DE1127009B

DE1127009B - Process for heating electrical resistance ovens u. Like. And resistance ovens to carry out the process

Info

Publication number: DE1127009B
Application number: DEA32857A
Authority: DE
Inventors: Anders Ewert Malm
Original assignee: Kanthal AB
Current assignee: Kanthal AB
Priority date: 1958-09-22
Filing date: 1959-09-14
Publication date: 1962-04-05
Also published as: GB925899A; US3092681A; GB868442A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beheizung elektrischer Widerstandsöfen, vorzugsweise zur Wärmebehandlung von Material, das bei hohen Temperaturen oder bei Temperaturwechsel feste oder flüssige Teilchen absondert, unter Verwendung von Widerstands-Heizelementen, die Silizium enthalten, an denen sich unter Einwirkung des Sauerstoffes der Luft bei starker Erhitzung eine hauptsächlich aus Siliziumdioxyd bestehende Oberflächenschicht bildet.The present invention relates to a method for heating electrical resistance furnaces, preferably for heat treatment of material that is exposed to high temperatures or temperature changes secretes solid or liquid particles, using resistive heating elements, the Contain silicon, which, under the influence of oxygen in the air, form a forms a surface layer consisting mainly of silicon dioxide.

Man hat bereits vorgeschlagen, für Öfen, die für höhere Temperaturen als 1000° C und vorzugsweise für Temperaturen über 1400° C bestimmt sind, Widerstands-Heizelemente zu verwenden, die im pulvermetallurgischen Verfahren hauptsächlich aus hitzebeständigen Suiziden hergestellt worden sind. Vor allem verwendet man hierbei Molybdän-silizid, MoSi₂, mit etwaigen Resten von Oxyden, Karbiden oder Boriden, wobei als Metallatom außer Molybdän ein oder mehrere der Elemente Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr und W in Frage kommen können. Bei starker Erhitzung bildet sich an solchen Widerstands-Heizelementen durch die Einwirkung des Luftsauerstoffes eine oberflächliche Schicht von Siliziumdioxyd, die bei der hohen Sinterungstemperatur bei der Herstellung plastisch wird und eine gasdichte Haut bildet, welche ein weiteres Oxydieren des Inneren des Heizelementes bei dessen Gebrauch verhindert.It has already been proposed to use resistance heating elements for furnaces which are intended for temperatures higher than 1000 ° C. and preferably for temperatures above 1400 ° C., which have been produced mainly from heat-resistant suicides in the powder metallurgical process. Above all, molybdenum silicide, MoSi ₂ , with any residues of oxides, carbides or borides is used, with one or more of the elements Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr and W being possible as the metal atom apart from molybdenum can. With strong heating, a superficial layer of silicon dioxide forms on such resistance heating elements due to the action of atmospheric oxygen, which becomes plastic at the high sintering temperature during manufacture and forms a gas-tight skin, which prevents further oxidation of the interior of the heating element when it is in use.

Es ist weiter bekannt, die Heizelemente haarnadelförmig auszubilden und im Boden eines Ofens stehend oder von den Seitenwänden in den Ofenraum anzuordnen. It is also known that the heating elements are hairpin-shaped to train and to be placed in the bottom of a furnace or from the side walls in the furnace chamber.

Heizelemente dieser Art können in Öfen Verwendung finden, in denen Blöcke oder Knüppel, vorzugsweise aus Stahl, auf so hohe Temperaturen erhitzt werden, daß die meisten Stahlsorten abblättern, wobei die abgeblätterten Teilchen oft von der Oberfläche des Knüppels herausgeschleudert werden oder im Ofenraum als feiner Staub umherschweben. Die feinen Teilchen, die dabei die Elemente treffen, können die schützende Siliziumdioxydschicht dadurch beschädigen, daß sie daran festkleben und mit der Schicht reagieren, wobei deren Schutzwirkung meistens stark herabgesetzt wird. Da sich daraus eine Verminderung der Lebensdauer der Heizelemente ergibt, ist es wünschenswert, diese Wirkung des Abblättern der Knüppel unschädlich zu machen.Heating elements of this type can be used in furnaces in which blocks or billets, preferably made of steel, are heated to temperatures so high that most types of steel will peel off, whereby the flaked particles are often ejected from the surface of the billet or in the Float around the furnace chamber as fine dust. The fine particles that hit the elements can damage the protective silicon dioxide layer by sticking to it and with the Layer react, whereby their protective effect is usually greatly reduced. Since this results in a If the life of the heating elements is reduced, it is desirable to have this effect of peeling to render the stick harmless.

Auch beim Glühen von anderem Gut, wie Glas, Keramik und Chemikalien oder sogar von den Ziegeln des Ofens selbst, können für solche siliziumhaltige Heizelemente schädliche Teilchen gebildet werden.Even when annealing other goods such as glass, ceramics and chemicals or even the Bricks of the furnace itself can form harmful particles for such silicon-containing heating elements will.

Verfahren zur BeheizungMethod of heating

elektrischer Widerstandsöfen u. dgl.electric resistance furnaces and the like.

und Widerstandsöfen zur Durchführungand resistance furnaces for implementation

des Verfahrensof the procedure

Anmelder:Applicant:

Aktiebolaget Kanthai,
Hallstahammar (Schweden)Aktiebolaget Kanthai,
Hallstahammar (Sweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. K.-A. Brose, Patentanwalt,
Pullach bei München, Wiener Str. 1/2Representative: Dipl.-Ing. K.-A. Brose, patent attorney,
Pullach near Munich, Wiener Str. 1/2

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Schweden vom 22. September, 3. Dezember 1958
und 6. Februar 1959 (Nr. 8874, Nr. 11 200 und Nr. 1151)Sweden from September 22nd to December 3rd, 1958
and February 6, 1959 (No. 8874, No. 11,200 and No. 1151)

Anders Ewert Malm, Hallstahammar (Schweden),
ist als Erfinder genannt wordenAnders Ewert Malm, Hallstahammar (Sweden),
has been named as the inventor

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Wirkung dieser Teilchen auf die Heizelemente stark einzuschränken oder ganz zu verhindern und damit deren Lebensdauer wesentlich zu verlängern. Erreicht wird dies nach der Erfindung dadurch, daß die Erhitzung mittels an sich bekannter, im wesentlichen senkrecht hängender Heizelemente erfolgt und daß die Heizelemente mit derart hohen Temperaturen betrieben werden und eine so gewählte Zusammensetzung haben, daß die hauptsächlich aus Siliziumdioxyd bestehende Oberflächenschicht schmelzfließend wird und dabei unter steter Neubildung derselben langsam nach unten fließt, während der Überschuß gleichzeitig das Element als Tropfen verläßt, derart, daß an der Oberfläche der Elemente anhaftende Verunreinigungen entfernt werden.The invention has set itself the task of making the effect of these particles on the heating elements strong to limit or to prevent completely and thus to extend their service life significantly. Achieved this is according to the invention characterized in that the heating by means of known, essentially vertical hanging heating elements takes place and that the heating elements operated at such high temperatures and have a composition chosen so that it consists mainly of silicon dioxide existing surface layer becomes melt-flowing and with constant regeneration of the same slowly flows downwards, while the excess leaves the element as a drop at the same time, such that impurities adhering to the surface of the elements are removed.

Es ist dabei zweckmäßig, die Heizelemente mit einer Temperatur von mindestens 1500° C und vorzugsweise mit einer Temperatur von mindestens 1600° C zu betreiben.It is advisable to keep the heating elements at a temperature of at least 1500 ° C and preferably to operate at a temperature of at least 1600 ° C.

Eine zweckmäßige Ausführungsform eines Widerstandsofens zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstands-Heizelemente aus an sich bekannten, im wesentlichen haarnadelförmigen und vorzugsweise auf pulvermetallurgischem Wege im wesentlichen aus Molybdän-silizid, MoSi₂, herge-An expedient embodiment of a resistance furnace for carrying out the method according to the invention is essentially characterized in that the resistance heating elements are made from essentially hairpin-shaped, known per se, and preferably by powder metallurgy, essentially from molybdenum silicide, MoSi ₂ .

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stellten Heizelementen bestehen, die so angeordnet sind, daß ihre Glühzone im Ofenraum senkrecht herabhängt und deren zwei Zuleiter in geringem Abstand voneinander zur Außenseite des Ofens so hinausgeführt sind, daß die Heizelemente während des Betriebes einzeln austauschbar sind.Asked heating elements exist, which are arranged so that their annealing zone hangs down vertically in the furnace space and their two supply lines at a small distance from one another to the outside of the furnace are that the heating elements can be individually replaced during operation.

Die Heizelemente können außer MoSi₂ auch andere Metalle oder Oxyde enthalten, die bei der Oxydierung der Elemente in ein oxydisches Material übergehen, das mit SiO₂ zusammen die schmelzfließende Oberflächenschicht an den Heizelementen bildet. Hierbei können die Heizelemente aus MoSi₂ und einem keramischen Bindemittel bestehen, das ganz oder teilweise bei der Sinterung der Elemente aus einem leicht schmelzbaren Lehm, z. B. Bentonit, entstanden ist. Die Verwendung eines leicht schmelzbaren Lehms als Bindemittel für Mo Si., ist besonders vorteilhaft, da die Schutzschicht der Heizelemente dadurch eine solche Zusammensetzung erhält, daß sie wegfließen kann, ohne die Schutzwirkung gegen eine Oxydierung zu beeinträchtigen.In addition to MoSi ₂ , the heating elements can also contain other metals or oxides which, when the elements are oxidized, transform into an oxidic material which, _{together with SiO 2,} forms the melt-flowing surface layer on the heating elements. Here, the heating elements can consist of MoSi ₂ and a ceramic binder, which is wholly or partially made of an easily meltable clay, e.g. B. bentonite has arisen. The use of an easily fusible clay as a binder for Mo Si. Is particularly advantageous because the protective layer of the heating elements is given such a composition that it can flow away without impairing the protective effect against oxidation.

Eingebaut werden die Widerstands-Heizelemente zweckmäßigerweise so, daß sie durch die Wände mit ihrer Glühzone an der Innenseite der Ofenwand entlang im wesentlichen senkrecht herabhängen und mit ihren beiden Zuleitern durch die Ofenwand hindurchgehend eingeführt sind. In der Übergangszone zwischen der Glühzone und den Zuleitern können die Heizelemente abgewinkelt sein, so daß die Glühzone und die Zuleiter gerade sind. Beim Einbau in die Ofenwände kann es sich als zweckmäßig erweisen, die Einlaßöffnungen größer zu machen, als zur Einführung der Heizelemente unbedingt erforderlich ist, und die Öffnung zum Teil mit einer Gußmasse so auszufüllen, daß eine oder mehrere Seite an Seite gelegenen EMaßlöcher für die Heizelemente und die sie umgebenden Formziegel entstehen.The resistance heating elements are expediently installed in such a way that they go through the walls with hang down their annealing zone on the inside of the furnace wall along essentially perpendicular and with its two leads through the furnace wall are introduced. In the transition zone between the annealing zone and the leads, the Heating elements should be angled so that the annealing zone and the leads are straight. When installing in the Oven walls it may prove useful to make the inlet openings larger than for the introduction the heating elements is absolutely necessary, and the opening partly with a casting compound so fill in one or more side-by-side E dimensioning holes for the heating elements and the they are created surrounding shaped bricks.

Öfen der genannten Konstruktion können insbesondere als Tiefofen ausgeführt werden. Es ist an sich nicht neu, Tiefofen auf elektrischem Wege zu erhitzen. So ist ein elektrisch beheizter Tiefofen bekannt, dessen Ofenraum Rinnen aufweist, in denen Stränge von Petrolkoks ruhen, deren Enden über starke Kohleelektroden an eine Stromquelle mit relativ niedriger Spannung angeschlossen sind. Der dadurch entstehende Strom in der Größenordnung von 3000 bis 7000 Ampere bringt diese Stränge zum Glühen, wobei das Material selbstverständlich durch Oxydation verzehrt wird. Es muß daher jeder Strang genauestens überwacht und bei Bedarf nachgefüllt werden, welcher Vorgang in der Woche mehrmals oder sogar täglich vorgenommen werden muß.Ovens of the construction mentioned can in particular be designed as deep ovens. It is on do not re-heat the deep oven by electrical means. An electrically heated deep furnace is known, for example, the furnace chamber has gutters in which strands of petroleum coke rest, the ends of which are over strong carbon electrodes are connected to a power source with a relatively low voltage. Of the the resulting current in the order of 3000 to 7000 amperes brings these strands to Annealing, whereby the material is of course consumed by oxidation. Every strand must therefore carefully monitored and refilled if necessary, which process several times a week or even has to be done daily.

Da man in jedem Ofen üblicherweise nur einen oder zwei Petrolkoksstränge verwendet, wird das Netz unsymmetrisch belastet. Da weiterhin der Widerstand der Koksstränge im Betrieb stark schwankt, müssen Regeltransformatoren, d. h. während des Betriebes umschaltbare Transformatoren, verwendet werden. Zu diesen schwerwiegenden Nachteilen kommt noch dazu, daß man besonders bei Tiefofen mit mehreren in einer Reihe liegenden Wärmemulden die Koksstränge sich durch sämtliche Mulden erstrecken läßt, so daß längs des ganzen Stranges dieselbe Leistung abgegeben wird, auch wenn eine oder mehrere Mulden nicht beschickt werden. In diesem Fall kann bei den nicht beschickten Mulden eine Überhitzung der Ofenwände und des Ofendachs auftreten. Es folgt auch daraus, daß der gesamte Ofen mit ziemlich hoher Leistung arbeiten muß, bis der letzte Gußblock beispielsweise vor einer Reparaturarbeit herausgenommen worden ist, so daß in der letzten Zeitspanne der Ofen mit sehr schlechtem Wirkungsgrad arbeitet.Since you usually only use one or two strands of petroleum coke in each furnace, this is the case Grid unbalanced load. Since the resistance of the coke strands continues to be strong during operation fluctuates, regulating transformers, i. H. while switchable transformers are used. To these serious drawbacks there is also the fact that, especially with deep ovens, there are several in a row Heat troughs the coke strands can extend through all troughs, so that along the whole Strand the same output is delivered, even if one or more troughs are not loaded will. In this case, the oven walls and the oven walls can overheat if the troughs are not loaded Oven roof occur. It also follows that the entire furnace is operating at fairly high power must until the last ingot has been taken out, for example, before a repair work, so that in the last period of time the furnace has been operating with very poor efficiency.

Die genannten Nachteile können durch Verwendung der erfindungsgemäßen Widerstands-Heizelemente vermieden werden, da sich diese im Betrieb nicht ändern, während des Betriebes von außen ausgetauscht und gruppenweise für einzelne Mulden zusammengefaßt werden können, so daß sie unabhängig voneinander geregelt werden können.The disadvantages mentioned can be avoided by using the resistance heating elements according to the invention can be avoided, as these do not change during operation, and exchanged externally during operation and can be grouped together for individual troughs so that they are independent can be regulated from each other.

Bei einem solchen elektrisch geheizten Tiefofen ist es mit Rücksicht auf das Schlackenbildungsproblem zweckmäßig, um einen kontinuierlichen Betrieb über eine längere Zeitspanne zu ermöglichen, die für die Gußblöcke vorgesehenen Unterlagen am Ofenboden auf erhöhten Absätzen vorzusehen, um die herum ziemlich tiefe Schlackentaschen gebildet werden, die durch in den Ofenwänden ausgesparte Reinigungskanäle von außen her zugänglich sind. In such an electrically heated pit, it is in consideration of the slagging problem expedient to enable continuous operation over a longer period of time, which is necessary for the Casting blocks provided to provide pads on the furnace floor on raised heels, around the fairly deep slag pockets are formed, which are accessible from the outside through cleaning channels recessed in the furnace walls.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand derThe invention is described below with reference to

Zeichnungen näher erläutert, in denen eine Anzahl von Ausführungsbeispielen dargestellt sind. Es zeigt Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch einen Teil eines Tiefofens,Drawings explained in more detail, in which a number of embodiments are shown. It shows 1 shows a vertical longitudinal section through part of a deep furnace,

Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Horizontalschnitt, FIG. 2 shows a horizontal section corresponding to FIG. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Ofen der Fig. 1, Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch einen Teil eines Tiefofens, dessen Heizelemente in die Ofenwand eingesetzt sind und diese durchragen,3 shows a cross section through the furnace of FIG. 1, FIG. 4 shows a vertical section through a part of a deep furnace, the heating elements of which are in the furnace wall are inserted and protrude through,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 ein Element in schematischer perspektiver Darstellung,5 shows a section along the line V-V in FIG. 4, FIG. 6 shows an element in a schematic perspective Depiction,

Fig. 7 einen geänderten Teil des Tiefofens nach Fig. 4,7 shows a modified part of the soaking furnace according to FIG. 4,

Fig. 8 einen erfindungsgemäßen Wärmeofen für kontinuierlichen Betrieb im Querschnitt,
Fig. 9 einen Längsschnitt durch einen Teil des in Fig. 8 gezeigten Ofens,8 shows a heating furnace according to the invention for continuous operation in cross section,
FIG. 9 shows a longitudinal section through part of the furnace shown in FIG. 8,

Fig. 10 einen der Fig. 9 entsprechenden Grundriß,FIG. 10 shows a plan corresponding to FIG. 9,

Fig. 11 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgeführten Herdschmelzofen,
Fig. 12 einen Längsschnitt durch den in Fig. 10 dargestellten Herdschmelzofen,11 shows a cross section through a hearth melting furnace designed according to the invention,
FIG. 12 shows a longitudinal section through the hearth melting furnace shown in FIG. 10,

Fig. 13 einen senkrechten Querschnitt durch einen Teil des Ofens nach der Erfindung, der als Kanalofen mit sechzehn Kanälen ausgeführt ist,
Fig. 14 einen Teil des Ofens nach Fig. 3 in vertikalem Längsschnitt,13 shows a vertical cross section through part of the furnace according to the invention, which is designed as a channel furnace with sixteen channels,
14 shows a part of the furnace according to FIG. 3 in vertical longitudinal section,

Fig. 15 einen Horizontalschnitt durch einen Teil des Ofens nach Fig. 13 und 14,15 shows a horizontal section through part of the furnace according to FIGS. 13 and 14,

Fig. 16 einen Vertikalschnitt durch einen Drehherdofen, 16 shows a vertical section through a rotary hearth furnace,

Fig. 17 einen Querschnitt durch einen Hochtemperaturofen nach der Erfindung,17 shows a cross section through a high-temperature furnace according to the invention,

Fig. 18 einen senkrechten axialen Längsschnitt durch einen Teil desselben Ofens,
Fig. 19 einen axialen Horizontalschnitt durch den in Fig. 18 gezeigten Ofenteil.18 shows a vertical axial longitudinal section through part of the same furnace,
19 shows an axial horizontal section through the furnace part shown in FIG.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Tiefofen ist mit zwei nebeneinanderliegenden Straßen von Wärmemulden 20 ausgeführt, wobei eine jede Straße bei-6g spielsweise zehn Mulden enthält, so daß die Beschickungskapazität zwanzig Gußblöcke beträgt. Der Ofen ist insbesondere zur Erhitzung von Gußblöcken auf Walztemperatur vorgesehen, wobei dieThe deep furnace shown in Figs. 1 to 3 is with two adjacent streets of thermal wells 20 run, each street at -6g for example contains ten troughs, so that the loading capacity is twenty ingots. The furnace is intended in particular for heating ingots to rolling temperature, the

Arbeitstemperatur zweckmäßig etwa 1300° C beträgt. Die Gußblöcke werden von oben her in die Wärmemulden 20 eingeführt, die zu diesem Zweck nach oben offen und durch je einen starken Deckel 21 verschlossen sind. Diese Deckel 21 können hochgehoben und mit Hilfe einer Traverse 22 seitlich verschoben werden (s. Fig. 1 und 3). Diese Traverse lauft auf Schienen am Ofen entlang und ist mit zwei Hebevorrichtungen 23 und 24, nämlich eine für jede Reihe von Deckeln 21, versehen. In die Wärmemulden 20 werden die nicht gezeigten Gußblöcke auf Unterlagen 25 aufgestellt, die aus einem zweckmäßigen Material gegossen sind.Working temperature is expediently about 1300 ° C. The cast blocks are from above into the Heat troughs 20 introduced, which for this purpose are open at the top and each has a strong cover 21 are locked. This cover 21 can be lifted up and moved laterally with the aid of a cross member 22 (see Fig. 1 and 3). This traverse runs on rails along the stove and has two Lifting devices 23 and 24, one for each row of lids 21, are provided. In the heat wells 20, the cast blocks, not shown, are placed on pads 25, which consist of an appropriate Material are poured.

Zur elektrischen Erhitzung verwendet man gemäß der Erfindung eine große Anzahl Widerstands-Heizelemente 26, die voneinander unabhängig in den Ofenraum so eingeführt sind, daß sie nach Wunsch von der Außenseite des Ofens her einzeln austauschbar sind, während der Ofen in Betrieb ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Widerstands-Heizelemente 26 aus zwei parallelen, in ziemlich geringer Entfernung voneinander angeordneten und durch ein gemeinsames Loch in der Ofenwand hindurchgeführten Zuleitern 26,4 und einer im wesentlichen haarnadelförmigen, ganz oder zum großen Teil aus Molybdändisilizid, MoSi₂, bestehenden Glühzone 26 B, die entlang der Innenseite der Ofenwand herabhängt. Durch diese Anordnung werden mehrere Vorteile erzielt, auf die im einzelnen in der folgenden Beschreibung näher eingegangen wird.For electrical heating, according to the invention, a large number of resistance heating elements 26 are used, which are inserted independently of one another into the furnace chamber so that they can be individually replaced as desired from the outside of the furnace while the furnace is in operation. In the illustrated embodiment, the resistance heating elements 26 consist of two parallel leads 26, 4, which are arranged at a fairly short distance from one another and passed through a common hole in the furnace wall, and an essentially hairpin-shaped, wholly or largely made of molybdenum disilicide, MoSi ₂ , existing annealing zone 26 B, which hangs down along the inside of the furnace wall. Several advantages are achieved by this arrangement, which will be discussed in detail in the following description.

Obwohl dieses nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, können gemäß der Erfindung auch Elemente verwendet werden, die einen rohrmantelförmigen Zuleiter- und Glühzonenteil und einen in diesem angeordneten stangen- oder rohrförmigen Rückleiterteil aufweisen, wobei die beiden Bestandteile des Heizelementes beispielsweise durch eine dazwischenliegende Oxydschicht voneinander elektrisch isoliert und am einen Ende des Heizelementes miteinander verbunden sind, während sie am anderen Ende so ausgeführt sind, daß sie an je eine Stromversorgungsschiene angeschlossen werden können. Although this is not shown in the drawings, elements can also be used according to the invention which have a pipe jacket-shaped feeder and glow zone part and one arranged in this have rod-shaped or tubular return conductor part, the two components of the heating element for example, electrically insulated from one another by an intermediate oxide layer and are connected together at one end of the heating element, while at the other end they are so are designed so that they can each be connected to a power supply rail.

Da zwischen den Elementen untereinander an der Innenseite längs der Ofenwände keine Strom-Versorgungsschienen oder Verbindungen vorhanden sind, können ungehindert zwischen den Glühzonen der Elemente senkrechte Stege 27, 28 angebracht werden, die den Zweck haben, mechanische Beschädigungen der Glühzonen zu verhindern.Since there are no power supply rails between the elements on the inside along the furnace walls or connections are present, vertical webs 27, 28 can be attached unhindered between the glow zones of the elements which have the purpose of preventing mechanical damage to the glow zones.

Die Widerstands-Heizelemente in dem erfindungsmäßigen Ofen können entsprechend dem Ofenbau in zweckmäßigster Weise angeschlossen werden. Somit kann man beispielsweise die Elemente 26 in je vier nebeneinanderliegende Wärmemulden 20 enthaltende Gruppen aufteilen, wobei eine jede dieser Gruppen für sich gesteuert wird. Die Heizelemente können dabei je nach der Spannung der Stromquelle und der Dimensionierung der Heizelemente innerhalb der betreffenden Gruppe in jeder gewünschten Weise zusammengeschaltet sein. Da der Widerstandswert der Heizelemente während des Betriebes konstant ist — im Gegensatz zu der Verwendung von Petrolkokssträngen —, benötigt man keinen Regeltransformator, sondern es genügt ein üblicher Transformator, und man kann die Ofentemperatur durch ein einfaches Ein- und Ausschalten der Heizelemente der betreffenden Gruppe mit Hilfe von Schützen od. dgl.The resistance heating elements in the furnace according to the invention can according to the furnace construction in be connected in the most expedient manner. Thus you can, for example, the elements 26 in four Divide adjacent groups containing heat troughs 20, each of these groups is controlled for itself. The heating elements can depending on the voltage of the power source and the Dimensioning of the heating elements within the group in question interconnected in any desired manner be. Because the resistance value of the heating elements is constant during operation - in contrast to the use of petroleum coke strands - you do not need a regulating transformer, Instead, a standard transformer is sufficient and the furnace temperature can be adjusted with a simple Switching the heating elements of the group in question on and off with the help of contactors or the like.

steuern. Ferner brauchen selbstverständlich nicht sämtliche Elementgruppen auf dieselbe Weise gesteuert zu werden, weshalb die Wärmemulden einer jeden Gruppe ohne Rücksicht auf die Betriebsverhältnisse der übrigen Gruppen von Wärmemulden auf die jeweils gewünschte Temperatur eingestellt werden können. Dadurch wird ein in jeder Hinsicht wirtschaftlicher Betrieb erzielt.steer. Furthermore, of course, not all element groups need to be controlled in the same way to become, which is why the heat troughs of each group regardless of the operating conditions of the other groups of heat troughs can be set to the temperature required in each case. This becomes one in every way economical operation achieved.

Heizelemente der vorstehend beschriebenen Art verlangen eine niedrigere Anlaßspannung. Da jedoch jede Elementgruppe mehrere Heizelemente enthält, kann diese niedrige Anlaßspannung leicht hergestellt werden, indem man die Elemente in Reihe schaltet, so daß man den gewünschten Spannungsabfall erhält.Heating elements of the type described above require a lower starting voltage. However, since Each element group contains several heating elements, this low starting voltage can easily be established by connecting the elements in series so that the desired voltage drop is obtained.

Die Erhitzung des Tiefofens mit Hilfe der erfindungsgemäßen Heizelemente stellt eine bedeutende Verbesserung gegenüber dem bisherigen Stand der Technik dar und bedeutet schon an und für sich einen großen Fortschritt, wenn man einen mehr oder weniger kontinuierlichen Betrieb von öfen der erwähnten Art erreichen will. Sie ist jedoch zu dem letztgenannten Zweck nicht allein ausreichend. Bei Betrieb eines Tiefofens dieser Art sammelt sich nämlich am Ofenboden eine bedeutende Menge Schlacke an, die unter anderem aus Schalen und Oberflächenteilchen besteht, die von den Gußblöcken während der Erhitzung abblättern. Diese Schlacke kann nach längerem Betrieb des Ofens Betriebsstörungen verursachen, beispielsweise durch Kurzschluß zwischen den Heizelementen od. dgl. Hierdurch würde es sich unter Umständen — auch wenn die Elemente unbeschädigt sein sollten — als notwendig erweisen können, den Ofen auszuschalten und zur Abkühlung zu bringen, damit die Schlacke entfernt werden kann.The heating of the deep furnace with the aid of the heating elements according to the invention is an important one Improvement over the previous state of the art and means in and of itself a great step forward if one has a more or less continuous operation of the furnaces mentioned Kind of wants to achieve. However, it is not sufficient on its own for the latter purpose. at When operating a soaking furnace of this type, a significant amount of slag collects on the bottom of the furnace which consists, among other things, of shells and surface particles from the ingots during peel off the heating. This slag can cause malfunctions after long periods of operation of the furnace. for example, by a short circuit between the heating elements or the like. This would cause it may prove necessary - even if the elements are undamaged can turn off the furnace and let it cool down so that the slag can be removed.

Gemäß der Erfindung wird dieser Übelstand dadurch beseitigt, daß die Auflageflächen am Ofenboden auf erhöhten Absätzen 29 angeordnet sind, um die sich ziemlich tiefe Schlackentaschen 30 bilden, die durch in den Ofenwänden ausgesparte Reinigungskanäle 31 von außen her zugänglich sind. Diese Kanäle sind normalerweise durch eingefügte Steine 32 aus feuerfestem Material sowie mittels geeigneter Türen 33 abgeschlossen. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, kann man hierbei zwei Kanäle von einander benachbarten Wärmemulden nach außen hin zusammenlaufen lassen, so daß diese durch eine gemeinsame Türe 33 zugänglich sind. Auf diese Weise kann der Ofen bei jeder gewünschten Gelegenheit während des Betriebes von Schlacken gereinigt werden, wodurch eine bessere Ausnutzung des Ofens ermöglicht wird. Wie aus Fig. 1 und 3 hervorgeht, sind die Heizelemente 26 nicht bis auf den Boden des Ofens heruntergezogen, was natürlich durch das Schlackenbildungsproblem bedingt ist.According to the invention, this drawback is eliminated in that the bearing surfaces on the furnace floor are arranged on raised heels 29, around which rather deep cinder pockets 30 are formed, which are accessible from the outside through cleaning channels 31 recessed in the furnace walls. These Channels are usually through inserted stones 32 of refractory material as well as by means of suitable Doors 33 locked. As can be seen from FIG. 2, two channels can be adjacent to one another Let the heat troughs converge towards the outside so that they are accessible through a common door 33. To this The furnace can be cleaned of slag at any desired opportunity during operation which enables better utilization of the furnace. As can be seen from Figs. 1 and 3, the heating elements 26 are not drawn down to the bottom of the furnace, which of course is due to the Slagging problem is caused.

Es sei erwähnt, daß die Erhitzung der Gußblöcke in dem Ofen gemäß der Erfindung durch Strahlung erfolgt, obgleich die Elemente mehrerer Wärmemulden nur an einer Wand entlang angebracht sind. Auf Grund des sehr hohen Temperaturniveaus im Ofen findet jedoch ein Temperaturausgleich derart statt, daß auch beispielsweise die tragende Zwischenwand 34 zwischen den beiden Reihen von Wärmemulden als Strahlungsfläche wirkt.It should be noted that the heating of the ingots in the furnace according to the invention by radiation occurs even though the elements of several heat troughs are only attached along one wall. Due to the very high temperature level in the furnace, however, temperature compensation takes place in this way instead of, for example, the supporting partition wall 34 between the two rows of heat troughs acts as a radiation surface.

In dem Ofen nach Fig. 4 sind elektrische Heizelemente 35 in Haarnadelform oder im wesentlichen in Haarnadelform durch die Ofenwand 36 eingeführt, wobei die Glühzone 35 A derselben in der Hauptsache senkrecht entlang der Innenseite der OfenwandIn the furnace according to Fig. 4 electrical heating elements are introduced in 35 hairpin form or in substantially hairpin shape by the furnace wall 36, wherein the hot zone 35 A of the same mainly vertically along the inside of the furnace wall

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36 herabhängt und die beiden Zuleiter 35 B derselben im Ofenraum. Dadurch wird oberhalb des nutzbaren durch die Ofenwand hindurchragen. Ofenraumes ein besonderer Erhitzungsraum gebildet,36 hangs down and the two leads 35 B of the same in the furnace chamber. This will protrude above the usable through the furnace wall. A special heating room is formed in the furnace chamber,

Vorzugsweise bestehen die Elemente im wesent- der gewissermaßen der Gasstrahlungstiefe entspricht, liehen aus Molybdändisilizid, MoSi₂, wobei die die angestrebt wird, wenn man eine starke Wärme-Arbeitstemperatur bekanntlich bis zu 1600 bis 5 strahlung von Gasflammen wünscht. 1700° C betragen kann. In der gezeigten Ausführung Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, sind diePreferably, the elements essentially correspond to the gas radiation depth, borrowed from molybdenum disilicide, MoSi ₂ , which is aimed at when a strong heat working temperature of up to 1600 to 5 radiation from gas flames is desired. 1700 ° C. In the embodiment shown, as can be seen from the drawings, the

sind die Heizelemente beim Übergang zwischen der Heizelemente 54 sowohl in der Längs- als auch in Glühzone 35^4 und den Zuleitern 35 B so abgewinkelt, der Querrichtung des Ofens über die ganze Gewölbedaß sie einen Winkel von etwa 120° einschließen. fläche in einem unter Berücksichtigung des erforder-Die Heizelemente können aber auch mehr oder io liehen Ofeneffektes berechneten Abstand untereinweniger abgewinkelt, z. B. in rechtem Winkel oder ander verteilt. Die beiden Anschlußenden 542Ϊ der auch beispielsweise bogenförmig sein. Wie in Fig. 7 Elemente ragen über die obere Seite des Ofendargestellt, können die Elemente auch vom Ofen- gewölbes hinaus und können in der für jeden Ofen gewölbe senkrecht herabhängend angeordnet sein. zweckmäßigsten Weise angeschlossen werden. Die Die Ofenwand ist mit Durchführungsöffnungen 37 15 Anschlüsse 40 B und Zuleiter sind für jede Sektion versehen, die größer sind, als für die Einführung der des Gewölbes 55 in einer besonderen Haube 56 anElemente unbedingt notwendig ist. Die Durchfüh- gebracht, die durch Wasserverschlüsse 57 nach außen rungsöffnungen 37 sind teilweise mit einer Gußmasse hin abgedichtet ist. An die verschiedenen Hauben 56 38 ausgefüllt, in der ein oder mehrere Seite an Seite des Ofens ist eine geeignete Druckluftquelle, z. B. gelegene Einführungslöcher 39 für die Elemente zo ein Ventilator 58, angeschlossen, wodurch ein gevorgesehen sind. Die Zuleiter 35 B der Elemente ringer Überdruck in der Haube aufrechterhalten ruhen in Nuten 40 in der Gußmasse 38 und in den werden kann, so daß sich Undichtigkeiten des Ofen-Formziegeln 41. Auf den Zuleitern und den Form- gewölbes nicht auswirken können, ziegeln 41 bzw. der Gußmasse liegen andere Form- Der Herdschmelzofen nach Fig. 11 und 12 ist bei-the heating elements are angled at the transition between the heating elements 54 both in the longitudinal and in the annealing zone 35 ^ 4 and the leads 35 B , the transverse direction of the furnace over the entire vault that they enclose an angle of about 120 °. area in a taking into account the required The heating elements can also more or io borrowed furnace effect calculated distance below one less angled, z. B. distributed at right angles or otherwise. The two connection ends 542Ϊ can also be, for example, arcuate. As shown in FIG. 7, elements protrude above the upper side of the furnace, the elements can also protrude from the furnace vault and can be arranged in the vault for each furnace so that they are vertically suspended. connected in the most expedient manner. The furnace wall is provided with through openings 37 15 connections 40 B and feed lines are provided for each section which are larger than is absolutely necessary for the introduction of the vault 55 in a special hood 56 to elements. The leadthroughs 37 are partially sealed with a casting compound through water closures 57 to the outside. Filled to the various hoods 56 38 in which one or more side by side of the furnace is a suitable source of compressed air, e.g. B. located insertion holes 39 for the elements such as a fan 58, connected, whereby a are provided. The supply lines 35 B of the elements, maintaining slight overpressure in the hood, rest in grooves 40 in the casting compound 38 and in the can, so that leaks in the furnace molded brick 41 or the casting compound have a different shape- The hearth melting furnace according to FIGS. 11 and 12 is both

ziegel42 und 43. Absätze 38^4 an der Gußmasse 38 25 spielsweise zum Schmelzen von Metall vorgesehen, verhindern, daß die inneren Ziegel 42 eines jeden das durch die Öffnung 59 eingeführt wird. Diese öff-Heizelementes in den Ofen herabgleiten. Das Her- nung ist normalerweise mit einer hochziehbaren ausnehmen der Elemente erfolgt leicht nach Lösung Türe 60 verschlossen. Das Material wird hierbei auf der Kontaktstücke 44 und der Elementhalter 45 den Herd 61 eines vorderen Ofenraumes 62 gebracht, durch Entfernung der Formziegel 41, 42 und 43. 30 der mittels Heizelemente 63 in grundsätzlich der-Beim Einsetzen der Heizelemente erfolgt deren Ab- selben Weise wie bereits unter Hinweise auf die dichtung und Festlegung dadurch, daß die genannten Fig. 8 bis 10 erwähnt, erhitzt wird. Das Metall Teile in umgekehrter Reihenfolge eingesetzt werden. schmilzt hierbei nach und nach und fließt durch die Die Formziegel 41, 42 und 43 sowie die Ausführung Öffnung 64 in eine Wanne 65, in der die Temperatur der Gußmasse werden selbstverständlich von Fall zu 35 des Bades durch elektrische Widerstands-Heiz-FaIl der Form der Heizelemente angepaßt. elemente 63, die in grundsätzlich derselben Weiseziegel42 and 43. Paragraphs 38 ^ 4 on the casting compound 38 25, for example, intended for melting metal, prevent the inner bricks 42 of each from being inserted through opening 59. This öff heating element slide down into the oven. The herring usually comes with a pull-up The elements are easily removed after the door 60 is closed. The material is here on the contact pieces 44 and the element holder 45 brought the hearth 61 of a front furnace chamber 62, by removing the shaped bricks 41, 42 and 43. 30 by means of heating elements 63 in basically the case Insertion of the heating elements takes place in the same way as already under references to the sealing and fixing in that the mentioned Figs. 8 to 10 mentioned, is heated. The metal Parts are inserted in reverse order. gradually melts and flows through the The shaped bricks 41, 42 and 43 as well as the execution opening 64 in a tub 65, in which the temperature Of course, the casting compound is controlled from case to case by means of electrical resistance heating adapted to the shape of the heating elements. elements 63 in basically the same way

Der in Fig. 8 bis 10 gezeigte Wärmeofen, der als wie die oben erwähnten Heizelemente arbeiten, auf kontinuierlicher Heizofen für Schwingbalkenförde- einem geeigneten Wert gehalten wird. In das Bad in rung ausgeführt ist, ist am Boden 46 mit einem der Wanne 65 taucht eine Türe 66, welche zur Be-Schwingbalken 47 versehen, auf dem eine Anzahl 40 obachtung der Oberfläche des gesamten Bades nach Knüppel in an sich bekannter Weise dadurch ge- oben gezogen werden kann. Die Türe dient dazu, das fördert werden, daß der Schwingbalken in eine so- Bad zum größten Teil in die Wanne einzuschließen, genannte Viereckbewegung versetzt wird, wobei die so daß man bei jeder Gelegenheit eine gewünschte Knüppel 48 abwechselnd auf dem Schwingbalken 47 Metallmenge durch die Öffnung 67 herausnehmen und den Tragschienen 46^4, 46ß am Boden des 45 kann, die im Vergleich zur Gesamtgröße der Wanne Ofens liegen. Der Schwingbalken 47 ist gegenüber ziemlich geringe Größe aufweist, dem Ofenboden 46 durch Wasserverschlüsse 49 ab- Die Erfindung ist im vorhergehenden unter BezugThe heating furnace shown in Figs. 8 to 10 functioning as the heating elements mentioned above continuous heating furnace for vibrating beam conveyor- a suitable value is kept. In the bathroom in tion is carried out, is on the floor 46 with one of the tub 65 is a door 66, which is used for loading vibrating beam 47 provided, on which a number 40 observation of the surface of the entire bath The stick can thereby be pulled up in a manner known per se. The door is used to promotes that the vibrating beam in a so-called bath to include for the most part in the tub, called quadrangular movement is offset, the so that one desired on every occasion Take out the stick 48 alternately on the swing beam 47 through the opening 67 and the support rails 46 ^ 4, 46ß at the bottom of the 45 can, compared to the overall size of the tub Furnace. The vibrating beam 47 is relatively small in size, the furnace floor 46 by water seals 49. The invention is referred to above

gedichtet und wird durch in der Zeichnung nicht dar- auf die Verwendung von U-förmigen Elementen, gestellte Antriebsvorrichtungen in die genannte Vier- welche durch das Ofengewölbe eingeführt wurden eckbewegung versetzt. Die beiden Seitenwände 50 50 und von diesem herabhängen, beschrieben worden, und 51 des Ofens sind, wie besonders aus Fig. 8 Wenn auch die Verwendung solcher Elemente mit hervorgeht, etwas höher, als unter Berücksichtigung Rücksicht auf die Austauschbarkeit der Elemente des verwendeten Ofenquerschnittes in einem üblichen vorzuziehen ist, soll jedoch hervorgehoben werden, Ofen erforderlich ist. Der nutzbare Ofenquerschnitt daß die Erfindung keineswegs darauf beschränkt ist. wird in einem Ofen dieser Ausführung von der Größe 55 Die Erfindung kann nämlich auch bei Elementen der in Fig. 8 gestrichelt dargestellten Ofenöffnung jeder anderen Art Verwendung finden, unter der 52 bestimmt. Das Ofengewölbe besteht im vor- Voraussetzung, daß diese Elemente erfindungsliegenden Falle aus einer Anzahl in der Längs- gemäß so angeordnet sind, daß im Anschluß an den richtung des Ofens hintereinander gelegenen Sek- nutzbaren Ofenraum ein nur zur Erhitzung durch tionen, die an den Seitenwänden des Ofens durch 60 Strahlung vorgesehener Erhitzungsraum gebildet Wasserverschlüsse 53 nach außen hin abgedichtet wird, in welchem die elektrischen Widerstands-Heizsind. Durch das Ofengewölbe sind eine Anzahl in elemente arbeiten.sealed and is not indicated in the drawing by the use of U-shaped elements, Asked drive devices in the said four which were introduced through the furnace vault offset movement. The two side walls 50 50 and depend from this have been described, and 51 of the furnace are, as particularly shown in Fig. 8, albeit with the use of such elements emerges slightly higher than taking into account the interchangeability of the elements the furnace cross-section used is preferable to a normal one, but should be emphasized, Oven is required. The useful furnace cross-section that the invention is in no way limited to it. is used in a furnace of this type of size 55. The invention can also apply to elements the furnace opening shown in phantom in Fig. 8 of any other type use, under the 52 determined. The furnace vault consists in the prerequisite that these elements are according to the invention Trap from a number in the longitudinal are arranged according to that following the Direction of the oven, one behind the other, usable oven space only for heating through functions formed by the heating space provided on the side walls of the furnace by radiation Water seals 53 are sealed to the outside, in which the electric resistance heaters are. A number of elements are working through the furnace vault.

der Hauptsache haarnadelförmiger Widerstands- Der Ofen gemäß Fig. 13 bis 15 hat vier Kanäle 68,the main thing hairpin-shaped resistance - the furnace according to FIGS. 13 to 15 has four channels 68,

Heizelemente 54 eingeführt, die in ihren wesentlichen die Seite an Seite in je einem der vier Kanalebenen Teilen aus Molybdändisilizid, MoSi₂, bestehen. Die 61 A, B, C, D angeordnet sind. Tragplatten 69 ruhen Elemente sind durch das Ofengewölbe einzeln ein- auf den Kanalböden 70 und können auf diesen in geführt, und ihre Glühzone 54 A (Fig. 8 und 9) er- Längsrichtung verschiebbar sein. Heizelemente 71 streckt sich bis auf eine verhältnismäßig große Tiefe (Fig. 15), vorzugsweise aus Molybdändisilizid, MoSi₂,Heating elements 54 introduced, which essentially consist of molybdenum disilicide, MoSi ₂ , side by side in each of one of the four channel levels. The 61 A, B, C, D are arranged. Support plates 69 are resting. Elements are individually placed on the channel floors 70 through the furnace vault and can be guided on them in the longitudinal direction, and their annealing zone 54 A (FIGS. 8 and 9) can be displaced. Heating elements 71 extends to a relatively great depth (FIG. 15), preferably made of molybdenum disilicide, MoSi ₂ ,

haben im wesentlichen haarnadelförmige Gestalt und sind in Reihen zwischen den Ofenkanälen 68 senkrecht herabhängend angebracht. Ziegelsockel 72 tragen die Kanalböden 70.are generally hairpin-shaped and are perpendicular in rows between the furnace channels 68 hanging attached. Tile bases 72 carry the channel floors 70.

Die Heizelemente 71 sind im Gewölbe des Ofens austauschbar eingesetzt, wo sie auch ihren elektrischen Anschluß für die beiden Zuleiter haben.The heating elements 71 are interchangeably inserted in the vault of the furnace, where they also have their electrical Have a connection for the two supply lines.

Die beiden Anschlußenden 71B der Elemente gehen durch entsprechende Löcher der Durchführungsziegel 73 und eines Dichtungspfropfens 74, der zusammen mit dem Heizelement herausnehmbar eingesetzt ist.The two connection ends 71 B of the elements pass through corresponding holes in the lead-through tiles 73 and a sealing plug 74 which is inserted removably together with the heating element.

Die Glühzone 71A der Elemente erstreckt sich durch alle Kanalebenen A bis D in Öffnungen 75 und hat eine fast freie Ausstrahlung zu den Ofenkanälen 68.The annealing zone 71A of the elements extends through all channel levels A to D in openings 75 and has an almost free radiation to the furnace channels 68.

Wie dargestellt, sind die Elemente 71 derart angeordnet, daß sie den ganzen Ofenquerschnitt vertikal durchdringen, und die Elemente sind so verteilt, daß im gesamten Querschnitt eine ausreichend gleichmäßige Temperatur erzielt wird. Zu dem gleichen Zweck ist der Ofen zweckmäßig mit einer großen Anzahl unausgenutzter Elementlagen ausgeführt, in die Elemente 71 nach Wegnahme der Ziegel 76 eingeführt werden können.As shown, the elements 71 are arranged so that they are vertical throughout the furnace cross-section penetrate, and the elements are distributed so that in the entire cross-section a sufficiently uniform Temperature is achieved. For the same purpose, the oven is useful with a large one Number of unused element layers executed, introduced into the elements 71 after removal of the bricks 76 can be.

Dem Schaltraum 77 an der Ofendecke wird eine gewisse Ventilationsluft zur Abkühlung der elektrischen Kontakte zugeführt. Er hat zusätzlich einen gut angepaßten Überdruck, beispielsweise von der Größenordnung einiger Millimeter Wassersäule, um den statischen Druck des Ofens, welcher durch den Höhen- und Temperaturunterschied im Ofen hervorgerufen wird, auszugleichen. Diesen Überdruck erzielt man durch einen geeigneten, an den Schaltraum 77 angeschlossenen Ventilator 78.The switch room 77 on the top of the furnace is provided with a certain amount of ventilation air to cool the electrical Contacts supplied. He also has a well-adapted overpressure, for example from the The order of magnitude of a few millimeters of water column in order to reduce the static pressure of the furnace, which is caused by the The difference in height and temperature in the furnace is to be compensated. Achieved this overpressure by a suitable fan 78 connected to the control room 77.

Der in Fig. 16 gezeigte Ofen ist mit einem Drehherd 79 versehen, der durch eine in der Zeichnung nicht gezeigte Antriebsvorrichtung kontinuierlich oder stufenweise bewegt wird. Der Drehherd ist mit zwei Auflagestufen 80 und 81 versehen, an denen die nicht gezeigten Gegenstände hintereinander aufgelegt werden. Hierbei werden die Gegenstände durch Löcher 82 und 83 eingeführt, die in zwei übereinander gelegenen Reihen in einem zusammen mit dem Drehherd 79 drehbaren Teil 84 der Ofenwand vorgesehen sind.The furnace shown in Fig. 16 is provided with a rotary hearth 79, which by one in the drawing not shown drive device is moved continuously or in stages. The rotary stove is with two support steps 80 and 81 are provided on which the objects, not shown, are placed one behind the other will. Here, the objects are introduced through holes 82 and 83, which are in two on top of each other located rows in a together with the rotary hearth 79 rotatable part 84 of the furnace wall are provided.

Oberhalb des Drehoerdes 79 ist gemäß der Erfindung ein Erhitzungsraum 85 vorgesehen, der im Vergleich zu einem Raum, dessen Heizelemente in üblicher Weise an Haken in der Ofenwand oder an dem Ofengewölbe aufgehängt oder in Nutenziegeln an den Ofenwänden angebracht sind, ein ziemlich großes Volumen aufweist. Im Erhitzungsraum 85 hängen die Glühzonen 86 .,4 im wesentlichen haarnadelförmiger, vorzugsweise zum großen Teil aus Molybdändisilizid, MoSi₂, hergestellter Widerstandselemente 86. Die Elemente 86 hängen durch das Ofengewölbe 87 herab und haben ihre beiden Zuleiter 86 B am oberen Ende. Weil die Elemente 86 in Haarnadelform ausgeführt sind und senkrecht durch das Ofengewölbe 87 herabhängen, sind sie, wie leicht zu verstehen ist, von der Oberseite des Ofengewölbes aus einzeln austauschbar.Above the rotary oven 79, a heating space 85 is provided according to the invention , which has a fairly large volume compared to a space whose heating elements are usually hung on hooks in the furnace wall or on the furnace vault or attached to the furnace walls in groove bricks. In the heating space 85, the glow zones 86., 4 hang essentially hairpin-shaped, preferably largely made of molybdenum disilicide, MoSi ₂ , resistance elements 86. The elements 86 hang down through the furnace vault 87 and have their two leads 86 B at the upper end. Because the elements 86 are designed in a hairpin shape and hang vertically through the furnace vault 87, they are, as can easily be understood, individually replaceable from the top of the furnace vault.

Der von der Vertikalachse des Ofens radial äußerste Teil 88 des Ofengewölbes ist gegenüber der Horizontalebene nach innen geneigt angeordnet und reflektiert dadurch die Strahlung zum Drehherd 79 hin. Hierdurch wird die Wärmestrahlung auf den Teil des Ofens konzentriert, wo die Erhitzung erwünscht ist. Zum gleichen Zwecke ist zentral am Ofengewölbe ein konischer Vorsprung 89 angeordnet, dessen nach unten gerichtete Mantelfläche die Wärmestrahlung in Richtung des Drehherdes 79 reflektiert. The radially outermost part 88 of the furnace vault from the vertical axis of the furnace is opposite the The horizontal plane is arranged inclined inwards and thereby reflects the radiation to the rotary hearth 79 there. As a result, the heat radiation is concentrated on the part of the furnace where the heating occurs is desirable. For the same purpose, a conical projection 89 is arranged centrally on the furnace vault, whose downwardly directed lateral surface reflects the thermal radiation in the direction of the rotary hearth 79.

Der in Fig. 17 bis 19 gezeigte Hochtemperaturofen ist mit einer im wesentlichen zylindrischen Wand 90 und mit einer beliebigen Anzahl einander nachgeschaltete Sektionen 91 und 92, von denen nur zwei gezeigt werden, ausgeführt. Vor der Ofenöffnung 93 ist eine Rolle 94 vorgesehen, die auf einer in geeigneter Weise angetriebenen Welle 95 angebracht ist. Zwischen jeder Ofensektion ist in ähnlicher Weise eine Rolle 96 vorgesehen, die auf einer ebenfalls in geeigneter Weise angetriebenen Welle 97 angebracht ist. Die Rollen 94 und 96 sind in der gezeigten Ausführungsform mit Führungsnuten versehen, die eine gleichzeitige Förderung von drei langgestreckten rohr- oder stangenförmigen Körpern ermöglichen; es können jedoch jede andere Anzahl von Führungsnuten oder auch eine einzige vorhanden sein. Die Wellen 95 und 97 können beispielsweise mechanisch zusammengekuppelt sein, so daß sie durch einen gemeinsamen Antriebsmotor mit der gleichen Drehzahl getrieben werden, aber sie können auch von je einem Motor getrieben werden, wobei der synchrone Lauf dieser Motoren in geeigneter Weise gewährleistet wird. Die Rollen 94, 96 und die Wellen 95, 97 sind zweckmäßig mit einem zentralen Kanal zur Wasserkühlung versehen.The high temperature furnace shown in FIGS. 17-19 has a generally cylindrical wall 90 and with any number of downstream sections 91 and 92, of which only two are shown running. In front of the furnace opening 93, a roller 94 is provided, which on a appropriately driven shaft 95 is attached. Between each oven section is similar Way a roller 96 is provided, which is mounted on a shaft 97 which is also driven in a suitable manner is. The rollers 94 and 96 are provided with guide grooves in the embodiment shown, the simultaneous promotion of three elongated tubular or rod-shaped bodies enable; however, any other number of guide grooves or even a single one can be present be. The shafts 95 and 97 can, for example, be mechanically coupled together so that they be driven by a common drive motor at the same speed, but they can can also be driven by one motor each, whereby the synchronous running of these motors is more suitable Way is guaranteed. The rollers 94, 96 and the shafts 95, 97 are expediently with a central one Provide channel for water cooling.

Wie dargestellt, weist der gesamte freie Raum einer jeden Sektion eine bedeutende Größe im Vergleich zu dem Raum auf, welcher nur für die Förderung des Gutes durch den Ofen benötigt wird. Dieser letztere Raum, welcher als der nutzbare Ofenraum 98 bezeichnet werden kann, ist zentral angeordnet, und seine Größe wird in einem Ofen dieser Ausführung durch die Größe der Ofenöffnung 93 bestimmt. Der nutzbare Ofenraum ist von einem die Glühzonen 99,4 der Elemente 99 enthaltenden Erhitzungsraum 100 umschlossen, der somit ein ziemlich großes Volumen im Verhältnis zum Volumen des nutzbaren Ofenraumes 98 aufweist.As shown, the total free space of each section is a significant size in comparison to the space that is only required for conveying the goods through the furnace. This the latter space, which can be referred to as the usable furnace space 98, is arranged centrally, and its size is determined by the size of the furnace opening 93 in a furnace of this embodiment. The usable furnace space is from a heating space containing the glow zones 99, 4 of the elements 99 100, which is therefore quite a large volume in relation to the volume of the having usable furnace space 98.

Wie besonders deutlich aus Fig. 18 und 19 hervorgeht, sind die Heizelemente 99 am Ofen entlang mit einer unter Berücksichtigung der erforderlichen Ofenleistung berechneten gegenseitigen Entfernung verteilt. Die Heizelemente 99, die in der Hauptsaohe haarnadelförmig ausgebildet sind und im wesentlichen aus Molybdändisilizid, MoSi₂, bestehen, sind einzeln durch das Ofengewölbe hineingeführt, und ihre Glühzone 99 A hängt frei im Erhitzungsraum 100 herab. Zwischen den Gruppen von Heizelementen sind in den Ofenraum hineinragende Querstege 101 angeordnet, die die Heizelemente 99 gegen mechanische Beschädigung schützen, jedoch die freie Strahlung des Erhitzungsraumes 100 zum nutzbaren Ofenraum 98 hin nicht beeinträchtigen.As can be seen particularly clearly from FIGS. 18 and 19, the heating elements 99 are distributed along the furnace with a mutual distance calculated taking into account the required furnace power. The heating elements 99, which are in the main hairpin-shaped and essentially consist of molybdenum disilicide, MoSi ₂ , are fed individually through the furnace vault, and their annealing zone 99 A hangs freely in the heating space 100. Between the groups of heating elements, transverse webs 101 projecting into the furnace space are arranged, which protect the heating elements 99 against mechanical damage, but do not impair the free radiation of the heating space 100 towards the usable furnace space 98.

Die beiden Anschlußenden 99 B eines jeden Heizelementes ragen über die Oberseite der Ofendecke hinaus und sind an Stromversorgungsschienen in der für jedes Element zweckmäßigsten Weise anschließbar. Die Anschlußenden und Stromversorgungsschienen können in einer besonderen, nicht gezeigten Haube angebracht sein, an welche eine geeignete, nicht gezeigte Druckluftquelle angeschlossen sein kann, wodurch ein geringer Überdruck in der HaubeThe two connection ends 99 B of each heating element protrude beyond the top of the furnace ceiling and can be connected to power supply rails in the most expedient manner for each element. The connection ends and power supply rails can be mounted in a special, not shown hood, to which a suitable, not shown compressed air source can be connected, whereby a slight overpressure in the hood

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aufrechterhalten werden kann, so daß ein Gasdurchtritt durch das Ofengewölbe verhindert wird.can be maintained so that gas permeation is prevented by the furnace vault.

Von bestimmten, entsprechend den hier erwähnten Arten aufgebauten Öfen wird üblicherweise eine große Produktion in Stundentonnen verlangt. Um dies zu ermöglichen, sind eine große Effektkonzentration und eine hohe Arbeitstemperatur notwendig. Bisher wurden diese Öfen daher mit Brennstoff in Gasform oder mittels Ölbrennern beheizt, da dies bisher die einzige Art war, in der die soeben genannten Forderungen im praktischen Betrieb erfüllt werden konnten. Dagegen sind solche Öfen nicht für elektrische Heizung ausgeführt worden, da man keine Möglichkeit gesehen hat, die Heizelemente so zu installieren, daß sie gleichzeitig eine große Effektkonzentration und hohe Heizelementtemperaturen ermöglichen. Als Beispiel kann genannt werden, daß man bei den bisher bekannten Ofenkonstruktionen, in denen Heizelemente dazu bestimmt waren, die Wärme hauptsächlich durch Strahlung zu übertragen, der Ansicht war, daß keine größere Leistungsdichte als 15 bis 20 kW/m² installiert wird. Ferner sei erwähnt, daß man in solchen Fällen, in denen elektrische Widerstands-Heizelemente in Öfen zur Verwendung gekommen sind, diese Heizelemente üblicherweise an in die Ofenwandung, d. h. in das Gewölbe, die Seiten oder den Boden, eingelassenen Haken aufgehängt oder auf Nutenziegeln in den Ofenwänden selbst angebracht hat. Die Heizelemente sind dabei während des Betriebs nicht austauschbar. Auch wenn sich die Heizelemente in gewissen Fällen in einiger Entfernung von der Ofenwand befinden, ist das Ergebnis einer solchen Anordnung der Heizelemente eine ausgesprochene Oberflächenerhitzung.Certain ovens constructed in accordance with the types mentioned here are usually required to produce large quantities of tons per hour. To make this possible, a large concentration of effects and a high working temperature are necessary. So far, these ovens have therefore been heated with fuel in gaseous form or by means of oil burners, since this was the only way in which the requirements just mentioned could be met in practical operation. On the other hand, such ovens have not been designed for electrical heating, since no possibility has been seen to install the heating elements in such a way that they enable a large concentration of effects and high heating element temperatures at the same time. As an example, it can be mentioned that in the furnace designs known up to now, in which heating elements were intended to transmit the heat mainly by radiation, it was considered that no power density greater than 15 to 20 kW / m ^{2 would be} installed. It should also be mentioned that in those cases in which electrical resistance heating elements have come to use in ovens, these heating elements are usually hung on hooks embedded in the oven wall, ie in the vault, the sides or the bottom, or on grooved tiles in the Has attached oven walls himself. The heating elements are not exchangeable during operation. Even if the heating elements are in certain cases some distance from the furnace wall, the result of such an arrangement of the heating elements is pronounced surface heating.

Dadurch, daß die Effektinstallation gemäß der Erfindung eine Tiefenwirkung erhält, bekommt man sozusagen ein Gegenstück zu derjenigen Gasstrahlungstiefe, die erstrebt wird, wenn man eine große Wärmestrahlung von Gasflammen wünscht. Gleichzeitig wird jede gewünschte Leistungsdichtekonzentration erreicht, ohne daß man die Ziegelschicht des Gewölbes (der Ofenwände) einer thermischen Überlastung aussetzt. Es verdient jedoch in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen zu werden, daß man gemäß der Erfindung immer noch das Prinzip der Strahlungsbeheizung beibehält und es sich somit im vorliegenden Falle nicht um die Beheizung handelt, die z. B. von Heißluftbatterien mit quer durch die Luftströmung verlaufenden Heizelementen her bekannt ist. In letzterem Falle findet die Wärmeübertragung im wesentlichen durch Konvektion bei ziemlich niedriger Temperatur statt.Because the effect installation according to the invention is given a depth effect, one gets a counterpart, so to speak, to the gas radiation depth that is striven for when one Desires great heat radiation from gas flames. At the same time, any desired power density concentration achieved without the brick layer of the vault (the furnace walls) of a thermal Overload suspends. However, in this context it deserves to be pointed out that one still maintains the principle of radiant heating and according to the invention in the present case it is therefore not about the heating that z. B. of hot air batteries with heating elements extending transversely through the air flow is known. In the latter case takes place the heat transfer takes place essentially by convection at a fairly low temperature.

Es ist verständlich, daß die Heizelemente in jedem der obengenannten Öfen gemäß dem Hauptprinzip der Erfindung mit so hohen Temperaturen arbeiten, daß die äußerliche Siliziumdioxydschicht schmelzfließend wird. Verunreinigungen, welche die Heizelemente treffen, werden daher zusammen mit der Oberflächenschicht automatisch zum unteren Teil der Elemente befördert, wo sie kleine Tropfen bilden, die das Heizelement verlassen. Infolgedessen wird eine automatische Reinigung der Heizelemente erzielt.It will be understood that, in accordance with the main principle of the invention, the heating elements in each of the above-mentioned ovens operate at temperatures so high that the external silicon dioxide layer becomes melt-fluid. Impurities that hit the heating elements are therefore automatically carried along with the surface layer to the lower part of the elements, where they form small droplets which leave the heating element. As a result, automatic cleaning of the heating elements is achieved.

Die Erfindung ist vorstehend in der Hauptsache mit Bezug auf die Verwendung von Heizelementen beschrieben worden, die im wesentlichen aus Molybdändisilizid, MoSi₂, bestehen. Es ist jedoch klar, daß sie sich auch auf andere siliziumhaltige Elemente, z. B. solche aus Siliziumkarbid usw., bezieht.The invention has been described above mainly with reference to the use of heating elements which consist essentially of molybdenum disilicide, MoSi ₂ . It is clear, however, that it can also apply to other silicon-containing elements, e.g. B. those made of silicon carbide, etc., relates.

Die Erfindung ist im vorhergehenden unter Hinweis auf gewisse bestimmte Ausführungsformen derselben beschrieben worden, aber es versteht sich, daß sie sich nicht hierauf beschränkt, da mehrere Modifikationen und Abänderungen der Einzelheiten im Rahmen der Erfindung möglich sind.The invention is above with reference to certain specific embodiments thereof but it should be understood that it is not limited thereto as several modifications and modifications of the details are possible within the scope of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. A method for heating electrical resistance furnaces, preferably for the heat treatment of material that exudes solid or liquid particles at high temperatures or with temperature changes, using resistance heating elements that contain silicon, which are exposed to the action of oxygen in the air when heated forms a surface layer consisting mainly of silicon dioxide, characterized in that the heating takes place by means of essentially vertically hanging heating elements known per se and that the heating elements are operated at such high temperatures and have a composition selected so that the surface layer consisting mainly of silicon dioxide becomes melt-flowing and in the process slowly flowing downwards with constant regeneration of the same, while the excess at the same time leaves the element as droplets, in such a way that impurities adhering to the surface of the elements are removed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the elements with a temperature of at least 1500 ° C and preferably at least 1600 ° C.

3. Resistance furnace for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized in that the resistance heating elements consist of heating elements known per se, essentially hairpin-shaped and preferably essentially made of molybdenum disilicide, MoSi ₂ , by means of powder metallurgy, which are arranged in this way that their annealing zone hangs down vertically in the furnace space and the two leads are led out at a small distance from each other to the outside of the furnace so that the heating elements can be individually replaced during operation.

4. Resistance furnace according to claim 3, characterized in that the heating elements in addition to MoSi ₂ also contain other metals or oxides which, when the elements are oxidized, transform into an oxidic material which, _{together with SiO 2,} forms the melt-flowing surface layer on the elements.

5. Resistance furnace according to claim 4, characterized in that the heating elements consist of MoSi ₂ and a ceramic binder which is wholly or partially produced from an easily meltable clay during the sintering of the elements.

6. resistance furnace according to claim 3, 4 or 5, characterized in that the resistance heating elements through the walls with their annealing zone along the inside of the furnace wall hanging down essentially vertically and with its two supply lines through the furnace wall are introduced throughout.

7. resistance furnace according to claim 6, characterized in that the elements in the Transition zone between annealing zone and leads are angled so that the parts mentioned are straight.

8. resistance furnace according to claim 6 or 7, characterized in that the furnace walls with larger inlet openings than are absolutely necessary for the introduction of the heating elements are, the openings partly with a molding compound with one or more sides side inlet holes for the elements and for bricks arranged around the heating elements are filled out.

9. resistance furnace according to claim 3, 4, 5 or 6, characterized in that in the immediate Connection to the usable furnace space and in free, open radiation connection with it a heating room arranged for heat dissipation mainly only by radiation is provided that the glow zones of the electrical resistance heating elements of the desired effect and the desired number and the one in relation to the usable furnace space has a large volume.

10. Resistance furnace according to claim 3, 4, 5 or 6 with two or more side by side in furnace channels or chambers located on the same level and possibly with several such superimposed channel or chamber levels, characterized in that the Heating elements are arranged between adjacent furnace channels or chambers and that each of these heating elements is provided, heat through approximately free radiation to the furnace channels or chambers on both sides of the same.

11. Resistance furnace according to claim 10, characterized in that the annealing zone of Heating elements extending through all channel or chamber levels of the furnace.

12. Resistance furnace according to claim 9 and designed as a rotary hearth furnace of the type in which the objects, preferably made of steel or the like, for the purpose of heating, for example at forging temperature, one behind the other, on a rotary hearth, which runs continuously or is rotated in stages, characterized in that the heating space above the Rotary hearth is provided, the radially outermost part from the vertical axis of the furnace of the furnace vault is inclined inwardly in relation to the horizontal plane and is central to the Furnace vault a conical projection is provided and wherein the mentioned part of the furnace vault and the lateral surface of the projection have such an inclination that the thermal radiation is Concentrated on the circular area of the rotary hearth where the objects are attached.

Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1 010 668,
027 820.

In addition 5 sheets of drawings

209 558/369 3.62209 558/369 3.62