NO117467B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for å helle smeltet metall fra ovner.

Mange av de ovner hvor smeltede me-taller blir behandlet blir nå tømt ved å vippes over. Dette er spesielt tilfellet ved induksjonsovner og den største del av de ovner som brukes for lettmetaller. Dette gjør det nødvendig å bygge selve ovnsle-gemet meget stivere enn hvis ovnen hadde vært faststående, og vippeanordningen er dessuten kostbar. Disse ulemper blir desto mere betydningsfulle jo større ovnene er.

Den omstendighet at man for tiden søker å øke enhetsstørrelsen for ovnene gjør det ennu mere viktig å komme frem til en smidig og lettvint fremgangsmåte for uthellingen.

Foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å unngå disse ulemper. I henhold til oppfinnelsen blir det flytende metall tømt ut fra en beholder som kan være ledende, halvledende eller isolerende, ved hjelp av den sentrifugalkraft som skyldes at det smeltede metall settes i rotasjon ved hjelp av et flerfaset dreiefelt som oppnås ved kommutering av energiseringspoler som tilføres elektrisk strøm. Beholderen som er forsynt med en sideåpning i sin øvre del er på forhånd anbragt i ovnen på en slik måte at den stadig tilføres flytende metall inntil ovnen er fullstendig tom.

Et dreiefelt induserer i sin sekundær-vikling en strøm hvis felt søker å stå stille i forhold til det induserende dreiefelt, og da her sekundærviklingen dannes av en flytende masse som altså er bevegelig, blir denne flytende masse trukket med og antar en dreiebevegelse og det utvikles en sentrifugalkraft som trykker den flytende masse mot digelveggen. Dette trykk tvin-ger den flytende masse til å stige oppover langs veggen opp til sideåpningen, hvorigjennom den så strømmer ut.

Vinkelhastigheten for den flytende masse er avhengig av hastigheten for dreiefeltet, og denne kan bestemmes på forhånd ved hjelp av antallet av poler i det induserende system og ved dets styrke.

Den store friksjonsmotstand for den flytende masse når den beveger seg, frem-kaller en meget betydelig sakking. Denne sakking kan økes eller minskes, ved å minske eller øke den effekt som overføres til sekundærviklingen, dvs. styrken av dreiefeltet, altså den effekt som opptas av apparatet.

Denne effekt kan reguleres ved å en-dre påtrykt spenning og/eller tilført strøm-styrke. Reguleringen kan foretas ved

1) omkobling stjerne-trekant eller se-rieparallell, 2) ved hjelp av ohmsk motstand: re-guleringsmotstand lagt inn i hver fase eller mellom utgangsklemmene for apparatet og stjernepunktet, 3) ved hjelp av impedans: variable selvinduksjoner, induksjonsregulatorer, autotransformatorer med omkobling under last.

Ved å anvende en av disse forskjellige reguleringsmåter, kan det oppnås mer eller mindre rask uthelling og/eller en mere eller mindre rask tømming av ovnen.

Med tilstrekkelig ' effekt blir det ved slutten av tømmingen bare tilbake en hinne av flytende metall med en tykkelse av størrelsesordenen 2—3 mm som roterer og dekker veggen i digelen fra bunnen helt opp til uthellingsåpningen, mens bunnen er helt frigjort.

Oppfinnelsen skal nå forklares nær-mere ved hjelp av to eksempler på hvor-ledes den kan bringes til utførelse.

Eksempel 1:

Fig. 1 viser et vertikalsnitt gjennom en induksjonsovn forsynt med en elektro-magnetisk tømmeanordning i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser samme ovn i horisontal-snitt med skjematisk angivelse av de forskjellige viklinger som gjør det mulig å frembringe dreiefeltet. Fig. 3 viser de forskjellige stillinger overflaten av metallet kan innta før og under hellingen.

Ovnen består hovedsakelig i en ring I av lamellert magnet-blikk, som innven-dig er forsynt med spor 2 for opptagelse av de ledere som danner de induserende spoler 3. Disse ledere kan være massive eller rørformede med vannsirkulasjon alt etter ovnseffekten eller kjøleanordningene.

Ringen 1 er anbragt horisontalt og er festet i et hus 4 av jern. To lokk 5 og 6 dekker og beskytter spolehodene. Sidepar-tiet a og b av disse lokk 5 og 6 er av ikke magnetisk metall for å unngå tap. Det nedre lokk 5 tjener også som fot for apparatet. Det øvre lokk 6 har på midten en åpning hvorigjennom digelen 7 kan settes inn og denne åpning brukes også ved fyl-lingen av ovnen. Et lokk 8 dekker normalt denne åpning.

Digelen 7 blir anbragt på et bunn-stykke 9 av ildfast sten og er omgitt av sterkt ildfast material 10 med en tykkelse som varierer med arbeidstemperaturen for det material som behandles og med ut-førelsen av digelen 7, om denne er ledende eller isolerende. Fastsettingen av digelen 7 inne i den magnetiske kjerne bør være solid for å unngå at den flytter seg enten under den direkte virkning av dreiefeltet på digelen 7, hvis denne er ledende, eller på grunn av væsken under tømmingen. Den øvre del av digelen 7 har en åpning II som fortsetter i en renne 12 hvorigjennom det flytende metall renner ut av ovnen.

Viklingen, fig. 2, for denne ovn omfatter en hovedspole 14 eller enfasevikling som tjener til å smelte produktet. Den er så sterk som det er nødvendig for den del som virker som induksjonsovn.

En eller to hjelpeviklinger 15, som er

forskjøvet 90 eller 120° i forhold til hoved-viklingen 14, alt etter om det ønskes å frembringe et to- eller tre-faset dreiefelt. er likeledes anbragt på kjernen 1. I fig. 2 er det bare vist to spor pr. pol/fase for å forenkle tegningen.

Hjelpeviklingene 15 er beregnet for en effekt som er tilstrekkelig til å tømme ut væsken og for kortvarig bruk. Tømmingen kan, om det ønskes, foregå på mindre enn 30 sekunder. Ved en passende kommutering føres enfaset strøm enten til bare hovedspolen ved å legge inn et kondensatorbatteri i parallell ved den normale drift av ovnen, f. eks. for smelting av metallet, eller de tre spoler tilføres trefase-strøm uten kondensatorbatteri ved tøm-mingen.

Tømmeperioden er meget kort og det er derfor ikke nødvendig å kompensere for effektfaktoren ved trefasedrift. I fig. 3 viser linjen 16 væskehøyden i ro. Straks tømme-strømmen settes på begynner ro-tasjonen og overflaten antar parabelfor-men 17 som forlenger seg etterhvert som omkretshastigheten stiger, væsken strøm-mer ut gjennom åpningen 11, og ved slutten av tømmingen, blir det bare tilbake en væskesylinder 18 med meget liten tykkelse.

Induksjonsviklingen 14, fig. 2, for denne ovn er anbragt til siden for digelen i stedet for konsentrisk. På grunn av denne anbringelse vil kraftlinjestrømmen cp gå horisontalt gjennom digelen og den fiktive sekundær-strømbane S følger følgelig det vertikale tverrsnitt av metallet i digelen. På grunn av magneto.striktiv virkning, som er antydet ved hjelp av pilene 19 vil det på overflaten bli en omrøring i retningen for pilene 20, dvs. fra kanten av digelen mot midten og loddrett på retningen fol-den induserende kraftlinjestrøm. Smusset samler seg henimot midten av digelen og på en begrenset overflate, slik at skum-mingen av badet blir enkel.

Denne anordning minsker de magnetiske lekkasjer. En ovn av denne type har følgelig en bedre cos cp enn en ovn med konsentrisk spole med samme diameter og/eller samme ruminnhold med metall av samme art.

Eksmepel 2:

Det apparat som er vist i fig. 4 bygger direkte på det prinsipp for elektromag-netisk tømming som er beskrevet ovenfor. Den mekaniske utførelse er endret for å tilpasses apparatets virkemåte og så sterkt som mulig nedsette dimensjonene i tverr-retningen. En kjerne 21 av lamellert magnetblikk har i omkretsen spor 22 hvori det er anbragt ledere som kan være massive eller rørformede med vannsirkulasjon, alt etter ovnseffekten. Disse ledere danner en flerfase-bevikling 23 med tilførselsklem-mer 24. Polsko 25 på den nedre del av kjernen forlenger dreiefeltet så langt ned som mulig. En ildfast beskytter 26 omslut-ter kjernen for mekanisk og termisk å be-skytte den mot det flytende metall. , En støpesylinder 27 omgir karet 26 og er inn-snevret nedover slik at det dannes en åpning med en diameter på noen centimeter. I den øvre del av sylinderen tjener en åpning 29 til uttømmingen av metallet.

En plate 30 som er stivt festet for å hindre at apparatet skal dreie seg ved den kraft som utvikles av væsken i bevegelsen, spesielt ved igangsetning, bærer for det første ved hjelp av en stang 31 den bevik-lede kjerne og for det annet ved hjelp av en stang 32 eller en ring av ikke magnetisk metall, støpejernsylinderen 27. Forbindel-sen 33 bør være se tett som mulig for å •hindre at væske eventuelt skal passere til den øvre del av apparatet. Når apparatet skal arbeide er det dykket ned i det flytende metall inntil en viss høyde C slik at den øvre flate for den væske som er trengt inn gjennom åpningen 28 er så nær som mulig til polskoene eller den magnetiske kjerne hvis apparatet ikke har polsko. Apparatet blir så satt fast og satt under spenning. Den væske som ligger under magnet-kjernen begynner å rotere og stiger etter den strekede linje 34 og kommer etterhvert inn i mellomrommet 35 hvor dreiefeltet øker og væsken trekkes raskere og raskere med opp til åpningen 29 hvor den så renner ut.

Ved D danner det seg et tomrom og væske utenfra trenger i sin tur inn i apparatet etter pilene 36. Det fremkommer således en slags innsuging gjennom åpningen 28 og en utstrømning gjennom åpningen 29. Sylinderen som er utsatt for dreiefeltet blir varmet opp og hjelper der-ved til å holde den væske flytende som skal tømmes ut.

At det er valgt støpejern i den ytre sylinder 27 skyldes følgende betraktning: 1) Denne kappe bør være av metall for å tåle temperaturen og sentrifugalkraften fra det metall som skal tømmes. 2) Den bør være magnetisk ledende for å lette gjennomgangen for kraftlin-jene (minsking av den magnetiske strøm) og samtidig ha motstand for å fremby en stor impedans for de strømmer som er in-dusert (nedsettelse av dreiemomentet).

Dette apparat som i sin form minner om det støpejernskar som er forsynt med et hull nederst og som benyttes for å ta ut aluminium i elektrolyse-kar og som i al-minnelighet kalles «blomsterpotten» kan erstatte vippe-systemet i de store smelte-ovner. Det er tilstrekkelig å anordne en åpning for neddypping av den nedre del i metallet når dette skal helles ut. Et og samme apparat kan også med hell brukes for flere ovner, hvorved det blir mulig å bruke faste ovner som er billigere både i bygging og vedlikehold.

Apparatet kan likeledes brukes for uthelling av metall fra elektrolysekar.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for å helle smeltet metall fra beholder, karakterisert ved at det i det flytende metall frembringes et magnetisk dreiefelt hvorved i det minste en del av metallet settes i omdreining og at den sentrifugalkraft denne bevegelse frembringer utnyttes til å tømme metallet ut fra beholderen.

2. Apparat for utførelse av den fremgangsmåte som er angitt i påstand 1, og innrettet til etter tur å betjene flere ovner eller elektrolysekar, karakterisert ved at det omfatter en støpej erns<y>linder (27) med et hull (28) nederst for innføring av det smeltede metall og en sideåpning (29) i den øvre del for tømming og at det i en ildfast kappe (26) inneholder innretnin-ger for frembringelse av dreiefeltet.

3. Apparat som angitt i påstand 2, karakterisert ved at innretningene for frembringelse av dreiefeltet nederst har polsko (25) som strekker seg så nær som mulig ned til overflaten av metallet når det er i ro.

4. Induksjonsovn for utførelse av den fremgangsmåte som er angitt i påstand 1, karakterisert ved at den er utstyrt med en kjerne (1, 21) av lamellert magnetblikk anordnet horisontalt og med viklinger (14) som ligger parallelt med veggen i den digel (7, 26) som er anbragt i luftrommet og som gjennomstrømmes på tvers av den pri-mære kraftlinjestrøm.

5. Ovn som angitt i påstand 4, karakterisert ved at en uthellingsinnretning som omfatter en eller flere hjelpeviklinger (15) som brukes under uthellingen for å frembringe dreiefeltet sammen med hovedvik-lingen (14) som alene holdes i drift under ovnens normale arbeide.