CH680468A5 - - Google Patents

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CH680468A5
CH680468A5 CH3050/89A CH305089A CH680468A5 CH 680468 A5 CH680468 A5 CH 680468A5 CH 3050/89 A CH3050/89 A CH 3050/89A CH 305089 A CH305089 A CH 305089A CH 680468 A5 CH680468 A5 CH 680468A5
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CH
Switzerland
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slag
melt
furnace
furnace door
chamber
Prior art date
Application number
CH3050/89A
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Inventor
Hans-Otto Dr Jochem
Franz Prof Dr-Ing Engelberg
Original Assignee
Gautschi Electro Fours Sa
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/15Tapping equipment; Equipment for removing or retaining slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/02Refining by liquating, filtering, centrifuging, distilling, or supersonic wave action including acoustic waves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

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CH 680 468 A5
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Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Schlacke aus einem Metallschmelzbad in einem Schmelzofen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 4.
Bei Schmelzverfahren von Metallen in einem Schmelzofen schwimmt auf der Oberfläche der Schmelze spezifisch leichtere Schlacke, die von dort in Zeitabständen - insbesondere auch vor dem Ausgiessen der Schmelze - entfernt werden muss. Diesen Vorgang bezeichnet man als «abkratzen». Bei üblichen Abkrätz-Verfahren wird hierzu das Tor des Schmelzofens über die gesamte Schmelzofenbreite geöffnet und die Schlacke von der Schmeizeoberfläche mit einem Schieber in einen Schlackenkübel abgekratzt. Dieser zum Abkratzen verwendete Schlackenschieber befindet sich am Ende eines langen, schweren Stahlträgers, der bis zur Begrenzungswand des Schmelzofens reichen muss und der jeweils mit einem Hubstapler ziemlich schwerfällig bewegbar ist. Da die Schlacke sich bei üblichen Verfahren über die gesamte Badoberfläche verteilt, muss sie auf einer grossen Fläche mit dem Schlackenschieber, der mit einem Hubstapler positioniert wird, bei völlig geöffnetem Schmelzofentor erfasst werden. Hierbei entstehen wegen des weit geöffneten Ofentors beträchtliche Wärmeverluste. Ausserdem muss mit einer grossflächigen Absaugehaube, die über die gesamte Ofenbreite reicht, der beim Abkrätzen hochsteigende Staub erfasst und abgesaugt werden. Der grosse Absaugequerschnitt erfordert einen grossen Absaugestrom mit entsprechend hohem Energieaufwand.
Verbesserte Schmelzverfahren verwenden elektromagnetische Rührer (electromagnetic stirrer «ems»), die durch geeignete Anordnung die Schmelze in gewünschter Weise bewegen. Bekannte Verfahren, die solche elektromagnetischen Rührer einsetzen, nutzen jedoch diese nur zur Bewegung und intensiven Durchmischung der Schmelze. Eine wesentliche Verbesserung des Schlackenabzuges und eine Verminderung der Energieverluste beim Abkrätzen werden durch diese bekannten Schmelzverfahren mit elektromagnetischen Rührern nicht erzielt.
Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Gattung zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile bisher bekannter Verfahren und Vorrichtungen vermeidet und welche die Entschlackung eines Metallschmelzbades, insbesondere das Abkrätzen auf einfachere Weise und mit geringeren Wärmeverlusten des Schmelzbades sowie umweltfreundlich mit geringster Staubbelästigung ermöglichen.
Die verfahrensmässige Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruches 1 angegeben.
Dadurch, dass das gesamte Schmelzbad sich als Wirbel oder als gegenläufiges Wirbelpaar mit vertikaler Wirbelachse bewegt, wird die auf der Oberfläche der Schmelze aufschwimmende Schlacke in rotierende Bewegung versetzt und die auf sie einwirkenden Fliehkräfte drängen die Schlacke auf die äusseren Stromlinien des Wirbels oder der Wirbel ab, so dass sich die Schlacke an diesen äusseren Stromlinien ansammelt und hinter einer Schlackensperre, welche die aufschwimmende Schlacke, nicht aber die Schmelze zurückhält, am Zurückzirkulieren gehindert wird. Die in der so zwischen Ofentür und Schlackensperre gebildeten Nebenkammer zurückgehaltene Schlacke kann dann abgezogen und entsorgt werden. Da die Oberfläche dieser Nebenkammer erheblich kleiner sein kann als die Gesamtoberfläche des Schmelzbades lässt sich diese Entsorgung mit einfacheren Mitteln, bei geringerem Energieaufwand, geringeren Wärmeverlusten des Schmelzbades und geringerer Staubentwicklung durchführen.
Mit den Massnahmen des Anspruches 2 kann dabei gezielt die Transportströmung für die Schlacke zur Nebenkammer verbessert werden.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besonders geeignet ist eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 4.
Um eine optimale Transportströmung für die Schlacke in die Nebenkammer hinter die Schlackensperre zu erreichen, können weitere Pumpen oder elektromagnetische Rührer gemäss Anspruch 5 vorgesehen werden. Ausserdem sollte die Schlak-kensperre für die Schmelze gut durchlässig, zweckmässig gemäss Anspruch 6 ausgebildet sein. Im Falle von Balken oder dgl., die auf der Höhe des Schmelzeniveaus verlaufen, kann die Schlackensperre unmittelbar unter der Schmelzbadoberfläche von der Schmelze unterströmt werden. Bei Verwendung von Platten mit Durchströmöffnungen als Schlackensperre können zwar kleinere Schlacken-teilchen von der zurückzirkulierenden Schmelze mitgerissen werden, doch wird dadurch auch bewirkt, dass nach mehreren Umläufen die Schlacken zu grösseren, leichter und schneller entsorgbaren Schlackenklumpen zusammenbacken.
Durch die Anordnung der Schlackensperre vor der Ofentüre unter Bildung einer Nebenkammer mit freiem Zustrom und für die Schlacke gesperrtem Abstrom sammelt sich die Schlacke in unmittelbarer Nähe der Ofentüre in einer Ecke des Schmelzbades. Zum Abkrätzen der Schlacke braucht somit die Ofentüre nicht mehr über die gesamte Ofenbreite geöffnet zu werden, sondern es genügt, den Teilabschnitt vor der Schlackensperre offenzuhalten. Auch braucht die Ofentüre zum Schlackenabzug aus der Nebenkammer nicht vollständig nach oben geöffnet zu werden, da die Schlacke nicht über die gesamte Schmelzbadfläche verteilt erfasst werden muss, sondern mit einem verhältnismässig kurzen Schlackenschieber unmittelbar in Tornähe aus der Nebenkammer abgezogen werden kann. Hierdurch wird die erforderliche Abkrätz-Zeit kürzer und die erforderliche Öffnung in der Ofenseitenwand kann deutlich kleiner gehalten werden. Es ergeben sich daraus geringere Wärmeverluste sowie ein verminderter Staubaustritt während eines kürzeren Zeitin-tervalles. Für die erforderliche Staubabsaugung genügt eine der verhältnismässig wenig geöffneten Ofentürwand angepasste kleinere Absaughaube, so dass gegenüber den bekannten Verfahren der erforderliche Energieaufwand zur Förderung der Absaugluft deutlich kleiner ist. Dies ist besonders
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wichtig bei Schmelzen, deren Schlacke viele feinkörnige Anteile und Staub enthält.
Bei einem ofentürseitig hochschwenkbaren Schmelzofen erweist sich eine Ausbildung gemäss Anspruch 7 als besonders vorteilhaft, weil dann die Schlacke «trocken» vom Boden der Nebenkammer in den an die offene Tür herangefahrenen Schlak-kenbehälter abgekratzt werden kann.
Bei einem Schmelzofen, der nicht schwenkbar ist, wird mit Vorteil zu der in den Ansprüchen 9 und 10 vorgeschlagenen Ausbildung gegriffen, bei welcher in der Nebenkammer angesammelte Schlacke zu deren Entfernung beim Öffnen der Ofentür zweckmässig oberhalb der Türunterkante bereitgestellt wird, bei der Weiterbildung nach den Ansprüchen 11 und 12 auch selbsttätig in den bereitgestellten Schlackenbehälter gleiten kann.
Um Schlackenansammlungen ausserhalb der Nebenkammer insbesondere in schwer erreichbaren Bereichen der Schmelzkammer möglichst zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn gemäss Anspruch 8 die der Ofentür gegenüberliegenden Ecken der Schmelzkammer strömungsgerecht gerundet sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in einer vereinfachten Darstellung einen Horizontalschnitt durch einen Schmelzofen gemäss einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt nach der Linie II-II durch den Ofen der Fig. 1 ;
Fig. 3 einen Vertikalschnitt entsprechend demjenigen der Fig. 2 zur Veranschaulichung der Schlackenentfernung;
Fig. 4 in schematischer Darstellung einen Horizontalschnitt durch einen Schmelzofen gemäss einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 4a ebenfalls schematisch einen Horizontalschnitt durch einen Schmelzofen gemäss einer dritten Ausführungsform;
Fig. 5 einen Vertikalschnitt nach der Linie V-V durch den Schmelzofen der Fig. 4a;
Fig. 5a einen Vertikalschnitt entsprechend demjenigen der Fig. 5 zur Veranschaulichung der Schlackenentfernung bei dieser Ausführungsform;
Fig. 6 in einem Vertikalschnitt entsprechend demjenigen der Fig. 5 eine Variante dieser Ofenausführung, und
Fig. 6a den Ofen gemäss Fig. 6 bei geöffneter Ofentüre und bei der Schlackenentfernung.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen Schmelzofen, der in seiner Schmelzkammer 20 eine Schmelze S aus geschmolzenem Aluminium enthält. Dieser Ofen ist für die Schlackenentfernung kippbar und weist eine Längswand 15, Seitenwände 22 und 23 sowie eine Abdeckung 24 auf. Der Längswand 15 gegenüberliegend ist die Ofentür in Form mehrerer, im vorliegenden Beispiel drei, Schiebetore 10 angeordnet, die unabhängig voneinander zur Öffnung des Ofens hochgezogen werden können. Fig. 3 veranschaulicht den Ofen in der hochgeschwenkten Lage und mit geöffneter Ofentür.
Bei diesem Ausführungsbeispiel gemäss der
Fig. 1 bis 3 erzeugt ein etwa zentral unter dem Schmelzbad in der Schmelzkammer 20 unter dem Boden 21 derselben angeordneter elektromagnetischer Rührer 1 in der Schmelze S ein gegenläufiges Wirbelpaar 2 mit vertikaler Wirbelachse. Dieses induziert in der Schmelze S in Richtung auf die Ofentür 10 eine Strömung 2a, die dort im Aufstau hinter der geschlossenen Ofentür 10, wie durch die Pfeile 2b angedeutet, nach beiden Seitenwänden 22 bzw. 23 hin umgelenkt wird.
Von den beiden Seitenwänden 22 und 23 erstrecken sich, parallel zur Ofentür 10 und in einem Abstand von derselben, welcher bedeutend kleiner ist als derjenige zur Längswand 15, jeweils eine Schlackensperre 4 in jeden der beiden Wirbel des Wirbelpaares 2. Zwischen den inneren, freien Enden dieser Schlackensperren 4 verbleibt ein freier Abstand durch den die Strömung 2a frei gegen die Ofentür 10 hin in eine in dieser Weise zwischen der Ofentür 10 und den Schlackensperren 4 gebildete Nebenkammer 5 oder Bypasskanal strömen kann. Die Schlackensperren 4 ragen nach oben etwas über den Spiegel der Schmelze S in der Schmelzkammer 20 hinaus. Sie sind so ausgeführt, dass Durchströmöffnungen 4a knapp unter dem Schmelzespiegel die Zirkulation der Schmelze durch die Schlackensperren 4 ermöglichen. Die auf der Schmelze aufschwimmende Schlacke 3 wird unter der Wirkung der Fliehkraft auf die äusseren Wirbelstromlinien abgedrängt und durch die Öffnung zwischen den beiden Schlackensperren 4 in die Nebenkammer 5 gefördert. Während die Schmelze und allenfalls kleinere Schlackenteilchen durch die Schlackensperre wieder zurückzirkulieren können, sammelt sich die Schlacke 3 nach und nach auf der Oberfläche der Schmelze in der Nebenkammer 5. Von dort lässt sich die Schlacke bei nur wenig geöffneter Ofentür 10 mit einem verhältnismässig kurzen Schlackenschieber 9 in einen Schlackenbehälter 11 abziehen (Fig. 3).
Der Schlackenaustrag wird beim Beispiel nach den Fig. 1 bis 3 noch dadurch weiter vereinfacht, dass, wie es die Fig. 2 und 3 zeigen, der Boden des Schmelzofens im Bereich der Nebenkammer 5 bei 25 gegen über dem eigentlichen Schmelzkammerboden 21 erhöht ist, so dass durch ein torseitiges Hochschwenken des Ofens die Schmelze aus der Nebenkammer 5 in die Schmelzkammer zurückströmt und die Schlacke sich auf der Sohle der Nebenkammer 5 absetzt. Der Niveauunterschied zwischen dem erhöhten Bodenteil 25 der Nebenkammer 5 und der Bodenfläche der eigentlichen Schmelzkammer 20 wird vorteilhaft so gewählt, dass bei geschlossenem un-geschwenktem Schmelzofen der Tiefgang in der Nebenkammer 5 gerade ausreicht, dass die Schlacke 3 zwischen den Schlackensperren 4 hindurch in die Nebenkammer 5 hinter die Schlackensperren 4 einschwimmen kann. Bereits ein leichtes Hochschwenken des Ofens in die Lage gemäss Fig. 3 genügt dann, um zu bewirken, dass die Schmelze S aus der Nebenkammer 5 in die eigentliche Schmelzkammer 20 zurückströmt und die Schlacke 3 auf der Sohle der Nebenkammer 5 zurückbleibt. Mit dem Schlackenschieber 9 kann dann die Schlacke 3 «trocken» in den an die geöffnete Ofentür 10 heran5
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gefahrenen Schlackenbehälter 11 ausgetragen werden. Dieser ist so ausgebildet, dass eine grosse Fallhöhe der abgekrätzten Schlacke und die damit verbundene starke Staubentwicklung vermieden wird. Die dem Ofen zugewandte Wand 26 des Schlackenbehälters 11 weist hierzu einen Neigungswinkel auf, der etwas grösser ist als der Böschungswinkel der Schlacke, und sie kann mit ihrer Oberkante direkt unter die Blechschürze 27 der Ofentür 10 geschoben werden (Fig. 3). So fällt die Schlacke beim Abkrätzen aus geringer Höhe auf die geneigte Seitenwand 26 des Schlackenbehälters 11 und gleitet an dieser Seitenwand 26 bei geringster Staubentwicklung in dem Behälter 11 nach unten. Die dem Ofen abgewandte Wand 28 des Behälters verläuft senkrecht, um die offene Querschnittsfläche des Behälters und damit auch den Eintrittsquerschnitt der über dem Schlackenbehälter 11 angeordneten Absaughaube 13 klein zu halten. Der hochgeklappte, mit Seitenblenden 12a versehene Deckel 12 des Schlackenbehälters 11 verhindert, dass Staub seitlich hochsteigt, ohne vom Sog der Absaugung erfasst zu werden. Mit geschlossenem Deckel 12 lässt sich dann der Schlackenbehälter ohne Staubentwicklung transportieren.
Von der eben beschriebenen Ausführungsform gemäss den Fig. 1 bis 3 unterscheiden sich die Ausführungsformen der Fig. 4 und 4a zunächst durch eine strömungsgünstig gerundet ausgebildete seitliche Begrenzung 29 der Schmelzkammer 20. Ausserdem wird bei diesen beiden Ausführungsformen in der Schmelze S nur jeweils ein durch die Pfeile 30 angedeuteter Wirbel mit vertikaler Wirbelachse induziert.
Die Erzeugung dieses Wirbels erfolgt, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, durch einen elektromagnetischen Rührer 1, der jedoch hierzu nicht zentral, sondern in der Nähe der Kammerwand unter der Schmelzkammer 20 angeordnet ist. Bei beiden Ausführungsformen ist ausserdem, angenähert auf der Höhe des Schmelzbadniveaus in der Schmelzkammer 20, jeweils ein zusätzlicher elektromagnetischer Rührer 1a, die je im Drehsinn des angrenzenden Wirbels diesen unterstützen oder intensivieren, angeordnet. Dadurch wird auf der Schmelzeoberfläche eine zusätzliche Geschwindigkeit induziert, was eine verstärkte Fliehkraft auf die in der Wirbelströmung schwimmende Schlacke 3 bewirkt, so dass die Schlacke 3 beschleunigt auf die äusseren Wirbelstromlinien abgedrängt wird. Die gerundete Seitenwand 29 der Schmelzkammer 20 verhindert bei diesen Ausführungen, dass Schlacke 3 sich in den Ablösegebieten von Wandecken weitab vom Eingang der Nebenkammer 5 -zum Abkrätzen schwer erreichbar - länger aufhält.
Sinngemäss, nämlich bedingt durch den Ersatz des Doppelwirbels des ersten Ausführungsbeispiels durch einen einfachen Wirbel, ist bei den Ausführungen nach den Fig. 4 und 4a jeweils nur eine Schlackensperre 4 erforderlich, die parallel zur Ofentür 10 und in einem vergleichsweise geringen Abstand von dieser von der Kammerwandung 29 in den Wirbel hineinragt und zwischen sich und der Ofentür eine Nebenkammer 5 begrenzt, in welche, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, die auf der
Schmelze aufschwimmende und durch die Fliehkraft auf die äusseren Wirbelstromlinien abgedrängte Schlacke 3 transportiert und zurückgehalten wird, während die Schmelze und allenfalls kleinere Schlackenteile in die eigentliche Schmelzkammer zurückzirkulieren. Beim Beispiel der Fig. 4 ist die Schlackensperre 4 durch sich von der Nebenkammer 5 zur eigentlichen Schmelzkammer hin verengende Öffnungen 4a in einer Platte gebildet, deren Oberkante wiederum nach oben etwas über den Schmelzespiegel vorragt. Beim Beispiel nach Fig. 4a hingegen ist die Schlackensperre 4 durch einen auf der Höhe des Schmelzespiegels verlaufenden Balken gebildet, der die aufschwimmende Schlacke einschliesslich kleinerer Schlackenteile zurückhält, hingegen von der zirkulierenden Schmelze unterströmt werden kann.
Anhand der Fig. 5 und 5a wird nun erläutert, wie aus einem Ofen gemäss Fig. 4a die Schlacke 3 ohne Schwenkung des Ofens wie beim ersten Ausführungsbeispiel erfolgen kann.
Bei geschlossener Ofentür 10 drückt ein in der Nebenkammer 5 zwischen Ofentür 10 und Schlak-kensperre 4 untergebrachter schwimmfähiger Hubkörper 7 eine Schlackenpalette 6, zweckmässig aus Keramikmaterial, nach oben gegen an der Ofentür
10 angebrachte Haltebügel 10a. Diese Haltebügel 10a halten die Schlackenpalette 6 unterhalb der Schmelzeoberfläche, so dass die Schlacke 3 von der Palette 6 unbehindert durch die Strömung in die Nebenkammer 5 transportiert werden und sich dort, von der Schlackensperre 4 zurückgehalten, ansammeln kann. An der Schlackenpalette 6 hochgezogene Begrenzungsrippen 31 oder Zapfen sorgen dafür, dass die Schlacke 3 ungehindert von der Wirbelströmung in die durch die Schlackensperre 4 abgegrenzte Nebenkammer 5 transportiert wird. Die Schlackensperre 4 wird, wie bereits erwähnt, bei diesem Beispiel, wie durch den Pfeil 32 angedeutet, von der Strömung unterströmt. Da in diesem Fall auf dem Niveau der Schmelzeoberfläche keine Durchströmöffnungen an der Schlackensperre 4 vorhanden sind, werden hier die gesamten, in die Nebenkammer gelangten schwimmenden Schlacken 3 - auch die kleineren Schlacketeilchen - zurückgehalten.
Beim Öffnen der Ofentür 10 zur Entfernung der Schlacke 3 (Fig. 5a) gibt der an der Ofentür 10 befestigte Haltebügel 10a die Schlackenpalette 6 frei, und diese wird nun vom aufschwimmenden Hubkörper 7 hochgehoben. Sobald bei diesem Hubvorgang ein Vorsprung 6a der Schlackenpalette 6 einen Vorsprung 6b der Seitenwand erreicht, leitet der weiter hochsteigende - in einem Hubkörperschacht 8 geführte - Hubkörper 7 eine Schwenkung der Schlak-kenpalette 6 um den Vorsprung 6b ein. Die hochgeschwenkte Palette 6 lässt dann die aus dem Schmelzbad erfasste Schlacke 3 aus der Nebenkammer 5 in den bereitgestellten Schlackenbehälter
11 abrutschen.
Die Unterseite der Schlackenpalette 6 kann so gewölbt ausgeführt sein, dass ein günstiger Kraftangriff eines entsprechend geformten Hubkörpers während des Hubvorgangs ermöglicht wird. Im Beispiel der Fig. 5 und 5a ist der Hubkörper 7 durch ein
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Keramikrohr gebildet, das an beiden Enden verschlossen ist. Ein solcher Hubkörper 7 lässt sich preisgünstig aus marktgängigen Rohren herstellen. Ausserdem ist die Gefahr eines Verkantens oder Verklemmens bei einem Rohr weniger gross als bei anderen Körperformen. Statt eines einzigen Hubrohres lassen sich auch mehrere Hubrohre - auch in mehreren Lagen übereinander angeordnet - in den Hubkörperschacht einbringen. Hierbei können die Hubkörper eine ungleiche Wasserverdrängung aufweisen, je nach gewünschter Anhebung und Neigung der Schlackenpalette beim Öffnen der Ofentüre. Dies lässt sich z.B. erreichen durch unterschiedliche Rohrdurchmesser oder, bei gleichen Rohrdurchmessern, durch eine verschiedene Zahl übereinandergeschichteter Rohre.
Die Fig. 6 und 6a zeigen eine Ausführung ähnlich derjenigen der Fig. 5 und 5a, jedoch mit zwei Hubrohren 7a und 7b unterschiedlicher Grösse, wobei das Hubrohr 7a mit dem kleineren Durchmesser bei der Ofentürwand in den Hubkörperschacht 8 eingebracht ist. Über diesen beiden Hubrohren 7a, 7b liegt lose eine verhältnismässig dünne, ebene, einfach geformte Schlackenpalette 6, die bei geschlossener Ofentür 10 (Fig. 6) durch von Haltebügeln 10a nach unten vorragende Haltezapfen 10b unter den Spiegel der Schmelze heruntergedrückt wird, so dass die auf der Schmelze aufschwimmende Schlacke 3 durch die Wirbelströmung ungehindert in die so gebildete Nebenkammer 5 einschwimmen kann, wo sie durch die Schlackensperre 4 zurückgehalten wird, während die Schmelze durch die Sperre 4 oder unter dieser hindurch zurückzirkulieren kann. Wie aus der Fig. 6a ersichtlich ist, werden beim Öffnen der Ofentür 10 die Haltezapfen 10b mit hochgehoben, so dass die Schlackenpalette 6 nicht mehr festgehalten wird und unter der Wirkung der aufschwimmenden Hubrohre 7a, 7b mitsamt der sich darauf absetzenden Schlacke 3 über die Unterkante der Türöffnung gehoben wird. Dabei bewirkt die Anordnung der verschieden grossen Hubrohre 7a, 7b mit dem Rohr kleineren Durchmessers näher der Ofentür 10 beim Aufsteigen der Hubkörper eine erwünschte Neigung der Schlackenpalette 6 zur Ofentür 10 hin, so dass die Schlackenpalette 6 mitsamt der darauf befindlichen Schlacke 3 z.B. mit einem Haken 33 in den Schlackenbehälter 11 ausgeschoben und einer sachgerechten Entsorgung zugeführt werden kann. Solche Schlackepaletten zum Einmalgebrauch können aus billigstem Werkstoff, z.B. aus zusammengesinterter Schlacke, und in handlichen Formaten gefertigt sein, so dass auch mehrere dieser Wegwerfpaletten nebeneinander angeordnet oder übereinander geschichtet auf die Hubkörper aufgelegt werden können. Damit lassen sich während eines Schmelzvorganges mehrere Ab-krätzungen vornehmen, ohne dass neue Paletten eingebracht werden müssen.

Claims (13)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Entfernen von Schlacke aus einem Metallschmelzbad in einem Schmelzofen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze im Schmelzofen mittels einer Pumpe oder eines elektromagnetischen Rührers (1) in eine Strömung in Form eines Wirbels oder eines gegenläufigen Wirbelpaares (2) mit vertikaler Wirbelachse versetzt wird, welche die aufschwimmende Schlacke (3) auf die äusseren Wirbelstromlinien und in eine hinter einer Schlackensperre (4) im Bereich der Ofentür gebildete Nebenkammer (5) abdrängt, von welcher die Schmelze (S) durch die Schlackensperre (4) zurückzirkuliert und aus welcher die angesammelte Schlacke (3) mit Hilfe eines Schlackenschiebers (9) und/oder einer schwimmfähigen Hubeinrichtung (7) in zeitlichen Intervallen abgezogen und in einen Schlackenbehälter (11) entsorgt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zentral unter der Schmelzkammer (20) angeordnete elektromagnetische Rührer (1) in der Schmelzkammer (20) ein gegenläufiges Wirbelpaar (2) erzeugt und die Wirbelströmung durch seitlich auf der Höhe des Badspiegels wirkende weitere elektromagnetische Rührer (1a) oder Pumpen zusätzlich unterstützt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf schwimmfähigen Huborganen (7 bzw. 7a, 7b) aufliegende Schlak-kenpalette (6) bei geschlossener Ofentür (10) in der Nebenkammer (5) unter das Niveau der Schmelze (S) in der Nebenkammer (5) niedergehalten wird und beim Öffnen der Ofentür (10) mitsamt der auf ihr abgelagerten Schlacke (3) aufschwimmt und in einen an die Türöffnung herangefahrenen Schlackenbehälter (11) gleitet.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Schmelzofen zur Aufnahme der Metallschmelze in einer Schmelzkammer und mit Mitteln, um die Schmelze in der Kammer in Bewegung zu versetzen, sowie mit einer an einer Seite des Schmelzofens angeordneten Ofentür, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpe oder elektromagnetische Rührer (1 bzw. 1a) zur Erzeugung eines Wirbels oder eines gegenläufigen Wirbelpaars (2) mit vertikaler Wirbelachse in der Schmelzkammer (20) des Schmelzofens vorgesehen sind und dass in die Schmelzkammer (20) ragende Schlackensperrorga-ne (4) ofentürseitig eine im Bereich der äusseren Wirbelstromlinien gelegene Nebenkammer (5) bilden, in deren Begrenzung sich die auf der Schmelze (S) aufschwimmende Schlacke (3) ansammelt und bei geöffneter Ofentür (10) entsorgbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass angenähert auf der Höhe des Schmelzbadniveaus in der Schmelzkammer (20) weitere Pumpen oder elektromagnetische Rührer (1a) angeordnet sind, die im Drehsinn des angrenzenden Wirbels diesen unterstützen oder intensivieren.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlacken-sperrorgane (4) durch parallel zur Ofentür (10) und mit Abstand von derselben in die Schmelzkammer (20) ragende Platten mit Durchströmöffnungen (4a) für die Schmelze (S) oder von der Schmelze (S) un-terströmbare Balken sind, welche zur Zurückhaltung der angeströmten, aufschwimmenden Schlacke (3) über den Schmelzespiegel in der Schmelzkammer (20) hinausragen.
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7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzofen türseitig hochschwenkbar ist und der Boden (25) der Nebenkammer (5) gegenüber dem Boden (21) der Schmelzkammer (20) erhöht ist, so dass bei einem torseitigen Hochschwenken des Ofens die Schmelze aus der Nebenkammer (5) in die Schmelzkammer (20) zurückströmt und die Schlacke (3) sich auf der Sohle der Nebenkammer absetzt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die der Ofentür (10) gegenüberliegenden Ecken der Schmelzkammer (20) zur Vermeidung von Schlak-kenansammlungen in schwer erreichbaren Bereichen strömungsgerecht gerundet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenkammer
(5) als Schacht (8) ausgebildet ist, in weichem mindestens ein schwimmfähiger Hubkörper (7 bzw. 7, 7a) vertikal beweglich geführt ist, der eine auf ihm aufliegende Schlackenpalette (6) trägt, und dass an der Ofentür (10) Niederhalteorgane (10a bzw. 10b) angebracht sind, welche bei geschlossener Ofentür (10) die Hubkörper und die auf ihnen aufliegende Schlackenpalette (6) unter den Schmelzespiegel drücken, so dass die Schlacke (3) frei in die Nebenkammer (5) einschwimmen kann und welche bei geöffneter Ofentür die Schlackenpalette (6) zum Aufschwimmen unter der Wirkung der Hubkörper freigeben.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
9, dadurch gekennzeichnet, dass Schlackenpalette
(6) und Hubkörper (7 bzw. 7a, 7b) so bemessen sind, dass die bei geöffneter Ofentür (10) aufschwimmende Schlackenpalette (6) mit ihrer oberen Fläche höher liegt als die Ofentürunterkante.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlackenpalette (6) aus mehreren getrennten Paletten gebildet ist, so dass jeweils Einzelpaletten mit der darauf abgelagerten Schlacke (3) in mehreren Abkrätzvor-gängen als Wegwerfpaletten in den Schlackenbehälter (11) abführbar sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
11, dadurch gekennzeichnet, dass als Hubkörper mehrere Schwimmkörper unterschiedlicher Wasserverdrängung, z.B. verschlossene Rohre (7a, 7b), unterschiedlicher Durchmesser oder bei gleichen Durchmessern in verschiedener Zahl übereinander geschichtet, zur Ofentür (10) parallel verlaufend nebeneinander in der Nebenkammer (5) angeordnet sind, wobei die frei aufschwimmenden Hubkörper gegen die Ofentür hin weniger über den Schmelzespiegel vorragen, so dass die auf den Hubkörpern aufliegende Schlackenpalette (6) beim Aufschwimmen der Hubkörper eine Neigung zur geöffneten Ofentür erhält, die ein gegebenenfalls selbsttätiges Abgleiten der Schlacke (3) allein oder der Palette mitsamt der Schlacke in den bereitgestellten Schlackenbehälter (11) ermöglicht.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
12, dadurch gekennzeichnet, dass die der Ofentür (10) zugewandte Wand des Schlackenbehälters (11) stärker geneigt ist als der Böschungswinkel der Schlacke und dass die der Ofentür (10) abgewandte
Wand des Schlackenbehälters (11) einen vertikal hochklappbaren Deckel (12) mit Seitenblenden (12a) zur Staubabschirmung aufweist.
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