NO148306B - Metallsmelteovn med magnetfeltinduktor for paavirkning av det smeltede metall - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en metallsmelteovn omfatten-

de et hiis hvor en av veggene er en ikke-magnetisk skråstilt vegg, og en induktor som er anordnet under den skråstilte vegg for å påvirke det smeltede metall.

Oppfinnelsen kan mest fordelaktig benyttes i ovner

og i blandeinnretninger for fremstilling av metall hvor metal-

let mates inn i forutbestemte mengder direkte til kontinuer-

lige støpemaskiner eller injeksjonsstøpemaskiner. Ovnen ifølge oppfinnelsen benyttes fortrinnsvis for smelting av aluminium og aluminiumbaserte legeringer.

Det er kjent metallsmelteovner hvor det indre rom avgrenses av vertikale vegger som støttes av en herd og som bærer et tak. Det indre rom i ovnen er foret med et ildfast materiale med oppvarmingsinnretninger anbragt deri over nivået for det smeltede metall for å smelte metallet.

I noen ovner benyttes mekaniske innretninger for om-røring av smeltet metall for utjevning av temperaturen, og ekstra oppvarmingsinnretninger er anordnet for å forhindre metallet fra å kjøles og stivne ved herden eller i innførings-sonen. Ovnen har respektive hull for fylling av startmetall og for å tappe det ferdige metall. Chargeringshullet er plassert under nivået for det smeltede metall i ovnen og er lukket av en spiss (metallstav) som benyttes av betjeningen for manuelt å regulere mengden av metall som tømmes ut av ovnen med etterfølgende lukking av hullet.

Disse ovner har lav produksjonsgjennomgang og dette gjør dem upraktiske.

I tillegg vil metallet som oppnås fra slike ovner inneholde en stor mengde uønskede gassformede og faste urenheter.

Fra DE-AS nr. 1959655 er det kjent en smelteovn

med en transportrenne som er forbundet med ovnens støperom, •

og en induktor er plassert under rennen for transport av 'smel-

tet metall fra smelteovnen til støpestedet.

Det er også kjent en anordning for leding av flyt-

ende metall basert på anvendelsen av det vandrende magnetiske

felt til en induktor (se USSR oppfinnersertifikat nr. 3213201. Imidlertid kan denne anordning bare benyttes ved relativt'

lave temperaturer for transport og omrøring av flytende metal-ler, såsom kvikksølv.

Utviklingen av mekanisk teknikk betyr et stadig

større behov for kvalitet og kvantitet for metall som frem-stilles .

De tidligere kjente ovner klarer ikke å ti]freds-stille dette krav og er i tillegg uegnet for automatisering og gir ikke en effektiv røring av metallet under dets oppvarming .

De ovenfor nevnte ulemper påvirker uheldig driften

av ovnene og gjør det umulig å ombygge dem.

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å

unngå de ovenfor nevnte ulemper.

Oppfinnelsen består i tilveiebringelsen av en metallsmelteovn med en slik konstruksjon at det er mulig å

fremme ovnens effektivitet, forbedre kvaliteten til det fer-

dig flytende metall og tilveiebringe en automatisert metallut-førsel i løpet av smeltingen i ovnen.

Denne hensikt oppnås ved en metallsmelteovn omfattende et hus hvor en av veggene er en ikke-magnetisk skråstilt vegg og en induktor som er anordnet under den skråstilte vegg for å påvirke det smeltede metall, hvilken smelteovn er kjen-netegnet ved at en skillevegg, fremstilt av et varmeledende materiale er anordnet inne i ovnsrommet parallelt til den skråstilte vegg, hvilken skillevegg strekker seg kort før ovnsherden og utstrekker seg over et metalltappehull og sammen med den skråstilte vegg danner en metallkanal.som er plassert-

i sonen for den direkte termiske stråling fra en oppvarmings-innretning.

En slik konstruksjon av ovnen med skrå vegg og med flyttbar feltinduktor. anordnet under denne tillater en føring av det smeltede metall nedover. langs den skrå vegg for omrør-ing og for avtrapning av smelteprosessen og oppover for å be- - '. virke tapping av metall fra ovnen. .Retningen av metallstrømmen i ovnen svarer til . retningen for induktorens bevegede magnetiske felt som reverseres ved egnet vending av strømfasen som tilføres induktoren.

En skråstilt skillevegg fremstilt av varmeledende materiale er fortrinnsvis anordnet i det indre rom av ovnen, idet skilleveggen utstrekker seg til det smeltede metallnivå ,

1 ovnen-og- kort-ovér herden og anordnet over metalltappehul-

let over den skrå vegg og går i det vesentlige parallelt med sistnevnte.

Skilleveggen avgrenser sammen med den skrå vegg en metallkanal gjennom hvilken det smeltede metall føres ut fra ovnen og tillater metallet å føres ut ved en tilstrekkelig høy temperatur.

I tillegg er skilleveggen neddykket i smeltet metall, slik at den beskytter metallet som leveres ut fra ovnen mot den oksyderende atmosfære i ovnen og tillater ikke gass å trenge ut fra ovnen gjennom metalltappehullet, hvorved fab-rikkatmosfæren beskyttes mot forgiftning.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere beskrives ved hjelp av et utførelseseksempel som er fremstilt på tegnin-gen, som viser: fig. 1 et vertikalsnitt av ovnen ifølge oppfinnelsen, fig. 2 et delsnitt langs linjen II - II på fig. 1. Ovnen har et hus 1 (fig. 1) med omsluttende vegger 2 som er foret med ildfast materiale, og som understøttes av en herd 3 og bærer et tak 4. En elektrisk oppvarmingsinnret-ning eller gassoppvarmingsinnretning 8 er anordnet i ovnens indre rom 5 over nivået 6 til et bad av smeltet metall 7. En av veggene 9 til ovnen er utført skrå og utstrekker seg i en . stump vinkel a til herden 3 i ovnen i sonen for direkte oppvarming av metallet 7..

En flyttbar magnetfeltinduktor 10 er anordnet under den skrå .vegg 9 (fig. 2] for å bevirke at det smeltede metall beveges langs veggene 9 nedover for omrøring eller oppover for tapping av ovnen gjennom et hull 11 (fig. 1)..

En plate 12 (fig. 2) fremstilt ay. ikke-magnetisk materiale er anordnet mellom den skrå vegg 9 og den flyttbare magnetinduktor 10, idet platen er festet til den skrå vegg ved hjelp av bolter (ikke vist) og egnede hull som tillater at dimensjonene for platen 12 og veggen 9 kan forandres i løpet av oppvarmingen.

En skråstilt skillevegg 13 anordnet i ovnens indre rom 5 (fig. 1) er avstandsplassert fra herden 3 og utstrekker seg over hullet 11 for utlevering av det smeltede"metall 7 fra ovnen og anordnet over den skrå vegg 8 i det vesentlige parallelt med denne. Den skråstilte skillevegg 13 og den skrå vegg 9 avgrenser en metallkanal 14 som påvirkes av det bevegede magnetiske felt til induktoren 10 og oppvarmingsinnretningen 8.

Den skråstilte skillevegg 13 er fremstilt av et ildfast varmeledende materiale, slik at den overfører varmen fra oppvarmingsinnretningen 8 til metallet som strømmer på den skrå vegg 9.

I tillegg er den nedre endedel av den skråstilte skillevegg 13 neddykket i smeiten 7 og forhindrer således gasser fra å trenge fra ovnens indre rom 5 uten å forhindre utlevering av metall fra ovnen på grunn av det faktum at skilleveggen er avstandsplassert fra herden.

Den skrå vegg 9 og platen 12 fremstilt av ikke-magnetisk materiale danner en glidende skjerm. Dette trekk forhindrer ovnshuset 1 i å brytes i stykker på grunn av termiske påkjenninger som induseres ved forskjellen i temperatur og termiske ekspansjonskoeffisienter for materialene i veggene 9, platen 12 og huset 1 som er fremstilt av vanlig karbon-stål.

Titan kan benyttes for fremstilling av den ikke-magnetiske plate 12.

Korund kan benyttes som høytemperaturvarmeledende materiale for fremstilling av den skrå skillevegg 13.

Ovnen virker på følgende måte:

Det metall 7 som skal smeltes føres til det indre rom 5 av ovnen (fig. 1), og oppvarmingsinnretningen 8 for oppvarming av ovnen og smelting av metallet settes på. Der-etter slås ma-gnetfeltinduktoren 10 på for å bevirke at metallet strømmer nedover langs den skrå vegg 9 i retning mot herden 3 i ovnen. Således vil den varmere metallandel sammenblan-des med den koldere og derved betydelig påskynde metallproses-sen. Samtidig som metallet strømmer og røres blir temperaturen utjevnet. I tillegg vil strømmen av oppvarmet metall tvinge den koldere andel av metallet fra herden til flaten 6

i smeiten 7 som absorberer varme fra ovnsoppvarmeren 8.

Hvis legeringsmidler tilsettes smeiten 7, vil le-geringsdannelsesprosessen bli betydelig bedret, da omrøringen i vesentlig grad vil forbedre homogeniteten til den kjemiske sammensetning av hele metallvolumet.

For tapping av ferdig metall fra ovnen blir fasen av strøm som tilføres induktoren vendt, og retningen for det magnetiske felt reverseres, slik at.metallet bringes til å bevege seg oppover langs den skrå vegg 9 under den skråstilte skillevegg 13 til metalltappehullet 11. For å kon-trollere mengden av metall som tappes fra ovnen eller påskynde hastigheten for metallomrøringen under smeltingen, er det tilstrekkelig med en egnet økning av spenningstilførselen til induktoren 10.

Da metallkanalen 14 permanent ligger i oppvarmings-sonen til ovnsoppvarmeren 8, er den tilstrekkelig oppvarmet til å forhindre kjøling (størkning) av metallet, slik at det ikke er nødvendig med noen ekstra oppvarmingsinnretninger.

Under virkningen av det elektromagnetiske felt til

■induktoren vil en strøm av smeltet metall føres oppover langs den skrå vegg 9 under den skråstilte skillevegg 13 gjennom metallkanalen 14 mot hullet 11 for utlevering av metall fra ovnen. Fra ovnen blir det smeltede metall ført til en bruker, f. eks. en kontinuerlig støpemaskin eller til en injeksjons-støpemaskin. Mengden av metall som leveres fra ovnen regule-res automatisk ved å variere spenningen til induktoren.

Prøver som ble utført med metallsmelteovnen ifølge oppfinnelsen viste at metallomrøringen og tapping av ovnen lett kan automatiseres. Det ble benyttet i det vesentlige kortere tid (2-3 ganger mindrel for tilveiebringelsen av en legering, slik at ovnskapasiteten kunne fordobles og til og med tredobles. I tillegg ble det tilveiebragt betingelser for ekstra metallurgisk behandling av metall i metallkanalen under tapping av ovnen, slik at innholdet av ikke-metalliske og gassformede urenheter i metallet ble redusert mellom 2 og 5 ganger. Det skal bemerkes at temperaturgradienten i metall-badet i ovnen var 3°C (sammenlignet med 200°C for tidligere kjente ovner). Utbrenningen av verdifulle komponenter av metall ble redusert med 20 %. Videre ble homogeniteten til den kjemiske sammensetning for det smeltede metall forbedret. Me-tallutleveringen fra ovnen ble oppnådd i samsvar med et pro-gram og holdt ved 120 metriske tonn pr. time.

Eksperimentell utlevering av metall fra en blander til former i støpemaskiner under prosessen med kontinuerlig støping av støpeblokker ble utført uten lufttilgang. Metall-støpingen ble kontrollert såvel manuelt som automatisk. Nøy-aktigheten for mengdereguleringen med automatisk kontroll var så god som - 1,5 mm avvikelse fra et forutbestemt nivå for metall i formen. Som et resultat av ekstra behandling av metallet som utleveres fra ovnen ble innholdet av gassurenhe-ter redusert med 70 % og innholdet av faste urenheter var 5-6 ganger lavere.

Ovnen ifølge oppfinnelsen er enkel i konstruksjon og pålitelig i drift. Levetiden for metallkanalen (den skrå vegg og den skråstilte skillevegg), svarer til den for ovns-veggforingen. Kraftinngangen pr. 1 metrisk tonn utlevert eller omrørt metall var mellom 2 og 6 kWh.

Claims (1)

1. Metallsmelteovn omfattende et hus hvor en av vegge- ne er en ikke-magnetisk skråstilt vegg, og en induktor som er

   ■ anordnet under den skråstilte vegg for å påvirke det smeltede metall, karakterisert ved at en skillevegg (13)., fremstilt av et varmeledende materiale, er anordnet inne i ovnsfommet parallelt til den skråstilte vegg (9) , hvilken skillevegg strekker seg kort før ovnsherden og utstrekker seg over et metalltappehull (11) og sammen med den skråstilte vegg (9) danner en metallkanal (14) som er plassert i sonen for den direkte termiske stråling fra en oppvarmings-innretning.