-
Verfahren zur Zuführung des elektrischen Stromes in die Salzschmelze
eines Elektrodensalzbadofens Die .Erfindung bezieht sich auf elektrische Salzbadöfen,
in denen ein Salz durch Elektroden erwärmt und geschmolzen wird, wobei der elektrische
Strom durch das Bad fließt. Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin,
daß die Stromzuleitung zur Salzschmelze des Salzbades durch einen oder mehrere räumlich
voneinander getrennte, als Elektroden dienende Schmelzsümpfe aus flüssigem Metall,
z. B. aus Blei oder einer Bleilegierung, erfolgt, die mit dem Salz des Salzbades
in Berührung stehen.
-
Diese Maßnahme hat vor allen Dingen die Zuführung des elektrischen
Stromes in das Salzbad mit einem Minimum an Stromverlusten zum Ziel, so daß der
Heizeffekt des Stromes vor allem in dem Salzbad, wo die Wärme gewünscht wird, zur
Auswirkung gelangt, statt in den Elektroden, wo die Wärme nicht gewünscht wird und
in gewisser Beziehung der Arbeit des Ofens und der Lebensdauer der Elektroden abträglich
ist.
-
Der bei dem Verfahren gemäß der Erfindung auftretende Stromverlust
ist durch die selbstreinigenden Eigenschaften, die einer flüssigen Metallelektrode
in Berührung mit einem flüssigen Salzbad eigen sind, minimal. Auf Grund der Eigenart
der Elektrode kann eine isolierende Haut, wie
etwa ein Oxydüberzug,
der sich auf der mit dem Bad in Verbindung stehenden Oberfläche der Elektrode bildet,
an dieser nicht häftenbleiben, sondern verbleibt stellenweise als Schlamm an der
Oberfläche der flüssigen Elektroden. In dieser Hinsicht können derartige Elektroden
als sich selbst reinigend angesehen werden, Wobei ein guter elektrischer Kontakt
zwischen den Elektroden und dem Bad jederzeit aufrechterhalten wird.
-
Bei den bekannten Elektroden aus festem Metall setzt sich der sich
auf den Elektroden bildende Zünder bzw. die sich darauf bildende Haut gewöhnlich
aus Oxyden und Silicaten zusammen und haftet an den Elektroden sehr fest. Dieser
Zunder hat einen hohen elektrischen Widerstand. Es ist kein praktischer Weg bekannt,
um diesen Zunder zu entfernen oder dessen Bildung zu vermeiden. Beim Durchgang des
Stromes in und durch das-Salzbad konzentriert sich ein beträchtlicher Heizeffekt
des elektrischen Stromes auf diese Oxydschicht an der Oberfläche der Elektroden,
wodurch die Elektroden bei einer Temperatur; die höher als die Saazbadtemperatur
ist, arbeiten. Im Gegensatz dazu ist die Arbeitstemperatur der flüssigen Elektroden
gemäß der Erfindung geringer als die Sälzbadtemperatur, weil der die Elektroden
von dem Bad scheidende Zunder fehlt. Die Ausbildung als flüssige Elektrode bringt
es ferner noch mit sich, daß die Elektrodenoberflächen in größerem Abstand voneinander
angeordnet weiden können und damit eine größere Heizzone des Salzbades erzielt werden
kann als bei den bekannten Elektroden, die in paralleler Anordnung dicht beieinander
angebracht sind. Das Ziel bei der Vergrößerung der Reizzone besteht in der Herabsetzung
der Temperatur, auf die das Salzbad in der Heizzone erwärmt wird. Diese Wirkung
wird durch die Tatsache noch erhöht, daß die Elektroden selbst von niedrigerer Temperatur
als das Bad sind und: infolgedessen das Bad durch eine Wärmeabgabe nicht zusätzlich
heizen. Die Wärme wird somit vor allem durch den Durchgang des Stromes durch das
Salzbad und nicht so sehr durch die an den Elektrodenoberflächen entstehende Wärme
erzeugt..
-
Da die Heizzone des Bades größer und von niedrigerer Temperatur als
bei den bekannten Elektrodensalzbädern ist, wird die Zersetzung der Salze infolge
übermäßiger Temperaturen innerhalb dieser heißen Zone und in der Umgebung der .Elektroden
auf ein Minimum herabgemindert, was zu einer langen Haltbarkeit des Bades und zu
einer Verringerung der erforderlichen Badnachfüllungen und Badausbesserüng beiträgt.
-
Darüber hinaus wird die Anfressung der keramischen Wandung- des Behälters
wegen der Herabsetzung der thermischen Bewegung des Bades, wie sie sich aus dessen
gleichmäßigerer Temperatur ergibt, vermindert. Bei-,höheren Arbeitstemperaturen
ist die feuerfeste Ofenausmauerung einem Angriff durch das Salz ausgesetzt, wobei
die Stärke dieses Angriffs abhängig ist von der Bewegungsgeschwindigkeit des Badinhaltes.
Dadurch, daß die Temperatur innerhalb der vergrößerten Heizzone des Bades der Temperatur
des übrigen Bades weitgehend angenähert wird, läßt sich die Umlaufgeschwindigkeit
des bewegten Badinhältes vermindern.
-
Bei dem Ofen gemäß 'der Erfindung führt die Tatsache, daß die Elektroden
sich am Boden des `Salzbehälters befinden und die Stromzuleitungen nicht im Salzbad
von oben nach unten laufen, dazu, daß der gesamte Salzbehälter für die Einhänigung
des Behandlungsgutes frei ist.
-
Ein weiteres Ergebnis der Tatsache, daß die Elektroden am Boden des
Salzbehälters untergebracht sind, besteht darin, daß der untere Teil des Salzbades
kurz oberhalb der Elektroden der wärmste Teil des Bades wird,. und da andererseits
der obere Teil des Bades, der sich in Berührung mit der Luft befindet, den kältestenTeil
darstellt, ergibt sich eine vertikale thermische Zirkulation in dem Salzbad, durch
die das heiße Salzbad um das in dem Bad eingehängte Gut herumgeführt und auf diese
Weise eine gleichmäßige Erwärmung des Gutes erreicht wird.
-
Die beschriebene Form der flüssigen Elektrode erleichtert die Verwendung
eines metallischen elektrischen Widerstandes bzw. einer Aufheizgabel, die so nach
dem Abstellen des Ofens und vor der Erstarrung des Salzbades angebracht wird, daß
sie als Brücke zwischen den Elektroden dient: Beim Wiederaufheizen des Ofens fließt
dann der Strom durch die Aufheizgabel, da das eingefrorene Salzbad ein sehr schlechter
elektrischer Stromleiter ist. Die Aufheizgabel wirkt als ein Widerstandsheizkörper;
sie wird durch den Stromdurchfluß erwärmt und heizt ihrerseits das umgebende Salzbad
und bringt es zum Schmelzen. Nachdem ein genügender Teil des Salzbades auf diese
Weise erwärmt wurde, wird die Aufheizgabel entfernt_und das Bad in der üblichen
Art weiter aufgeheizt. Ini einzelnen bestehen die Ziele der vorliegenden Erfindung
also darin, durch eine verbesserte Elektroden- und Ofenkonstruktion das Salzbad
in einer wirkungsvolleren und gleichmäßigeren Weise zu erwärmen, die Elektroden
bei einer niedrigeren Temperatur arbeiten zu lassen, die Verunreinigung des Salzbades
durch die Elektroden herabzumindern, däs,Aufheizen des Ofens und die Einschmelzung
des Salzes zu erleichtern, die Entfernung von Schlamm und Zunder aus dem Bad zu
erleichtern und Elektroden herzustellen, die für verschiedene Betriebsspannungen
einstellbar sind. Auf der oberen Oberfläche der Elektrode bildet das Blei eine gewisse
Menge Bleioxyd, welches die Oxydation der zu behandelnden Teile in gewissem Ausmaß
vermindert.
-
EinAusführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt:
Fig. r ist ein Vertikalschnitt eines Salzbadofens nach der Erfindung; Fig. 2 ist
ein vertikaler Ausschnitt des in Fig. r gezeigten Ofens entlang der Linie 2-2; Fig.
3 ist ein Vertikalschnitt ähnlich der Fig. r von einem abgeänderten Ofen; Fig. q.
ist eine perspektivische Darstellung einer der Elektroden des in Fig. 3 gezeigten
Ofens;
Fig. 5 ist ein Vertikalschnitt ähnlich der Fig. i von einer
weiteren abgeänderten Ofenausführung, wobei eine Aufheizgabel an der für sie bestimmten
Stelle des Ofens gezeigt wird; Fig. 6 ist ein vertikaler Ausschnitt des in Fig.
5 gezeigten Ofens entlang der Linie 6-6; Fig. 7 ist ein Vertikalschnitt einer weiteren
abgeänderten Ofenausführung; Fig. 8 ist ein vertikaler Ausschnitt des in Fig. 7
gezeigten Ofens entlang der Linie 8-8; Fig.9 ist eine ausschnittsweise Draufsicht
auf eine der Elektroden des in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ofens; Fig. 1o ist ein
vertikaler Ausschnitt einer weiteren abgeänderten Ofenausführung; Fig. i i ist ein
vertikaler Ausschnitt des in Fig. 1o gezeigten Ofens :entlang der Linie i i-i i
; Fig. 12 ist ein vertikaler Ausschnitt einer weiteren abgeänderten Ofenausführung;
Fig. 13 ist ein vertikalerAusschnitt des in Fig. i2 gezeigten Ofens entlang der
Linie 13-13; Fig. 14 ist eine perspektivische Darstellung der Elektrode, die in
dem in den Fig. 12 und 13 gezeigten Ofen eingebaut ist; Fig. 15 ist eine vergrößerte
perspektivische Darstellung des Elektrodenkühlmantels, der in dem in den Fig. 12
und 13 gezeigten Ofen eingebaut ist.
-
Eingehend auf die Zeichnungen und insbesondere auf die Fig. i und
2 ist zu sagen, daß der elektrodenbeheizte Ofen zum größten Teil aus herkömmlichen
Stoffen gebaut ist. Ein Ofenbeh:älter2o wird aus einem feuerfesten Mauerwerk 21
hergestellt, das zur Bildung der Seiten und des Bodens des Behälters aufgebaut ist.
Das feuerfeste Material 21 an. einem Ende des Behälters ist so ausgestaltet, daß
es eine nach innen überhängende Leiste 22 bildet, die durch eine feuerfeste Platte
24 getragen werden kann. Auf dem Boden des Behälters 2o wird eine vergrößerte Kammer
25 belassen, und die Leiste wird mit einer weiteren feuerfesten Platte 23 belegt.
-
Die Kammer 25 erhält ein Paar oben offene Aufnahmebehälter 26, die
vorzugsweise aus Kitzebeständigem Metall, wie Nickeleisen oder Chromeisenlegierung,
hergestellt werden: und die Kammer 25 vollständig ausfüllen können mit Ausnahme
eines Raumes zwischen den Aufnahmebehältern, der von einer feuerfesten Platte 27
eingenommen wird. Die feuerfeste Platte 27 ist von einer derartigen Größe, daß sie
geringfügig über die Aufnahmebehälter 26 hinaus und in das feuerfeste Mauerwerk
21 hineinragt, wobei sie zu einem gewissen Teil die Seiten und den Boden des Ofenbehälters,
wie in Fig. i angegeben, bildet. Die Gründe für diese Konstruktionen werden noch
erklärt. Die den Ofenbehälter bildenden feuerfesten Werkstoffe werden aus jenen
ausgewählt, die elektrischen Strom in keinem merklichenAusmaß leiten und im wesentlichen
mit dem verwendeten Salz des Bades nicht reagieren.
-
Von den Aufnahmebehältern 26 wird jeder mit dem Ende einer Elektrode
oder Zuleitung 29, die von dem oberen Teil des Ofens durch die überhängende Leiste
22 hinunterreichen, verbunden. Die Zuleitungen 29 sind an ihrem oberen Ende mit
Wulsten oder Halteringen 30 verbunden, damit die Zuleitungen in der Behälterwandung
besser getragen werden können. Um eine Herausnahme der Zuleitungen 29 zu erleichtern,
werden sie in Metallscheiden 29a von: rechteckigem Querschnitt, die sich innerhalb
der feuerfestenBehälterwandung befind en, eingeführt.
-
Die Seiten und der Boden des feuerfesten Mauerwerks 21 werden: mit
einer Schicht gestampften feuerfesten Materials 3 i, welches in einem metallischen
Gehäuse 32 Aufnahme findet, umgeben. Das Gehäuse 32 wird aus dickem Eisenblech oder
aus einer Stahllegierung gebildet und befindet sich innerhalb einer Schicht von
Isoliermaterial 3q., wie es beim Bau elektrischer Öfen gewöhnlich verwendet wird
und welches seinerseits von :einem zweiten bzw. äußeren Gehäuse 35 aufgenommen wird,
das aus Blech hergestellt wird und als Gerüst für den Ofen dient. Eine keramische
Abdichtung 36 kann um den oberen Rand des Isoliermaterials 34 herumgelegt werden,
um dieses Material vor einer Beschädigung zu schützen.
-
Zum Betrieb dieses Ofens werden die Aufnahmebehälter 26 im wesentlichen.
mit einem Material, vorzugsweise einem Metall oder einer Metallegierung angefüllt,
das von beträchtlich größerem spezifischem Gewicht als das verwendete Salz ist.
Das Metall ist bei der Arbeitstemperatur des Ofens flüssig und gibt einen guten
Stromleiter, sowohl in seinem festen als, auch flüssigernZustand, ab. Darüber hinaus
darf das Metall bzw. die Metallegierung nicht leicht flüchtig sein, um bei der Betriebstemperatur
des Ofens nicht zu verdampfen, und darf mit dem Salz im Ofen im wesentlichen nicht
reagieren. Der Patentinhaber hat gefunden, daß: Blei und Bleilegierungen diesen
Erfordernissen entsprechen und verhältnismäßig billig sind. Silber und andere Metalle
können aber gleichfalls verwendet werden. Dieses Metall bildet in derHauptsache
den mit dem Bad in Berührung stehenden Teil der Elektroden und leitet den Strom
in das Salzbad hinein und wieder heraus.
-
Der Behälter 2o wird mit irgendeinem gewünschten Salz angefüllt, das
nach Maßgabe der Betriebstemperatur des Ofens, der gewünschten Wärmebehandlung und
anderer Erwägungen, wie dies bei den Fachleuten wohlbekannt ist, ausgewählt wird.
-
Bei dem Betrieb dieses Ofens werden die Verbindungsleitungen zum Transformator,
die hier nicht gezeigt sind, an dem oberen Ende der Zuleitungen 29 in der üblichen
Weise angeschlossen, wodurch Strom in das geschmolzene Metall, welches sich innerhalb
der Vertiefungen der Aufnahmebehälter 26 befindet, geleitet wird. Der Strom fließt
vom geschmolzenen Metall in das Salzbad; er bildet dabei Stromlinien bzw. eine Heizzone,
wobei der Stromweg um die keramische Platte 27 herumgeht und das Salzbad in der
üblichen Weise erwärmt. Zweifellos wird auch in gewissem Umfang Strom unmittelbar
von den Zuleitungen 29 in das Salzbad
fließen, jedoch wird dieser
Strom nur verhältnismäßig gering sein und den Betrieb- des Ofens im wesentlichen
nicht beeinflussen.
-
Die Vorzüge der vorgeschilderten Ausführung sind mannigfaltig. Dadurch;
daß die Zuleitungen: 29 aus dem Behälter 2o entfernt und innerhalb des 'feuerfesten
Materials, welches die Tiegelwandüng bildet; untergebracht wurden, werden sie gegenüber
der Hitze der geschmolzenen 'Salze in gewissem Umfang isoliert. Ferner dienen diese
Zuleitungen lediglich dazu, den elehtrischen Strom dem innerhalb,der Aufnahmebehälter
26 befindlichen flüssigen Metall zuzuführen, wobei sich kein Teil der Oberfläche
der Zuleitungen in Berührung mit dem Salzbad selbst befindet. Infolgedessen bildet
sich auf diesen Zuleitungen keine ausgedehnte Zunderschicht, welche die Zuleitungen
auf eine höhere Temperatur als die des Salzbades erwärmen könnte. Das Ergebnis hiervon
ist, daß im wesentlichen kein Energieverlust zwischen dem Transformator und den
flüssigen Metallelektroden innerhalb der Aufnahmebehälter 26 auftritt.
-
Wie weiter oben beschrieben, ist die das Bad berührende Oberfläche
des flüssigen Metalls innerhalb der ,Aufnahmebehälter 26 in hohem Maß befähigt,
sich selbst zu reinigen, da es unmöglich ist, daß sich ein beständig haftender Zunder
auf der Oberfläche bildet. Demgemäß tritt beim Übergang des Stromes von den Elektroden
zum Salz kein Energieverlust auf und infolgedessen auch keine Erwärmung der Oberfläche
der Elektroden, somit auch keine Überhitzung und keine Zersetzung des Salzes wie
bei den bekannten Salzbädern. Mit Rücksicht auf die nicht zundernde Eigenschaft
derartiger Elektroden können weiterhin @Elektrodenstrom,dichten angewendet werden,
die weit höher liegen, als dies bei den bekannten festen Elektroden ausführbar isst.
Es ist gefunden worden, daß, im Gegensatz zu den bekannten festen Elektroden, die
häufig bei einer Temperatur arbeiten, die 2oö°' C höher liegt als die Temperatur
des Salzbades; die Temperatur der flüssigen Metallelektroden bis -zu 200°' C niedriger
als die Temperatur des Salzbades sein kann.
-
Normaler Ofenschlamm und Oxydzunder von den Werkstücken her, die die
Neigung haben, sich an der Oberfläche der flüssigen Metallelektroden anzusammeln,
können von Zeit zu Zeit abgeschöpft werden, um den guten elektrischen Kontakt zwischen
den Elektroden und dem Bad aufrechtzuerhalten. Wenn auch das Blei, aus dem die flüssigen
Metallelektroden bestehen, trotz derTatsache; daß es durch das Salzbad gegenüber
der Luft geschützt ist, langsam oxydiert werden kann, so hat das auf diese Weise
gebildete Bleioxyd bzw. die Bleiglätte eher eine wohltuende als eine schädliche
Wirkung auf das Bad. Dieses Oxyd wird in das Salzbad eingehen und auf die Oxyde
der darin behandelten Werkstücke, die häufig in geringen Mengen in dem Bad angetroffen
werden, einen reduzierenden Einfluß ausüben, wodurch die Gefahr einer Entkohlung
der in dem Bad behandelten Stahlteile vermindert wird. Infolge der Oxydation kann
das ,Blei langsam aufgebraucht werden, jedoch kann es von Zeit zu Zeit, ohne daß
der Ofen abgeschaltet werden muß, durch Zugabe von festem oder geschmolzenem Blei
oder einer Bleilegierung nach Bedarf aufgefüllt werden.
-
Durch den weiters Abstand der Elektroden wird die Heizzone des Salzbades
vergrößert, und infolgedessen nimmt die Temperatur der Heizzone ab, was zu einer
gleichmäßigeren Badtemperatur führt. Eine gleichmäßigere Badtemperatur hat zwei
Wirkungen; erstens vermindert sie,die Anfressung der keramischen Wandung des Behälters,
welche auf den Angriff auf das Korngefüge der keramischen Wandung zurückzuführen
ist; und zweitens wird die Zersetzung der Salze verringert und damit die Haltbarkeit
des Bades wesentlichverlän.gert. Gleichzeitig wird dadurch die .Häufigkeit der Badauffüllung
bzw. Badausbesserung vermindert: Die Temperatur der Zuleitungen 29 zu den Elektroden
nimmt von deren Berührungspunkt mit dem flüssigen Metall der Elektroden zurAußenwand
des Ofens ab.. Eine besondere Kühlung der Zuleitungen wird zur Verhinderung einer
Erwärmung des Transformators nicht benötigt.
-
Die metallischen Aufnahmebehälter 26 haben ,eine verhältnismäßig lange
Lebensdauer; sie können jedoch schließlich durch die Hitze des Bades reißen, wobei
sie dann das flüssige Metall nicht mehr halten können. Sie müssen dann- ersetzt
werden. Die feuerfeste Platte 27 zwischen den metallischen Aufnahrnebehältern ä6,
die bis in das-feuerfeste Mauerwerk 21 hineinreicht, um eine Berührung des einen
Aufnahmebehälters mit dem anderen Aufnahmebehälter und einen Kurzschluß des Ofens
zu verhindern, ist gleichfalls von großer Haltbarkeit. Die obere Kante dieser Platte
kann infolge der erhöhten Temperatur des Salzbades ein wenig angefressen werden,
jedoch geschieht dies nur langsam während eines größeren Zeitraumes.
-
Eine abgeänderte Ofenausführung ist in Fig.3 gezeigt. Bei dieser Ofenausführung
wird der Ofenbehälter 37 gleichfalls von einem feuerfesten Mauerwerk 39 gebildet,
jedoch werden die Elektroden durch die Seitenwandung des Ofens am Boden des Behälters
eingeführt, wie noch beschrieben wird, wobei die Bauweise des Ofens eine entsprechende
Abänderung erfährt.
-
Eine Schicht von gestampftem feuerfestem Material 4o umgibt das. feuerfeste
Mauerwerk 39. Außerhalb des gestampften feuerfesten Materials 4o werden metalli
sche Platten 4 r, :die aus Aluminium oder anderem in hohem Maß wärmeleitendem Material
hergestellt sind, um die Seiten und den Boden des Ofens herum eingebaut. DiePlatten4r
brauchen nicht dicht entlang an ihren Berührungskanten miteinander verbunden zu
werden, da der Zweck dieser Platten lediglich darin besteht, ein Durchlecken des
flüssigen Salzbades durch Sprünge in der Ofenwandung, die nach einer gewissen Betriebsdauer
des Ofens aufzutreten pflegen; und eine Erwärmung ,des Außengehäuses des Ofens zu
verhindern. Sobald geschmolzenes Salz mit einer der metallischen Platten 41 in.
Berührung kommt, werden die Platten
sofort genügend Wärme aus den
geschmolzenen Salzen ableiten, so daß das Salz dort einfriert, und deren weiteres
Fließen innerhalb der Ofenwandung verhindern.
-
Eine Schicht von Isoliermaterial4a umgibt die metallischen Platten
4z und findet innerhalb des äußeren Gehäuses 44, das aus starkem Stahlblech besteht,
Aufnahme. Die Elelztroden 45 (s. Fig. 4) können aus Chromeisen oder Nickeleisen
hergestellt werden, um der korrodierenden Wirkung des Salzbades zu widerstehen.
Jede Elektrode 45 besteht aus einer langen Zuleitung bzw. einem 'Schenkel 46, der
eine oben offene Vertiefung bzw. einen Aufnahmebehälter 47, ähnlich dem vorbeschriebenen
Aufnahmebehälter 26, besitzt. Dieser Behälter ist an dem einen Ende des Schenkels
angeschweißt oder auf andere Weise befestigt. Das gegenüberliegende bzw. äußere
Ende des Schenkels 46 hat einen etwas kleineren Aufnahmebehälter 49, der in ähnlicher
Weise an dem Schenkel befestigt ist. Die f_lektroden 45 werden durch eine keramische
Platte 4.8, ähnlich der Platte 27 nach den Fig. z und 2, voneinander getrennt.
-
Eine Reihe von Kühlrohren So wird quer durch den Ofen sowohl über
als auch unter den Elektroden 45 eingebaut, wodurch die Ofenwandung in diesem Punkt
gekühlt und geschmolzenes Salz daran gehindert wird, entlang den Elektroden- zur
Außenseite des Ofens zu fließen.
-
Der große Behälter 47 jeder Elektrode 45 wird mit Blei oder einem
anderen geeigneten Material wie vorheschrieben angefüllt. Der kleinere Behälter
49 jeder Elektrode kann mit geschmolzenem Blei in dem Anschlußende einer darin eingetauchten
Verbindungsschiene 5 1 angefüllt werden. Man läßt das Blei dabei erstarren,
so daß eine gute elektrische Verbindung zu einem Transformator geschaffen wird.
Während des Betriebes des Ofens wird die entlang dem Schenkel 46 der Elektrode nach
außen geleitete Hitze unter keinen Umständen ausreichen, um den Schmelzpunkt von
Blei zu erreichen und das Blei innerhalb des Aufnahmebehälters 49 wieder zum Schmelzen
zu bringen.
-
Die abgeänderte Ofenausführung hat im wesentlichen die gleichen Vorteile
wie die zuerst beschriebene Ofenausführung. Darüber hinaus sind die Zuführungsleitungen
dieses Ofens von dem geschmolzenen Salzbad noch weiter entfernt und pflegen bei
noch etwas geringeren Temperaturen zu arbeiten. Dieser Ofen ist von besonderem Vorteil
für tiefere Behälter.
-
Bezüglich einer zweiten abgeänderten Ausführungsform des Salzbadofens,
wie sie in den Fig.5 und 6 gezeigt wird, ist zu sagen, daß die Ofenausführung im
allgemeinen ähnlich der in Fig. 3 gezeigten ist, wobei ähnliche Teile die gleichen
Bezugszahlen haben. In diesem Fall sind jedoch die metallischen Platten 41 weggelassen
und die Kühlrohre So durch dünne Folien 5z aus Aluminium oder anderem gutem wärmeleitendem
Metall ersetzt worden, die einzeln um den Schenkel jeder Elektrode 54 gewickelt
werden. Alles geschmolzene Salz, das an dem Schenkel von einer der beiden Elektroden
54 entlang nach außen fließt, wird bei der Berührung mit den Folien 52 infolge
der wärmeleitenden Eigenschaften derselben sofort abgekühlt und zum Erstarren gebracht.
Diese Folien dienen dazu, jeden Raum zwischen dem Schenkel der Elektroden und dem
feuerfesten Material, aus dem der Ofen besteht, abzudichten. In diesem Teil des
Ofens ist die Hitze normalerweise nicht ausreichend, um das erstarrte Salz wieder
zum Schmelzen zu bringen.
-
Die Elektroden 54 dieses Ofens sind im allgemeinen ,ähnlich den Elektroden
45 des in Fig. 3 dargestellten Ofens. Dieser Ofen verwendet gleichfalls einen Schmelzsumpf
aus flüssigem Metall als den hauptsächlichen Teil der Elektroden, der mit dem Bad
in Berührung steht.
-
Eine Aufh.eizgabel55 ist hier innerhalb des Ofens gezeigt. Diese Gabel
besteht aus einem im allgemeinen gegabelten Streifen bzw. aus einer gegabelten Stange
aus Chromeisen oder einem anderen geeigneten korrosionsfesten und einen elektrischen
Widerstand aufweisenden Material. Ein Griff 56 ragt nach oben, um die Aufheizgabel
bequem handhaben zu können.
-
Der Längs- und der Querschnitt des gegabelten Teils der Aufheizgabel
55 ist derart, daß sie einen elektrischen Widerstandsheizkörper von zweck-.entsprechendem
elektrischem Widerstand bildet, so daß sie imstande ist, das Salzbad zwischen den
Elektroden 54 einzuschmelzen. Beim Abstellen des Ofens wird die Aufheizgabel 55
in das Salzbad eingeführt, nachdem der Strom abgeschaltet ist und bevor der Ofen
so weit abgekühlt ist, daß das Bad zu erstarren beginnt. Zu diesem Zweck können
Taschen 57 zum Einstecken der Aufheizgabel innerhalb der Aufnahmebehälter der Elektroden
54 vorgesehen werden.
-
Beim Wiederaufheizen des abgekühlten Ofens leitet das erstarrte Salz
den Strom in geringem Maß und kann in diesem festen Zustand durch den Stromdurchfluß
zwischen den Elektroden durch das Bad nicht aufgeheizt werden. Der Strom wird jedoch
durch die Aufheizgabe155 zwischen den Elektroden geleitet, erwärmt dabei die Gabel,
die ihrerseits das Salzbad zum Schmelzen bringt. Sobald das Salzbad auf dem Weg
zwischen den Elektroden eingeschmolzen ist, fließt der Strom zwischen diesen sowohl
durch das Salzbad als auch in der Aufheizgabel 55 und erwärmt dabei das Salzbad
weiterhin. Nachdem das Salzbad so weit eingeschmolzen ist, daß die Aufheizgabel
55 herausgenommen werden kann, wird sie aus dem Ofen gänzlich herausgezogen. und
erst wieder eingeführt, wenn der Ofen erneut außer Betrieb genommen wird.
-
Nunmehr eingehend auf eine dritte abgeänderte Ausführungsform des
Salzbadofens, wie sie in den Fig. 7 bis 9 einschließlich gezeigt wird, ist die dargestellte
Ausführung der Ofenwandung im wesentlichen ähnlich der in den Fig. 5 und 6 gezeigten.
Die Ofenelektroden 59 dieses Ofens sind im allgemeinen ähnlich jener nach Fig. 4.
Indessen ist in diesem Fall eine Öffnung bzw. eine Tasche 6o an dem einen
Ende
der Vertiefung bzw. des Aufnahmebehälters 6= jeder Elektrode zur Einführung einer
Hilfselektrode 62 vorgesehen.
-
Die Hilfselektrode 62 kann aus dem üblichen Elektrodenmaterialfür
Salzbadö,fen, wie Chromeisen oder Ni:ckeleisenlegierung, hergestellt werden und
ragt nach oben etwas über den Aufnahmebehälter 61 jeder Elektrode hinaus, Die Hilfselektroden
62 verkürzen den Weg des durch das Salzbad dieses Ofens fließenden 'Stromes, so
daß dieser Ofen mit etwas geringeren Betriebsspannungen; als sie sonst benötigt
werden, gefahren werden kann. Dieser Ofen kann mit einem genormten Umformer, wie
er für den Betrieb eines E1ektrö,densälzbadofens der bekannten Art Verwendung findet,
bei dem die Elektroden verhältnismäßig eng beieinander stehen, gefahren werden.
-
Ein weiteres Kennzeichen: dieser Ausführungsform ist ein den Sehenkel
jeder der Elektroden 59 umgebender Kühlmantel 64. Dieser Mantel, der 2.m besten
in der Fig. 15 gezeigt wird; besteht aus geschmiedetem oder gegossenem Aluminium
oder einem anderen guten wärmeleitenden Metall; das in zwei zueinander passenden
Hälften 65 und 66 geformt wird. Diese Häilften können einzeln um jeden Elektrodenschenkel
geschraubt oder auf andere Weise befestigt werden. Der Kühlmantel 64 ist in der
Ofenwandung eingebettet und arbeitet ähnlich den Folien 52, die um den Elektrodenschenkel
des in Fig. 5 gezeigten Ofens gewickelt sind: Der Bau der Wandung einer vierten
abgeänderten Ausführungsform, wie sie in den Fig. To und i i; und zwar nur zum Teil
gezeigt wird, ist ähnlich dem in den Fig. 5 und 7 gezeigten Bau, jedoch sind bei
diesem Ofen drei- Elektroden 69 der in den Fig. 3 und q. gezeigten Art quer durch
den Boden des Ofenbehälters nebeneinander angeordnet. Die Elektroden werden dabei
durch ein Paar feuerfeste Isolierplatten 70, wie in Fig. i r gezeigt, auseinandergehalten.
Diese Platten sind ähnlich der bereits beschriebenen feuerfesten Platte 27. Die
drei Elektröderi dieses Ofens können in. der üblichen Weise mit einphasigem, zweiphasigem
oder dreiphasigem Wechselstrom verbunden werden.
-
Um diesen Ofen mit einer etwas geringeren Spannung; als für gewöhnlich
wegen der räumlichen Verteilung der Elektroden erforderlich sein würde, zu betreiben,
können zusätzliche Elektroden verwendet werden. Diese letzteren bestehen aus Stangen
71, die sich quer über die Elektroden 69 hinziehen und in einiger Entfernung oberhalb
der Elektroden und innerhalb des Salzbades angebracht sind. Die zusätzlichen Elektroden
7 1 bestehen, aus korrosionsbeständigem Material; wie Nickeleisen oder Chromeisen;
und werden von isolierenden keramischen Blöcken 72, die auf dem oberen Ende der
feuerfesten Platte 70 angebracht sind, getragen. Bei diesem Ofen geht der
Heizstrom durch das Salzbad in der Hauptsache zwischen den Elektroden 69 und den
zusätzlichen Elektroden 7T, obgleich in gewissem Umfang auch Strom durch das Salzbad
unmittelbar zwischen den Elektroden 69 fließt, Bei der fünften abgeänderten
Ausführungsform, wie sie in den Fig. 12 bis 14 einschließlich gezeigt wird, ist
der Bau des Ofens :ähnlich dem in den Fig. 5, 7 und To gezeigten. An Stelle der
bei diesen Ofen verwendeten festenElektrodenschenkel werden jedoch die Elektroden
74 dieses Ofens jeweils aus einem hohlen Gehäuse bzw. einer hohlen Wand aus korrosionsbeständigem
Metall, wie Chromeisen oder Nickeleisen, gebildet. Jede Elektrode 74 wird mit Blei
oder Bleilegierung angefüllt. Im Betrieb schmilzt das Blei, das sich in der innerhalb
des Ofenbehälters vorgesehenen Vertiefung bzw. des Aufnahmebehälters 75 befindet,
während das Blei in dem - äußeren Teil 76 des Elektrodenschenkels fest bleibt. Das
äußere Ende der Elektrode 74 wird nach oben gezogen, um einen Schacht 77 zu bilden,
der eine an den Transformator angeschlossene Verbindungsschiene 78 aufnimmt. Der
Schacht 77 dient dazu, den sich aus: dem Blei und dem Salzbad innerhalb des Ofenbehälters
ergebenden Flüssigkeitsdruck auszugleichen für den Fall, daß infolge einer aus irgendeinem
Grund zustande gekommenen Überhitzung :das Blei innerhalb der Elektroden 74 gänzlich
zum Schmelzen gebracht werden sollte.
-
Diese abgeänderte Ofenausführung verwendet gleichfalls die vorbeschriebenen
Kühlmäntel 64, wobei jeweils ein Kühlmantel um den Schenkel einer jeden Elektrode
montiert wird.
-
Die hier bei den einzelnen der verschiedenen Ausführungsformen angegebenen
Merkmale können; im allgemeinen in jeder der anderen Ausführungsformen Anwendung
finden.