Lexikon

Kurzschlußringe werden bei magnetischen Anwendungen eingesetzt, um die Streufelder von bestimmten Komponenten fernzuhalten. Im Induktionstiegel- ofenbau werden Kurzschlußringe bei Öfen mit hoher spezifischer Leistung erforderlich, damit die sich vornehmlich im oberen Ofenbereich befindlichen Teile nicht durch das Streufeld übermäßig erwärmt werden. Im Bodenbereich sind die elektrischleitenden Teile weiter von der Spule entfernt als im oberen Bereich. Der Kurzschlußring wird aus Spulenkupfer in wassergekühlten Ausführung gefertigt. Die Anordnung ist in der Regel oberhalb hinter den Eisenpaketen, um gegen das Streufeld ein Gegenfeld zu erzeugen. Auf Grund des Induktionsgesetztes ist das erzeugte Magnetfeld dem ererzeugenden Magnetfeld entgegengesetzt ausgerichtet.
Bei großen Öfen mit hohen spezifischen Leistungen kann die Verlustleistung in dem Kurzschlußring bis ca. 10 kW betragen. Die erforderliche Wassermenge zum Abführen der Energie beträgt ca. 35 l/h und kW, somit bei 10 kW ca. 350 l/h. Der Kurzschlußring muss gegen die tragende Konstruktion elektrisch isoliert eingebaut werden. Ein Eingießen in den oberen Betonring ohne Austrittsmöglichkeiten für eventuelles Verlustwasser ist nicht zu empfehlen.

Pfanne ist ein feuerfest ausgekleidetes Gefäß das zur Aufnahme einer Schmelz aus einem Ofen und zum Transport oder zum Gießen eingesetzt wird. Von der Konstruktion her sagt man Transport- oder Gießpfannen.

Probenlöffel sind Gießlöffel zum Entnehmen einer Schmelzprobe und zum Gießen von Probestücken.

Zwischenlagen werden als Windungsisolation zwischen elektrischen Teilleitern und Windungsleitern eingesetzt. Das HGW – Material wird auf den äußeren Spulendurchmesser zugeschnitten. Bei Kleinstöfen ist l=100 mm, bei Öfen von 1-30 t l=150 mm, bei Öfen über 30 t ist l=200/250 mm.
Die Zwischenlagen werden um 1/3 ihrer Länge versetzt eingeklebt, um eine offene Bauweise der Spule für den Austritt von Feuchtigkeit zu gewährleisten. Geschliffene Zwischenablagen sind sehr massgenau und haben optimale Klebeeigenschaften. Ungeschliffenes Material hat in der Regel bis 15/100 mm Übermaß und somit verändert sich die Spulen- länge und die Klebeeigenschaften sind sehr schlecht.

Zwangsmischer werden immer dann eingesetzt, wenn in relativ kurzer Zeit (bis ca. 3 min) das Mischen und Aufbereiten von Massen in kleineren Mengen erforderlich wird. Bei größeren mengen werden auch Mischzeiten von ca. 5 min erforderlich.

Die Innenfläche der Induktionsofenspule und der keramische Überbau (oberer Betonring) müssen eine glatte leicht nach obenhin konische Fläche ohne Ansätze bilden. Beim Einsatz einer Tiegelausdrückvorrichtung sollte die Konizität 0,8 % betragen. Falls mit einem Dauerfutter mit ca. 40 mm unten gearbeitet wird, sollte der Spulenputz nicht konisch aufgebracht werden. Hier genügt die Konizität des Dauerfutters. Der Spulenputz und das Dauerfutter werden mit 5-8 % Wasseranteil eingebracht. Diese Feuchtigkeit führt zu einer langen Trockenzeit und damit auch zu verlängerten Anfahrzeiten. Um diese Feuchtigkeit schnell aus dem Spulenputz und dem Dauerfutter zu be- kommen, kann man mit einem Gasbrenner und der Stampfschablone diese trocknen. Der Spulenputz darf mit max. 150 °C und das Dauerfutter mit max. mit 350 °C im unteren Bereich getrocknet werden.
Die Trocknungszeit soll in beiden Fällen mindestens 24 Stunden betra- gen, wenn das Dauerfutter direkt nach dem Einbringen des Spulen- putzes gegossen worden ist, sollte die Trocknungszeit mindestens 36 Stunden betragen. Der Temperaturanstieg sollte zwischen 30 bis 50 K/h betragen.
Wenn kein Brenner vorhanden ist, kann man bei Mittelfrequenzöfen auch das Trocknen induktiv ausführen.
Falls man weder mit Gas noch induktiv arbeiten möchte, so sollte der Spulenputz und das Dauerfutter ca. 12 Stunden normal Lufttrocknen und dann je nach Ofengrösse mit einem 3 kW oder 6 kW Heizlüfter, der auf dem Ofenboden steht, über 24 Stunden getrocknet werden. Manche Kunden haben widerstandsbeheizte „Körbe“ die mit einer Zuleitung durch den Ofenboden versorgt werden. Bei den elektrischen Heizungen wird mit geschlossenem Ofendeckel gearbeitet.
Vor dem Einbringen der Stampfmasse wird die Spuleninnenfläche mit 0,5 mm Cogemikanit oder ähnlichem Werkstoff bis zum Ofenrand „tapeziert“. Mikanite mit aufkaschiertem Fliessstoff sind teuer und bringen wärmetechnisch kaum Vorteile
Nun wird der Ofenboden mit den Bodenelektroden für das Einbringen der Bodenmasse vorbereitet. Die Stampfmasse wird so hoch aufgeschüttet, dass die Bodenelektroden ca. 10 mm überstampft werden können. In der Regel wird nach dem Handentlüften mit einem Bodenrüttler, der elektrisch oder pneumatisch angetrieben wird gearbeitet. Je nach Ofengrösse wird 5-10 Minuten gerüttelt. Bei Bodendicken über 350 mm sind die Arbeiten in 2 Lagen auszuführen, wobei den Bodenelektroden besondere Aufmerksamkeit zu widmen ist. Nachdem der Bodenrüttler
230
entfernt worden ist, muss die Bodenhöhe von dem Ofenrand aus Nachgemessen und protokolliert werden. Jetzt wird ein äusserer Ring am Ofenboden bis zum Konus der Stampfschablone gut angerauht (mindestens 15 mm), damit eine gute Verbindung zur Tiegelwand entstehen kann. Die Stampfschablone wird eingebaut, zentriert und oben am Tiegelrand mit Holzkeilen befestigt. Die Tiegelwand wird in Lagenhöhen von 300 bis 400 mm bis zum Ofenrand gefüllt. Nach jeder Lage wird mit „Neptunzinken“ entlüftet. Durch diese Massnahme wird eine bessere Endverdichtung erreicht. Nun muss im Bereich des Bodenkonuses die Verdichtung sehr sorgfälltig erfolgen. Für die Tiegelwand wird der selbtdrehende Wandrüttler eingesetzt. Es ist die tiefstmögliche Position mit einem Kran anzufahren und in diesem Bereich ca. 5 Minuten zu rütteln. Anschliessend wird bei Öfen bis 800 mm Durchmesser mit 100 mm Höhendifferenz, bis 1.200 mm Durchmesser mit 125 mm Höhendifferenz und bei über 1.200 mm Durchmesser mit 150 mm Höhendifferenz jeweils 2, 3 oder 4 Minuten gerüttelt. Da die Tiegelwand im oberen Bereich sehr stark mechanisch beansprucht wird, muss hier grösste Sorgfalt aufgebracht werden. Die obersten 200 mm werden nach dem Ausbau der Holzkeile von Hand verdichtet. Die Stampfmasse sollte ca. 50-70 mm unterhalb des Ofenrandes enden. Während des Rüttelns muss ständig Stampfmasse nachgeschüttet werden, damit sich keine Lagenbildung zwischen der verdichteten Masse und der nachgeschütteten Masse einstellt. Auf den Ring der Tiegelwand wird dann eine dünne Patchschicht aufgezogen, die das Rausrieseln der Stampfmasse beim 1. Abstich verhindern soll. In der Giessschnauze wird die Masse nicht ausgekratzt .Bei Einwegschablonen und Dauerschablonen wird zum Erreichen eines höheren Füllstandes beim Sintern die Giessschnauze noch mit Masse gefüllt. Bei einer Einwegschablone wird nach dem Abschluss des Sinterprozesses die Masse aus der Giessschnauze entfernt und dieser Bereich mit einem Schweissbrenner getrocknet. Nach ca. 10 Minuten ist dieser Bereich der Stampfform so weich geworden, dass man mit einer Brechstange einen „Durchbruch“ zur Giessschnauze stechen kann. Jetzt fliesst das Eisen in die Giessschnauze und der Ofen kann zum 1. Mal abgegossen werden
Beim Einsatz einer Dauerschablone muss diese vor dem Einbau mit einer Stützfolie aus Mikanit oder mit einem Trennmittel versehen wer- den. Es gibt konische Vollschablonen und einklappbare Schablonen.
Bei der konischen Vollschablone wird diese nach dem Rütteln mit ca. 150 K/h auf ca. 450 °C gebracht und dann nach 1 Stunde mit Pressluft oder Kühlventilatoren auf 200 °C abgekühlt. Zum Ausbau muss die
231

Schablone in einem Zug zentrisch nach oben gezogen werden. Die klappbare Dauerschablone wird nicht erwärmt. Der Ausbau erfolgt durch das Einklappen eines 120° Segmentes. Nach dem Ausbau der Schablonen wird auf den Ofenboden ein Prallschutz„ aus Kreis- laufmaterial gelegt. Die Höhe sollte je nach Ofengrösse 200-300 mm sein. Nun muss der Tiegel so schnell wie möglich bis zur Giessschnauze gefüllt werden. Während des Überführens wird der Ofen nicht mit Leistung beaufschlagt. Nach dem Erreichen des max. Füllstandes wird der Ofen mit einer Leistung eingeschaltet, die eine Temperatur- steigerung von ca. 100 K/h ermöglicht, d.h. etwa 40 kW/t ,bei einem 5 t-Ofen somit 200 kW. mit dieser Leistung wird die Schmelze auf Sintertemperatur gebracht und ca 2 Stunden gehalten. Anschliessend erfolgt der 1. Abstich. Es müssen 3 Chargen gefahren werden.

Zustellung ist die Bezeichnung für den Schmelztiegel oder Verschleisstiegel ohne die Betonringe und fest eingebauten keramischen Komponenten. Heute werden überwiegend trockene Stampfmassen verwendet. Feuchte Massen werden teilweise noch in Aluminium  und Zinköfen eingesetzt. Es gibt 3 unterschiedliche Werkstoffarten wie saure, basische und neutrale Massen. Für bestimmte Anwendungsfälle werden auch Mischungen aus den 3 vorstehenden Werk-Stoffarten eingesetzt.
Saure Massen enthalten ca. 98,5 % Si O2
Neutrale Massen enthalten ca. 84,5 % Al2O3 und bis zu 13 % Mg O Basischmagnesitische Massen enthalten ca. 88 % Mg O, bis 10 % Al2O3 und ca. 2 % SiO2. Die Anwendungstemperaturen der Sauren Massen liegen normal bei 1.600 °C und können kurzfristig bei max. 1.700 °C liegen. Bei den neutralen Massen liegt die normale Anwendungstemperatur bei 1650 °C und können kurzfristig bei max. 1.750 °C liegen. Basischmagnesitische Massen haben eine normale Anwendungs- temperatur von 1.650 °C – und eine kurzfristig max. von 1.800 °C.
Die max. Temperatur kann z.B. in einem1t Tiegelofen mit 1.000 kW innerhalb von 2 Minuten erreicht werden, dann muss der Ofen sofort entleert und wieder mit Schrott gefüllt werden. Nun ca. 3 Minuten mit höchster Leistung auf Temperatur fahren damit der Tiegel von der extrem hohen Temperatur heruntergekühlt wird. Mit diesem Verfahren kann man Chargenzahlen von 40 bis 70 erreichen, je nach Fahrweise, Masse und Schmelzgut.
Die Trockenmassen werden in der Regel in 25 kg Säcken oder Einweg- containern mit bis zu 1.600 kg geliefert. Die Massen sind gebrauchsfertig mit Sintermittel versehen und müssen nicht mehr angemischt werden. Saure Massen mit Borsäureanhydrid enthält kein Kristallwasser, darum können diese mit bis zu 150 K/h Temperaturanstieg angefahren werden. Hochtonerdige und Magnesitische Massen werden von den Herstellern für den Anwendungsfall gesondert gemischt und geliefert.

Zuschlag ist der Begriff für schlackenbildende, feste Stoffe, die beim Schmelzen von Metallen oder zur Behandlung von Schmelzen zugesetzt wird.

Zinkdampf ist eine beim Schmelzen auftretende Erscheinung, die beim Schmelzen von zinkbehafteten Blechen nicht ververmeidbar ist. Der aus der Schmelze austretende Zinkdampf muss über geeignete Absaugvorichtungen erfaßt und ausgefiltert werden. Die negativen Auswirkungen auf die Haltbarkeit von sauren Tiegeln können durch geeignete Maßnahmen auf ein vertretbares Maß reduziert werden. Bei nach- stehender Fahrweise sollte die Standzeit eines Tiegels nicht wesentlich geringer sein als beim Schmelzen von zinkfreien Blechen: Die Sintercharge und die komplette 2.+3. Charge werden mit zinkfreiem Schrott erschmolzen. Ab der 4. Charge wird zinkbehafteter Schrott eingesetzt. Nach Stillständen wird die 1. Charge mit zinkfreiem Schrott erschmolzen.

Woodsches Metall schmilzt bei 70 bis 72 °C. Diese Wismutlegierung hat folgende Zusammensetzung: 25 % Pb, 12,5 % Cd, 12,5 % Sn, Rest Wi.