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Elektrischer Widerstandsofen.
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Widerstandsofen mit einem Heizkörper aus Wolfram oder Wolframlegierungen oder Molybdän oder Molybdänlegierungen und besteht darin. dass der Tiegel oder das zur Aufnahme des zu erhitzenden Gutes dienende Ofenrohr mit dem an seinem Umfange angeordneten Heizkörper in ein dicht eingepresstes Kohlebett eingelagert ist. Diese Einbettung bezweckt, den Widerstandskörper gegen Sauerstoffangriff, insbesondere gegen die in die Bettung eindringende Luft zu schützen. Es hat sich aber gezeigt, dass bei zunehmender Temperatur des Widerstandes das Kohlebett leitend wird und der Nutzen des angewendeten Widerstandes aus hochschmelzenden Metallen verringert werden kann.
Gemäss der Erfindung werden nun der Holzkohle oder den sonstigen, zur Herstellung der Einbettung des Widerstandes benutzten Kohlenarten elektrisch nichtleitende, hochschmelzende Oxyde beigemengt, also Stoffe, welche auch bei den hohen, gerade durch die eingebauten Widerstände bedingten Erhitzungen des Kohlebettes weder schmelzen noch leitend werden und auch nichtleitend bleiben.
Es hat sich ferner gezeigt, dass es ausreicht, die hochschmelzenden und nichtleitenden, gewöhnlich aber auch kostbareren Stoffe in ganz geringen Mengen der zur Vergrösserung ihrer wirksamen Oberfläche zweckmässig pulverigen Kohlebettung beizumengen. Gewöhnlich wird diese Beimischung nur einen geringen Bruchteil der Kohlemenge ausmachen und, da während des Betriebes nur die Kohle, nicht aber die beigemengten Stoffe vom Sauerstoff angegriffen und vergast werden können, nicht ergänzt werden müssen.
Gegenüber einer bekannten Ausführung eines Widerstandsofens mit mehreren Heizkörpern aus Wolfram oder Molybdän, von denen der zur Inbetriebsetzung dienende in Kohle eingebettet ist, werden hiedurch wesentliche Vorteile erreicht. Während dieser bekannte Ofen mindestens zwei konzentrische Lagen der hochwertigen Heizkörper benutzt, von denen nur eine während des Betriebes zur Heizung dient, während die andere nutzlos in der Aussenbettung liegt, kommt man beim Ofen gemäss der Erfindung mit einem einzigen Heizkörper aus, der um den Aufnahmebehälter für das zu erhitzende Gut herumgelegt und mit diesem in das Kohlebett möglichst dicht eingepresst wird.
Hiedurch wird nicht nur die denkbar einfachste Bauart des Ofens selbst erreicht, die mit der vorbekannten gar nicht vergleichbar ist, sondern auch die Menge des aufzuwendenden und verhältnismässig kostbaren Widerstandsmaterials auf den möglich geringsten Betrag herabgesetzt. Ferner werden der Raumbedarf und der ganze Aufbau des Ofens denkbar einfach und die mehrfachen Mäntel aus verschiedensten Materialien, die im bekannten Fall angewendet sind, und somit die damit verbundenen Störungsquellen vollkommen vermieden.
Vom erfindungsgemässen Ofen sind zwei Ausführungsbeispiele in der Zeichnung dargestellt. Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen schrägen rotierenden Widerstandsofen, der besonders als Schmelzofen für hochschmelzende Erze benutzt werden kann, und Fig. 2 im schematischen Schaubild einen liegenden feststehenden Ofen.
Der Ofen gemäss Fig. 1 besteht aus dem eigentlichen Schmelztiegel 1 aus Quarz oder Zirkonerde, je nach der zu erreichenden Temperatur des zu behandelnden Gutes. 2 ist eine äussere Wärmeisolierung, beispielsweise aus Schamotte und Kieselgur, die aussen in einem Ring 3 aus Gusseisen gehalten ist, der übrigens auch einen Boden besitzen kann. Um den Tiegel 1 ist das elektrische Widerstandsmaterial 4 aus Molybdän, Wolfram oder deren Legierungen schraubenförmig gewickelt ; es ist gleichgültig, ob das Widerstandsmaterial runden oder eckigen, insbesondere quadratischen oder rechteckigen Querschnitt besitzt. Die elektrischen Zu-und Ableitungen sind an geeigneter Stelle isoliert herausgeführt und nicht
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dargestellt.
Der Raum aussen zwischen dem Tiegel und um die Widerstandsdrähte oder-folien 4 einerseits und der Innenwandung des Ofenkörpers 2 anderseits ist nun mit vorzugsweise fein pulverisierter Holzkohle 5 dicht ausgefüllt, beispielsweise durch Einstampfen. Den äusseren Abschluss bildet ein ringförmiger Deckel 6 aus Gusseisen, der einerseits den Tiegel1 hält und anderseits auf dem Aussenrand der Auskleidung 2 befestigt ist. Die Erfahrung hat nun gelehrt, dass tatsächlich keine Luft durch die Holzkohle hindurch an die in ihr eingebetteten Widerstandskörper 4 herankommen kann. Sollte Holzkohle bei höchsten Temperaturen im geringsten Masse verbrennen, so kann durch einen Einfülltrichter 7, der durch einen Hahn 8 abgeschlossen werden kann, von Zeit zu Zeit frische Holzkohle nachgefüllt werden.
Viel einfacher ist noch die Herstellung und Aufrechterhaltung des Betriebes eines liegenden Ofens gemäss Fig. 2. Dieser besteht aus einem Ofenrohr beliebigen Querschnittes und geeigneten Materiales, das in ein Bett aus Holzkohle 5 vollständig eingelassen ist. Die Holzkohle selbst ist wiederum in einem oben offenen Trog 2 od. dgl. aus Schamotte od. dgl. enthalten, der aussen durch eine Eisenwand 3 zusammengehalten sein kann. Der Abschluss des Troges und des Holzkohlenbettes vorne und hinten kann in jeder geeigneten Weise, beispielsweise auch durch eine Gusseisenwand, erfolgen. 4 sind wiederum die Heizspiralen oder-folien aus Molybdän, Wolfram oder deren Legierungen.
Sollte hier im Laufe des Betriebes ein geringfügiger Verbrauch von Holzkohle stattfinden, so kann diese in einfachster Weise von Zeit zu Zeit oben aufgesehüttet werden. Natürlich kann der Trog oben durch einen Deckel aus geeignetem Material geschlossen sein.
An Stelle von Holzkohle können andere Kohlenarten Anwendung finden, welche nicht elektrisch leitend sind.
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arten hoch schmelzende Oxyde beizumengen, wie z. B. Kalziumoxyd, Magnesiumoxyd, Aluminiumoxyd oder solche Verbindungen, die beim Glühen in diese Oxyde übergehen. Gemäss der Erfindung werden also in solchen Fällen die erwähnten Oxyde oder deren Verbindungen in vorzugsweise fein verteilter Form der zerkleinerten Holz-oder sonstigen nichtleitenden Kohle beigemischt, um die, wenn auch geringe Leitfähigkeit der die Oxydation der Widerstandsmaterialien verhindernden Schutzmasse zu vernichten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Widerstandsofen, dessen Heizkörper aus Wolfram oder Wolframlegierungen oder Molybdän oder Molybdänlegierungen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiegel oder das zur Aufnahme des zu erhitzenden Gutes dienende Ofenrohr mit dem an seinem Umfang angeordneten Heizkörper in ein dicht eingepresstes Kohlebett eingelagert ist.