DE3247023A1

DE3247023A1 - Einrichtung zur beschickung von industrieoefen, insbesondere metallschmelzoefen, mit vorwaermung des beschickungsguts durch ausnutzung der abgaswaerme

Info

Publication number: DE3247023A1
Application number: DE19823247023
Authority: DE
Inventors: Joseph 5276 Wiehl Koch; Günther 5220 Waldbröl Schmidt
Original assignee: Strikfeld W and Koch GmbH
Current assignee: Strikfeld W and Koch GmbH
Priority date: 1982-12-18
Filing date: 1982-12-18
Publication date: 1984-06-20
Also published as: NL8304285A; GB2131933B; GB2131933A; GB8333540D0

Description

Titel: Einrichtung zur Beschickung von Industrieöfen, insbesondere Metallschmelzöfen, mit Vorwärmung des Beschickungsguts durch Ausnutzung der Abgaswärme

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beschickung von Industrieöfen, insbesondere Metallschmelzöfen, mit Vorwärmung des Beschickungsguts durch Ausnutzung der Abgaswärme, mit einem im Abgasstrom angeordneten Beschickungs- und Vorwärmgerät, welches mit Durchbrechungen für den Abgasdurchtritt versehen und mittels einer Antriebsvorrichtung von einer Vorwärmposition in eine Beschickungsposition beweglich ist.

Eine solche Einrichtung ist aus der DE-OS 29 51 826 bekannt. Das Beschickungs- und Vorwärmgerät besteht hier aus oberhalb des Schmelzgefäßes angeordneten zwangsgekühlten Rosten, die zum Abwurf des vorgewärmten Einsatzmaterials in Horizontalrichtung auseinandergefahren werden. Hierbei fällt das Einsatzmaterial bzw. das Schmelzgut ungebremst in das Metallbad herunter, was sowohl für den metallurgischen Vorgang als auch für die Standfestigkeit des Ausmauerungsmaterials des Ofens schädliche Auswirkungen haben kann. Nachteilig ist auch, daß die in Führungen geführten Roste in Teilbereichen unterschiedliche Temperaturen aufweisen und zeitweise erhitzt und wieder abgekühlt werden. Dies kann zu einem Verziehen und Verwerfen der

Roste führen. Außerdem weisen die Roste verhältnismäßig große Abmessungen auf.

Aus der DE-OS 28 15 229 ist ferner eine Beschickungseinrichtung für Metall-Schmelzöfen bekannt, bei der das Schmelzgut mittels eines Beschickungsbehälters in ein mit dem eigentlichen Ofenraum kommunizierend verbundenes kleineres Beschickungsbecken abgeworfen wird. Der Beschickungsbehälter besteht hier aus einem Kippgefäß, welches mittels Rollen in oberhalb des Beschickungsbeckens angeordneten aufragenden Rollenführungen kippbar und heb- und senkbar geführt ist. Der Beschickungsbehälter hat einen rostartig ausgebildeten Boden, durch den die Strahlungswärme der Metallbadoberfläche das Beschickungsgut erwärmen kann. Eine Ausnutzung der in den Abgasen enthaltenen Wärme findet hier jedoch nicht statt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Einrichtung der eingangs genannten Art bei vermindertem Bau- und Raumaufwand so auszubilden, daß eine gute Ausnutzung der Abgaswärme zum Vortrocknen und zur Vorwärmung des Beschickungs- bzw. Schmelzguts erreicht und auch eine dosierte Beschickung des Ofens ohne schädliche Beunruhigung des Schmelzbades möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Beschickungs- und Vorwärmgerät aus einem Beschickungskorb besteht, dessen Boden die Durchbrechungen aufweist und der mittels der Antriebsvorrichtung um eine Kippachse schwenkbar ist. Vorzugsweise ist der Beschickungskorb im Abgasschacht oberhalb einer Schmelzkammer um eine etwa horizontale Kippachse schwenkbar gelagert.

Nach der Erfindung wird also für die Vortrocknung und die Vorwärmung und für die Ofenbeschickung ein Beschickungskorb verwendet, der voll im Abgasstrom angeordnet ist und daher von den heißen Abgasen allseitig um- und durchströmt -/ wird. Da dor Beschickungskorb koine außerhalb des Abgas-

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stromes liegenden kühleren Teilbereiche hat und bei der Beschickung auch nicht aus dem Abgasschacht unter Abkühlen herausgeführt zu werden braucht, unterliegt er einer im wesentlichen gleichmäßigen und konstanten Erwärmung, so daß ein schädliches Verziehen und Verwerfen des Beschickungskorbes vermieden wird. Die Schwenklager des Beschickungskorbes können ebenso wie der Kippantrieb außerhalb des von den Abgasen durchströmten Querschnitts des Abgasschachtes liegen. Der Beschickungskorb kann einen ausreichend großen Füllinhalt bei verhältnismäßig kleinen Abmessungen erhalten. Mittels des Beschickuhgskorbes kann das Schmelzgut dosiert und so in die Schmelzkammer ausgetragen werden/ daß keine schädlichen Badbeunruhigungen auftreten. Die Vorwärmanlage kann auch ohne allzu großen Aufwand in vorhandene Anlagen eingebaut werden.

In bevorzugter Ausführung ist der Beschickungskorb oberhalb einer Schmelzkammer angeordnet, die mit einer die Metallschmelze aufnehmenden Sammel- und Warmhaltekammer des Ofens kommunizierend verbunden ist. Die Schmelzkammer bildet hier zugleich die Beschickungskammer, die verhältnismäßig kleine Abmessungen erhalten kann, da für die Bevorratung der Schmelze eine gesonderte Sammel- und Warmhaltekammer vorgesehen ist, in der das Schmelzbad keiner schädlichen Beunruhigung unterworfen ist.

In bevorzugter Ausführung ist der Beschickungskorb in einem sich von der Schmelzkammer nach oben trichterartig erweiternden Abgasschacht angeordnet. Diese Ausführung ermöglicht es, den Beschickungskorb mit verhältnismäßig großen Quer- bzw. Breitenabmessungen zu bauen und das Beschickungsgut beim Kippen des Beschickungskorbes sanft und ohne größere Fallhöhe in die Schmelzkammer auszutragen, wobei ggf. die von der trichterartigen Erweiterung des Abgasschachtes gebildete schräge Rampe als Gleitrampe für das Beschickungsgut dienen kann. Der Abgasschacht setzt sich zweckmäßig nach oben in eine Abgashaube fort, die am Umfang mit einer Be-

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schickungsöffnung für die Beschickung des Beschickungskorbes versehen ist.

In bevorzugter Ausführung weist der Beschickungskorb eine j nach Art eines ZylinderSegmentes ausgebildeten Boden auf, wodurch sich ein großer Füllinhalt und große von den Abgasen umströmte Flächen ergeben. Die Kippachse des Beschickungskorbes liegt zweckmäßig etwa in der Mittelachse ^! ; der Schmelzkammer und des Abgasschachtes. Die Breite des Beschickungskorbes kann größer sein als diejenige der darunterliegenden Schmelzkammer.

Der Boden des Beschickungskorbes kann aus einem Rost od. dgl. bestehen. Ferner kann es sich empfehlen, den Boden des Beschickungskorbes mit einer Kühlung, z.B. einer Luftoder Wasserkühlung zu versehen, um Verschleißbeanspruchungen zu unterdrücken und ein Ankleben etwaiges bereits erweichten Beschickungsgutes am Korbboden zu vermeiden. Insbesondere dann, wenn auch die Kühlwärme noch ausgenutzt werden soll, kann man den Beschickungskorb und ggf. auch in Teilbereichen den Abgasschacht mit sogenannten Verdampfungskühlelementen ausrüsten, in denen das Kühlwasser verdampft und ggf. zur Verdampfung gebracht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen erfindungsgemäßen Schmelzofen nebst der erfindungsgemäßen Beschickungs- und Vorwärmeinrichtung in Seitenansicht, teilweise im Vertikalschnitt.

Der dargestellte Metallschmelzofen 1 umfaßt in einer Baueinheit eine kleinere Schmelzkammer,2, welche zugleich ei- * ne Beschickungskammer bildet, und eine hiermit kommunizierend verbundene Sammel- und Warmhaltekammer 3 für die Auf- ί nähme des geschmolzenen Metalls. Die Schmelzkammer 2 ist

im Bodenbereich über einen Kanal 4 mit der seitlich danebenliegenden Samuel- und Warmhaltekammer 3 verbunden, deren Boden tiefer liegt als der Boden der Schmelzkammer 2. Die Beheizung in der Schmelzkammer 2 erfolgt mittels eines oder auch mehrerer Brenner 5. Während des Schmelzbetriebs entweichen die heißen Abgase durch einen oberhalb der Schmelzkammer 2 befindlichen Abgasschacht 6, der sich nach oben in eine Abgashaube 7 fortsetzt, über die die Abgase z.B. ins Freie abgeleitet werden. Der Abgasschacht 6 erweitert sich vorzugsweise von der Schmelzkammer 2 trichterförmig nach oben; er wird im oberen Bereich durch die Abgashaube 7 umschlossen.

Im Inneren des Abgasschachtes 6 und der Abgashaube 7 befindet sich ein Beschickungskorb 8, der um eine Kippachse 9 schwenkbar ist, die etwa in der vertikalen Mittelebene der Schmelzkammer 2 und des Abgasschachtes liegt. Die horizontale Kippachse 9 ist an der Abgashäube 7 in Schwenklagern gelagert, die außerhalb des von den heißen Abgasen durchströmten Querschnitts des Abgasschachtes liegen. Der Beschickungskorb 8 weist einen nach Art eines Zylindersegments ausgebildeten Boden 10 auf, der mit einer Vielzahl von Durchbrechungen 11 für den Durchtritt der Abgase versehen ist. Vorzugsweise ist der Boden 10 des Beschickungskorbes 8 rostartig ausgebildet. Der Boden 10 ist mit zwei parallelen Seitenwänden 12 des Beschickungskorbes 8 fest verbunden. Auch diese Seitenwände 12 können mit Durchbrechungen für den Abgasdurchtritt versehen sein. Die Kippachse 9 ist an den Seitenwänden 12 des Beschickungskorbes 8 angeordnet. Es ist erkennbar, daß die Breite des Beschickungskorbes 8, d.h. seine Abmessung in Horizontalrichtung größer ist als die Breite der Schmelzkammer 2. Der Beschickungskorb 8 ist im übrigen dem trichterförmigen Abgasschacht 6 in seinen Abmessungen angepaßt und so im Abgasschacht gelagert, daß er allseitig von den heißen Abgasen umströmt und durchströmt wird.

Am Abgasschacht 6 ist außenseitig eine Antriebsvorrichtung i

13 gelagert, mit der sich der Beschickungskorb von der voll j

ausgezeichneten Schwenkposition in die strichpunktiert an- ^

gedeutete Schwenkposition 8' schwenken läßt, um das Beschik- ^;. -

kungs- bzw. Schmelzgut in die Schmelzkammer 2 auszutragen. -Ml \

Die Antriebsvorrichtung 13 besteht z.B. aus einem Antriebs- / ]

motor, der den Beschickungskorb 8 über ein Getriebe und ei- ;'.

nen Kettenantrieb schwenkt. '-._

Am Abgasschacht bzw. an der Abgashaube ist umfangsseitig

eine verschließbare Beschickungsöffnung 14 angeordnet. Die -;

Füllung des Beschickungskorbes 8 mit dem Schmelzgut erfolgt ;

über eine außenseitig am Schmelzofen angeordnete Beschik- Y-

kungsvorrichtung 15. Diese weist ein heb- und senkbares so- ·< :

wie kippbares Beschickungsgefäß 16 auf, welches bei geöff- ■ ^:'^: i

neter Beschickungsöffnung 14 oben in den Abgasschacht un- .;

ter Kippen einführbar ist und dabei das Schmelzgut in den . ' V '

Beschickungskorb 8 übergibt. In der Zeichnung ist mit 17

ein Stapel von Leichtmetallmasseln angedeutet, der sich - ^v'

mit Hilfe des Beschickungsgefäßes 16 dem Beschickungskorb

8 zuführen läßt. ■·

Nachdem das Beschickungsgefäß 16 das Beschickungsgut _f z.B.

den Stapel 17 von Leichtmetallmasseln, in den Beschickurigs- ^

korb 8 ausgeschüttet hat und in seine Ausgangsstellung im ,!;:

Fußbereich des Ofens zurückgekehrt ist, wird mittels der '^ι>

Antriebsvorrichtung 13 der Beschickungskorb 8 im Uhrzeiger- .;■

sinn langsam bis in die strichpunktiert angedeutete Schwenk- ^;'

lage 8¹ geschwenkt. Dabei fällt das Beschickungsgut aus dem _^v " ■-■

Beschickungskorb 8 langsam in den Ofenschacht bzw. die " ' ■:

Schmelzkammer 2. Die Anordnung ist so getroffen, daß das " r~

Beschickungsgut über die trichterförmige Innenfläche des

Abgasschachtes 6 in die Schmelzkammer gleiten kann, wobei "I *

diese trichterförmige Fläche eine geneigte Gleitrampe bil- ; ;'

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Sobald der Beschickungs^ok:föSrs>©tiL@e-rt ist, wird er wieder in die voll ausgezeichnete Ausgangslage zurückgeschwenkt und in der beschriebenen Weise erneut mit Beschickungsgut gefüllt. Bis das Schmelzgut im Ofen so weit abgeschmolzen ist, daß er neues Böschi.ckungsgut aufnehmen kann, streichen die gesamten heißen Abgase aus der Schmelzkammer 2 durch den durchbrochenen Boden des Beschickungskorbes zur Abgashaube, wodurch das im Beschickungskorb 8 befindliche Beschickungsgut getrocknet und vorgewärmt wird.

Es kann zweckmäßig sein, den Beschickungskorb 8, insbesondere dessen zylindrischen Boden 10 ganz oder auch auf Teilbereichen zu kühlen, um die Beanspruchungen des Zylinderkorbes zu vermindern und ein Ankleben etwaiges bereits erweichten Beschickungsguts am Korb zu verhindern. Hierbei kann man auch den Beschickungskorb 8 auch mit an sich bekannten wasserdurchflossenen Verdampfungskühlelementen versehen, insbesondere dann, wenn auch die Kühlwärme nutzbringend verwendet werden soll. Auch besteht die Möglichkeit, die Fläche des Abgasschachtes 6, über welche das vorgewärmte Beschickungsgut in die Ofenkammer 2 gleitet mit einer Kühlung zu versehen.

Die gesamte Anlage kann von Hand oder auch automatisch gesteuert werden. Sie ermöglicht eine gute Ausnutzung der Abgase zur Schmelzgutvorwärmung, wodurch sich erhebliche Energie- und Kosteneinsparungen erzielen lassen. Von Bedeutung ist auch, daß sich mit der erfindungsgemäßen Einrichtung in einer ersten Stufe auch eine wirksame Vortrocknung des Beschickungs- und Schmelzgutes erreichen läßt. Beispielsweise kann es zu gefährlichen Explosionen kommen, wenn feuchtes oder naß gelagertes Beschickungsgut,

* z.B. auch mit Eis und Schnee behaftetes Beschickungsgut, in flüssiges Aluminium eingebracht wird. Diese Gefahr wird

- durch die Vortrocknung des Beschickungsgutes im Beschikkungskorb wirksam vermieden. Im Falle einer Vortrocknung

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ergibt sich zugleich in vorteilhafter Weise eine Vorreinigung des z.B. aus Rücklaufmaterial, Schrott o.dgl. bestehenden Beschickungs- bzw. Einsatzgutes, da schädliche Ver-; ι unrleinigungen, wie etwaige anhaftende Rückstände, Schmutz oder auch kleine Kunststoffreste u.dgl. verbrennen und daher mit der flüssigen Schmelze nicht in Berührung gelangen. Hierdurch wird auch ein metallurgischer Vorteil erzielt. ;

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Claims

Ansprüche

1.) Einrichtung zur Beschickung von Industrieöfen, insbesondere Metallschmelzöfen, mit Vorwärmung des Beschikkungsguts durch Ausnutzung der Abgaswärme, mit einem im Abgasstrom angeordneten Beschickungs- und Vorwärmgerät, welches mit Durchbrechungen für den Abgasdurchtritt versehen und mittels einer Antriebsvorrichtung von einer Vorwärmposition in eine Beschickungsposition beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschickungs- und Vorwärmgerät aus einem Beschickungskorb (8) besteht, dessen Boden (10) die Durchbrechungen (11) aufweist und der mittels der Antriebsvorrichtung (13) um eine Kippachse (9) schwenkbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickungskorb (8) oberhalb einer Schmelzkammer (2) angeordnet ist, die mit einer die Metallschmelze aufnehmenden Sammel- und Warmhaltekammer (3) des Ofens kommunizierend verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickungskorb (8) im Abgasschacht (6) oberhalb der Schmelzkammer (2) um die etwa horizontale Kippachse (9) schwenkbar gelagert ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenklager des Beschickungskorbes (8) außerhalb des von den Abgasen durchströmten Querschnitts des Abgasschachtes liegen.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickungskorb (8) in einem

sich von der Schmelzkammer (2) nach oben trichterartig erweiternden Abgasschacht (6) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abgasschacht (6) nach oben in eine Abgashaube (7) fortsetzt, die am umfang mit einer Beschikkungsöffnung (14) für die Beschickung des Beschickungskorbes (8) versehen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickungskorb (8) das Beschickungsgut über eine schräge Rampe in die Schmelzkammer (2) austrägt.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickungskorb (8) einen nach Art eines Zylindersegmentes ausgebildeten Boden (10) aufweist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet; daß die Kippachse (9) des Beschickungskorbes (8) etwa in der vertikalen Mittelebene der Schmelzkammer (2) liegt.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (10) des Beschickungskorbes (8) aus einem Rost od.dgl. besteht.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß- die Breite des Bes.chickungskorbes (8) größer ist als diejenige der darunterliegenden Schmelzkammer (2). .

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Boden (10) des Beschickungskorbes (8) mit einer Kühlung, z.B. einer

Luft- oder Wasserkühlung oder mit Verdampfungskühlelementen od.dgl., versehen ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche, über die das vom Beschickungskorb (8) abgeworfene Beschickungs gut in die Schmelzkammer (2) gleitet, mit einer Kühlung versehen ist.