DE726445C - Elektrisch beheizter Herdschmelzofen zum Schmelzen von Leichtmetallen oder deren Legierungen - Google Patents

Description

• Elektrisch beheizter Herdschmelzofen zum Schmelzen von Leichtmetallen oder deren Legierungen Es ist bekannt, Metalle in Tiegeln, die außen von elektrischen Heizwiderständen umgeben sind, zu schmelzen oder hierzu sog. Herdschmelzöfen zu verwenden. So kennt man schon seit langem Tiegelöfen zum Schmelzen von oxydierbaren Schwermetallen, bei welchen das zu schmelzende Metall in ein dieses nicht angreifendes geschmolzenes Salzbad gebracht wird, das vorher auf eine die Schmelztemperatur des betreffenden Metalls übersteigende Temperatur erhitzt ist. Der Tiegel ist bei Öfen dieser Art einerseits in das Salzschmelzbad gestellt und von diesem praktisch von allen Seiten umgeben. Die die elektrische Widerstanäsbeheizung bildenden Elektroden sind dabei in das äußere Schmelzbad eingetaucht, so da;3 also die Erwärmung des Schmelzgutes im Tiegel von allen Seiten ziemlich gleichmäßig erfolgt. Es sind auch schon verschiedene Ausführungsformen von Schmelzöfen beschrieben worden, bei denen das Schmelzgut in einem Behälter untergebracht ist, dessen Sohle in der Hauptsache von der einen Elektrode gebildet wird, während die andere Elektrode von oben oder seitlich in den Schmelzraum eingeführt ist. Dias Schmelzgut selbst ist bei Einrichtungen dieser Art von einer Schlackenschicht über-oder unterschichtet oder befindet sich - zwischen einer oberen und unteren Schicht. Diese als elektrischer Widerstand wirkende Schlackenschicht kann bei einer anderen Ausführung eines Schmelzofens bekannterweise von einem ring- oder schalenförmigen Behälter eingeschlossen sein und auf dem Schmelzgut schwimmen, wobei die eine Elektrode in diese Schicht bzw. in den Behälter eintaucht.
• Das Schmelzen der Schlackenschicht kann riitweder durch den direkten elektrischen Stromdurchgang erfolgen oder auch zuerst mit Hilfe eines Flammenbogens durchgeführt werden, der, sobald das Bad flüssig und leitend ist, unterbrochen wird.
• Bei elektrometallurgischen Elektrodenöfen mit Widerstandsbeheizung ist es auch schon bekannt, das in Pulverform zugeführte Schwermetallrohmateri,al in einem Schmelzherd zu schmelzen, dessen Sohle mit Vertiefungen ausgestattet ist, die derart ausgebildet und angeordnet sind, daß sich das ausgeschmolzene Metall außerhalb der mit vergleichsweise großem Abstand voneinander angebrachten Elektroden verlaufenden Strombahn ansammelt, so daß der elektrische Strom ausschließlich durch die über dem Schmelzgut liegende Schlackenschicht verläuft. Die Trennung der Vertiefungen erfolgt dabei durch eine Mauerbrücke, und das erschmolzene Metall wird durch Öffnungen aus den Vertiefungen der Ofensohle abgezogen.
• Die auch zum Schmelzen von Leichtmetallen verwendeten Herdschmelzöfen bestehen aus einem gemauerten Herd und wurden bisher durch an der Decke angebrachte Widerstände beheizt, die zum Schutz gegen Spritzer aus dem Bad zweckmäßig noch durch eine Abdeckung aus hitzebeständigem. Material geschützt wurden. Die Beheiziuig von der Decke aus und durch die Schutzabdeckung hindurch erfordert eine hohe übertemperatur der Heizwiderstände gegenüber der Schmelze, so daß die Heizwiderstände infolge ihrer hohen Beanspruchung nur eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer haben.
• Der der Erfindung zugrunde liegende Herdschmelzofen -weist gegenüber den bisher verwendeten Öfen den besonders ins Gewicht fallenden Vorteil auf, daß zur Beheizung keine gegen. hohe Belastungen und gegen das Schmelzgut oder die geschmolzene Salzmasse empfindliche, bekanntermaßen aus hochwertigem Material bestehenden Heizwiderstände mehr erforderlich sind, sondern daß für .die Durchführung des Schmelzvorganges gewöhnliche Eisenelektroden einfacher Bauart verwendet werden können. Dadurch kommen auch irgendwelche Schutzvorrichtungen, wie Schutzabdeckungen usw., in wegfall, . was die Wärmeverluste biedeutend verrinWrt. Gegenüber den bekannten Tiegelöfen ist das flüssige Schmelzgut im Herdofen ausschließlich von der indifferenten Herdausmauerung umgeben und befindet sich, im Gegensatz zu der Tiegelschmelze, bei der durch die Art der Erhitzung bekanntermaßen innerhalb des Schmelzgutes Strömungen auftreten, in völliger Ruhe, was für das gute Abgasen der Schmelze aus Leichtmetall oder Leichtmetallegierungen außerordentlich %Nzchtig ist. Außerdem wird das Abgasen des vorerwähnten Schmelzgutes beim Herdschmelzofen noch durch die große Badoberfläche erleichtert.
• Die Erfindung betrifft einen elektrisch beheizten Herdschmelzofen zum Schmelzen von Leichtmetallen oder denen Legierungen unter: einer zugleich als Heizwiderstand dienenden Salzdecke und besteht darin, da.ß in dem Schmelzherd des Ofens außerhalb des Metallschmelzraumes ein oder mehrere Räume oder Vertiefungen angeordnet sind, welche die den Heizstrom zuführenden Elektroden aufnehmen und mit einem Salz derart gefüllt sind, daß die leitende Verbindung mit der Salzschicht des Metallschmelzraumes besteht.
• Damit wird es möglich, Schmelzen von Stoffenn, die gegen Luftzutritt durch eine Decke aus geschmolzenem Salz geschützt werden müssen, in Herdschmelzöfen in einwandfreier Weise durchzuführen, während bisher Öfen dieser Art mit der gebräuchlichen Art der Beheizung ausschieden, da die Salzdämpfe in kürzester Zeit sowohl die hitzebeständige Abdeckung als auch die Heizwiderstände selbst zerstörten. In diesen Fällen mußte bis jetzt auf die Anwendung eines widerstandsbeheizten elektrischen Herdschmelzofens verzichtet und die Schmelze z. B. in Tiegelöfen, Induktionsöfen usw. durchgeführt werden.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Maßnahme läßt sich auch in Verbindung mit einer anderen zusätzlichen Heizeinrichtung, z. B. mit Hilfe besonderer Heizwiderstände,, durchführen. Dies kann beispielsweise derart geschehen, daß man in einem Herdschmelzofen, wie bisher, Heizwiderstände anordnet und außerdem durch die Salzdecke mit Hilfe der in dein außerhalb des Metallschmelzraumes vorhandenen Räumen oder Vertiefungen angeordneten Elektroden einen Heizstrom hindurchleitet. Damit hat man ein Mittel in .der Hand, um die Schmelze schneller zu verflüssigen und auf eine höhere Temperatur zu bringen, als eg mit der äußeren Beheizung allein möglich wäre. Diese Maßnahme ist insbesondere für Legierungen, die vorwiegend Magnesium enthalten, vorteilhaft. Legierungen dieser Art werden bekanntlich zunächst unter einer Abdeckung eines handelsüblichen Abdecksalzes auf eine Schmelztemperatur von etwa 65o bis 700°C hochgeheizt, was durch die Außenbeheizung allein erfolgen kann. Dann wird die Schmelze n-iit dem Abdecksalz zur Raffination gut durchmischt. Hierauf muß die Schmelze in mägliehst kurzer Zeit auf goo" C überhitzt werden, um bestimmte Güteeigenschaften zu erzielen. Dieses schnelle Hochheizen auf goo° C, das bisher eine außerordentlich starke Beanspruchung der äußeren Heizkörper und eine vergleichsweise lange Zeitdauer erforderte, kann nach der Erfindung ohne eine zusätzliche Belastung der äußeren Heizkörper, gegebenenfalls sogar unter-Abschaltung dieser, in kürzester Zeit durchgeführt werden. Außerdem eignet sich der gemäß der Erfindung ausgebildete, elektrisch bdheizte Herdschtnrjzofen auch noch zur Einhaltung bestimmter Temperaturen des Schmelzgutes auf längere Zeit, wobei z. B. die Schmelze, wie bereits erwähnt, in völliger Ruhe gehalten werden kann, was in manchen. Fällen vorteilhaft ist.
• In der Zeichnung ist eine Einrichtung gemäß der Erfindung beispielsweise und in schematischer Form dargestellt. Die Abbildung zeigt einen elektrisch beheizten Herdschmelzofen im. Aufriß, bei dem der als; Schmelzherd ausgebildete Ofenteil. mit dem `Bezugszeichen i und der .darüber angeordnete, zweckmäßig abnehmbare, deckelförmig ausgebildete Teil mit 2 bezeichnet ist. In dem eigentlichen Schmelzraum 3 ist bis zu der zulässigen Höhe. das Schmelzgut 4 enthalten. Darüber befindet sich die Salzdecke 5, die das Schmelzgut vollkommen überdeckt. Der Schmelzherd ist in der Weise ausgebildet, daß in ihm, und zwar außerhalb des Schmelzraumes bzw. der eigentlichen Schmelzmulde;, noch ein zweckmäßig rinnenförmiger Raum 6 vorgesehen ist, der ebenfalls mit einem Salz ausgefüllt ist und mit der Salzdecke über dem Schmelzgut in Verbindung steht. In .dem Raum 6 sind die normalerweise aus gewöhnlichem Eisen bestehenden Elektroden 7 und 8 angeordnet, die in geeigneter Weise an eine Stromquelle angeschlossen werden. Zwischen den Elektroden und dem Schmelzgut kann also keinerlei Berührung stattfinden. Zur Zuführung des Schmelzgutes sind Zuführungsrinnen g vorgesehen, die so angeordnet sind, daß das Schmelzgut nur in die eigentlidy Schmelzmulde fällt, die nach außen dtiret, Türen i o geöffnet und geschlossen werden, kann. Die Einfüllung des Salzes geschieht durch die gleichen Rinnen oder auch durch andere öffnungen, die z. B. im Deckel angebracht sind. Die Entleerung des Ofens erfolgt in bekannter Weise durch Kippen, durch Ausschöpfen oder durch ein Stichloch.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE-: i. Elektrisch beheizter Herdschmelzofen zum Schmelzen von Leichtmetallen oder deren Legierungen unter einer zugleich als Heizwiderstand dienenden Salzdecke, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schmelzherd des Ofens außerhalb des Metallschmelzraumes ein oder mehrere Räume oder Vertiefungen angeordnet sind, welche die den Heizstrom zuführenden Elektroden aufnehmen und mit einem Salz derart gefüllt sind, daß die leitende Verbindung mit der Salzschicht des Metallschmelzraumes besteht.
2. 2. Schmelzofen nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Heizeinrichtung.