DE265437C

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Publication number: DE265437C
Application number: DENDAT265437D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 265437 KLASSE 31 a. GRUPPE

RAYMONDSAMUELWILE in PITTSBURG, Allegheny, Penns., V. St. A.

elektrischen Strom flüssig gehalten wird.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Dezember 1911 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf das Schmelzen von Metallen, insbesondere Legierungen, die sich in geschmolzenem Zustande leicht an der offenen Luft Oxydieren oder verflüchtigen, und sie bezweckt, diese Oxydation oder Verflüchtigung zu verhindern oder doch erheblich einzuschränken.

Das bisher meist übliche Verfahren, durch Aufstreuen von Glas, Borax oder anderen indifferenten Stoffen eine Deckschicht über dem geschmolzenen Metall zu bilden, zeigt nur unvollkommene Ergebnisse, da hierdurch die Oxydation und Verflüchtigung während des Schinelzens nicht verhindert werden kann.

Man hat nun weiter vorgeschlagen, die zu schmelzenden Metallstücke in ein vorher über den Schmelzpunkt des betreffenden Metalles erhitztes Bad aus indifferenter Masse einzubringen, und zwar war der Vorgang hierbei der, daß beispielsweise geschmolzenes Bariumchlorid in den Ofen um den Schmelztiegel herumgegossen wurde. Ist nun aber der Ofen und der Schmelztiegel beim Eingießen des flüssigen Salzes kalt, so erstarrt es leicht, und ein Anwärmen mit Hilfe von Elektroden ist schlecht möglich. Das Salz aber innerhalb des Ofens durch die Elektroden zu schmelzen, war deshalb nicht angängig, weil infolge der verhältnismäßig großen Entfernung der Elektroden voneinander die Bildung eines Flammenbogens nicht eintreten konnte.

Bei der Erfindung wird die Masse des indifferenten Bades zuerst in der Ofenkammer selbst durch einen Flammenbogen zwischen den Elektroden geschmolzen, der unterbrochen wird, sobald das Bad flüssig und leitend wird.

Das indifferente Schmelzbad muß natürlich in einer erheblich größeren Menge vorhanden sein als das darunterliegende geschmolzene Metall, damit seine Temperatur nicht durch das kalt eingeworfene Metall zu tief herabgesetzt werden kann. Wäre die Menge der Schutzmasse, z. B. Glas oder Schlacke, verhältnismäßig klein, so würde infolge der durch das eingeworfene kalte Metall hervorgerufenen Abkühlung des Bades das letztere stückig oder teigig werden, und man müßte alsdann eine so starke elektrische Beheizung anwenden, daß dies gefährlich werden könnte; auch würde eine stückige oder teigige Beschaffenheit des Schlackenbades unter Umständen zur Folge haben, daß das eingeworfene Metall nicht durch die Schlackenschicht hindurchdringt und infolgedessen der oxydierenden Einwirkung der Luft ausgesetzt bleibt. :

Ein zur Ausführung dieses Schmelzverfahrens geeigneter Ofen ist auf der Zeichnung veranschaulicht.

Fig. ι zeigt den Ofen in Stirnansicht,

Fig. 2 im senkrechten Längsschnitt und

Fig. 3 im Querschnitt.

Dieser Kippofen 2 besteht aus Stahlblech, das mit Schamotte, feuerfesten Ziegeln oder anderem feuerfesten Stoff ausgekleidet ist. In

den Ofenraum ragen von oben und von unten Elektroden hinein, und zwar sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Elektroden 3, 3^a von oben eingeführt und zwei Elektroden 4, \^a durch den Boden. Die unteren Elektroden ragen zweckmäßig etwas über die innere Fläche des Bodenfutters hervor, während die oberen Elektroden weit genug nach unten reichen, um in das Bad von gesehmolzener Glasmasse oder anderer indifferenter Masse einzutauchen. Der Heizstrom tritt durch die Elektrode 3 ein, gelangt durch das Bad zur Elektrode 4, von da durch einen Leiter 5 zur Elektrode 4^a und von dort nach oben durch das Bad zur Elektrode 3" in die Leitung zurück.

Die oberen Elektroden sind vorteilhaft an biegsamen Trägern 6 aufgehängt, die über Scheiben 7 lauf en, welche von einer am Ofen gelagerten Schiene oder Gabel getragen werden, und zu einer Windetrommel 9 gehen, die an der Rückseite des Ofens gelagert ist. So kann man die Elektroden leicht heben und senken, wie es für den Betrieb des Ofens am günstigsten ist. Die Beschickung des letzteren erfolgt durch eine Tür 10, die in der Regel durch einen mit feuerfester Masse bekleideten Deckel verschlossen ist, und der Auslaß erfolgt durch einen Kanal 11, der vom Boden des Ofens schräg nach außen führt und an der Seite des Ofens ausmündet. Sein oberes offenes Ende liegt in gleicher Höhe mit dem Spiegel des Schmelzbades innerhalb des Ofens.

Der Erfindung gemäß wird in den Ofen eine zur Erzeugung eines indifferenten Schmelzbades geeignete Masse von hohem Schmelzpunkt, z. B. Glasmasse, Quarz oder Borax und Kieselerde, eingebracht. Solche Stoffe schmelzen sodann unter der Hitze, die durch den zwischen den Elektroden übertretenden elektrischen Strom erzeugt wird, und bilden ein flüssiges Bad im Ofen.

Der Ofen ist dann zum Schmelzen eines Metalls oder einer Metallegierung bereit; das Metall wird durch die Beschickungsöffnung 10 eingebracht und sinkt in dem indifferenten Bade nieder, durch dessen Hitze es flüssig wird. Das geschmolzene Metall sammelt sich am Boden des Ofens und ist infolgedessen während des Schmelzens und nach ihm bis zum Abstechen gegen die Einwirkung der Atmosphäre geschützt. Es empfiehlt sich, das Schmelzgut von Zeit zu Zeit einzutragen, so daß immer eine Lache von geschmolzenem Metall unter dem Bade vorhanden ist, und der Betrieb des Ofens kann ununterbrochen in der Weise vor sich gehen, daß man geschmolzenes Metall durch Kippen des Ofens ablaufen läßt und neues Schmelzgut in ihn durch die Beschickungsöffnung einträgt.

Die Schlacke dient als Stromleiter und liefert bei Wahl einer geeigneten Mischung Schmelztemperaturen von über 3000° C.

Die Vorteile des neuen Verfahrens werden jedem Sachverständigen ohne weiteres klar sein; besonders wichtig ist, daß Metallverluste beim Schmelzen in viel geringerem Grade als früher auftreten, und daß das Schmelzen billig und schnell vor sich geht. Auch zeigt sich, daß Gußstücke aus nach dem neuen Verfahren geschmolzenem Metall fester und von besserer Beschaffenheit sind, weil keine Schwächung durch Oxyde vorhanden ist; ferner ist beim Schmelzen von Legierungen zu bemerken, daß diese ihre richtige Zusammensetzung bewahren, während bei dem gewöhnlichen Schmelzverfahren die Verhältnismengen der einzelnen Metalle einer Legierung sich infolge der durch Oxydation und Verflüchtigung entstehenden Verluste ändern. Auch in dieser Hinsicht ist also das neue Schmelzverfahren jedem anderen, in freier Luft vor sich gehenden Schmelzverfahren überlegen.

Das neue Verfahren ist für beliebige Metalle und Metallegierungen anwendbar, außer für Eisen und Stahl; es kann mit mancherlei Abänderungen durchgeführt werden, auch ist man nicht an eine bestimmte Form des Schmelzofens gebunden.

Claims

Patent-Anspruch :

Verfahren zum Schmelzen von Metall und Legierungen unter Abschluß der Luft mittels eines indifferenten Bades, welches das Metall bedeckt und durch einen elekirischen Strom flüssig gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ofenkammer selbst zunächst die Masse für das Bad durch einen Flammenbogen zwischen den Elektroden geschmolzen und der elektrische Bogen unterbrochen wird, sobald das Bad flüssig und leitend wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.