Elektrothermie
Die elektrische Erzeugung und technische Anwendung hoher Temperaturen
Von M. Pirani (Berlin) Die groBen Vorzuge der elektrischen Erhitzung wurden schon fruh zeitig erkannt und haben die Erfinder und Konstrukteure aller Volker veranlaBt, unablassig an der Ausbildung elektrothermischer Methoden zu arbeiten. DemgemaB hat die...
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Produktinformationen zu „Elektrothermie “
Klappentext zu „Elektrothermie “
Von M. Pirani (Berlin) Die groBen Vorzuge der elektrischen Erhitzung wurden schon fruh zeitig erkannt und haben die Erfinder und Konstrukteure aller Volker veranlaBt, unablassig an der Ausbildung elektrothermischer Methoden zu arbeiten. DemgemaB hat die Entwicklung der Elektrothermie sich mit gewaltiger Schnelligkeit vollzogen. Man ersieht dies am besten aus folgenden Daten: 1m Jahre 1849 prufte DESPRETZ im Laufe seiner Versuche uber die Herstellung von kunstlichen Diamanten das Verhalten einer aus Zuckerkohle hergestellten kleinen Retorte von 15 mm Durchmesser bei der Temperatur eines Lichtbogens, den er im Innern dieser Retorte auf einen spitzen Kohlenstab uberspringen lieB. Die Retorte selbst bildete den positiven Pol. Aus der Zuckerkohle war an den dem Licht bogen am meisten ausgesetzten Stellen Graphit geworden. Dieser Gra phit hatte tropfenahnliche Formen angenommen, so daB DESPRETZ annahm, der Kohlenstoff sei geschmolzen. Es gelang DESPRETZ auch, im Lichtbogen kleine Metallmengen, z. B. 250 g Platin, in wenigen Minuten zu schmelzen. Jedoch bewirkten diese Resultate vor allem wegen der zur damaligen Zeit vorhandenen sehr unvollkommenen tech nischen Mittel zur Erzeugung des elektrischen Stromes (DESPRETZ ver wandte Bunden-Elemente) keine weitere Entwicklung, und es ware eine Utopie gewesen, wenn man damals schon an die technische Verwend barkeit eines elektrothermischen Verfahrens gedacht hatte, Erst etwa 10 Jahre nach der Erfindung der Dynamomaschine er hielt in den Jahren 1878 und 1879 OR. W. SIEMENS in London die englischen Patente 4208 und 2110, in welchen die Schmelzung von Me tallen mittels des elektrischen I . . ichtbogens beschrieben wurde.
Inhaltsverzeichnis zu „Elektrothermie “
I. Elektrothermie des EisensA. Vorzüge der elektrothermischen Heizung für die Stahlindustrie
B. Lichtbogenheizung
1. Verschiedene Arten der Einwirkung des Lichtbogens auf das Gut
2. Elektrische Verhältnisse
a) Anpassungsfragen
b) Stromkreisstabilisierung
c) Induktivitäten der Zuleitungen
d) Kapazität
e) Wahl der Spannungen an den Transformatoren
3. Bau- und Materialfragen, Anwendung und Betrieb
a) Abstichöfen (Reduktionsöfen)
b) Kippöfen (Lichtbogenstahlöfen)
C. Induktionsheizung
1. Heizung mit und ohne Eisenkern
2. Mechanische Kräfte in der Schmelze
3. Berechnungsweg
4. Anwendungsfragen, Konstruktionsfragen, elektrische Verhältnisse
D. Graphitstabstrahlungsheizung
1. Grundsätzliches
2. Anwendungen
E. Härten mit Widerstandsheizung, Salzbadheizung und Induktionsheizung
II. Elektrothermie der Nichteisenmetalle
A. Aluminium
1. Bauxitaufbereitung im Elektroofen
2. Elektrolyt other mis che Reduktion
3. Umschmelzen im Elektroofen
a) Widerstandsofen
b) Kernloser Induktionsofen
c) Niederfrequenzrinnenofen
4. Entgasungsprobleme beim Schmelzbetrieb
5. Anlaß- und Glühbetrieb
B. Kupfer, Kupferlegierungen und Zink
1. Widerstandsheizung
2. Niederfrequenz-Induktionsheizung
3. Lichtbogenheizung
C. Hochschmelzende Metalle
1. Molybdän
a) Pulvergewinnung
b) Pressen und Sintern
c) Erschmelzen im Hochvakuumlichtbogen
2. Wolfram
a) Pulvergewinnung
b) Pressen und Sintern, Schmelzen
3. Titan
a) Schmelzen im Lichtbogen-Hochvakuumofen
b) Glühen und Anlassen
D. Halbleitende Metalle
1. Germanium
a) Materialgewinnung und Reinigungsverfahren
b) Einkristallherstellung
2. Silizium
a) Gewinnung
b) Reinigungsverfahren
c) Herstellung der Einkristalle
III. Elektrometallurgie der Sinterstoffe
A. Die Herstellung der Pulver
B. Das Sintern
C. Das Heißpressen
D. Das Tränkverfahren
E. Schutzgasatmosphären
IV. Die technische Herstellung von Siliziumkarbid
A. Bildungshinweise
B. Physikalische Eigenschaften von SiC
C. Chemische Eigenschaften
D.
... mehr
Rohmaterialien zur Herstellung von SiC
E. Der SiC-Ofen
F. Ofenfüllung und Ofenbetrieb
G. Verwendung von SiC
1. Industrie
2. Elektrotechnik
3. Bauindustrie
V. Die Elektrothermie des Borkarbids
A. Die Herstellungsbedingungen des Borkarbids und die elektrisch beheizten Öfen
1. Die Kohle- und Graphitrohröfen
2. Die Eigenschaften des Borkarbids und seine Anwendungsmöglichkeiten
B. Die Herstellung des Borkarbids
1. Durch Reaktion im Schmelzfluß
2. Herstellung von Borkarbid durch Reaktion in festem Zustand
C. Elektrothermische Verfahren zur Herstellung von Borkarbidformkörpern
1. Gießverfahren
2. Sintern von Borkarbidpulver
3. Heißpressen von Borkarbidpulver
VI. Die Herstellung von Elektrographit
A. Geschichtliche Entwicklung
B. Der Graphitierungsvorgang
C. Vorfertigung des Elektrographits
D. Die Graphitierung
E. Eigenschaften des Graphits
F. Anwendung des Elektrographits
VII. Die technische Herstellung von Kalkstickstoff
A. Geschichtüche Entwicklung der Kalkstickstoffindustrie
B. Bedingungen für die Kalkstickstoffbildung, chemische und physikalische Eigenschaften des Kalziumzyanamids
C. Die technische Herstellung des Kalkstickstoffs nach dem Frank-Caro- Verfahren
D. Sonstige Verfahren zur Herstellung von Kalkstickstoff
E. Die Nachbehandlung des Kalkstickstoffs für landwirtschaftliche Zwecke
F. Analyse des Kalkstickstoffs
G. Verwendung und wirtschaftliche Bedeutung von Kalkstickstoff
VIII. Die technische Herstellung des Ferrosiliziums
A. Rohstoffe
B. Ofenbetrieb
C. Betriebsergebnisse
D. Verwendung
IX. Die technische Herstellung des Kalziumsiliziums
A. Herstellungsverfahren
B. Ofenbetrieb
C. Verwendung
X. Die technische Herstellung des Kalziumkarbids
A. Geschichte der Karbidindustrie
B. Bedingungen für die Karbidbildung, chemische und physikalische Eigenschaften des Kalziumkarbids
C. Die Rohstoffe zur Herstellung von CaC2 und ihre Vorbereitung
D. Die Karbidöfen
E. Die technische Herstellung des Karbids
F. Stoff- und Energiebilanz
G. Analyse des Kalziumkarbids
H. Verwendung des Kalziumkarbids
XI. Die technische Herstellung des Phosphors
XII. Die technische Herstellung von Elektrokorund
XIII. Elektrothermische Herstellung von Quarzglas
- Quarzglas, Quarzgutherstellung, Eigenschaften und Anwendung
1. Historischer Überblick
2. In Anwendung befindliche Herstellungsverfahren für Quarzglas und Quarzgut
3. Herstellung von Quarzgut
4. Chemische Eigenschaften
5. Mechanische Eigenschaften
6. Elektrische Eigenschaften
7. Thermische Eigenschaften
8. Viskosität
9. Gasdurchlässigkeit
10. Optische Eigenschaften
11. Anwendungen
XIV. Elektrothermie der Dielektrika
A. Grundlage
B. Hochfrequenzgeneratoren
C. Anwendungsbeispiele
1. Holz
2. Weitere Anwendungen
XV. Elektrothermie der Gase
A. Historischer Rückblick auf die Stickstoffverbrennung im Flammenbogen
B. Elektrothermie gasförmiger Kohlenwasserstoffe
1. Elektrokracken von Kraftstoffen
2. Azetylengewinnung aus Grenzkohlenwasserstoffen
C. Elektrothermie anorganischer Dämpfe
XVI. Elektrische Öfen für Temperaturen über 1500° C und elektrische Glasschmelzöfen
- Elektrische Öfen
A. Erhitzung
1. Widerstandserhitzung
2. Induktive Erhitzung
3. Lichtbogenerhitzung
B. Bauelemente
1. Widerstandswerkstoffe
2. Wärmeisolation
3. Ofengehäuse
4. Regeltransformatoren
5. Schutzgas anlagen
6. Vakuumpumpen
7. Lecksucheinrichtung
8. Vakuummeßeinrichtung
C. Beschreibung der einzelnen Ofentypen
1. Schutzgasofen
a) Molybdänofen
b) Öfen für oxydierende Atmosphäre
c) Wolframöfen
2. Hochvakuumöfen
a) Molybdänöfen
b) Wolframstaböfen
c) Hochvakuum-Induktionsöfen
d) Hochvakuum-Lichtbogenöfen
- Elektrische Glasschmelzöfen
1. Geschichtlicher Überblick
2. Lichtbogenöfen
3. Widerstandsbeheizte Öfen
4. Induktive und dielektrische Beheizung
5. Direkte Beheizung durch einen elektrischen Strom
6. Glasschmelzwannen
XVII. Elektromeßtechnik in der Elektrothermie
A. Messung elektrischer Größen in der Elektrothermie
1. Drehspulmeßwerk
2. Quotientenmeßwerk für Gleichstrom
3. Drehmagnetmeßwerk für Gleichstrom
4. Dreheisenmeßwerk für Gleich- und Wechselstrom
5. Bimetallstrommesser
6. Elektrodynamisches Meßwerk
7. Ferraris-Meßwerk
8. Zungenfrequenzmeßwerk
9. Meßgeräte für Strom, Spannung und Leistung bei Hochfrequenz
10. Meßwandler
11. Hilfsgeräte
a) Drehfeldanzeiger
b) Taschenohmmeter, Meßbrücken
c) Isolationsmessungen
d) Ortsbewegliche Leistungsmessungen
e) Frequenzmesser
B. Messung der Temperaturen
1. Anwendungsbereiche von Temperaturmeßverfahren und Geräten
2. Nichtelektrische Berührungsthermometer
3. Elektrische Berührungsthermometer
4. Strahlungspyrometer
5. Weitere Temperaturbestimmungsverfahren
a) Anlauffarben
b) Glühfarben
6. Messen und Schreiben von Temperaturwerten
C. Regeltechnik
1. Grundlagen
2. Beispiele
a) Elektrodenregelung
b) Ein-Aus-Regelung und Schrittregelung von Widerstandsöfen
c) Regelung eines Hochfrequenzofens mit extrem kleinen Temperaturschwankungen
XVIII. Beispiele für die Bearbeitung elektrothermischer Aufgaben im Laboratorium
A. Die Herstellung von Bariumkarbid im Laboratorium
B. Graphitierungsofen für das Laboratorium
C. Versuche zur elektrothermischen Schnellverkokung von schwach backenden Kohlensorten
D. Widerstandsheizung mittels Kohlenstoff- oder Graphitkörnern
E. Die Erzeugung bisher unerreichter Flammentemperaturen mittels elektrischer Entladungen
F. Erzeugung von Temperaturen über eine Million Grad Celsius im Plasma
- Namenverzeichnis
E. Der SiC-Ofen
F. Ofenfüllung und Ofenbetrieb
G. Verwendung von SiC
1. Industrie
2. Elektrotechnik
3. Bauindustrie
V. Die Elektrothermie des Borkarbids
A. Die Herstellungsbedingungen des Borkarbids und die elektrisch beheizten Öfen
1. Die Kohle- und Graphitrohröfen
2. Die Eigenschaften des Borkarbids und seine Anwendungsmöglichkeiten
B. Die Herstellung des Borkarbids
1. Durch Reaktion im Schmelzfluß
2. Herstellung von Borkarbid durch Reaktion in festem Zustand
C. Elektrothermische Verfahren zur Herstellung von Borkarbidformkörpern
1. Gießverfahren
2. Sintern von Borkarbidpulver
3. Heißpressen von Borkarbidpulver
VI. Die Herstellung von Elektrographit
A. Geschichtliche Entwicklung
B. Der Graphitierungsvorgang
C. Vorfertigung des Elektrographits
D. Die Graphitierung
E. Eigenschaften des Graphits
F. Anwendung des Elektrographits
VII. Die technische Herstellung von Kalkstickstoff
A. Geschichtüche Entwicklung der Kalkstickstoffindustrie
B. Bedingungen für die Kalkstickstoffbildung, chemische und physikalische Eigenschaften des Kalziumzyanamids
C. Die technische Herstellung des Kalkstickstoffs nach dem Frank-Caro- Verfahren
D. Sonstige Verfahren zur Herstellung von Kalkstickstoff
E. Die Nachbehandlung des Kalkstickstoffs für landwirtschaftliche Zwecke
F. Analyse des Kalkstickstoffs
G. Verwendung und wirtschaftliche Bedeutung von Kalkstickstoff
VIII. Die technische Herstellung des Ferrosiliziums
A. Rohstoffe
B. Ofenbetrieb
C. Betriebsergebnisse
D. Verwendung
IX. Die technische Herstellung des Kalziumsiliziums
A. Herstellungsverfahren
B. Ofenbetrieb
C. Verwendung
X. Die technische Herstellung des Kalziumkarbids
A. Geschichte der Karbidindustrie
B. Bedingungen für die Karbidbildung, chemische und physikalische Eigenschaften des Kalziumkarbids
C. Die Rohstoffe zur Herstellung von CaC2 und ihre Vorbereitung
D. Die Karbidöfen
E. Die technische Herstellung des Karbids
F. Stoff- und Energiebilanz
G. Analyse des Kalziumkarbids
H. Verwendung des Kalziumkarbids
XI. Die technische Herstellung des Phosphors
XII. Die technische Herstellung von Elektrokorund
XIII. Elektrothermische Herstellung von Quarzglas
- Quarzglas, Quarzgutherstellung, Eigenschaften und Anwendung
1. Historischer Überblick
2. In Anwendung befindliche Herstellungsverfahren für Quarzglas und Quarzgut
3. Herstellung von Quarzgut
4. Chemische Eigenschaften
5. Mechanische Eigenschaften
6. Elektrische Eigenschaften
7. Thermische Eigenschaften
8. Viskosität
9. Gasdurchlässigkeit
10. Optische Eigenschaften
11. Anwendungen
XIV. Elektrothermie der Dielektrika
A. Grundlage
B. Hochfrequenzgeneratoren
C. Anwendungsbeispiele
1. Holz
2. Weitere Anwendungen
XV. Elektrothermie der Gase
A. Historischer Rückblick auf die Stickstoffverbrennung im Flammenbogen
B. Elektrothermie gasförmiger Kohlenwasserstoffe
1. Elektrokracken von Kraftstoffen
2. Azetylengewinnung aus Grenzkohlenwasserstoffen
C. Elektrothermie anorganischer Dämpfe
XVI. Elektrische Öfen für Temperaturen über 1500° C und elektrische Glasschmelzöfen
- Elektrische Öfen
A. Erhitzung
1. Widerstandserhitzung
2. Induktive Erhitzung
3. Lichtbogenerhitzung
B. Bauelemente
1. Widerstandswerkstoffe
2. Wärmeisolation
3. Ofengehäuse
4. Regeltransformatoren
5. Schutzgas anlagen
6. Vakuumpumpen
7. Lecksucheinrichtung
8. Vakuummeßeinrichtung
C. Beschreibung der einzelnen Ofentypen
1. Schutzgasofen
a) Molybdänofen
b) Öfen für oxydierende Atmosphäre
c) Wolframöfen
2. Hochvakuumöfen
a) Molybdänöfen
b) Wolframstaböfen
c) Hochvakuum-Induktionsöfen
d) Hochvakuum-Lichtbogenöfen
- Elektrische Glasschmelzöfen
1. Geschichtlicher Überblick
2. Lichtbogenöfen
3. Widerstandsbeheizte Öfen
4. Induktive und dielektrische Beheizung
5. Direkte Beheizung durch einen elektrischen Strom
6. Glasschmelzwannen
XVII. Elektromeßtechnik in der Elektrothermie
A. Messung elektrischer Größen in der Elektrothermie
1. Drehspulmeßwerk
2. Quotientenmeßwerk für Gleichstrom
3. Drehmagnetmeßwerk für Gleichstrom
4. Dreheisenmeßwerk für Gleich- und Wechselstrom
5. Bimetallstrommesser
6. Elektrodynamisches Meßwerk
7. Ferraris-Meßwerk
8. Zungenfrequenzmeßwerk
9. Meßgeräte für Strom, Spannung und Leistung bei Hochfrequenz
10. Meßwandler
11. Hilfsgeräte
a) Drehfeldanzeiger
b) Taschenohmmeter, Meßbrücken
c) Isolationsmessungen
d) Ortsbewegliche Leistungsmessungen
e) Frequenzmesser
B. Messung der Temperaturen
1. Anwendungsbereiche von Temperaturmeßverfahren und Geräten
2. Nichtelektrische Berührungsthermometer
3. Elektrische Berührungsthermometer
4. Strahlungspyrometer
5. Weitere Temperaturbestimmungsverfahren
a) Anlauffarben
b) Glühfarben
6. Messen und Schreiben von Temperaturwerten
C. Regeltechnik
1. Grundlagen
2. Beispiele
a) Elektrodenregelung
b) Ein-Aus-Regelung und Schrittregelung von Widerstandsöfen
c) Regelung eines Hochfrequenzofens mit extrem kleinen Temperaturschwankungen
XVIII. Beispiele für die Bearbeitung elektrothermischer Aufgaben im Laboratorium
A. Die Herstellung von Bariumkarbid im Laboratorium
B. Graphitierungsofen für das Laboratorium
C. Versuche zur elektrothermischen Schnellverkokung von schwach backenden Kohlensorten
D. Widerstandsheizung mittels Kohlenstoff- oder Graphitkörnern
E. Die Erzeugung bisher unerreichter Flammentemperaturen mittels elektrischer Entladungen
F. Erzeugung von Temperaturen über eine Million Grad Celsius im Plasma
- Namenverzeichnis
... weniger
Bibliographische Angaben
- Autor: Marcello Pirani
- 2012, 2. Aufl., 452 Seiten, 328 Abbildungen, Maße: 23,5 cm, Kartoniert (TB), Deutsch
- Verlag: Springer
- ISBN-10: 3642927793
- ISBN-13: 9783642927799
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