Elektrodenanordnung an Salzbadöfen.. Für die Elektrodenanordnung in Salz bädern, die durch unmittelbaren Stromdurch gang beheizt werden;, wurden bereits zahl reiche verschiedene Vorschläge gemacht und auch ausgeführt.
So ist es zum Beispiel be kannt, die Elektroden an zwei entgegen gesetzten Seiten des Bades anzuordnen, wo bei der Hauptstrom praktisch das ganze Rad volumen durchfliesst, vorausgesetzt, dass die Wanne des Bades aus nicht leitendem Ma terial besteht. Besteht sie aus leitendem Ma terial, so wird praktisch ein erheblicher Teil des Stromes zwischen den Elektroden und der nächstgelegenen Ziegelwand übertreten.
Um .den Heizstrom von demjenigen Teil des Bades, in -den die zu behandelnden Gegen stände eingesetzt werden - dem Nutzraum - möglichst fern zu halten, wurde auch be reits vorgeschlagen, dem Bad einen kreisrun den Querschnitt zu geben, den Tiegel als eine Elektrode zu verwenden und die andere Elektrode innerhalb desselben in Form eines Hohlzylinders anzuordnen.
Diese Bauart wurde auch dahin erweitert, dass innerhalb des Tiegels mehrere mit diesem und unter sich konzentrisch angeordnete Hoh'lelektro- den angebracht werden, um einen An.schluss des Bades an Mehrphasenstrom zu ermög lichen.
Häufig ausgeführt wird eine Elektroden anomdnung, bei der die Eintauchelektroden in der Nähe der einen Seitenwand des Bades angeordnet sind. Hierbei werden die Strom linien grösstenteils auf kürzestem Weg zwi- sschen den Elektroden und, falls dieser lei tend ist, auch zwischen den Elektroden und dem Tiegel übergehen aber den Nutzraum .des Bades wenig durchsetzen. In der gleichen Richtung wurde auch vorgeschlagen, die Elektroden paarweise und so eng benachbart anzuordnen, dass auch eine Mitwirkung eines leitenden Tiegels der Nutzraum von Strom linien: praktisch frei bleibt.
Es ist schliess lich auch bekannt geworden, den Teil des Bades, in dem ,sich die Elektroden befinden und der hauptsächlich. von Heizstrom durch- flossen ist, gegenüber dem Nutzraum des Bades durch Wände abzuschliessen, die den Badquerschnitt so zweit freilassen, dass die Salzschmelze zwischen dem Heizraum und dem Nutzraum ausreichend umlaufen kann.
Diese vorstehend genannten Vorschläge für die Elektrodenanordnung haben eine Reihe von Nachteilen. Die konzentrische Elektrodenanordnung braucht, vor allem -enn sie mehiThasig ausgebildet ist, verhält nismässig viel Platz, ergibt also unnötig grosse und teure Ofen. Bei Anordnung der Elektroden längs einer Seitenwand lässt sich ein vollkommen stromfreier Nutzraum des Bades kaum erzielen und. bringt ausserdem die Gefahr mit sich, dass die Elektroden durch eingesetzte Werkstücke kurzgeschlos sen werden können.
Die Anordnung mit der Trennwand zwischen Heiz- und Nutzraum erfordert zum mindesten für die Trennwand einen zusätzlichen I@Taterialaufwand. Die Trennwand wird von d'em Salzbad auf die Dauer angegriffen und zerstört.
Alle Anordnungen, bei denen der Strom in die leitende Tiegelwand eintritt, haben den Nachteil., dass die ohnehin mässige Le bensdauer des Tiegels durch elektrischen An griff weiter herabgesetzt wird.
Der der Erfindung entsprechenden Elek- trodenanoxdnung liegt die Aufgabe zu grunde, ohne weiteren Materialaufwand das Eindringen von Stromlinien in den Nutz raum des Bades zu verhindern, einen Strom fluss durch den Tiegel weitestgehend auszu schalten und trotzdem eine genügende Bad umwälzung zu erzielen. Gemäss dieser Erfin dung wird die eine von drei Elektroden als Mantelelektrode ausgebildet und umfasst dir: beiden andern, vorzugsweise als Vollkörper ausgebildeten Elektroden. Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Anord nung.
Darin bedeutet A die Wanne bezw. den Tiegel des Salzbades, B die 'Mantelelek trode mit dem Anschluss b, C und D die bei den andern Elektroden, welche als Vollzylin der ausgebildet sind und innerhalb der Man telelektrode B nebeneinander stehen. Die drei Anschlüsse<I>b, e,</I> d werden an die drei Pha- seneines Drehstromtransformators oder eines Drehstromnetzes angeschlossen. Die Quer sehnitte der Elektroden B,<I>C, D</I> und ihre gegenseitige Anordnung kann so gewählt werden, dass vektoriell eine symmetrische Stromverteilung zwischen den drei Phasen des Drehstromes eintritt.
Zu diesem Zweck kann die Mantelelektrode auch entsprechend Fig. 2 beispielsweise eine eingezogene Form erhalten, oder noch besser eine solche nach Fig. 3, wobei der Anheizer schon von vorn herein .senkrecht <I>zu</I> C-D steht.
Diese Elek- trodenanordnung vereinigt eine Reihe von Vorteilen. Zunäehst verlaufen die zwischen den Elektroden übertretenden Ströme aus schliesslich innerhalb der Mantelelektrode B und dringen nicht in den Nutzraum E des Bades vor. Ferner nimmt die Tiegelwand, selbst. wenn sie aus stromleitendem Material besteht, bei der vorgeschlagenen Anordnung keinen Strom auf, so dass elektrolytische Korrosionen an der Tiegelwand praktisch nicht auftreten.
Soweit. bei neu angesetztem Bad zwischen den untern Enden der Elek troden und dem Boden der Wanne ein klei ner Teil des Stromes übergeht, so wird dieser Stromübergang alsbaldverringert oder minde- stens seiner scliä,dlichen Wirkungen beraubt,, da, nach kurzer Zeit auf dem Boden der Wanne sich eine Schlammschicht bildet, die das Tiegelmaterial vor weiterem Angriff schützt:.
Für die Badumwälzung ist durch die vorstehend erwähnte Ausbildung der Mantelelektrode ausreichend gesorgt, beson ders da in dem innern Heizraum ein kräf- tiger Wärmeauftrieb entsteht.
Hinzu kommt, dass die derErfindung ent sprechende Anordnung eine besonders vor teilhafte Unterbringung des Anheizers er möglicht. Bekanntlich ist das Salz in kaltem Zustand praktisch nicht leitend, so dass es um esehmolzen weiden muss, bevor z *ieli,st <B>g</B> der Stromübergang zwischen den Elektro den einsetzen kann. Es ist bekannt, zu diesem Zweck Widerstände in das Bad ein zusetzen, die das Aufschmelzen aus dem kalten Zustand ermöglichen. Hierbei ist.
es von besonderer Bedeutung, dass das in unmittelbarer Nähe des Widerstandes ge.. sehmolzene Salz möglichst bald mit den Hauptelektroden in Berührung kommt, so dass der Stromfluss zwischen den Hauptelek troden baldigst einsetzen kann. Bei der er findungs,gemässen Anordnung der Elektroden wird nun der Anheizer F-F' zweckmässig innerhalb der Elektrode B untergebracht, und zwar so, dass unter seiner Wirkung als bald eine Salzschmelze entsteht, die einen: Stromübergang zwischen den Elektroden er möglicht.
Hierdurch wird ein schnelles Ein setzen des Hauptstromes, .ein schnelles Auf schmelzen des Heizraumes und anschliessend des ganzen Bades erzielt.
Dem vorstehenden entsprechend kann zum Beispiel der Anheizer F in der in Fig. 1 gezeigten Stellung eingebaut werden. Er be steht dann einfach aus zwei Stäben, die am untern Ende miteinander verbunden sind und vorüfbergehend an zwei Phasen des Drehstromnetzes angeschlossen werden.
Da bei dieser Stellung des Anheizers während des normalen Betriebes der zwischen C und D verlaufende Strom nicht durch das Salz, sondern grösstenteils durch .den Anheizer flie ssen würde, so wird zweckmässig der Anhei- zer F nach Beendigung der Anheizzeit aus seiner Lage ausgeschwenkt und entweder quer zur Verbindungslinie C, D wie in Fig. 3 dargestellt, oder in die Nähe der Man telelektrode B gebracht oder vollständig her ausgenommen.
Die Elektrode B kann auch selbst als Anheizer ausgebildet werden, indem die Zu leitung b, wie in Fig. 1 punktiert angedeu tet, in zwei Zuleitungen g und h' geteilt wird, ,die über die offene Schleife B verbunden sind. Diese Zuleitungen g und h werden dann zum Anheizen an getrennte Pole des Netzes angeschlossen, so dass der Anheizstrom die 'lektro,de B durchfliesst.
Um den Wider stand der Elektrode auf der Seite des Nutz raumes zu erhöhen und den Anheizeffekt zu verbe.s,sern, können Schlitze und Löcher in der Elektrode B vorgesehen werden, deren Anordnung auch zu einer Verbesserung der Salzströmung dienen kann. Durch geeignete Schlitzei in der Elektrode B kann ausserdem nicht nur ihr Widerstand -vergrössert wer- .den, sondern auch ihre Elastizität gegenüber den mechanischen Beanspruchungen, durch ,das .schmelzende und erkaltende Salz ver grössert werden.
Die Mantelelektrode B erhält eine der artige Höhe, dass zwischen der Oberkante und dem normalen Badspiegel sowie zwi schen der Unterkante und dem Wannenboden ein ausreichender Abstand verbleibt, um eine Kreislaufströmung des geschmolzenen Salzes zwischen dem Raum E und d-em Raum innerhalb der Elektrode B zu ermöglichen.
,Da ein solcher Kreislauf in Richtung der :nächstgelegenen Wannenwandteile unzweck mässig ist und nur zu schädlichen Überhit- zungserscheinungen an-diesen Stellen und zu unnötigen Wärmeverlusten führt, wird die Elektrode B zweckmässig so ausgebildet, dass ,ein Salzkreislauf nach diesen Richtungen ;verhindert wird.
Zu diesem Zweck kann ent weder an diese Stellen die Elektrode bis in .die Nähe des Badspiegels hochgezogen wer den, oder aber an der Unterseite bis in die ,Nähe des Wannenbodens verlängert werden; gegebenenfalls kann -auch an diesen Stellen der Wannenboden durch Aufmauerung oder durch irgendwelche Sperrstücke erhöht wer den, so dass die Zirkulation an diesen Stellen behindert wird.
Auch ein dichtes geranrücken 'der Elektrode B an die Tiegel wandung ist in dieser Richtung zweck mässig.
Bei der der Erfindung entsprechenden Elektrodenanordnung ist es ohne weiteres möglich, [durch eine Verstellung der Elek troden C und D die Stromaufnahme des Ba. des zu ändern und damit die Badtemperatur zu regeln. Werden die Elektroden C und .D näher an die Wand der Elektrode B heran gebracht oder tiefer eingetaucht, so wird die Stromaufnahme des Bades steigen.
Es können zum Beispiel viereckige Wan nen, wie in Fig. 1 verwendet werden, oder auch länglich gerundete, zum Beispiel ellip- sen- oder eiartige Wannen, wie in Fig. 3 und 4. Auch können innerhalb eines Bades mehrere derartige Heizaggregate unterge bracht werden, was von besonderer \Vichtib- keit für die gleichmässige Beheizung grosser Bäder ist.
Electrode arrangement on salt bath ovens .. For the electrode arrangement in salt baths that are heated by direct current passage ;, numerous different proposals have already been made and also carried out.
For example, it is known to arrange the electrodes on two opposite sides of the bath, where practically the entire wheel volume flows through the main stream, provided that the bath tub is made of non-conductive material. If it consists of conductive material, a considerable part of the current between the electrodes and the nearest brick wall is practically passed over.
In order to .the heating current from that part of the bath where the objects to be treated are used - the usable space - to keep it as far away as possible, it has already been proposed to give the bath a circular cross section, to use the crucible as an electrode use and to arrange the other electrode within the same in the form of a hollow cylinder.
This design has also been expanded to include several hollow electrodes arranged concentrically with it and below the crucible in order to enable the bath to be connected to multiphase electricity.
An electrode arrangement is often carried out in which the immersion electrodes are arranged in the vicinity of one side wall of the bath. In this case, the current lines will for the most part pass over the shortest path between the electrodes and, if this is conductive, also between the electrodes and the crucible, but will not penetrate the useful space of the bath. In the same direction, it has also been proposed to arrange the electrodes in pairs and so closely adjacent that the useful space of current lines remains practically free even if a conductive crucible is involved.
Finally, it has also become known, which part of the bath in which the electrodes are located and which mainly. is traversed by heating current, to be closed off from the usable space of the bath by walls that leave the bath cross-section free so that the molten salt can sufficiently circulate between the heating room and the usable space.
The above-mentioned proposals for the electrode arrangement have a number of disadvantages. The concentric electrode arrangement requires, especially if it is designed with multiple phases, requires a lot of space and thus results in unnecessarily large and expensive ovens. If the electrodes are arranged along a side wall, a completely current-free usable space in the bath can hardly be achieved and. also brings with it the risk that the electrodes can be short-circuited by inserted workpieces.
The arrangement with the partition between the boiler room and the utility space requires additional material expenditure, at least for the partition. The partition wall is permanently attacked and destroyed by the salt bath.
All arrangements in which the current enters the conductive crucible wall have the disadvantage that the already moderate service life of the crucible is further reduced by electrical attack.
The electrode anodizing according to the invention is based on the task of preventing streamlines from penetrating the useful space of the bath without additional material expenditure, largely switching off a current flow through the crucible and still achieving sufficient bath circulation. According to this inven tion, one of three electrodes is designed as a jacket electrode and comprises: the other two electrodes, preferably designed as solid bodies. Fig. 1 shows an embodiment of such an arrangement.
A means the tub or the crucible of the salt bath, B the 'Mantelelek electrode with the connection b, C and D with the other electrodes, which are designed as full cylinders and are located next to each other within the Man telelectrode B. The three connections <I> b, e, </I> d are connected to the three phases of a three-phase transformer or a three-phase network. The transverse direction of the electrodes B, <I> C, D </I> and their mutual arrangement can be selected such that vectorially symmetrical current distribution occurs between the three phases of the three-phase current.
For this purpose, the jacket electrode can also be given a retracted shape according to FIG. 2, for example, or even better one according to FIG. 3, the heater being perpendicular from the start to C-D.
This electrode arrangement combines a number of advantages. Initially, the currents that cross between the electrodes run exclusively within the jacket electrode B and do not penetrate into the usable space E of the bath. Furthermore, the crucible wall, even if it is made of electrically conductive material, does not absorb any current in the proposed arrangement, so that electrolytic corrosion practically does not occur on the crucible wall.
So far. when a small part of the current passes between the lower ends of the electrodes and the bottom of the tub when a new bath is set up, this current transition is immediately reduced or at least deprived of its harmful effects, there after a short time on the floor of the A layer of sludge forms in the tub, which protects the crucible material from further attack.
The above-mentioned design of the jacket electrode ensures that the bath is sufficiently circulated, especially since there is a strong heat lift in the inner heating space.
In addition, the arrangement corresponding to the invention enables the heater to be accommodated in a particularly advantageous manner. It is well known that the salt is practically non-conductive in a cold state, so that it has to graze around the molten salt before the current can transfer between the electrodes. It is known to add resistors to the bath for this purpose, which allow melting from the cold state. Here is.
It is of particular importance that the molten salt in the immediate vicinity of the resistor comes into contact with the main electrodes as soon as possible, so that the current flow between the main electrodes can start as soon as possible. In the he invention, according to the arrangement of the electrodes, the heater F-F 'is conveniently housed within the electrode B, in such a way that under its effect as soon as a molten salt is formed, which a: current transfer between the electrodes he makes possible.
As a result, a quick set of the main stream, a quick melting of the boiler room and then the entire bathroom is achieved.
Corresponding to the above, the heater F, for example, can be installed in the position shown in FIG. It then simply consists of two rods that are connected to one another at the lower end and are temporarily connected to two phases of the three-phase network.
Since in this position of the heater during normal operation the current between C and D would not flow through the salt, but mostly through the heater, the heater F is expediently swiveled out of its position at the end of the heating time and either transversely to the connecting line C, D as shown in Fig. 3, or brought into the vicinity of the Man telelectrode B or completely removed.
The electrode B can also itself be designed as a heater by dividing the line b, as indicated by dotted lines in FIG. 1, into two lines g and h ', which are connected via the open loop B. These supply lines g and h are then connected to separate poles of the network for heating purposes, so that the heating current flows through the 'lektro, de B.
In order to increase the resistance of the electrode on the side of the useful space and to verbe.sern, slots and holes can be provided in the electrode B, the arrangement of which can also serve to improve the salt flow. By means of suitable slots in the electrode B, not only can its resistance be increased, but also its elasticity to the mechanical stresses caused by the melting and cooling salt.
The jacket electrode B is given a height such that a sufficient distance remains between the upper edge and the normal bath level as well as between the lower edge and the tank bottom to allow the molten salt to circulate between the space E and the space within the electrode B. enable.
Since such a circuit in the direction of the closest tub wall parts is inexpedient and only leads to harmful overheating phenomena at these points and unnecessary heat losses, the electrode B is expediently designed in such a way that a salt circuit in these directions is prevented.
For this purpose, the electrode can either be pulled up in .die near the bath level at these points, or on the underside up to the, near the bottom of the tub; If necessary, the tub floor can also be increased at these points by brickwork or by any blocking pieces, so that the circulation is hindered at these points.
Moving the electrode B close to the crucible wall is also useful in this direction.
With the electrode arrangement corresponding to the invention, it is easily possible [by adjusting the electrodes C and D the current consumption of the Ba. to change the and thus regulate the bath temperature. If the electrodes C and D are brought closer to the wall of the electrode B or if they are immersed deeper, the current consumption of the bath will increase.
For example, square tubs, as in FIG. 1, or elongated, rounded, for example elliptical or egg-shaped tubs, as in FIGS. 3 and 4. Several such heating units can also be accommodated within one bath , which is of particular importance for the even heating of large bathrooms.