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Vorrichtung zum Anzeigen des kritischen Punktes von erhitzten magnetisierbaren
Stoffen, bei welcher eine unter Strom zu setzende, den in einer Heizkammer eingebrachten
Stoff magnetisierende Windung und eine Magnetnadel vorgesehen sind. Gegenstand der
Erfindung ist eine Vorrichtung zum Anzeigen des kritischen Punktes von erhitzten
magnetisierbaren Stoffen, beispielsweise von Stahl, wobei unter dem kritischen Punkt
die »Dekaleszenztemperatur« oder der Umwandlun gspunkt bzw. der Punkt der kritischen
Temperatur des Stahles oder einer vorbestimmten Gewichtsmenge desselben beim Erhitzen
im Glühofen verstanden wird. Es ist bereits vorgeschlagen worden, .diesen kritischen
Punkt mittels Vorrichtungen anzuzeigen., welche sei es zum Teil auf magnetischen
und zum Teil auf Schwerewirkungen, sei es zum Teil auf magnetischen Wirkungen und
zum Teil auf Wirkungen von in einem sekundären Stromkreis erzeugten -induzierter
Strömen beruhen. Demgegenüber verwendet der Erfindungsgegenstand lediglich magnetische
Kräfte, und zwar mittels eines permanenten
Magneten, welcher derart
angeordnet bzw. aufgehängt ist, daß er frei in einer wagerechten Ebene schwingbar
ist und in seiner Lage durch die Wirkung von drei magnetischen Kräften beeinflußt
wird. Von diesen Kräften sind zwei gewöhnlich unveränderlich und gleichen sich annähernd
gegenseitig aus, während die dritte ein veränderliches magnetisches Feld ist, welches
durch die Zustandsänderungen des erhitzten Stahles erzeugt wird. Wenn aus irgendeinem
Grunde das erdmagnetische Feld nicht als die eine von den unveränderlichen Kräften
benutzt werden kann, so muß die Wirkung des Erdmagnetismus auf den permanenten Magneten
durch einen oder mehrere permarnente Magnete in bekannter Weise ausgeglichen bzw.
überwunden werden.
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Es wird erfindungsgemäß, zweckmäßig um die den Stahl aufnehmende Heizkammer
herum, eine elektrisch leitende Windung vorgesehen, so daß beim Hindurchleiten von
Strom durch diese Windung der Stahl in der Heizkammer magnetisiert wird. In der
Nähe der Heizkammer ist ein gewöhnlicher Kompaß bzw. eine aufgehängte oder drehbar
gelagerte Magnetnadel angeordnet, welche von ihrer normalen Nordsüdlage durch den
magnetisierten Stahl abgelenkt' wird, in diese normale Lage aber unter dem Einfluß
des Erdmagnetismus sofort zurückkehrt, sobald der kritische Punkt des Stahles eingetreten
ist.
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Die geeignete Lage der Magnetnadel ist in solcher Entfernung von der
magnetisierenden Windung, daß das Streufeld der letzteren gerade genügt, um die
Magnetnadel von ihrer normalen Lage um I oder 2° abzulenken, wobei die bekannten
Mittel zur Korrektur der Magnetnadellage angewendet werden können. Beim Einführen
einer Stahlbeschickung in die Heizkammer wird eine merkliche Ablenkung der Magnetnadel
stattfinden, ebenso eine solche jedoch in entgegengesetztem Sinne, sobald die Stahlbeschickung
die Temperatur des Umwandlungs- oder kritischen Punktes erreicht haben wird.
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Die Lage der Magnetnadel kann innerhalb weiter Grenzen so lange geändert
werden, als - unter Erregung der Windung - eine größere Ablenkung der Magnetnadel
bei beschickter Heizkammer als bei unbeschickter oder nur eine unwesentliche Stahlmenge
enthaltender hervorgerufen wird.
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Bei elektrisch erhitzten Öfen mit Windungen von Widerstandsdrähten
(besonders bei Gleichstrom) kann der Erfindungsgegenstand ohne weiteres auf bereits
vorhandene Einrichtungen ängewendet werden, indem die Windung des Widerstandsdrahtes
die erforderliche magnetisierende Wirkung auf den Stahl ausüben wird. In diesem
Falle ist es vorteilhaft, den Ofen in solcher Lage einzustellen, daß der nach Nord
zeigende Pol der Magnetnadel unter der Wirkung des magnetisierten, in die Heizkammer
gebrachten Stahles nach Süd herum verschwenkt wird, wobei der Stromverlauf in -''er
Widerstandswindung dementsprechend gewählt wird. Beim Einführen der Stahlbeschickung
in die Heizkammer werden auf diese Weise Ablenkungen der Magnetnadel von annähernd
z8o° erzielt, welche Ablenkung in der entgegengesetzten Richtung bei der Erreichung
des kritischen Punktes im Ofen eintritt.
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Es ist einleuchtend, daß es für e'ne genäue Wirkungsweise der Vorrichtung
vor allem erforderlich ist, daß die auf die 2#Tagnetna-lel seitens des Erdmagnetismus
einerseits und seitens der magnetisierenden Windung anderseits ausgeübten Kräfte
sich gegenseitig aufheben. In praktischer Hinsicht ist es vorteilhaft, daß die letztgenannten
Kräfte die erstgenannten etwas überwiegen, so daß die Windung eine Ablenkung der
Magnetnadel um i bis 5 ° bewirkt.
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Die Magnetnadel soll näher an die Windung herangebracht - werden,
wenn die letztere mittels Wechselstroms erregt wird, als wenn durch dieselbe Gleichstrom
durchgeleitet wird. Es ist jedoch auch bei günstigsten Arbeitsbedingungen mit fdem
Wechselstrom nur schwierig, die Magnetnadel derart einzustellen, daß Ablenkungen
von mehr als q.5° erhalten werden können.
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Die Lage der Magnetnadel in bezug auf irgendeine besondere Ausbildung
des Ofens kann leicht in jedem Einfalle festgestellt werden, indem diese Lage entsprechend
der Stärke der magnetisierenden Winidung gewählt werden muß. Die Lage der Magnetnadel
und,die Richtung des magnetisierenden Stromes hängen ferner von den Arbeitsbedingungen
ab, z. B. ob äußere magnetische Kräfte zugegen sind oder nicht und ob die Hitzeeinwirkung
sich auf die ganze Stahlmasse erstrecken soll oder lediglich auf die äußeren Schichten
unter Aüsschluß des Kernes.
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Die Bewegungen der Magnetnadel können mit Vorteil dazu verwendet werden,
um Kontakte eines elektrischen Stromkreises zu schließen bzw. zu öffnen, so daß
Signaleinrichtungen, wie Glocken, oder ein Kippmechanismus zwecks Entleerung der
Beschickung betätigt werden können. Bei elektrisch erhitzten Öfen können die Kontakte
die Ausschaltung des Stromes bewirken und ebenso die Wiedereinschaltung desselben,
wenn die Rekaleszenztemperatur erreicht ist.
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Auch können elektrisch gesteuerte Organe vorgesehen werden, um die
Zuführung von Brenngas oder eines anderen Brennstoffes zu
kontrollieren,
wodurch die Temperatur der Heizkammer mittels der entsprechenden Bewegungen der
Magnetnadel in den Grenzen zwischen der Dekaleszenz- und der Rekaleszenzperiode
der Beschickung geregelt werden kann.
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Bei Verwendung von Wechselstrom für das Erregen der Windung ist es
manchmal zweckmäßig, einen intermittierenden Strom zu benutzen. Es wird zu diesem
Zweck eihe mit Vorteil selbsttätig wirkende Unterbrechereinrichtung in den Stromkreis
eingeschaltet. Die Magnetnadel wird dabei in Vibrierung oder stetige Schwingungen
versetzt, bis die Dekaleszenztemperatur erreicht ist, worauf die Nadel zur Ruhe
kommt und ihre normale Nordsüdlage annimmt. Steht lediglich der Wechselstrom zu
Gebote, so kann derselbe mittels eines Gleichrichters, z. B. mit Aluminiumzellen,
gleichgerichtet wenden. Beispielsweise kann die magnetisierende Windung in zwei
vorzugsweise gleich große Abteile geteilt und dieselben im N ebenschluß oder parallel
miteinander geschaltet werden, wobei in jedem Nebenschlußstromkreis die Aluminiumzelle
- unter entgegengesetzter Schaltung in jedem derselben - eingeschaltet ist, wodurch
durch die beiden Abteile der Windung ein im wesentlichen gleichförmiger Strom geschickt
wird.
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Zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind beispielsweise
in den Zeichnungen dargestellt.
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Abb. r zeigt die Seitenansicht eines elektrisch erhitzten Ofens, Abb.
2 die entsprechende Draufsicht.
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Abb. 3 stellt einen Schnitt durch einen mit Gas beheizten Ofen dar.
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Mit A (Abb. i und 2) ist ein hohler Zylinder oder ein Rohr aus Quarz
oder ähnlichem hitzebeständigen Material bezeichnet, welches Rohr die Heizkammer
bildet. Die Heizkammer ist von einer Windung B umgeben, welche elektrisch leitend
ist und den Heizwiderstand bildet. C ist das Gehäuse, welches mit einem nicht leitenden
Material D gefüllt ist, welches gleichzeitig die Heizkammer gegen Wärmeverluste
schützt. Die Enden der Heizkammer sind aus dem Gehäuse vorstehend angeordnet.
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E ist ein Kompaß, dessen Gehäuse mit seitlichen Muffen F versehen
ist, welche mittels lotrechter Bohrungen auf zwei ebensolchem Führungsstangen G
gleiten können und an diesen letzteren in gewünschter Lage durch die Feststellschraube
H befestigt werden. Die Führungsstangen G sind fest an einer Platte I angebracht,
welche gleitbar zwischen zwei wagerechten Leitschienen I angeordnet ist, die an
der Deckplatte des Ofengehäuses befestigt sind. Durch Verschieben der Platte I in
den Schienen T und des Gehäuses E auf den Stangen G kann der Kompaß in jede beliebige
Lage in bezug auf die Heizkammer gebracht werden.
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In Abb. 3 bezeichnet L die magnetisierende Windung, welche die Heizkammer
M umgibt. Die letztere wird durch Einführung von Brenngas durch das Leitungsrohr
mit Ventil N mittels einer Gasflamme beheizt. O ist der Kompaß, welcher ortsfest
angebracht ist, derselbe könnte auch verstellbar angeordnet sein.
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Es ist klar, daß die Vorrichtung auch bei anderen Materialien als
Stahl, wie magnetisierbaren Metallen und Legierungen, verwendet wenden kann.