NO333626B1 - Induction device and method for treating molten materials - Google Patents
Induction device and method for treating molten materials Download PDFInfo
- Publication number
- NO333626B1 NO333626B1 NO20050226A NO20050226A NO333626B1 NO 333626 B1 NO333626 B1 NO 333626B1 NO 20050226 A NO20050226 A NO 20050226A NO 20050226 A NO20050226 A NO 20050226A NO 333626 B1 NO333626 B1 NO 333626B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- molten metal
- electromagnetic induction
- flow
- furnace
- circulation
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000012768 molten material Substances 0.000 title claims description 31
- 230000006698 induction Effects 0.000 title description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 104
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 104
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 claims abstract description 74
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 59
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 49
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 17
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 13
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 8
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 6
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 5
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000000289 melt material Substances 0.000 claims 1
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/45—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
- B01F33/451—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers wherein the mixture is directly exposed to an electromagnetic field without use of a stirrer, e.g. for material comprising ferromagnetic particles or for molten metal
-
- 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
- F27D27/00—Stirring devices for molten material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/0084—Obtaining aluminium melting and handling molten aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/0084—Obtaining aluminium melting and handling molten aluminium
- C22B21/0092—Remelting scrap, skimmings or any secondary source aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/003—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals by induction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/04—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces of multiple-hearth type; of multiple-chamber type; Combinations of hearth-type furnaces
- F27B3/045—Multiple chambers, e.g. one of which is used for charging
-
- 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
- H05B6/34—Arrangements for circulation of melts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
- B01F2101/45—Mixing in metallurgical processes of ferrous or non-ferrous materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/12—Working chambers or casings; Supports therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/20—Arrangements of heating devices
- F27B3/205—Burners
-
- 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
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D2003/0034—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
- F27D2003/0039—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities comprising magnetic means
-
- 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
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D2003/0034—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
- F27D2003/0054—Means to move molten metal, e.g. electromagnetic pump
-
- 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
- F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
-
- 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
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D3/0025—Charging or loading melting furnaces with material in the solid state
- F27D3/0026—Introducing additives into the melt
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27M—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS OF THE CHARGES OR FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS
- F27M2001/00—Composition, conformation or state of the charge
- F27M2001/01—Charges containing mainly non-ferrous metals
- F27M2001/012—Aluminium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27M—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS OF THE CHARGES OR FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS
- F27M2001/00—Composition, conformation or state of the charge
- F27M2001/10—Scrap material used as charge
-
- 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
- H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
- H05B2213/02—Stirring of melted material in melting furnaces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Et strømningsbevirkende eller røreapparat (500) omfatter elektromagnetisk induksjonsapparat i form av en generelt rektangulær boks (501) koplet til en skrå endevegg (502) av en vugge eller port (503) av apparatet (500), som generelt har et tverrsnitt av en rettvinklet, likebent trekant. Skråveggen (503) skråner 45( i forhold til den vertikale vegg (504) og den horisontale vegg (505) av vuggen eller støtten (503). Måten som vuggen eller porten (503) kan forbindes til den vertikale endevegg (600) av ovnen (601) på, kan fremgå av figur 3 av tegningene. Porten eller vuggen (503) kan være festet til veggen (600) av ovnen (601) ved å frembringe en åpning 602 av passende størrelse og ved å bruke vanlige refraktorteknikker for å feste porten i åpningen. Det elektromagnetiske induksjonsapparat (501) er forbundet til endeveggen (503) på passende måte og virker ved bruk for å frembringe sirkulasjon av smeltet metall i ovnen i et vertikalt plan.A flow acting or stirring apparatus (500) comprises electromagnetic induction apparatus in the form of a generally rectangular box (501) coupled to an inclined end wall (502) of a cradle or port (503) of the apparatus (500), generally having a cross-section of a rectangular , straight triangle. The inclined wall (503) slopes 45 (relative to the vertical wall (504) and the horizontal wall (505) of the cradle or support (503). The way the cradle or gate (503) can be connected to the vertical end wall (600) of the furnace (601) can be seen in Figure 3. The door or cradle (503) may be attached to the wall (600) of the furnace (601) by providing an aperture 602 of appropriate size and using conventional refractory techniques to attach. The electromagnetic induction apparatus (501) is suitably connected to the end wall (503) and acts in use to produce molten metal circulation in the furnace in a vertical plane.
Description
Oppfinnelsen angår strømningsbevirkende apparat eller røreapparat som angitt i kravl og 12, og en fremgangsmåte for resirkulering eller raffinering av skrapmaterialer som angitt i krav 14. The invention relates to a flow-causing device or stirring device as stated in claim 12, and a method for recycling or refining scrap materials as stated in claim 14.
Resirkulering av skrapmetall er økende og følgelig har betydelige anstrengelser blitt foretatt for å forbedre effektiviteten av resirkuleringsprosesser, herunder smelting av skrapmetall. Scrap metal recycling is increasing and, consequently, considerable efforts have been made to improve the efficiency of recycling processes, including scrap metal smelting.
Ovner for smelting og raffinering av metallmaterialer, f.eks. aluminium eller andre materialer er kjent. Ofte brukes slike ovner for å resirkulere skrapmetall. Forskjellige forslag har blitt fremsatt for å forbedre smeltingen og raffineringen, f.eks. ved å røre det smeltede metall (og eventuelt legeringstilsetninger) og røre blanding av smeltet metall og tilsetninger av faste metallmaterialer i smeltingen i ovnen. Røring av smeltet metall hjelper til å øke effektiviteten av smelteprosessen ved å fordele varmen gjennom smeltemassen og også gjøre smeltingen av fastskrapmateriale og/eller tilsetninger i smeltemassen, raskere. Furnaces for melting and refining metallic materials, e.g. aluminum or other materials are known. Such furnaces are often used to recycle scrap metal. Various proposals have been made to improve the smelting and refining, e.g. by stirring the molten metal (and possibly alloying additions) and stirring the mixture of molten metal and additions of solid metal materials in the melting in the furnace. Stirring of molten metal helps to increase the efficiency of the melting process by distributing the heat throughout the melt and also speeding up the melting of solid scrap material and/or additives in the melt.
I denne sammenheng er det kjent å tilveiebringe et røreapparat i form av en elektromagnetisk induksjonsenhet (i form av en lineær motor) som kan anbringes under ovnen i et horisontalt plan nær bunnveggen av ovnen under smeltemassen. Magnetfeltet frembrakt av induksjonsmotoren virker gjennom en relativt tykk platen på bunnen av ovnen og rører effektivt smeltematerialet langsomt i et horisontalt plan i et forsøk på å fordele varmen jevnt gjennom smeltemassen. Det er også kjent å bruke mekaniske røreanordninger i slike ovner for å frembringe en lignende rørevirkning. Imidlertid er det antatt at en slik behandling av smeltemetall har ulemper, i det minste ved enkelte anvendelser. F.eks. når tilsatt skrapemetallmateriale eller legeringstilsetninger, f.eks. silikon blir innført i ovnen på toppen av smeltemassen, vil rørevirkningen fra den elektromagnetiske induksjonsmotor ikke vesentlig bidra til å blande det nye skrapmetallmaterialet/tilsetningene jevnt gjennom smeltemassen. Ofte vil skrapmaterialet/tilsetningen være ganske lett (især en silikontilsetning) og vil ganske enkelt flyte på overflaten av smeltemassen når den røres rundt i et horisontalt plan, snarere enn f.eks. å bli trukket nedover i smeltemetallet hvor det kan smeltes mye raskere og mer effektivt. Igjen vil skrapmetall i form av drikkebegre av aluminium ganske enkelt flyte på toppen av smeltemassen og bli oksidert snarere enn blandet med smeltebadet og resirkulert på en effektiv måte. I dokumentet US 5462572 A beskrives en apparatur for å indusere en vertikal strøm av metallsmelte ved hjelp av et elektromagnetisk induksjonsmiddel. Dokumentet US 3709476 A omhandler et middel for induksjonsrøring av en metallsmelte. Også dokumentene US 4589637 A og US 4397687 A omhandler røring og strømningsgenerering i metallsmelter. In this context, it is known to provide a stirring device in the form of an electromagnetic induction unit (in the form of a linear motor) which can be placed under the furnace in a horizontal plane near the bottom wall of the furnace under the melt. The magnetic field produced by the induction motor acts through a relatively thick plate at the bottom of the furnace and effectively stirs the molten material slowly in a horizontal plane in an attempt to distribute the heat evenly through the molten mass. It is also known to use mechanical stirring devices in such ovens to produce a similar stirring effect. However, it is believed that such treatment of molten metal has disadvantages, at least in some applications. E.g. when added scrap metal material or alloy additions, e.g. silicone is introduced into the furnace on top of the melt, the stirring effect from the electromagnetic induction motor will not significantly contribute to mixing the new scrap metal material/additions evenly through the melt. Often the scrap material/additive will be quite light (especially a silicone additive) and will simply float on the surface of the melt when stirred in a horizontal plane, rather than e.g. to be drawn down into the molten metal where it can be melted much faster and more efficiently. Again, scrap metal in the form of aluminum drinking cups will simply float to the top of the melt and be oxidized rather than being mixed with the melt bath and efficiently recycled. In the document US 5462572 A, an apparatus is described for inducing a vertical flow of molten metal by means of an electromagnetic induction means. The document US 3709476 A deals with a means for induction stirring of a metal melt. The documents US 4589637 A and US 4397687 A also deal with stirring and flow generation in metal melts.
Røreapparater med induksjonsmotorer er ganske langsomme, idet de virker ved 1 Hz. Konstruksjonsbegrensningene av slike motorer krever at et ganske dypt magnetfelt sendes gjennom hele høyden av smeltematerialet i ovnen, slik at den horisontale, sirkulære rørevirkningen finner sted gjennom hele smeltematerialet snarere enn f.eks. bare i det nedre laget av materialer. For å oppnå en slik dybde av magnetfeltet må dette gå på bekostning av en høyere rørehastighet. En meget lavere rørehastighet oppnås hvis materialet kunne røres ved å bruke et magnetfelt med redusert dybde. Stirrers with induction motors are quite slow, operating at 1 Hz. The design limitations of such motors require that a fairly deep magnetic field be sent through the entire height of the molten material in the furnace, so that the horizontal, circular stirring action takes place throughout the entire molten material rather than e.g. only in the lower layer of materials. In order to achieve such a depth of the magnetic field, this must come at the expense of a higher stirring speed. A much lower stirring speed is achieved if the material could be stirred using a magnetic field of reduced depth.
Når mekaniske røreanordninger brukes, vil disse brenne ut ganske raskt og må skiftes ut og vil ennå en gang ikke kunne brukes for å virke på en måte som bidrar til å trekke ned skrapmetaller, tilsetninger som innføres øverst i smeltemassen. When mechanical stirring devices are used, these will burn out quite quickly and have to be replaced and will not yet be able to be used to work in a way that helps draw down scrap metals, additives that are introduced at the top of the melt.
Igjen antas det at det ikke blir noen problemer ved ekstraheringen av det smeltede metallmaterialet etter at det er gjennomgått behandling i ovnen. Den vanlige måte for å ekstrahere smeltede metallmaterialer kan være farlig for operatøren. En plugg kan være tilveiebrakt i bunnen av ovnen som kan fjernes, slik at det smeltede metallmaterialet kan strømme derigjennom og således ekstraheres fra ovnen, eller må ovnen tippes for å helle smeltemassen fra ovnen. I alle tilfeller antas det at nivået av operatøren innebærer en risk for skade av det smeltede metallmaterialet, hvilket ikke er nødvendig hvis ekstraheringen av smeltemateriale fra ovnen blir forbedret. Again, it is assumed that there will be no problems in the extraction of the molten metal material after it has undergone treatment in the furnace. The usual way of extracting molten metal materials can be dangerous for the operator. A plug may be provided at the bottom of the furnace which can be removed so that the molten metal material can flow through it and thus be extracted from the furnace, or the furnace must be tipped to pour the melt from the furnace. In all cases, it is assumed that the level of the operator involves a risk of damage to the molten metal material, which is not necessary if the extraction of molten material from the furnace is improved.
Det er et formål med oppfinnelsen i det minste å minske en eller flere av de tidligere nevnte ulemper i forbindelse med behandling av smeltede materialer og/eller frembringe et forbedret røreapparatsystem, rørearrangement, flytting eller overføringsapparat, ovn eller fremgangsmåte. It is an object of the invention at least to reduce one or more of the previously mentioned disadvantages in connection with the treatment of molten materials and/or to produce an improved stirring apparatus system, stirring arrangement, moving or transfer apparatus, furnace or method.
Ifølge et første aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt et strømnings-påvirkning eller røreapparat som bevirker en nedadgående og/eller oppadgående strøm av smeltet metallmateriale og/eller sirkulering av smeltet metallmateriale i et vertikal plan, f.eks. i en ovn. According to a first aspect of the invention, a flow influence or stirring device is provided which causes a downward and/or upward flow of molten metal material and/or circulation of molten metal material in a vertical plane, e.g. in an oven.
Videre er det ifølge oppfinnelsen tilveiebrakt en ovn eller et kammer for behandling av smeltet metall i kombinasjon med minst en strømningsbevirker eller røreapparat som krevd i det umiddelbart foregående avsnitt. Furthermore, according to the invention, a furnace or a chamber for treating molten metal is provided in combination with at least one flow agent or stirring device as required in the immediately preceding section.
Videre er det i følge oppfinnelsen tilveiebrakt en ovn eller et kammer for å behandle smeltet metall hvor minst en strømningsbevirkende innretning eller røreapparat som ved bruk bevirker en nedadgående og/eller oppadgående strøm av smeltet metallmateriale og/eller sirkulering av smeltet metallmateriale i et vertikalt plan. Furthermore, according to the invention, a furnace or a chamber is provided for treating molten metal where at least one flow-causing device or stirring device which, when used, causes a downward and/or upward flow of molten metal material and/or circulation of molten metal material in a vertical plane.
Det strømningsinduserende eller røreapparatet kan også ved bruk frembringe en horisontal strøm av smeltet metallmateriale og/eller sirkulering av smeltet metall i et horisontalt plan, f.eks. mellom to eller flere kamre av en ovn, f.eks. en sideovn. The flow inducing or stirring device can also, in use, produce a horizontal flow of molten metal material and/or circulation of molten metal in a horizontal plane, e.g. between two or more chambers of an oven, e.g. a side oven.
Vanligvis vil det strømningsbevirkende eller røreapparatet omfatte eller inkludere et elektromagnetisk induksjonsapparat. Typically, the flow causing or stirring device will comprise or include an electromagnetic induction device.
Vanligvis vil det elektromagnetiske induksjonsapparat ved bruk være anordnet i en vinkel i forhold til horisontalt (typisk 40° til 70°) for å frembringe en oppadvendt og/eller nedadvendt drivkraft mot det smeltede metall. Det elektromagnetiske induksjonsapparat kan være anbrakt i en skråvegg av et kammer i en brenner som ved bruk inneholder smeltet metall. Når det ikke fins en slik skråvegg kan induksjonsapparatet være anbrakt i en vinkel på en vertikal kammer/ovnsvegg ved hjelp av en påfestet vugge eller port i strømningsbevirkende eller røreapparatet. Generally, the electromagnetic induction apparatus in use will be arranged at an angle to the horizontal (typically 40° to 70°) to produce an upward and/or downward driving force against the molten metal. The electromagnetic induction apparatus may be placed in a sloping wall of a chamber in a burner which, in use, contains molten metal. When there is no such inclined wall, the induction apparatus can be placed at an angle on a vertical chamber/furnace wall by means of an attached cradle or port in the flow causing or stirring apparatus.
Vuggen eller porten omfatter fortrinnsvis en åpning som ved bruk fører smeltet metallmateriale (f.eks. i en ovn) og muliggjør f.eks. tilsetning av legering, f.eks. silikon inn i det smeltede metallmaterialet og at prøver av metallet kan tas i tillegg til avgassing. The cradle or gate preferably comprises an opening which, in use, conveys molten metal material (e.g. in a furnace) and enables e.g. addition of alloy, e.g. silicone into the molten metal material and that samples of the metal can be taken in addition to degassing.
I en utførelse av oppfinnelsen er det strømningsbevirkende apparat eller røreapparatet anordnet for å tilveiebringe en sirkulerende strøm i smeltemassen, idet sirkulasjonen skjer i et vertikalt plan for at fastskrapematerialet/lette tilsetninger på toppen av smeltemassen kan skyves nedover og senkes ned under påvirkning av den smeltede metallstrøm frembrakt av det strømningsbevirkende apparat eller røreapparatet. Dette frembringer en mer effektiv varmefordeling, som reduserer smelte- og prosesstiden og også at skrapematerialet blir utsatt for en oksiderende atmosfære, og følgelig minimerer metalltap ved oksidering. In one embodiment of the invention, the flow causing device or the stirring device is arranged to provide a circulating current in the molten mass, the circulation taking place in a vertical plane so that the fixed scraping material/light additives on top of the molten mass can be pushed downwards and lowered under the influence of the molten metal flow produced by the flow causing apparatus or the stirring apparatus. This produces a more efficient heat distribution, which reduces melting and processing time and also that the scrap material is exposed to an oxidizing atmosphere, and consequently minimizes metal loss through oxidation.
Fortrinnsvis vil effekten eller hastigheten av det strømningsbevirkende apparat eller røreapparatet, være variabel for å passe til forskjellige oppgaver som skal utføres av det strømningsbevirkende/røreapparatet. Hvis f.eks. strømningsbevirkende/røreapparatet blir brukt til å drive strømmen av smeltet metall i en nedadgående retning, f.eks. for å frembringe en sirkulasjon i et vertikalt plan, kan hastigheten settes høyere enn hvis det strømningsbevirkende/røreapparatet brukes for å ekstrahere metall fra et kammer eller en ovn. Hvis hastigheten settes for høyt ved ekstrahering av metall fra kammeret eller ovnen, kan metallet sprute ut og forårsake skade. Preferably, the power or speed of the flow causing apparatus or the stirring apparatus will be variable to suit different tasks to be performed by the flow causing/stirring apparatus. If e.g. the flow causing/stirring apparatus is used to drive the flow of molten metal in a downward direction, e.g. to produce a circulation in a vertical plane, the speed can be set higher than if the flow causing/stirring apparatus is used to extract metal from a chamber or furnace. If the speed is set too high when extracting metal from the chamber or furnace, the metal may splash out and cause injury.
Fortrinnsvis kan det strømningsinduserende apparat eller røreapparatet settes til forskjellige verdier opp til 50 Kz (+/-10 Hz). Preferably, the flow inducing device or stirring device can be set to different values up to 50 Kz (+/-10 Hz).
Fortrinnsvis er det strømningsinduserende/røreapparatet toveis for å bevirke strøm av smeltet metall selektivt i to motstående retninger, etter operatørens valg. Preferably, the flow inducing/stirring apparatus is bidirectional to effect flow of molten metal selectively in two opposite directions, at the operator's option.
I en utførelse og når det strømningsbevirkende/røreapparatet er toveis og brukes i en retning for å frembringe sirkulasjon i et vertikalt plan for nedsenkning og blanding av lett skrapemateriale/lette tilsetninger i smeltemassen, kan den strømnings-bevirkende/røreinnretningen brukes i den andre retning for å reversere strømnings-sirkulasjonen og således ekstrahere smeltet materiale fra et kammer eller en ovn. In one embodiment and when the flow-inducing/agitating device is bi-directional and is used in one direction to produce circulation in a vertical plane for submersion and mixing of light scraping material/light additives into the melt, the flow-inducing/agitating device can be used in the other direction for to reverse the flow circulation and thus extract molten material from a chamber or furnace.
Ifølge oppfinnelsen er det videre tilveiebrakt en fremgangsmåte for å behandle smeltet metall eller resirkulering av skrapemetall, idet fremgangsmåten omfatter bevirkning av en oppadgående og/eller nedadgående strøm av smeltemetall og/eller sirkulasjon av smeltemetall i et vertikalt plan, fortrinnsvis av et elektromagnetisk induksj onsapparat. According to the invention, there is further provided a method for treating molten metal or recycling scrap metal, the method comprising effecting an upward and/or downward flow of molten metal and/or circulation of molten metal in a vertical plane, preferably by an electromagnetic induction device.
Videre er det ifølge oppfinnelsen tilveiebrakt bruk av en elektromagnetisk induksjonsanordning for å bevirke en nedadgående/oppadgående strøm av smeltet metallmaterialet i et vertikalt plan, f.eks. i en ovn. Videre er det ifølge oppfinnelsen, i en ovn eller et kammer som inneholder et smeltet metall, koplet til en elektromagnetisk induksjonsanordning i en skrå vinkel i forhold til horisontalt for å bevirke en strøm av smeltet metall nedover og/eller oppover og/eller en sirkulasjon i et vertikalt plan. Furthermore, according to the invention, the use of an electromagnetic induction device is provided to effect a downward/upward flow of the molten metal material in a vertical plane, e.g. in an oven. Furthermore, according to the invention, in a furnace or a chamber containing a molten metal, it is connected to an electromagnetic induction device at an oblique angle to the horizontal to cause a flow of molten metal downwards and/or upwards and/or a circulation in a vertical plane.
Videre er det ifølge oppfinnelsen tilveiebrakt en elektromagnetisk induksjonsanordning som er tilpasset eller arrangert for å bevirke en hurtig strøm i smeltet metall Furthermore, according to the invention, there is provided an electromagnetic induction device which is adapted or arranged to effect a rapid current in molten metal
> 1 Hz, f.eks. 50 Hz (+/- 15 Hz). > 1 Hz, e.g. 50 Hz (+/- 15 Hz).
Andre fordeler og trekk ifølge oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse og tegningene. Oppfinnelsen skal nå bli beskrevet nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, hvor: Figur 1 viser et perspektivriss av et strømningsbevirkende, eller røreapparat for å regulere strømmen av smeltede metallmaterialer, festet til en vegg som f.eks. kan være en ovnsvegg; figur 2 viser et vertikalt snitt av det strømningsinduserende eller røreapparat og kammer/ovnsvegg vist på figur 1, langs linjen II-II, som vist på figur 1; figur 3 viser et vertikalt riss, delvis i snitt, gjennom en ovn, smeltet metallmateriale og et strømningsbevirkende/røreapparat som vist på figur 1 og 2; figur 4 viser et riss delvis i snitt av en andre utførelse av en ovn forsynt med en annen utførelse av et strømningsbevirkende/røreapparat som virker i en retning for å bevirke sirkulasjon av smeltet metallmateriale i et vertikalt plan; figur 5 vise et riss likt figur 4, men hvor det strømningsbevirkende/røreapparatet virker i motsatt retning for å ekstrahere smeltet metall fra ovnen; figur 6 og 7 viser plan- og sideriss av typiske sirkulasjonsstrømningsmønstre satt opp av det strømningsbevirkende/røreapparatet på figur 4; figur 8 viser et riss i snitt av en tredje utførelse av en ovn ifølge oppfinnelsen; figur 9 viser skjematisk strømmen av smeltet metall i ovnen på figur 8; figur 10 viser et riss i snitt av en annen utførelse av en ovn ifølge oppfinnelsen; figur 11 viser et riss i snitt av en ovn på figur 2, langs linjen A-A, og figur 12 viser et riss i snitt av en ovn langs linjen B-B på figur 10. Other advantages and features according to the invention will be apparent from the following description and the drawings. The invention will now be described in more detail in the following with reference to the drawings, where: Figure 1 shows a perspective view of a flow causing, or stirring device for regulating the flow of molten metal materials, attached to a wall such as, for example. can be a furnace wall; Figure 2 shows a vertical section of the flow inducing or stirring apparatus and chamber/furnace wall shown in Figure 1, along the line II-II, as shown in Figure 1; Figure 3 is a vertical view, partially in section, through a furnace, molten metal material and a flow causing/stirring apparatus as shown in Figures 1 and 2; Figure 4 shows a partial cross-sectional view of a second embodiment of a furnace provided with another embodiment of a flow-inducing/stirring apparatus operating in a direction to effect circulation of molten metal material in a vertical plane; Figure 5 shows a view similar to Figure 4, but where the flow causing/stirring apparatus operates in the opposite direction to extract molten metal from the furnace; Figures 6 and 7 show plan and side views of typical circulation flow patterns set up by the flow causing/agitating apparatus of Figure 4; Figure 8 shows a sectional view of a third embodiment of an oven according to the invention; Figure 9 schematically shows the flow of molten metal in the furnace of Figure 8; figure 10 shows a sectional view of another embodiment of an oven according to the invention; figure 11 shows a sectional view of an oven in figure 2, along the line A-A, and figure 12 shows a sectional view of an oven along the line B-B in figure 10.
På figur 1-3 av tegningene, omfatter strømningsbevirkende eller røreapparatet 500 et elektromagnetisk induksjonsapparat i form av en generelt rektangulær boks 501 koplet til en skrå endevegg 502 av en vugge eller port 503 i apparatet 500, av et generelt rettvinklet, likebent trekantet tverrsnitt. Skråveggen 502 har en vinkel på 45° i forhold til den vertikale vegg 504 og horisontale vegg 505 av vuggen eller bæreren 503. In Figures 1-3 of the drawings, the flow-causing or stirring apparatus 500 comprises an electromagnetic induction apparatus in the form of a generally rectangular box 501 connected to an inclined end wall 502 of a cradle or gate 503 in the apparatus 500, of a generally right-angled, isosceles triangular cross-section. The inclined wall 502 has an angle of 45° in relation to the vertical wall 504 and horizontal wall 505 of the cradle or carrier 503.
Måten som vuggen eller porten 503 kan forbindes til den vertikale endevegg 600 på ovnen 601, vil fremgå av figur 3 på tegningene. Porten eller vuggen 503 kan være festet til veggen 600 av ovnen 601 ved å frembringe en åpning 602 av passende størrelse og bruke en refraktorteknikk for å feste porten i åpningen. The manner in which the cradle or gate 503 can be connected to the vertical end wall 600 of the furnace 601 will be apparent from figure 3 of the drawings. The gate or cradle 503 may be attached to the wall 600 of the furnace 601 by creating an opening 602 of suitable size and using a refractor technique to attach the gate in the opening.
Det elektromagnetiske induksjonsapparat 501 er forbundet til endeveggen 502 på passende måte og virker gjennom en tynn metallkarbidplate 506 (se figur 2), idet metallplatekonstruksjonen 506 er fremstilt av separate plater. The electromagnetic induction apparatus 501 is connected to the end wall 502 in a suitable manner and operates through a thin metal carbide plate 506 (see figure 2), the metal plate construction 506 being made of separate plates.
Porten eller vuggen 503 har en øvre, rektangulær åpning 507 som ved bruk fører rett inn i den øvre overflate av det smeltede metallmateriale M i bunnen av ovnen 601 og som strekker seg inn i porten eller vuggen 503, nær det elektromagnetiske induksjonsapparat 501, men på en motsatt side av den tynne plate 506, som det fremgår av figur 3. The gate or cradle 503 has an upper, rectangular opening 507 which, in use, leads directly into the upper surface of the molten metal material M in the bottom of the furnace 601 and which extends into the gate or cradle 503, close to the electromagnetic induction apparatus 501, but on an opposite side of the thin plate 506, as can be seen from figure 3.
Ved bruk, og som vist især på figur 3 på tegningene, kan det elektromagnetiske induksjonsapparat 501 (som i praksis er en lineær motor) drives for å bevirke en sirkulerende strøm i smeltemetallet. Denne sirkulerende bevegelse, vist av pilene på figur 3, settes opp av den nedadgående, skrå magnetiske drivkraft (vist av pilen A på figur 3), frembrakt av den strømningsbevirkende/røreapparatet 501. Den magnetiske drivkraft (pil A) er en kraftig strøm rettet vesentlig aksialt i forhold til det elektromagnetiske induksjonsapparat 501 og således i en vinkel på generelt 45°, parallelt med endeveggen 502 av vuggen eller porten 503. In use, and as shown in particular in Figure 3 of the drawings, the electromagnetic induction device 501 (which is in practice a linear motor) can be driven to cause a circulating current in the molten metal. This circulating motion, shown by the arrows in Figure 3, is set up by the downward sloping magnetic driving force (shown by arrow A in Figure 3), produced by the flow-inducing/stirring device 501. The magnetic driving force (arrow A) is a strong current directed substantially axially in relation to the electromagnetic induction device 501 and thus at an angle of generally 45°, parallel to the end wall 502 of the cradle or gate 503.
Mens endeveggen 502 i den foregående utførelse er satt i en vinkel på 45°, er det mulig å velge en alternativ vinkel (f.eks. 30° eller 60°) for å passe til den bestemte anvendelse, eller bruk av det elektromagnetiske induksjonsapparat. While the end wall 502 in the previous embodiment is set at an angle of 45°, it is possible to select an alternative angle (eg 30° or 60°) to suit the particular application, or use of the electromagnetic induction apparatus.
Det er tenkt at det elektromagnetiske induksjonsapparat 501 vil være en kraftig motor med variabel hastighet, f.eks. opp til 50 Hz. Således vil det elektromagnetiske induksjonsapparat 501 under bruk være i stand til å røre det smeltede metallmaterialet M i en svært rask strømningsrate i det vertikale plan. Strømningssirkulasjonen som settes opp i det smeltede materialet M, er fordelaktig av flere grunner. For det første vil metallmaterialer, (f.eks. skrapmetall og/eller tilsetninger) i ovnen på toppen av smeltematerialet M nesten umiddelbart, eller svært raskt, trukket ned og nedsenket i materialet, uansett hvor lett det er. Siden slike materialer raskt senkes ned i det smeltede materialet M, unngås ulemper med oksidering av dette i motsetning til kjente ovnen hvor lette materialer kan holde seg flytende på det smeltede materialet. It is envisaged that the electromagnetic induction device 501 will be a powerful variable speed motor, e.g. up to 50 Hz. Thus, in use, the electromagnetic induction apparatus 501 will be able to stir the molten metal material M at a very rapid flow rate in the vertical plane. The flow circulation set up in the molten material M is advantageous for several reasons. First, metal materials, (eg scrap metal and/or additives) in the furnace on top of the molten material M will almost immediately, or very quickly, be drawn down and immersed in the material, however lightly. Since such materials are quickly lowered into the molten material M, the disadvantages of oxidizing this are avoided in contrast to the known furnace where light materials can remain floating on the molten material.
For det andre vil sirkuleringsstrømmen i det smeltede materialet M bli langt raskere enn ved kjente røreteknikker som finner sted i et horisontalt plan. Slike rørteknikker rører typisk det smeltede materialet M ved omtrent 1 Hz. Induksjons apparatet 501 er i stand til å røre det smeltede metallmaterialet i mye høyere hastighet siden det setter opp en nedadgående strøm på den ene ende av det smeltede metallmaterialet, snarere enn for å virke generelt nedenfra over hele høyden av det smeltede materialet, noe som krever et svært dypt magnetfelt. Secondly, the circulation flow in the molten material M will be much faster than with known stirring techniques which take place in a horizontal plane. Such stirring techniques typically stir the molten material M at about 1 Hz. The induction apparatus 501 is able to stir the molten metal material at a much higher rate since it sets up a downward current at one end of the molten metal material, rather than acting generally from below over the entire height of the molten material, which requires a very deep magnetic field.
I tillegg, og fortrinnsvis, kan legeringstilsetninger, f.eks. silikon tømmes gjennom åpningen 507 gjennom porten 503 inn i det smeltede metallmaterialet M og raskt løses opp i løsningen. Porten 503 kan brukes som et punkt for å innføre fluks og god blanding gjennom hele det smeltede materialet. In addition, and preferably, alloying additions, e.g. silicone is discharged through the opening 507 through the port 503 into the molten metal material M and quickly dissolves in the solution. Port 503 can be used as a point to introduce flux and good mixing throughout the molten material.
I tillegg og fortrinnsvis kan åpningen 507 i porten 503 brukes for å ta prøver av smeltematerialet og således unngå behovet for å åpne hoveddøren i ovnen for å ta prøven. In addition and preferably, the opening 507 in the port 503 can be used to take samples of the molten material and thus avoid the need to open the main door of the furnace to take the sample.
I tillegg kan det strømningsbevirkende/røreapparatet 500 ikke bare brukes for å sirkulere det smeltede metallmaterialet M i et vertikalt plan, men også for å avgasse kjelen 601. En gasslanse (ikke vist) kan innføres i den smeltede metallstrøm gjennom åpningen 507 for å gi en god dispergering i det smeltede metall M rundt bunnen av ovnen. In addition, the flow causing/agitator 500 can be used not only to circulate the molten metal material M in a vertical plane, but also to degas the boiler 601. A gas lance (not shown) can be introduced into the molten metal stream through the opening 507 to provide a good dispersion in the molten metal M around the base of the furnace.
Siden det elektromagnetiske felt fra det elektromagnetiske induksjonsapparat kan varieres selektivt, kan sirkulasjonen av det smeltede metallmaterialet eller røringen i et vertikalt plan settes opp i en regulert rate for å passe til forskjellige materialer og/eller forhold. Det smeltede metallmaterialet M kan røres i en kontrollert rate på opp til omtrent 15T/minutt. Fortrinnsvis gir innføringen av høye rørerater en økt smelterate og en svært redusert temperatur og redusert legeringsstratifikasjon. Lavtkjørende metallnivåer kan håndteres. Since the electromagnetic field from the electromagnetic induction apparatus can be selectively varied, the circulation of the molten metal material or the stirring in a vertical plane can be set up at a regulated rate to suit different materials and/or conditions. The molten metal material M can be stirred at a controlled rate of up to about 15T/minute. Preferably, the introduction of high stirring rates results in an increased melting rate and a greatly reduced temperature and reduced alloy stratification. Low running metal levels can be handled.
Mens det elektromagnetiske induksjonsapparat 501, som beskrevet, har blitt arrangert for å tilveiebringe eller bevirke en generelt nedadgående strøm av smeltet metallmateriale, (som vist av pilen A) for derved å innføre en sirkulasjon av smeltet metallmateriale i et vertikalt plan, er det tenkt at apparatet 501 kan være toveis. Om nødvendig kan f.eks. apparatet 501 anordnes for å bevege det smeltede metallmaterialet generelt oppover i en motsatt retning i forhold til pilen A. En slik mulighet kan f.eks. brukes for å ekstrahere smeltet metallmateriale M fra ovnen på en måte som beskrevet nedenfor. While the electromagnetic induction apparatus 501, as described, has been arranged to provide or effect a generally downward flow of molten metal material, (as shown by arrow A) thereby introducing a circulation of molten metal material in a vertical plane, it is contemplated that the device 501 can be bidirectional. If necessary, e.g. the device 501 is arranged to move the molten metal material generally upwards in a direction opposite to the arrow A. Such a possibility can e.g. is used to extract molten metal material M from the furnace in a manner as described below.
Figur 4 og 5 viser en andre utførelse av et strømningsbevirkende eller røreapparat 500' som består av det elektromagnetiske induksjonsapparatet 501 anbrakt på en eksisterende, eller en spesiallaget skråvegg 700 av en ovn 701. I dette tilfellet vil det derfor ikke være noen vugge eller port 503 for å forbinde det elektromagnetiske induksjonsapparat 501 til ovnsveggen i en skrå vinkel for å bevirke en nedadgående og/eller oppadgående strøm eller sirkulasjon i et vertikalt plan. Figures 4 and 5 show a second embodiment of a flow causing or stirring device 500' which consists of the electromagnetic induction device 501 placed on an existing, or a specially made inclined wall 700 of a furnace 701. In this case there will therefore be no cradle or gate 503 to connect the electromagnetic induction apparatus 501 to the furnace wall at an oblique angle to effect a downward and/or upward flow or circulation in a vertical plane.
Som vist på figur 4 kan den elektromagnetiske induksjonsanordning 501 være innstilt for å bevege det smeltede metallmaterialet M i en nedadgående retning for å forårsake en sirkulerende bevegelse av det smeltede materialet M i et vertikalt plan gjennom smelteprosessen. Når det er ønskelig å ekstrahere det smeltede metallmaterialet fra ovnen, kan den elektromagnetiske induksjonsanordning 501 innstilles for å drive det smeltede metallmaterialet i en motsatt retning oppover, som vist på figur 5, for overføring ut av ovnen langs ekstraheringskanalen 702, på en måte som vil fremgå av figur 4 og 5. Det er mulig at det elektromagnetiske induksjonsapparat 501 og ekstraheringskanalen 702 kan konstrueres sammen som en enhet som utgjør det strømningsinduserende eller røreapparatet, idet enheten er tilpasset for tilkopling til en eksisterende vertikal sidevegg av en ovn. As shown in Figure 4, the electromagnetic induction device 501 may be set to move the molten metal material M in a downward direction to cause a circulating movement of the molten material M in a vertical plane throughout the melting process. When it is desired to extract the molten metal material from the furnace, the electromagnetic induction device 501 can be set to drive the molten metal material in an opposite upward direction, as shown in Figure 5, for transfer out of the furnace along the extraction channel 702, in a manner that will can be seen in figures 4 and 5. It is possible that the electromagnetic induction device 501 and the extraction channel 702 can be constructed together as a unit that constitutes the flow inducing or stirring device, the unit being adapted for connection to an existing vertical side wall of a furnace.
Figur 6 og 7 viser typiske strømningsmønstre som kan oppstå i det smeltede materialet M av det elektromagnetiske induksjonsapparat 501 som virker som vist på figur 4. Figures 6 and 7 show typical flow patterns that may occur in the molten material M of the electromagnetic induction apparatus 501 operating as shown in Figure 4.
Naturligvis er det mulig å forsyne en ovn med mer enn et elektromagnetisk induksjonsapparat 501, f.eks. det elektromagnetiske induksjonsapparat 501 og porten 503 tilkoplet i en ende av ovnen 601, som vist på figur 3, for å røre smeltematerialet i ovnen og et andre elektromagnetisk induksjonsapparat 501 tilveiebrakt i en motstående ende av ovnen for å ekstrahere smeltematerialet langs kanalen 702, især som vist på figur 5. Når to slike elektromagnetiske induksjonsapparater 501 er tilveiebrakt, kan de videre være anordnet for å virke sammen. Naturally, it is possible to supply a furnace with more than one electromagnetic induction device 501, e.g. the electromagnetic induction device 501 and the gate 503 connected at one end of the furnace 601, as shown in Figure 3, to stir the molten material in the furnace and a second electromagnetic induction device 501 provided at an opposite end of the furnace to extract the molten material along the channel 702, in particular as shown in Figure 5. When two such electromagnetic induction devices 501 are provided, they can further be arranged to work together.
Når det elektromagnetiske induksjonsapparat 501 brukes for å ekstrahere smeltet metallmateriale fra smeltemassen M gjennom ekstraheringskanalen 702, vil det normalt drives i en mye lavere hastighet, slik at materialet ikke spruter eller kastes forover ukontrollerbart fra kanalen 702, noe som naturligvis vil være farlig for en operatør. When the electromagnetic induction apparatus 501 is used to extract molten metal material from the molten mass M through the extraction channel 702, it will normally be operated at a much lower speed so that the material is not splashed or thrown forward uncontrollably from the channel 702, which would naturally be dangerous to an operator. .
Det vil derfor fremgå at det elektromagnetiske induksjonsapparat 501 kan settes opp for å bevirke en bevegelse eller strøm av smeltet metallmateriale i et vertikalt plan ved å anordne dette i en vinkel i forhold til vertikalt. Når kammerveggen eller ovnsveggen er vertikal, kan strømningsbevirkende eller røreapparatet kreve en port eller vugge påfestet. Hvis kammeret eller ovnen allerede har en egnet skråvegg eller en spesielt fremstilt skråvegg, kan det elektromagnetiske induksjonsapparat være påfestet dertil uten porten eller vuggen. It will therefore appear that the electromagnetic induction device 501 can be set up to effect a movement or flow of molten metal material in a vertical plane by arranging this at an angle to the vertical. When the chamber wall or furnace wall is vertical, the flow causing or agitator may require a gate or cradle attached. If the chamber or furnace already has a suitable inclined wall or a specially prepared inclined wall, the electromagnetic induction apparatus can be attached thereto without the gate or cradle.
Således kan det elektromagnetiske induksjonsapparat 501 monteres til de fleste overflater og brukes på runde ovner samt på sideovner for sirkulering og metallnedsenkning. Det kan også festes til statiske eller vippende ovner. Thus, the electromagnetic induction device 501 can be mounted to most surfaces and used on round furnaces as well as on side furnaces for circulation and metal immersion. It can also be attached to static or tilting ovens.
En annen fordel er fleksibiliteten som systemet med overføring eller flytting av smeltet metall ved bruk av det elektromagnetiske induksjonsapparat ifølge oppfinnelsen tilveiebringer. Siden det elektromagnetiske induksjonsapparat er tilstrekkelig kraftig for å pumpe oppover, behøves det ikke en statisk smelter på et høyere nivå sammenlignet med holderen/ovnen eller støpeinnretningen. Another advantage is the flexibility that the system of transferring or moving molten metal using the electromagnetic induction apparatus according to the invention provides. Since the electromagnetic induction apparatus is sufficiently powerful to pump upwards, there is no need for a static melter at a higher level compared to the holder/furnace or casting device.
Fortrinnsvis gjør det strømningsbevirkende eller røreapparatet det mulig å overføre metall fra ovnen uten vipping eller uttapping av blokker og det kan brukes under vipping/støping i kontrollerte strømningsrater for å opprettholde en konsistent legeringssammensetning, noe som er spesielt viktig når tettheten av legeringselementene ikke er det samme som det smeltede metallmaterialet (f.eks. aluminium). Preferably, the flow causing or stirring apparatus enables metal to be transferred from the furnace without tipping or tapping of ingots and it can be used during tipping/casting at controlled flow rates to maintain a consistent alloy composition, which is particularly important when the density of the alloying elements is not the same as the molten metal material (e.g. aluminum).
Generelt vil det strømningsbevirkende eller røreapparatet 500 føre til økt produksjon, lavere energiforbruk og tap av smeltemasse, smeltemetalloverføring, rask nedsenkning av lett/middels tungt skrapemateriale i det smeltede metallmaterialet, legerings- og temperaturhomogenitet under stopning og raskere løsning av legeringer. Fortrinnsvis kreves det ikke noen bevegelige deler, hvilket gir lite vedlikehold i tillegg til at bevirknings eller røreapparatet egner seg for installering på statiske eller vippende ovner. In general, the flow causing or agitator 500 will lead to increased production, lower energy consumption and loss of molten mass, molten metal transfer, rapid immersion of light/medium heavy scrap material in the molten metal material, alloy and temperature homogeneity during stopping and faster dissolution of alloys. Preferably, no moving parts are required, which provides little maintenance in addition to the effector or stirring apparatus being suitable for installation on static or tilting ovens.
Især kan det strømningsbevirkende eller røreapparatet brukes i en sidebrønnovn (se figur 10-12). Ovnen 100 omfatter et hovedkammer 112 og et sidebrønnkammer 113. Elektromagnetisk induksjonsanordning 114 (se figur 12) brukes for å flytte smeltematerialet nær induksjonsanordningen 114 nedenfor for derved å frembringe en sirkulerende bevegelse i et vertikalt plan. Imidlertid vil den nedadgående drivbevegelse av det smeltede materialet også drive smeltematerialet i en generell horisontal, sirkulerende retning via passasjen 172 og returpassasjen 170. In particular, the flow causing or stirring apparatus can be used in a sidewell furnace (see Figure 10-12). The furnace 100 comprises a main chamber 112 and a side well chamber 113. Electromagnetic induction device 114 (see figure 12) is used to move the molten material close to the induction device 114 below to thereby produce a circulating movement in a vertical plane. However, the downward propelling motion of the molten material will also propel the molten material in a generally horizontal, circulating direction via passage 172 and return passage 170.
Således kan den kraftige drivvirkning fra det strømningsbevirkende røreapparat 114 raskt sirkulere det smeltede metallmaterialet mellom hovedkammeret 112 og sidekammeret 113 på grunn av den innledende, nedadgående trekkraft som utøves på smeltematerialet nærliggende dertil. Ytterligere beskrivelse av oppfinnelsen i forhold til en sidebrønnovn er beskrevet senere i denne spesifikasjon. Thus, the powerful driving action of the flow-causing agitator 114 can quickly circulate the molten metal material between the main chamber 112 and the side chamber 113 due to the initial downward traction force exerted on the molten material adjacent thereto. Further description of the invention in relation to a side well furnace is described later in this specification.
På figur 8 er det vist en enkelt kammerovn 10 av generelt kjent form med et kammer 12 og en kjent varmekilde i form av en brenner 16. Kammeret 12 har et gulv 18 som omfatter en fremre skrådel 20, en horisontal del 22 og en bakre skrådel 24. Den fremre skrådel 20 og den horisontale del 22 danner et fremre område 26 og den bakre skrådel 24 danner et bakre område 28 av kammeret 12. Elektromagnetisk induksjonsanordning 14 er anbrakt ifølge utførelsen av oppfinnelsen, på skråveggdelen 20. Figure 8 shows a single chamber furnace 10 of generally known form with a chamber 12 and a known heat source in the form of a burner 16. The chamber 12 has a floor 18 which comprises a front sloping part 20, a horizontal part 22 and a rear sloping part 24. The front inclined part 20 and the horizontal part 22 form a front area 26 and the rear inclined part 24 forms a rear area 28 of the chamber 12. Electromagnetic induction device 14 is placed according to the embodiment of the invention, on the inclined wall part 20.
Kammeret 12 er omsluttet, f.eks. av vegger 30 med en løftbar dør 32 anbrakt i en av veggene 30. Den løftbare dør 32 gjør det mulig å innføre metall i kammeret 12. The chamber 12 is enclosed, e.g. of walls 30 with a liftable door 32 placed in one of the walls 30. The liftable door 32 makes it possible to introduce metal into the chamber 12.
Ovnen omfatter ekstraheringsanordning 34 for å fjerne urenheter fra kammeret. Som tidligere nevnt er selve ovnen av kjent type og vil således ikke bli beskrevet ytterligere i detalj. The oven includes extraction device 34 to remove impurities from the chamber. As previously mentioned, the oven itself is of a known type and will thus not be described further in detail.
Tilførsel av en strøm til den elektromagnetiske induksjonsanordning 14 frembringer en strøm av smeltet metall. Supply of a current to the electromagnetic induction device 14 produces a stream of molten metal.
Siden den elektromagnetiske induksjonsanordning fortrinnsvis er skrå i forhold til posisjonen av det smeltede materialet M, vil den smeltede metallstrøm både ha horisontale og vertikale komponenter. Dette fremgår best av figur 9, hvor pilene D viser strømmen skjematisk. Since the electromagnetic induction device is preferably inclined in relation to the position of the molten material M, the molten metal flow will have both horizontal and vertical components. This is best seen in figure 9, where the arrows D show the current schematically.
På figur 10-12, er det vist en alternativ utførelse i form av to kammerovner 100. In figures 10-12, an alternative embodiment in the form of two chamber furnaces 100 is shown.
Oven 100 er også av kjent type og omfatter et hovedkammer 112, et sidebrønnkammer 113 og en varmekilde i form av doble brennere 116, idet brennerne er anbrakt for å rette varme direkte inn i hovedkammeret 112. Oven 100 is also of a known type and comprises a main chamber 112, a side well chamber 113 and a heat source in the form of double burners 116, the burners being placed to direct heat directly into the main chamber 112.
Ifølge denne utførelse av oppfinnelsen omfatter ovnen 100 videre elektromagnetisk induksjonsanordning 114, anbrakt på en skrå måte, som vist. According to this embodiment of the invention, the oven 100 further comprises electromagnetic induction device 114, placed in an inclined manner, as shown.
Den elektromagnetiske induksjonsanordning 114 er anbrakt i sidebrønnkammeret 113 og brennerne er anbrakt i hovedkammeret 112. Dette skiller seg fra utførelsen på figur 8, hvor både den elektromagnetiske induksjonsanordning og brenneren er anbrakt i samme kammer. The electromagnetic induction device 114 is placed in the side well chamber 113 and the burners are placed in the main chamber 112. This differs from the embodiment in Figure 8, where both the electromagnetic induction device and the burner are placed in the same chamber.
Sidebrønnkammeret 113 har en innvendig sidevegg 185 for sidebrønnen, en utvendig sidevegg 160 for sidebrønnen, en endevegg 142 som er felles i hovedkammeret og en løftbar kammerdør 162 for sidebrønnen. The side well chamber 113 has an internal side wall 185 for the side well, an external side wall 160 for the side well, an end wall 142 which is common in the main chamber and a liftable chamber door 162 for the side well.
Hovedkammeret 112 og sidebrønnkammeret 113 står i fluid forbindelse ved hjelp av en første passasje 170 og en andre passasje 172 gjennom henholdsvis innersideveggene 144,158 derav. The main chamber 112 and the side well chamber 113 are in fluid connection by means of a first passage 170 and a second passage 172 through the inner side walls 144,158 thereof, respectively.
Fra figur 10 og 11 fremgår det at smeltet metall M vesentlige dekker kammergulvene 118, 148 av hoved- og sidebrønnen og holdes i flytende tilstand av brennerne 116. Smeltemetallet i kamrene har en høyde F mellom gulvene 118, 148 og overflaten av smeltemetallet. From Figures 10 and 11 it appears that molten metal M essentially covers the chamber floors 118, 148 of the main and side well and is kept in a liquid state by the burners 116. The molten metal in the chambers has a height F between the floors 118, 148 and the surface of the molten metal.
Den første passasje 170 forbinder det fremre området 156 av hovedkammeret til det fremre området 126 av sidebrønnkammeret og den andre passasje 172 forbinder det bakre området 128 av sidebrønnkammeret til det bakre området 154 av hovedkammeret. Sidebrønnkammeret er skjermet fra varmen som produseres av brennerne 116 i hovedkammeret, av de innvendige sidevegger 144, 158. The first passage 170 connects the front area 156 of the main chamber to the front area 126 of the side well chamber and the second passage 172 connects the rear area 128 of the side well chamber to the rear area 154 of the main chamber. The side well chamber is shielded from the heat produced by the burners 116 in the main chamber by the internal side walls 144, 158.
I andre utførelser kan sidebrønnkammeret være anordnet i forhold til hovedkammeret slik at de innvendige sidevegger ikke trenger å skjerme sidekammeret fra hovedkammeret, f.eks. kan første 170 og andre 172 passasje være lenger, for å øke avstanden mellom de to kamrene og derved redusere virkningen i sidebrønnkammeret av varmen som produseres av brennerne i hovedkammeret. In other embodiments, the side well chamber can be arranged in relation to the main chamber so that the internal side walls do not need to shield the side chamber from the main chamber, e.g. the first 170 and second 172 passage can be longer, to increase the distance between the two chambers and thereby reduce the effect in the side well chamber of the heat produced by the burners in the main chamber.
Det vil fremgå at den bevirkede strøm i smeltemetallet frembringer forutsigbare overflatemønstre på smeltemetalloverflaten og følgelig kan ekstraheringsanordningen være anbrakt tilsvarende i sidebrønnkammeret for å lette den effektive fjerning av faste- eller gassholdige forurensninger. It will be seen that the induced current in the molten metal produces predictable surface patterns on the molten metal surface and consequently the extraction device can be placed accordingly in the side well chamber to facilitate the effective removal of solid or gaseous contaminants.
Som i utførelsen på figur 8, resulterer tilførselen av en strøm til den elektromagnetiske induksjonsanordning i en strøm i smeltemetallet M. As in the embodiment of Figure 8, the supply of a current to the electromagnetic induction device results in a current in the molten metal M.
Imidlertid skiller smeltemetallstrømmen seg fra utførelsen på figur 8, på grunn av at to kammerarrangementer er sammenkoplet av passasjer. Den elektromagnetiske induksjonsanordning bevirker en strøm i smeltemetallet som på figur 10 frembringer en smeltemetallstrøm som vist av pilene E. However, the molten metal flow differs from the embodiment of Figure 8, due to two chamber arrangements being interconnected by passages. The electromagnetic induction device causes a current in the molten metal which in Figure 10 produces a molten metal current as shown by the arrows E.
Smeltemetallet i hovedkammeret 112 vil strømme til sidebrønnkammeret 113 via den første passasje 117 under påvirkning av den elektromagnetiske induksjonsanordning 114 anbrakt i sidebrønnkammeret 113. Virkningen av å suge smeltemetall fra hovedkammeret til sidebrønnkammeret via den første passasje, vil føre til at smeltemetall i sidebrønnkammeret blir sugd tilbake inn i hovedkammeret via den andre passasje og således frembringe en kontinuerlig strøm av smeltet metall mellom de to kamrene. The molten metal in the main chamber 112 will flow to the side well chamber 113 via the first passage 117 under the influence of the electromagnetic induction device 114 placed in the side well chamber 113. The effect of sucking molten metal from the main chamber to the side well chamber via the first passage will cause molten metal in the side well chamber to be sucked back into the main chamber via the second passage and thus produce a continuous flow of molten metal between the two chambers.
Smeltemetall produsert ved å smelte lett og tungt skrap i sidebrønnkammeret vil bli sugd mot den andre passasje 172 på grunn av smeltemetallstrømmen bevirket av den elektromagnetiske induksjonsanordning, og vil ankomme hovedkammeret 112. Molten metal produced by melting light and heavy scrap in the side well chamber will be drawn towards the second passage 172 due to the molten metal flow caused by the electromagnetic induction device, and will arrive at the main chamber 112.
Det vil fremgå av figur 11 at takflaten 177 i den andre passasje er nedenfor høyden H av smeltemetallet M og at eventuelle forurensninger som befinner seg på overflaten av smeltemetallet ikke vil bli sugd inn i hovedkammeret, og bare rent metall kan passere gjennom den andre passasje. It will be seen from Figure 11 that the roof surface 177 in the second passage is below the height H of the molten metal M and that any impurities that are on the surface of the molten metal will not be sucked into the main chamber, and only clean metal can pass through the second passage.
Det er viktig at høyden H av smeltemetallet reguleres for å hindre at store mengder forurensninger trenger inn i hovedkammeret 112 fra sidebrønnkammeret 113. Høyden kan reguleres ved å innføre mer metall i et kammer. It is important that the height H of the molten metal is regulated to prevent large amounts of contaminants from entering the main chamber 112 from the side well chamber 113. The height can be regulated by introducing more metal into a chamber.
En kombinasjon av fjerning av urenheter og regulering av høyden H av smeltemetallet, reduserer muligheten for at urenheter strømmer inn i hovedkammeret. A combination of removing impurities and regulating the height H of the molten metal reduces the possibility of impurities flowing into the main chamber.
Det vil fremgå at omfanget av oppfinnelsen ikke er begrenset av det bestemte valg av terminologi og at et spesifikt uttrykk kan erstattes eller kompletteres av et tilsvarende eller generisk uttrykk. F.eks. kan uttrykket "vugge" eller "port" erstattes av "bærer". Videre vil det fremgå at de enkelte trekk, systemer, fremgangsmåter eller funksjoner som angår det strømningsbevirkende eller røreapparatet, port eller elektromagnetisk induksjonsapparat eller ovn enkeltvis kan være patenterbart. Benevnelser i entall kan omfatte flertall og omvendt. Alternativt skal ethvert område nevnt her for enhver parameter eller variabel tas som en beskrivelse av ethvert avledet delområde innenfor området, eller av en bestemt verdi av en variabel, eller en parameter anordnet i, eller i slutten av området eller delområdet. It will be apparent that the scope of the invention is not limited by the specific choice of terminology and that a specific expression can be replaced or supplemented by a corresponding or generic expression. E.g. the term "cradle" or "gate" can be replaced by "carrier". Furthermore, it will be clear that the individual features, systems, methods or functions relating to the flow-causing or stirring device, gate or electromagnetic induction device or furnace may be individually patentable. Nouns in the singular can include the plural and vice versa. Alternatively, any range mentioned herein for any parameter or variable shall be taken as a description of any derived sub-range within the range, or of a particular value of a variable, or a parameter arranged in, or at the end of, the range or sub-range.
Videre er det følgelig ifølge oppfinnelsen tilveiebrakt en ovn som omfatter et kammer for å motta metall, en varmekilde for å varme metallet for å smelte det og en elektromagnetisk induksjonsanordning for å frembringe strøm i det smeltede materialet med en vertikal komponent. Furthermore, accordingly, according to the invention, there is provided a furnace comprising a chamber for receiving metal, a heat source for heating the metal to melt it and an electromagnetic induction device for generating current in the molten material with a vertical component.
Ved å anordne den elektromagnetiske induksjonsanordning på skrå, vil den resulterende smeltemetallstrøm fortrinnsvis ikke være begrenset til å strømme i den horisontale retning, og vil føre til en større fordeling av varme gjennom det smeltede materialet og følgelig en mer effektiv smelteprosess. By arranging the electromagnetic induction device at an angle, the resulting molten metal flow will preferably not be restricted to flow in the horizontal direction, and will lead to a greater distribution of heat through the molten material and consequently a more efficient melting process.
Fortrinnsvis omfatter kammeret et første område anbrakt nærliggende den elektromagnetiske induksjonsanordning, og lett skrapmetall innført i det fremre området. Preferably, the chamber comprises a first area located near the electromagnetic induction device, and light scrap metal introduced in the front area.
Fortrinnsvis vil innføring av lett skrap nær den elektromagnetiske anordning få lett skrapmetall til å trekkes nedover og senkes under påvirkning av den smeltede metallstrøm frembrakt av den elektromagnetiske induksjonsanordning. Dette frembringer en mer effektiv varmefordeling som reduserer smeltingen og prosesstiden og hindrer også at skrapmetallet utsettes for oksiderende atmosfære og minimerer følgelig metalltap ved oksidering. Preferably, introduction of light scrap near the electromagnetic device will cause light scrap metal to be drawn downwards and lowered under the influence of the molten metal stream produced by the electromagnetic induction device. This produces a more efficient heat distribution which reduces melting and process time and also prevents the scrap metal from being exposed to an oxidizing atmosphere and consequently minimizes metal loss through oxidation.
Fortrinnsvis omfatter det enkle kammer et bakre område med et skrått gulv og tungt skrapmetall blir innført i det bakre området. Preferably, the single chamber comprises a rear area with an inclined floor and heavy scrap metal is introduced into the rear area.
Fortrinnsvis innebærer dette at tungt skrapmetall delvis kan senkes inn i det bakre området, slik at smeltemetallstrømmen kan vaske gjennom det tunge skrapmetallet. Smeltemetallet i kontakt med det tunge skrapmetallet øker temperaturen i det tunge skrapmetallet og eventuelle uregelmessigheter fanget inn i dette, f.eks. vann, vil fordampe når temperaturen i skrapmetallet øker. Dette reduserer muligheten for å eksponere vann fanget i det tunge skrapmetallet til en begrenset eller direkte kontakt med smeltemetallet siden den raske fordampning når vann kommer i kontakt med smeltemetallet, kan være farlig. Preferably, this means that heavy scrap metal can be partly lowered into the rear area, so that the molten metal flow can wash through the heavy scrap metal. The molten metal in contact with the heavy scrap metal increases the temperature in the heavy scrap metal and any irregularities caught in it, e.g. water, will evaporate when the temperature in the scrap metal increases. This reduces the possibility of exposing water trapped in the heavy scrap metal to a limited or direct contact with the molten metal since the rapid evaporation when water comes into contact with the molten metal can be dangerous.
Ifølge et annet aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å smelte metall i en ovn omfattende trinnet med å tilveiebringe en ovn med et kammer for å motta metall, tilveiebringe en varmekilde, tilveiebringe elektromagnetisk induksjonsanordning, innføre metall i kammeret, varme metallet ved å bruke varmekilden for å frembringe smeltet metall, tilføre en strøm til den elektromagnetiske induksjonsanordning for å frembringe en strøm i smeltemetallet med en vertikal komponent. According to another aspect of the invention, there is provided a method of melting metal in a furnace comprising the steps of providing a furnace with a chamber for receiving metal, providing a heat source, providing electromagnetic induction means, introducing metal into the chamber, heating the metal by using the heat source to produce molten metal, supplying a current to the electromagnetic induction device to produce a current in the molten metal with a vertical component.
En potensiell begrensning av ovner med et kammer, er at både varmekilden og de resulterende forurensninger fra skrapmetallet finnes i samme kammeret, idet nærværet av forurensninger reduserer smelteprosessens effektivitet. A potential limitation of furnaces with a chamber is that both the heat source and the resulting impurities from the scrap metal are contained in the same chamber, the presence of impurities reducing the efficiency of the melting process.
En annen begrensning i ovner med et enkelt kammer, er at innføringen av skrapmetall i samme kammeret som varmekilden kan føre til talltap gjennom oksidering. Another limitation in furnaces with a single chamber is that the introduction of scrap metal into the same chamber as the heat source can lead to loss of numbers through oxidation.
Dette kan delvis løses ved å bruke de ovennevnte løsninger, men hvis varmekilden og metallinnføringen er i samme kammeret, vil smelteprosessen ha et begrenset effektivitetsnivå. This can be partly solved by using the above-mentioned solutions, but if the heat source and metal introduction are in the same chamber, the melting process will have a limited level of efficiency.
Således er det ifølge et annet aspekt ved oppfinnelsen tilveiebrakt en ovn med et første og andre kammer for å motta metall, idet det første kammeret omfatter en varmekilde for å varme metallet, og derved frembringe smeltet metall idet det andre kammeret ikke har en varmekilde og elektromagnetisk induksjonsanordning er anordnet slik at det får smeltet metall til å strømme mellom første og andre kammer. Thus, according to another aspect of the invention, there is provided a furnace with a first and second chamber for receiving metal, the first chamber comprising a heat source for heating the metal, thereby producing molten metal, the second chamber not having a heat source and electromagnetic induction device is arranged so that it causes molten metal to flow between the first and second chambers.
Ved å bruke to kamre vil varmekilden fortrinnsvis kunne isoleres fra området hvor skrapmetallet innføres. By using two chambers, the heat source will preferably be isolated from the area where the scrap metal is introduced.
Videre kan forurensninger produsert fra skrapmetallet effektivt ekstraheres, slik at siden varmekilden er i et eget kammer og følgelig blir atmosfæren kjøligere. Furthermore, contaminants produced from the scrap metal can be effectively extracted, so that since the heat source is in a separate chamber and consequently the atmosphere becomes cooler.
Ifølge et annet aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å smelte metall i en ovn, omfattende trinnene med å tilveiebringe en ovn med første og andre kammer for å motta metall, tilveiebringe varmekilde, tilveiebringe elektromagnetisk induksjonsanordning, innføre metall i det første kammer, varme metallet med varmekilden for å frembringe smeltet metall i det første kammer, tilføre en strøm til den elektromagnetiske induksjonsanordning for å frembringe en strøm i det smeltede metall mellom første og andre kammer. According to another aspect of the invention, there is provided a method of melting metal in a furnace, comprising the steps of providing a furnace with first and second chambers for receiving metal, providing a heat source, providing electromagnetic induction means, introducing metal into the first chamber, heating the metal with the heat source to produce molten metal in the first chamber, supplying a current to the electromagnetic induction device to produce a current in the molten metal between the first and second chambers.
Ifølge et annet aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å smelte metall i en ovn omfattende trinnene: According to another aspect of the invention, there is provided a method for melting metal in a furnace comprising the steps:
tilveiebringe en ovn med et kammer for å motta metall, providing a furnace with a chamber for receiving metal,
tilveiebringe en varmekilde, provide a heat source,
tilveiebringe en elektromagnetisk induksjonsanordning, providing an electromagnetic induction device,
tilveiebringe et område for å laste tungt skrap, provide an area for loading heavy scrap,
smelte et kvantum metall i kammeret, melt a quantum of metal in the chamber,
tilføre kraft til den elektromagnetiske induksjonsanordning for å bevirke strøm i smeltemetallet, applying power to the electromagnetic induction device to induce current in the molten metal,
rette strømmen slik at det smeltede metall kontakter, men ikke senker ned det tunge skrap. direct the flow so that the molten metal contacts but does not submerge the heavy scrap.
Claims (17)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB0213848A GB0213848D0 (en) | 2002-06-15 | 2002-06-15 | Furnace |
PCT/GB2003/002589 WO2003106908A1 (en) | 2002-06-15 | 2003-06-12 | Electromagnetic induction apparatus and method of treatment of molten materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20050226L NO20050226L (en) | 2005-02-28 |
NO333626B1 true NO333626B1 (en) | 2013-07-29 |
Family
ID=9938701
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20050226A NO333626B1 (en) | 2002-06-15 | 2005-01-14 | Induction device and method for treating molten materials |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
GB (2) | GB0213848D0 (en) |
NO (1) | NO333626B1 (en) |
ZA (1) | ZA200410141B (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
LV13636B (en) * | 2006-04-19 | 2007-12-20 | Gors Sia | Technique and device for inductive mixing of liquid metal |
WO2010094337A1 (en) * | 2009-02-20 | 2010-08-26 | Abb Ab | Aluminium melting process and device |
GB2488804A (en) * | 2011-03-09 | 2012-09-12 | Solios Thermal Ltd | Inducing stirring and extraction in a molten material |
RU2465528C1 (en) * | 2011-08-01 | 2012-10-27 | Виктор Николаевич Тимофеев | Holding furnace |
JP5819270B2 (en) * | 2012-08-08 | 2015-11-18 | 高橋 謙三 | Permanent magnet type cylindrical molten metal stirrer and melting furnace with permanent magnet pump |
RU2543022C1 (en) * | 2013-11-11 | 2015-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр магнитной гидродинамики" | Holding furnace |
RU2610099C2 (en) * | 2015-06-02 | 2017-02-07 | Виктор Николаевич Тимофеев | Furnace mixer |
RU207347U1 (en) * | 2021-07-23 | 2021-10-25 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Новосибирский Государственный Технический Университет» | DEVICE FOR MAGNETIC HYDRODYNAMIC MIXING OF LIQUID METAL IN A CYLINDRICAL BATH |
KR20230174888A (en) | 2022-06-22 | 2023-12-29 | (주)동산테크 | Apparatus and method for electromagnetic stirring by pulsating magnetic field of non-ferrous alloys at low-pressure casting installations |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE329410B (en) * | 1968-01-31 | 1970-10-12 | Asea Ab | |
US4779518A (en) * | 1983-01-06 | 1988-10-25 | Leslie-Locke, Inc. | Whole house ventilating method, system and appartus |
GB8308449D0 (en) * | 1983-03-28 | 1983-05-05 | Alcan Int Ltd | Melting scrap metal |
US4865116A (en) * | 1984-07-02 | 1989-09-12 | General Electric Company | Continuous metal tube casting method and apparatus |
EP0294913A3 (en) * | 1987-06-12 | 1989-08-09 | Inductotherm Corp. | Polyphase power supply for continuous levitation casting |
CH680468A5 (en) * | 1989-08-23 | 1992-08-31 | Gautschi Electro Fours Sa | |
EP0486695A4 (en) * | 1990-05-31 | 1993-05-19 | Nippon Steel Corporation | Process for refining molten metal or alloy |
-
2002
- 2002-06-15 GB GB0213848A patent/GB0213848D0/en not_active Ceased
-
2003
- 2003-03-28 GB GB0307150A patent/GB2389645B/en not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-12-15 ZA ZA200410141A patent/ZA200410141B/en unknown
-
2005
- 2005-01-14 NO NO20050226A patent/NO333626B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO20050226L (en) | 2005-02-28 |
ZA200410141B (en) | 2006-04-26 |
GB2389645B (en) | 2007-04-11 |
GB0307150D0 (en) | 2003-04-30 |
GB0213848D0 (en) | 2002-07-24 |
GB2389645A (en) | 2003-12-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO333626B1 (en) | Induction device and method for treating molten materials | |
RU2443961C2 (en) | Method and device for induction stirring of liquid metal | |
AU2003275923B2 (en) | Electromagnetic induction apparatus and method of treatment of molten materials | |
US2072650A (en) | Method for metalworking | |
KR101461260B1 (en) | Device for submerging material into liquid metal by an electromagnetic stirrer | |
EP4006471A1 (en) | Metal melting device, screen plate for melting metal, and method for melting metal | |
JP2002146447A (en) | Degassing apparatus for non-ferrous metal | |
JP3773313B2 (en) | Crucible furnace type aluminum melting equipment | |
JP3671099B2 (en) | Method and apparatus for melting and separating aluminum from raw materials containing aluminum and a metal having a higher melting point | |
CN101043960A (en) | Melting apparatus and method | |
US2465544A (en) | Metal melting | |
BR112017022745B1 (en) | FURNACE FOR FLUSHING AND TREATMENT METAL AND METALLIC WASTE, USE OF THE FURNACE AND METHOD FOR TREATMENT OR FLUSHING METAL OR WASTE METAL | |
US3934863A (en) | Apparatus for refining molten metal and molten metal refining process | |
JP4243711B2 (en) | Crucible furnace | |
NO753840L (en) | ||
US4356033A (en) | Process for refining metals by drossing procedures | |
JPH1030884A (en) | Crucible furnace type aluminum melting equipment | |
US1947114A (en) | Method and apparatus for metal working and product resulting therefrom | |
Gallo et al. | Forced Circulation and Molten Transfer for Aluminum Melting Furnaces-The 357 Concept | |
JPH1072630A (en) | Aluminum melting furnace | |
JPH10160355A (en) | Oxidation inhibition type light metal melting and holding furnace | |
KR20210078645A (en) | Ingot feeding device to prevent the surface flow of molten steel in the plating bath | |
JPH10318680A (en) | Crucible and crucible furnace | |
JP2020139662A (en) | Arc type electric furnace, slag-off method for the same and molten metal manufacturing method | |
Henderson et al. | Recent Developments in Aluminum Scrap Melting Update |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |