DE144375C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ofen zum Schmelzen und Verfeinern von Metallen. Der Ofen gehört zu derjenigen Art, bei der ein Gas- und Luftgemisch oder ein Öl- und .Luftgemisch in der Form einer Stichflamme auf das Metall einwirkt.

Es sind zwar schon Schmelzofen bekannt, bei denen durch gegeneinander gerichtete Flammenstrahlen ein Aufrühren des Metalles

ίο erstrebt wird; bei ihnen trat die Flamme aber an der einen Seite in den Schmelzraum hinein und an der anderen, gegenüberliegenden Seite aus dem Ofen wieder heraus. Von diesen Einrichtungen unterscheidet sich der Gegenstand vorliegender Erfindung dadurch, daß die Eintrittsöffnungen der Flammen mit Bezug auf den Austritt der Verbrennungsgase so angeordnet sind, daß die Flamme im Ofen eine in sich zurückkehrende Wirbelbewegung machen muß, so daß eine äußerst rasche Einwirkung der Flamme auf das zu behandelnde und zu schmelzende Metall erzielt wird.

Um diese in sich zurückkehrende Wirbelbewegung am einfachsten und sichersten zu erzielen, kann man einen Ofen verwenden, der die Gestalt einer Birne, ähnlich einer Bessemerbirne, besitzt. Die Stichflamme tritt dann vorteilhaft zunächst gegen die gekrümmte Wandung, wird von dieser gegen das Metall oder in dasselbe zurückgeworfen und streicht über das auf dem Boden befindliche Metall dem Ausgang zu, welcher ganz in der Nähe des Eingangs liegt, so daß die durch die Flamme erzeugten heißen Gase eine in sich zurückkehrende Bewegung machen.

Wenn die Birne kippbar ist, so wird bei dem Kippen der Auftreffwinkel der Stichflamme auf die Metalloberfläche geändert, was unter Umständen auf die ganze Art der Einwirkung der Flamme auf das Metall von Bedeutung ist. Man kann nämlich dann durch entsprechende Änderung in der Zusammensetzung der Flamme Oxydations- oder Reduktionswirkungen erzielen, was namentlich bei der Behandlung von Erzen wichtig sein kann. .

Es ist dabei wesentlich, daß auch bei jedem Auftreffwinkel die in sich zurückkehrende Wirbelbewegung aufrecht erhalten bleibt, was am einfachsten dadurch geschieht, daß die Brennerdüsen mit dem Ofen fest verbunden sind und somit an der Kippung teilnehmen. Es müssen, um hierbei. einen ununterbrochenen Öl- und Luftzutritt zu ermöglichen, zwischen den ■ Zuführungsrohren für die Luft oder das Gas oder öl Drehgelenke angeordnet sein.

Die Kippbarkeit des Ofens wird außerdem so weit ermöglicht und die Auslaßöffnung der Verbrennungsprodukte vorteilhaft so angebracht, daß man dieselbe öffnung auch zum Ablassen des Metalls verwenden kann.

Ein Ofen der neuen Art ist auf beiliegender Zeichnung dargestellt. In derselben ist

Fig. ι eine Vorderansicht der Birne in Verbindung mit Luft- und Ölzuführungsvorrichtung.

(2. Auflage, ausgegeben am 21. Jtini 1907.)

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Birne und der Kippgetriebe.

Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt nach A-B der Fig. i.

Fig. 4 zeigt in größerem Maßstabe einen Schnitt durch die Brennerdüse nach C-D aus Fig. 2, und

Fig. 5 zeigt das Regelventil für die Luftzuführung.

ίο Der Ofen besteht aus einer Birne oder einem kugeligen Gefäße I mit einem der äußeren Form gleich gestalteten Innenraum 2, welcher mit feuerfestem Futter 3 ausgestattet ist. Das Eingabeloch 4 ist durch einen Deckel 5 verschließbar, während das seitlich angeordnete Abstichloch 6 schräg nach aufwärts gerichtet ist, um auf diese Weise einerseits einen Ausströmkanal für die Verbrennungsgase und andererseits das eigentliche Abstichloch zu bilden. Der Boden des Ofens ist in der Hauptsache ein abnehmbarer Deckelteil 7, welcher mittels Bolzen oder in sonstiger Weise mit den übrigen Ofenteilen fest verbunden ist.

Die Drehbarkeit des Ofens wird durch ein Gestell ermöglicht, welches aus zwei Trägern 8 besteht, deren obere Enden die Lager 9 zur Aufnahme der Drehzapfen 10 tragen. Zur Drehung des Ofens ist in vorliegender Ausführungsform ein Schneckenrad 12 dargestellt, welches, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, am rechtsseitigen Drehzapfen aufsitzt und durch eine in Lagern 14 gelagerte Schnecke 13 seinen Antrieb erhält. Die Drehung erfolgt in üblicher Weise durch ein Handrad 15. Durch die Ofenwandung oberhalb des Abstichloches sind Brenner 17, 18 eingeführt, deren düsenförmige Enden 16 vorteilhaft konvergierend verlaufen und derart wirken, daß die Gasströme und Flammen an einem der senkrechten Ofenachse nahegelegenen Punkte zusammentreffen und hierauf gegen die gekrümmte Ofenwand anschlagen, entlang derselben streichen und auf das Metall aufschlagen, wodurch in der Schmelzkammer eine heftige Wirbelbewegung des Metalles erzielt wird.

Die Brenner 17, 18 werden durch eine besondere Einrichtung mit dem notwendigen Gase, vorteilhaft Kohlenwasserstoffen, gespeist. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind dieselben durch Verbindungsflantsche 19 zusammen verbolzt, wobei der Luftkanal 20 mit dem Luftzuführungsrohr 21 in Verbindung steht.

Jeder Brenner ist mit einem öl- oder Gasinjektor22 ausgestattet; jeder der letzteren trägt ein Regelventil 23 und steht durch ein Zweigrohr 24 mit dem Ölzuführungsrohr 25 in Verbindung, welches an der Luftleitung 21 befestigt ist und parallel zu derselben verläuft.

Um den Ofen kippen zu können, ohne die Luftzuführungen zu beeinträchtigen, ist das Luftzuführungsrohr 21 mit einem Röhrenfortsatz 26 ausgestattet, der sich um den linken Drehzapfen IO des Ofens leicht drehen kann. Am Knie 27 trägt das Luftzuführungsrohr ein Gelenk, welches durch einen Ring 28 in Stellung gehalten wird. Ein ähnliches Drehgelenk ist an dem Ölrohr 25 vorgesehen, dessen eines Knie in einem bei 30 drehbaren Block 29 geführt und durch einen Kanal mit dem anderen Teile 31 der ölzuführung verbunden ist.

Die Luftzuführung erfolgt von einer beliebigen Luftquelle aus durch das Rohr 32, welches mit einem Absperrventil 33 versehen ist. Versuche haben gezeigt, daß bei Anwendung eines Gebläses zur Zuführung der Luft die letztere eine unruhige Flammenbildung bewirkt, während es erwünscht ist, daß die Luft zum Zwecke einer ruhigen, gleichartigen Flamme keinen Brechungen ausgesetzt ist. Zu diesem Zwecke ist in vorliegender Ausführungsform ein Zwischenbehälter 34 in die Luftleitung eingeschaltet, welcher eine Art Druckbehälter für Luft unter gleichmäßigem Druck vorstellt, so daß die durch das Gebläse in die Schmelzkammer eingeführte Luft in gleichmäßigem Strom an ihren Bestimmungsort gelangt. Es ist wünschenswert, daß die Luftmenge, welche durch die Brenner in die Schmelzkammer geblasen wird, vom Arbeiter geregelt werden kann, ohne daß die Handhabung des Absperrventiles notwendig ist. Deshalb ist das Knie 27 mit einem Austrittskanal ausgestattet, dessen öffnung durch einen Schraubstopfen 35 derart abgeschlossen werden kann, daß je nach Bedarf durch eine im Stopfen vorgesehene Querbohrung 36 mehr oder weniger Luft in die Atmosphäre strömt und die Brenner in dem gewünschten Maße gespeist werden können.

Durch richtige Handhabung der Ventile für die Luft-, Gas- und Ölzuführung ist es möglich, die gewünschte Flammeribildung für die reduzierende Schmelzung und Verfeinerung der zu bearbeitenden Metalle zu bewirken. Es ist leicht zu ersehen, daß durch entsprechende Wahl des Verhältnisses von Öl oder Gas und Luft unter Vermittlung der besagten Ventile eine oxydierende, reduzierende oder karburierende Flamme erzielt werden kann.

Nachdem der Ofen mit dem zu schmelzenden Metall beschickt ist, beginnt die Einführung der Gasströme, welche in irgend einer Weise entzündet werden. Die Temperatur steigt derart, daß in der Nähe des Ofenbodens eine vollständige Verbrennung der Heizgase und ein rasches Schmelzen des

daselbst befindlichen Metalles erfolgt. Wie schon erwähnt ist, sind die Brenner vorteilhaft schräg gegen die Ofenwand gerichtet und verlaufen vorzugsweise konvergierend, so daß schon von dem Schnittpunkte ihrer Richtungen aus eine lebhafte Flammenbildung und Wirbelbewegung vorbereitet wird, deren Heftigkeit durch das Anschlagen und die Bewegung an den gekrümmten Wänden entlang einen sehr hohen Grad erreicht. Während des Verfahrens kann eine reduzierende oder oxydierende Flamme je nach Art des zu schmelzenden Metalles verwendet werden, die nach Bedarf durch einfache Handhabung der Ventile gewechselt werden kann. Beim Schmelzen von Messing ist es wünschenswert, zuerst mit einer karburierenden Flamme zu beginnen, welche dann in eine reduzierende Flamme übergeführt wird, worauf abermals eine karburierende Flamme zur Reinigung des Metalles verwendet wird, wie dies der gegenwärtigen Anwendung von Holzkohle entspricht, welche direkt in das geschmolzene Metall eingeführt wird.

Wenn es gewünscht wird, das geschmolzene Metall (z. B. Eisen und Stahl) von Metalloiden zu befreien, wird der Ofen gekippt, und zwar nach rechts in Fig. 2, so daß das geschmolzene Metall unmittelbar dem Strahl des Gebläses ausgesetzt und demgemäß einer heftigen unmittelbaren Einwirkung der Kohlenwasserstoffe unterworfen wird. Beim Kippen des Ofens in entgegengesetzter Richtung erfolgt dann der Abstich.

In aufrechter Stellung des Ofens, in welcher das eigentliche Schmelzen vor sich geht, kann entweder eine reduzierende oder eine lediglich erhitzend wirkende Flamme verwendet werden, beim Umkippen des Ofens jedoch in die vorerwähnte Lage muß sich, die Flamme je nach Wahl des geschmolzenen Materials richten. Es ist leicht verständlich, daß beispielsweise für Messing entweder eine reduzierende oder eine nur erhitzende Flamme Verwendung finden wird, während bei Eisen oder Stahl eine oxydierende Flamme wünschenswert erscheint. Der Umstand, daß das geschmolzene Metall von einer heftigen Flamme durchdrungen wird, ist ganz besonders bei Bearbeitung von Bronze von größter Wichtigkeit, da die heftige Reaktion die kochende Wirkung hervorruft, welche das gleiche Ergebnis liefert, wie in dem gewöhnlichen Polverfahren die Verwendung einer aus Birkenholz hergestellten Rührstange. Messing, Kupfer oder Bronze, welche spröde geworden sind, können nach dem vorliegenden Verfahren durch die Verwendung einer oxydierenden Flamme und Beschickung des Ofens mit frischer Luft ohne weiteres in einen verwendbaren Zustand zurückgeführt werden.

Claims (4)

Pate nt-An Sprüche:

1. Ofen zum Schmelzen und Verfeinern von Metallen unter Verwendung einer durch Gas oder öl und Luft gebildeten Flamme, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnungen der Flammen mit Bezug auf die Austrittsöffnung der Verbrennungsgase so angeordnet sind, daß die Flammen im Ofen eine in sich zurückkehrende Wirbelbewegung machen müssen.

2. Ausführungsform des Ofens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen die Gestalt einer kippbaren Birne mit sphärischer Innenwandung besitzt, so daß die Stichflamme oder Flammen zunächst gegen die gekrümmte Wandung anschlagen und, an derselben entlang streichend, durch das auf dem Boden freiliegende Metall dringen.

3. Ausführungsform des Ofens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsrohre 21, 25 für Luft, Gas oder öl mit Drehgelenken versehen sind, so daß der Auftreffwinkel der Flamme auf das Metall unter Aufrechterhaltung der zurückkehrenden Wirbelbewegung geändert werden kann.

4. Ausführungsform des Ofens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung 6 der Verbrennungsprodukte so angeordnet ist, daß, sofern der Ofen ganz umgekippt wird, sie gleichzeitig als Abstichloch dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.