DE1208451B

DE1208451B - Device for signaling emerging crucible breakthroughs in induction furnaces

Info

Publication number: DE1208451B
Application number: DEB62512A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rolf Delfmann
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1961-05-17
Filing date: 1961-05-17
Publication date: 1966-01-05
Also published as: DE1208451C2

Description

Vorrichtung zur Signalisierung entstehender Schmelztiegeldurchbrüche bei Induktionschmelzöfen Die Erfindung bezieht sich auf bekannte Vorrichtungen zur Signalisierung entstehender und Verhütung vollständiger Schmelztiegeldurchbrüche, bestehend aus zwei voneinander isolierten, über eine Spannungsquelle mit einem elektrischen überwachungsgerät verbundenen, vorzugsweise zylindrischen Elektroden, wobei die beiden Elektroden als durch eine isolierende Zwischenlage voneinander getrennte metallene Zylinder ausgebildet sind, die den Tiegel eines Induktionsofens koaxial umschließend zwischen dem Tiegel und der Induktionsspule und von der letzteren isoliert angeordnet sind.Device for signaling emerging crucible breakthroughs in induction melting furnaces The invention relates to known devices for Signaling of emerging and prevention of complete crucible breakthroughs, consisting of two isolated from each other, via a voltage source with an electrical Monitoring device connected, preferably cylindrical electrodes, wherein the two electrodes as separated from one another by an insulating intermediate layer metal cylinders are formed which coaxially form the crucible of an induction furnace enclosing between the crucible and the induction coil and isolated from the latter are arranged.

Es ist zwar bekannt, bei Induktionsöfen zur Signalisierung von Schmelztiegeldurchbrüchen und zur Abschaltung der Induktionswicklung an deren Innenseite eine käfigförmige, mit Schlitzen versehene Elektrode einzubauen, der jedoch im Gegensatz zur Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung eine durchaus unterschiedliche Zweckbestimmung zugrunde liegt, nämlich als Wärmeabschirmung zu dienen sowie als Schutzvorrichtung gegen Kurzschluß verschiedener Spulen der Induktionswicklung infolge Durchdringens von Schmelzgut beim Tiegeldurchbruch.It is known to use induction furnaces to signal breakthroughs in the crucible and to switch off the induction winding on its inside a cage-shaped, to build in an electrode provided with slits, which, however, is contrary to the task the present invention is based on a completely different purpose is, namely to serve as a heat shield and as a protective device against Short-circuit of various coils of the induction winding as a result of penetration of Melting material at the crucible breakthrough.

Es hat sich bei solchen Anordnungen gezeigt, daß das Überwachungsgerät unter Umständen anspricht, ohne daß irgendein Tiegeldurchbruch vorliegt oder im Entstehen begriffen ist.It has been shown in such arrangements that the monitoring device may respond without any breakthrough in the crucible or in the Is coming into being.

Diese Erscheinung kann auftreten, wenn die zwischen den Elektroden liegende Isolationsschicht Feuchtigkeit enthält. Dadurch wird der Widerstandswert der Isolationsschicht bei deren großer Flächenausdehnung bzw. Querschnitt sehr niedrig, und zwar in solchem Maße, daß eine Unterscheidung dieses Zustandes von demjenigen, der sich bei einem Tiegeldurchbruch einstellt, nicht mehr möglich ist.This phenomenon can occur when the between the electrodes The lying insulation layer contains moisture. This will make the resistance value the insulation layer is very low given its large area or cross-section, to such an extent that a distinction between this state and the one which occurs when the crucible breaks through, is no longer possible.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, muß für die Feuchtigkeit in der Isolationsschicht zwischen den Elektroden eine Abzugsmöglichkeit geschaffen werden.In order to avoid this disadvantage, it is necessary for the moisture in the insulation layer a deduction option can be created between the electrodes.

Nach der Erfindung wird dieser Zweck bei Vorrichtungen der erwähnten Art dadurch erreicht, daß mindestens eine der einander zugeordneten Elektroden, vorzugsweise die äußere mit einer größeren Anzahl von nahe bcieinanderliegenden Öffnungen versehen ist.According to the invention, this purpose is achieved in devices of the type mentioned Type achieved in that at least one of the mutually associated electrodes, preferably the outer one with a larger number of closely spaced ones Openings is provided.

Diese öffnungen können als Löcher beliebiger Form in die aus dünnen Blechen, gegebenenfalls aneinandergeschweißten Blechstreifen, bestehenden Elektroden eingestanzt seid.These openings can be made into thin holes of any shape Sheets, optionally sheet metal strips welded to one another, existing electrodes are stamped.

Ein Induktionstiegelofen mit einer Vorrichtung nach der Erfindung ist beispielsweise in der F i g. 1 dargestellt. Darin bedeutet 1 einen gestampften Ofentiegel, der von einer Isolierschicht 2, z. B. aus Asbest, umgeben ist. Mit 3 und 5 sind die beiden zylindrischen Elektroden bezeichnet. Sie sind durch eine weitere Isolationsschicht 4, die auch aus mehreren Lagen verschiedener Hitzebeständigkeit, gegebenenfalls mit Glimmereinlagen bestehen kann, voneinander isoliert. Auf die äußere Elektrode 5 folgen dann nach außen hin eine weitere Isolationsschicht 6, z. B. aus asbesthaltigem Material, und schließlich die Induktionsspulen 7.An induction crucible furnace with a device according to the invention is for example in FIG. 1 shown. Here 1 means a stamped one Oven crucible, which is covered by an insulating layer 2, e.g. B. asbestos surrounded. With 3 and 5 denote the two cylindrical electrodes. You are through one more Insulation layer 4, which also consists of several layers of different heat resistance, may optionally exist with mica deposits, isolated from each other. On the outer electrode 5 is then followed by a further insulation layer 6 on the outside, z. B. made of asbestos-containing material, and finally the induction coils 7.

Die Elektroden erstrecken sich zweckmäßig nach oben und unten über die Enden der Induktionsspule und auch über das Schmelzbadniveau des Tiegels hinaus. Sie sollen jedoch etwas kürzer sein als die Isolationsschichten 2, 4 und 6, damit zwischen den Elektroden und zwischen diesen und der Induktionsspule genügend lange Kriechwege vorhanden sind.The electrodes expediently extend upwards and downwards over the ends of the induction coil and also over the molten bath level of the crucible. However, they should be somewhat shorter than the insulation layers 2, 4 and 6 so that there are sufficiently long creepage distances between the electrodes and between them and the induction coil.

Eine entsprechende Anordnung von Elektroden und Isolierschichten kann auch unter dem Boden des Tiegels angebracht sein, wie in der F i g. 1 bei 10 angedeutet ist. Dabei ist es zweckmäßig, die zylindrischen Elektroden 3 und 5 so lang zu machen, daß sie die Bodenelektroden überdecken, um zu erreichen, daß die zylindrischen Elektroden und die Bodenelektroden in ihrer Schutzwirkung unmittelbar aneinander anschließen. Die Elektroden sind je mit einer Spannungsquelle 9 und einem Überwachungsgerät, z. B. einem Relais 8, verbunden, so daß das überwachungsgerät anspricht, wenn bei einem Tiegeldurchbruch das Schmelzgut bis an die äußere Elektrode vorgedrungen ist. Die Zylinderelektroden und die Bodenelektroden können auch in Parallelschaltung mit einem gemeinsamen Überwachungsgerät verbunden sein.An appropriate arrangement of electrodes and insulating layers can also be attached under the bottom of the crucible, as shown in FIG. 1 indicated at 10 is. It is useful to make the cylindrical electrodes 3 and 5 so long that that they cover the bottom electrodes to achieve that the cylindrical electrodes and connect the bottom electrodes directly to one another in terms of their protective effect. The electrodes are each provided with a voltage source 9 and a monitoring device, z. B. a relay 8 connected so that the monitoring device responds when at a crucible breakthrough, the melting material has penetrated to the outer electrode. The cylinder electrodes and the bottom electrodes can also be connected in parallel be connected to a common monitoring device.

Für die Elektroden kommen Metalle mit geringer magnetischer Leitfähigkeit, vorzugsweise Bleche aus Nickel oder Chromnickel mit einer Dicke von 0,2 bis 0,5 mm, in Frage. s e nach der Art des Schmelzgutes können auch andere Metalle, insbesondere solche mit einem niedrigeren Schmelzpunkt vorzuziehen sein.Metals with low magnetic conductivity are used for the electrodes, preferably sheet metal Nickel or chrome nickel with a thickness from 0.2 to 0.5 mm. Depending on the type of material to be melted, others can also do so Metals, especially those with a lower melting point, are preferable.

Die Elektroden sind derart mit Schlitzen versehen, daß die Bildung von Wirbelströmen in tertiären Stromkreisen nach Möglichkeit vermieden wird. Bei den Zylinderelektroden genügt im Bereich der Mitte der Induktionsspule ein durchgehender Längsschlitz. Die Enden der Zylinder, die vom Magnetfeld der Spule durchsetzt werden, sollen dagegen eine größere Zahl nahe beieinanderliegender Schlitze aufweisen. Die Bodenelektroden können mit radialen Schlitzen versehen werden.The electrodes are slotted so that the formation eddy currents in tertiary circuits are avoided where possible. at For the cylinder electrodes, a continuous one is sufficient in the area of the middle of the induction coil Longitudinal slot. The ends of the cylinders that are penetrated by the magnetic field of the coil, should, however, have a larger number of slots that are close to one another. the Bottom electrodes can be provided with radial slots.

In der F i g. 2 ist als Ausführungsbeispiel ein Teil der Elektrode 5 als Abwicklung dargestellt. Die eingestanzten Löcher, deren gegenseitiger Abstand z. B. 100 mm betragen kann,. sind darin mit 11 bezeichnet, während mit 12 die Schlitze an den Enden der Elektrode bezeichnet sind. Der Abstand dieser Schlitze richtet sich vornehmlich nach der Höhe der angewandten Frequenz, d. h., die Breite der verbleibenden Blechzungen ist zweckmäßig etwa im Maß der doppelten Eindringtiefe zu wählen.In FIG. As an exemplary embodiment, 2 is part of the electrode 5 shown as a settlement. The punched holes, their mutual spacing z. B. can be 100 mm. are denoted therein with 11, while with 12 the slots are labeled at the ends of the electrode. The distance between these slots aligns primarily according to the level of the frequency used, d. i.e., the width of the remaining It is advisable to choose sheet metal tongues to the extent of twice the penetration depth.

Die Schlitze, insbesondere die sich über die ganze Elektrodenlänge erstreckenden Längsschlitze können in der Weise- hergestellt sein, daß jeweils zwei Einzelstücke bzw. Streifen des Elektrodenmaterials mittels elektrisch isolierender Teile mechanisch miteinander verbunden sind. Zum Beispiel können die Blechstreifen an den Rändern unter Zwischenlage einer isolierenden Folie miteinander verklebt oder ineinandergefalzt sein.The slots, especially the ones extending over the entire length of the electrode extending longitudinal slots can be produced in such a way that two Individual pieces or strips of the electrode material by means of electrically insulating Parts are mechanically connected to each other. For example, the sheet metal strips Glued to one another at the edges with an insulating film in between or be folded into one another.

In weiterer Verbesserung des Erfindungsgegenstandes kann die innenliegende Elektrode besonders widerstandsfähig ausgebildet sein. Diese Ausbildung kann darin bestehen, daß ein Material mit erhöhtem Schmelzpunkt und/oder erhöhter Wandstärke und/ oder besonderer chemischer Widerstandsfähigkeit vorgesehen ist.In a further improvement of the subject matter of the invention, the internal Electrode be designed to be particularly resistant. This training can be in it exist that a material with an increased melting point and / or increased wall thickness and / or special chemical resistance is provided.

Claims

Claims: 1. Device for signaling emerging and preventing complete crucible breakthroughs, consisting of two isolated, preferably cylindrical electrodes connected to an electrical monitoring device via a voltage source, the two electrodes being designed as metal cylinders separated from one another by an insulating intermediate layer, which the Crucibles of an induction furnace are arranged coaxially enclosing between the crucible and the induction coil and isolated from the latter, characterized in that at least one of the electrodes (3, 5) assigned to one another, preferably the outer one (5) with a larger number of closely spaced openings (11) is provided.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the openings (11) as holes of any shape in the thin sheet metal Electrodes are punched in.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that the electrodes (3, 5) are of unequal length.

4. Device after one of claims 1 to 3, characterized in that the electrodes (3, 5) have slots (12), which prevents eddy currents from forming in the electrodes is.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the electrodes (3, 5) at least one longitudinal slot each extending over the length and on the ends of further slots extending only over part of the length in one have a distance corresponding to approximately twice the penetration depth.

6. Device according to claims 4 and 5, characterized in that the electrodes (3, 5) from There are individual pieces that are mechanically interconnected by means of electrically insulating parts are connected.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the inner electrode (3) in terms of its wall thickness, its Melting point or its chemical vulnerability is more resistant than that outer electrode (5). B. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in addition to cylindrical, by an insulating intermediate layer (4) electrodes which are separate from one another and which surround the outer surface of the crucible (1) (3, 5) electrodes formed in a corresponding manner under the bottom of the crucible (10) are provided, the cylindrical electrodes are designed so long that that they cover the surface of the bottom electrodes. Considered publications: German utility model No. 1524 074; U.S. Patent No. 1801790.