[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustellung eines Rinneninduktors
gemäß Anspruch 1, einen Rinneninduktor gemäß Anspruch 9, einen Feuerfestbeton zur
Verwendung als Zustellmasse für einen Induktor gemäß Anspruch 10 sowie ein System,
umfassend den erfindungsgemäßen Rinneninduktor, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellt ist, und ein System mit dem erfindungsgemäßen Induktor und einem Induktionsofen
gemäß Anspruch 12.
[0002] Bei der Herstellung von Nichteisen-Metallen (NE-Metallen) und -legierungen werden
u.a. Induktionsöfen verwendet, bei denen die Schmelzenergie durch Strom zugeführt
wird. Das flüssige Metall wird durch Rinneninduktoren geleitet, bei denen Kupferspulen
sowohl das Metall aufheizen als auch - durch strominduzierte elektromagnetische Felder
- das flüssige Metall in Bewegung halten (und damit durch-mischen. Meist befinden
sich die Induktoren an den Außenseiten des entsprechenden Ofens. Die Kupferspulen
müssen gegen das flüssige Metall und gegen die Außenseiten isoliert werden; dies geschieht
über die Zustellung des Induktorgehäuses mit geeigneten Feuerfestmassen.
[0003] Das übliche Verfahren besteht darin, das Induktorgehäuse mit Trockenschüttmassen,
Stampfmassen oder Betonen zuzustellen.
[0004] Als Platzhalter für die Rinne im Induktor wird in üblicher Weise eine Stahlkonstruktion
verwendet, die mechanisch, nämlich nach der Trocknung oder dem Verfestigen der Zustellmasse,
durch Herausziehen aus dem Induktor entfernt werden muss, wodurch es durch die mechanische
Beanspruchung der Zustellmasse zu Beschädigungen in dieser kommen kann.
[0005] Trockenschüttmassen sind zwar relativ einfach zu handhaben, diese sind jedoch schwer
durchzusintern und daher mechanisch anfällig. Es bildet sich lediglich eine dünne
Sinterschicht von 5 mm bis 10 mm Dicke unmittelbar zum Stahlmodell. Nachteilhaft bei
der Verwendung einer Trockenschüttmasse ist neben der hohen Verschleißrate zudem eine
schlechte Temperaturwechselbeständigkeit der Schüttmasse, wodurch die Lebensdauer
eines mit einer Trockenschüttmasse zugestellten Induktors sehr kurz ist.
[0006] Im Gegensatz zu Trockenschüttmassen sind die als Zustellmasse bekannten Betone leicht
verarbeitbar, diese neigen jedoch zur Rissbildung im Trocknungsprozess. Dies führt
ebenfalls zu einer geringen Lebensdauer.
[0007] Demgegenüber zeigen Stampfmassen eine höhere Lebensdauer, diese sind jedoch sehr
aufwändig in der Zustellung, da sie schichtweise gestampft werden müssen.
[0008] Es hat sich außerdem gezeigt, dass bei allen Zustellverfahren eine Schwachstelle
in den in den Stirnwänden des Induktorgehäuses ausgebildeten seitlichen Öffnungen
besteht, die zum Herausziehen des Stahlkerns erforderlich sind und die nach dem Herausziehen
durch einen Stopfenstein als Dichtung verschlossen werden müssen. Die Dichtung ist
jedoch eine mögliche Austrittstelle für flüssiges Metall. Die Lebensdauer der im üblichen
Verfahren zugestellten Induktoren ist vergleichsweise kurz, im Extremfall nur wenige
Wochen, auch auf Grund der Tatsache, dass flüssiges Metall eine sehr geringe Viskosität
besitzt, und dieses daher in jede Schwachstelle (z.B. kleine Risse) eindringen kann.
In der Folge bricht das flüssige Metall durch die Zustellmasse nach außen, wodurch
der Induktor und der damit fluidtechnisch verbundene Ofen undicht werden.
[0009] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neben einem Verfahren zur Zustellung
eines Induktors, einen Rinneninduktor, eine verbesserte Zustellmasse und ein wartungsfreies
System, umfassend einen Induktor und einen Ofen, zur Verfügung zu stellen, mit welchen
die im Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise überwunden werden
können. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zur Ausbildung eines verschleißarmen Induktors, einen neuartigen Induktor, eine Zustellmasse
sowie ein System mit dem erfindungsgemäßen Induktor und einem Ofen derart auszugestalten,
welche hinsichtlich Festigkeit, Verschleißwiderstand und Temperaturwechselbeständigkeit
verbessert sind und daher eine hohe Lebensdauer des zugestellten Induktors unter Verbesserung
der Effizienz und Verringerung von Wartungskosten ermöglicht.
[0010] Die voranstehende Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1, durch einen Rinneninduktor, insbesondere der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellt wird, mit den Merkmalen des Anspruchs 9, durch einen Feuerfestbeton als
Zustellmasse für den erfindungsgemäßen Rinneninduktor mit den Merkmalen des Anspruchs
10 und durch ein System, umfassend den erfindungsgemäßen Rinneninduktor und einen
Ofen, mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
[0011] Weitere Vorteile, Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,
der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang
mit dem erfindungsgemäßen Rinneninduktor, dem erfindungsgemäßen Feuerfestbeton zur
Verwendung als Zustellmasse und darüber hinaus in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen
System, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets
wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
[0012] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Zustellung eines Rinneninduktors, umfassend ein
Induktorgehäuse und zumindest einen in dem Induktorgehäuse aufgenommenen Platzhalter
zur Ausbildung zumindest einer Rinne, wobei das Induktorgehäuse mit einer Zustellmasse
zugestellt wird, schließt die technische Lehre ein, dass als Zustellmasse ein feuerfestes
Material zugestellt wird, das mit einer Armierung versehen ist.
[0013] Das erfindungsgemäße Zustellverfahren dient vorteilhaft für Rinneninduktoren, die
mit einem Induktionsrinnenofen fluidtechnisch verbunden sind, wobei der Ofen vorteilhaft
zur Erschmelzung von NE- Metallen und -legierungen, vorzugsweise Zinklegierungen verwendet
wird.
[0014] Als feuerfestes Material für die Zustellmasse wird vorzugsweise ein Feuerfestbeton
verwendet, noch bevorzugter ein low-cement oder ultra-low-cement Feuerfestbeton, welcher
erfindungsgemäß mit einer Armierung versehen ist. Vorteilhaft wird dafür der Zustellmasse
vor deren Sinterung die Armierung in Form von Fasern oder Nadeln beigemischt. In vorteilhafter
Weise werden Edelstahlfasern und/oder -nadeln der Zustellmasse beigemischt, welche
erfindungsgemäß bei der speziellen Verwendung des Feuerfestbetons als Zustellmasse
für einen Induktor als Armierung wirken, wodurch eine Materialverstärkung bei Reduktion
potenzieller Rissbildungen der Zustellmasse bei deren Sinterung und im Betriebszustand
am Ofen, das heißt während der Standzeit des Induktors, eintritt. Anstelle von Edelstahlfasern
und/oder -nadeln ist es auch denkbar, Carbonfasern als Armierung für die Zustellmasse
zu verwenden. Da der Übergangsbereich zwischen Schmelz und Feststoff von vielen Glasarten
um 600°C liegt, können auch Fasern und/oder Nadeln aus Glas für die Armierung der
Zustellmasse verwendet werden, wenn der Induktor im Betriebszustand am Ofen bei einer
Temperatur unterhalb des Transformationsbereichs von Glas verwendet wird.
[0015] Die Verwendung einer Armierung und insbesondere die Verwendung von Edelstahlfasern
oder -nadeln zur Stabilisierung der Feuerfestbeton-Zustellmasse, die nach deren Sinterung
auch als Feuerfestmasse bezeichnet wird, erhöht in vorteilhafter Weise die Lebensdauer
von mit der Armierung versehenen Zustellmasse zugestellten Induktoren deutlich. Dabei
wurden bisher Lebensdauern der auf diese Weise zugestellten Induktoren von mehr als
10 Monaten erreicht. Erste Auswertungen lassen noch eine wesentlich höhere Standzeit,
das heißt im Betriebszustand, in dem der Induktor fluidtechnisch mit einem Ofen verbunden
ist, in einem konstant hohen Temperaturbereich vermuten. Des Weiteren konnten weder
Auswaschungen noch ein Eindiffundieren des flüssigen Metalls in die Feuerfestmasse
festgestellt werden.
[0016] Bevorzugt wird die Armierung, insbesondere werden die Edelstahlfasern oder - nadeln,
in einem Anteil von 0,5% bis 5% bezogen auf das Trockengewicht der Zustellmasse, der
Zustellmasse beigemischt. Noch bevorzugter ist der Anteil der Armierung in Bezug auf
das Trockengewicht der Zustellmasse 1% bis 3%. Und am meisten bevorzugt liegt der
Anteil der Armierung in Bezug auf das Trockengewicht der Zustellmasse bei 2% bis 2,5%,
wobei insgesamt die die Prozentbereiche begrenzenden Unter- und Oberwerte mit inbegriffen
sind.
[0017] In vorteilhafter Weise erfolgt die Zustellung unter Verwendung eines Styropormodells
für den Induktorkern, welches als Platzhalter für die Rinnengeometrie dient. In bevorzugter
Weise kann das Styropormodell unter Verwendung eines Lösemittels in der luftgetrockneten
Zustellmasse aufgelöst und mit dem Lösemittel aus der Zustellmasse ausgespült werden.
Im Gegensatz zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Platzhalter, nämlich die in
Form der Rinnengeometrie ausgestalteten Stahlkonstruktion, die nach dem Verfestigen
der Zustellmasse über in dem Induktorgehäuse ausgebildeten Öffnungen mechanisch, nämlich
durch Herausziehen aus der Zustellmasse entfernt werden muss, fallen bei Verwendung
des als Styropormodells ausgebildeten Platzhalters die ansonsten benötigten seitlichen
Öffnungen des Induktors weg, wodurch eine Austrittsmöglichkeit von im Ofen verflüssigten
NE-Metallen durch die nicht mehr vorhandenen Öffnungen erfindungsgemäß ausgeschlossen
werden kann. Vorteilhaft können aber auch die bekannten Induktorgehäuse durch das
erfindungsgemäße Verfahren zu einem Induktor ausgebildet werden, da die seitlichen
Öffnungen durch die Zustellmasse wirkungsvoll nach innen in das Induktorgehäuse hinein
verschlossen werden.
[0018] Vorteilhaft erfolgt die Lufttrocknung der Zustellmasse mit dem darin aufgenommenen
Platzhalter über eine Dauer von 12 h bis 24 h. Die Dauer der Lufttrocknung ist dabei
abhängig von der Größe des Induktors und dem Feuchtegehalt der Zustellmasse.
[0019] Nach der Lufttrocknung erfolgt vorteilhaft ein Sintern der Zustellmasse in zumindest
zwei Schritten. In einem ersten Schritt wird der Induktor mit der zugestellten und
luftgetrockneten Zustellmasse und dem zuvor herausgelösten Platzhalter vorteilhaft
in einem separaten Aufheizofen unter langsamen Aufheizen vorgesintert und über einen
längeren Zeitraum bei dieser Temperatur gehalten, wodurch der Induktor komplett durchgesintert
wird. Nach dem Durchsintern des Induktors im ersten Schritt wird der Induktor an einen
Ofen montiert, um im Betriebszustand flüssiges Metall aus dem Ofen aufnehmen zu können.
Nach der Montage an dem Ofen wird der Induktor bei niedriger Temperatur auf einem
anfänglichen ersten Temperaturplateu bei einer mehrstündigen Verweildauer bis auf
ein folgendes zweites Temperaturplateau mit hoher Temperatur aufgeheizt und für eine
ca. doppelt so lange Zeit wie die für das anfängliche Temperaturplateau gehalten.
Nach dem Aufheizen des Induktors auf dem zweiten Temperaturplateau wird dieser bis
auf die Betriebstemperatur aufgeheizt und in den Betriebszustand versetzt, wobei der
Induktor in den Betrieb am Ofen übernommen wird.
[0020] Des Weiteren wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch einen erfindungsgemäßen
Rinneninduktor, insbesondere der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt
ist, mit wenigstens einer Induktorrinne, wobei die Induktorrinne im Betriebszustand
des Rinneninduktors wenigstens eine in einer Zustellmasse eingebettete Induktorspule
zumindest teilweise umgibt, umfassend ein Induktorgehäuse mit zumindest zwei Seitenwänden
mit Öffnungen zum Einführen der Induktorspule in das Induktorgehäuse und zumindest
zwei Stirnwänden, wobei bei der Zustellung zur Ausbildung der Induktorrinne ein aus
der Zustellmasse herausspülbares Modell der Induktorrinne in dem Induktorgehäuse aufgenommen
ist, mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst, wobei als erfindungswesentlich vorgesehen
ist, dass die Stirnwände des Induktorgehäuses vollflächig solide ausgestaltet sind.
[0021] Wie bereits für das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben, sind bei Verwendung eines
Platzhalters, der ein Styropormodell ist, die ansonsten bei Verwendung eines Stahlmodells
benötigten Öffnungen in den Stirnwänden des Induktorgehäuses ohne Funktion, da das
Styropormodell mittels Lösemittel in der Zustellmasse aufgelöst und aus dieser ausgespült
werden kann. Da die Möglichkeit der Verwendung eines Styropormodells als Platzhalter
für die Rinnengeometrie einen Rinneninduktors vorab nicht in Betracht gezogen wurde,
weisen die bekannten Induktorgehäuse seitliche Öffnungen in deren Stirnwänden auf,
über die das bekannte Stahlmodell für die Rinnengeometrie mechanisch über die Öffnungen
aus dem Induktorgehäuse entfernt wurde und danach die Öffnungen mit einer Dichtung,
einem sogenannten Stopfenstein abgedichtet wurden. Der erfindungsgemäße Induktor benötigt
jedoch nicht mehr zwingend seitliche Öffnungen in den Stirnwänden des Induktorgehäuses,
wodurch bei Verzicht auf die seitlichen Öffnungen eine Austrittsmöglichkeit von im
Ofen verflüssigten NE-Metallen durch die nicht mehr vorhandenen Öffnungen erfindungsgemäß
ausgeschlossen werden kann. Natürlich können die bereits verwendeten Induktorgehäuse
zur Herstellung von Induktoren, welche die mit dem Stopfenstein verschließbaren Öffnungen
in den Stirnwänden aufweisen, auch gemäß dem erfindungsgemäßen Zustellverfahren verwendet
werden. Insofern ist als erfindungsgemäßer Rinneninduktor auch ein Rinneninduktor
mit einem bekannten Induktorgehäuse mit Öffnungen in dessen Stirnwänden zu verstehen,
welches mit einer Zustellmasse aus einem feuerfesten Material, das mit einer Armierung
versehen ist, zugestellt ist. Insofern ist das Induktorgehäuse mit vollflächig soliden
Stirnwänden, das heißt ohne die Ausbildung von Öffnungen, und ohne eine in das Gehäuse
eingefüllte Zustellmasse, selbst als ein einzelner Erfindungsaspekt zu betrachten.
[0022] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Feuerfestbeton zur Verwendung
als Zustellmasse für einen Induktor, wobei erfindungswesentlich vorgesehen ist, dass
der Feuerfestbeton mit einer Armierung versehen ist, wobei besonders vorteilhaft dem
Feuerfestbeton Edelstahlfasern und/oder -nadeln als Armierung beigemischt sind. Es
ist natürlich auch vorstellbar den Feuerfestbeton beispielsweise durch die Beimischung
von Carbonfasern oder von Glasfasern oder -nadeln mit einer Armierung zu versehen.
[0023] Schließlich wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch ein erfindungsgemäßes
System, umfassend zumindest einen erfindungsgemäßen Induktor, insbesondere der nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren, und der insbesondere unter Verwendung des erfindungsgemäßen
Feuerfestbetons, hergestellt ist, und einen Induktionsofen, wobei der Induktor fluidtechnisch
mit dem Induktionsofen verbunden ist. Vorteilhaft sind zumindest zwei und noch bevorzugter
drei oder mehr Induktoren fluidtechnisch mit dem Ofen verbunden, damit bei einem Defekt
eines Induktors der Betrieb mit dem anderen Induktor oder den anderen Induktoren fortgeführt
werden kann.
[0024] Um hier Wiederholungen bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Rinneninduktors,
des erfindungsgemäßen Feuerfestbetons und des erfindungsgemäßen Systems zu vermeiden,
wird auf die Beschreibung der vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
verwiesen, und es wird vollumfänglich auf diese zurückgegriffen, und umgekehrt.
[0025] Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen, werden nachstehend mit der Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils
einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Dabei ist
zu beachten, dass die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele nur beschreibenden
Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
[0026] Es zeigen:
Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht mit Frontalansicht auf "Unten" eine schematische
Skizze eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rinneninduktors,
Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht mit Frontalansicht auf "Oben" eine schematische
Skizze des Rinneninduktors aus Figur 1,
Fig. 3 eine Schnittansicht durch den in Figur 1 und Figur 2 dargestellten Rinneninduktor
und
Fig. 4 in einer perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäßes Induktorgehäuse.
[0027] In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen
versehen, weshalb diese in der Regel nur einmal beschrieben werden.
[0028] Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, einen Induktor 1, wie beispielsweise in
den Figuren 1 bis 3 dargestellt, für einen Rinneninduktionsofen (hier nicht dargestellt)
zur Erschmelzung beispielsweis einer Bauzinklegierung zuzustellen. Das zuzustellende
Induktorgehäuse 2 (s. beispielsweise auch Fig. 4), oder ein bekanntes Induktorghäuse
2 (s. Figuren 1 bis 3) mit an den Stirnwänden 8 ausgebildeten Öffnungen 90, die in
den Figuren jeweils mit einem Stopfenstein 80, der als Dichtung dient, verschlossen
sind, wird zunächst sauber gestrahlt und hinsichtlich aller Maße überprüft. Für den
Induktorkern, der der Rinnengeometrie des Induktors 1 entspricht, wird ein Styropormodell
(hier nicht dargestellt) mit hoher Festigkeit verwendet.
[0029] Die Zustellung (s. Fig. 1 bis 3) erfolgt vorzugsweise mittels eines dichten low-cement
Feuerfestbetons auf Al2O3-SiO2- Basis (Hauptrohstoffkomponente: Andalusit). Die Zustellmasse
4 wird mit der erforderlichen Menge an Anmachwasser (ca. 5-6 l/ 100kg Trockenmischung)
sowie vorteilhaft 2% an Edelstahlfasern oder einer anderen Armierung in einem speziellen
Betonmischer vermischt und in das Induktorgehäuse 2 mit Styroporkern eingegossen.
[0030] Im ersten Schritt wird der Induktor 2 für ca. 12-24 h luftgetrocknet; danach wird
der Styroporkern mittels Aceton entfernt. Im zweiten Schritt wird der Induktor 2 vorgesintert,
indem er in einem separaten Ofen langsam auf 200°C erhitzt und 72 h bei dieser Temperatur
auf einem konstanten Temperaturplateau gehalten wird. Durch diesen Schritt wird der
Induktor bereits komplett durchgesintert.
[0031] Im letzten Schritt wird der Induktor 2 auf die Übernahme des flüssigen Metalls vorbereitet.
Dazu wird der Induktor 2 an den Induktionsofen montiert und für ca. 15 h bei 150°C
weitergesintert. Danach wird der Induktor 2 langsam auf 380-400°C aufgeheizt und diese
Temperatur für ca. 36 h gehalten. Danach erfolgt die Aufheizung auf die Betriebstemperatur
(ca. 520°C) und die Übernahme des Induktors in den Betrieb.
[0032] Der in den Figuren dargestellte Induktor 2 weist eine fluidtechnisch zusammenhängende
Induktorrinne 3 auf, wobei über die Öffnungen 10 im Betriebszustand am Ofen, das heißt
in der Montagestellung am Ofen, erschmelztes Metall oder Legierungen zwischen Ofen
und Induktor 1 fließt. Die Öffnungen 10 dienen daher zur fluidtechnischen Verbindung
zwischen dem Ofen und dem Induktor, insbesondere der Rinne 3 die in ihrer Geometrie
die in das Induktorgehäuse 2 eingesetzte Induktorspule 6 umschließt. Mit dem Bezugszeichen
50 in Figur 3 ist der magnetische Kern der Induktorspule 6, auch Joch genannt, gezeigt.
Zwischen der Rinne 3 und der in das Induktorgehäuse 2 eingesetzten Induktorspule 6
ist zur Abschirmung und zur Einbettung der Induktorspule 6 gegenüber dem in der Rinne
3 verflüssigten Metall eine Barriere aus einer Zustellmasse 4 ausgebildet, die in
den Figuren mit einer gepunkteten und einer in parallelen Linien ausgebildeten Musterfüllung
dargestellt ist. Die Zustellmasse 4 besteht vorteilhaft aus einem feuerfesten Material
5, vorzugsweise einem Feuerfestbeton, der erfindungsgemäß mit einer Armierung versehen
ist. Dadurch kann der Lebenszyklus des mit dieser Zustellmasse 4 zugestellten Induktors
1 um ein vielfaches verlängert werden. Das Induktorgehäuse 2 ist aus zwei Seitenwänden
7 mit jeweils zwei Öffnungen 70 zum Einführen der Induktorspule 6 in das Induktorgehäuse
2 und aus zwei Stirnwänden 8 mit jeweils einer Öffnung 90 (in der Figur durch einen
Kreis mit unterbrochener Linie dargestellt) gebildet. Die Öffnungen 90 sind jeweils
mit einem Stopfenstein 80 verschlossen. Für die Montage an dem Ofen ist am oberen
Rand des Induktorgehäuses 2 ein umlaufender Flansch 60 mit darin ausgebildeten Befestigungspunkten,
vorliegend als Durchbohrungen ausgebildet, ausgestaltet, der in Deckung mit einem
an dem Ofen deckungsgleich ausgebildeten Flansch gebracht wird und mittels Befestigungselementen,
die durch die Befestigungspunkte geführt werden, an dem Ofen befestigt werden kann.
[0033] Figur 2 zeigt den Induktor 1 aus Figur 1 um 180° gedreht mit Ansicht von unten. Wie
zu erkennen ist, ist auch in der in der Figur 1 vorab hinten liegenden Stirnwand 8
des Induktorgehäuses 2, welche nunmehr in der Figur vorne links liegt, eine Öffnung
90 (in der Figur durch einen Kreis mit unterbrochener Linie dargestellt)ausgebildet,
die mit einem Stopfenstein 80 abgedichtet ist. Auch die nunmehr in der Figur 2 zum
Betrachter hin liegende Seitenwand 7 ist mit zwei Öffnungen 70 zum Einführen der Induktorspule
6 in das Induktorgehäuse 2 ausgebildet.
[0034] Figur 3 zeigt zur Darstellung der Geometrie der Rinne 3 eine Schnittansicht durch
den in Figur 1 und Figur 2 dargestellten Rinneninduktor 1. Die Zustellmasse 4 aus
einem feuerfesten Material 5 umschließt sowohl die Öffnungen 70 zum Einführen der
Induktorspule 6 in das Induktorgehäuse 2 und bildet darüber hinaus auch eine Verstärkung
der Innenwand des Induktorgehäuses 2. Zwischen der Verstärkung der Innenwand und dem
Umschluss um die Öffnungen 70, durch die die Induktorspule 6 in das Gehäuse 2 eingeführt
ist, wobei in der Schnittansicht der magnetische Kern 50 der Induktorspule gezeigt
ist, ist die Rinne 3 ausgebildet. Wie zu erkennen ist, ist die Öffnung 90 in der Stirnwand
8 ohne Funktion, da diese durch die Zustellmasse 4 nach innen in das Induktorgehäuse
2 hinein verschlossen ist. Die Rinne 3 geht am oberen Rand des Induktors 1 in die
hier drei dargestellten Öffnungen 10 über, über die eine fluidtechnische Verbindung
mit dem Ofen ausgebildet wird.
[0035] Figur 4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäßes Induktorgehäuse
2. Im Unterschied zu den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Induktorgehäusen 2 weist
das erfindungsgemäße Induktorgehäuse 2 an den Stirnwänden 8 keine Öffnungen 90 auf,
die mit einem Stopfenstein 80 verschlossen werden müssen. Diese Ausgestaltung des
Induktorgehäuses 2 vermindert durch die vollflächig solide Ausgestaltung der Stirnwände
8 ohne Öffnung 90 bekannte Leckagestellen, durch die im Betriebszustand flüssiges
Metall austreten könnte. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Induktorgehäuses ohne
die bekannten und in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Öffnungen 90 wurde erst dadurch
möglich gemacht, indem als Induktorkern zur Darstellung der Rinnengeometrie erfindungsgemäß
ein Platzhalter aus Styropor verwendet wird, der in der getrockneten Zustellmasse
4 durch ein Lösemittel gelöst und über die Öffnungen 10 mit dem Lösemittel ausgespült
wird.
1. Verfahren zur Zustellung eines Rinneninduktors (1) mit einem Induktorgehäuse (2) und
zumindest einen in dem Induktorgehäuse (2) aufgenommenen Platzhalter zur Ausbildung
zumindest einer Rinne (3), wobei das Induktorgehäuse (2) mit einer Zustellmasse (4)
zugestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Zustellmasse (4) ein feuerfestes Material (5) zugestellt wird, das mit einer
Armierung versehen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem feuerfesten Material (5) als Armierung Edelstahlfasern und/oder -nadeln beigemischt
sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das feuerfeste Material (5) ein Feuerfestbeton, insbesondere ein low-cement Feuerfestbeton
oder ultra-low-cement Feuerfestbeton, ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an der Armierung, insbesondere an Edelstahlfasern und/oder -nadeln, in
Bezug auf das Trockengewicht der Zustellmasse (4) 0,5% - 5% beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Platzhalter zur Ausbildung der Rinne (3) ein Styropormodell ist.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Zustellung des Induktorgehäuses (2) mit der Zustellmasse (4) der Induktor (1)
mit dem Platzhalter für 12 bis 24 h luftgetrocknet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der Rinne (3) das Styropormodell unter Verwendung eines Lösemittels
in der luftgetrockneten Zustellmasse (4) aufgelöst und mit dem Lösemittel aus der
Zustellmasse (4) ausgespült wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (1) in zumindest zwei Schritten gesintert wird, wobei der Induktor (1)
in einem ersten Schritt in einem separaten Aufheizofen vorgesintert wird, und in einem
zweiten Schritt der Induktor (1) an einen Induktionsofen montiert wird, und der Induktor
(1) in der Montagestellung an dem Induktionsofen unter Aufheizen und Halten auf unterschiedlichen
Temperaturplateaus bis auf eine Betriebstemperatur aufgeheizt wird.
9. Rinneninduktor (1), insbesondere der nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1
bis 7 hergestellt ist, mit wenigstens einer Induktorrinne (3), wobei die Induktorrinne
(3) im Betriebszustand des Rinneninduktors (1) wenigstens eine in feuerfestes Material
(5) eingebettete Induktorspule (6)zumindest teilweise umgibt, umfassend ein Induktorgehäuse
(2) mit zumindest zwei Seitenwänden (7) mit Öffnungen (9) zum Einführen der Induktorspule
(6) in das Induktorgehäuse (2) und mit zumindest zwei Stirnwänden (8), wobei bei der
Zustellung zur Ausbildung der Induktorrinne (3)ein aus der Zustellmasse (4) herausspülbares
Modell der Induktorrinne (3) in dem Induktorgehäuse (2)aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwände (8) des Induktorgehäuses (2) vollflächig solide ausgestaltet sind.
10. Feuerfestbeton zur Verwendung als Zustellmasse (4) für einen Induktor (1), gekennzeichnet durch eine Armierung.
11. Feuerfestbeton nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die Beimischung von Edelstahlfasern und/oder -nadeln als Armierung.
12. System, umfassend zumindest einen Induktor (1) nach Anspruch 9, insbesondere der nach
dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere unter Verwendung des
erfindungsgemäßen Feuerfestbetons nach einem der Ansprüche 10 oder 11, hergestellt
ist, und einen Induktionsofen, wobei der Induktor (1) fluidtechnisch mit dem Induktionsofen
verbunden ist.