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Österreichische PATENTSCHRIFT Nr. 18738. CHARLES ALBERT KELLER] N PARIS.
Elektrischer Schmelzofen.
Der den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende elektrische Schmelzofen kennzeichnet sich im Wesen durch mehrere, um einen gemeinsamen Sammelherd angeordnete Schmelzräume, von welchen je zwei zusammengehörige Schmelzräume Elektroden entgegengesetzter Polarität enthalten und deren Bohlen durch aussenliegende Leitungen miteinander verbunden sind. Der Sammelherd liegt dabei zweckdienlich tiefer als die Schmelzräume und er ist in bekannter Art mit einer einsenkbaren, an die Stromleitung parallel geschalteten Elektrode ausgestattet, die ermöglicht, seinen Inhalt vom elektrischen Strom durchziehen zu lassen.
Auf umstehender Zeichnung, welche lediglich ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt und Fig. einen Horizontalschnitt durch den Ofen, während Fig. 3 im Längsschnitt die Anordnung des Ofens zum Nacherhitzen des Schmelzgutes in der später beschriebenen Weise darstellt. Wie ersichtlich, sind um den mittleren gemeinsamen Sammelherd d eine Anzahl Schmelzräume c, c, c, c angeordnet, die mit ersterem durch kanäle f in Verbindung stehen. In jedem der Schmelzräume c befindet sich eine lotrechte Elektrode und sind die Elektroden a und b je zweier zusammengehöriger Schmelzräume von entgegengesetzter Polarität.
Auf diese Weise werden Gruppen von je zwei Schmûl7rliumen um den Sammclberd d ge- schaffen.
Dieses System findet seine vorteilhafteste Ausnützung bei Anwendung von vier in Kreuzform zueinander gestellten Schmelzräumen, welche den gemeinsamen mittleren Sammelherd d speisen, der somit deren gesamten Inhalt und zwar nach Massgabe der Nieder- schmelzung desselben aufnehmen kann. Diese zweckdienlichste Anordnung ist aber nur als Ausführungsbeispiel angegeben und es ist einleuchtend, dass das beschriebene System auch für bloss zwei Schmelzräume benützt werden kann. Die Schmelzräume c, c, c, c werden gleichzeitig erwärmt und so vereinigt, dass sie die gewünschte Menge Material liefern ; es kann somit auf einmal eine grosse Menge Material durch eine einzige Öffnung l'zum Ah- nuss gebracht werden.
Während des Abstiches würde nun der elektrische Strom sich selbsttätig unterbrechen, sobald das Material abgeflossen ist, welches sonst die entsprechenden Schmelzräume, welche als Znftihrungs-und Vorteilungsstelle des Stromes dienen, leitend untereinander verbindet.
Um diesem Übelstand, welcher nicht bloss ein aussertätigkeitsetzen des Ofens, sondern auch ein Überlasten der Stromerzeugungsmaschine nach sich ziehen würde, abzuhelfen, sind zwischen den Schmelzr. iumen verschiedener Polarität elektrisch ? Stromverbindungen hergestellt, indem die Sohlen der einzelnen Schmelzräume mit einer
Anzahl elektrischer Stromleiter ausgestattet sind, die mittelst Kupferstangen e, e mit- einander in leitender Verbindung stehen (Fig. 2).
Während des Abstiches wird die In- tensität des die im Schmelzen begriffenen, in den die Schmelzräume c, c verbindenden
Kanälen f, f und im zentralen Sammleherd d befindlichen Massen durchtliessenden Stromes sich vermindern, bis sie schliesslich mit Beendigung des Abflusses vollständig Null wird.
Der Strom fliesst dann durch die Sohlen und die Verbindungsleitungen e. e und dies erklärt auch direkt die Abnahme der Intensität in der im Schmelzen begriffenen, die
Schmelzräume verbindenden Masse. In jenem Zeitpunkte, wo diese schmelzende Masse nicht mehr die in den Schmelzräumen c, c befindlichen und in Umwandlung begriffenen
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Massen verbindet, geht der ganze Strom durch die aussenliegenden Leitungen 6, e, Nach dem Abstich geben die geschmolzenen und Sie ! 1 im Horde d wieder ansammelnden Massen Anlass zu einer neuerlichen Stromverteilung, welche entgegengesetzt der Verteilung während des Abstiches einen immer mehr zunehmenden Durchfluss durch die schmelzende Masse verursacht, bis schliesslich der ganze Strom wieder durch letztere fliesst.
Die Verabfolgung von Strom an die im Schmelzen begriffenen Massen ist somit eine selbsttätige und steigende.
Auf diese Art braucht man keinerlei Unregelmässigkeiten oder Veränderungen im normalen Verlauf der Stromverteilung zu befürchten.
Die Vorteile des soeben beschriebenen Schmelzofen mit mehreren Schmelzräumen kind besonders die folgenden : Bei der Reduktion von Erzen fliessen die reduzierten Metalle in Mengen und nach Massgabe ihrer Bildung in den zentralen Sammelherd ab, wo ein
Läutern und Feinen derselben eingeleitet werden kann ; der Sammelherd kann für diesen
Zweck mit einer Auskleidung von geeigneter Zusammensetzung versehen sein ; er ist mit einer geeigneten Öffnung für die Einbringung der Zuschläge ausgestattet und kann mit
Düsen zum Einblasen irgendeines Gasstromes ausgerüstet sein.
Wenn das Einblasen noch in die fliissige Masse erfolgt, oxydiert sie sich, ohne dass eine Aufzehrung der Elektroden eintritt, die von der Gebläsezone entfernt und geschützt sind ; endlich kann leicht eine Probe des Metallen behufs Untersuchung desselben vor dem Abstiche entnommen werden.
Die Wirkungsweise des Ofens ist die folgende : Die einzelnen Schmelzräume c, c sind mit Material gefüllt, wovon ein grosser Teil vom Strom durchflossen wird. Betrachtet man z. B. die Behandlung von Eisenerzen, so muss die Beschickung aus Erz, Koks und
Flussmitteln bestehen, die, zerkleinert und gemischt, in die Schmelzräume c, c gefüllt wird.
Unter der Wirkung der elektrischen Wärme vollzieht sich die Reduktion, das reduzierte
Metall sinkt auf die Sohle jedes Schmelzraumes und die einzelnen Ströme vereinigen sich im Sammelherd d, der sich nach und nach füllt. Die Verteilung des elektrischen Stromes erfolgt dabei wie voj ; beschrieben. Das mehr oder weniger kohlenstoffhaltige, im Sammel- herd vereinigte Schmelzgut kann nun mit einem Kalkzusatz für die Zwecke der Ent- phosphorung versehen werden und es kann eine Oxydationszone dadurch geschaffen werden, dass man einen Luftstrom behufs Feinens der Masse in den Sammelherd einbläst. Das im Sammelherd vereinigte Metall wird, sobald es die gewünschte Zusammensetzung erreicht hat, durch den Abstich abgelassen.
Im Falle der Verarbeitung von Kupfererzen-als anderes Beispiel angeführt-wird das Niederscbmelzen in den Schmelzräumen c, c be- wirkt ; die Masse sondert sich von der Schlacke infolge grösserer Schwere ab und fliesst in den mittleren Sammelherd d, wo ein Gebläse die Reinigung bewirkt. Für jene Fälle, wo die Temperatur des im zentralen Sammelherd d befindlichen flüssigen Inhaltes eine nicht genügend hohe sein sollte, ist in dem Gewölbe des Sammelherdes d eine Öffnung (Fig. 3) ausgespart, welche durch einen Pfropfen 9 (Fig. 1) abgedeckt ist und nach dessen
Entfernung man eine vertikale bewegliche Elektrode in den Sammelherd einführen kann, die an einen der beiden Pole der Hauptleitung parallel geschaltet ist.
Durch Senken dieser
Elektrode ist es möglich, den Durchgang des Stromes durch die Masse behufs deren Nach- erhitzung zu regeln.
Die Anordnung der früher besprochenen aussenliegenden Leitungen e, e ist nicht unbedingt nötig in solchen Fällen, wenn der die einzelnen Schmelzräume verbindende
Kanal horizontal ist, denn dann kann man leicht, um das geschmolzene Material nicht , oi"t. iig zu entleeren, das Abstichloch in einer entsprechenden Höhe über der Sohle dei kanales anordnen. Die Erfindung umfasst gleichzeitig auch jenen Fall, wo die in dem
Kanal enthaltenen Materialien nicht genug flüssig sind, um durch den Abstich abgelassen werden zu können. Jener Teil der Materialien, welcher sich eben bildet, dient dabei als einfacher Stromleiter zur Verbindung der einzelnen Schmelzräume untereinander.
Es ist selbstredend, dass der vorliegende Schmelzofen auch zur Benützung von mehrphasigem Strom geeignet ist ; letzterer kann in den einzelnen Phasen wie einfache Ströme auf die Schmelz- räume und hinsichtlich der Wirkungen m dür für diesen Zweck erforderlichen Weise ver- teilt werden.
Der vorliegende Schmelzofen, welcher besonders für metallurgische Arbeiten vorteil- haft sein wird, kann für die Herstellung von Metallen und deren Legierungen, für die
Reduktion von Erzen als auch für deren Läuterung, für die elektrische Erzeugung von
Glas etc. benützt werden.