NL9001005A - Appts. and method for inductively melting metal without crucible - involves placing metal to be melted on support within induction coil designed to maximise EMF to lower portion of metal - Google Patents
Appts. and method for inductively melting metal without crucible - involves placing metal to be melted on support within induction coil designed to maximise EMF to lower portion of metal Download PDFInfo
- Publication number
- NL9001005A NL9001005A NL9001005A NL9001005A NL9001005A NL 9001005 A NL9001005 A NL 9001005A NL 9001005 A NL9001005 A NL 9001005A NL 9001005 A NL9001005 A NL 9001005A NL 9001005 A NL9001005 A NL 9001005A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- metal
- amount
- induction coil
- coil
- melting
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/22—Furnaces without an endless core
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
- F27D11/12—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces with electromagnetic fields acting directly on the material being heated
Abstract
Description
INRICHTING VOOR HET INDUCT IE SMELTEN VAN METALEN ZONDER KROESDEVICE FOR INDUCTION MELTING METALS WITHOUT CRIMP
De uitvinding heeft betrekking op het inductiesmel-ten van een hoeveelkheid metaal zonder dat een kroes of een andere houder nodig is. In plaats daarvan wordt een magneetveld gebruikt voor het omsluiten van de smelt.The invention relates to the induction melting of an amount of metal without the need for a crucible or other container. Instead, a magnetic field is used to enclose the melt.
Bij de vervaardiging van metalen gietstukken is het van belang verontreiniging van het metaal met insluitingen die niet een metaal zijn, te vermijden. Deze insluitingen zijn gewoonlijk oxyde-fasen en worden gewoonlijk gevormd door een reactie tussen de metalen die worden gesmolten, en de kroes waarin zijn worden gesmolten. Het is lang een doel geweest van metaal gieters een dergelijke verontreiniging te vermijden door kroezen te gebruiken die een minimale reactiviteit met de smelten hebben. Echter reageren sommige legeringen, in het bijzonder nikkel gebaseerde superlege-ringen die aanzienlijke hoeveelheden aluminium, titaan of hafnium bevatten, krachtig met oxyde-kroezen en vormen zij tijdens het smelten insluitingen.In the manufacture of metal castings, it is important to avoid contamination of the metal with non-metallic inclusions. These inclusions are usually oxide phases and are usually formed by a reaction between the metals being melted and the crucible in which they are melted. It has long been a goal of metal watering cans to avoid such contamination by using crucibles that have minimal reactivity with the melts. However, some alloys, particularly nickel-based superalloys containing significant amounts of aluminum, titanium or hafnium, react vigorously with oxide crucibles and form inclusions during the melting process.
In het geval van legeringen op basis van titaan en legeringen van moeilijk smeltbare metalen (wolfraam, tantaal, mo-lybdeen, niobium, hafnium, rhenium en zirkoon) is het smelten in een kroes praktisch onmogelijk als gevolg van de heftigheid van de reacties met de kroes. Zo is een verbandhoudend doel van metaalgie-ters het vinden van een wijze waarop deze legeringen zonder verontreiniging kunnen worden gesmolten.In the case of titanium-based alloys and alloys of difficult-to-melt metals (tungsten, tantalum, molybdenum, niobium, hafnium, rhenium and zircon), melting in a crucible is practically impossible due to the severity of the reactions with the crucible. For example, a related goal of metal casters is to find a way to melt these alloys without contamination.
Tot nu toe zijn er twee belangrijke methoden voor het vermijden van verontreiniging vanuit een kroes bij het smelten van een metaal geweest. De ene methode is smelten in een "koude" kroes waarbij een met water gekoelde kroes van koper wordt gebruikt. De vulling met metaal dat door inductie, een electrische boog, een plasma-fakkel of een electronenstraal als energiebron kan worden gesmolten, stolt tegen de koude wand van de kroes van koper. Daarna wordt het vloeibare metaal gehouden in een "hersenpan" van vast metaal van zijn eigen samenstelling, in plaats van dat het in contact komt met de wand van de kroes.Until now, there have been two main methods of avoiding contamination from a crucible when melting a metal. One method is to melt in a "cold" crucible using a water-cooled copper crucible. The metal filling that can be melted as an energy source by induction, an electric arc, a plasma torch or an electron beam, solidifies against the cold wall of the copper crucible. Then, the liquid metal is held in a solid metal "brain pan" of its own composition, rather than in contact with the crucible wall.
Een andere methode is smelten in zwevende toestand. Bij het smelten in zwevende toestand wordt een hoeveelheid metaal die moet worden gesmolten/ electromagnetisch in de ruimte zwevend gehouden terwijl het metaal wordt verhit. De Amerikaanse octrooien nr. 2686864 en 4578552 beschrijven methodes voor het gebruikmaken van inductiespoelen voor het zwevend houden van een hoeveelheid metaal en het inductief verhitten daarvan.Another method is floating melting. In the floating melting process, an amount of metal to be melted / held electromagnetically in space while the metal is heated. U.S. Pat. Nos. 2686864 and 4578552 describe methods of using induction coils to float an amount of metal and inductively heat it.
Het smelten in een koude kroes en het zwevend smelten verbruiken noodzakelijkerwijs een grote hoeveelheid energie. In het geval van het smelten in een koude kroes is alleen al een aanzienlijke hoeveelheid energie nodig voor het in de pan houden van de plas gesmolten metaal en veel van de verwarmingsenergie die in het metaal wordt gebracht/ moet opzettelijk worden afgevoerd juist om het vaste buitengedeelte in stand te houden. Bij het zwevend smelten is energie nodig om het metaal in zweving te houden. Bovendien veroorzaakt in vergelijking met het oppervlak van een gesmolten bad in een gebruikelijke kroes het zwevend smelten dat de hoeveelheid metaal een groot oppervlaktegebied heeft, hetgeen een bron van warmteverlies door straling is. Er is extra energie nodig voor het in stand houden van de temperatuur van het metaal.Melting in a cold crucible and floating melting necessarily consume a large amount of energy. In the case of melting in a cold crucible alone, a considerable amount of energy is required to keep the pool of molten metal in the pan and much of the heating energy that is introduced into the metal / must be deliberately dissipated just around the solid outdoor unit to maintain. Floating melting requires energy to keep the metal floating. Moreover, compared to the surface of a molten bath in a conventional crucible, the floating melt causes the amount of metal to have a large surface area, which is a source of heat loss from radiation. Additional energy is required to maintain the temperature of the metal.
Voor legeringen die gematigd reactief zijn met kroezen, zoals de hierboven aangeduide superlegeringen op basis van nikkel, is gebruik gemaakt van een proces dat het "Birlec"-proces wordt genoemd. Dit proces werd ontwikkeld door de Birmingham Electric Company in het Verenigd Koninkrijk. In het Birlec-proces wordt gebruik gemaakt van inductie voor het smelten van juist voldoende metaal om één gietstuk te gieten. In plaats van het op gebruikelijke wijze gieten van metaal uit de kroes wordt deze echter op zijn kant gezet en krijgt de smelt gelegenheid over de rand van de kroes te lopen waarbij de kroes een opening heeft in zijn bodem die is bedekt met een "munt" of "knoop" van metaal van de vulling. Nadat de vulling is gesmolten smelt warmte-overdracht vanuit de gesmolten vulling naar de munt waardoor het gesmolten metaal door de opening heen kan vallen in een eronder gereed staande gietvorm.Modes which are moderately reactive with crucibles, such as the nickel-based superalloys referred to above, have used a process called the "Birlec" process. This process was developed by the Birmingham Electric Company in the United Kingdom. The Birlec process uses induction to melt just enough metal to cast one casting. However, instead of pouring metal from the crucible in the usual manner, it is set on its side and the melt is allowed to run over the rim of the crucible with the crucible having an opening in its bottom covered with a "coin" or metal "button" of the filling. After the fill has melted, heat transfer melts from the melted fill to the coin, allowing the molten metal to drop through the opening in a ready mold below.
Door een kleine hoeveelheid metaal te gebruiken met de juiste inductiesmeltfrequentie en het juiste vermogen in het Birlec-proces kan het metaal als het ware in een "opper" worden gezet of gedeeltelijk zwevend worden gemaakt en van de zijden van de kroes vandaan gehouden gedurende een groot deel van het smeltpro-ces, waarbij aldus contact met de zijwand van de kroes minimaal wordt gemaakt, ofschoon dit contact niet geheel wordt opgeheven. Een dergelijk proces is momenteel in gebruik voor de productie van eenkristals verloren-model-gietstukken voor de gasturbine-industrie. Zie "From Research To Cost-Effective Directional Solidification And Single-Crystal Production—An Integrated Approach" van G. J. S. Higgenbotham, Materials Science and Technology, Vol. 2, mei 1986, biz. 442-460.By using a small amount of metal with the correct induction melting frequency and power in the Birlec process, the metal can, as it were, be "stacked" or partially floated and kept away from the sides of the crucible for a long time. part of the melting process, thus minimizing contact with the side wall of the crucible, although this contact is not completely canceled. Such a process is currently in use for the production of single-crystal lost-model castings for the gas turbine industry. See "From Research To Cost-Effective Directional Solidification And Single-Crystal Production — An Integrated Approach" from G. J. S. Higgenbotham, Materials Science and Technology, Vol. 2, May 1986, biz. 442-460.
Het gebruikmaken van het in een "opper" zetten voor het smelten van moeilijk smeltbare legeringen en titaanlegeringen werd beproefd door het Amerikaanse leger in Watertown Arsenal in de vijftiger jaren met gebruikmaking van kroezen van koolstof. Zie J. Zothos, P. J. Ahearn en Η. M. Green, "Ductile High Strength Titanium Castings By Induction Melting", American Foundrymens"s Society Transactions, Vol. 66, 1958, blz. 225-230· In de zeventiger jaren werd een poging gedaan om hun resultaten te verbeteren door het proces waarbij een "opper" wordt gevormd, te combineren met het Birlec-proces. Zie T.S. Piwonka en C.R. Cook, "Induction Melting and Casting of Titanium Alloy Aircraft Components," rapport AFFL-TR-72-168, 1972, Air Force Systems Command, Wright-Patterson, AFB, Ohio. Geen van deze pogingen slaagde in het elimineren van verontreiniging met koolstof vanuit de kroes en er was geen bevredigende methode voor het beheersen van de uitschenktemperatuur van het metaal met de nauwkeurigheid die nodig is voor werk voor de ruimtevaart.Using an "overlay" to melt difficult-to-melt alloys and titanium alloys was tested by the United States military in Watertown Arsenal in the 1950s using carbon crucibles. See J. Zothos, P. J. Ahearn and Η. M. Green, "Ductile High Strength Titanium Castings By Induction Melting", American Foundrymens "Society Transactions, Vol. 66, 1958, pp. 225-230 · An attempt was made in the 1970s to improve their results through the process forming a "stack" to be combined with the Birlec process. See TS Piwonka and CR Cook, "Induction Melting and Casting of Titanium Alloy Aircraft Components," report AFFL-TR-72-168, 1972, Air Force Systems Command , Wright-Patterson, AFB, Ohio. None of these attempts succeeded in eliminating carbon contamination from the crucible, and there was no satisfactory method of controlling the metal pouring temperature with the accuracy required for aerospace work .
In het kort is er tot nu toe geen doeltreffende wijze geweest voor het versmelten en beheersen van de schentempera-tuur die verontreiniging vanuit de kroes vermijdt. Er bestaat behoefte aan een dergelijke manier, in het bijzonder voor sterk reac-tieve metalen, zoals moeilijk smeltbare metalen en hun legeringen en titaan en zijn legeringen, en voor matig reactieve legeringen, zoals op nikkel gebaseerde superlegeringen en roestvaste staalsoorten.Briefly, there has hitherto not been an effective way of fusing and controlling the spring temperature avoiding contamination from the crucible. There is a need for such a way, especially for highly reactive metals, such as hard-to-melt metals and their alloys and titanium and its alloys, and for moderately reactive alloys, such as nickel-based superalloys and stainless steels.
De uitvinding is een inrichting en een werkwijze voor het inductiesmelten van een hoeveelheid metaal zonder een houder. De hoeveelheid metaal of "vulling" wordt binnen een inductie-spoel geplaatst die op het metaal een electromagnetische kracht uitoefent die toeneemt naar het bodemgedeelte van de vulling toe. De vulling staat vrij op een steun. Door de steun heen is een opening en de steun is verder voorzien van een orgaan voor het op een tevoren gekozen temperatuur houden van de steun.The invention is an apparatus and a method for induction melting an amount of metal without a container. The amount of metal or "fill" is placed within an induction coil which exerts an electromagnetic force on the metal that increases towards the bottom portion of the fill. The filling is free on a support. There is an opening through the support and the support is further provided with a means for maintaining the support at a preselected temperature.
In een voorkeursuitvoering van de uitvinding is de inductiespoel verplaatsbaar ten opzichte van de metalen vulling. Aan het begin van het smeltproces is de spoel zo gepositioneerd dat slechts een gedeelte van de metalen vulling binnenin de spoel is geplaatst en dit gedeelte van de vulling wordt inductief verhit tot een tevoren gekozen temperatuur. Vervolgens wordt de spoel omlaag gebracht om praktisch de gehele metalen vulling te omgeven zodat de gehele metalen vulling kan worden verhit.In a preferred embodiment of the invention, the induction coil is movable relative to the metal filling. At the beginning of the melting process, the coil is positioned so that only a portion of the metal filling is placed inside the coil and this portion of the filling is heated inductively to a pre-selected temperature. Then the coil is lowered to substantially surround the entire metal filling so that the entire metal filling can be heated.
In een andere voorkeursuitvoering van de uitvinding zijn tenminste de bovenste windingen van de spoel gewikkeld in een richting tegengesteld aan die van de overige windingen om zo het gaan zweven van de metalen vulling tijdens het smelten daarvan te voorkomen. Nadat de metalen vulling door middel van de inductiespoel is gesmolten, loopt het vloeibare metaal door de opening in de steun heen in hetzij een gietvorm met een inlaatopening in open verbinding met de opening in de steun of anders op een draaibare schijf dicht bij de opening in de steun.In another preferred embodiment of the invention, at least the top windings of the coil are wound in a direction opposite to that of the other windings so as to prevent the metal filling from floating during melting thereof. After the metal fill is melted by the induction coil, the liquid metal passes through the opening in the support in either a mold with an inlet opening in open communication with the opening in the support or else on a rotatable disc close to the opening in the support.
In nog een andere voorkeursuitvoering van de uitvinding is het volume voor het opvangen van de metalen vulling omgeven door een gesloten kamer met middelen voor het beheersen van de atmosfeer daarin.In yet another preferred embodiment of the invention, the volume for receiving the metal fill is surrounded by a closed chamber with means for controlling the atmosphere therein.
De werkwijze omvat de stappen van het plaatsen van de hoeveelheid metaal binnen in de inductiespoel en het bekrachtigen van de inductiespoel zodat de hoeveelheid metaal wordt verhit tot tenminste zijn smeltpunt waardoor verontreinigingen in de hoeveelheid metaal gedwongen worden te migreren naar het oppervlak van de hoeveelheid metaal. Wanneer het gesmolten metaal door de opening in de steun heengaat blijft een krans van vast metaal met een verhoudingsgewijs grotere hoeveelheid verontreinigingen dan de rest van de hoeveelheid metaal achter op het oppervlak van de steun om daardoor de hoeveelheid metaal die door de opening in de steun is heengegaan, te zuiveren.The method includes the steps of placing the amount of metal inside the induction coil and energizing the induction coil so that the amount of metal is heated to at least its melting point thereby forcing impurities in the amount of metal to migrate to the surface of the amount of metal. As the molten metal passes through the opening in the support, a solid metal wreath with a proportionately greater amount of contaminants than the rest of the amount of metal remains on the surface of the support, thereby reducing the amount of metal passing through the opening in the support gone, to purify.
De uitvinding wordt hierna toegelicht in een beschrijving aan de hand van een tekening. De tekening toont een uit- * voeringsvorm die op dit tijdstip de voorkeur heeft.The invention is explained below in a description with reference to a drawing. The drawing shows a preferred embodiment at this time.
Fig. 1 is een schematisch aanzicht van een vulling van vast metaal die is geplaatst binnen de inductiespoel volgens de uitvinding en die wordt gedragen door een steun.Fig. 1 is a schematic view of a solid metal fill placed within the induction coil of the invention and carried by a support.
Fig. 2 en fig. 3 tonen opeenvolgende stappen van het smelten van de vulling in de inductiespoel. In deze figuren is door arcering het metaal in vaste toestand aangegeven.Fig. 2 and 3 show successive steps of melting the filling in the induction coil. In these figures the metal in solid state is indicated by shading.
Fig. 4 is een schematisch aanzicht van het gesmolten metaal binnen in de inductiespoel volgens de uitvinding terwijl het in een gietvorm wordt geschonken.Fig. 4 is a schematic view of the molten metal inside the induction coil of the invention as it is poured into a mold.
Fig. 5 is een schematisch aanzicht van een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding waarbij de vulling die moet worden gesmolten, is geplaatst op een verhoging die ten opzichte van de inductiespoel verplaatsbaar is.Fig. 5 is a schematic view of another embodiment of the invention in which the fill to be melted is placed on an elevation movable relative to the induction coil.
Fig. 6 en fig. 7 zijn aanzichten met bijzonderheden van de steun.Fig. 6 and 7 are views with details of the support.
Fig. 8 toont een andere uitvoeringsvorm van een steun volgens de uitvinding.Fig. 8 shows another embodiment of a support according to the invention.
Fig. 9 en fig. 10 tonen andere uitvoeringsvormen van de uitvinding.Fig. 9 and FIG. 10 show other embodiments of the invention.
Fig. 1 is een schematisch aanzicht van de inductie-oven volgens de uitvinding. Een vulling 12 van vast metaal is geplaatst binnen een inductiespoel 10 met een aantal windingen 14. Bij bekrachtiging op bekende wijze genereert de spoel 10 een magneetveld dat wervelstromen in de vulling 12 induceert om daardoor de vulling te verhitten. De algemene beginselen van inductieverwar-ming en smelten zijn algemeen bekend en behoeven hier niet in bijzonderheden te worden beschreven.Fig. 1 is a schematic view of the induction furnace according to the invention. A solid metal fill 12 is disposed within an induction coil 10 having a plurality of turns 14. When energized in known manner, the coil 10 generates a magnetic field that induces eddy currents in the fill 12 to thereby heat the fill. The general principles of induction heating and melting are well known and need not be described in detail here.
De spoel 10 genereert tevens een electromagnetische kracht op de vulling 12 bij bekrachtiging van de spoel 10. De windingen 14 zijn zo geschikt dat de electromagnetische kracht die zij produceren, zal zijn geconcentreerd naar het onderste gedeelte van de vulling 12 toe. In de voorkeursuitvoering zijn de onderste windingen verdubbeld, verdrievoudigd of op andere wijze vermenigvuldigd naar de onderzijde van de spoel toe. Anders kunnen de windingen 14 zo zijn geschikt dat de windingen naar de onderzijde van de vulling 12 dicht bij de vulling 12 liggen dan de bovenaan gelegen windingen. Een ander alternatief is het verschaffen van een aantal afzonderlijke energiebronnen die elk overeenkomen met een ander gedeelte van de vulling 12 en de spoel 14 zodat met de onderste windingen een grotere electrische energietoevoer is verbonden.The coil 10 also generates an electromagnetic force on the fill 12 upon energization of the coil 10. The windings 14 are so suitable that the electromagnetic force they produce will be concentrated towards the bottom portion of the fill 12. In the preferred embodiment, the bottom turns are doubled, tripled, or otherwise multiplied toward the bottom of the coil. Otherwise, the windings 14 may be arranged so that the windings toward the bottom of the fill 12 are closer to the fill 12 than the top windings. Another alternative is to provide a number of separate energy sources, each of which corresponds to a different part of the filling 12 and the coil 14, so that a larger electric energy supply is connected to the lower windings.
De vulling 12 rust voordat deze is gesmolten, op een steun 18 die is voorzien van een daardoorheen lopende opening 20. De steun 18 is weergegeven als een ronde ring, maar behoeft niet rond te zijn. Echter verdient het de voorkeur dat de opening 20 rond is. De steun 18 is voorzien van middelen voor het in stand houden van een tevoren gekozen temperatuur die betrekkelijk laag is in vergelijking met de vulling 12 wanneer deze is gesmolten. Een kenmerkend middel voor het koelen van de steun 18 bestaat uit inwendige holtes 22 waardoorheen een vloeibaar koelmiddel, toegevoerd door een pijp 24, circuleert. Voor de steun 18 is koper een materiaal dat de voorkeur heeft.The filling 12 rests before it is melted on a support 18 which has an opening 20 passing therethrough. The support 18 is shown as a round ring, but need not be round. However, it is preferred that the opening 20 be round. The support 18 is provided with means for maintaining a preselected temperature which is relatively low compared to the filling 12 when it is melted. A typical means of cooling the support 18 consists of internal cavities 22 through which a liquid coolant supplied through a pipe 24 circulates. For support 18, copper is a preferred material.
De bovenste winding 16 van de inductiespoel 10 is gewonden in een richting tegengesteld aan die van de overige windingen 14 van de inductiespoel· Deze omgekeerde winding heeft het effect dat wordt verhinderd dat de vulling 12 gedeeltelijk in zweving komt of een "opper" vormt. Indien het metaal gedeeltelijk in zweving zou zijn, zou het door de gedeeltelijke zweving gecreëerde overmatige oppervlak een bron van warmteverlies door straling zijn hetgeen het smeltrendement van de spoel zou doen afnemen. Deze soort spoel waarin de naar boven gerichte zwevingskracht wordt tegengewerkt door een kracht in de tegengestelde richting vanuit de bovenzijde van de spoel/ is bekend als een "opsluit"-spoel/ in tegenstelling tot een zwevingsspoel als is beschreven in de Amerikaanse octrooien 2686864 en 4578552. Zonodig kunnen meer dan één van de bovenste windingen van de inductiespoel effectief worden gewikkeld in de richting tegengesteld aan die van de resterende windingen in de spoel teneinde een voldoende naar beneden gerichte op-sluitkracht te verschaffen om de naar boven gerichte zwevingskracht van de rest van de windingen in de spoel tegen te werken. Het in zweving komen kan ook worden voorkomen door gebruik te maken van een geschikt uitgevoerde passieve inductor, zoals een schijf, ring of dergelijke constructie die boven de vulling 12 is geplaatst en die de zwevingskrachten onderdrukt.The top turn 16 of the induction coil 10 is wound in a direction opposite to that of the other turns 14 of the induction coil. This reverse turn has the effect of preventing the fill 12 from partially floating or forming a "stack". If the metal were partially floating, the excess surface created by the partial floating would be a source of heat loss from radiation, which would decrease the melting efficiency of the coil. This type of coil in which the upwardly directed beating force is counteracted by a force in the opposite direction from the top of the coil / is known as a "retaining" coil / as opposed to a beating coil as described in U.S. Patents 2686864 and 4578552 If necessary, more than one of the top windings of the induction coil can be effectively wound in the direction opposite to that of the remaining windings in the coil to provide a sufficient downwardly locking force to provide the upwardly floating force of the rest of the coil. counteract the windings in the coil. Floating can also be prevented by using a suitably constructed passive inductor, such as a disc, ring, or the like, which is placed above the filler 12 and which suppresses the floating forces.
De vulling 12 in vaste vorm wordt binnen de spoel 10 geplaatst onmiddellijk naast de windingen 14 maar zonder daarmee in aanraking te komen. Benadrukt wordt nog eens dat er geen kroes wordt gebruikt. De windingen 14 van de spoel zijn zo geplaatst dat de magnetische kracht die wordt opgewekt, het metaal steunt wanneer het is gesmolten, en het metaal opsluit in een cilindervormig volume dat concentrisch is met de hartlijn van de spoel, terwijl het in zweving komen van de smelt wordt verhinderd door de hierboven beschreven voorziening.The solid fill 12 is placed within the coil 10 immediately adjacent to the windings 14 but without contacting it. It is emphasized again that no crucible is used. The coils 14 of the coil are positioned so that the magnetic force generated generates the metal when melted and confines the metal in a cylindrical volume that is concentric to the axis of the coil, while floating the melt is prevented by the above-described feature.
Bij het aanleggen van een spanning over de spoel 10 begint het metaal te smelten vanaf de bovenkant van de vulling (het metaal 12 in vaste vorm is gearceerd aangegeven en het vloeibare metaal 12a is met stippels aangegeven) zoals getoond in fig. 2. Naar mate het smelten verder gaat, zoals getoond in fig. 3, neemt het vloeibare gedeelte 12a toe en verplaatst het zich naar beneden in de vulling. Vanwege de sterke magnetische krachten die worden geleverd door de extra windingen aan de voet van de inductiespoel 10, loopt het vloeibare gedeelte 12a niet over de zijkanten van de vulling 12 maar blijft opgesloten in de oorspronkelijke ruimte die door de vulling 12 in vaste vorm werd ingenomen.When a voltage is applied across the coil 10, the metal begins to melt from the top of the fill (the metal 12 in solid form is shown in hatched form, and the liquid metal 12a is shown in dots) as shown in Fig. 2. the melting continues, as shown in Fig. 3, the liquid portion 12a increases and moves down into the fill. Due to the strong magnetic forces provided by the additional windings at the base of the induction coil 10, the liquid portion 12a does not run over the sides of the fill 12 but remains trapped in the original space occupied by the fill 12 in solid form .
Tenslotte smelt de warmte-overdracht vanuit het vloeibare metaal 12a naar de resterende vulling 12 in vaste vorm de gehele vulling 12 behalve een metalen rand die rechtstreeks rust op de steun 18. Wanneer het gedeelte van de vulling 12 in vaste vorm dat grenst aan de opening 20, tenslotte doorsmelt/ zal het vloeibare metaal door de opening 20 heengaan en in de opening 30 van de gietvorm 32 vallen of in een andere houder. De vulling 12 kan zo zijn bemeten dat deze hetzelfde volume heeft als de gietvorm 32. Omdat de steun 18 op een betrekkelijk lage temperatuur wordt gehouden door middel van de koeling met de pijp 24 en de inwendige holtes 22, zal het metaal dicht bij de steun 18, in fig. 4 aangegeven met 26, in vaste vorm blijven.Finally, the heat transfer from the liquid metal 12a to the remaining solid fill 12 melts the entire fill 12 except for a metal rim that rests directly on the support 18. When the portion of the fill 12 solid adjacent the opening 20, finally the liquid metal will melt / will pass through the opening 20 and fall into the opening 30 of the mold 32 or into another container. The filling 12 may be sized to have the same volume as the mold 32. Since the support 18 is kept at a relatively low temperature by cooling with the pipe 24 and the internal cavities 22, the metal will be close to the support 18, denoted by 26 in FIG. 4, remain in solid form.
De inductiesmeltwerkwijze volgens de uitvinding is gebleken het bijkomende voordeel te hebben dat slakken en andere verontreinigingen voor de vulling 12 van metaal worden verwijderd wanneer de vulling 12 smelt en het gesmolten metaal 12a door de opening 20 heengaat. In de loop van het inductief smelten van de vulling 12 zal een hoeveelheid slakken en verontreinigingen migreren naar het oppervlak van de gesmolten vulling 12a. Deze hoeveelheid slakken is in fig. 3 aangegeven als een gearceerd gebied 13. Omdat de opening 20 bij voorkeur is aangebracht in de as van de cilindervormige vulling 12, is de opening 20 verwijderd van de zone slakken 13. Wanneer het vloeibare gedeelte 12a door de bodem van de vulling 12 in vaste vorm heen breekt en door de opening 20 heengaat, zullen de geconcentreerde slakken 13 zich afzetten langs de buitenomtrek van de steun 18. Het metaal dicht bij de steun 18, dat afkoelt tegen het oppervlak van de steun 18 terwijl het grootste deel van het gesmolten metaal 12a door de opening 20 heen wegloopt, bestaat daarom voor het grootste deel uit slakken en andere verontreinigingen. Deze hoeveelheid metaal, aangegeven in fig. 4 met 26, zal niet in de gietvorm 32 binnenkomen. De werkwijze volgens de uitvinding heeft dus het effect de vulling 12 van metaal verder te zuiveren terwijl deze in de gietvorm 32 wordt geschonken.The induction melting process according to the invention has been found to have the additional advantage of removing slag and other impurities from the metal filling 12 as the filling 12 melts and the molten metal 12a passes through the opening 20. In the course of the inductive melting of the filling 12, an amount of slag and impurities will migrate to the surface of the melted filling 12a. This amount of slag is indicated in Fig. 3 as a hatched area 13. Since the opening 20 is preferably arranged in the axis of the cylindrical filling 12, the opening 20 is removed from the zone of slag 13. When the liquid portion 12a passes through the bottom of the filling 12 breaks in solid form and passes through the opening 20, the concentrated slags 13 will deposit along the outer circumference of the support 18. The metal close to the support 18, which cools against the surface of the support 18 while therefore, the major part of the molten metal 12a running out through the opening 20 consists, for the most part, of slag and other contaminants. This amount of metal, indicated in Fig. 4 by 26, will not enter the mold 32. The method according to the invention thus has the effect of further purifying the metal filling 12 while it is poured into the mold 32.
Het dient te worden herhaald dat het doel van het veld dat wordt geleverd door de extra windingen 14 van de spoel naar het onderste gedeelte van de vulling 12 toe, het opsluiten van de vloeibare vulling 12a in de ruimte binnen de spoel 10 is, alsmede het verschaffen van een sterke geforceerde convectiestroming binnenin de vloeibare vulling en niet het laten zweven daarvan of het dragen van zijn gewicht. Het gewicht van het vloeibare metaal 12a wordt gedragen door het metaal 12 in vaste vorm dat ongesmolten blijft aan de onderzijde van de vulling totdat de juiste uitschenk-temperatuur is bereikt. Omdat de kracht die nodig is voor het opsluiten van de vloeibare vulling 12a alleen de functie is van de hoogte en de dichtheid van het metaal kunnen grotere vullingen worden gesmolten door alleen maar de diameter van de vulling en van de steunring te vergroten.It should be repeated that the purpose of the field provided by the additional windings 14 from the coil to the lower portion of the fill 12 is to trap the liquid fill 12a in the space within the coil 10, as well as to providing a strong forced convection flow within the liquid filling and not floating or carrying its weight. The weight of the liquid metal 12a is carried by the solid metal 12 which remains unmelted at the bottom of the filling until the correct pouring temperature is reached. Since the force required to trap the liquid fill 12a is only a function of the height and density of the metal, larger fillings can be melted by simply increasing the diameter of the fill and the support ring.
Bij inductiesmelten is het soms noodzakelijk vloeibaar metaal in een kort temperatuurtraject te leveren of het metaal te oververhitten, dat wil zeggen verhitten tot een temperatuur boven zijn smeltpunt. Door de vulling 12 slechts gedeeltelijk binnen de spoel 10 te plaatsen kan het gedeelte van de vulling 12 binnenin de spoel worden oververhit zonder dat het onderste gedeelte van de vulling 12 smelt en zonder dat het vloeibare metaal voortijdig door de opening 20 heen zal gaan. Pas wanneer het vloeibare metaal 12a op de gewenste temperatuur is, wordt de vulling geheel binnenin de spoel 10 geplaatst waarna het smelten van de rest van de vulling snel plaats vindt en de gesmolten legering 12a bij de gewenste temperatuur in de gereedstaande gietvorm loopt.In induction melting, it is sometimes necessary to supply liquid metal in a short temperature range or overheat the metal, i.e., heat to a temperature above its melting point. By placing the filling 12 only partially within the coil 10, the portion of the filling 12 inside the coil can be overheated without the bottom portion of the filling 12 melting and without the liquid metal going through the opening 20 prematurely. Only when the liquid metal 12a is at the desired temperature, the filling is placed entirely inside the coil 10, after which the rest of the filling is melted quickly and the molten alloy 12a enters the ready mold at the desired temperature.
Deze nauwkeurige regeling van het smeltproces kan worden verkregen door middel van het in fig. 5 getoonde uitvoe-ringsvoorbeeld. Hier is de steunring 18 bevestigd aan een heforgaan dat een verticaal verplaatsbare verhoging 40 omvat die op zijn beurt is gemonteerd op pilonen 42. Het hef orgaan kan worden bekrachtigd met pneumatische, hydraulische, mechanische, electrische of andere middelen. Wanneer de vulling 12 begint te smelten worden de vulling 12 en de steunring 18 iets onder de inductiesmeltspoel 10 geplaatst zodat het onderste deel van de vulling 12 niet door het inductieveld wordt beïnvloed. In deze lage stand zal alleen het bovengedeelte van de vulling 12 binnenin de spoel 10 worden gesmol ten. Wanneer het gesmolten gedeelte aan de bovenzijde van de vulling 12 de gewenste uitschenktemperatuur bereikt, wordt het heforgaan bekrachtigd en voert dit de vulling geheel in de inductie-spoel. Het smelten van het resterende gedeelte van de vulling vindt snel plaats en de gesmolten legering 12a op de gewenste temperatuur loopt in de gereedstaande gietvorm. Voor een nauwkeurige regeling van het smeltproces is het noodzakelijk te zorgen voor een relatieve verplaatsing tussen de vulling 12 en de spoel 10. De vulling kan verplaatsbaar zijn ten opzichte van een vast opgestelde spoel, zoals in fig. 5, of de spoel kan verplaatsbaar zijn ten opzichte van een vast opgestelde vulling in vaste vorm.This precise control of the melting process can be obtained by means of the exemplary embodiment shown in Fig. 5. Here, the support ring 18 is attached to a lifting member which includes a vertically displaceable elevation 40 which in turn is mounted on pillars 42. The lifting member can be actuated by pneumatic, hydraulic, mechanical, electrical or other means. When the filling 12 starts to melt, the filling 12 and the support ring 18 are placed slightly below the induction melting coil 10 so that the lower part of the filling 12 is not affected by the induction field. In this low position, only the top portion of the filling 12 inside the coil 10 will be melted. When the molten portion at the top of the filling 12 reaches the desired pouring temperature, the lifting member is actuated and feeds the filling completely into the induction coil. The remaining portion of the filling is melted quickly and the molten alloy 12a at the desired temperature passes into the ready mold. For precise control of the melting process, it is necessary to ensure relative displacement between the fill 12 and the coil 10. The fill may be movable relative to a fixed coil, as in Fig. 5, or the coil may be movable relative to a fixed filling in solid form.
De uitstroom van gesmolten metaal door de opening 20 in de steun 18 heen, is met meer bijzonderheden getoond in fig. 6. Zoals hiervoor beschreven, wordt de steun 18 op een temperatuur gehouden die ligt onder het smeltpunt van de te smelten vulling, bijvoorbeeld door een koelfluidum te laten circuleren door doorgangen 22 in de steun 18. Omdat de steun 18 op een temperatuur onder het smeltpunt van de vulling wordt gehouden, zal een geringe hoeveelheid van de vulling 12 in vaste vorm blijven en zal dit een ringvormige rand 26 vormen die op de steun 18 ligt en daarmee concentrisch is. Bovendien zal wanneer eenmaal de vulling 12 doorsmelt en gesmolten metaal door de opening 20 heen begint te stromen enig metaal 26a op het binnenoppervlak van de opening 20 stollen.The outflow of molten metal through the opening 20 in the support 18 is shown in more detail in Fig. 6. As previously described, the support 18 is maintained at a temperature below the melting point of the fill to be melted, for example by circulating a cooling fluid through passages 22 in the support 18. Since the support 18 is kept at a temperature below the melting point of the filling, a small amount of the filling 12 will remain solid and will form an annular rim 26 which on the support 18 and is therefore concentric. In addition, once the fill 12 melts and molten metal begins to flow through the opening 20, some metal 26a will solidify on the inner surface of the opening 20.
In normaal bedrijf wordt verwacht dat het in de bodem van de vulling 12 gesmolten "gat" niet groter zou zijn dan de diameter van de opening 20. Daarom zal er in normaal bedrjf steeds een hoeveelheid metaal in vaste vorm zijn die de steun 18 omgeeft zodat het gesmolten metaal nooit in rechtstreekse aanraking komt met de steun 18. Echter is het mogelijk dat dit niet altijd het geval is.In normal operation, it is expected that the "hole" melted in the bottom of the filling 12 would not be larger than the diameter of the opening 20. Therefore, in normal operation there will always be an amount of solid metal surrounding the support 18 so that the molten metal never comes into direct contact with the support 18. However, this may not always be the case.
Fig. 7 toont wat gebeurt wanneer het in de bodem van de vulling gesmolten "gat" groter is dan de diameter van de opening 20. In dat geval zal de ringvormige rand 26 niet het gehele bovenoppervlak van de steun 18 bedekken maar zal de rand terugwijken van de zijkant van de opening 20 waardoor een scherpe kant 50 van de steun 18 blootgesteld blijft. Dit betekent dat het gesmolten metaal dat door de opening 20 stroomt/ in contact zal komen met de stuen 18 en door het contact daarmee verontreinigd zal raken. De scherpe kant 50 kan ook door het gesmolten metaal dat door de opening 20 heenstroomt, worden gesmolten waarbij de smelt in een zodanige mate wordt verontreinigd dat het verkregen gietstuk onbruikbaar kan zijn.Fig. 7 shows what happens when the "hole" melted in the bottom of the filling is larger than the diameter of the opening 20. In that case, the annular rim 26 will not cover the entire top surface of the support 18, but the rim will recede from the side of the opening 20, leaving a sharp side 50 of the support 18 exposed. This means that the molten metal flowing through the opening 20 will come into contact with the struts 18 and become contaminated by the contact therewith. The sharp edge 50 may also be melted through the molten metal flowing through the opening 20, the melt being contaminated to such an extent that the resulting casting may be unusable.
Teneinde dit probleem op te lossen kan gebruik worden gemaakt van een smeltring 52 met een opening 54 daardoorheen/ zoals getoond in fig. 8. De smeltring 52 is aangebracht rondom de bovenrand van de opening 20 in de steun 18. De steun 18 kan zijn voorzien van een trede 19 waarop de smeltring 52 kan worden gelegd. De smeltring 32 is gemaakt van een materiaal dat identiek is aan dat van de vulling 12. De opening 54 is kleiner dan de opening 20 zodat zelfs indien het gat in het vloeibare metaal in de ringvormige ring 26 groter is dan de opening 54/ het vloeibare metaal 12a de smeltring 52 niet tot aan de steun 18 zal wegvreten. De gedachte is dat het gesmolten metaal 12a in plaats van dat het de bovenkant van de opening 20 smelt, de smeltring 52 zal smelten. Aangezien evenwel het gesmolten metaal 12a van hetzelfde materiaal is als de smeltring 52, zal het gesmolten metaal dat van de smeltring 52 afkomstig is, het gesmolten metaal 12a niet verontreinigen terwijl dit door de steun 18 heengaat.To solve this problem, use can be made of a melting ring 52 with an opening 54 therethrough / as shown in Fig. 8. The melting ring 52 is arranged around the top edge of the opening 20 in the support 18. The support 18 may be provided of a step 19 on which the melting ring 52 can be placed. The melting ring 32 is made of a material identical to that of the filling 12. The opening 54 is smaller than the opening 20 so that even if the hole in the liquid metal in the annular ring 26 is larger than the opening 54 / the liquid metal 12a will not eat the melting ring 52 up to the support 18. The idea is that instead of melting the top of the opening 20, the molten metal 12a will melt the melting ring 52. However, since the molten metal 12a is of the same material as the melting ring 52, the molten metal from the melting ring 52 will not contaminate the molten metal 12a as it passes through the support 18.
Het hierboven beschreven proces vermijdt verontreiniging vanuit de kroes en een reactie daarmee door de kroes geheel uit het smeltproces te verwijderen. Tevens zal als gevolg van de sterke convectiestroom die in het vloeibare metaal wordt tot stand gebracht door de electromagnetische krachten, de vloeistof uitzonderlijk homogeen zijn.The above-described process avoids contamination from the crucible and a reaction therewith by completely removing the crucible from the melting process. Also, due to the strong convection current created in the liquid metal by the electromagnetic forces, the liquid will be exceptionally homogeneous.
De werkwijze volgens de uitvinding kan worden toegepast in omgevende lucht, in een vacuum of onder hoge druk of in een beheerste atmosfeer. Fig. 9 toont een voorkeursuitvoering van de uitvinding waarin de metalen vulling 12' en de steun 18' vast staan en de spoel 14' verplaatsbaar is ten opzichte van de vulling 12'. De vulling 12' is geplaatst in een kamer 64 terwijl de spoel 14' op een verplaatsbaar orgaan 62 is aangebracht dat buiten de kamer 64 staat. De kamer 64 die de vorm kan hebben van een glazen klok of van een andere dichte houder, biedt de mogelijkheid van een beheerste atmosfeer rondom de metalen vulling 12' terwijl deze smelt. De kamer 64 kan een ruimte met een beheerste atmosfeer omgeven hetzij binnenin de spoel 14', als getoond in fig. 9, of op alternatieve wijze mede rondom de spoel 14' en de gietvorm 32'. Opgemerkt moet worden dat welke ook de vorm van de kamer 64 is, de wanden van de kamer 64 in het algemeen de metalen vulling 12' niet raken of dienen als een houder voor de metalen vulling 12'. De gebruikelijke noodzaak van een beheerste atmosfeer is het verhinderen van oxydatie van de metalen lading terwijl deze smelt en daarom zal de kamer 64 gewoonlijk hetzij zijn leeggepompt of gevuld zijn met een inert gas, zoals argon, ofschoon de kamer kan zijn gevuld met ieder gas afhankelijk van de specifieke behoeften.The method according to the invention can be applied in ambient air, in a vacuum or under high pressure or in a controlled atmosphere. Fig. 9 shows a preferred embodiment of the invention in which the metal filling 12 'and the support 18' are fixed and the coil 14 'is movable relative to the filling 12'. The filler 12 'is placed in a chamber 64 while the coil 14' is mounted on a movable member 62 located outside the chamber 64. The chamber 64, which may be in the form of a glass bell or other closed container, provides a controlled atmosphere around the metal fill 12 'as it melts. The chamber 64 may surround a controlled atmosphere space either inside the coil 14 ', as shown in Fig. 9, or alternatively also around the coil 14' and the mold 32 '. It should be noted that whatever the shape of the chamber 64, the walls of the chamber 64 generally do not touch the metal padding 12 'or serve as a container for the metal padding 12'. The usual need for a controlled atmosphere is to prevent oxidation of the metal charge as it melts and therefore chamber 64 will usually be either pumped out or filled with an inert gas, such as argon, although the chamber may be filled with any gas depending specific needs.
De spoel 14' is ingericht om te worden verplaatst ten opzichte van de smeltende vulling 12' zodat het bovenste gedeelte van de vulling 12 snel kan worden gesmolten, zoals in de in fig. 5 getoonde uitvoeringsvorm die hierboven is besproken, en kan desgewenst worden oververhit. Wanneer het gesmolten gedeelte aan de bovenkant van de vulling 12 een gewenste temperatuur bereikt (die in het geval van oververhitting duidelijk hoger kan zijn dan het smeltpunt van het metaal), wordt de spoel 14 * ten opzichte van de vulling 121 naar beneden verplaatst om de rest van de metalen vulling 12' te verhitten. Zoals in het hierboven besproken uitvoe-ringsvoorbeeld waarin de steun verplaatsbaar is, vindt wanneer eenmaal het smelten is begonnen, het smelten van het resterende gedeelte van de vulling 12' vlug plaats en loopt de geheel gesmolten vulling door de opening 20' in de steun 18' heen in een gereedstaande gietvorm. De gietvorm kan zijn voorzien van een vacuumor-gaan door middel waarvan de snelheid van de stroom gesmolten metaal in de gietvorm kan worden geregeld, of van een inductie-susceptor-verhittingsorgaan, door middel waarvan de metaallegering in de gietvorm in een vloeibare staat kan worden gehouden totdat de vorm geheel gevormd is.The coil 14 'is arranged to be displaced relative to the melting fill 12' so that the top portion of the fill 12 can be quickly melted, as in the embodiment shown in Fig. 5 discussed above, and overheated if desired. . When the molten portion at the top of the filler 12 reaches a desired temperature (which, in the case of overheating, may be significantly higher than the melting point of the metal), the coil 14 * is moved down relative to the filler 121 to heat the rest of the metal filling 12 '. As in the embodiment discussed above in which the support is movable, once the melting has begun, the remaining portion of the filling 12 'is melted quickly and the fully melted filling passes through the opening 20' in the support 18 in a ready mold. The mold may be provided with a vacuum means for controlling the rate of molten metal flow into the mold, or with an induction-susceptor heating means by which the metal alloy in the mold can be turned into a liquid state held until the mold is fully formed.
Vanzelfsprekend kan de verplaatsbare spoel 14' worden toegepast zonder de gesloten kamer 64 die in de figuren 9 en 10 is aangegeven.Of course, the movable coil 14 'can be used without the closed chamber 64 shown in Figures 9 and 10.
Naast het gieten van gesmolten metaal in een gietvorm kan iedere uitvoering van de uitvinding worden gebruikt samen met een orgaan voor het omvormen van een gesmolten metaal in een poeder. Een inrichting voor het vormen van een poeder is weergegeven in fig. 10. Een voorkeurswerkwijze voor het vormen van een poeder uit het gesmolten metaal is het door de opening 20 in de steun 18 heen laten gaan van het gesmolten metaal en het terecht laten komen van het gesmolten metaal op een snel ronddraaiende schijf, bijvoorbeeld aangegeven als 75 in fig. 10. Wanneer het gesmolten metaal op de schijf terecht komt wordt het gesmolten metaal in de vorm van kleine druppeltjes van de schijf geworpen. Deze druppeltjes koelen af en komen aldus in de lucht in vaste vorm wanneer zij van de schijf af zijn geworpen. Tegen de tijd dat de druppeltjes van het gesmolten metaal in een geschikte bak neerkomen zijn de druppeltjes afgekoeld en hard geworden om zo fijne deeltjes te vormen.In addition to pouring molten metal into a mold, any embodiment of the invention may be used in conjunction with a molding metal transformer into a powder. A powder forming apparatus is shown in Fig. 10. A preferred method of forming a powder from the molten metal is to pass the molten metal through the opening 20 in the support 18 and to allow the molten metal to enter the molten metal on a rapidly rotating disk, for example indicated as 75 in Fig. 10. When the molten metal lands on the disk, the molten metal is ejected from the disk in the form of small droplets. These droplets cool and thus solidify in air when thrown from the disc. By the time the droplets of the molten metal settle into a suitable container, the droplets have cooled and hardened to form fine particles.
Gebleken is dat de uitvinding van groot nut is bij het gieten van actieve metalen, zoals legeringen van aluminuim, lithium of titaan. Verder is gebleken bij het gieten van aluminium-legeringen met de smeltinrichting volgens de uitvinding dat giet-stukken met een veel fijnere korrelgrootte worden verkregen in vergelijking met de gebruikelijke werkwijzen.The invention has been found to be of great utility in casting active metals, such as alumina, lithium, or titanium alloys. Furthermore, when casting aluminum alloys with the melting apparatus of the invention, it has been found that castings with a much finer grain size are obtained compared to the conventional methods.
De werkwijze volgens de uitvinding leent zichzelf heel gemakkelijk voor automatische productie aangezien er geen afzonderlijke uitschenkoperatie nodig is. In het geval dat de juiste schenktemperatuur wordt bereikt zonder gebruik te maken van een hef orgaan zoals getoond in fig. 5, of van een verplaatsbare spoel als in de fig. 9 of 10, zal het schenken plaatsvinden wanneer de benodigde hoeveelheid energie voor het smelten van de onderzijde van de vulling naar de vulling is overgebracht· Door een optisch of infrarood temperatuurmeettoestel toe te voegen kan een regelschake-ling worden geconstrueerd zodat wanneer een besturing van een over verhitting nodig is het signaal uit de temperatuurmeetinrichting het orgaan voor het verplaatsen van de spoel of de steun kan activeren/ zowel als de energietoevoer kan regelen.The method according to the invention lends itself very easily for automatic production since no separate pouring operation is required. In the event that the correct pouring temperature is reached without using a lifting member as shown in Fig. 5, or a movable coil as in Figs. 9 or 10, the pouring will take place when the required amount of energy for melting has been transferred from the bottom of the filling to the filling · By adding an optical or infrared temperature measuring device, a control circuit can be constructed so that when a control of an overheating is required, the signal from the temperature measuring device is the means for moving the coil or can activate the support / both control the energy supply.
De uitvinding maakt de behoefte aan en het gebruik van kroezen overbodig. Daardoor elimineert de uitvinding reacties tussen de metalen vulling en de kroes geheel zowel als de verontreiniging van het metaal door de kroes of door zijn reactieproduc-ten. Ook elimineert de uitvinding de kosten van het aankopen, opslaan, hanteren en weggooien van kroezen. Omdat er geen gevaar bestaat voor een reactie met de kroes, maakt de uitvinding een reproduceerbare regeling van de oververhitting van de vloeibare metalen in een automatisch smelt- en schenkproces mogelijk. De uitvinding is veel zuiniger met energie dan smeltprocessen met een gekoelde kroes aangezien er geen energie verloren gaat uit de smelt naar de gekoelde wanden van de kroes. Ook is de uitvinding veel zuiniger met energie dan bij het in zweving brengen van de vulling aangezien er geen energie wordt gebruikt voor het laten zweven van het metaal. Gebleken is dat de inrichting volgens de uitvinding vullingen kan smelten met een massa die tienmaal groter is dan die bij het Birlec-proces en de afgeleiden daarvan.The invention obviates the need for and use of crucibles. Therefore, the invention completely eliminates reactions between the metal fill and the crucible as well as the contamination of the metal by the crucible or its reaction products. The invention also eliminates the cost of purchasing, storing, handling and disposing of crucibles. Since there is no danger of a reaction with the crucible, the invention enables reproducible control of the superheating of the liquid metals in an automatic melting and pouring process. The invention is much more economical with energy than melting processes with a cooled crucible since no energy is lost from the melt to the cooled walls of the crucible. Also, the invention is much more economical with energy than floating the filling since no energy is used to float the metal. It has been found that the device according to the invention can melt fillings with a mass ten times greater than that in the Birlec process and its derivatives.
Claims (28)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US50540090 | 1990-04-06 | ||
| US07/505,400 US5033948A (en) | 1989-04-17 | 1990-04-06 | Induction melting of metals without a crucible |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL9001005A true NL9001005A (en) | 1991-11-01 |
| NL192274B NL192274B (en) | 1996-12-02 |
| NL192274C NL192274C (en) | 1997-04-03 |
Family
ID=24010149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL9001005A NL192274C (en) | 1990-04-06 | 1990-04-26 | Apparatus and method for induction melting of an amount of metal without a holder. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL192274C (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6076684A (en) * | 1996-09-18 | 2000-06-20 | Machine Fabriek Bollegraaf Appingedam B.V. | Waste paper sorting conveyor for sorting waste paper form waste cardboard |
| US6702104B2 (en) | 2000-04-18 | 2004-03-09 | Machinefabriek Bollegraaf Appingedam B.V. | Conveyor for conveying bulk material |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0345542A2 (en) * | 1988-06-04 | 1989-12-13 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Cold smelt crucible |
-
1990
- 1990-04-26 NL NL9001005A patent/NL192274C/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0345542A2 (en) * | 1988-06-04 | 1989-12-13 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Cold smelt crucible |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6076684A (en) * | 1996-09-18 | 2000-06-20 | Machine Fabriek Bollegraaf Appingedam B.V. | Waste paper sorting conveyor for sorting waste paper form waste cardboard |
| US6702104B2 (en) | 2000-04-18 | 2004-03-09 | Machinefabriek Bollegraaf Appingedam B.V. | Conveyor for conveying bulk material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL192274C (en) | 1997-04-03 |
| NL192274B (en) | 1996-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5033948A (en) | Induction melting of metals without a crucible | |
| US4178986A (en) | Furnace for directional solidification casting | |
| US5003551A (en) | Induction melting of metals without a crucible | |
| US6308767B1 (en) | Liquid metal bath furnace and casting method | |
| US9381569B2 (en) | Vacuum or air casting using induction hot topping | |
| CA1049222A (en) | Method of and apparatus for producing metallic castings | |
| JP3054193B2 (en) | Induction skull spinning of reactive alloys | |
| US5427173A (en) | Induction skull melt spinning of reactive metal alloys | |
| GB2333147A (en) | Induction heated vacuum crucibles | |
| NL9001005A (en) | Appts. and method for inductively melting metal without crucible - involves placing metal to be melted on support within induction coil designed to maximise EMF to lower portion of metal | |
| US5014769A (en) | Induction melting of metals without a crucible | |
| JP2002508496A (en) | Melting and casting of special metals | |
| GB2341814A (en) | Directional solidification using toroidal coils | |
| JP6396247B2 (en) | Ingot manufacturing method and manufacturing apparatus made of high melting point active metal alloy | |
| EP2895812B1 (en) | System and method of melting raw materials | |
| CN111742615B (en) | Suspension melting process | |
| JP2002147964A (en) | Induction heating melting furnace and bottom tap mechanism | |
| RU2735329C1 (en) | Method of levitation melting using annular element | |
| JPS589747A (en) | Controller for liquid-solid interface in electromagnetic casting | |
| US5275229A (en) | Magnetic suspension melting apparatus | |
| RU2319752C2 (en) | Method for induction melting of metal and apparatus for performing the same | |
| JP2008142717A (en) | METHOD AND APPARATUS FOR MAKING INGOT OF Ti AND Ti ALLOY OR TiAl | |
| JP6994392B2 (en) | Ingot made of an alloy containing titanium as the main component, and its manufacturing method | |
| EP0641146B1 (en) | Magnetic suspension melting apparatus | |
| JPH03199318A (en) | Rapid melting device for aluminum ingot |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| BB | A search report has been drawn up | ||
| BC | A request for examination has been filed | ||
| BX | A request for additional search has been filed | ||
| BY | An additional search report has been drawn up | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20001101 |