Elektrischer Widerstandsofen. Vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Widerstandsöfen und besteht darin, dass innerhalb des Schmelzraumes frei stehende Vorsprünge des Ofenbodens zur Aufnahme eines elektrischen Widerstandes so angeordnet sind, dass sie ringsum vom Schmelzgut umgeben sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel eines Ofens gemäss der Erfindung veranschaulicht, bei welchem der Schmelz raum durch einen nach einem geschlossenen Linienzug verlaufenden Vorsprung des Ofen bodens in einen innern Schmelzraum und einen äussern Schmelzraum geteilt ist. Fig. 1 zeigt den Ofen in einem Vertikalschnitt nach -der Linie X-X der Fig. 2, während Fig. 2 den Ofen in Ansicht von oben nach Weg nahme des Ofengewölbes darstellt.
Der, Ofen besteht aus einem Schmelzherd 1 mit einem abnehmbaren Gewölbe 2. Der Herdboden besitzt einen Vorsprung 3, dureh welchen der Schmelzraum in einen innern zentralen .Schmelzraum 11 und einen äussern ringförmigen Schmelzraum 12 geteilt ist. Der Vorsprung 3 ist mit einer Rinne 5 für einen Widerstand 4,aus Kohle, Koks, Graphit oder dergleichen versehen. Der Schmelzraum<B>11</B> steht mittelst Öffnungen des Vorsprunges unter der Rinne 5 in Verbindung mit dem den Vorsprung umgabenden ringförmigen Herdraum 12.
Zur Entleerung des Ofens dient eine Rinne 13, und zur Chargierung oder Unter- su:cbun.g des Ofeninnern während der Schmel zung dienen Öffnungen 14 in dem Gewölbe. Diese Öffnungen 14 können mittelst feuer festen Deckeln 15, die mit Schauöffnungen versehen sind, und mittelst Aussendeckeln-16, die mit Fenstern 17 entsprechend den Schau öffnungen in den Deckeln 15 versehen sind, abgeschlossen werden.
Die Tür 18 zum Ab schliessen der Rinne 13 und der Deckel 16 können gasdicht ausgeführt werden, falls der Ofen zum Vakuumschmelzen verwendet wer den soll, und es kann eine Einrichtung vor gesehen werden, durch welche der Gasdruck im Ofen gegenüber dem atm. Druck verändert werden kann.
Zum gasdichten Abschluss kann die Fuge 19 zwischen dem Ofenmantel und dem Gewölberahmen mittelst Schweissung oder Rötung .ga.sächtgemacht werden. Man kann auch rings um den Ofen einen Flansch ?0 und rings um das Gewölbe einen entspre- ehenden Flansch vorsehen, und die Fl.anse.h- verbindung, z.
B. durch Eingiessen eines ge schmolzenen Metalles, wie Zink oder derglei chen, zwischen die Flanschen abdichten.
Um die Einführung einer kalten Charge in den ringförmigen Herdraum 12 zu erleich tern, können ähnliche Öffnungen, wie bei der Entleerungsrinne 13 an geeigneten Stellen am Blechmantel angeordnet werden.
Der Ofen kann auf Wiegenlagern oder Zapfen ruhen, so d@ass er, falls erforderlich, ohne Schwierigkeit gekippt werden kann.
Der elektrische Strom wird dem Wider stand 4 mittelst Elektroden 6 zugeführt, die von oben in -die Widerstandsmasse eingeführt werden. Die Elektroden sind von gasdichten, wassergekühlten Kapseln 7 umgeben, an wel chen, elektrisch isoliert, Kontakte 8 mittelst einer gasdichten Packung befestigt sind und in welchen ein Regulierungsmechanismus für die axiale Verstellung der Elektroden einge schlossen ist. Kabel 9 führen den Strom den Elektroden 6 und durch diese dem Wider stande zu.
Demselben Zwecke dienen durch den Ofenboden eingeführte Kontakte 10, wel che zum Anschluss des Widerstandes an ein Zwei- bezw. Mehrphasensystem dienen kön nen, welches mit oder ohne Verwendung der Gew ölbeelektrode 6 benutzt werden kann.
Die Energiezufuhr kann durch Änderung der Spannung zwischen den Elektroden, die in diesem Falle keine axiale Bewegungsfähig keit erfordern, reguliert werden. Die Regu- lierung kann auch dadurch erreicht werden, dass man den Abstand zwischen der Elektro- denspitze und dem Widerstand in bekannter Weise vergrössert oder vermindert. Dies kann automatisch oder von Hand erfolgen.
Die Wärme wird in diesem Falle auch von dem Lielitbogen unter jeder Elektrode erzeugt, je doch ist hierfür Voraussetzung, dass die Na tur der Charge die mehr konzentrierte Wärmeerzeugung mittelst Lichtbögen nicht verhindert.
Durch die Anordnung des Widerstandes in Abstand von der Ofenwand wird der ther mische Wirkungsgrad vergrössert, und die Wärmeverluste. durch .die Ofenwand hindurch werden vermindert.
Dadurch, dass die Ableitung der in dem Widerstande erzeugten Wärme nicht gehin- dert ist, ist es möglich, in der Widerstands rinne mit höherer Temperatur als bisher zu arbeiten, ohne dieselbe zu beschädigen, und die Widerstandsrinne auch kleiner zu machen.
Die Verwendung eines ringförmigen Wi derstandes hat gegenüber einem klein dimen sionierten Widerstand den Vorteil, dass die Charge von einer im Ofenraum zentral ge legenen, nach allen Seiten wärmeausstrahlen den Widerstandsrinne mit gleichförmiger Temperatur und in unmittelbarer Nähe der Oberfläche der Charge erhitzt.
wird, wodurch der durch die Rinne geschickte Strom mit der Charge induktiv verkettet ist, und es ist der Nachteil vermieden, dass man nur einen klei nen Widerstand zwischen den Elektroden, deren Spitzen relativ nahe aneinander sind, erzielen kann, und dass die Wärmeerzeugung hauptsächlich mittelst Lichtbögen erfolgt, was eine starke Konzentration der Wärme verursacht, die leicht zu einer lokalen schäd lichen Überhitzung einer dafür empfindlichen Charge aus gewissen Metallen und Legierun gen Anla.ss geben kann.
Ein Ofen gemäss vorliegender Erfindung ist von besonderem Wert, wenn es notwendig ist, mit einer mittelhohen Temperatur von zum Beispiel zirka<B>750'</B> C zu arbeiten, wel che zum Schmelzen, zum Beispiel von Alu minium und gewissen Legierungen und der gleichen, erforderlich ist, da es in der Regel schwierig ist, mit in einem Ofenraum frei brennenden Lichtbogen zu arbeiten, wenn die Temperatur einen gewissen Wert nicht über steigen darf. Es ist auch leichter, die Ener giezufuhr durch eine ,Spannungsregulierung, als durch Änderung der Lichtbogenlänge zu regeln.
Ein Ofen gem < i.ss der Erfindung ist daher für die Arbeit im Vakuum besser ge eignet, als ein gewöhnlicher Lichtbogenofen, besonders wenn es notwendirr ist, mit einer niedrigen Temperatur zu arbeiten.
Für das Arbeiten im Vakuum ist es zweclzmässig, die Chargierung mit fliessendem Metall auszuführen, die in einem Ofen ge wöhnlicher Type fertiggeschmolzen ist und nur eine abschliessende Entgasung im Va kuum erfordert. Die Produktionsfähigkeit des Vakuumofens wird hierdurch wesentlich gesteigert, so dass zur Erreichung einer ge wissen Produktion eine viel kleinere Anzahl Öfen erforderlich ist.
Bei Evakuierung einer flüssigen Charge ist es nicht notwendig, mehr als eine Öff nung in dem Ofen zu verwenden, wodurch die Konstruktion und das Problem einer guten Dichtung vereinfacht werden.
Der Widerstand kann nicht nur rin5- förmig, sondern auch von jeder andern ge eigneten Form sein. In einem länglichen Ofenraum kann der Widerstand rechteckig oder elliptiseh sein.
Die in der Zeichnung dargestellte Aus führungsform ist für Einphasen- oder Gleich strom bestimmt. Dreiphasen- oder Zwei phasenstrom kann verwendet werden, falls eine genügende Anzahl Elektroden in dem Ofenraum angeordnet werden.
Zweckmässig ist insbesondere für Mehr phasenströme die Verwendung der Boden kontakte, welche leicht in beliebiger Zahl vorgesehen werden können, durch welche die Energie von unten zugeführt werden kann. Mehrphasenströme haben gegenüber andern Stromarten den Vorteil, dass elektrodyna mische Einwirkungen auf das Schmelzbad durch den Strom in der Rinne und in den Zu leitungen 10 hervorgerufen werden können., durch welche das Bad in Bewegung gesetzt werden kann, ohne dass es einer Kippung oder Drehung des Ofens bedarf.