CH225662A - Anordnung an Elektroden-Schmelzöfen, insbesondere Salzbadöfen. - Google Patents

Anordnung an Elektroden-Schmelzöfen, insbesondere Salzbadöfen.

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CH225662A
CH225662A CH225662DA CH225662A CH 225662 A CH225662 A CH 225662A CH 225662D A CH225662D A CH 225662DA CH 225662 A CH225662 A CH 225662A
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Hermes Patentverwertun Haftung
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Hermes Patentverwertungs Gmbh
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
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    • H05B3/03Electrodes

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Description


  Anordnung an     Elektroden-Schmelzöfen,    insbesondere     Salzbadöfen.       Vorliegende Erfindung betrifft eine An  ordnung an     Elektroden-Schmelzöfen,    ins  besondere     Salzbadöfen,    bei denen die     Be-          heizung    des Bades durch     Heizströme    erfolgt,  die von     den;    Elektroden ausgehen und das  Bad, z. B. eine Salzschmelze, durchsetzen.

    Sie gestattet, die Abnutzung der Elektroden  gegenüber     den.    bisher     bekannten    Ausführun  gen erheblich zu vermindern und dadurch die  Lebensdauer dieser Elektroden entsprechend  zu     erhöhen.     



  Die Anordnung gemäss der Erfindung ist  dadurch gekennzeichnet, dass Teilen der  Elektroden, die     Heizströme    ins Bad aussen  den, Strom unterhalb des     Badspiegels    zuge  führt wird, in der Weise, dass diese Teile  nicht von oben nach unten gerichtete Ströme  führen.  



       Zweckmässigerweise    ist die Elektrode  hohl ausgebildet, wobei die     Stromzufüh-          rungsleitung    von oben her in die Höhlung    ragt und unterhalb des     Badspiegels    an den  Hohlkörper angeschlossen ist.  



  Mit einer derartig ausgestalteten Elek  trode lässt sich nicht nur ihre     Betriebsstun-          denzahl    und damit ihre     Lebensdauer    er  höhen, sondern es lassen sich auch im Bad  besonders vorteilhafte     Temperaturverteilun-          gen,    erzielen, auch kann die Auswechsel  barkeit erleichtert werden, und es können  auch sonst noch weitere Vorteile beispiels  weise hinsichtlich des     Anheizens    erzielt wer  den..  



  Um dies im einzelnen näher zu erläutern,  soll zunächst die bekannte Anordnung be  trachtet werden.  



       Fig.    1 zeigt einen Schnitt durch     einen          Salzbadtiegel    1, in welchem eine Elektrode 2  üblicher Ausführung vorgesehen ist. Eine  solche Elektrode besteht zum Beispiel aus  einem     Vierkanteisen,    das an der     Zuleitung    3  in den     Salzbadraum    4 eingehängt wird. An  der Stelle 5 ist das     Elektrodenmaterial    am      stärksten beansprucht, weil dort die Span  nung und damit Oberflächenbelastung am  höchsten ist und ausserdem die Übergangs  fläche zwischen Salzschmelze und Luft einen  stark korrodierenden Einfluss ausübt.

   An der  Stelle 5 wird daher bei den.     bekannten    Elek  troden das Material am schnellsten zerstört  und somit die     Gesamtbenutzungsdauer    der  Elektroden begrenzt. Ausserdem wird bei  dieser bekannten     Elektrodenausführung    im  untern Teil des Bades nur ein geringer Teil  der     Stromwärme    erzeugt, so dass insbeson  dere bei tieferen Bädern merkliche Tempe  raturdifferenzen zwischen dem untern und       obern    Teil des Salzbades entstehen. Da die  Temperatur oben höher ist, ist der Ausgleich  der Differenz durch die     Badströmung    klein.  



  Die rechte Seite der     Fig.    1 zeigt als Bei  spiel eine     Elektrodenausführung    gemäss der  Erfindung. Die Elektrode besteht aus zwei  Teilen, und zwar der     Elektrodenzuleitung    6  und einer rohrförmigen Umkleidung oder  Hülse 7, die miteinander am untern Ende  bei 8 beispielsweise durch Schweissen,  Schrauben, Nieten oder dergleichen verbun  den sind. Am obern Ende sind sie metallisch  nicht verbunden, und an ihrem ganzen Man  tel haben sie einen Zwischenraum 9, der  wegen der niederen Spannung sehr schmal  sein kann.     Fig.    2 zeigt einen Schnitt in Rich  tung     A-B.     



  Ein     -wesentlicher        Unterschied    zwischen  den beiden     Elektrodenausführungen    besteht  darin, dass bei der Doppelelektrode der Strom  am untern Ende 10 in das Bad eintritt und  die Oberflächenbelastung nach obenhin ab  nimmt. Sie ist praktisch gleich Null an der       Salzbadoberfläche    bei 11.

   Bei dieser Ausfüh  rung fällt also die höchste     Strombelastung     mit der höchsten chemischen Beanspruchung  durch den Einfluss der     Trennschicht    zwi  schen Salzschmelze und Luft     nicht    zusam  men, so dass sich eine erhöhte     Lebensdauer     der Elektrode     ergibt.    Die Elektrode hat  ausserdem den Vorzug,     dass    im untern Teil  des Bades die grösste Stromwärme erzeugt  wird. Der Temperaturausgleich durch Bad  strömung findet erleichtert statt.

   Hinzu    kommt als weiterer Vorteil, dass das Bad       a        a        uch        noch        nach        Zerstörung        der        äussern        Elek-          trode    7     behelfsweise    in Betrieb gehalten wer  den kann, weil dann der innere Teil G der  Elektrode genau so arbeitet, wie Elektroden  bisheriger     Ausführung.     



  Zweckmässig wird der Zwischenraum 9  mit     Mitteln    angefüllt, die den Zutritt von  Luftsauerstoff verhindern (z. B. keramische       Ausg-ussmassen,        Sinterkorund,    Pulver oder  dergleichen) oder mit sauerstoffbindenden       Mitteln,    beispielsweise Russ.  



  Dabei kann das Füllmaterial zugleich so       beschaffen    sein, dass es der     Elektrodenhülse     einen besonderen Halt gibt; es können zum  Beispiel an den Wandungen gut haftende,  den     Zusammenhalt    festigende     Vorgussmassen     in den Zwischenraum eingeschmolzen oder in  anderer Weise eingebracht     werden..    Um     even-          iuellen    verschiedenen     AusdehniingsI#oeffi-          zienten    Rechnung     zii    tragen, kann das Füll  material gitterförmig, zum Beispiel aus ein  zelnen Stäben oder Leisten bestehend, ausge  bildet sein,

   wobei die dann noch     bestehenden          Zwischenräume    unter Umständen mit pul  verisiertem     Zwischenmaterial    ausgefüllt wer  den     können.    Auch können in manchen Fällen  sehr enge Zwischenräume vorgesehen sein,  die dann     beispielsweise    mit Glimmer oder       sonstigem,    ganz dünnem, isolierendem, hoch  hitzebeständigem Zwischenmaterial ausge  füllt werden können.

   Dabei kann die Hülse  - unter Zwischenlage von Isoliermaterial   beispielsweise auf der     Elektrodeuzuleitung          aufgepresst        bezw.    um sie     herumgepresst    oder       herumgewalzt    sein, auch kann die     Hülse    und  die innere Elektrode aus einem     Sttlck    her  gestellt, beispielsweise gepresst, gezogen oder  gegossen sein;

   auch kann die Herstellung von  Hülse und     innerer    Elektrode dadurch erfol  gen, dass beide Teile zunächst aus einem       Stück    bestehen und danach Bohrungen und       Einfrästingen        vorgesehen    werden, in die  dann das Isoliermaterial eingelegt wird.

   Des  weiteren können auch Längsrillen in der Hülse,       bezw.    der     innern    Elektrode vorgesehen sein,  in die dann - unter Zwischenschaltung von  Isoliermaterial - entsprechend etwa schwal-           benschwanzartig    ausgebildete Leisten der  innern Elektrode     bezw.    der Hülse eingreifen;  auch hierdurch kann ein fester Zusammen  halt zwischen innerer Elektrode und teil  weise isoliert angeordneter Hülse erzielt wer  den.  



  Bei der Erfindung können des weiteren  die Elektroden so ausgeführt werden, dass  eine beliebige Temperaturverteilung im Bade  erreicht werden kann. Wenn beispielsweise  die Elektrode gemäss der Darstellung in       Fig.    3 ausgeführt wird, hat sich das Maxi  mum des Stromüberganges durch das Salz  bad etwa bis in die     Badmitte    verschoben, das  heisst es wird bei 12 und bei 13 je etwa ein  gleicher Teil Stromwärme erzeugt werden, so  dass die     Temperaturgleichmässigkeit    über die       Badhöhe    günstig ist und bei 14 an der Trenn  stelle zwischen Salzschmelze und Luft keine  unzulässige Oberflächenbelastung der Elek  trode mehr vorhanden ist.

   Anstatt die Hülse  gemäss     Fig.    3, bei 12 abschliessen zu lassen,  kann sie auch gemäss     Fig.    4 den untern Teil  144 der     Elektrodenzuführung    6 umschliessen,  wodurch einerseits die Hülse gut befestigt  werden kann und bei gleichmässiger Abnut  zung des Hülsenmaterials eine Abnutzung  der innern Elektrode 6 vollständig unterbun  den ist; es ist also bei dieser Anordnung  laufend eine Auswechslung der Hülse und  dabei eine vollständige Wiederherstellung  der Elektrode möglich.     Elektrodenzuführung     6 und Hülse 7 können bei 144 durch Ge  winde aneinander befestigt, oder aber ge  schweisst oder in     anderer    Weise verbunden  sein.  



       Fig.    5 zeigt eine ähnliche Ausführung  wie     Fig.    1, jedoch mit dem Unterschied, dass  der Zwischenraum 9 mit beschränkt leit  fähigem Werkstoff ausgefüllt ist. Durch  Auswahl dieses Mittels 9 hinsichtlich seines       elektrischen;    Widerstandes - oder eventuell  bei Verwendung verschiedener Mittel mit  verschiedenem Widerstand über die     Elektro-          denlänge    - lässt sich erreichen, dass ein Teil  strom von der innern Elektrode 6 durch das  Mittel 9 zur äussern Elektrode 7 strömt und  auch im obern Teil des Bades Stromwärme    erzeugt.

   Man kann auch die äussere Elek  trode siebartig ausgestalten     bezw.    mit Durch  brechungen: versehen, so dass teilweise Salz  schmelze in     denn    Zwischenraum gelangen und  das Mittel 9 ganz oder bei Vorhandensein  anderer Stoffe teilweise durch flüssige Salz  schmelze ersetzt wird.  



  Die bisherigen Beispiele zeigten vorzugs  weise Elektroden für solche Bäder, die aus  einem Tiegel bestehen, in den die Elektroden  hineingehängt werden, z. B. in     Nischen.     F     ig.    6 zeigt     einen;    Schnitt durch einen Tiegel,  bei dem die massiven Elektroden 15 einen  von unten nach oben     durchgehenden    Teil der  im übrigen aus keramischer Masse 16 aufge  bauten     Tiegelwand    bilden. Die (nicht darge  stellten)     Stromzuführungsleitungen    hat man  sich in diesem Falle unten an den Elektro  den auf deren Aussenseite unmittelbar ange  schlossen zu denken.  



       Fig.    7 zeigt ein anderes Ausführungs  beispiel mit eingehängter Elektrode, jedoch  ohne rohrförmigen Aussenteil. Hier ist 17 der  keramische Tiegel und 18, 19 die Elektrode,  die mit ihrer innern Seite 18' dem     Badraum     zugewendet ist. 18 entspricht also etwa der  Hülse 7 der     Fig.    1. Die Stromzuführung zu  dieser Elektrode erfolgt durch 19, das der       innern    Elektrode 6 der     F'ig.    1 entspricht. Für  den Zwischenraum 20 zwischen 18 und 19  gilt das gleiche, wie weiter oben für den Zwi  schenraum. 9 gesagt wurde. Auch hier kann  das Bad' unter Umständen     weiterbetrieben     werden, wenn der Teil 18 der Elektrode weg  fällt.  



  Man kann auch die     Zuleitung    zur Elek  trode 18 in der gestrichelten Richtung 21 aus  dem     Badgehäuse        herausführen,    wenn man  die Durchführung der Elektrode im untern  Teil des Mauerwerkes in Kauf nehmen     will.     



  Es sei noch erwähnt, dass bei der Doppel  elektrode der     Anheizvorgang    erleichtert, un  ter Umständen eine zusätzliche     Anheizvor-          riehtung    ganz oder zum Teil gespart werden  kann. So     können:

      zum Beispiel bei Elektroden  gemäss rechtem Teil der     Fig.    1 oder gemäss       Fig.    3 bis 5 die obern     Hülsenränder    (aber  oder unterhalb des     Badspiegels)    -dauernd oder      nur während des     Anheizvorganges    unter  einander verbunden     bezw.    je an einer der  Innenelektrode der betreffenden Hülse ent  gegengesetzten Polarität     angeschlossen    wer  den. Die Hülse selbst sowie deren Innen  elektrode wirken, dann als     ohmscher    Wider  stand, und die gesamte     Elektrodenanordnung     bildet dann eine Art Tauchsieder, durch den  der Schmelzvorgang eingeleitet wird.

   In  gleicher Weise kann bei der Elektrode ge  mäss     Fig.    7 der aus dem Bad herausragende  Teil 22 während des     Anheizens    an Spannung  gelegt     werden        bezw.    die     entsprechendem    Teile  der     Badelektroden    miteinander zum Beispiel  als Sternpunkt verbunden werden.  



  Eine     weitere    Ausgestaltung der     Anheiz-          vorrichtung    bei Elektroden gemäss     Fig.    3 er  gibt sich dadurch, dass der Querschnitt der  innern Elektrode gemäss     Fig.    8 an seinem un  tern Teil 23 gering gehalten wird. Die En  den 24 mehrerer Elektroden können dann  durch Schienen 2'5 verbunden werden.

   Bei  richtiger Abmessung von 23 und 25 und bei       entsprechender        Abgleichung    der zugehörigen  Spannungen wirken dann während des An  heizens diese Elektroden als     Ohmscher     Widerstand, die schliesslich im Betriebszu  stand des Bades, wenn der Tiegel mit flüs  sigem Salz gefüllt ist, praktisch überhaupt  nicht mehr beansprucht werden, weil der  weitaus grösste Teil des Stromes direkt durch  das Salz fliesst. Soweit sie noch Wider  standswärme erzeugen., haben sie das er  ivünschte Ergebnis, dass auch im untern Teil  des Bades Wärme erzeugt wird.  



  Zusammenfassend ist also zu bemerken,  dass die Elektrode gemäss der Erfindung in  den     verschiedensten    Richtungen Vorteile be  sitzt; sie kann unter Umständen     ausser    für       Salzbadöfen    auch für andere Schmelzöfen  Anwendung finden, obwohl sie gerade für       Salzbadöfen    zum Härten besonders geeignet  ist.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Anordnung an Elektroden-Schmelzöfen, insbesondere Salzbadöfen, dadurch gekenn zeichnet, dass Teilen der Elektroden, die Heizströme ins Bad aussenden, Strom unter- halb des Badspiegels zugeführt wird, in der Weise, dass diese Teile nicht von oben nach ; unten gerichtete Ströme führen. UNTERANSPRÜCHE: l.. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Elektrodenteile als Hohlkörper ausgebildet sind, und dass Stromzuführungsteile von oben her in die Höhlung ragen und unterhalb des Rad spiegels an die Hohlkörper leitend ange schlossen sind. 2.
    Anordnung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass Heizströme aus sendende Teile der Elektroden hülsenartig und unten mindestens teilweise geschlossen ausgebildet sind. 3. Anordnung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass sich die Teile der Elektroden- bildenden Hülsen vom Radspiegel bis in die Mitte der Radtiefe erstrecken, und dass die Hülsenböden, die von den Stromzu- führungsteilen durchragt werden, mit diesen stromleitend verbunden sind. 4.
    Anordnung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der bei jeder Elektrode zwischen der Hülse und dem Stromzuführungsteil vorhandene Raum mit einem einen elektrischen Widerstand auf weisenden Material ausgefüllt ist. 5. Anordnung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass das den Raum zwischen Hülse und Stromzuführungsteil ausfüllende Material aus Stoffen mit ver- schiedenen elektrischen Leitfähigkeiten be steht. 6. Anordnung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der zwischen Hülse und Stromzuführungsteil vorhandene Raum mit einem Isoliermaterial ausgefüllt ist. 7.
    Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Elektroden durch Widerstände untereinander verbunden sind, die die nötige Wärme für das Anheizen des das Bad bildenden Gutes liefern. B. Anordnung nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass die Anheizwider- stände an die obern Hülsenränder der Elek troden angeschlossen sind. 9. Anordnung nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass die Anheizwider- stände die unterhalb der Hülsenböden zum Badgrund ragenden Teile der Stromzufüh- rungsteile untereinander verbinden. 10.
    Anordnung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die für das An heizen des Schmelzgutes dienenden, die Elek- troden verbindenden Widerstände derart be messen sind, dass beim normalen Betrieb die durch diese Widerstände entwickelte Wärme kleiner ist als die durch die das Bad durch setzenden Heizströme erzeugte Wärme.
CH225662D 1950-12-09 1941-11-29 Anordnung an Elektroden-Schmelzöfen, insbesondere Salzbadöfen. CH225662A (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2487770A (en) * 1946-02-11 1949-11-08 Cons Mining & Smelting Co Electric furnace
US2512206A (en) * 1947-09-09 1950-06-20 Holden Electric salt bath furnace

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