DE2939295A1 - Verfahren und vorrichtung zum vorbereiten feucht zugestellter reserveinduktoren fuer das schnellwechseln - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Vorbereiten feucht
• zugestellter Reserveinduktoren für das Schnellwechseln Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten von mit feuchter Stampfmasse zugestellten Reserveinduktoren für das Schnellwechseln bei Niederfrequenz Induktionerinnenöfen, die dem Erschmelzen, Überhitzen oder Warmhalten von Metallen mit Schmelzpunkten> 800 OC dienen, sowie eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens, Es ist bekannt, Reserveinduktoren um geschlossene Rinnenschablonen, beispielsweise aus Stahlguß, ausxurüttern und die solcherart zugestellten Induktoren luftzutrocknen. Muß nun ein Induktor mit verbrauchter Ausfütterung gegen einen Reserveinduktor ausgewechselt werden, wird der Niederfrequenz-Induktionsrinnenofen um einen solchen Teil seiner Metallschmelze leergefahren, ale es notwendig ist, die am Ofen verbleibenden Induktoreinheiten in Betrieb zu halten.
• Danach flanscht man den defekten Induktor ab, und nach Aufbringen spezieller Pugenmassen zwischen Wannen- und Induktorfutter, welche im Verein mit einer gerichteten und konzentrierten Kühlung ein Zusammensintern von Wannen- und Induktorfutter verhindern sollen, wird der Reserveinduktor angeflanscht. Nun folgt das Trocknen und Zusairmenbacken der AußrAtterung durch die induktive Erwärmung der Rinnenschablone. Die Rinnensohablone schmilzt dann ab, wenn sie beim Sintern der Ausfütterung mit der im Ofen befindliohen Schmelze in Berührung kommt. Das Sintern der AusfUtterung erfolgt durch Wärmeübergang aus der in der Schmelzrinne umlaufenden Xetallschmelze. Dabei wird mit einer allmählich ansteigenden Leistung gearbeitet (Olausson, 3. 'Schnellwechsel-Induktoren für Rinnenöfen', ASEA-Zeitschrift, Västeras, SE, 13 (1968)5 S. 110 - 115). Der freie Querschnitt der Stoßfuge zwischen dem Futter der Ofenwanne und dem Induktorfutter besteht aus einer Schicht eines Materials höherer Sintertemperatur als das Puttermaterial, z. B.
• Chromspinell (DEAS 1 440 270). Das beschriebene Verfahren weist folgende Nachteile auf: - Der Niederfrequenz-Induktionsrinnenofen steht für die gesamte Zeit der Sinterung bis zum Erreichen der erforderlichen Betriebstemperatur für die Produktion nicht zur Verfügung.
• - Die Aufheizung gewährleistet keine exakte Temperaturführung und Kontrolle in den Rinnenkanälen.
• - Beschädigungen wie Rißbildungen können nicht erkannt werden.
• - Die Erreichung der wünschenswerten Sintertemperaturen ist nicht gesichert. Bei der Sinterung von Induktoren, welche eine eingebaute Massiv-Metallsöhablone besitzen, lassen sich prinzipiell nur Sintertemperaturen erreichen, welche der Schmelzentemperatur plus einer gewissen Überhitzungstemperatur entsprechen.
• Diese Temperaturen liegen unterhalb der notwendigen Sintertemperaturen.
• - Die Gestaltung der StoBfuge zwischen Ofec sonne und Induktoren ist technisch und ökonomisch aufwendig.
• Das Ziel der Erfindung besteht in einer Erhöhung de effektiven Betriebszeit von Niederfrequenz-Induktionsrinnenöf en.
• Der Erfindung liegt tie Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorbereiten feucht zugestellter Reserveinduktoren für das Schnellwechseln an Niederfrequenz-Induktionsrinnenöfen, die dem Ersehmelzen, Überhitzen oder Warmhalten von Metallen mit Schmelzpunkten ? 800 0C dienen, zu schaffen, welche das Zeitintervall zwischen Abschaltung der Leistung am ver-Echlissenen Induktor und der Inbetriebnahme des neu angeflanschten Reserveinduktors verkürzen, eine dichte und leicht trennbare Stoßfuge zwischen Ofenwannen- und Induktorfutter gewährleisten und durch eine zweckentsprechende Sinterung des Induktorfutters zu einer Erhöhung der Betriebsdauer der Induktoren führen0 Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach der Zustellung des Induktors, der schonenden Lufttrocknung desselben und des anschließenden Ausbrennens der Holzschablone für die Rinnenformgebung durch den Widerstandsheizleiter der jeweilige Induktor bei horizontaler Lage der Rinnenkanäle durch Gas- oder Ölbrenner bis zur Sintertemr -atur der Stampfmasse aufgeheizt wird. Dabei werder.+ie Spulen mit Luft oder Wasser bzw.
• mit beiden Medien gekühlt Diese KUhlung wird stufenlos geregelt anhand der Abgastemperaturen im Mittelkanal und der Stampfmassentemperaturen in der Nähe der Spulenräume. Das Aufheizen und Sintern erfolgt bei schwach reduzierender oder neutraler Atmosphäre; dio Brenner werden 90 bis 110 mm vor den Öffnungen der Rinnenkanäle im Induktorflansch gezündet, dabei wird anfänglich mit weicher Flamme gearbeitet. Ca. 15 bis 25 Minuten nach dem Zünden werden die Brenner bis auf 50 mm an den Induktorflan8ch herangefahren0 Nach Beendigung des Sinterprozesses wird die Temperatur des Induktors auf die spätere Betriebstemperatur abgesenkt und auf dieser Höhe bis zum Auswechseln des Induktors gehaltene Vor dem Auswechselvorgang erhält der Flansch des vorbereiteten Reserveinduktors eine Schicht aus mehreren Lagen eines Papiers aus hochtemperaturfesten, keramischen Fasern, wobei die Gesamtdicke der Papierlagen in gepreßtem Zustand zwischen 1,5 und 3 mm liegt und die Papierlagen durch eine Kupferdrahtbespannung gehalten werde. Nun erfolgt das Anflanschen des auf Betriebstemperatur befindlichen Reserveinduktors an den Ofen, der unmittelbar darauf mit den erforderlichen Leistungsstufen in Betrieb genommen werden kann. Der Ausübung dieses Verfahrens dient eine Vorrichtung, bestehend aus einem Grundrahmen und einem auf diesem befestigten Induktorträger, auf dessen Lagerplatte ein Induktor tit horizontaler Lage der Rinnenkanäle gelagert und befestigt ist. Auf der anderen Seite des Grundrahmens angebracht, befindet sich ein Support, der in Richtung auf den Induktorträger verfahrbar ist. Der auf dem Induktorträger gelagerte und befestigte Reserveinduktor zeigt dabei mit seinem Flansch in Richtung des Supports. Dabei liegt der untere Teil des Induktorflansches am Induktorträger an. Am Support ist eine seiten- und höhenverstellbare Brennertraverse angebracht, die der Aufnahme von ein oder zwei Gas- oder Ölbrennern sowie deren energetischen Vet rgungsleitungen dient. Unmittelbar vor den Brennersteinen der Brenner befindet sich, mit Haltevorrichtungen en der Brennertraverse montiert, eine Platte, die an Ihrer dem Induktorflansch zugewandten Seite eine WiLreisO-lationspiatte trägt. Form und Größe der Platte entsprechen der Form und Größe des Induktorflansches. Bei Doppelinduktoren ist je ein Brenner gegenüber den Öffnungen der äußeren Rinnenkanzle angeordnet. Die Brenngase treten durch den Mittelkanal aus. Diese Art der Brenneranordnung ist insbesondere für omegaförmige Induktoren verwendbare Einzelrinneninduktoren werden so aufgeheizt und gesintert, daß ein Brenner gegenüber einer Öffnung des Rinnenkanals angeordnet ist, wGhrend durch die zweite Öffnung die Brenngase ausströmen Die Austrittsöffnungen der Brennersteine weisen eine Porm auf, die der Querschnittsform des Rinnenkanals angepaßt ist, Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die Brennerflammen genau auf die Querschnittsfläche der Öffnungen der Rinnenkanäle auszurichten.
• Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im Längsschnitt dargestellt.
• Beispiel 1: Ein Reserveinduktor mit omegaförmiger Gestaltung der Rinnenkanäle wurde unter Verwendung einer speziell präparierten Holzschablone feucht zugestellt Als Stampfmases fand eine Masse mit einem A1203-Gehalt > 73 Masee-%, einem SiC-Gehalt von ca. 15 Mosse-% Verwendung, die bei einer Porosität von ca. 24 % bei mindestens 1700 °C hitzebeständig ist und bei 1550 °C sintert Der solcherart zugestellte Resarv.induktor wurde nun @@@@ r üblichen Bedingungen schonend getrocknet und nach aer Entfernung der Restfeuchte die iTolzschablone mittel; eines in ihr befindlichen Widerstal1sheizleiters ausgebrannt.
• Danach wurde der Reserveinduktor so auf der Aufheizvorrichtung befestigt, daß seine Rinnenkanäle horizontal lagen und durch Gasbrenner die Stampfmasse bis zur Sintertemperatur aufgeheizt. Dabei erfolgte das Zünden der Brenner mit weicher Flamme 100 mm vor den Öffnungen der Rinnenkanäle am Induktorflansch; nach 20 Minuten wurden die beiden Brenner langsam bis auf 50 mm an den Induktorflansch herangefahren, so daß die Brennerflammen genau im Zentrum der Öffnungen der beiden äußeren .Åste des Rinnenkanals stande, Die Brenngase vereinigten sich im gemeinsamen Berührungspunkt der Äste des Rinnenkanals und traten durch den Mittelkanal aus. Gearbeitet wurde dabei mit schwach reduzierend eingestellten Flammen. Entsprechend der für die Stampfmasse geltenden Zeit-Temperatur-Sollkurve wurde die Temperatur bis zu der Sintertemperatur von 1550 °C hochgefahren und bis zum Abschluß des Sinterprozesses gehalten Der gesamte Aufheizvorgang wurde thermisch kontrolliert durch Messung der Temperaturen in den Rinnenkanälen, insbeson<=e der Abgastemperaturen im Mittelkanal, und in der Stampfmasse in der Nähe der Isolationswandungen der Spulen.
• Vor Erreichen des der Isolationsklasse der Spulen zugeordneten maximalen Temperaturwertes wurde die Kühlung zugeschaltet und stufenlos anhand der Temperaturmeßwerte eingeregelt. Dabei erfolgte die Kühlung durch eine geregelte Kühlluftzufuhr. Nach Beendigung des Sintervorganges wurde durch eine entsprechende Regelung der Brenner die Temperatur des Reserveinduktors langsam auf die künftige Betriebstemperatur herabgesenkt und diese Temperatur bis zum Zeitpunkt des Induktorwechsels gehalten.
• In einem weiteren Verfahrensschritt wurde auf den Indukterflansch eine Schicht aus mehreren Lagen eines Papier aus hochtemperaturfesten, keramischen Fasern aufgebracht, die in gepreßtem Zustand eine Dicke von 2,5 mm autwiee und durch eine Kupferdrehtbespannung gehalten wurde Der Niederfrequenz-Induktionsrinnen@fen wurde nun @ lweise leergefahren und um 19° entgegengesetzt dQr Riohtung gedreht, auf der sich der abzubauende, defekte Induktor befand. Dadurch konnte der verbleibende Induktor weiter arbeiten Dann erfolgte die Demontage des defekten Induktors und im Anschluß daran die Präparation der Dichtungsfläche des Ofenflansches durch Planschleifen mit diamantbestückten Werkzeugen unter gleichzeitiger Ausbesserung der defekten Stellen.
• An der Aufheizvorrichtung wurden zu diesem Zeitpunkt die Brenner ausgeschaltet bei Aufrechterhaltung der Ether lung, der Reserveinduktor an ein Spezialgehänge angeschlagen, zum Ofen transportiert und mittels Schraube verbindungen mit diesem verbunden, sodann flüssiges Xetall in den Ofen nachgefüllt und der Ofen langsam in Arbeitsposition zurückgefahren. Der Induktorwechsel ar mit dem Zuschalten des Kühlwassers abgeschlossen. Stufenweise wurde nun die elektrische Anpassung vorgenommen, die mit dem Zuschalten der gesamten Induktorleistung abgeschlossen war.
• Beispiel 2 (s. Ze@@hnung): Ein Induktorträger 14 ist iest mit einem Grundrahmen 9 verbunden, wobei eine Lagerplatte 2, an der Oberseite des Induktorträgers 14 befestigt, der Lagerung und Befestigung eines Induktors 1 dient. Der Induktor 1 befindet sich dabei mit seinen Rinnenkanälen 8 in einer horizontalen Lage, der untere Teil des Induktorflansches 13 liegt am Induktorträger 14 ane Gegenüber dem Induktorträger 14 ist ein in Richtung zum Induktorträger 14 verfahrbarer Support 5 auf dem Grundrahmen 3 angebracht. Auf dem Support 5 befindet sich eine seiten- und höhenverstellbare Brennertraverse 6, die mit zwei Gas- oder Ölbrennern 11 und deren energetischen Versorgungsleitungen 7 bestückt ist. Unmittelbar vor den Brennersteinen 12 ist an Haltevorrichtungen 14 eine Platte 10 montiert. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten während der Aufheizung und Sinterung des Induktors 1 trägt die Platte 10 an ihrer dem Induktorflansch 13 zugewandten Seite eine Wärmeisolationaplatte 9. Form und Größe der Platte 10 und der WErmeisolationsplatte 9 entsprechen ungefähr dem Induktorflansch 13.
• Der Austrittsquerschnitt der Brennersteine 12 ist der Querschnittsform der Rinnenkanäle 8 angepaßt. Bei Verwendung von Doppelinduktoren wird je ein Brenner 11 gegenüber den Öffnungen der äußeren Rinnenkanäle 8 angeordnet, wobei die Brenngase über den Mittelkanal entweichen; bei Einzelrinnen-Induktoren ist ein Brenner 11 gegenüber einer Öffnung des Rinnenkanals 8 angeordnet, die Brenngase treten hier über die andere Öffnung aus.
• Das erfindungagemäße Verfahren gestattet in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kürzeste Wecheelzeiten für Induktoren an Niederfrequenz-Induktionsrinnendfen, gewährleistet eine dichte und leicht trennbare Stoßfuge ewischen Ofenwanne und Induktorfutter und führt durch die zweckentsprechende Sinterung der feuerfesten Stampfmasse zu einer Erhöhung der Betriebsdauer der Induktoren.

Claims (1)

1. Erfindunssans bruch 1. Verfahren zum Vorbereiten zagestellter Reserveinduktoren fur das Schnellwechseln bei Niederfrequens-Induktionrinnenöfen, die dem Erschmelzen, Überhitzen oder Warmhalten von Metallechmelzen von Metallen mit Schmelzpunkten > 800 0C dienen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - Trocknen der Ausfütterung und Ausbrennen der Holzschablone in bekannter Weise; - Aufheizen des Reserveinduktors bei horizontaler Lage der Rinnenkanäle durch Gas- oder ölbrenner bis zur Sintertemperatur der Stampfmasse bei gleichzeitiger Kühlung der Spulen; - Herabsetzen der Temperatur nach Beendigung des Sinterns auf Betriebst Dperatur; - Beschichten des Flansches mit mehreren Lagen eines Papiers, bestehend aus hochtemperpturfesten, keramischen Fasern; - Anflanschen des auf Betriebstemperatur befindlichen Reserveinduktors an den Ofen; sofortige Inbetriebnahme des Ofens mit den erforderlichen Leistungsstufen.

   2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen des Papiers aus hochtemperaturbeständigen, keramischen Fasern in gepreßtem Zustand eine Gesamtdicke zwischen 1,5 und 3,0 mm aufweisen.

   3. Verfahren nach den Punkten 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierlagen durch eine Kupferdrahtbespannung gehalten werden.

   4. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufheizen und Sintern bei schwach reduzierender oder neutraler Atmosphäre erfolgt0 5» Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zünden der Gas- bder Ölbrenner 90 bis 110 mm vor den Offnungen der Rinnenkanäle am Induktorflansch mit weicher Flamme ~folgt.

   6. Verfahren nach den Punkten 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß 15 bis 25 Minuten nach dem Zünden die Gas- oder Ölbrenner so bis auf 50 mm an den Induktorflansch herangefahren werden, daß die Flammen zentral im Querschnitt der Rinnenkanäle st hen.

   7. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Spulen durch Kühlgaseoder Wasser stufenlos anhand der Abgastemperatur im Mittelkanal und der Stampfmassentemperaturen in der Nähe der Spulenräume eingeregelt wird.

   8. Vorrichtung zum Vorbereiten zugestellter Reserveinduktoren für das Schnellwechseln bei Niederfrequenz-Induktionsrinnenöfen, die dem Erschmelzen, Überhitzen oder Warmhalten von Metallschmelzen von Metallen mit Schmelzpunkten R 800 OC dienen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Grundrahmen (3) ein Induktorträger (4) befestigt ist, dessen Lagerplatte (2) einer Lagerung und Befestigung eines Induktors (1) dergestalt dient, daß dessen Rinnenkanäle (8) horizontal liegen und auf dem Grundrahmen (3), gegen den Flansch (13) des Induktors (1) horizontal verfahrbar, ein Support (5) angebracht ist, welcher der Aufnahme einer seiten- und höhenverstellbaren Brennertraverse (6) dient, wobei ein oder zwei Brenner (11) mit ihren energetischen Versorgungsleitungen (7) in der Brennertraverse (6) befestigt sind und unmittelbar vor den Brennersteinen (12) an Haltevorrichtungen (14) eine in Form und Größe dem Induktorflansch (13) entsprechende Platte (10) montiert ist, die an ihrer dem Induktorflansch (13) zugewandten Seite eine Wärmeisolationaplatte (9) trägt.

   9. Vorrichtung nach Punkt 8, dadurch gdkennzeichnet, daß ein Teil des Induktorflansches (13) am Induktorträger (4) anliegt.

   10. Vorrichtung nach Punkt 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen der Brennersteine (12) der Querschnittsform der Rinnenkanäle (8) angepaßt sind.

   11. Vorrichtung nach Punkt 8, dadurch gek anzeichnet, daß bei Doppelinduktoren, beispielsweise mit omegaförmigem Verlauf der Rinnenkanäl8 (8), je ein Brenner (11) gegenüber den Öffnungen der äußeren Rinnenkanäle (8) angeordnet ist und die Brenngase über den Mittelkanal austreten.

   12. Vorrichtung nach Punkt 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einzelrinnen-Induktoren ein Brenner (11) gegenüber einer Öffnung des Rinnenkanals (8) angeordnet ist und die Brenngase über die andere Öffnung austreten.