SE437726B - Ugnsanordning for smeltning och varmhallning av metall - Google Patents

Description

i 8205898-3 intensiv kylning, vanligtvis med hjälp av ett genom kylkanaler drivet kylmedel. Den uppgift som sökes löst genom uppfinningen är att utan stora merkostnader åstadkomma en ugnsanordning, som under bibehållande av den för smältningsändamål mycket fördelaktiga induktorn, har ett lågt KS effektbehov vid varmhållning. Detta uppnås genom att en för varmhållning särskilt avsedd värmekälla användes.

Enligt en vidare utveckling av uppfinningen utföres och anordnas induktorn på sådant sätt, att man med relativt liten varmhållningseffekt hos ovan- nämnda värmekälla skall kunna undvika ett stelnande av den i induktorns 10 kanaler befintliga metallsmältan, samt på sådant sätt att man uppnår en minskning av de i induktorns omgivning uppstående vivelströmsförlusterna och alltså en ökning av induktorns verkningsgrad. Konventionella ugns- induktorer är försedda med ett hölje av metalliskt material, varvid in- duktorns anslutning till ett ugnskärl sker genom att höljet fastflänsas. 15 Ovannämnda enligt en vidare utveckling av uppfinningen utförd induktor har inget dylikt hölje, varvid man undviker de virvelströmsförluster som annars skulle uppstå i detta.

Enligt denna vidare utveckling utföres ovannämnda keramiska kropp som en självbärande sten utförd i ett material som tål relativt höga tryckspän- 20 ningar, varvid induktorn fixeras genom att nämnda sten fastklämmes mellan två ugnskärl. Montering och demontering kan då utföras mycket snabbt, vilket är fördelaktigt, eftersom ugnsinduktorer för rännugnar i allmänhet måste bytas med relativt korta mellanrum, t ex varje år.

Med "kontraktionssträcka" avses generellt en i induktorn befintlig kanal- 25 sträcka längs vilken, vid avslagning av ugnseffekten, en kropp av stelnad metall bildas. Denna kropp spricker lätt vid ytterligare avkylning efter- som dess kontraktion i någon grad hindras av kanalen. Sprickbildningen med- för ofta att induktorns sekundärkrets bryts. En induktor enligt uppfinningen har även den fördelen att den i jämförelse med en konventionell induktor 30 har kortare kontraktionssträcka, vilket framgår av det faktum att induktorns kanaler är öppna mot två ugnskammare. Kontraktionssträckan har därigenom reducerats till ca en tredjedel i förhållande till en konventionell induktor. ._Vad som kännetecknar uppfinningen framgår av nedanstående patentkrav. .àüppfinningen skall i det följande beskrivas under hänvisning till bifogade 35 -'schematiska ritningar, varvid: 15 20 30 35 8205898-3 Fig 1 visar en första utföringsform av en ugnsutrustning enligt uppfinningen i vy ovanifrån; Fig 2 visar samma utrustning i vy vinkelrätt mot ett vertikalplan genom II-II på fig 1; Fig 3 visar ett horisontalsnitt längs III-III på fig 2; Fig 4 visar ett partiellt vertikalsnitt längs IV~IV på fig 1, 2 och 3; Fig 5 visar en andra utföringsform av uppfinningen dels i vertikalsnitt, dels i sidovy.

På figurerna 1-H visas en ugnsanordning som innehåller två ugnskärl 1 och 1' som är inbördes lika, bortsett från att ugnskärlet 1 har en urtappnings- öppning 2 för smält metall, medan motsvarande öppning hos ugnskärlet 1' är tillsluten, eller utelämnad. Vart och ett av ugnskärlen 1 och 1' har ett kärl 3 resp 3' av stålplåt, vilket är försett med ett foder H resp H' av keramiskt material och innehåller en ugnskammare 5 resp 5'. En ugnsinduktor 6 är anordnad mellan de båda ugnskärlen 1 och 1'. Ugnsinduktorn 6 innehåller ett induktorblock 7 som är utfört som en enda, i keramiskt material utformad sten. Induktorblocket 7 är i huvudsak utformat som ett parallellepipediskt block med tre genomgående hål 8, 9 och 15. Två av dessa, 8 resp 9, är hori- sontellt förlöpande, i huvudsak lineära, och inbördes parallella induktor- kanaler. Induktorkanalerna 8 och 9 bildar var sin hydraulisk förbindelse mellan de båda ugnskamrarna 5 och 5', vilket sker via två öppningar 10 resp 10' i de båda ugnskärlen 1 och 1'. Det genomgående hålet 15, som i huvudsak är církulärcylindriskt med en vertikal cylinderaxel 15', är anordnat mellan de båda horisontella induktorkanalerna 8 och 9, och omsluter ett ben 11 tillhörande en transformatorkärna 12, samt en primärlindning 13 som omsluter benet 11. Induktorblocket 7 är försett med ett skikt IH av värmeisolerande material, t ex keramisk filt, varvid värmeavgivningen från induktorn till om- givande luft reduceras. Induktorblocket 7 vilar på en på utsidan av var sitt ugnskärl placerad profilbalk 16, och är fixerat i korrekt läge med hjälp av ett par övre dragstänger 17 och ett par nedre dragstänger 18. Dragstängerna 17 och 18 är vid ändarna införda i öron 19 fästade vid ugnskärlen 5 och 5' och försedda med muttrar 20. Muttrarna 20 är hårt åtdragna, varvid kontakt~ ytor 21 hos induktorblocket T är pressade mot motsvarande ytor hos ugns- kärlen 5 och 5' med så stor kraft, att en trycktät förbindning mellan öppning- arna 10 resp 10' och induktorkanalerna 8 och 9 uppnås. 8295898-3 Genom att induktorn 6 är anordnad och fixerad som ovan angivet kan montering och demontering av denna utföras på ett mycket arbets- och tidsbesparande sätt. Vid demontering, t ex, lossar man helt enkelt fyra av muttrarna 20 något, varefter induktorn 6 kan lyftas rakt upp eller avlägsnas medelst en 5 horisontell rörelse.

Vart och ett av de båda ugnskärlen 1 och 1' är försett med ett lock 22 resp 22' i form av en metallisk plåtlåda med ett foder av värmebeständigt och värmeisolerande material. Varje lock är försett med en värmekälla i form av elektriskt mostånd 23 resp 23' som är anslutet till ett ej visat växelströms- 10 nät via en motsvarande, ej visad brytare, och som alltså kan kopplas in eller ut oberoende av om induktorn tillföres ström eller ej.

Vart och ett av de båda värmeelementen 23 och 23' har en maximieffekt som är mindre än 15 % av induktorns 6 maximieffekt, företrädesvis mindre än 5 % av denna. Den effekt som de båda värmeelementen 23 och 23' ger tillsammans 15 är tillräcklig för att vid urkopplad induktor hålla smältan flytande i ett _flertal timmar, företrädesvis i ett flertal dagar- Induktorñs 5 maximieffekt är tillräcklig för att induktorn ensam skall kunna ge erforderlig smält- kapacitet, men denna kan ökas ytterligare genom att minst ett av värme- elementen 23 och 23' användes samtidigt med induktorn 20 Vid normal drift ligger metallsmältans ytnivå så högt, att de mängder av metallsmälta som finns i de båda ugnskamrarna 5 och 5', i de båda öppning- arna 10 och 10' och i de båda induktorkanalerna 8 och 9 tillsammans bildar en transformatorbenet 11 omslutande sekundärkrets.

Chargeringen sker genom att det material som skall smältas, t ex aluminium, 25 magnesium eller legeringar där dessa metaller eller några av dem ingår, tillföres ugnskammaren 5' när locket 22' står i det med streckade linjer antydda läget. Närsmältan når upp till urtappningsöppningen 2 medför en ytterligare chargering att smält metall strömmar ut ur denna. Den på rit- ningarna 1-Å visade ugnsanordningen användes lämpligen tillsammans med en 30 särskild, ej visad, i och för sig känd varmhållningsugn, hos vilken ugns-I kammarens volym är minst dubbelt så stor som volymen av ugnskammaren 5, företrädesvis minst fem gånger så stor. Urtappningsöppningen 2 är då lämp- ligen försedd med en urtappningssnyt med vars hjälp utströmmande metall- smälta tillföres nämnda särskilda varmhållningsugn. 8205898-3 I sådana fall då en särskild varmhållningsugn redan finns, är det fördel- aktigt att på liknande sätt som vid den ovan beskrivna ugnsanordningen använda två praktiskt taget lika ugnskärl, eftersom detta är fördelaktigt i tillverkningsavseende. I andra fall är det fördelaktigt att i stället an- 5 skaffa den på fig 5 visade anordningen, som endast skiljer sig från den på fig 1-U visade genom att ugnskärlet 1 är utbytt mot ett beträffande storlek och konstruktion annorlunda ugnskärl 25. Detta har ett värmeisolerande lock 26 på vars undersida ett värmeelement 27 i form av ett elektriskt motstånd är anordnat. Ugnskärlet 25 innehåller en ugnskammare 28 som uppåt avgränsas 10 av locket 26. Ugnskammare 28 är medelst en vertikal skiljevägg 30' uppdelad i två bredvid varandra anordnade, med varandra kommunicerande avdelningar 29 och 30. Det enda sätt på vilket en smälta i avdelningen 29 kan ta sig till avdelningen 30 är genom att passera en överloppskant 32 hos skilje- väggen 30'. Aluminium i fast form chargeras i ugnskammaren 5'. Figuren 15 visar en situation då hela den chargerade aluminiummängden har smält och ugnskamrarna 5 och 28 endast innehåller smält metall, vilket innebär, att ytnivân 34 i avdelningen 29 ligger i samma höjd som ytnivån 35 i ugnskammaren 5'. När chargeringen fortsätter flyter smält aluminium över överloppskanten 32 för att uppsamlas i avdelningen 30, varvid ytnivån 33 hos den där befint- 20 liga smältan stiger. Avdelningen 30 har en vid bottnen befintlig urtappnings- öppning 36. Avdelningen 30 rymmer maximalt minst dubbelt så mycket, före- trädesvis minst tre gånger så mycket smält metall som avdelningen 29. Av- delningen 29 kommunicerar med induktorns 6 induktorkanaler via en öppning 31 i ugnskärlets 25 vägg. Det vertikala avståndet mellan överloppskanten 32 25 och locket 26 är företrädesvis mindre än H0 % av ugnskammarens 28 genom- snittliga höjd. a 4 I' Induktorn 6 är luftkyld medelst en fläkt driven av en fläktmotor 37.

De i samband med ritningarna beskrivna utföringsformerna av uppfinningen utgör endast två av många möjliga utföringsformer av uppfinningen. 30 Således kan t ex de elektriska värmeelementen 23, 23' och 27 ersättas med värmekällor av annan art, t ex gasbrännare.

Claims (7)

82058981--3 PATENTKRAV

1. Ugnsanordníng innehållande ett första kärl (1) med en för en smälta avsedd fÖPSta kammare (5) samt minst en till nämnda första kammare ansluten induktor- enhet (6), varvid nämnda índuktorenhet (6) innehåller ett block (7) av keramiskt material, en med minst två ben (11) och minst två ok utformad magnetkärna (12) för en sluten magnetisk krets samt en magnetkärnan omslutande primärlindning (13), medan nämnda block (7) är utformat med ett genomgående hål (15), som om- sluter ett av nämnda ben (11), under det att nämnda block (7) är försett med ytor för avgränsning av en av nämnda smälta bildad, som sekundärlindning verk- ande slinga, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda ugnsanordning även innehåller ett andra kärl (1') med en andra kammare (5'), och att nämnda block (7) är utfört som en separat enbet med två varandra motstående begränsnings- ytor (21) och två bredvid varandra och på var sin sida av nämnda hål förlöp- ande kanaler (8, 9) för smält metall, vilka var och en förlöper mellan nämnda begränsningsytor (21) och utmynnar vid dessa, varvid nämnda block är anordnat att fastklämmas medelst dragorgan (18) mellan nämnda första kärl (1) och nämnda andra kärl (1') med nämnda begränsningsytor anliggande mot var sitt av nämnda kärl och med kanalerna (8, 9) kommunicerande med kärlens (1, 1') resp kammare (5, 5').

2. Ugnsanordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda första (5) och/eller andra kammare även innehåller en ovanför smältan anordnad värmekälla (23') som är aktiverbar vid urkopplad induktor och vars maximala effekt är mindre än induktorns (6) maximala effekt, men tillräcklig för att under minst ett dygn hålla nämnda metallsmälta flytande.

3. Ugnsanordning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda värmekälla är ett av ett lock (22') över kärlen uppburet, som värme- element utfört elektriskt motstånd (23').

U. Ugnsanordníng enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att de båda ugnskamrarna är hydraulískt förbundna med varandra medelst_nämnda induktorkanaler (8, 9)-, 1- 8205898-3

5. Ugnsanordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda första (5) 005 Nämnda andra (5') ugnskammare är utformade i ett första (1) Pe5PekÜíVe ett andra (1') ugnskärl, och att vart och ett av de båda ugns- kärlen har en i en sidovägg utformad ugnsöppning (10, 10'), varvid de båda Uåflfikamfflfflfl (5, 5') är anordnade på var sin sida av nämnda induktor (6), under det att nämnda första (5) och andra (5') ugnskammare är hydrauliskt förbundna med varandra medelst nämnda ugnsöppningar (10, 10') nen nämnda indukgopkanalep (5, 9). därav, att denna i huvudsak är symmetrisk om ett tänkt vertikalplan (IV-IV) som går genom uktors (6) mittpunkt och skär nämnda induktorkanaler (8, 9) på tvären.

6 Ugnsanordning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a,d nämnda índ

7. Ugnsanordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att minst ett av nämnda ugnskärl är försett med en i ett övre väggparti utformad, med en övre del av ugnskammaren nydraulsikt förbunden urtappningsanordning (2) för smält metall. 8_ Ugnsanordning enligt patentkrav 1 och H, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda andra ugnskammare (5') är medelst en vertikal skiljevägg (30') av- skild frân en mindre, till nämnda induktorkanaler direkt ansluten avdelning (29), och en större avdelning (30), som i närheten av ugnskammarens botten är försedd med en urtappningsöppning (36) för smält metall, varvid nämnda skilje- vägg (30') i närheten av nämnda andra ugnskammares lock (26) har en överlopps- kant (32) över vilken smält metall kan passera från nämnda mindre avdelning (29) till nämnda större avdelning (30), varvid tillförsel av smält metall från nämnda induktorkanal(er) till nämnda större avdelning (30) endast kan ske över nämnda överloppskant (32) och via nämnda mindre avdelning (29). '_ ......_..._.s_....._._.__....._._m-._.__ii _ i, .JJITY