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Vorherd zur Warmhaltung geschmolzener Eisenmetalle
Die Erfindung befasst sich mit einem Vorherd zur Erhitzung und Überhitzung geschmolzener Metalle unter besonderer Berücksichtigung der Warmhaltung des flüssigen Metalls nach dem Austritt aus Schmelz- öfen verschiedener Bauart, wie z. B. Kupolöfen, Lichtbogenöfen u. ähnl. Die bekannten Warmhalteöfen sowie auch die mit Schmelzöfen aller Typen kombiniertenVorherde weisen allerlei Mängel aufderenur- sprung teils in der Heizvorrichtung des Aufgabeaggregats, teils in der Anordnung der Eintrittsöffnung des flüssigen Metalls zu suchen ist, zu deren Anbringung gewöhnlich die Abdeckung der erwähnten Vorherde dient.
Bei diesen bekannten Konstruktionen treten laufend Schäden in der feuerfesten Ausmauerung, Verluste an Metall und Oberflächenoxydation auf und ist eine ungleichmässige Hitzeverteilung festzustellen. Ausserdem zeigen sich in den erhaltenen Schmelzen Unvollkommenheiten, für die einerseits die leichte Verschlackung der Schmelzflüsse, anderseits die Oxydationsvorgänge verantwortlich sind, die durch Luftströme zwischen Ein- und Ausgang des Vorherdes ausgelöst werden können. Hinzu kommt, dass die Vorherde Vorrichtungen zur Warmhaltung oder zur zusätzlichen Wärmezuführung zum Schmelzfluss notwendig machen, u. zw. besonders dann, wenn letzterem noch Zusätze beigegeben werden sollen. Dies lässt sich vielfach nicht in der erforderlichen technologisch richtigen Weise durchführen. Es kommt daher in der Praxis leicht zu weiteren Störungen, wie z.
B. zur Verdampfung und Verflüchtigung der Zusätze.
Die deutsche Auslegeschrift Nr. l057290 beschreibt einen Vorherd zur Warmhaltung'geschmolzener Metalle, welche zuvor in einem Schmelzofen in den geschmolzenen Zustand übergeführt wurden, welcher Vorherd schwenkbar um eine im wesentlichen horizontale Achse montiert ist und eine Abgabe des geschmolzenen Metalls in reinem Zustand, insbesondere frei von Schlacke, ermöglicht, welcher Vorherd eine zur Warmhaltung der flüssigen Metallmasse dienende Kammer aufweist, welche eine Öffnung besitzt, durch welche beim Drehen des Vorherdes um die vorerwähnte Achse das Metall über eine Siphonleitung abgegeben wird, die im Bereich des Bodens der Kammer in diese mündet.
Bei diesem Ofen ist die Anlaufrinne dauernd belastet, ausserdem weist dieser Ofen, der nur für nicht eisenhaltige Schmelzen geeignet ist, den Nachteil auf, dass während der ganzen Entnahmeperiode die Schlacken im Ofen verbleiben.
In der deutschen Patentschrift Nr. 867146 wird ein Vorherd für Kupolöfen vorgeschlagen, der einen siphonartigen Zuflusskanal aufweist. Diese Konstruktion hat den Nachteil, dass die Schlacken aus dem Zuflusskanal nicht entfernt werden.
Dem Vorherd dieser Erfindung kommt die Aufgabe zu, all die genannten Nachteile auszuschliessen und das geschmolzene Metall unter andauerndem Durchmischen auf der gewünschten Temperatur zu halten. Insbesondere ermöglicht die Erfindung die automatische Entfernung der Schlacken aus dem Schmelzfluss während der Metallentnahme unter Vermeidung jedweder Reaktionen zwischen Schmelze und feuerfester Auskleidung. Gleichzeitig kann das geschmolzene Metall über lange Zeit hinweg und bei geringem Wärmeaufwand auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden. Der Vorherd gemäss der Erfindung weist ein an sich bekanntes Induktionsheizaggregat auf, welches aus wenigstens einem mit zwei Wicklungen versehenen Magnetkern besteht.
Von den Wicklungen ist die eine mit dem Primär- oder Netzstrom verbunden, die andere befindet sich jedoch mit mindestens einer Windung in der Schmelze. Darin entstehen sekundäre Induktionsströme, die das flüssige Metall warmhalten.
Der erfindungsgemässe Vorherd ist durch eine zweite, mit der Kammer des Vorherdes einen Siphon
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bildende, im Bereich des Bodens der Kammer in diese durch eine Öffnung mündende Leitung, über welche in an sich bekannterWeise der Vorherd mit geschmolzenem Metall beschickt wird, deren andere Öffnung, durch welche die Schlacken ausgestossen werden, in einem. etwas höheren Niveau angeordnet ist als die der Abgabe des geschmolzenen Metalls dienende Öffnung der Abgabeleitung, gekennzeichnet.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in welcher Fig. 1 den Vorherd gemäss der Erfindung im Querschnitt längs der Linie 1-1 der Fig. 2, Fig. 2 den in Fig. 1 dargestellten Vorherd im Grundriss, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2 und Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3 zeigt. Der in der Zeichnung beispielsweise dargestellte Vorherd besteht aus einer Kammer A zur Aufnahme des geschmolzenen Metalls und weist im Bereich des Bodens der Kammer zwei Öffnungen 10,12 auf, die über entsprechende, schräg nach unten führende. Leitungen 14 mit unterhalb der Kammer A gelegenen Ringkammern 16,18 in Verbindung stehen.
Diese'Ringkammern 16, 18 liegen in einem teilweise vom Vorherd selbst gebildeten Ansatz 20. In diesem sind Öffnungen zur Durchführung von Magnetkernen 22,24 und Spulen vorgesehen, welch letztere die mit demÍndustrie-8tromnetz verbundenen Wicklungen 26,28 tragen. Jede von diesen Wicklungen 26,28 ist als Primärspule eines Transformators anzusehen, dessen Sekundärspule von dem in der entsprechenden Ringkammer 16,18 befindlichen, flüssigen Metall gebildet wird, das eine kurzgeschlossene Windung darstellt.
Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, stehen die Achsen der Magnetkerne 22,24 senkrecht zur Ebene der beiden Ringkammern 16,18. Diese Ebene ihrerseits ist gegenüber der Horizontalen geneigt, was ebenfalls aus der Zeichnung ersichtlich ist, oder sie kann horizontal oder im wesentlichen horizontal verlaufen, wie die gestrichelten Linien der Fig. 1 und 2 zeigen.
Daraus ergibt sich, dass bei dieser Anordnung das in Kammer A enthaltene flüssige Metall warmgehalten und auch weiterhin noch zusätzlich erhitzt werden kann. Die in den Ringkammern 16,18 befindliche Schmelze (die, wie beschrieben, durch die Induktionsströme der kurzgeschlossenen Windung erwärmt wird) lässt man andauernd und gleichmässig innerhalb der. Kammer A zirkulieren, wobei die gesamte Masse der Schmelze fortwährend durchmischt wird.
Die Kammer A ist im Bereich ihres Bodens, u. zw. gegenüber den Öffnungen 10, 12 mit zwei weiteren Öffnungen 30,32 versehen, die zu den entsprechenden, vorwiegend schräg verlaufenden Leitungen 34, 36 gehören. Leitung 34 ist über ein Verbindungsstück 38 am oberen Teil des Vorherdes angeschlossen und mündet in eine trichterförmige Mulde 40. Diese Mulde wird gemäss Fig. 3 durch den Deckel B des Vorherdes gebildet und verläuft quer zur Schwenkachse X-X des Vorherdes. Der Boden der Mulde 40 ist entsprechend geneigt und läuft im Verbindungskanal 38 aus, welcher am oberen Teil eine Einsichtöffnung 42
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dung steht.
Das Sehloch 42, das mit einem Pfropfen verschliessbar ist, endet in einer sich nach aussen verjüngenden Öffnung 44, mit deren Hilfe die auf der Metallschmelze schwimmenden Schlacken abgezogen werden. In gleicher Weise ist die Kammer A über die Öffnung 32 mit einer mit der Kammer A einen Siphon bildenden Entnahmeleitung 36 verbunden, die in eine Ausgussöffnung 46 ausläuft. Die aus dem Schmelzofen entnommene Schmelze fliesst in die Mulde 40 und von dieser aus über den Verbindungskanal 38 und die Leitung 34 zur Kammer A weiter.
Wie bereits bemerkt, wird dort die Schmelze auf Grund der Wärmezirkulation gemischt. Die Entleerung des Vorherdes von geschmolzenem Metall erfolgt über die Ausgussöffnung 46, wobei man in bekannter Weise den Vorherd um die Achse X-X schwenkt. Während dieser Arbeitsphase werden die am oberen Teil der Leitung 34 gesammelten Schlacken automatisch und fortlaufend durch die Öffnung 44 ausgesto- ssen.
An dieser Stelle sei hervorgehoben, dass die Öffnungen 44 und 46 aus verständlichen Gründen in verschiedener Höhe vorgesehen sind, d. h. die Öffnung 44 ist gegenüber der Öffnung 46 höher gelagert, um dadurch den Austritt des Schmelzflusses durch die Öffnung 44 zu verhindern. Der hier beschriebene und erläuterte Vorherd erfüllt die oben besprochenen Zwecke. Er ermöglicht auf günstige Art und Weise die Temperaturregulierung der Metallbäder und erlaubt gleichzeitig das Einführen von beliebigen Zusätzen.
Im Bedarfsfalle ist es möglich, die Schmelze auch verhältnismässig lange Zeit erhitzen zu können, ohne dadurch der Qualität des flüssigen Metalls zu schaden.
Am hier beschriebenen Vorherd können Änderungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. So z. B. kann die Entschlackungsöffnung 44 im Hinblick auf besondere Anforderungen höhenverstellbar ausgebildet werden. Ebenso können Form und Anordnung der Siphone in der Praxis abgeändert werden.