DE2621380B2

DE2621380B2 - Schmelzofen mit einem Behälter für Schmelzmaterial

Info

Publication number: DE2621380B2
Application number: DE2621380A
Authority: DE
Inventors: Vaughn Charles Hollansburg Ohio Chenoweth; Duane Harold Cambridge City Faulkner; Steven Douglas Richmond Sanford
Original assignee: Johns Manville Corp
Current assignee: Johns Manville Corp
Priority date: 1975-05-16
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1979-09-20
Also published as: ES447920A1; SE414106B; CA1077997A; ZA762423B; MX3443E; BE841402A; BG28279A3; DE2621380A1; RO71128A; YU103576A; SE7605520L; GB1550654A; BR7603070A; JPS5646071B2; US3983309A; FI761350A; AU1330676A; IN144125B; FI57864B; HU173341B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schmelzofen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei einem Schmelzofen, der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art (US-PS 36 59 029,31 47 328) sind Primärelektroden aus einem sehr hitzebeständigen Material, wie etwa Molybdän, im Ofenmantel angeordnet und erstrecken sich von dort unmittelbar in die Schmelze. Dadurch ist ein Kontakt des sehr oxidationsanfälligen Elektrodenwerkstoffs mit der Phasengrenzfläche der Schmelze und der atmosphärischen Umgebung ausgeschlossen. A'lerdings bringt die Anordnungder Primärelektroden im Ofenmantel eine Reihe von Schwierigkeiten mit sich, da der Elektrodendurchtritt im Ofenmantel entsprechend abgedichtet werden muß, um einerseits den Zutritt von Luft und andererseits einen Austritt der Schmelze an diesen Stellen zu verhindern. Eine solche Elektrodenanordnung erfordert also einen aufwendigen Ofenmantel mit einer feuerfesten Fütterung zur Aufnahme der Primärelektroden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß beim Austausch der Primärelektroden der Schmelzbetrieb abgebrochen werden maß. Schließlich ist es bekannt, Elektroden im Bereich der Phasengrenzfläche mit einem Schutzüberzug zu versehen (US-PS 34 02 249) oder ausschließlich den im Schmelzbad befindlichen Elektrodenabschnitt aus einem hoch hitzebeständigen Metall, wie etwa Molybdän oder aber Graphit auszubilden, und den Elektrodenabschnitt im Bereich der Phasengrenzfläche und außerhalb des Schmelzbades als wassergekühltes Rohr aus einem anderen Werkstoff, wie etwa Kupfer, auszubilden (US-PS 35 39 691, US-PS 25 91 708, DE-AS 1166 981), um einen Kontakt des aus dem sehr oxidationsan/älligen, hitzebeständigen Werkstoff gebildeten Elektrodenabschnitts mit der Phasengrenzfläche oder der Atmosphäre zu verhindern.

Schließlich ist auch ein Schmelzofen für Glas bekannt (FR-PS 8 57 325), bei dem die Elektroden auch im Bereich der Phasengrenzfläche mit einer Schutzschicht oder einem Kühlwassermantel umgeben sind, um einem Verschleiß der Elektrode entgegenzuwirken.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen vom Aufbau und von der Wartung her einfachen Schmelzofen mit Primärelektroden aus einem hoch hitzebeständigen Werkstoff, wie etwa Molybdän, Tantal, Wolfram oder Legierungen davon zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, die Elektroden aus hoch hitzebeständigen, jedoch in hohem Maße oxidationsanfälligen Werkstoff unbedenklich im Bereich der Phasengrenzfläche und außerhalb der Schmelzoberfläche einzusetzen, da sie mit der Kühlvorrichtung auf eine Temperatur abkühlbar sind, oberhalb welcher der Elektrodenwerkstoff in einer oxidierenden Atmosphäre stark oxidationsanfällig ist. Dadurch ist es gewährleistet, daß Elektroden aus diesen Werkstoffen auch als Tauchelektroden verwendet werden können, so daß aufwendige Zusatzmaßnahmen des Standes der Technik, wie etwa Abdichtungen des Ofenmantels an den Durchtrittsstellen der Elektroden oder aufwendige Elektrodenhalterungen vermieden

werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen 2—8 zu entnehmen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt eines Ofens nach dem Stand der Technik,

Fig.2 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig.3 eine Ansicht der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform,

Fig.4 eine vergrößerte Ansicht eines Tei'es der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform, mit der eine der Primärelektroden besser dargestellt ist,

Fig.5 einen Teilquerschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,

F i g. 6 eine Ansicht des zur Montierung und Stützung der Primärelektroden verwendeten Gerätes, wobei zur Verdeutlichung ein Teil abgenommen ist,

F i g. 7 eine Ansicht eines Teiles des ir F i g. 6 dargestellten Gerätes, in dem die Zuführung der elektrischen Energie zu den Primärelektroden besser dargestellt ist,

F i g. 8 einen vergrößerten Schnitt des in den F i g. 2,5 und 9 dargestellten Kühlers für die Primärelektrode in 2"> der Umgebung der Schmelzlinie,

F i g. 9 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Mit Bezug auf die F i g. 2 und 3 beinhaltet ein erfindungsgemäßer Ofen einen Kessel oder Behälter für geschmolzenes Material 2, eine Vielzahl von Primärelektroden 4, ein elektrisch leitendes Glied, wie z. B. einen Ausgang 6, sowie einen Elektrodenaufbau 8. Der Behälter für das geschmolzene Material weist einen äußeren Metallmantel 10 auf, der in bekannter Weise π wassergekühlt werden kann und zwar insbesondere, wenn Materialien bei einer Temperatur oberhalb 1093⁰C geschmolzen werden. Der Metallmantel 10 ist mit einer Schicht eines geeigneten feuerbeständigen Materials 12 ausgekleidet, die zu dem im Ofen zu schmelzenden Material verträglich ist. Der elektrisch leitende Ausgang 6 wird aus einem bevorzugt aus einem feuerbeständigen Metall, wie z. B. Molybdän, Wolfram oder Tantal, hergestellten Metallkegel 14 in der richtigen Lage gestützt. (Der Verwendung des Terminus »feuerbeständiges Metall« liegt die Bedeutung zugrunde, daß das Metall hohen Temperaturen standhalten soll.) Dieser metallische Kegelstumpf 14 wird seinerseits durch einen unteren wassergekühlten metallischen Kegelstumpf 16 gestützt, der üblicherweise aus einem ^r>o extrem wärmeleitenden Material, wie beispielsweise Kupfer, hergestellt ist.

Die in den F i g. 2 und 3 dargestellten Primärelektroden 4 weisen eine gewöhnlicherweise plattenförmige Elektrodenspitze 18 auf, mit welcher eine im wesentlichen horizontale untere, im Querschnitt runde Elektrodenstange oder -Arm 24 verschraubt oder versch ,veißt ist. Weiter weist die Elektrode ein Kniestück 26 auf, mit welchem die Stange 24 verschraubt, verschweißt oder in sonst einer Weise verbunden ist und mit welchem eine ω obere, im allgemeinen vertikale Elektrodenstange oder -Arm 28 in ähnlicher Weise verbunden ist. Die Primärelektrodenspitze 18 und die Elektrodenstangen 24 und 28 sind aus einem Material mit guter elektrischer Leitfähigkeit, bevorzugt aus einem feuerbeständigen ei Metall wie Molybdän, Wolfram oder Legierungen davon, hergestellt. De. obere Abschnitt der oberen Primärelektrodenstange 28 ist über ein bevorzugt aus Kupfer bestehendes Kniestück 36 durch irgendwelche geeignete bekannte Klemm- oder Bolzenglieder mit dem Elektrodenträger 8 verbunden. Die obere Elektrodenstange 28 wird entlang eines Längsabschnitts gekühlt, um eine Oxidation oberhalb der Schmelzlinie 21 zu verhindern, wobei dazu bevorzugt eine Kühlflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, durch einen Einlaß 40 zugeführt und durch einen Auslaß 42 abgeführt wird. Ein für dieses Kühlsystem, geeigneter Aufbau wird im Detail weiter unten mit Be2:ugnahme auf F i g. 4 beschrieben. Ebenfalls auf dem oberen Elektrodenarm 28 ist ein Kühler 29 für die Umgebung des Schmelzspiegels angebracht, der den Elektrodenann unterhalb einer kritischen Oxidationstemperatur in der Umgebung des Schmelzspiegels 21 hält, wobei die Umgebung die ungeschmolzene Ladung 'Xl oberhalb des Schmelzspiegels 21 and den direkt sich; oberhalb der ungeschmolzenen Ladung befindenden Bereich, in dem der Elektrodenarm der stark oxidkirenden Luft ausgesetzt ist, beinhaltet Der in den Zeichnungen dargestellte Kühler 29 weist einen Kühlmantel 30 auf, durch welchen ein Kühlfluidum, wie beispielsweise Luft oder Wasser, zirkuliert, wobei diese durch eine Einlaßleitung 32 einströmt und den Kühlmantel durch eine Auslaßleitung 34 verläßt. Der Fluß des Kihlfluidums durch den Kühler 29 für die Umgebung· der Schmelzlinie wird gesteuert, um die Temperatur der Elektrodenstange in dieser Umgebung auf einer Temperatur unterhalb dem Punkt zu halten, an welchem eine rapide Oxidation in einer oxidie enden Atmosphärj, wie beispielsweise Luft, ein; atzt.

F i g. 4 stellt einen vergrößerten Teilschnitt der F i g. 2 dar und gibt ein Bild des Aufbaues einer der Primärelektroden 4.2!usättlich zu der durch den Kühler 29 bedingten Kühlung wird die im wesentlichen vertikal gerichtete obere Elektrod<:nstange 28 weiter über einen Kühlmantel 41 gekühlt, d<)r sich im Zentrum über den Großteil der Länge der oberen Elektrodenstange 28 erstreckt. Der Kühlmantel 41 weist einen äußeren Mantel 43 mit einem Auslaß 42 und einer sich über den größten Teil der Länge des äußeren Mantels 43 erstreckenden Einlaßleitung 40 im Zentrum auf. Der Kühlmantel 41 kann aus jedem Material hergestellt werden, das zu dem für den oberen Elektrodenarm 28 verwendeten Material verträglich ist. Wenn für den oberen Elektrodenarm 28 Molybdän verwendet wird, besteht der Kühlmantel 41 bevorzugt aus Kupfer. Jegliches Kühlfluidum kann durch den Kühlmantel 41 geleitet werden, wie beispielsweise Luft, Wasser etc. Der Zweck des Kühlmantels 41 besteht darin, die Temperatur der oberen Elektrodenstange 28 unterhalb eines Punktes zu halten, ab welchem die Oxidierung in Luft schroff einsetzt. Die obere Elektrodenstange 28 wird nicht nur durch die Schmelztemperatur im Ofen beheizt, sondern auch aufgrund ihres Widerstandes bezüglich des hindurchfließenden Strombetrages. Da die Stange unterhalb der Schmeizlinie 21 durch das geschmolzene Material 20 gegen Oxidation geschützt wird, ist die Kühlung nur für den freigelegten Abschnitt der Stange 28 bei und oberhalb der Schmelzlinie 21. Somit ist der Betrag, um den der Kühlmantel 41 unter die Schmelzlinie reicht, nicht kritisch, wenn die oben beschriebene Forderung erfüllt ist. Eine Kühlung des ElektroJenkniestückes 26, des unteren Elektrodenarmes 24 oder der Elektrodenspitze 18 ist nicht notwendig.

Der Kühler 29 für die Umgebung der Schmelzlinie kann aus jedem Material hergestellt sein, das den

Bedingungen gerecht wird und zum geschmolzenen Material 20, mit dem es sich in Berührung befindet, verträglich ist. Bei Glasschmelze oder feuerbeständigen Zusammensetzungen ist die Verwendung von Kupfer oder rostfreiem Stahl für den Kühlmantel 30 und für die Einlaß- und Auslaßleitungen 32 und 34 bevorzugt.

In Fig.5 ist eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt, die sich etwas von der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform unterscheidet. In dieser Ausführungsform ist jede Primärelektrode nur einen minimalen Betrag unterhalb der Schmelzlinie 21 angeordnet. Jede Primärelektrode weist einen im wesentlichen horizontalen Arm 39 auf, der bevorzugt eine feuerbeständige hohle Metallstange ist, beispielsweise aus Molybdän, die einen genügend großen Durchmesser und Wanddicke zur eigenen Stützung und des Restes der Elektrode besitzt Der Elektrodenarm 39 ist in das Kniestück 36 geschraubt mit diesem verschweißt oder in sonst einer Weise befestigt, wobei das Kniestück 36 aus einem feuerbeständigen Metall, Kupfer, oder einem anderen geeigneten Material sein kann. Um einen Betrag der aufgrund des elektrischen Widerstands erzeugten Wärme abzuleiten, kann der Elektrodenarm 39 in ähnlicher Weise wie die Elektrodenstange 28 nach F i g. 2 wassergekühlt sein, wie es nachfolgend bei Beschreibung der F i g. 6 erklärt wird. Ebenfalls mit dem Kniestück 36 ist eine Elektrodenstange 28 befestigt, welche in dieser Ausführungsform nicht wassergekühlt wird, mit Ausnahme für die Kühlung durch den für die Umgebung der Schmelzlinie vorgesehenen Kühler 29. Andere Merkmale dieser Ausführungsform entsprechen der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform und sind entsprechend mit Bezugszeichen versehen.

Eine Modifizierung der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform ist dadurch möglich, indem der Elektrodenarm 39 leicht gekürzt wird, ein Kniestück, wie das in F i g. 4 dargestellte Kniestück 26, auf dem Ende der Elektrodenstange 28 befestigt wird und dann ein kurzer und im wesentlichen horizontaler Elektrodenarm, ähnlich dem in Fig.4 dargestellten unteren Elektrodenarm, verwendet wird, um die Länge, um die der Elektrodenarm 39 gekürzt war, auszugleichen. Eine derartige Abänderung weist mehr Elektrodenmasse unterhalb der Schmelzlinie 21 auf, als die in in Fig.5 dargestellte Ausführungsform, besitzt jedoch weniger Elektrodenmasse unterhalb der Schmelzlinie 21 als die in den F i g. 2 und 4 dargestellte Ausführungsform.

F i g. 6 zeigt das für die Montage und Stütze einer jeden Primäreiektrode und für den Anschluß jede der Elektroden an die elektrische Quelle verwendete Gerät. Das in F i g. 6 dargestellte Gerät ist für die in F i g. 5 dargestellte Elektrodenkonfiguration ausgerüstet Der Elektrodenarm 39 ist über eine Bügelklemme 46 und Bolzen 48 mit einem Stahlbügel 44 verbolzt Die Klemme 46 ist ihrerseits mit einem Stahlriegel 50 verschweißt welcher seinerseits durch Bolzen 54 an einer bekannten einstellbaren Schraubvorrichtung 52 befestigt ist Durch Verwendung dieser Vorrichtung und Drehung einer Sechskantmutter 53 an der Vorrichtung in die eine oder andere Richtung, kann der Elektrodenarm 39 in seitlicher Richtung nach vorne und zurück bewegt werden, um den Abstand zwischen der Oberfläche der Elektrodenspitze 18 und der gegenüberliegenden Fläche des Auslasses 6 (siehe Fig.5) einzustellen und die gewünschten Betriebs- und Schmelzbedingungen sowie den gewünschten Wirkungsgrad zu erzeugen. Die einstellbare Schraubvor-

richtung 52 ist ihrerseits durch Bolzen 57 auf einet Montageplatte 55 befestigt. Die Montageplatte 55 isl auf einer unteren Stützplatte 56 durch eine an die Montageplatte 55 geschweißte Lagerbüchse 58 und einem an die Stützplatte 56 verschweißten Gabelaufbau 60 schwenkbar gelagert, wobei der Gabelaufbau 60 über einen Bolzen 62 mit der Lagerbüchse 58 in bekannter Weise gekoppelt ist. Durch das andere Ende der Montageplatte 55 reicht ein mit Gewinde versehener Einstellbolzen 64 durch eine mit der Montageplatte 55 verschweißte Sechskantmutter 66 und steht gegen eine mit der Stützplatte 56 verschweißte Verschleißplatte 68, Durch Drehung des Einstellbolzens 64 in die eine oder andere Richtung kann der Winkel, den der Elektrodenarm 39 mit der Horizontalen einschließt, verstellt werden, wodurch die Einstellmöglichkeit gegeben ist die Oberfläche der Elektrodenspitze 18 parallel mit der gegenüberliegenden Außenfläche des Auslasses 6 (siehe F i g. 2) auszurichten. Die Stützplatte 56 ist ihrerseits über Bolzen 72 mit einer elektrisch isolierten Bodenplatte 70 verbolzt. Die elektrisch isolierte Bodenplatte 70 isl ihrerseits in gebräuchlicher Weise mit dem Boden oder einem anderen Gestellaufbau fest verbunden.

Bezogen auf die F i g. 6 und 7, wird jedem Elektrodenarm 39 elektrischer Strom über Stromschienen 75 aus Kupfer oder anderem elektrisch leitendem Metall durch daran angeschlossene Elektrokabel 76 ir bekannter Weise zugeführt. Die Stromschienen 75 sind über elektrisch leitende Bügel 73 und Bolzen 77 am Elektrodenarm 39 befestigt. Ein Abschnitt einer der Stromschienen 75 ist in F i g. 6 weggenommen, um die anderen Merkmale des Aufbaues besser darzustellen.

Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Kühler 29 für die Umgebung der Schmelzlinie zur Aufrechterhaltung der Temperatur der Primärelektroden in der Nachbarschaft der Schmelzlinie 21 auf eine Temperatur, die unterhalb einem Punkt liegt, an welchem eine rapide Oxidierung in einer oxidierenden Atmosphäre eintritt, ist im Querschnitt in F i g. 8 dargestellt. Der gezeigte Kühler 29 weist einen wassergekühlten Mantel 30 auf, der bevorzugt aus Kupfer oder rostfreiem Stahl hergestellt ist und bevorzugt einen einstückig gegossenen oder bearbeiteten Hohlkörper 78 aufweist, auf dem ein Deckel 80 entlang der Kreisstege 82 und 84 geschweißt mit Silber gelötet oder in sonst einer Weise geeignet befestigt ist. Der Deckel 80 besitzt zwei mit Gewinde versehene öffnungen 86, von denen eine mit dem Einlaß 32 und einem Rohr 83 verbunden ist um das Kühlwasser gegen den Boden des Hohlkörpers 78 zu leiten, wohingegen die andere der öffnungen mit dem Auslaß 35 verbunden ist. Der Außendurchmesser der Elektrodenstange 28 ist bevorzugt kleiner als der Innendurchmesser des Kühlmantels 30, damit der Kühlmantel 30 leicht von der Elektrodenstange 28 beim Wechsel der Primärelektroden entfernt werden kann. Jegliches zwischen Elektrodenstange 28 und der Innenfläche des Kühlmantels 30 eintretende Schmelzmaterial wird sofort verfestigt und bildet eine Dichtung. Die gesamte Elektrodenberührung bezüglich der Höhe oder Länge des Kühlmantels 30 hängt von jedem besonderen Betriebszustand ab, beispielsweise von der zu schmelzenden Materialart der Temperatur des geschmolzenen Materials 20 im Ofen und der Dicke der Schicht der ungeschmolzenen Ladung 22. Bei einem typischen Glasschmelzvorgang bei dem eine zur Faserbildung geeignete Glaszusammensetzung verschmolzen wird, genügt eine gesamte Elektrodenberührung bezüglich der Höhe von ungefähr

15,24 cm für den Kühlmantel 30. Beim Erschmelzen von feuerbeständigen Materialien mit höheren Schmelztemperaturen kann es notwendig sein, die effektive Berührungshöhe oder -länge des Kühlmantels 30 zu steigern. Obwohl Verbindungsstellen am Kühlmantel 30 unterhalb der Schmelzlinie zulässig sind, sind sie aufgrund der größeren Möglichkeit von disruptiven Leckstellen in Verbindungsstellen in einer feindlicheren und ungünstigeren Umgebung nicht bevorzugt.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden ι ο Erfindung ist in Fig.9 dargestellt. Außer dem Aufbau der Primärelektroden entspricht diese Ausführungsform den in den F i g. 2 und 5 dargestellten Ausführungsformen und die gleichen Bauteile sind deshalb mit den entsprechenden Bezugszeichen versehen. In dieser Ausführungsform reicht die Elektrodenstange 28 direkt von einem Kniestück 37 zur Elektrodenspitze 18. Obwohl dieser Primärelektrodenaufbau einen größeren Prozentsatz der Elektrode unterhalb der Schmelzlinie 21 bringt als die in F i g. 5 dargestellte Konfiguration, vermindert dies die Komplexität des gesamten Primärelektrodenaufbaus. In dieser Zusammenstellung ist es notwendig, die Kontaktlänge der Elektrode mit dem Kühlmantel im wesentlichen zu vergrößern, da die Elektrodenstange 28 unter einem viel kleineren Winkel bezüglich der Schmelzlinie als die in den Fig.2 und 5 dargestellte Konfiguration durch die Schmelzlinie 21 reicht.

Die in den F i g. 2, 5 und 9 gezeigten Aufbauen der Primärelektrode sind nur wenige der vielen möglichen m Aufbauen, die erfindungsgemäß verwendet werden können.

Die einzige Forderung der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Primärelektroden in so einer Weise montiert und angeordnet sind, daß sie nicht durch J5 eine Wand oder den Boden des Schmelzofens an einem Punkt unterhalb der Schmeiziinie reichen, und daß die Primärelektroden mit einem Kühler ausgerüstet sind, um die Temperatur der Primärelektroden in der Nähe der Schmelzlinie auf einer Temperatur zu halten, die unterhalb dem Punkt liegt, an dem das Material der Primäreiektrode in einer oxidierenden Atmosphäre stark oxidieren würde.

Diese Temperatur variiert natürlich in Abhängigkeit vom verwendeten Material für die Primärelektroden.

Wo immer in dieser Beschreibung der Term Primärelektrode oder Elektroden verwendet wird, dürfen sie nicht mit den nach dem Stand der Technik verwendeten Start- oder Tauchelektroden verwechselt werden. Die Start- oder Tauchelektroden können durch Verwendung anderer Vorrichtungen zur anfänglichen Beheizung der Glasmenge oder Glasscherben ausgetauscht werden, um einen ausreichenden Betrag um die Primärelektrodenspitzen und dem elektrisch leitenden Auslaß zu erschmelzen und damit den Widerstand der Schmelze an einem Punkt zu reduzieren, an welchen die Primärelektroden in ihrer beabsichtigten Weise funktionieren können. Danach wird eine zusätzliche Ladung dem Ofen in so einer Weise zugegeben, daß die Ladung gleichmäßig über die Oberfläche der Schmelze verteilt wird, um eine isolierende Schicht zu bilden und die Ladung um im wesentlichen denselben Betrag zu erneuern, mit dem die Schmelze von oben durch den Auslaß 6 in üblicher Weise abgezogen wird.

Bei Verwendung der vorliegenden Erfindung können eine oder mehrere Primärelektroden ohne den Ofen abkühlen zu müssen, ersetzt werden, indem lediglich der Strom zur auszutauschenden Primärelektrode abgeklemmt wird, die Elektrode und der Elektrodenaufbau herausgehoben, die defekte oder zerstörte Elektrode oder Elektrodenspitze abgenommen und mit einer neuen Elektrode oder neuen Spitze ersetzt wird, die neue oder reparierte Primärelektrode und der Elektrodenaufbau zurück an seine Ausgangsstelle gegeben wird und der Strom auf die neue oder reparierte Primärelektrode gegeben wird. Bei Verwendung der vorliegenden Erfindung dauert dies normalerweise ungefähr eine Stunde oder weniger pro Primärelektrode im Vergleich zu ungefähr 24 bis 48 Stunden, um den Ofen abzukühlen und eine Primärelektrode auszutauschen bei den bekannten öfen. Zusätzlich besitzen die Elektroden der vorliegenden Erfindung, die feuerbeständige Auskleidung und der Ofenmantel, eine viel längere Lebensdauer als die Öfen des Standes der Technik aufgrund des Fehlens der Wechselwirkung zwischen Ofenwänden oder -boden mit den Elektroden. Darüber hinaus werden beim erfindungsgemäßen Ofen inerte oder reduzierende Schutzgase für die Primärelektroden wie beim Stand der Technik nicht gebraucht. Schließlich ist auch der Ofen nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung viel sicherer, als die bekannten öfen, da die Gefahr der Kurzschlüsse zwischen Primärelektroden und Ofenmantel vermieden werden, wie auch die Gefahren des Schmelzaustritts durch Primärelektroden-Öffnungen im Mantel und Futter und Ausläufe unter dem Boden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schmelzofen mit einem Behälter für Schmelzmaterial, wie Glas, Schlacke u. dgl. feuerbeständige Materialien, einem innerhalb des Behälters angeordneten elektrisch leitenden Element und wenigstens zwei elektrisch leitenden Primärelektroden im Behälter, deren Spitzen sich in einem radialen Abstand zum elektrisch leitenden, den Ofenausgang bildenden Element befinden, und die aus einem ι ο feuerbeständigen, jedoch bei hohen Temperaturen stark oxidationsanfälligen Werkstoff, wie etwa Molybdän, Tantal, Wolfram oder Legierungen davon, gebildet sind, wobei auf dem Schmelzspiegel ungeschmolzene Ladung schwimmt und mit diesem eine Phasengrenzfläche bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärelektroden (4) Tauchelektroden sind und daß jeweils an dem den Schmelzspiegel und das ungeschmolzene Gemenge durchstoßenden Elektrodenabschnitt eine Kühlan-Ordnung angeschlossen ist.

2. Schmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung als ein die Außenfläche des Elektrodenabschnitts umgebender Kühler (29) ausgebildet ist

3. Schmelzofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärelektroden (4) einen zusätzlichen Kühler (41) aufweisen, der die Temperatur der aus und über den Schmelzspiegel reichenden Abschnitte der Elektroden (4) unterhalb w einer Temperatur hält, ab der das Elektrodenmaterial in einer oxidierenden Atmosphäre stark oxidieren würde.

4. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Primärelektrode j (4) einen im wesentlichen horizontalen und sich in einem wesentlichen Abstand über eine obere Kante des Ofens und der sich darin befindenden Schmelze erstreckenden Elektrodenarm (39) sowie eine im wesentlichen vertikale, mit dem horizontalen Elek- ίο trodenarm (39) verbundene und von einem Punkt oberhalb der Schmelze nach unten durch den Schmelzspiegel zu einem Punkt innerhalb der Schmelze in der Nähe des elektrisch leitenden Elements (6) reichende Elektrodenstange (28) « aufweist.

5. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Träger für jede der Primärelektroden (4), welcher eine verstellbare Schraubvorrichtung zu einer solchen Bewegung der ίο Primärelektroden aufweist, daß der Abstand zwischen der Elektrodenspitze und einer dieser gegenüberliegenden Außenfläche des elektrisch leitenden Elements (6) verändert werden kann.

6. Schmelzofen nach Anspruch 5, dadurch gekenn- -55 zeichnet, daß der Träger (8) eine Schwenkachse zur Verschwenkung des Elektrodenträgers um einen Punkt am Elektrodenträger aufweist, so daß die Parallelität zwischen einer Fläche der Elektrodenspitze und der dieser gegenüberliegenden Außenfiä- ω ehe des elektrisch leitenden Elements (6) einstellbar ist.

7. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß drei Primärelektroden (4) verwendet werden. t>i

8. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die sich vom Elektrodenträger (8) erstreckende Achse des Abschnitts der Primärelektrode (4) und die Elektrodenspitze (18) im wesentlichen in einer geraden Linie ausgerichtet sind.