DE1127032B

DE1127032B - Vakuum-Lichtbogen-Schmelzanlage mit einer innerhalb des Wassermantels des Schmelztiegels untergebrachten Magnetspule

Info

Publication number: DE1127032B
Application number: DEH30360A
Authority: DE
Inventors: Helmut Gruber; Helmut Scheidig
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1957-06-11
Filing date: 1957-06-11
Publication date: 1962-04-05
Also published as: GB878989A

Description

Vakuum-Lichtbogen-Schmelzanlage mit einer innerhalb des Wassermantels des Schmelztiegels untergebrachten Magnetspule Die Erfindung betrifft eine Vakuum-Lichtbogen-Schmelzanlage mit wassergekühltem Tiegel und mit einer den Bereich des Lichtbogens gleichachsig umfassenden Magnetspule.
Vakuum-Lichtbogen-Schmelzanlagen für reaktionsfähige Metalle mit hohem Schmelzpunkt besitzen einen Schmelztiegel, der durch Wasser od. dgl. gekühlt wird. Von der seit längerem benutzten Kühlanordnung, die aus einem einfachen Zylinder bestand der den Mantelteil des Schmelztiegels umgibt, ist man in jüngster Zeit abgegangen. Es wird jetzt in vielen Fällen ein Wassermantel verwendet, der auch den Boden des Schmelztiegels umfaßt und bei dem die Zuführung des Kühlwassers unmittelbar von unten zentrisch erfolgt. Außerdem ist der Mantelteil des Kühlraumes mit einer Zwischenwand versehen, die innen das Wasser von unten nach oben strömen läßt und außen von oben nach unten zu dem Abflußstutzen, der sich ebenfalls am unteren Boden befindet.
Für Vakuum-Lichtbogen-Schmelzanlagen ist es ferner üblich, Magnetspulen zu verwenden, um den Lichtbogen zu konzentrieren und vor einem Ausweichen aus der gewünschten Schmelzzone zu bewahren. Gemäß dem Hauptpatent ist es bekannt, die Magnetspule innerhalb des Wassermantels des Schmelztiegels anzuordnen. Vorzugsweise ist die Magnetspule unmittelbar auf den Schmelztiegel gewickelt. Die Vorteile dieser Anordnung sind, daß einerseits die Magnetspule sich nahe am Lichtbogen befindet und darum bei gleicher Stromstärke und Windungszahl ein stärkeres Magnetfeld innerhalb des Schmelztiegels erzeugt wird als bei Anordnungen der Mag ,netspule außen um den Wassermantel. Andererseits wird die Magnetspule durch die Wasserkühlung des Schmelztiegels selbst gekühlt und kann daher bei gleicher Drahtstärke mit höherer Stromstärke belastet werden.
Diese bekannte Anordnung für die Magnetspule besitzt jedoch einige Nachteile. So behindert die Magnetspule nicht nur die unmittelbare Kühlung des Schmelztiegels, mit dem sie direkten Wärmekontakt besitzt, sondern auch die Handhabung und Bedienung des Schmelztiegels vor und nach dem Schmelz-Prozeß.
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile in überraschend einfacher Weise dadurch, daß die Magnetspule auf einer an sich bekannten, konzentrisch zur Tiegelachse liegenden zylindrischen Trennwand des Wassermantels angeordnet ist.
Die Vorteile dieser Anordnung ergeben sich aus den bekannten Vorteilen bei Verwendung eines Wassermantels mit zylindrischer Trennwand, nämlich daß infolge der Zufuhr und Abfuhr des Kühlwassers von unten her die Anschlußschläuche einfach zu verlegen sind und daß eine einwandfreie Strömung des Kühlmittels erzielt wird, und den Vorteilen der Anordnung der Magnetspule innerhalb des Wassermantels, nämlich daß die Magnetspule sich nahe am Lichtbogen befindet und durch die Wasserkühlung des Schmelztiegels selbst gekühlt wird. Die Magnetspule besitzt nach der erfindungsgemäßen Anordnung ferner keinen direkten Wärmekontakt mehr mit dem Schmelztiegel, so daß dadurch auch die Behinderung der unmittelbaren Kühlung des Schmelztiegels entfällt.
Wie bekannt, schließt die zylindrische Trennwand an ihrer oberen Seite nicht an den oberen Tiegelrand an. Dies hat den Vorzug, daß sie nur an einer Seite einen magnetischen Schluß besitzt, weil sie aus einem magnetisierbaren Material besteht. Im oberen Teil des Schmelztiegels ist die magnetische Feldstärke daher besonders groß, wodurch eine starke Konzentrierung des Lichtbogens bewirkt und die gegen Ende des Schmelzvorganges auftretende Gefahr eines eventuellen überspringens des Lichtbogens auf den Tiegelrand ebenfalls vermieden wird. Da an die Festigkeit der Trennwand keine hohen Ansprüche gestellt werden müssen, wird ihre Stärke, gemessen an der Stärke der äußeren Wand des Wassermantels, zweckmäßigerweise relativ gering gehalten, so daß ihre Sättigung schon bei kleinen Stromstärken erreicht wird. Dieser geringe durch Verwendung einer Trennwand aus magnetisierbarem Material entstehende Verlust an magnetischer Feldstärke kann noch dadurch vermieden werden, daß man eine Trennwand aus nichtmagnetisierbarem Material verwendet.
In der Zeichnung ist eine Vakuum-Lichtbogen-Schmelzanlage mit einer Magnetspulenanordnung nach der Erfindung dargestellt.
Der Ofenkörper 1 besitzt oben eine Durchführung 2 für den Elektrodenhaltestab 3, der unten die Abschmelzelektrode 4 trägt. Innerhalb des Tiegels schmilzt diese Elektrode im Bogen 5 und bildet dabei den Ingot 6.
Der Ofenkörper 1 trägt die Dichtung 7, die den Schmelztiegel 8 abdichtet.
Der Schmelztiegel 8 ist außen von dem Wassermantel 9 umgeben, dessen unterer Teil 10 sich unterhalb des Tiegelbodens befindet. Innerhalb des Wassermantels ist die Trennwand 11 vorgesehen, die das Wasser in Richtung der gezeichneten Pfeile innen nach oben und außen nach unten strömen läßt. Durch die Rohre 12 und 13 am Boden des ganzen Kühlmantels kann das Kühlwasser ein- bzw. abströmen.
Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß sich am oberen Rand der Trennwand 9 keine Luftblasen festsetzen können. Hier und an allen anderen Stellen des Kühlmantels ist der Querschnitt so klein und damit die Strömung so groß, daß Luftblasen sicher durch den Stutzen 13 mit dem abfließenden Wasser abgeführt werden.
Auf der Wand 11 befindet sich die Spule 14, die der Erzeugung des Magnetfeldes dient und deren Zuführung 15 wasserdicht durch die äußere Begrenzung 9 des Tiegels hindurchgeführt ist.
Eine solche Einrichtung hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen und besitzt die oben gekennzeichneten Vorzüge.

Claims

PATENTANSPRÜCHE-1. Vakuum-Lichtbogen-Schmelzanlage mit einer innerhalb des Wassermantels des Schmelz-Liegels untergebrachten Magnetspule gemäß Patent 105 143 1, dadurch gekennzeichmt, daß die Magnetspule (14) auf einer an sich bekannten konzentrisch zur Tiegelachse liegenden zylindrischen Trennwand (11) des Wassermantels (9) angeordnet ist.
2. Vakuum-Lichtbogen-Schmelzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand der Trennwand (11) nicht an den Tiegel (8) anschließt, so daß das an der Innenseite der Trennwand nach oben strömende Kühlittel an ihrer Außenseite abwärts strömt. In Betracht gezogene Druckschriften: »Zeitschrift für Metallkunde«, 1956, Heft 3, S. 152, Abb. 5 bis 7.