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Einrichtung zum Anheizen von Elektrodensalzbädern unter Verwendung
in die Salzmasse hineinragender schräg abwärts aufeinander zu geneigter Hilfselektroden
Es ist bekannt, Elektrodensalzbäder in der Weise in Betrieb zu setzen, daß .man
in den Raum zwischen den Elektroden Hilfselektroden einführt, zwischen deren Enden
ein Stromübergang stattfindet, und auf diese Weise Teile der Salzmasse von oben
nach unten fortschreitend zum Schmelzen bringt, .worauf die weitere Verflüssigung
des Salzes durch das Zusammenwirken der Haupt- und Hilfselektroden zustande kommt.
Es ist auch bekannt, zum Einschmelzen des Salzes in dieses einen Tauchheizkörper
einzubetten, der einen verhältnismäßig großen Teil des Salzbadraumes in Anspruch
nimmt und mit dessen Hilfe man die gesamte im Salzbad befindliche Salzmenge zum
Schmelzen bringen kann. Hat das auf diese Weise erhitzte Salz seine Schmelztemperatur
erreicht, so ist seine elektrische Leitfähigkeit so groß, daß die weitere Erwärmung
des Salzes mittels .der zwischen den Elektroden durch das Bad fließenden Ströme
vor sich gehen kann. Jede der beiden vorstehend erwähnten Anheizweisen erfordert
eine verhältnismäßig lange Zeit, da der gesamte Badinhalt zunächst durchgeschmolzen
werden muß. Bei Verwendung von Tauchheizkörpern muß auch, um deren vorzeitige Zerstörung
zu verhindern, Rücksicht darauf genommen werden, daß die %Badtemperatur nicht über
95o bis iooo° C ansteigt. Erst wenn die Tauchheizkörper nach dem Einsschmelzen des
Salzes aus dem Bad herausgehoben und die Elektroden in Tätigkeit getreten sind,
ist es zulässig, durch weitere Steigerung der Stromstärke die Temperatur des Bades
auf die für den Betrieb erforderliche Höhe von etwa 1300 bis 135o° C zu bringen.
Diese Temperaturerhöhung erfordert, da die Elektroden mit starken Strömen belastet
werden können, in der Regel nur eine verhältnismäßig kurze Zeit.
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In vielen Fällen ist es erwünscht, bei Elektrodensalzbadöfen, die
unter Verwendung von in die Salzmasse hineinragenden Hilfselektroden angeheizt werden,
und ebenso auch bei solchen Elektrodensalzbadöfen, die °bisher lediglich unter Verwendung
von Tauchheizkörpern angeheizt wurden, die Anheizdauer abzukürzen, um dadurch mehr
Zeit für den eigentlichen Betrieb des Salzbades zu gewinnen und so den Durchsatz
des zu behandelnden Gutes zu steigern.
Gemäß der Erfindung wird
dies bei Elektrodensalzbädern mit in die Salzmasse hineinragenden, schräg abwärts
aufeinander zugeneigten, am unteren Ende sich nicht berühienden Hilfselektroden
dadurch erreicht, daß in den Raum zwischen den Hilfselektroden ein in der Betriebsstellung
sich längs dieses "Zwischenraumes erstreckender, von unten nach oben an Breite zunehmender
Tauchheizkörper eingesetzt ist, der nach erfolgter Rufheizung der zwischen den Hilfselektroden
befindlichenSalzmasseherausnehmbarist. Durch diesen Tauchheizkörper wird zunächst
der zwischen ihm und den Hilfselektroden befindliche Teil der Salzmasse zum Schmelzen
gebracht, so daß zwischen den Hilfselektroden ein Stromübergang durch das geschmolzene
Salz hindurch stattfindet. Dann wird der Tauchheizkörper aus dem Salzbad entfernt,
so daß die Badtemperatur rasch weiterhin gesteigert «-erden kann, wobei nunmehr
das Einschmelzen des noch nicht verflüssigten Salzes durch Vermittlung der Hilfselektroden
allein bewirkt wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer ,derartigen Einrichtung
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen aufrechten Schnitt durch einen Elektrodensalzbadofen
gemäß der Erfindung, während Fig. 2 die zugehörige Oberansicht in Verbindung mit
einem Schaltungsschema wiedergibt.
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In den Figuren bedeuten i das aus Eisenblech bestehende Gehäuse des
Elektrodensalzbadofens, :2 die Ausmauerung des Ofens, die aus hitzebeständigem und
wärmeisolierendem Material, beispielsweise Schamotte- und Ziegelsteinen, besteht,
3 die aus hochfeuerfestem Schamottematerial bestehende Bodenplatte des Salzbadraumes,
q. die ebenfalls aus hochfeuerfestem Material bestehende Innenausmauerung des Salzbadraumes,
5 die aus Eisen bestehenden Hauptelektroden, denen der Strom durch Zuleitungen 6
zugeführt wird, und 7 die im Salzbadraum befindliche Salzmasse. Auf den Stromzuführungsleitern
6 sind Stutzen 9 angeordnet, an denen mittels konischer Ansätze die Hilfselektroden
8 befestigt sind. Die Hilfselektroden 8 sind schräg abwärts aufeinander zu geneigt,
so daß sich zwischen ihnen ein nach unten hin sich verjüngender Raum ergibt. In
diesen Raum wird vor der Einfüllung des Salzes der Tauchheizkörper io eingeführt.
Der Tauchheizkörper besteht aus einer von unten nach oben sich erweiternden Drahtspirale,
an deren Enden die Stromzuführungsleitungen 11, 12 des Heizkörpers in der Weise
angeschlossen sind, daß das obere Ende unmittelbar und das untere Ende durch Vermittlung
eines im Innern der Spirale abwärts geführten Stromleiters mit der Stromduelle verbunden
ist. 13 sind Formstücke aus hitzebeständigem isolierenden :Material, die dazu dienen,
den Tauchheiz-Körper io zu halten. 1q. stellt den zum Be trieb des Salzbadofens
erforderlichen Trans forrnator und 15 die zugehörigen Schalter dar Es ist zweckmäßig,
den im Innern dei Spirale des Tauchheizkörpers io verlaufender Stromleiter mit einem
Schutzrohr aus elektrisch isolierendem, hitzebeständigem Stofl zu umgeben. Dieser
Stoff kann beispielsweise eine keramische Masse sein. Es wird dadurch ein unerwünschter
Stromübergang zwischen dem erwähnten Stromleiter und den Windungen der Drahtspirale
verhindert. Man ordnet ferner zweckmäßig den Tauchheizkörper und die Hilfselektroden
in bezug aufeinander so an, daß der Zwischenraum zwischen den Hilfselektroden und
den Windungen der Drahtspirale des Tauchheizkörpers kleiner ist als der Zwischenraum
zwischen diesen Windungen und dem im Innern der Spirale verlaufenden Stromleiter.
Diese Malinahme ist deshalb vorteilhaft weil am oberen Teil der Spirale zwischen
dem genannten Stromleiter und den ersten Spiralenwindungen d:e volle Spannungsdifferenz
besteht. Schmilzt nun das Salz in der Umgebung des Tauchheizkörpers, so könnte bei
zu geringem Abstand zwischen den obersten Spiralenwindungen und dem Stromleiter
i i ein übermäßig starleer Strom im Salz entstehen, wodurch die Spiralenwindungen
überlastet und zerstört werden würden. Es ist ferner zweckmäßig, den Abstand der
einzelnen Windungen von dem Stromleiter i i so zu wählen, daß zwischen den einzelnen
Windungen und dein Stromleiter i i in allen Horizontalschichten des Salzbades möglichst
gleich starke Ströme fließen. Hierdurch wird am sichersten eine Überlastung des
Tauchheizkörpers an einzelnen Stellen verhindert.
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Der Abstand der Spiralen"vindungen des Tauchheizkörpers io von den
Hilfselektroden 8 ist etwas kleiner gewählt als der Abstand zwischen den Windungen
und dem Strohleiter i i. Hierdurch wird erreicht, dali das Einschmelzen des Salzes
zunächst auf jeden Fall im Bereich der Hilfselektroden 8 eintritt, wodurch der Stromübergang
zwischen diesen Hilfselektroden durch die Salzmasse hindurch beschleunigt wird.
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Man kann an Stelle des beschriebenen spiralenförmigenTauchheizkörpers
auch einen Tauchheizkörper verwenden, der aus haarnadelartig gebogenen Stromleitern
besteht. Die Stromleiter werden auch in diesem Falle so angeordnet, daß ihr Schenkelabstand
sich von unten nach oben derart erweitert, <laß die das umgebende geschmolzene
Salz durchsetzenden Ströme eine praktisch überall gleiche Stromdichte aufweisen.
Sowohl
die Hilfselektroden als auch die Tauchheizkörper haben in der Richtung von oben
nach unten solche Abmessungen, daß sie sich in der Betriebsstellung annähernd über
die ganze Badtiefe erstrecken. Dies hat den Vorteil, _daß das Salz sowohl durch
den Tauchheizkörper als auch durch die Hilfselektroden in der .gesamten Höhe des
Bades eingeschmolzen wird. Die Hilfselektroden können daher nach kurzer Zeit in
ihrer vollen Länge ansprechen, wodurch man ein besonders intensives und schnelles
Aufheizen des gesamten Badinhaltes erreicht.
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Der oder die Tauchheizkörper werden aus dem Salzbad entfernt, sobald.
die zwischen ihnen und den Hilfselektroden befindliche Salzmenge verflüssigt ist.
Nach der Verflüssigung .des übrigen Salzes können dann auch die Hilfselektroden
aus dem Salzbad herausgenommen werden.