CH87662A - Electric induction oven. - Google Patents

Electric induction oven.

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CH87662A
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CH
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electric
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French (fr)
Inventor
Foley Charles Bruce
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Foley Charles Bruce
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/16Furnaces having endless cores
    • H05B6/20Furnaces having endless cores having melting channel only

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)

Description

  

  Four électrique     à,    induction.    L'objet de la présente invention a trait  aux fours électriques à induction comprenant       nu    creuset pourvu d'au moins un canal réfrac  taire s'étendant à travers le creuset et dis  posé de manière à ce qu'un petit espace soit  établi entre ce canal et le fond arrondi du  creuset, un enroulement électrique primaire  étant disposé dans ledit canal et porté par  un circuit magnétique fermé.  



  Dans les fours destinés à     fondre    ou trai  ter autrement les métaux, on a déjà proposé  de disposer de telle manière l'axe horizontal  dudit canal par rapport à l'axe horizontal  de la partie arrondie du fond du creuset, que  l'axe     dudit    canal soit situé au-dessous de  celui de ladite partie du fond du creuset, le  passage le plus étroit pour le métal fondu  étant ainsi établi à la base du creuset,     .lequel     passage s'évase successivement vers le haut  de chaque côté du canal transversal recevant  la branche ou les     branches    du circuit pri  maire magnétique.  



  Cependant, dans ce. genre de fours élec  triques, le flux principal du courant induit  ne traverse pas la partie la plus étroite du  passage du secondaire c'est-à-dire à la base    du creuset, mais il passe horizontalement par  un point situé plus haut dans le creuset, tandis  que l'axe du circuit magnétique correspond  avec l'axe du canal transversal.  



  Dans le four électrique à induction, objet  de la présente     invention,    le plan dudit cir  cuit magnétique fermé est disposé de façon  qu'il renferme le passage étroit correspondant  à la section     transversale    la plus petite du       secondaire    fondu.  



  Le four électrique construit suivant l'in  vention est peu coûteux, compact et très       eflicace    et peut     être    facilement manipulé et  transporté     d'un    endroit     à.    l'autre.  



  Le dessin     ci-amiexé        représente,    à titre  d'exemple, plusieurs formes d'exécution de  l'objet de l'invention.  



  La     fig.    1 est une coupe verticale centrale  d'une     première    forme d'exécution d'un creuset  établi d'api-ès l'invention et montrant un  dispositif électromagnétique à courant d'in  duction associé au creuset;  La     fig.    2 est une coupe analogue faite  perpendiculairement     â    celle de la     fig.    1, sui  vant la ligne 2-2;  La     fig.    3 est une vue en plan;      L a     fig.    4 est une coupe faite à travers  le noyau magnétique du dispositif inducteur  de courant suivant la ligne 4-4 de la     fig.    2;

    La     fig.    à est une vue analogue     à,    celle  de la     fig.    1, montrant une deuxième forme  d'exécution du creuset ayant deux dispositifs  inducteurs de courant;  La     fig.    6 est une coupe faite suivant la  ligne 6-6 de la     fig.        -"5;     La     fig.    7 est un schéma du circuit électri  que montrant un jeu de connexions pour les  dispositifs d'excitation;  La     fig.    8 est une vue analogue     montrant     comment les polarités peuvent être réglées;

    La     fig.9    est une vue d'une troisième  forme d'exécution de l'appareil, la coupe étant       effectuée    suivant la même ligne que sur la       fig.    1;  La     fig.    10 est une coupe de la même  variante faite suivant la même ligne que  celle de la     fig.    2.  



  Le creuset à fond rond, montré sur les       fig.    1, 2 et 3, est monté sur tourillons, comme  on a l'habitude de le faire lorsque le métal  doit être versé d'un creuset.  



  Le creuset représenté présente une enve  loppe externe 13 en métal et une garni  ture intérieure 14, la première étant fendue,  comme on le voit en 15 pour empêcher les  courants secondaires induits de circuler dans  l'enveloppe. Le fond du creuset affecte une  forme arrondie.  



  Une partie cylindrique creuse 17, consti  tuée par une matière réfractaire, s'étend de  la paroi 18     dit    creuset à sa paroi 19. L'in  térieur 20 de la partie     cylindrique    17 est  ouvert à ses extrémités, la partie inférieure 20'  de l'extérieur du cylindre s'approchant très  près de la partie inférieure de la face courbe  de la garniture 14 du creuset de façon qu'il  n'existe qu'un petit espace 22 entre la par  tie 20' et la face interne de la paroi consti  tuant le fond du     creuset.    L'axe de la partie  cylindrique 17 est situé un peu plus près du  fond du creuset que l'axe à partir     duquel    le  fond est courbé, les deux axes se trouvant  dans le même plan vertical.

      La partie     cylindrique    17 contient un cylin  dre de support intérieur 23 en tôle qui, pour  permettre un     fonctionnement        pratique,    est  fendu longitudinalement en 24 afin d'empê  cher des courants secondaires d'être induits  dans ce cylindre métallique.  



  On doit remarquer que l'intérieur 20 de  la partie cylindrique ne communique pas avec  l'intérieur du creuset.  



  Dans l'espace     intérieur    cylindrique 20 est  disposé un élément d'induction électroma  gnétique constitué par un circuit magnétique 26  fermé sur l'une des branches duquel est dis  posée une bobine conductrice électrique     2"d.     Le circuit magnétique est constitué par une  série de plaques en fer à cheval placée:     Finie     contre l'autre et constituant un noyau fermé  avec     harmature    d'extrémité mobile 28.

   Les  plaques de la partie constituant le corps  principal peuvent être maintenues ensembles  de toute     manière    appropriée, la partie mobile  ou     armature    d'extrémité 28 constituant la       partie    du circuit qui peut être enlevée, est  formée de plaques parallèles 29, voir     fig.    4,  maintenues ensemble par des boulons isolés 30  et placées entre les branches 31 et 32 des  parties principales du circuit magnétique. Cer  taines parties des     branches    31 et 32 sont  entaillées pour permettre à ces branches de  recevoir les cylindres isolants 33 destinés à  maintenir l'armature 28 en place.

   L'arma  ture 28 peut être enlevée pour mettre la bo  bine<B>27</B> en place et pour introduire cette  bobine et l'une des branches du circuit magné  tique dans le cylindre creux 17.  



  Sur la     fig.    5 est représenté un creuset  dont la     partie    centrale est développée de  manière à recevoir deux dispositifs     d'induc-          tion        électromagnétiques,    chacun de ces disposi  tifs occupant la     même    position relative par  rapport aux parois du creuset courbées autour  de lui ou l'entourant sur un côté, que dans  le dispositif représenté sur la     fig.    1.

   Cette  disposition produit un espace resserré près  de la partie     inférieure    de chacune des par  ties cylindriques 17 et 17', disposé de manière  à contenir une     quantité    relativement faible  de métal fondu. La section transversale du      métal, entre chacune des parties     cylindriques     et la paroi adjacente du creuset, augmente  graduellement à mesure que l'on se rapproche  de la partie     supéricuce    du creuset.  



  Les dispositifs d'induction sont placés de     ma-          trière    due dans le plan de leurs axes l'espace exis  tant entre eux soit plus grand que celui qui  existe entre eux et les parois du récipient.  



  Chacun des récipients est supposé être  rempli avec le métal à traiter 33' constituant  le secondaire des dispositifs inducteurs de  courant.  



  Si l'on examine la     fig.    5, ou peut remar  quer que les polarités des extrémités des  noyaux situées en face de l'observateur sont  les mêmes. Il y aura donc un faible courant  induit dans le métal situé entre les disposi  tifs inducteurs de courant 31 et 31'; en effet,  les courants produits par ces éléments d'in  duction sont sensiblement en série, comme  c'est indiqué par la ligne 34, il s'établit donc       une    zone relativement froide entre les élé  ments d'induction et     nu    courant de densité  relativement élevée doit passer dans la partie  de la masse de métal située dans les espa  ces 22, 22' produisant urne haute température  du métal dans cette partie du circuit.

   Une  température relativement élevée est donc  produite dans le métal contenu entre les  parties cylindriques 17, 17' et le fond du       creuset    et une zone plus froide entre les  parties<B>17,</B> 17' et les parties     adjacentes    de  la paroi de la     garrriturc    14 du creuset.

   Il se  produira donc dans le     métal,    comme résul  tante des différentes températures des zones  environnantes, une circulation intense et  active, comme l'indiquent les flèches 35--35  montrant le mouvement vers le haut du métal  chauffé et comme le montre la     flèche    36  (située dans la zone relativement froide dans  laquelle il n'existe     pratiquement    pas de cou  rant) qui     monstre    le mouvement du métal  vers le bas.  



  Si l'on désire que la     température    du métal  contenu entre les éléments     inducteurs    soit  élevée d'une certaine quantité, il est seule  ment nécessaire de renverser la direction du  courant dans une des bobines 27 ou 27', de         rnttnière    que leurs noyaux ne soient plus de  même polarité.

   Des     courants    seront alors  induits dans le métal environnant et seront  sensiblement concentriques aux éléments d'in  duction individuels, comme le montre la     fig.1.     Un courant     passera    alors dans     hespace    situé  entre les cylindres 17 --17' et ce courant  représentera     V    la somme des courants passant  entre les cylindres et les côtés adjacents du  creuset. Par ce moyen, on peut régler et  faire     varier    la température de la     niasse    de  métal située     entre    les éléments inducteurs.

      Sur- la     fig.    7. les bobines primaires     '227-2V     du transformateur sont reliées chacune     respec-          tivenrent    à un commutateur inverseur de  pôles 52-52' et ces commutateurs sont reliés  d'une manière appropriée à une source de  courant     alternatif    53. Par ce moyen, les     pola-          rités    relatives des noyaux peuvent être facile  ment     changées    en     actionnant    l'un     des    com  mutateurs et le circuit passant dans une       quelconque    des bobines peut être facilement  ouvert.

   Sur la     fig.    8, les bornes     a.    et<I>ai</I> sont       représentées        comriie    celles d'ouverture des  circuits.  



  Dans la disposition représentée sur la       fig.    7, les connexions sont arrangées de ma  nière que les dispositifs inducteurs de courant  adjacents soient de     même    polarité et     que    le  courant circule comme on le voit sur la fi-. 5.

    Grâce à la disposition représentée sui, la     fig.   <B>8,</B>  on peut régler les     polarités    relatives des dis  positifs inducteurs de     courant    de telle ma  nière que les courants circulent dans le métal       entourant    les cylindres 17-17' en série comme  le montre la<B>fi-.</B>     5.,    ou bien on peut les faire  circuler en     sens    inverses     autour    de chaque  cylindre (cela se produira     lorsque    les con  nexions du commutateur seront dans la posi  tion représentée     cri        traits    pleins sur la     fig.    8)

    ou bien on peut couper le courant à     mi    ou  aux deux dispositifs     inducteurs    de courant,  comme on le désire. Ces modifications sont  obtenues en amenant le, commutateur à occu  per les     différentes    positions représentées sur  la     fig.    8.     Sur    la     fig.    7, les polarités des noyaux  sont représentées     comme    disposées de manière      à     produire    des courants cri série, les pôles  négatifs (momentanés) étant à la partie supé  rieure.

   Si l'on pousse les deux commutateurs  sur les bornes de gauche de la     fig.    7; on       renverse    les     deus    polarités, mais les courants  restent en série. Si on laisse le     commutateur     de droite de la     fig.    7 tel qu'il est et si     hon     pousse celui de gauche dans la position repré  sentée en traits pleins sur la     fig.    8, on fait       circul_,_r     les courants autour des deux noyaux       séparf-nierit    et l'on augmente ainsi la tempéra  ture du métal du circuit secondaire situé  entre les éléments inducteurs de courant.

   Si  l'on pousse un des commutateurs, ou les deux,  sur les bornes de coupure     a-a    ou<I>a'-a'</I> de  la fi-. 8, on arrête naturellement le fonc  tionnement de l'un ou des deux dispositifs  inducteurs de courant. Ceci est important  car le dispositif qui vient d'être décrit permet  de     réler    à volonté les températures et la:  circulation des     différentes    parties du métal  fondu qui entoure les dispositifs inducteurs  de     courant.     



       Lorsque    l'on désire fondre avec     unie        extrême     rapidité certains métaux volatils ou facile  ment     oxydables    tels que l'acier, le zinc et  les alliages de     zinc,    les métaux pour la fon  derie de caractères d'imprimerie et les alliages       contenant    de l'antimoine, du plomb, etc.

   les  parois du creusa d'induction peuvent être  contractées vers     l'intérieur    dans la partie       supériecïre    et la surface de la section trans  versale du liquide peut être proportionnée de  manière à remplir pratiquement les conditions  permettant     d'augmenter    rapidement la tem  pérature, comme cela a été indiqué plus haut.

    Cette disposition est représentée sur les     fig.    9  et     Ifs    dans lesquelles les lignes pointillées  extérieures montrent la forme habituelle du  creuset (comme dans la     fig.    1) et les lignes  pointillées intérieures les modifications que       l'on        petit    apporter en formant le creuset,  lorsqu'on veut l'utiliser avec des métaux  volatils ou facilement oxydables. La hauteur  du     creuset    et le     degré    de courbure de sa  partie supérieure     dépendent    de la nature du  métal à traiter et des conditions dans les  quelles on veut économiser la chaleur.

      Afin d'obtenir     l'effet    de     chauffage    maxi  mum dans un     creuset    de capacité     donn('-e.     l'inventeur proportionne la surface de la sec  tion transversale du creuset     occupée    par le  circuit secondaire de manière que, à toute  profondeur du secondaire mesurée     verticale-          ment    à partir de sa surface, exceptée     it    la       profondeur    la plus grande au fond du     creuset;

       les forces de     l'effet    de pincement qui tendent  à rompre le secondaire, soient sensiblement       moindres    que la pression     hydrostatique    à  cette profondeur. Au point de la plus grande  profondeur dans le secondaire, au fond du  creuset, les forces (lu     l'el fet    de     pincement     seront égales à la     pression        hydrostatique     lorsque le four reçoit le courant     maxiniuni.     



  L'effet de     pincement    est produit     lorsqu'il     y a une     hauteur    insuffisante de matière au  dessus de la partie où la densité de courant  est la plus grande.     L'effet    est un     phé#noniène     physique dans lequel la tendance du courant  passant le     mélange    est de réduire la surface  de la section et de rompre ainsi le circuit  secondaire. Le     moyen    pour éviter cette réduc  tion consiste à donner au mélange une hau  teur de pression considérable (pression hydro  statique) pour que la pression exercée par  le     mélangF;    surmonte la tendance à rompre  le circuit.  



  Parmi les     avantages    résultant de l'utili  sation des formes d'exécution     représentées    (le  l'objet de l'invention, on petit citer les sui  vants:       1     La matière en traitement est mieux  protégée contre les pertes de chaleur, parce  qu'elle peut être plus     convenablement    et plus  étroitement couverte que dans les autres       genres    d'appareils.  



       2     En plaçant, comme il le fait, les dis  positifs d'induction, l'inventeur crée la zone  de chaleur la plus intense près du fond et  le plus loin possible du contact avec l'atmos  phère. La matière fondue facilement     atta-          quable    par     l'oxygène    est     ainsi    mise à     l'abri     des modifications     nuisibles    et l'obtention d'un  meilleur produit est assurée.

   Ceci est parti  culièrement avantageux dans la fusion de  l'acier destiné à être coulé, dans la prépara-           tion    des alliages à base de cuivre et dans  celle des métaux pour la fonderie de carac  tères     d*imprimerie.     



  3" De plus, le fait de     créer    la zone de  chaleur la plus intense près du fond de l'ap  pareil de fusion remplit les meilleures condi  tions par assurer une bonne circulation de la  matière fondue, sous l'action de la convection  et de la tendance naturelle     qu'ont    les parties  chaudes et froides     d'riri    fluide à se déplacer  réciproquement.  



       4     On assure une forte charge (hydrosta  tique) de métal fondu formant le circuit secon  daire, ce qui permet d'augmenter la densité  du courant dans le secondaire et d'obtenir  un     effet    de     chauffage    au moins cinq fois plus  grand que celui qui est possible dans les  systèmes     existants,    sans que     l'effet    de pince  ment puisse rompre le secondaire constitué  par la grande hauteur de métal que l'on peut  utiliser dans les creusets représentés.  



  5  On obtient un meilleur mélange et une  meilleure circulation dans le secondaire     fondu,     grâce au fait que l'on peut profiter de     l'effet     de pincement pour produire une circulation  plus énergique de la masse fondue sans que  la rupture du secondaire soit produite par  l'augmentation de la densité du courant.  



  Dans la description on a fait usage du  terme     "creuset"    dans le sens ordinaire     dans     lequel il est employé dans la description des  opérations chimiques et métallurgiques.  



  Bien que l'invention ait été montrée     ci-          dessus    sous     différentes    formes     d'exécution,     il ,est évident que des changements peuvent  être effectués tout en restant dans la portée  de l'invention, tracée par la revendication,  par exemple, on peut supprimer l'enveloppe  métallique entourant la matière réfractaire  en donnant à cette dernière une force suffisante.



  Electric oven, induction. The object of the present invention relates to electric induction furnaces comprising a crucible provided with at least one refractory channel extending through the crucible and arranged so that a small space is established between this channel. and the rounded bottom of the crucible, a primary electrical winding being arranged in said channel and carried by a closed magnetic circuit.



  In furnaces intended for melting or otherwise treating metals, it has already been proposed to arrange the horizontal axis of said channel in such a way with respect to the horizontal axis of the rounded part of the bottom of the crucible, that the axis of said channel is located below that of said part of the bottom of the crucible, the narrowest passage for the molten metal being thus established at the base of the crucible, which passage widens successively upwards on each side of the transverse channel receiving the branch or branches of the primary magnetic circuit.



  However, in this. kind of electric furnaces, the main flow of the induced current does not pass through the narrowest part of the passage of the secondary, i.e. at the base of the crucible, but it passes horizontally through a point located higher in the crucible , while the axis of the magnetic circuit corresponds with the axis of the transverse channel.



  In the electric induction furnace, object of the present invention, the plane of said closed magnetic circuit is arranged so that it encloses the narrow passage corresponding to the smallest cross section of the molten secondary.



  The electric oven constructed according to the invention is inexpensive, compact and very efficient and can be easily handled and transported from place to place. the other.



  The accompanying drawing represents, by way of example, several embodiments of the object of the invention.



  Fig. 1 is a central vertical section of a first embodiment of a crucible established according to the invention and showing an electromagnetic device with induction current associated with the crucible; Fig. 2 is a similar section taken perpendicular to that of FIG. 1, following line 2-2; Fig. 3 is a plan view; L a fig. 4 is a section taken through the magnetic core of the current inducing device along line 4-4 of FIG. 2;

    Fig. to is a view similar to that of FIG. 1, showing a second embodiment of the crucible having two current inducing devices; Fig. 6 is a section taken along line 6-6 of FIG. - "5; Fig. 7 is an electrical circuit diagram showing a set of connections for the excitation devices; Fig. 8 is a similar view showing how the polarities can be adjusted;

    FIG. 9 is a view of a third embodiment of the apparatus, the section being taken along the same line as in FIG. 1; Fig. 10 is a section of the same variant taken along the same line as that of FIG. 2.



  The round-bottom crucible, shown in Figs. 1, 2 and 3, is mounted on journals, as is customary when metal is to be poured from a crucible.



  The crucible shown has an outer shell 13 of metal and an inner liner 14, the first being slotted, as seen at 15 to prevent induced secondary currents from flowing through the shell. The bottom of the crucible has a rounded shape.



  A hollow cylindrical part 17, constituted by a refractory material, extends from the wall 18 said crucible to its wall 19. The interior 20 of the cylindrical part 17 is open at its ends, the lower part 20 'of the 'outside of the cylinder approaching very close to the lower part of the curved face of the crucible liner 14 so that there is only a small space 22 between the part 20' and the inner face of the wall constituting the bottom of the crucible. The axis of the cylindrical part 17 is located a little closer to the bottom of the crucible than the axis from which the bottom is curved, the two axes being in the same vertical plane.

      The cylindrical part 17 contains an inner support cylinder 23 of sheet metal which, for practical operation, is split longitudinally at 24 in order to prevent secondary currents from being induced in this metal cylinder.



  It should be noted that the interior 20 of the cylindrical part does not communicate with the interior of the crucible.



  In the cylindrical interior space 20 is arranged an electromagnetic induction element consisting of a closed magnetic circuit 26 on one of the branches of which an electrically conductive coil 2 "d is arranged. The magnetic circuit is formed by a series of horseshoe plates placed: Finished against each other and constituting a closed core with movable end harmature 28.

   The plates of the part constituting the main body can be held together in any suitable manner, the movable part or end frame 28 constituting the part of the circuit which can be removed, is formed of parallel plates 29, see fig. 4, held together by insulated bolts 30 and placed between the branches 31 and 32 of the main parts of the magnetic circuit. Certain parts of the branches 31 and 32 are notched to allow these branches to receive the insulating cylinders 33 intended to hold the frame 28 in place.

   The armature 28 can be removed to put the coil <B> 27 </B> in place and to introduce this coil and one of the branches of the magnetic circuit in the hollow cylinder 17.



  In fig. 5 is shown a crucible, the central part of which is developed so as to receive two electromagnetic induction devices, each of these devices occupying the same relative position with respect to the walls of the crucible curved around it or surrounding it on a side, that in the device shown in fig. 1.

   This arrangement produces a tight space near the bottom of each of the cylindrical parts 17 and 17 ', arranged to contain a relatively small amount of molten metal. The cross section of the metal, between each of the cylindrical portions and the adjacent crucible wall, gradually increases as one gets closer to the top of the crucible.



  The induction devices are placed in the plane of their axes due to the space existing between them is greater than that which exists between them and the walls of the container.



  Each of the receptacles is assumed to be filled with the metal to be treated 33 'constituting the secondary of the current inducing devices.



  If we examine fig. 5, or may notice that the polarities of the ends of the cores located in front of the observer are the same. There will therefore be a weak current induced in the metal located between the current inducing devices 31 and 31 '; in fact, the currents produced by these induction elements are substantially in series, as indicated by line 34, a relatively cold zone is therefore established between the induction elements and a relatively current density. high temperature must pass through the part of the mass of metal located in the spaces 22, 22 'producing a high temperature of the metal in this part of the circuit.

   A relatively high temperature is therefore produced in the metal contained between the cylindrical parts 17, 17 'and the bottom of the crucible and a cooler zone between the parts <B> 17, </B> 17' and the adjacent parts of the wall of the garrriturc 14 of the crucible.

   There will therefore occur in the metal, as a result of the different temperatures of the surrounding areas, an intense and active circulation, as indicated by arrows 35--35 showing the upward movement of the heated metal and as shown by arrow 36 (located in the relatively cold zone in which there is hardly any current) which monsters the movement of the metal downwards.



  If it is desired that the temperature of the metal contained between the inductor elements is raised by a certain amount, it is only necessary to reverse the direction of the current in one of the coils 27 or 27 ', so that their cores are not more of the same polarity.

   Currents will then be induced in the surrounding metal and will be substantially concentric with the individual induction elements, as shown in fig. 1. A current will then pass through the space between the cylinders 17 --17 'and this current will represent V the sum of the currents passing between the cylinders and the adjacent sides of the crucible. By this means, it is possible to adjust and vary the temperature of the mass of metal situated between the inductor elements.

      In fig. 7. The primary coils '227-2V of the transformer are each connected respectively to a pole reversing switch 52-52' and these switches are suitably connected to an alternating current source 53. By this means, the switches Relative polarity of the cores can be easily changed by operating one of the switches and the circuit passing through any of the coils can be easily opened.

   In fig. 8, terminals a. and <I> ai </I> are represented as those of opening circuits.



  In the arrangement shown in FIG. 7, the connections are arranged in such a way that the adjacent current inducing devices have the same polarity and the current flows as seen in the fi-. 5.

    Thanks to the arrangement shown sui, FIG. <B> 8, </B> the relative polarities of the current inducing devices can be adjusted so that the currents flow in the metal surrounding the cylinders 17-17 'in series as shown in <B> fii- . </B> 5., or they can be made to circulate in opposite directions around each cylinder (this will happen when the switch connections are in the posi tion shown in solid lines in fig. 8).

    or the current can be cut off at half or both current inducing devices, as desired. These modifications are obtained by causing the switch to occupy the various positions shown in FIG. 8. In fig. 7, the polarities of the cores are shown as arranged so as to produce series cry currents, the negative (momentary) poles being at the top.

   If we push the two switches on the left terminals of fig. 7; the two polarities are reversed, but the currents remain in series. If we leave the right switch of fig. 7 as it is and if hon pushes the one on the left in the position shown in solid lines in FIG. 8, the currents are circul _, _ r around the two separf-nierit cores and thus increase the temperature of the metal of the secondary circuit located between the current inducing elements.

   If one pushes one of the switches, or both, on the cut-off terminals a-a or <I> a'-a '</I> of the fi-. 8, the operation of one or both current inducing devices is naturally stopped. This is important because the device which has just been described allows the temperatures and the circulation of the different parts of the molten metal which surrounds the current inducing devices to be adjusted at will.



       When it is desired to melt certain volatile or easily oxidizable metals with extreme speed, such as steel, zinc and zinc alloys, metals for foundry of printing type and alloys containing antimony , lead, etc.

   the walls of the induction hollow may be contracted inwards in the upper part and the area of the cross-section of the liquid may be proportioned so as to practically fulfill the conditions for rapidly increasing the temperature, as has been achieved. been indicated above.

    This arrangement is shown in FIGS. 9 and Ifs in which the outer dotted lines show the usual shape of the crucible (as in fig. 1) and the inner dotted lines the modifications which can be made in forming the crucible, when it is desired to use it with volatile or easily oxidizable metals. The height of the crucible and the degree of curvature of its upper part depend on the nature of the metal to be treated and the conditions in which it is desired to save heat.

      In order to obtain the maximum heating effect in a crucible of given capacity ('- e. The inventor proportioned the area of the cross section of the crucible occupied by the secondary circuit so that, at any depth of the secondary measured vertically from its surface, except at the greatest depth at the bottom of the crucible;

       the forces of the pinching effect which tend to break the secondary are appreciably less than the hydrostatic pressure at this depth. At the point of greatest depth in the secondary, at the bottom of the crucible, the forces (read the pinch element will be equal to the hydrostatic pressure when the furnace receives the maximum current.



  The pinching effect is produced when there is insufficient height of material above the part where the current density is greatest. The effect is a physical phenomenon in which the tendency of the current passing the mixture is to reduce the area of the section and thus to break the secondary circuit. The means to avoid this reduction consists in giving the mixture a considerable height of pressure (hydrostatic pressure) so that the pressure exerted by the mixture; overcomes the tendency to break the circuit.



  Among the advantages resulting from the use of the embodiments shown (the object of the invention, the following can be mentioned: 1 The material being treated is better protected against heat loss, because it can be more suitably and more closely covered than in other kinds of apparatus.



       2 By placing the induction devices as he does, the inventor creates the most intense heat zone near the bottom and as far as possible from contact with the atmosphere. The molten material easily attacked by oxygen is thus protected from harmful modifications and a better product is obtained.

   This is particularly advantageous in the smelting of steel to be cast, in the preparation of copper-based alloys and in the preparation of metals for the foundry of printing types.



  3 "In addition, the fact of creating the most intense heat zone near the bottom of the melting apparatus fulfills the best conditions by ensuring good circulation of the molten material, under the action of convection and the natural tendency of hot and cold parts of fluid irri to move around each other.



       4 A strong load (hydrostatic) of molten metal forming the secondary circuit is ensured, which makes it possible to increase the current density in the secondary and to obtain a heating effect at least five times greater than that which is possible in existing systems, without the gripping effect being able to break the secondary formed by the great height of metal that can be used in the crucibles shown.



  5 Better mixing and better circulation in the molten secondary is obtained, by virtue of the fact that the pinching effect can be taken advantage of to produce a more vigorous circulation of the molten mass without the rupture of the secondary being produced by the increase in current density.



  In the description, use has been made of the term "crucible" in the ordinary sense in which it is employed in the description of chemical and metallurgical operations.



  Although the invention has been shown above in various embodiments, it is obvious that changes can be made while remaining within the scope of the invention, traced by the claim, for example, one can delete the metal envelope surrounding the refractory material, giving the latter sufficient strength.

 

Claims (1)

REVENDICATION Four électrique à induction comprenant un creuset pourvu d'au moins un canal réfrac taire s'étendant à travers le creuset et disposé de manière à ce qu'un petit espace soit établi entre ce canal et le fond arrondi du creuset, titi enroulement électrique primaire étant dis- posé dans ledit canal et porté par un circuit magnétique fermé, ce four étant caractérisé en ce que le plan dudit circuit magnétique fermé est disposé de façon qu'il renferme le passage étroit correspondant à la section transversale la plus petite du secondaire fondu. CLAIM Electric induction furnace comprising a crucible provided with at least one refractory channel extending through the crucible and arranged so that a small space is established between this channel and the rounded bottom of the crucible, electrically wound primary being disposed in said channel and carried by a closed magnetic circuit, this furnace being characterized in that the plane of said closed magnetic circuit is arranged so that it encloses the narrow passage corresponding to the smallest cross section of the secondary molten. SOUS-REVENDICATIONS 1 Foin- électrique suivant la revendication, caractérisé en ce que l'axe à partir du quel le fond du creuset est courbé est situé un peu plus haut que l'axe du canal réfractaire. \? Foin- électrique suivant la revendication, caractérisé en ce que le creuset est établi de manière à pouvoir contenir une charge de matière fondue de grande hauteur. 3 Four électrique suivant la revendication, caractérisé en ce que les parois du creuset divergent de bas en haut de manière que l'espace libre existant au niveau de la partie supérieure du canal, soit plus grand que celui au fond dit canal. SUB-CLAIMS 1 Electric hay according to claim, characterized in that the axis from which the bottom of the crucible is curved is located a little higher than the axis of the refractory channel. \? Electric hay according to claim, characterized in that the crucible is established so as to be able to contain a load of molten material of great height. 3 Electric furnace according to claim, characterized in that the walls of the crucible diverge from bottom to top so that the free space existing at the top of the channel is greater than that at the bottom of said channel. Four électrique suivant la revendication et les sous-revendications 1 à 3, caracté risé en ce qu'une pluralité de canaux contient une pluralité de dispositifs d'in duction de courant en vue de pouvoir changer la direction du courant et la tem pérature dans la masse à fondre formant le secondaire. Electric furnace according to claim and subclaims 1 to 3, characterized in that a plurality of channels contain a plurality of current induction devices in order to be able to change the direction of the current and the temperature in the chamber. mass to be melted forming the secondary. 5 Four électrique suivant la revendication et les sous-revendications 1 à. .1, caractérisé en ce que la surface de la section trans versale du creuset occupée par le circuit secondaire est proportionnée de manière que, à toute profondeur du secondaire, mesurée verticalement à partir de sa sur face, excepté à la profondeur la plus grande au fond du creuset, les forces dues à l'effet de pincement qui tendent à rompre le secondaire, soient sensiblement moin dres que la pression hydrostatique à cette profondeur et égales à la pression hydrosta tique à la plus grande profondeur dans le secondaire au fond du creuset, lorsque le four reçoit le courant maximum. t; 5 electric oven according to claim and sub-claims 1 to. .1, characterized in that the surface of the cross section of the crucible occupied by the secondary circuit is proportioned so that, at any depth of the secondary, measured vertically from its surface, except at the greatest depth at bottom of the crucible, the forces due to the pinching effect which tend to break the secondary, are appreciably less than the hydrostatic pressure at this depth and equal to the hydrostatic pressure at the greatest depth in the secondary at the bottom of the crucible , when the oven receives maximum current. t; h'our électrique suivant la revendication @@t les sous-revendications 1 à 4, caracté- i isé en ce que les moyens pour comman- der les polarités relatives des dispositifs =l'induction sont disposés de manière à pr@-duire des zones de température diffé- j-,#nte au même niveau sur les côtés oppo sés de chaque canal réfractaire. Electric heater according to claim 1 to 4, characterized in that the means for controlling the relative polarities of the devices = the induction are arranged so as to produce different temperature zones at the same level on opposite sides of each refractory channel. î Four électrique suivant la revendication et les sous-revendications 1 à 4, caracté risé en ce due les dispositifs d'induction sont placés de manière que dans le plan de leurs axes l'espace existant entre eux soit plus grand que celui qui existe entre eux et les parois du récipient. S Four électrique suivant la revendication et les sous-revendications 1 à 5 et î, caractérisé par des moyens pour faire circuler les courants induits alternative ment en série autour des dispositifs induc teurs de courant et autour de chaque dispositif. î Electric oven according to claim and sub-claims 1 to 4, characterized in that the induction devices are placed so that in the plane of their axes the space existing between them is greater than that which exists between them and the sides of the container. S Electric furnace according to claim and sub-claims 1 to 5 and 1, characterized by means for circulating the induced currents alternately in series around the current inducing devices and around each device. 9 Four électrique suivant la revendication et les sous-revendications 1 à 5 et î, caractérisé par des moyens pour faire circuler le courant induit autour de cha que dispositif inducteur. 10 Four électrique suivant la revendication et les sous-revendications 1 à 5, caracté risé par des moyens permettant de régler les dispositifs inducteurs de courant de manière à produire la zone la plus chaude au fond du creuset, une zone relative ment plus froide entre les parois du creuset et les dispositifs d'induction et la zone la plus froide entre les dispositifs induc teurs de courant. 9 Electric furnace according to claim and sub-claims 1 to 5 and 1, characterized by means for circulating the current induced around each inductor device. 10 Electric furnace according to claim and sub-claims 1 to 5, characterized by means for adjusting the current inducing devices so as to produce the hottest zone at the bottom of the crucible, a relatively cooler zone between the walls of the crucible and the induction devices and the coldest area between the current inducing devices. 11 Four électrique suivant la revendication et les sous-revendications 1 à 4, caracté risé en ce que la partie supérieure du creuset est recourbée vers l'intérieur. 12 Four électrique suivant la revendication et les sous-revendications 1 à ), caracté risé en ce qu'au point de la plus grande profondeur dans le secondaire les forces de l'effet de pincement seront égales à la pression hydrostatique lorsque le four reçoit le courant maximum. 11 Electric furnace according to claim and sub-claims 1 to 4, characterized in that the upper part of the crucible is curved inwards. 12 Electric furnace according to claim and sub-claims 1 to), characterized in that at the point of the greatest depth in the secondary, the forces of the pinching effect will be equal to the hydrostatic pressure when the furnace receives the maximum current.
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