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Kupolofen
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der in verschie-Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit ein und derselben Kupolofenanlage
Eisen sowohl mit niedrigem als auch mit hohem Kohlenstoffgehalt zu erzeugen. Beispielsweise wünscht man in vielen Giessereien vormittags Tempergusseisen mit niedrigen C-Gehalt und nachmittags normalen
Grauguss zu erschmelzen. Dabei besteht gleichzeitig die Aufgabe, dass das Eisen aus der Schmelzanlage kontinuierlich abgezogen werden soll, um beispielsweise auf Fliessbändern vergossen werden zu können.
Es ist zwar bisher im normalen Giessereibetrieb üblich gewesen, Eisen und Schlacke über einen Siphon (z. B. nach dem Freier-Grunder-Verfahren) kontinuierlich aus dem Kupolofen abzuziehen und mit oder ohne Verwendung eines vorzugsweise kippbaren Vorherdes dem Giessereibetrieb zuzuführen. Bei den ge- schilderten Einrichtungen zur Erschmelzung von Eisen mit besonders niedrigem Kohlenstoffgehalt unter
Verwendung des Gasabzuges'unterhalb der Düsenebene hat man bisher aber den diskontinuierlichen Eisen- abstich aus dem Vorherd für erforderlich gehalten.
Es sind auch Einrichtungen zum gleichzeitigen Abziehen und Trennen von Eisen und Schlacke aus dem Kupolofen selbst bekanntgeworden.
Zur Erlangung des angestrebten Zieles ist erfindungsgemäss dem Sammelgefäss eine-z, B. siphonarti- ge - Einrichtung zum kontinuierlichen Abziehen von Eisen und Schlacke vorgeschaltet.
Durch die Kombination des vorherdartigen Sammelgefässes mit einem Siphon, beispielsweise nach dem bekannten Freier-Grunder-Verfahren, wird erreicht, dass man auch bei dieser Anlage Eisen und
Schlacke kontinuierlich aus dem Vorherd abziehen und voneinander trennen kann.
Mit einer im Gaskanal angeordneten Drosselvorrichtung. z. B. einer wassergekühlten Drosselklappe kann die Menge der aus dem Kupolofen unterhalb der Düsenebene abgezogenen Gasmenge geregelt wer- den. Gleichzeitig wird erreicht. dass im Sammelgefäss der für den Betrieb des Siphons zweckmässige Gas- druck aufrechterhalten wird. Beim Bau einer solchen Anlage müssen natürlich die Abmessungen der ver- schiedenen Elemente in zweckmässiger Weise aufeinander abgestimmt werden.
Da. wie eingangs erwähnt, die Kohlenstoffaufnahme des erschmolzenen Eisens unter anderem von der
Temperatur in der Verbrennungs- bzw. der Schmelzzone des Ofens abhängig ist, anderseits aber diese
Temperatur ihrerseits von der Windtemperatur beeinflusst wird, soll die erfindungsgemässe Anlage so gestaltet werden, dass man sie trotz des Vorhandenseins eines Winderhitzers auch mit Wind niedrigerer Temperatur und gegebenenfalls sogar mit Kaltwind betreiben kann. Wenn der Winderhitzer gasseitig mit heissem Gas beaufschlagt wird, so muss er, um Materialüberbeanspruchungen zu vermeiden, auch luftseitig gekühlt werden.
Beim Erschmelzen von Eisen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt strömt bei der vorgeschlagenen Anordnung aber immer Gas, welches aus dem unteren Bereich des Kupolofens stammt, aus dem Vorherd in die Brennkammer des Winderhitzers, während man gerade in diesem Fall'zweckmässig nicht mit besonders hoher Windtemperatur arbeitet. Wenn nun der aufgewärmte Wind eine höhere Temperatur hat als man sie gerade benötigt, bedeutet es keine Schwierigkeit, die im Winderhitzer erzeugte Heissluft teilweise oder auch vollständig für andere Zwecke zu benutzen, oder auch die zur Kühlung der Winderhitzerelemente notwendige Mindestluftmenge ins Freie abzublasen, wenn man den Düsen des Kupolofens Kaltwind zuführen will.
Wenn man Eisen mit hohem Kohlenstoffgehalt herstellen will, hat man aus den heute allgemein bekannten metallurgischen Gründen mit Rücksicht auf das Bestreben, so wirtschaftlich wie möglich zu arbeiten, den Wunsch, den Kupolofendüsen Heisswind mit möglichst hoher Temperatur zuzuführen. Zur Er- zielung einer hohen Heisswindtemperatur werden der Brennkammer des Winderhitzers gleichzeitig ausser den Gasen, die aus dem Vorherd in sie eintreten, noch Gase zugeführt, die aus dem oberen Teil des Kupolofenschachtes stammen. Man kann so jede beliebige Windtemperatur erzielen, wobei die Grenze nur durch die Haltbarkeit der verwendeten Materialien gegeben ist.
Ausserdem wird man bei der Ersehmel- zung von Eisen mit höherem Kohlenstoffgehalt die unterhalb der Düsenebene aus dem Kupolofen entnommene Gasmenge kleiner halten, als wenn man Eisen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt erschmelzen will.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anlage dargestellt.
Der Unterteil'des Kupolofens 1 ist mit dem Sammelgefäss 2 über die Verbindungsöffnung 3 verbunden, durch welche sowohl Schlacke und Eisen als auch Gase aus dem Unterteil des Kupolofens in das Sammelgefäss eintreten. Durch den Gaskanal 4 ist das Sammelgefäss mit der Brennkammer 5 des Winderhitzers 6 verbunden. Der Brennkammer wird durch Luftzuführungsëffnungen 7 Verbrennungsluft zur Nachverbrennung der Gase zugeführt. Dem Sammelgefäss 2 ist zum Abzug von Eisen und Schlacke und Trennung dieser voneinander eine siphonartige Einrichtung 8 vorgeschaltet. Die Windzuführung zu den Kupolofendüsen erfolgt über den Windring 9, wobei sich in den einzelnen Düsenstöcken einstellbare Drosselorgane 10 befinden.
Die Düsen können auf verschiedene Düsenebenen verteilt sein, die verschiedene Abstände von der Kupolofensohle haben. Im Gaskanal 4 befindet sich eine Drosseleinrichtung 11 und in der Gasentnahme 12, durch die Gas aus dem oberen Teil des Ofenschachtes in die Brennkammer 5 einströmen kann,
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befindet sich ein Absperr- oder Regulierschieber 13.
Das aus der siphonartigen Einrichtung 8 kontinuierlich abfliessende Eisen kann man entweder direkt in
Pfannen abfüllen oder auch beispielsweise in einen kippbaren Vorherd leiten, aus dem es dann je nach Be- darf in bekannter Weise entnommen werden kann.
In dem Masse, wie Giessereien dazu übergehen, ihren Betrieb zu mechanisieren, steigt das Bestreben, die Schmelzanlage kontinuierlich betreiben zu können. Auch wenn man derartige Anlagen als Vor- schmelzanlagen für SM-Öfen, Elektro-Öfen oder Konverter benutzt, muss man sie nach Möglichkeit kon- tinuierlich über mehrere Tage bzw. Wochen betreiben können. Deshalb bildet man meistens solche Ku- polöfen mit futterloser, wassergekühlter Schmelzzone in bekannter Weise aus, so dass der Kupolofen selbst keinem Ausbrand in der Verbrennungs- bzw. Schmelzzone mehr unterliegt und kontinuierlich über belie- big lange Zeiten ohne die Notwendigkeit irgendwelcher Ausbesserungsarbeiten am Futter gefahren werden kann.
Wenn man eine Anlage im Sinne des beschriebenen Ausführungsbeispieles ausbildet, dann bleibt als am häufigsten ausbesserungsbefürftiger Teil immer noch die Einrichtung zum kontinuierlichen Abziehen von Eisen und Schlacke aus dem dem Ofen vorgeschalteten Sammelgefäss. Dies gilt für die vorbeschrie- bene Anlage umsomehr, als dabei die Schlacke im Sammelgefäss eine besonders hohe Temperatur hat.
Bekanntlich greift das flüssige Eisen das Futter eines Ofens oder Vorherdes verhältnismässig wenig an, wäh- rend die Schlacke in der Abzugsöffnung zu einem sehr starken Futterverschleiss führt.
Aus diesem Grunde wird gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen,
Eisen einerseits und Schlacke anderseits durch getrennte Abzugseinrichtungen aus dem Sammelgefäss ab- zuziehen. Dabei kann man dann für den Schlackenabzug zwei getrennte Abzugseinrichtungen vorsehen, die wechselweise betrieben werden können. Man könnte an sich auch die siphonartige Einrichtung zum gemeinsamen Abziehen von Eisen und Schlacke doppelt ausführen. Dieses würde aber bedingen, dass man sowohl für das Eisen als auch für die Schlacke zwei verschiedene Paare von Ablaufrinnen anbringen muss- te. Man ist aber bestrebt, zumindest den Eisenabzug des bequemeren Abtransportes wegen möglichst im- mer an derselben Stelle zu haben.
Ausserdem ist es hinsichtlich der Anlagekosten günstiger, nur den Schlackenabzug zu verdoppeln und sich mit einem einzigen Eisenabzug zu begnügen.
Selbstverständlich kann man in an sich bekannter Weise die Abzugseinrichtung als solche zusätzlich auch mit einer Kühlung versehen, um ihre Betriebszeiten auch hiedurch noch zu verlängern. Ebenso kann man die Verbindung zwischen den Kupolofen-Vorherd und dem Sammelgefäss mit einer Kühlung ausrüsten, damit auch an dieser Stelle eine grössere Haltbarkeit des feuerfesten Materials erzielt wird. Dabei ist es unter Umständen zweckmässig, das Sammelgefäss nicht direkt an den Kupolofen anzubauen, sondern mittels einer beispielsweise aussen berieselten und innen mit feuerfestem Material ausgekleideten Röhre entsprechenden Profils mit diesen zu verbinden.
Ausserdem ist es möglich, die beiden Abzugseinrichtungen zu einer Einheit zusammenzufassen, die zwei getrennte und wechselweise zu benutzende Stichlöcher für den Auslauf der Schlacke aus dem Sammelgefäss in die Abzugseinrichtung hat.
Es wird so erreicht, dass die beschriebene Anlage über praktisch beliebig lange Zeit kontinuierlich betrieben werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kupolofen mit Sammelgefäss für Eisen und Schlacke, welches mit dem untersten Teil des Ofenschachtes durch eine Öffnung für den Durchtritt von flüssigem Eisen, Schlacke und Ofengasen aus dem Kupolofenherd verbunden ist, wobei der Gasraum des Sammelgefässes mit der Brennkammer des Winderhitzers mittels eines Gaskanals verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sammelgefäss (2) einez. B. siphonartige - Einrichtung (8) zum kontinuierlichen Abziehen von Eisen und Schlacke vorgeschaltet ist.