinde aufgebaut
werden, da der Kippwinkel etwa 9o bis 1o5° beträgt. Die Stromverbindung wird beim
Kippen durch Messerkontakte automatisch geöfinet oder, wenn die Stromverbindung
beim Kippen aufrechterhalten wird, müssen Schleifkontakte oder lange Kabel vorgesehen
werden.
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Neben diesen allgemein gebräuchlichen Ausführungen von Hochfrequenzöfen
sind auch Vorrichtungen bekanntgeworden, bei denen eine öffnuilg in der Zustellung
unterhalb des Spiegels der Schmelzflüssigkeit zum Abstich der Charge vorgesehen
ist. Diese Öffnung wird bei den bekannten Einrichtungen durch eine Pfropfenstange
verschlossen, die sich im Innern des Tiegels gegen die Ränder der öffntmg -legt
und sie abdichtet. Bei derartigen Vorrichtungen ergeben sich bezüglich der Füllung
des Ofens Nachteile. Die im Innern angeordnete Pfropfenstange behindert selbstverständlich
die Zustellung sehr wesentlich und wird im übrigen während des Ofenbetriebes ihrerseits
von dem Kraftfeld der Spule beeinflußt und von dem Einsatz stark angegriffen. Sie
muß daher aus besonders widerstandsfähigem Werkstoff hergestellt werden, was die
Herstellungskosten erheblich verteuert.
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Es waren auch schon ' Vorrichtungen bekannt, bei denen ein wahlweise
kühl- oder heizbarer Pflock der Schmelze selbst den Durchfluß des sclunelzflüssigen
Materials durch Rohre zu regeln gestattete. Als Hilfseinrichtung war ein Verschlußstück
vorgesehen, das kurzzeitig während des Erstarsens des Pflockes das Rohr zu verschließen
gestattet. Diese bekannte Einrichtung hat den großen Nachteil beträchtlicher Zeitverluste
beim Wechsel der Strömungsbedingungen. Es gelingt mit ihr weder die Schmelze sofort
ohne Verzögerung abzulassen noch auch den Schmelzfuß augenblicklich mit hoher Sicherheit
anzuhalten,
da diese im Hinblick auf die schwache Ausbildung des Verschlußstückes erst nach
dem Erstarren des Pflocks gegeben ist.
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Ferner war es auch bekannt, hei nicht induktiv beheizten Gießöfen
zwecks Ofenverschlusses Pfropfenstangen in seitliche Abstichlöcher einzuführen.
Eine seitliche Anordnung der Abstichöffnung ist bei Induktionsöfen schon 'wegen
der räumlichen Behinderung durch die Anwesenheit der Spule unzweckmäßig. Sie wird
dadurch völlig unanwendbar, daß die aus starrem metallischem Werkstoff bestehende
Pfropfenstange bei seitlicher Anordnung zu stark bzw. ungleichmäßig von den elektromagnetischen
Streufeldern beeinflußt bzw. ihrerseits den Schmelzvorgang beeinflussen würde. Die
bekannten Abstichvorrichtungen sind zum Teil ferner dadurch nachteilig, daß die
Abdichtung der Abstichöffnung an der Ofeninnenwand zusätzliche Kühlvorrichtungen
nötig macht.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß man
bei Hochfrequenzöfen mit durch Pfropfenstange von außen verschlieRharer Zustellungsöffnung
-die bewegliche Verschlußvorrichtung unterhalb des Ofens anordnet, und zwar vorteilhaft
in seiner Längsachse bzw. symmetrisch zur Induktionsspule. In diesem Falle ist der
gesamte Innenraum des Tiegels von oben gesehen offen, und die Beschickung bereitet
keinerlei Schwierigkeiten. Unerwünschte induktive Wechselwirkungen zwischen- Einsatz
und Pfropfenstange sind hier ausgeschlossen. Die außerhalb des Tiegels befindliche
Pfropfenstange wird durch den heißen Schmelzfluß nicht nachteilig beeinflußt, da
sie nur mit einem kleinen Oberflächenstück: ihrer Stirn überhaupt mit dem Schmelzfluß
in Berührung kommt.
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Die Anordnung einer Zustellungsöffnung, also eines Kanals in der Zustellungswandung,
bringt im allgemeinen technische Schwierigkeiten mit sich, weil die Ränder dieses
Abstichkanals bei mehrfacher Benutzung stark leiden. Es wird daher zweckmäßig der
Ab-§tichkanal als Öffnung in einem widerstandsfähigen Werkstoff angeordnet, der
seinerseits in eine breitere Öffnung der Zustellung eingesetzt wird.
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Derartige aus mehreren Bauteilen verschiedenen Werkstoffs bestehende
Einsätze waren an sich bereits bei Ofen bekannt, die mit Hilfe eines aus vollen
und hohlen Teilen bestehenden Pflocks verschlossen werden. Bei diesen bekannten
Abstichvorrichtungen ergibt sich der Nachteil der Beschickungsverunreinif;ung durch
den Werkstoff des vollen Pflockteiles, der in die Schmelze übertritt, sowie der
jeweiligen Erneuerungsbedürftigkeit eines eines Teiles der Abstichvor richtung.
Die verschiedenen Werkstoffe des bekannten Einsatzes ergeben darüber hinaus Gefahrenquellen
hinsichtlich der Vermehrung der Abdichtflächen und der Steigerung der mechanischen
Spannungen infolge der mehrfach verschiedenen an besonders kritischen Stellen wirksamen
Ausdehnungszahlen der Werkstoffe.
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Auch waren schon gekühlte feuerfeste Einsätze bei Rinnenöfen vorgeschlagen,
die aber nur einen Teil des Abstichkanals enthielten und mit Hilfe einer verwickelten
Befestigungsvorrichtung in die Zustellung eingebaut waren. Die Schmelze steht in
den langbestreckten Kanälen der bekannten Zustellung in unmittelbarer Berührung
mit den stoßempfindlichen Teilen der Ausmauerung. Hier ergeben sieh unübersehbare
Fehlerquellen, die an der Stoßstelle zwischen den verschiedenen Teilen der Rinne
ins Ungemessene wachsen. Eine betriebssichere Abdichtung der bekannten gekühlten
Buchse gegen das Mauerwerk war daher praktisch undurchführbar.
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Die neue, von außen wirkende Pfropfenstange kann selbstverständlich
an allen Stellen unterhalb des Flüssigkeitsspiegels zur Anwendung gelangen. Man
kann den Abstichkanal auch schräg seitlich anordnen, wobei man dann die Pfropfenstange
entsprechend in der Verlängerung des Zustellungsloches anordnet. Eine vorzugsweise
Ausführungsform bleibt jedoch der senkrecht nach unten erfolgende Abstich, bei dem
die Pfropfenstange in der Verlängerung der Achse des Tiegels nach unten liegt. In
diesem Fall ist es von Vorteil, unterhalb des Abstichloches einen Strahllenker bzw.
eine Ausgußschnauze anzuordnen, die dem ausströmenden Schmelz-Ruß eine seitliche
Richtung erteilt. Wenn dieser Strahllenker unabhängig von der in senkrechter Richtung
bewegten Pfropfenstange angeordnet ist, so besitzt er eine mit Hilfe eines Labyrinths
abgedichtete Öffnung, durch die die Pfropfenstange hindurchragt. Bedient man sich
eines einfachen Strahllenkers oder einer verhältnismäßig leichten Ausgußschnauze,
so kann sie auch an der Pfropfenstange selbst befestigt sein und macht dann alle
Bewegungen derselben mit.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Aufrißschnitt
dargestellt. Die in dem Tiegel i befindliche Schmelze 2 wird durch die den Tiegel
umfassende Spule 3 induktiv erwärmt. In die Zustellung des Tiegels i ist unten ein
Hohlkörper .l aus widerstandsfähigem Werkstoll eingesetzt, der eine üffnnng y enthält,
welchr als Abstichkanal dient. Gegen die unteren Ränder dieser Öffnung 5 legt sich
im Betriebszustand die Stirn der Pfropfenstange G, die von unten mittels beliebiger
mechanischer
Vorrichtungen oder auch von Hand in senkrechter Richtung
bewegt werden kann. :1n der Pfropfenstange 6 ist ein Strahllenker 7 befestigt, der
den ausströmenden Schmelzfloß zwingt, seine nach unten gerichtete Bewegung in eine
seitliche zu verwandeln. An Stelle des Strahllenkers 7 kann eine Ausgußschnauze
treten. wenn die schräge Fläche des Stralillenkers entsprechend seitlich verlängert
ist.
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Die Vorteile der neuen Abstichvorrichtung beim Hochfrequenzofen sind
sehr beachtlich. Der Ofen kann, mit einer solchen Abstichvorrichtung versehen, ortsfest
angeordnet'werden. Es bedarf also keines Eisengerüstes mehr, welches sonst zum Transport
oder zum Kippen des Ofens dient. Auch die Anschlüsse für Strom und Wasser können
infolge der Unveränderlichkeit des Ortes des Ofens fest verlegt werden. Der Ofen
ist von oben leicht zugänglich und infolgedessen leicht aufzubauen. Es gelingt mit
Hilfe der Pfropfenstange gemäß der Irrfindung, den Ofen fortlaufend zu betreiben
und den Abstich in gewünschten Ausmaßen zu regeln.
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Bei Auslaßventilen von Bleischmelzkesseln für Kabelarmaturen waren
besonders schräge Strahllenker bekannt, deren Neigung die der eigentlichen Ausgußschnauze
übertrifft. .Diese Neigun- sollte den restlosen Bleiablauf sicherstellen, uni Verunreinigungen
der nachfolgenden Abstiche durch inzwischen oxydierte Reste der. vorhergegangenen
Abstiche zu vermeidcii. Die bauliche Unterscheidung zwischen mehr oder weniger geneigten
Bauteilen der Abllußapparatur ist im vorliegenden Falle vorteilhafterweise überflüssig.
Strahllenker und Ausgußschnauze haben erfindungsgemäß die gleiche Neigung, ,wodurch
eine gleichmäßige Fließgeschwindigkeit gewährleistet wird.
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Da die Pfropfenstange nicht mehr i» Berührung finit der Schmelze steht,
ergibt sich auch eine verhältnismäßig hohe Reinheit des erzielten Schmelzmetalls.