EP0392066A1 - Vacuum induction furnace - Google Patents
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- F27B14/061—Induction furnaces
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Definitions
- the invention relates to a vacuum induction furnace of the type specified in the preamble of claim 1.
- the thermal treatment in vacuum induction furnaces with a cooled metal combination offers various advantages, because e.g. B. no contaminants from the feed mass get into the melt and melting temperatures up to 3000 ° K can be reached.
- the melt can be mixed intensively by electromagnetic fields of an inductor and thus its composition can be evened out.
- multi-component alloys with high component proportions of up to 50% by mass, the starting components of which can be found in the melting temperature structure, density and vapor pressure.
- crucibles of various diameters are usually required, which is due to the need to reuse ingots with a reduced diameter after processing, to save precious and rare components of the alloys and to conditions for further melt treatment of the ingots produced.
- the invention has for its object to provide a vacuum induction furnace in which bars of different dimensions in the same crucible without additional measures can be generated, which extends the scope of the furnace.
- a vacuum induction furnace which has a hermetically sealed chamber with a cooled crucible accommodated therein, the side surface of which is formed by vertically arranged cooled metal sections, which are separated from one another by insulating intermediate layers, and which is cooled with a mechanism for its reciprocating Vertical movement is connected with respect to the crucible, and contains an inductor enclosing the hermetically sealed chamber, solved according to the invention in that the interior of the crucible is designed in stages with a decreasing diameter in the direction of the team.
- the invention simplifies the conversion of the furnace to bars of different dimensions and diameters, because the pair of wears that are worn out can be exchanged in a simple manner for a team with the required dimensions.
- the vacuum induction furnace contains a hermetically sealed chamber 1, in the interior of which a cooled crucible 2 is accommodated.
- a cooled team 3 is arranged on a lower cover 4 and connected to a rod 5 of a mechanism 6 for performing vertical reciprocating movements.
- the outside of the chamber 1 is surrounded by an inductor 7 and covered at the top by a cover 8.
- Vacuum seals 9 are arranged in the covers 4, 8 for hermetically sealing the chamber 1.
- the inner surface of the crucible 2 is designed in stages with a decreasing diameter in the direction of the team 3.
- the side surface of the crucible 2 (FIG. 2) is formed by vertically arranged cooled metal sections 10, which are separated from one another by insulating intermediate layers 11.
- On the upper cover 8 are manufacturing facilities for performing and monitoring the melting process, for. B. a metering device 12 and an observation device 13 u. a., for example a plasmatron, thermocouples (not shown), arranged.
- the vacuum induction furnace works as follows. When melting a billet required diameter, a team 3 is attached to the rod 5 of the mechanism 6, the diameter of which corresponds to the diameter of the crucible 2, which is necessary for melting this billet. Then a load is placed on the team 3, the team 3 is introduced with the help of the rod 5 in an assigned step of the crucible 2.
- the chamber 1 is then hermetically sealed with the cover 8, which is arranged on the vacuum seals 9.
- the hermetically sealed chamber 1 is then evacuated and a coil of the inductor 7 assigned to the stage of the crucible 2 is switched to heating and melting of the load.
- the feed material is added to the alloy additives via the metering device 12 (FIG. 2). All the necessary operations for carrying out and monitoring the melting process are carried out, for which use is made of the existing production facilities arranged on the cover 8.
- the coil of the inductor 7 is switched off, and the bars produced are allowed to crystallize out.
- the furnace is ventilated.
- the lid 8 is opened, the ingot produced is raised on the team 3 with the help of the mechanism 5 into the upper end position and removed. Then the previous team 3 or a team 3 of another diameter is again provided, and the melting process of another ingot is repeated.
- the gradual execution of the inner surface of the crucible 2 makes it possible to expand the technological functional capabilities of the furnace, to keep the metal and material expenditure lower, and to extend the field of application of the furnace.
- the invention can be used for melting high-melting, chemically active metals.
- the invention can also be used for remelting metal bars for the purpose of cleaning them from non-metallic and gas influences, for melting special and precision alloys based on refractory and chemically active metals.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Vakuuminduktionsofen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a vacuum induction furnace of the type specified in the preamble of claim 1.
Zum Erzeugen von metallischen Werkstoffen mit verbesserten Eigenschaften bietet die thermische Behandlung in Vakuuminduktionsöfen mit einem gekühlten Metallgespann verschiedene Vorteile, weil z. B. keine Verunreinigungen aus der Futtermasse in die Schmelze gelangen und Schmelztemperaturen bis zu 3000 °K erreicht werden können. Die Schmelze kann durch elektromagnetische Felder eines Induktors intensiv durchmischt und damit in ihrer Zusammensetzung vergleichmäßigt werden. Ferner lassen sich Mehrstofflegierungen mit hohen Komponentenanteilen von bis zu 50 Masse-% erzeugen, deren Ausgangskomponenten sich in der Schmelztempera tur, Dichte und dem Dampfdruck stark unterscheiden. Bei der Vervollkommnung dieser Technologie werden in der Regel Tiegel verschiedener Durchmesser verlangt, was auf die Notwendigkeit, Barren mit einem nach der Verarbeitung verringerten Durchmesser wiederzuverwenden, Edel- und Seltenkomponenten der Legierungen einzusparen und auf Bedingungen für eine weitere Schmelzbehandlung der erzeugten Barren zurückzuführen ist.For the production of metallic materials with improved properties, the thermal treatment in vacuum induction furnaces with a cooled metal combination offers various advantages, because e.g. B. no contaminants from the feed mass get into the melt and melting temperatures up to 3000 ° K can be reached. The melt can be mixed intensively by electromagnetic fields of an inductor and thus its composition can be evened out. It is also possible to produce multi-component alloys with high component proportions of up to 50% by mass, the starting components of which can be found in the melting temperature structure, density and vapor pressure. In order to perfect this technology, crucibles of various diameters are usually required, which is due to the need to reuse ingots with a reduced diameter after processing, to save precious and rare components of the alloys and to conditions for further melt treatment of the ingots produced.
Es ist ein Vakuuminduktionsofen (L. L. Tir, A. P. Gubchenko "Induktsionnye plavilnye pechi dla protsessov povyshennoi tochnosti i chistoty" ("Induktionsschmelzöfen für Vorgänge erhöhter Präzision und Reinheit"), 1988, Verlag "Energoatomizdat" (Moskau), S. 76 bis 77, Fig. 45) bekannt, in dessen hermetisch abgeschlossener Kammer ein gekühlter Tiegel untergebracht ist. Die Seitenflächen bestehen aus vertikal angeordneten gekühlten Metallsektionen, die durch Isolierstoffzwischenlagen voneinander getrennt sind. Ferner ist ein gekühltes Gespann und ein die Kammer umschließender Induktor vorgesehen.It is a vacuum induction furnace (LL Tir, AP Gubchenko "Induktsionnye plavilnye pechi dla protsessov povyshennoi tochnosti i chistoty" ("Induction melting furnaces for processes of increased precision and purity"), 1988, Verlag "Energoatomizdat" (Moscow), pp. 76 to 77, Fig. 76 45) is known, in the hermetically sealed chamber of which a cooled crucible is accommodated. The side surfaces consist of vertically arranged, cooled metal sections, which are separated from one another by insulating layers. Furthermore, a cooled team and an inductor enclosing the chamber are provided.
In diesem Vakuuminduktionsofen kann aber nur ein nach dem Durchmesser beschränktes Barrensortiment erschmolzen werden, so daß für Barren anderer Abmessungen entweder die Kammer mit dem gekühlten Tiegel gegen eine andere Größe ausgetauscht oder eine Zusatzmenge vom Umschmelzmetall eingesetzt werden muß, was beim Umschmelzen von Selten- oder Edelmetallen besonders unerwünscht ist.In this vacuum induction furnace, however, only a range of bars limited in diameter can be melted, so that for bars of other dimensions either the chamber with the cooled crucible can be exchanged for a different size or an additional amount of the remelting metal must be used, which occurs when remelting rare or precious metals is particularly undesirable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vakuuminduktionsofen zu schaffen, in dem Barren verschiedener Abmessungen im gleichen Tiegel ohne zusätzliche Maßnahmen erzeugt werden können, was den Anwendungsbereich des Ofens erweitert.The invention has for its object to provide a vacuum induction furnace in which bars of different dimensions in the same crucible without additional measures can be generated, which extends the scope of the furnace.
Diese Aufgabe wird bei einem Vakuuminduktionsofen, der eine hermetisch abgeschlossene Kammer mit einem darin untergebrachten gekühlten Tiegel, dessen Seitenfläche durch vertikal angeordnete gekühlte Metallsektionen gebildet ist, die voneinander durch Isolierstoffzwischenlagen getrennt sind, ein gekühltes Gespann, das mit einem Mechanismus für dessen hin- und hergehende Senkrechtbewegung bezüglich des Tiegels verbunden ist, und einen die hermetisch abgeschlossene Kammer umschließenden Induktor enthält, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Innenraum des Tiegels stufenweise mit einem in Richtung des Gespanns abnehmenden Durchmesser ausgeführt ist.This object is achieved in a vacuum induction furnace, which has a hermetically sealed chamber with a cooled crucible accommodated therein, the side surface of which is formed by vertically arranged cooled metal sections, which are separated from one another by insulating intermediate layers, and which is cooled with a mechanism for its reciprocating Vertical movement is connected with respect to the crucible, and contains an inductor enclosing the hermetically sealed chamber, solved according to the invention in that the interior of the crucible is designed in stages with a decreasing diameter in the direction of the team.
Durch die Erfindung wird die Umstellung des Ofens auf Barren verschiedener Abmessungen und Durchmesser vereinfacht, weil das jeweils abgenutzte Gespann gegen ein Gespann mit den erforderlichen Abmessungen auf einfache Weise ausgetauscht werden kann.The invention simplifies the conversion of the furnace to bars of different dimensions and diameters, because the pair of wears that are worn out can be exchanged in a simple manner for a team with the required dimensions.
Die Erfindung wird nachstehend an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 eine Gesamtansicht eines Vakuuminduktionsofens im Längsschnitt;
- Fig. 2 eine Draufsicht des Vakuuminduktionsofens, teilweise aufgebrochen.
- Figure 1 is an overall view of a vacuum induction furnace in longitudinal section.
- Fig. 2 is a plan view of the vacuum induction furnace, partially broken away.
Der Vakuuminduktionsofen enthält eine hermetisch abgeschlossene Kammer 1, in deren Innerem ein gekühlter Tiegel 2 untergebracht ist. Ein gekühltes Gespann 3 ist auf einem unteren Deckel 4 angeordnet und mit einer Stange 5 eines Mechanismus 6 zur Durchführung von senkrechten Hin- und Herbewegungen verbunden. Außen ist die Kammer 1 von einem Induktor 7 umgeben und oben durch einen Deckel 8 abgedeckt. In den Deckeln 4, 8 sind zur hermetischen Abdichtung der Kammer 1 Vakuumdichtungen 9 angeordnet. Die Innenfläche des Tiegels 2 ist stufenweise mit einem in Richtung des Gespanns 3 abnehmenden Durchmesser ausgeführt.The vacuum induction furnace contains a hermetically sealed chamber 1, in the interior of which a cooled
Die Seitenfläche des Tiegels 2 (Fig. 2) ist durch vertikal angeordnete gekühlte Metallsektionen 10 gebildet, die durch Isolierstoffzwischenlagen 11 voneinander getrennt sind. Am oberen Deckel 8 sind Fertigungseinrichtungen zur Durchführung und Überwachung des Schmelzvorgangs, z. B. ein Dosiergerät 12 und ein Beobachtungsgerät 13 u. a., beispielsweise ein Plasmatron, Thermopaare (nicht gezeigt), angeordnet.The side surface of the crucible 2 (FIG. 2) is formed by vertically arranged cooled
Der erfindungsgemäße Vakuuminduktionsofen arbeitet wie folgt. Beim Erschmelzen eines Barrens erforderlichen Durchmessers wird an der Stange 5 des Mechanismus 6 ein Gespann 3 befestigt, dessen Durchmesser dem Durchmesser des Tiegels 2 entspricht, der zum Erschmelzen dieses Barrens notwendig ist. Dann wird auf das Gespann 3 ein Beschickungsgut aufgelegt, das Gespann 3 wird mit Hilfe der Stange 5 in eine zugeordnete Stufe des Tiegels 2 eingeführt. Danach wird die Kammer 1 mit dem Deckel 8 hermetisch verschlossen, der auf den Vakuumdichtungen 9 angeordnet wird. Anschließend wird die hermetisch abgeschlossene Kammer 1 evakuiert und eine der Stufe des Tiegels 2 zugeordnete Teilspule des Induktors 7 auf Erhitzung und Schmelzung vom Beschickungsgut geschaltet. Die Zugabe vom Beschickungsgut auf den Legierungszusätzen erfolgt über das Dosiergerät 12 (Fig. 2). Es werden sämtliche erforderlichen Arbeitsgänge für die Durchführung und Überwachung des Schmelzvorgangs ausgeführt, wozu von den am Deckel 8 angeordneten vorhandenen Fertigungseinrichtungen Gebrauch gemacht wird.The vacuum induction furnace according to the invention works as follows. When melting a billet required diameter, a team 3 is attached to the rod 5 of the mechanism 6, the diameter of which corresponds to the diameter of the
Nach Abschluß des Schmelzvorgangs wird die Spule des Induktors 7 abgeschaltet, und man läßt den erzeugten Barren auskristallisieren. Nach Erreichen einer bestimmten Temperatur des Barrens wird der Ofen belüftet. Der Deckel 8 wird geöffnet, der erzeugte Barren wird auf dem Gespann 3 mit Hilfe des Mechanismus 5 in die obere Endstellung angehoben und herausgenommen. Danach wird wieder das vorherige Gespann 3 oder ein Gespann 3 von anderem Durchmesser bereitgestellt, und der Schmelzvorgang eines weiteren Barrens wiederholt.After completion of the melting process, the coil of the inductor 7 is switched off, and the bars produced are allowed to crystallize out. After the bar has reached a certain temperature, the furnace is ventilated. The
Die stufenweise Ausführung der Innenfläche des Tiegels 2 gestattet es, die technologischen Funktionsfähigkeiten des Ofens zu erweitern, den Metall- und Materialaufwand geringer zu halten, sowie den Anwendungsbereich des Ofens auszudehnen.The gradual execution of the inner surface of the
Die Erfindung kann zum Erschmelzen von hochschmelzenden, chemisch wirksamen Metallen angewendet werden. Die Erfindung kann auch für ein Umschmelzen von Metallbarren zwecks ihrer Reinigung von nichtmetallischen und Gaseinflüssen, für ein Schmelzen von Sonder- und Präzisionslegierungen auf der Basis von hochschmelzenden und chemisch wirksamen Metallen verwendet werden.The invention can be used for melting high-melting, chemically active metals. The invention can also be used for remelting metal bars for the purpose of cleaning them from non-metallic and gas influences, for melting special and precision alloys based on refractory and chemically active metals.
Claims (3)
aus einer hermetisch verschließbaren Kammer (1), die von einem Induktor (7) umgeben ist,
aus einem in der Kammer (1) angeordneten gekühlten Tiegel (2), und
aus einem im Tiegel (2) heb- und senkbar angeordneten gekühlten Gespann (3),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenraum des Tiegels (2) stufenweise mit einem in Richtung des Gespanns (3) abnehmenden Durchmesser ausgeführt ist.1. Vacuum induction furnace, consisting
from a hermetically closable chamber (1) which is surrounded by an inductor (7),
from a cooled crucible (2) arranged in the chamber (1), and
from a cooled team (3) which can be raised and lowered in the crucible (2),
characterized,
that the interior of the crucible (2) is designed gradually with a decreasing diameter in the direction of the team (3).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenwände des Tiegels (2) zum Boden hin schräg verlaufen.2. Vacuum induction furnace according to claim 1,
characterized,
that the inner walls of the crucible (2) run obliquely towards the bottom.
dadurch gekennzeichnet,
daß die in einzelnen Wandsegmenten (10) des Tiegels (2) vorgesehenen Kühlrohre zum Tiegelboden hin schräg verlaufen.3. vacuum induction furnace according to claim 1 or 2,
characterized,
that the cooling tubes provided in individual wall segments (10) of the crucible (2) run obliquely towards the crucible bottom.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP89106748A EP0392066A1 (en) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | Vacuum induction furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP89106748A EP0392066A1 (en) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | Vacuum induction furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP0392066A1 true EP0392066A1 (en) | 1990-10-17 |
Family
ID=8201239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP89106748A Withdrawn EP0392066A1 (en) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | Vacuum induction furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0392066A1 (en) |
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- 1989-04-14 EP EP89106748A patent/EP0392066A1/en not_active Withdrawn
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