NO147531B - Apparat for smelting og stoeping av metaller og legeringer - Google Patents

Description

Apparat for smelting og støping av metaller og legeringer.

Oppfinnelsen vedrører et elektrisk smelte- og støpeapparat av den art som er beskrevet i innledningen til patentkrav 1.

Det er kjent at elektriske smelte- og støpeovner som er forsynt med varmeelementer av silisium-karbid ble brukt allerede i 1930/40 for smelting av aluminium og edle metaller. Disse ovner hadde imidlertid utilstrekkelig kapasitet for smelting av metaller og legeringer med høy-ere smeltepunkt, samtidig som de hadde utilfredsstillende evne til å holde på varmen. Disse ovnene har derfor aldri vært utnyttet i særlig omfang til industrielle formål.

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å skape et smelte- og støpeapparat av den nevnte art, som kan brukes for større charger, d.v.s. til industrielt bruk. Ifølge oppfinnelsen kan dette oppnås ved å utforme apparatet i overenstemmelse med den karakteriserende del av patentkrav 1.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil framgå av underkravene.

De viktigste fordeler ved den foreliggende oppfinnelse er følgende: For det første vil den ha en høy evne til å holde på varmen, hvilket gir stor energi-innsparing. F.eks. ved smelting av bestemte kobberlegeringer var forbruket av energi bare 0,185 kWh/kg metall, mens vanlige iiiduksjons-smelteovner krever 0,405 kWh/kg metall, slik at forholdet er over 2:1 til fordel for apparatet ifølge oppfinnelsen.

Tilsvarende var smelteonkostningene, sammenliknet med en oljefyrt ovn som brukte 0,5 kg olje/kg kobberleg-ering, omtrent, fem ganger så høye som omkostningene ved å smelte i ovnen ifølge oppfinnelsen.

Ovnen ifølge den foreliggende oppfinnelse er betydelig rimeligere i framstilling enn andre konvensjonelle smelte- og støpeovner, så som induksjonsovner.

Ovnen ifølge den foreliggende oppfinnelsen er meget rimelig i drift, fordi den har høy evne til å holde på varmen, i tillegg forbruker den færre digler og andre deler av ovnen, fordi de ikke er utsatt for åpen flamme.

Den hindrer oksydasjon av de smeltede metaller fordi metallet ikke blir beveget eller rørt slik det blir ved induksjonssmelting.

Driften av ovnen ifølge oppfinnelsen skjer uten støy og den forårsaker ikke forurensing slik det er tilfelle ved vanlige ovner som drives med olje eller gass.

Ovnen ifølge den foreliggende oppfinnelsen kan drives på "tomgang" ved enhver ønsket temperatur. På denne måten kan man oppnå en betydelig økning i produktiviteten.

Smelte- og støpeapparatet ifølge den foreliggende oppfinnelsen kan i et eksempel være framstilt av en stålmantel og et murt eller støpt ildfast materiale med tilstrekkelig tykkelse, som har høy varmeisolerende evne. Mellom stålmantelen og det ildfaste materialet blir det anbragt et sjikt med isolerende materiale med en tykkelse på minst 50 mm, så som typen som markedsføres under navnet "Fiberfax(R)",

og/eller typen som markedsføres under navnet "Triton kaowool (R)",

eller et annet egnet materiale med en termisk ledningsevne på omtrent 0,05 -0,2, fortrinnsvis 0,07-0,15 kcal/m h°C ved 480°C. Hele ovnsforingen kan også bygges utelukkende av de nevnte isolasjons-materialer. I dette tilfelle oppnås ytterligere energi-innsparing.

For å oppnå de energisparende egenskaper som oppfinnelsen har, bør ikke varmetapene gjennom veggene og bunnen overstige 0,121 kcal/cm". Tilsvarende er ikke større tap tillatt gjennom ovnens overside. Energitapene har på denne måten vist seg å være begrenset til omtrent 15 kWh/h ved 1200°C.

147531

I figurene 1-3 er det vist hhv. vertikal snitt, sideriss og planriss av en ovn utformet i overenstemmelse med oppfinnelsen, hvilken omfatter en stålmantel 1, bærere 10 for en smeltedigel 4, varmeel-emen-ter^ 5 et - varmekammer framstilt av et isolerende murt eller støpt ildfast materiale 3 og minst et 50 mm tykt isolerende materiale med termisk ledningsevne fra 0,05-0,2, fortrinnsvis 0,07-0,15 kcal/m h° ved 480°C, idet dette materialet er betegnet med henvisningstal1 2.

Smelte- og støpeapparatet ifølge oppfinnelsen er

oppvarmet med varmeelementer av silisium-karbid, fortrinnsvis spiralviklete silisium-karbidelementer 5 som er forsynt med isolerende bærerør 9,.. e.Le k t r is k e, ledere 11 og. en termo-føler 6.

Varmeelementene med tilstrekkelig varmekapasitet kan innsettes enten gjennom en vegg eller motstående vegg-er i ovnen og fordeles passende for å sikre gunstigst varmestråling. I tillegg kan smelte- og støpeapparatet ifølge oppfinnelsen forsynes med en beskyttende kappe 7 av stål og en isolerende plate 8.

Apparatet ifølge oppfinnelsen kan utformes enten for stasjonær bruk, for vipping, kontinuerlig.støping, ut-tapping fra bunnen eller på en annen hensiktsmessig måte for smelting og støping. Det er blitt framstilt en labora-toriemodell med en kapasitet på 10 kg, og en utgave med en kapasitet på 300-500 kg for kommersielt bruk.

Som varmeelement kan det brukes silisium-karbid

av en type som blir framstilt av Carborundum Co. under merket "Globar". Isolasjonsmaterialet "Triton kaowool"

som ble brukt i apparatet inneholder (i vekti) 43-471 A1203, 50-54«0 Si02, 0,6-1,8% Fe203 , 1 ,0-3,5% Ti02, spor av MgO, o,l-l,0«o CaO og 0,2-2,0% Na20.

Sammensetningen en "Fiberfax" tilsvarer i hoved-saken "Triton kaowool" med hensyn på hovedkomponentene.

Claims (2)

1. Smelte- og støpeapparat for metaller og legeringer med elektriske silisium-karbid-varmeelementer (S), fortrinnsvis spiralviklete, karakterisert ved 5 at det mellom en i og for seg kjent ytre stålmantel (1) og et indre lag ildfast materiale (3) er anbragt et minst 50 mm tykt sjikt av isolerende materiale (2) med termisk ledningsevne på 0,05-0,2 kcal/m h°C ved 480°C.

2. Apparat i samsvar med krav 1, karakter i-10 s e r t ved at ovnsforingen er framstilt fullstendig av det isolerende materiale (2) som har en termisk ledningsevne på 0,07-0,15 kcal/m h°C.