DE970325C - Verfahren zur Herstellung von Schmelzbadoefen und Elektrodenanordnung hierzu - Google Patents

Description

Bei Schmelzbadöfen, insbesondere Elektrodensalzbadöfen mit keramischem Badbehälter, hat man bisher den Boden und die Wandung des Badbehälters (Tiegels) ausschließlich aus feuerfesten Formsteinen aufgebaut. Die Verwendung keramischer Stampfmassen an Stelle von gebrannten Steinen kam nicht in Betracht, weil eine solche Masse im ungesinterten Zustand durch das Schmelzbad, insbesondere durch eingedrungenes Salz, in kurzer Zeit zerstört wird. Diesem Mangel konnte auch nicht durch vorheriges Brennen des gestampften Tiegels abgeholfen werden. Wenn vielleicht auch bei der Neuherstellung von Schmelzbadöfen ein Vorbrennen der gestampften Masse unter Zuhilfenahme besonderer Vorrichtungen (z. B. Gasbrenner oder elektrische Heizkörper in Sonderausführung) noch denkbar gewesen wäre, so verboten sich derartige Hilfsmittel doch von selbst bei der im Betrieb vom Benutzer des Ofens von Zeit zu Zeit vorzunehmenden Ausbesserung des Ofenmauerwerks. Man hat daher von der Verwendung einer keramischen Stampfmasse zum Aufbau des Badbehälters absehen müssen, obwohl, wenn die erwähnten Bedenken nicht bestanden hätten, die mit dem Einstampfen erzielbaren Vorteile (Ersparnis an Formsteinen und Arbeitszeit, fugenloser Badbehälter, Vermeidung von Durchbrüchen zum Außenmauerwerk hin) auf der Hand lagen.

Die Erfindung löst erstmalig die Aufgabe, einen keramischen Badbehälter für Schmelzbadöfen, insbesondere Elektrodensalzbadöfen, herzustellen, der fugenlos ohne jede Mauerarbeit und lediglich mit be-

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triebsmäßigen Mitteln, die das Schmelzbad selbst darbietet, aus feuerfester Stampfmasse aufgeführt werden kann. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch ermöglicht, daß auf den durch einen Formstein oder eine Platte aus Stampfmasse gebildeten, zweckmäßig mit einer muldenartigen Vertiefung versehenen Boden des Badbehälters ein den lichten Abmessungen des Badraumes entsprechender Kern aufgesetzt wird, daß nach Aufführung des äußerenMauerwerkes des Ofens zwischen diesem und dem Kern — gegebenenfalls unter Einbau von Elektroden — eine feuerfeste keramische Masse eingestampft und • , diese gemäß der Erfindung nach Entfernen des Kernes vom Badraum aus durch langsames Hochschmelzen von Salz gebrannt bzw. zum Sintern gebracht wird. Das Einbrennen der gestampften Behälterwandung geht dabei beispielsweise wie folgt vor sich:

Auf dem Boden des Schmelzbadbehälters wird zunächst eine geringe Menge Schmelzgut (z. B. Salz) verflüssigt; durch die Strahlungswärme des Salzbadspiegels wird dabei die Mantelfläche des Tiegels langsam steigend gebrannt bzw. gesintert. Die flüssige Schmelze wird unter Nachfüllen von Schmelzgut allmählich so weit vergrößert, bis der Schmelzbadbehälter durch die vom Schmelzgut abstrahlende Wärme bis zum oberen Rand eingebrannt ist und die Sinterung der gestampften Behälterwandung auch deren tiefere Schichten erfaßt hat. Zur Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung möge die Zeichnung dienen.

Fig. ι zeigt einen aufrechten Querschnitt durch einen Elektrodensalzbadofen, bei dem der zur Aufnahme des Salzbades bestimmte Raum α von einem Behälter umschlossen ist, der aus einer feuerfesten keramischen Wandung b und einem ebensolchen Boden d besteht und seinerseits von äußerem keramischen Mauerwerke umschlossen ist. Während bei den bisher üblichen öfen dieser Art die keramische Wandung & des Salzbadbehälters aus Schamotte-Formsteinen zusammengesetzt war, wird dieser gemäß der Erfindung wie folgt aufgebaut:

Auf die keramische Ausmauerung des Ofenbodens wird ein vorgebrannter Spezialformstein (d) gelegt, der in seiner oberen Fläche mit einer Mulde (e) versehen ist. Auf diesen Stein wird sodann ein Kern gestellt, der in seinen Außenmaßen den lichten Abmessungen des vorgesehenen Badraumes entspricht. Anschließend wird die Hintermauerung (c) aufgeführt und schließlich der Hohlraum (b) mit einer keramischen Stampfmasse vollgestampft. Diese Stampfmasse kann, wie Versuche ergeben haben, in ihrer Zusammensetzung genau denjenigen Schamottemassen entsprechen, aus denen bisher nach Verarbeitung zu Formsteinen die keramischen Tiegel hergestellt wurden. Nach dem Entfernen dee Kernes wird der Brand des gestampften Tiegels durchgeführt.

Zu diesem Zweck wird in der Mulde (e) des Formsteines (d) ein kleiner Salzsumpf in üblicher Weise eingeschmolzen, jedoch nicht sofort vergrößert. Unter dem Einfluß seiner strahlenden Wärme sintert zunächst die innere Oberfläche des unteren Tiegelmantelteiles. Nach einer gewissen Zeit wird wieder etwas Salz nachgefüllt und so fort; mit steigendem Salzspiegel schreitet das Sintern an der Tiegeloberfläche langsam fort und erfaßt schließlich auch tiefere Schichten der Stampfmasse. Das Tempo dieses Brennverfahrens richtet sich nach den Eigenschaften der Masse, der Stärke, der Stampfschicht und der Größe des Schmelzbades. Bei Bädern durchschnittlicher Größe von etwa 30 cm Durchmesser und 40 cm Tiefe kann das Brennen nach ausreichender Vortrocknung in etwa 6 bis 8 Stunden beendet sein.

Beim weiteren Betrieb des Bades tritt der übliche Verschleiß des feuerfesten Salzbadbehälters von der Oberfläche ausgehend nach der Tiefe ein. Das Brennverfahren gemäß der Erfindung gestattet dann ohne weiteres eine Ausbesserung des Tiegels an Ort und Stelle durch Auftragen einer Deckschicht, die genauso eingebrannt wird wie die gesamte Stampfmasse bei der Neufertigung eines Salzbadbehälters. Erst nach mehrmaliger Ausbesserung empfiehlt sich im Zusammenhang mit der dann notwendigen Elektrodenerneuerung eine vollständig neue Ausmauerung des gesamten Ofens, verbunden mit dem Aufstampfen eines neuen Tiegels.

Der Bodenformstein kann bei dem beschriebenen Verfahren durch eine vorbereitete Platte aus Stampfmasse ersetzt werden, die entweder für sich in einem Hochtemperaturofen wenigstens oberflächlich gesintert ist oder die gleichfalls mit Hilfe des Salzbades an Ort und Stelle gebrannt werden kann. Für diesen Fall empfiehlt es sich, die Mulde flach auszubilden. Beim Beginn des Salzeinschmelzens wird dann die Oberfläche der noch nicht gesinterten Masse vom flüssigen Salz verhältnismäßig stark angegriffen, so daß sich die Mulde schnell vertieft, gleichzeitig aber bei fortschreitender Dauer des Brennvorganges in ihren tieferen Schichten zu sintern beginnt, so daß der Abnutzung entgegengewirkt wird. Mit einem derart gesinterten Bodenstein kann der weitere Tiegelauf bau, wie oben beschrieben, fortgesetzt werden. Es ist in diesem Falle auch nicht notwendig, den Salzbadbehälter mit einer Bodenfuge zu versehen, vielmehr kann die Bodenfläche ohne Unterbrechung in die Tiegelwand übergehen, so daß auch an dieser Stelle keine Salzdurchbrüche zum Außenwerk hin eintreten können.

Der Einbau der Elektroden in den Salzbadofen kann bei dem geschilderten Stampfverfahren auf verschiedene Art erfolgen. Entweder werden gemäß Fig. 2 die Elektroden (/) als Bestandteile der Tiegelwandung mit eingestampft oder man versieht den bei der Herstellung des Tiegels benutzten Kern (g) auf seiner Außenseite mit leistenartigen Auflagen, die beim Stampfen entsprechende Nischen Qt) für den nachträglichen Einbau der Elektroden ergeben (Fig-3).

Im Zusammenhang mit der vorgeschlagenen Ausbesserungsausstampfung des Tiegels ist die in Fig. 4 gezeigte Ausführung des Elektrodenquerschnitts besonders vorteilhaft. Die Elektrode (i) besitzt hier einen trapezförmigen Querschnitt mit dem Badraum zugekehrter Breitseite. Bei teilweiser Zerstörung des keramischen Tiegels (k) und sehr weit fortge-

schrittener Zerstörung der Elektrode (ί) gelingt es so verhältnismäßig leicht, den Elektrodenrest zu entfernen, ohne die noch brauchbaren Teile des gestampften Tiegels zu verletzen. In den freigelegten Nischen können dann Ersatzelektroden mit vollem Querschnitt eingesetzt und anschließend die Ersatzausstampfung durchgeführt werden.

Eine weitere Verbesserung in der Ausgestaltung der Elektroden zeigt Fig. 5. Die Elektroden trapezförmigen Querschnitts sind hier mit einem Blechmantel (/) versehen, der mit der Elektrode (m), wie auf der linken Seite von Fig. 5 (links von der strichpunktierten Linie) dargestellt ist, am vorderen Elektrodenrand (bei«) verschweißt ist. Man kann jedoch mit besonderem Vorteil auch, wie es die rechte Bildhälfte zeigt, die Schweißnaht auf halber Höhe der Seitenflanke des Elektrodenquerschnitts (0) so anbringen, daß sie sich an der Stelle befindet, bis zu der bei der vorgesehenen Benutzungsdauer die Abnutzung des Elektrodenkörpers voraussichtlich reicht. Nach Zerstörung der Schweißnaht und Ersatz des Elektrodenrestes durch eine neue Elektrode kann diese dann mit der Blechkappe verschweißt werden, ehe bei der Ausbesserung des Badbehälters neue Stampfmasse eingefüllt wird. In manchen Fällen wird dieses nochmalige Verschweißen unterbleiben können, weil an Stelle einer zweiten Ausbesserung besser eine Gesamterneuerung von Tiegel und Elektroden vorgenommen wird.

Die Vertrocknung des Tiegels vor dem Einbrennen der Stampfmasse kann dadurch beschleunigt werden, daß der aus Stampf masse aufgeführte Tiegel mit Warmluft bespült wird. Hierzu kann mit Vorteil das ohnehin vorhandene Gebläse für das optische Pyrometer gegebenenfalls unter Hinzuziehung einer Heizpatrone kleiner Leistung benutzt werden. Die Warmluft wird dabei entweder von oben her in den Badraum hineingeblasen oder von unten her durch einen Stutzen in das Blechgehäuse des Ofens eingeführt. Im zweiten Falle sickert .sie durch die keramische Hintermauerung hindurch und trocknet so den gestampften Tiegelmantel vorzugsweise von außen.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung von Elektrodensalzbadöfen mit keramischem Badbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß auf den durch einen Formstein oder eine Platte aus Stampfmasse ge bildeten, zweckmäßig mit einer muldenartigen Vertiefung versehenen Boden des Badbehälters ein den lichten Abmessungen des Badraume.s entsprechender Kern aufgesetzt wird, daß nach Aufführung des gemauerten Außenmantels des Ofens zwischen diesem und dem Kern eine feuerfeste keramische Masse eingestampft und diese nach Entfernen des Kernes vom Badraum aus gebrannt bzw. zum Sintern gebracht wird, wozu auf dem Boden des Schmelzbadbehälters zunächst eine geringe Menge Schmelzgut (z. B. Salz) verflüssigt und dann die flüssige Schmelze unter Nachfüllen von Schmelzgut allmählich so weit vergrößert wird, bis der Schmelzbadbehälter bis zum oberen Rand eingebrannt ist und die Sinterung der gestampften Behälterwandung auch deren tiefere Schichten erfaßt hat, und daß der Kern auf seiner Außenseite mit leistenartigen Auflagen versehen wird, die beim Einstampfen der feuerfesten Masse entsprechende Nischen für die Elektroden ergeben.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden selbst als Auflagen dienen.
3. 3. Elektrodenanordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden einen trapezförmigen Querschnitt mit dem Badraum zugekehrter Breitseite aufweisen.
4. 4. Elektrodenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Elektroden mit einer Blechkappe von ähnlichem Querschnitt wie der Elektrodenkörper versehen ist, die mit diesem durch Schweißung verbunden ist.
5. 5. Elektrodenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnaht zwischen Vorder- und Rückwand der Stampfmasse an einer Stelle der Elektrode liegt, bis zu der bei der vorgesehenen Benutzungsdauer die Abnutzung des Elektrodenkörpers voraussichtlich reicht, so daß nach Zerstörung der Schweißnaht und Ersatz des Elektrodenrestes durch eine neue Elektrode diese mit der Blechkappe verschweißt werden kann, ehe bei der Ausbesserung des Tiegels neue Stampfmasse eingefüllt wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Stampfmasse aufgeführte Schmelzbadbehälter (Tiegel) vor dem Einbrennen der Stampfmasse durch Bespülen mit Warmluft vorgetrocknet wird. *

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 521 295, 519651; österreichische Patentschrift Nr. 70371.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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