DE1558065B1 - Gasgefeuerter Kupolofen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen gasgefeuerten Kupol- Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsofen mit mindestens einer zylindrischen Brenn- gemäßen Kupolofen und . kammer, in der das durch eine Brennerdüse an dem Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie Π-ΙΙ in einen Ende der Brennkammer eingeleitete Brenngas- F i g. 1 durch den Kupolofen. Luft-Gemisch durch die elektrische Bogenentladung 5 Im Schacht des Kupolofens befinden sich zwei zwischen zwei vor dem Brenner hintereinander an- Absätze, und zwar ein unterer Absatz 1 (Fig. 1) geordneten Elektroden nacherhitzt wird und zu dem zum Unterstützen der Gichtsäule und ein oberer Abam anderen Ende der Brennkammer angeordneten satz 2 zur Verhinderung eines Herabfallens der Metallbad strömt. Gicht in den unteren Teil des Kupolofens, d. h. in Aus der schweizerischen Patentschrift 115 357 ist io die Uberhitzungskammer für das Metall. Die im ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kombinier- Schachtmittelteil befindlichen Absätze enthalten ten Erhitzung durch Flammen- und elektrische Bögen Rohre 3 und 4 für die Wasserkühlung. Im Schachtbekannt, bei dem stabförmige Elektroden verwendet unterteil befindet sich ein Herd 5, der eine Vertiefung werden, deren Schäfte als Gaszuleitungen und in Form eines Beckens 6 für das überhitzte Metall Brennermischdüsen ausgebildet sind, wobei eine 15 besitzt. Direkt über der Metalloberfläche im Becken Lichtbogenentladung-zwischen mehreren im spitzen befindet sich die Austrittsöffnung einer zylindrischen Winkel zueinander angeordneten Elektroden brennt. Brennkammer 7, in der das Gas-Luft-Gemisch verdie je nach Strömungsgeschwindigkeit der freien brannt wird, das über den Brenner 8 zugeführt wird. Gasstrahlen mehr oder weniger gestreckt wird. Die Die Wärmeerzeugungseinrichtungen sind in "Fig. 2 Wirksamkeit einer solchen Heizeinrichtung ist 20 im vergrößerten Maßstab gezeigt. In der Brennnicht sehr hoch, zumal es keine Entladungszone kammer befinden sich Elektroden 9 und 10. Die gibt, durch die die gesamte Gasmenge hindurchtreten Elektrode 9 ist in Form eines Kupferkreisrings mit muß. ringförmigem Hohlraum für das Kühlwasser, das In der deutschen Patentschrift 343 771 ist vorge- über einen Stutzen 11 zugeführt wird, ausgeführt, schlagen worden, die Rostfeuerung durch Heißluft 25 Die andere Elektrode 10 besteht aus Wolfram (es zu unterstützen, die in Lichtbogeneinrichtungen er- kann auch Graphit verwendet werden) und besitzt zeugt wird. die Form eines rechtwinklig abgebogenen Stabes, der Ferner sind zum Brennschneiden von Metallen so angeordnet ist, daß er bis zur Berührung an die Plasmabrenner bekannt, die Plasmastrahlen hoher . ringförmigen Elektroden herangeschoben werden Temperaturen erzeugen, wie sie beispielsweise für 30 kann.

das Brennschneiden zur Herstellung von Formteilen Der Kupolofen arbeitet folgendermaßen: An die und zum Auf sprühen, von Schutzschichten aus hoch- Elektroden 9 und 10 wird Spannung gelegt, und die schmelzenden metallischen oder nichtmetallischen Elektrode 10 wird so lange der Elektrode 9 genähert, Werkstoffen Verwendung finden. bis eine Entladung einsetzt. Danach wird sie selbst-Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- 35 tätig so weit zurückgeführt, daß ein stabiler Bogen gründe, einen gasgefeuerten Kupolofen der eingangs entsteht. Hierauf wird über den Brenner ein Gaserwähnten Art zu schaffen, bei dem eine hohe und Luft-Gemisch in die Brennkammer geleitet, das zu steuerbare Nacherhitzung der Flammengase des brennen beginnt. Das brennende Gemisch wird beim Brenngas-Luft-Gemisches und eine Überhitzung des Durchlaufen der Bogenentladungszone ionisiert, und Metallbades erzielbar ist, die ein Gießen beliebiger 40 seine Temperatur wird wesentlich erhöht. Danach Gußstücke ermöglicht, wobei auch im Kupolofen gelangt das Gemisch in die Uberhitzungskammer eine reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten wer- auf die Metalloberfläche. Es gibt seine Wärme teilden kann. weise an das flüssige Metall ab, die Gase werden Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß etwas abgekühlt und strömen in die obere Kupoleine Elektrode ringförmig ausgebildet ist und die 45 ofenzone, wo sie das Metall schmelzen. Die zum andere Elektrode stabförmig ausgebildet, recht- Schmelzen und Überhitzen des Metalls erforderliche winklig abgebogen und ihr abgebogener Teil koaxial Wärme wird somit sowohl durch Verbrennen des zur ringförmigen Elektrode angebracht ist. Mit der Gases als auch durch die Bogenentladung zwischen scheibenförmigen Bogenentladung ist infolge eines den Elektroden (in Form von Plasma) erhalten. Die stark verbesserten Wärmeübergangs eine Überhitzung 50 Gastemperatur und -zusammensetzung können in des Metallbades möglich, die auch für komplizierte weitem Bereich geregelt werden. Zur Erzeugung Teile die erforderlichen Gießtemperaturen zu er- einer nicht oxydierenden und reduzierenden Atmozielen gestattet. Dabei kann gleichzeitig durch ent- Sphäre wird Gas mit Luftunterschuß verbrannt, sprechende Bemessung des Brenngas-Luft-Gemisches Die Gastemperatur kann durch gesteigerten Aufeine reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten wer- 55 wand an Elektroenergie für die Entladung zwischen den. Auf diese Weise wird in der Zone der Flamme, den Elektroden erhöht werden. Beim Verbrennen des in der schon auf Grund der durch die Verbrennung Gases, mit einer Luftmenge, die zur vollkommenen hervorgerufenen Temperatur eine thermische Ionisa- Verbrennung ausreicht, ist der Aufwand an Elektrotion aufgetreten ist, eine scheibenförmige Bogen- energie verhältnismäßig gering, und hängt nur von entladung hervorgerufen, deren Heizleistung leicht 60 der gewünschten Temperatur und der Schmelzsteuerbar ist. geschwindigkeit des Metalls ab.

Zum Zünden der Entladung ist es vorteilhaft, . Es ist bemerkenswert, daß die Metalltemperatur

wenn die stabförmige Elektrode bis zur Berührung bei einem direkten Wärmeübergang von der Bogen-

mit der ringförmigen Elektrode verschiebbar ange- entladung auf die Metalloberfläche steil ansteigt. In

ordnet ist 65 diesem Fall schmilzt die Ausmauerung in der Über-

Die Erfindung wird nun an Hand eines Aus- hitzungskammer und im Schacht weniger stark ab',

führungsbeispiels erläutert, wobei auf die Zeichnun- da eine wesentlich größere Wärmemenge auf das

gen Bezug genommen wird. Es zeigt flüssige Metall übertragen wird. Die. Tunnelaus-

mauerung kann Wasserkühlung besitzen oder aus hochfeuerfestem Material bestehen.

Durch die gleichzeitige Verbrennung von Gas und die Bogenentladung wird die Erzeugung von Metall mit höherer Temperatur als in koks- oder gasgefeuerten Kupolofen sichergestellt. Außerdem kann eine oxydierende, reduzierende oder neutrale Atmosphäre mit hoher Temperatur erzeugt werden. Dies alles ermöglicht eine beträchtliche Verbesserung der Gußstückqualität.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gasgefeuerter Kupolofen mit mindestens einer zylindrischen Brennkammer, in der das durch eine Brennerdüse an dem einen Ende der Brennkammer eingeleitete Brenngas-Luft-Gemisch durch die elektrische Bogenentladung zwischen zwei vor dem Brenner hintereinander angeordneten Elektroden nacherhitzt wird und zu dem am anderen Ende der Brennkammer angeordneten Metallbad strömt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode (9) ringförmig ausgebildet ist und die andere Elektrode (10) stabförmig ausgebildet, rechtwinklig abgebogen und ihr abgebogener Teil koaxial zur ringförmigen Elektrode (9) angebracht ist.

2. Gasgefeuerter Kupolofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmige Elektrode (10) bis zur Berührung mit der ringförmigen Elektrode (9) verschiebbar angeordnet ist.

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