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Einrichtung zur Erzeugung einer Rührbewegung auf induktivem Wege Bei
der Behandlung von Metallschmelzen, z. B. von Roheisen, ist eine besonders( gute
Durchwirblung des schmelzflüssigen Gute von Wichtigkeit. Gleichzeitig ist es erwünscht,
bei den großen, technisch in Betracht kommenden Mengen eine entsprechende Rührvorrichtung
möglichst groß zu bauen, uan,möglichst viel durchsetzen zu können. Bei derartigen
großen Ofeneinrichtungen .ist ein (guter Wirkungsgrad wesentlich, der durch Geringhaltung
der Verluste erzielt werden kann. Gleichzeitig bedarf ein derartiger Ofen, der beispielsweise
für eine Charge von ioo t und mehr bestimmt -ist, eines starken und -großen Gerüstes,
das infolge der hohen mechanischen Beanspruchungen aus festem Material bestehen
muß. Praktisch kommt also für dieses Gerät nur Eisen, in Frage.
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Die verlangte .starke D!urchwirblumg, kann auf induktivem Wege bekanntermaßen
durch Verwendung niedriger Frequenzen, . vorzugsweise von Netzfrequenz, erreicht
werden, wobei ies in der Mehrzahl der Fälle zweckmäßig ist, Drehstrom zu verwenden.
Me benötigten niederen Frequenzen besitzen aber besonders starke Kraftfelder, die
,auch noch in verhältnismäßig großer Entfernung von der erregenden Spüle auf dort
befindliche Metalle wirksam sind. Sie wirken auf diese Metalle, beispielsweise .die
Baustoffe des Ofengerüstes; erwärmend ein und bedingen durch diese Erwärmung des
Gerüstes erhebliche Energieverluste, die zu einem schlechten Wirkungsgrad führen
würden.
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Zur Erhitzung und D.urehmischungg von Metallschmelzen aiif induktivem
Wege wurden verschiedene Ofenformen ausgebildet: Man hat beispielsweise bei:- einem
lnduktionsitiegel, ofen durch ein zusätzliches Joch .die. Bor bewegung verstärkt.
Dabei wurden die Pole des Joches vorallem oben und .unten ;am Tiegel angebracht;
um ein vertikales mechanisches Feld in der Schmelze zu-,erzeugen: Nun ist bekannt,
daß ,die Badbewegung ;bei
einer solchen Anordnung von der -Mitte
zum Rande des Tiegels verläuft, daß ;also die Schlacke :auf diese Weise zur Tiegelwand
getrieben wird, -so daß dort chemische Reaktionen eintreten, welche die Zustellung
stark angreifen und zerstören. Aus diesem. Grunde hat man horizontal gerichtete
Magnetfelder in der Ofentechnik eingeführt und zugleich Dreiphasenstrom verwendet,
um die Rührbewegung zu verstärken. Dadurch erreicht man auch eine horizontale Bewegung
der gesamten Schmelzmasse: Die Schmelze wird durch die elektrodynamischen Kräfte
am Rande gehoben und in der Mitte gesenkt: Man hat drei Rührpole um, einen runden
Herd in Form von Flachspulen oder auch tun einen dreieckigen Herd in Form von Zylindern
herum angeordnet.
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Die Flachspulen haben den Nachteil, daß außerhalb des Eisens sehr
große Streufelder auftreten, die die metallischen Ofenbauteile stark erhitzen und
eine Verschlechterung des Wirkungsgrades herbeiführen. Auch bei den Zylinderspulen,
die in üblicher Weise an den Schenkeln eines den Ofen in Dreiecksform umgebenden
Joches angeordnet sind, treten hohe Verluste durch Streukraftlinien auf. Auf diese
Weise verschlechtert sich der cos y der Anlage beträchtlich. Außerdem ist der Fassungsraum
eines :solchen dreieckigen Ofens beschränkt, da die elektrodynamischen Kräfte bei
-einer bestimmten Frequenz nur bis zu einer bestimmten Tiefe in die Schmelze einzudringen
vermögen.
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Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß man
eine Einrichtung zur Erzeugung einer RUhrbewegung auf induktivem Wege, welche mit
Polen, Erregerspulen und einem die Pole außen schließenden Eisenkreis versehen isst,
-so ausbildet, Idaß der Eäs;enkreis aus einzelnen Jochsegmenten besteht, von denen
jedes mit einem vorspringenden, Pol .ausgestattet ist, der. möglichst nahe an die
Ofenzustellung herangeführt und seinerseits voneiner erregenden Spule derart umgeben
ist; da,ß zur möglichsten Verhinderung des Auftretens von Streukraftlinen nach außen.
die Windungen an d ä Innenseite und der oberen tuend unteren Begrenzungsßärhe -des
Joches angebracht sind. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung des Ofens schirmen
die Windungen; die der Pol- find Jochforei weitgehend angepaßt sind, die Kraftlinien
so stark .ab, dä,ß praktisch außerhalb der Einrichtung Kraftlinien nicht mehr auftreten.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich am besten dadurch verwirklichen,
daß man das Joch an drei Seiten mit Spulenwindungen bedeckt, und zwar an der Ober-,
Innen- und Unterfläche des Joches, wobei von der Innen- j lache lediglich die Polstirnflächen
ausgenommen sind.
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Es ist möglich, das Eisenjoch unterteilt auszubilden, wobei dann jeder
Pol mit zugehöriger Spule eine bauliche Einheit bilden kann, die bequem als Bauelement
der Montage benutzt werden kann. Selbstverständlich ist es möglich, die Eisenpole
in beliebiger Weise zu kühlen.
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In der Fig. i ist ;eine Ausführungsform der Erfindung im Grundriß
hälftig geschnitten dargestellt. Um die zweckmäßig ausgebuchtete Zustellung i legt
sich das aus :einzelnen Teilen 2, 2', 2", 2"', 2 .... 3 2iirrr bestehende
Eisenjoch, dessen Pole 3, 3'; 3", 3'"j 3"", 3@"" der Zustellung i anliegen. Die
Spulen 4, 4', 4" 4"' # 4"" 4""' decken den Restteil der Innenfläche des Joches ,ab,
und ihre Windungen sind, wie aus der Ansichtshälfte der Figur ,ersichtlich ist,
oberhalb des Joches entlang ;geführt; so daß sie den Jochteilen 2, 2e, 2", 2"',
2"", 2""' Von oben dicht anliegen. Die gleiche Maßnahme ist an der Unterseite der
Jochteile 2, 2', 2", 2M' 2"", 2""' getroffen, so daß allein die Polstirnläche und
die AußenflÄ@che der Jochteile 2, 2', 2", 2"', 2
2""' keine Windungen aufweisen.
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Eine vorteilhafte Ausbildungsform eines Poles in Ansieht und Grundrißschnitt
zeigen die Fig. 2 und 3.
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Durch die neue Rührvorrichtung ist eine Möglichkeit ,gegeben, besonders
große Ofeneinheiten bei gutem Wirkungsgrad und geringen Verlusten zu betreiben.
Es ist vorteilhafterweise möglich, starke eiserne Tra,ggerüstteile in unmittelbarer
Nähe des Eisenjoches anzuordnen, da praktisch keine Streukrafelinien zu befürchten
sind. Durch den Fortfall der notwendigen Abschirmmaßnahmen ist eine wesentliche
Vereinfachung der Ofenkonstruktion gewährleistet.
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Umgehungsleitungen .einer schalenförmigen Innenspule um die Pole eines
zweiten induktiven Systems sind bereits bekannt. Dabei führen jedoch die Umgehungsleitungen
Ströme; die mit dem Erregerstrom für die Pole nicht zu verwechseln sind. Die neuartigen
Spulen umgeben, im Gegensatz zu bekannten kombinierten Zylindertellerspulen; nicht
den Einsatz, sondern das Eisenj och möglichst weitgehend mit ihren Windungen.