Elektrischer Salzbadofen. Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Salzbadofen, insbesondere zur Wärmebehandlung von Metallen, z. B. zum Härten, mit einem aus stromleitendem Werk stoff bestehenden Behälter, der ein Salzbad enthält, in das Elektroden eintauchen, wobei das Salzbad selbst als. Heizwiderstand dient.
Die Erfindung bezweckt eine Überhitzung an einzelnen Stellen des. Badinhaltes zu verhin dern und die Vorteile eines, möglichst grossen nutzbaren Badraumes. und einer gleichmässi gen Beheizung zu vereinigen.
Es sind bereits elektrisch beheizte Sadz- badöfen bekannt, bei denen die Elektroden paarweise und mit geringem Abstand vonein ander angeordnet sind, wobei,
der Strom die zwischen den Elektroden befindliche kleine Salzmenge durchfliesst. Die indem Ofen aus nicht stromleitenden Wandungen paarweise angeordneten Elektroden nehmen einen un verhältnismässig grossen Platz des gesamten Badinhaltes ein, wodurch einerseits nur ein geringer Raum für das zu härtende Gut (Nutzraum)
erhalten wird und anderseits in folge des geringen Nutzraumes die Gefahr be steht, dass Stromlinien durch das Härtegut gehen, was zu Überhitzungen des Gutes füh ren kann.
Gemäss der Erfindung kann eine gleich mässige und überhitzungsfreie Erwärmung des Badinhadtes, insbesondere bei grossen Öfen, dadurch erzielt werden, dass die eintau chenden Elektroden mit einem Abstand von einander, der grösser ist al,si ihre Entfernung von der Behälterwand, höchstens längs zwei Drittel des Behälterumfanges ohne Zwischen schalten von die Elektroden trennenden Wän den verteilt sind.
Vorzugsweise kann hierbei die Verteilung bei länglichen Behältern in der Weise geschehen, dass die eintauchenden Elek troden lediglich an der Langseite angeordnet sind.
Auf diese Weis kann eine gute und gleichmässige Durchwärmung des: Badinhadtes, auch von Wannen erheblicher Dimensionen, erhalten und ausserdem erreicht werden, dass der von den Elektroden eingenommene und nicht auszunutzende Badraum auf ein Min destmass beschränkt bleibt. Der Salzumlauf ist insbesondere bei grösseren Wannen nicht. nur dem Gesetz der Wärmewirkung, sondern auch einem elektrodynamischen Effekt unter worfen.
Bei dem durch die senkrecht einge- tauchten Elektroden erhaltenen Stromdurch gang durch den Sa.lzba.dofen bildet sich zwi schen den Elektroden ein magnetisches Feld aus, dessen elektrodynamisclie Irraft auf das stromführende Salzbad zwischen den Elektro den in Richtung nach unten verläuft.
Durch die Anordnung der Elektroden in der Nähe der stromführenden Behälterwand bildet sich dieser Effekt auch zwischen Elektrode und Behälterwand besonders wirkungsvoll aus, so dass dort das Salzbad entgegen dem Wärine- auftrieb von oben nach unten und dafür an der Mitte des Ofens von unten nach oben um läuft. Dies wirkt sich in einer gleichmässigen Belieizung des gesamten Bades aus, wobei die zu behandelnden "#Ä'erkstüclze dort eingetaucht werden, wo von unten der warme Salzstrom nach oben steigt.
Insbesondere bei Anord nung der Elektroden an der langen Wand des Behälters wird die erstrebte Wirkung noch dadurch unterstützt, da.ss der durch den er wähnten elektrodynamischen Effekt erwirkte Salzumlauf nach der kürzeren Dimension des Bades verläuft, so dass der elektrodynamische Effekt den gesamten Badra.um beheizt.
Fer ner geht insbesondere durch diese Anordnung der Elektroden nur verhältnismässig wenig Nutzraum des Bades verloren, was vornehm lich für Zementierbäde.r bei höheren Tempe- rahiren von Bedeutung ist, bei denen der Salzverbrauch im wesentlichen von der Bad grösse abhängt.
Die eintauchenden Elektroden können einen parallel zum Boden des Behälters ge- führten Schenkel aufweisen und in dem hori zontalen Arm. Durchbrechungen enthalten, um örtliche Überhitzungen zu vermeiden und ein freies Durchströmen des von den Elektroden erhitzten Teils der Salzschmelze zu gewähr leisten.
In der Zeichnung sind mehrere Ausfüh- rungsheispiele des erfindungsgemässen Sa@lz- badofens dargestellt.
Die Fig. 1 und :.) stellen in Draufsichten einen Salzbadofen dar, der mit Wechselstrom arbeitet. In dem Badbehälter 1 aus stromm-lei- tendem Werkstoff befinden sich die ungleich namigen Elektroden .l? und S je in einer Ecke des Behälters in weitem Abstand voneinan der, so dass,
wie dies in der Zeichnung durch die den Stromlinien entspi-eehenden Striche zwischen den Elektroden und der Behälter wand angedeutet ist, ein St.roiiidurehgang von den beiden Elektroden zur Wandung statt findet, nicht aber, oder in praktisch nicht nennenswerter Weise. zwisclieii den Elektro den selbst. Man kann aber auch die beiden in dem Bad befindlichen Elektroden als gleich namige Pole vorsehen, wobei die Behält terwandung den andern Pol darstellt (Fig. 21.
In den Fig. 3 und 4 sind Einrichtungen dargestellt zur sseheizung des Schmelzbades, die mit 3-Phasenstrom arbeiten. Hierbei ist es wiederum wesentlich, dass die längs der einen Wandung des Behälters angeordneten Elektroden in so kurzem Abstand von dieser vorgesehen sind, -dass der Strom praktisch lediglich zwischen je einer Elek trode und der Behälterwandung fliesst, nicht aber zwischen den Elektroden untereinander.
Die Fig. 4 zeigt die, Anordnung eines Gitters \? zur Abgrenzung des Raumes 3, in dem sich die Elektroden befinden. von dem Raum 4, in den das Härtegut eingebracht wird.
Das Gitter kann zweckmässig parallel zu der Wandung des Gehäuses, an der die Elektro den vorgesehen sind, verlaufen und Durch brechungen 5 aufweisen, durch die eine gute Durchmischung der in dem Raum 3 erwärm ten Schmelze mit dem übrigen Badinha-lt stattfinden kann. Vorzugsweise kann das Gitter aus einem stromleitenden Werkstoff.
zum Beispiel aus einem Blech aus Eisen be stehen, das ausserdem mit der stromleitenden Behälterwandung verbunden ist, so da.ss ein Stromdurchgang von den Elektroden nicht nur zur Behälterwandung, sondern auch zu dem Gitter 9vor sich gehen kann.
Statt drei Elektroden kann man bei Dreh strom auch 6, 9, 12 oder dergleichen Elektro den verwenden, die zweckmässig an einer Seite des Behälters: anzuordnen sind, wobei wiederum der Abstand der einzelnen Elektro den voneinander grösser ist, als derjenige der Elektroden von ider stromleitenden BehMter- wandung (Fig. 5). Auf diese Weise können Salzbadbehälter beliebiger Grösse mit gutem )Virkungsgrad und guter Raumausnutzung elektrisch beheizt werden.
Die Fig. 6 zeigt einen senkrechten Q,uer- schniei eines Behälters, wobei die in<B>das</B> Schmelzbad eingetauchte Elektrode von -der Seitenwandung durch Distanzstücke 6 freige halten wird, alsoselbst bei Verwerfungen der Wandung oder der Elektrode ein Berühren zwischen der Wandung und der Elektrode ausgeschlossen ist.
Die Distanzstücke müssen aus nicht stromleitenden und gegen die Salz bäder chemisch beständigen Werkstoffen be stehen. Als; Werkstoff dafür kann beispiels- weise bei einem Cyanid-Schmolzbad Alumi niumoxyd verwendet werden.
Um, ohne die Anzahl der Elektroden zu vergrössern, eine unerwünscht hohe Belastung der einzelnen Elektroden zu vermeiden, kön nen diese auch mit einem Schenkel versehen sein, der sich nur über einen Teil oder .den ganzen Boden erstreckt.
Fig. 7 zeigt eine- solche Elektrode 7, von der ein Schenkel 8 parallel zur Bodenwan dung des Behälters weitergeführt ist. Dieser Schenkel kann zum Durchströmen der erhitz ten Sadzschme uze Durehbreahungen aufwei sen. Distanzstücke 9 sichern dabei einen ge wissen Abstand der Elektrode von der Be hälterwandung.
Es, kann noch ein Schutz- gitter 10 vorgesehen sein, das zweckmässig dem Verlauf der Elektrode angepasst ist. Auf diese Weise wird eine gute Erwärmung des Bades bei hohem Wirkungsgrad erzielt, wobei zugleich ein grosser Arbeitsraum 11 erhalten wird, in dem das Gut, das vorteilhaft gegen die Wandung isoliert ist, eingebracht werden lianrl., , Vorteilhaft können, um ,den Strom:
durch- garig durch das Bad besser regulieren zu kön nen, die Elektroden in dem Behälter verstell bar angeordnet werden, zum Bleispiel so, dass ihr Abstand voneinander und/oder ihr<B>Ab-</B> stand von der Wandung des Behälters und/ oder ihr Abstand von dem Härtegut verändert werden kann, wobei aber ihr Abstand von einander grösser als der Abstand von der Behälterwand eingestellt wird.
Schliesslich können die Elektroden auch so angeordnet sein, dass :sie in der Höhe verstellt werden können, so dass .sie mehr oder weniger tief in das Bad ,eintauchen.
Mit der versiehieblichen Anordnung der Elektroden werden mannigfache Vorteile er zielt. So kann man den Stroindurchgang und die Erwärmung des Bades den Leitungskoef- fizienten der verwendeten Salz- bezw. Salz- gemischsichmelze in geeigneter Weise anpaas- sen. Ferner isst es möglich,
die Temperatur sowohl des gesamten Badinhaltes als auch nur einzelner Abschnitte des Bades in beliebiger und gewünschter Weise einzustellen, so- da.ss man je nach Bedarf eine verschiedene Art der Erhitzung des Badinhaltes vornehmen kann. Die Möglichkeit der Einstellung der Lage der Elektroden in bezug auf das Härte gut ergibt ferner den wesentlichen Vorteil, dass man dadurch :
den Strornlinienfluss leicht in eine gewünschte Richtung bringen kann. Je nach Belieben kann man den Stromdurch gang durch das Härtegut ganz oder teilweise verhindern. Schliesslich ist es auch noch wich tig, dass die Einrichtung eine ,der Quantität des Härtegutesi entsprechende Einstellung in vollkommener Weise ermöglicht.
In der Zeichnung sind einige beispiels weise Ausführungsformen von Salzbädern mit verstellbar angeordneten Elektroden in schematischer Darstellung veranschaulicht.
Fig. 8 zeigt ein mit Dreiphasenstrom be heiztes Schmelzbad 12 in Draufsicht, bei dem die Elektroden RST durch eine Führung 1ä gehalten werden, in der sie sowohl,
in Rich- tung zueinander alss auch in Richtung ihrer Längsachse verschoben und längs höchstens zwei Drittel des Behäalterumfanges verteilt werden können. Durch ihre gleichmässige Verteilung in hezug auf das eingeführte Härtegut 14 lässt sich die Erwärmung des Bades entsprechend regulieren.
Die Fig. 9 und 10 zeigen Querschnitte durch das) Bad der Fig. 8 nach den Linien IX-IX, X-X und veranschaulichen in schematischer Weise die Anordnung der verschieblichen Elektro den in den Führungselementen 13.
Fig. 11 stellt in einer Draufsicht eine an dere Anordnung der Elektroden RST dar. Sie können so angeordnet sein, dass mir ein Teil des Bades entsprechend der Grösse der zu ze mentierenden Flächen des eingeführten Härte- gutes geheizt wird.
Je nach dem Umfang des Behälters und auch des Härtegates können die Elektroden zusätzlich, insgesamt oder einzeln, in der Höhe verstellt werden, wodurch man eine weitere Regulierungsmöglichkeit erhält.