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Flammofen zum Erschmelzen von Metallen Die Erfindung betrifft einen
Flammofen zum Erschmelzen von Metallen mit einem geneigten Herd zum Führen der Metallbarren
usw. in Richtung auf einen zu einem Auffanggefäß führenden Auslaß, in dessen Nähe
das Erschmelzen vermittels -eines in verschiedenen Richtungen in den Flammofen eingeblasenen
Heizgases erfolgt.
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Das Schmelzen von Metallen, insbesondere von Nichteisenmetallen für
Legierungszwecke, stellt ein Verfahren dar, das mit erheblichen Schwierigkeiten
verbunden ist. Allgemein sind Verfahren mit direkter und indirekter Erhitzung zu
unterscheiden. Das indirekte Erhitzen ist vorteilhafter bezüglich der Qualität des
Metalles und wird durch Erhitzen des Metalls in einem Gefäß mittels außerhalb desselben
verbrannten Brennstoffs durchgeführt, z. B. durch Verbrennen von Koks oder Heizöl
um das Gefäß herum. DieseVerfahrensweise ist für dieBedienungsperson sehr ungünstig,
die starker Strahlungswärme ausgesetzt ist, und ist ebenfalls sehr unwirtschaftlich
bezüglich der Wärmeausnutzung, so daß diese Verfahrensweise verhältnismäßig kostspielig
ist. Weiterhin ist es sehr schwierig, das Verfahren kontinuierlich durchzuführen,
und da die Wärme das noch nicht erschmolzene Metall durch das als eine Wärmeübertragungsflüssigkeit
wirkende, bereits geschmolzene Metall erreichen muß, bedingt dieses indirekte Schmelzverfahren
im allgemeinen, daß das Metall erheblich überhitzt wird.
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Beim direkten Erhitzen werden die Flammen und heißen Gase als Verbrennungsprodukte
eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs direkt auf das zu schmelzende Metall
geführt. Obgleich diese Verfahrensweise wesentlich wirksamer vom Standpunkt der
Wärmeausnutzung ist, hat sie den Nachteil, daß das Metall und insbesondere das geschmolzene
Metall viel leichter mit dem verbrennenden Brennstoff und den Verbreünungsprodukten
verunreinigt wird. Bestehende Anlagen bedingen ein Inberührunghalten des geschmolzenen
Metalls mit dem verbrennenden Brennstoff während praktisch des gesamten Schmelzvorganges,
wodurch sich eine sehr erhebliche Gasaufnahme durch das Metall ergibt. Weiterhin
ist bei diesen Anlagen das Beschicken des Metalls so ausgeführt worden, daß das
Metall in den Ofen durch eine obere oder seitliche Öffnung eingeschüttet wird, und
es hat sich als nicht praktisch erwiesen, das Metall in bestimmter Weise so anzuordnen,
daß sich eine einheitliche Einwirkung der Heizgase ergibt. Aus diesem Grunde :besteht
die Gefahr, daß ein Teil der Beschickung übermäßig überhitzt wird. Der Erfindung
liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Flammofen zu schaffen, der nicht die mit bekannten
Vorrichtungen und Verfahrensweisen verbundenen Nachteile aufweist und mit dem es
insbesondere gelingt, relativ schnell ein Erschmelzen des Metalls auf Grund einer
konzentrierten Erhitzung desselben und Abführen unmittelbar aus dem Ofen nach dem
Erschmelzen zu schaffen. Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung
besteht darin, daß durch Anordnung von Düsen für das Einführen des Brennstoffs und
der Luft an bestimmten Stellen des Ofens ausgewählte reduzierende oder oxydierende
Bedingungen aufrechterhalten werden können. Mit dieser Aufgabenstellung verbunden
ist ebenfalls das Bestreben, eine wirksamere Ausnutzung des Brennstoffs zu erzielen,
als es bisher bei einschlägigen Flammöfen möglich war.
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Der erfindungsgemäße Flammofen zum Erschmelzen von Metallen ist nun
dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Düsensatz für das Einführen des Heizgases
in Richtung auf den Auslaß ein zweiter Düsensatz für das Einführen des Heizgases
entlang der Ofendecke, sowie eine Lufteinlaßdüse in dem Ofenboden in Richtung auf
die Ofendecke und den Austrittsweg der Verbrennungsgase aus dem Herdraum kreuzend
angeordnet sind.
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Mit diesem Flammofen gelingt es, die der vorliegenden Erfindung zugrunde
liegenden Aufgabenstellungen einwandfrei zu erreichen und insbesondere Metallverluste
durch ein Verdampfen zu vermeiden und die unerwünschte Gasadsorption praktisch vollständig
zu vermeiden, wie sie bisher bei dem Erschmelzen von Metallen bei direktem Erhitzen
derselben nicht zu umgehen war.
Die Erfindung wird im folgenden
weiter unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die einen Schnitt durch einen
gasbeheizten Flanunofen darstellt.
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Der Ofen weist einen geneigt angeordneten Herd 1 und eine Decke 2
auf, die ebenso wie die Seitenwände aus keramischem Material bestehen. Der Herd
1 ist etwas in Richtung auf einen Bodenauslaß 3 geneigt, unter dem ein Auffanggefäß
4 in einem Isoliermantel 5 angeordnet ist. Ein Brenner ist im unteren Teil der Seitenwand
des Mantels 5 angeordnet. - -Es sind zwei Brennersätze vorgesehen. Ein erster Satz
6 (hiervon ist nur ein Brenner gezeigt, dieselben sind in einer Reihe senkrecht
zu der Schnittebene der Figur angeordnet) ist so ausgerichtet, daß derselbe den
Herd 1 bestreicht und ein zweiter Satz 7 ist so angeordnet, daß .derselbe die Brennerdecke
in entgegengesetzter Richtung bestreicht. Bei dem Betrieb wird -hierdurch -eine
Zirkulation `des -heißen Gases; gemäß der Figur im Uhrzeigersinn bedingt, wobei
die Verbrennungsprodukte aus den Brennern 6, die auf dem Herd 1 angeordneten Metallbarren
8 bedecken. Ein sekundärer Lufteinlaß 9 kann ebenfalls vorgesehen sein, der längs
der Endwand 10 in Richtung auf die Decke 2 gerichtet ist. Wenn an Brennstoff reiche
Gase den Brennern 6 zugeführt werden, unterstützt diese Sekundärluft, die Zirkulation.
Der Herd 1 wird von dem Boden 11 aus beschickt, der eine Verlängerung des Herdes
1 darstellt. Es werden Barren 12 (nur einer gezeigt) auf dem Boden 12 angeordnet
und können sodann nach vorne auf den Herd gedrückt werden. Die Gasabführung erfolgt
über den Raum 14 über dem Boden 1, so -daß der letztere in dem Abgasweg liegt und
zum Vorwärmen dient. Ein Rost 15 unter einem erhöhten Teil des Raumes 14 kann vorzuwärmende
Tiegel 16 aufnehmen. Eine Tür 13 ist vorgesehen, die einen Zugang zu dem Boden 11
und somit zu dem Herd 1 darstellt.
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Es wurde gefunden, daß bei einem derartigen Ofen Kupfer- und Nichteisenlegierungsbarren
in einem Bruchteil der Zeit erschmolzen werden können, die für einen indirekt beheizten
Ofen benötigt wird, wobei Stadtgas und Luft den Breimern 6 und 7 zugeführt wird.
Das Zuführen überschüssigen Gases zu den ersteren und überschüssiger Luft zu den
letzteren stellt sicher, daß eine schützende reduzierende Atmosphäre über dem Barren
8 aufrechterhalten wird, und ein wirksames Verbrennen des Gases und Erhitzen der
Decke 2 ezfolgt.
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Es wurde gefunden, daß die Schmelzkosten wesentlich geringer als für
das indirekte Erhitzen in einem Koksofen sind. Gleichzeitig bedingt die Schutzatmosphäre
und das schnelle Entfernen des Metallee eine Verringerung der Gasaufnahme und Verdampfen
des Metalles. Die Möglichkeit, das Metall waagerecht zu beschicken, vermeidet die
weiter oben im Zusammenhang mit dem .Stand der Technik verbundenen Nachteile, wie
sie bei direkt beheizten und gasgefeuerten Öfen auftreten, wobei jedoch die Möglichkeit
einer kontinuierlichen: Arbeitsweise beibehalten wird.
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Obgleich die Erfindung im Zusammenhang mit der Abgabe des Metalles
in ein Gefäß zur Weiterverarbeitung beschrieben worden ist, versteht- es sich; daß
man das Metall auch direkt in eine Gießform oder anderen Behälter für geschmolzenes
Metall einfließen lassen kann. Im allgemeinen wird der Auslaß in dem Ofenherd stets
offen sein.
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In die beschriebene Anordnung können verschiedene zusätzliche Vorrichtungen
eingebaut werden. So können die Verbindungen oder Verteiler für die Brenner thermostatisch
gesteuert werden; die Mengen an Brennstoff und Luft, die den Brennergruppen zugeführt
werden, können getrennt gesteuert werden. Außer dem Vorwärmen der Beschickungen
kann die Verbrennungsluft mittels eines Mantels vorgewärmt werden, der um einen
Teil oder den gesamten Ofen geführt ist und gleichzeitig dazu dient, die Wärmestrahlung
zu verringern: Betriebspausen werden weit= gehend vermieden durch leicht zu ersetzende
Herde oder Herdauskleidungen und/oder Deckenauskleidungen.
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Zusätzlich zu dem wirtschaftlichen Betrieb ermöglicht der erfindungsgemäße
Ofen Gieß- und Legierungsvorgänge, die sich leichter planen und steuern lassen,
da dessen hohe Betriebsgeschwindigkeit be= dingt, daß die Schmelzzeit kein begrenzender
Arbeitsfaktor mehr ist. An Stelle eines Haltens des geschmolzenen Metalle- über
längere Zeitspannen hinweg m einem Tiegelofen@ kann das Metall nunmehr bei Bedarf
geschmolzen -werden.