DE576263C - Senkrecht stehender Kohle- oder Graphitrohrofen zum Schmelzen von Karbiden schwer schmelzbarer Metalle oder Metalloide zwecks Herstellung von Gusskoerpern aus diesen Stoffen - Google Patents

Description

• Senkrecht stehender Kohle oder Graphitrohrofen zum Schmelzen von Karbiden schwer schmelzbarer Metalle oder Metalloide zwecks Herstellung von Gußkörpern aus diesen Stoffen Die Erfindung hat einen Ofen zur Ausführung des Verfahrens nach dem Patent 516 656 zum Gegenstand. Im Hauptpatent ist vorgeschlagen, Gußkörper aus Karbiden hochschmelzender Metalle oder Metalloide so herzustellen, daß man die in Kohlenstofftiegeln niedergeschmolzenen Metalle oder Metalloide schnell überhitzt, so daß eine übermäßige Anreicherung an Kohlenstoff nicht stattfindet, und die Schmelze außerhalb des Ofens vergießt.
• Vertikale Kohlerohröfen mit Widerstandsbeheizung zum Schmelzen von reinem Wolfram oder anderen reinen Metallen sind an sich bekannt. Bei diesen Ofen erfolgt das Schmelzen des pulverisierten Metalls in einem Tiegel aus dem gleichen Metall wie das -zu schmelzende, wobei der Tiegel durch Kühlung vor dem Schmelzen bewahrt wird. Der Tiegel besitzt hierbei eine Bodenöffnung, die durch einen Pfropfen verschlossen gehalten wird. Jedoch besteht der Pfropfen ebenfalls aus dem gleichen Metall wie das zu schmelzende. Die Bodenöff= nung des Tiegels wird dabei für das geschmolzene Metall in der Weise freigegeben, daß der Pfropfen nicht herausgenommen, sondern mit dem pulverisierten Metall geschmolzen wird.
• Eine derartige Einrichtung ist jedoch zum Erschmelzen von Karbiden schwer schmelzbarer Metalle, nicht geeignet, allein schon deshalb, weil sich beim Erschmelzen von Karbiden schwer schmelzbarer Metalle oder Metalloide als Baustoff für die Ofenteile, die mit der Schmelze in Berührung kommen, nur Kohle und Graphit bewährt haben.
• Die mit der Benutzung der neuen Einrichtung erzielbaren Vorteile liegen: a) in der Möglichkeit, die Erhitzung des Schmelzgutes vor dem Vergießen nach Belieben über den Schmelzpunkt hinaus zu steigern; b) in der Möglichkeit der Erzielung kohlenstoffärmerer Schmelzflüsse; c) in einer besseren Desoxydation des Schmelzgutes; d) in einer gründlichen Aufrührung und Durcharbeitung des Schmelzgutes vor dem Gießen, wodurch ein absolut gleichmäßiges Produkt erzielt wird.
• Die Verbesserung der Einrichtung selbst besteht: a) in einer besseren Ausnutzung des Ofenraumes, b) in der Möglichkeit, größere Mengen des Schmelzgutes in einem Ofengang zu verarbeiten; c) in einer größeren Einfachheit 'des Ofens und Verbilligung der der Abnutzung bzw. dem Ersatz unterworfenen Teile. Die Erfindung sei in nachfolgendem an Hand der Abb. x und 2, welche schematische Ausführungsbeispiele darstellen, näher beschrieben.
• In Abb. i bedeutet i das elektrische Widerstandsrohr des Ofens aus Kohle oder vorzugsweise aus Graphit. 2 sind die Stromzu- bzw. -ableitungsklemmen, die ebenfalls aus Kohle bzw. Graphit bestehen. Der Herd des Vertikalofens wird gebildet durch ein Formstück 3 aus Kohle oder Graphit. Derselbe ist in geeigneter Weise in das Widerstandsrohr i eingelassen und bildet den oder einen Teil des Bodens desselben. Dieser Herd 3 enthält eine oder mehrere Abstechöffnungen 5, 6, die durch ventilartige Pfropfen 7, die zweckmäßigerweise aus Graphit bestehen, während des Schmelzvorganges geschlossen gehalten werden.
• Die Beschickung des Ofens erfolgt nun in der Weise, daß über dem Herd 3 eine größere Anzahl von Preßlingen der gleichen Art, wie in dem Hauptpatent beschrieben, aufgeschichtet werden. Das Einbringen dieser Preßlinge kann in der Weise erfolgen, daß dieselben zunächst in ein Rohr eingefüllt werden, dessen innerer Durchmesser ungefähr gleich dem Durchmesser der Preßlinge und dessen äußerer Durchmesser ungefähr gleich dem inneren Durchmesser des Widerstandsrohres i ist, worauf das so mit Preßlingen gefüllte Rohr in das Widerstandsrohr i eingeführt und nachher hochgezogen wird. Zum Zwecke eines bequemen Einführens wird der Ofen entweder in die Horizontallage gekippt, oder das Einführungsrohr enthält unten irgendeinen leichten Verschluß, z. B. einen Bajonettverschluß, der die Preßlinge während des Einführens festhält und nachher von außen entfernt oder aufgehoben werden kann.
• Durch diese Art der Einführung der Preßlinge entsteht rund um dieselben ein konzentrischer Raum 8, der nach oben offen ist.
• In diesem konzentrischen Ringraum münden von unten eine Anzahl von Gaskanälen g, die aus einem ringförmigen Verteilungsraum io gespeist werden, der an eine Gaszuleitung-ii angeschlossen ist. Eine Verschlußplatte iq. sorgt für gasdichten Abschluß. Der oberste Preßling wird dann noch, wie bereits in dem Hauptpatent beschrieben, mit einem Stempel 12 und einem Gewicht 13 belastet, welche die Anzeigevorrichtung für das Niederschmelzen der Preßlinge bilden. Statt dessen kann aber erfindungsgemäß auch eine optische Anzeigevorrichtung Verwendung finden, bestehend aus einem unter geeignetem Winkel über dem Widerstandsrohr angeordneten Spiegel und einem auf diesem Spiegel eingestellten optischen Pyrometer oder mit Dunkelscheibe versehenen Fernrohr.
• Die Ausschaltvorrichtungen für den Heizstrom und Einschaltvorrichtungen für die Kühlung arbeiten in folgender Weise: Sobald der Stempel 12 seine vorher beispielsweise durch Zeiger am Gewicht 13 markierte tiefste Stellung erreicht hat, ist der gesamte Schmelzfluß in die auf der Zeichnung nicht dargestellte Form hinuntergelaufen. Der Strom wird daraufhin sofort abgestellt, um ein rasches Erkalten der Form und des Gußkörpers zu bewirken und dadurch eine weitere Kohlenstoffaufnahme des Gußstückes zu verhindern. Statt oder neben einer Anzeigevorrichtung kann auch noch eine automatische Stromausschaltvorrichtung, beispielsweise eine solche in Abhängigkeit von der Stellung des Stempels 12, angeordnet sein. Diese Stromausschaltvorrichtung kann mit Hilfe eines Zeitrelais mit vorausbestimmbarer Verzögerung arbeiten, sie kann ferner von der Einschaltung einer Kühlung, die ebenfalls entweder in bloßer Abhängigkeit von der Stellung des Stempels i2 oder mit Verzögerung erfolgt, begleitet sein. Im letzteren Fälle wird man zweckmäßigerweise den Ausschaltmechanismus des Stromes und den Einschaltmechanismus der Kühlung durch das gleiche Zeitrelais steuern lassen. Die Ausschaltvorrichtung wird zweckmäßigerweise in allen Fällen als Momentausschaltung ausgeführt.
• In Abb. 2 besteht der Herd des Ofens aus einem Einsatzzylinder 15 aus Kohle oder Graphit mit einem zentralen Einsatzstück 3, das ebenfalls aus Kohle oder Graphit besteht und mit einer (oder mehreren) Abstechöffnung 5, 6 ausgestattet ist, welche durch den ventilartigen Abstechpfropfen 7 aus Kohle oder Graphit verschlossen gehalten wird. Die Teile 3 und 15 können auch aus einem Stück bestehen.
• Der Umfang des zylindrischen Herdstückesi5 ist mit Nuten oder Kanälen g versehen. Den unteren Verschluß des Ofens und. Träger des Herdes bildet eine Bodenplatte 14. mit ringförmiger Kammer io, in welche die Gaszuleitung ii mündet und welche Verbindungen hat mit den Kanälen g. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß als Widerstandsrohr für die- Erhitzung ein einfaches zylindrisches Kohle- oder Graphitrohr i verwendet werden kann. Durch das Gaszuleitungsrohr ii wird während des Erhitzungs- und Schmelzvorganges unter entsprechendem Druck ein neutrales oder reduzierendes Gas, vorzugsweise Wasserstoffgas, eingeführt.
• Da nun bei der Erhitzung des Schmelzgutes mit Hilfe des elektrischen Widerstandsrohres i die Temperatur an der Innenwand des Widerstandsrohres am höchsten ist und nach der Achse zu abnimmt, werden die Preßlinge zuerst an ihrem äußeren Umfang abschmelzen, und der konzentrische Zwischenraum zwischen Preßlingen und Rohrwand wird zuerst mit Schmelze gefüllt. Diese ist sowohl wegen der höheren Temperatur an der inneren Rohrwand wie auch wegen der erhöhten Kohlenstoffaufnahme analer Rohrwand, welche gemäß dem Hauptpatent eine Herabsetzung des Schmelzpunktes zur Folge hat, am dünnflüssigsten in unmittelbarer Nachbarschaft der Rohrwand.
• Da nun der Gas- (Wasserstoff-) Strom stets den Weg des geringsten Widerstandes wählen wird, also den Weg durch den dünnflüssigsten 'feil der Schmelze, so heißt das, der- Wasserstoffstrom wird unmittelbar an der inneren Wand des glühenden Widerstandsrohres entlang strömen und auf diese Weise einen sehr wirksamen Schutzmantel der Schmelze gegen übermäßige Kohlenstoffaufnahme aus dem Widerstandsrohr bilden.
• Man kann also mit diesem Vertikalofen wesentlich kohlenstoffärmere Produkte erschmelzen, als dies mit den in dem Hauptpatent beschriebenen Einrichtungen untersonst gleichen Verhältnissen möglich ist.
• Infolge der gründlichen Durcharbeitung der Schmelze mit dem Wasserstoffgasstrom wird das Produkt auch sehr homogen und rein.
• Die Erhitzung des Ofens, dessen Gießkanal im Gegensatz zu den im Hauptpatent beschriebenen Anordnungen während des Schmelzens durch den Pfropfen 7 verschlossen ist, kann beliebig weit fortgesetzt werden, bis die Schmelze, die dauernd vom Wasserstoffstrom durchsprudelt wird, genügende Homogenität, Reinheit und Dünnflüssigkeit erreicht hat. Wird dann der Verschlußpfropfen 7 durch Druck oder Schlag von unten leicht angehoben, so geht er infolge seines kleineren spezifischen Gewichts augenblicklich in der dünnflüssigen Schmelze hoch und schwimmt während des Gießvorganges auf deren Oberfläche.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Senkrecht stehender Kohle- oder Graphitrohrofen zum Schmelzen von Karbiden schwer schmelzbarer Metalle oder Metalloide zwecks Herstellung von Gußkörpern aus diesen Stoffen gemäß dem Verfahren nach Patent 516 656, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte des Ofens mit Abstichöffnungen versehen und in den Rohrofen unter Belassung eines Ringspaltes für das Einleiten neutraler oder reduzierender Gase (z. B. Wasserstoff) eingesetzt ist.
2. 2. Ofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte dem Innendurchmesser des Rohrofens entspricht und an ihrem Rande mit Kanälen (9) versehen ist, die mit einer unterhalb der Bodenplatte vorgesehenen Gaszuführungskammer (io) in Verbindung stehen.
3. 3. Benutzung des Ofens nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut nach erfolgtem Niederschmelzen noch einige Zeit weitererhitzt und vom Gasstrom durchblasen wird.