DE893110C - Elektrischer Lichtbogenofen - Google Patents

Elektrischer Lichtbogenofen

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Publication number
DE893110C
DE893110C DEC721D DEC0000721D DE893110C DE 893110 C DE893110 C DE 893110C DE C721 D DEC721 D DE C721D DE C0000721 D DEC0000721 D DE C0000721D DE 893110 C DE893110 C DE 893110C
Authority
DE
Germany
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furnace
electrodes
oven according
oven
wall
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Expired
Application number
DEC721D
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English (en)
Inventor
Henri Gaspard Marie Cartoux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pechiney SA
Original Assignee
Pechiney SA
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F27D11/00Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/08Heating by electric discharge, e.g. arc discharge
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00Heating by electric discharge
    • H05B7/18Heating by arc discharge
    • H05B7/22Indirect heating by arc discharge

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Description

  • Elektrischer Lichtbogenofen Die Erfindung betrifft elektrische Ofen für Dreiphasenstrom, insbesondere Ofen mit indirekten Lichtbogen, d. h. solchen, die sich außerhalb der Beschickung bilden.
  • In dem Ofen nach der Erfindung bilden sich drei Lichtbogen zwischen einer Nullpunktelektrode und den drei mit je einer Phase gespeisten Elektroden, so daß die Lichtbogen in Sternform angeordnet sind.
  • Die Nullpunktelektrode kann von einer den drei Elektroden gemeinsamen Hilfselektrode gebildet werden oder von drei Hilfselektroden, die den Stromführungselektroden entsprechen und untereinander oder mit dem Ofenboden verbunden sein können. Infolge der sternförmigen Anordnung der Lichtbogen wird die Spannung zwischen den Stromzuführungselektroden erheblich höher als die Lichtbogenspannung. Wenn nämlich U" die Spannung des Bogens ist, so beträgt die Spannung zwischen den Elektroden U" 1% 3 . Man müßte also befürchten, daß die Lichtbogen sich mehr von einer Stromzuführungselektrode zu einer anderen einstellen als zwischen diesen Elektroden und der Nullpunktelektrode, und gegen diese Möglichkeit muß man Vorkehrungen treffen.
  • Ein Mittel in dieser Richtung besteht darin, daß man, Stromleitungselektroden verwendet, die untereinander parallel und um eine ,Achse in genügendem Abstand von dieser verteilt sind, ein Abstand, der übrigens. regelbar gemacht werden kann, unabhängig von der Länge der Lichtbogen.
  • Immerhin erfordert die Ionisierung der Ofenatmosphäre durch die von den Lichtbogen erzeugten Gase und Dämpfe eine beträchtliche Vergrößerung des Abstandes der Elektroden für eine gegebene Spannung. Im Falle eines Ofens mit großer Leistung, also auch hoher Spannung würden infolgedessen .die Lichtbogen noch immer Gelegenheit finden, sich zwischen den, Elektroden der Stromzuleitizng zu bilden. Dieser Übelstand läßt sich vermeiden, wenn man: den Ionisationsgrad der Ofenatmosphäre unterhalb eines gegebenen Wertes hält. Das kann man erreichen durch eine passend geregelte Absaugung der Ofenatmosphäre.
  • Bei drei Stromzuführungselektroden, die unter sich parallel rund um eine Achse verteilt sind, ist es vorteilhaft, eine aus drei Hilfselektroden gebildete Nullpunktelektrode zu verwenden, mit entsprechenden Hilfselektroden für jede der Stromzuführungselektroden.
  • Man kann dann die Elektroden voneinander entfernen von der Achse, um welche sie gruppiert sind. Man gelangt auf diese Weise dazu, im Ofen drei Erhitzungszonen zu schaffen, derenVerlegung nach Bedarf gewählt werden kann.
  • Hierdurch wird es möglich, entweder die Heizung des Ofeninnern zu vergleichmäßigen, oder im Gegenteil diese oder jene Zone gegen eine andere zu überhitzen.
  • Die Zeichnung stellt schematisch als Beispiel eine Ausführungsform eines Ofens nach der Erfindung dar' Abb. i ist ein Ouerschnitt; Abb. 2@ ein Längsschnitt nach der Linie II-II der Abb. i ; Abb. 3. ist ein Schaltungsschema; Abb. 4 ist ein Teilschnitt nach der. Linie IV-IV der Abb. i ; Abb. 5 und' 6 zeigen in Axialschnitt Abwandlungen dieser Einzelheit.
  • In den gewählten Beispielen handelt es sich um einen waagerechten Kippofen. Der zylindrische Ofenmantel i, der mit einer Gießschnauze 2 ausgestattet ist, ruht auf Rollen 3. Die Stromzuführungselektroden 4, 5, 6 gehen durch eine der Ofenwände hindurch. Sie liegen parallel zur Ofenachse, um die sie verteilt sind. Die hTullpunktelektrode wird ebenfalls von drei Elektroden. 7, 8, g gebildet, die durch die aridere Ofenwand hindurchgeführt sind und mit je einer Stromzuführungselektrode in Reihe liegen. In dem als Beispiel genommenen Ofen sind die neutralen Elektroden elektrisch unter sich verbunden.
  • Der Abstand zwischen den- Stromzuführungselektroden, ebenso wie der Abstands zwischen den Elektroden der Nullpunktelektrode kann geregelt werden, indem man 'diese Elektroden mehr oder weniger in radialer Richtung von. der Ofenachse entfernt, zu welchem Zweck die Eintrittsöffnungen io der genannten Elektroden eine längliche Form haben. Feuerfeste Stücke iss, die an Flammenfängern 12 sitzen, sorgen für den Verschluß dieser Öffnungen. Irgendeine geeignete nicht bezeichnete Vorrichtung stellt die Elektroden in geeigneter Entfernung von der Achse des Ofens fest.
  • Wenn die Ofenwanne allein beweglich ist und die Elektroden feststehen, so. ergeben sich daraus erhebliche Vorteile für die Regelung und den Batt des Ofens. Man braucht weder große biegsame Kabel vorzusehen, die auf die Dauer entzweigehen, noch Kollektoren, sondern einfache biegsame Kabel von der Länge, die für den Gang der Elektroden notwendig und ausreichend sind.
  • Der Bau des Ofens wird dadurch wirtschaftlicher. Abb. 5 gibt ein Beispiel dieser Anordnung.
  • Ein feststehendes Hilfsgewälbe 13 bedeckt die Öffnung, durch welche die Elektroden die Verkleidung des Ofens durchdringen, eine Verkleidung, die der größeren Festigkeit wegen in Gewölbeform ausgeführt ist. Dieses Gewölbe 13 trägt, an. einem Ring 14 befestigt, Vorsprünge 15 aus nichtrostendem Stahl, die in entsprechende Aussparungen 16 eindringen, die in die gewölbte Wand des Ofens i eingelassen sind. Das Ofeninnere ist auf diese Weise verschlossen, obgleich die freie Ausdehnung der beiden Gewölbe gesichert ist. Das Hilfsgewölbe 13 trägt die Flammenfänger und ist mittelbar mit dem Mechanismus verbunden, der die Elektroden 7, 8 stützt, bedient und regelt.
  • Welchen Zusammenbau man. auch für den Ofen wählen möge: feststehende oder drehbare Elektroden, es ist wichtig, ihn, so zu bauen, daß er nach Abb.6, zerlegbar ist. Die Ausführung der Verkleidung wird einerseits durch den Flansch 17 erleichtert, der die Hilfswand! ißi aus gegossenem oder gewalztem Stahl hält, die den eigentlichen, ebenfalls, abnehmbaren Boden ig trägt. An dieser beweglichen Wand ist der Mechanismus zum Tragen, Bedienen und Regeln der Elektroden befestigt. Die Ausführung ist leicht, die Bauart der Verkleidung in Gewölbeform macht keine Schwierigkeiten mehr, und die drei Mechanismen, können getrennt angebracht und sicher an der Ofenwanne befestigt werden, da das Ganze mit Rippen vereehen und leicht zusammenzubauen ist. Der Grad der Ianisierung der Ofenatmosphäre ist durch einen leichten Unterdruck im Innern des Ofens auf einen Wert beschränkt, der das Überspringen von Lichtbogen zwischen den Stromzuführungselektroden ausschließt. Zu diesem Zweck scann ein Druckmesser oder eine Vorrichtung zum Überwachen der Ionisierung der Gase den. Gang eines Motors beeinflussen, der einen Lüfter antreibt. Dieser tritt infolgedessen von. selbst in Tätigkeit. Er kann auch so geregelt werden, daß er dauernd eine kleine gleichbleibende Gasmenge absaugt, was ebenfalls die Aufrechterhaltung eines bestimmten Ionisierungsgrades im Innern des Ofens bewirkt. Unter diesen Umständen verlängern sich die Lichtbogen im Laufe der Zeit nicht unter dem zusammenwirkenden Einfluß der Temperatur und Konzentration der Atmosphäre des Ofens an leitenden Bestandteilen, sondern sie behalten dauernd eine bestimmte Länge. Der Ofen arbeitet also, abgesehen von der Regelung, mit gleichbleibender Länge und Spannung des Lichtbogens, wodurch es möglich wird, darin leicht einen gegebenen Wärmebetrieb aufrechtzuerhalten. Wie die Abb. 2 und 3 zeigen, können die Lichtbogen an verschiedenen Punkten der Ofenlänge liegen, so daß man die Heizung nach Bedarf verteilen kann.
  • Der Ofen kann in Dreiecks- oder Sternschaltung (-Nbb.3) gespeist werden, je nach den Bedingungen, unter denen er betrieben werden soll. Man kann, wie es bekannt ist, ohne Schwierigkeiten von einer Schaltung zur anderen übergehen durch Umschaltung, um die Leistung des Ofens durch Änderung der Schaltung zu regeln. Ein Transformator mit mehreren Anzapfungen ermöglicht es außerdem, die Leistung .durch Änderung der Spannung zu regeln.
  • Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern läßt sich mannigfach abwandeln. So kann statt eines Kippofens ein Drehofen, ein. fester oder auch ein nur teilweise dreh- und kippbarer Ofen verwendet werden. Der Ofen kann ferner mit waagerechter oder schiefer Achse ausgeführt werden, oder er kann auf ein Gestell gesetzt werden, das selbst in verschiedenen Ebenen kippbar ist, und die Elektroden können unabhängig von ,dem Ofenmantel sein. Die Elektroden können statt unter sich parallel zu sein, so gerichtet sein, daß ihre Verlängerungen in einem Punkt zusammenlaufen, wobei dieser Punkt entweder die einzige Anschiußstelle der Nullpunktelektrode ist, oder er wird von den drei untereinander vereinigten oder getrennten, die Nullpunktelektrode bildenden. Knöpfen gebildet. Im letzten Fall ist der angenommene Schnittpunkt in das Innere der Wanne verlegt.

Claims (7)

  1. PATENTANSPROCHE: i. Elektrischer Lichtbogenofen mit sich außerhalb der Beschickung bildenden Lichtbogen: für Dreiphasenstrom, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lichtbogen zwischen einer -Nullpunktelektrode und den Stromzuführungselektroden in sternförmiger Anordnung bilden.
  2. 2. Elektrischer Ofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden um eine Achse parallel zueinander oder nach einem Punkt zusammenlaufend verteilt sind, der im Innern oder außerhalb des Ofens liegt.
  3. 3. Ofen nach Anspruch- i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Regelung der Entfernung der Elektroden von der Achse, um welche sie verteilt sind, vorgesehen sind.
  4. 4. Ofen nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden um die Achse des Ofens im Abstand von i2o° zueinander verteilt sind.
  5. 5. Ofen nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nullpunktelektrode von einer einzigen Kontaktstelle gebildet ist.
  6. 6. Ofen nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nullpunktelektrode von drei gesonderten Kontaktstellen gebildet wird, von denen je eine jeder Elektrode zugeordnet ist, wobei die drei Kontaktstellen miteinander verbunden oder nicht verbunden sein können.
  7. 7. Ofen nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogen auf verschiedene Punkte der Ofenlänge verteilt sind. B. Ofen nach Anspruch i bis 7, gekennzeichnet durch Mittel zur Aufrechterhaltung des Ionisierungsgrades der Ofenatmosphäre unterhalb eines gegebenen Wertes. g. Ofen nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung des Ionisierungsgrades durch Absaugen der Ofenatmosphäre in geeignetem Umfang gesichert wird. io. Ofen; nach Anspruch i mit beweglicher Wanne, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden auf einer feststehenden, gewölbeartigen Hilfswand befestigt sind, die die Öffnung verdeckt, die in der Ofenwand für den Durchtritt der Elektroden ausgespart ist. ii. Ofen nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß seine Wand aus drei trennbaren, unbeweglichenTeilen besteht, der eigentlichen Wand, der Hilfswand und einem Flansch.
DEC721D 1941-08-19 1943-03-06 Elektrischer Lichtbogenofen Expired DE893110C (de)

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ID=9389829

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DEC721D Expired DE893110C (de) 1941-08-19 1943-03-06 Elektrischer Lichtbogenofen

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