NO153908B - MELTING AND CASTING DEVICE. - Google Patents

Description

Den foreligggende oppfinnelse vedrører en smelte- og støpeanordning som omfatter et varmekammer med sidevegger, en overvegg og en bunn, samtlige av høyeffektivt varmeisolasjonsmateriale som hovedsakelig består av aluminiumoksyd- og silisiumoksydfibrer, en stålmantel som omslutter varmekammeret, en digelsokkel som er anordnet i varmekammeret, en digel som er plassert på sokkelen, og minst tre silisiumkarbid varmeelementer som er installert i varmekammeret, mellom kammerveggene og digelen, uten å befinne seg i fysisk berøring med varme- The present invention relates to a melting and casting device which comprises a heating chamber with side walls, an upper wall and a bottom, all of highly efficient thermal insulation material consisting mainly of aluminum oxide and silicon oxide fibres, a steel jacket which encloses the heating chamber, a crucible base which is arranged in the heating chamber, a crucible that is placed on the base, and at least three silicon carbide heating elements that are installed in the heating chamber, between the chamber walls and the crucible, without being in physical contact with the heating

elementene og digelen. the elements and the crucible.

Det er fra tidligere kjent oljefyrte smelteovner, induksjonsovner og smelteovner som oppvarmes ved hjelp av elektriske motstander. It is from previously known oil-fired melting furnaces, induction furnaces and melting furnaces that are heated using electric resistors.

Oljefyrte smelteovner er uøkonomiske, idet det f.eks. ved anvendelse av olje for smelting av kobber, medgår ca. 0,5 kg olje pr. kilo kobber. Oljefyrte ovner forårsaker dessuten luft-forurensning på grunn av røkutviklingen. Anvendelse av oljefyrte ovner krever forholdsregler for røkfjerning og ventilasjon. Oil-fired melting furnaces are uneconomical, as it e.g. when using oil for melting copper, approx. 0.5 kg of oil per kilo of copper. Oil-fired ovens also cause air pollution due to the development of smoke. The use of oil-fired ovens requires precautions for smoke removal and ventilation.

Induksjonsovner er også uøkonomiske, idet den f.eks. ved anvendelse av en kjerneløs induksjonsovn for smelting av kobber, medgår elektrisk strøm i en mengde av 0,4 kWh pr. kg. kobber. Induksjonsovner betinger store fremstillingsomkostninger og følgelig en høy anskaffelsespris. Videre er det smeltede metall i en induksjonsovn utsatt for agitering og følgelig for oksyasj on. Induction ovens are also uneconomical, as it e.g. when using a coreless induction furnace for melting copper, electric current is included in an amount of 0.4 kWh per kg. copper. Induction furnaces require large manufacturing costs and consequently a high acquisition price. Furthermore, the molten metal in an induction furnace is exposed to agitation and consequently to oxidation.

Fra tidligere er det også kjent mostandsovner, men disse Resistance ovens are also known from the past, but these

er ikke i stand til å oppnå de relativt høye temperaturer som kreves for smelting av kobber og kobberlegeringer. Disse kjente motstandsovner er dessuten utilfredsstillende med hensyn til den konstruksjonsmessige utforming og de styrke- og holdbarhets are unable to achieve the relatively high temperatures required for melting copper and copper alloys. These known resistance furnaces are also unsatisfactory with regard to the constructional design and the strength and durability

messige egenskaper som skyldes konstruksjonen, og det er særlig fremtredende at diglenes levetid er kort og at varmeøkonomien er ugunstig. physical properties that are due to the construction, and it is particularly prominent that the life of the crucibles is short and that the heat economy is unfavourable.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse å frembringe en smelte- og støpeanordning som er anvendbar for smelting av kobber og kobberlegeringer i et temperaturområde av 1100 til 1650°C, som er av enkel konstruksjon og som kan drives med rimelige omkostninger og hvor digelen, varmekammerets inner-vegger og varmeelementene vil ha lengre levetid enn i de kjente anordninger. The purpose of the present invention is to produce a melting and casting device which is applicable for melting copper and copper alloys in a temperature range of 1100 to 1650°C, which is of simple construction and which can be operated at reasonable costs and where the crucible, the heating chamber's interior walls and the heating elements will have a longer life than in the known devices.

De kjenntegnende trekk ved oppfinnelsen er definert i kravene. The characteristic features of the invention are defined in the claims.

ifølge den foreliggende oppfinnelse blir silisiumkarbid-varmeelementer anvendt i ét temperaturområde mellom 1100 og 1650°C. according to the present invention, silicon carbide heating elements are used in a temperature range between 1100 and 1650°C.

Oppfinnelsen er basert på anvendelse av mineralfibrer som isolasjonsmateriale i smelte- og støpeanordningen. I anlegg av tidligere kjente typer har smelteovnenes varmeisolasjonslag be-stått av betydelig tyngre og mindre effektive varmeisolerende materialer, såsom keramikk, ildfast sten etc. The invention is based on the use of mineral fibers as insulation material in the melting and casting device. In facilities of previously known types, the heat insulation layer of the melting furnaces has consisted of significantly heavier and less effective heat insulating materials, such as ceramics, refractory stone, etc.

Oppfinnelsen er videre basert på installering av varmeelementene i en gitt avstand fra digelen, hvorved det oppnås maksimal utstrålingsstyrke uten at digelen utsettes for over-dreven varmepåkjenning. The invention is further based on installing the heating elements at a given distance from the crucible, whereby maximum radiation strength is achieved without exposing the crucible to excessive heat stress.

Videre er oppfinnelsen basert på en massiv, konstruksjons-messig utforming som vil hindre at metalldamper fra digelen trenger inn i varmekammeret. Varmeelementene vil ikke påvirkes av metalldamper, og elementenes levetid vil derfor forlenges. Furthermore, the invention is based on a massive, structural design that will prevent metal vapors from the crucible from penetrating into the heating chamber. The heating elements will not be affected by metal vapors, and the life of the elements will therefore be extended.

For å øke varmeelemtenes levetid kan elementene med fordel være montert horisontalt, og derved rage inn i motstående vegger av varmekammeret, i gitt avstand fra kammerets bunn. Derved vil mekaniske støt under anvendelsen av smelte- og støpeanordningen ikke kunne medføre brudd på elementene, og heller ikke vil eventuelt smeltemetall som renner ned på bunnen av varmekammeret, kunne skade elementene. Videre kan elementene være anordnet i gitt avstand fra kammerets innervegg, for å hindre at veggene utsettes for overdrevne varmebelastninger. To increase the lifetime of the heating elements, the elements can advantageously be mounted horizontally, thereby projecting into opposite walls of the heating chamber, at a given distance from the bottom of the chamber. Thereby, mechanical impacts during the use of the melting and casting device will not be able to cause breakage of the elements, nor will any molten metal that flows down to the bottom of the heating chamber be able to damage the elements. Furthermore, the elements can be arranged at a given distance from the inner wall of the chamber, to prevent the walls from being exposed to excessive heat loads.

Energiforbruket under drift av smelte- og støpeanordningen ifølge oppfinnelsen er bare halvparten så stort som ved smelteovner av kjente typer. Sammenliknet med en oljefyrt ovn er energiforbruket i ovnen ifølge oppfinnelsen ca. en femtedel av energiforbruket i en likeverdig, oljefyrt ovn, ved smelting av kobber. Smelte- og støpeanordningen ifølge oppfinnelsen-er ut-merket egnet for smelting av kobber og kobberlegeringer i et temperaturområde av 1100-1150-1200-1250-1600-1650°C, og ovnen kan også anvendes til smelting av andre metaller, f.eks. aluminium ved lavere temperaturer, f.eks. ned til 700°C. The energy consumption during operation of the melting and casting device according to the invention is only half as great as with melting furnaces of known types. Compared to an oil-fired oven, the energy consumption in the oven according to the invention is approx. one fifth of the energy consumption in an equivalent, oil-fired furnace, when melting copper. The melting and casting device according to the invention is excellently suitable for melting copper and copper alloys in a temperature range of 1100-1150-1200-1250-1600-1650°C, and the furnace can also be used for melting other metals, e.g. . aluminum at lower temperatures, e.g. down to 700°C.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 viser et fremre, vertikaltverrsnitt av varme- Fig. 1 shows a front, vertical cross-section of the heating

kammeret i en svingbar anordning ifølge oppfinnelsen. the chamber in a pivotable device according to the invention.

Fig. 2 viser et vertikalt lengdesnitt av varmekammeret Fig. 2 shows a vertical longitudinal section of the heating chamber

ifølge fig. 1. according to fig. 1.

Fig. 3 viser et sideriss av smelte- og støpeanordningen ifølge fig. 1 og 2 med tilhørende dreiemekanisme. Fig. 3 shows a side view of the melting and casting device according to fig. 1 and 2 with associated turning mechanism.

Fig. 4 viser et vertikalsnitt av en annen utførelsesform Fig. 4 shows a vertical section of another embodiment

av anordningen ifølge oppfinnelsen. of the device according to the invention.

Fig. 5 viser et øvre planriss av ovnen ifølge fig. 4. Fig. 5 shows an upper plan view of the oven according to fig. 4.

Fig. 6 viser et vertikalsnitt av en tredje utførelsesform Fig. 6 shows a vertical section of a third embodiment

av oppfinnelsen. of the invention.

Den smelte- og støpeanordning ifølge oppfinnelsen som er The melting and casting device according to the invention which is

vist i fig. 1-6, omfatter et varmekammer 20 som avgrenses i sideretninger og høyderetning av sidevegger 1, en overvegg 2 og en bunn 3. Veggene er innkapslet i en stålmantel. I varme- shown in fig. 1-6, comprises a heating chamber 20 which is bounded laterally and vertically by side walls 1, an upper wall 2 and a bottom 3. The walls are enclosed in a steel jacket. In heat-

kammeret er det anordnet en sokkel 6 som understøtter en digel 7, og minst tre varmeelementer 8 som er forbundet med elektriske ledninger 19 og installert i kammeret, mellom innerveggene og digelen, uten å befinne seg i fysisk kontakt med digelen. in the chamber there is arranged a base 6 which supports a crucible 7, and at least three heating elements 8 which are connected by electrical wires 19 and installed in the chamber, between the inner walls and the crucible, without being in physical contact with the crucible.

Ifølge oppfinnelsen er varmeelementene 8 anordnet i form According to the invention, the heating elements 8 are arranged in shape

av silisiumkarbidelementer som er innrettet til å bringe temperaturen i digelen 7 opp til mellom 1100 og 1650°C, med henblikk på smelting og støping av kobber og kobberlegeringer. Ifølge oppfinnelsen består varmeisolasjonsmaterialet 4 i sideveggene 1 hovedsakelig av aluminium- og silisiumoksydfibrer. of silicon carbide elements which are designed to bring the temperature in the crucible 7 up to between 1100 and 1650°C, with a view to melting and casting copper and copper alloys. According to the invention, the thermal insulation material 4 in the side walls 1 mainly consists of aluminum and silicon oxide fibres.

Ifølge oppfinnelsen er varmeelementene dessuten slik plassert i kammeret 20, at avstanden mellom elementenes senterlinje og digelens yttervegg 9 utgjør 2-4 ganger varmeelementenes diameter k. According to the invention, the heating elements are also placed in the chamber 20 in such a way that the distance between the center line of the elements and the outer wall 9 of the crucible is 2-4 times the diameter k of the heating elements.

Smelte- og støpeanordningen ifølge fig. 1-3 har stort sett form av et parallellepipedon, hvor yttersiden av overveggen 2 danner et oppadragende, delvis konvekst flateparti, hvorpå det er montert et lokk 15. Sideveggene 1 avgrenser et mellomliggende og likeledes stort sett parallellepipedformet, avlangt rom, hvori digelen 7 er plassert på sokkelen 6. Digelen 7 rager delvis inn i overveggen 2, og det er opprettet en tettsluttende skjøt mellom digelen og overveggen, slik at metalldamper hindres i å trenge inn i varmekammeret. En pakning 21, eksempelvis av samme, elastiske materiale som isolasjonsmaterialet 4, er anordnet mellom digelens oppadvendte munning og overveggen 2. The melting and casting device according to fig. 1-3 generally have the shape of a parallelepiped, where the outer side of the upper wall 2 forms an upward, partially convex surface portion, on which a lid 15 is mounted. The side walls 1 delimit an intermediate and likewise largely parallelepiped-shaped, elongated space, in which the crucible 7 is placed on the base 6. The crucible 7 partially protrudes into the upper wall 2, and a tight joint has been created between the crucible and the upper wall, so that metal vapors are prevented from penetrating the heating chamber. A gasket 21, for example of the same elastic material as the insulation material 4, is arranged between the crucible's upward-facing mouth and the upper wall 2.

Forholdet mellom lengden og bredden av det parallelle-pipedf ormete varmekammer 20 er tilnærmelsesvis 1,6,-1,7. De fire øverste elementers senterlinjeavstand fra digelens 7 yttervegg 9 er på begge sider 2,7-2,8 ganger elementdiameteren, og den tilsvarende avstand for de nederste elementer er 3,1 ganger elementdiameteren. Samtlige tolv elementer, seks på hver side av digelen, ligger i en avstand av 2,8 ganger elementdiameteren. The ratio between the length and the width of the parallel-pipe shaped heating chamber 20 is approximately 1.6.-1.7. The centerline distance of the top four elements from the outer wall 9 of the crucible 7 is on both sides 2.7-2.8 times the element diameter, and the corresponding distance for the bottom elements is 3.1 times the element diameter. All twelve elements, six on each side of the crucible, are spaced 2.8 times the element diameter.

Elementene 8 som har sirkelformet tverrsnitt og er anordnet innbyrdes parallelt, og montert under hverandre i to rekker, parallelt med kammerets korte sidevegger og vinkelrett mot kammerets lange sidevegger. Hvert element 8 yter maksimalt ca. 8,4 kw, slik at anordningens maksimale totalytelse er ca. 100 kw. Anordningen kan oppta 500 kg kobber eller 150 kg aluminium. The elements 8 which have a circular cross-section and are arranged parallel to each other, and mounted under each other in two rows, parallel to the short side walls of the chamber and perpendicular to the long side walls of the chamber. Each element 8 provides a maximum of approx. 8.4 kw, so that the device's maximum total performance is approx. 100 kw. The device can accommodate 500 kg of copper or 150 kg of aluminium.

Kammeret som er vist i fig. 1-3 og som avgrenses av veggene 1,2 og bunnen 3 er med sin digel og sine elementer svingbart forbundet med en bære- og rammekonstruksjon 11 som understøtter anordningen, ved hjelp av en horisontal aksel 13 som løper parallelt med.kammerets langside. Anordningen omfatter videre en hydraulisk sylinder 14 som er svingbart forbundet med rammen 11 og kammeret 20, slik at varmekammeret og den til-hørende digel som understøttes av rammen 11, kan svinges mot en utløpskanal 16. The chamber shown in fig. 1-3 and which is bounded by the walls 1,2 and the bottom 3 is, with its crucible and its elements, pivotally connected to a support and frame structure 11 which supports the device, by means of a horizontal shaft 13 which runs parallel to the long side of the chamber. The device further comprises a hydraulic cylinder 14 which is pivotally connected to the frame 11 and the chamber 20, so that the heating chamber and the associated crucible supported by the frame 11 can be swung towards an outlet channel 16.

Når anordningen skal tas i bruk, åpnes lokket 15 og digelen 7 fylles delvis med metall som skal smeltes, hvoretter lokket lukkes og den elektriske strøm til varmeelementenes 8 innsjåltes for oppvaiiaing av elementene. Fra varmeelementene overføres varmen, hovedsakelig ved stråling og delvis ved konveksjon, til digelen og metallet i denne, og delvis til innerflaten av sideveggene 1. På grunn av varmeelementenes 8 plassering i viss avstand fra digelen og i viss avstand fra sideveggene i vil varmen overføres jevnt til digelen 7 og til sideveggene 1, uten at temperaturen antar toppverdier eller bunnverdier som forårsaker høye, termiske spenninger. Når smeltemetallet har oppnådd den ønskete temperatur, ledes trykk-væske inn i sylinderen 14 som derved bevirker at anordningen vippes mot utløpskanalen 16, eksempelvis for uttømming av det. smeltede metall i en form. Etter avsluttet støping reduseres trykket i den hydrauliske sylinder 14 ved hjelp av en regulator (ikke vist), slik at kammeret 20 med digelen 7 svinges nedad til den vertikale utgangsstilling. When the device is to be put into use, the lid 15 is opened and the crucible 7 is partially filled with metal to be melted, after which the lid is closed and the electric current to the heating elements 8 is switched on to heat the elements. From the heating elements, the heat is transferred, mainly by radiation and partly by convection, to the crucible and the metal in it, and partly to the inner surface of the side walls 1. Due to the location of the heating elements 8 at a certain distance from the crucible and at a certain distance from the side walls in, the heat will be transferred evenly to the crucible 7 and to the side walls 1, without the temperature assuming peak values or bottom values which cause high thermal stresses. When the molten metal has reached the desired temperature, pressurized liquid is led into the cylinder 14 which thereby causes the device to be tilted towards the outlet channel 16, for example to empty it. molten metal in a mold. After finished casting, the pressure in the hydraulic cylinder 14 is reduced by means of a regulator (not shown), so that the chamber 20 with the crucible 7 is swung downwards to the vertical starting position.

Idet varmeelementene 8 rager inn i kammerets 20 motstående langvegger og er opplagret i monteringsrør som omslutter elementene og er innført gjennom veggene (rørene er i fig. 1 vist som en massiv ring som omgir de skråskraverte, runde elementer), vil støt som påvirker anordningen, bare påføre elementene små, mekaniske belastninger, som følge av at varmeelementene er opplagret i begge ender. Dessuten vil det fibrøse isolasjonsmateriale 4 dempe støtvirkningene som påføres varmeelementene og som øker når støpeanordningen vibrerer grunnet bevegelsene under tømming. Since the heating elements 8 project into the opposite long walls of the chamber 20 and are stored in mounting tubes that enclose the elements and are inserted through the walls (the tubes are shown in Fig. 1 as a massive ring that surrounds the diagonally shaded, round elements), shocks that affect the device, only apply small mechanical loads to the elements, as a result of the heating elements being stored at both ends. In addition, the fibrous insulation material 4 will dampen the shock effects which are applied to the heating elements and which increase when the casting device vibrates due to the movements during emptying.

I anordningen ifølge fig. 1-3 er varmeelementene plassert horisontalt og i gitt avstand, ca. fem ganger elementdiameteren for de nederste elementer, fra bunnen av kammeret. Det vil på den måte oppnås sikkerhet for at metall som strømmer ut på kammergulvet f.eks. fra en delvis sprukket digel, ikke kan beskadige selv de lavest plasserte av varmeelementene. In the device according to fig. 1-3, the heating elements are placed horizontally and at a given distance, approx. five times the element diameter for the bottom elements, from the bottom of the chamber. In this way, it will be ensured that metal that flows out onto the chamber floor, e.g. from a partially cracked crucible, cannot damage even the lowest placed of the heating elements.

I anordningen som er vist i fig. 4-5, er forholdet mellom lengden og bredden av varmekammeret ca. 1,6. I kammeret 2 6 er det på hver side av digelen montert tre horisontaltliggende varmeelementer i en vertikal rekke, parallelt med kammerets korte sidevegger. De øverste elementers senterlinjeavstand fra digelens yttervegg er ca. 2,7 ganger varmeelementdiameteren, mens den tilsvarende avstand er ca. 2,9 ganger elementdiameteren for de midtre elementer og ca. 3,4 ganger elementdiameteren for de nederste varmeelementer. Elementenes senterlinjeavstand fra innerflaten av kammerts korte sidevegger er ca. 2,3 ganger elementdiameteren. In the device shown in fig. 4-5, the ratio between the length and width of the heating chamber is approx. 1.6. In the chamber 2 6, three horizontal heating elements are mounted on each side of the crucible in a vertical row, parallel to the short side walls of the chamber. The centerline distance of the top elements from the outer wall of the crucible is approx. 2.7 times the heating element diameter, while the corresponding distance is approx. 2.9 times the element diameter for the middle elements and approx. 3.4 times the element diameter for the lower heating elements. The centerline distance of the elements from the inner surface of the chamber's short side walls is approx. 2.3 times the element diameter.

Hvert av elementene i anordningen ifølge fig. 4-5 utvikler en maksimaleffekt av ca. 8,3 kW, slik at maksiumseffekten av anordningen i sin helhet utgjør ca. 50 kW. Anordningens charge ringskapasitet er ca. 300 kg kobber eller 90 kg aluminium. Each of the elements in the device according to fig. 4-5 develops a maximum effect of approx. 8.3 kW, so that the maximum power of the device as a whole amounts to approx. 50 kW. The device's charging capacity is approx. 300 kg copper or 90 kg aluminium.

Smelte- og støpeanordningen ifølge fig. 4-5 er konstruert for den horisontale støpeprosess. Digelens 7 utløpskanal 6 er plassert umiddelbart ved bunnen av digelen, og er bestemt for å tilføres avkjølt støpemetall og/eller kjølemiddel. Digelen 7 i smelte- og støpeanordningen ifølge fig. 4-5 er videre utstyrt' med en andre utløpskanal 16' for tømming av digelen. Både bunnen 3 og overveggen 2 er delvis fremstilt av en støpematerial-blanding som sikrer den nødvendige styrke. Åpningen i digelen 7 er avtettet mot overveggen 2 ved hjelp av en pakning 21. The melting and casting device according to fig. 4-5 are designed for the horizontal casting process. The outlet channel 6 of the crucible 7 is located immediately at the bottom of the crucible, and is intended for supplying cooled cast metal and/or coolant. The crucible 7 in the melting and casting device according to fig. 4-5 are further equipped' with a second outlet channel 16' for emptying the crucible. Both the bottom 3 and the upper wall 2 are partly produced from a casting material mixture which ensures the necessary strength. The opening in the crucible 7 is sealed against the upper wall 2 by means of a gasket 21.

Fig. 6 viser et vertikalsnitt av en tredje utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen. Kammeret har form av et parallellepiped, hvor forholdet mellom langsiden og kortsiden utgjør ca. 1,6. Anordningen er ialt utstyrt med seks varme-'elementer som er anordnet horisontalt og over hverandre i to rekker, parallelt med kammerets kortsider, på begge sider av digelen. Varmeelementenes senterlinjeavstand fra digelens yttervegg utgjør ca. 2,4 ganger elementdiameteren for de øverste elementer, ca. 2,8 ganger elementdiameteren for midtelementene og ca. 3,3 ganger elementdiameteren for de nederste elementer. Elementenes senterlinjeavstand fra innersiden av de korte kammervegger utgjør 2,1 ganger elementdiameteren, og senter-lin j eavstanden mellom hvert av elementene og det nærmest over-liggende/underliggende element utgjør ca. 2,8 ganger elementdiameteren, mens de nederste elementers senterlinjeavstand fra kammerbunnen er ca. 3,2 ganger elementdiameteren. Hvert element har en maksimalytelse av ca. 14 kw, og anordningen utvikler en maksimaleffekt av ca. 85 kW. Anordningen kan oppta ca. 1000 kg kobber eller 300 kg aluminium. Fig. 6 shows a vertical section of a third embodiment of the device according to the invention. The chamber has the shape of a parallelepiped, where the ratio between the long side and the short side is approx. 1.6. The device is generally equipped with six heating elements which are arranged horizontally and above each other in two rows, parallel to the short sides of the chamber, on both sides of the crucible. The centerline distance of the heating elements from the outer wall of the crucible amounts to approx. 2.4 times the element diameter for the top elements, approx. 2.8 times the element diameter for the middle elements and approx. 3.3 times the element diameter for the bottom elements. The elements' centre-line distance from the inside of the short chamber walls is 2.1 times the element diameter, and the centre-line distance between each of the elements and the closest overlying/underlying element is approx. 2.8 times the element diameter, while the center line distance of the bottom elements from the chamber bottom is approx. 3.2 times the element diameter. Each element has a maximum performance of approx. 14 kw, and the device develops a maximum power of approx. 85 kW. The device can occupy approx. 1000 kg of copper or 300 kg of aluminium.

Vedrørende metallsmelting og oppvarming av anordningen er virkemåten den samme som beskrevet i det ovenstående i forbindelse med anordningen ifølge fig. 1-3. Videre er anordningen bestemt for hovedsakelig å forbli i stasjonær tilstand, slik at digelen 7 bare løftes ut av kammeret 20 gjennom kammeret 5 i tilknytning til støpeprosessen, ved hjelp av en løfteinnretning av konvensjonell type som ikke er vist. Regarding metal melting and heating of the device, the operation is the same as described above in connection with the device according to fig. 1-3. Furthermore, the device is intended to remain mainly in a stationary state, so that the crucible 7 is only lifted out of the chamber 20 through the chamber 5 in connection with the casting process, by means of a lifting device of a conventional type which is not shown.

Eksempel 1 Example 1

Det ble fremstilt de typer av støpeanordningen ifølge fig. 1-3, som er angitt i tabell I. The types of casting device according to fig. 1-3, which are indicated in Table I.

Eksempel 2 Example 2

Det ble fremstilt de typer av støpeanordningen ifølge fig. 6, som er angitt i tabell II. The types of casting device according to fig. 6, which is indicated in Table II.

Den innbyrdes avstand mellom varmeelementene, senter-lin jeavstanden mellom hvert av de horisontale varmeelementer og det parallelle, nærmest overliggende/underliggende varmeele-ment er f.eks. 2-4 ganger elementdiameteren, og utgjør i ut-førelsesformen ifølge fig. 4-5 3,4 ganger elementdiameteren, i utførelsesformen ifølge fig. 6, 2,8 ganger elementdiameteren og i den utførelsesform som er angitt i tabell II, type T-2000, ca. 2,2 ganger elementdiameteren. På denne måte og grunnet The mutual distance between the heating elements, the centre-line distance between each of the horizontal heating elements and the parallel, closest overlying/underlying heating element is e.g. 2-4 times the element diameter, and in the embodiment according to fig. 4-5 3.4 times the element diameter, in the embodiment according to fig. 6, 2.8 times the element diameter and in the embodiment indicated in table II, type T-2000, approx. 2.2 times the element diameter. In this way and for this reason

elementenes gitte avstand fra digelens yttervegg og fra inner- the given distance of the elements from the outer wall of the crucible and from the inner

siden av varmekammerets korte sidevegg, vil varmen utstråle jevnt fra varmeelementene til digelens yttervegg, dvs. at digelens overflatetemperatur er stort sett jevn. Videre vil.varmen som utstråler fra varmeelementene til innersiden av varmekammerets kortvegger, likeledes fordeles jevnt over nevnte veggflater. Tempera-turdifferansene mellom forskjellige punkter i digelens ytter- side of the heating chamber's short side wall, the heat will radiate evenly from the heating elements to the outer wall of the crucible, i.e. the surface temperature of the crucible is largely uniform. Furthermore, the heat that radiates from the heating elements to the inside of the short walls of the heating chamber will likewise be distributed evenly over said wall surfaces. The temperature differences between different points in the crucible's outer

flate, og likeledes mellom forskjellige punkter i varmekammerets innerflate vil således være minst mulig, og varmespenningene som påvirker disse flatepartier, er redusert til et minimum. surface, and likewise between different points in the inner surface of the heating chamber will thus be as small as possible, and the thermal stresses affecting these surface areas are reduced to a minimum.

Dersom varmeelementenes avstand fra varmekammerets kort- If the distance of the heating elements from the heating chamber's short-

vegger er kortere enn som angitt i det ovenstående, vil den varme-mengde som overføres ved konveksjon og stråling, øke med derav følgende økning av veggflatetemperaturen. Dette vil medføre forringet varmeøkonomi og store belastninger på sideveggene, som vil resultere i høye driftsomkostninger og forkortelse av veggenes levetid. Hvis elementenes avstand fra sideveggene er større enn den angitte avstand, vil dette betinge en urimelig størrelse av varmekammeret, og spesielt vil avstanden av varmeelementene fra kortveggene og dermed fra digelen øke. Dette vil betinge en økning både av dimensjoner og flateareal av anordningens ytter-vegger, og dette vil øke varmeoverføringen til omgivelsen ,dvs. walls are shorter than stated above, the amount of heat transferred by convection and radiation will increase with the resulting increase in the wall surface temperature. This will result in reduced heat economy and heavy loads on the side walls, which will result in high operating costs and a shortening of the walls' lifespan. If the distance of the elements from the side walls is greater than the specified distance, this will result in an unreasonable size of the heating chamber, and in particular the distance of the heating elements from the short walls and thus from the crucible will increase. This will require an increase in both the dimensions and surface area of the device's outer walls, and this will increase the heat transfer to the surroundings, i.e.

øke varmetapene som følge av den større overføringsflate. Dette vil medføre forringet varmeøkonomi og større omkostninger. increase the heat losses as a result of the larger transfer surface. This will result in reduced heating economy and higher costs.

Mengden av de inngående bestanddeler i mineralfiber-^The amount of constituents in mineral fibre-^

materialet som anvendes som varmeisolasjon, kan variere betydelig. the material used as thermal insulation can vary considerably.

Den samlete mengde av Al203 og Si02 er 50-100 vekt%, hvorav The total amount of Al 2 O 3 and SiO 2 is 50-100% by weight, of which

mengden av A^O^ kan ligge mellom 0-10 0 vekt%, f.eks. over 40 the amount of A^O^ can lie between 0-100% by weight, e.g. over 40

vekt%, såsom 40-60 vekt%, mens mengden av SiC^ kan ligge på % by weight, such as 40-60% by weight, while the amount of SiC^ can be on

0-100 vekt%, f.eks. over 40 vekt%, såsom 40-60 vekt%, og andre tilsatsstoffer og urenheter kan inneholdes av fibrene, forutsatt at urenhetene ikke vil forårsake korrosjon eller annen beska- 0-100% by weight, e.g. over 40% by weight, such as 40-60% by weight, and other additives and impurities can be contained by the fibers, provided that the impurities will not cause corrosion or other damage

digelse av digelen, elementene eller ovnkonstruksjonene, hvorav særlig elementene og ovnkonstruksjonen er utsatt for skadevirk-ninger fra jernforbindelser. construction of the crucible, the elements or the furnace structures, of which the elements and the furnace structure in particular are exposed to damaging effects from iron compounds.

Varmeledningsevnen for isolasjonsmaterialet 4 kan eksempelvis være 0,1-0,3 kcal/m h°C i henholdsvis ytterlaget av det fibrøse isolasjonsmateriale og i innerlaget nærmest digelen ved hen- The thermal conductivity of the insulation material 4 can be, for example, 0.1-0.3 kcal/m h°C in the outer layer of the fibrous insulation material and in the inner layer closest to the crucible at the

holdsvis ca. 400°C og 1200°C. respectively approx. 400°C and 1200°C.

Isolajonslaget 4 består av mineralfibrer, eksempelvis "Triton kaowool" eller "Fiberfax" som inneholder følgende bestanddeler: The insulation layer 4 consists of mineral fibres, for example "Triton kaowool" or "Fiberfax", which contain the following components:

Anordningens effektivitet kan bedres og den nødvendige mengde isolasjonsmateriale reduseres ved å anbringe en passiv reflektor mellom kammerets korte sidevegger og varmeelementene, for reflektering av varmen til digelen. The efficiency of the device can be improved and the required amount of insulating material reduced by placing a passive reflector between the short side walls of the chamber and the heating elements, to reflect the heat to the crucible.

Anordningen ifølge oppfinnelsen kan forbindes med for-skjellig hjelpeutstyr som i og for seg er kjent i forbindelse med smelte- og støpeanordninger, såsom en termostat med tempera-turføler (vist i fig. 4 ovenfor kanalen 16 og det øvre varme-element), støpedeler, kanallukkerinnretninger m.m. The device according to the invention can be connected to various auxiliary equipment which is in itself known in connection with melting and casting devices, such as a thermostat with temperature sensor (shown in Fig. 4 above the channel 16 and the upper heating element), casting parts , channel closing devices, etc.

Claims (5)

1. Smelte- og støpeanordning som omfatter et varmekammer (20) med sidevegger (1), en overvegg (2) og en bunn (3), samtlige av høyeffektivt varmeisolasjonsmateriale (4) som hovedsakelig består av aluminiumoksyd- og silisiumoksydfibrer, en stålmantel (5) som omslutter varmekammeret (20), en digelsokkel (6) som er anordnet i varmekammeret (20), en digel (7) som er plassert på sokkelen (6), og minst tre silisiumkarbid varmeelementer (8) som er forbundet med elektriske ledninger (19), og som er installert i varmekammeret, mellom kammerveggene og digelen, uten å befinne seg i fysisk berøring med varmeelementene (8) og digelen (7), karakterisert ved at varmeelementene (8) er opplagret i begge ender mot støtvirkning, og at varmeelementene er slik plassert i varmekammeret at avstanden fra elementenes senterlinje til digelens yttervegg (9) utgjør 2-4 ganger varmeelementdiameteren (k), avstanden mellom varmeelementet (8) og den paralleltløpende innervegg (10) i varmekammeret (20) utgjør 2-4 ganger varmeelementdiameteren, og hvert av elementenes (8) senterlinjeavstand fra det nærmestliggende element i vertikal retning utgjør 2-4 ganger varmeelementdiameteren (k).1. Melting and casting device comprising a heating chamber (20) with side walls (1), an upper wall (2) and a bottom (3), all of highly efficient thermal insulation material (4) consisting mainly of aluminum oxide and silicon oxide fibers, a steel jacket ( 5) which encloses the heating chamber (20), a crucible base (6) which is arranged in the heating chamber (20), a crucible (7) which is placed on the base (6), and at least three silicon carbide heating elements (8) which are connected by electric lines (19), and which are installed in the heating chamber, between the chamber walls and the crucible, without being in physical contact with the heating elements (8) and the crucible (7), characterized in that the heating elements (8) are stored at both ends against impact, and that the heating elements are placed in the heating chamber in such a way that the distance from the center line of the elements to the crucible's outer wall (9) is 2-4 times the heating element diameter (k), the distance between the heating element (8) and the parallel running inner wall (10) in the heating chamber (20) is 2- 4 times r is the heating element diameter, and the centerline distance of each of the elements (8) from the nearest element in the vertical direction is 2-4 times the heating element diameter (k). 2. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at varmekammeret (20) i hovedsak har form av et avlangt parallellepiped hvor digelen (7) er plassert stort sett i midten av kammeret, og at varmeelementet (8) strekker seg inn i kammerets motstående langvegger (10), parallelt med kortveggene (10), og er anordnet over hverandre i to vertikale rekker på hver sin side av digelen, mellom kammerets (20) kort-vegg og digelen, hvorved avstanden fra elementenes senterlinje til digelens yttervegg utgjør 2,3-3,5 ganger varmeelement-diamteren (k).2. Device in accordance with claim 1, characterized in that the heating chamber (20) essentially has the shape of an elongated parallelepiped where the crucible (7) is placed largely in the middle of the chamber, and that the heating element (8) extends into the chamber opposite long walls (10), parallel to the short walls (10), and are arranged above each other in two vertical rows on opposite sides of the crucible, between the short wall of the chamber (20) and the crucible, whereby the distance from the center line of the elements to the outer wall of the crucible amounts to 2, 3-3.5 times the heating element diameter (k). 3. Anordning i samsvar med krav 2, karakterisert ved at varmelementenes (8) senterlinjeavstand fra varmekammerets (20) kortvegger utgjør 2-3 ganger varmeelementdiameteren (k).3. Device in accordance with claim 2, characterized in that the centerline distance of the heating elements (8) from the short walls of the heating chamber (20) is 2-3 times the heating element diameter (k). 4. Anordning i samsvar med krav 2, karakterisert ved at de nederste elementers (8) senterlinjeavstand fra kammerets (20) bunn (3) utgjør 3-5 ganger elementdiameteren .4. Device in accordance with claim 2, characterized in that the centerline distance of the lowermost elements (8) from the bottom (3) of the chamber (20) is 3-5 times the element diameter. 5. Anordning i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at varmeisolasjonsmaterialet (4) har en varmeledningsevne av 0,1-0,3 kcal/m h°C i henholdsvis ytterlaget og innerlaget ved henholdsvis 400 og 1200°C.5. Device in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the thermal insulation material (4) has a thermal conductivity of 0.1-0.3 kcal/m h°C in the outer layer and the inner layer respectively at 400 and 1200°C respectively.