DE1042786B - Drehstromgespeister Elektroden-Widerstandsofen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, elektrisch leitendes Material in Elektroöfen durch direkten Stromdurchfiuß aufzuheizen. Dies kann mit Gleichstrom oder Wechselstrom geschehen. Bei der üblichen Energieversorgung mit Drehstrom erfordert Gleichstrom eine Umformung, deren Anlage und laufende Verluste ins Gewicht fallen. Wechselstrom ergibt eine einphasige Netzbelastung, die ebenfalls unerwünscht ist. Es ist zwar bekannt, durch Kunstschaltungen die Einphasenlast auf die drei Phasen des Drehstromnetzes zu verteilen, doch ist auch hier der Aufwand beträchtlich.

Es sind ferner bereits Salzbadhärteöfan bekanntgeworden, deren Elektroden an ein Drehetromnetz in der Weise angeschlossen sind, daß sich gleich lange Strom wege im Ofen ergeben, so daß eine gleichmäßige Netzbelastung gesichert ist. Der Ofeninhalt bildet hier eine geschmolzene Masse, deren Widerstand nach allen Richtungen der gleiche ist und in dem das Einsatzgut die Wärme im wesentlichen durch Wärmeleitung aus dem Salzbad aufnimmt, weil die eingesetzten Metallteile im Verhältnis zu den Ofeninnenmaßen klein sind.

Weiter sind Glasschmelzöfen bekannt, bei denen die Elektroden von vielphasigen Wechselströmen gespeist werden und bei denen: man durch Zuordnen einander nicht gegenüberliegender Elektroden zu den gleichen Phasen eine ungleichmäßige Baderwärmung erreichen kann. Auch hier bildet das Glas selbst einen homogenen, nur von der Temperatur, aber nicht von der Richtung abhängigen Leiter.

Die vorliegende Erfindung betrifft dagegen einen' Widerstandsofen für einen gut leitenden und im Vergleich mit den Ofenabmessungen nicht kurzen Einsatz, dessen Leitfähigkeit daher im Gegensatz zu den obengenannten Öfen nicht zu vernachlässigen ist. Der Ofenbetrieb ist im folgenden genauer beschrieben.

Soll Kunstkohlematerial in elektrischen Öfen graphitiert, also sehr hoch erhitzt werden, so packt man es in Koksgrieß ein. Der Koksgrieß dient einmal als Schutz gegen Verbrennung, dann aber auch als Kontakt zwischen dem Einsatz und den Ofenelektroden. Bild 1 zeigt die übliche Anordnung eines solchen Ofens schematisch von oben gesehen. 1 sind die beiden Elektroden, denen der Strom zugeführt wird, 2 ist der Einsatz, der aus den zu graphitierenden Kunstkohleplatten aufgebaut wird, 3 ist der Koksgrieß und 4 die Ofenwand.

Es ist bei dieser Anordnung wichtig, daß der Widerstand des Einsatzes 2 in der Größenordnung des Widerstandes des Packmaterials 3 bleibt. Ist er sehr viel kleiner, so entwickelt sich die Wärme vorzugsweise zwischen den Elektroden und den Enden des Einsatzes, während die Einsatzmitte zu kalt bleibt. Durch geeignete Anordnung der zu erhitzenden Kohle-Drehstromgespeister
Elektroden -Widerstandsofen

Anmelder:

Ringsdorff-Werke G.m.b.H.,

Bad Godesberg-Mehlem,

Königswinterer Str. 1

Dr.-Ing. Fritz Schröter, Bad Godesberg,
ist als Erfinder genannt worden

platten läßt sich diese Forderung befriedigend erfüllen, solange sie nicht zu groß sind.

Sollen lange Stäbe aus Kunstkohle graphitiert werden, so ist das aus den obengenannten Gründen nur möglich, wenn ihre Achse quer zur Ofenachse liegt. Der Einsatz erhält damit eine beträchtliche Ausdehnung, es ist also ein sehr großer Ofen erforderlich, dessen große Leistungsaufnahme und die dadurch verursachte einphasige Belastung des Drehstromnetzes zu Schwierigkeiten führt.

Erfindungsgemäß wird diese Schwierigkeit dadurch behoben, daß beim mittleren Paar der Elektroden die Anschlüsse an die Phasenwicklung vertauscht sind.

Es wird also von einem mit Drehstrom gespeisten Ofen ausgegangen, dessen Elektroden quer zur Achsrichtung der Kunstkohlestäbe angeordnet sind, die graphitiert werden sollen. Bild 2 zeigt die Anordnung sohematisch für eine dreiphasige Speisung durch die Transformatoren 5. Die übrigen Bezeichnungen entsprechen denen von Bild 1. Es ist natürlich auch eine Speisung mit vier (Scottschaltung) oder auch zwölf Elektroden möglich, die an entsprechende Traneformatoiren angeschlossen werden.

Ähnlich wie bei derartigen bekannten Öfen treten auch bei der Anordnung nach der Erfindung nun Spannungen nicht nur zwischen' la und la', Ib und 1 b' sowie 1 c und 1 c' auf, welche Ströme durch den Einsatz 2 treiben, sondern es treten auch Spannungen zwischen 1 α und Ib, Ib und 1 c usw. auf, welche im wesentlichen durch das Packmaterial fließen und den Einsatz nur indirekt erwärmen.

Diese schädlichen Quer spannungen zwischen la und Ib usw. werden nun aber durch die Anordnung

βββ 6TO322

nach der Erfindung auf ein nicht mehr störendes Maß zu verkleinert.

Geht man von einer normalen Sternschaltung nach Bild 3 aus, so ergibt sich folgendes Bild. Wird die Phase A-b₂ umgeschaltet, so efhält der Spannungsvektor die Lageyi-δ. Wird der Sternpunkt^ geöffnet, so läßt sich Bild 3 in das gleichwertige Bild 4 überführen. Betrachtet man jetzt das Ersatzschema für die Widerstände des Ofens (Bild 5), so zeigt sich, daß an den Nutzwiderständen r die großen Spannungen a^a' usw. liegen, an den Quer wider ständen r_q aber nur die halb so großen Spannungen a-b usw.

Geht man von der Dreiphasenschaltung zu einer Schaltung mit sechs Phasen oder einem noch größeren Vielfachen von Drei über, so steigt naturgemäß der Aufwand an Elektroden und Anschlüssen, dafür sinken aber die schädlichen Ouerspannungen noch weiter ab. Nur müssen dann zwei oder mehr Phasen umgeschaltet werden. Beim Graphitieren sehr langer Stäbe kann es im Hinblick auf die gleichmäßige Erwärmung durch eine Vielzahl von Wärmequellen vorteilhaft sein, von einer mehr als dreiphasigen Schaltung Gebrauch zu machen.

Selbstverständlich kann man an Stelle einer größeren Zahl von Einphasentransformatoren auch einen Drehstromtransformator entsprechender Schaltung wählen.

Unabhängig davon bietet die beschriebene Schaltung noch den Vorteil, durch Umschaltung von Dreieck auf Stern auf der Oberspannungsseite eine Grobstufe für die Regelung der Ofenleistung zu besitzen.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   l.Drehstromgespeister Elektroden- Widerstandsofen, bei dem die Elektroden zu beiden Längsseiten des Ofens einander jeweils als Paar gegenüberstehend angeordnet sind^ wobei jeweils ein Paar der Elektroden an eine der untereinander nicht verbundenen Phasenwicklungen angeschlossen ist, für das Graphitieren von Stäben aus Kunstkohle, dadurch gekennzeichnet, daß beim mittleren Paar der Elektroden die Anschlüsse an die Phiasenwicklung vertauscht sind.
2. 2. Drenstromgespeister Elektroden-Widerstandsofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung für Drehstromsysteme, deren Phasenzahl das Doppelte oder ein Vielfaches von Drei beträgt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 879 438;
   französische Patentschrift Nr. 834 044;
   deutsche Auslegeschrift R 14111 VIIId/21h (bekanntgemacht am 3. 5. 1956).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 809677ß22 10.5$