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Publication number: DE308307C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 31«. GRUPPE

BASSE & SELVE in ALTENA i. W. Tiegelschmelzöfen.

Zusatz zum Patent 307361.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. Oktober 1917 ab. Längste Dauer: 11.Juni 1932.

Das Hauptpatent betrifft eine Neuerung an liegenden Schmelzöfen mit Vorwärmung der Verbrennungluft durch die Abgase des Ofens in einem über der Austrittsöffnung für die 5 Ofenabgase angeordneten Aufsatz. Die Erfindung besteht hierbei darin, daß der Ofenaufsatz mit Kanälen für den Abzug der Ofenabgase und mit dazwischen liegenden Kanälen für die Verbrennungsluft versehen ist, so daß letztere von den heißen Ofenabgasen umströmt wird.

Diese Anordnung wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei Tiegelschmelzöfen angwandt. Man kennt zwar bei Tiegelschmelzöfen bereits die Vorwärmung der Gebläseluft, jedoch hat man den hierzu benutzten' Erhitzerring bisher entweder unten am Ofen oder außen um den Ofen herum angeordnet, noch nicht aber oberhalb des Schmelztiegels,

wie das gemäß der vorliegenden Erfindung geschieht. Es wird dadurch nicht nur vermieden, daß beim Durchbruch eines Schmelztiegels das anlaufende Metall in die Gebläseluftleitung und in den Lufterhitzer eintritt, sondern es. wird durch die Anordnung des Erhitzers über dem Schmelztiegel auch eine bessere Ausnutzung der in den Ofenabgasen noch enthaltenen Wärme zur Vorerhitzung der Gebläseluft unter gleichzeitiger Vorwärmung der Ofenbeschickung erzielt.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen

Fig. ι und ι a die Luft- und Gasseite eines Tiegelschmelzofens mit Gasfeuerung gegeneinander verdreht in Seitenansicht,

Fig. 2 den Erhitzeraufsatz in Draufsicht,

Fig. 3 den Tiegelschmelzofen in senkrechtem Schnitt,

Fig. 4 den "Abdeck- oder Beschickungsring in Draufsicht,

Fig. 5 das Herdfutter in Draufsicht,

Fig. 6 einen Tiegelschmelzofen für Ölfeuerung in Seitenansicht,

Fig. 7 einen Tiegelschmelzofen für Koksfeuerung in senkrechtem Schnitt, zum Teil in Ansicht,

Fig. 8 den zu Fig. 7 gehörigen Abdeck- und Beschickungsring in Draufsicht,

Fig. 9 bis 11 verschiedene Ausführungen des zur Vorwärmung der Verbrennungsluft dienenden Ofenaufsatzes.

Der für Gasfeuerung eingerichtete Tiegelschmelzofen nach.Fig. 1 bis 5 der Zeichnung besteht aus dem eigentlichen Schmelztiegel 1, der mit Abstand von einem Herdfutter 2 umgeben ist. Über dem Schmelztiegel 1 und dem .Herdfutter 2 ist der als Erhitzer für die Verbrennungsluft dienende Aufsatz 3 angeordnet. Der Aufsatz 3 ruht derart auf dem Futter 2, daß keine brennenden Gase nach außen entweichen können. Über dem Aufsatz 3 ist der Abdeck- oder Beschickungsring 4 gelagert, der mit einem rohrartigen Ansatz 5 zur, Beschickung des Schmelztiegels 1 versehen ist.

Der Ofen ist äußerlich in eine Luft- und eine Gasseite eingeteilt, d.h. es wird durch

(2. Auflage, ausgegeben am 25. Mai 1920.J

den an der einen Seite befindlichen Trag- und Drehzapfen 6 (Fig. i) die durch ein Rohr 7 zugeleitete Gebläseluft und auf der anderen Seite durch den gegenüberliegenden Trag-5. und Drehzapfen 8 (Fig. la) das durch eine Leitung 9 vom Generator kommende Gas zu- j geführt. Die Gebläseluft tritt ans dem er- i ,ivähnten Trag- und Drehzapfen 6 durch ein ! / Rohr 10 in den über dem Schmelztiegel 1 an-

¹P .geordneten, als Lufterhitzer ausgebildeten ν "Aufsatz 3. Der Erhitzer 3 ist zu. diesem '..; - /Zwecke mit Luftkanälen 11 versehen (Fig. 3),.

~. / die von der Gebläseluft durchströmt werden, i / Zwischen diesen Kanälen 11 befinden sich die '■■ Kanäle 12, in welchen die heißen Verbrennungsgase aus dem Raum zwischen Schmelztiegel -Ί und Herdfutter 2 hochsteigen. Die Gebläseluft wird somit, während sie die Kanäle ti durchströmt, durch die sie innen und außen umstreichenden heißen Gase erhitzt. Die vorerhitzte Gebläseluft tritt aus den Kanälen 11 durch eine Aussparung 13 im unteren j Flansch des Erhitzers 3 in eine entsprechende Aussparung 14 des Herdfutters 2, die nach außen durch den Blechmantcl 15 abgedeckt ist. Von dieser kanalartigen Aussparung 14 gelangt die vorerhitzte Luft durch eine unten

. im Herdfutter 2 angebrachte Öffnung 16 in den. Raum zwischen Schmelztiegel 1 und Futter 2.

Das Generatorgas wird aus dem gegenüberliegenden Dreh-' und Tragzapfen 8 durch I ein Rohr 17 außen nach, unten g'eleitet | (Fig. ia), um durch eine im Herdfutter 2 j angebrachte zweite Öffnung 18 (Fig. 5) in den . Raum zwischen Schmelztiegel 1 und Herdfutter 2 einzutreten.
, -Die brennenden Gase steigen im Feuerungsraum zwischen Tiegel 1 und Wand 2 infolge tangentiaier Einführung unter Drehung nach oben und treten, oben angekommen, in die Kanäle 12 des Erhitzers 3 ein. Aus diesen

; . _rKanälen 12 des Erhitzers gelangen sie in einen zwischen dem Abdeckring und dem Erhitzer gebildeten ringförmigen Raum 20, von dem sie durch einen Ringkanal 21 zwischen Erhitzer 3 und dem Rohransatz 5 des Abdeck-

. ringes 4 nach unten strömen, um alsdann durch den Beschickungstrichter 5 hindurch zu. entweichen. Dadurch wird das in dem . Tiegel 1 und Beschickungstrichtcr 5 stehende Schmelzgut -von den entweichenden Ver-

-: hrennungsgasen mit dem Rest ihrer AVärme für den nachfolgenden Schmelzvorgang vor-

gewärmt. Mit ihrer stärksten Wärme wirken die,. Verbrenungsgase aber auf die die Kanäle .1 r des Erhitzers 3 durchströmende Gebläseluft ein, so daß eine wirksame Erhitzung der Gebläseluft erzielt wird. Der Lufterhitzer 3 bewirkt hierbei gleichzeitig eine Sammlung der Verbrennungsluft und einen Ausgleich der Druckunterschiede. Die Sammlung· der Verbrennungsluft wird dadurch erzielt, daß die in den Erhitzer mündende Luftzuführungsleitung 10 größeren Querschnitt erhält, als der Luftabführungskanal 13, der die erhitzte Verbrennungsluft aus dem Erhitzer ableitet. Die Luft wird dadurch gezwungen, sich in dem Erhitzer aufzuhalten, d.h. zu sammeln. Die dadurch veranlaßte erhöhte Erhitzung; der Verbrennungsluft hat wieder zur Folge, daß die Druckuntersc.hiedc ausgeglichen werden, und daß der Luftdruck infolge der Expansion gesteigert wird. Durch die starke Vorerhitzung der Gebläseluft wird noch eine größere Schmelzhitze erzeugt, die den Schinelzvorgang beschleunigt. Der Gasverbrauch und die Schmelzverluste werden infolgedessen herabgestzt und die Schmelztiegel geschont. ■

Die Gebläseluft wird in dem Erhitzer 3 durch die A^erbrennungsgase von allen Seiten, und zwar von unten und oben sowie von beiden Seiten erwärmt. Damit eine Wärmeausstrahlung nach oben durch den Abdeck- und Beschickungsring 4 möglichst vermieden wird, ist der letztere mit einem Futter 22 aus Schamottesteinen o. dgl. versehen, die zwischen an der Unterseite des Ringes 4 angebrachten Rippen 23 eingemauert werden (Fig. 3 und 4).

In Fig. 3 der Zeichnung ist noch 24 die seitliche Ausgußrinne für· den Schmelztiegel r, der an dieser Stelle mit einer entsprechenden Aussparung 25 versehen ist

Die Ausführung des mit Ölfeuerung eingerichteten Tiegelschmelzofens nach Fig. 6 der Zeichnung ist der vorbeschriebenen ähnlich. Ebenso wie beim Gasofen nach Fig. 1 bis 5 der Zeichnung ist auch der ölofen nach Fig. 6 äußerlich in eine Luft- und ölseite eingeteilt. Das Öl tritt durch die von dem erhöht aufgestellten Ölvorratsbehälter kommende Leitung 26 in einen Dreh- und Tragzapfen 8 des Tiegelschmelzofens ein, aus dem es seit-Hch durch das Rohr 27 wieder austritt. Das Rohr 27 teilt sich in zwei Rohre 28, 29, von denen das Rohr 28 nach unten geht, während das Rohr 29 um den Ofen herum nach der entgegengesetzten Ofenseite geführt ist, wo ein gleichfalls nach unten gehendes Rohr 30 angeschlossen ist. Die beiden nach unten führenden Rohre 28, 30 münden in die Zert'täubüngs- und Vergasungsdüsen 31, 32.

Die in gleicher Weise wie in Fig. 1 durch den gegenüberliegenden Drehzapfen zügeführte Verbrennungsluft strömt, nachdem sie in dem Erhitzeraufsatz 3 vorgewärmt worden ■ist, durch zwei Aussparungen 14 im Herdfutter 2, genau wie bei Fig. 3 der Zeichnung, nach unten. Die Aussparungen 14 im Herdf Litter endigen hier aber nicht wie in Fig. 3 in Öffnungen im Flerdfutter 2, durch welche die Luft in den Raum zwischen Tiegel und

Claims

Ofenmaiitei gelangt, vielmehr sind bei dem. Ölschmelzöfen nach Fig. 6 an die Aussparungen 14 im Herdfutter 2, etwa auf halber Höhe des Ofens, Rohre 33, 34 angeschlossen, durch welche die vorerhitzte Gebläseluft den Zerstäubungs- und Vergasungsdüsen 31,. 32 zugeführt wird. Die Düsen 31, 32 sind, wie aus der Darstellung in Fig. 6 hervorgeht, so angeordnet, daß die Flamme sich tangential zum Schmelztiegel ι entfaltet und bewegt. In Fig. 6 sind zwei Brenner oder Düsen 31, 32 vorgesehen, damit große Wärmemengen zur Verwendung " gelangen können, wenn das nötig oder beabsichtigt ist. Im allgemeinen wird aber ein Brenner genügen. Der zweite Brenner wird dann erforderlichenfalls als Ersatz für den ersten Brenner in Betrieb gesetzt. In den Öl-und Luftzuleitungen sind natürlieh die erforderlichen Abstellmittel (Ventile o. dgl.) vorzusehen. Außerdem ist in die Luftleitung auch ein Druckmesser einzuschalten. Fig. 7 der Zeichnung zeigt eine dritte Aus- führung des Tiegelschmelzofens für Koksfeuerung. Die Gebläseluft tritt hier wie bei Fig. ι durch ein Rohr 7 in den einen Tragzapfen 6 des Tiegelschmelzofens ein, um alsdann durch das seitliche Rohr 10. wieder aus dem Zapfen 6 auszutreten und dem Erhitzeraufsatz 3 zugeführt zu werden. Der Luftraum im Erhitzer 3 wird hier von vier Koksfüllöchern 35 durchdrungen, denen im Abdeck- oder Beschickungsring 4 eine gleiche Anzahl Koksbeschickungstrichter 36 (Fig. 7 und 8) entsprechen, die durch Deckel 37 ab- .. geschlossen werden können. Außerdem ist der Abdeckring 4 ebenso wie in Fig. 1 noch mit dem zentralen Beschickungstrichter 5 für den Schmelztiegel 1 versehen. . Der Erhitzeraufsatz 3 für den Koksofen nach Fig. 7 ist außerdem noch mit z.B. vier Röhren 38 versehen (Fig. 9), durch welche die brennenden Abgase aus dem Raum zwisehen Tiegel 1 und Herdfutter 2 in die über dem Erhitzer 3 und unter dem Abdeckring 4 befindliche Kammer 20 strömen. Die brennenden Abgase geben somit einen großen Teil ihrer Wärme an die Gebläseluft im Erhitzer 3 ab. Aus dem Erhitzer gelangt die vorerwärmte Gebläseluft, ähnlich wie in Fig1. 1, durch Aussparungen 13 im unteren Flansch des Erhitzers in im Herdfutter 2 ausgesparte, senkrechte Kanäle 14 und von diesen wie bisher in die Blasdüsen 39. Mit dem Gas- und Ölofen kann man reduzierend (desoxydierend) und oxydierend schmelzen, je nachdem man mit Gas- oder Öl- bzw. Luftüberschuß arbeitet. Mit dem Koksofen kann dagegen nur oxydierend geschmolzen werden. , Der Erhitzeraufsatz 3 kann an sich verschieden ausgeführt werden. In der in Fig. 2 dargestellten, zu dem Gasofen nach Fig. 1 bis 5 gehörigen Ausführung des Erhitzers ist der letztere mit vier Reihen konzentrischer Röhren 12 verseifen, durch welche die brennenden Ofengase abströmen. Z\vischen diesen Röhren streicht die Gebläseluft durch den Erhitzer hindurch. Bei der Ausführung nach Fig. 9 der Zeichnung, die den für den Koksofen gemäß Fig. 7 benutzten Erhitzer darstellt/sind im Vergleich zu Fig.. 2 nur wenige, z. B. vier Röhren 38 für· den Abzug der brennenden Gase vorgesehen, während die Löcher 35 hauptsächlich'zur Beschickung des Feuerungsraumes zwischen Schmelztiegel 1 und Herdfutter 2 mit Koks dienen. Bei der Ausführung nach Fig. 10 der Zeichnung ist der Erhitzeraufsatz 3 mit halbkreisförmigen Kanälen 40 und bei der Ausführungsform nach Fig. 11 mit radialen Kanälen 41 für den Durchtritt der Ofengase versehen, während zwischen diesen Kanälen die vorzuerhitzende Gebläseluft durchströmt. ' *5 Paten τ-Anspruch E:

1. Tiegelschmelzofen nach Patent 307361, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung der Verbrennungsluft in einem über dem Schmelztiegel angeordneten Erhitzeraufsatz (3) erfolgt, der mit Kanälen versehen ist, durch welche die heißen Ofenabgase strömen, während zwisehen diesen Kanälen die vorzuerhitzende Verbrennungsluft hindurchströmt.

2. Tiegelschmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenafogase, nachdem sie den Erhitzeraufsatz (3) durchströmt haben, . zwischen Erhitzeraufsatz (3) und Beschickungstrichter (5) nach unten geführt werden und durch den Beschickungstrichter entweichen, um gleichzeitig 'eine Vorwärmung des Schmelzgutes herbeizuführen.

3. Tiegelschmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß' über dem Erhitzeraufsatz (3) ein Abdeckring (4) angeordnet und zwischen beiden ein Raum (20) für den Durchtritt der heißen Ofengase vorhanden ist, so daß der Erhitzerraum für die Verbrenungsluft durch die heißen Ofenabgase mindestens von drei Seiten, und zwar von unten, oben und ¹¹S von der Seite erwärmt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.