Elektrothermie: Die elektrische Erzeugung und technische Anwendung hoher Temperaturen

I. Elektrothermie des Eisens.- A. 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. 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.