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Elektroden-Schmelzbadofen In dem Hauptpatent 586 651 ist ein Elektroden-Schmelzbadofen
beschrieben, der neben dem Nutzraum ein oder mehrere Elektrodenräume aufweist, die
vom Nutzraum derart durch Zwischenwände abgegrenzt sind, daß sie den mittleren Teil
des Durchgangsquerschnittes zwischen beiden Räumen teilweise verschließen. _ Es
hat sich nun gezeigt, daß ein solcher Ofen dann besonders wirksam und wirtschaftlich
betrieben werden kann, wenn die Durchtrittsöftnungen jeweils den Badverhältnissen
angepaßt werden. Versuche mit dem neuen Ofen haben ergeben, daß der Badumlauf um
die Zwischenwand herum derart stark wird, daß eine Dämpfung desselben zweckmäßig,
Sogar notwendig erscheint. Zur Erreichung dieses Zieles wird gemäß der Erfindung
vorgeschlagen, die im Schmelzbadtiegel angeordneten Zwischenwände mit Durchbrechungen
zu versehen. Es stellt sich dann eine den Badumlauf dämpfende Wirkung ein, indem
ein Ausgleich zwischen den verschieden schweren Salzschmelzen durch die Durchbrechungen
in der Trennwand stattfindet. Gemäß der Erfindung können ferner die Durchtrittsstellen
für die Schmelze, welche sich ober- und unterhalb der Trennwand befinden, durch
Heben und Senken der Zwischenwand, gegebenenfalls durch Verschieben einzelner Teile
der Zwischenwand, gegeneinander verstellt werden.
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In den Abb. i bis 13 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es kennzeichnen in allen Abbildungen die Ziffern i den Tiegel, 2 den
Elektrodenraum, 3 den Nutzraum und 4 die Zwischenwand. Die Elektroden sind mit Ziffer
5 und die Stromzuführungen mit 6 und 7 benannt worden.
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Die Zirkulation der Badflüssigkeit wird beeinträchtigt und unterbunden,
wenn sich der Badspiegel bis unterhalb der oberen Kante der Zwischenwand 4 zwischen
Elektroden-und Nutzraum gesenkt hat. Auch um diesen Mangel zu beheben, wird erfindungsgemäß
die Zwischenwand mit Durchbrechungen versehen. Diese können gemäß Abb. i und 2 der
Zeichnung aus einer Anzahl symmetrisch oder unsymmetrisch über die Zwischenwand
verteilter kreisrunder Löcher 8 oder entsprechend Abb.3 und 4 sowie Abb.5 aus mehreren
Langlöchern 9 bestehen, deren längere Achsen vorzugsweise parallel zum Schmelzbadspiegel
liegen.
Die durchbrochene Zwischenwand kann sowohl fest als auch beweglich im Schmelzbadtiegel
angeordnet werden. Die fest mit dem Tiegel verbundene Zwischenwand erhöht dessen
Festigkeit; die lose angeordnete Zwischenwand ermöglicht ihren schnelleren Ersatz
bei Beschädigungen im Betrieb sowie eine Regulierung der Durchtrittsquerschnitte
Ober- und unterhalb der Zwischenwand und damit eine Anpassung an den jeweiligen
Badumlauf.
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Für das Einsetzen der losen Zwischenwand q. werden zweckmäßig, wie
es Abb. 6 zeigt, in der Tiegelwandung selbst Rillen io vorgesehen. Man kann auch
die Längsseiten der Zwischenwand entsprechend der Abb.7 mit Führungen i i versehen
und diese über einfache Vorsprünge i2 an der Tiegelwandung übergreifen lassen. Mit
der durchbrochenen Zwischenwand ist ferner der Vorteil verbunden, daß sie nicht
durch besondere Maßnahmen in Abstand vom Tiegelboden gehalten zu werden braucht,
sondern direkt auf dem Boden ruhen kann (vgl. Abb. 3). Soll die als loser Bestandteil
des Tiegels i vorgesehene Zwischenwand q. aus irgendwelchen Gründen in bestimmtem
Abstand vom Tiegelboden gehalten werden, so ist es vorteilhaft, dieselbe entsprechend
Abb. 5 mit Bügel 13 zu versehen, die den kälteren Rand des Tiegels übergreifen.
Bei dieser Befestigungsart können beschädigte Zwischenwände selbst während des Betriebes
leicht ausgewechselt werden. Für die Beeinflussung der Zirkulation der Schmelzbadflüssigkeit
und- auch der Leistung des Bades ist es günstig, wie Abb. S zeigt, die Zwischenwand
beispielsweise an Zahnstangen 14. anzulenken, die durch Zahnräder 15 und ein Triebwerk
o. dgl. gehoben und gesenkt werden können.
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Als Baustoff für die Zwischenwände kommt sowohl metallischer als auch
keramischer Baustoff in Frage. Entscheidend für die Auswahl ist einerseits die notwendige
Höhe der Abschirmung des Nutzraumes 3 gegen elektrische Ströme, andererseits die
Wirtschaftlichkeit. Zwischenwände aus metallischem Baustoff schirmen den Stromfluß
vom Elektroden- zum Nutzraum weitgehender ab als keramische. Die letztgenannten
sind aber haltbarer und stellen sich in der Herstellung und im Gebrauch billiger
als Zwischenwände aus Metall.
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Ein besonderer Vorteil ergibt sich für Elektroden-Schmelzbadöfen mit
getrennten Nutz- und Elektrodenräumen beim Betrieb mit Einphasenstrom, wenn man,
wie es erfindungsgemäß in der Abb. 9 dargestellt wird, für die Tauchelektroden eine
kombinierte Reihen- und Parallelschaltung vorsieht. In Abb. 9 kennzeichnen U, h
das Stromnetz, i den Tiegel, 2 die Elektrodenräume und 3 den Nutzraum. Die Zwischenwände
sind mit Ziffern q., die Elektroden mit 5 und die Stromzuführungen mit 6 und 7 benannt.
Um die Elektroden in Reihen- und in Parallelschaltung an das Netz legen zu können,
ist ein Wechselschalter 16 vorgesehen, der in an sich bekannter Weise betätigt wird.
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Die in Abb. io dargestellte Form des Schmelzbadtiegels mit einseitiger
Anordnung der Elektrodenräume eignet sich insbesondere für tiefe Badräume. Bei solchen
Bädern ist der Auftrieb der heißen Schmelze im Elektrodenraum sehr stark; man erhält
daher einen sehr wirksamen Umlauf der Schmelze und kann durch den einseitigen Elektrodenraum
2 einen verhältnismäßig großen Badraum 3 gleichmäßig erwärmen. Damit bei hoher elektrischer
Leistung eine genügend große wirksame Oberfläche der Elektrode 5 erreicht wird,
ohne daß sie allzu unförmig wird, verteilt man zweckmäßig die Leistung auf mehrere
nebeneinanderliegende Elektroden und erzielt zugleich den Vorteil, daß unmittelbar
an ein Mehrphasensystem angeschlossen werden kann bzw. die Elektroden unter sich
in Reihe und parallel zu schalten sind. Bei solchen Ofen ist die Anordnung von Durchbrechungen
in der Zwischenwand wegen des starken Badumlaufes besonders am Platze. Bei geringeren
Anforderungen an die Temperaturgleichmäßigkeit im Badraum 3 wird jedoch die Umwälzung
der Schmelze mit den billiger herzustellenden rechtwinkligen Tiegeln gemäß der Abb.
i i in genügend weitgehender Weise bereits bei flachen langgestreckten Bädern erreicht.
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Wird insbesondere bei verhältnismäßig flachen Badtiegeln auf eine
hohe Gleichmäßigkeit der Tempei#atur im Badraum Wert gelegt, so empfiehlt es sich,
mehrere Elektrodenräume 2 mit Zwischenwänden 4, wie au: Abb. 12 ersichtlich ist,
an den Enden länglicher Badtiegel anzuordnen. Bei Anschluß an Drehstrom ist Dreiecksform
des Badtiegels gemäß Abb. 13 günstig, da sich in jeder Ecke des Tiegels ein Elektrodenraum
2 ergibt und bei entsprechendem Stromanschluß eine ganz besonders gute Gleichmäßigkeit
der Baderwärmung eintritt.
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Bei allen vorbeschriebenen Ausführungen werden die Vorteile zunutze
genommen, die bei Anordnung von durch Zwischenwände teilweise abgegrenzten besonderen
Nutz- und Elektrodenräumen erwachsen. Dadurch, daß die Zwischenwände mit Durchbrecbungen
versehen werden und die Durchtrittsöffnungen für das Schmelzbad in ihrer Größe regelbar
sind, kann bei allen obengenannten Ausführungsbeispielen eine vollkommene Gleichmäßigkeit
des Badumlaufes erzielt werden.
Durch die Anordnung der durchbrochenen
Zwischenwände ergibt sich noch folgender Vorteil.
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Beim Elektrodenbad ohne Schutzwand geht der Strom durch das ganze
Bad. Taucht man in ein solches Bad ein metallisches Gut ein, dessen elektrische
Leitfähigkeit größer ist als die der verdrängten Schmelze, so fällt der Widerstand
zwischen den Elektroden, während die Stromaufnahme des Bades steigt. Das ist insofern
schädlich, als die bei leerem Bad für die Einhaltung einer bestimmten Temperatur
eingestellte Stromstärke bei beschicktem Bad überschritten wird. Dadurch liegt auch
die Temperatur des Bades und des Gutes nach Abschluß des Erwärmungsvorganges höher,
als ursprünglich,eimgestellt. Bei metallurgischen Bädern, insbesondere für die Stahlbehandlung
ist das außerordentlich schädlich und bedingt ein dauerndes Nachregeln der Stromzuführung.
Nach der vorliegenden Erfindung geht innerhalb des Schmelzbadtiegels der Strom praktisch
nur im Elektrodenraum von Elektrode zu Tiegel, so . daß keine Beeinflussung der
Stromaufnahme des Bades durch das eingebrachte Gut stattfindet.