<Desc/Clms Page number 1>
Elektrischer Lichtbogenofen.
Die bekannten Lichtbogenofen mit rotierendem Herd werden gewöhnlich für Einphasenstrom ausgeführt, was bekanntlich Nachteile hat. Für Mehrphasenstrom sind Öfen mit rotierendem Schmelzherd weniger geeignet, denn ein Drehofen erfordert komplizierte und kostspielige Schlüpfkontakt- anordnungen, welche bei der Drehung des Ofens eine ununterbrochene Stromzufuhr ermöglichen sollen.
EMI1.1
nichtleitenden Stoffen u. dgl. geeignet. Dieser Ofen besitzt eine grössere Dauerhaftigkeit des Mauerwerkes und ermöglicht eine Vereinfachung der für die automatische Regulierung der Energiezufuhr erforderlichen Anordnungen.
Beim Betrieb des Ofens gemäss der Erfindung kann man nach Belieben freibrennende oder an die Charge gebundene Lichtbögen verwenden, wobei der Übergang von der einen Arbeitsweise auf die andere durch Drehen des Ofens um einen gewissen Winkel erfolgen kann. Durch die Anordnungen, die den Ofen kennzeichnen, wird der Raum um den Ofen leichter zugänglich und die erforderliche Bodenfläche kleiner. Durch die Konzentrierung der Elektroden in oder neben einer Symmetrieebene bei einem Ofen mit liegendem schwingbaren Herd kann der Ofenraum relativ klein gemacht werden, ohne eine intensive Mischung der Charge zu verhindern.
In der Hauptsache besteht die Erfindung darin, dass ein oder mehrere Systeme von drei Elektroden in einem Ofenraum so angebracht sind, dass zwei von ihnen zu einander parallel oder ungefähr parallel bzw. untereinander einen spitzen Winkel einschliessend von der gleichen Seite in den Ofen eingeführt
EMI1.2
während die dritte Elektrode rechtwinkelig oder ungefähr rechtwinkelig zu der Ebene, die dureh die erstgenannten Elektroden gelegt angenommen werden kann, angeordnet ist, u. zw. in solcher Weise, dass deren Spitze sich zwischen den beiden andern Elektroden befindet. Die paarweise eingeführten Elektroden können entweder so angebracht werden, dass sie während der Schmelzung eine im Wesen
EMI1.3
in dem erstgenannten Falle im Wesen vertikal, in dem anderen Falle horizontal oder schräg.
Zweckmässig ist es, sämtliche Elektroden sowohl in axialer Richtung als in gegeneinander rechtwinkeligen Ebenen einstellbar anzuordnen.
Der Ofenmantel kann so angeordnet werden, dass er geschaukelt werden bzw. über einen gewissen Winkel um zwei gegeneinander ungefähr rechtwinkelige Achsen rotieren kann, was vorteilhaft ist, besonders beim Schmelzen einer Charge, die sowohl eine Mischung als einen Schlackenwechsel erfordert.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen eines Ofens gemäss der Erfindung gezeigt.
EMI1.4
<Desc/Clms Page number 2>
Achse, welche m Big. l senkrecht'zur Papierebene verläuft, drehbaren Ofenraum \'on der Seite durch eine Ofenwand zwei Elektroden ungefähr parallel zueinander eingeführt sind und durch die Ofendecke bzw. von oben eine ; dritte Elektrode so eingeführt ist, dass sie im Wesen symmetrisch zwischen den beiden erstgenannten Elektroden liegt. Die drei Elektroden liegen sonach in der normalen Schmelzstellung des Ofens in drei zueinander parallelen Vertikalebenen. Der Ofen ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass er zwecks Entleerung über die Schnauze um eine gegen die eistgenannte Achse winkelrechte Achse drehbar ist, wodurch auch die Schlacke schnell und bequem entfernt werden kann.
In Fig. 3 und 4 ist in zwei aufeinander senkrechten Schnitten nach z-z und v-v eine andere Ausführungsform des Ofens gezeigt, welche sich von der Ausführungsform gemäss Big. l und 2 dadurch unterscheidet, dass aas Elektrodenpaar von oben in den Schmelzraum eingeführt ist, während die diitte Elektrode. in schräger oder horizontaler Stellung von der Seite durch eine Wand in solcher Weise ein-
EMI2.1
Elektroden einnimmt.
Diese beiden Ofentypen können mit horizontal oder vertikal zylindrischen Mänteln und, falls erwünscht, auch in rechteckiger Form ausgeführt werden.
In Fig. 5 und 6 ist eine Ausführungsform des Ofens mit mehreren derartigen Elektrodensystemen in zwei aufeinander senlaechten Schnitten nach xx-xx und yy-yy veranschaulicht. Die Elektrodenanordnung im System ist hier dieselbe wie in Fig. 1 und 2, obwohl man auch die in Fig. 3 und 4 gezeigte Elektrodenanordnung verwenden kann. Die Elektrodenanordnung nach Fig. 3 und 4 ist dann vorzu-
EMI2.2
Anzahl der Elektrodensysteme ist selbstverständlich beliebig und ist unter anderen abhängig von der Grösse des Ofens. Es ist auch möglich, mehrere solche Elektrodensysteme in einem Ofen in derartiger Weise anzuordnen, dass schräg oder horizontal angeordnete Elektrodenpaare von entgegengesetzten Seiten eingeführt werden und mit von oben eingeführten Einzelelektroden zusammenwirken.
In derselben Weise ist es auch möglich, eine Mehrzahl von Elektrodensystemen von der in Fig. 3 und 4 gezeigten
EMI2.3
winkelrechte Achse gekippt wird.
In Fig. 1 und 2 ruht der Ofenmantel mit Rollbahnen 2 auf Rollen 3. Ein Motor 4 ist mittels Zahnräder 5 und 6 oder in anderer Weise mit der Rolle 3 in Antriebsverbindung gesetzt, um eine Drehbewegung des Ofens um eine horizontale Achse zu erreichen. Überdies kann der Ofen auch um eine gegen die Zeichnungsebene in Fig. 2 senkrechte Achse 7 dreh-bzw. kippbar sein, welche d ireh die Berührungspunkte der vorderen Rollenbahn und den Rollen hindurchgeht, aber auch nahe der Entleerungsöffnung hindurchgehen kann. Diese Anhebbewegung wird z. B. mittels eines Druckzylinders 8 hervorgerufen, dessen Kolbenstange an einem Zapfen 9 angreift, der am Hinterteil des Ofenmantels befestigt ist.
Um den Ofen durch die Öffnung 10 zu entleeren, ist es notwendig, den Boden in geeigneter Weise auszuführen, wie in der Zeichnung durch die gestrichelte Linie 11 gezeigt ist.
Bei Öfen dieser Art, die zum Schmelzen von Messing, Aluminium, Roheisen od. dgl. bestimmt sind, ist es nicht notwendig, den Ofen durch die Öffnung 10 zu entleeren, sondern es kann hiezu ein Zapfloch 12 in der ebenen Wand oder eventuell in der zylindrischen Wand vorgesehen sein, wie mit gestrichelten Linien bei 13 gezeigt ist.
Die Wärme wird mittels zweier seitlich eingeführter Elektroden 14 und einer von oben dazwischen eingeführten Elektrode 15 erzeugt, welche mit ihien Spitzen zusammengeführt sind. Alle drei Elektroden sind in gewöhnlicher Weise in axialer Richtung beweglich. Die Elektroden 14 können um vertikale Achsen 16 und um horizontale Achsen 18 drehbar gelagert sein. Durch eine Drehung um die horizontale Achse 18 kann Kontakt zwischen den Spitzen und der Charge 19 hergestellt werden und durch Drehung um die Achse 16 können die Spitzen der Elektroden gegen-oder voneinander bewegt werden. Auch die Elektrode 15 kann in einander kreuzenden Ebenen einstellbar gemacht werden.
Die Elektroden
EMI2.4
- Durch das Zusammenwirken der durch die Elektroden fliessenden Ströme erhält der Lichtbogen 20 an den Spitzen eine starke Verbreiterung und wird gleichzeitig nach vorne und nach abwärts gegen
EMI2.5
deutung beim Schmelzen von Messing mit hohem Zinkgehalt, weil der Abbrandverlust durch die bessere Verteilung der Wärme wesentlich begrenzt wird. Dazu kommt, dass durch die Schwingung des Ofens die von der Wand absorbierte Wärme der Charge wieder zugeführt werden kann. Hiedurch wird die Schmelzzeit verkürzt, wodurch die ungefähr konstanten Wärmeleitungsverluste vermindert werden und der Wirkungsgrad des Ofens erhöht wird.
Um der Charge bei der Schwingung einen genügend grossen Raum darzubieten, kann der Ofenraum mit elliptischem Querschnitt ausgeführt werden, wie in der Zeichnung gezeigt ist.
<Desc/Clms Page number 3>
In den Fig. 3 und 4 ruht der Ofenmantel23 auch mit Rollenbahnen 24 auf Rollen 25, die mittels eines Motors 26 und z. B. der Zahnräder 27 und 28 in Drehung versetzt werden können, wodurch der Ofenmantel eine Drehbewegung um eine horizontale Achse erhält. Der Ofen kann überdies um eine Achse 29 kippbar sein, die durch die Berührungspunkte der vorderen Rollenbahn 24 mit den Rollen 25 geführt ist. Diese Kippbewegung kann, wie in den Fig. 1 und 2, mittels eines Druckzylinders 30 erreicht werden, dessen Kolbenstange den Hinterteil des Ofens mittels des Zapfens 31 hebt. Die Charge 32 kann entweder durch eine Öffnung 33 in der zylindrischen Wand oder durch eine Öffnung 34 in der Vorderwar. d entleert werden. Das Beschicken erfolgt duleh eine Öffnung 35, die auch zur Entleerung des Ofens in bekannter Weise dienen kann.
Die Wärme wird mittels einer abwärts gerichteten Liehtbogenflamme 36 zwischen den Spitzen dreier Elektroden erzeugt. Von diesen sind zwei Elektroden 37 von oben ungefähr parallel und die dritte Elektrode 38 ist durch die hintere Wand in schräger oder horizontaler Stellung eingeführt. Die Spitze der Einzelelektrode befindet sich zwischen den erstgenannten Elektroden und kann durch Drehung in zwei zueinander senkrechte Achsen 39 und 40 gegen die oder von der Chargenfläche und gegen oder von der einen oder der andern der Elektroden 37 geführt werden.
Durch Kippen des Ofens um eine Längsachse kann die Charge in die Grenzlagen, die mit den Linien 41 und 42 in Fig. 3 angedeutet sind, gebracht werden. Hiedurch werden, wie in bezug auf Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, eine gründliche Mischung der Charge und eine gleichförmige Erhitzung derselben erreicht.
Die Elektroden 3ykönnennmAchsen43 drehbarsein, so dass deren SpitzenzuoderVonder Elektrode 3 bewegt werden können, zwecks Regulierung der in den Ofen eingeführten Stromstärke.
Der Querschnitt des Ofenraumes kann, wie in Fig. 3 gezeigt, elliptisch, aber auch von andeier Form sein.
Durch Anordnung der Elektroden, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, wird der Elektrodenverbrauch vermindert, weil Elektrodenbruch nur bei horizontaler Elektrodenanordnung zu befürchten ist und bei dieser Anordnung nur eine horizontale bzw. schräge Elektrode 38 erforderlich ist. Dazu kommt noch, dass diese Elektrode bei Zweiphasenstrom oder Einphasenstrom wesentlich stärker sein kann als die andern Elektroden. Dies ermöglicht die Bildung der Bögen an der oberen Seite der dicken Einzelelektrode, welche als Schutzschild zwischen den Bögen und der Charge wirken kann, welch letztere
EMI3.1
Eine schnelle Erhitzung kann durch Zurückziehen der Einzelelektrode erreicht werden, wodurch die Bögen an den Spitzen aller drei Elektroden brennen und gegen die Charge abgelenkt werden können.
In Fig. 5 und 6 ruht der Ofenmantel 44 mit Rollenbahnen 45 auf Rollen 46, die mittels eines
Schneckenrades 47 von Hand aus oder mittels eines Motors 48, der mittels Zahnräder 49 mit dem
Schneckenrad 47 gekuppelt ist, in Drehung versetzt werden können. In der runden Ofenwand ist eine Öffnung 50 angebracht, durch welche die Charge 51 entleert werden kann. Durch eine Schwingbewegung des Ofens um eine horizontale Drehachse können die Mischung der Charge und die Abkühlung der Wand erfolgen, wie früher beschrieben worden ist.
Die Entleerung der Charge kann auch durch Öffnungen 52 in den Seitenwänden des Ofens erfolgen.
Durch Drehung des Ofens kann die Chargenoberfläche in die mit der Linie 53 angedeutete Lage zu den Elektroden gebracht werden. Hiedurch wird die Verwendung von an der Charge gebundenen Bögen, z. B. bei Überhitzung einer Schlachendecke, wesentlich erleichtert.
Die Wärme wird mittels zweier vertikaler Einzelelektroden 54 und schräg oder horizontal angeordneter Elektrodenpaare 55 erzeugt. Die paarweise eingeführten Elektroden sind um zwei aufeinander senkrecht stehende Achsen 56 und 57 drehbar gelagert zwecks Einstellung der Spitzen in verschiedene Lagen gegenüber der Spitze der Einzelelektrode 54 und gegenüber der Chargenfläche. Beschicken und Untersuchen der Charge können durch die Öffnungen 58 in den Seitenwänden des Ofens erfolgen. Sämtliche Elektroden sind in axialer Richtung beweglich und mit einer Kühlung an den Einführungsstellen im Mauerwerk versehen.
Der Einfachheit halber sind die Stromzuführungskontakte und die Einrichtungen für die axiale Bewegung in sämtlichen Figuren ausgelassen.
Bei allen Öfen, bei welchen die Elektroden gemäss der Erfindung angeordnet sind, ist es möglich, sowohl Zweiphasenstrom als Dreiphasenstrom zu verwenden. Im ersteren Falle wird die Einzelelektrode an eine für die beiden Phasen gemeinsame Leitung angeschlossen und die paarweise angeordneten Elektroden an je eine der beiden andern Phasenleitungen. Auch Einphasenstrom oder Gleichstrom kann verwendet werden, wobei die Einzelelektrode volle Stromstärke und die paarweisen Elektroden je die halbe Stromstärke führen.
EMI3.2
werden, durch welche der Strom anstatt durch die Einzelelektrode (bei Zweiphasenstrom) oder durch das Elektrodenpaar (bei Einphasenstrom) zugeführt werden kann.
Ein grosser Vorteil der vorliegenden Elektrodenanordnung besteht darin, dass der Ofenraum besser zugänglich ist, als bei den bekannten mit Seitenelektroden versehenen Öfen.
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
Es ist selbstverständlich, dass man statt einer Einzelelektrode zwei dicht aneinander geführte vertikale bzw. horizontale dünnere Elektroden verwenden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Lichtbogenofen mit einem oder mehreren Elektrodensystemen aus je drei Elektroden, dadurch gekennzeichnet, dass von diesen zwei von der gleichen Seite in den Ofen eingeführt sind, während die dritte dazwischen zu deren Ebene im Winkel, zweckmässig unter rechtem Winkel
EMI4.2