DE3038761A1

DE3038761A1 - Ladle heating system

Info

Publication number: DE3038761A1
Application number: DE803038761A
Authority: DE
Inventors: D Battles
Original assignee: Cadre Corp
Current assignee: Cadre Corp
Priority date: 1979-03-21
Filing date: 1980-03-18
Publication date: 1981-04-23
Also published as: BE882345A; GB2057654A; BR8007866A; DE3038761C1; FR2452077A1; WO1980002063A1; ES8101956A1; JPS5952020B2; CA1137302A; GB2057654B; ES489799A0; IT1194629B; FR2452077B1; MX153242A; IT8020832A0; JPS56500328A

Description

-a-

Tho 4851

Vorrichtung zum Erwärmen von Gießpfannen oder dergleichen

In der Eisen- und Nichteisen-Schmelzmetallindustrie nehmen Gießpfannen oder ähnliche Metallbehälter, wie^: z.B. Haltekessel und Vakuumofenkammern, eine Charge geschmolzenen Metalles auf. Die Aufnahmebehälter sintigewöhnlich mit einem hitzebeständigen Material ausgekleidet, und es ist wünschenswert, den Aufnahmebehälter vorzuwärmen, bevor geschmolzenes Metall darin aufgenommen wird, um eine Grenzschicht-Verfestigung des Metalles nach einer Berührung zwischen dem Metall und der kalten Innenseite des Aufnahmebehälters und außerdem um einen Wärmeschock an der hitzebeständigen Auskleidung des Aufnahmebehälters zu vermeiden, so daß auf diese Weise eine Zerstörung 'der Auskleidung vermieden wird. Eine vorgewärmte Gießpfanne setzt außerdem die Wärmeverluste des geschmolzenen Metalles auf ein Minimum herab, wenn das Metall in der Gießpfanne von dem Ofen in eine Gießposition transportiert wird, wodurch die Aufrechterhaltung des geschmolzenen Metalles bei einer genügend hohen Temperatur für die Verwendung in einer Formmaschine oder einer Gießform unterstützt wird.

Bei einem allgemein bekannten Verfahren zum Erwärmen von Gießpfannen oder anderen Schmelzmetall-Aufnahme-■^; < behältern wird, bevor diese mit geschmolzenem Metall beladen werden, eine offene Erdgasflamme in die offene Kammer der Gießpfanne gerichtet. Das Erwärmungsverfahren mit der offenen Flamme gestattet es

130612/O0A9

den Verbrennungsgasen, aus der Pfannenkammer heraus in die umgebende Atmosphäre auszuströmen. Dies ermöglicht es einem wesentlichen Anteil der Wärmeenergie ohne seine wirksame Ausnutzung mit auszuströmen, so daß auf diese Weise ein übermäßiger Anteil des Gases verschwendet wird. Weiterhin ist es schwierig, eine Gießpfanne mit einer offenen Flamme gleichförmig zu erwärmen, da die Gießpfanne in eini·- gen Bereichen überhitzt werden kann, während sie

ΙΟ · in anderen Bereichen nicht ausreichend erhitzt wird. Nachdem eine Gießpfanne anfänglich erwärmt worden ist, ist es mitunter zusätzlich wünschenswert, die Gießpfanne in ihrem erwärmten Zustand zu halten, falls die Gießpfanne ihre gewünschte Temperatur vor der Zeit erreicht hat* zu der das geschmolzene Metall in diese Gießpfanne eingeführt wird. In dieser Situation wird bei der Erwärmung mit offener Flamme weiterhin Energie verschwendet und es ist noch wahrscheinlicher» daß heiße Stellen in der Gießform gebildet werden.

Die Erfindung befaßt sich daher, kurz gesagt, mit einem verbesserten system zum Vorwärmen von Gießpfannen und gleichartigen Schmelzmetall-Aufnahmebehältern, wobei eine Dichtung am Gießpfannenrand angebracht und Luft durch einen Wärmetauscher und durch die Dichtung geleitet und mit einem Brennstoff gemischt wird, um eine Flamme in der Gießpfannenkammer zu bilden* und die Gase aus der Flamme werden nach hinten durch die Dichtung und durch den Wärme" ^:· '^::''^J tauscher ausgestoßen ■. _; Die Wärme in den Abgasen wird ' ^: teilweise zurückgewonnen in dem Wärmetauscher, indem

130612/ÖOAS

sie auf die ankommende Luft übertragen wird, und die in der Gießpfannenkammer gebildete Flamme wird so gesteuert, daß die Innenflächen der Kammer mit Wärme in einer Weise umspült wird, die dazu führt, ;; daß heiße und kalte Stellen in der Gießpfanne vermieden werden. Die Abgase werden durch eine Abgasöffnung in der Dichtung geleitet, die etwa konzentrisch zu dem Gießpfannenrand liegt, so daß weiterhin die auf die Gießpfanne angewandte Wärme gesteuert wird. In einer Ausführungsform der Erfindung enthält „ die Dichtung, die an den Gießpfannenrand angeformt . : ist,ein Netzwerk von hitzebeständigen Fasermodulen, die je aus einer Bahn hitzebeständiger Fasern gebildet sind, wobei die Bahnen in Ziehharmonikafalten geformt sind und die Module in einer gemeinsamen Ebene angeordnet; und die Falten jedes Moduls unter rechtem ■.'· Winkel mit bezug auf die Falten der benachbarten Module zusammengeordnet sind. Die hitzebeständigen Fasermodule werden zusammengedrückt aufrechterhalten durch!den Dichtungshalterungsrahmen, und wenn die Dichtung mit dem Rand der Gießpfanne in Anlage gedrückt ist, dann tendieren die Module dahin, mit der Form des Gießpfannenrandes übereinzustimmen und eine Dichtung um den Rand zu bilden. Die Fähigkeit der Dichtung, zusammengepreßt zu werden, besitzt die Tendenz, Unregelmäßigkeiten des Gießpfannenrandes zu! kompensieren, die durch ein Aufbauen von Schlacke oder durch Schnitzel oder rauhe Oberflächen, die am Gießpfannenrand vorhanden sind, hervorgerufen werden könnten.

130612/0049

In einer Aus führung s forin der Erfindung wird der Wärmetauscher abgeschirmt gegenüber einer direkten Strahlung von der Flamme in der Gießpfannenkammer/ und der Wärmetauscher enthält wahlweise einen Mehr-Stufenwärmetauscher mit einem ersten Austauscher, der die heißesten Gase aufnimmt und hergestellt ist aus einem Material mit einem größeren Wärmewiderstand als die nachfolgenden Wärmetauscher.

Das System bzw. die Vorrichtung der Erfindung enthält ferner eine Einrichtung zum Fühlen der Temperatur der Gießpfanne und eine Einrichtung, die auf die Temperaturf ühlereiririchtung anspricht, um den Ausgang des Brennstoff^Brenners einzustellen für ein Aufrechterhalten der Gießpfanne bei einer vorbestimmten Temperatur. Das System, enthält außerdem eine Einrichtung zum Fühlen der Sauerstoffmenge, die durch den Auslaßkanal hindurchgeht sowie eine Einrichtung, die anspricht auf die Sauerstoff-Fühler-Einrichtung zum Einstellen der Zusammensetzung der Brennstoff-Luft-Mischung, die am Brennstoffbrenner durch eine variable Brennstoffzuführeinrichtung vorgesehen ist, um die Menge an unverbranntem Sauerstoff in dem Ausläßkariäl auf ein Minimum herabzusetzen, um auf diese Weise den Wirkungsgrad der

Verbrennung auf einen !Maximalwert zu bringen. Solche Einstellungen, die aufν die Temperatur der Gießpfanne . und die Menge an unverbranntem Sauerstoff ansprechen, stehen in dem erfindungsgemäßen System in Wechselbeziehung, so daß die Einstellung, die auf den unverbrannten Sauerstoff anspricht, egal wie die Intensität des Brehnerbetriebes ist, so ausgeführt, daß

0612/0049

-4-

durch die Einstelleinrichtung vorausgesetzt wird/ daß sie auf die Gießpfa"hnentemperatur anspricht. Das erfindungsgemäße Gießpfannen-Erwärmungssystem besitzt daher die Vorteile eines Wirkungsgrades nach Menge und nach Energie, resultierend aus einer sorgfältigen Steuerung des Brennstoffverbrauches, Wiederausnutzung der Abwärme und der Fähigkeit, die Gießpfanne bei einer gewünschten erhöhten Temperatur mit einem Minimum von Energieverbrauch aufrechtzuerhalten.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Erwärmungssystem zu schaffen, das Gießpfannen und andere Kammern mit einer Flamme in einer gesteuerten Umgebung leistungsfähig erwärmt.

Eine andere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Gießpfannenerwärmungssystem mit einer verbesserten Dichtungsanordnung zu schaffen, das für die BiI-dung einer Dichtung um die Ränder der Gießpfannen

verschiedener Größen und Formen wirksam ist und das das Aufbauen von Schlacke am Rand der Gießpfanne sowie Chips, Abbruche und andere am Rand der Gießpfanne vorhandene Mängel kompensiert und die Ausbreitung von Geräusch wegen ausströmender Gase oder dünner Bänder oder Kanäle zwischen dem Gießpfannenrand und der Dichtungsanordnung vermeidet.

Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wiederausnutzung ■ und Verwendung von Abwärme zu schaffen, die durch

j das Gießpfannen-Erwärmungssystem erzeugt worden ist.

1 30 6 1 2/00*49

* Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung für die Erwärmung von Gießpfannen, wobei Steuerungen vorgesehen sind, um eine Gießpfanne bei einer vorbestimmten Temperatur zu halten.

Eine andere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Gießpfannen-Erwärmüngssystem zu schaffen, das billig in der Herstellung und im Betrieb ist, Energie einspart und dauerhaft sowie einfach in der Reparatur ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich beim Lesen der folgenden Beschreibung im. Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. ■<- ■ .

In der Zeichnung zeigen

Fig.1 eine Perspektiy-Darsteilung einer Gießpfanne und einer Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung, wobei Teile entfernt sind, um das Innere der Gießpfanne und der Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung zu veranschau- liehen, wobei diese Darstellung die erste

Ausführungsfojnn der Erfindung zeigt;

Fig.2 eine Rückansieht der Gießpfannen-Erwärmungsyorrichtung gemäß Fig.1, wobei der

30·■,.■.;..;·.■·,:, .,, Schlitten entfernt ist;

13 0 6 12/ 0 0.4

Fig.3 eine Seitenansicht der Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung gemäß Fig.1, bei entferntem Schlitten;

Fig.4 eine Vorderansicht der Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung gemäß Fig.T, mit entferntem Schlitten, zur Darstellung der Seite der Dichtungsanordnung;

Fig.5 eine Detail-Explosions-Perspektivansicht mehrerer der hitzebeständigen Fasermodule ... und der aufrechten Dichturigs-Halterungsplatte der Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung gemäß Fig.1;

Fig.6 eine Perspektivansicht, die der Fig.1 ähnlich ist, jedoch eine zweite Ausführungsform der Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung zeigt;

Fig.7 eine Perspektivansicht einer dritten Ausführungsform der Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung;

Fig.8 eine schematische Darstellung des Steuersystems zur Betriebssteuerung der Gieß

pfannen-Erwärmungsvorrichtungen gemäß den Fig.1 bis 7;

Fig.9 eine Seitenansicht einer vierten Aiisführungsform der Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung,

wobei Teile im Querschnitt dargestellt sind;

130612/0 0*4

s-

Fig.10 eine Seitenansicht einer fünften Ausführungsform der Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung;

Fig.11 eine schematische Darstellung des Steuer- . systems für eine Betriebssteuerung der

Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtungen gemäß Fig. 9 und 10/.

Es sei nun näher auf Einzelheiten der Zeichnung ein-r gegangen, in der gleiche Nummern in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile bezeichnen. Fig.1 veranschaulicht die Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung 10 für ein Erwärmen von Gießpfannen, wie der Gießpfanne 11. Die Gießpfanne 11 ist so veranschau-' licht, daß sie auf ihrer einen Seite auf Halterungsblöcken 12 und (Futter-) Keilen 13 ruht, wobei ihr ■·'■■■" Rand 14 nach der Seite gerichtet ist. Die Gießpfanne 11 enthält eine Kammer 15, die mit feuerfestem Gestein (Schamottesteine)oder anderem geeigneten, wärmebeständigen Material ausgekleidet ist.

Der Rand 14 besitzt typischerweise eine kreisförmige Form, kann jedoch eine Gießtülle oder andere nichtkreisförmige Formen enthalten. In manchen Fällen ist ein Aufbauen von Schlacke am Rand 14 der Gießpfanne vorhanden, oder der Gießpfannenrand kann aufgerauht, ausgebrochen oder in anderer Weise ungenau geformt sein. ?'< ^:

Die Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtüng 10 enthält ' einen Schlitten· 18, der auf Räder 19 montiert ist, . und die Räder sind entlang Schienen 20 bewegbar. Eine Dichtungsanordnung 21, ein Wärmetauscher 22

130612/00A9

und ein Gebläse 24 sind auf dem Wagen 18 angeordnet, und eine Leitungseinrichtung 25 enthält ein Gebläse-Abströmrohr 26, das sich vom Gebläse 24 nach oben erstreckt, Wärmetauscherrohre 29, einen zweiten Wärmetauscherkopf 30, der auf der anderen Seite der Wärmetauscherrohr^e29 angeordnet ist, sowie Abzweigleitungen 31 und 32, die sich von den Wärmetauscherrohren 29 nach unten erstrecken und durch die Dichtungsanordnung 21 nach einwärts gebogen sind. Brenner 35 und 36 stehen mit der Luftleitungseinrichtung 25 an der Stoßstelle der Abzweigleitungen 31 und 32 mit der Dichtungsanordnung 21 in Verbindung. Ein Filter 34 ist am Einlaß des Gebläses 24 angeordnet.

Eine Abga^leitungseinrichtung 38 bildet eine öffnung 39 durch die Dichtungsanordnung 21 zwischen den Brennern 35 und 36 und ein Leitungswerk 40, das sich zunächst in einem horizontalen Zweig 41 von der öffnung 39 und dann in einen vertikalen Zweig 42 nach oben zum Wärmetauscher 22 erstreckt, und dann erstreckt sich eine Abströmleitung 44 von dem Wärmetauscher nach oben und leitet Abgase aus der Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung heraus. Eine Drossel 45 ist in der Abströmleitung 44 vorhanden und so angeordnet, daß die Bewegung des Gases durch die Abgasjleitungseinrichtung wahlweise abgesperrt oder gedrosselt wird. Es sei festgestellt, daß der Wärmetauscher 22 entfernt von der öffnung 39 der Abgasleitjungseinrichtung 38 angeordnet ist, wodurch die Flammen in der Kammer 15 der Gießpfanne 11 nicht direkt Wärme zum Wärmetauscher abstrahlen.

130B12/004©

- xx-

Außerdem ist das Leitungswerk 40 der Abgasleitungseinrichtung wärmeisoliert. Eine Rahmenkonstruktion 46 ist auf dem Wagen bzw. Schlitten 18 angeordnet und enthält verschiedene aufrechte, horizontale und diagonale Stützträger für die Abstützung der Dichtungsanordnung 21, des Wärmetauschers 22 und der Luftleitungseinrichtung sowie der Abgasleitungseinrichtung und ihrer zugehörigen Teile.

Wie in den Fig.2 und 3 veranschaulicht ist, enthält die Dichtungsanordnung 21 einen Halterungsrahmen 43, der aufrechte Seitenrähmenelemente 49 und 50, ein oberes horizontales Rahmenelement 51 und ein unteres Rahmenelement 52 besitzt. Eine aufrechte Stahlhaiterungsplatte 54 liegt mit ihren Kanten an den Rahmenelementen 49 bis 52 an. Die Rahmenelemente 49 bis sind kanalförmige Glieder, die je mit einem Flansch an der aufrechten Stahlhalterungsplatte 54 anliegen und deren äußere Flanschen in einer gemeinsamen Ebene liegen und einen Rahmenrand bilden. Ein Netzwerk von hitzebeständigen Fasermodulen oder isolierenden Blöcken 55 ist in den Halterungsrahmen. 48 eingebaut und bildet eine Oberfläche aus hitzebeständigen Fasern auf der Innenseite der Rahmenelemente. Die hitzebeständigen Fasermodule 55, die

den Rahmenelementen 49 und, 5.2 benachbart sind, sind teilweise innerhalb der Flansche der kanalförmigen • Rahmenelemente (Träger) 49 bis 52 angeordnet, und jedes Modul; 55 ist an der aufrechten Stahlhalterungsplatte 54 angebracht. ,

Jedes hitzebeständige Fasermodul (oder jedes so aus-

130612/0049

'41-

gebildete Polster) 55 wird - vgl. Fig.5 - aus einer Bahn oder einem Tuch aus hitzebeständigen Fasern ger bildet, und die Bahnen sind in der Form von länglichen Stücken. Die Stücke sind in einer Zickzack- oder Ziehharmonika-Zusammenordnung gefaltet, so daß sie eine Gruppe von Schichten 56 enthalten, mit freiliegenden Seitenrändern 58 und Falten 59 an einer Vorderseite sowie gleichartigen Falten 60 an der Rückseite der Modulen. Die Module 55 sind rechteckig in der Form und jeweils in ihrer Ziehharmonika-Faltenformgebung durch Bänder gehalten, die um das Modul herumgebunden sind, bis die Module in dem Halterungsrahmen 48 montiert sind, woraufhin die Bänder entfernt werden. Die Bänder neigen dazu, die Module zusammengedrückt zu halten, bis die Bänder entfernt sind. Die Module enthalten je eine Halterungsstange 61, die sich zwischen den Schichten 56 an den Falten 60 an der Rückseite des Moduls erstrecken, mit Verbindungsstücken 62, die sich von dort aus erstrecken und durch das Tuch bzw. die Bahn an einer Falte 60 vorstehen. Ein kanalförmiger Verbindungs-Halterungsbügel 63 besitzt durchgehende Schlitze zur Aufnahme der Verbindungsstücke bzw. Abzweigstücke 62 der Halterungsstangen und wenn die Abzweigstücke durch einen Schlitz hindurchgesteckt sind, werden sie umgebogen, so daß der Halterungsbügel 63 am Modul befestigt ist. Der Kanal des kanalförmigen Halterungsbügels wird dann an einem Vorsprung 64 angebracht, der an der;aufrechten HaI-terungsplatte 54 montiert ist, um das Modul an dem Halterungsrahmen 48 zu befestigen. Eine detaillierterte Beschreibung eines gleichartigen Isolierblocks ist in dem US-Patent 40 01 996 zu finden.

130612/O0A9

Die Module 55 sind innerhalb der Grenzen des Halterungsrahmens, eingepackt. Nachdem sie in geeigneter Welse positioniert und im Halterungsrahmen gepackt sind, werden ihre Bänder (nicht dargestellt) entfernt, und die Module neigen dazu, aufgrund il·rer Anlage aneinander in der Zusammenpressung zu bleiben. Es sei festgestellt, daß die Falten 59 jedes Moduls 55 unter rechtem Winkel gegenüber den Falten der nächsten benachbarten Module orientiert sind. Auf

IQ ' diese Weise wird ein Paket- oder Wechselfalteneffekt quer durch das Netzwerk der Dichtungsanordnung erzeugt. Die Schichten 56 sind je etwa kubusförmig und—in der offenbarten Ausführungsform - etwa ein Fuß im Quadrat (1 Fuß = 0,3048 m). Es können jedoch andere Abmessungen und Formen verwendet werden, falls es gewünscht wird. ..

Wenn die Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung 10 und eine Gießpfanne 11 miteinander in Eingriff bewegt sind/wie es in Fig. 1 veranschaulicht ist, dann bewegt sich der Rand 14 der Gießpfanne in Anlage an die Dichtungsanordnung 21. Da die Dichtungsanordnung 21 ein Netzwerk von hitzebeständigen Fasermodulen 55'enthältf die je in einer Ziehharmonika-Zusammenordnung gebildet sind, wie es in Fig.5 veranschaulicht ist, besitzt der Rand 14 die Tendenz, in die Oberfläche der durch die Falten 59 der hitzebeständigen Faserbahnen gebildeten Dichtungsanordnung einzudringen oder sich in diese Oberfläche hineinzubewegen. Wenn!der Rand gegen die Module 55 gedrückt Wird,· dann wird eine Einkerbung in den hitzebeständigen Fasern erzeugt. Der Rand

130612/0049

und die Dichtungsanordnung werden zusammen bewegt mit einer Kraft von mehr als 2 Pfund pro Quadratzoll (= 0,1406 kg/cm²)/ vorzugsweise mit einer Kraft zwischen 4 und 10 Pfund pro Quadratzoll (also zwischen 0,28112 und 0,703 kg/cm²), so daß der Rand dazu neigt, in die Oberfläche der Dichtungsanordnung einzudringen, und eine gute Dichtung um den Gieß- -^: pfannenrand herum hergestellt ist. Die gewünschte Tiefe der Einkerbung in die Dichtungsanordnung ist etwa 3" (= 76,2 mm). Die Dichte der hitzebeständigen Fasermodule liegt bei etwa 8 Pfund pro Quadratzoll. Auf diese Weise ist eine feste Dichtung um den Gießpfannenrand 14 hergestellt, und eine beträchtliche Dicke des hitzebeständigen Fasermaterials verbleibt zwischen dem Gießpfannenrand und der aufrechten Stahlhalterungsplatte 54, -die die Fasermodule 55 trägt.

Jene Module 55, die nicht direkt mit dem Rand der Gießpfanne in Eingriff stehen, bleiben vom Rand

unzusammengedrückt und neigen dazu, alle ihre Wärjmewiderstandseigenschaften zu behalten, wodurch ein Abschließen der Gießpfannenöffnung innerhalb des Randes der Gießpfanne erzielt wird, so daß die Dichtungsanordnung als Deckel oder Schließwand gegenüber der Kammer 15 der Gießpfanne wirkt, mit Ausnahme der Ausströmöffnung 39 und der öffnungen, durch : die die Brenner 35 und 36, Temperatursonden oder andere Elemente hindurchragen. Durch diese Anordnung 30^: schirmt das hitzebeständige Faserbahnmaterial der

Module 55 die anderen Teile der Gießpfannen-Er- - wärmungsvorrichtung vor einer direkten Wärmeabstrahlung von der Flamme innerhalb der Gießpfanne ab.

130.612/0049

Vorzugsweise werden die Gießpfanne 11 und die Dichtungsanordnung 21 so angeordnet, daß die öffnung 39 der Abgasleitungseinrichtung 38 gegenüber dem Rand 14 koaxial positioniert ist, wodurch die Abgase aus der Kammer 15 der Gießpfanne durch die Mitte der durch den Gießpfannenrand 14 gebildeten öffnung geleitet werden. Da die Brenner 35 und an entgegengesetzten Seiten der öffnung 39 angeordnet sind, werden die Flammen auf entgegengesetzt ten Seiten der Abgasöffnung 39 in die Kammer hinein'-ragen. Vorzugsweise sind die Brenner 35 und 36 so konstruiert und angeordnet, daß die Flammen in Richtung auf den Mittelabschnitt des Bodens der Gießpfannenkammer 15 gerichtet sind, wobei die Flammen an der Bodenwand der Gießpfanne ineinander übergehen und somit dazu neigen, die Bodenfläche der Gießpfanne vollkommen mit einer Flamme zu bespülen. Dies führt dazu, die größte Hitze an der dickeren Bodenwand der Gießpfanne anzuwenden, und die Flamme und die Verbrennungsgase neigen dazu, entlang der ringförmigen Seitenwand der Gießpfanne zurückzuspulen und schließlich durch die Abgas-Öffnung 39 und die Abgasleitungseinrichtung 38 auszuströmen. Dies führt zu einer gleichförmigen Erwärmung der Gießpfanne, und die nicht von der

Flamme und den Gasen auf die Gießpfanne übertragene Wärme wird mit den Gasen durch die Abgasöffnung ^v 39 abgeführt. ; ■..■■,-,

~^L Ein reversibler Motor 53 ist am Wagen 18 montiert und im Antriebsverhältnis zu den Rädern 19 der Plattform, und er wirkt auf diese Weise als Ein-

1 3 0 6 1 2 / Ö 0 Λ Q

richtung, die die Dichtungsanordnung und den Rand der Gießpfanne in ein Koiftpressionsverhältnis zueinander drängt.

Der Wärmetauscher 22 ist. an dem oberen Teil der Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung 10 angeordnet, .---·' wo er für eine Inspektion und Reparatur zugänglich .; ist. Diese Anordnung des Wärmetauschers placiert ihn außerdem an eine entfernte Stelle gegenüber der :

Flamme, die innerhalb der Kammer 15 der Gießpfanne 11 angewendet wird, so daß der Wärmetauscher keiner direkten Wärmestrahlung hinsichtlich der Flamme in der Kammer ausgesetzt ist. Dies schützt den Wärmetauscher vor der zusätzlichen Strahlungswärme, während der Wärmetauscher vollkommen der Konvektionswärme aus den Abgasen ausgesetzt ist, die durch die Abgasleitungseinrichtung bewegt werden. Der Wärmetauscher 22 ist aus keramischen Materialien hergestellt, so daß er in der Lage ist, Temperaturen von mehr als 200O⁰F («.etwa 1093⁰C) zuwiderstehen.

Wenn die Erwärmung der Gießpfanne durch die Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung 10 vollzogen ist,dann ist es der übliche Vorgang, die Flamme innerhalb der Kammer 15 der Gießpfanne zu löschen, durch Beendigung des Brennstoff- und Luftzuflusses zu den Brennern 35 und 36, ferner die Drossel 45 in der : Abströmleitung 44 zu schließen und die Gießpfanne 11 und die Gießpiiannen-Erwärmungsvorrichtung 10 auseinanderzubewegen, woraufhin die Gießpfanne in eine aufrechte Haltung gedreht und in eine Position zum Füllen mit geschmolzenem Metall usw. transportiert

130812/0040

werden kann. Wenn die Drossel 45 geschlossen ist, wird atmosphärische Luft im wesentlichen daran gehindert, durch die Abgasieitungseinrichtung 38 und durch den Wärmetauscher 22 zu strömen. Dias verhindert ein schnelles Abkühlen des Wärmetauschers 22, und dadurch reduziert' sich die Gefahr einer Beschädigung des Wärmetauschers aufgrund eines schnellen Zusammenziehens. Falls die~G£eßpfannen-Erwärmungsvorrichtung 10 innerhalb eines kurzen Zeitabschnittes erneut benutzt werden soll, dann wird außerdem der Wärmetauscher 22 einen Wesentlichen Anteil seiner Wärme für den nächsten Arbeitszyklus behalten.

Wie in Fig.6 veranschaulicht ist, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung offenbart, kann der Wärmetauscher als Mehrstufen-Wärmetauscher ausgebildet sein, wobei eine erste Stufe 65 relativ niedrig in der AbgasIeitungseinrichtung 38 und ein oder mehrere zusätzliche:Wärmetauscher in Reihe dazu angeordnet sind. Bei der veranschaulichten Aus- ; führungsform ist einö Zwischen- oder zweite Wärmetauscherstufe 66 oberhalb der ersten Wärmetauscherstufe angeordnet, und eine obere oder dritte Wärmetauscherstufe 67 ist oberhalb der zweiten Wärmetauscherstufe 66 angeordnet. Die Abgase werden der Reihe nach durch die erste, die zweite und die dritte Wärmetauscherstufe bzw. durch den ersten, : zweiten und dritten Wärmetauscher geleitet, wobei die erste Wärmetauscherstufe 65 die heißesten Verbrennungsgase aufnimmt« Die Luft vom Gebläse 24 passiert zuerst die obere oder dritte Wärmetauscherstufe 67, gelangt dann durch die Leitung 69 in die zweite Wärmetauscherstuffe 66 und dann durch die

13061 2/QG49

Leitung 69 durch die erste Wärmetauscherstufe 65 und schließlich durch die Zweigleitungen 31 und 32 zu den Brennern 35 und 36. Ein Abgasgebläse 24A ist oberhalb der dritten Wärmetauscherstufe 67 angeordnet und bewirkt eine Strömung der heißen Gase aus der Gießpfanne durch die Wärmetauscher.

Vorzugsweise ist die erste Wärmetauscherstufe 65 aus keramischen Materialien hergestellt, die in

J^q der Lage sind, Temperaturen von mehr als 2OOO°F (etwa 1O93°C) zu widerstehen. Die zweiten und dritten Wärmetauscherstufen 66 und 67 sind aus Edelstahl bzw. Kohlenstoffstahl hergestellt, bei denen es sich um Materialien handelt, die nicht in der Lage sind, den hohen Temperaturen standzuhalten, denen Keramikmaterialien widerstehen können. Zum Beispiel: Der Keramikwärmetauscher wird hergestellt, um Temperaturen bis zu 26OO^PF (etwa 1427°C) auszuhalten; der Edelstahlwärmetauscher wird hergestellt, um Temperaturen bis zu 18OO°F (etwa 982°C) standzuhalten; und der Kohlenstoffstahl-Wärmetauscher wird hergestellt, um Temperaturen bis zu 1000°F (etwa 538°C) zu widerstehen. Es wird vorweggenommen, daß die Temperatur der Gase, die von der dritten Wärmetauscherstufe ausströmen, bei etwa 600°F (etwa 316°C) liegen werden. Von der vom Gebläse 24 geförderten Luft wird angenommen, daß sie in der dritten Wärmetauscherstufe 67 mit einer Temperatur von etwa 1OO°F (etwa 37,8°C) aufgenommen

3Q wird, daß sie aus der dritten Wärmetauscherstufe aus- und in di< zweite Wärmetauscherstufe 66 eintritt bei einer Temperatur von etwa 5OO°F (etwa

130612/0049

26O⁰C) und daß sie mit einer Temperatur von etwa 13OO°F (etwa 704⁰C) aus der zweiten Wärmetauscherstufe 66 aus- und in die dritte Wärmetauscherstufe 65 eintritt. Wenn die Luft die dritte Wärmetauscherstufe 65 verläßt und die Brenner erreicht, wird sie eine Temperatur von etwa 2000°^ haben. Während die spezifischen Materialien offenbart worden sind, aus denen die besten Wärmetauscher hergestellt werden können, können auch andere Materialien und unterschiedliche Größen, Typen und Anzahlen von Wärmetauschern verwendet werden, falls es gewünscht wird.

■ VV. 'Γ ■- .= ■'■■■ ■ \ ■ ■ .

Wie in Fig.7 veranschaulicht ist, kann die Dichtungsanordnung der Gießpfanhen-Erwärmungsvorrichtung aus.

der vertikalen Einstellung in eine horizontale Ein-r steilung neu orientiert werden, um den Rand einer aufrechten Gießpfanne zu erfassen. Die Dichtungsanordnung 70 enthält einen Halterungsrahmen 71 und ein Netzwerk aus hitzebeständigen Fasermodulen (nicht dargestellt), die denen ähnlich sind, wie sie in den Fig.4 und 5 veranschaulicht sind, und in dem horizontalen Halterungsrahmen gehalten werden. Der Halterungsrahmen ist beweglich angeordnet an aufrechten, mit Gewinde versehenen Hebespindeln 72 und 73, und die Abgasleitungseinrichtung 75 enthält ein Leitungswerk 76, das sich von der - nicht dargestellten öffnung in der Dichtungsanordnung 70 bis zum Wärmetauscher 74 erstreckt, und eine Abströmleitung 78 leitet die Abgase vom Wärmetauscher 74 aus der Gießpfähhen-Erwärmungsvorrichtung heraus. Ein Gebläse 79 leitet Luft durch die Leitung 80 zu einem oberen Verteilerkopf 81 des

130612/00

Wärmetauschers, und die Luft wird dann nach unten durch den Wärmetauscher 74, einen unteren Verteilerkopf 82 und danach durch Abzweigleitungen, z.B. Leitung 84, zu Brennern, z.B. 85, geleitet. Die Gießpfannen-Erhitzungsvorrichtung der Fig.7 ist auf einem Wagen oder Schlitten 86 montiert, und dieser Schlitten 86 ist auf Rädern 88 für eine Bewegung entlang einer Schiene oder dgl. angeordnet. Der reversible Motor 89 ist auf einer Plattform 18 angeordnet und so ausgebildet, daß er die Räder der Gießpfannen-Erhitzungsvorrichtung antreibt, so daß diese Erwärmungsvorrichtung sich längs der Schienen 20 in Richtung auf eine Gießpfanne oder von einer Gießpfanne weg bewegen kann. In einer alternativen Ausführungsform kann die Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung der Fig.7 in einer stationären Position montiert sein, falls es gewünscht ist. Die Hebespindeln wirken als Einrichtung zum Andrücken der Dichtungsanordnung an den Rand der Gießpfanne in einem Zusammenpreßverhältnis zueinander.

Wie in Fig.8 veranschaulicht ist, ist ein Steuersystem vorgesehen zur Steuerung des Betriebes der Gießpfannen-Erwärmüngsvorrichtung, die in den Fig.1 bis 4 veranschaulicht ist. Gleichartige Steuersysteme sind für die Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtungen der Typen vorgesehen, wie sie in den Fig.6 und 7 veranschaulicht sind. Vom Gebläse 24 wird Luft durch' die Luftleitungseinrichtung 25, durch den Wärmetauscher 22 sowie zu den Brennern 35 und 36 und durch die Dichtungsanordnung 21 zu der Gießpfanne

130612/0049

geleitet. Ein Luftsteuerventil 90 reguliert die Luftströmung vom Gebläse 24 durch die Luftleitungseinrichtung, und ein Positionssteuerer 91 steuert die Position des Ventils 90. Der Positionssteuerer 91 ; wird durch eine Thermokupplung 92 betätigt, die die Temperatur der Abgase erfaßt, die sich durch die Abgasleitungseinrichtung 38 bewegen. Wenn auf diese Weise die Temperatur der Abgase höher als gewünscht ist, dann wirken der Positionssteuerer 91 IQ und das Luftsteuerventil so, daß die sich zur Gießpfanne bewegende Luftmenge reduziert wird.

Brennstoff wird von einer Zuführung unter Druck durch eine Brennstoffleitung 94 geleitet und gelangt durch ein Hochtemperatur-Abschaltventil 95 sowie Flammen-Sicherheitsausschalt-Sölenoidventile 96 und 97 zu den Brennern 35 und 36■< Eine Thermokupplung 99 fühlt die Temperatur der Abgase, die durch die Abgasleitungseinrichtung 38 strömen und reguliert das Ab- schaltventil 95. Wenn beispielsweise die Temperatur der Abgase zu hoch ist* wird das Ventil 95 geschlossen, und die Flammen von beiden Brennern 35, werden gelöscht. Ein Brennstoffregulierventil 100 ist ebenfalls in der Brennstoffleitung 94 angeordnet.

Brennstoff/Luft-Regler 101 regeln das Brennstoff-Regulierventil 100, und ihre Fühlerleitung 102 steht mit der Luftzuführungsleitungseinrichtung 25 in Verbindung. Die Fühlerleitung 102 enthält eine Ablaßleitung 104, und ein Ventil 105 regelt das Ablassen durch die Ablaßleitung 104. Ein Positionsu steuerer 106 regelt das Ablaßventil 105, und der _; Positionssteuerer 106 wird durch einen Sauerstoff-

130612/0049

'%*·■■

sensor 108 sowie durch einen Sauerstoffgeber 109 geregelt. Wenn eine übermäßige Menge Sauerstoff festgestellt wird in der Abgasleitungseinrichtung 38, dann veranlaßt der Sauerstoffgeber 109 den Positionssteuerer 106 das Ventil 105 zu schließen, wodurch der Brennstoff/Luft-Regler 101 veranlaßt wird, das Brennstoffventil 100 weiter zu öffnen. Dies führt zusätzlich Brennstoff zu den Brennern 35 und 36 und sorgt somit für eine ausreichende Brennstoff-Versorgung , um die Verbrennung von Sauerstoff zu vervollständigen, der durch die Luft der Gießpfanne zugeführt wird.

Wenn die Dichtungsanordnung 21 und die Gießpfanne 11 voneinander getrennt sind, dann ermittelt ein Differenzdrucksensor 112 eine Änderung des Druckes in der Abgasleitungseinrichtung 38, und ein Differenzdruckgeber 114 aktiviert einen Positionssteuerer 115, um die Abströmdrossel 45 zu schließen, ^{um so} atmosphärische Luft daran zu hindern, durch den Wärmetauscher 22 zu strömen.

Ultraviolettsensoren 118 und 119 sind an jedem Brenner 35 und 36 angeordnet und wirken so, daß ihr Solenoidventil 120 oder 121 im Ansprechen an eine "Flamme-Aus" in ihrem Brenner betätigt wird, so daß augenblicklich die Brennstoffströmung zu ihrem Brenner beendet wird.

Es sei nun auf Fig.9 bezug genommen, in der eine andere Ausführungsform veranschaulicht ist. Eine Gießpfanne 212 ist auf einem Halterungsständer

placiert, wobei die Gießpfanne um 90° aus ihrer normalen vertikalen Ausrichtung gekippt ist, so daß das oben offene Ende 216 der Gießpfanne in einer horizontalen Richtung öffnet. Die Gießpfanne 212 kann eine herkömmliche Gießpfanne sein, die eine äußere Stahlwand 214 und eine hitzebeständige innere Auskleidung 215 enthält, die in Form von Steinen ausgeführt sein kann.

Die Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung bzw. das Gießpfannen-Erwärmungssystem 210 nach diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält eine Wärmetauscher-Brenneranordnung 220, die ebenfalls eine hitzebeständige oder in anderer Weise wärmewiderstehende innere Auskleidung 221 aufweist. Die Wärmetauscher- und Brenneranordnung 220 besitzt "ein offenes Ende 222, das durch eine Mündung 224 gebildet wird, die in Horizontaler Richtung an der \ Seite des Wärmetauschers öffnet. Die Mündung 224 bildet eine Paßöffnung zur Aufnahme des offenen Endes 216 der Gießpfanne 212 und hält eine Ringdichtung 225, die ein keramisches Faser-Kompaktierungsmaterial aufweist; Das Material der Dichtung 225 sorgt dafür, daß, wenn sie mit dem offenen Ende 216 der Gießpfanne 212 in Eingriff ist, ein übermäßiges Durchlecken zwischen dem Inneren der Gießpfanne und der äußeren Atmosphäre vermieden wird.

Umgebungsluft wird entlang einer Lufteinlaßleiturig^ 228 mit Hilfe eines' Gebläses 230 in die'Anordnung 220 gerichtet.'Die Lufteihlaßleitung 228 wird in zwei Zweige aufgeteilt, bevor sie in die

130612/0049

Anordnung 220 eintritt, und das Volumen der durch das Gebläse 230 zugeführten Luft wird durch ein variables Öffnungsventil 231 reguliert, das vor der Abzweigung der Leitung 228 angeordnet ist. Nach dem Eintreten in die Wärmetauscher- und Brenneranordnung 220 werden die Zweige der Lufteinlaßleitung 228 mit zwei Wärmetauschereinheiten 229 innerhalb der Anordnung 220 verbunden, von denen in Fig.9 nur eine sichtbar ist. Jede Wärmetauschereinheit 229 enthält einen Lufteinlaßweg und einen Luftauslaßweg. Der Lufteinlaßweg ist verbunden mit dem einen von zwei Brennstoff-Brennern 233, die innerhalb der Anordnung 220 vorgesehen und so ausgerichtet sind, daß eine Flamme und Verbrennungsgase in die Gießpfanne 212 projiziert werden, um die hitzebeständige Auskleidung 215 der Gießpfanne 212 gleichförmig zu erwärmen. Der Abgasauslaßweg, der innerhalb jeder Wärmetauschereinheit 229 gebildet ist, öffnet bei 232 zum Innern der Gießpfanne 212. Innerhalb dieser öffnung 232 sind eine herkömmliche Temperatursonde 234, z.B. eine Thermokupplung, sowie eine herkömmliche Sauerstoffsonde 235 angeordnet, die die Sauerstoffmenge in den Gasen ermittelt, die die Sonde umgeben, indem die Änderung im elektrisehen Widerstand der Gase gemessen wird. Der innerhalb der Wärmetauschereinheiten gebildete Abgasauslaßweg ist außerdem an eine isolierte Abgaslei-

. tung 236 angeschlossen, die mit der umgebenden . Atmosphäre entweder direkt oder durch einen Filter . oder eine andere Verschmutzungssteuereinrichtung verbunden . ist.

130 6 12/00 4

·**"■■ 303876!

Die Grenzbereiche zwischen dem Lufteinlaßweg und dem Abgasauslaßweg der Wärmetauschereinheiten 229 müssen aus einem Material konstruiert sein, das ausreichend widerstandsfähig ist gegenüber der Wärme der Verbrennungsgase, die durch die Brenner 233 erzeugt wird und die mehr als 2OOO°F betragen kann. Eine geeignete Wärmerückgewinnungseinrichtung für diesen Zweck ist ein Einweg-Kreuzstrom-Mantel- und Rohrwärmetauscher, bei dem die inneren Teile aus keramischen Materialien hergestellt sind. Ein geeigneter Brenner für eine Verwendung in aller Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird durch die Firma Hague„International, Inc., unter der Produktbezeichnungf" "HI ¹TRANSJET' Modell 300" hergestellt; er verwendet Erdgas als Brennstoff unc kann Wärme mit 5,8 χΊ6 UT^J/Hr^^abgeben. Die Brenner

233 werden mit Erdgas von einer Gaszuführung 238 (in Fig.11 schemätisch dargestellt) durch eine Zuführleitung 239 gespeist, die ein Hauptbrennstoff-' Steuerventil 240 und ein auf Sauerstoff ansprechendes Steuerventil 241 enthält, das äbströmseitig vom Hauptventil 240 angeordnet ist.

Ein Fließschema des Gießpfannen-Erwärmungssystems der Erfindung, das das zum Betrieb des Gießpfannen-Erwärmungssystems 210 der vorliegenden Erfindung benutzte Steuersystem enthält, ist in Fig. 1 1 veran-'■-,'■■ schaulicht. Signale werden von der Temperatursonde

234 bei einer. Temnerätur'steuefs.chältung 248 aufgenommen. Die Konstruktibih der Steuerschaltung 248 für eine Durchführung der erforderlichen Funktionen liegt in der Fähigkeit des Fachmannes, und sie ist im

130612/00^9

Handel erhältlich. Die Steuerschaltung 248 überwacht das Temperatursignal von der Temperatursonde 2 34 und vergleicht es mit einer vorbestimmten Tem- -peratur. Die vorbestimmte Temperatur ergibt sich daraus, daß empirische Meßwerte der tatsächlichen Temperatur der Gießpfanne 212 und die Temperatur aufeinander abgestimmt werden, die durch die Sonde: 234 an der öffnung 232 zum Abgasauslaßweg der Wärmer tauschereinheit 229 gemessen wird, so daß die vor- - -

^O bestimmte Temperatur eine Gießpfannentemperatur repräsentiert, die gleich der wünschenswerten Temperatur ist, auf die die Gießpfanne erwärmt werden soll, bevor sie mit geschmolzenem Metall beladen wird. Die gewünschte Gießpfannentemperatur kann im Bereich von 1600 bis 26OO°F liegen, in Abhängigkeit von der Type des geschmolzenen Metalles, das von der Gießpfanne aufgenommen werden soll. Wenn die von der Sonde 234 gemessene Temperatur die vorbestimmte Temperatur übersteigt, dann löst die Steuerschaltung 248 einen Starter 256 aus, um einen Motor 257 für einen kurzen Zeitabschnitt in Betrieb zu setzen. Der Motor 257 ist mechanisch durch eine Kupplung 258 sowohl mit dem Lufteinlaßventil 231 als auch mit dem Hauptbrennstoffventil 240 verbunden, und auf diese Weise wird das Ventil 231 veranlaßt, die in der Lufteinlaßleitung 228 strömende Luft in ihrer Menge herabzusetzen, und außerdem wird das Ventil 240 in der Brennstoffzuführleitung 239 ver-

;·; anlaßt, die Brennstoffmenge, die zu den Brennern 233 zugeführt wird, herabzusetzen. Die Temperatur des Brennerausgangs wird dadurch herabgesetzt. Wenn die durch die Temperatursonde gemessene Tem-

II 3 0 6 1 2 / 0 0 4

303876

peratur unter die vorbestimmte Temperatur abfällt, dann veranlaßt die Steuerschaltung 250 die Ventile 231 und 240 in gleichartiger Weise, die Zufuhr von Luft und Brennstoff zu den Brennern 233 durch einen Betrieb des Motors 257 in umgekehrter Richtung zu erhöhen.

Die Sauerstoffsonde 235, die in der öffnung 232 der Wärmetauschereinheit 239 angeordnet ist, sendet ein Signal an eine Sauerstoff-Steuerschaltung 249, die so arbeitet, daß sie das auf Sauerstoff ansprechende Steuerventil 241 in der Brennstoffzuführleitung 231 im Ansprechen auf die Sauerstoffsonde 235 einstellt. Die Sauerstoff-Steuerschaltunq 249 liegt ebenfalls innerhalb der Fähigkeit eines Fachmannes und ist im Handel erhältlich von der Firma

Hague international, Inc., unter der Produktbezeichnung "OxSen". Wann immer die Sauerstoffmenge in den Verbrennungsgasen, wie sie durch die Sauerstoffsonde 235 gemessen wird, über einen vorbestimmten Wert ansteigt, der eine wirkungsvolle Verbrennung repräsentiert/ veranlaßt die Steuerschaltung 249 einen Starter 254 einen Motor 255 für einen kurzen Zeitabschnitt in Betrieb zu setzen. Der Motor 255 ist über eine mechanische Kupplung 259 mit dem

Steuerventil 241 verbunden, das dadurch mechanisch geöffnet wird," in der Art, daß die Brennstoffmenge : leicht ansteigt, die entlang der Brennstoffzufuhrleitung 239 zugeführt Wird, um sie mit Luft von der Lufteinlaßleitung 228 zu mischen und in den '"Brenner 233 zu verbrennen. Falls der von der Sonde 235 gemessene Sauerstoff anzeigt, daß das Brennstoff-

13 0 6 12/0U%9

Luft-Gemisch relativ zum vorbestimmten Wert des Sauerstoffgehalts zu reich ist, dann veranlaßt die Steuerschaltung 249 das Steuerventil 241, die Brennstoffmenge, die zu den Brennern 233 zugeführt wird, herabzusetzen, indem der Motor 255 in umgekehrter Richtung betrieben wird.

Die Wärmetauscher- und Brenneranordnung 220 enthält außerdem ein Flamme-Aus-Sicherheits-Brennstoffabschaltsystem. Ein Ultraviolett-Sensor 237, der in Fig.11 schematisch dargestellt ist, ist innerhalb der Anordnung 220 in geeigneter Position placiert, um die Strahlung zu überwachen, die durch die Brenner 233, wenn diese in Betrieb sind, abgegeben wird. Falls aus irgendeinem Grunde die Brennerflamme gelöscht wird, während Brennstoff zugeführt wird, dann wird das Ausbleiben der Strahlung durch den Ultraviolett-Sensor 237 erfaßt und ein Signal vom Sensor 237 an der Solenoid-Steuerschaltung 250 aufgenommen. Die Steuerschaltung 250 ist betriebsmäßig verbunden mit einem Solenoid betätigten Ventil 242 in der Brennstoffzuführleitung 239 und schließt das Ventil 242 im Ansprechen auf das "Flamme-Aus"-Signal vom Sensor 237. Die Steuerschaltung 250 ist von herkömmlicher Ausführung und im Handel erhältlich.

Die zusammengebaute Wärmetauscher- und Brenneranordnung 220, das Gebläse 230 und die Leitungen 228 und 236 sind auf einem von einem Motor angetriebenen Fahrgestell 244 montiert, das auf Rädern 245 entlang Schienen 246 läuft. Die Anordnung 220

130fci2/q<UÖ

wird wahlweise in horizontaler Richtung entlang der Schienen 246 durch eine Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) jeder herkömmlichen Type bewegt, die dem Fachmann bekannt ist. Die Bewegung des Fahrgestells 244 entlang der Schienen 246 wird durch einen Endstopper 247 begrenzt.

Beim Betrieb des Gießpfannen-Erwärmungssystems 210 wird die Gießpfanne 212 zunächst mit ihrer Seite auf der Halterung 218 am Ende der Schienen 246 placiert, durch irgendeine herkömmliche Einrichtung, wie z.B. einen Laufkran. Das Fahrgestell 244, das anfänglich in einem Abstandsverhältnis von dem Endstopper 247 placiert ist, wird dann in horizon- taler Richtung bewegt, bis das Fahrgestell 24 4 am Endstopper 247 ruht und die Dichtung 225 innerhalb der Mündung 224 der Wärmetauscher- und Brenneranordnung 220 mit dem offenen Ende 216 der Gießpfanne 212 in Eingriff steht. Zu dieser Zeit wird das Gebläse 230 in Betrieb gesetzt, um Luft entlang der Einlaßleitung 228 zuzuführen. Nach dem Durchströmen des Lufteinlaßweges der Wärmetauschereinheit 229 wird die Luft mit Brennstoff aus der Brennstoffzuführleitung 239 vermischt, und die Mischung wird in den Brennern gezündet. Die Flamme und die Verbrennungsgase aus den Brennern 233 erwärmen die hitzebeständige Auskleidung 215 der Gießpfanne 212. Die heißen Verbrennungsgase entströmen aus dem Innern der Gießpfanne 212 durch die öffnung 232 der Wärmeiiauschereinheiten 229 in den Abgasauslaßweg der Wärmetauschereinheiten 229.

13061 2/Ο0ΛΘ

- at-

Während des Passierens durch die Wärmetauschereinheiten 229 übertragen die heißen Abgase Wärme an die Einlaßluft, die durch den Lufteinlaßweg durch die Wärmetauschereinheiten 229 strömen. Ein Vor-

g wärmen der Einlaßluft vor dem Mischen mit Brennstoff für die Verbrennung macht den Betrieb der Brenner 233 leistungsfähiger. Nach dem Passieren durch den Abgasauslaßweg der Wärmetauschereinheiten 229 werden die heißen Verbrennungsgase durch die jQ Abgasleitung 236 ausgeblasen.

Wenn die Verbrennungsgase über die Sauerstoffsonde 235 gelangen, wird die Sauerstoffmenge in den Verbrennungsgasen durch die Sonde überprüft, und ein Signal, das eine entsprechende Information gibt, wird von der Sauerstoffsonde 235 an die Sauerstoff-Steuerschaltung 249 übermittelt. Falls die durch die Sonde 235 gemessene Sauerstoffmenge höher ist als ein vorbestimmter Wert, wirkt die Steuerschal-

2Q tung 249 so auf das auf Sauerstoff ansprechende Steuerventil 241 ein, daß mehr Brennstoff mit der Einlaßluft vermischt werden kann, um den Sauerstoff in der Einlaßluft vollständiger zu verbrennen. Falls die Sauerstoffmenge, die durch die Sonde gemessen wird, zu klein wird, dann wird das Brennstoff -Luft-Verhciltnis herabgesetzt, um eine optimale Verbrennungsbedingung in den Brennern 233 aufrechtzuerhalten.

ο« Die heißen Verbrennungsgase gelangen auch über die Temperatursonde 234, die die Temperatur der Gase überwacht, wenn diese in die Wärmetauschereinheiten

130612/0040

229 eintreten. Im Ansprechen auf die gemessene Temperatur bewirkt ein Ansteigen über einen vorbestimmten Wert, dai3 die Temperatursteuerschalung 248 die Leistungjder Brenner 233 herabsetzt, indem gleichzeitig das Gebläseventil 231 und das Brennstoff-Hauptventil 240 in der Brennstoffzuführleitung 239 allmählich geschlossen werden. Wenn die Brenner zu Beginn gezündet werden, dann können sie somit bei voller Leistung laufen, und die relativ kühle Gießpfanne 112 wird rasch die Warne der Verbrennungsgase aufnehmen. Wenn die Giei.pfanne erwärmt wird, dann wird sie weniger leicht Wärme absorbieren und die Temperatursonde 234 wird ansteigen.

nicnt

Zum Beispiel: Eine erwärmte 55 t/Gießpfanne wird

...·:■■■ Millionen

anfänglich Wärme mit einer Rate von etwa 11 BTU/Hr aufnehmen, jedoch schließlich einen stabilisierten Zustand erreichen. In einem solchen Zustand sind nur etwa 2 Million BTU/Hr erforderlich, um die erhöhte Temperatur in der Gießpfanne aufrechtzuerhalten.

Um die Temperatur der Verbrerinungsgase auf dem vorbestimmten Wert zu halten, erwärmt das Steuersystem der vorliegenden Erfindung die Gießpfanne 212 auf die maximal mögliche Größe, während der Energiewirkungsgrad durch den Betrieb der Brenner 233 aufrechterhalten wird, um das maximale Wärmeniveau zu schaffen, das die Gießpfanne 212 zu jeder besonderen Zeit während der Erwärmung der Gießpfanne absorbieren kann.* Öle intensität der'Brenner wird auf diese Weise allmählich von der Maximalleistung auf die Minimalleistung während eines typischen Gießpfannen-^

Erwärmungsbetriebes herabgedrosselt. Falls während einer Halteperiode, nachdem die Gießpfanne auf die erforderliche Temperatur zur Aufnahme des geschmolzenen Metalles erwärmt worden ist, die Temperatur der Verbrennungsgase unter den vorbestimmten Wert abfällt, dann veranlaßt die Steuerschaltung 248 die Ventile 231 und 240 die Intensität der Brenner zu erhöhen und dadurch die Gießpfanne in ihrem erwärmten Stadium zu halten.

Es läßt sich erkennen, daß das Steuersystem so ausgeführt ist, daß die feine Abstimmung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses, das durch die Sauerstoff-Steuerschaltung 249 geschaffen wird, bei jeglichem Intensitätsniveau die Brenner 233 wirkungsvoll betreibt, bei einer Annahme im Ansprechen auf die Temperatur der Verbrennungsgase, die durch die Temperatursonde 235 gemessen und durch die Temperatur-Steuerschaltung 248 geregelt wird.

Wenn die Gießpfanne die gewünschte Temperatur erreicht hat und es notwendig ist, eine Charge geschmolzenen Metalles aufzunehmen, dann wird das Fahrgestell 244 in horizontaler Richtung entlang der Schienen 246 bewegt, um die Wärmetauscheranordnung 220 aus ihrem Eingriff mit dem offenen Ende 216 der Gießpfanne 212 herauszubewegen. Die Gießpfanne 212 kann dann von der Halterung 218 entfernt und zu ainer Station zur Aufnahme von geschmolzenem Metall aus einem Ofen gebracht werden. Es sollte so verstanden werden, daß das Gießpfannen-Erwärmungssystem 210 wahlweise auch in einer

■13 061 2/00

festen Position angeordnet werden könnte und daß das Fahrgestell placiert werden könnte, um die Gießpfanne 212 zwischen der in Fig.9 gezeigten Position, in der sie mit dem Wärmetauscher in Ein- ■ griff ist,und einer Position gefördert wird, die mit Abstand von dem festen System für einen Eingriff durch einen Uberkopf-Laufkran oder dgl. vorgesehen ist. Weiterhin kann das Gießpfannen-Erwärmungssystem 210 wahlweise in vertikaler Richtung orientiert werden, um eine Gießpfanne in aufrechter Position aufzunehmen; eine geeignete' Handhabungseinrichtung wäre dann erforderlich, um das System und/oder die Gießpfanne in Berührung miteinander oder außer Berührung voneinander zu bewegen.

Eine andere AuSführüngsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig.10 gezeigt, die eine Gießpfannen-Erwärmungsvorrichtung 260 veranschaulicht. Die Gieß-. pfannen-Erwärmungsvorrichtung 260 ist fast in jeder Hinsicht gleichartig zu der Vorrichtung gemäß Fig.9, mit der Ausnahme, daß zwei zusätzliche Wärmetauscher, nämlich ein Edelstahlwärmetauscher 252 und ein Kohlenstoffstahl-Wärmetauscher 253, in dem System enthalten sind. Auf diese Weise liefert das Gebläse 230 Luft durch eine Eihlaßleitung 228a zu

■ einem Lufteinlaßweg innerhalb des Wärmetauschers ^; 253, durch eine Verbindungs-Einlaßleitung 228b zu

·; 11·. ^; . einem Lufteiniaßweg innerhalb des Wärmetauschers .-f. c ν ν π 252 und danach durch eine Lufteihläßleitung 228c

i3Q ^; : _zu der Keramikwärmetauscher- und Brenneranordnung -■■·■·■ ■:■-<■■ '220, die die Brenner 233 enthält und mit der Gieß-

' z- ■<·■ pfanne 212 in Eingriff kommt. Nach dem Erhitzen

1306 12/O¹CU 9

-a*

»9*

der Einlaßgase in der Anordnung 220 gelangen die heißen Verbrennungsgase durch eine Auslaßleitung 236a zum Abgasweg des Edelstahl-Wärmetauschers 252, durch die Abgasleitungen 236b und 236c zum Abgasweg innerhalb des Kohlenstoff-Wärmetauschers 253, und danach werden sie durch eine Leitung 262 in die Atmosphäre ausgeblasen. Die drei Wärmetauscher in der in Fig.10 gezeigten Ausführungsform wirken zusammen, um so viel Abwärme wie möglich aus den die Gießpfanne 212 verlassenden Verbrennungsgasen zurückzugewinnen. Die Keramikwärmetauscher- und Brenneranordnung 220 ist aus Materialien hergestellt, die in der Lage sind, den Verbrennungsgastemperaturen zu widerstehen, die über 2000⁰F liegen, und sie übertragen Wärme von diesen Gasen auf den Einlaßluftstrom. Der Edelstahl-Wärmetauscher kann Abgasen mittlerer Temperatur widerstehen, nachdem Wärme durch den Keramikwärmetauscher entnommen worden ist. In gleicher Weise ist der Kohlenstoffstahl-Wärmetauscher 253 leistungsfähig in der Übertragung von Wärme von den Abgasen mit relativ niedriger Temperatur, bevor diese Gase in die Atmosphäre ausgeblasen werden. Der Betrieb für diese Ausführungsform der Erfindung, die in Fig.10 gezeigt ist, ist im wesentlichen gleichartig zu dem, wie er anhand der in Fig.9 gezeigten Ausführungsform beschrieben worden ist.

Nachdem das erfindungsgemäße Gießpfannen-Erwärmungssystem in Einzelheiten beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann so zu verstehen, daß die Prinzipien der Abwärme-Wiedergewinnung und der Erwärmungssteuerung bei Systemen angewendet werden können,

130612/004Ö

- ar-

die andere Wärmequellen als Erdgasflammenbrenner benutzen. Obwohl die vorhergehende Beschreibung sich auf Vorrichtungen und Verfahren zum Erwärmen von Gießpfannen bezieht, soll es so verstanden werden, daß verschiedene andere Gegenstände mit den offenbarten Vorrichtungen und Verfahren erwärmt werden können. Es ist selbstverständlich auch so zu verstehen, daß das Vorhergehende sich nur auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezieht und daß zahlreiche Modifikationen oder Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne daß die Idee und der Rahmen der Erfindung verlassen werden.

1306T.2/QCU8

Claims

-3t-

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erwärmung einer Gießpfanne oder dergleichen, die eine Kammer mit einer öffnung und einem Rand um die öffnung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Merkmale enthalten sind:

- eine Dichtungsanordnung für einen Dichtungseingriff mit dem Gießpfannenrand, die einen HaI-

. terungsrahmen mit größerer Breite als dem Rand

der Gießpfanne sowie eine Vielzahl von hitzebeständigen Fasermodulen enthält, die auf dem Halterungsrahmen etwa in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, wobei jedes Modul zusammenpreßbar ist und in seitlicher Kompression durch den - genannten Rahmen und durch ein seitliches Anliegen aneinander gehalten wird und wobei die Vielzahl der Module an dem Halterungsrahmen angeordnet ist, um den Gießpfannenrand dichtend

J zu ergreifen;

- einen in der Nähe der Dichtungsanordnung mon-

. tierten Wärmetauscher;

25

- eine Luftleitungseinrichtung, die sich durch den

Wärmetauscher und die Dichtungsanordnung erstreckt, um Luft durch den Wärmetauscher, durch die Dichtungsanordnung und in die mit der Dichtungsanordnung in Dichtungseingriff befind-

■ liehe Gießpfanne zu leiten;

130612/00

- eine Abgasleitungseinrichtung, die sich durch die Dichtungsanordnung und durch den Wärmetauscher erstreckt, um Abgase von der mit der Dichtungsanordnung im Dichtungseingriff befindliehen Gießpfanne durch diese Dichtungsanordnung

und durch den wärmetauscher zu leiten;

- eine Gebläseeinrichtung zur Förderung eines Luftstromes durch die Leitungseinrichtung und

^₀ eines Abgasstromes durch die Abgasleitungsein

richtung sowie

- eine Brennereinrichtung "für die Zufuhr von Brennstoff zu der Luftleitungseinrichtung und für das Einleiten einer Flamme in die mit der

Dichtungsanordnung in Dichtungseingriff befindliche Gießpfanne.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitungseinrichtung eine einzige öffnung durch die Dichtungsanordnung enthält und daß die Luftleitungseinrichtung öffnungen durch die Dichtungsanordnung auf entgegengesetzten Seiten der Abgasöffnung aufweist, wobei eine Brennereinrichtung zum Zuführen von Brennstoff an jeder Lufteinlaßöffnung vorgesehen ist.

!3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich-' ^{! !} net; daß die Lüfteinlaßöffnungen und die Brenner-g₀ ^{: :} ' ^ einrichtungen so konstruiert und angeordnet sind, daß die Flammen in die Gießpfannenkammer in Richtung auf die Oberfläche der Gießpfanne entgegen-

130 6 12/0 049

gesetzt zum Gießpfannenrand gerichtet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitungseinrichtung und der Wärmetauscher so konstruiert und angeordnet sind, daß die in der Kammer der Gießpfanne vorhandenen Flammen im wesentlichen gegenüber einer direkten. Strahlung auf den Wärmetauscher abgeschirmt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzebeständigen Fasermodule je eine Materialbahn aufweisen, wobei diese Bahn in eine Zickzack-Zusammenordnung mit parallelen, übereinander liegenden Schichten geformt ist und die Schichten jedes Moduls sich im wesentlichen in Richtung auf die Position der Gießpfanne erstrecken, so daß der Gießpfannenrand die Schichten entlang ihrer Längen zusammenpressen kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten der Module im Hinblick auf die Schichten der nächsten benachbarten Module unter rechten Winkeln orientiert sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Dichtungsanordnung und den Gießpfannenrand in Zusammenpreßeingriff miteinander zu drängen.

130612/0049

a-

8. Vorrichtung nach /Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterungsrahmen einen äußeren Halterungsflansch enthält, der die hitzebeständigen Fasermodule für eine Halterung dieser Fasermodule in Kompression gegeneinander umgibt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher eine Anzahl von (Einzel-) Wärmetauschern enthält, daß die Luftleitungseinrichtung sich in Reihe durch die Wärmetauscher erstreckt und daß die Abgasleitungseinrichtung sich in Reihe durch die Wärmetauscher erstreckt.

' ^: - ■ ·■■ ■ ■ ' '■ ■ -· ■■:■'■ ■ '

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher, in den die Abgase zuerst geleitet werden, ein Keramik-Wärmetauscher ist.

■■ "■ - ■ ■ '■ ' ■ ■ '' ·' ■· ·■ ■ · ■

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzebeständigen Fasermodule der Dichtungsanordnung durch den Halterungsrahmen in einer im wesentlichen aufrechten Ebene gehaltert werden und daß ferner eine Einrichtung

vorhanden ist, um die Dichtungsanordnung in ·■>.■;:■■.:.-,.■■ Richtung auf den Gießpfannenrand und von dem ' : : Gießpfannenrand wegzubewegen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hitzebeständigen Fasermodule der Dichtungsanordnung durch den Halterungs-

130612/ÖCU9

rahmen in einer im wesentlichen horizontalen Haltung getragen werden und daß ferner eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Dichtungsanordnung in Richtung auf den Gießpfannenrand abzusenken und von diesem Gießpfannenrand abzuheben .

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem eine Drosseleinrichtung in der Abgasleitungseinrichtung vorgesehen ist, zur Begrenzung der Gasbewegung durch die Abgasleitungseinrichtung .

14. Verfahren zum Erwärmen von Gießpfannen oder dergleichen, gekennzeichnet durch

- ein Eingreifen des Gießpfannenrandes in eine Dichtung aus im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegenden, hitzebeständigen Faser-

modulen mit einer ausreichenden Kraft, um den

Gießpfannenrand in die Dichtung zu pressen und um die mit ihm in Eingriff kommenden Fasermodule zusammenzupressen,

- Einleiten von Luft durch einen Wärmetauscher

und durch die Dichtung in die Gießpfanne,

- Mischen von Brennstoff mit der Luft und Entzünden der Mischung, wenn diese Mischung durch die Dichtung in die Gießpfanne gelangt, und

■130612/0IK9.

- Ausblasen der Gase aus der Gießpfanne durch die Dichtung und durch den Wärmetauscher.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Ausblasens der Gase aus der Gießpfanne durch die Dichtung und durch den Wärmetauscher ein Ausblasen der Gase durch eine Vielzahl von in Reihe miteinander angeordnete Wärmetauscher enthält.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Ausblasens der Gase au:: der Gießpfanne durch die Dichtung und durch den Wärmetauscher ein Ausblasen der Gase durch einen Wärmetauscher umfaßt, der außerhalb einer direkt.en Strahlung gegenüber der Flamme in der Gießpfanne 'liegt.

17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es, nachdem eine Gießpfanne erwärmt worden ist, die Schritte enthält, nach denen die Abgase durch den Wärmetauscher blockiert werden und der Gießpfannenrand und die Dichtung außer Eingriff kommen.

18. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Ineingriffbringens des

^: Gießpfarinehrandes mit einer Dichtung aus hitzebeständigen Fasermodulen im wesentlichen ein Schließen der durch den Gießpfannenrand gebildeten öffnung der Gießpfanne umfaßt.

13 0 6 1 2/0 0 A

19. Vorrichtung zur Erwärmung von Gießpfannen oder dergleichen/ gekennzeichnet durch die Kombination mit einer Dichtungsanordnung für eine dichtende Anlage an dem Rand einer Gießpfanne, wobei die Dichtungsanordnung einen Halterungsrahmen und ein Netzwerk aus hitzebeständigen Fasermodulen enthält, die von dem Halterungsrahmen in einer gemeinsamen Ebene gehaltert werden, wobei diese Module durch andere Module und durch den Halterungsrahmen in Kompression quer über die gemeinsame Ebene gehalten werden.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß jedes hitzebeständige Fasermodul eine Bahn aus hitzebeständigen Fasern enthält, die in einem flachen, länglichen Stück geformt sind, wobei die Stücke in übereinanderliegenden Zickzack-Falten in einem Faltenblock zusammengoerdnet sind und die Falten in dem Block an entgegengesetzten Seiten des Blockes frei liegen, und daß der Halterungsrahmen die Module mit den Falten an ihrer einen Seite in einer im wesentlichen gemeinsamen Ebene haltert und die Falten jedes Moduls sich unter einem rechten Winkel mit bezug auf die Falten des nächsten benachbarten Moduls erstrecken.

21. Vorrichtung zur Erwärmung von Gießpfannen oder dergleichen, gekennzeichnet durch eine Kombination mit einer Dichtungsanordnung für eine

Bewegung in eine dichtende Anlage mit dem Gießpfannenrand, wobei die Dichtungsanordnung einen

130612/0049

Halterungsrahmen und eine Schicht aus zusammenpreßbarem, hitzebeständigem Fasermaterial aufweist, das von dem Halterungsrahmen getragen wird und in einer Formgebung zusammengeordnet ist, daß es mit dem Gießpfannenrand in Eingriff kommt und eine Dichtung um den Gießpfannenrand bildet.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus zusammenpreßbarem, hitzebeständigem Material ein Tuch aus Material enthält, das in einer Ziehharmonika-Anordnung gefaltet ist, wobei die Falten des Tuches frei liegen, um den Rand der Gießpfanne zu ergreifen.

' 15 ■." ■ ■ ■ . "■■■■■.■·

3. Vorrichtung zur Erwärmung einer Gießpfanne,

'"-die ein offenes Ende, aufweist, gekennzeichnet durch

~ ^ei^ne Dichtungsanordnung, die ein keramisches, kompaktiertes Fasermäterial in der Größe und Form aufweist, daß sie mit der Gießpfanne um deren offenes Ende in Eingriff kommt und eine öffnung da hindurch bildet;

- einen keramischen Wärmetauscher, der einen Lufteinlaßweg und einen Abgasauslaßweg für eine

^;r ^V Verbindung durch die-öffnung der Dichtungsein- ^^Λ ■··■' '·■>'-■' richtung mit-dem Innern der Gießpfanne bildet;

■^:;·'^{ί Γ:Ί}- ' * ■■"■■■ ^: •■■■'■■■■''■■-■■' ■ -¹ ■-■■^G -' - ' ^:·^ '-~^:- ■'

ί~ - eine Brennstoff-Brennereinrichtung, die mit

"'>'■'■'-'> ■ dem Lufteinlaßweg in Verbindung steht, um heiße

130612/00

heiße Verbrennungsgase durch die Öffnung in

der Dichtungseinrichtung in das offene Ende der Gießpfanne zu richten;

- eine variable Brennstoff-Zufuhreinrichtung zum Mischen von Brennstoff mit Luft aus dem Lufteinlaßweg und zum Zuführen der Mischung zu der Brennstoff-Brennereinrichtung; und

- eine Gebläseeinrichtung zur Förderung von

Luft entlang dem Lufteinlaßweg zu der Brennereinrichtung,

wobei die Dichtungseinrichtung einen federnden Kontakt mit dem offenen Ende der Gießpfanne bildet und Luft von der Gebläseeinrichtung durch den Wärmetauscher, an der Brennstoff-Zufuhreinrichtung vorbei, durch den Brennstoff-Brenner und durch die öffnung in der Dichtungseinrichtung fördert und eine Flamme bildet, um die Innenseiten der Gießpfanne zu erwärmen und die heißen Gase vom Innern der Gießpfanne zurück durch die Dichtungsanordnung und durch den Wärmetauscher zu fördern, um die von der Gebläseeinrichtung durch den Wärmetauscher bewegte Luft vorzuwärmen.

. 24. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Einrichtung zum Fühlen der Temperatur der Gießpfanne sowie eine Einrichtung vorhanden ist, die auf die Temperaturfühlereinrichtung anspricht zum Einstellen

130612/0049

- vr-

der Leistung der Brennstoff-Brennereinrichtung, um die Gießpfanne auf einer vorbestimmten Temperatur zu halten.

25. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher folgende Teile enthält:

- eine Keramik-Wärmetauschereinrichtung zur Aufnähme von heißen Verbrennungsgasen direkt aus

dem Innern der Gießpfanne;

- eine Edelstahl-Wärmetauschereinrichtung, die mit der Keramik-Wärmetauschereinrichtung zur Aufnahme der heißen Verbrennungsgase aus dieser

Keramik-Wärmetauschereinrichtung verbunden ist, sowie

- eine Kohlenstoffstahl-Wärmetauschereinrichtung, die mit der Edelstahl-Wärmetauschereinrichtung für die Aufnahme von heißen Verbrennungsgasen aus dieser Edelstahl-Wärmetauschereinrichtung verbunden ist,

wobei sich der genannte Lufteinlaßweg von dem

Gebläse durch die Kohlenstoffstahl-Wärmetauschereinrichtung, dann durch die Edelstahl-Wärme- ■ tauschereinrichtung und dann durch die Keramik-Wärmetauschereinrichtung zu der Brennstoff-Brennereinrichtüng erstreckt.

130612/00 VS

26. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramik-Wärmetauschereinrichtung einen Mehrstufen-Wärmetauscher enthält, mit einer ersten, aus Keramikmaterialien hergestellten Stufe zur Aufnahme der heißesten

Gase aus der Gießpfanne und mit wenigstens einem weiteren Wärmetauscher, der aus anderen Materialien hergestellt ist, zur Aufnahme der heißen Gase nach dem Keramik-Wärmetauscher.

27. Verfahren zur Erwärmung einer Gießpfanne, die ein offenes Ende besitzt, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Umschließen des offenen Endes der Gießpfanne

mit einem Wärmetauscher, der einen Abgasaus-■ laßweg bildet, der mit dem Innern der Gießpfanne und einem Lufteinlaßweg in Verbindung steht;

- Erwärmen von Luft, die entlang des Lufteinlaßweges strömt, indem diese Luft mit Brennstoff gemischt und diese Mischung in einem Brennstoff-Brenner verbrannt wird;

- Einleiten von erwärmter Luft in die Gießpfanne;

- ein weiteres Erhitzen der entlang des Luft-"" einlaßweges strömenden Luft mit in dem Abgasauslaßweg strömenden heißen Gasen in dem Wärmetauscher, bevor die Luft mit Brennstoff gemischt wird;

130612/0049

- Messen der Sauerstoffmenge in den heißen Gasen, die entlang des Abgasauslaßweges strömen; und

- eine im Ansprechen auf die Sauerstoffmenge in dem Abgasauslaßweg arbeitende Regulierung der

Brennstoff-Luft-Mischung, die dem Brennstoff-Brenner zugeführt wird, um die Sauerstoffmenge in dem Abgasauslaßweg auf einem vorbestimmten Wert zu halten.

28. Verfahren nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:

- Einstellen der Erwärmung der in dem Lufteinlaßweg strömenden Luft mit dem Brennstoff-Brenner,

um einen vorbestimmten Wert aufrechtzuerhalten, ■ im Ansprechen auf die von dem vorbestimmten Wert abweichende Gießpfannentemperatur.

2Q 29. Vorrichtung zum Erwärmen einer Gießpfanne, die ein offenes Ende aufweist, gekennzeichnet durch:.

- einen Wärmetauscher, der einen Lufteinlaßweg und einen Abgasauslaßweg sowie ferner ein offenes Ende auf der Seite des Wärmetauschers bildet, um das offene Ende der Gießpfanne passend aufzunehmen und zu umgeben, wobei der Abgas- : auslaßweg mit dem Innern der Gießpfanne in Verbindung steht;

- eine Brennstoff-Brenhereinrichtung, die mit dem Lufteinlaßweg in Verbindung steht, für ein Ein-

130612/0043

leiten heißer Verbrennungsgase durch das offene

Ende des Wärmetauschers in die Gießpfanne;

- eine variable Brennstoff-Zufuhreinrichtung zum Mischen von Brennstoff mit Luft aus dem Lufteinlaßweg und zum Zuführen der Mischung zu der : Brennstoff-Brennereinrichtung;

- eine Gebläseeinrichtung zur Förderung von Luft entlang dem Lufteinlaßweg zu der Brennereinrichtung;

- eine Einrichtung zum Fühlen der Gießpfannentemperatur;

- eine kuf die Temperaturfühlereinrichtung ansprechende Einrichtung zum Einstellen der Leistung der Brennstoff-Brennereinrichtung, um die Gießpfanne auf einer vorbestimmten Temperatur

²^ halten;

- eine Einrichtung zum Ermitteln der Sauerstoffmenge;, die durch den Abgasauslaßweg gelangt; und

- eine Einrichtung, die auf die Sauerstoff-Sensoreinrichtung anspricht zur Einstellung der Zusammensetzung des Brennstoff-Luft-Gemisches, das der Brennstoff-Brennereinrichtung zugeführt wird durch die variable Brennstoff-Zuführeinrichtung, um die durch den Abgasauslaßweg ge

langende Sauerstoffmenge auf einen vorbestimmten Wert zu halten.

130612/0

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Einstellung der Menge des der Brennstoff-Brenner- ; einrichtung zuzuführenden Brennstoffes, um die durch den Abgasauslaßweg strömende Sauerstoffmenge bei einem vorbestimmten Wert zu halten, bei jeder speziellen Leistungsgröße der Brennstoff-Brennereinrichtung arbeitet, die bestimmt wird durch die Einstelleinrichtung für die Leistung der Brennstoff-Brennereinrichtung, um die Gießpfanne auf einer vorbestimmten Temperatur zu halten.

31. Vorrichtung zum Erwärmen einer Gießpfanne, die ein offenes Ende aufweist, gekennzeichnet durch:

- einen Wärmetauscher, der einen Lufteinlaßweg und einen Abgasauslaßweg sowie ferner ein offenes Ende bildet, um das offene Ende der Gießpfanne passend aufzunehmen und zu umgeben,

wobei der Abgasauslaßweg und der Lufteinlaßweg durch das offene Ende des Wärmetauschers mit dem Innern der Gießpfanne in Verbindung stehen;

.25 - eine Brennstoff-Brennereinrichtung, die mit dem Lufteinlaßweg in Verbindung steht, für ein Einleiten heißer Verbrennungsgase durch das offene Ende des Wärmetauschers in die Gießpfanne;

- eine variableBrennstoff-Zufuhreinrichtuhg zum

Mischen von Brennstoff mit Luft aus dem Lufteinlaßweg und zum Zuführen der Mischung zu der Brennstoff-Brennereinrichtung;

130612/0049

-ei-

- eine Gebläseeinrichtung zur Förderung von Luft entlang dem Lufteinlaßweg zu der Brennereinrichtung;

- die Ausführung des genannten Wärmetauschers mit einer Keramik-Wärmetauschereinrichtung', um heiße Verbrennungsgase direkt vom Innern der Gießpfanne aufzunehmen, mit einer Edelstahl-Wärmetauschereinrichtung, die mit der Keramik-Wärmetauschereinrichtung in Verbindung steht,

zur Aufnahme der heißen Verbrennungsgase aus der Keramik-Wärmetauschereinrichtung, sowie mit einer Kohlenstoffstahl-Wärmetauschereinrichtung, die mit der Edelstahl-Wärmetauschereinrichtung in Verbindung steht, zur Aufnahme der heißen Ver

brennungsgase aus dieser Edelstahl-Wärmetauschereinrichtung; und

- den oben erwähnten Lufteinlaßweg, der sich vom Gebläse durch die Kohlenstoffstahl-Wärmetauscher

einrichtung, dann durch die Edelstahl-Wärmetauschereinrichtung und dann durch die Keramik-Wärmetauschereinrichtung bis zu der Brennstoff-Brennereinrichtung erstreckt.

1306.12/8049