DE737902C - Elektrischer Strahlungsofen mit Heizkoerpern aus Kohle - Google Patents

Description

• 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.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Strahlungsofen mit Heizkörpern aus KohM, dadurch gekennzeichnet, daß ein ganz oder teilweise aus Kohle bestehender Schmelzofen eine in den Schmelzraum (2) hineinragende, nach der Grundfläche -hin offene Ausbuchtung (3) aufweist, die zur Aufnahme an sich bekannter Heizwiderstände (i, i 5, 21), z. B. aus Kohle, Graphit oder Silit,, dient.
2. 2. Elektrischer Strahlungsofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausbuchtung (3) nach der der Grundfläche abgewendeten Seite hin verjüngt.
3. 3. Elektrischer Strahlungsofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwiderstände (15, 21) mit ihren Stromanschlüssen derart zusammengebaut sind, daß sie nach Art einer Patrone auswechselbar sind.
4. 4. Elektrischer Strahlungsofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei einphasiger Ausführung des Ofens und bei Verwendung von stab- oder rohrförmigen Widerständen die als Schutzrohr ausgebildete, in den Schmelzraum hineinragende Ausbuchtung (3) zur Rückleitung des Stromes dient.
5. 5. Elektrischer Strahlungsofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizwiderstand eine Kohlewendel (21) mit einem im Innern liegenden, als Stromanschluß dienenden Kohle- oder Graphitstab (23) verwendet wird.
6. 6. Elektrischer Strahlungsofen nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrphasiger Ausführung des Ofens die Widerstandskörper in Richtung des Schmelzraumes (2) konisch verlaufen und an ihren Enden durch einen Kohlering (16) stromleitend verbunden werden, der den Sternpunkt bildet.
7. 7. Elektrischer Strahlungsofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Schmelzraum (2) hineinragende Ausbuchtung (3) bei eingesetztem Heizwiderstand und mit Schmelzgut gefülltem Ofen einerseits durch desoxydierende Stoffe, z. B. Verschleißkohle, und andererseits durch das Schmelzgut selbst gegen Oxydation geschützt ist. B. Elektrischer -Strahlungsofen nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Schutzrohr dienende, in den ,Schmelzraum hineinragende Ausbuchtung (3) an der dem Schmelzraum (2) zugekehrten Seite mit einem metallischen Mantel (27) umgeben ist. 9. Elektrischer Strahlungsofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen mit einer konzentrischen Kontaktvorrichtung sowie mit einer Tragvorrichtung (8) versehen ist.