Das Wichtigste in Kürze
- Ein Tiegel-Gießofen erhitzt das ganze Bad: Die Spule umschließt den gesamten Tiegel, sodass das Feld die Ströme im gesamten Metall gleichzeitig induziert.
- Ein Rinnenofen erzeugt seine Wärme über einen Induktor unterhalb des Bades und erhitzt eine kleine Schleife aus geschmolzenem Metall. Die Induktionserwärmung findet in der Rinne statt, während der übrige Ofenkörper relativ kalt bleibt.
- Der Tiegel-Gießofen CAP erhitzt auch die Kanäle, vergießt Metall ohne Schlackenverstopfung und entleert zu 100 % durch Rückwärtskippen. Das ermöglicht schnelle Sortenwechsel ohne das Risiko, dass Restmetall im Ofen zurückbleibt.
- Deshalb ist der erste automatische press-pouring-Ofen der Welt, der CIME CAP, ein Tiegelofen (= kernlos) und kein Rinnenofen.
Zwei Wege, Induktion zu nutzen
Induktion kann Metall über zwei Bauweisen erhitzen: Tiegel (kernlos) und Rinne. Sie teilen dieselbe Physik, ein Wechselfeld, das Ströme im Metall induziert, aber sie setzen dieses Feld an sehr verschiedene Stellen, und diese eine Wahl bestimmt, was jeder Ofen in der Gießerei kann und was nicht.
In einem Tiegelofen umschließt die Spule den gesamten Tiegel samt Siphonen, sodass das Magnetfeld Ströme in der gesamten Charge induziert und sie direkt von innen erhitzt. In einem Rinnenofen wird die Wärme in einer kleinen Schleife aus geschmolzenem Metall erzeugt, die in einer Rinne unterhalb des Bades gehalten wird, wo ein eisengekernter Induktor wie ein Transformator wirkt. Diese Schleife muss jederzeit flüssig bleiben, und die Wärme leitet dann nach oben in das Hauptbad, statt darin durchgehend erzeugt zu werden.
Hinweis
Im Rinnenofen führt eine Schleife aus geschmolzenem Metall durch einen Eisenkern. Im Tiegelofen gibt es weder Kern noch dauerhafte Schleife: Die Spule selbst wirkt direkt auf die gesamte Charge. CIME baut seit 1952 Tiegelöfen.
Dieser bauliche Unterschied mag wie ein theoretisches Detail wirken, erklärt aber das sehr unterschiedliche Verhalten im Betrieb. Der Tiegel-Gießofen erhitzt das ganze Bad, lässt sich vollständig entleeren und kann die Metalle frei wechseln. Der Rinnenofen muss die Schleife in der Rinne stets gefüllt halten und erbt damit eine Reihe von Zwängen, die sich nicht vollständig beseitigen lassen.
Was der Unterschied bewirkt
Dieselbe Induktionsphysik, zwei Ergebnisse. Ein Rinnenofen hält eine Schmelzschleife in der Rinne am Leben und leitet Wärme in das Bad; ein Tiegelofen erhitzt das gesamte Volumen, Siphone inklusive. Im Gießereibetrieb zeigt sich das in sechs praktischen Eigenschaften.
Mit dem CAP erhitzt man das ganze Bad und hat Kanäle, die nicht erstarren, einen Ofen, der sich vollständig entleert, und einen Stillstand am Wochenende. Diese Flexibilität ist der Grund, warum der CAP das Flaggschiffprodukt von CIME ist.
Erhitzt man das ganze Bad, kann man es entleeren, daraus vergießen und die Metalle nach Belieben wechseln.
Warum es beim Vergießen zählt
Ein Rinnenofen muss weit heißer sein als das Metall, das er liefert, und hält mehrere Tonnen Metall als Sumpf, den er nie entleeren kann. Seine Siphone werden nicht direkt beheizt, sodass bei Sphäroguss die Schlacke anhaftet und die Kanäle verstopfen.
CIMEs Tiegel-CAP löst diese Probleme mit einer Idee: einer elliptischen Spule, die den Tiegel und beide Kanäle erhitzt. Die Siphone erstarren nie, das Bad entleert vollständig, Sortenwechsel sind schnell. Deshalb ist der erste automatische press-pouring-Ofen der Welt ein Tiegel- und kein Rinnenofen.
Kernaussage
Der Tiegelofen ist nicht nur eine Schmelzmethode, er ist die Plattform. Dieselbe Physik, die das ganze Bad erhitzt, ermöglicht es CIME, mit ein und derselben Bauweise zu schmelzen, warmzuhalten und im press-pouring zu vergießen: dem kernlosen Induktionstiegelofen.
Häufig gestellte Fragen
Warum kann ein Tiegelofen Sphäroguss vergießen, während ein Rinnenofen Mühe hat?
Weil die Tiegelspule die Gießkanäle und Siphone ebenso erhitzt wie den Tiegel. In einem Rinnenofen werden diese Kanäle nicht direkt beheizt, sodass bei Sphäroguss die Schlacke anhaftet und die Kanäle verstopfen. Ein Tiegelofen hält das gesamte Metall heiß, sodass die Siphone nicht verkrusten und der Strahl sauber bleibt.
Braucht ein Tiegelofen einen Metallsumpf wie ein Rinnenofen?
Nein. Ein Tiegelofen entleert durch Kippen zu 100 %. Ein Rinnenofen muss in seiner Rinne jederzeit eine Metallschleife flüssig halten, wodurch rund zwei Tonnen Metall eingeschlossen bleiben, die er nie entleeren kann.
Warum ist der erste automatische press-pouring-Ofen der Welt ein Tiegelofen?
Der Tiegel-CAP von CIME nutzt eine elliptische Spule, die den Tiegel und beide Kanäle erhitzt: Das war die eigentliche Revolution beim induktiven Gießen. Die Rinnenbauweise kann das nicht leisten.
Quellen und Referenzen
- Foundry Trade Journal, Fachartikel zur press-pouring-Praxis mit Tiegelöfen, 2006.
- Cast Metal Times, Tiegel- versus Rinnen-Induktionsschmelzen, 2004.
- CIME S.r.l., interne Prozess- und Konstruktionsdokumentation, Turin.