Elektrischer Ofen für metallurgische Zwecke, zum Beispiel für die Gewinnung von Zink und dergleichen. Die Erfindung betrifft einen elektrischen Ofen für metallurgische Zwecke, zum Beispiel für die Gewinnung von Zink oder dergleichen. Die Erfindung soll ermöglichen, dass unter vollständigem Luftabschluss oder in einer ganz bestimmten Atmosphäre oder im evakuierten Raum gearbeitet werden kann.
Es wird des wegen die Lichtbogenbeheizung mit ihren ver schiebbaren und regulierbaren Elektroden gänzlich vermieden und ausschliesslich eine Widerstandsbeheizung und eine Beheizung der Beschickung von den Ofenwänden zur An wendung gebracht.
Um dies zu erreichen, ist nach der Er findung ein vollständig geschlossener Be schickungsraum vorgesehen, an dessen Um fang in den Wandungen in mindestens einer Reihe eine Anzahl von nach dem Zentrum zu nicht verschiebbaren, mit in der Wärme elektrisch leitender Masse überstampften, also mit der Beschickung nicht in Berührung kommenden Elektroden angeordnet ist, wobei diese so geschaltet sind, dass zwischen sämt- lichen in der gleichen Reihe liegenden Elek troden Potentialdifferenz herrscht.
Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
Fig. 1 stellt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform dar, und zwar nach Linie I-I in Fig. 2. Diese ist ein Quer schnitt durch den Ofen und zeigt die Anord nung der Elektroden.
Durch Fig. 3 werden die Strom- und Spannungsverhältnisse zwischen den Elek troden veranschaulicht. - Fig. 4 und 5 zeigen zwei beispielsweise Anschlussschaltungen, für welche die in Fig. 3 dargestellte Potentiälverteilung gilt. - Fig. 6 stellt schematisch eine zweite Aus führungsform dai#, und Fig. 7 ist' eine Abwicklung des Ofenum fanges dieser Ausführungsform.
Fig. 8 und 9 zeigen zwei verschiedene beispielsweise Anschlussschaltungen für die Ausführungsform nach Fig. 6 und 7. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 sind sechs Elektroden Ei, E2, E3, Ei' E2', E3'_ in einer Reihe über dein Umfang gleich mässig verteilt, die, sich paarweise gegenüber liegend, an die Stromquelle angeschlossen sind.
Der Ofenraum A ist vollständig ge schlossen, die Elektroden ragen nicht in den Beschickungsraum hinein und sind im Innern mit der Widerstandsmasse, beispielsweise Dolomit überdeckt. Wie aus Fig. 1 ersicht lich, erstrecken sich die Elektroden über die ganze Länge des Ofenraumes A, der in üb licher -Weise durch Kanäle mit einer oder mehreren Vorlagen B verbunden ist. Der Ofen ähnelt in seiner Form den bisher mit Gas beheizten stehenden oder liegenden Re torten.
Er besitzt die Form einer langge- streckten stehenden oder liegenden Kammer .4, von Zylinderform, die innen vollkommen mit einer in der Wärme die Elektrizität lei tenden Masse (Dolomit) ausgekleidet ist. In die Seitenwände der Kammer A sind die Elektroden eingemauert. Sie werden so an die Elektrizitätsquelle angeschlossen, dass zwischen allen Potentialdifferenz besteht, so dass der elektrische Heizstrom sowohl zwi schen den einzelnen Elektroden, als auch ,ge gebenenfalls noch von der einen Elektrode zur schräg gegenüberliegenden Gegenelektrode je nach den Widerstandsverhältnissen ini Ofen fliesst.
Die Widerstandsbeheizung erfolgt teils durch das auf die Elektroden aufgestampfte Ofenfutter, teils durch den -Widerstand, den die Beschickung des Ofeninnern dem Durch gang des Stromes gegebenenfalls entgegen setzt. Eine Verunreinigung der Beschickung durch das Elektrodenmaterial ist hierbei aus geschlossen, da die Beschickung mit den Elektroden "selbst nicht in Berührung kommt.
Die Strahlungsbeheizung erfolgt von dem durch Widerstandsbeheizung erhitzten Ofen futter, besonders in dem Falle, wenn das Ofeninnere nur zum Teil von der Beschickung ausgefüllt ist.
Die besondere Anordnung der Elektroden und. die gleichmässige Stromverteilung ge- währleisten auch eine gleichmässige Beheizung des Ofeninnern.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Anschluss- schaltung für den Ofen ist als Stromquelle ein Drehstromgenerator in offener Sternschal tung und regulierbarer Magnetwicklung an genommen.
Für die Potential- und Strom verteilung ergibt sich dabei nach Fig. 3 fol gendes Bild: Bezeichnet man mit Ep die volle Phasen spannung, dann ist diese zwischen den sich gegenüberliegenden Elektroden Ei und Ei', oder Es und E-', oder Es und Es', stets L'p, im Verhältnis der andern Elektroden zuein ander aber wie folgt:
EMI0002.0039
1-2 <SEP> 1-2'
<tb> 1-3 <SEP> <B>1-3'</B>
<tb> 2-3= <SEP> <U>E\'2</U> <SEP> =0,SGGEp <SEP> 2-1'=0,51a,
<tb> 11-21 <SEP> <B>11-31</B> <SEP> 3-1'
<tb> ' <SEP> - <SEP> 3' <SEP> <B>3-2'</B> Bei der in Fig. 5 dargestellten AnschluP- schaltung für den Ofen ist als Stromquelle ein Drehstromtransformator in unverketteter Schaltung der Sekundärwicklung angenom men. Das Strom- und Spannungsdiagramm ist das gleiche wie in Fig. 3.
Die Regulierung der Beheizung erfolgt bei diesem Ofen gegebenenfalls während des Be triebes von aussen, d. h. am Generator oder Transformator dadurch, dass die an den Elek troden angelegte . Spannung beispielsweise durch Einstellung des drehbaren Teils eines Potentialreglers variiert wird oder dadurch, dass besondere Zusatztransformatoren verwen det werden, die als Reguliertransformatoren ausgebildet sind.
Auch kann sie dadurch er folgen, dass vor solche Zusatztransformatoren, die dann ein konstantes Übersetzungsver hältnis haben, ein Potentialregler oder ein besonderer Reguliertransformator gelegt wird oder dadurch, dass ein Reguliertransformator oder ein Potentialregler vor den Haupttrans formator oder -Generator geschaltet wird, welch letzterer eine bestimmte Spannung an die Elektroden legt, die ihrerseits durch den vorgeschalteten Apparat geändert wird. Schliesslich kann die -Regulierung der Behei- zung bei diesem Ofen auch noch dadurch er folgen, dass die Höhe der zugesetzten Span nung von dem in die Elektroden geschickten Strom in selbständige Abhängigkeit gebracht wird.
Bei dem dargestellten Ofen sind die Elek troden derart geschaltet und so gleichmässig urn den Beschickungsraum verteilt, dass sich der Spannungsabfall zwischen je zwei Elek troden entsprechend den geringeren oder grösseren Entfernungen der Elektroden von einander und genau entsprechend den Wider ständen zwischen den einzelnen Elektroden verhält. Dadurch wird eine vollkommen gleich mässige Beheizung der Beschickung bezw. des Ofenfutters erreicht.
Bei nicht ganz gleichmässiger Beschickung, oder wenn sich etwa in einer Zone der Be schickungssäule durch Ungleichmässigkeit in der Leitfähigkeit der Beschickung eine bessere oder schlechtere Leitfähigkeit ergibt, kann der Fall eintreten, dass an diesen Stellen der Strom nicht ganz gleichmässig über die ganze Länge der Elektroden durch den Beschickungs raum hindurchfliesst.
Die Anordnung nach Fig. 6-8 dient da zu, auch für diese Verhältnisse einen gleich mässigen Stromdurchflussdurch dieBeschickung zu erzielen. .Bei dieser Ausführung sind im Gegensatz zu derjenigen nach Fig. 1 und 2 verhältnismässig kurze Elektroden verwendet. Die Elektroden sind hier in drei auf die Länge des Ofens verteilten Reihen<I>I, 11</I> und III angeordnet. In jeder Reihe ist eine ge rade Anzahl von Elektroden auf den Umfang des Ofens gleichmässig verteilt.
Die Elek troden der aufeinanderfolgenden Reihen, also der Reihe<I>I</I> und<I>11</I> bezw. 1I und 11I, sind gleichmässig gegeneinander .versetzt. Jedes der Paare gegenüberliegender Elektroden jeder Reihe, also 1, 1' bezw. 2, 2' und 3, 3' jeder Reihe ist an eine besondere Phase des Dreh- stromgenerators angeschlossen, so dass nicht nur zwischen den Elektroden einer Reihe der Spannungsabfall zwischen den einzelnen Elek troden entsprechend dem grösseren und ge ringeren Abstand zwischen ihnen grösser oder kleiner ist, sondern dass auch zwischen be nachbarten Elektroden benachbarter Reihen Spannungsabfall besteht.
-Der Strom ist daher gezwungen, auch zwischen je zwei Elektroden reihen gleichmässig zu fliessen. Für die Span nungsverteilung der Elektroden einer jeden Reihe ergibt sich wiederum das in Fig. 3 dargestellte Bild. Die Zahl der Reihen kann beliebig gewählt werden. Es können auch Reguliervorrichtungen an der Stromquelle an geordnet sein, mittelst deren während des Betriebes von aussen bei einer nur teilweisen Füllung eines vertikalen Ofens mit dem zu behandelnden Material oder bei einer Füllung des Ofens mit Material, das auf die Länge des Ofens verschieden ist, der Heizeffekt einzelner Elektrodenreihen gegenüber dem jenigen anderer Reihen so reguliert werden kann, dass der Ofen an verschiedenen Stellen seiner Länge verschieden geheizt wird.
Die in Fig. 6-8 dargestellte Ausführungs form, bei welcher sich verhältnismässig kurze Elektroden ergeben, hat dadurch den beson- dern Vorteil, dass eine Zerstörung des Ofen mauerwerkes, wie sie durch die Ausdehnung der langen Elektroden beim Erwärmen der selben zu befürchten ist, vermieden wird.
Fig. 9 zeigt eine andere Anschlussschal- tung für die Ausführungsform nach Fig. 6 und 7, bei welcher ein Drehstromtransformator mit offener Schaltung der Sekundärwicklung als Stromquelle verwendet ist.