DE706845C - Elektrischer Induktionsofen, insbesondere zum Schmelzen und Raffinieren von Stahl - Google Patents

Elektrischer Induktionsofen, insbesondere zum Schmelzen und Raffinieren von Stahl

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DE706845C
DE706845C DEA75417D DEA0075417D DE706845C DE 706845 C DE706845 C DE 706845C DE A75417 D DEA75417 D DE A75417D DE A0075417 D DEA0075417 D DE A0075417D DE 706845 C DE706845 C DE 706845C
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/22Furnaces without an endless core
    • H05B6/24Crucible furnaces

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Description

  • Elektrischer Induktionsofen, insbesondere zum Schmelzen und Raffinieren von Stahl Es sind elektrische Induktionsöfen bekannt; die über die ganze Höhe des Schmelztiegels mit einer Zylinderspule umgeben sind. Diese Öfen haben beim Raffinieren vorn Stahl o. dgl. den Nachteil, daß leicht ein Durchbrechen der auf dem Metall ruhenden Schlackenschicht eintritt; die Wirbelung kann so stark werden, daß in der Mitte der Badoberflächeeine Sprudelwirkung auftritt. Der auf diese Weise erzielte Luftzutritt zum flüssigen Metall ist häufig schädlich und macht das Bearbeiten in solchen Öfen unmöglich bzw. zwingt zu Spezialeinrichtungen. Es ist ferner bekannt, drei übereinander angeordnete Zylinderspulen eines Induktionsofens mittels Drehstromes zu betreiben. Hierbei ergeben sich infolge der notwendigen Höhe ungünstige Tiegelabmessungen. Es ist weiterhin ein elektrisches Dreh-und Mischgießverfahren bekanntgeworden, bei dem das flüssige Metall in der Form während bzw. nach Ausführung des Gusses einem elektrischen Drehfeld ausgesetzt wird. Schließlich ist auch noch einelektrischer Induktionsofen bekanntgeworden, bei dem der zylindrische oder kegelstumpfartige Tiegel in seinem unteren Teil von einer zylindrischen Spule umgeben ist, die eine zum Badspiegel senkrechte Badbewegung hervorruft, während am oberen Teil des Schmelztiegels in der Nähe des Badspiegels eine kreisende Badbewegung erzeugende Spulen vorgesehen sind, die die intensive Durchmischung der Schmelze bis zur Oberfläche unterstützen soll.
  • Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Induktionsofeln, der insbesondere zum Schmelzen und Raffinieren von Stahl geeignet ist. Gemäß der Erfindung ist der obere, den Badspiegel bergende Teil des zylindrischen Schmelztiegels trichterförmig erweitert und der Einwirkung eines elektrischen Drehfeldes ausgesetzt, das, in einer zum Badspiegel parallelen Ebene verlaufend, in der oberen Badschicht eine solche kreisende Radbewegungerzeugt, daß die von, der den unteren Teil des Tiegels umgebenden zylindrischen Spule hervorgerufene, zum Badspiegel senkrechte Badbewegung derart gedämpft und begrenzt wird, daß einerseits unterhalb des Badspiegels eine kräftige B:addurchmischungerzielt, andererseits eine Durehbrechung der Schlackenschicht auf dem Badspiegel und damit ein, Luftzutritt zum Bad zuverlässig verhindert wird. Zur Erzeugung des Drehfeldes wird der obere Teil des Schmelztiegels zweckmäßig von einem Ring aus lamelliertem Eisen umgeben, der einzelne auf den Schmelztiegel zu gerichtete Polkerne besitzt. Auf diesen sind die zur Erzeugung der elektromagnetischen Felder vorgesehenen Spulen angeordnet.
  • Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ofenausbildung und Abstimmung der Felder der Spulen aufeinander besteht darin, daß eine im Verhältnis zum Tiegelinhalt besonders große, für die Durchführung des Raffinierens von Stahl besonders günstige, von Schlacke bedeckte Badoberfläche erzielt wird, die trotz gründlicher Durchmischung des Bades und guter Wechselwirkung zwischen Schlackenschicht und geschmolzenem Gut nicht durchbrochen wird und somit das Eindringen von Luftsauerstoff in die Schmelze verhindert. Auch wird auf diese Weise vermieden, daß Schlackenteile infolge der Badbewegung an der Tiegelwandung mit nach unten gerissen werden, sich an tiefer gelegenen Stellen an der Tiegelwandung festsetzen und ihre Verunreinigungen an das reine Metallbad abgeben.
  • Der Schmelztiegel des neuen Ofens kann aus feuerfestem Ton, Schamotte oder :einem anderen mit Sand vermischten hochhitzebeständigen Werkstoff bc steli2 n. Die zylindrische Spule kann außen von Jochen aus lamelliertem Eisen umgeben sein; zweckmäßig wird die Anzahl der Joche der Polkernzahl der für die Erzeugung des Drehfeldes vorgesehenen Einrichtung angepaßt. Die Polkerne werden zweckmäßig mit den Jochen verbunden. Die Polkerne werden über dein Umfang des Ofens gleichmäßig verteilt. Ihre Anzahl entspricht zweckmäßig einem Vielfachen der Phasen des Stromes, mit dem die Einrichtung gespeist wird. Bei einem dreiphasigen Ofen können z. B. sechs Pole vorgesehen sein.
  • Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es stellen dar: Abb. i einen Querschnitt durch den neuen Ofen, Abb.2 eine perspektivische Ansicht auf die Ausbildung eines Polkernes und der daran anschließenden Teile.
  • Der Schmelztiegel i ist mit seinem unteren Teil im wesentlichen zylindrisch gestaltet, während er sich von einer bestimmten Höhe ab nach oben zu stark trichterförmig verbreitert. Mit 2 ist die Schmelzbadoberfläche angedeutet. Der zylindrische Teil des Tiegels ist mit einer einphasig angeschlossenen Induktionsspule 3 umgeben, die in an sich bekannter Weise als mit einer Flüssigkeit gekühltes Rohr ausgebildet sein kann. Außerhalb dieser Spule befinden sich Eisenjoche 4, die senkrecht gerichtet und in bestimmten Abständen voneinander angeordnet sind. Die Joche dienen als magnetischer Schirm und sollen die Kraftlinien in vorgeschriebene Bahnen führen.
  • Der obere verbreiterte Teil des Tiegels ist mit einem ringförmigen Joch 6 aus lamelliertem Eisen umgeben. Der Ring besitzt ' nach innen zu gerichtete Polkerne 5, die von Flachspulen 8 derart umgeben sind, daß ein Mebrp'hasensystem gebildet wird, durch das der obere Teil der Beschickung einem sich drehenden magnetischen Feld ausgesetzt wird. An Stelle der Flachspulen können zur Umwicklung der Polherne auch gewöhnliche Zylinderspulen verwendet werden. Die Polkerne sind gleichmäßig um den Umfang des Tiegels verteilt, und ihre Anzahl entspricht einem Vielfachen der zur Verfügung stehenden Phasen der Stromquelle. Bei Verwendung eines dreiphasigen Anschlusses sind daher zweckmäßig drei oder sechs Pole vorzusehen.
  • Das Ende des Poles 5 bildet einen magnetischen Fortsatz des oberen Endes des joches4, und zwar ist die Verbindung durch ein Bündel von schematisch angedeuteten Eisendrähten 7 hergestellt, die durch Stützen i i gehalten werden. Die Länge dieses Drahtbündels entspricht der Breite des Polkernes. Es ist nicht unbedingt notwendig, daß die Anzahl der Joche 4 der Anzahl der Pole 5 entspricht, denn es können besondere Blechpakete zwischen den Polen angeordnet sein, die sticht mit den Polen in Verbindung zu stehen brauchen. Zwischen dem Eisenpaket 4. und den Polen ist eine Unterstützungsvorrichtung angeordnet, die mit Asbest belegt sein kann. Die Spulen 3 und 8 können in beliebiger Weise in ihrer Lage festgehalten sein, und das Mauerwerk 13 zwischen der Beschickung und den Spulen 3, 8 oder den Drähten 7 kann in ebenfalls bekannter Weise leicht gegen Durchbrüche dicht gehalten werden. Der ganze Ofen ist in einem Gehäuse 12 untergebracht, welches aus Stahl bestehen kann. Wenn man mit dem Gehäuse gleichzeitig eine Abschirmung des Außenraumes gegenüber den elektromagnetischen Feldern erzielen will, so stellt man das Gehäuse aus einem elektrisch gut leitenden und wnmagnetischen Werkstoff, wie z. B. Kupfer, her.
  • Aus Abb. 2 ist der Aufbau der Spule 8 sowie der des Polkernes 5 näher zu ersehen. Das Drahtbündel 7 nach Abb. i ist zur Erhöhung der Deutlichkeit in Abb.2 nicht mit eingezeichnet, dagegen seine Stützen i i sowie das obere Ende des unterteilten Joches 4.
  • Die Spulen 3 und 8 können an die gleichen Stromquellen angeschlossen sein; die zylindrische Spule 3 kann jedoch auch an einer besonderen Einphasenleitung solcher Frequenz angeschlossen sein, daß eine möglichst intensive Schmelzung der zunächst noch festen Beschickung erzielt wird.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Induktionsofen, insbesondere zum Schmelzen und Raffinieren von Stahl, bei welchem der untere Teil des zylindrischen Schmelztiegels von einer zylindrischen Spule umgeben ist, die eine zum Badspiegel senkrechte Badbewegung hervorruft, und bei welchem am oberen Teil des Schmelztiegels in der Nähe des Badspiegels .eine kreisende Badbewegung erzeugende Spulen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der obere, den Badspiegel bergende Teil des Tiegels trichterförmig erweitert und der Einwirkung eines .elektrischen Drehfeldes ausgesetzt ist, das, in einer zum Badspiegel parallelen Ebene verlaufend, in der oberen Badschicht eine solche kreisende Badbewegung erzeugt, daß die zum Badspiegel senkrechte Badbewegung derart gedämpft und begrenzt wird, - daßeinerseits unterhalb des Badspiegels eine kräftige Baddurchmischung erzielt, andererseits eine Durchbrechung der Schlackenschicht auf dem Badspiegel und damit ein Luftzutritt ziun Bad zuverlässig verhindert wird.
  2. 2. Ofen nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Tiegelteil von einem lamellierten Eisenring (6) umgeben ist, der eine zum Erzeugen eines Drehfeldes erforderliche Anzahl einzelner dem Tiegel zu gerichteter Polkerne (5) mit Spulen (8) trägt.
  3. 3. Ofen nach Anspruch t und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Spule (3) außen von lamellierten Eisenjochen (q.) umgeben ist, deren Anzahl der Polkernz.ahl des Ringes (6) entspricht. ¢. Ofen nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polkerne (5) mit den Joche (q.) leitend verbunden sind.
DEA75417D 1934-06-01 1935-02-26 Elektrischer Induktionsofen, insbesondere zum Schmelzen und Raffinieren von Stahl Expired DE706845C (de)

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