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Elektroden-Schmelzbadofen, insbesondere elektrischer Salzbadofen, mit getrenntem Nutz-und
Elektrodenraum.
Die Erfindung bezieht sich auf Elektroden-Schmelzbadöfen. insbesondere Satzbadöfen, deren eine Elektrode der Tiegel bildet, während die andere Elektrode in das Schmelzbad eintaucht. Bei den bekannten Ofen dieser Art ist die Tauchelektrode in der Mitte des Schmelzraumes angeordnet. Dadurch wird aber der für die Beschickung zur Verfügung stehende Nutzraum ausserordentlich verringert, so dass nur verhältnismässig kleine Werkstücke in dem Schmelzbad behandelt werden können. Dem hat man dadurch zu begegnen versucht, dass man die Elektrode zylinderförmig gestaltete. Dabei ist jedoch die
Elektrode nicht gegen Berührung mit dem Behandlungsgut geschützt, anderseits findet nur ein geringer
Umlauf des Schmelzbades infolge des Wärmeauftriebes in der Nähe der Elektrode statt.
Diese Nachteile sollen durch die Erfindung dadurch behoben werden, dass die Tauchelektrode in einen solchen besonderen Elektrodenraum verlegt ist, der vom Nutzraum durch eine Zwischenwand nur teilweise abgegrenzt wird. Der Stromübergang erfolgt dabei praktisch nur zwischen Tauchelektrode und Tiegelwand des Elektrodenraumes. Die Zwischenwand zwischen Elektrodenraum und Nutzraum ist so gestaltet, dass sie nur den mittleren Teil des Durchgangsquersehnittes in horizontaler Richtung verschliesst. Durch die Erhitzung des Salzes in dem Elektrodenraum entsteht ein lebhafter Wärme- auftrieb, der einerseits das Salz aus dem Nutzraum unterhalb der Zwischenwand ansaugt und nach der Erhitzung durch die Elektrode oberhalb der Zwischenwand wieder an den Nutzraum abgibt.
Es findet also eine erhebliche Zirkulation des Salzes zwischen dem Elektroden-und dem Nutzraum statt.
An Stelle eines einzigen Elektrodenraumps können auch mehrere zur Verwendung gelangen und vorzugsweise symmetrisch zum Nutzraum angeordnet werden. Durch die Verlegung der Tauchelektroden in seitlich angebrachte Elektrodenräume erhält man ein Arbeitsbad, das bequem zugänglich ist und voll ausgenutzt werden kann.
Die Zwischenwand zwischen Nutzraum und Elektrodenraum kann als fester Bestandteil des Tiegels oder auch als lose einsetzbarer Teil ausgeführt werden. Die Tauchelektroden können aus Eisen, Kohle od. dgl. hergestellt sein. Als zweckmässig hat sich eine kombinierte Elektrode erwiesen, bei der nur der unterhalb des Badspiegels befindliche Teil aus Graphitkohle od. dgl. besteht.
Versuche mit einem solchen Ofen haben ergeben, dass der Badumlauf um die Zwischenwand herum derart stark wird, dass eine Dämpfung desselben zweckmässig, bisweilen sogar notwendig erscheint. Zur Erreichung dieses Zieles wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, die im Schmelzbadtiegel angeordneten Zwischenwände mit Durchbrechungen zu versehen. Es stellt sich dann eine den Badumlauf dämpfende Wirkung ein, indem ein Ausgleich zwischen den verschiedenen schweren Salzschmelzen durch die Durchbrechungen in der Trennwand stattfindet. Gemäss der Erfindung kann ferner die Grösse der Durchtrittsstellen für die Schmelze, welche sich ober-und unterhalb der Trennwand befinden, durch Heben und
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einander verändert werden.
In den Fig. 1 bis 15 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es kennzeichnen in allen Abbildungen die Ziffern 1 den Tiegel, 2 den Elektrodenraum, J den Nutzraum und 4 die Zwischenwand ; die Elektroden sind mit Ziffer 5 und die Stromzufuhrungen mit 6 und 7 benannt.
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dem zwei Elektrodenräume symmetrisch zum Nutzraum angeordnet sind. Die Zirkulation der Badflüssigkeit wird beeinträchtigt und unterbunden, wenn sieh der Badspiegel bis unterhalb der oberen Kante der Zwischenwand 4 zwischen Elektroden-und Nutzraum gesenkt hat. Um diesen Mangel zu beheben und die Badbewegung in zulässigen Grenzen zu halten, wird die Zwischenwand mit Durchbree, hungen versehen.
Diese können gemäss Fig, 3 und 4 der Zeichnung aus einer Anzahl symmetrisch
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im Sehmelzbadtiegel angeordnet werden. Die fest mit dem Tiegel verbundene Zwischenwand erhöht dessen Festigkeit ; die lose angeordnete Zwischenwand ermöglicht ihren schnelleren Ersatz bei Beschädigungen im Betrieb sowie eine Regulierung der Durchtrittsquerschnitte oberhalb und unterhalb der Zwischenwand und damit eine Anpassung an den jeweiligen Badumlauf.
Für das Einsetzen der losen Zwischenwand 4 werden zweckmässig, wie es Fig. 8 zeigt, in der Tiegelwandung selbst Rillen 10 vorgesehen. Man kann auch die Längsseiten der Zwischenwand entsprechend der Fig. 9 der Zeichnung mit Führungen n versehen und diese über einfache Vorsprünge 12 an der Tiegelwandung greifen lassen. Zwischenwand und Ofenwandung sind auf diese Weise nach Art von Nut und Feder gegeneinander verschiebbar. Mit der durchbrochenen Zwischenwand ist ferner der Vorteil verbunden, dass sie nicht durch besondere Massnahmen in Abstand vom Tiegelboden gehalten zu werden braucht, sondern direkt auf dem Boden ruhen kann (Fig. 5).
Soll die als loser Bestandteil des Tiegels 1 vorgesehene Zwisehenwand 4 aus irgendwelchen Gründen in bestimmtem Abstand vom Tiegelboden gehalten werden, so ist es vorteilhaft, dieselbe entsprechend Fig. 7 mit Bügel. M zu versehen, die den kälteren Rand des Tiegels übergreifen. Bei dieser Befestigungsart können beschädigte Zwischenwände selbst während des Betriebes leicht ausgewechselt werden. Für die Beeinflussung der Zirkulation der Schmelzbadflüssigkeit und auch der Leistung des Bades ist es günstig, wie Fig. 10 zeigt, die Zwischenwand beispielsweise an Zahnstangen. M anzulenken, die durch Zahnräder 15 und ein Triebwerk gehoben und gesenkt werden können.
Als Baustoff für die Zwischenwände 4 kommt sowohl metallisches als auch keramisches Material in Frage. Entscheidend für die Auswahl ist einerseits die notwendige Höhe der Abschirmung des Nutz-
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Material schirmen den Stromfluss vom Elektroden-zum Nutzraum weitgehender ab als solche aus keramischem Material, letztere sind aber haltbarer und stellen sich in der Herstellung und im Gebrauch billiger als Zwischenwände aus Metall.
Ein besonderer Vorteil ergibt sieh für Elektroden-Schmelzbadöfen mit getrennten Nutz-und Elektrodenräumen beim Betrieb mit Einphasenstrom, wenn man, wie es erfindungsgemäss in der Fig. 11 dargestellt wird, für die Tauehelektroden eine kombinierte Reihen-und Parallelschaltung vorsieht.
In Fig. 11 kennzeichnen C, V das Stromnetz, 1 den Tiegel, 2 die Elektrodenräume und.'3 den Nutzraum.
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nannt. Um die Elektroden in Reihen- und in Parallelschaltung an das Netz legen zu können, ist ein Wechselschalter j ! 6 vorgesehen, der in an sich bekannter Weise betätigt wird.
Die in Fig. 12 dargestellte Form des Schmelzbadtiegels mit einseitiger Anordnung der Elektrodenräume eignet sieh insbesondere für tiefe Badräume. Bei solchen Bädern ist der Auftrieb der heissen Schmelze im Elektrodenraum sehr stark, man erhält daher einen sehr wirksamen Umlauf der Schmelze und kann
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einanderliegende Elektroden und erzielt zugleich den Vorteil, dass unter Vermeidung langer Umleitungen um den Ofen herum unmittelbar an ein Mehrphasensystem angeschlossen werden kann und die Elektroden unter sich in Reihe und parallel zu schalten sind. Bei solchen Öfen ist die Anordnung von Durchbrechungen in der Zwischenwand wegen des starken Badumlaufes besonders am Platze.
Bei geringeren Anforderungen an die Temperaturgleichmässigkeit im Badraum 3 wird jedoch die Umwälzung der Schmelze mit den billiger herzustellenden rechtwinkeligen Tiegeln gemäss der Fig. 13 in genügend weitgehender Weise bereits bei flachen langgestreckten Bädern erreicht.
Wird insbesondere bei verhältnismässig flachen Badtiegeln auf eine hohl'Gleichmässigkeit der Temperatur im Badraum Wert gelegt, so empfiehlt es sich, mehrere Elektrodenräullle 2 mit Zwischenwänden 4, wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, an den Enden länglicher Badtiegel anzuordnen. Bei Anschluss an Drehstrom ist Dreiecksform des Badtiegels gemäss Fig. 15 günstig, da sich in jeder Ecke des Tiegels ein Elektrodenraum 2 ergibt und bei entsprechendem Stromanschluss eine ganz besonders gute Gleichmässigkeit der Baderwärmung eintritt.
Bei allen erläuterten Ausführungen werden die Vorteile zunutze genommen, die bei durch Zwischenwände nur teilweise abgegrenzten besonderen Nutz- und Elektrodenräumen erwachsen. Dadurch, dass
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bad in ihrer Grösse regelbar sind, kann bei allen obigen Ausführungsbeispielen eine vollkommene Gleich- mässigkeit des Badumlaufes erzielt werden. Durch die Anordnung der durchbrochenen Zwischenwände ergibt sich aber noch folgender Vorteil : Beim Elektrodenbad ohne Schutzwand geht der Strom durch das ganze Bad.
Taucht man in ein solches Bad ein metallisches Gut ein, dessen elektrische Leitfähigkeit grösser ist als die der verdrängten Schmelze, so fällt der Widerstand zwischen den Elektroden, während die Stromaufnahme des Bades steigt. Das ist insofern schädlich, als die bei leerem Bad für die Ein- haltung einer bestimmten Temperatur eingestellte Stromstärke bei beschicktem Bad überschritten wird.
Dadurch liegt auch die Temperatur des Bades und des Gutes nach Abschluss des Erwärmungsvorganges höher als die ursprünglich eingestellte. Bei metallurgischen Bädern, insbesondere für die Stahlbehandlung, ist das ausserordentlich schädlich und bedingt ein dauerndes Nachregeln der Stromzuführung. Nach der vorliegenden Erfindung geht innerhalb des Schmelzbadtiegels der Strom praktisch nur im Elektroden- raum von Elektrode zu Tiegel, so dass keine Beeinflussung der Stromaufnahme des Bades durch das eingebrachte Gut stattfindet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektroden-Schmelzbadofen, insbesondere elektrischer Salzbadofen, mit getrenntem Nutz- @ und Elektrodenraum, gekennzeichnet durch unterhalb der Badoberfläche angeordnete Zwischenwände (4), welche den mittleren Teil des Durchgangsquerschnittes zwischen Nutz-und Elektrodenraum derart abschliessen, dass ein Umlauf des Schmelzbades zwischen beiden Räumen gewährleistet ist.
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