Elektrischer Widerstandsofen. Elektrische Widerstandsöfen, insbeson dere für hohe Ofentemperaturen, konnten für die meisten Anwendungsgebiete bisher aus dem Grunde nicht hergestellt werden, weil kein Material existiert, das die ge wünschten hohen Temperaturen aushält, ohne zu oxydieren. Hochschmelzende Metalle, wie Wolfram und Molybdän, verbinden sich mit dem Sauerstoff der Innft, sobald sie auf dunkle Rotglut gelangen, bei der sie noch zeit von ihrem Schmelzpunkt entfernt sind und somit weit höher erhitzt werden könn ten, falls die Oxydation nicht einträte.
An dere Metalle, die zwar nicht so hohe Tem peraturen vertragen, wie Wolfram und Mo lybdän, jedoch die bisher üblichen elektri schen Widerstandsmaterialien weit über treffen würden, sind nur in geringster Zahl vorhanden und, wie zum Beispiel Platin, viel zu kostbar, um für Widerstandsöfen in gewerblichen Betrieben Anwendung finden zu können.
Die Erfinder haben daher schon lange versucht, Molybdän und Wolfram in elek- trischen Widerstandsöfen nutzbar zu ma chen. Hierzu wurden sie dadurch angeregt, dass die Anwendung von Heizfolien aus Mo lybdän oder Wolfram in jenen industriellen Betrieben ohne weiteres möglich ist, in de nen zum Beispiel diese Metalle selbst erzeugt werden, da in den betreffenden Widerstands öfen Molybdän- und Wolframstäbe in einer Wasserstoffatmosphäre verarbeitet werden und diese letztere das Oxydieren der Heiz- folie selbst wirksam verhindert.
Überall dort aber, wo im Ofen selbst Wasserstoff nicht gebraucht wird, würde die dauernde Isolierung der Heizfolie gegen die Aussenluft mittelst einer Wasserstoffatmo sphäre mit erheblichen Kosten verbunden sein, da der Wasserstoff hierbei verbraucht wird, und würde darüber hinaus gefährlich sein, da Wasserstoff leicht mit der Luft ein explosibles Gemisch bildet und somit der Umgang mit Wasserstoff besonderes, aus gebildetes und zuverlässiges Personal er fordert.
Alle Versuche, Heizfolien aus Molybdän oder Wolfram gegen Sauerstoffzutritt aus der Luft zu schützen, sind jedoch bisher fehlgeschlagen. Umkleidungen znit Asbest, dem einzigen Isoliermaterial, das auch höhere Temperaturen aushält, haben sich nicht be währt, da Asbest in jeder Form mehr oder weniger porös ist und den Sauerstoff zu treton lässt. Versuche des Erfinders mit Isolierungen aus Graphit, einem andern hochsebmelzenden Stoff, haben sich gleich falls nicht bewährt, da Graphit elektrisch leitend ist und somit erhebliche Stromver luste bedingt.
Weitere planmässige Versuche auf die sem Gebiet haben nun das überraschende Er gebnis gezeitigt, dass eine vollständige Iso lierung des Widerstandsmaterials aus Mo lybdän bezw. Molybdänlegierungen oder Wolfram bezw. Wolframlegierungen gegen Luft dadurch gelingt, dass\ man Holzkohle oder ein anderes, nicht leitendes Kohlen material zum Umkleiden des Widerstands materials benutzt.
Diese Stoffe halten alle vorkommenden höchsten Temperaturen aus und verwehren anderseits dem Sauerstoff den Zutritt zum Widerstandsmaterial. Bei andauernden, besonders hohen Temperaturen kann es eintreten, dass das Kohlenmaterial oberflächlich sich mit dem Luftsauerstoff verbindet, also verbrennt. Es ist dann nur nötig, von Zeit zu Zeit frische Holzkohle oder dergleichen aufzuschütten, um die dauernde Luftisolierung und Brauchbarkeit des Widerstandsmaterials zu sichern. Vor zugsweise wird die Holzkohle oder das sonstige, nicht leitende Kohlenmaterial in feiner Pulverform verwendet.
Die Erfindung sei anhand zweier Aus führungsbeispiele der Zeichnung näher er läutert.
Abb. 1 zeigt einen schematischen Quer schnitt durch einen schrägen Widerstands ofen, der besonders als Schmelzofen für hoch schmelzende Erze benutzt werden kann und von dem angenommen ist, da-ss, er um seine schräge. K'ehse umläuft; Abb. 2 zeigt im schematischen Schau bild einen liegenden, ruhenden Ofen.
Der Ofen gemäss- Abb. 1 besteht aus dem Schmelztiegel 1 aus Quarz oder Zirkon- erde, je nach der zu erreichenden Tempera tur des zu behandelnden Gutes, 2 ist eine äussere Wärmeisolierung, beispielsweise aus Schamotte und Kieselgur, die aussen in einem Ring 3 aus Gusseisen gehalten ist, der übrigens auch einen Boden besitzen kann. Um den Tiegel 1 ist das elektrische Widerstandsmaterial 4 aus Molybdän, Wol fram oder Legierungen dieser Stoffe schrau- benlinienförmig gewickelt; es ist gleich gültig, ob das Widerstandsmaterial runden oder eckigen, insbesondere quadratischen oder rechteckigen Querschnitt besitzt.
Die elektri schen Zu- und Ableitungen sind an geeig neter Stelle isoliert herausgeführt und nicht dargestellt. Der Raum aussen zwischen dem Tiegel und um die Widerstandsdrähte oder =Folien 4 einerseits und der Innenwandung des Körpers 2 anderseits ist nun mit vor zugsweise fein pulverisierter Holzkohle 5 dicht, beispielsweise durch Einstampfen, ausgefüllt. Der äussere Abschluss ist durch einen ringförmigen Deckel 6 aus Gusseisen geschaffen, der einerseits den Tiegel 1 hält und anderseits auf dem Aussenrand des Stückes 2 befestigt ist.
Die Erfahrung hat nun gelehrt, dass tatsäch lich keine Luft durch die Holzkohle hin durch an die in ihr eingebetteten Wider standsmaterialien 4 herankommen kann. Sollte Holzkohle bei höchsten Temperaturen im geringsten Masse verbrennen, so kann durch einen Einfülltrichter 7, der durch einen Hahn 8 abgeschlossen werden kann, von Zeit zu Zeit frische Holzkohle nach gefüllt werden.
Viel einfacher ist noch die Herstellung und Aufrechterhaltung des Betriebes eines liegenden Ofens gemäss Abb. 2.
Dieser besteht aus dem als Rohr 9 be liebigen Querschnittes und geeigneten Ma terials gebildeten Schmelzraum, der in ein Bett aus Holzkohle 5 vollständig eingelas sen ist. Die Holzkohle selbst ist wiederum in einem oben offenen Trog oder dergleichen 2 aus Schamotte oder dergleichen gehalten, und dieser Trog kann wiederum aussen durch eine Eisenwand 3 zusammengehalten sein. Der Abschluss des Troges und des Holz kohlenbettes vorne und hinten kann in jeder geeigneten Weise, beispielsweise auch durch eine Gusseisenwand, erfolgen. 4 sind wieder um die Heizspiralen oder =Folien aus Mo lybdän, Wolfram oder deren Legierungen.
Sollte hier im Laufe des Betriebes ein geringfügiger Abbrauch von Holzkohle stattfinden, so braucht diese in einfachster Weise von Zeit zu Zeit nur oben aufgeschüt tet zu werden. Natürlich kann der Trog von oben durch einen Deckel aus geeignetem Material geschlossen sein.
An Stelle von Holzkohle können andere Kohlenarten Anwendung finden, welche nicht elektrisch leitend sind.
Da gewisse Holz- und andere an sich nicht elektrisch leitende Kohlearten Bei mengungen an leitenden Metallen in kleiner Menge enthalten, hart es sich als vorteilhaft erwiesen, solchen Holz- und andern Kohle arten hochschmelzende Oxyde beizumengen, wie zum Beispiel Calciumoxyd, Magnesium oxyd, Aluminiumdioxyd, oder solche Verbin dungen dieser Oxyde, die beim Glühen in diese Oxyde übergehen. Es werden in sol chen Fällen die erwähnten Oxyde oder deren Verbindungen in vorzugsweise feinverteilter Form der zerkleinerten Holz- oder sonstigen nicht leitenden Kohle beigemischt, um die wenn auch geringe Leitfähigkeit der die Oxydation der Widerstandsmaterialien ver hindernden Schutzmasse zu vernichten.