DE862220C - Lichtbogenofen zur Durchfuehrung von metallurgischen Umsetzungen und Destillationen unter niedrigem Druck - Google Patents

Lichtbogenofen zur Durchfuehrung von metallurgischen Umsetzungen und Destillationen unter niedrigem Druck

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DE862220C DEA3246D DEA0003246D DE862220C DE 862220 C DE862220 C DE 862220C DE A3246 D DEA3246 D DE A3246D DE A0003246 D DEA0003246 D DE A0003246D DE 862220 C DE862220 C DE 862220C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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Description

  • Lichtbogenofen zur Durchführung von metallurgischen Umsetzungen und Destillationen unter niedrigem Druck Es ist bekannt, daß man metallurgische Verfahren, z. B. die Reduktion von Magnesiumoxyd, mit Hilfe von Silicium oder die Trennung von Magnesium-Aluminium-Legierungen durch Destillation unter einem Druck von weniger als etwa ioo mm H- in Öfen durchführt, welche mit einer die Wärmeausstrahlung weitgehend verhindernden Ausmajuerun,g oder Ausstampfung und einer vakuumdichten Metallhaut versehen sind. Die Erhitzung des Innenraumes derartiger Ofen erfolgt im allgemeinen mit Hilfe von elektrisch beheizten Kohlestäben oder durch induktive Heizung. Im Hinblick auf die vakuumdichte Ausführung der Öfen ist aber eine sehr umständliche Ofenbauweise erforderlich.
  • Es ist bekannt, daß man mit Hilfe von Gleichstrom verhältnismäßig niedriger, unter 5o Amp. liegender Stromstärke in verdünnten Gasen elektrische Entladungen in Form von Licht- oder Glimmlichtbögen hervorrufen kann. Die bisher vorgeschlagenen Vorrichtungen dieser Art sind jedoch über den Laboratoriumsmaßstab nicht hinausgekommen. Diesen Versuchen, bei denen als Entladungsgefäße keine wärmeisolierten Öfen der eingangs beschriebenen Art, sondern luftgekühlte Glas-oder Metallbehälter verwendet wurden, ist jedoch nkhts#'dar#-ber in entnehmen, welche Maßnahmen bei -Verweidurg- von höheren Stromstärken und von Wechselstrom zu treffen sind, zumal im Fall der bekannten Versuchsmaßnahmen keine klaren Regeln für technisches Handeln gegeben sind. Im --Lehrbuch - der Physik von H. W e s t p h a 1 (4. Aufl#ge 1937, S. 32-6) wird bei der Beschreibung von Licht-bögen - bemerkt, daß nur dann elektrische Lichtbögen in Gasen erzeugt werden können, wenn der Gasdruck nicht kleiner als i Atmosphäre ist. Diese Ausführungen besagen, daß die Erzeugung eines Lichtbogens unter erheblich vermindertem Druck nicht möglich ist. In dem schweizerischen Patent 134414 wird.zwar die Verwendung eines Lichtbogens zum Trennen eines Metallgemisches durch Destillation vorgeschlagen. Bei dieser Anordnung handelt es sich aber nicht um einen Ofen mit wärmeisolierender Auskleidung, sondern einen solchen mit einer kühlbaren# zur Abscheidung des verflüchtigten Metalls dienenden Haube. Eine solche Ausführung ist aber wegen der durch Abstrahlung bedingten hohen Energieverluste im praktischen Betrieb mit Erfolg nicht verwendbar. Zur Erzielung einer Abscheidung der Metalldämpfe werden nämlich nicht allein die Metalldämpfe selbst entsprechend abgekühlt, sondern es geht auch infolge der notwendigen starken Abkühlung der Abscheidungshaube ein großer Teil der durch den Lichtbogen erzeugten und auf die Haube gestrahlten Wärme verloren. Beim technischen Ofen muß deshalb die Temperatur des Ofenraumes bzw. der Ofenwände stets höher als diejenige des Reaktionsgutes sein, damit nicht allzu große Wärmeverluste auftreten. Um eine beachtliche Verlustquelle zu vermeiden, muß man z. B. bei einem Ofen zum Destillieren von Metallen das Verbindungsrohr des Ofens zu dem Abscheidegefäß zweckmäßig so klein bemessen,' wie dies aus strömungstechnischen Gründen möglich ist. über die Verwendung von Gleich- oder Wechselstrom ist dem zuletzt er-Örterten Verfahren nichts zu entnehmen. Andere bekannte Vorrichtungen betreffen Vakuum-, Glüh- und Schmelz6fen, die mittels einer mit Gleichstrom betriebenen Glimmlichtentladung beheizt werden. Hier sind sowohl die Ofenbauweise als auch die Heizungsart eindeutig gekennzeichnet. Diese Öfen kommen ihrer ganzen Art nach nur für kleine Leistungen und nur für den Gleichstrombetrieb in Frage.
  • Ans dem vorstehend kurz beschriebenen Stand der Technik ist nicht zu entnehmen, ob- in einem geschlossenen Ofenraum mit wärmeisolierten Wänden die Erzeugung von für technische Zwecke aus--reichend energiestarken Lichtbögen. möglich ist.
  • Es war zwar nicht vorauszusehen, ob i. unter Berücksichtigung der fallenden Kennlinie (Charakteristik) der Lichtbogenspannung sich eine ge--nügende Bogenspannung bei hohen-, über etwa .5oAmp. liegenden Stromstärken einstellen würde, 2,.. ob bei Einführung der Elektrode durch die heißen Ofenwände. infolge Eindringens und fester Abscheidung von- Metalldämpfen in das Ofenmauer--Werk noch eine' gen u- gende elektrische Isolation erreicht werden könnte, 3. ob unter diesen Voraussetzungen noch die Frage der Zündung des Lichtbogens zu lösen war und 4. der Einbau beweglicher Elektroden zum Zweck des Zün* dens des Lichtbogens möglich ist.
  • Die vorliegende Erfindung* löst nun weitgehend die bestehene Aufgabe, in dem eingangs erwähnten Ofen einen in den unter niedrigem Druck stehenden Gasatmosphä,re brennenden Lichtbogen zu erzeugen. Sie betrifft eine verhältnismäßig einfache Ausgestaltung des Ofens, indem die Beheizung durch in der verdünnten Gasatmosphäre brennende ein- oder mehrphasige Wechselstromlichtbögen oder Glimmlichtbögen mit jeweils hohen, Stromstärken von mindestens etwa ioo Anip. erfolgt. Dabei kann der Bogenelektrode gegen Elektrode oder Elektrode gegen Schmelzbad brennen, wobei das letztere mit einer Bodenelektrode in leitender Verbindung steht.
  • -Die mit einem Destillationsofen von beispielsweise etwa i m3 Ofeninnenraum für Drehstrom--betrieb mit drei Graphitelektroden und einer Bogenleistung von etwa 85 bis i5o1-,W durchgeführten Arbeiten haben erfindungsgemäß gezeigt, daß i. trotz der fallenden Lichtbogencharakteristik noch bei Stromstärken von beispielsweise i2oo bis 3oooAmp. eine Lichtbogenspannung von niiiidestens 35 bis 40 Volt vorhanden ist; bei höheren Stromstärken, nimmt erfahrungsgemäß die Bogenspannung nur noch wenig ab, so daß die Leistung mit Erhöhung der Stromstärke steigt; 2-. die Durchführung der Elektroden durch die heißen Ofenwände oder durch das oben aufgesetzte Abscheidegefäß für die flüchtigen Metalldämpfe bei entsprechender Ofenbauweise technisch möglich ist, wobei die Abdichtung bzw. Isolierung der Elektroden in bekannter Weise mittels Dolomitmehls oder einer Asbestschnur erfolgt; 3. die Zündung des Bogens, selbst bei feststehenden, also unbeweglichen Elektroden auf elektrischem Wege mittels einer an sich bekannten Resonanzschaltung über einen abschaltbaren besonderen Zündstromkreis erfolgen kann; 4. der Einbau beweglicher Elektroden zum Zweck des Zündens des Lichtbogens möglich ist.
  • Die Erfindung betrifft also eine neuartige Vorrichtung zur Durchführung von metallurgischen Verfahrensgängen, wie Umsetzungen, Destillationen, Entgasungen u. ä., in an sich bekannten Öfen mit einer wärmeisolierenden Ausmauerung oder Ausstampfung und einer vakuumdichten Metallhaut in technischem Maßstab unter einem Gasdruck von weniger als ioo nim Hg, wobei die Beheizung durch einen in der Gasatmosphäre brennenden ein- oder mehrphasigen Wechselstromlicht-oder Glimmlichtbogen erfolgt.
  • Bei einem derartigen Ofen können noch dadurch Nachteile entstehen, daß*Metalldämpfe in die Bohröffnungen des Manerwerks oder der Ausstampfung, durch welche die Elektroden in den Ofenraum hineinT?,gen, reindringen und sichanidenkälterenStellen in fester Form abscheiden. Dadurch wird das Herausziehen der Elektroden zum Zweck ihrer Auswechslung verhindert oder zum mindesten erschwert. Auch die Isolation der Elektroden gegenüber der vakuumdichten Metallhant kann dadurch beeinträchtigt werden.
  • Erfindungsgemäß wird das Eindringen von größeren Mengen Metalldampf in die Bohröffnungen für den Durchtritt der Elektroden durch Anordnung einer z. B. aus einer Asbestschnur oder Dolomitmehleinlage bestehenden Abdichtung zwischen den Elektroden und dem Mauerwerk verhindert. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei den geringen in Frage kommenden Metalldampfdrucken an dieser Stelle keine vakuumdichte Abdichtung erforderlich ist, sondern daß bereits verhältnismäßig poröse Stoffe, wie Asbest oder Dolomitmehl, das nachteilige Eindringen von Metalldämpfen in die abzudichtenden Räume ausreichend verhindern. Für die Durchführung der Elektroden durch die vakuumdichte Metallhaut ist selbstverständlich eine vakuumdichte und isolierende Abdichtung notwendig.
  • In Abb. i ist beispielsweise eine solche Durchführung gezeichnet. Sie besteht aus dem wassergekühlten Kupferrohr i, dem Porzellanisolator:2, der eigentlichen Graphitelektrode 3, dem Flansch 4 und der Abdichtung 5 aus Asbestschnur oder Dolomitmehl, die das Eindringen von Metalldämpfen in die obere Elektrodenkammer 6 verhindert. Die vorzugsweise aus Graphit bestehende Elektrode 3 ist in ihrem oberen Teil zweckmäßig mit größerem Durchmesser ausgebildet als das in den Ofen hineinragende Ende. Dieser stärker ausgeführte Teil ruht auf dem kragenförmig verengten Mauerwerk 7.
  • Ein Niederschlag von Metall in dem engen Schlitz 8 tritt nicht ein, da sowohl die Temperatur dieses Teils des Mauerwerks als auch diejenige des verjüngten Teils des Graphitstabes noch wesentlich höher als die Abscheidetemperatur des Metalldampfes liegen. Die vakuumdichte Abdichtung der Elektrodenfassung gegenüber der Außenluft erfolgt schließlich durch die Metalldichtung 9 bzw. die Gummidichtung io.
  • Erfindungsgemäß können die vorstehend er-Örterten, durch Eindringen von Metalldämpfen in die Elektrodendurchführungsöffnungen entstehenden Schwierigkeiten bei solchen öfen, an die sich unmittelbar ein Abscheidegefäß für die Metalldämpfe anschließt, auch dadurch behoben werden, daß die Elektrode durch den Abscheider hindurch in den Ofenraum geführt wird. In diesem Fall scheiden sich die Metalldämpfe in vollem Umfang im Abscheider selbst ab und die Elektrodendurchführung bleibt frei von unerwünschten Metallabscheidungen. In Abb. 2 ist beispielsweise ein derartiger Ofen dargestellt. In dieser ist ii der Ofenraum, 3 diedurch dasAbscheidegefäß 12 eingeführte Elektrode.
  • Die Betriebsspannung eines gemäß der Erfindung b el ausgeführten Ofens reicht nicht aus, um beim Anfahren den betriebsmäßig erforderlichen Abstand der Elektroden zu durchschlagen. Es müssen also für die Zündung des Lichtbogens besondere Maßnahmen vorgesehen werden, Diese können erfindungsgemäß darin bestehen, daß beispielsweise in einem Ofen mit aufsitzend angeordnetem Abscheidegefäß die durch das letztere hindurchgeführte Elektrode in an, sich bekannter Weise beweglich angeordnet ist und zum Zweck der Zündung mit der Bodenelekirode oder dem Metallbad in Berührung gebracht wird. Da die von dem Ofen in das Abscheidegefäß eindringenden Metalldämpfe - in letzterem niedergeschlagen werden, bleibt die Durchführungsstelle der Elektrode durch die vakuumdichte Außenummantelung frei von Metallabscheidungen, so daß die Elektrode während des gesamten Ofenganges ihre Beweglichkeit behält. Der in Abb. 2 dargestellte Ofen, zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine bewegliche Elektrode. Die vakuumdichte und gleichzeitig elastische Abdichtung wird hierbei mittels eines Gummi- oder Metallfaltenbalges 13 erzielt.
  • Wie die Abb. 3 zeigt, kann nach einer besonderen Ausgestaltung eines Ofens gemäß der Erfindung der Einbau einer oder mehrerer beweglicher Elektroden auch unmittelbar in den Ofenraum erfolgen. Die Abdichtung 14 ist zur Vermeidung des Eindringens von Metalldämpfen in die obere Elektrodenkammer 15 aus einem hitzebeständigen, engporigen, beispielsweise aus Dolomitmehl oder aus einer Asbestschnur bestehenden Werkstoff hergestellt. Im Hinblick auf die beabsichtigte Beweglichkeit ist die Graphitelektrode 3 auf der ganzen Länge gleichmäßig zylindrisch gestaltet. Die vakuumdichte und gleichzeitig elastische Abdichtung der Elektrodenfasisung gegenüber der Außenluft kann wiederum, wie schon aus Abb. 2 ersichtlich, mit bekannten Anordnungen, wie beispielsweise dem in Abb. 3 gezeichneten Gummi- oder Metallfaltenbelag 16, erfolgen. Sind die Elektroden feststehend angeordnet (vgl. Abb. i), wobei sie von vornherein gegeneinander bzw. gegen das Metallbad die im Betrieb erforderlichentAbstände aufweisen, wird die Zündung durch Einleitung einer Glimmentladung mittels einer Zündspannung von ausreichender Höhe vorgenommen. Es hat sich- nämlich gezeigt, daß sich bei genügender`Erniedrigung des Druckes im Ofen mit verhä.Itnismäßig niedrigen Zündspannungen von beispielsweise 5oo bis 8oo Volt Glimmentladungen erzeugen, und in Lichtbögen bzw. Glimmlichtbögen überführen lassen, und daß andererseits der Abbrand der Kohlen so gering ist, daß beispielsweise für ein bis zwei Destillations-bzw. Umsetzungszeiträume eine Auswechslung oder Nachstellung der Elektroden nicht erforderlich ist. Es können beispielsweise Graphitelektroden bis zu 30 Stunden in Betrieb gehalten werden, bevor eine Auswechslung notwendig ist.-Der für die Einleitung einer Glimmentladüng günstigste Gasdruck im Ofen und die erforderliche Zündspannung hängen von der Art des Ofenfüllgases ab. Bei Füllung mit Wasserstoff ist z. B. ein Druck von i bis 5 mm bei einer Zündspannung von etwa 5oo bis 8oo Volt vorteilhaft. Die Entstehung der Glimmentladung kann durch Beigabe eines Gases, in dem sich eine Glimmentladung besonders leicht ausbildet, z. B, Argon, ' - erleichtert werden. Auch bei heißen, beispielsweise eine Temperatur von 6oo bis 8oo' C aufweisenden Ofeninnern und entsprechend heißen Elektroden bildet sich die Glimmentladung_ leichter als in einem kalten Ofen aus. Zur Einleitung der Zündung genügen im ersten Fall bei Drucken von i bis 5 mm Hg schon ,Spannungen zwischen etwa:2oo, und 300 Volt.
  • Die Erzeugung der jeweils erforderlichen Zündspannung, die natürlich pausenlos in die Betriebsspannungien übergehen muß, kann mit den be,-kannten technischen Mitteln, wie z. B, mittels eines unter Belastung schaltbaren, also fortlaufend arbeitenden Regeltransformators, erfolgen.
  • Eifindungsgemäß kann aber auf einfache Weise die Zündung auch wie nachstehend beschrieben erzeugt werden. Bekanntlich erhält- man bei Hintereinanderschaltung einer Spule mit einem Kondensator in einem Wechselstromkreis eine Spannungsvermehrung. Durch entsprechende Bemessung der Spuleninduktivität und de r Kapazität des Kondensators kann jede gewünschte Zündspannung erzeugt werden.
  • Wie in Abb. 4 aus dem dort gezeichneten Schaltbild ersichtlich ist, fließt der Strom über den Trans--formator 17 und die als Strombegrenzer wirkenden Hauptdrosseln 18 zu den Ofenelektroden 3a, 3b, 3e.
  • Wenn der Lichtbogen gezündet werden soll, müssen die Schalter ig bzw. :2o offen sein; damit der Strom gezwungen ist, Goeinen Weg über die Zündspule 2.lb , zu nehmen. 2,a ist eine andere Zündspule, 2e4#a und 2i4b sind Kondensatoren. Der Konb liegt in Reihe mit der Zündspule 2,jb, densator:24 aber parallel zu den Elektroden der beiden Phasen 3 b und 3c. Es entsteht also zwischen diesen Phasen eine hohe Zündspannung, die bei genügendem Vakuum zur Bildung einer Glimmentladung zwischen 3 b und 3c führt. Nach erfolgter Zündung des Lichtbogens wird der Schalter 1,9 bzw. 2o geschlossen und dadurch der Zündstromkreis kurzgeschlossen, d. h. der Lichtbogen brennt mit voller Stromstärke zwischen den Phasen 3 b und 311. Mittels der Schalter 2211 und 2#2b bzw. 2,3a und :23b kann der Zündstromkreis alsdann abgeschaltet werden.
  • Auf dieselbe Weise kann zwischen den Phasen 3a und 3b über den gestrichelt eingezeichneten zweiten Zündstromkreis eine Glimmentladung eingeleitet werden. Es hat sich aber gezeigt, daß die Erzeugung einer Glimmentladung zwischen zwei Phasen allein genügt und daß beim Schließen des Schalters ig die Glimmentladung sofort auch auf die Übrigen Phasen überspringt, um schließlich in den eigentlichen Lichtbogen überzugehen.
  • Die vorstehend beschriebene Schaltung bietet eine -sehr einfache und mit geringem- Aufwand erreichbare Möglichkeit, den Lichtbogen in einem Ofen gemäß Erfindung zu zünden. Sie dürfte auch gegenüber einem Regeltransformator mit besonderer Zündspannungswicklung die - günstigere Lösung darstellen.
  • Eine weitere Möglichkeit, den Lichtbogen ZU zünden, zeigt das in Abb. 5 dargestellte Schaltbild. 17 bedeutet denTransformator, 18 sindwiederum die als Strombegrenzer wirkenden Hauptdrosseln, während:25 die den Zündflektroden vorgeschalteten Zünddrosseln darstellen.
  • Wie ausideniSchemaihervorgeht,besitzt derOfen insgesamt sechs Elektroden, und zwar die drei Zündelektroden 26,1, 26P, 26c und die drei Hauptelektrodcn 3a, 3b, 3c. Es liegt jeweils eine Zündelektrode neben einer Hauptelektrode. Die Sekundärwicklung des Transformators 17 besitzt neben der eigentlichen Hauptstromwicklung, die für die volle Lichtbogenleistung ausgelegt ist, eine besondere Zündstromwicklung. Die Spannung der Zündstromwicklung ist gegenüber der Spannung der Hauptstromwicklung (auf der Sekundärseite des Transfürmatürs) dementsprechend um ein Vielfaches höher und liegt zweckmäßigerweise bei 6oo bis 8oo Volt, während für den eigentlichen Lichtbogenbetrieb eine möglichst niedrige Spannung, z. B. ioo Volt, notwendig ist.
  • Zum Zweck des Zündens wird der Schalter 27 geschlossen. Infolge der zwischen Haupt- und Zündelektroden nunmehr vorhandenen hohen Zündspannung wird eine Glimmentladung jeweils zwischen einer Zünd- und Hauptelektrode ausgelöst, die schließlich nach genügender Erwärmung der Hauptelektroden zur Bildung des eigentlichen Lichtbogens zwischen den drei Hauptelektroden 3a, 3b, 30 führt. öffnet man nun den Schalter 2,7, dann wird der Zündstromkreis unterbrochen, und es bleibt nur noch der eigentliche Lichtbogen zwischen den Hauptelektroden 3a, 3b, 3c in Funktion.
  • Die Höhe der Zündspannung ist außer von der Temperatur des Ofens abhängig von dem Elektrodenabstand und dem im Ofen vorhandenen Gasdruck. Ist der Abstand der Elektrodenspitzen gering, z. B. 2o mm, und der Gasdruck nicht höher als 5 mm, dann genügen selbst bei kaltem Ofen schon Spannungen von etwa 400 Volt, um die Glimmentladung einzuleiten. Man wird also den Abstand zwischen Zünd- und Hauptelektroden möglichst gering wählen, um gegebenenfalls auch bei etwas höherem Gasdruck als 5 mm mit Sicherheit noch eine Zündung zu erreichen. Andererseits ist es zur Erzielung eines ruhigen Lichtbogenbetriebes zweckmäßig, den Spitzenabstand zwischen den eigentlichen Hauptelektroden nicht zu klein zu halten, möglichst nicht unter 40 bis 5o mm. Um diesen Abstand besonders bei kaltem Ofen zu durchschlagen, wären aber Spannungen von 8oo bis iooo Volt erforderlich.
  • Der Vorteil des Einbaues besonderer Zündelektroden liegt also darin, daß man den Abstand zwischen Zünd- und Hauptelektroden sehr klein halten kann und deshalb mit verhältnismäßig niedriger Zündspannung auskommt.
  • Die Anordnung zusätzlicher Zündelektroden bietet noch die Möglichkeit, bei entsprechender, an sich bekannter Schaltung den Ofen anstatt mit drei auch wahlweise mit sechs Elektroden zu betreiben.
  • In der Abb. 6 ist ein Ofen dargestellt, der alle im vorstehenden einzeln erörterten erfindungsgemäßen Bauteile aufweist. Dort ist ein Ausführungsbeispiel für einen Vakuumlichtbogenofen zur Vornahme metallurgischer Destillationen mit drei fest eingebauten Elektroden für Drehstrombetrieb mit anschließend angeordnetem Abscheidegefäß angegeben. ii ist der Ofenraum, in dem die Metalldämpfe erzeugt werden,. In diesen Ofenraum ragen die Elektroden 3 hinein. 5 sind Abdichtungen entweder aus Dolomitmehl oder einer Asbestschnur. 12 ist das an den Ofen angeschlossene und mit diesem durch den Rohrstutzen 28 in Verbindung stehende Abscheidegefäß für die in ii erzeugten Metalldämpfe. Sofern eine unmittelbare Lichtbogenheizung durch den zwischen den Elektrode-' 3 und der Schmelze:29 brennenden Lichtbogen erfolgt, ist die im Raum ii zu behandelnde Schmelze 29 über die Bodenelektrode 30 und den Eisenmantel des Ofens geerdet. 3 1 ist der Einfüllstutzen für das im Raum i i zu behandelnde Metall und 32 der Abstichstutzen für dieses Metall. Gegebenenfalls kann der einzuschmelzende und ganz oder teilweise zu verflüchtigende Ausgangsstoff ini stückiger Form durch den gleichzeitig als Reinigungsöffnung dienenden Flansch 33 in den Schmelzraum i i eingeführt werden. Der Flansch 33 ist mittels eines beispielsweise aus Schamottesteinen oderSchlackenwolle bestehenden Einsatzes 34 gegen die abstrahlende -Hitze des Flammbogens isoliert. Der ganze Ofeninnenratim ist ferner durch eine feuerfeste Steinschicht 35 gegen Wärmeverluste geschützt. Der Ofenlierd ist mit einer Ausstampfung 36 von je nach der einzuschmelzenden Legierung basischer oder saurer Beschaffenheit ausgekleidet. Im Ab- scheide- oder Verdichtergefäß 12 fällt der im Ofenraum i i entstehende Metalldampf in fester oder flüssiger Form an. Zwecks Aufschmelzung des fest abgeschiedenen Metalles ist dieses Gefäß mit einer Heizwicklung 43 versehen. Gegen Wärmeverluste ist es durch die Isolation 37 geschützt. Am Stutzen 38 ist die Vakuumpumpe angeschlossen. Das Ab-Z, scheidegefäß 1:2 ist mit einem Deckel 39 versehen, dem ein die Wärmestrahlung weitgehend verhindernder Block 4o vorgelagert ist. Deckel und Block füllen eine Öffnung aus, die für Reinigungszwecke und als Einstiegöffnung dienen kann. Durch den Stutzen 41 ist das Abscheidegefäß und gleichzeitig der Verbindungsstutzen :2,8 zugänglich. Der Abstich der im Abscheidegefä3 12 aus dem dampfförmigen Zustand abgeschiedenen Metallmengen erfolgt gegebenenfalls nach dem Niederschmelzen über den Stutzen 4:2. Es steht natürlich nichts im Wege, an dem Ofen weitere Flansche für den Einbau von Thermoelernenten oder für die Zuführung von -Gasen anzuordnen. Sämtlich am Ofen, und am Abscheidungsgefäß angeordneten Flansche sind mittels Metalldichtungen vakuumdicht nach außen abgeschlossen.
  • In ähnlicher Weise wie vorstehend beschrieben kann auch ein Ofen für Wechselstrombetrieb gebaut werden (vgl. Abb.:2). Hier ist das Abscheidungsgefäß oben auf dem Ofen abnehmbar angeordnet, und die Elektrode tritt durch das Ab- scheidegefäß in den Umsetzungsraum des Ofens ein. z#I Der Lichtbogen brennt in diesem Fall von der Elektrode gegen die Schmelze.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Durchführung rnetallurgischer Umsetzungen in einem Lichtbogen-Ofen mit einer wärmeisolierenden Ausmauerung oder Ausstampfung, die von einer vakuumdichten Metallhaut allseitig umgeben ist, unter einem Gas,druck von wenig.-r als etwa i oo mm H.g., woly.-i das im Reaktions-raum gegebenenfalls verflüchtigte Metall in einem anschließenden Raum verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung des Ofeninnenraumes durch einen ein- oder mehrphasigen Wechselstromlicht- oder Glimmlichtbogen von großer, wenigstens etwa i oo Amp. aufweisenden Stromstärke erfolgt.
  2. 2. Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an den innerhalb der Metallhaut liegenden Durchtrittsstellen der gegebenenfalls längs beweglichen Elektroden durch die Ofenausmauerung abdichtende Einlagen von Dolomitmehl, Asbestschnur od. dgl. angeordnet sind. 3. Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in den Umsetzungsraum durch den über dem letzteren angeordneten Verdichtungsbehälter für das im Umsetzungsraum verdampfte oder verflüchtigte Metall geführt sind. 4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in an sich bekannter Weise beweglich zwischen den Durchführungen durch die Wandungen des Umsetzungsraumes und gegebenenfalls auch des Verd-ichterraumes angeordnet sind. 5. Verfahren zur Durchführung von Umsetzungen in Öfen nach den Ansprüchen :2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei feststehenden Elektroden die Zündung des Lichtbogens durch Einleitung einer Glimmentladung in dem Reaktionsraum durch geeignete, an sich bekannte Einstellung des Gasdruckes im Ofen erfolgt. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündung durch Zusatz eines die Glimmentladung fördernden Gases, wie Argon, erfolgt. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündung des Lichtbogens bei feststehenden Elektroden mit Hilfe einer an sich bekannten Resonanzschaltung über einen besonderen abschaltbaren Zündstromkreis erfolgt. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 5, 6 und7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündung mittels Zündelektroden, die zusätzlich zu den Hauptelektroden in den Reaktionsraum eingeführt werden, erfolgt.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1037079B (de) * 1954-11-23 1958-08-21 Balzers Geraeteverkaufsgesells Verfahren zum elektrischen Lichtbogenschmelzen
DE1133085B (de) * 1955-08-22 1962-07-12 Heraeus Gmbh W C Vakuumlichtbogenschmelzanlage zum Schmelzen kleiner Mengen hochschmelzender Werkstoffe metallischen Charakters
DE102013227190A1 (de) * 2013-12-27 2015-07-02 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur stabilen Lichtbogenerzeugung und insbesondere zur Erhöhung des Wirkleistungseintrags bei einem Elektrolichtbogenofen
WO2016120395A1 (de) * 2015-01-29 2016-08-04 CCP Technology GmbH Elektrodendichtungsanordnung für einen plasmareaktor

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