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Elektrisch beheizter Salzbad'ofen Die Erfindung bezieht sich auf einen
elektrisch beheizten Ofen für- die Wärmehehandlung von Metallen, insbesondere von;
Metallwerkzeugen und anderen Gegenständen, in Salzbädern und bezweckt, Verunreinigungen
der Badlösung durch Reaktionen mit der Wandung des Ofens oder Tiegels und daraus
entspringendes Kohlen oder Rissigiverden des Behandlungsgutes zu vermeiden und zugleich
eine einfache, bequeme Art der Stromüberleitung zu ermöglichen.
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Es ist bekannt, für Salzbadhärteöfen zwei in das Salzbad ragende Elektroden
zur unmittelbaren Erwärmung des Salzbades 'zu Üenutzen. Hierbei zeigt sich der Nachteil
einer ungleichmäßigen Stromverteilung. Die Erhitzung des Bades ist in der Nähe der
Stromzuführung.sstellle größer .als zwischen den Elektrodenenden. ' Gemäß der Erfindung
geht der Heizstrom innerhalb des Bades von ;einer in das Bad eingeführten Elektrode-
über :einen. Widerstand auf eine am Boden des Tiegels angeordnete, als Gegenpol
dienende Schicht aus leitendem Werkstoff .über. .
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Durch die Verwendung eines Widerstandes wird in seiner unmittelbaren
Umgebung infolge der überaus starken Heizwirkung die Salzmasse sogleich geschmolzen,
so daß die Schmelzwirkung sich von dieser Stelle aus sehr bald durch das ganze Bad
verbreiten kann. Der Zeitpunkt, an dem das 'behandelte Metallstück seine kritische
Umwandlungstemperatur Herreicht, kann durch Feststellen des Uninagnetischwerdens
des Metallstückes oder durch den Zeitpunkt bestimmt werden, an dem das Werkstück
von der Elektrode nicht mehr ,angezogen wird. -Mit Rücksicht auf .die geringe oder
fehlende Leitfähigkeit der festen. Salzmischung kann zur Einleitung der Badschmnelze
die Verbrennung von Eisengemischen, wie sie z. B. von dem Schwund des Tiegels oder
der Elektrode herrühren, oder auch von zusätzlichen Eisenverbindungen nutzbar gemacht
werden.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
wiedergegeben.
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Mit 5 ist ein Gefäß oder Tiegel des Ofens. bezeichnet, der aus Stahl,
Chromeisen oder anderen Legierungen, Schmiede- oder Gußeisen hergestellt sein kann.
Das Bad, das zur Wärmeübertragung verwendet wird, besteht zweckmäßig aus einer an
sich bekannten Mischung von Metallsalzen, die so ausgesucht werden, daß sie ein
dünnflüssiges Bad bilden,
welches bis- auf eine beliebig hohe Temperatur
gebracht werden kann,-ohne zu verdampfen: So muß beispielsweise für die Warmbehandlung
von Schnelldrehstäbllen das Bad eine Temperatur von 1370° C annehmen können. .
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In. das Metallgefäß 5 ragt eine Elektrode 8, die senfecht an einem
geeigneten Tragarm 9 aus elektrisch, leitendem Werkstoff befestigt ist, - der seinerseits
auf einer Grundlage aus nichtleitendem, zweckmäßig in der Ofenmauerung angebrachtem
Stoff sitzt.
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Der Elektrode 8 wird elektrischer Strom von- geeigneter Spannung zugeführt:
Der Spannungswert hängt von der Größe und der Gestalt des Gefäßes 5 ab und kann
durch einen Umformer i i geregelt werden, dessen Primärwicklung Wechselstrom zugeführt
und an- die ,eine zweckentsprechende selbsttätige Überwachungsvorrichtung angeschlossen
sein kann. Die Sekundärwicklung des Umformers ist durch die Leitungen. I 3 und 14
mit dem Tragarm 9 der Elektrode 8 bzw. mit einer flänschartigen Abbiegung 5' des
Tiegels 5 verbunden.
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An das -untere Ende der Elektro 1e. 8 ist die Widerstandswicklung
15 angeschlossen. Diese Wicklung greift über die Elektrode hinaus in eine, Schicht
aus leitendem Werkstoff, vorzugsweise leicht schmelzbarem Metall, z. B. Blei, das
mit L bezeichnet und auf dem Boden des Ofengehäuses angebracht ist. .Der Stromkreis
ist somit durch Arm 9, die Elektrode 8, den Widerstand 15, den Bleikörper
L, die Wandung des Gehäuses 5 und seine fianschähiliche Abbiegung 5' geschlossen.
Die Elektrode 8 kann" nahe einer Wand des Gefäßes 5 angeordnet werden, so' daß das
Gefäß 5 ein großes Fassungsvermögen für die zu behandelnden Werkstücke aufweist.
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Bei' der Inbetriebnahme des Ofens werden feste. Salze in, das Gefäß
oder den Tiegel 5 in genügender Menge eingebracht. Der Heizstrorn geht durch die
Elektrode 8 und den Widerstandsdraht 15, welcher mehr oder weniger weißglühend
wird und unmittelbar die feste Salzmischung in nächster _ Nähe zum Schmelzen - bringt.
- Da das Salz sehr dünnflüssig ist, wird eine schnelle Wärmeübertragung stattfinden,
so daß der Rest des festen: Salzes sehr bald durch die von dem Widerstandsdraht
ausgestrahlte Hitze geschmolzen wird. Eine selbständige Erzeugung zusätzlicher Wärme
in dem Bade tritt bei der Bildung von Eisenverbindungen auf, die von einer ertlichen
Reaktion. zwischen der Elektrode und der Badlösung herrühren. Die beim Brennen des
z. B. durch Schwund der Elektrode gebildeten Eisens auftretende Hitze kann einen
großen Teil der für den Arbe@tsyorgang verlangten. Wärme ausmachen; da außerdem.
die Kosten für die Erzeugung dieser zusätzlichen Hitie sehr niedrig sind, sind die
Betriebskosten des Ofens gering.
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Das Salzbad ist so zusammengesetzt, daß es gegenüber dem zu behandelnden
Metall neutral ist, also chemische Reaktionen, z. B. Kohlen oder Entkohlen, zwischen
ihm und den Metallwerletücken nicht auftreten. Für das Härten vön Schnelldrehstählen,
deren Härtetemperatur ungefähr bei 13I5' C liegt, muß das Bad entsprechend hohe
Temperaturen ohne merkliche Veränderung hinsichtlich der Abgabe von- Dämpfen und
Gassen vertragen. Das Bad kann ebenso für das Vorwärmen der Metallwerkstücke bei
geringerer Temperatur gebraucht -Werden, so daß eine Verunreinigung des Härtebades
vermieden wird, wie ,sie bei dem Einbri5agen der metallenen Werkstücke aus einem
besonderen Vorwärmbad in das Härtebad auftreten. kann. " Der das untere Ende der
Elektrode 8 umgebende Widerstand 15 kann beliebige Form, z. B-. diejenige .eines
flachen Metallbandes, haben. Diese Bandform des Widerstandes ergibt ,einen hohen,
Grad von mechanischer Festigkeit, auch -Wenn" das Band bis zur Weißglut -erhitzt
wird. Es. wird gewöhnlich jedoch nur notwendig sein, den Widerstand bis zur Rotglut
zu erhitzen, um die Salzmischung zu schmelzen. .