Elektrisch beheizter Ofen. Die Erfindung bezieht sich auf einen elek trisch beheizten Ofen mit einer Heizkammer aus feuerfestem Werkstoff, welche unter Aus füllung des Zwischenraumes durch wärme isolierendes Material in einen gasdichten Au ssenmantel eingebaut ist. Bei Öfen dieser Art muss die Heizkammer am Aussenmantel und seinen Versteifungen abgestützt werden, was bisher durch Heranführung der Ofen decke und gegebenenfalls auch des Ofen bodens bis an den Aussenmantel erreicht wurde. Da feuerfeste Werkstoffe gute Wärme leiter sind, wird 'in dieser Weise zwischen der Muffel und' dem kalten ;Aussenmantel eine wärmeleitende Verbindung geschaffen, die erhebliche Wärmeverluste mit sich bringt.
Manche elektrothermische Prozesse, zum Bei spiel die Gewinnung von Magnesium aus Magnesia durch Erhitzung eines innigen Ge misches des zu reduzierenden Gutes mit kohlenstoffhaltigen Reduktionsmitteln, können daher in den bekannten Elektrodenöfen nicht bei so hohen Temperaturen durchgeführt wer den, als dies wünschenswert wäre.
Bei Durch führung dieser Reaktion in Elektrodenöfen, bei welchen die Elektroden von oben her aufrecht in den Ofenraum eingeführt sind, ergibt sich infolge der Wärmeleitung durch die Decke noch der weitere Übelstand, dass die Temperatur im Ringspalt um die Elek troden herum weit unter die im Ofenraum herrschende Temperatur sinkt, was zum Bei spiel bei der Reduktion von Magnesiumoxyd zur Folge hat, dass die Magnesiumdämpfe und das Kohlenoxyd, die zwar bei der hohen Temperatur des Ofenraumes nebeneinander beständig sind, aber bei tieferen Tempera turen unter Rückbildung von Magnesium auf einander einwirken, in dem Ringspalt mit einander reagieren, so dass sich dort ein Ge misch von Magnesium,
Magnesiumoxyd und Kohle ausscheidet, welches den Spalt über brückt und eine leitende Verbindung zwischen der Elektrode und der Ofenwand - herstellt. Beim Ofen gemäss der Erfindung sind die Verluste durch Wärmeleitung dadurch er heblich herabgesetzt, dass die Heizkammer am gasdichten Aussenmantel mit Hilfe von Streben abgestützt ist, welche das den Zwi schenraum zwischen der Heizkammer und dem Aussenmantel füllende, wärmeisolierende Material durchsetzen.
Da den Streben nur die Aufgabe zufällt, die Druckkräfte von den Wänden oder auch von der Decke und dem Boden der Heizkammer auf den Aussen mantel zu übertragen, kann ihr Querschnitt verhältnismässig gering bemessen werden, so dass die Verluste durch Wärmeleitung er heblich kleiner sind, als dies bei den be kannten Öfen mit einer bis an den Aussen mantel herangeführten Decke der Fall ist. Es hat sich gezeigt, dass die Temperatur in der Heizkammer durch die beschriebene Aus gestaltung der Abstützung unter sonst völlig gleichen;Umständen um ungefähr 200 C ge steigert 'werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Ofens gemäss der Erfindung im Vertikalschnitt dargestellt.
Die geschlossene Heizkammer 1 ruht auf einem Sockel 2 und ist aus feuerfesten Bau stoffen in Form von Platten und Ziegeln aufgebaut. Die Decke und der Boden stehen über den Seitenwänden nicht vor. Die Sei tenwände weisen oben eine Schulter 3, unten eine Schulter 4 auf, so dass der Druck des aus Steinen zusammengefügten Deckengewöl bes auf die Seitenwände und von diesen auf den Boden übertragen wird. Seitenwände und Boden sind unter Vermittlung der Stre ben 5 und 6 am gasdichten Aussenmantel 7 aus Metall abgestützt; sie sind mit ihrem innern Ende in schalenförmige Ausnehmun- gen der Seitenwände und des Bodens, mit ihrem äussern Ende in Pfannen 8 und 9 ein. gesetzt, welche mit dem. Metallmantel ver bunden sind.
Gegebenenfalls kann der den Seitendruck der pfannenförmigen Widerlager aufnehmende Teil des Metallmantels durch Armierungen, zum Beispiel U-Eisen <B>10,</B> ver steift sein. Der Räum zwischen Heizkammer und Metallmantel ist mit einem wärmeiso lierenden Material (vorteilhaft Russ) gefüllt.
Die Streben 5 und 6, die aus feuerfestem Baustoff, zum Beispiel Graphit, oder dem zur Herstellung von Kohlenstoff steinen dienen den Material bestehen, sind nur auf Druck beziehungsweise gnickung beansprucht und können daher verhältnismässig dünn gemacht werden, so dass die durch die Streben nach aussen geleiteten Wärmemengen klein sind.
Die Elektroden 11, die den Mantel 7 durchsetzen, sind durch die Decke der Reiz kammer in bekannter Weise so hindurch geführt, dass zwischen Elektrode und Decke ein Ringspalt 12 vorhanden ist, wodurch ein Stromübergang von der Elektrode zur Decke verhindert ist. Um auch den Stromübergang von den Elektroden zu dem wärmeisolieren den Material, das alle Wände der Heizkam- mer in annähernd gleicher Schichtstärke um schliesst, unmöglich zu machen, ist der die Isolierung durchsetzende Teil der Elektroden in ein Rohr aus feuerfestem Material einge hüllt, das: den Aussenmantel durchdringt und mit seinem untern Ende in die Decke der Heizkammer eingesetzt ist.
Um der Wärme ausdehnung der Heizkammer Rechnung zu tragen, ist diese Schutzhülle aus zwei in einander verschiebbaren und gegeneinander abgedichteten Teilen zusammengesetzt, näm lich einem kurzen Stutzen 13 aus wärme isolierendem Baustoff, der am Aussenmantel befestigt ist und einem im Stutzen verschieb baren, auf der Decke der Heizkammer auf sitzenden gohlenstoffrohr 14. Die Abdich tung kann zum Beispiel durch Asbestzöpfe 15 bewirkt werden, die um das obere Ende des Rohres 14 gewickelt sind.
Der Stutzen 13 trägt die wassergekühlte Stopfbüchse 16 der Elektrode und ist mit einem Einlassrohr 17 versehen, durch das ein indifferentes oder reduzierendes Gas, zum Beispiel Wasserstoff, eingeführt werden kann, das den zwischen der Elektrode und der Ofendecke ausgespar ten Ringspalt bespült, so dass die im Ofen entstehenden gas- und dampfförmigen Re aktionsprodukte gehindert sind, in den Spalt einzutreten. Die Beschickung wird dem Ofen von un ten zugeführt, während die gas- und dampf- förmigen Reaktionsprodukte durch einen Ka nal 18 in der Seitenwand der Heizkammer in einen Kondensator 19 gelangen.
Die Decke der Heizkammer kann bei Öfen von kleiner Abmessung aus einer Platte hergestellt seit, doch sind auch in diesem Falle Verstrebungen anzuordnen, damit Druck kräfte, die auftreten, wenn die Platte wäh rend des Betriebes springt, auf den Aussen mantel übertragen werden.
Electrically heated oven. The invention relates to an electrically heated furnace with a heating chamber made of refractory material, which is built into a gas-tight outer jacket while filling the gap with heat insulating material. In ovens of this type, the heating chamber must be supported on the outer jacket and its stiffeners, which was previously achieved by bringing the oven top and possibly also the oven bottom up to the outer jacket. Since refractory materials are good heat conductors, a heat-conducting connection is created between the muffle and the cold outer jacket, which entails considerable heat losses.
Some electrothermal processes, for example the production of magnesium from magnesia by heating an intimate mixture of the material to be reduced with carbon-containing reducing agents, cannot therefore be carried out in the known electrode furnaces at temperatures as high as would be desirable.
When this reaction is carried out in electrode furnaces, in which the electrodes are inserted upright into the furnace chamber from above, the heat conduction through the ceiling results in the further disadvantage that the temperature in the annular gap around the electrodes is well below that in the furnace chamber The prevailing temperature drops, which, for example, with the reduction of magnesium oxide has the consequence that the magnesium vapors and the carbon oxide, which are stable next to each other at the high temperature of the furnace chamber, but act on each other at lower temperatures, with the regression of magnesium react with each other in the annular gap, so that a mixture of magnesium,
Magnesium oxide and carbon precipitate, which bridges the gap and creates a conductive connection between the electrode and the furnace wall. In the furnace according to the invention, the losses due to heat conduction are significantly reduced by the fact that the heating chamber is supported on the gas-tight outer jacket with the aid of struts which enforce the heat-insulating material filling the interim space between the heating chamber and the outer jacket.
Since the struts only have the task of transferring the pressure forces from the walls or from the ceiling and floor of the heating chamber to the outer jacket, their cross-section can be made relatively small, so that the losses due to heat conduction are considerably smaller than this is the case with the known ovens with a ceiling that is brought up to the outer jacket. It has been shown that the temperature in the heating chamber can be increased by about 200 C under otherwise completely identical circumstances by the design of the support described.
In the drawing, an embodiment example of the furnace according to the invention is shown in vertical section.
The closed heating chamber 1 rests on a base 2 and is made of refractory construction materials in the form of panels and bricks. The ceiling and the floor do not protrude from the side walls. The side walls have a shoulder 3 at the top and a shoulder 4 at the bottom, so that the pressure of the ceiling vault made of stones is transferred to the side walls and from these to the floor. Side walls and bottom are supported by the mediation of the Stre ben 5 and 6 on the gas-tight outer jacket 7 made of metal; they are with their inner end in bowl-shaped recesses in the side walls and the bottom, with their outer end in pans 8 and 9. set which with the. Metal jacket are connected.
If necessary, that part of the metal jacket that absorbs the side pressure of the pan-shaped abutment can be stiffened by reinforcements, for example U-iron 10. The space between the heating chamber and the metal jacket is filled with a heat-insulating material (advantageously soot).
The struts 5 and 6, which are made of refractory building material, for example graphite, or the material used to manufacture carbon bricks, are only subjected to pressure or buckling and can therefore be made relatively thin so that the struts to the outside conducted amounts of heat are small.
The electrodes 11, which pass through the jacket 7, are passed through the ceiling of the stimulus chamber in a known manner so that an annular gap 12 is present between the electrode and the ceiling, which prevents current from passing from the electrode to the ceiling. In order to make the transfer of current from the electrodes to the heat-insulating material, which encloses all the walls of the heating chamber in almost the same layer thickness, impossible, the part of the electrodes penetrating the insulation is encased in a tube made of refractory material, which: penetrates the outer jacket and is inserted with its lower end into the ceiling of the heating chamber.
In order to take into account the thermal expansion of the heating chamber, this protective cover is composed of two mutually displaceable and mutually sealed parts, namely a short nozzle 13 made of heat-insulating building material, which is attached to the outer jacket and a sliding bleed in the nozzle on the ceiling the heating chamber on seated carbon pipe 14. The sealing device can be effected, for example, by asbestos braids 15 which are wound around the upper end of the pipe 14.
The connector 13 carries the water-cooled stuffing box 16 of the electrode and is provided with an inlet pipe 17 through which an inert or reducing gas, for example hydrogen, can be introduced, which flushes the annular gap recessed between the electrode and the furnace roof, so that the gaseous and vaporous reaction products arising in the furnace are prevented from entering the gap. The feed is fed to the furnace from below, while the gaseous and vaporous reaction products pass through a channel 18 in the side wall of the heating chamber into a condenser 19.
The ceiling of the heating chamber can be made from a plate in ovens of small dimensions, but struts are also to be arranged in this case so that pressure forces that occur when the plate jumps during operation are transferred to the outer jacket.