DE3408542C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3408542C2 DE3408542C2 DE19843408542 DE3408542A DE3408542C2 DE 3408542 C2 DE3408542 C2 DE 3408542C2 DE 19843408542 DE19843408542 DE 19843408542 DE 3408542 A DE3408542 A DE 3408542A DE 3408542 C2 DE3408542 C2 DE 3408542C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gas
- flow channel
- air
- burner
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
- F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/20—Arrangements of heating devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Ofen, mit dem schmelzflüssiges
Metall wie z. B. Aluminium in seinem flüssigen Zustand
gehalten wird, oder mit dem metallische Stoffe geschmolzen
werden.
In einem herkömmlichen Metallschmelzofen ist an einer
Seitenwand eines Ofenkörpers ein Hochleistungs-Gasbrenner
montiert (DE-GM 80 31 823; DE 30 05 152 A1). In dem Ofen ist die Flamme des Brenners blau.
Wenn daher die Oberfläche des geschmolzenen Metalls zu
einem metallischen Spiegel wird, so wird die Flamme an
der Oberfläche des schmelzflüssigen Metalls reflektiert.
Demzufolge nimmt die von dem schmelzflüssigen Metall absorbierte
Wärmemenge ab und verschlechtert den Wärmeübergang
beträchtlich. Da die Flamme eine sehr hohe Temperatur
(z. B. 1300 bis 1400°C) hat, oxidiert das schmelzflüssige
Metall. Hierdurch tritt
ein erhöhter Metallverlust oder eine Klumpenbildung ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schmelzofen
mit besserer Wärmeenergieausnutzung zu schaffen, bei
dem das Auftreten von Metallverlusten oder die Bildung
von Klumpen minimal gehalten wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Wenn sich bei dem erfindungsgemäßen Ofen innerhalb des
Ofenkörpers schmelzflüssiges Metall wie z. B. Aluminium
befindet, streicht die Brennerflamme über die Oberfläche
des schmelzflüssigen Metalls. Hierdurch wird erreicht,
daß die Oberfläche des schmelzflüssigen Metalls erwärmt
und entweder die Temperatur des geschmolzenen Metalls erhöht
oder ein Temperaturabfall der Oberfläche des geschmolzenen
Metalls verhindert wird.
Der Brenner bläst aus einer Ausblasöffnung einen zylindrischen,
langgestreckten Luftstrom und innerhalb desselben
einen Gasstrom aus. Während des Brennvorgangs verbrennt
das Gas also, während es über eine relativ lange Strecke
gut mit Luft vermischt wird. Während des Brennvorgangs
wird eine lange rote Flamme erzeugt. Hierdurch erfolgt
eine direkte Wärmeübertragung von der Flamme auf
die Oberfläche des geschmolzenen Metalls. Daneben wird
die Oberfläche des geschmolzenen Metalls sogar noch durch
von der roten Flamme ausgehende Infrarotstrahlen erwärmt.
Insgesamt erreicht man also einen hohen Wärmeübergangs-
Wirkungsgrad.
Dort, wo der Wärmeübergang stattfindet, werden die Infrarotstrahlen
von der Oberfläche einer geschmolzenen Aluminiumlegierung
weniger stark reflektiert (durch den Metall
spiegeleffekt wird eine geringere Unterbrechung hervorgerufen).
Die Wärme wird von dem geschmolzenen Metall also
mit hohem Wirkungsgrad absorbiert.
Eine Besonderheit der Erfindung ist darin zu sehen, daß
die rote Flamme in bezug auf die Schmelztemperatur von
Aluminium eine geringe Temperaturdifferenz aufweist. Grundsätzlich
wird angestrebt, daß die Temperatur von geschmolzenem
Aluminium 750°C nicht übersteigt. Die Temperatur der
roten Flamme beträgt etwa 1000 bis 1100°C, ist also geringfügig
höher als 750°C. Hierdurch läßt sich also ein
Oxidieren von Aluminium weitestgehend vermeiden, selbst
wenn die rote Flamme des Brenners in direkte Berührung
mit der Oberfläche des geschmolzenen Metalls kommen sollte.
Hierdurch können also Metallverluste klein gehalten
und eine Klumpenbildung vermieden werden.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Horizontalschnittansicht eines Ofens,
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in
Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie
III-III in Fig. 1,
Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie
IV-IV in Fig. 1,
Fig. 5 eine Längsschnittansicht eines Brenners,
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Ofens,
Fig. 7 eine Ansicht des in Fig. 6 gezeigten Ofens von
der rechten Seite, und
Fig. 8 eine Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform
einer Ausblasöffnung eines Brenners.
Ein Ofenkörper 1 ist in herkömmlicher Weise mit aus starrem
feuerfestem Material bestehenden Ofenwänden, auf den
Außenseiten der Ofenwände zur Vermeidung von Wärmeverlusten
befindlichen Wärmeisolierstoffen sowie zur Verstärkung
des Ofenraums dienenden Ofenmaterialien wie Eisenplatten
hergestellt. Im Inneren enthält der Ofenkörper 1
eine Warmhaltekammer 2 zur Aufnahme von schmelzflüssigem
Metall a, eine Schmelzkammer 3 zum Schmelzen von Aluminiummaterial
A als zu schmelzendes Material und eine Vorwärmkammer
4 zum Vorwärmen des Aluminiummaterials A. Wärmedurchlässige
Unterteilungswände 5, 6 und 7 bilden eine
Unterteilung zwischen der Aufnahmekammer 2 und der
Schmelzkammer 3, zwischen der Aufnahmekammer 2 und der
Vorwärmkammer 4 und zwischen der Schmelzkammer 3 und
der Vorwärmkammer 4. Die Kammern 2, 3 und 4 besitzen
Böden 2a, 3a bzw. 4a. Die Vorwärmkammer 4 hat die Form
eines hohen Turms, an dessen Spitze eine Chargieröffnung
9 ausgebildet ist. Der Boden 4a der Vorwärmkammer 4 ist
auf der gleichen Höhe wie oder ist höher gelegen als der
Boden 3a der Schmelzkammer 3.
Im Hinblick auf den Wärmeaustausch-Wirkungsgrad ist die
vertikale Abmessung der Vorwärmkammer 4 möglichst groß.
Mit einem in horizontaler Richtung beweglichen, plattenähnlichen
Deckel 11 kann die Chargieröffnung 9 geöffnet
und geschlossen werden. In dem Deckel 11 ist ein Luftausströmloch
13 vorgesehen.
An einer Seitenwand 3b der Schmelzkammer 3 ist ein
Schmelzbrenner 15 vorgesehen, der seitlich in Richtung
der Vorwärmkammer 4 ausgerichtet ist, so daß das in der
Schmelzkammer 3 befindliche Material A erwärmt werden
kann. Eine Achse 15a des Brenners liegt etwa horizontal.
Der Höhenunterschied zwischen dem Boden 3a und der Achse
15a des Brenners 15 beträgt etwa 100 bis 200 mm.
In der Unterteilungswand 7 ist ein Verbindungsloch 16
vorgesehen. Das heiße Gas (einschließlich der Brennerflamme)
des Schmelzbrenners 15 gelangt durch das Verbindungsloch
16 und strömt in die Vorwärmkammer 4 ein. Dadurch
wird das im unteren Teil der Vorwärmkammer befindliche
Material A geschmolzen. Das Verbindungsloch 16 ist
im untersten Teil der Unterteilungswand 7 vorgesehen, so
daß das in dem unteren Teil der Vorwärmkammer 4 geschmolzene
Metall in die Schmelzkammer 3 fließen kann, ohne daß
es in der Vorwärmkammer 4 stehen bleibt. An der Seitenwand
2b der Warmhaltekammer 2 ist ein Warmhaltebrenner 17 angeordnet,
mit dem verhindert wird, daß die Oberfläche des
in der Warmhaltekammer 2 befindlichen geschmolzenen Metalls
a abkühlt. Die Achse 17a dieses unten noch näher erläuterten
Warmhaltebrenners 17 liegt horizontal (parallel
zu der Oberfläche des geschmolzenen Metalls a). Der Höhenabstand
zwischen der Oberfläche a′ des geschmolzenen Metalls
a und der Achse 17a beträgt etwa 150 bis 300 mm. Die
Richtung des Brenners 17 ist derart eingestellt, daß die
längliche Flamme (Bezugszeichen 51 in Fig. 3) des Brenners
17 über die Oberfläche a′ des geschmolzenen Metalls a innerhalb
der Warmhaltekammer 2 und entlang der Innenseiten
der Warmhaltekammer 2 streichen kann, wie in Fig. 1 durch
einen Pfeil angedeutet ist. Der Warmhaltebrenner 17 wird
nach Maßgabe eines (nicht gezeigten) Thermometers, das ein
in eine Auspumpkammer befindliches Thermopaar enthält,
automatisch ein- und ausgeschaltet. Hierdurch wird die Temperatur
des geschmolzenen Metalls a in der Warmhaltekammer
2 konstant gehalten.
In der Unterteilungswand 5 ist in deren unterstem Teil ein
Verbindungsloch 18 ausgebildet, so daß geschmolzenes Metall
von der Schmelzkammer 3 in die Warmhaltekammer 2 fließen
kann. Eine Auspumpkammer 19 besteht aus einer Auspumpkammerwand
21, die auf der oberen Seite offen ist und eine Aus
pumpöffnung 20 bildet. Die Auspumpkammer 19 ist von der
Warmhaltekammer 2 durch eine Unterteilungswand 22 getrennt,
die ein Teil des Ofenkörpers 1 ist. Die Auspumpkammerwand
21 ist einstückig mit dem Ofenkörper 1 ausgebildet und ist
wärmeisolierend gebaut, ähnlich wie der Ofenkörper 1. Die
Auspumpöffnung 20 der Auspumpkammer 19 kann mit Hilfe
eines Deckels 20a vorgesehen werden.
Zwischen der Warmhaltekammer 2 und der Auspumpkammer 19
befindet sich ein Verbindungsloch 23, und zwar an einer
Stelle, die tiefer liegt als die Oberfläche des geschmolzenen
Metalls a in der Warmhaltekammer 2, wenn man vom
Normalzustand ausgeht. In Seitenwänden der Warmhaltekammer
2, der Schmelzkammer 3 und der Vorwärmkammer 4 sind
Zugriffsöffnungen 24, 25 bzw. 26 vorgesehen. Diese Zu
griffsöffnungen sind groß genug bemessen, um ein leichtes
Prüfen, Überwachen und Reinigen der jeweiligen Kammerbereiche
zu ermöglichen. Sie können mit Hilfe von Türen
27, 28 bzw. 29 verschlossen und geöffnet werden.
Anhand von Fig. 5 soll im folgenden der Aufbau des
Schmelzbrenners 15 und des Warmhaltebrenners 17 beschrieben
werden. Ein Brenner 30 ist an einer Seitenwand 31 des
Ofenkörpers montiert, wobei die Wand 31 hier stellvertretend
für entweder die Seitenwand 3b oder die Seitenwand
2b steht. Eine Brennerplatte 32 des Brenners 30 ist mit
Schrauben 33 an der Seitenwand 31 montiert. Ein Gehäuse
34 ist mittels eines Flansches 34a an der Platte 32 festgemacht.
Im Inneren des Gehäuses befindet sich ein Luftleitzylinder
35. In einem Abschnitt der Umfangskante des
Gehäuse 34 ist eine Lufteinströmöffnung 36 ausgebildet,
an der eine Luftzuführvorrichtung über ein Luftmengenstellglied,
z. B. ein Ventil, angeschlossen ist. Im Umfangsbereich
des Leitzylinders 35 ist ein ringförmiger
Luftleitkanal 37 gebildet, der über einen ringförmigen
Verbindungsabschnitt 37a mit dem Inneren des Leitzylinders
35 strömungsverbunden ist. An der Platte 32 ist ein
zylindrischer Brennerkopf 38 montiert. Der Innendurchmesser
eines inneren Abschnitts 38a des Brennerkopfs 38 hat
den gleichen Durchmesser wie der Leitzylinder 35. Der
daran anschließende Abschnitt bis zum Ende 38b des Brennerkopfs
ist so ausgebildet, daß ein Durchmesser anschließend
an den Innenteil 38a in Richtung auf den Endabschnitt
stetig größer wird. Das Ausmaß der Durchmesser
erweiterung hängt ab vom Durchmesser des Innenteils 38a
oder der Luft-Durchsatzmenge, und zwar derart, daß eine
zylinderförmige, laminare Luftströmung möglich ist, wie
im folgenden näher erläutert wird.
An dem ringförmigen Gehäuse 34 ist ein Anschlußstück 40
für ein Gasrohr befestigt. An dem Anschlußstück 40 ist
ein zylindrisches Gasrohr 41 montiert. Das Gasrohr 41
hat einen länglichen Hauptabschnitt 41a, einen sich verjüngenden
Zwischenabschnitt 41b mit sich in Richtung auf das
Rohrende stetig verkleinerndem Durchmesser, und einen Endabschnitt
41c, der konzentrisch im Inneren des zylinderförmigen
Endabschnitts 38a des Brennerkopfs 38 angeordnet
ist.
An dem Anschlußstück 40 ist ein zylindrisches Gaszuführstück
42 montiert. In einem Außenumfangsabschnitt besitzt
es eine Gasaufnahmeöffnung (Primärgasaufnahmeöffnung) 43.
An diese Gasaufnahmeöffnung 43 ist über ein Gasmengen-Stellglied,
z. B. ein Ventil, eine Gaszuführvorrichtung angeschlossen.
Ein Führungskanal 44 des Gaszuführstücks 42 hat
die Form eines Ringraums.
An dem Teil 42 ist ein Sekundärgas-Ausblaszylinder 45 montiert,
dessen einer Endabschnitt im Inneren des Endteils
41c des Gasrohrs 41 liegt, und zwar in der Nähe des Übergangs
zwischen dem Endabschnitt 41c und dem verjüngten Abschnitt
41b. An die oben erwähnte Gaszuführvorrichtung
(oder an eine separate Gaszuführvorrichtung) ist über ein
Gasmengen-Stellglied, z. B. ein Ventil, eine Gasaufnahmeöffnung
(Sekundärgasaufnahmeöffnung) 46 angeschlossen. Eine
bei 47 angedeutete Ausblasöffnung für die Brennerflamme
hat einen Doppelrohraufbau (gebildet durch den Innenabschnitt
38a und den Endabschnitt 41c). Zwischen dem Innenabschnitt
38a des Brennerkopfs 38 und dem Gasleitrohr 41
besitzt die Ausblasöffnung 47 einen Luftströmungskanal 48.
Außerdem besitzt die Ausblasöffnung 47 einen Gasströmungskanal
49 innerhalb des Endabschnitts 41c des Gasrohrs
41.
Der oben beschriebene Brenner 30 arbeitet wie folgt:
Von der Gaszuführvorrichtung bzw. der Luftzuführvorrichtung
wird Brenngas (Erdgas, LPG, Stadtgas oder dergleichen)
bzw. Luft an die Aufnahmeöffnung 43 bzw. 36 gegeben
und durch die jeweiligen Strömungskanäle 49 und
48 geblasen. Das ausgeblasene Gas wird mit Hilfe einer
nicht dargestellten Zündvorrichtung entzündet. Hierdurch
entsteht eine Brennerflamme, die in einer Richtung (in
Fig. 5 nach links) ausgeblasen wird, in der sie den Brenner
entlang der Achse 30a des Brenners 30 aus der Ausblasöffnung
47 verläßt. Hierbei strömt die in die Aufnahmeöffnung
36 eingespeiste Luft durch den Führungskanal
37 aus dem gesamten Umfangsbereich des Verbindungsdurchgangs
37a in einen Strömungskanal 50. Dieser Strömungskanal
50 hat zylindrische Form und wird durch den Leitzylinder
35 und den Hauptabschnitt 41a des Gasrohrs
41 gebildet.
Die Luft erreicht den Strömungskanal 48 über den Strömungskanal
50. Während des Durchtritts der Luft durch diese
zwei Strömungskanäle 50 und 48 wird ein gleichförmiger
Strom gebildet, der sich in Fig. 5 entlang der Achse 30a
des Brenners 30 nach links bewegt, und anschließend wird
aus diesem Strom ein zylinderförmiger Luftstrom (ein laminarer
Strom) gebildet, der von dem Ende des Strömungskanals
38 entlang der Achse 30a strömt.
Andererseits gelangt das in die Aufnahmeöffnung 43 eingespeiste
Gas durch den Führungskanal 44 und strömt in
das Gasrohr 41 ein. Während des Durchlaufs dieses
Gases durch das Gasrohr 41 bildet das Gas eine gleichmäßige
Strömung, die sich in Fig. 5 nach links entlang
der Achse 30a bewegt. Das Gas wird aus dem Ende des Strömungskanals
49 in den oben erwähnten zylinderförmigen
Luftstrom eingeführt. Das auf diese Weise eingespeiste
Gas strömt entlang der Achse 30a derart weiter, daß es
von dem Luftstrom mitgezogen werden kann. Während des
Vorwärtsströmens des Gases vermischt sich eine im Umfangsbereich
der Gasströmung befindliche Teilmenge des Gases
nach und nach mit Luft und verbrennt langsam unter Bildung
der Brennerflamme. Da die Verbrennung des Gases in
der oben beschriebenen Weise erfolgt, ist die Verbrennung
vollständig, und die Brennerflamme wird extrem lang. Die
Temperatur der Flamme ist niedrig (etwa 1000 bis 1100°C
in jedem Bereich der Flamme), und es ist eine rote Flamme
(orange oder orange-rot), die eine große Menge von Infrarotstrahlen
abgibt. Die bei der Verbrennung entstehenden
Geräusche sind relativ leise (70 bis 75 dB).
Wenn der Verbrennungszustand und die Flammenlänge feineingestellt
werden sollen, so kann dies dadurch geschehen,
daß man Gas in die Sekundärgas-Aufnahmeöffnung 46 einspeist
und/oder die eingespeiste Gasmenge einstellt. Das
in die Aufnahmeöffnung 46 eingeleitete Gas ström glatt,
d. h. im wesentlichen ohne Wirbelbildung, in den Strömungskanal
49, nachdem es den Sekundärgas-Ausblaszylinder 45
passiert hat. Es strömt in den oben erwähnten zylinderförmigen
Luftstrom in Form eines gleichmäßigen Gasstroms aus
dem Strömungskanal 49 ein.
Die Leistung des Brenners, die Durchsatzmenge von Luft
und Gas, die Strömungsgeschwindigkeiten und die Flammenmenge
sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben.
Im folgenden soll ein Beispiel beschrieben werden, bei
dem ein Aluminiummaterial A von dem Schmelz- und Warmhalteofen
mit dem oben beschriebenen Brenner geschmolzen
und warmgehalten wird. Zuerst werden der Schmelzbrenner
15 und der Warmhaltebrenner 17 gezündet, um die Schmelzkammer
3 bzw. die Warmhaltekammer 2 zu erwärmen. Von dem
Schmelzbrenner 15 tritt Heißgas von dem Verbindungsloch
16 in die Vorwärmkammer 4 ein. Das die Vorwärmkammer 4
passierende Abgas strömt aus dem Austrittsloch 13 aus.
Das von dem Warmhaltebrenner 17 kommende Heißgas beschreibt
im Inneren der Warmhaltekammer 2 eine gekrümmte
Bahn, bevor es aus dem Verbindungloch 18 in die Schmelzkammer
3 eintritt. Das Gas, welches die Vorwärmkammer 4
und das Verbindungsloch 16 durchströmt, gelangt über das
Austrittsloch 13 nach außen.
In dem oben beschriebenen Zustand wird der Deckel 11 zur
Seite bewegt, um die Chargieröffnung 9 zu öffnen, über
die das Aluminiummaterial A (kaltes Material) in die Vorwärmkammer
4 eingegeben wird, bis diese fast vollständig
mit dem Material ausgefüllt ist. Dann wird die Öffnung 9
wieder mit dem Deckel 11 verschlossen. Selbst wenn das
Aluminiummaterial A die Vorwärmkammer 4 vollständig füllt,
so gibt es immer noch Freiräume zwischen den Innenseiten
der Vorwärmkammer 4 und einer Anzahl von Aluminiumstücken
A und zwischen benachbarten Aluminiumstücken. Daher kann
das heiße Gas beider Brenner 15 und 17 durch diese Freiräume
in der Vorwärmkammer 4 abziehen.
Zwischen dem in die Vorwärmkammer 4 eingebrachten Aluminiummaterial
A und den heißen Gasen erfolgt ein Wärmeaustausch,
so daß Aluminium erwärmt wird. Die heißen Gase
kühlen sich bei dem Wärmetauschvorgang ab und verlassen
den Ofen über die Austrittsöffnung 13. Die Wärmeenergie
wird also wirksam ausgenutzt. Die im unteren Teil der
Vorwärmkammer 4 befindlichen Aluminiumstücke werden von
dem heißen Gas (der Brennerflamme 52) des Schmelzbrenners
15 erwärmt und geschmolzen. Geschmolzenes oder
halbgeschmolzenes Aluminium A′ fließt durch das Verbindungsloch
16 in die Schmelzkammer 3. Das halbgeschmolzene
Aluminium A′ (die Oberfläche dieses Materials
trägt das Bezugzeichen A′′), das in die Schmelzkammer 3
geflossen ist, wird von der Brennerflamme 52 des Schmelzbrenners
15 sowie durch die heißen Gase von Warmhaltebrenner
17 erwärmt und vollständig geschmolzen, während
das Aluminium über die Bodenfläche 3a der Schmelzkammer
3 fließt. Die Temperatur des geschmolzenen Aluminiums
erhöht sich, während das Aluminium die Bodenfläche 3a
hinabfließt.
Danach strömt das geschmolzene Aluminium aus der Schmelzkammer
3 über das Verbindungsloch 18 in die Warmhaltekammer
2. Hierbei gelangt das heiße Gas von dem Warmhaltebrenner
17 aus der Warmhaltekammer 2 durch das Verbindungsloch
18 in Richtung der Schmelzkammer 3. Es erfolgt
also selbst während des Hinabfließens des geschmolzenen
Aluminiums durch das Verbindungsloch 18 eine weitere Erwärmung
des geschmolzenen Aluminiums durch das heiße Gas
vom Warmhaltbrenner 17, und das auf diese Weise erhitzte
geschmolzene Aluminium gelangt in die Warmhaltekammer
2. Dort wird es als geschmolzenes Metall a gespeichert
(siehe Fig. 2), und ein Teil des geschmolzenen Metalls
fließt durch das Verbindungsloch 23 in die Auspumpkammer
19. Das in der Warmhaltekammer 2 befindliche geschmolzene
Metall a wird von dem heißen Gas des Warmhaltebrenners
17 erwärmt und warmgehalten. Da der oben erläuterte
Brenner als Warmhaltebrenner 17 eingesetzt wird, ist
die Temperatur der Brennerflamme 51 niedrig, sie beträgt
etwa 1100°C. Daher werden Metallverluste des geschmolzenen
Metalls a und Beschädigungen von Ofenteilen
minimal gehalten. Außerdem verringert sich das Einmischen
von Gas in das geschmolzene Metall a. Das geschmolzene Metall
a läßt sich also ohne Schwierigkeiten auch zum Gießen
kritischer Teile verwenden, z. B. von Stoßfängern oder dergleichen.
Da die Temperatur der Brennerflamme 51 niedrig ist, erfolgt
die Wärmeübertragung in das geschmolzene Metall mit
hohem Wirkungsgrad durch einen großen Anteil von Infrarotstrahlen.
Demzufolge ist die Umgebungstemperatur innerhalb
der Wamrhaltekammer ziemlich niedrig. (Diese Temperatur
muß nicht erhöht werden). Sie beträgt etwa 850°C. Der
Wärmewirkungsgrad läßt sich also erhöhen, und die Beeinträchtigung
der feuerfesten Materialien des Ofenkörpers
wird extrem gering gehalten, so daß die Lebensdauer des
Ofens verlängert wird. Ferner kann sich auf den Innenseiten
des Ofens kaum eine Aluminiumoxidschicht bilden. Selbst
wenn sich nur eine geringe Menge von Aluminiumoxid an der
Wand bildet, so härtet das Oxid nicht durch Anbacken aus,
da die Temperatur der Flamme 51 niedrig ist. Das Entfernen
von solchem nicht gehärtetem Oxid kann sehr leicht durchgeführt
werden.
Wenn das Aluminiummaterial A von dem oben beschriebenen
Schmelzbrenner geschmolzen wird, gelangt als Schmelzbrenner
15 der Brenner mit dem oben näher erläuterten Aufbau
zum Einsatz, so daß Metallverluste und eine Beschädigung
des Ofenmaterials verhindert werden können. Da die Temperatur
der Brennerflamme 52 niedrig ist und die Brennerflamme
nicht in kleinen Bezirken über das Aluminiummaterial
A streicht, wird die Bildung von hartem α-Aluminiumoxid
verringert. Dies bedeutet eine Qualitätsverbesserung
des geschmolzenen Metalls. Ferner können Reinigungsarbeiten
einfacher und in kurzer Zeit durchgeführt werden. In
der beschriebenen Vorrichtung wird Aluminiummaterial A in
der Vorwärmkammer 4 vorgewärmt.
Anschließend wird das Aluminiummaterial in der Schmelzkammer
3 von dem Brenner 15 geschmolzen. Durch Verwendung
des oben beschriebenen Brenners wird der endothermische
Effekt bei dem Aluminiummaterial A verbessert. Der Schmelz-
Wirkungsgrad des Aluminiummaterials ist daher sehr hoch.
Dies bedeutet, daß durch Brennstoffeinsparung eine Senkung
der Betriebskosten möglich ist.
Die Strahlung des Ofenkörpers 1 wird so niedrig wie möglich
gehalten. Die Oberflächentemperatur des Ofenkörpers
beträgt nur etwa 50 bis 75°C. Durch diese Maßnahme lassen
sich also die Arbeitsbedingungen verbessern.
Die Brenner 15 und 17 können derart angeordnet sein, daß
ihre Achsen 15a bzw. 17a bezüglich der Horizontalen in
einem Winkel von etwa 15°C nach unten geneigt sind.
Fig. 8 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der Flammen-
Ausblasöffung in dem Brenner. Gemäß Fig. 8 ist eine
innere Umfangsfläche 35a eines Luftleitzylinders 35e im
Bereich einer Ausblasöffnung 47e mit etwas verringertem
Durchmesser ausgebildet. Eine Außenumfangsfläche 41c′
eines Endabschnitts 41c eines Glasleitrohrs 41e ist gerade,
also glatt ausgebildet. Demzufolge existiert zwischen
der Innenumfangsfläche 35a und der Außenumfangsfläche
41c′ ein Luftströmungskanal geringer Breite. Durch
diesen Luftströmungskanal geringer Breite wird eine zylindrische
Luftströmung hoher Geschwindigkeit ausgeblasen.
Mit diesem sehr schnellen Luftstrom läßt sich ein
relativ weit entfernt liegender Punkt erreichen. Dies ist
der Bildung einer langen Brennerflamme zuträglich. Ferner
ist ein Endabschnitt 45a eines Sekundärgas-Ausblaszylinders
45e länger augebildet als bei dem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel, und der Endabschnitt 45a ist
auf einen etwas kleineren Durchmesser gezogen. Eine derartige
Ausgestaltung der Flammen-Ausblasöffnung eignet
sich besonders gut für einen Brenner mit einer Leistung
von 150 000 Kcal/Std.
Die übrigen Teile sind ähnlich wie bei dem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel, wobei jedoch der Buchstabe "e"
zu den Bezugszeichen hinzugefügt ist.
Claims (6)
1. Metallschmelzofen, umfassend:
einen Ofenkörper (1), und
einen Brenner (15, 17) an einer Wand (2b, 3b) des Ofenkörpers oberhalb der Oberfläche des geschmolzenen Metalls innerhalb des Ofenkörpers (1), mit
einer Ausblasöffnung (47), die eine Flamme entlang der Oberfläche des geschmolzenen Metalls erzeugt,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
die Ausblasöffnung (47) ist als Doppelrohr (35, 41) mit einem ringförmigen äußeren Strömungskanal (50) und einem inneren Strömungskanal (49) ausgebildet,
der äußere Strömungskanal (50) steht in Verbindung mit einer Lufteinströmöffnung (36),
der innere Strömungskanal (49) steht in Verbindung mit einer Gasaufnahmeöffnung (43),
wobei der äußere Strömungskanal (50) größer als der innere Strömungskanal (49) ist, so daß eine große Menge Luft in Form einer zylinderförmigen Luftströmung aus dem äußeren Strömungskanal (50) ausgeblasen,
durch den inneren Strömungskanal (49) eine im Vergleich zu der Luftmenge geringe Menge Gas ausgeblasen wird und der Gasstrom von dem zylinderförmigen Luftstrom in seinem äußeren Umfangsbereich geführt und transportiert wird.
einen Ofenkörper (1), und
einen Brenner (15, 17) an einer Wand (2b, 3b) des Ofenkörpers oberhalb der Oberfläche des geschmolzenen Metalls innerhalb des Ofenkörpers (1), mit
einer Ausblasöffnung (47), die eine Flamme entlang der Oberfläche des geschmolzenen Metalls erzeugt,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
die Ausblasöffnung (47) ist als Doppelrohr (35, 41) mit einem ringförmigen äußeren Strömungskanal (50) und einem inneren Strömungskanal (49) ausgebildet,
der äußere Strömungskanal (50) steht in Verbindung mit einer Lufteinströmöffnung (36),
der innere Strömungskanal (49) steht in Verbindung mit einer Gasaufnahmeöffnung (43),
wobei der äußere Strömungskanal (50) größer als der innere Strömungskanal (49) ist, so daß eine große Menge Luft in Form einer zylinderförmigen Luftströmung aus dem äußeren Strömungskanal (50) ausgeblasen,
durch den inneren Strömungskanal (49) eine im Vergleich zu der Luftmenge geringe Menge Gas ausgeblasen wird und der Gasstrom von dem zylinderförmigen Luftstrom in seinem äußeren Umfangsbereich geführt und transportiert wird.
2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in den inneren Strömungskanal (49)
innerhalb der Ausblasöffnung (47) ein Sekundärgas-Ausblaszylinder
(45) mündet, der an eine Sekundärgas-Aufnahmeöffnung
(46) angeschlossen ist.
3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Doppelrohr außen als Luftleitzylinder
(35) ausgebildet ist an seinem anderen Ende
einen ringförmigen Luftleitdurchlaß (37) aufweist, der mit
dem Inneren des Luftleitzylinders (35) über einen ringförmigen
Verbindungsabschnitt (73a) strömungsverbunden ist,
und daß der Luftleitdurchlaß (37) einen Abschnitt mit der
Lufteinströmöffnung (36) für die Zufuhr von Luft in den
Luftleitdurchlaß (37) aufweist.
4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gasrohr (41) in seinem Inneren
den Sekundärgas-Ausblaszylinder (45) aufnimmt, der mit einem
Ende in das Innere des Endabschnitts (41c) des Gasrohrs
(41) mündet an seinem anderen Ende eine Sekundärgas-
Aufnahmeöffnung (46) besitzt.
5. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Ende des ringförmigen äußeren
Strömungskanals (50) einen verkleinerten Öffnungsquerschnitt
aufweist, so daß die Strömungsgeschwindigkeit der
aus ihm ausgeblasenen Luft erhöht wird.
6. Ofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ofenkörper
(1) einen Boden (4a) aufweist zur Aufnahme von ungeschmolzenem
Metall-Schmelzgut, wobei der Boden (4a) oberhalb der
Oberfläche der Schmelze liegt, und daß der Brenner (15) an
einer Stelle angeordnet ist, von der aus eine von der Ausblasöffnung
(47) abgegebenen Flamme das oberhalb der Oberfläche
der Schmelze befindliche Schmelzgut zu erreichen
vermag.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4119883A JPS59167625A (ja) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | 金属溶解炉 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3408542A1 DE3408542A1 (de) | 1984-09-13 |
DE3408542C2 true DE3408542C2 (de) | 1992-07-30 |
Family
ID=12601719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843408542 Granted DE3408542A1 (de) | 1983-03-11 | 1984-03-08 | Metallschmelzofen |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59167625A (de) |
DE (1) | DE3408542A1 (de) |
FR (1) | FR2542431B1 (de) |
GB (1) | GB2136547B (de) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4582479A (en) * | 1984-12-31 | 1986-04-15 | The Cadre Corporation | Fuel cooled oxy-fuel burner |
FR2612606B1 (fr) * | 1987-03-18 | 1990-09-14 | Air Liquide | Procede et dispositif de destruction d'effluents gazeux toxiques |
JPH02192587A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-30 | Meichiyuu Seiki Kk | 金属溶解保持炉 |
JPH01260287A (ja) * | 1988-12-29 | 1989-10-17 | Meichiyuu Seiki Kk | 金属溶解保持炉 |
US5500033A (en) * | 1995-01-23 | 1996-03-19 | The Boc Group, Inc. | Melt heating method |
US5563903A (en) * | 1995-06-13 | 1996-10-08 | Praxair Technology, Inc. | Aluminum melting with reduced dross formation |
US5743723A (en) * | 1995-09-15 | 1998-04-28 | American Air Liquide, Inc. | Oxy-fuel burner having coaxial fuel and oxidant outlets |
JP4720328B2 (ja) * | 2005-07-11 | 2011-07-13 | 株式会社デンソー | 溶融金属保持炉の燃焼制御方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1314025A (en) * | 1969-10-08 | 1973-04-18 | East Midlands Gas Board | Fuel burners |
US3813209A (en) * | 1973-02-26 | 1974-05-28 | H Venetta | Preheating of metal scrap |
DE2530170B2 (de) * | 1975-07-05 | 1977-05-18 | Ludwig-Ofag-Indugas Industrieofenanlagen Gmbh, 4300 Essen | Industriebrenner |
JPS5913998B2 (ja) * | 1976-11-15 | 1984-04-02 | エプソン株式会社 | プリンタ |
US4095929A (en) * | 1977-03-14 | 1978-06-20 | Combustion Engineering, Inc. | Low BTU gas horizontal burner |
IT7923456V0 (it) * | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Forcesi G O | Forno fusorio per metalli nonferrosi con camera di preriscaldamento. |
DE3005152A1 (de) * | 1980-02-08 | 1981-08-13 | W. Strikfeldt & Koch Gmbh, 5276 Wiehl | Schmelz- und warmhalteofen fuer metalle |
JPS572877U (de) * | 1980-06-04 | 1982-01-08 | ||
JPS57155004A (en) * | 1981-03-20 | 1982-09-25 | Sanree Reinetsu Kk | Fuel hole in internal combustion burner of small diameter combustion cylinder |
JPS5913998U (ja) * | 1982-07-20 | 1984-01-27 | 株式会社広築 | 非鉄金属溶解炉 |
-
1983
- 1983-03-11 JP JP4119883A patent/JPS59167625A/ja active Granted
-
1984
- 1984-02-24 GB GB08404884A patent/GB2136547B/en not_active Expired
- 1984-03-08 DE DE19843408542 patent/DE3408542A1/de active Granted
- 1984-03-12 FR FR8403745A patent/FR2542431B1/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6310356B2 (de) | 1988-03-05 |
JPS59167625A (ja) | 1984-09-21 |
GB8404884D0 (en) | 1984-03-28 |
GB2136547A (en) | 1984-09-19 |
FR2542431A1 (fr) | 1984-09-14 |
GB2136547B (en) | 1986-07-30 |
DE3408542A1 (de) | 1984-09-13 |
FR2542431B1 (fr) | 1988-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2527618C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung von Kohlenstaub | |
DE1401853C3 (de) | Gasbrenner für Tieföfen | |
CH686153A5 (de) | Ofen f}r feste Brennstoffe, insbesondere f}r Pellets. | |
DE2343861A1 (de) | Brenner mit einstellbarer flamme fuer industrieoefen | |
DE69723039T2 (de) | Verfahren zur Verbesserung des thermisches Profil einer Glasschmelzofen und Glasschmelzofen benützt dafür | |
DE2637646B2 (de) | Anwärmofen | |
DE3408542C2 (de) | ||
DE2822329C2 (de) | Brennstoffbetriebener Industrieofen zum Aufheizen von Wärmgut, insbesondere Walzbarren, Preßbolzen oder Bändern aus Leichtmetall oder Leichtmetallegierungen | |
DE2337282C3 (de) | Strahlwand-gasbeheizte Fließbettwärmebehandlungsvorrichtung | |
DE2740537B2 (de) | Brenner für einen Regenerativ-Winderhitzer | |
DE1807504C3 (de) | ||
DE4207500C2 (de) | Heizkessel mit verringerter NO¶x¶-Emission | |
DE2226939A1 (de) | Brenner | |
DE3131200C2 (de) | Metallheizofen | |
DE2134330A1 (de) | Hochgeschwindigkeits Gasbrenner und mit diesem Gasbrenner ausgerüsteter Heiz ofen | |
EP0267197B1 (de) | Schmelz- und warmhalteofen | |
DE3048044A1 (de) | Flammrohr aus hitzebestaendigem werkstoff fuer brenner, insbesondere oelbrenner | |
AT403090B (de) | Sekundärluftsteuervorrichtung einer heizeinrichtung | |
DE9218953U1 (de) | Ofen für feste Brennstoffe, insbesondere Pellets | |
DE3701439C2 (de) | ||
DE3730036C2 (de) | Glasschmelzofen | |
EP1221571B1 (de) | Verbrennungsvorrichtung mit einer Kühlung | |
DE269384C (de) | ||
DE3931100C1 (de) | ||
DE713555C (de) | Duese fuer gasgefeuerte Schachtoefen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: BLUMBACH, KRAMER & PARTNER, 81245 MUENCHEN |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |