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Elektrischer Lichtbogenofen.
Gegenstand der Erfindung bildet eine besondere Ausführung von Lichtbogenöfen, durch welche eine bessere Übertragung der strahlenden Wärme des Lichtbogens auf das zu bearbeitende Gut erzielt werden soll, sei es bei unmittelbarer Einwirkung des Lichtbogens auf das Gut oder unter Vermittlung von über das Gut bewegten G, ? sen, welche ihrerseits vom Lichtbogen erhitzt werden. Bei solchen Öfen kann das Gut im Ofenraume entweder unter dem Lichtbogen fortbewegt werden oder es kann ruhen, wobei es nur der Einwirkung der vom Lichtbogen erhitzten Gase ausgesetzt wird. aber es kann auch eine Bewegung des Gutes sowie der Heizgase in entgegengesetzter Richtung gleichzeitig stattfinden.
In Fig. 1 ist ein Ölen dargestellt, bei welchem das beispielsweise durch die Öffnung e eingebrachte
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die vom Lichtbogen erhitzten Gase, welche durch einen Ventilator v am Lichtbogen vorbei über das Material getrieben werden. Die Elektroden c sind beispielsweise in einem gesonderten Raume untergebracht und so das Gut der unmittelbgren Einwirkung des Lichtbogens entzogen. Diese Anordnung mit abgesondertem Lichtbogen empfiehlt sich dann, wenn das Gut entweder eine sehr hohe Temperatur nicht benötigt oder nicht verträgt.
Zwecks Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Ofenbetriebes ist beleits vorgeschhgen worden, die in den Abgasen enthaltene Warme ganz oder teilweise wieder auszunützen. Dieselben werden daher, wo es der chemische Verlauf des Prozesses gestattet, wieder als Heizgase verwendet. Eine entsprechende Anordnung ist ebenfalls in Fig. 1 angegeben, bei welcher entweder die Abgase zur Gänze oder nur teilweise durch die Umleitung A vom Ventilator v abgesaugt und dem Lichtbogenraume zugeführt werden.
Um Wärmeverluste zu vermeiden, ist die Umleitung ; ebenso wie der Ofen selbst möglichst wärmeisolierend auszuführen. Der überschüssige Teil der Abgase kann durch die Esse m entfernt werden, wobei die Aufteilung der gesamten Abgase durch die Klappe n (oder einem entsprechenden Schieber) erfolgen kann.
Die indirekte Erhitzung des Gutes durch entsprechende Bewegung der Heizgase kann, wie erwähnt.
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Gut mittels einer mechanischen Transportvorrichtung. wie eines Wanderrostes. Schüttelsiebes od. dgl. fortbewegen. Hiebei würden die Gase zweckmässig in entgegengesetzter Richtung zur Fortschreitung des
Gutes geführt werden.
Die indirekte Heizung durch den elektrischen Lichtbogen bietet nun insofern Schwierigkeiten, als der unmittelbare Übergang der Wärme von dem Lichtbogen auf die, Gase nur in beschrädktem Masse stattfindet. Gemäss der Erfindung wird die Übertragung der Lichtbogenenergie auf die Gase dadurch verbessert, dass die Heizgase nicht nur unmittelbar am Lichtbogen, sondern auch an grösseren Flächen vorbeigeführt werden, welche ihrerseits von dem Lichtbogen bestrahlt werden. Diese Flächen können bereits durch die den Lichtbogen einschliessenden Wände gebildet werden, wobei deren Vergrösserung durch eine entsprechende Gestaltung derselben oder durch besondere Einbauten bewirkt wird.
Mit der besseren Wärmeaufnahme findet hiebei auch eine gleichmässige Erhitzung der Gase statt.
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für den Austritt der Gase aus der Elektrodenkammer eine grössere Zahl Öffnungen vorgeschlagen, jedoch dienten diese nur dazu, um eine gleichmässige Verteilung der Heizgase über den vom zu erhitzenden Gut ausgefüllten Raum zu erzielen. Wie Fig. 1 zeigt, können die gitterförmigen Wandungen zwecks Ober-
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flächenvergrösserung entsprechend ausgedehnt werden, selbst über das Mass hinaus, welches für die Abfuhr der Gase aus dem Elektrodenraume in den Ofen oder für die Zuführung der Gase in den Elektrodenraum erforderlich wäre.
Es lässt sich ohneweiters die Anordnung auch so treffen, dass zwei oder mehrere Kammern angebracht werden, durch welche nach erfolgter Erhitzung der Wandungen durch den Lichtbogen die Gase behufs Aufnahme der in den Wandungen aufgespeicherten Wärme durchgeleitet werden.
Die in Fig. 1 angegebene teilweise oder gänzliche Rückführung der Gase hat auch den Zweck, den Abbrand der Kohlen möglichst einzuschränken, da durch wiederholte Berührung derselben Gase mit dem Lichtbogen ihr Sauerstoffgehalt mehr und mehr abnehmen wild.
Zur Verminderung des Abbrandes kann der Lichtbogen ferner vollständig eingeschlossen werden, wenn entweder der Arbeitsprozess die Zufuhr von Sauerstoff oder frischer Luft erfordert oder die Abgase noch Sauerstoff in grösseren oder kleineren Mengen enthalten und zwecks Ausnutzung der Abwärme. wie früher erwähnt, wieder in den Ofenraum zurückgeführt werden sollen. Eine derartige Ausbildung der Heizkammer ist im Auf- und Grundriss in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Es sind hier beispielsweise drei Lichtbogen verwendet, welche in zylinderförmigen Rohren aus hitzebeständigem Material eingeschlossen sind.
Diese Rohre erhalten eine genügende Obetfläche, um eine gute Wärmeabgabe an die Heizgase und eine möglichst gleichmässige Temperaturverteilung in denselben zu sichern, wie dies auch mit der Anordnung in Fig. 1 erreicht wird.
Ein wärmetechnisch günstiger Prozess lässt sich bei Öfen, in welchen sowohl das Gut als auch die Gase bewegt werden, dadurch erreichen, dass man die den Ofenraum verlassenden Gase zur Vorwärmung des eingebrachten Gutes verwendet und die in den Ofen eintretenden Gase derart leitet, dass sie die im bearbeiteten Gut aufgespeicherte Wärme aufnehmen können. Ein solcher Prozess kann, wie bereits bekannt geworden, mittels eines als sogenannter Drehrohrofen ausgeführten Elektrodenofens gut durchgeführt werden. Das in solchen Öfen zu verarbeitende Gut, wie z. B. Magnesit, erfordert nun oft so hohe Er- hitzungstemperaturen, dass eine unmittelbare Einwirkung des Lichtbogens auf dasselbe notwendig wird.
Es bietet aber Schwierigkeiten, die Elektroden derart unterzubringen, dass der zwischen ihnen gebildete Lichtbogen mit Rücksicht auf die Wärmeausnutzung desselben eine günstige Lage zu dem zu bestrahlenden Gute erhält und ausserdem im Bedarfsfalle eine genügende Anzahl von Lichtbogen in verhältnismässig geringer Entfernung voneinander einzubauen, so dass die Intensität der Bestrahlung einen hinreichenden
Grad erreicht. Eriindungsgemäss wird dies dadurch erzielt, dass die drehbare Ofentrommel von einem oder mehreren feststehenden schmalen Ringen unterbrochen wird, in welchen die Elektroeden befestigt sind.
Diese erhalten hiebei ungefähr eine radiale Stellung. In Fig. 4 ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Elektroden c sind in den feststehenden Ringen r1, r2, r3 befestigt ; es ist also möglich. eine grosse Anzahl von Elektroden auf einen kleinen Raum wirken zu lassen und eine kräftige Bestrahlung des Gutes herbeizuführen.
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können, hindurch zu den folgenden Trommeln und verlässt nach Durehwanderung der letzten Trommel t4 den Ofen. Die Heizgase werden in der entgegengesetzten Richtung über das Gut hinwegbewegt. Dieselben treten bei der letzten Trommel t4 ein, nehmen von dem erhitzten Gute die Wärme auf und kühlen dasselbe gleichzeitig ab.
Nachdem die Gase die Lichtbogenzone durchschritten haben, dienen sie zur Vorerhitzung des in der ersten Trommel t1 befindlichen Materiales und können durch die Essenöffnung 1n austreten.
Auch hier ist es jedoch, wenn es der chemische Prozess gestattet, für die Erhöhung der Wärme ökonomie vorteilhaft, die abziehenden Gase teilweise oder zur Gänze durch eine wärmeisolierende Rückleitung t und einen Ventilator 1) in den Ofen zurückzuführen. Auch wird hiedurch bei sauerstoffarmen Abgasen der Kohlenabbrand vermindert.
Die durch die innere Abschrägung der feststehenden Ringe bei der Anordnung in Fig. 4 bedingte Verschiedenheit der Trommeldurchmesser kann dadurch vermieden werden, dass man entweder die Aus- fütterung der einzelnen Trommeln verschieden stark ausführt, oder dieselbe bei jeder Trommel am Anfang und Ende verschieden dimensioniert, so dass dieselben innen keine zylindrische, sondern konische Gestalte erhalten.
Die Zahl der Liehtbögen bzw. Elektroden, kann bei allen beschriebenen Anordnungen nach Bedarf beliebig gewählt werden, auch kann man eine beliebige Stromart anwenden. Benötigt man mehrere Lichtbogen, so kann Mehrphasenstrom in beliebiger Schaltung zur Anwendung kommen. Der in Fig. 4 dargestellte Ofen könnte beispielsweise mit nur einem feststehenden Ring mit zwei oder mehreren Elektroden ausgerüstet sein, oder auch, wie gezeichnet, mit mehreren Ringen ru,, ru und zwar jeder mit zwei oder ebenfalls mehreren Elektroden. Bei Dreiphasenstrom empfiehlt es sieh im Falle von drei Elektroden- paaren, dieselben an die Sekundärwicklung (in sogenannter offener Schaltung) eines Transformators anzuschliessen, welcher primär in Dreieck geschaltet ist.
Auch verketteter oder unverketteter Zweiphasenstrom lässt sich anwenden und dieser z. B. von der entsprechend zweiphasig ausgebildeten Sekundärseite eines primär inDreieek geschaltetenDreiphasentransformators oder dreier Einphasentransformatoren entnehmen.