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Kupolofen mit Windvorwärmung Die Erfindung betrifft einen Kupolofen
mit Windvorwärmung, mit einem aus feuerfestem Material bestehenden, von Windkanälen
durchsetzten Unterteil und einem aus segmentartigen, eisernen, bis zur Schmelzzone
herunter verlegten Formkörpern aufgebauten Oberteil, wobei die Formkörper unter
Bildung von der Ofenwandkühlung und der Windvorwärmung dienenden Schächten verlegt
sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kupolofen mit Windvorwärmung der
genannten Art zu schaffen, der verhältnismäßig einfach gebaut ist, eine wirkungsvolle,
vorzugsweise regelbare Windvorwärmung bietet und dessen eiserne Formkörper leicht
ausgetauscht werden können.
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Diese Aufgabe wird von bekannten Konstruktionen nur mangelhaft bzw.
überhaupt nicht gelöst. Neben Kupolöfen mit zonenweise oder schachtbildend verlegten
Formkörpern, die jedoch ausschließlich oder hauptsächlich zur Kühlung des Ofens
oder zur Erhöhung seiner mechanischen Widerstandsfähigkeit bestimmt sind, ist vor
allem ein Kupolofen mit Windvorwärmung bekanntgeworden, dessen ringförmige, sehr
massive Formkörper nach außen gerichtete Wellungen aufweisen. Der Ausbau der miteinander
verschraubten Formkörper ist umständlich und der von unten nach oben geführte Wind
durchströmt dabei nur den die Formkörper umgebenden einzigen Ringschacht.
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Es ist auch ein Ofen bekannt, dessen dickwandige Formstücke schraubenartige
Luftwege bilden, wobei die Luft über regelbare Absperrorgane zum Teil den Düsen
zugeführt werden kann. Abgesehen davon, daß diese Anordnung in der Hauptsache zum
Kühlen des Ofens dient und nicht zum Heißwinderzeugen, reicht die Kühlung der Eisenteile
nicht aus, um ein Verziehen derselben und damit ein Undichtwerden zu verhindern.
Es ist also auch diese Konstruktion nicht zur vollständigen Lösung des erfindungsgemäß
gestellten Problems geeignet.
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Endlich soll noch eine bekannte Ofenkonstruktion erwähnt werden, bei
der sich einige wenige Eiseneinsatzringe weit oberhalb der Schmelzzone befinden.
Dabei sind die Erwärmungswege für den Wind kurz und die Zuführungsleitungen zur
Schmelzzone lang, so daß ausreichend vorgewärmter Wind an den Einblasstellen nicht
zur Verfügung steht. Auch dieser Ofen ist daher zur wirklichen und vollständigen
Lösung der erfindungsgemäß gestellten Aufgabe ungeeignet.
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Demgegenüber löst die Erfindung die oben angegebene Aufgabe in überraschend
einfacher Weise. Der Kupolofen der eingangs genannten Art ist zu diesem Zweck dadurch
gekennzeichnet, daß die Formkörper aus einem plattenförmigen Ringsegment mit an
dessen seitlichen Enden radial nach außen abstehenden Rippen sowie zwischen den
Rippen angeordneten, eine oder mehrere Öffnungen freilassenden waagerechten Stegen
bestehen, und Oberteil und Unterteil von einem gemeinsamen, sich an den Rippen abstützenden
und die Windschächte nach außen begrenzenden Blechmantel umgeben sind.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann jede Formkörperrippe
innenseitig mit einem Ansatz ausgestattet sein, auf welche Ansätze eine mit einem
Zugstift, an dem vorzugsweise ein als Öse, Haken od. dgl. ausgebildeter Griff vorgesehen
ist, versehene, insbesondere ringsegmentförmige Regulierplatte verschiebbar aufgelegt
ist.
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Der Vorzug der Erfindung liegt in erster Linie in der besonderen und
vollständig neuartigen Ausbildung der Formkörper mit waagerechten Stegen. Die erfindungsgemäß
gebauten Formkörper bilden Einzelkammern, in denen der Wind unter Wirbelbildung
eine Zeit verweilt und dabei eine nennenswerte Erwärmung erfährt. Der Wind geht
bei der relativ kleinen Öffnung der Stege bzw. den Öffnungen derselben erst durch,
wenn die Kammer unter erhöhtem Druck steht. Es ist klar, daß dadurch eine gute Wärmeaufnahme
durch den Wind erfolgen kann. Trotz der Einfachheit der gußeisernen Formkörper ermöglicht
die Erfindung in ihrer bevorzugten Ausgestaltung eine für jeden Formkörper individuelle
Regelung des Winddurchganges und damit der Winderwärmung bzw. der Ofenkühlung, was
offenbar bezüglich der Feineinstellung des Ofenganges ganz neue Möglichkeiten eröffnetz
Es
kann sogar beim laufenden Ofenbetrieb eine Verstellung derRegulierplatten vorgenommen
werden. Gründe für eine solche Verstellung sind z. B. aufeinanderfolgende Beschickung
des Ofens mit unterschiedlichem Material bzw. das Ergebnis einer Prüfung der Güte
des erschmolzenen Eisens.
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Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert, wobei
zum besseren Verständnis auch Merkmale vorkommen, die selbst nicht Erfindungsgegenstand
sind.
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F i g. 1 ist ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kupolofens in lotrechtem
Schnitt; die F i g. 2, 3 und 4 zeigen Querschnitte gemäß den Linien A-B, C-D bzw.
E-F der F i g. 1; in den F i g. 5 und 6 ist in beispielsweiser Ausführungsform ein
eiserner Formkörper im Aufriß und Grundriß dargestellt, wobei nach F i g. 5 eine
Regulierplatte aufgelegt ist.
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Der Ofen besteht aus einem Unterteil 8, der auf Füßen 17 ruht. In
diesem Unterteil sind die Windzuführungskanäle 9 und die Abstichrinne 18 vorgesehen.
Die um den Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Kanäle 9 haben ringsegmentförmigen
Querschnitt. Sie münden mit Winddüsen 10 in den Ofenraum.
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Statt der Kanäle 9 könnte im Bereich der Winddüsen 10 - wie
in F i g. 1 bei 9a strichpunktiert angedeutet - auch ein einziger Kanal rund um
den Ofen geführt werden, doch ist es besser, die Kanäle 9 bis zu den Düsen einzeln
zu führen, weil dadurch kein Ringwind entsteht und jede der Düsen 10 gleichmäßig
ihren Wind erhält. Die Schamotteauskleidung des Unterteils 8, der Schmelzzone
und des Sammelraumes für das flüssige Eisen wird nach Einlegen von Holzkernen einfach
durch Ausstampfen erzeugt, man kann aber auch mit den teurerem Schamotteziegeln
arbeiten und bei ihrem Verlegen die Kanäle und Düsen berücksichtigen.
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Der Oberteil des Ofens besteht aus eisernen Formkörpern. Die ummittelbar
auf den Unterteil 8 aufgesetzten Formkörper besitzen in ihrer Auflagefläche Öffnungen
7, die mit den Kanälen 9 im wesentlichen flachten. Die übrigen, in den F i g. 5
und 6 dargestellten, gegossenen Formkörper sind aus einem Ringsegment 3 gebildet,
das an seinen Enden mit radial nach außen senden Rippen 1 und 2 versehen ist. Gemäß
dem dargestellten Beispiel sind diese Rippen innensestig und nahe ihrem unteren
Ende mit Ansätzen 16 vemehen, auf die mit je einem Zugstift 15 versehene,
gegossene Regulierplatten 4 (F i g. 2 und 5), insbesondere ringsegmentfdrmigen Querschnittes,
aufgelegt sind. An dem Zugstift 1.5 kann ein als Öse, Haken od dgL ausgebildeter
Griff vorgesehen sein.
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Die Regulierplattes 4 sind von solcher radialer Breite, daß
sie auf den Ansätzen 16 längs der Rippen 1, 2 verschiebbar sind, so daß die Breiten
der entstehenden Zwischenräume zwischen der Außenseite jedes Ringsegmentes 3 mit
der Regulierplatte 4 bzw. zwischen dieser und der Innenseite des den Ofenober= und
-unterteil den Mantels 14 wahlweise einstellbar sind. Jede Regulierplatte 4 kann
so weit awh irren verschoben werden, daß der Winddurchgang mit me& innrem, sondern
außen ist, also der Wind veanil% wenig erhitzt wird. Selbst verstämilich sind auch
Zwixhenstelhmgen der Platten 4 eh. Die Zngsaffbe 15 durchsetzen den vorzuMwexse
aas Biecü bestehen und gagebenanfal1s mit Asbest od. dgl. isolierten Mantel 14 und
tragen an ihrem Außenende den Griff.
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Der oben angebrachte Windring 6, an den das Einblasrohr 12 angeschlossen
ist, besteht aus einem Stück mit dem zweckmäßig aus Kesselblech bestehenden Ofenauslaufrohr
13, welches gleichzeitig als Setzröhre dienen oder eine seitliche Setzöffnung aufweisen
kann.
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Durch das beschriebene System der Formkörper wird die eingeblasene
Luft bei jedem Formstück durch die Regulierplatten aufgehalten, um die Hitze der
heißen Formkörper gut aufnehmen zu können, bis die Luft zu den unten liegenden glühenden
Formkörpern durchgeblasen wird.
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Durch die Windzuführungskanäle 9 innerhalb der Schamotteausmauerung
wird der oben erhitzte Wind nicht abgekühlt, was bei außen an der Blechwand des
Mantels liegenden Kanälen der Fall wäre. Die Regulierplatten 4 sind, wie
erwähnt, schmaler als die Länge der Rippen 1, 2, so daß bei den in den F i g. 1
und 2 dargestellten Einstellungen Öffnungen 5 bleiben, durch die der Wind von oben
entlang der heißen Eisenwände 3 und durch die Öffnungen 7 der untersten Formkörper
in die Kanäle 9 in der Schamotteausmauerung zu den Winddüsen 10 gedrückt
wird.
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Der Wind wird im Innern des Ofens durch Schachte 11 unterteilt,
die von den Formkörpern gebildet sind und von denen jeweils einer sich in einen
der Kanäle9 fortsetzt und bis zu einer der radialen Winddüsen 10 verläuft. Die Anwendung
mehrerer Düsen - im Beispielsfalle acht - ergibt eine völlig zentrale Einbla sung
des Windes, wodurch im Kupolofeninneren der Koks an allen Stellen der Schmelzzone
in absolut gleicher Hitze gehalten wird. Dies schließt ungleiche Temperaturen in
der Schmelzzone aus.
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Wenn als Ausführungsbeispiel eiserne Formkörper beschrieben sind,
die aus einem Ringsegment mit radial nach außen abstehenden Rippen bestehen, so
ist aber gemäß der Erfindung auch eine solche Ausbildungsform möglich, bei der statt
des Ringsegmentes ein ebener, plattenförmiger 'feil vorgesehen ist und der Ofeninnenraum
daher die Form eines mehrseitigen Prismas besitzt.
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Das Auswechseln und Erneuern der einzelnen Formkörper ist in kürzester
Zeit möglich, da kein Verschrauben oder sonstiges Verbinden derselben erforderlich
ist.
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Die Erfindung erlaubt, daß die Eisenkonstruktion, also die Formkörper
des Ofenoberteiles, in den Bereich des Füllkokses und damit auch in jenen der Schmelzzone
herunter verlegt werden können, ohne Schaden zu erleiden. Man erzielt dadurch eine
sehr hohe Lufttemperatur. Ferner läßt die Erfindung eine Luftregulierung von außen
her bei jedem einzelnen Formkörper gesondert mittels der Platten 4 zu, ergibt
also feinste Regulier- und Kühlmöglichkeit. Weiter halten die Kanäle 9 mitten
in der Schamotteausmauerung des Ofenunterteiles 8 die Luft bis zu den Einblasdüsen
heiß.
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Durch die besondere Gestalt der Eisenformkörper werden Temperaturdehnungen
derselben ohne Schaden überstanden.
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Der erfindungsgemäße Kupolofen wird, wie beispielsweise beschrieben,
bevorzugt mit den auf Ansätzen der Formkörper verschiebbaren Regulierplatten ausgeführt,
doch fällt in den Bereich der Erfindung auch eine Ausbildung ohne diese Regulierplatten,
in welchen Falle sich der Wind frei durch die Schachte nach unten bewegen kann.
Diese verein
fachte Ausführungsform reicht bei bestimmten Schmelzvorgängen
aus.
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Eine weitere Variante der Erfindung besteht ferner darin, daß zwischen
den beiden Rippen jedes Formkörpers ein fester, waagrechter Steg, zweckmäßig mit
den Rippen in einem Stück gegossen, vorgesehen ist, der entweder nur an der Seite
des plattenförmigen Teiles 3 oder nur an der dem Mantel 14 zugewandten Seite oder
an beiden Seiten Luftdurchgangsöffnungen freiläßt. Endlich ist es nach der Erfindung
sogar möglich, diese Stege über die ganze radiale Tiefe des Formkörpers anzuordnen,
wobei für den Luftdurchgang an irgendwelchen Stellen der Stege Öffnungen vorgesehen
sind.