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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.
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Austrian PATENT DOCUMENT No. 18738. CHARLES ALBERT KELLER] N PARIS.
Electric melting furnace.
The electrical melting furnace forming the subject of the present invention is essentially characterized by several melting chambers arranged around a common collecting hearth, of which two associated melting chambers contain electrodes of opposite polarity and whose planks are connected to one another by external lines. The collection center is expediently deeper than the melting chambers and it is equipped in a known manner with a retractable electrode connected in parallel to the power line, which enables the electrical current to flow through its contents.
In the accompanying drawing, which illustrates only one embodiment of the subject matter of the invention, FIG. 1 shows a longitudinal section and FIG. 1 a horizontal section through the furnace, while FIG. 3 shows in longitudinal section the arrangement of the furnace for reheating the material to be melted in the manner described below. As can be seen, a number of melting chambers c, c, c, c are arranged around the central common collection center d, which are connected to the former through channels f. In each of the melting spaces c there is a vertical electrode and the electrodes a and b are each of two associated melting spaces of opposite polarity.
In this way, groups of two jewelery are created around the collecting area d.
This system finds its most advantageous use when using four melting chambers arranged in a cross shape to one another, which feed the common central collection center d, which can thus accommodate all of its contents, depending on how much it melts. This most expedient arrangement is only given as an exemplary embodiment, however, and it is evident that the system described can also be used for just two melting chambers. The melting chambers c, c, c, c are heated at the same time and combined so that they deliver the desired amount of material; a large amount of material can thus be brought to the nut through a single opening at once.
During the tapping, the electric current would now automatically interrupt itself as soon as the material has flowed off, which otherwise conductively connects the corresponding melting spaces, which serve as ignition and advantage points for the current, to one another.
In order to remedy this inconvenience, which would not only cause the furnace to stop working, but also overload the power generating machine, the smelter. iumen of different polarity electrical? Electricity connections are made by connecting the soles of each melting room with a
Number of electric current conductors are equipped, which by means of copper rods e, e are in conductive connection with one another (Fig. 2).
During the tapping, the intensity of the melting point in which the melting spaces c, c connect
Channels f, f and the masses of current flowing through in the central collecting center d decrease until it finally becomes completely zero when the outflow is terminated.
The current then flows through the soles and the connecting lines e. e and this also explains directly the decrease in intensity in the melting that
Melting spaces connecting mass. At that point in time when this melting mass is no longer that which is in the melting chambers c, c and is in the process of being transformed
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Connects masses, the whole current goes through the external lines 6, e, After tapping the melted and you enter! 1 in the horde d again accumulating mass gives rise to a renewed current distribution, which, contrary to the distribution during tapping, causes an ever increasing flow through the melting mass until finally the entire current flows through the latter again.
The delivery of electricity to the melting masses is thus automatic and increasing.
In this way there is no need to fear any irregularities or changes in the normal course of the power distribution.
The advantages of the melting furnace with several melting chambers just described are especially the following: When reducing ores, the reduced metals flow in quantities and according to their formation into the central collection hearth, where they enter
Purification and refining of the same can be initiated; the focal point can be for this
Purpose to be provided with a lining of suitable composition; it is equipped with a suitable opening for the introduction of the surcharges and can be used with
Nozzles to be equipped to inject any gas stream.
If it is still blown into the liquid mass, it will oxidize without the electrodes being consumed, which are removed from the blower zone and protected; Finally, a sample of the metal can easily be taken for the purpose of examining it before tapping.
The mode of operation of the furnace is as follows: The individual melting chambers c, c are filled with material, a large part of which is traversed by the current. If one considers z. B. the treatment of iron ores, so the charge of ore, coke and
There are fluxes that, crushed and mixed, are filled into the melting spaces c, c.
The reduction, the reduced, takes place under the effect of the electric heat
Metal sinks to the bottom of each melting chamber and the individual streams unite in the collecting center d, which gradually fills up. The distribution of the electric current takes place as voj; described. The more or less carbon-containing melt material combined in the collecting hearth can now be provided with an additive of lime for the purpose of dephosphorization and an oxidation zone can be created by blowing a stream of air into the collecting hearth to refine the mass. As soon as it has reached the desired composition, the combined metal in the collection hearth is drained off by tapping.
In the case of the processing of copper ores - given as another example - the melting down is effected in the melting areas c, c; the mass is separated from the slag as a result of its greater weight and flows into the central collection center d, where a fan effects the cleaning. For those cases where the temperature of the liquid content located in the central collection hearth d is not sufficiently high, an opening (FIG. 3) is made in the vault of the collection hearth d, which is covered by a plug 9 (FIG. 1) and after that
Removal one can insert a vertical movable electrode into the collecting focus, which is connected in parallel to one of the two poles of the main line.
By lowering this
Electrode it is possible to regulate the passage of the current through the mass in order to reheat it.
The arrangement of the external lines e, e discussed earlier is not absolutely necessary in such cases when the one connecting the individual melting spaces
Channel is horizontal, because then you can easily, in order not to empty the molten material oi "t. Iig, the tapping hole at a corresponding height above the sole of the channel. The invention also includes the case where the in the
The materials contained in the duct are not liquid enough to be drained through the tap. That part of the materials that is just formed serves as a simple conductor to connect the individual melting spaces to one another.
It goes without saying that the present melting furnace is also suitable for using multiphase electricity; The latter can be distributed in the individual phases like simple currents to the melting spaces and with regard to the effects in the manner required for this purpose.
The present melting furnace, which will be particularly advantageous for metallurgical work, can be used for the production of metals and their alloys, for
Reduction of ores as well as their refinement, for the electrical production of
Glass etc. can be used.