DE2728262A1

DE2728262A1 - Ofen zum schmelzen von metallen oder metallegierungen

Info

Publication number: DE2728262A1
Application number: DE19772728262
Authority: DE
Inventors: Goesta Karlsson
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1976-07-05
Filing date: 1977-06-23
Publication date: 1978-01-12
Also published as: US4139722A; FR2357842A1; GB1579562A; JPS5922150B2; SE408958B; DE2728262C2; FR2357842B1; SE7607666L; JPS536206A

Description

Ofen zum Schmelzen von Metallen oder Metallegierungen

Die Erfindung betrifft einen Ofen zum Schmelzen von Metallen oder Metallegierungen der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art. Das zu schmelzende Gut besteht vorzugsweise aus Stahl oder Eisen in kleinen Stücken, Pellets, Eisenschwamm oder kleinen Schrotteilen.

Ein solcher Ofen, der mit hoher spezifischer Leistung gespeist wird, häufig mit Wechselstrom zwischen 500und 1000Hz, hat normalerweise eine verhältnismäßig kurze Spule, wobei die Leistung der Schmelze im unteren Teil des Ofens zugeführt wird, wenn der Ofen gefüllt ist. Dies geschieht, um eine möglichst ruhige Badoberfläche zu erhalten. Es besteht jedoch' die Schwierigkeit, daß man hierbei oft sehr viel Schlacke bezogen auf die Schmelzenmenge erhält, und daß die Gefahr besteht, daß die oberhalb der Spule liegende Schlacke erstarrt. Kalte Schlacke wird hart, und sie ist oft nur schwer von der Schmelze zu entfernen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofen der beschriebenen Art zu entwickeln, bei dem die Gefahr der Erstarrung der Schlacke beseitigt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Ofen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteränsprüchen genannt.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß trotz Verwendung einer verhältnismäßig niedrigen Induktionsspule und des dadurch erreichten Vorteils einer ruhigen Badoberfläche eine wirksame Erwärmung der Schlacke durch den Lichtbogen sichergestellt wird, wodurch die Schlacke leicht zu handhaben und fortzuschaffen ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Spule für den Induktionstiegelofen eine solche Höhe, daß die Induktionsheizung das Schmelzen im Ofen besorgt, während die darüber auf der Schmelze schwimmende Schlacke im Wirkungsbe-

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reich des Lichtbogens liegt.

Anhand der in der Figur gezeigten Ausführungsform der Erfindung soll diese näher beschrieben werden.

Zu dem Ofen gehört ein Unterteil, der aus einem üblichen Induktionstiegelofen mit einem Tiegel besteht, dessen Ausfütterung 1 aus der üblichen Stampfmasse oder auch aus Ziegeln besteht. Der Tiegel ist von einer Induktionsspule 2 umgeben. Die Induktionsspule wird in der Regel mit einem Strom gespeist, dessen Frequenz im Mittelfrequenzbereich, gewöhnlich zwischen 500 und 1000 Hz, liegt. Die Spule kann aber auch mit niederfrequentem Strom gespeist werden, z.B. mit netzfrequentem Strom von 50 bis 60 Hz. Die Länge der Spule ist so bemessen, daß die Spule nicht bis zur Höhe der Oberfläche 3 der Metallschmelze 4 reicht. Die Länge soll jedoch so bemessen sein, daß die Wirkung der Induktionsspule mit Hilfe von Eisenkern und Joch bis an die Oberfläche 3 der Schmelze hinaufreicht. Die auf der Schmelze 4 schwimmende Schlacke 5 wird durch die Lichtbogenheizung aufgeheizt.

An die Ausfütterung 1 schließt sich ijach oben eine Ausfütterung aus Siliziumkarbid eventuell mit einer Beimischung von Kohlenstoff an, d.h. eine elektrisch leitende Ausfütterung, die aus einem pulverförmigen Ausgangsmaterial gesintert oder gemauert sein kann. Dieser Tiegelteil ist mit der üblichen Gießschnauze 7 sowie mit einem gewölbtem Ofendeckel 8 versehen, durch welchen eine oder

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mehrere Elektroden 9 hindurchgeführt sind. Die Durchführung der Elektrode ist mit den üblichen Dichtungen versehen, und die Elektrode kann in üblicher Weise zu der Schmelze hinuntergeführt werden.

Die Lichtbogenheizung kann mit Gleichstrom gespeist werden, wobei die Elektrode 9 als Kathode und die Ausfütterung 6 als Anode geschaltet ist und die Schlacke 5 bei Stromzufuhr erwärmt wird, während gleichzeitig das Schmelzen mit dem Ί,η-duktionstiegelofen 2, 1 geschieht. Der Elektrodenkreis kann auch mit Wechselstrom gespeist werden, vorzugsweise Einphasenstrom, und auch hierbei wird ebenso wie bei der alternativen Gleichstromspeisung vorzugsweise mit einer Elektrode gearbeitet. Es kann auch, insbesondere bei ausreichenden Raumverhältnissen, mit mehreren Elektroden gearbeitet werden, wobei bei der Wechselstromalternative dann mehrphasig gespeist wird. Bei der einphasigen Speisung und der Gleichstromspeisung erfolgt die Rückleitung des Stromes durch die elektrisch leitende Ausfütterung des oberen Teiles des Ofens, die, wie bereits erwähnt, beispielsweise aus Siliziumkarbid mit einem Zusatz an Kohlenstoff besteht. Die Schlacke wird dabei vom Lichtbogen erwärmt. Die große Schlackenmenge, die man früher ohne Aufwärmungsteil erhielt, beispielsweise 350 l/ton, und die eine Erstarrungsgefahr mit sich führte, kann durch die Erfindung auf einer Temperatur gehalten werden, die ein Erstarren verhindert.

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Die Gleichstromheizung hat gegenüber der Wechselstromheizung den Vorteil einer einfacheren und billigeren Ausführung, beispielsweise hinsichtlich der elektrischen Ausrüstung. Besonders die Heizung mit einphasigem Wechselstrom hat eine nachteilige unsymmetrische Belastung des Netzes zur Folge. Jedoch kann in gewissen Fällen Einphasenwechselstrom verwendet werden, z.B. in Verbindung mit den üblichen Anordnungen zur Symmetrierung der Netzbelastung.

Ein höherer Wirkungsgrad und geringere Elektrodenkosten sind bekannte Vorteile der Gleichstromspeisung.

Dadurch, daß man zum Schmelzen den eigentlichen Induktionsofen benutzt, erzielt man eine bessere Wirtschaftlichkeit als bei Verwendung eines Lichtbogenofens zum Schmelzen. Bei der Erfindung dient die Lichtbogenheizung nur zur Erwärmung der auf der Badoberfläche schwimmenden Schlacke. Die Spule kann auch so ausgebildet sein, daß sie über die Oberfläche der Metallschmelze hinausragt oder diese erreicht; in dem dargestellten Fall ist sie kürzer, Jedoch sind Joch und Eisenkern so weit hochgezogen, daß sie in gleicher Höhe wie die Oberfläche des!Metallbades liegen.

Der Ofen nach der Erfindung eignet sich für Metall und Metalllegierungen, insbesondere für Eisen und Stahl, beispielsweise zum · Schmelzen von kleinen Stücken, Pellets, Eisenschwamm, stückförmigem Schrott usw.

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Im Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens kann die Erfindung in vielfacher Weise variiert werden.

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Claims

Patentansprüche :

1. Ofen zum Schmelzen von Metallen oder Metallegierungen, wie aus Stahl oder Eisen bestehenden kleinen Stücken, Pellets, Eisenschwamm, Schrotteilen usw., der einen Inuduktionstiegelofen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Verlängerung des Induktionstiegelofens eine elektrisch leitende Ausfütterung (6) sowie ein Deckel (8) angeordnet ist, durch den mindestens eine Lichtbogenelektrode (9) hindurchgeht.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (2) für den Induktionstiegelofen eine solche Höhe hat, daß ihre Wirkung die Schmelze im Ofen erfaßt, während die auf der Schmelze schwimmende Schlacke (3) innerhalb des Wirkungsbereichs der Lichtbogenheizung liegt.

3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückleiter für die Elektrodenheizung des Ofens die Ausfütterung (6) dient.

A. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Elektrode (9) vorhanden ist.

5. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Elektrodenheizung mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom, vorzugsweise mit einphasigem Wechselstrom, gespeist wird.

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