DE2125769A1

DE2125769A1 - Electric heating device for keeping hot and overheating molten metal baths, in particular molten light metal

Info

Publication number: DE2125769A1
Application number: DE19712125769
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-05-25
Filing date: 1971-05-25
Publication date: 1972-12-07

Description

Elektrische Heizvorrichtung zum Warmhalten und Überhitzen von itetallschmelzbädernL insbesondere von Leichtmetallschmelzen Die Erfindung betrifft eine elektrische lIeizvorrichtung zum Warmhalten und Überhitzen von Metall schmelzbädern, insbesondere von Leichtmetallschmelzen, bestehend aus zwei oder mehreren, in die Schmelze eintauchbaren, wenigstens einen Graphit stab umfassenden Elektroden.Electric heating device for keeping warm and overheating of molten metal bathsL in particular of light metal melts. The invention relates to an electrical heating device for keeping warm and overheating of molten metal baths, in particular of light metal melts, consisting of two or more, at least one immersible in the melt Graphite rod comprising electrodes.

Für lietallschmelzöfen sowie zum Behandeln, Warmhalten oder Überhitzen von Metallschmelzbädern sind elektrische Heizvorrichtungen in Form von in das Schmelzbad einhängbaren Tauchheizkörpern bekannt. For metal melting furnaces as well as for treating, keeping warm or overheating Molten metal baths are electrical heating devices in the form of in the molten bath mountable immersion heaters known.

Hierzu gehören einerseits die bekannten stabförmigen, massiven Graphitelektroden oder nur mit einem Graphitkopf ausgerüstete und in die schmelzflüssige Schlackenschicht über dem eigentlichen Metallbad einhängbare -Tauchelektroden, denen beiden gemein ist, daß sie an je eine Ausgangsklemme eines Transformators angeschlossen sind und der Stromkreis zwischen mindestens einem Paar solcher Elektroden über das Schmelzbad bzw. die Schlackenschicht geschlossen wird. Die Heizwirkung solcher Elektroden beruht mindestens überwiegend auf der Ausnutzung des elektrischen Widerstandes der iletallschmelze bzw. der darüber liegenden Schlackenschicht selbst. These include, on the one hand, the well-known rod-shaped, solid graphite electrodes or only equipped with a graphite head and inserted into the molten slag layer Immersion electrodes that can be suspended above the actual metal bath, which both have in common is that they are each connected to an output terminal of a transformer and the circuit between at least one pair of such electrodes across the weld pool or the slag layer is closed. The heating effect of such electrodes is based at least predominantly on the utilization of the electrical resistance of the metal melt or the overlying slag layer itself.

Es ist jedoch auch bereits eine andere Gattung solcher Tauchheizkörper bekannt, deren fleizwirkung stattdessen auf der Ausnutzung eines Graphit stabes als Heizwiderstand beruht und bei denen der Graphitstab zum Schutze gegen Abbrand von einer elektrisch leitenden Umhüllung umschlossen ist, die mit Schutzzas gefüllt ist und bei weicher diese rohrförmige IJmhTillung den Rückleiter des Stromes bildet. Solche widerstandsbeheizten Graphitstab-Tauchheizkörper haben den Vorteil, daß sie infolge der leitenden Verbindung zwischen dem inneren Graphit stab und der äußeren Umhüllung, von denen der Graphitstab an einen Ende mittelbar an die eine Ausgangsklemme und das aus der Schmelze herausragende obere Ende der Umhüllung an die andere Susgangsklemme eines Einphasentransformators oder einer sonstigen Strom quelle angeschlossen sind, einzeln als alleinige oder zusätzliche fieizvorrichtung nur für das Warmhalten oder überhitzen von Metallschmelzbädern verwendet werden können, während bei Tauchelektroden die Notwendigkeit besteht, mindestens zwei - und im Falle des üblichen Dreiphasen-Drehstroms auch drei -Elektroden zu verwenden, was aber für das reine llarr.halten oder Überhitzen bereits geschmolzener lTetalle häufig einen zu großen Aufwand bedeutet. However, there is already another type of immersion heater of this type known, whose fiery effect is instead based on the use of a graphite rod is based as a heating resistor and in which the graphite rod to protect against burn-off is enclosed by an electrically conductive envelope which is filled with protective zas and with softer this tubular IJmhTillung forms the return conductor of the current. Such resistance-heated graphite rod immersion heaters have the advantage that they due to the conductive connection between the inner graphite rod and the outer Sheath, of which the graphite rod at one end indirectly to the one output terminal and the upper end of the envelope protruding from the melt to the other susgang terminal a single-phase transformer or other power source are connected, individually as the sole or additional heating device only for keeping warm or Overheating of molten metal baths can be used, while with immersion electrodes there is a need for at least two - and in the case of the usual three-phase three-phase current also use three -electrodes, but what for pure noise or overheating already melted metal often means too much effort.

Ein wesentlicher flachteil der widerstandsbeheizten Graphitstab-Tauchheizkörper, bei denen die äußere Umhüllung den Stromrückleiter bildet, liegt aber darin, daß sie im Gegensatz zu den reinen Tauchelektroden wegen der iJotwendigkeit von zwei gegeneinander isolierten Stromanschlüssen für den Graphit stab einerseits und die äußere Umhüllung andererseits baulich aufwendig sind und außerdem zu einer lokal konzentrierten tiärmeentfaltung innerhalb des Schmelzbades führen, die häufig gerade zum Zwecke des Warmhaltens oder t'terhitzens nicht erwünscht ist. An essential flat part of the resistance-heated graphite rod immersion heater, in which the outer envelope forms the current return conductor, but lies in the fact that in contrast to the pure immersion electrodes because of the need for two mutually insulated power connections for the graphite rod on the one hand and the outer envelope on the other hand are structurally complex and also to a local concentrated heat development within the weld pool, which is often straight for the purpose of keeping warm or not heating.

Auf der anderen Seite sind die reinen Tauchelektroden häufig deswegen unbefriedigend, weil, z.B. im Falle von Leichtmetallschmelzbädern, der elektrische rtiderstand des Schmelzbades verhältnismäßir niedrig und folglich auch die aufgrund dieses Widerstandes im Schmelzbad selbst erzeugte Wärme entsprechend gering ist. On the other hand, the pure immersion electrodes are often because of this unsatisfactory because, e.g. in the case of light metal baths, the electrical r resistance of the weld pool relatively low and consequently also the heat generated in the weld pool itself due to this resistance is low.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten elektrischen Heizvorrichtungen der vorbeschriebenen Gattung speziell fÜr die Zwecke des Warmhaltens oder Überhitzens von Metallschmelzbädern, insbesondere Leichtmetallschmelzen, so zu verbessern, daß mit verhältnismßig einfachem baulichem und schaltungstechnischem Aufwand und entsprechend leichterer Handhabung eine möglichst wirtschaftliche Wärmeerzeugung und -übertragung auf das Schmelzbad gewährleistet ist. The invention is based on the object of the known electrical Heating devices of the type described above especially for the purpose of keeping warm or overheating of molten metal baths, in particular light metal melts, see above to improve that with relatively simple structural and circuitry Effort and, accordingly, easier handling, the most economical heat generation possible and transfer to the weld pool is guaranteed.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß mindestens eine der Tauchelektroden aus einem an sich bekannten Graphitstab-Heizelement besteht, bei welchem der als Ifeizwiderstand dienende und zu diesem Zweck mit den einen Ende mittelbar an die Stromquelle angeschlossene Graphitstab an seinem diesem gegenüberliegenden Ende leitend mit einer ihn im Abstand gasdicht umgebenden, in die Schmelze eintauchenden rohrförmigen Umhüllung aus ele]ztrisch leitendem, gegenüber der Sletallschmelze ausreichend widerstandsfähigem Werkstoff verbunden ist, die an ihrem aus dem Schmelzbad herausragenden Ende gegerniber dem Graphit stab isoliert und mit mindestens einer weiteren, an die gleiche Stromquelle angeschlossenen Tauchelektrode in an sich bekannter Weise unter Verwendung des Schmelzbades als Leiter elektrisch verbunden ist. To solve this problem, the invention is characterized in that that at least one of the immersion electrodes consists of a known graphite rod heating element exists, in which the one serving as an icing resistor and for this purpose with the one end indirectly connected to the power source graphite rod on his this opposite end conductive with a gas-tight surrounding it at a distance, in the melt immersed tubular sheath made of electrically conductive, opposite the metal melt is connected to sufficiently resistant material that at its end protruding from the weld pool, insulated from the graphite rod and with at least one additional immersion electrode connected to the same power source electrically in a manner known per se using the molten bath as a conductor connected is.

Die erfindungsgemaß vorgesehene Ausbildung und Verwendung der an sich bekannten widerstandsbeheizten Graphitstabrauchheizköq)er als Elektroden mit nur einem Stromanschluß haben nicht nur den Vorteil, sie, zumal fÜr die Zwecke reiner Zusatzbeheizung, baulich einfacher gestalten und daher leichter handha]en zu k<bnnen, sondern vor allem den Vorteil, daß auf diese Weise sowohl die intensive Heizwirkung der Tauchheilkörper selbst als auch die unmittelbare Widerstandsbeheizung des Schmelabades ausgenutzt werden und folglich mit spezifisch geringerem Aufwand eine gleichmäßigere und dadurch zugleich wirkungevollere Beheitung des Schmelzbades gewährleistet werden kann. The inventive design and use of the known resistance-heated graphite smoke heater with as electrodes only one power connection not only have the advantage of it, especially for purer purposes Additional heating, structurally simpler and therefore easier to handle, but above all the advantage of being on this Way both the intense The heating effect of the diving body itself as well as the direct resistance heating of the Schmelabath can be exploited and consequently with less specific effort a more even and thus at the same time more effective heating of the weld pool can be guaranteed.

Diese Wirkung wird dadurch unterstützt, daß der sich von der äußeren rohrförmigen Umhüllung der Elektrode ablösende und in das Schmelzbad übertretende Strom auf Grund des bekannten Stromverdrängungseffektes innerhalb des Schmelzbades nicht auf kürzestem riege von L'lektrode.zu EleXtrode fließt, sondern zunächst parallel zur eingetauchten Elektrode auf die Oberfläche des Schmelzbades zu fließt, um dann - längs der Schmelzbadoberfläche fließend - in umgekehrter Richtung auf die Gegenelektrode überzutreten. Auf diese leise entsteht an Jeder Elektrode eine, von dem durch das Schmelzbad hindurch zur Gegenelektrode abfließenden Strom gebildete, etwa haarnadelförmig verlaufende Stromechleife, die nach den Gesetzen der Elektrodynamik zu einer Erafteinwirkung auf die stromfuhrenden Teile und damit zu einer Badbewegung führt, die sich der thermischen Bewegung überlagert und dadurch eine wesentliche Verbesserung sowohl der Wärmeübertragung als auch des Wärmeausgleichs innerhalb des Schmelzbades bewirkt. This effect is supported by the fact that the outside tubular sheath detaching the electrode and overflowing into the molten bath Electricity due to the well-known current displacement effect within the weld pool does not flow in the shortest possible distance from L'lektrode. to EleXtrode, but initially in parallel to the immersed electrode flows to the surface of the weld pool, and then - flowing along the surface of the melt pool - in the opposite direction towards the counter electrode to step over. In this way, one is created at each electrode, of which the Melt bath through to the counterelectrode flowing stream formed, approximately hairpin-shaped running current loop, which, according to the laws of electrodynamics, leads to an effect of force on the live parts and thus leads to a bath movement that the superimposed thermal movement and thereby a substantial improvement both causes the heat transfer as well as the heat balance within the melt pool.

Diese zusätzlich genutzte Kraftwirkung auf das Schmelzbad kann durch entsprechende Veränderung des Abstandes zwischen den Elektroden in dem Sinne beeinflußt bzw. gesteuert werden, daß sich der vorbeschriebene Effekt umso stärker auswirkt, Je kleiner der Abstand der Elektroden gewählt wird. This additionally used force on the weld pool can through corresponding change in the distance between the electrodes in the sense influenced or controlled so that the effect described above has a stronger effect, The smaller the distance between the electrodes is chosen.

Es ist daher gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung zweckmäßig, die Anordnung so zu treffen, daß der Abstand zwischen Je zwei Tauchelektroden veränderbar,.d.h. It is therefore expedient according to a further feature of the invention, Arrange the arrangement in such a way that the distance between two immersion electrodes can be changed, i.e.

einstellbar, ist.adjustable, is.

Es ist möglich, mindestens eine der übrigen Elektroden in üblicher Weise als unumkleidete massive Graphitelektrode auszubilden, doch entspricht es einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, sämtliche Elektroden als zugleich widerstandsbeheizte und mit einer rohrförmigen Umhüllung versehene Graphitstab-Heizelemente auszubilden. It is possible to use at least one of the remaining electrodes in the usual way Way to train as an uncovered solid graphite electrode, but it corresponds a preferred embodiment of the invention, all electrodes as at the same time Resistance-heated graphite rod heating elements provided with a tubular casing to train.

In beiden Fällen ist es möglich, mit nur zwei Elektroden zu arbeiten, die an Je eine der beiden Ausgangsklemmen eines einphasigen Transformators angeschlossen sind oder - Je nach der Größe und Form des Schmelzbadbehälters sowie dem Heizbedarf - drei Elektroden vorzusehen, die an Je eine Ausgangsklemme eines dreiphasigen Transformators angeschlossen sind, wobei das Schmelzbad in bekannter Weise den Sternpunkt bildet. In both cases it is possible to work with only two electrodes, each connected to one of the two output terminals of a single-phase transformer or - Depending on the size and shape of the weld pool tank and the heating requirement - Provide three electrodes, each connected to an output terminal of a three-phase transformer are connected, the weld pool forming the star point in a known manner.

Selbstverständlich ist es auch ohne weiteres möglich, mehr als drei Elektroden der beschriebenen Art zu verwenden, wobei sie - gegebenenfalls gruppenweise - in beliebiger Weise geschaltet sein können. Of course, it is also easily possible to have more than three To use electrodes of the type described, where they - optionally in groups - Can be switched in any way.

Ist die erfindungsgemäße Heizvorrichtung für das Warmhalten oder Überhitzen von Leichtmetallschmelzen, z.B. Magnesium oder Aluminium, bestimmt, kann die den Graphitstab gasdicht umschließende Umhüllung aus gegebenenfalls legierten Stahl bestehen; im Falle der Verwendung für höherschmelzende Metalle, z.B. Grauguß, ist es dagegen notwendig, in an sich bekannter Weise eine Umhüllung aus hochtemperaturbeständigem Werkstoff, wie z.B. Is the heating device according to the invention for keeping warm or Overheating of light metal melts, e.g. magnesium or aluminum, can be determined the casing, which encloses the graphite rod in a gas-tight manner, optionally made of alloyed material Made of steel; in the case of use for higher melting metals, e.g. gray cast iron, on the other hand, it is necessary, in a manner known per se, to have a casing made of high-temperature-resistant material Material, such as

Graphit, vorzusehen.Graphite to be provided.

Bei Heizvorrichtungen dieser Gattung ist es an sich bekannt, die den als Widerstandsheizkörper dienenden Graphitstab umgebende rohrförmige Umhtllung.mit einem Schutzgas zu füllen. In heating devices of this type, it is known per se that the tubular Umhtllung.mit surrounding the graphite rod serving as resistance heating element to fill a protective gas.

Es hat sich gezeigt, daß bei einem gasdichten Abschluß dieser Umhüllung die Verwendung einer besonderen Schutzgasfüllung entbehrlich ist, weil sioh sehr bald eine durch den anfänglichen Abbrand des Graphitstabes selbst hervorgerufene SchutzgasatmosphS-re aus C02 mit CO-Überschuß einstellt, die einen weiteren wesentlichen Abbrand des Graphitstabes verhindert.It has been shown that with a gas-tight closure of this envelope the use of a special protective gas filling is unnecessary because it is very soon one caused by the initial burn-off of the graphite rod itself Protective gas atmosphere consisting of C02 with excess CO is established, which is a further essential Prevents the graphite rod from burning off.

Im-Sinne.weiterer baulicher Vereinfachung hat es sich gemäß einem -weiteren Merkmal der Erfindung als zweckmäßig erwiesen, die den Graphitstab umschließende Umhüllung aus einem Rohrabschnitt herzustellen, dessen bsdenseitige oeffnung durch einen lösbaren Stopfen aus gut leitendem, hitzebeständigem Werkstoff, z.B, Graphit, gasdicht verschlossen ist. Dabei ist es vorteilhaft, zwischen den als Heizwiderstand dienenden Graphitstab und dem Boden der Umhüllung ein auswechselbares Zwischenkontaktstück einzuschalten, das diese Teile sowohl elektrisch als auch wärmetechnisch gut leitend miteinander verbindet. Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, das Zwischenkontaktstück, das z.B. In the sense of further structural simplification, it has become according to a Another feature of the invention proved to be useful, the one surrounding the graphite rod Produce casing from a pipe section, the bottom side opening through a detachable stopper made of a highly conductive, heat-resistant material, e.g. graphite, is sealed gas-tight. It is advantageous to use as a heating resistor serving graphite rod and the bottom of the envelope a replaceable intermediate contact piece to switch on, that these parts are both electrically and thermally conductive connects with each other. It has proven to be very advantageous to use the intermediate contact piece, that e.g.

aus Graphit bestehen kann, auf der einen Seite mit einer vorzugsweise kugelschalenförmigen Ausnehmung für die Aufnahme des Graphitstabendes und auf der dieser gegenüberliegenden Seite mit einem konischen Ansatz zu versehen, der mit einer entsprechende» konischen Ausnehmung des Bodenstopfens verzapft ist.may consist of graphite, on one side with one preferably spherical shell-shaped recess for receiving the graphite rod end and on the to provide this opposite side with a conical approach that with a corresponding »conical recess of the bottom plug is mortised.

Das mittelbar an die Stromquelle angeschlossene andere Ende des als Heizwiderstand dienenden Graphitstabes ist zweckmäßig ebenfalls konisch verjüngt und mit einer entsprechend konisch ausgebildeten Ausnehmung eines oberen ZwischenkontaktstUkkes aus höherschmelzendem Metall, z.B. Chrom-Nickel-Stahl> oder hochtemperaturbeständigem Werkstoff, wie z.B. Graphit, verzapft, xxx wobei dieses obere ZwischsnkontakttUck en seinem oberen freien Ende den metallischen Kontaktkrper- ür den Anschluß an die Stromquelle tragt. Der metallische Kontaktkdrper ist zweckmäßig in üblicher Weise aus Kupfer oder Kupferlegierung hergestellt und weist einen äußeren, wasserbeaufschlagten Kthlmantel auf. The other end of the als The graphite rod used for heating resistance is expediently also tapered conically and with a correspondingly conical recess of an upper intermediate contact piece Made of higher melting metal, e.g. chrome-nickel steel> or high temperature resistant Material such as graphite, mortised, xxx where this upper ZwischensnkontakttUck At its upper free end the metallic contact body for connection to the Power source carries. The metallic contact body is expedient in the usual way made of copper or copper alloy and has an outer, water-exposed Cooling jacket on.

Auch das obere ZwischenkontaktstUck kann mit dem metallischen Kontaktkdrper für den unmittelbaren Stromanschluß durch konischen Preßsitz gut leitend verspannt sein.The upper intermediate contact piece can also conduct well with the metallic contact body for direct power connection by means of a conical press fit be tense.

Gemäß einem weiteren wichtigen Merkmal der Erfindung ist der als Heizwiderstand dienende Graphitstab innerhalb der ihn gasdicht umschließenden Umhüllung durch ein auf das freie Stirnende des oberen 2wi8chenkontaktstückes und/oder des metallischen Stromanschluß-Kontaktkrpers wirkendes Rückatellelement in Form einer Schraubendruckfeder od. dgl. axial fest zwischen die ihm an beiden Enden anliegenden Zwischenkontaktatticke eingespannt. Während auf diese Weise einerseits ein weitgehend verlustfreier Strom- und Wärmeübergang gewährleistet wird1 hat die beschriebene axiale Einspannung des Graphitstabes und der Zwischenkontaktstücke andererseits den Vorteil, alle diese Teile leichter und daher in sehr kurzer Zeit auswechseln zu können, Die rohrförmige Umhüllung des Graphitstabes ist gegenüber dem oberen Zwischenkontaktstück des Graphitstabes zweckmäßig durch eine zugleich gasdicht abschließende Zwischenschicht aus hitzebeständigem Material, z.B. imprägniertem Glasgewebe oder Keramik-Faser, isoliert. Aus dem gleichen oder ähnlichem Material kann auch eine die rohrförmige Umhüllung zweckmäßig außen umkleidende Schutzschicht bestehen die demgegenüber dem Zweck dient, den aus dem Schmelzbad herausragenden Längenabschnitt der Umhüllung gegen Korrosion zu schützen. According to a further important feature of the invention is as Heating resistor serving graphite rod within the envelope surrounding it in a gas-tight manner by a on the free end of the upper 2wi8chenkontaktstückes and / or the Metallic power connection contact body acting Rückatellelement in the form of a Helical compression spring od. The like. Axially fixed between the adjacent to it at both ends Intermediate contact thickness clamped. While doing this on the one hand a largely Loss-free power and heat transfer is guaranteed1 has the one described axial clamping of the graphite rod and the intermediate contact pieces on the other hand the advantage of replacing all of these parts more easily and therefore in a very short time To be able to, the tubular casing of the graphite rod is opposite the upper one Intermediate contact piece of the graphite rod expediently by a gas-tight sealing at the same time Intermediate layer made of heat-resistant material, e.g. impregnated glass fabric or Ceramic fiber, isolated. One of the same or similar material can also be used the tubular casing expediently encased on the outside of the protective layer on the other hand, the purpose of the longitudinal section protruding from the weld pool is used to protect the casing against corrosion.

In der Zeichnung ist die Erfindung an drei Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Schmelzgefäß für Magnesium mit durch Debkelöffnungen hindurch in das Schmelzbad eingehängten widerstandsbeheizten Tauchelektroden, Fig. 2 ein gleichfalls mit einem Deckel versehenes Schmelz gefäß für Aluminium mit drei durch die Deckel5ffnungen hindurch in das Schmelzgefäß eingehängten widerstandsbeheizten Tauchelektroden, Fig. 3 und 4 je einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch einen Badbehälter zum Warmhalten von Grauguß mit je einer erfindungsgemäßen und einer üblichen Tauchelektrode. In the drawing, the invention is shown in three exemplary embodiments explained. They show: FIG. 1 a melting vessel for magnesium with debris openings resistance-heated immersion electrodes suspended through the weld pool, Fig. 2 a melting vessel also provided with a lid for aluminum with three resistance-heated suspended through the lid openings in the melting vessel Immersion electrodes, FIGS. 3 and 4 each have a longitudinal section and a cross section through a bath tank for keeping gray cast iron warm, each with one and one according to the invention a common immersion electrode.

In der Zeichnung sind der die Schmelze aufnehmende Behälter mit 1 und dessen Deckel mit la bezeichnet. Der Deckel der Schmelzbehälter weist in allen Fällen eine der Anzahl der verwendeten Elektroden entsprechende Anzahl von Offnungen auf, durch welche diese in freihängender Anordnung in das Schmelzbad. In the drawing, the container holding the melt is indicated by 1 and its cover is labeled la. The lid of the melting container shows in all Make a number of openings corresponding to the number of electrodes used through which these in a freely hanging arrangement in the weld pool.

getaucht sind.are submerged.

Soweit die Tauchelektroden zugleich widerstandabeheizte Graphitstab-Heizelemente bilden, sind sie grundsätzlich mit 2 bezeichnet, während die üblichen unumkleideten massiven Graphitelektroden - nur im Falle der iusführungsform gesäß Fig. 3 und 4 - mit 3 bezeichnet sind. As far as the immersion electrodes are also resistance-heated graphite rod heating elements form, they are generally designated with 2, while the usual unclothed solid graphite electrodes - only in the case of the embodiment according to FIGS. 3 and 4 - are denoted by 3.

Im Falle der Ausführungsfon gemäß Fig. 1 handelt es sich U das Warmhalten oder Überhitzen einer Magnesiumschmelze 4. Es sind zu diesem Zweck zwei untereinander gleiche widerstandabeheizte Graphitstab-Heieleaonte 2 benutit, die an Je eine der beiden Ausgangsklemmen eines einphasigen Transformators 5 angeschlossen sind, wobei die elektrische Verbindung zwischen den Tauchelektroden über das Schmelzbad 4 hergestellt wird. In the case of the embodiment according to FIG. 1, it is U keeping warm or overheating a magnesium melt 4. For this purpose there are two below each other The same resistance-heated graphite rod heaters 2 are used that are used on Je one the two output terminals of a single-phase transformer 5 are connected, the electrical connection between the immersion electrodes via the weld pool 4 is produced.

Die als Tauchelektroden dienenden widerstandsbeheizten Graphitstab-Heizelemente 2 bestehen aus dem unmittelbar stromdurchflossenen und daher als Heizwiderstand dienenden Grafhitstab 6 und der mit diesem am unteren Ende elektrisch und wärmeleitend verbundenen, den Graphitstab 6 mit Abstand gasdicht umschließenden rohrförmigen Umhüllung 7, die in diesem Falle aus korrosionsbeständigem Chrom-Nickel-Stahl besteht. The resistance-heated graphite rod heating elements that serve as immersion electrodes 2 consist of the direct current flowing through it and therefore as a heating resistor serving graphite rod 6 and electrically and thermally conductive with this at the lower end connected, the graphite rod 6 at a distance gas-tight enclosing tubular Sheath 7, which in this case consists of corrosion-resistant chromium-nickel steel.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht die Umhüllung 7 aus einem Rohrabschnitt,dessen bodenseitiges Ende offen und durch einen eingeschraubten Stopfen 8 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 9 aus hochfeuerfestem Material, z.B. Keramik-Faser, gasdicht verschlossen ist. Der Stopfen 8, der in diesem Falle ebenfalls aus Chrom-Nickel-Stahl bestehen könnte, aber bevorzugt aus Graphit besteht, hat auf der dem Graphitstab 6 zugekehrten Innenseite eine konische Ausnehmung 10 in welche der gleichfalls konische Zapfen 11a eines aus Graphit bestehenden unteren Zischenkontaktstückes 11 eingreift, das auf der dem Graphit stab 6 zugekehrten Seite mit einer kugelförmigen Ausnehmung lib versehen ist, gegen welche das entsprechend kugelförmig gestaltete eine Ende des Graphit stabes 6 satt anliegt.As can be seen from Fig. 1, the casing 7 consists of a Pipe section, the bottom end of which is open and through a screwed-in stopper 8 with the interposition of a seal 9 made of highly refractory material, e.g. ceramic fiber, is sealed gas-tight. The stopper 8, which in this case is also made of chrome-nickel steel could consist, but is preferably made of graphite, has on the graphite rod 6 facing inside a conical recess 10 in which the likewise conical Pin 11a of a graphite lower hiss contact piece 11 engages, that on the side facing the graphite rod 6 with a spherical recess lib is provided, against which the correspondingly spherical one end the graphite rod 6 fits snugly.

Das diesem gegenüberliegende andere Ende des als fIeizwiderstand dienenden Graphitstabes 6 ist konisch verjüngt ausgebildet und axial in eine entsprechende konische Ausnehmung 12a eines oberen Zwischenkontaktstückes 12 unter Bildung einer Verzapfung eingepreßt, das im Falle dieses Ausführungsbeispiels ebenfalls aus Chrom-Nickel-Stahl besteht. Der obere Endabschnitt 12b dieses Zwischenkontaktstückes ist ebenfalls konisch verjüngt, wobei auf diesen Abschnitt ein aus Kupfer bestehender Kontaktkörper 13 mittels einer entsprechend konisch au8gebildeten Ausnehmung iit rrx Klemmsitz aufgepreßt ist. Der uetallische Stroianschluß-ontaktkörper 13 3 weist einen außenseit1< autgelöteten oder aufgeschweißten sohlangenförmigen I.L 14 auf, der mit Wasser beaufschlagt ist.The other end of the opposite end that serves as a heating resistor Graphite rod 6 is conically tapered and axially in a corresponding conical recess 12a of an upper intermediate contact piece 12 to form a Pressed in mortise, which in the case of this embodiment is also made of chrome-nickel steel consists. The upper end portion 12b of this intermediate contact piece is also conically tapered, with a contact body made of copper on this section 13 by means of a correspondingly conical recess with a rrx press fit is pressed on. The metallic strobe contact body 13 3 has an outer side auto-soldered or welded sole-length I.L 14 on, which is exposed to water.

Um den als heizwiderstand dienenden Graphitstab 6 und die mit diesem leitend verbundenen Teile einerseits leicht auswechselbar zusammenzusetzen, andererseits aber so zu verbinden, daß möglichst geringe Übergan ;sverluste auftreten, sind diese axial miteinssder verspannt. Zu diesem Zweck weist die den Graphitstab 6 umschließende Umhüllung 7 in ihrem oberen Längenbereich eine äußere Ringnut 15 auf, in die ein Flanschring aus Asbest-Zement formschlüssig eingreift. Gegen diesen Ringkörper 16 stützt sich der Tragflansch 17 eines zweiarmigen Haltebügels 18 aus Stahl ab, der an seinem oberen Ende in einer zum Graphit stab 6 koaxialen Ausnehmung mit einem einstellbaren Gewindestopfen 19, gleichfalls aus Stahl, versehen ist. In einer innen glatten Axialbohrung des Gewindestopfens 19 ist ein gleichfalls aus Stahl bestehender Druckstempel 20 axial verschieblich efihrt, der einen fest an ihm angeordneten Stützteller 20a aufweist, wobei zwischen dem Stützteller 20a und der diesem zugekehrten Stirnseite des Gewindestopfens 19 eine Schraubendruckfeder 21 eingeschaltet ist, zieren Vorspannung sich durch den Gewindestopfen 19 regulieren läßt. Mit seinem unteren freien Stirnende stützt sich der Druckstempel 20 unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht 22 gegen einen Andruckbügel 23 ab, der seinerseits gegen den aus Kupfer bestehenden Strojanschluß-Kontaktörper 13 wirkt. Auf diese Weise sind alle dem Graphitstab 6 axial vorgeschalteten bzw. nachUeschalteten Kontaktstellen zuverlässig und gut leitend miteinander verspannt.In order to assemble the graphite rod 6 serving as a heating resistor and the parts conductively connected to it in an easily replaceable manner on the one hand, but to connect them in such a way that the lowest possible transition losses occur on the other hand, they are axially braced together. For this purpose, the casing 7 surrounding the graphite rod 6 has, in its upper length region, an outer annular groove 15 into which a Asbestos-cement flange ring engages positively. Against this ring body 16 is supported by the support flange 17 of a two-armed steel bracket 18, which is provided at its upper end in a recess coaxial with the graphite 6 with an adjustable threaded plug 19, also made of steel. In an internally smooth axial bore of the threaded plug 19, a plunger 20, which is also made of steel, is axially displaceable and has a support plate 20a fixedly arranged on it, a helical compression spring 21 being inserted between the support plate 20a and the end face of the threaded plug 19 facing it The preload can be regulated by means of the threaded plug 19. With its lower free front end, the plunger 20 is supported against a pressure bracket 23 with the interposition of an insulating layer 22, which in turn acts against the stroke contact body 13 made of copper. In this way, all of the contact points axially upstream or downstream of the graphite rod 6 are braced with one another in a reliable and highly conductive manner.

Sowohl zum Zwecke der elegtrischen Isolation als auch zum Zwecke des gasdichten Abschlusses ist zwischen dem oberen Zwischenkontaktstück 12 und der Innenfläche der leitenden rohrförmigen Umhüllung 7 eine Zwischenschicht 24 aus Isolationsmaterial in Form von lasgewebe oder Eeranik-?aser eingeschaltet. Aus dem gleichen Material ist eine äußere Schutzschicht 25 zusammengesetzt, die den oberen Itängenabschnitt der Umhüllung 7 in dem Bereich gegen Korrosion schützt, der aus dem Schmelzbad 4 herausragt. Both for the purpose of elegtric isolation and for purposes of the gas-tight seal is between the upper intermediate contact piece 12 and the Inner surface of the conductive tubular sheath 7 is an intermediate layer 24 of insulating material turned on in the form of laser tissue or Eeranik-? aser. Made of the same material is an outer protective layer 25 composed of the upper length portion the casing 7 protects against corrosion in the area that consists of to the Molten pool 4 protrudes.

Der den Graphitstab 6 umgebende innere Ringraum 26 der Umhüllung 7 kann mit Schutzgas angefüllt sein; im allgemeinen ist dies jedoch entbehrlich, vveil sich bereits nach einer gewissen Anlaufzeit durch den zunächst eintretenden Abbrand des Graphitstabes 6 selbst eine Schutzgas-Atmosphäre aus C02 mit CO-UberschuD einstellt, die einen wesentlichen weiteren Abbrand des Graphitstabes 6 verhindert. The inner annular space 26 of the casing surrounding the graphite rod 6 7 can be filled with protective gas; in general, however, this is not necessary, vveil already after a certain start-up time by the first occurring Burning of the graphite rod 6 itself creates a protective gas atmosphere of CO 2 with excess CO is set, which prevents a significant further burning of the graphite rod 6.

Der Graphitstab 6 hat bei einem Durchmesser von etwa 35 mm znseckmaßig eine Lange von et/a 500 mm. Bei einer Primrspannung des Transformators 5 von 380 V und einer Transformatorleistung von 80 KVA ergibt sich sekundärseitig eine verhältnismaßig niedrige Spannung von 25 V, die den Graphitstab 6 bei etwa 70 ;{ mit etwa 2800 A beaufschlagt. The graphite rod 6 has a square shape with a diameter of approximately 35 mm a length of about 500 mm. With a primary voltage of transformer 5 of 380 V and a transformer power of 80 KVA results in a proportional on the secondary side low voltage of 25 V, the graphite rod 6 at about 70; {with about 2800 A applied.

Dabei treten Temperaturen in einer Größenordnung von etwa 20000C auf, wobei die dadurch hervorgerufene Wärme teils durch Leitung und teils durch Strahlung an die äußere rohrförmige Umhüllung 7 übertragen wird, die die Wärme ihrerseits durch Konvektion an das Schmelzbad abführt. Gleichzeitig erfolgt die Stromrückleitung zur Nachbarelektrode im we.entlichen längs der Schmelzbadoberfläche durch die Metallschmelze 4, die hierbei auf Grund ihres eigenen Ohmschen Widerstandes zusätzlich erwärmt wird. Temperatures in the order of about 20000C occur on, with the heat generated thereby partly by conduction and partly by Radiation is transmitted to the outer tubular casing 7, which in turn absorbs the heat dissipates to the weld pool by convection. The current is returned at the same time to the neighboring electrode essentially along the surface of the melt pool through the metal melt 4, which additionally heats up due to their own ohmic resistance will.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 1 nur dadurch, daß die Metallschmelze 27 in diesem Falle Aluminium bildet und mit drei statt mit nur zwei Elektroden 2 gearbeitet wird, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an je eine Ausgangsklemme eines dreiphasigen Transformators 28 angeschlossen sind, während die Aluminiumschmelze 27 den Sternpunkt bildet. The embodiment according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 only in that the molten metal 27 forms aluminum in this case and working with three instead of only two electrodes 2, which in the case of the one shown Exemplary embodiment of one output terminal each of a three-phase transformer 28 are connected, while the aluminum melt 27 forms the star point.

Selbstverständlich können die drei Elektroden 2 auch in anderer bekannter Weise geschaltet ein; desgleichen wäre es ohnenweiteres möglich, auch in diesem Falle mit nur zxsei oder auch mehr als drei Elektroden zu arbeiten. Of course, the three electrodes 2 can also be known in other ways Way switched on; likewise would it be otherwise possible also in this case to work with only two or more than three electrodes.

Bei dem iiusfiihrllnz-Meis?iel gemaß Fig. 3 und 4 handelt es sich um eine Graugußschmelze 29 wobei im übrigen die zweite Elektrode 3 eine übliche unumkleidete massive Graphitelektrode bildet, die stromseitig mit der ihr zugeordneten Elektrode 2 z.B. wie im Falle der Fig. 1 verbunden bzw. geschaltet sein kann. The iiusfiihrllnz-Meisiel according to FIGS. 3 and 4 is around a gray cast iron melt 29, with the rest of the second electrode 3 being a conventional one Uncovered massive graphite electrode forms the current side with the one assigned to it Electrode 2 can be connected, for example, as in the case of Fig. 1.

In den Fällen der Fig. 2 sowie 3 und 4 besteht die äußere Umhüllung 7 des Graphitstabes 6 ebenfalls aus Graphit. In the cases of FIGS. 2 and 3 and 4, there is the outer covering 7 of the graphite rod 6 also made of graphite.

Auch die oberen und unteren Zwischenkontaktstücke sowie der Bodenstopfen 8 sind in diesem Falle bevorzugt aus Graphit hergestellt.Also the upper and lower intermediate contact pieces as well as the bottom plug 8 are preferably made of graphite in this case.

Hiervon abgesehen, unterscheiden sich die Auch elektroden 2 ansonsten nicht von denjenigen, die vorstehend mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 beschrieben sind. Apart from this, the electrodes 2 also differ otherwise not of those mentioned above with reference to the exemplary embodiment according to Fig. 1 are described.

In allen Fällen kann der Graphitstab in seinem oberen Endbereich einen größeren Querschnitt aufweisen als in seinem unteren Längenbereich, um zu bewirken, daß der untere Längenbereich eine gegenüber dem oberen Län£enbereich größere Wärmemenge entfaltet. In all cases, the graphite rod can be in its upper end region have a larger cross-section than in its lower length range in order to cause the lower length range to be greater than the upper length range Amount of heat unfolded.

Auch ist es selbstverständlich möglich, den Graphitstab 6 in an sich bekannter Weise längsgeschlitzt bzw. haarnadelförmig auszubilden. It is of course also possible to use the graphite rod 6 in itself known way to be longitudinally slit or hairpin-shaped.

Wenn eine höhere 3adbewegung erwünscht ist und mit Rücksicht hierauf ein geringerer Abstand zwischen den Tauchelektroden einstellbar sein soll> ist es selbstverständlich notwendig, die im Deckel la der Schmelzbehälter vorgesehenen Öffnungen für den I>urchtritt der Tauchelektroden als Langlöcher auszubilden, deren lange Achse in Richtung der beide Tauchelektroden verbindenden Vertikalebene angeordnet ist. If a higher 3ad movement is desired and with this in mind it should be possible to set a smaller distance between the immersion electrodes> is it is of course necessary that the melting container provided in the lid la Openings for the penetration of the immersion electrodes as elongated holes to train its long axis in the direction of the vertical plane connecting the two immersion electrodes is arranged.

oelbstverstandlich ist es stattdessen auch möglich, im Deckel la mindestens für eine der beiden Tauchelektroden mehrere, dem jeweils gewünschten Abstand zwischen den Elektroden entsprechende Öffnungen vorzusehen, wobei die eeils nicht benutzten Durchtrittsöffnunsen für die Tauchelektrode gegebenenfalls verschließbar ausgebildet sind.Of course, it is also possible instead, at least in the lid la for one of the two immersion electrodes several, the respectively desired distance between to provide openings corresponding to the electrodes, the eeils not being used Passage openings for the immersion electrode are optionally designed to be closable are.

Claims

Patent claims:

1.Electric heating device for keeping warm and overheating molten metal baths, in particular of light metal melts, consisting of two or more, into the Melt immersible electrodes comprising at least one graphite rod, å a it is indicated that at least one of the immersion electrodes consists of a known graphite rod heating element (2), in which the serving as a heating resistor and for this purpose indirectly at one end the power source (5 or 28) connected to the graphite rod (6) on its opposite side End conductive with a gas-tight surrounding it at a distance, into the melt (4; 7; 29) immersed tubular casing (7) made of electrically conductive, opposite the molten metal is connected to sufficiently resistant material that is connected to their end protruding from the weld pool is isolated from the graphite rod and with at least one additional immersion electrode connected to the same power source (2; 3) electrically in a known manner using the molten bath as a conductor connected is.

2. Heating device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z E i c h n e t that at least one of the remaining electrodes is a conventional, uncovered massive graphite electrode (3) forms.

3. Heating device according to claim 1 X d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that all electrodes at the same time resistance-heated and with one form tubular casing (7) provided graphite rod heating elements (2).

4. Heating device according to claim 1 2 or 3, d a -d u r c h g e it is not indicated that it comprised two electrodes (2, 2) each on one the two output terminals of a single-phase transformer (5) are connected.

5. Heating device according to claim 1, 2 or 3, d a -d u r c h g e it is not indicated that it comprises three electrodes (2, 2, 2), each of which is connected to one Output terminal of a three-phase transformer (28) are connected with the Melt bath (27) forms the star point in a known manner.

6. Heating device according to claim 1 or one of the following, d a D u r c h g e k e n n n e i c h n e t that the at the same time as a resistance heating element formed electrodes (2) a graphite rod (6) enveloping a gas-tight envelope (7) made of steel or high-temperature-resistant material, e.g. graphite.

7. Heating device according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t X that the aen graphite rod (6) gas-tight enclosing envelope (7) contains a self-generated protective gas filling made of C02 with excess CO.

8. Heating device according to claim 1 or one of the following, d a it is indicated that the graphite rod (6) enclosing the graphite rod Sheath (7) consists of a pipe section, the opening on the bottom of which passes through a detachable plug (8) made of a highly conductive, heat-resistant material, e.g. graphite, is sealed gas-tight.

9. Heating device according to claim 1 or one of the following, d a it is indicated that the graphite rod serving as an Ifeiz Resistor (6) with the bottom of the envelope (7) through an exchangeable intermediate contact piece (11) is conductively connected.

10. Heating device according to claim 8 and 9, d a -d u r c h g e k It is noted that the intermediate contact piece (11) on one side is a kugelschllenformige recess (body) for receiving the graphite rod end and on the side opposite this ge has a conical extension (lla) which is mortised with a corresponding conical recess (10) of the plug (8).

11. Heating device according to claim 1 or one of the following, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the indirectly connected to the power source The end of the graphite rod (6) serving as a heating resistor tapers conically and with a correspondingly conical recess (12a) of the upper intermediate contact piece (12) Made of higher-melting metal, e.g. chrome-nickel steel, or high-temperature resistant Material, such as graphite, is mortised, the merallic at its upper free end Kcontact body (13) for connection to the power source.

12. Heating device according to claim 11, d a d u r c h g e k e n n notices that the metallic contact body (13) is made of copper or copper alloy and has an outer, water-acted cooling jacket (14).

13. Heating device according to claim 11 or 12, d a -d u r c h g e it is not indicated that the upper intermediate contact piece (12) and the metallic Contact body (13) for direct power connection through a conical press fit conduct well with each other.

14. Heating device according to claim 1 or one of the following, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t X that the graphite rod serving as a heating resistor (6) within the envelope (7) which encloses it in a gas-tight manner by an on the free Front end of the upper intermediate contact piece (12) and / or of the lethal power connection ontaktbrpers (13) acting return element, in particular a helical compression spring (21) axial firmly between the intermediate contact pieces lying against it at both ends is.

1. Heating device according to claim 1 or one of the following, d a it is indicated that the graphite rod serving as a heating resistor (6) in its upper end section facing the intermediate contact piece (12) g has a larger cross-section than the lower length section.

16. Heating device according to claim 1 or one of the following, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the tubular casing (7) of the Graphite rod (6) opposite the upper intermediate contact piece (12) of the graphite rod by an intermediate layer (24) made of heat-resistant Material, e.g. impregnated glass fabric, is insulated.

17. Heating device according to claim 1 or one of the following, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the tubular casing (7) of the Graphite rod (6) in its upper L :: n den area protruding from the weld pool with a heat-resistant anti-corrosion layer (25), e.g. made of ceramic fiber, is dressed.

18. Heating device according to claim 1 or one of the following, g e k e n n n z e i c h n e t d u r c h such an arrangement of the immersion electrodes that the distance between any two that are electrically connected to one another via the weld pool Electrodes can be changed or adjusted. Blank page