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Drehherdschmelzofen Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehherdschmelzofen
mit Dach und Seitenwänden über einer Mehrzahl von aneinandergereihten, einen geschlossenen
Kreis bildenden Herdsegmenten zum Schmelzen von Metall, die auf in einer kreisförmigen
Bahn rollenden und abschnittsweise zu bewegenden Wagen angeordnet sind.
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Derartige Drehherdschmelzöfen sind bereits bekannt.
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Bei einer bekannten Ausführung ist der Drehherdunterteil in sektorförmige
Herdwannen unterteilt und läuft auf Tragrollen auf einer kreisförmigen Bahn. Bei
einem bekanntgewordenen Karusselofen wird der sich drehende Teil des Ofens aus einer
Reihe von kreisförmig angeordneten Wagen gebildet. Es ist indessen bei diesen bekannten
Ausführungen nicht ohne weiteres möglich, jede der sektorförmigen Herdwannen, z.
B. an einer bestimmten Stelle der Kreisbahn, aus derselben radial nach außen entfernen
zu können, um z. B. diese Herdwanne ausbessern oder ersetzen zu können. Zu diesem
Zweck muß bei der ersteren bekanntgewordenen Ausführungsart die entsprechende Herdwanne
mühevoll aus dem Drehherdunterteil ausgebaut und der gesamte Schmelzofen und Schmelzprozeß
stillgelegt werden.
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Um diese damit verbundenen Nachteile zu vermeiden, wird durch die
vorliegende Erfindung vorgesehen, daß jeder der Wagen an mindestens einer Stelle
der Kreisbahn mittels einer Plattform mit Rädern, die über einer Hebebühne angeordnet
ist, auf Schienen aus der Kreisbahn radial ausfahrbar ist.
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Der Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, daß jede der Herdwannen
an einer bestimmten Stelle der Kreisbahn radial nach außen ausgefahren werden kann,
um sie z. B. ausbessern oder ersetzen zu können, ohne daß der gesamte Schmelzofen,
der z. B. auch zum Legieren geschmolzener Metalle eingesetzt wird, im jeweiligen
Schmelz- oder Legierungsprozeß stillgelegt werden muß.
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Vorteilhafterweise ist jeder Wagen und jede Plattform kreisringsegmentförmig
ausgebildet.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Schmelzofens gemäß der Erfindung ist
in der Zeichnung dargestellt. F i g. 1 ist ein Schnitt durch den Schmelzofen gemäß
der Linie 1-1 von F i g. 2; F i g. 2 ist ein Schnitt durch den Schmelzofen gemäß
der Linie 2-2 von F i g. l; F i g. 3 ist ein Schnitt durch einen Teil des Schmelzofens
gemäß der Linie 3-3 von F i g. 2; und F i g. 4 ist ein Teilgrundriß einer Einrichtung
zum Drehen des Schmelzofenherdes. Der Schmelzofen umfaßt ein Dach 1 und einen
davon getrennten Herd 2. Das Dach ist ringförmig und aus feuerfestem Material mit
Metallverstärkung aufgebaut. Dieser Teil des Schmelzofens umfaßt einen Oberteil
3 und herunterreichende Außen- und Innen-Seitenteile, welche miteinander einen umgekehrten
Ringkanal bilden. Dieses Bauwerk wird von Stützen 6 getragen.
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Das Dach ist durch eine Reihe von Trennwänden in eine Anzahl von getrennten
Abschnitten unterteilt, welche mit A bis F bezeichnet sind. Diese Abschnitte sind
mit Zugangsöffnungen versehen, welche durch Türen verschlossen werden können. Die
Abschnitte A und B sind' mit verhältnismäßig großen Öffnungen 9 versehen,
welche durch Tore 8 verschlossen sind, die gehoben und gesenkt werden können.
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Jeder der Abschnitte ist durch Brenner beheizt. Die Abschnitte
A, B und C werden mit im Dach 3 angeordneten Napf-Strahler-Brennern beheizt,
die abwärts brennen und so gebaut sind, daß sie den größten Teil ihrer Hitze durch
Strahlung in Richtung auf den Herd abgeben. Die Abschnitte D, E und F können mit
einer waagerecht sich erstreckenden Muffelwand 14 ausgerüstet sein, welche den unteren
Teil des Abschnittes von einer oberen Brennkammer 15 trennt. Dazu sind Brenner 16
vorgesehen, um in die Kammer 15 hineinzubrennen und die Muffelwand 14 zu erhitzen,
wodurch der Teil des Herdes unterhalb dieser Wand geheizt wird, ohne
daß
dieser Teil des Herdes durch Verbrennungsgase verunreinigt wird. Die verschiedenen
Abschnitte des Herdes sind mit getrennten Abgasöffnungen 17 versehen, von welchen
die Verbrennungsprodukte jedes Abschnittes durch getrennte Züge 18 abziehen können,
welche an einen Schornstein 19 angeschlossen sind. Durch diesen Schornstein wird
ein leichter Unterdruck in den verschiedenen Abschnitten des Schmelzofens aufrechterhalten.
Der Schornstein 19 wird an seinem unteren Ende durch ein Rahmenwerk 21 unterstützt,
das an den Stützen 6 befestigt ist.
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Der Herd 2 des Schmelzofens besteht aus einer Mehrzahl von Wagen,
die Ende-an-Ende aneinandergereiht einen Kreis von dem gleichen Durchmesser wie
das Dach bilden. Es sind hier sechs Wagen dargestellt, entsprechend der Zahl der
Abschnitte, welche im Dachbauwerk durch die Trennwände 7 gebildet werden. Jeder
Wagen bildet einen Schmelztiegel, derart, daß sechs getrennte Schmelzöfen in dem
Herd gebildet werden. Die Wagen sind aus isolierendem feuerfestem Material gebaut.
Jeder Wagen besitzt einen Rahmen 24 mit Rädern 25, die auf einem Paar kreisförmiger
Schienen 26 rollen, so daß die Wagen in ihrer Gesamtheit von einem Schmelzofenabschnitt
zum anderen bewegt werden können. Jeder Wagen ist mit einem Boden versehen, der
gegen die Gießöffnung abfällt, welche einen Ausguß 27 hat, der nach außen von ihr
absteht. Die Öffnung kann durch einen abnehmbaren Propfen 28 verschlossen werden.
Um Verunreinigung des Metalls aus der Atmosphäre in jedem Abschnitt des Schmelzofens
zu verhindern, welche in den Schmelzofen zwischen dem unteren Rande der Seitenwände
4 und 5 und dem Oberrande der Wagen einströmen könnte, ist eine Dichtung zwischen
diesen beiden Teilen vorgesehen. Diese Dichtung besteht aus einem fortlaufenden
Trog 29, welcher in Abschnitten sowohl innerhalb wie außerhalb jedes der Wagen gebildet
wird und ein Dichtungsmittel, wie z. B. Sand, enthalten kann. Flanschen 31 erstrecken
sich abwärts von den Seitenteilen 4 und 5 in diese Träge, um den Schmelzofen abzudichten.
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Von Zeit zu Zeit ist es notwendig, einen oder mehrere Wagen zwecks
Wiederinstandsetzung oder Erneuerung des Futters zu entfernen. Um dies zu ermöglichen,
ist ein Teil der Schienen getrennt von dem Rest angeordnet, welcher Teil unterhalb
des Abschnittes D des Schmelzofens befindlich dargestellt ist. Die Schienen 26 dieses
Abschnittes sind auf einer Plattform 32 angeordnet, welche mit radial gerichteten
Rädern 33 versehen ist. Wenn es gewünscht wird, einen der Wagen zu entfernen, so
kann eine Hebebühne 35 benutzt werden, um die Plattform 32 abzusenken, bis deren
Räder 33 auf einem Paar radial verlaufender Schienen 34 stehen. Der Wagen und seine
Plattform kann dann in die Stellung ausgefahren werden, welche in F i g. 2 in gestrichelten
Linien dargestellt ist. Es ist nur erforderlich, daß die Hebebühne den Wagen genügend
hebt und senkt, um den Flansch 31 aus den Trögen 29 zu entfernen. Während der Zeit,
da der Wagen wiederhergestellt wird, kann ein anderer Wagen an seine Stelle gerückt
werden, so daß der Herdteil des Schmelzofens jederzeit vollständig ist.
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Die Anordnung des Schmelzofens ist so, daß der Schmelz- und Legierraum
von dem Gießraum der Gießerei getrennt werden kann. Um dies zu erzielen, können
Wände 36 errichtet werden, welche den Abschnitt F von den anderen Abschnitten trennen,
wie in F i g. 2 dargestellt. so daß der im Abschnitt F befindliche Wagen in eine
Stellung gelangt, in welcher er sein Metall durch den Auseuß 27 in die bei 37 schematisch
dargestellte Gießeinrichtung abgeben kann.
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In periodischen Zeitabschnitten ist es während des Betriebs des Schmelzofens
notwendig, die den Herd bildenden Wagen von der Stellung unter einem Abschnitt des
Daches zu einer Stellung unter dem nächsten Dachabschnitt zu bringen. Da die Wagen
aneinander anschließen, so daß sie ein in sich geschlossenes Gebilde formen, kann
jedes geeignete Triebwerk für diesen Zweck verwendet werden. Wegen der Betriebsweise
des Schmelzofens. die weiter unten beschrieben werden wird, wird es vorgezogen,
den Herd schrittweise um eine Teilung zu verschieben. Eine Einrichtung zur Bewegung
um je eine Teilung ist schematisch in F i g. 4 dargestellt. Wie dort dargestellt,
ist jeder Wagen mit einem Paar auswärts gerichteter Lappen 38 versehen. in welche
ein Haken 39 am Ende einer Kolbenstange 41 eingreifen kann. Ein Kolben am Ende dieser
Stange ist in einem Zylinder 42 eingeschlossen, der bei 43 angelenkt und durch eine
Feder 44 im Gegen-Uhrzeigersinn vorbelastet ist. Im Betrieb dieser Einrichtung
wird Druckflüssigkeit durch ein Rohr 45 kolbenstangenseitig eingelassen, wodurch
die Kolbenstange in den Zylinder hineingezogen wird. Der Haken 39, welcher hinter
einem der Lappen 38 eingreift, bewegt dann den Herd im Uhrzeigersinn. wie in F i
g. 4 dargestellt. Der Haken kehrt dann zurück, um den nächsten Lappen zu erfassen,
indem Druckflüssigkeit durch das Rohr 46 in das andere Ende des Zvlinders
42
eingelassen wird. Es erfordert zwei Hübe des Kolbens, um den Herd um eine
Teilung zu verschieben, die genügt, einen Wagen von einem Dachabschnitt zum nächsten
zu bringen.
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Im Betrieb des Schmelzofens werden die Tore 8 des Abschnittes A geöffnet
und das zu schmelzende Metall in den Wagen 22 eingebracht, der sich in diesem Abschnitt
befindet. Die Brenner 13 im Dach des Abschnittes A werden entzündet, so daß das
Niederschmelzen beginnt. Nachdem die Antriebsvorrichtung um eine Teilung betätigt
ist, wird ein anderer Wagen in den Abschnitt A gebracht, um dort beschickt zu werden.
Das Erschmelzen des Satzes, der im Abschnitt A befindlich war, wird im Abschnitt
B durch Strahlungsbrenner vollendet, welche im Dache dieses Abschnittes angeordnet
sind. Da der Druck in diesem Abschnitt des Schmelzofens leicht unterhalb des atmosphärischen
Druckes gehalten wird, wird der größte Teil der Verbrennungsgase der Brenner abgezogen,
bevor sie noch mit dem Metall in Berührung kommen können. Der Satz wird daher vorwiegend
durch Strahlungswärme frei von Gasen niedergeschmolzen. Der Abschnitt B des Schmelzofens
ist mit Öffnungen versehen, durch die zusätzliches Metall eingeführt werden kann.
In diesem Abschnitt kann die Schmelze mit Reinigungs-und Entgasungsmitteln behandelt
werden.
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Im Abschnitt C kann die Raffinierung des Metalls beginnen, und Legierungsbestandteile
können zur Schmelze hinzugefügt werden. Auf alle Fälle ist die Metallcharge um diese
Zeit flüssig. Schlacke kann durch die Öffnungen 12 dieser und der verbleibenden
Abschnitte entfernt werden.
Die nächsten zwei Abschnitte des Schmelzofens
D und E werden benutzt, um die Schmelze zu halten und reifen zu lassen. Da das Metall
bereits flüssig ist, ist es nur notwendig, genügend Hitze zuzuführen, um Strahlungsverluste
des Herdes auszugleichen und das Metall auf der gewünschten Temperatur zu erhalten.
Dies kann auf wirtschaftliche Weise durch das Muffeldach 14 erfolgen. Ein zusätzlicher
Vorteil dieser Bauart ist es, daß die Schmelzofenkammer oberhalb des Herdes frei
von jeglichen Verbrennungsprodukten und möglichen Verunreinigungswirkungen ist.
Gegebenenfalls kann eine neutrale oder Schutzatmosphäre in diese Abschnitte eingeleitet
werden, um das Metall zusätzlich zu schützen.
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Es ist möglich, eine höckerige Oberfläche auf den Schienen 26 bei
den Abschnitten C, D und E vorzusehen, so daß die Wagen geschüttelt werden, sobald
sie in diesen Abschnitten in Stellung gebracht werden. Solche Schüttelwirkung wird
dem Metall dazu verhelfen, eingeschlossene Gase zum Aufsteigen zu bringen und die
Schmelze zu raffinieren. Solche Höcker oder Vibrationen haben keinerlei schädliche
Wirkung auf das Dach, da die Wagen damit nicht verbunden sind.
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Der Abschnitt F ist die Gießstation. Zur Zeit, da ein Wagen diese
Stellung erreicht, ist das darin enthaltene Metall vollständig raffiniert und legiert
und hat die richtige Temperatur zum Gießen, welches durch Entfernen des Stopfens
28 erfolgt. Es können Einrichtungen ähnlich der Plattform 32 verwendet werden, um
die Wagen zu kippen und so den Gießvorgang zu erleichtern. Durch die Verwendung
von Trennwänden 36 kann der Gießraum wirksam vom Beschickungsraum gesondert werden,
so daß der Gießraum von Staub und Gasen freigehalten wird.
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Der Schmelzofen ist mit sechs Abschnitten dargestellt. Es ist jedoch
klar, daß auch eine andere Anzahl von Abschnitten und Wagen verwendet werden kann.
Es kann auch eine kleinere oder größere Zahl Abschnitte des Schmelzofens mit einer
Muffel 14 versehen werden. Wenn schon genügend V
für das Schmelzen des Metalls
den Abschni' und B zugeführt wird, so könnte beispielswei Abschnitt C mit einem
Muffeldach anstatt der lungsbrenner 13 versehen werden.
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Der Betrieb des Schmelzofens ist ein solch immer ein Wagen voll Metall
zum Gießet steht und daß, sobald das Gießen vollendeter leere Wagen in eine Stellung
gebracht wird@r frisch beschickt und der Kreislauf von ne egonnen werden kann. Dabei
können ver e Wagen für verschiedene Metalle oder Le en verwendet werden. Auf diese
Weise ist es h, von einem Metall auf ein anderes in dem @organg überzugehen, wobei
nur ein einziger,elzofen benötigt wird, und ohne die Notv,#eit, den Vorgang zu unterbrechen,
während Jfen gereinigt wird und das neuerliche Erschmdtattfindet.