DE374378C - Elektrischer Induktionsschmelzofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen !nduktionsschmelzofen, bei welchem die notorischen Wirkungen von elektrischen nduktionsströmen, die in entgegengesetzten dichtungen fließen, auf dicht nebeneinanderlegende Teile eines geschmolzenen Leiters inwirken, der einen spitzen Winkel bildet, robei das heißere Metall dieses Leiters in inen mit ihm verbundenen Sanimelraum trömt. Hierdurch wird die Gefahr vermieden, aß das Metall des geschmolzenen Leiters berhitzt wird. Die Hitze des aus dem ge- :hmolzenen Leiter austretenden Metalls drd auf das Metall des Sammelraunies überragen, und das heißere Metall des Leiters 'ird mit dem kühleren Metall des Sammellumes vereinigt, wobei durdi die motorische Wirkung des in den Sammelraum eintretensn Metalls ein Umrühren und Mischen des art befindlichen flüssigen Metalls erfolgt, weckmäßigenveise werden die beiden Schen- ύ des geschmolzenen Leiters gleich gemacht id der von ihnen eingeschlossene Winkel ;trägt zweckmäßigerweise weniger als 6o°. Der den geschmolzenen Leiter einschließende anal, der einen spitzen Winkel bildet, ist it einem erheblich größeren Sanimelraum irbunden, der oberhalb des Kanals liegt, so lB der Sammelraum einen hydraulischen ruck auf den Kanal ausübt, während ein ektrischer Induktionsstrom auf die ganze Inge des Kanals einwirkt. Hierdurch wird is in dem Kanal enthaltene Aletall durch duktion erhitzt und das erhitzte Metall irch die motorische Wirkung· längs der ußenseitc eines jeden Kanals in den Sainjlraum bewegt, um das dort befindliche gelimolzene Metall zu erhitzen und aufzuhren. Ein weiteres ,Aufrühren erfolgt darch, daß das kühlere Metall aus dem Sain- :lraum entlang der inneren Seite jedes uialarmcs fließt. Die aus den beiden Kaien ausfließenden Mengen des geschmullcn Metalls können entweder gegeneinander richtet werden oder im wesentlichen parallel ifcii. Sie können entweder gegen den mmelraum scharf abgegrenzt oder mit dem Inhalt des Sammelraumes vermischt werden, je nadi der Gestalt der Auslaßöffnungen. Zweckmäßigerweise werden die Auslaßöftnungen in einer querlaufenden Vertiefung angebracht, die einen Teil des Bodens des Schmelzraumes bildet, damit der elektrische Strom bei sonst möglichst vollständiger Entleerung des ' Sammelraumes nicht unterbrochen wird. Die Enden der Kanäle werden zweckmäßigerweise nahe dem Umkreis angeordnet, um das ausfließende Metall über einen möglichst großen Raum des Sammelraumes auszubreiten. Hierdurch wird auch ein langer Kanal ermöglicht selbst bei einem engen Sammelraum. Diese Anordnung kann in der verschiedensten Weise ausgebildet werden.

Die Verbindung der Enden des Kanals mit dem Sammelraum erfolgt in der Weise, daß an den beiden Enden ein spitzwinkliger Austritt des flüssigen Metalls vermieden wird, so daß der induzierte elektrische Strom, der * zwischen den Kanal und den Sammelraum eintritt, an diesen Enden des Kanals nicht störende Strömungen des geschmolzenen Metalls erzeugen kann. Diese Anordnung erscheint zweckmäßig, sowohl wenn die Richtung der aus dem Kanal austretenden Ströme im wesentlichen senkrecht ist, um den unteren ■ Teil des Sammelraumes aufzurühren, oder wenn sie im wesentlichen wagerecht ist, um eine wagerechte Strömung zu bewirken, oder wenn sie zwisdien diesen beiden Richtungen liegt. Ferner ist es gleichgültig, ob die Enden des Kanals nahe am Umfang des Sammelraunies in ihn eintreten oder nicht. Die verschiedenen Vorteile der verschiedenen Ausführungsformen ■ bestimmen, welche Art für den einzelneu !"all zu wählen ist.

Der eigcntlidie Schmelztiegel kann aus

einem nicht leitenden Teil bestehen, indem alle ejektrisehen rnduktionsströmc 'nur auf den Sammelraum einwirken, oder er kann aus einem leitenden Material bestehen, das ent- g₀ wender beständig oder nur im Zustand der Erhitzung leitend ist und die elektrischen Induktionsströme aufnimmt und den Sanimelraum durch Leitung erhitzt.

Für jede benutzte Stromphase kann ein einen spitzen Winkel bildender gesclimoi zener Sekundärleiter vorgesehen werden, oder sie können, je nachdem die Größe und die Form des Behälters es erfordert, verbunden werden, um zu verhindern, daß eine mehrphasige Zuführung unausgeglichen bleibt.

Zwischen das Gehäuse des Sammelraumes und das Gehäuse des Kanals wird ein Transformator eingebaut, der einen Teil des Rahmens bilden kann.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsf ormen der Erfindung dargestellt.

Abb. ι ist eine Seitenansicht und Abb. 2 eine Vorderansicht einer im praktischen Betrieb bewährten Ausführungsform der Erfindung. Abb. 3 und 4 zeigen in Oberansicht und Seitenansicht eine zweite Ausführungsform. Abb. 4" und 4° zeigen .in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eine Abänderung der Ausführungsform nach Abb. 4. Abb. 4^s zeigt im Schnitt einen Einzelteil einer weiteren Ab-

* änderung. Abb. 5 und 6 zeigen in Vorder-'' ansicht und .im Grundriß die in Abb. 3 und 4 dargestellte Einrichtung Abb. 7, S und 9 sind ein Horizontalschnitt, eine Seitenansicht und ein Schnitt nach Linie 10-10 von Abb. 7 : einer anderen Ausführungsform. Abb. 10 zeigt in größerem Maßstabe den Teil eines Horizontalschnittes einer Einrichtung, ähnlich, der in Abb. 7 dargestellten. Abb. io" ist eine Hinteransicht einer Ausführung ähnlich der in Abb. 10 dargestellten. Abb. 11 und 12 sind Oberansichten, teilweise im Schnitt \^-on anderen Ausführungsformen der Erfindung. Abb. 13 zeigt -in Hinteransicht einen Teil der in Abb. 12 dargestellten Anordnung. Abb. 14, 15, 16 und 18 zeigen schematisch in Oberansicht weitere Ausführungsformen.

Abb. 17 ist ein Honizoiitalschnitt unterhalb des Sammelbehälters der in Abb. iö darge- ; stellten Einrichtung. Abb. 19 ist eine Yorderansicht eines Schmelzofens, bei dem der Kanal schräg zwischen der senkrechten und der horizontalen Achse angeordnet ist.

Der Schmelzofen kann sowohl für Metalle als auch Metallegierungen benutzt werden, und auch zum Schmelzen von Bohr-. Hobel- und Drehspänen, sowie anderen kleinen Teilen von Messing und anderen Legierungen, welche bisher sdiwierig zu schmelzen bzw. zu gießen waren, weil die einzelnen Teile sehr klein sind und weil Metalle vorhanden sind, deren Yerdampiungspunkt unterhalb des Schmelzpunktes der Legierungen liegt. Es ist notwendig, die Legierung mehrere iooüber ihren Schmelzpunkt zu erhitzen, um gute und verkäufliche Gußstücke zu erzielen. Bei den früheren Einrichtungen war der Yerlust an Wärme, die Verdampfung des Metalls, der WeChsel der Zusammensetzung der Legierung und andere Schwierigkeiten mit Bezug auf das Endergebnis sehr erheblich. Aus diesem Grunde war die Verwendung des elektrischen Stromes zum Schmelzen im wesent- < liehen verhindert.

Der vorliegende Schmelzofen kann ein metallenes Gehäuse für die Kanäle und den Sammelraum oder für den einen dieser Teile haben, es können diese Gehäuse aber auch ', fortfallen. Es kann ferner ein besonderer Schmelztiegel verwendet werden oder nur eine feuersichere Auskleidung eines Behälters. Die Masse, aus welcher der Kanal oder die Kanäle hergestellt sind, können entweder l Leiter der Elektrizität sein oder nicht. Der Kanal oder die Kanäle können entweder wagerecht oder senkrecht mit Bezug auf den Sammelraum angeordnet sein oder in einer Zwischenrichtung zwischen diesen beiden. Es S können einphasige oder mehrphasige Ströme verwendet werden, und der Strom kann in Reihe oder in \"ielfachschaltung angewendet werden, wenn mehrere Kanäle benutzt werden. Einer oder mehrere der Kanäle können S mit Strom von einem einzigen Transformator oder von einer einzigen Phase versorgt werden.

Bei der in Abb. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform besteht der elektrische Ofen s aus einem Hauptkörper 1 und einem den Kanal enthaltenden Teil 2, die durch einen Transformator 3 miteinander verbunden sind. Der ganze Ofen kann um Drehzapfen 4, die in geeigneter Weise gelagert sind, mittels eines Schneckenrades 5 gedreht werden. Die Lagerung des Schmelzofens und die Vorrichtung zum Drehen sind an sich bekannt und deshalb nicht besonders dargestellt. Der Schmelzofen besteht aus einer äußeren Umkleidung 6, κ die mit einer Ausfütterung 7 versehen ist und am oberen Ende eine Ausgußöffnung 8 trägt. Der obere Teil des Behälters ist zum Teil durch einen ringförmigen Ziegel 9 geschlossen, der in einer LTmhüllung .10 gehalten wird it und eine kegelförmige mittlere Öffnung besitzt. In diese greift ein entsprechender Kegel 11 ein, der in dem bei 13 drehbar gelagerten Deckel befestigt ist.' Das Gehäuse 10 ist an. der Umhüllung ό durch Ohren 14 und Bolzen ii 15 befestigt. Bei der dargestellten Konstruktion ist das den Kanal enthaltende Gehäuse zweckmäßigerweise nicht unmittelbar mit dem Gehäuse des Hauptteiles verbunden, sondern es ist der Transformator dazwischen geschaltet, so daß ein Teil des Kanals innerhalb des Transformators liegt. Der Transformator ist hier also eingebaut und bildet einen Teil des Rahmens, so daß die Metallteile verringert werden und dadurch auch die elektrischeu Verluste sowie die Verluste an Hitze während der Arbeit des Ofens. Durch Win-

keleisen ι" und Bolzen 18, die durch Ohren 19 und Flansche 20 hindurchtreten und mit Muttern 21 versehen sind, wird der Hauptkörper, der Transformator und das Gehäuse 16 fest miteinander verbunden. Am unteren Ende des Hauptkörpers ist ein Paar Abstandsplatten 22 vorgesehen.

Der dargestellte Transformator ist ein einphasiger Mantel transformator. Der geblätterte magnetische Stromkreis besitzt einen mittleren Schenkel 23 und Endschenkel 24 und 25. Die Kanten des mittleren Schenkels sind bei 26 (Abb. 4°) fortgeschnitten, um die Anordnung von dicht umschließenden ringförmigen Primärwindungen zu ermöglichen, die in Form von parallelen ringförmig gewickelten Bändern 27 angeordnet sind. Zweckmäßigerweise werden flache Metallstreifen verwendet, die mit isolierendem Asbestband umwickelt werden.

Beim Ausfüttern des Ofens wird zweckmäßigerweise eine zweiteilige Form benutzt, die an geeigneter Stelle geteilt ist, so daß der untere Teil des Futters eingebracht und festgestampft werden kann, bevor der obere Teil hergestellt wird.

In dem verbleibenden Raum zwischen dem Gehäuse, dem Transformator und dem Boden der Feuerung wird dann zweckmäßigerweise isolierende Asbestpaste eingestampft und das Futter wird dann allmählich getrocknet. Die Form wird dann ausgebrannt.

Der Kanal 30 ist mit einer spitzwinkligen Biegung versehen, die zweckmäßigerweise in der Mitte bei 31 liegt. Der Kanal ist flach und hat zweckmäßigerweise einen nahezu rechteckigen Querschnitt. Die flachen Seiten liegen parallel zur Achse der Tranformatorivindungen 27. Bei den \'~erbindungen der Enden des Kanals mit dem Sammelraum 37 werden spitze Winkel vermieden, z. B. durch Abrunden der Innenseiten. In Abb. 1 und 2 münden die Enden der Kanäle in den Samnelraum nahezu senkrecht ein, wodurch eine sehr wirksame Rührwirkung erzielt wird.

Wenn elektrische Ströme die flüssigen Leiter, die sich in den Kanälen befinden, in entgegengesetzten Richtungen durchfließen, werden in den Leitern elektrodynamische Kräfte senkrecht zu ihrer Längsrichtung erzeugt, welche das Bestreben haben, die Leiter zu trennen. Diese Kräfte ändern sich direkt wie das Produkt der in den Leitern fließenden Ströme (hier wie das Quadrat des Stromes) Lind umgekehrt wie die Entfernung zwischen den beeinflußten Teilen des flüssigen Leiters. Wo diese Leiter nicht parallel liegen, ändert sich die Größe der elektrodynamischen Kräfte von Punkt zu Punkt längs der Leiter entsprechend den verschiedenen Entfernungen, welche sie voneinander trennen, und es weri den dadurch entsprechend geänderte hydro-I dynamische Kräfte erzeugt, die das Be- ^: streben haben, eine Bewegung des flüssigen , Metalls parallel zu der Längsrichtung der

Leiter zu erzeugen. Diese Anwendung des ! »motorischen Effektes« bewirkt eine Bewegung des flüssigen Metalls und dadurch '. einen Ausgleich von Wärme, wenn das Metall

frei fließen kann. Die motorische Wirkung i wird dadurch verstärkt, daß die Leiter zueinander in einem spitzen Winkel angeordnet i werden, wobei die Verstärkung im wesent-

■ liehen in dem Maße wächst, wie der Winkel

■ spitzer wird. Obgleich eine Joule-Wirkung ebenfalls vorhanden ist, aus der sich, ergibt, daß das heißere und leichtere Metall aufsteigt, , so ist doch der hydrodynamische Druck in- ! folge der elektrodynamischen motorischen

Wirkung die überwiegende Kraft des Ofens, ' die nicht allein im allgemeinen von dem Druck ; für die Bewegung des erhitzten Metalls ab- ! hängt, sondern auch einen großen Vorteil aus ; der fortschreitenden Zunahme des Drucks er- ^! zielt, wenn die Kanalteile 31 sich einander. : nähern, indem ein dauernder Druck von der ; Biegung aus hervorgerufen wird und irgend ^; ein Bestreben, die Säule des flüssigen Metalls ; zu unterbrechen, verhindert wird. Der Druck j erreicht seinen höchsten Betrag im Scheitel 1 des Winkels, von dem aus das Metall schnell i fortbewegt wird, während sonst ein Überhitzen eintreten würde. Dieses Prinzip, die -v elektrodynamischen Wirkungen in einem spitzen Winkel zusammentreffender geschmolzener Leiter für die Durchmischung des geschmolzenen Gutes nutzbar zu machen, hat bei mit Elektroden arbeitenden öfen bereits Anwendung gefunden.

j Beobachtungen der Strömungen, des Uni tcrschiedes der Temperatur, der Zeit des Er-I kaltens der verschiedenen Strömungslinien, ■ der Umfläche des erkalteten Teiles des Samr j melbehälters bei Vornahme von Versuchen in einem offenen Kanal bestätigen den starken Fluß des heißeren Metalls nach außen entlang der Außenseite des Kanals, und des kälteren nach innen entlang der Innenseite unter Benutzung der gekrümmten Flächen des Sammelraumes zwischen den Kanälen. Von Bedeu- "» tung ist die Art der \"erbindung der Kanäle mit dem Sammelbehälter, da der Gegenstrom bei spitzem Winkel gestört wird, aber nicht bei stumpfem Winkel. Die Gestaltung der inneren Kanalwandungen in Abb. 1 und 2 ist nach einem Kreisbogen um die Achse des Transformators 3 gebildet, der die Kanäle 32 und 33 als Tangenten hat. Hierdurch wird eine gewisse Zerstreuung des aus dem Kanal ausfließenden Metalls herbeigeführt in Vorgleich mit der in Abb. 7 dargestellten Aus- ; führangsform, bei der diese Erweiterung nicht

stattfindet. Jede Ausfuhrungsform hat ihre besonderen \⁷orzüge entsprechend der Größe und der Form des benutzten Sammelraumes, der Art des behandelten Gutes usw.
Bei den in Abb. 3, 4, 5 und 6 dargestellten Ausfülirungsformen findet sich im wesentlichen die gleiche Anordnung wie in Abb. 1 und 2. Das Gehäuse 18 (Abb. 4) erstreckt sich aber durch den Transformator, und das Metall de's Gehäuses ist durch Verbindungsflansche 38 und 39 unterbrochen. Diese Verbindungen und die Verbindungen mit dem Transformator sind bei der zur Verwendung kommenden geringen Spannung von an-

nähernd vier Volt genügend, um schädliche magnetische Ströme in dem Gehäuse zu verhindern. Die flache Form der Kanäle, die sich eng dem Transformator anschmiegen", ist für die magnetischen Linien günstig. In den anderen Abbildungen kann gewünschtenfalls ein Gehäuse benutzt werden wie das in Abb. 1 dargestellte.

Bei den in den Abb. 3 bis 6 dargestellten Ausführungsformen sind die Kanäle mit geraden Mündungen 40, 41 versehen, die in den sich erweiternden Teil 42 übergehen. Hierdurch werden die Strömungslinien des aus den Kanälen austretenden Metalls gerade gerichtet, bevor das Metall den Sammelraum erreicht. In den Abb. 4, 7 und 9 sind die Strömungslinien annähernd eingezeichnet, wobei die Köpfe der Pfeile die Strömungsrichtung des heißen Metalls anzeigen.

Abb. 4° ist ähnlich Abb. 4. Hier ist aber kein Gehäuse verwendet, und der ganze Ofen besteht aus einem Schmelztiegel 44 aus feuer-" festem Material. Es wird hier ein anderer Transformator verwendet, welcher nur einen Zweig des Kanals einschließt. Natürlich können verschiedene Arten von Transformatoren- bei den versdiiedenen Ausführungsformen der Erfindung benutzt werden.

Abb. 4^Ä ist ähnlich Abb. 4, aber das obere Ende eines jeden Teils des Kanals 32, 33 ist bei 43 nach innen gekrümmt, um den Strom des heißen Metalls, der aus den Enden der beiden Kanäle heraustritt, gegeneinander zu richten, wie bei der Ausfülirungsform nach Abb. 4^C.

Nach Abb. 4? kann der Schmelztiegel 44' aus feuerfestem Material gewünschtenfalls auch für sich benutzt und angeordnet werden. Bei der dargestellten Ausfülirungsform wird er von einem Metallgehäuse getragen, weldies ihn gegen ungünstiges Verziehen und gegen äußere Beschädigungen schützt. Das Metallgehäuse 45 ist gewünschtenfalls durch Flansche mit einem Gehäuse verbunden, welches den oberen Teil des Ofens umfaßt. Die Kanalteile 32 und 33 endigen in Krümmungen 43', die annähernd nach Kreisbogen geformt sind, so daß die entstehenden kreisförmigen Strömungen sich einander nähern.

Bei allen diesen Ausführungsfbrmen ist der Kanal 32, 33 unterhalb des Sammelbehälters 44' angeordnet und treibt das flüssige Metall durch die motorische Kraft im \vesentlichen nach oben, wobei beide Enden, die den Kanal mit dem Sammelraum verbinden, zweckmäßigerweise in ungefähr derselben Höhe,

; aber beträchtlich unterhalb des beabsichtigten

Spiegels des geschmolzenen Metalls liegen.

' Bei den in Abb. 7, 8, 9 und 10 dargestellten Ausführungsformen liegt der Kanal wagerecht und wesentlich tiefer als der beabsichtigte Spiegel des Sammelbehälters, so daß das Metall in nahezu wagerechte Strömungen ver-

. setzt wird, im wesentlichen nach den in Abb. 7 dargestellten Linien, und zwar in verschiedenen Höhen vom Boden, besonders aber am Boden.

Die im wesentlichen nach oben und wagerecht geriditeten Auslaßmündungen des Kanals in den Sammelraum bieten verschiedene \~orteile, die in gewisser Beziehung abhängig sind von der Form des Sammelraumes. Zwischen den beiden Stellungen ist natürlich auch eine Anzahl Mittelstellungen möglich, welche die Vorteile einer jeden Endstellung annähernd erreichen, je nachdem sie sich mehr der senkrechten oder der wagerechten Richtung nähern. So kann z. B. auch der Kanal, wie in Abb. 19 dargestellt, etwa in einem Winkel von 45°, d.h. in der Mitte

; zwischen der wagerechten und der senkrechten Richtung angeordnet werden. Be-v züglich der Anordnung der Drehzapfen 4 und

■ der Ausgußöffnungen wird hier im wesentlichen die gleiche Anordnung benutzt wie bei der Ausführungsform nach Abb. 5. Es könnte jedoch dieser Ofen auch in anderer Riditung

: gekippt und entleert werden.

Die Länge des Kanals hängt von dem Gesamtwiderstand ab, welcher in dem sekundären Wege gewünscht wird. Die Breite des Sammelraumes, mit weldiem die Kanäle zu verbinden sind, hängt davon ab, ob die Enden

■ des Kanals nahe an den äußeren Seiten des • Samtnelraum.es endigen oder nidit. Die zu verwendende Stromstärke, der Querschnitt des Kanals, die Leitungsfähigkeit des zu behandelnden Metalls und andere wohlbekannte Umstände sind natürlich zu beachten, um eine möglidist günstige Wirkung zu erzielen. Da der motorische Effekt vorteilhaft ist. wie : groß die Amperezahl des Stroms auch sein mag und seinem Quadrat proportional ist unabhängig von dem Querschnitt, und der gleiche ist für eine gegebene Stromstärke, gleichgültig ob der Querschnitt groß oder 1 kiein ist, \νϊτά die Größe des Quersdinittes und seine Form bemessen nach der gewünsch-

ι Breite des Abschnittes, welcher '!en Transrmatorstrom aufnehmen soll, und nach dem Sichtspunkt, daß er weit genug sein muß, ι eine unnötige Reibung zu vermeiden, da- ?en eng· genug·, damit das fließende geunolzeue Metall schnell hcrausbewegt wird d daß die aus dem Kanal ausströmende enge in einem gewissen Verhältnis stehen iß zu dem Gesamtinhalt des Sainmelbehäl-■s.

Bei der in Abb. 7 und 10 dargestellten Ausiirungsform kann ein Schmelztiegel in ein häuse eingehüllt sein oder ein Gehäuse 45, kann ausgefüttert sein, um die gewünsch-1 Wege zu bilden. Die hier erzielte motoriie Kraft ist im wesentlichen die gleiche wie i denen, bei denen der Kanal unmittelbar ter dem eigentlichen Sammelraum liegt, ist hier aber ein geringerer Nutzen aus r Joule-Wirkung erzielt, da die Strömung ä flüssigen Metalls wagerecht ist. und die s der Joule-Wirkung· senkrecht. Da die ienen der Strömung in dem Sammelbehälter gerecht sind, findet eine geringere Mischung ischen senkrechten Schichten geschmolien Metalls statt, welche in der Temperatur ien erheblichen Unterschied besitzen. Die ansformatorwindungen sind hier geteilt d auf den äußeren Schenkeln angeordnet. In Abb. io^e ist in Endansicht eine Auslrungsform dargestellt, die im wesentlichen rjenigen nach Abb. 8 entspricht. Hier ist ι Schmelztiegel ohne äußeres Gehäuse darstellt, und eine andere Art von Transforma-• 3³, der nur einen Teil des Kanals umfaßt. Der in Abb. 11 dargestellte Ofen entspricht wesentlichen dem in Abb. 7 bis 10 dargellten, hat aber zwei Kanäle, von denen ler mit einem spitzen Winkel 31 versehen . Die einander zugekehrten Schenkel dieser inäle treffen sich ungefähr in der Mitte des mmelraumes, und beide Kanäle werden % on iem einphasigen Manteltransformator 3² ;influßt, der einen Teil eines jeden vollnch'gen Kanals umschließt. Der allgemeine arakter der Strömungen des geschmolzenen italls ist durch die Pfeile angedeutet. Für ; Darstellung ist ein Schmelztiegel ohne Geuse gewählt, obgleich natürlich auch ein häuse zur Verwendung kommen könnte. Es klar, daß mehrfache Kanäle verwendet rden können, die mehr oder weniger unttelbar unter einem Sammelbehälter wie Abb. ι und 2 liegen.

In Abb. 12 und 13 ist eine Mehrheit von llständigen Kanälen 47, 48 veranschaulicht. denen jeder einen >piizen Winkel hat und ien unabhängigen Kanalteil, während die lander benachbarten Kanalteile zu einem neinsamen Kanal 49 zusammengefaßt sind, er sind besondere Transformatoren 3^;1 verwendet, die auch bei der Ausführungsform nach Abb. 11 zur Verwendung kommen könnten. Diese Transformatoren können offenbar durch denselben einphasigen Wecliselstromkreis gespeist werden, wobei sie entweder hintereinander oder parallel geschaltet sind, oder es können die beiden Kanäle von verschiedenen Seiten eines Zweiphasenstromkreises gespeist werden, wobei zweckmäßiger- weise der Zweiphasenstromkreis ausgeglichen wird.

In Abb. 14 und 15 sind schematisch wagerecht angeordnete winklige Kanäle dargestellt von der allgemeinen Form entsprechend Abb. 7 bis 10 und 7*. Es sind aber die beiden Kanäle an verschiedenen Seiten des Sammelraumes angeordnet, und zwar einander gegenüber. Der Sammelraum hat zweckmäßigerweise einen Spiegel, der erheblich oberhalb des Punktes liegt, an welchem die Kanäle in ihn einmünden.

Xach Abb. 14 sind' für die verschiedenen Seiten eines Zweiphasenstromkreises verschiedene elektrische Verbindungen dargestellt, während nach Abb. 15 die Transformatorspulen in Reihe auf eine einzelne Phase oder Seite eines Stromkreises geschaltet sind. In Abb. 16 hat der Sammelraum drei in Dreieck zueinander angeordnete, mit einem spitzen Winkel versehene Kanäle, die unter dem Sammelraum liegen, von denen jeder im allgemeinen der Anordnung nach Abb. 1 bis 6 entspricht. Diese drei Kanäle geben eine vorteilhafte Rührwirkung infolge des Unistandes, daß sich die aus den Kanälen austretenden Ströme der sechs Kanalmündungen wirksam miteinander mischen. Diese Anordnung ist für Vielphasenarbeit zweckmäßig. Ein Abschnitt eines Transformators mit Y-Verbindüngen für Dreiphasenstrom ist in Abb. 17 dargestellt.

In Abb. 18 ist in Oberansicht ein Ofen dargestellt mit drei mit spitzem Winkel versehenen Kanälen, die in Vielfachschaltung angeordnet sind, wobei die Mündungen der Kanäle an den beiden Seiten in einer Linie liegen. Jeder Kanal hat im wesentlichen die Anordnung nach den Abb. I bis 6. Die Transformatoren können entweder getrennt oder gemeinsam miteinander mit Ein- oder Dreiphasenstrom oder einem Ein- und Zweiphasenstrom gespeist werden, wie in der Transformatorentechnik üblich. Bei der dargestellten Einrichtung sind die Transformatoren au ein I ireipha^ennetz angeschaltet.

Ks ist klar, drii.i für die Wandungen d.·* Kanals "der des Oicns udir für bei de i-iii e'i'ktri.-ch leitendes -Material verwendet werden kann und daß die üfen in der verschic-■ lensten Weise ausgeführt werden können. Hie üfen können auch zur Bearbeitung ver-

schiedenen Gutes benutzt werden und sind besonders zweckmäßig für das Warmhalten von Temperbädern, die z. B. aus Bleilegieruugen bestehen.

Bei der Arbeit bildet das geschmolzene Metall in dem Kanal und das in dem mit ihm A'crbundenen Sammelraum den Widerstand, in -welchem, die sekundären Ströme des Transformators entstehen. Die aktive Kraft der

ίο motorischen Wirkung, die am stärksten an dem Winkel ist, wirkt dahin, daß die Temperatur über die ganze divergierende Länge der .beiden Kanalzweige 31 und 32 abnimmt, wodurch ein stetiger Fluß des heißen Metalis an der äußeren Wandung der beiden Zweig-centlang bewirkt wird. Hierdurch wird, wenn der Querschnitt nicht allzu groß ist, eine sehr wirksame Geschwindigkeit der Metallströme hervorgerufen. Das geschmolzene "kühlere ; Metall fließt an den inneren Wandungen der _; beiden Kanäle entlang, um den Platz des aus ' den Kanälen ausgetriebenen heißen Metalls f einzunehmen. Die Art der Rührwirkung des j

* in den Sammelraum eintretenden Metallstromes kann von dem Entwerfer des Ofens durch Abmessung und Anordnung der Eintrittsöffnungen und Bemessungen des Querschnitts des Sammelbehälters bestimmt werden. Wenn die Kanalwandung selbst ein Elektrizitätsleiter ist, kann die Hitze, welche dadurch erzeugt ist, daß der elektrische Strom durch die Wandung fließt, dazu benutzt wer- [ den, den flüssigen Inhalt des Kanals zu er- j hitzen. Es ist zweckmäßig, den Inhalt des j

Sammelraumes und des Kanals auszugießen, wenn der Ofen nicht mehr benutzt werden - soll.

Es ist klar, daß die beschriebenen Aus-' führungsformen in irgend einer geeigneten Weise so angeordnet sein können, daß das Metall in der gewünschten Weise ausgegossen ; oder ausgeschöpft werden kann und daß sie _: mit geeigneten Deckeln oder anderem Zu- ^: behör ausgestattet werden können. Wenn der Schmelztiegel in erhitztem Zustande leitend sein soll, wird zweckmäßigerweise Graphit benutzt. Die besten Ergebnisse sind aber mit einem Futter erzielt, welches nicht leitend war, und mit einem dies Futter tragenden Gehäuse, dessen elektrischer Stromkreis unterbrochen war, um das Fließen elektrischer Ströme in ihm zu verhindern.

Bei allen Ausführungsformen umschließt • der Transformator den Kanal und es entstehen unabhängige Wirbelungen in dem Sammelbehälter an jedem Punlrt der Verbindung mit dem Kanal.

Was die Rührwirkung in dem Sammel- · behälter betrifft, so ist klar, daß die Wirkung und der Zweck des Rührens der ist, das 6c heißere Metall aus den Kanälen zu verbreiten und das kühlere Metall aus dem Sammelbehälter zu ersetzen, bis der Inhalt des Sammelbehälters genügend gleichmäßig auf die gewünschte Temperatur erhitzt ist. 6= Der Transformator kann entweder einen oder beide Abschnitte des Kanals umschließen.

Claims (8)

Patent- Ansprüche:

1. Elektrischer Induktionsschmelzofen 7« mit einem an seinen Enden mit einem Sammelraum verbundenen, im Betriebe mit geschmolzenem Metall gefüllten engen Kanal, in dem Induktionsströme hervorgerufen werden, dadurch ge- 7ί kennzeichnet, daß der Kanal in einer gewissen Entfernung von dem Sammelraum unterhalb der Oberfläche des den Sammelraum füllenden Metallbades einen spitzen Winkel bildet, in dessen beiden Schenkeln 8c -die elektrischen Ströme in entgegengesetzten Richtungen fließen.

2. Elektrischer Induktionsschmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen, in den Sammelraum mün- 8; denden Enden des Kanals gegeneinander geneigt sand.

3. Elektrischer Induktionsschmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitel des spitzen Winkels an- gc nähernd in der Mitte der Länge des Kanals Hegt.

4. Elektrischer Induktionsschmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel kleiner als 6o° ist.

5. Elektrischer Induktionsschmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum am Boden mit einer quer zur Drehachse des Ofens verlaufenden Vertiefung versehen ist, in welche die Enden des Kanals einmünden.

6. Elektrischer Induktionsschmelzofen nach Ansprudi 1 für Mehrphasenstrom, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Phase des benutzten Stromes ein Kanal 10; unterhalb des Sammelraumes vorgesehen ist.

7. Elektrischer Induktionssclimelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kanäle vorgesehen sind, n< deren Ausflußmündungen dicht beieinander angeordnet sind.

8. Elektrischer Induktionsschmelzofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausflußmündungen paarweise in 11; einem Dreieck angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.