DE807312C - Elektrischer Ofen zur Behandlung von Glas und aehnlichen Stoffen - Google Patents

Description

• Elektrischer Ofen zur Behandlung von Glas und ähnlichen Stoffen Die Erfindung bezieht sich auf Ofen, in welchen Stoffe, wie insbesondere Glas, mittels hindurchgeleiteten elektrischen Stroms erhitzt werden, der durch Graphitelektroden eingeführt wird, die durch die Wände der Wanne hindurchgehen und in das Stoffbad eintauchen.
• Bei derartigen Ofen haben die verschiedenen Punkte der Elektrodenoberfläche verschiedene Temperaturen, einerseits bedingt durch die Temperatur des Bads, in welchem der vordere Teil der Elektrode eingetaucht ist, und anderseits durch die Temperatur der Umgebung, in der sich der hintere Teil der Elektrode, der mit dem Stromanschluß versehen ist, befindet. Nun ist es bekannt, daß Graphit in Gegenwart von Sauerstoff von einer Temperatur von 6oo° C ab verbrennt. Je nach der Temperatur des Bades können daher Teile der Elektrode sich außerhalb des Bades befinden, wo der Graphit der Gefahr des Verbrennens ausgesetzt ist, wenn nicht besondere Vorkehrungen zum Schutze dieser Teile gegen Berührung mit der Luft getroffen werden.
• Anderseits ist es wünschenswert, daß die Elektrode leicht in Richtung ihrer Achse verstellt werden kann, um eine Regelung der auf das Bad übertragenen elektrischen Leistung, einen Ausgleich der Abnutzung der Elektrode sowie einen Phasenausgleich zu ermöglichen und abgenutzte oder beschädigte Elektroden leicht auswechseln zu können.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Maßnahmen und Anordnungen, durch die der Schutz der Elektrode gegen Verbrennung gewährleistet und gleichzeitig ihre Verstellung in Achsrichtung möglich ist.
• Erfindungsgemäß wird der gegen Verbrennung zu schützende Teil der Elektrode eng von einem Körper aus einem Stoff umschlossen, der annähernd den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie Graphit hat und auf Graphit einen kleinen Reibungskoeffizienten besitzt.
• Dieser Körper kann aus Kohlenstoff und insbesondere aus Graphit bestehen. Er kann auch selbst, beispielsweise auf einem Teil seiner Länge, von einer Hülse umgeben sein, die ihn gegen Berührung mit der Luft schützt. Außerdem kann der Körper bzw. die ihn umgebende Hülse gekühlt «-erden.
• Der erfindungsgemäße Körper, der nach einer Ausführung die Form einer Büchse haben kann, läßt sich mit einem sehr kleinen Spiel auf die Elektrode aufbringen. weil er aus einem Stoff besteht, für den die gleichen oder im wesentlichen die gleichen Temperaturausdehnungsgesetze gelten. Dieser Körper sperrt also die Elektrode dauernd mit Sicherheit gegen die Berührung mit der Luft ab und schließt damit die Gefahr einer Verbrennung aus. Zufolge der VN'ahl des für den Körper benutzten Stoffs besteht auch keine Gefahr, daß der Körper sich auf der Elektrode festsetzt, weil der Stoff, besonders wenn es sich um Graphit handelt, selbst im warmen Zustand einen sehr geringen Reibungskoeffizienten beim Gleiten auf der Elektrode besitzt.
• Da die den Körper bildende Büchse die Elektrode umgibt, besteht auch für sie selber die Gefahr der Verbrennung, jedoch ist hier ein Schutz viel leichter zu erreichen, weil die Büchse feststehend angeordnet ist. So kann die Büchse zum Zwecke des Schutzes gegen Luftberührung auf bestimmten Abschnitten bzw. auf einer bestimmten Länge mit einer Hülse umkleidet werden, falls zu befürchten ist, daß ihre Temperatur die Mindesttemperatur erreicht oder überschreitet, oberhalb welcher die Verbrennung des Kohlenstoffs oder des Graphits beginnt. Diese Hülse kann aus einem Metall oder einer Metallegierung bestehen. Zur Bildung der Hülse kann man ein Blech aus dem in Frage kommenden Metall oder der Metallegierung benutzen, das beispiels"veise durch Aufklemmen oder durch Rufschrumpfung einer der Büchse angepaßten Hülse angebracht wird. Es kann aber auch beispielsweise durch Elektrolyse, durch Aufspritzen oder in anderer Weise ein entsprechender Schutzüberzug auf der Büchse angebracht werden. Für die Bildung der liiilse können auch andere Stoffe in Frage kommen, die genügend luftundurchlässig sind und zu denen beispielsweise Silicate mit hohem Schmelzpunkt gehören.
• Für die Büchse kann auch eine Kühlung irgendeiner bekannten Art vorgesehen werden. Es wurde jedoch festgestellt, daß es in der Praxis zweckmäßig ist, die Kühlung durch einen Strom eines gasförmigen Mittels vorzunehmen. Der Hauptvorteil dieser Art der Kühlung besteht darin, daß sie es gestattet, innerhalb weiter Grenzen die in der Zeiteinheit abgeführten Wärmemengen zu ändern, indem man einfach die Zuflußmenge des verwendeten Gasstroms ändert. Diese Regelung ist bis zu sehr kleinen Werten möglich, so daß man es in der Hand hat, nur entsprechend kleine Wärmemengen abzuführen. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, die Kühlung der Büchse so zu regeln, daß das in die Nähe der Büchse kommende Glas auf einer genügend hohen Temperatur bleibt, um nicht zu erstarren und die Beweglichkeit der Elektrode zu beeinträchtigen.
• Nachstehend sind einige beispielsweise Ausführungsformen von Anordnungen gemäß der Erfindung mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben, in der die Abb. i und 2 je einen schematischen senkrechten Schnitt durch eine Elektrodenanordnung bei einem Glasschmelzofen darstellen.
• In den Abbildungen bezeichnet i die Ofenwand, 2 das im Ofen befindliche Glasbad und 3 eine Graphitelektrode, die durch die Wand i hindurch in das Glasbad eintaucht.
• Gemäß Abb. i ist die Elektrode entsprechend der Erfindung von einer Büchse 4 aus Kohlenstoff oder Graphit umgeben. Die Büchse sitzt an einer Scheibe 5, die aus Isolierstoff besteht bzw. in geeigneter Weise elektrisch isoliert ist. -Mit Hilfe der Scheibe 5 läßt sich die Büchse 4 in der Ofenwand verstellen, um ihre Eindringtiefe mit Bezug auf diese Wand zu ändern. Die Büchse 4 ist auf einem Teil ihrer Länge von einer Metallhülse 6 bekleidet. Diese Hülse ist von einem Gehäuse 7 umgeben, welches von Isolierringen 8 und 9 auf der Hülse 6 gehalten ist. Das Gehäuse besitzt 2 Öffnungen io und i i, von denen die Öffnung io an ein Gebläse angeschlossen ist. Das in das Gehäuse eingeführte gasförmige Mittel entweicht durch die Öffnung i i in die Atmosphäre, nachdem es durch seine Berührung die Metallhülse 6 und damit die Büchse ,4 gekühlt hat.
• Zum Kühlen der Büchse und der Hülse könnten auch andere Mittel verwendet werden, indem man beispielsweise Rippen vorsieht, durch die die Kühlfläche vergrößert wird.
• In Abb. i ist die Büchse 4 mit Bezug auf die Innenseite der Wanne etwas zurückliegend dargestellt. Die Büchse kann mehr oder weniger tief in die Wand eingeführt werden, und zwar wird die Eindringtiefe so gewählt, daß das Bad, welches sich hei der Berührung der Wand abkühlt, an der die Büchse aufweisenden Stelle noch genügend flüssig ist, um ein leichtes Verschieben der Elektrode zu gestatten.
• Bei Abnutzung oder Beschädigung der Büchse kann diese leicht ersetzt werden, indem man um die Elektrode eine neue Büchse einführt und so weit vorschiebt, bis sie die Stellung der ersteren eingenommen hat. Bei diesem Aufschieben stößt die neue Büchse die beschädigte Büchse zurück; gegebenenfalls kann man dann die Elektrode etwas zurückziehen, so daß die beschädigte Büchse in das Bad fällt, aus dem man sie gegebenenfalls herausholen kann.
• Bei der Ausführung nach Abb. 2 ist die Büchse 4 in Form eines Wannenblocks aus Kohlenstoff oder Graphit ausgeführt, der also einen Teil des Ofens bildet. Hierbei ist der äußere Teil der Elektrode 3 von einem Kasten 7 umgeben, der außer Berührung mit der Elektrode gehalten bzw. gegen diese elektrisch isoliert ist. In diesen Kasten wird durch die Öffnung io von einem Gebläse her ein Gasstrom eingeführt, der durch geeignet verteilte Düsen aus dem Kasten austritt. Die austretenden Gasströme blasen direkt gegen die Außenfläche des Wannenblocks, der die Büchse bildet.
• Bei den dargestellten Ausführungen sind die Ofenwände, durch die die Elektroden hindurchgehen, senkrecht. Natürlich kann die erfindungsgemäße Anordnung auch bei Ofenwänden getroffen werden, die waagerecht oder irgendwie geneigt liegen. Ebenso ist die Erfindung nicht nur bei Ofen zum Schmelzen von Glas, sondern auch bei solchen zur Behandlung von anderen Stoffen anwendbar, wenn diese Stoffe auf Temperaturen gebracht werden, bei denen für die Elektroden, soweit sie sich außerhalb des Bades befinden, die Gefahr eines Verbrennens besteht.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Ofen zur Behandlung von Glas und ähnlichen Stoffen, bei dem die Stoffmasse mittels durchgeleiteten elektrischen Stroms erhitzt wird, der von die Ofenwände durchsetzenden und in die Stoffmasse eintauchenden Graphitelektroden zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode in dem gegen Verbrennung zu schützenden Teil eng von einem Körper aus einem Stoff umschlossen ist, der annähernd den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie Graphit und im Verhältnis zu letzterem einen kleinen Reibungskoeffizienten hat.
2. 2. Ofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenschutzkörper aus Kohlenstoff oder Graphit besteht.
3. 3. Ofen nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper die Form einer Büchse .hat.
4. 4. Ofen nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet; daß die Büchse mit einer Umkleidung aus einem Metall, einer Metallegierung oder einem sonstigen hinreichend luftundurchlässigen Stoff, z. B. Silicaten mit hohem Schmelzpunkt, versehen ist.
5. 5. Ofen nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Büchse bzw. deren Umkleidung eine Kühlung, vorzugsweise durch einen Gasstrom, vorgesehen ist.
6. 6. Ofen nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kühlung durch ein gasförmiges Mittel ein die Büchse umgebender Kasten dient, der mit einer Zutritts- und einer Austrittsöffnung für das Gas versehen ist.
7. Ofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasaustrittsöffnung von einer Anzahl von Blasdüsen gebildet ist. B.
8. Ofen nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse zum Teil innerhalb der Ofenwand, zum Teil außerhalb des Ofens liegt und ihre Eindringtiefe veränderlich ist.
9. 9. Ofen nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenschutzkörper aus einem einen Teil der Ofenwand bildenden Wannenblock besteht, der eine Öffnung für die Durchführung der Elektrode besitzt.