DE726445C

DE726445C - Electrically heated hearth melting furnace for melting light metals or their alloys

Info

Publication number: DE726445C
Application number: DES138179D
Authority: DE
Inventors: Ulrich Aschmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1939-08-08
Filing date: 1939-08-08
Publication date: 1942-10-14

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.Electrically heated hearth melting furnace for melting light metals or their alloys It is known to use metals in crucibles that are outside of electrical Heating resistors are surrounded to melt or for this purpose so-called hearth melting furnaces use. Crucible furnaces for melting oxidizable substances have been known for a long time Heavy metals, in which the metal to be melted into a non-attacking metal molten salt bath is brought, which has previously been brought to the melting temperature of the the metal in question is heated to an excess temperature. The crucible is by the furnace of this type on the one hand placed in the molten salt bath and practically from this surrounded on all sides. The electrodes forming the electrical resistance heating are immersed in the outer weld pool, so there; 3 so the heating of the Melting material in the crucible takes place fairly evenly from all sides. There are too various embodiments of melting furnaces have already been described in which the melting material is housed in a container, the sole of which is mainly is formed by one electrode, while the other electrode is formed by the top or is inserted laterally into the melting chamber. The melt itself is at facilities this kind of a layer of slag over or under or is located - between an upper and lower layer. This acting as an electrical resistance Slag layer can be known in another design of a melting furnace enclosed by an annular or bowl-shaped container be and float on the melting material, one electrode in this layer or immersed in the container.

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.The melting of the slag layer can neither by direct electrical current pass through or first with the help of an arc of flame be carried out, which is interrupted as soon as the bath is liquid and conductive.

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.For electrometallurgical electrode furnaces with resistance heating it is also already known that the heavy metal raw material supplied in powder form, al to melt in a melting hearth, the bottom of which is equipped with depressions, which are designed and arranged in such a way that the molten metal outside of the electrodes attached at a comparatively large distance from one another running current path accumulates, so that the electric current flows exclusively through the layer of slag above the melting material runs. The separation of the wells takes place through a wall bridge, and the molten metal is through openings withdrawn from the recesses in the oven sole.

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.The hearth furnaces also used for melting light metals consist of a brick hearth and were previously attached to the ceiling by Heated resistors, which are useful to protect against splashes from the bathroom a cover made of heat-resistant. Material have been protected. The heating of the ceiling from and through the protective cover requires a high excess temperature of the heating resistors to the melt, so that the heating resistors as a result of their high stress only have a relatively short lifespan.

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.The hearth melting furnace on which the invention is based has opposite the ovens used so far have the particularly significant advantage that for heating none against. high loads and against the melt or the melted Salt mass sensitive heating resistors known to be made of high quality material more are required, but that usual for. the implementation of the melting process Iron electrodes of simple construction can be used. Because of this, there are also some Protective devices, such as protective covers etc., in omission,. what the heat losses significantly reduced. Compared to the known crucible furnaces, the molten material is liquid in the hearth furnace surrounded and located exclusively by the indifferent hearth lining In contrast to crucible melt, it is known to be due to the type of heating Currents occur within the melt, in complete calm, what a good thing Exhaust gases from the melt made of light metal or light metal alloys are extraordinary % Is good. In addition, the off-gassing of the above-mentioned melting material in the hearth melting furnace made easier by the large bathroom surface.

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.The invention relates to an electrically heated hearth melting furnace for melting light metals or those alloys under: one at the same time as Salt cover serving as a heating resistor and consists in the fact that in the melting hearth of the Furnace outside of the metal smelting room one or more rooms or depressions are arranged, which receive the electrodes supplying the heating current and with a salt are filled in such a way that the conductive connection with the salt layer of the metal smelting room.

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.This makes it possible to melt substances that prevent the ingress of air Must be protected by a blanket of molten salt in hearth furnaces to carry out in an impeccable manner, while so far ovens of this type with the usual Type of heating eliminated, as the salt vapors in the shortest possible time both the heat-resistant The cover as well as the heating resistors themselves were destroyed. In these cases I had to heretofore applied to the use of a resistance heated electric hearth furnace waived and the melt z. B. carried out in crucible furnaces, induction furnaces, etc. will.

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.The measure on which the invention is based can also be used in conjunction with another additional heating device, e.g. B. with the help of special heating resistors, carry out. This can be done, for example, in a hearth furnace, as before, arranging heating resistors and also using the salt cover of the spaces or depressions that exist outside of the metal smelting room arranged electrodes conducts a heating current. That gives you a means in hand to liquefy the melt faster and to a higher temperature than eg with the external heating alone would be possible. This measure is particularly advantageous for alloys that predominantly contain magnesium. Alloys of this type are known to be initially covered by a commercially available Covering salt heated to a melting temperature of about 65o to 700 ° C, what can be done by the external heating alone. Then the melt becomes n-iit dem Cover salt well mixed for refining. The melt must then be as small as possible shorter Time to be overheated to goo "C in order to achieve certain quality characteristics. This rapid heating up to goo ° C, which has so far been extremely stressful the external radiator and required a comparatively long period of time according to the invention without an additional load on the outer radiator, if necessary even under-disconnection of this, can be done in no time. aside from that the electrically heated stove top furnace designed according to the invention is suitable also to maintain certain temperatures of the melt material for a longer period of time, where z. B. the melt, as already mentioned, can be kept at rest can what in some. Cases is beneficial.

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.In the drawing a device according to the invention is for example and shown in schematic form. The picture shows an electrically heated Hearth furnace in the. Elevation in which the as; Melting hearth formed furnace part. with the reference symbol i and the .above arranged, expediently removable, lid-shaped formed part is designated by 2. In the actual melting chamber 3 is up to to the allowable height. contain the melt 4. Above is the salt cover 5, which completely covers the melting material. The melting hearth is designed in such a way that that in it, namely outside the melting chamber or the actual melting trough; a useful channel-shaped space 6 is also provided, which is also with a Salt is filled and is in contact with the salt cover above the melt. In .dem space 6 are the electrodes, which are normally made of ordinary iron 7 and 8 arranged, which are connected in a suitable manner to a power source. No contact whatsoever can take place between the electrodes and the material to be melted. In order to feed in the material to be melted, feed chutes g are provided which are arranged in this way are that the melting material only falls into the actual melting trough that faces outwards dtiret, doors i o can be opened and closed. The filling of the salt happens through the same gutters or through other openings that z. B. are attached in the lid. The furnace is emptied in a known manner Tilting, by scooping out or through a needle hole.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electrically heated hearth melting furnace for melting light metals or their alloys under a salt cover which also serves as a heating resistor, characterized in that one or more rooms or depressions are arranged in the melting hearth of the furnace outside the metal melting chamber, which accommodate the electrodes supplying the heating current and which contain a salt are filled in such a way that the conductive connection with the salt layer of the molten metal space exists.

2. Melting furnace according to claim i, characterized by an additional heating device.