DE937432C

DE937432C - Vorrichtung zur elektrischen Wechselstrom-Erwaermung der Blockaufnehmer von Metallrohr- oder Strangpressen

Info

Publication number: DE937432C
Application number: DEB27228A
Authority: DE
Inventors: Erich Breuer; Karl-Heinz Dr Brokmeier
Original assignee: BROWN
Current assignee: BROWN
Priority date: 1953-08-29
Filing date: 1953-08-29
Publication date: 1956-01-05

Description

Vorrichtung zur elektrischen Wechselstrom-Erwärxnung der Blockaufnehmer von Metallrohr- oder Strangpressen Für die Beheizung- der Blockaufnehmer von Metallrohr- und Strangpressen bedient man sich mit Vorteil induktiver Heizeinrichtungen. Bei der gebräuchlichsten Anordnung hierfür besteht diese Heizeinrichtung aus Kupferstäben, die durch Bohrungen in dem Eisenkörper des Aufnehmers geführt sind und von Wechselstrom durchflossen werden. Die Erwärmung des Aufnehmers wird da: bei im wesentlichen durch die in ihm induzierten Wirbelströme bewirkt. Die Kupferstäbe werden dabei so bemessen, daß ihre Temperatur nur wenig höher wird als diejenige der sie umgebenden Eisenmassen des Aufnehmers. Die Stromdichte in den Kupferstäben in der Heizwicklung muß zu diesem Zwecke verhältnismäßig niedrig gewählt werden.
Derartige Einrichtungen arbeiten sehr gut, solange die Temperatur des Aufnehmers unterhalb des sogenannten Curie-Punktes bleibt, bei dem die Permeabilität des Eisens auf den Wert r abfällt.
Je nach Art des zu verpressenden Metalls und zur Erzielung kurzer Aufwärmzeiten für das Metall kann es nun aber erforderlich werden, die Temperatur des Blockaufnehmers bis über den Curie-Punkt zu treiben, der bei den üblichen Eisen- bzw. Stahlsorten etwa bei 76o° liegt.
Wenn die Temperatur des Aufnehmers diesen Wert erreicht, dann sinkt der induktive Widerstand der Heizeinrichtung stark ab. Falls man nicht zu einer durchaus unerwünschten Regulierung der Betriebsspannung greifen will, steigt damit die Stromaufnahme der Heizeinrichtung stark an, so daß dadurch die Heizleiter gefährdet werden.
Aber selbst wenn man eine Spannungsregelung mit in Kauf nehmen würde, so wäre doch, da auch der Widerstand des Stahlmaterials zunimmt, eine Erhöhung der Stromdichte in der Heizwicklung nicht zu vermeiden, um die nötige Heizleistung zu erzielen.
Die praktisch rein induktive Heizung des Blockaufnehmers mit einer Heizwicklung aus Kupfer bereitet unter diesen Umständen erhebliche Schwierigkeiten. Man müßte, um sie zu beheben, die Kupferwicklung künstlich kühlen, was aber natürlich den Wirkungsgrad der Einrichtung sehr herabsetzen würde.
Erfindungsgemäß werden bei Vorrichtungen zur elektrischen Wechselstrom-Erwärmung der Blockaufnehmer von Metallrohr- oder Strangpressen oder ähnlicher Teile auf hohe Temperaturen, insbesondere über 700°, mit im wesentlichen im Eisen des Blockaufnehmers liegenden Heizleitern die erwähnten Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß die Heizwicklung aus einem hochhitzebeständigen Widerstandsmaterial mit hohem Temperaturkoeffizienten hergestellt und derart bemessen wird, daß sie im unteren Temperaturgebiet überwiegend .als Induktionsheizung, im oberen Temperaturgebiet dagegen überwiegend als Widerstandsheizung wirkt.
Als Widerstandsmaterial, das der hohen Temperatur des Blockaufnehmers und dazu noch einer beträchtlichen Übertemperatur standhalten muß, kommen vor allem Nickel und Nickellegierungen, insbesondere Chrom-Nickel-Legierungen in Frage, und zwar vorzugsweise solche, deren Widerstand sich mit zunehmender Temperatur stark erhöht. Besonders geeignet sind auch Eisen-Chrom-Aluminium-Legierungen, die bei einem hohen spezifischen Widerstand auch einen hohen Temperaturkoeffizienten haben.
Bei passender Dimensionierung der aus den Heizleitern nebst Verbindungsstutzen bestehenden Wicklung bildet sich im unteren Temperaturbereich im Blöckaufnehmer ein starkes Magnetfeld aus, das eine entsprechende Wirbelstromheizung des Eisenmaterials bewirkt. Gleichzeitig ergibt das starke Magnetfeld auch eine hohe Induktivität der Heizleiter, ,so daß bei mäßiger Stromaufnahme die Heizung im wesentlichen auf induktivem Wege vor sich geht.
Steigt die Temperatur bis auf den Curie-Punkt, so wird mit dem Absinken der Permeabilität des Eisens auf den Wert r das Magnetfeld sehr viel schwächer. Entsprechend sinkt die Wirbelstrombildung im Eisen und damit die übertragene induktive Heizleistung.
Die hiermit verbundene Abnahme. der Induktivität der Heizwicklung wird zum Teil ausgeglichen durch die temperaturabhängige Zunahme ihres Widerstandes. Da jetzt die Wärmeentwicklung zum größten Teil in den Heizleitern selbst erfolgt, und die Wärme auf das Eisen des Aufnehmers durch Wärmeleitung übertragen werden muß, wozu ein entsprechendes Temperaturgefälle nötig ist, so stellt sich eine Temperatur der Heizwicklung ein, die erheblich höher ist als die Temperatur des Eisens.
Die Stromaufnahme der Wicklung bleibt dabei in annehmbaren Grenzen, während der mit der Temperatur zunehmende Leistungsfaktor bei der Endtemperatur angenähert diejenigen Werte erreicht, die einer reinen Widerstandsheizung entsprechen..
Eine Spannungsregelung ist bei der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung im allgemeinen nicht erforderlich. Sie kann aber selbstverständlich auch vorgesehen werden, falls besondere Umstände dies zweckmäßig erscheinen lassen.
In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Darin bedeutet z den eisernen mit einer Buchse aus Stahl ausgekleideten Blockaufnehmer. Die Heizwicklung aus hochhitzebeständigem Widerstandsmaterial besteht aus den Stäben 2, die durch Laschen 3 mäanderartig miteinander verbunden sind. Die Heizwicklung weist eine Isolierung q. aus hitzebeständigem Material mit möglichst guter Wärmeleitfähigkeit auf. Der Strom wird der Wicklung durch die Zuleitungen 5 zugeführt.
Statt der - dargestellten Wicklungsanordnung kann auch jede beliebige andere gewählt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Vorrichtung zur elektrischen Wechselstrom-Erwärmung der Blockaufnehmer von Metallrohr- oder Strangpressen oder ähnlicher Teile auf hohe Temperaturen, insbesondere über etwa 7o0°, mit im wesentlichen im Eisen des Blockaufnehmers liegenden Heizleitern, dar durdh gekennzeichnet, daß die Heizwicklung aus einem hochhitzebeständigen Widerstandsmaterial mit hohem Temperaturkoeffizienten besteht und derart bemessen ist, daß sie im unteren Temperaturgebiet überwiegend als Induktionsheizung, im oberen Temperaturgebiet dagegen überwiegend als Widerstandsheizung wirkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet; daß die Heizleiter aus Nickel oder einer Nickellegierung, insbesondere einer Chrom-Nickel-Legierung bestehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiter aus einer Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit hohem Temperaturkoeffizienten bestehen.