DE745186C - Elektrischer Induktionsofen mit Deckel aus Metall und keramischem Futter - Google Patents

Description

• Elektrischer Induktionsofen mit Deckel aus Metall und- keramischem Futter Das Einschmelzen und Raffinieren der verschiedenen Metalle geschieht meist in der Art, daß das Metallbad mit einer Schlacken-oder Salzdecke überschichtet wird. Das Metall reagiert mit diesen Stoffen, und die Verunreinigungen, welche aus der Schmelze entfernt werden sollen, gehen in die Schlacke über, so daß durch Diffusion an der Phasengrenzfläche zwischen Schlacke und Metall eine lebhafte chemische Reaktion stattfindet. Um diese Reaktion zu beschleunigen, werden vorzugsweise dünne, flüssige, hocherhitzte Schlacken verwendet, und gleichzeitig wird durch eine entsprechende Bewegung des Metallbades Sorge getragen; daß immer neue Teile desselben mit der ebenfalls in wallender Bewegung befindlichen Schlacke in Berührung kommen. Diese Maßnahme wird durch die physikalisch-chemische Tatsache nötig gemacht, -daß die Reaktionen im Schmelzfluß bei der Raffination der Metalle ausschließlich an den Phasengrenzflächen vor sich gehen und daher zu einem vollständigen Umsatz längere Zeit benötigen als die Ionenreaktionen in wäßrigen Lösungen. Uin die Zeit des Raffinatiönsvorganges und damit auch die Zeit der Erhitzung abzukürzen, ist man deshalb bestrebt, möglichst reaktionsfähige und dünnflüssige Schlacken zur Anwendung zu bringen: Diese reagieren aber nicht nur mit dem Metallbad, das dem Verfeinerungsprozeß unterworfen werden soll, sondern auch mit der keramischen Tiegelwand, die sie oft stark angreifen. Ganz besonders stark ist der Angriff an jenen Stellen der Tiegelwand, an welchen die Einwirkung der Schlacke durch den gleichzeitigen Zutritt @-on Luft unterstützt wird. Die lebhafte Bewegung der Schlackendecke führt zur raschen Ausspülung der Zustellung, so daß man sich verhältnismäßig oft genötigt sieht, den oberen Teit der Zustellung, der in weit höherem Maße der Zerstörung anheimfällt als die üblichen Tiegelwände, zu erneuern. Die Vornahine einer solchen Reparatur ist aber nur nach einer längeren Betriebspause, während welcher der Ofen vollständig erkalten kann, möglich. Diese Zeit der Unterbrechung des Betriebes wird noch dadurch verlängert, daß die nötigen Zustellungsteile einem langsam und sorgfältig durchgeführten Trocknungsprozeß unterworfen werden müssen. Man hat diesen übelstand auf die Weise zu beseitigen versucht, daß man Spezialschlacken und besondere Zustellungsmaterialien benutzte. Doch ist der Erfolg a11 dieser Versuche nur gering. Die Verteuerung des Betriebes durch die Verwendung solcher Mittel ist in vielen Fällen durch den geringen Erfolg nicht zu rechtfertigen.
• Man hat ferner auch versucht, die am stärksten gefährdeten Teile des Ofenfutters durch Anbringung von besonderen Schutzschichten der Einwirkung der Schlacke zu entziehen. Diese Maßnahmen sind aber nicht geeignet, basische Fütterung zum Zwecke der Stahlveredelung benutzbar zu machen und haben sich als zwecklos ergeben, weil ja die Schutzschichten selbst im Tiegel angebracht sind und es längst bekannt ist, daß dickere Futter bei Induktionsheizungen deshalb nicht möglich sind, weil dadurch der Leistungsfaktor der Anlage derartig sinkt, daß alle Vorteile der öfteren Benutzungsmöglichkeit desselben Futters von vornherein verlorengehen.
• Ja man ging sogar soweit, die Induktionsspule unterhalb der Badoberfläche und unterhalb der Verstärkung und trichterförmigen Erweiterung der Tiegelwandung anzuordnen, wodurch der Leistungsfaktor sinkt, und gerade dort, «-o die größten Wärmeverluste stattfinden, einfach gar keine Wirbelstromerregung bzw. Erhitzung stattfindet. Dies bewirkt eine Erstarrung der Schlacke, was ganz unzulässig ist, da gerade die Schlackenreaktionen für den Raffinationsvorgang wichtig sind.
• Diese Schwierigkeiten werden nun gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß man den aus Metall mit keramischem Futter bestehenden Ofendeckel so ausbildet, daß das als hohler Schutzkörper ausgebildete Futter so weit nach dem Ofen zu verlängert ist, daß es durch die Schlacke in das Metallbad reicht. Es wird also durch diese Ausbildung der Deckelzustellung ein Schutzzylinder erhalten, der die sonst am meisten angegriffenen Zonen des Tiegels vor den zerstörenden Einflüssen der Schlackendecke bewahrt. Dadurch er= geben sich folgende Vorteile: Es werden keine Betriebsunterbrechungen nötig, weil man zwei und mehr Deckel anwenden kann, «-elche ständig betriebsbereit sind.
• Die Kosten der Reparatur des Deckels und seine Handhabung sind gegenüber denjenigen, bei welchen der ganze Tiegel ausgebessert werden muß, gaim verschwindend klein.
• Die Erhitzung der Schlacke und des obersten Teiles der Schmelze bereitet keine Schwierigkeiten mehr.
• Es sind zwar schon elektrische Induktionsöfen mit De#zlcel aus Metall und keramischem Futter bekannt, aber sie zeigen nicht die Merkmale gemäß der Erfindung.
• Eine Ausführungsform des Erfindungsgedankens zeigt die Abbildung. i ist ein tiegelförmiger Ofen, der beispielsweise von einer Hochfrequenzspule :2 umgeben ist, der Deckel ist mit 3 bezeichnet und mit dem Futter 4 ausgekleidet. Diese Auskleidung setzt sich in Form einer zylindrischen Verlängerung 5 in der Richtung der Ofenachse in den Ofen hinein fort. Auf der Schmelze 6 schwimmt die Schlackendecke 7. Wie aus der Abbildung ersichtlich, wird der Tiegel so hoch gefüllt, daß nach Aufsetzen des Deckels die Schlacke sich innerhalb der zylindrischen Verlängerung des Deckels befindet und also nicht mehr die Tiegelwand berührt. Selbstverständlich wird dieser Teil der Deckelausfütterung dein starken Angriff der Schlacke unterworfen und einem verhältnismäßig starken Verschleiß ausgesetzt sein. Aber ein Verschleiß des Deckelfutters hat keine unwirtschaftlichen Betriebspausen zur Folge. Es bedeutet keinen besonderen Aufwand, einen Ofen mit zwei Deckeln auszustatten, von welchen jeweils der eine in Benutzung steht, während an dein anderen die erforderlichen Ausbesserungen vorgenommen «-erden.
• Die Ausfütterung des Deckels kann je nach Bedarf mit einem' basischen oder auch mit einem sauren Futter geschehen. Die Verwendung von Schutzgasatmosphären oder von Vakuum, also der Betrieb des Ofens in ganz geschlossenem Zustande, bereiten keinerlei Schwierigkeiten.
• Weiterhin ist es zweckmäßig, daß diejenigen Teile des Deckelfutters, «-elche mit der Schlackenschicht vorwiegend in Berührung kommen, eine für die Ausbesserung vorteilhafte schräge oder abgerundete Form aufweisen.
• Vorteilhaft sind die aktiven Spulenwicklungen am oberen Ende des Ofens so angeordnet, daß sie einen relativ stärkeren Kraftfluß als die übrigen Spulenteile erregen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRL CHE i. Elektrischer Induktionsofen mit Deckel aus Metall und keramischem Futter, dadurch gekennzeichnet, daß das als hohler Schutzkörper ausgebildete Futter so weit nach dein Ofen zu verlängert ist, daß es durch die Schlacke in das Metallbad reicht. z. Induktionsofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Teile des Deckelfutters, die mit der Schlackenschicht vorwiegend in Berührung kommen, eine für die Ausbesserung vorteilhafte schräge oder abgerundete Form aufweisen. 3. Induktionsofen nach den Ansprüchen i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Spulenwicklungen am oberen Ende des .Ofens so angeordnet sind, daß sie einen relativ stärkeren Kraftfluß als die übrigen Spulenteile erregen. Zur Abgrenzung des Annieldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind. im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... Nr. 535 18o, 590 597, 665 964; USA.-Patentschrift ...... Nr. 1 997 988.