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Kippbarer Niederfrequenzinduktionsofen, insbesondere für Leichtmetalle
Die bekannten Niederfrequenzinduktionsöfen sind vorzugsweise als Tiegelöfen ausgebildet,
die eine oder mehrere unten an den Tiegelraum anschließende, bogenförmige Schmelzrinnen
besitzen, die mit ihrem metallischen Inhalt die Sekundärwicklung eines unmittelbar
mit dem Ofen zusammengebauten Transformators bilden. Die Ausgießöffnung befindet
sich entweder oben an der Vorderseite des kippbaren Tiegels, oder es ist statt dessen
eine Abstichöffnung unterhalb des ßadspiegels vorgesehen. Ofen mit obenliegender
Ausgießöftnung sind meist so ausgeführt, daß die Ausgieß'schnauze beim Kippen des
Ofens einen möglichst geringen Weg beschreibt, d. 1i. die Ausgießschnauze liegt
in der Kippachse des Ofens. Das hat den Zweck, ein möglichst ruhiges Ausgießen der
Schmelze zii ermöglichen und den Weg von der Ausgießschnauze bis zu dem Gefäß bzw.
der Form, in die die Schmelze eingegossen werden soll, möglichst kurz zu halten.
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Deshalb ist man auch neuerdings dazu übergegangen, statt unmittelbar
aus dem Tiegel zu gießen, womit verschiedene Nachteile, wie langer Weg des Ausgußstrahles
durch die freie Luft, Wärmeverluste, Transportkosten usw. verbunden sind, lose Gießrinnen
zu benutzen, die meist zusätzlich beheizt werden. In diesem Fall ist eine wesentlich
genauere Führung des Strahles notwendig, was aber auch durch das bekannte Kippen
um die Ausgießschnauze nur unvollkommen erreicht werden kann, weil der Ausgußstrahl
einen Winkel, entsprechend der Kippung beschreibt. Auch muß das Metall immer noch
einen, wenn auch kurzen Weg durch die Luft Nehmen, was Wärmeverhiste
und
besonders bei Aluminium und dessen Legierungen, erhöhten Abbrand und die Entstehung
des sehr unerwünschten Metalloxyds mit sich bringt.
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Induktionsöfen, insbesondere solche für Leichtmetall, müssen bekanntlich
häufig gereinigt werden, bei manchen Legierungen sogar mehrmals am Tage. Zu diesem
Zweck muß der Tiegel bei den bekannten Ausführungen vollständig entleert werden,
um die Schmelzrinnen zugänglich zu machen. Da der Ofen zur Wiederinbetriebnahme
einen gewissen Restinhalt, Sumpf genannt, benötigt, ist dieser getrennt abzufüllen.
Dieses Abfüllen macht besondere Schwierigkeiten, wenn betriebsmäßig über eine lose
Rinne abgegossen wird, weil diese dann entfernt werden muß, um Platz für das Abfüllen
zu schaffen. In jedem Fall ist das Ausgießen des Sumpfes mit Schwierigkeiten und.
Nachteilen verbunden. Das Ausgießen undWiederauffüllen bringt dabei nicht nur Zeitverluste
sondern auch zusätzliche Wärmeverluste und infolge der innigen Luftberührung bei
dem zweimaligen Umgießen eine erhebliche und sehr nachteilige Oxyd- und Gasanreicherung
mit sich.
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Um die Wärmeverluste zu decken, ist es üblich, den Sumpf vor dem Ausgießen
zu überhitzen, wodurch eine weitere Verstärkung der Oxydbildung verursacht wird.
Ferner werden dabei, vor allem bei empfindlichen Legierungen, auch die metallurgischen
Eigenschaften tder Schmelze verschlechtert.
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Die vorstehend aufgeführten Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt,
die sich auf kippbare Niederfrequenzinduktionsöfen, insbesondere für Leichtmetalle
und deren Legierungen, mit Drehzapfen und einer oder mehreren Schmelzrinnen bezieht
und darin besteht, daß die Ausgieß6ffnung im .Drehzäpfen angeordnet ist, wobei die
beiden Drehzapfen eine derartige Lage haben, daß beim Kippen des Ofens bis zum Entleeren
der Schmelzrinnen noch ein Rest der Schmelze in dem Tiegel verbleibt, der groß genug
ist; um die Schmelzrinnen beim Zurückkippen des Ofens wieder zu füllen und den Stromkreis
durch die Schmelze zu schließen. Um auch den Sumpf aus dem Ofen zu entfernen, wird
der Ofen über die oben bezeichnete Lage hinaus gekippt und kann so vollständig entleert
werden, da für diesen Zweck noch eine Hilfsausgieß,schnauze angeordnet ist, welche
diese Entleerung wesentlich erleichtert.
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Falls erforderlich, können auch beide Drehzapfen in der oben bezeichneten
Weise hohl ausgebildet sein, so daß die Schmelze nach zwei Seiten auslaufen kann.
Zweckmäßigerweise werden die öffnungen in den Drehzapfen nicht zentral zur Drehachse,
sondern um einen gewissen Winkel geneigt zur Mittellinie des Zapfens gelegt, damit
sie im gekippten Zustand auch vollständig entleert werden. Die Bohrungen in den
Drehzapfen können konisch ausgeführt werden.
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Ein großer Vorteil der neuen Ausführung ist der, daß der Metallsumpf
in dem warmen Ofen verbleiben kann und daß auf diese Weise nicht nur sonst unvermeidliche
Wärmeverluste eingespart werden, sondern daß auch das oben beschriebene schädliche
Überhitzen des Sumpfes vermieden werden kann. Bedenken, die gegen das Verbleiben
des Sumpfes im Ofen deshalb erhoben werden könnten, weil Krätze, die aus der Schmelzrinne
herausgefordert wird, in das Bad fällt, sind nicht begründet, weil die Krätze auf
dem Bad schwimmt und notwendigenfalls. leicht abgeschöpft werden kann.
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Ein weiterer Vorteil ist der, da:ßi die Ausgießöffnung stets an derselben
Stelle .des Raumes bleibt und daß der ausfließende Strahl stets in vollkommen gleichbleibender
Richtung austritt. Ein Ableitungsrohr oder eine lose Gießrinne, die z. B. zu einem
Warmhalteofen führt, kann ohne jede Schwierigkeit angeschlossen werden.
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Es ist zwar bereits ein Vakuumhochfrequenzofen bekannt geworden, bei
dem das Ausgießen ebenfalls durch eine hohl ausgeführte Drehachse erfolgt; jedoch
ist hierbei die Bohrung tief gelegt, damit beim Kippen des Ofens in die horizontale
Lage eine vollständige Entleerung erfolgt. Im vorliegenden Fall wird dies aber gerade
nicht gewünscht. Da eine vollständige Entleerung hin und wieder doch nötig wird,
ist noch eine Hilfsausgieß.-schnauze, wie bisher üblich, vorn oben am Tiegel vorgesehen,
durch welche der Sumpf durch weiteres Kippen vollständig abgegossen werden kann,
was z. B. bei Reparatur am Tiegel in Frage kommt.
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In der Abb. i ist ein Ofen im Senkrechtschnitt und in Abb. 2 im Grundrißschnitt
durch die seitliche Aus.gießöffnung dargestellt. Zu Abb. 2 gehört noch ein Teilschnitt
Abb. 3, woraus die geneigte Lage der Ausgießöffnung gegenüber der Drehachse ersichtlich
ist. Abb. q: zeigt den Ofen in gekipptem Zustand. In den Abbildungen ist der Tiegel
mit i, die Schmelzrinne mit 2, die Ausgießöffnung mit 3 bzw. in Abb. 3 mit 6 bezeichnet.
Die Hilfsausgießschnauze ist mit q. bezeichnet. Deren Lage und Neigung hängt von
der Form des Tiegels i bzw. von der Bauart der Kippvorrichtung ab. Es ist vorteilhaft,
wenn die Schmelzrinne zum Zweck der Reinigung ungefähr waagerecht liegt. Dabei muß
bei dieser Lage des Ofens noch ein Rest der Schmelze im Tiegel verbleiben. Die zweite
Drehachse 5 ist in Abb. 2 massiv ausgeführt, sie kann aber auch wie der Drehzapfen
7 mit einer Bohrung 3 versehen sein.