SE457285B - Kaernloes induktionsugn foer smaeltning, varmhaallning och/eller behandling av metall respektive metallsmaeltor - Google Patents

Description

457 285 10 15 20 25 30 35 vilka ok dels tjänar att återföra magnetfältet och dels trycka spolen mot ugnens smältdegel. Likväl kan man här- igenom ej uppnå att de på de flexibla mellanläggen verkande krafterna blir jämnt fördelade i mellanläggen. Tvärtom har man observerat att dessa krafter fördelas mer eller mindre oregelbundet, vilket har till följd att en gas- tät tillslutning ej är möjlig på sådana ställen där endast små tryckkrafter verkar. På nâgra ställen i mellanläggen utvecklas ett avsevärt axiellt tryck, vilket utsätter materialet i mellanläggen för kraftig påkänning, och på andra ställen utvecklas ett mycket litet tryck, vilket ej är tillräckligt för att gastätt tillsluta ugnen.

Uppfinningen har till syfte att åstadkomma en kärnlös induktionsugn av inledningsvis angivet slag, där ett väsentligen jämnt tryck tillförsäkras i mellanläggen mellan de särskilda lindningsvarven av spolen.

Vid en induktionsugn av angivet slag uppnås detta syfte genom att även dimensionsstabila distansorgan tillika med de flexibla mellanläggen är insatta mellan de särskilda lindníngsvarven, varvid mellanläggen endast täcker en del av de mot varandra vända ytorna av spolens lindningsvarv medan en annan del av nämnda ytor är täckt av de dimensionsstabila distansorganen.

Distansorganen har lämpligen mindre axiell höjd än ifråga- varande mellanlägg och bestämmer exakt den höjd som till- hörande mellanlägg i sammanpressat tillstånd intager. På detta sätt tillförsäkras att mellanläggen sammanpressas lika mycket på alla ställen. Härigenom uppnås att ett fullständigt gastätt hölje kring ugnens smältdegel ästadkommes pà alla ställen av induktionsspolen.

I en vidareutveckling av uppfinningen kan de av flexibelt material bestående mellanläggen vara anordnade väsentligen i omrâdet mellan den inre kanten av lindningsvarven och mitten av spolens ledare, medan distansorganen huvudsakligen 10 15 20 25 30 35 457 285 3 befinner sig i det yttre området av mellanrummet mellan lindningsvarven. När anordningen värmes under ugnens drift, expanderas materialet i mellanskikten allt efter sin beskaffenhet. Genom ovan angivna åtgärd enligt upp- finningen uppnås, att en uppvärmning av materialet i mellanskikten, dvs. tätningsorganet, medför en ökning av anpressningstrycket av detta tätningsorgan mot omgivande delar.

Genom US~PS 4 152 187 är visserligen känd en induktions- ugn, vid vilken remsor av isolermateríal är insatta mellan de särskilda lindningsvarven av spolen. Dessa remsor kunde visserligen betecknas som distansorgan, men anordningen enligt patentskriften skiljer sig från en ugn av inled- ningsvis beskrivet slag genom att inga mellanlägg av elastiskt material såsom exempelvis gummi är anordnade mellan de särskilda lindningsvarven av spolen, med upp- gift att gastätt tillsluta ugnens smältdegel. Istället är en mantel anordnad för gastät tillslutning av smält- degeln, vilken befinner sig mellan degelns yttervägg och insidan av induktionsspolens lindningsvarv och remsorna av isolermaterial. Denna tätningsmantel består av ett förstärkt elastiskt material, vilket intryckes i ojämn- heterna på remsorna av isolermaterial. Denna anordning kan sålunda ej jämföras med lösningen av tätningsproblemet enligt uppfinningen._ Det är särskilt fördelaktigt att tillämpa uppfinningen vid en induktionsugn där spolen har yttre radiellt stöd, särskilt i form av stödok tjänande till återföring av magnetfältet. En sådan anordning är i och för sig känd genom ovan nämnda DE-PS 24 20 533. I förbindelse med distansorganen enligt uppfinningen har oken den fördel- aktiga verkan, att en helt förskjutningsfri och symmetrisk induktionsspole med överallt jämnt avtätade mellanlägg erhålles. 457 285 10 15 20 25 30 35 För att skydda tåtningsmaterialet i mellanläggen från för kraftig uppvärmning kan enligt uppfinningen ett garn av eldfast material (exempelvis asbest) vara inlagt mellan spolens lindningsvarv på den mot murningen vända sidan. Detta garn tillförsäkrar att tätningsmaterialet ej skadas genom för kraftig värmepàverkan och därigenom förlorar sin tätningsförmåga. Induktionsspolen kan ha ett hölje eller en beläggning av isolermaterial, och ytter- ligare eller alternativt kan distansorganen bestå av elektriskt isolerande material.

Teoretiskt är det möjligt att uppnå uppfinningens syfte genom att exempelvis små distansskivor eller dylikt inlägges på relativt stora avstånd mellan de särskilda lindningsvarven. Företrädesvis består emellertid distans- organen av distansstycken som i olika avsnitt antingen ansluter direkt till varandra eller är anordnade på av- stånd från varandra. Sådana distansstycken möjliggör tillverkning av ett obrutet slingformat lager mellan induktionsspolens lindningsvarv, varvid de särskilda distansstyckena lätt kan monteras. I en ej fullt lika gynnsam utföringsform består distansorganen av en enda genomgående bandslinga. När spolen har isolerade ledare kan distansorganen teoretiskt bestå av ledande material, men företrädesvis består distansorganen av'vävförstärkt konstmaterial eller av glimmer med bindemedel.

Som ytterligare förbättring och för erhållaren av gastät- het kan enligt uppfinningen användas ett värmeisolerande skikt på insidan av spolen, särskilt ett skikt av keramiskt material såsom exempelvis eldfast betong.

Särskilt vid sådana tätningsmaterial erhålles särskilt god tätning när förhållandet mellan höjden av mellanläggen 10 15 20 25 30 35 457 285 och distansorganen - betraktat i spolens axelriktning - ligger mellan 2:1 och 1,2:1, företrädesvis omkring 5:3,5, i ej sammanpressat tillstånd av spolen.

Uppfinníngen beskrives nedan i form av utföringsexempel och med hänvisning till åtföljande ritningar.

Pig. 1 visar ett längdsnitt av en induktionsugn. Fig. 2 visar ett radialsnitt av en del av induktionsspolen av den på fig. 1 visade induktionsugnen. Fig. 3 visar ett radialsnitt genom induktionsspolen av ugnen enligt fig. 1 med en spännanordning för spolen. Fig. 4 visar en del- vy av undersidan av spolen av ugnen enligt fig. 1.

Den på fig. 1 visade kärnlösa vakuum-induktionsugnen 1 är monterad på en av en stâlkonstruktion bildad under- del 2. Ugnen 1 innehåller en med en gjutöppning 3 för- sedd smältdegel 4, vilken har en inklädning 5 bestående av en eldfast stampmassa. I degeln 4 smältes och/eller varmhålles metall under vakuum.

För att åstadkomma ett vakuum i ugnen måste hela det inre rummet av ugnen vara gastätt tillslutet. För ända- målet är ugnens överdel 6 försedd med en huv 7 av stål, vilken med en i en U-profil monterad gummitätning tätt anligger utmed sin kant mot en ringfläns 9, varvid ring- flänsen 9 är svetsad till en ringformad balk 10 som i sin tur är svetsad till utsidan av en övre mantel 11 av stål. Mellan denna övre stålmantel 11 och inklädningen 5 finnes ett värmeisoleringsskikt 12. Översidan av degeln 4 är täckt med ett lock 13 av keramiskt material. På ut- sidan av degelns 4 underdel finnes en nedan närmare be- skriven mantel 14 som i första hand tjänar till värme- isolering.

Underdelen av degeln 4, i vilken den för smältning avsedda eller smälta metallen befinner sig, är omgiven av en in- duktionsspole 15 som genomströmmas av ett kylmedel. I 457 285 10 15 20 25 30 35 axiell riktning av degeln och induktionsspolen 15 är till spolen ansluten en nedre vakuumtätning 16 och en övre vakuumtätning 17. Induktionsspolen är på känt sätt (DE-PS 24 20 533) uppdelad i en aktiv strömförande spol- del 15a och en övre och en nedre ej strömförande spoldel 15b respektive 15c. Spoldelarna 15b och 15c tjänar före- trädesvis som kylspolar.

Utmed ugnens omkrets finnes jämnt fördelade stödpelare 18, vilka förbinder överdelen av ugnen med dess underdel.

Dessa stödpelare håller med hjälp av mellanklackar 19 de likaledes utmed ugnens omkrets jämnt fördelade oken 20 i anliggning mot induktionsspolen 15. Oken 20 består exempelvis av staplade järnlameller. Oken tjänar sålunda dels att återföra magnetfältet och dels att stöda induk- tionsspolen 15 i radiell riktning.

Den nedan närmare beskrivna induktionsspolen 15 består av flera lindningsvarv, mellan vilka mellanläggen för gastät tillslutning av vakuumugnen befinner sig. Denna av spolens ledare och mellanlägg bestående anordning sammanhâlles i spolens axelriktning genom en spännanord- ning 21. Spännanordningen är schematiskt visad på fig. 1 och i närmare detalj på fig. 3.

Fig. 4 är en delvv av nämnda anordning betraktad från undersidan. Figuren visar två närliggande ok 20 med ett mellanliggande dragankare.

Fig. 2 visar det inom ramen för uppfinningen betydelse- fulla utförandqgav induktionsspolen som gastätt till- slutande element, vilket omger ugnens smältdegel 4.

Fig. 2 visar några lindningsvarv av en ledare 150 i spolen. Ledaren har en kylkanal 151 med cirkulärt tvär- snitt, vilken genomströmmas exempelvis av kylvatten. Av den på fig. 1 schematiskt visade spännanordningen 21 pressas de särskilda lindningarna av spolens ledare 150 mot varandra, varvid deras ändläge bestämmes genom tjock- 10 15 20 25 30 35 457 285 leken av de här av glimmer bestående distansstyckena 152. Distansstyckena 152 sträcker sig i form av remsor exempelvis över 900 av anordningen, så att fyra distans- stycken svarar mot ett lindningsvarv.

I exemplet enligt fig. 2 ligger distansstyckena 152 direkt intill varandra så att en genomgående distans- remsa bildas. Betraktat i ugnens radiella riktning täcker distansstyckena 152 det yttre området av spolen, sålunda huvudsakligen omrâdet till höger om ledarens mittlinje M (fig. 2). På den mot degeln vända sidan är ett flexibelt mellanlager 153 och ett av eldfast material, exempelvis asbest, bestående garn 154 anslutet till distansstyckena 152. Garnet 154 skyddar det av gummi bestående mellanlägget från skador genom för kraftig värmepåverkan. Mellan induk- tionsspolen och inklädningen 5 finnes ett hölje 14 be- stående av ett värmeisolerande skikt 141 och ett skikt 142 av eldfast betong.

Såsom framgår av fig. 2 har såväl mellanlägget 153 som även garnet 154 något ovalt tvärsnitt. Före sammanpress- ningen avdndwmimßsgflen har mellanlägget och garnet till- närmelsevis cirkulärt tvärsnitt. Det inses att sammanpress- ningen av mellanlägget 153 och garnet 154 noggrant bestämmas genom det här av glimmer med bindemedel bestående distans- stycket 152. De sammanpressade delarna blir sålunda på alla ställen lika mycket sammantryckta då distansorganen överallt har samma tjocklek.

Såsom visat på fig. 3 är en utjämningsring 24 respektive 23 ansluten till den nedre vakuumtätningen 16 och den övre vakuumtätningen 17. Två hakar 212 och 213 är kopp- lade till en dragbult 211. Medelst en mutter 214 kan hakarna föras mot varandra för att sammanpressa induk- tionsspolen med de insatta mellanläggen och distansorganen.

I det ovan beskrivna utföringsexemplet består distans- styckena 152 av glimmer med bindemedel, men de kan även 457 285 10 15 20 25 30 35 8 bestå av konstharts med däri innesluten vävförstärkning.

I icke sammanpressat tillstànd har garnet 154 och mellan- läggen 153 cirkulärt tvärsnitt med omkring 5 mm diameter.

I sammanpressat tillstànd utgör höjden av dessa delar svarande mot höjden av distansstyckena 153 omkring 3,5 mm.

Ledaren 150 av spolen är enligt fig. 2 oisolerad. Alternativt kan ledaren emellertid även ha en beläggning eller ett hölje av isolermaterial. I sådant fall måste de mellan de särskilda lindningsvarven av spolen befintliga delarna, särskilt distansstyckena, ej nödvändigtvis bestå av isolermaterial utan kan principiellt även bestå av ett ledande material, ehuru isolermaterial föredrages.

Claims (10)

-' 457 285 PATENTKRAV

1. Kärnlös induktionsugn för smältning, varmhållning och/ eller behandling av metall respektive metallsmältor särskilt i vakuum eller vid övertryck, med en kyld induktionsspole som tillsammans med mellanlägg av flexibelt gastätt material, särskilt gummi, mellan spolens lindningsvarv bildar en del av ett yttre gastätt hölje kring ugnens smältdegel. varvid induktionsspolen och mellanläggen hålles sammanpressade i spolens axelriktning medelst en spännanordning, k ä n n e t e c k n a d av att tillika'med de flexibla mellanläggen (153) även dimensionsstabila distansorgan (152) är insatta mellan de särskilda lindningsvarven (150), varvid mellanläggen (153) endast täcker en del av de mot varandra vända ytorna av spolens (15) lindningsvarv (150) medan en annan del av nämnda ytor är täckt av de dimensionsstabila distansorganen (152).

2. Induktionsugn enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de av flexibeït material bestående mellanläggen är anordnade väsentligen i området mellan den inre kanten av lindningsvarven och mittlinjen (M) av spolens ledare, medan distansorganen (152) huvudsakligen befinner sig i det yttre området av mellanrummet mellan lindningsvarven.

3. Induktionsugn enligt krav l eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att ett garn (154) av eldfast material, exempelvis asbest, är insatt mellan spolens (15) lindnings- varv på den mot ugnens smältdegel (4) vända sidan. 457 285 to

4. Induktionsugn enligt något av krav l-3, k ä n n e - t e c k n a d av att spolen (15) har ett hölje eller en beläggning av isolermaterial. .

5. Induktionsugn enligt något av krav 1-4, k ä n n e - t e c k n a d av att distansorganen (152) består av elektriskt isolerande material.

6. Induktionsugn enligt något av krav 1-5, k ä n n e - t e c k n a d av att distansorganen består av distans- stycken (152) som i form av avsnitt antingen direkt ansluter till varandra eller är anordnade på avstånd från varandra.

7. Induktionsugn enligt något av krav l-6, k ä n n e - t e c k n a d av att distansorganen består av en enda genomgående bandslinga.

8. Induktionsugn enligt något av krav l-7, k ä n n e - t e c k n a d av att distansorganen består av vävförstärkt konstmaterial eller av glimmer med bindemedel.

9. Induktionsugn enligt något av krav l-8, k ä n n e - t e c k n a d av ett på insidan av spolen (15) anordnat värmeisolerande skikt (l4,14l,l42), särskilt av keramiskt material såsom exempelvis eldfast betong.

10. Induktionsugn enligt något av krav l-9, k ä n n e - t e c k n a d av att förhållandet mellan höjden av mellan- läggsmaterial och distansorgan - betraktat i spolens axelrikt- ning - utgör mellan 2:1 och l,2:l, företrädesvis omkring 5:3,5, i spolanordningens ej sammanpressade tillstånd.