Elektroden-Sehmelzbadofen. Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektroden - Schmelzbadofen. Zweckmässig dient zur Wärmeübertragung eine Salz schmelze. Bei den bekannten derartigen Ofen ist die Tauchelektrode in der Mitte des Schmelzraumes angeordnet. Dadurch wird aber der für die Beschickung zur Verfügung stehende Nutzraum ausserordentlich ver ringert, so da.ss 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 einmal die Elektrode nicht gegen Berührung mit dem Behandlungsgut geschützt, und zum andern findet nur ein geringer Umlauf in folge des Wärmeauftriebes in der Nähe der Elektrode statt.
Die beschriebenen Nachteile sollen durch die Erfindung behoben werden, welche darin besteht, da.ss die Tauchelektrode nicht in dem Nutzraum, sondern in einen besonderen Elektrodenraum verlegt ist, der vom Nutz- raum durch eine Zwischenwand teilweise ab gegrenzt ist.
Der Stromübergang erfolgt da bei praktisch nur zwischen Tauchelektrode und Tiegelwand des Elektrodenraumes. Die Zwischenwand zwischen Elektrodenraum und Nutzraum ist so gestaltet, dass sie den mittleren Teil des Durchgangsquerschnittes mindestens teilweise verschliesst. Durch die Erhitzung des Salzes in dem Elektroden- raum entsteht ein lebhafter Wärmeauftrieb, der einerseits das Salz aus dem Nutzra<U>um</U> von unten ansaugt und nach der Erhitzung durch die Elektrode oberhalb der Zwischen wand wieder an den Nutzraum abgibt.
Es findet also eine erhebliche Zirkulation des Salzes zwischen dem Elektroden- und dem Nutzraum statt.
Die Tauchelektroden können aus den be kannten Baustoffen, wie Eisen, Kohle, her gestellt sein. Als zweckmässig hat sich eine kombinierte Elektrode erwiesen, bei der nur der untere, unterhalb des Badspiegels befind- liehe Teil aus Graphitkohle besteht. Versuche mit einem derartigen Ofen haben ergeben, dass der Badumlauf um die Zwi schenwand herum derart stark wird, dass eine Dämpfung desselben zweckmässig, bisweilen sogar notwendig erscheint.
Zur Erreichung dieses Ziels kann die im Schmelzbadtiegel angeordnete Zwischenwand mit Durchbre- chungen versehen sein. Es stellt sich dann eine den Badumlauf dämpfende Wirkung ein, indem ein Ausgleibh zwischen den ver schieden schweren Salzschmelzen durch die Durchbrechungen in der Trennwand stattfin det.
Die Grösse der Durchtrittsstellen für die Schmelze, welche sich Ober- und unter halb der Trennwand befinden, kann ferner durch Heben und Senken der Zwischen wand, gegebenenfalls durch Verschieben ein zelner Teile der Zwischenwand gegeneinan der, verstellbar sein.
In den Fig. 1 bis 15 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes dargestellt. Es bezeichnet in allen Abbildungen die Ziffer 1 den Tiegel, 2 den Elektrodenraum, 3 den Nutzraum und 4 die Zwischenwand. Die Elektroden sind mit Ziffer 5 und die Stromzuführungen mit 6 und 7 benannt worden.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 im Schnitt und im Grundruss gezeigten Ausführungs beispiel sind zwei Elektrodenräume symme trisch zum Nutzraum angeordnet.
Die Zirkulation der Badflüssigkeit wird beeinträchtigt und unterbunden, wenn sich der Badspiegel bis unterhalb der obern gante der Zwischenwand 4 zwischen Elek troden- und Nutzraum gesenkt hat. Um die sen Mangel zu beheben, sowie zu dem Zwecke, die Badbewegung in zulässigen Grenzen zu halten, ist die Zwischenwand mit Durchbrechungen versehen.
Diese können ge mäss Fig. 3 und 4 der Zeichnung aus einer Anzahl symmetrisch oder unsymmetrisch über die Zwischenwand verteilter kreisrunder Löcher 8 bestehen. Es können auch entspre chend Fig. 5 und 6, sowie Fig. 7 mehrere Langlöcher 9 vorgesehen sein, deren längere Achsen vorzugsweise parallel zum Schmelz badspiegel liegen. Die durchbrochene Zwi- schenwand kann mit dem -Schmelzbadtiegel ein .Stück bilden. Es ist jedoch auch mög lich, die Zwischenwand beweglich und aus dem Bad herausnehmbar zu gestalten.
Die fest mit dem Tiegel verbundene Zwischen wand erhöht dessen Festigkeit; die lose an geordnete Zwischenwand ermöglicht ihren schnelleren Ersatz bei Beschädigungen im Betrieb, sowie eine Regulierung der Durch trittsquerschnittte ober- und unterhalb der Zwischenwand und damit eine Anpassung an den jeweiligen Badumlauf.
Für das Einsetzen der losen Zwischen wand 4 sind zweckmässig, wie es Fig. 8 zeigt, in der Tiegelwandung selbst Rillen 10 vor gesehen.- Man kann auch die Längsseiten der Zwischenwand entsprechend der Fig. 9 der Zeichnunb mit Führungen 11. versehen und diese über einfache Vorsprünge 12 an der Tiegelwandung übergreifen lassen. Zwi schenwand und Ofenwandung sind auf diese Weise gegeneinander verschiebbar.
Die durchbrochene Zwischenwand braucht nicht durch besondere Massnahmen in Abstand vom Tiegelboden gehalten zu werden, sondern sie kann direkt auf dem Boden ruhen, wie in Fig. 5. Soll die als loser Bestandteil des Tiegels 1 vorgesehene Zwischenwand 4 aus irgendwelchen Gründen in bestimmtem Ab stand vom Tiegelboden gehalten werden, so ist es vorteilhaft, dieselbe entsprechend Fig. 7 mit Bügel 13 zu versehen, die den kälteren Rand des Tiegels übergreifen. Bei dieser Befestigungsart können beschädigte Zwischenwände selbst während des Betriebes leicht ausgewechselt werden.
Für die Beein flussung der Zirkulation der .Schmelzba.dflüs- sigkeit und auch der Leistung des Bades ist es günstig, wie Fig. 10 zeigt, die Zwischen wand beispielsweise an Zahnstangen 14 an zulenken, die durch Zahnräder 15 und ein Triebwerk gehoben und gesenkt werden können.
Als Baustoff für die Zwischenwände 4 kommt sowohl metallisches, als auch kera misches Material in Frage. Entscheidend für die Auswahl ist einerseits die notwen dige Höhe der Abschirmung des Nutzraumes 3 gegen elektrische Ströme, anderseits die Wirtschaftlichkeit. Zwischenwände aus me tallischem Material schirmen den Strom fluss vom Elektroden- zum Nutzraum weit gehender ab als solche aus keramischem Ma terial, letztere sind aber haltbarer und stel len sich in der Herstellung und im Ge brauch billiger als Zwischenwände aus Metall.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 11 können die Tauchelektroden in Reihe oder parallel an das Einphasennetz <I>U, Y</I> ange schlossen werden. Dazu ist der Ofen mit einem Wechselschalter 16 versehen.
Die in Fig. 12 dargestellte Form des Schmelzbadtiegels mit einseitiger Anord nung der Elektrodenräume eignet sich ins besondere für tiefe Badräume. Bei solchen Bädern ist der Auftrieb der heissen Schmelze im Elektrodenraum sehr stark. Man erhält einen sehr wirksamen Umlauf der Schmelze und kann auch bei einseitigem Elektroden raum 2 einen vergleichsweise grossen Bad raum 3 gleichmässig erwärmen.
Damit bei hoher elektrischer Leistung eine genügend grosse wirksame Oberfläche der Elektrode 5 erreicht wird, ohne dass diese selbst allzu unförmig wird, verteilt man zweckmässig die Leistung auf mehrere nebeneinanderliegende 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 geschaltet werden können.
Bei solchen Ofen ist die Anordnung von Durch brechungen in der Zwischenwand wegen des starken Badumlaufes besonders am PIatze. Bei geringeren Anforderungen an die Tem peraturgleichmässigkeit im Badraum 3 wird jedoch die Umwälzung der Schmelze mit den billiger herzustellenden rechtwinkligen Tiegeln mit flachen langgestreckten Bädern gemäss der Fig. 13 in genügender Weise er reicht.
Wird insbesondere bei verhältnismässig flachen Badtiegeln auf eine hohe Gleich mässigkeit der Temperatur im Badraum Wert gelegt, so empfiehlt es sieh, mehrere Elektrodenräume 2 mit Zwischenwänden 4, wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, an den Enden länglicher Badtiegel anzuordnen. Bei An schluss an Drehstrom ist Dreiecksform des Badtiegels gemäss Fig. <B>15</B> günstig, da sich in jeder Ecke des Tiegels ein Elektroden raum 2 ergibt und bei entsprechendem Stromanschluss eine ganz besonders gute Gleichmässigkeit der Badwärmung eintritt.
Bei einem Elektrodenschmelzbadofen mit den beschriebenen Zwischenwänden ergibt sich noch ein weiterer Vorteil gegenüber einem Elektrodenbad ohne Schutzwand, bei dem der Strom durch das ganze Bad geht. Taucht man in ein solches Bad ein metal lisches Gut ein, dessen elektrische Leitfähig keit grösser ist als die der verdrängten Schmelze, so fällt der Widerstand zwischen den Elektroden und die Stromaufnahme des Bades steigt. Das ist insofern schädlich, als die bei leerem Bad für die Einhaltung einer bestimmten Temperatur eingestellte Strom stärke bei beschicktem Bad überschritten wird.
Dadurch liegt auch die Temperatur des Bades und des Gutes nach Abschluss des Erwärmungsvorganges höher als ursprüng lich eingestellt. Bei metallurgischen Bädern, insbesondere für die Stahlbehandlung, ist das ausserordentlich schädlich und bedingt ein dauerndes Nachregeln der Stromzuführunm. Beim beschriebenen Ofen geht innerhalb dEs Schmelzbadtiegels der Strom praktisch nur im Elektrodenraum von Elektrode zu Tiegel. so dass keine Beeinflussung der Stromauf nahme des Bades durch das eingebracht Gut stattfindet.