DE202011004800U1 - Ein in die Anlagenisolierung integriertes Heizsystem - Google Patents

Abstract

„Ein in die Anlagenisolierung integriertes Heizsystem” zum Warmhalten und Schmelzen von NE Metallen für Temperaturen von 450–1300°C 1. Das Heizsystem gekennzeichnet dadurch, dass es aus einem Heizelement (1), einem keramischen Schutzrohr (2) und einer kohlenstoffhaltigen oder metalloxidischen Zwischenschicht (3) besteht.

Description

• Zum aktuellen Stand der Heiztechnik im Bereich vom Schmelzen und Warmhalten von Nichteisenmetallen (NE Metalle – so wie Aluminium, Kupfer, Magnesium – oder deren Legierungen) gehören metallische oder keramische Heizelemente, die oberhalb der NE Schmelze angeordnet sind. Eine weitere Möglichkeit stellen Tauchheizelemente dar, die aus einem elektrischen Heizelement und einem Schutzrohr aus Keramik bestehen und direkt in die Schmelze – analog Tauchsieder – eingetaucht werden. Auch sind Heizungen mittels Gas- oder Öl-Brenner, die über der Schmelze angeordnet sind, bekannt. Allen, zum Stand der Technik bekannten Heizsystemen, ist eigen, dass der Wärmeübertrag an die Schmelze, durch die Überwindung eines grossen Strahlungsraumes durch Wärmeverluste als relativ uneffektiv bzw. die Bruchgefahr von Tauchheizelementen (mechanisch oder mangels Temperaturwechselbeständigkeit (TWB) als sehr hoch anzusehen sind. Der Einsatz von Heizelementen in den Ofenboden würde sowohl die Systemeffektivität erhöhen als auch die Bruchgefahr deutlich reduzieren.
• Es wurde bereits in der Vergangenheit versucht die Heizelemente in die Ofenisolierung (Boden oder Seiten) zu integrieren. Leider liegt unserer Kenntnis nach keine funktionierende Lösung vor. Entweder funktioniert der Wärmeübergang nicht und es kommt zu Überhitzungen oder die Heizelemente werden durch unterschiedlich Ausdehnungskoeffizienten oder das unterschiedliche TWB Verhalten kurzfristig zerstört.
• Im Gegensatz zu diesen Lösungen, liegt unser Ansatz darin, dass metallische oder keramische Heizelemente (1) nicht fest in den Ofenboden installiert wird sondern durch ein keramisches Schutzrohr (2) geschützt wird. Es wurde von uns als entscheidender Fortschritt bzw. Vorteil gefunden, dass das Schutzrohr selber keinen direkten Kontakt zur Feuerfestisolierung hat, indem sich zwischen Schutzrohr und der Feuerfestisolierung eine gleitende keramische Schicht (3) befindet, die die unterschiedlichen Ausdehnungs-Koeffizienten des Schutzrohres und der Feuerfestisolierung kompensiert. Das Schutzrohr ist nur dafür da, mechanische Spannungen aufzunehmen, das Heizelement zu schützen und die Wärme gut weiter zu leiten.

Claims (5)

1. „Ein in die Anlagenisolierung integriertes Heizsystem” zum Warmhalten und Schmelzen von NE Metallen für Temperaturen von 450–1300°C 1. Das Heizsystem gekennzeichnet dadurch, dass es aus einem Heizelement (1), einem keramischen Schutzrohr (2) und einer kohlenstoffhaltigen oder metalloxidischen Zwischenschicht (3) besteht.
2. Das Heizsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Heizelement (2) materialseitig metallisch oder keramisch sein kann.
3. Das Heizsystem nach Anspruch 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, das die Zwischenschicht (3) eine Dicke von 1–5 mm hat und einen Gehalt von mindestens 40% kristallinen Kohlenstoff oder von mindestens 40% Metalloxide des Aluminiums oder Zirkoniums hat.
4. Das Heizsystem nach Anspruch 1, 2 und 3 gekennzeichnet dadurch, das das Heizsystem keinen direkten Kontakt zu der NE Schmelze hat
5. Das Heizsystem nach Anspruch 1, 2, 3 und 4 gekennzeichnet dadurch, das der Durchmesser des Heizelementes (1) zwischen 30–max 60% des Innendurchmessers des Schutzrohres (2) liegt

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