-
Elektrischer Strahlungsofen mit Heizkörpern aus Kohle Die Erfindung
bezieht sich auf einen elektrischen 'Strahlungsofen mit Heizkörpern aus Kohle.
-
Es sind derartige Einrichtungen bekannt, die jedoch in keiner Weise
die an sie gestellten Forderungen erfüllen. Diese Forderungen bestehen 'im wesentlichen
darin, den Ofen äußerst schnell ,auf Betriebstemperatur bringen zu können. Außerdem
soll der Ofen handlich sein und eine .gedrängte Bauart besitzen. Diese Forderungen
können von den bekannten Einrichtungen deshalb nicht erfüllt werden, weil ihre Widerstandskörper
. gegen überlastung äußerst empfindlich sind bzw. das für diesen Zweck bekannte
unempfindliche Kohlematerial zu stark der Gefahr einer Oxydation unterliegt.
-
Ferner sind öfen bekanntgeworden, bei denen durch Strahlung, beispielsweise
durch Glühen eines Kohlegraphit- öder Silitstabes oder durch einen Lichtbogen, ein
Schmelzbad von oben her erhitzt -wird. In allen genannten Fällen trägt ein erheblicher
Teil der .erzeugten Wärmeenergie nicht zur Erwärmung des Schmelzgutes bei, sondern
geht durch Strahlung nach außen verloren. Außerdem wird das Gewicht derartiger Öfen
infolge ihrer Abmessungen und wegen des verwendeten Materials so hoch, daß sie nicht
als ]deine, von Hand zu tragende Öfen ausgebildet werden können.
-
Erfindungsgemäß werden die Nachteile der bekannten Einrichtungen dadurch
beseitigt, daß ein ganz oder teilweise aus Kohle bestehender Schmelzofen eine in
den Schmelzraum hineinragende, nach der Grundfläche hin offene Ausbuchtung aufweist,
die zur Aufnahme an sich bekannter Heizwiderstände, z. B. aus Kohle, Graphit oder
Silit, dient.
-
Die Erfindung wird an Hand der Fig. i bis 3 näher erläutert.
-
Fig. i stellt einen Ofen gemäß der Erfindung dar. Als Heizquelle dient
ein Kohlestab i, der einerseits in einer Bohrung der in
den Schmelzraum
2 hineinragenden, nach der Grundfläche hin offenen Ausbuchtung 3 und andererseits.iri
einem aus Kohle bestehenden Übergangsstück :1 gelagert ist. Der Raum für die Aufnahme
des Schmelzgutes wird von., dem Kohlekörper 5 gebildet. Um .den KohleW-' körper
5 ist ein wärmeisolierender Mantel e6 angeordnet, der z. B. aus Kohlegrieß oder
Ruß besteht. Dadurch wird die von außen zuströmende Luft desoxydiert und der Kohlekörper
5 gegen Abbrand geschützt. Die nach der Grundfläche hin offene Ausbuchtung 3 wird
nach Einsetzung des Kohlestabes i durch geeignetes Material, z. B. Verschleißkohle,
abgedichtet, so daß der Zutritt des in der Luft enthaltenen Sauerstoffs und damit
der Abbrand der Kohlekörper auf ein äußerst geringes Maß herabgesetzt wird. Die
als Schutzrohr für die Heizwiderstände dienende Ausbuchtung 3 kann an der dem Schmelzraum
2 zugekehrten Seite mit einem metallischen Mantel 2; umgeben werden. Ein mit einem
oder mehreren Handgriffen 8 versehener Blechmantel cf hält den Ofen zusammen. Am
unteren Teil des Blechmantels 9 sind Ausschnitte vorgesehen, dis es gestatten.,
die nach Arteines Schleifkontaktes ausgebildete Stromzuführung io mit dem zur Stromfortleitung
dienenden Kohlering i i zu verbinden. Der von dem Kohlekörper 5 durch Isolation
12 getrennte K=ontaktteil 1 3 ist konzentrisch angeordnet. Diese Anordnung der Kontakte
gestattet eine Drehung des Ofens während des Betriebes. Der Strompfad ist folgender:
Stromzuführung 1o, Kohlering i i, Kohlekörper 5, oberes Ende des Kohlestabes i,
unteres Ende des Kohlestabes i, Übergangsstück 4., konzentrisch angeordneter Kohlekörper
13.
-
In Fig. 2 ist ein Ofen in dreiphasiger Ausführung dargestellt. 2 ist
der Schmelzraum, der von dem Kohlerohr 5 gebildet «wird. Die drei Elektroden 15
sind räumlich um i 2o' versetzt angeordnet und laufen nach oben konisch zusammen.
-
Es ist zweckmäßig, die Ausbuchtung 3 beispielsweise kegelförmig oder
halbkugelförmig auszubilden, damit das im Ofen verbleibende geschmolzene Metall
beim Abkühlen keine Schrumpfspannungen auf den Kohleteil3 überträgt, sondern abgleitet.
In den Fällen, in denen ein Metall mit niederem Schmelzpunkt, z. B. Aluminium, geschmolzen
wird, kann der Kohleteil3 zur Versteifung mit einem schwerer schmelzbaren Metallmantel,
z. B. aus Eisen, umgeben werden.
-
Der Kohlekörper 16 bildet den Sternpunkt. Als Stromanschlüsse dienen
die Bolzen 17,
die mit den Kohlescheiben 18 fest verbunden sind. Die Kohlescheiben
sind durch die über--angsstücke i 9 mit den Elektroden i 5 stromleitend verbunden.
Der Zutritt des Luftsauerstoffes zu den Elektroden wird beispielsweise durch Verschleißkohle
20 verhindert.
-
In Fig.3 ist ebenfalls ein Ofen, dessen @climelzraum mit 2 bezeichnet
ist, mit einem `@iächt auswechselbaren Heizkörper dargestellt. ÄlW Heizkörper dient
eine Kohlewendel 21, die einerseits in dem mit Innengewinde versehenen Kohlekörper
22 und andererseits über ein aus Kohle bestehendes Zwischenstück 2.1 mit einem Kohlestab
23 befestigt ist. Am anderen Ende ist der Kohlestab 23 mit dem als Stromanschluß
dienenden Kohleteil 25 verbunden. Die Kohleteile22 und 25 sind durch den aus Isolierstoff
bestehenden Ring 26 voneinander getrennt. Diese als Stromanschluß dienenden Teile
können nach Art einer konzentrischen Steckvorrichtung ausgebildet werden. Bei diesem
Ausführungsbeispiel besteht der in den Schmelzraum hineinragende Teil 3 und der
den Schmelzraum bildende Kohlekörper 5 nicht aus einem Stück, sondern die beiden
Teile werden mechanisch, beispielsweise durch Verschrauben, zu einem einzigen Bauteil
verbunden. Auch. der die Kohlewendel21 tragende Kohlekörper 22 mit den Stromanschlüssen
ist mit Hilfe eines Gewindes nach Art einer Patrone leicht ein- bzw. ausschraubbar.
Der Stromverlauf bei dieser Anordnung ist folgender: Kobleteil 25, Kohlestab 23,
Zwischenstück 24, Kohlewendel 2 i, Kohl,ekörper 22.
-
Bei dem in der Fig.3 dargestellten Beispiel ist der Ofen einphasig
ausgeführt. Bei dreiphasiger Ausbildung können drei oder ein Mehrfaches von drei
Wendeln angeordnet werden. Diese Ausführungsform ermöglicht es, mit wenigen Wendeltypen
auszukommen. Außerdem kann die Temperatur des Ofens durch Zu- oder Abschalten der
einzelnen Wendel oder Wendelgruppen geregelt werden.
-
Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf kleine Handöfen, sondern
sie kann ohne weiteres auch auf Hochleistungsöfen til)crtragen werden.
-
Bei dem Ofen gemäß der Erfindung wird der große Vorteil erreicht,
daß die gesamte entwickelte Wärmeenergie in den Schmelzraum «andern muß. Dadurch
wird eine außerordentlich hohe Wirtschaftlichkeit des Ofens erreicht. Trotz der
hohen Glühtemperatur des Widerstandsmaterials ist der Abbrand außergewöhnlich gering,
da die dem Abbrand am meisten ausgesetzten Stellen einerseits durch die Schmelze
selbst und andererseits durch geeignetes Material, z. B. Versehleißl,olile, geschützt
sind.
-
Ferner wird bei der Einrichtung nach der Erfindung die Verwendung
von anorganischen festen, sog. hitzebeständigen Isolierstoffen in
dem
Bereich des Ofens vermieden, in dem hohe Temperaturen auftreten. Diese Stoffe werden
vielmehr in der Nähe der Grundfläche des Ofens angeordnet, also in .dem Bereich,
in dem wesentlich niedrigere Temperaturen auftreten. Auf diese Weise behalten die
Isolierstoffe zulässige Isolierfestigkeitswerte.
-
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Querschnitt
der Widerstände durch die Verwendung von Kohle äußerst klein gehalten werden kann,
so daß der Ofen mit verhältnismäßig geringen Strömen und entsprechend hoher Spannung
zu betreiben ist. Dadurch kann der Querschnitt der Stromzuführungsleitungen für
den Ofen sehr klein gehalten -werden. Durch die geringen Abmessungen des Heizwiderstandes
und damit auch der in den Schmelzraum hineinragenden Ausbuchtung sowie durch das
unmittelbare Anliegen des Wärmeisolationsmantels an der äußeren Wand .des Schmelzraumes
wird eine gedrängte und handliche Bauart des Ofens erzielt, so daß man mit ihm sogar
an schwer zugänglichen Stellen kleine Güsse ausführen kann.