DE1533081B1

DE1533081B1 - Kernloser Induktionsofen zum Schmelzen und Ruehren von Metallen und Verfahren zum Betrieb dieses Ofens

Info

Publication number: DE1533081B1
Application number: DE19661533081
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl-Ing Floymayr
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1966-02-15
Filing date: 1966-02-15
Publication date: 1971-01-21
Also published as: FR1511457A; US3472941A

Description

öfen oft sehr vorteilhaft, im Anschluß an den io verschiebung zwischen den einzelnen Versorgungs-Schmelzprozeß die flüssige Schmelze zur Erzielung einrichtungen herbeiführen,
einer guten Homogenität zu rühren. Wird dieses
Rühren unter Vakuum durchgeführt, so kann hier

durch zusätzlich zur Homogenisierung noch eine

Ein solcher Induktionsofen kann in sehr vorteilhafter Weise betrieben werden, indem die Teilspulen während des ersten Verfahrensabschnitts (Schmelzen) Entgasung erreicht werden. 15 mit Strömen gleicher Phasenlage, während des

Durch die französische Patentschrift 767 249 ist es zweiten Verfahrensabschnitts (Rühren) aber mit bekannt, Metall in einem kernlosen Induktionsofen
schmelzen und das geschmolzene Metall im

gleichen Induktionsofen zu rühren. Zum Erhitzen

Strömen versorgt werden, die in der Phase gegeneinander verschoben sind, wobei während beider Verfahrensabschnitte die Leistungsaufteilung in den

des Schmelzgutes und zur Erzeugung der Bad- ao einzelnen Phasen nicht willkürlich geändert wird,
bewegung können Ströme gleicher Frequenz ver- Zur Durchführung dieses Verfahrens ist es gleichwendet werden. Eine aus mehreren Teilspulen be- gültig, welche Frequenz gewählt wird. Das erfinstehende, den Tiegel umfassende Induktionsspulen- dungsgemäße Verfahren bringt den Vorteil mit sich, einheit wird zum Rühren elektrisch so gespeist, daß daß der apparative Aufwand erheblich reduziert wereine wandernde Welle in dem geschmolzenen Metall 25 den kann, da ein und dieselbe Versorgungseinheit erzeugt wird. Zur Durchführung dieses bekannten sowohl für das Schmelzen als auch für das anSchmelz- und Rührverfahrens werden zwei getrennte schließende Rühren benutzt wird und die VerStromquellen unterschiedlicher Art benötigt, wobei sorgungseinheit aus wenigstens zwei vollkommen allerdings die eigentliche Schmelzleistung nahezu gleichartigen Versorgungseinrichtungen besteht. Bevollständig von der einen Stromquelle aufgebracht 30 sondere elektrische Mittel, wie sie das bekannte, mit wird, während die andere, unterschiedlich ausgelegte Nieder- und Hochfrequenz durchgeführte Verfahren nur zur Herbeiführung einer Phasenverschiebung erfordert, entfallen bei dem erfindungsgemäßen Verdient. Die Stromquellen sind Sonderkonstruktionen, fahren ebenfalls.

die im Störungsfalle nicht ohne weiteres zu ersetzen In der Figur ist schematisch ein bevorzugtes Aussind und daher eine aufwendige Vorratshaltung von 35 führungsbeispiel eines Induktionsofens dargestellt, an Ersatzmaschinen bedingen. Der apparative Aufwand Hand dessen das erfindungsgemäße Verfahren nachzur Durchführung des Verfahrens ist also sehr er- stehend beschrieben wird.

heblich. Um den Tiegel 1 ist eine Induktionsspuleneinheit

Durch die französische Patentschrift 713 498 ist angeordnet, welche aus den vier Teilspulen 2, 3, 4 ferner ein Induktionsofen bekannt, dessen Spule aus 40 und 5 besteht. Die Teilspulen 2 und 4 sowie die Teilmehreren getrennt einschaltbaren Spulenteilen be- spulen 3 und 5 sind in Reihe geschaltet. Die steht. Sowohl bei gleichgerichteter als auch bei gegen- elektrische Versorgungseinheit wird gebildet aus läufiger Wickelrichtung der einzelnen Spulenteile er- den beiden gleichartigen Versorgungseinrichtungen 6 geben sich infolge der jeweiligen Phasenanschlüsse und 7 mit je der halben benötigten Gesamtleistung, gleichgerichtete Magnetfelder innerhalb aller Spulen- 45 Die Teilspulen 2 und 4 werden von der Versorgungsteile. Lediglich die Stärke des Magnetfeldes und da- einrichtung 6 elektrisch gespeist, die Teilspulen 3 mit die Rührwirkung innerhalb der Schmelze kann und 5 von der Versorgungseinrichtung 7. Beim indurch die Anzahl der zugeschalteten Windungen be- duktiven Schmelzen haben die beiden Versorgungseinfiußt werden. Soll die Rührwirkung völlig auf- einrichtungen gleiche Phasenlage und dadurch auch gehoben werden, so bleibt nur das Abschalten aller 50 alle vier Teilspulen. Wenn nun im Anschluß an das Spulenteile, womit jedoch auch im gleichen Augen- Schmelzen gerührt werden soll, dann wird die Phase blick die Beheizung der Schmelze aufhört. Eine einer der beiden Versorgungseinrichtungen gegen die Trennung zwischen Heizen und Rühren ist bei der Phase der anderen primärseitig elektrisch verdreht, bekannten Vorrichtung nicht möglich. beispielsweise um 90°, wodurch dann im ge-

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen 55 schmolzenen Metall eine wandernde Welle entInduktionsofen zum induktiven Schmelzen von Metall steht. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht einem und anschließenden Rühren der Schmelze zu Schmelzverfahren mit anschließendem Zweiphasenschaffen, welcher außer gutem Schmelzen auch ein rührverfahren. Analoge Betrachtungen gelten auch gutes Rühren gewährleistet, aber einen geringeren für ein Schmelzverfahren mit anschließendem mehrapparativen und daher nicht so kostspieligen Auf- 60 phasigem Rührverfahren. Die Versorgungseinheit wand erfordert als die bekannten Öfen, sowie ein wird dann in so viele gleiche, der Phasenzahl ent-

Betriebsverfahren für diesen Induktionsofen anzugeben. Dabei sollen für die Stromversorgung ausschließlicht leicht beschaffbare, serienmäßige Stromversorgungseinrichtungen Verwendung finden.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Induktionsofen dadurch, daß die Anzahl der Teilspulen der doppelten Zahl von

sprechende Versorgungseinrichtungen unterteilt, daß jede Versorgungseinrichtung eine Leistung besitzt, die der Gesamtleistung der Versorgungseinheit geteilt 65 durch die Phasenzahl entspricht. Analog muß die Induktionsspuleneinheit in so viele Teilspulen unterteilt werden, daß die Anzahl der Teilspulen gleich der doppelten Phasenzahl ist. Für ein Schmelz-

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verfahren mit anschließendem dreiphasigem Rührverfahren wird die Versorgungseinheit also in drei gleichartige Versorgungseinnchtungen unterteilt. Die Leistung jeder dieser drei Versorgungseinrichtungen entspricht also einem Drittel der Gesamtleistung der Versorgungseinheit. Die Induktionsspuleneinheit wird in sechs Teilspulen unterteilt.

Claims

Patentansprüche:

1. Kernloser Induktionsofen zum Schmelzen und Rühren von Metallen, insbesondere Vakuuminduktionsofen, bestehend aus einem Tiegel, mehreren den Tiegel umfassenden, eine Induktionseinheit bildenden Teilspulen und aus wenigstens zwei Versorgungseinrichtungen gleicher Frequenz, die jede eine Phase darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Teilspulen der doppelten Zahl von Versorgungseinrichtungen bzw. Phasenzahl entspricht, daß die Versorgungseinrichtungen gleich- so artig sind und daß jede Versorgungseinrichtung eine Leistung von solcher Größe abgibt, welche der elektrischen Gesamtleistung geteilt durch die Phasenzahl entspricht, und auf je ein Teilspulenpaar geschaltet ist, wobei die Teilspulenpaare elektrisch voneinander getrennt sind, und daß Mittel vorhanden sind, die sowohl die gleiche Phasenlage als auch eine Phasenverschiebung zwischen den einzelnen Versorgungseinrichtungen herbeiführen.

2. Verfahren zum Betrieb des Induktionsofens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilspulen während des ersten Verfahrensabschnitts (Schmelzen) mit Strömen gleicher Phasenlage, während des zweiten Verfahrensabschnitts (Rühren) aber mit Strömen versorgt werden, die in der Phase gegeneinander verschoben sind, wobei während beider Verfahrensabschnitte die Leistungsaufteilung in den einzelnen Phasen nicht willkürlich geändert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COFY