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Elektrischer Schmelzofen.
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am Ausgang der Rollen etwa eine Art Rundeisen 9, das, auf kaltem Wege und ohne Bindemittel hergestellt, ein sehr festes, aus Fasern bestehendes Bündel darstellt.
Es ist jedoch keineswegs ausgeschlossen, die Vereinigung durch Benutzung von Bindemitteln oder chemischen und physikalischen Mitteln, wie etwa Wärme, zu unterstützen. Man kann auch die Zusammensetzung des Stranges ändern, indem die den Fasern zugesetzten Stoffe entweder in Form von Pulvern oder in Form anderer Fasern beigemischt werden. Man kann weiterhin Zusatzstoffe zwischen zwei Pressvorgängen, denen die Fasern unterworfen sind, einführen ; im besonderen kann diese Zugabe durch Einblasen von Pulvern zwischen die Fasern durch das Rohr 10 erfolgen.
Man kann weiterhin die Festigkeit der Elektroden erhöhen, indem den zusammengefassten Fasern während des Zusammenpressens eine Verdrehung erteilt wird. Um dies zu erreichen, genügt es, anstatt die Achsen der Presswalzen, wie in Fig. 2 dargestellt, parallel zu legen, leicht in Winkelstellung anzuordnen, wie bei den Walzen 7', 8'der Fig. 4 dargestellt ist.
In Fig. 1 ist nur eine Pressstufe für die Bildung jeder Elektrode vorhanden, die aus zwei Rollen 7 und 8 gebildet ist, denen fortlaufend Metallspäne aus dem Trichter 2 zugeführt werden. Die Füllung des Ofens besteht also aus einer Mischung aus Metallfasern aus verschiedenen Metallen oder Legierungen, gegebenenfalls mit Zusätzen von Metall-oder Legierungspulvern oder andern Körpern.
Man kann auch in jede Elektrode einen oder mehrere Metallfäden oder Dochte geeigneter Beschaffenheit fortlaufend einführen. Man kann auch solche Metallfäden fortlaufend in den Haufen Späne einführen, um eine genaue und regelmässige Dosierung und einen geringen Anteil bestimmter Zusätze zu erhalten. Alle metallischen Stoffe und die andern Zugaben bei der Bildung der Elektrode sind auf diese Weise gut verteilt und gut gemischt, was ihre Vereinigung im Augenblick der Schmelzung begünstigt.
Die Fäden werden beispielsweise in den Haufen Späne wie in Big. 2 eingeiührt. Der. baden oder Docht 23 wird in der Achse des Trichters 2 durch eine Düse 24 geführt. Jede Presse kann in gleicher Weise durch einen Flach-oder Rundstab aus Metallfasern, die in einer weiter nicht dargestellten Presse vorher durch die Pressung erzeugt worden ist, gespeist werden.
Der elektrische Strom für den Lichtbogen 14 wird durch die schematisch dargestellten Bürsten 15 am Eintritt der Elektroden in den Ofen zugeführt. Diese Bürsten können fest an den Rollenlagern der nächstliegenden Presse befestigt sein, so dass zum guten Anliegen des Kontaktes der starke Druck dieser Pressen ausgenutzt werden kann.
Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Rollen 7 und 8, die den Vorschub der Elektroden regelt, kann elektrisch gesteuert werden nach der Funktion der Potentialdifferenz zwischen den Elektroden durch eine Einrichtung, wie sie zur Aufrechterhaltung der konstanten Länge des elektrischen Lichtbogens üblich ist.
Der Schmelzofen selbst mit seiner feuerfesten Auskleidung ist mit einem Gaszuführungsrohr 16 ausgestattet, das durch einen Hahn 17 gesteuert wird. Am Boden des Ofens befindet sich eine Abführöffnung 18 für die Schmelze 19. Ein höhergelegener, nicht dargestellter Auslass dient zur Entfornung der Schlacke 20.
Der Ofen bietet den Vorteil, dass der Lichtbogen zwischen Elektroden auftritt, die den Einsatz des Schmelzofen selbst bilden. Er vermeidet infolgedessen die Verwendung von teuren Kohlenelektroden, die ausserdem in vielen Fällen eine schädliche Wirkung auf das Metallbad ausüben. Da sich der Sehmelzvorgang des Einsatzes im Lichtbogen zwischen den mehr oder weniger metallischen Elektroden selbst abspielt, ist die Frage der Auskleidung des Ofens von geringerer Bedeutung, da die Schmelzerzeugnisse unmittelbar in fortlaufendem Arbeitsgang abgeführt werden können. Die Zeit der Berührung zwischen Schmelze und Auskleidung ist daher äusserst kurz, was die Aufgabe der Erhaltung und Abnutzung der Auskleidung wesentlich erleichtert.
Die fortlaufende Zuführung des Einsatzes in den Ofen in Form von. Elektroden gestattet es, den Ofen dauernd unter Gasdruck zu halten, während die in gewöhnlichen Elektroöfen vorhandene Beschickung notwendigerweise die Abdichtung der Wandung unterbrechen muss. Das Gas, das den Ofenraum erfüllt, kann beliebig gewählt werden.
Ein weiterer Vorteil dieses Ofens besteht darin, dass er nur sehr wenig Raum beansprucht, u. zw. als Folge fortlaufenden Arbeitsganges mit immer der Abgabe entsprechend gleichbleibender Zufuhr ohne dass es nötig wäre, irgendeinen Regler anzuordnen, wie es bei gewöhnlichen Öfen mit unterbrochenem Gang der Fall ist.
Es ist ersichtlich, dass ein Elektroofen nach der Erfindung auch in anderen Formen, als in Fig. l dargestellt, ausgeführt werden kann. Man kann einen Ofen mit nur einer senkrechten Elektrode ausstatten, indem dann der Lichtbogen zwischen dieser Elektrode und dem Schmelzbad überspringt. Selbstverständlich kann die Zahl der Elektroden beliebig sein. Man kann weiterhin je nach dem Verwendungszweck Elektroden von verschiedener Zusammensetzung, verschiedener Grösse und verschiedener Zulaufgeschwindigkeit vorsehen.
Die Bürsten 15 sind an den Enden des sekundären Stromkreises eines Transformators 21 angeschlossen, dessen primärer Kreis M a an ein Wechselstromnetz anschliesst. Der Sekundärkreis besteht aus mehreren Wicklungen 21b, 21c, 21d, die in Serie liegen.
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Diese Wicklungen können aber auch paralleglesehaltet sein wie in Fig. 5. In diesem Falle ist die Zuleitungsspannung des Ofens geringer, aber die Stromstärke wesentlich höher. Die Parallelschaltung der Wicklungen 21b, 21c und 21d des Sekundärkreises wird dann gewählt, wenn man den Ofen nicht mehr als Lichtbogen-, sondern als Widerstandsofen benutzen will. In diesem Falle bringt man gleichzeitig mit dem durch Verschiebung eines Umschalters 22 bewirkten Übergang aus der Serienschaltung der Fig. 1 in die Parallelschaltung der Fig. 5 die Elektroden derart in Berührung, dass sie in der Hauptsache an ihren Enden durch den Joule-Effekt erhitzt werden. Der Kontakt zwischen den Elektroden wird trotz des Abschmelzens der Enden dauernd aufrechterhalten.
Man kann also nach Belieben von einem Lichtbogenofen zu einem Widerstandsofen übergehen ; mit andern Worten : man kann den gleichen Ofen für sehr unterschiedliche Temperaturbereiche verwenden.
Ein erfindungsgemäss hergestellter Ofen kann für die Herstellung von Spezialstählen und verfeinerten Eisenlegierungen verwendet werden. In jedem Falle muss die Zusammensetzung natürlich dem Zweck angepasst sein, der verfolgt werden soll, je nach Bedachtnahme auf die einschlägigen technischen Verfahren.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Ofen zur Herstellung von Metallen und Legierungen durch Schmelzen fortlaufend zugeführter metallischer Elektroden, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden aus zu Strängen verpressten Metallfasern gebildet sind, die praktisch auf ihrer ganzen Länge gleichen Querschnitt haben und über die ganze Stranglänge gleichmässig verteilt sind.