DE328233C - Elektrischer Ofen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen in dter Konstruktion von elektrisch ^heizbaren Schmelzofen und bezweckt die Konstruktion eines Ofens, der sich besonders eignet für das Schmelzen solcher Metalle und Metallegierungen, welche bis zu einem gewissen Grade bei ziemlich niedrigen Temperaturen leicht verdampfen.

Bekannt ist, daß das elektrische Schmelzen von z. B. gelbem Messing, das einen großen Prozentsatz Zink enthält, wenn es in "einem Lichtbogenofen vorgenommen wird, eine sehr unerwünschte Verdampfung des Zinkes bedeutet, wodurch beträchtliche Verluste entstehen. Ein Grund dafür ist, daß die Oberfläche des Einsatzmaterials der intensiven Erhitzung von starken Lichtbogen, die sich dem Metall zu nahe befinden; ausgesetzt ist. Die Erhitzung ist deshalb weit davon ent-

ao fernt, üb°er das ganze Einsatzmaterial so gleichmäßig zu sein, wie es zu wünschen wäre, und eine übermäßige schädliche Erhit-

*. zung ist tatsächlich unvermeidbar. Die Schwierigkeit ist außerdem noch vergrößert durch die Tatsache, daß die Zinkdämpfe nach ihrer Entwicklung durch Kontakt mit den Lichtbogen und den Elektroden überhitzt werden und. eine Kondensation-innerhalb des Ofens dadurch unmöglich gemacht wird. Um nun die Verdampfung dtes Zinkes in z. B. gelbem Messing zu vermeiden, oder herabzusetzen, soll die Hitze_ gegen den unteren Teil des Einsatzmaterials geleitet werden, in einer Weise, ähnlich der Methode, nach welcher man eine Flüssigkeit in einem Kessel erwärmt.

Um dies auf praktischem Wege zu erreichen, baut man einen Schachtofen mit einer unteren Heizkammer, die .mit Elektroden versehen ist, und einer oberen Schmelzkammer, die aus einem Schmelztiegel irgendwelcher Form bestehen kann. Falls gewünscht, kann man die Schmelzkammer in der Weise herstellen, daß man an einer geeigneten Stelle des Schachtes eine Scheidewand einsetzt, die aus einem Material besteht, welches ein guter Wärmeleiter ist, wie z. B. Kohlenstoff und zwar Graphit.

Um einen hohen thermoelektrischen Nutzeffekt zu erzielen, ist es nötig, nicht nur die Seiteniwände und den Boden der Heizkammer sorgfältig zu isolieren, sondern auch äußerst schwer schmelzbares Material zu verwenden, so daß die Anwendung einer sehr hohen Temperatur in der Kammer unter der Schmelzkammer ermöglicht wird. Dies ist besonders wünschenswert, weil das Übertragungsverhältnis der Hitze nach oben direkt von dem

Unterschiede in der Temperatur an der unteren und oberen Seite der Scheidewand! abhängt.

Um die Übertragung der Hitze zu verbessern, soll aus praktischen Gründen,die Oberfläche der Scheidewand so groß wie möglich gemacht werden. Falls ein Schmelztiegel benutzt wind, so soll derselbe eher weit und flach, d. h. er soll mehr einem flachen Teller ίο oder einer Waschschüssel ähnlich sein, als einem Schmelztiegel, wie er allgemein in Schmelzofen mit Koksfeuerung verwendet wird.

Um die Verwendung eines sehr· weiten Schmelztiegels zu erleichtern, kann derselbe mittels einer oder mehrerer Säulen, vorzugsweise von'Kohlenelektroden, die auf dem Boden der Heizkammer stehen, oder kreuzweise zwischen gegenüberstehenden Seiten ao "des Schachtofens angebracht sind, getragen werden. In die Heizkammer führen ein oder mehrere Elektroden und Bodenkontakte elektrische Kraft zu. Um die Regulierung der Kraft am Anfang und während dies Betriebes zu erleichtern, kann man den Boden der Heizkammer mit Kohle oder Graphit in pulverförmigen Zustand bedecken, welche als Kontaktmaterial für die Lichtbogen von den Elektroden, und ebenso als Beruhigungswiderstand dienen. Zum Zwecke der Überwachung der Lichtbogen und Wiederauffüllung des Kontaktpulvers, falls sich dies als notwendig herausstellt, soll in den Wänden der Heizkammer eine Öffnung angebracht sein;.

Der Ofen kann entweder zum Gebrauch

mit einem feststehenden Schmelztiegel kon- - struiert sein, der durch Kippen des Ofens geleert wird, oder er kann für die Benutzung

.40 eines entfernbaren Schmelztiegels gebaut sein, in welchem Fall der Ofen feststeht". Die erstere Konstruktionsform ist vorzuziehen, da der Verlust von Hitze verringert und das Leben des Schmelztiegels dadurch verlängert wird, daß man denselben aus dem Ofen nicht entfernt..

Von einem rein metallurgischen Gesichtspunkt sind die Schmelzbedingungen in einem Ofen, wie d'en beschriebenen, sehr günstig. Die Hitze durchdringt schnell den Boden der Schmelzkammer und indem sie das Einsatzmaterial schnell zum Schmelzen bringt, verbessert sie dadurch den Kontakt zwischen der wärmeleitenden Scheidewand und dem oberen ungeschmolzenen Teil des Einsatzmaterials. Eine Überhitzung des- Einsatzmaterials ist beinahe unmöglich und infolgedessen auch die Vergasung des Zinkes, wenn der Einsatz z. B. aus'gelbem Messing besteht. Sollten sich jedoch Metalldämpfe am Boden .entwickeln, so wird sich das auch nicht als schädlich erweisen, da die Verdampfung ¹. ziemlich langsam vor sich gehen wird. Außerdem werden die Dämpfe. beim Aufsteigen durch Berührung mit den oberen verhältnismäßig kühlen Teilen der Beschickung kondensiert. Die Schmelzkammer kann völlig geschlossen sein, da keine Elektroden hineinragen. Dies bedeutet, daß man einen bedeutenden Dampfdruck .erzielt, welcher,- wie bekannt, das Verdampfen· des Zinkmetalls verhindert oder vermindert.

Ein nach der vorliegenden Erfindung gebauter Ofen ist als Beispiel auf beiliegender Zeichnung angegeben, in welcher Fig. 1 ein Längsschnitt ist nach der Lfnie X-X der Fig. 2. Fig. 2 ist ein Längsschnitt nach der Linie T-T der Fig. 1.- f

·. Der Schachtofen ist in.zwei Kammern geteilt,' den oberen Schmelztiegel 2 und die tintere Heizkammer 3. Der Boden 4 des Schmelztiegels wird erhitzt mittels der Lichtbogen 5, welche durch die Elektroden 6, die in die Heizkammer hineinragen, erzeugt werden. Eine auf dem Boden dieser Heizkammer befindliche Masse 7, Graphit oder Kohle, dient als Kontakt- und Widerstandsmaterial. Ein Bodenkontakt .8 für die Zuführung von Kraft kann verwendet werden, wenn dies wünschenswert erscheint. Eine Öffnung 9 in der Seitenwand¹ der Heizkammer ermöglicht das Überwachen der Lichtbogen und das weitere Zuführen -von Pulver, wenn sich dies als notwendig herausstellt. Oben auf der Schmelzkammer kann ein Deckel 10 für Wärmeisolierungs- oder andere Zwecke verwendet werden. Bei der Verwendung eines sehr weiten Schmelztiegels, der am Rande gehalten wird, kann ein zentral gelagerter Träger 11 aus Kohle oder anderem passenden Material bestehend vorgesehen werden.

Die Erhitzung des Schmelztiegels in der angegebenen Weise wird 'erleichtert, indem man die Lichtbogen nach oben ablenkt, etwa in der Weise, die in der amerikanischen Patentschrift 1103379 beschrieben ist, indem man nämlich _eine Elektrode senkrecht zu der die anderen Elektroden enthältenden horizontalen Ebene anordnet. Die^ Ursache dieses Phänomens . ist . anscheinend eine ' elektrodynamische Abstoßung von winzigen Kohleteilchen, die von den Elektroden und von dem Kontaktmaterial an den Punkten, · wo es von den Lichtbogen erhitzt wird, abgesondert werden.- ■-

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ' . i. Elektrischer Ofen mit zwei voneinander durch eine horizontale, die Wärme

   gut leitende, ebene oder ungefähr ebene Zwischenwand getrennten Kammern, von denen die obere Schmelzkammer durch in der unteren angebrachte Lichtbogen erhitzt wird, die entweder, in der Mitte der unteren Kammer zwischen den Spitzen mehrerer Elektroden frei brennen oder zwischen Elektroden und auf dem Boden der Kammer angebrachten Widerständsmaterial übergehen.
2. 2. Elektrischer Ofen nach Anspruch, i, in Verbindung mit Einrichtungen, welche die frei brennenden Lichtbogen nach oben ablenken.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.