DE3526433C1

DE3526433C1 - Gas-tight furnace for melting metal

Info

Publication number: DE3526433C1
Application number: DE19853526433
Authority: DE
Inventors: Max Dipl.-Ing. 5107 Simmerath Ogrissek
Original assignee: Otto Junker GmbH
Current assignee: Otto Junker GmbH
Priority date: 1985-07-24
Filing date: 1985-07-24
Publication date: 1989-11-23

Abstract

In a gas-tight furnace for melting metal in a vacuum and/or blanketing gas atmosphere, which furnace has a heated melting vessel (3; 32) which can be sealed gas-tight by means of a cover hood (5) and has a ceramic inner lining into which lead a vacuum line and/or a blanketing gas line and also a pipe branch which can be connected to a casting device, the melting vessel (3; 32) provided with the ceramic lining (15) is adjoined by an upper vessel part (4; 33; 42) having a metallic inner wall surface. The cover hood (5) is seated on this upper vessel part (4; 33; 42). The upper vessel part (4; 33; 42) can be joined integrally to the melting vessel (3; 32). However, there can also be a releasable joint between the melting vessel (3; 32) and the upper vessel part (4; 33; 42). This upper vessel part (4; 33; 42) can in turn be divided into a plurality of annular bodies which can be detached from one another. The interior of the furnace can in every case be sealed gas-tight. <IMAGE>

Description

Der erfindungsgemäße Ofen kann ferner so ausgebildet sein, daß in dem oberen Gefäßteil ein Einfüllstutzen angeordnet ist, der über dem Schmelzgefäß endet und dessen untere Öffnung gleich oder kleiner ist als die Öffnung des Schmelzgefäßes. Der Einfüllstutzen schützt dabei die keramische Auskleidung im oberen Bereich des Schmelzgefäßes vor dem mechanischen Angriff der Beschickung. Außerdem dient der Einfüllstutzen als Wärmeschirm insbesondere für den unteren Bereich des oberen Gefäßteils. Der Einfüllstutzen kann sich dabei trichterförmig nach unten verjüngen oder aber erweitern. The furnace according to the invention can also be designed so that in the upper part of the vessel has a filler neck is arranged over the melting vessel ends and its lower opening is equal to or smaller than that Opening of the melting vessel. The filler neck protects the ceramic lining in the upper area of the melting vessel before the mechanical attack of the charge. In addition, the filler neck serves as a heat shield, especially for the lower area of the upper part of the vessel. The filler neck can be funnel-shaped downwards to rejuvenate or expand.

Der erfindungsgemäße Ofen kann ferner so ausgebildet sein, daß zumindest der untere Bereich des oberen Gefäßteils aus hitzebeständigem Stahl besteht. The furnace according to the invention can also be designed so that at least the lower part of the upper part of the vessel is made of heat-resistant steel.

Der erfindungsgemäße Ofen kann ferner so ausgebildet sein, daß das obere Gefäßteil zumindest in seinem unteren Bereich von Kühlrohren umgeben ist. Damit wird einer zu starken Erwärmung des oberen Gefäßteils, die aufgrund der Hitzeabstrahlung der Schmelze auftreten könnte, entgegengewirkt. The furnace according to the invention can also be designed so that the upper part of the vessel is surrounded at least in its lower region by cooling tubes. This results in excessive heating of the upper part of the vessel, which is due to the radiation of heat the melt could occur, counteracted.

Der erfindungsgemäße Ofen kann ferner so ausgebildet sein, daß die Wand des oberen Gefäßteils zumindest zum Teil doppelwandig und der so gebildete Hohlraum mit Kühlmedium durchflossen ist. Damit kann ebenfalls die infolge der Hitzeabstrahlung aus der Schmelze in die Wand des oberen Tiegelteils fließende Wärmeenergie abgeführt werden. The furnace according to the invention can also be designed so that the Wall of the upper part of the vessel is at least partially double-walled and the one thus formed Cooling medium flows through the cavity. This can also reduce the effects of heat radiation Heat energy flowing from the melt into the wall of the upper part of the crucible is dissipated will.

Der erfindungsgemäße Ofen kann ferner so ausgebildet sein, daß das obere Gefäßteil und das Schmelzgefäß einstückig sind. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders einfache Konstruktion. The furnace according to the invention can also be designed so that the upper part of the vessel and the melting vessel are integral. In this way it arises a particularly simple construction.

Der erfindungsgemäße Ofen kann ferner so ausgebildet sein, daß das obere Gefäßteil mit dem Schmelzgefäß lösbar verbunden ist und sowohl mit dem Schmelzgefäß als auch mit der Deckelhaube eine gasdichte Verbindung bildet. Dabei ist an der Trennstelle zwischen dem Schmelzgefäß und dem oberen Gefäßteil eine ringförmige Dichtung vorgesehen. Das obere Gefäßteil kann ausgetauscht und durch ein anderes ersetzt werden. Es wird damit möglich, den Gefäßinnenraum an das jeweilige Volumen der Beschickung anzupassen. Damit wird es möglich, das Gefäßvolumen für den jeweiligen Einsatz optimal zu wählen, wodurch eine schnelle Evakuierung des Gefäßinnenraums möglich wird. Außerdem ist bei einem solchen abnehmbaren oberen Gefäßteil das Schmelzgefäß leichter zugänglich, wenn z. B. Ausbesserungen an der keramischen Auskleidung des Gefäßes durchgeführt werden sollen. The furnace according to the invention can also be designed so that the upper part of the vessel is detachably connected to the melting vessel and to both the melting vessel as well as forming a gas-tight connection with the cover hood. It is at the The separation point between the melting vessel and the upper part of the vessel is an annular one Seal provided. The upper part of the vessel can be exchanged for another be replaced. This makes it possible to adapt the interior of the vessel to the respective volume adapt to the loading. This makes it possible to determine the vessel volume for the respective Optimal use to be selected, thereby enabling rapid evacuation of the interior of the vessel becomes possible. In addition, the melting vessel is in such a removable upper vessel part more accessible if z. B. Repairs to the ceramic lining of the The vessel should be carried out.

Der erfindungsgemäße Ofen kann ferner so ausgebildet sein, daß das obere Gefäßteil aus zwei oder mehr gasdicht miteinander verbindbaren Ringkörpern besteht. Damit werden die Möglichkeiten der Anpassung des Gefäß- oder Ofenvolumens an die jeweilige Beschickung weiter verbessert. The furnace according to the invention can also be designed so that the Upper part of the vessel made of two or more annular bodies which can be connected to one another in a gas-tight manner consists. This opens up the possibility of adapting the vessel or furnace volume to the respective loading further improved.

Schließlich kann der erfindungsgemäße Ofen so ausgebildet sein, daß der Innendurchmesser des Schmelzgefäßes gleich oder größer ist als dessen nutzbare Höhe und daß eine den größten Teil der Wand des Schmelzgefäßes bedeckende Induktionsspule vorgesehen ist. Somit wird in vorteilhafter Weise eine hohe Leistungskonzentration mit einer starken Badbewegung im Schmelzgefäß erreicht, wodurch eine hohe Schmelzleistung und eine intensive Entgasung der Schmelze gewährleistet werden. Das Schmelzgefäß kann anstelle einer zylindrischen Induktionsspule über wenigstens eine Induktionsrinne beheizt sein, die vorzugsweise im Bereich des unteren Gefäßteiles angeordnet ist. Finally, the furnace according to the invention can be designed so that the inner diameter of the melting vessel is equal to or greater than its usable Height and that an induction coil covering most of the wall of the melting vessel is provided. Thus, a high power concentration is advantageously obtained Achieved with a strong bath movement in the melting vessel, resulting in a high melting capacity and an intensive degassing of the melt can be guaranteed. The melting vessel can use at least one induction trough instead of a cylindrical induction coil be heated, which is preferably arranged in the area of the lower part of the vessel.

Im folgenden Teil der Beschreibung werden einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Ofens anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ofens für Vakuum- und/oder Schutzgasbetrieb, bei dem Schmelzgefäß und oberes Gefäßteil einstückig ausgebildet sind, F i g. 2 einen vertikalen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ofens für Vakuum- und/oder Schutzgasbetrieb, bei dem das obere Gefäßteil abhebbar ist, und F i g. 3 einen vertikalen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ofens für Vakuum- und/oder Schutzgasbetrieb, bei dem das obere Gefäßteil aus mehreren Ringkörpern besteht. The following part of the description describes some exemplary embodiments of the furnace according to the invention described with reference to drawings. It shows F i g. 1 a vertical section through a first embodiment of the invention Furnace for vacuum and / or inert gas operation, with the melting vessel and the upper part of the vessel are integrally formed, F i g. 2 shows a vertical section through a second Embodiment of the furnace according to the invention for vacuum and / or protective gas operation, in which the upper vessel part can be lifted off, and F i g. 3 a vertical section by a third embodiment of the furnace according to the invention for vacuum and / or Protective gas operation, in which the upper part of the vessel consists of several ring bodies.

Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ofens 1 für Vakuum- und/oder Schutzgasbetrieb umfaßt ein mit einer gasdichten Induktionsspule 2 beheizbares unteres Tiegelteil, das nachstehend als Schmelzgefäß 3 bezeichnet wird, ein oberes Gefäßteil 4 aus hitzebeständigem Stahl, eine Deckelhaube 5, ein Traggerüst 6, an dem Kippzylinder 7 und 8 angreifen, Lagerböcke 9 und 10 mit Lagern 11 und 12, eine Vakuumleitung 13, an die eine in der Zeichnung nicht dargestellte Vakuumpumpe angeschlossen ist und die hierbei in das obere Gefäßteil 4 mündet, und einen Rohrstutzen 14, der ebenfalls an das obere Gefäßteil 4 angeschlossen ist und der zu einer nicht dargestellten gasdichten Kammer mit einer Vergießeinrichtung und/ oder mit wenigstens einer Gießform führt. The in F i g. 1 illustrated embodiment of the invention Oven 1 for vacuum and / or inert gas operation comprises a gas-tight induction coil 2 heated lower part of the crucible, hereinafter referred to as melting vessel 3 is, an upper vessel part 4 made of heat-resistant steel, a lid 5, a Support frame 6, attack on the tilt cylinder 7 and 8, bearing blocks 9 and 10 with bearings 11 and 12, a vacuum line 13, to which one is not shown in the drawing Vacuum pump is connected and here opens into the upper vessel part 4, and a pipe socket 14 which is also connected to the upper vessel part 4 and to a gas-tight chamber (not shown) with a potting device and / or leads with at least one casting mold.

Das Schmelzgefäß 3 ist mit einer keramischen Auskleidung 15 versehen. Der mit einem Metallmantel 16 umgebene Tiegelboden ist mit der gasdichten Induktionsspule 2 und diese wiederum mit dem oberen Gefäßteil 4 gasdicht verbunden. The melting vessel 3 is provided with a ceramic lining 15. The crucible bottom, which is surrounded by a metal jacket 16, is connected to the gas-tight induction coil 2 and this in turn connected to the upper vessel part 4 in a gas-tight manner.

Damit die keramische Auskleidung 15 im oberen Bereich 17 des Schmelzgefäßes 3 durch die darüber befindliche Beschickung nicht beschädigt wird, ist ein Einfüllstutzen 18 aus Stahlblech mit einer oberen kleinen Öffnung 19 und einer unteren größeren Öffnung 20 vorhanden. Der Einfüllstutzen 18 nimmt den Teil der Beschikkung auf, der das Schmelzgefäß 3 bei Schmelzbeginn überragt. Der Einfüllstutzen 18 wird durch Wandvorsprünge 21, z. B. an die Wand des oberen Gefäßteils 4 angeschweißte Anschläge aus Winkeleisen, gehalten. So that the ceramic lining 15 in the upper area 17 of the melting vessel 3 is not damaged by the loading above is a filler neck 18 made of sheet steel with an upper small opening 19 and a lower larger opening Opening 20 available. The filler neck 18 accommodates the part of the loading which protrudes beyond the melting vessel 3 at the start of melting. The filler neck 18 is through Wall projections 21, e.g. B. welded to the wall of the upper part of the vessel 4 stops made of angle iron, held.

Zwischen der Deckelhaube 5 und dem oberen Gefäßteil 4 ist eine gasdichte Ringdichtung 22 vorgesehen. Zur Beobachtung des Schmelzprozesses hat die Deckelhaube 5 ein Schauloch 23. Between the cover 5 and the upper vessel part 4 is a gas-tight Ring seal 22 is provided. The cover hood can be used to observe the melting process 5 a peephole 23.

Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 1 dadurch, daß eine Vakuumleitung 30 und ein Rohrstutzen 31 in ein Schmelzgefäß 32 münden und daß ein oberes Gefäßteil 33 über eine Ringdichtung 34 mit dem Schmelzgefäß 32 lösbar verbunden ist. The in F i g. 2 illustrated embodiment of the invention differs differs from that according to FIG. 1 in that a vacuum line 30 and a pipe socket 31 open into a melting vessel 32 and that an upper vessel part 33 has an annular seal 34 is detachably connected to the melting vessel 32.

Die Ausführungsform gemäß F i g. 3 weist ein in zwei Ringkörper 40, 41 aufgeteiltes oberes Gefäßteil 42 auf, wobei beide Ringkörper 40; 41 durch eine Ringdichtung 43 gasdicht abgedichtet sind. Der Ringkörper 41 hat eine äußere Wandung 44 und eine innere Wandung 45, die einen Hohlraum 46 bilden, der von einer Kühlflüssigkeit durchflossen sein kann. An der inneren Wandung 45 sind Halterungen 47 befestigt, auf denen sich ein Einfüllstutzen 48 abstützt. Über diesen Einfüllstutzen 48 gelangt das in den Ringkörpern 40; 41 befindliche stückige Beschickungsgut in das untere Tiegelteil, also das Schmelzgefäß 3. The embodiment according to FIG. 3 has a two ring body 40, 41 divided upper vessel part 42, both ring bodies 40; 41 through a Ring seal 43 are sealed gas-tight. The ring body 41 has an outer wall 44 and an inner wall 45, which form a cavity 46, which is of a cooling liquid can be flowed through. Holders 47 are attached to the inner wall 45, on which a filler neck 48 is supported. Passes through this filler neck 48 that in the ring bodies 40; 41 located lumpy load in the lower Crucible part, i.e. the melting vessel 3.

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Claims

Claims: 1. Gas-tight furnace for melting down metal in Vacuum and / or under a protective gas atmosphere, which is heated by means of a cover hood has a gas-tight sealable melting vessel with a ceramic inner lining, into which a vacuum line and / or a protective gas line as well as one to a potting device connectable pipe socket open, characterized in that the with the ceramic lining (15) provided melting vessel (3; 32) an upper, with metallic The vessel part (4; 33; 42) provided with the inner wall surface is connected, on which the cover hood (5) is detachable and tight.

2. Oven according to claim 1, characterized in that the volume of the upper vessel part (4; 33; 42) essentially corresponds to the volume of the melting vessel (3; 32).

3. Oven according to claim 1 or 2, characterized in that in the a filler neck (18; 48) is arranged over the upper vessel part (4; 33; 42) the melting vessel (3; 32) ends and its lower opening is equal to or smaller as the opening of the melting vessel (3; 32).

4. Oven according to one of the preceding claims, characterized in that that at least the lower region of the upper vessel part (4; 33; 42) made of heat-resistant Steel is made.

5. Oven according to one of the preceding claims, characterized in that that the upper vessel part (4; 33; 42) at least in its lower region of cooling tubes is surrounded.

6. Oven according to one of the preceding claims, characterized in that that the wall of the upper vessel part (4; 33; 42) is at least partially double-walled and cooling medium can flow through the cavity (46) formed in this way.

7. Oven according to one of the preceding claims, characterized in that that the upper vessel part (4) and the melting vessel (3) are integrally formed.

8. Oven according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the upper vessel part (33; 42) is releasably connected to the melting vessel (3; 32) and gas-tight with both the melting vessel and the cover hood (5) Connection forms.

9. Oven according to claim 8, characterized in that the upper vessel part (42) formed from two or more annular bodies (40, 41) which can be connected to one another in a gas-tight manner is

10. Oven according to one of the preceding claims, characterized in that the inner diameter of the melting vessel (3; 32) is equal to or greater than that usable height and that a major part of the wall of the melting vessel (3; 32) covering induction coil (2) is provided. The invention relates to a gas-tight Furnace for melting metal in a vacuum and / or under a protective gas atmosphere, the a heated melting vessel that can be closed in a gas-tight manner by means of a cover hood having a ceramic inner lining into which a vacuum line and / or a protective gas line and one that can be connected to a potting device Pipe socket flow out.

For such ovens the problem often arises, a certain Melting amount of metal in an enclosed space. This should be guaranteed ensure that the charge does not come into contact with oxygen during the melting process. This is intended to oxidize the metal or certain alloy components during the melting process can be avoided. To achieve this goal, the whole must Charge brought into the melting room before melting and the atmosphere be made oxygen-free in the melting chamber. Charging is necessary in such furnaces only possible via locks. The effort for such locks is due the external dimensions and weights of the material to be charged are regularly too expensive and not justifiable.

There are now known vacuum crucible furnaces for such melting processes, the z. B. be inductively heated.

The crucible or the melting vessel are through in such furnaces a cover hood sealed gas-tight. However, since the batch in not melted State occupies a much larger volume than in the molten state, e.g. B. is twice as large, the furnace vessel must be sized accordingly large, z. B.

have twice the volume of the amount of melt. Such a crucible is therefore relatively large and expensive. Due to mechanical loads in particular in the upper part and due to strong temperature differences over the entire crucible is also with increased wear, z. B. to be expected with cracking. The maintenance and cleaning of such a crucible is difficult and time consuming.

The object of the present invention is now to provide a furnace of the type mentioned in such a way that the in the respective areas occurring thermal and mechanical loads with reduced material and manufacturing costs can be adjusted.

This object is achieved according to the invention in a furnace of the type mentioned at the outset solved in that the melting vessel provided with the ceramic lining an upper vessel part provided with a metallic inner wall surface is connected which the cover hood sits detachably and tightly. Since according to the invention only the melting vessel, which absorbs the molten metal, with a ceramic lining made of ramming material, Masonry or the like is provided, while the upper part of the vessel is a metallic one Has inner wall surface, the problems of increased wear occur in the upper Vessel part does not open. The vessel construction is much lighter overall, whereby the entire furnace construction can be made less complex. aside from that the furnace can be arranged tiltable or stationary, with the latter being stationary Arrangement in a manner known per se with a pouring opening located in the furnace floor is equipped, which can be closed by means of a stopper rod. In this case the chamber with the casting molds is located under the melting furnace in a likewise known manner arranged and connected to this gas-tight.

The furnace according to the invention can also be designed so that the Volume of the upper part of the vessel corresponds essentially to the volume of the melting vessel In many cases this results in a good adaptation to the volume of the to be melted down Feed.