DE1083509B

DE1083509B - Elektrischer Mehrkammer-Schmelzofen zum Einschmelzen von Metallen mit einer Schmelzkammer und einer Warmhalte- und Entnahmekammer

Info

Publication number: DE1083509B
Application number: DER23227A
Authority: DE
Inventors: Johann Peter Rohn
Original assignee: RUSS ELEKTROOFEN KOMMANDITGESE
Current assignee: RUSS ELEKTROOFEN KOMMANDITGESE
Priority date: 1958-04-28
Filing date: 1958-04-28
Publication date: 1960-06-15
Also published as: US3043895A; FR1222357A; GB886707A

Description

Elektrischer Mehrkammer-Schmelzofen zum Einschmelzen von Metallen mit einer Schmelzkammer und einer Warmhalte-und Entnahmekammer Beim Schmelzen von Metallen, insbesondere Bunt-und Leichtmetallen und Eisen, ist man seit jeher bestrebt, an der Entnahmestelle, d. h. dort, wo das Metall ausgeschöpft oder ausgegossen wird, eine möglichst große Reinheit und möglichst geringe Badbewegung der Schmelze zu erzielen.
Es sind Öfen bekanntgeworden, die den vorstehend angegebenen Bedingungen entsprechen sollten und die aus zwei parallel nebeneinander angeordneten, am Boden. durch Kanäle verbundenem. Kammern bestanden, wobei der Raum zwischen beiden Kammern durch die elektrische Spule eingenommen wurde, die die Verbindungskanäle zwischen den Kammern umschließt und hauptsächlich in diesen das Metall zum Schmelzen brachte.
Während die vorbeschriebene Bauweise sich durch eine niedrige Bauhöhe auszeichnet und auch die angestrebte geringe Badbewegung zur Folge hat, ist sie dennoch mit einer Reihe von Nachteilen behaftet, die ihrer Einführung in größerem Umfange bisher im Wege standen. Zunächst ist festzustellen, da.B bei dieser Bauart das Metall in beiden Kammern schmilzt, wodurch das Material in beiden Kammern beunruhigt und eine schlechte Legierungsmöglichkeit erzielt wird. Außerdem besteht gerade bei dieser Bauweise die Gefahr der Überhitzung der Kanäle und die weitere Gefahr, daß infolge der gegebenen Strömungsbedingungen das bereits überhitzte Metall wieder angesaugt wird. Außerdem wurde die große Badoberfläche und der zum Anfahren erforderliche große Sumpf als nachteilig angesehen.
Um eine geringe Badbewegung und eine große Reinheit des beruhigten geschmolzenen Metalls an der Entnahmestelle zu erzielen und um die vorstehend angegebenen Nachteile wenigstens teilweise auszuschalten, wurden bereits Öfen ausgeführt, bei denen die eine Kammer als reine Schmelz- und Legierungskammer, die andere als reine Warmhalte- und Entnahmekammer ausgebildet war. Die Warmhalte- und Entnahmekammer, kleiner als die Schmelzkammer, ist durch einen am Boden angeordneten Kanal mit der Schmelzkammer verbunden, die ihrerseits sich nach unten in eine Schmelzrinne fortsetzt, die allein von der elektrischen Spule erfaßt wird. Die Beschickung erfolgt in die Schmelzkammer und das Schmelzen selbst in der sich aus der Schmelzkammer nach unten fortsetzenden Rinne, so daß sich in dieser das geschmolzene Metall beruhigen kann und die meist leichteren Verunreinigungen nach oben aufsteigen können. Es tritt also nur gereinigtes und beruhigtes Metall in die Warmhalte-und Entnahmekammer ein. Eine Überhitzung der Kanäle wird dadurch vermieden und außerdem benötigt man zum Anfahren nur einen verhältnismäßig kleinen Sumpf. Auch dieser Ofen weist jedoch den Nachteil der verhältnismäßig großen Badoberfläche und damit der möglichen Oxydation, derselben auf. Außerdem wird das Metall in der Schmelzkammer heißer als in der danebenliegenden, aber nicht von der Erhitzungsspule beeinflußten Warmhalte- und Entnahmekammer. Als besonders großen Nachteil empfand man die schwierige Auskleidung mit feuerfestem Material bei beiden Bauweisen,. weil, wie sich denken läßt, das Einstampfen desselben um die zwei parallelen Kammern, die Verbindungskanäle zwischen denselben, die sich aus der Schmelzkammer nach unten fortsetzende Rinne usw. umständlich und kompliziert ist.
Die Erfindung geht, um die vorbeschriebenen, bekannten Ofenarten anhaftenden Nachteile zu beseitigen, völlig neue Wege. Durch die Erfindung wird ein Ofen geschaffen, der es gestattet, das geschmolzene Metall im gereinigten Zustand zu entnehmen, ohne daß in der Kammer, aus der es entnommen wird, eine störende Badbewegung herrscht. Dabei verzichtet die Bauart nach der Erfindung auf irgendwelche Verbindungskanäle zwischen den Kammern und sie zeichnet sich durch eine sehr niedrige Bauart aus. Außerdem gestattet der Ofen eine bequeme Zustellung und damit Legierungsmöglichkeit und bei einer zweckmäßigen und bevorzugten Ausführungsform auch das Anfahren mit festem Einsatz.
Die Erfindung betrifft demnach einen elektrischen Mehrkammer-Sch.melzafen zum Einschmelzen von Metallen sowie Eisen und Stahl mit einer Schmelzkammer und einer Warmhalte- und Entnahmekammer und zeichnet sich dadurch aus, daß die Warmhalte-und Entnahmekammer oder -kammern in Form eines außen befestigten Einsatzes innerhalb der Schmelzkammer angeordnet sind und im Boden- oder Seitenbereich eine oder mehrere Nachströmöffnungen für das gereinigte und beruhigte, geschmolzene Metall aufweisen.
Der Schmelzraum (oder die Schmelzkammer) kann ausgestampft oder ausgemauert sein. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Kommt häufiger Legierungswechsel vor, kann- in- die Ofenspule auch ein fertiggestampfter oder -geformter und -gebrannter Tiegel eingesetzt werden. Der Tiegel kann auch aus Graphit oder einer Stahl- oder Eisenlegierung bestehen. Dieser Tiegel wird in die Spule an Stelle der Stampfmasse auswechselbaeingesetzt.
In der Zeichnung ist der-Ofen nach der Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform und in mehreren Varianten dargestellt und unter Bezugnahme auf diese nachfolgend näher beschrieben. Es bedeutet Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ofen, im verkleinertem Maßstab, Fig. 2 eine Aufsicht und einen Halbschnitt auf bzw. durch den Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 3 und 4, vereinfacht und mehr schematisch, verschiedene mögliche Ausführungsformen der Erfindung.
Fig. 1 stellt die Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform dar, nämlich in Gestalt eines Tiegelofens, der das Anfahren mit festem Einsatz gestattet. Mit 1 ist der Schmelzraum bezeichnet, in dem mit Hilfe der den Schmelzraum weitgehend umgebenden Spule 2 das Metall eingeschmolzen wird und in den es etwa bei A in fester Farm zum Einsatz gebracht wird. Der Ofenraum 1 ist mit einer eingestampften, feuerfesten Masse 3 oder einem auswechselbaren Tiegel umgeben und ruht auf dem Mauerwerk 4. Die Spule 2 ist oben und unten durch j e einen Ring aus feuerfestem Material s bzw. 6 abgedeckt. Das Ganze ist in . einer allgemein mit 7 bezeichneten Stützkonstruktion aufgenommen, die bei dem dargestellten Beispiel aus zusammengeschweißten Platten und Winkeleisen besteht.
Von den bisher ausgeführten und vorgeschlagenen Ofenkonstruktionen weicht die Erfindung insofern völlig ab, als, wie aus Fig. 1 ersichtlich, davon abgegangen wurde, zwei Kammern, z. B. eine Schmelzkammer und eine Warmhalte- und Entnahmekammer, nebeneinander anzuordnen und durch Kanäle zu verbinden. Erfindungsgemäß ist vielmehr die eine Kammer, nämlich die Entnahmekammer, innerhalb der anderen Schmelzkammer angeordnet, wodurch nicht nur ein wesentlich geringerer Platzbedarf beansprucht wird, sondern auch die Überhitzung der Verbindungskanäle vermieden wird und die Möglichkeit, den Ofen als Tiegelofen zu bauen, eröffnet wird.
Die Entnahmekammer 8 ist in Form eines zweckmäßig geformten Einsatzes 9 aus beliebigem Material in den Schmelzraum 1, der gleichzeitig Schmelzkammer ist, eingehängt und hierzu beispielsweise am Deckel 10 befestigt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Einsatz konisch gestaltet und in einen im Deckel 10 angeordneten Ring 11, dessen Innenfläche 12 der Konizität des Einsatzes 9 entspricht, eingehängt und durch einen Deckel 13 verschlossen.
Der Einsatz 9 weist in seinem Boden eine oder mehrere Öffnungen 14 auf, durch die das Metall (Pfeile 1V1) nachströmen kann. Da die störenden Badbewegungen in erster Linie an der Oberfläche der Schmelze auftreten und da die Verunreinigungen sich im allgemeinen ebenfalls an der Oberfläche sammeln, wird bei 14 nur gereinigtes, beruhigtes Metall in die Entnahmekammer 8 eintreten, aus der es nach Entfernen des Deckels 13 bequem ausgeschöpft werden kann. Selbstverständlich können auch seitliche Öffnungen vorgesehen sein.
Fig. 2 stellt teils eine Aufsicht bei abgenommenem Deckel 13 auf den Ofen nach Fig. 1 dar, wobei zwecks vereinfachter Darstellung die Spule 2 weggelassen worden ist, und teils einen Horizontalschnitt. Man sieht, daß bei dieser Anordnung der die WarmhaItekammer bildende Einsatz 9 exzentrisch angeordnet ist, so, daß man einerseits leicht an diese Kammer gelangen kann, andererseits ein genügend großer Raum für die Beschickung A übrigbleibt. Es ist selbstverständlich im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich, die Entnahmekammer auch in der Mitte des Raumes 1 unterzubringen.
Fig.3 stellt eine insofern abgewandelte Ausführungsform dar, als der Ofenraum 15 nicht rund, sondern oval gestaltet ist. Dadurch wird bei exzentrischer Anordnung eines Einsatzes 16 der Raum B für die Zustellung der Legierungselemente noch vergrößert.
Nach der Erfindung können natürlich ohne weiteres auch zwei oder mehrere Warmhalte- und Entnahmekammern innerhalb eines Schmelzraumes angeordnet sein. Eine zweckmäßige, diesen Erfindungsgedanken berücksichtigende Ausführungsform ist an einem. ovalen Ofen 17 in Fig.-4 zur Anschauung gebracht. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Einsätze 18 und 18a, oben und unten im Bereich der starken Krümmungen des Ovals untergebracht, entsprechend gestaltet, d. h. auf der der Mitte zugewandten Seite 19 abgeflacht und im übrigen der Rundung des Ofens 17 entsprechend. Dadurch wird in der Mitte des Ofens ein genügend großer Platz C für die Beschickung gelassen.
Der Einsatz kann. aus beliebigem Material, z. B. Graphit, Schamotte, Magnesit, Silimanit, oder aus einer metallischen Speziallegierung bestehen. Sollte der Einsatz im Betrieb entzweigehen, so braucht er lediglich durch einen neuen ersetzt zu werden, weil die in die Schmelze gelangenden Teile des entzweigegangenen Einsatzes, ohne die Schmelze zu beeinflussen, an die Oberfläche gelangen und dort entnommen werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrischer Mehrkammer-Schmelzofen zum Einschmelzen von Metallen mit einer Schmelzkammer und-einer Warmhalte- und Entnahmekammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmhalte- und Entnahmekammer oder -kammern in Form eines befestigten. Einsatzes innerhalb der Schmelzkammer angeordnet ist (sind) und im Boden- oder Seitenbereich eine oder mehrere Nachströmöffnungen für das gereinigte und beruhigte, geschmolzene -Metall aufweist (aufweisen).
2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Horizontalquerschnitt beliebig geformte Warmhalte- und Entnahmebehälter zentrisch oder exzentrisch in einer runden oder ovalen Schmelzkammer angeordnet ist.
3. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer runden oder ovalen Schmelzkammer mehrere, zweckmäßig zwei Einsätze so angeordnet sind, daß in der Mitte zwischen diesen ein genügend großer Raum für die Zustellung in die Schmelzkammer verbleibt.
4. Ofen nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daB der Einsatz an der der Zustellungsseite zugewandten Fläche abgeflacht gestaltet ist.
5. Ofen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daB der Einsatz eine konische Querschnittsform aufweist und in einer konischen Öffnung im Ofendeckel aufgehängt ist.
6. Ofen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stampfmasse (3) durch einen fertiggeformten und -gebrannten, auswechselbaren Tiegel oder einen Behälter ersetzt ist.