DE2317955A1

DE2317955A1 - ELECTRIC RESISTANCE OVEN

Info

Publication number: DE2317955A1
Application number: DE19732317955
Authority: DE
Inventors: Zenon Dipl Ing Adamczyk; Adam Bebenek; Felicjan Biolik; Zygmunt Dipl Ing Morys; Alfons Wieczorek; Leszek Wipszycki; Stefan Dipl Ing Zielinski
Original assignee: ZAKLADY CYNKOWE SZOPIENICE PRZ
Current assignee: ZAKLADY CYNKOWE SZOPIENICE PRZ
Priority date: 1973-04-10
Filing date: 1973-04-10
Publication date: 1974-10-24
Also published as: DE2317955B2

Description

ELEKTRISCHER WIDERSTANDSOFEN Die Erfindung betrifft einen elektrischen Widerstands ofen zum Schmelzen und Warmhalten von Nichteisenmetallen, insbesondere Zink und Zinklegierungen im flüssigen Zustand.ELECTRIC RESISTANCE OVEN The invention relates to an electrical one Resistance furnace for melting and holding non-ferrous metals, in particular Zinc and zinc alloys in the liquid state.

Ein bekannter elektrischer Widerstands ofen ist mit Heizelementen versehen, die im Ofengewölbe, an den Seiten und im Boden der Schmelzwanne angeordnet sind, wobei Seiten und Doden mit meistens aus Karborund gefertigten Platten abgedeckt sind. Das Schmelzen des Metalls in diesem Ofen schreitet hauptschlich infolge starker Strahlung der innerhalb des Ofengewölbes und in seitlichen Ofenwänden angeordneten Heizelemente fort und infolge der Heizung der Bodenplatte mit darunter angeordneten Heizelementen.A well-known electrical resistance furnace is with heating elements provided, which are arranged in the furnace vault, on the sides and in the bottom of the furnace are, with sides and dodes covered with plates mostly made of carborundum are. The melting of the metal in this furnace proceeds mainly as a result of greater intensity Radiation of those arranged inside the furnace vault and in the side furnace walls Heating elements continued and as a result of the heating of the base plate with arranged underneath Heating elements.

Eine solche Anordnung der Heizelemente erlaubt zwar eine Erwärmung des Netallsumrfes von sogar erheblicher Tiefe, doch verursacht die intensive Heizung der Metalloberfläche insbesondere bei Metallen wie Zink und Aluminium eine heftige Oxidierung. Die infolge der Oxidierung des Metalisunipfes entstehenden Abbrände erschweren die Erhitzung des Metallsumpfes, weil die Abbrandschicht eine verringerte Wärmeleitfähigkeit aufweist. Die Heizung ton unten bewirkt dagegen eine rasche Abnutzung d Bodenplatte des Ofens und verursacht ein Durch sickern des fiüssigen Metalls auf die darunter angeordneter, Heizelemente.Such an arrangement of the heating elements allows heating the netallumrfes of even considerable depth, but causes the intense heating the metal surface becomes violent, especially with metals such as zinc and aluminum Oxidation. The burn-offs that occur as a result of the oxidation of the Metalisunipfes complicate the heating of the metal sump, because the burn-off layer reduced a Has thermal conductivity. The heating tone below, on the other hand, causes rapid wear and tear d base plate of the furnace and causes the liquid metal to seep through the heating elements arranged underneath.

Aus diesen Gründen erfordert der bekannte elektrische Ofen häufig Reparaturen wegen der verhältnismaßig raschen Abnutzung der Bodenplatte und der darunter liegenden Heizelemente.For these reasons, the known electric furnace often requires Repairs due to the relatively rapid wear of the base plate and the underlying heating elements.

Die bekannten elektrischen Widerstands öfen mit in den flüssigen Metallsupf eintauchenden Heizelementen sind zur vom Standpunkt der Wärmebilanz vorteilhafter; sie eignen sich aber nicht als Metallschmelzöfen oder zur Durchführung von Metall beschichtungsprozessen im Feuer-Tauch-Verfahren. Die Ursache dafür beruht auf den innerhalb des IIetallsmpfs befindlichen Heizelementen, die der Gefahr mechanischer Beschädigungen ausgesetzt sind.The well-known electrical resistance ovens with in the liquid metal soup submerged heating elements are more advantageous from the point of view of heat balance; however, they are not suitable as metal melting furnaces or for carrying out metal coating processes using the fire-immersion process. The cause of this is due to the heating elements located inside the metal bowl, which reduce the risk of mechanical Are exposed to damage.

Zweck der Erfindung ist es die Betriebsschwierigkeiten der bekannten elektrischen w,iderstandsöfen zu beseitigen oder wenigstens zu vermindern.The purpose of the invention is to eliminate the operational difficulties of the known to eliminate or at least reduce electrical w, resistance stoves.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Widerstands ofen zu schaffen, der sich auch zum Schmelzen von Nichteisenmetallen einsetzen läßt.The invention is based on the object of an electrical resistor To create furnace that can also be used for melting non-ferrous metals.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, da2 die Scelzwanne des elektrischen Widerstandsofens ein Haun-theizelement in Form einer oder mehrerer Trennwände hat, die vorzugsweise parallel zu den z.B. aus Kohle bestehenden Stromzuleitungselektroden angeordnet sind, wobei die Elektroden zum Teil ebenfalls Heizelemente bilden, die im Boden oder an den keramischen Wänden der Schmelzwanne untergebracht sind. Die Trennwände sind dabei auf dem Schmelzwannenboden aufgesetzt, und ihr oberer Teil ragt über den Stand des zu schmelzenden Metalls oder liegt vorzugsweise etwas tiefer als das Niveau des flüssigen D.etallsumpÎes. Die gesamte Fläche der Trennwand bzw. Wände steht dann unmittelbar mit dem zu schmelzenden Metall oder mit dem Metallsumpf in Berührung.According to the invention, this object is achieved in that the melting tub of the electric resistance furnace a heating element in the form of one or more Has partitions, which are preferably parallel to the power supply electrodes made of carbon, for example are arranged, the electrodes also partially form heating elements that are housed in the floor or on the ceramic walls of the melting tank. the Partition walls are placed on the bottom of the melting tank and their upper part protrudes above the level of the metal to be melted or is preferably a little lower than the level of the liquid D.etallsumpÎes. The entire area of the partition or Walls then stand directly with the metal to be melted or with the metal sump in touch.

Die gegebenenfalls keramischen Trennwände unterteilen die Schmelzwanne des Ofens in mit flüssigem Metall gefüllte Schrselzkammern, wobei die Trennwände oben eine aus Keramikstü.cken aufgebaute Verlängerung tragen. Die Räume zwischen Jeder Trexmwand und den anliegenden Teilen der Schmelzwannenwände sowie zwischen den Keramikformstücken der Trenn:Janae untereinander sind nit einer Debsiung-Dämpfungs-i'4asse, z.B. Keramikmörtel, ausgefüllt.The possibly ceramic partitions subdivide the melting tank of the furnace in shrinking chambers filled with liquid metal, with the partition walls Carry an extension made of ceramic pieces at the top. The spaces between Each Trexmwand and the adjacent parts of the melting tank walls as well as between the ceramic fittings of the separation: Janae are among each other with a Debsiung-attenuation-i'4asse, e.g. ceramic mortar, filled in.

Die das Heizelement bildenden Trennwände sind vorzugsweise als monolitische Platte aus Keramik, z.B. azotiertem Siliziujp.-karbid'ausgeführt. Dieser Werkstoff weist sehr gute physikalisch-chemische Eigenschaften auf, insbesondere hohe cnemische Beständigkeit gegen Metalle in geschmolzenem Zustande; Wärmeleitzahl der Größenordnung von 14 koal/m.h.°C; Druckfestigkeit von 2000 ... 3000 kp/cm2, und gute Stromleitfähigkeit. Die Stromleitfähigkeit kann ebenso wie auch andere elektrische Eigenschaften in Abhängigkeit von der Herstellwngstechnologie innerhalb ziemlich weiter Grenzen unterschiedlich sein. So beträgt z.B. der spezifische Widerstand 100 Ohm.cm bei einer Temperatur von 20 °C und 7 Ohm.cm bei 1500 OC, Zu den wichtigeren elektrischen Kennzahlen des schmelzöfens gehören die Stromdichte des Heizelements, die im Bereiche 1 2 A/cm2 liegt, und dessen elektrische Flächenbelastung, die bis 50 W/cm2 reicht.The partitions forming the heating element are preferably monolithic Plate made of ceramic, e.g. azo-coated silicon carbide '. This material has very good physico-chemical properties, especially high chemical properties Resistance to metals in molten state; Thermal conductivity of the order of magnitude from 14 koal / m.h. ° C; Compressive strength of 2000 ... 3000 kp / cm2, and good electrical conductivity. The electrical conductivity can, as well as other electrical properties, in Depending on the manufacturing technology varies within fairly wide limits be. For example, the specific resistance is 100 Ohm.cm at one temperature of 20 ° C and 7 Ohm.cm at 1500 OC, one of the more important electrical parameters of the Melting furnaces include the current density of the heating element, which is in the range 1 2 A / cm2 and its electrical surface load, which reaches up to 50 W / cm2.

Erfindungsgemäß läßt sich die gestellte Aufgabe auch durch eine Variante des elektrischen Widerstands ofens lösen, bei dem die Heizelemente an den im Boden oder in den Wänden der Schmelasanne untergebrachten Elektroden anliegen, wobei das Heizelement das zu schmelzende Metall oder den Metallsumpf berührt; vorzugsweise kann auch der Boden der Schmelzwanne mit einer abdeckenden Trennplatte versehen sein, unter der die Elektroden angeordnet sind.According to the invention, the task set can also be achieved through a variant of the electric resistance oven, in which the heating elements are connected to the in the floor or electrodes placed in the walls of the Schmelasanne, whereby the The heating element touches the metal to be melted or the metal sump; preferably the bottom of the melting tank can also be provided with a covering partition plate be under which the electrodes are arranged.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe auch durch eine weitere Variante des elektrischen Widerstandsofens gelöst, bei dem der Boden der Schmelzwanne Gefälle in Richtung von den Elektroden zu den Trennwänden aufweiset, wobei die Trermwände an den tiefsten Stellen der Gefälle angeordnet sind.According to the invention, the task set is also achieved by a further one Variant of the electric resistance furnace solved, in which the bottom of the melting tank Has a gradient in the direction from the electrodes to the partition walls, the trerm walls are arranged at the lowest points of the slope.

Der erfindungsgemäße, elektrische Widerstandsofen erlaubt die Behandlung von Nichteisenretallen, insbesondere Zink und seinen Legierungen, und sichert zugleich eine Verlängerung der Lebensdauer der Schmelzwanne des Ofens. Die unittelbGre Heizung des Metallsumpfes durch die das Hauptheizelement bildende Trennwand sichert auch einen hohen Ausnutzungsgrad der elektrischen Energie, die durch die Trennwand in X rneenergie ur:igewandelt wird.The electrical resistance furnace according to the invention allows the treatment of non-ferrous retals, especially zinc and its alloys, and secures at the same time an extension of the life of the furnace's melting tank. The medium-sized heater the metal sump through the dividing wall forming the main heating element also secures a high degree of utilization of the electrical energy generated by the partition wall in X rneenergie ur: is converted.

Die Erfindung soll nachs ehend an einem bevorzugten AusfLnrungsbeispiel näher erläutert werden; in der Zeichnung zeigen Fig. 1 einen schematischen, vertikalen Querschnitt durch die Schmelzwanne eines elektrischen Widerstandsofens, Fig. 2 einen waagrechten Schnitt gemäß A-A nach Fig. 1.The invention will now be based on a preferred exemplary embodiment be explained in more detail; In the drawing Fig. 1 shows a schematic, vertical Cross section through the melting tank of an electrical resistance furnace, Fig. 2 a horizontal section according to A-A of Fig. 1.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht der elektrische Widerstands ofen aus vertikal aufgestellten keramischen Wänden 1, die untrennbar mit dem Boden 2 verbunden sind. Die keramischen Wände 1 und der Boden 2 bilden die Schmelzwanne des Ofens.As can be seen from the drawing, there is electrical resistance oven made of vertical ceramic walls 1 that are inseparable from the floor 2 are connected. The ceramic walls 1 and the bottom 2 form the melting tank of the furnace.

Im Ofenboden 2 sind an den gegenüberliegenden keramischen Wänden 1 Kohleelektroden 3 angeordnet. Parallel und symmetrisch zu den Kohleelektroden 3 ist auf dem Boden der Schmelzwanne eine Trennwand 4 eingesetzt, die die hauptsächliche Heizung des elektrischen Ofens bildet. Die Trenn.nnd 4 ist mit ihren Enden tief in die senkrecht dazu verlaufenden Wände 1 eingefügt. Die Trennwand 4 wird von einer monolitischen Platte zum Beispiel aus azotiertem Karborund oder von mit Keramikmörtel untereinander verbundenen Forrstü.cken aus azotiertem Karborund gebildet. Die Trennwand 4 reicht meistens bis etwas unterhalb des Niveaus des flüssigen l1,etallsumpfs 5 und hat oben eine Verlängerung 6, die aus Keramikformstücken, deren elektrischer Widerstand kleiner ist als der Widerstand des azotierten Karborunds, zusammengesetzt ist. Die gesamte F'2che der Trennwand 4 beruhrt unmittelbar das zu schmelzende Metall 5 oder den Metallsumpf.In the furnace bottom 2 are on the opposite ceramic walls 1 Carbon electrodes 3 arranged. Parallel and symmetrical to the carbon electrodes 3 a partition 4 is used on the bottom of the melting tank, which is the main Electric furnace heater forms. The Trenn.nnd 4 is with their end up inserted deep into the walls 1 running perpendicular thereto. The partition 4 is from a monolithic plate, for example from azotized carborundum, or from with Ceramic mortar interconnected moldings made of azotized carborundum. The partition 4 usually extends to a little below the level of the liquid l1, metal sump 5 and has an extension 6 at the top, which is made of ceramic fittings whose electrical Resistance is less than the resistance of the azotized carborundum, composed is. The entire surface of the partition 4 is in direct contact with the metal to be melted 5 or the metal sump.

Die Trennwand 4 teilt die Schmeizwanne in zwei Schmelzkammern.The partition 4 divides the melting tub into two melting chambers.

Der Raum zwischen der Trennwand 4 und den anliegenden Teilen der Wände 1 der Schmelzwanne sowie zwischen den Formstacken der Trennwand 4 untereinander ist mit einer Dehnwngs-Dämpfungs-Masse 7, z.B. Keramikmörtel, aufgefüllt.The space between the partition 4 and the adjacent parts of the walls 1 of the melting tank and between the mold stacks of the partition 4 with each other is filled with an expansion damping compound 7, e.g. ceramic mortar.

An dem beschriebenen elektrischen Widerstandsofen sind Verbesserungen, Ergänzungen und weitere Varianten möglich. So können die Stromzuleitungselektroden 3 zum Beispiel beweglich ausgeführt sein, so daß sie gegen die Trennwände 4 geschoben oder aus dem Netallsumpf herausgezogen werden können.There are improvements to the electric resistance furnace described, Additions and other variants are possible. So can the power supply electrodes 3 can be designed to be movable, for example, so that they are pushed against the partition walls 4 or can be pulled out of the netall sump.

Claims

PAT £ NTAN'S FRACTURES

1. Electric resistance furnace for melting and camouflaging hold off Non-ferrous metals, in particular zinc and zinc alloys in the liquid state, thereby It is not noted that the furnace's melting tank is a basic heating element in the form of at least one partition (4) has that the power supply electrodes (3) at the same time partially forming heating elements, which in the floor (2) or on ceramic Walls (1) of the melting tank are arranged that the partition (4) on the floor (2) the melting tank is placed and its upper part below the level of the to be melted metal (5), preferably slightly above the level of the liquid The metal sump ends so that the entire area of the partition (4) is immediately in Is in contact with the metal to be melted (5) and the net sump.

2. Resistance furnace according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the partition wall or partitions (4) are each made as a one-piece plate Ceramic, preferably made of azotized carborundum.

3. resistance furnace according to claim 1 or 2, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the partition or partition walls (4) are the melting tank of the furnace divide into melting chambers filled with the metal (5) to be melted and each have an extension (6) made up of ceramic fittings at the top.

4. Resistance furnace according to one of claims 1 to 3, characterized g e k It is noted that the spaces between each partition (4) and the adjacent leilen the walls (1) of the melting tank and between the connections of fittings the partition walls (4) with an expansion-damping compound (7), for example ceramic mortar, are filled out

5. Resistance furnace according to one of claims 1 to 4, characterized g e k e n n n z e i c h n e t that the partition or partition walls (4) parallel to the Power supply electrodes (3) are arranged.

6. Resistance furnace according to one of claims 1 to 4, characterized in that it is Note that the heating elements are attached to the floor (2) or the walls (1) the melting tank built-in electrodes (3), with at least one Flat of these elements in contact with the metal to be melted (5) or the Metal sump stands.

7. resistance furnace according to claim 6, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that a separating plate (4) is provided above the bottom (2) of the melting tank is> under which the electrodes (3) are arranged.

8. Resistance furnace according to one of claims 1 to 5, characterized g e k e n n e i n e i n e t that the floor (2) of the melt in the direction has a gradient from electrodes (3) to the partition wall or the partition walls (4), wherein the partition wall or the partition walls (4) preferably at the lowest point of the gradient are arranged.