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Österreichische PATENTSCHRIFT Now 1 7427.
TIIE HAWLEY DOWN DRAFT FURNACE Co. IN CHICAGO (V. ST. A.).
Ofen zum Schmelzen und Verfeinern von Metallen unter Verwendung einer durch Gas oder Öl und Luft gebildeten Flamme.
Dia vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ofen zum Schmelzen und Verfeinern von Metallen, Erzen oder dgl. Der Ofen gehört zu derjenigen Art, bei der ein Gas-und Luftgemisch oder ein 01-und Luftgemisch in der Form einer Stichflamme auf das Metall einwirkt.
Bs sind zwar schon Schmelzöfen bekannt, bei denen durch gegeneinander gerichtete Flammcnstrahlen ein Aufrühren des Metalles erstrebt wird ; bei ihnen trat die Flamme aber an der einen Seite in den Schmelzraum hinein und an der anderen, gegenüberliegenden Seite aus dem Ofen wieder heraus. Von diesen Einrichtungen unterscheidet sich der Gegenstand vorliegender Erfindung dadurch, dass die Eintrittsöffnungen der Flammen mit Bezug auf den Austritt der Verbrennungsgase so angeordnet sind, dass die Flamme im Ofen eine in sich zurückkehrende Wirbelbewegung machen muss, so dass eine äusserst rasche Einwirkung der Flamme auf das zu behandelnde und zu schmelzende Metall erzielt wird.
Um diese in sich zurückkehrende Wirbelbewegung am einfachsten und sichersten zu erzielen, kann man einen Ofen verwenden, der die Gnstalt einer Birne, ähnlich einer Bessemerbirne, besitzt. Die Stichflamme tritt dann vorteilhaft zunächst gegen die gekrümmte
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über das auf dem Boden befindliche Metall dem Ausgang zu, welcher ganz in der Nähe des Einganges liegt, so dass die durch die Flamme erzeugten heissen Gase eine in sich zurückkehrende Bewegung machen.
Wenn die Birne kippbar ist, so wird bei dem Kippen der Auftreffwinkel der Stichflamme auf die metalloberfläche geändert, was unter Umständen auf die ganze Art der Einwirkung der Flamme auf das Metall von Bedeutung ist. Man kann nämlich dann durch entsprechende Änderung in der Zusammensetzung der Flamme Oxydations- oder Reduktionswirkungen erzielen, was namentlich bei der Behandlung von Erzen wichtig sein kann. Es ist dabei wesentlich, dass auch bei jedem Auftreffwinkel die in sich zurückkehrende Wirbelbewegung aufrecht erhalten bleibt, was am einfachsten dadurch geschieht, dass die Brennerdüsen mit dem Ofen fest verbunden sind und somit an der Kippung teilnehmen.
Es müssen, um hiebei einen ununterbrochenen Öl- und Luftzutritt zu ermöglichen, zwischen den Zuführungsrohren für die Luft oder das Gas oder Öl Drehgelenke angeordnet sein.
Die Kippbarkeit des Ofens wird ausserdem so weit ermöglicht und die Auslassöffnung der Verbrennungsprodukte vorteilhaft so angebracht, dass man dieselbe Öffnung auch zum Ablassen des Motallos verwenden liann.
Ein Ofen der neuen Art ist auf beiliegender Zeichnung dargestellt. In derselben ist
Fig. 1 eine Vorderansicht. der Birne in Verbindung mit Luft- und Ölzuführungsvorrichtung.
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Birne und der Kippgetriebe. Fig. 3 ist ein senkrechter
Schnitt nllch A-B der Fig. 1. Fig. 4 zeigt in grösserem Massstabe einen Schnitt durch die Brennerdüse nach C-D aus Fig. 2 und Fig. 5 zeigt das Regelventil für die Luft- zufuhrung.
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Der Ofen besteht aus einer Birne oder einem kugeligen Gefässe jf mit einem der äusseren Form gleich gestalteten Innenraum 2, welcher mit feuerfestem Futter. 9 ausgestattet ist. Das Eingaboloch 4 ist durch einen Docket 5 verschliessbar, während das seitlich angeordnete Abstichloch 6 schräg nach aufwärts gerichtet ist, um auf diese Weise einerseits einen Ausströmkanal für die Verbrennungsgase und andererseits das eigentliche Abstichloch zu bilden. Der Boden des Ofens ist irr der Hauptsache ein abnehmbarer Dockelteil 7, welcher mittels Bolzen oder in sonstigor Weise mit den übrigen Ofontoilon fest verbunden ist.
Die Drehbarkeit des Ofens wird durch ein Gestell ermöglicht, welches aus zwei Trägern 8 besteht, deren obere Enden die Lager 9 zur Aufnahme der Drehzapfen 10 tragen. Zur Drehung des Ofens ist in vorliegender Ausführungsform ein Schneckenrad 12 dargestellt, welches, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, am rechtsseitigen Drehzapfen aufsitzt und durch eine in Lagern 14 gelagerte Schnecke 13 seinen Antrieb erhält. Die Drehung erfolgt in üblicher Weise durch -ein Handrad 15.
Durch die Ofenwandung oberhalb des Abstichloches sind Brenner 17, 18 eingeführt, deren duscnförmigo Enden-M vorteilhaft konvergierend verlaufen und derart wirken, dass die Gasströme und Flammen an einem der senkrechten Ofenachse nahegelegenen Punkte zusammentreffen und hierauf gegen die gekrümmte Ofenwand anschlagen, entlang derselben streichen und auf das Metall aufschlagen, wodurch in der Schmelzkammer eine heftige Wirbelbewegung des Metalles erzielt wird. Die Brenner 17, 18 werden durch eine besondere Einrichtung mit dem notwendigen Gase, vorteilhaft Kohlenwasserstoffen, gespeist. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind dieselben durch Verbindungsflanschen 19 zusammenverholzt, wobei der Luftkanal 20 mit dem Luftznführungsfohr 21 in Verbindung steht.
Jeder Brenner ist mit einem Öl- oder Gasinjektor 22 ausgestattet ; jeder der letzteren trägt ein Regelventil 23 und steht durch ein Zweigrohr 24 mit dem Ölzuführungsrohr 25 in Verbindung, welches an der Luftleitung 21 befestigt ist und parallel zu derselben verläuft.
Um den Ofen kippen zu können, ohne die Luftzuführungen zu beeinträchtigen, ist das Luftzuführungsrohr 2j ! mit einem Röhrenfortsatz 26 ausgestattet, der sich um den linken Drehzapfen 10 des Ofens leicht drohen kann. Am Knie 27 trägt das Lnftzuführungs- rohr ein Gelenk, welches durch einen Ring 28 in Stellung gehalten wird. Ein ähnliches Drehgelenk ist an dem Olrohr 25 vorgesehen, dessen eines linie in einem bei. M droh- baren Block 2. 9 geführt und durch einen Kanal mit dem andoren Teile 31 der ö ! zuführung verbunden ist.
Die Luftzuführung erfolgt von einer beliebigen Luftquelle aus durch das Rohr 32, welches mit einem Absperrventil 33 versehen ist. Versuche haben gezeigt, dass bei Anwendung eines Gebläses zur Zuführung der Luft die letztere eine unruhige Flammenbildung bewirkt, während es erwünscht ist, dass die Luft zum Zwecke einer ruhigen, gleichartigen Flamme keinen Brechungen ausgesetzt ist. Zu diesem Zwecke ist in vorliegender Aus- führungsform ein Zwischen behälter 34 in die Luftleitung eingeschaltet, weicher eine Art Druckbehälter für Luft unter gleichmässigem Druck vorstellt, so dass die durch das Gebläse in die Schmelzkammer eingeführte Luft in gleichmässigem Strom an ihren Bestimmungsort gelangt.
Es ist wünschenswert, dass die Luftmenge, welche durch die Brenner in die Schmelzkammer geblasen wird, vom Arbeiter geregelt werden kann, ohne dass die Handhabung des Absperrventiles notwendig ist. Deshalb ist das Knie 27 mit einem Austrittskanal ausgestattet, dessen Öffnung durch einen Schraubstopfen 35 derart abgeschlossen werden kann, dass je nach Bedarf durch eine im Stopfen vorgesehene Querbohrung 36 mehr oder weniger Luft in die Atmosphäre strömt und die Brenner in dem gewünschten Masse gespeist werden können.
Durch richtige Handhabung der Ventile für die Luft-, Gas-und Ölzuführung ist es möglich, die gewünschte Flammenbildung für die reduzierende Schmelzung und Verfeinerung der zu bearbeitenden Metalle zu bewirken. Es ist leicht zu ersehen, dass durch entsprechende
Wahl des Verhältnisses von Öl oder Gas und Luft unter Vermittlung der besagten Ventile eine oxydierende, reduzierende oder karburierende Flamme erzielt werden kann.
Nachdem der Ofen mit dem zu schmelzenden Metall beschickt ist, beginnt die Ein- führung der Gasströmo, welche in irgend einer Weise entzündet werden. Die Temperatur steigt derart, dass in der Nähe des Ofenboden eine vollständige Verbrennung der Heiz- gase und ein rasches Schmelzen des daselbst befindlichen Metalles erfolgt.
Wie schon erwähnt ist, sind die Brenner vorteilhaft schräg gegen die Ofenwand gerichtet und ver- laufen vorzugsweise konvergierend, so dass schon von dem Schnittpunkte ihrer Richtungen aus eine lohhafte FIammessbildnng und Wirbelbewegung vorbereitet wird, deren Heftigkeit durch das Anschlagen und die Bewegung an den gekrümmten Wänden entlang einen sehr
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durch einfache Handhabung der Ventile gewechselt werden kann, Beim Schmelzen von Messing ist es wünschenswert, zuerst mit einer karburierenden Flamme zu beginnen, welche dann in eine reduzierende Flamme übergeführt wird, worauf abermals eine karburierende Flamme zur Reinigung des Metalles verwendet wird, wie dies der gegenwärtigen An.
wendung von Holzkohle entspricht, welche direkt in das geschmolzene Metall eingeführt wird.
Wenn es gewünscht wird, das geschmolzene Metall (z. B. Eisen und Stahl) von
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geschmolzene Metall unmittelbar dem Strahl des Gebläses ausgesetzt und demgemäss einer heftigen unmittelbaren Einwirkung der Kohlenwassorstoffe unterworfen wird. Beim Kippen des Ofens in entgegengesetzter Richtung erfolgt dann der Abstich.
In aufrechter Stellung des Ofens, in welcher das eigentliche Schmelzen vor sich geht, kann entweder eine reduzierende oder eine lediglich erhitzend wirkende Flamme verwendet werden, beim Umkippen des Ofens jedoch in die vorerwähnte Lage muss sich die Flamme je nach Wahl des geschmolzenen Materiales richten. Es ist leicht verständlich, dass beispielsweise für Messing entweder eine reduzierende oder eine nur erhitzende Flamme Verwendung finden wird, während bei Eisen oder Stahl eine oxydierende Flamme wünschenswert erscheint.
Der Umstand, dass das geschmolzene Metall von einer heftigen Flamme durchdrungen wird, ist ganz besonders bei Bearbeitung von Bronze von grösster Wichtigkeit, da die heftige Reaktion die kochende Wirkung hervorruft, welche das gleiche Ergebnis liefert, wie in dem gewöhnlichen Polverfahren die Verwendung einer aus Birkenholz hergestellten Rohrstange. Messing, Kupfer oder Bronze, welche spröde geworden sind, können nach dem vorliegenden Verfahren durch die Verwendung einer oxydierenden Flamme und Beschickung des Ofens mit frischer Luft ohne weiteres in einen verwendbaren Zu- stand zurückgeführt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ofen zum Schmelzen und Verfeinern von Metallen, Erzen oder dgl. unter Verwendung einer durch Gas oder Öl und Luft gebildeten Flamme, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsiiffnungen der Flammen des vorzugsweise birnenförmigen Ofens mit Bezug auf die
Austrittsöffnung der Verbrennungsgase so angeordnet sind, dass die Flammen im Ofen eine in sich zurückkehrende Wirbelbewegung machen müssen.
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