DE3441082A1

DE3441082A1 - Schmelzanordnung

Info

Publication number: DE3441082A1
Application number: DE19843441082
Authority: DE
Inventors: Hirotoshi Aichi Taniguchi
Original assignee: JAPAN FOUNDRY SERVICE CO Ltd
Current assignee: JAPAN FOUNDRY SERVICE CO Ltd
Priority date: 1984-07-23
Filing date: 1984-11-09
Publication date: 1986-01-23
Anticipated expiration: 2004-11-10
Also published as: GB2163537B; GB8427038D0; JPS6127092U; KR860001194A; US4579068A; GB2163537A; KR920005442B1; FR2567997B1; DE3441082C2; FR2567997A1; JPS6130148Y2

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Schmelzanordnung, und zwar insbesondere eine Schmelzanordnung, in der eine vorbestimmte Menge an Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenmaterial in einen Ofenkörper eines Schmelzofens zugeführt wird, um dort verbrannt zu werden, so daß es das zu schmelzende Material durch die Verbrennungswärme schmilzt.

In Schmelzofen, wie beispielsweise Blasöfen, Kupolofen etc., ist es üblich, Roheisen, wie beispielsweise Eisenerz oder Schrott, zusammen mit Kohlenstoff-bzw. Kohlematerial in den Ofenkörper zuzuführen, bevor man Luft darin einbläst und das Roheisen mittels der Verbrennungswärme des Kohlenstoffbzw. Kohlematerials schmilzt. Es ergibt sich jedoch ein großes Problem bei dieser Art des Ofenbetriebs insofern, als die Kosten für das Kohlenstoff- bzw. Kohlematerial sehr hoch sind, so daß die Kosten des Ofenbetriebs unvermeidbar ansteigen bzw. verhältnismäßig hoch werden. Untersuchungen zur Verminderung der Kohlenstoff- bzw. Kohlematerialkosten sind auf diesem Gebiet an vielen Stellen durchgeführt worden.

Kurz zusammengefaßt wurde die vorliegende Erfindung auf dem vorstehend beschriebenen Hintergrund als Basis der Erfindung gemacht. Mit anderen Worten heißt das, daß es insbesondere die Aufgabe der Erfindung ist, die Kosten für den Schmelzvorgang zu vermindern. Außerdem soll mit der Erfindung eine konkrete Einrichtung zum Lösen dieses Problems zur Verfügung gestellt werden. In der durch die Erfindung zur Verfügung gestellten Einrichtung, d.h. in der erfindungsgemäßen Schmelζanordnung, werden Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen als das Kohlenstoff- bzw. Kohlematerial und ein einheitlicher bzw. neuartiger Mechanismus zum Zuführen des Kohlenstoff- bzw. Kohlematerials in den Ofenkörper, wo es verbrannt wird, angewandt.

Eine Schmelanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche das obige Problem löst, umfaßt folgendes: einen Schmelzofen, der einen im wesentlichen zylindrischen Ofenkörper hat; eine Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung zum Einführen der von einer vorgeschalteten Luftzuführungsquelle zugeführten Luft zu dem Ofenkörper; eine Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung zum Zuführen einer vorbestimmten Menge an Kohlenstoff-bzw. Kohleteilchen zu dem Ofenkörper; und eine Leitungseinrichtung zum Einführen der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen von der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung in den Ofenkörper; die vorerwähnte Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung ist, was ein sehr wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung bildet, mit einer Abzweigleitungs- bzw. -kanaleinrichtung zum teilweisen Abteilen bzw. Entnehmen der Luftströmung, die sich in der Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung befindet, in diese Abzweigleitungs- bzw. -kanaleinrichtung versehen, und die Abzweigleitungs- bzw. -kanaleinrichtung ist weiter mit der Leitungseinrichtung derart verbunden, daß die abgeteilte oder abgezweigte Luftströmung in die Leitungseinrichtung eingeführt wird. Gemäß dieser Anordnung nach der Erfindung kann die Luft, die in die Leitungseinrichtung geströmt ist, zusammen mit dem Kohlenstoff- bzw. Kohlematerial, das von der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung her-5 kommt, in den Ofenkörper zugeführt werden.

Bei einer derartigen Schmelzanordnung nach der Erfindung zeichnet sich eine Ausführungsform dadurch aus, daß sich eine bzw. die Auslaßöffnung der Leitungseinrichtung in einer Düse des Ofenkörpers derart befindet, daß die Kohlenstoffbzw. Kohleteilchen und die Luft, welche durch die Leitungseinrichtung zugeführt werden, in den Ofenkörper eingeführt werden können, und zwar indem sie durch die Auslaßöffnung gemischt mit der Luft, die durch die Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung kommt, hindurchgehen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfaßt folgendes: einen Schmelzofen, der einen im wesentlichen zylindrischen Ofenkörper hat; eine Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung zum Einführen der Luft von einer vorgeschalteten Luftzuführungsquelle in den Ofenkörper; eine Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung zum Zuführen einer vorbestimmten Menge an Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen zu dem Ofenkörper; eine Leitungseinrichtung zum Einführen der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen von der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung in den Ofenkörper; eine Materialentladungseinrichtung vom Schraubentyp zum Ausdrücken oder -stoßen der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen, welche in dem unteren Teil eines Kohlenstoffbzw. Kohleteilchenbehälters der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung vorgesehen ist; eine Abzweigleitungs- bzw. -kanaleinrichtung, die von der Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung zum teilweisen Abzweigen der durch die Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung strömenden Luft abgezweigt ist; und eine Druckerzeugungs- oder Kompressionseinrichtung, welche die Luft in der Abzweigleitungs- bzw. -kanaleinrichtung mit einem gewissen Druck beaufschlagt, wobei die unter Druck gesetzte Luft von der Druckerζeugungs- oder Kompressionseinrichtung dann in die Leitungseinrichtung eingeführt wird, derart, daß sie auf das Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenmaterial wirkt, welches von der Entladungseinrichtung vom Schraubentyp herausgedrückt bzw. ausgestoßen worden ist.

In einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die vorerwähnte Entladungseinrichtung vom Schraubentyp einen Antriebsmotor, eine von dem Antriebsmotor angetriebene Drehwelle, und eine konzentrisch auf der Drehwelle befestigte Schraubenfeder.

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In einer anderen abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist die Druckerzeugungs- oder Kompressionseinrichtung ein Gebläse.

In einer noch anderen abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist eine Nebenschlußeinrichtung bzw. eine Nebenschlußleitung in der Abzweigleitungs- bzw. -kanaleinrichtung zum Zwecke des Nebenschließens der Druckerzeugungsbzw. Kompressionseinrichtung vorgesehen.

In einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung wird der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenbehälter von einem dichtgeschlossenen Trichter gebildet, und das Innere des Trichters ist mit der Abzweigleitungs- bzw. -kanaleinrichtung stromabwärts von der Druckerzeugungs- bzw. Kompressionseinrichtung derart verbunden, daß der Luftdruck in der Abzweigleitungs- bzw. Kanaleinrichtung auf die Kohlenstoffbzw. Kohleteilchen in dem Trichter wirkt.

In einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Schmelzofen ein Kupol- bzw. Gießereischachtofen.

Die Funktion und Vorteile dieser verschiedenen Arten des Schmelzofens seien nachfolgend erläutert. Die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen können in derartigen Öfen in einer vorbestimmten Menge bzw. in einer vorbestimmten Menge pro Zeiteinheit von der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung und durch die Leitungseinrichtung in den Ofenkörper zugeführt werden. Da es auf diese Weise ermöglicht wird, das Kohlenstoff- bzw. Kohlematerial in einem solchen Teilchen- oder Feinkornzustand in den Ofenkörper zuzuführen, kann die Innentemperatur des Ofens sehr schnell in Ansprechung auf die Zuführung des Kohlenstoff- bzw. Kohlematerials erhöht werden, und zwar mit dem Ergebnis, daß die Temperatureinstellung in dem Ofen erleichtert wird.

Da die Verbrennungsleistungsfähigkeit bzw. der Verbrennungswirkungsgrad der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen hoch und infolgedessen die Temperaturanstiegsrate bzw. -geschwindigkeit in dem Ofen auch hoch ist, kann nicht nur die Menge an verbrauchtem Kohlenstoff bzw. an verbrauchter Kohle ökonomisiert werden, sondern es wird auch ermöglicht, eine geringere bzw. mindere Qualität des Kohlenstoff- bzw. Kohlematerials zu verwenden. Das trägt in hohem Maße zur Verminderung der Kosten für den Schmelzbetrieb bei. Insbesondere im Falle eines Kupol- bzw. Gießereischachtofens zum Schmelzen von Roheisen erfolgt der Temperaturanstieg in dem Ofen so leicht, daß eine größere Mischrate bzw. ein größeres Mischverhältnis von Schrott als das Roheisen ermöglicht wird bzw. daß der Anteil von Schrott in dem Roheisen höher als sonst sein kann. Ein weiterer Vorteil besteht in der Verbesserung des Gehaltsgrads an Ferro- bzw. Eisensilizid bzw. -Siliziums aufgrund der Anreicherung von CO im Ofen. Genauer gesagt trägt die Anreicherung von CO in dem Ofen dazu bei, die Reduktionsfähigkeit der dortigen Atmosphäre zu erhöhen und dadurch den Oxidationsverlust des Ferro- bzw. Eisensilizids bzw. -Siliziums in Schranken zu halten, welches in dem Ofen, z.B. in einem Kupol- bzw. Gießereischachtofen, zum Zwecke der Einstellung der Zusammensetzung der zu schmelzenden Metalle hinzugefügt wird.

Die oben beschriebene Schmelzanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist weiterhin in der Lage, die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen und die Luft für die Verbrennung darin konstant in einem geeigneten Betrag zuzuführen, was ein großer Vorteil der Erfindung ist.

Bezüglich dieses Problems ist es erforderlich, eine genaue Erläuterung zu geben, da dieses Problem ein umfangreiches und kontroverses Problem ist.
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Die Menge an Luft, die durch die Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung zugeführt wird, sollte allgemein von einem Augenblick zum anderen eingestellt werden, so daß sie den Ofeninnenbedingungen, wie beispielsweise Druck, Temperatur etc., in geeigneter Weise angepaßt wird. Die Luftmenge hat jedoch, wenn Kohlenstoff- bzw. Kohletexlchen verwendet werden, die Tendenz, unregelmäßig von dem gerade eingestellten Niveau abzuweichen.

Wenn Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen als das Kohlenstoffbzw. Kohlematerial verwendet werden, wird mit einem Kompressor, einem Gebläse o.dgl. unter Druck gesetzte Luft allgemein auf die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen derart zur Einwirkung gebracht, daß sie diese in den Ofen bläst, und'die Größe des Drucks, die vom Kompressor, Gebläse o.dgl. zu diesem Zeitpunkt zur Verfügung gestellt wird, muß so festgelegt werden, daß man als Kriterium den Maximaldruck in dem Ofen nimmt. Das ist deswegen der Fall, weil die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen auf jeden Fall selbst dann sicher zugeführt werden müssen, wenn sich der Druck im Ofen auf dem Spitzenwert befindet. Diese Art der Bestimmung des Drucks der komprimierten Luft führt, wenn der Ofeninnendruck vermindert wird, unvermeidbar dazu, daß auf einmal eine übermäßige Menge an Luft in den Ofen zugeführt wird. Diese plötzliche Zufuhr von zuviel Luft gegenüber der wünschbaren Menge an Luft in den Ofen bewirkt eine begleitende Zuführung einer übermäßigen Menge an Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen, was als Ergebnis eine problematische unvollständige Verbrennung des Kohlenstoff- bzw. Kohlematerials zur 0 Folge hat.

In einer Schmelzanordnung gemäß der Erfindung wird die vorgenannte Schwierigkeit in vorteilhafter Weise wegen des nachstehend dargelegten neuartigen Aufbaus vermieden. Das heißt, es wird ein Teil der Luft, die durch die Blaslei-

tungs- bzw. -kanaleinrichtung in den Ofen strömt, partiell abgezweigt; und die durch Abzweigung abgeteilte Luftströmung wird zu der Leitungseinrichtung zugeführt, um die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen in dieser Leitungseinrichtung zusammen mit dieser Luftströmung in den Ofenkörper zuzuführen. Wenn der Luftdruck in der Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung konstant bzw. permanent in Ansprechung auf den Druck im Ofenkörper derart gesteuert oder geregelt wird, daß er auf einem angemessenen Niveau ist, dann wird er natürlich herabgesetzt, wenn der Druck im Ofenkörper aus irgendeinem Grunde absinkt oder herabgesetzt wird. Dieser Mechanismus verhindert in vorteilhafter Weise eine plötzliche übermäßige Zufuhr von Luft und Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen von der Leitungseinrichtung in den Ofen. Mit anderen Worten bedeutet das, daß der Druck der Luft, die in die Leitungseinrichtung eingeführt wird, in Einklang mit dem Druck in dem Ofen bzw. synchron zu dem Druck in dem Ofen variabel ist; das ermöglicht es, die dem Ofen durch die Leitungseinrichtung zugeführte Luftmenge auf einem angemessenen Niveau zu halten. Dadurch wird infolgedessen die Menge an Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen, die dem Ofen zugeführt wird, auf einem angemessenen Niveau gehalten. Die Verbrennungsbedingungen in dem Ofen können infolgedessen auf einem gewünschten Status bzw. Zustand gehalten werden.

Ein anderer wichtiger Vorteil der Anordnung nach der Erfindung ergibt sich durch den Mechanismus, der dazu verwendet wird, einen Teil der Luft in der Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung als Mittel zum Transportieren der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen zu verwenden: Der Transport der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen kann durch die Anwendung einer nur kleinen Antriebskraft ausgeführt werden; die Steuerung oder Regelung der gesamten Menge an Luft in der Ofenanordnung kann leicht erfolgen, da alle Luft, die in den Ofenkörper eingeleitet wird, auf die Luft beschränkt ist, welche durch die Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung strömt.

Zusätzlich zu den vorerwähnten Aufbauarten ist außerdem ein weiterer Mechanismus folgender Art denkbar: Als Einrichtung zum Entladen einer vorbestimmten Menge an Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen aus dem Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenbehälter der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführungseinrichtung in die Leitungseinrichtung ist die Ausbildung derart, daß der Behälter gesondert von der Leitungseinrichtung derart vorgesehen ist, daß die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen von dem Behälter in einen Durchgang der Leitungseinrichtung herabfallen gelassen oder eingeführt werden, und daß die herabfallenden oder eingeführten Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen durch die Druckluft transportiert werden.

Dieser Mechanismus ist jedoch nicht frei von der folgenden Schwierigkeit:

Es ist erforderlich, die gesamte Anordnung der Kohlenstoffbzw. Kohleteilchenzuführung zu einer dichtgeschlossenen Anordnung zu machen, und zwar beispielsweise dadurch, daß man die gesamte Anordnung durch Wände umschließt; es ist infolgedessen nötig, den Druck der Luft in der Abzweigleitungs- bzw. -kanaleinrichtung in die dichtumschlossene Anordnung einzuführen, denn andernfalls würden die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen aufgrund der Tatsache, daß die Druckluft auf die Leitungseinrichtung wirkt, sicher durch den Spalt, der zwischen dem Behälter und der Leitungseinrichtung ausgebildet ist, verstreut.

Im Gegensatz hierzu wird der vorerwähnte Nachteil in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vollständig dadurch ausgeschaltet, daß eine Entladungseinrichtung vom Schraubentyp im unteren Teil des Behälters vorgesehen ist. Da kein Spalt, von dem aus die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen wegfliegen können, zwischen dem Behälter und Leitungseinrichtung ausgebildet ist, ist es nicht nötig, eine sol-

ehe mühselige und schwierige Maßnahme durchzuführen, wie sie oben erwähnt ist.

Abgesehen hiervon können die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen, welche in der erfindungsgemäßen Anordnung verwendet werden, granulierte oder pulverisierte Kohle, granulierter oder pulverisierter Koks, etc. sein, die hier aber lediglich als Beispiele genannt sind. Die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen, die generell verwendet werden, haben vorzugsweise eine Teilchengröße (Teilchendurchmesser) von nicht mehr als 3 mm, besonders bevorzugt werden in der Praxis Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen verwendet, deren Teilchengröße (Teilchendurchmesser) nicht mehr als 1 mm ist. Das im praktischen Gebrauch am meisten bevorzugte oder ideale Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenmaterial ist ein solches, dessen wesentlicher Anteil der Teilchen innerhalb des Bereichs zwischen 32 mesh und 200 mesh liegt.

Die vorstehenden sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung seien nachstehend anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Kupol- bzw. Gießereischachtofenanordnung, die eine Ausführung der Erfindung ist; und

Figur 2 eine gegenüber Figur 1 vergrößterte Vorderansicht eines wesentlichen Teils der in Figur 1 gezeigten

Entladungseinrichtung vom Schrauben- bzw. Wendeltyp.

In der nun folgenden, in nähere Einzelheiten gehenden Be-Schreibung bevorzugter Ausfuhrungsformen, in der auf die

Figuren der Zeichnung, welche bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, Bezug genommen wird, wird die Anordnung gemäß der Erfindung im Detail beschrieben.
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In Figur 1 ist schematisch eine Kupol- bzw. Gießereischachtofenanordnung als eine Schmelzanordnung dargestellt. Die Kupolofenanordnung umfaßt einen Kupol- bzw. Gießereischachtofen 10, eine Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung 12 zum Zuführen einer vorbestimmten Menge an teilchenförmigem Kohlenstoff bzw. teilcherförmiger Kohle, ein Blasrohr zum Einführen von Luft zur Verbrennung, und zwar von einer Luftversorgungsquelle 8 in den Kupolofen 10, eine Zweigleitung bzw. ein Abzweigrohr 16, die bzw. das von dem Blasrohr 14 abgezweigt ist, und einem Kohlenstoffbzw. Kohleteilchenzuführkanal 18 als ein Durchgang für den teilchenförmigen Kohlenstoff bzw. die teilchenförmige Kohle, wobei dieser Zuführkanal· 18 die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuf ühreinrichtung 12 und den Kupolofen 10 miteinander verbindet. Der Kupolofen 10, der von einer üblichen Art ist, wie sie zum Schmelzen von Metallen für Gußwaren verwendet wird, weist einen im wesentlichen zylindrischen Ofenkörper 20 auf, der aus feuerfestem bzw. hochschmelzenden Materialien hergestellt ist und der auf bzw. in seinem oberen Teil eine Beladeöffnung für das zu schmelzende Material hat, und der weiterhin in seinem unteren Teil einen Auslaß für das geschmolzene Guß- bzw. Roheisen und einen Auslaß für die Schlacke hat, und weiterhin weist der Kupolofen 10 einen Windkasten 22 zum Halten bzw. Aufnehmen von durch das Blasrohr 14 eingeführter Luft auf. Eine Luftzuführleitung 24 erstreckt sich von dem Windkasten 22 aus, deren Spitze bzw. freies Ende eine Düse 26 erreicht bzw. in einer Düse 26 mündet.

Die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung 12 ist ihrerseits mit einem Tank 28 versehen, der den teilchenförmigen Kohlenstoff oder teilchenförmige Kohle aufnimmt, sowie mit einer Entladeeinrichtung bzw. -anlage 3 0 vom Schraubentyp, die in dem unteren Teil des Tanks 28 vorgesehen ist. Durch die Drehung einer Schraube 32 um deren Achse wird das teilchenförmige Kohlenstoff- bzw. Kohlematerial in einer vorbestimmten Menge in die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführleitung 18 ausgestoßen. Die Schraube 32 in der Entladungsausrüstung bzw. -anordnung 30 besteht, wie deutlich in Figur 2 veranschaulicht ist, aus einer Drehwelle 3 4 und einer Schraubenfeder 36, die auf der Spitze bzw. auf dem freien Ende der Drehwelle 34 befestigt ist. Die Schraube ist durch die Antriebskraft eines Motors 38 drehbar. Die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführleitung 18 erstreckt sich von dem unteren Teil des Tanks 28 aus derart, daß ihre Spitze bzw. ihr anderes Ende bis zu der Düse 26 des vorerwähnten Kupolofens 10 reicht, so daß Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen, die von dem Tank 28 zur Düse 26 abgegeben worden sind, in den Kupolofen eingeführt werden.

Das Abzweigrohr 16, das von dem Blasrohr 14 abgezweigt ist, ist mit der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführleitung 18 verbunden, und zwar zu dem Zweck einen Teil der Luft für die Verbrennung, die in dem Blasrohr 14 unter einem vorbestimmten konstanten Druck strömt, in die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführleitung 18 einzuleiten. Im mittleren Verlauf bzw. Bereich des Abzweigrohrs 16 ist ein Ringgebläse 40 vorgesehen, damit hierdurch der in das Abzweigrohr 16 eingeführten Luft einiger bzw. ein vorbestimmter Druck verliehen wird, bevor sie in die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführleitung 18 eingespeist wird. Die Druckluft des Ringgebläses 40 wird mittels eines Verbindungskanals bzw. einer Verbindungsleitung 42 teilweise der Oberseite des Tanks 28 zugeführt. Der Zweck, der darin besteht, das

Druckniveau in der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführleitung 18 und in dem Tank 28 auszugleichen, dient dazu, eine glatte, sanfte und stoßfreie Strömung der Kohlenstoffbzw. Kohleteilchen von dem Tank 28 zu der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführleitung 18 unter der in diese Leitung eingeführten Druckluftströmung sicherzustellen.

Die Abzweigleitung 16 ist außerdem mit einer Nebenschlußleitung 44 zum Nebenschließen des Ringgebläses 40 versehen.

Es ist daher möglich, einen Teil der am Ausgang des Ringgebläses 40 zur Verfügung stehenden Druckluft mittels der Betätigung eines Ventils 46, das in der Nebenschlußleitung 44, beispielsweise in deren mitteleren Bereich, vorgesehen ist, zu dem stromaufwärts vom Ringgebläse 40 liegenden Teil des Abzweigrohrs 16 zurückzuführen.

In einem Kupolofen des vorstehend beschriebenen Aufbaus wird die Luft, die mittels der Luftversorgungsquelle 8 zum Zwecke der Verbrennung zugeführt wird, zunächst in dem Windkasten 22 gespeichert und dann durch die Luftzuführungsleitung 24 und die Düse 26 in den Ofenkörper 20 geblasen. Weiterhin wird eine gewisse vorbestimmte Menge an Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen vom Tank 28 der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung 12 entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit der Schraube 32 entnommen und in die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführleitung 18 eingespeist. Die auf diese Weise entladenen Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen werden zusammen mit der Druckluft, die in die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführleitung eingeleitet worden ist, der Düse 26 zugeführt und weiter in den Ofenkörper 2 0 eingeführt. Mit anderen Worten bedeutet das, daß die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen, die in die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführleitung 18 entladen worden sind, aufgrund der unterstützenden Wirkung der Luftströmung, die zur Unterdrucksetzung durch das Ringgebläse 40 vom Blasrohr 14 abgezweigt

worden ist und über die Leitung zum Ofenkörper 20 zurückgeführt wird, in den Ofenkörper 20 zugeführt werden können.

Wenn und sobald der Druck der Luft, die aus dem Ringgebläse 40 austritt, den angemessenen Druck zum Zuführen einer erforderlichen Menge an Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen überschreitet, kann er durch eine Betätigung des Ventils 46 in der Nebenschlußleitung 44, durch das die Druckluft teilweise zur stromaufwartigen Seite des Gebläses zurückgeführt werden kann, eingestellt werden, bis der Druck auf ein angemessenes Niveau abgefallen ist.

In einer Kupolofenanlage dieses Aufbaus ergeben sich insbesondere die nachfolgend angegebenen Vorteile. Da die Verbrennungsleistung bzw. der Verbrennungswirkungsgrad der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen, die in den Ofenkörper 20 eingeführt werden,hoch und die Innentemperatur des Ofens demzufolge erhöht ist, wird eine hohe Wirtschaftlichkeit in der Menge der verbrauchten Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen erzielt.

Außerdem können sogar Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen geringer Qualität wie beispielsweise Abraumkohle, als Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen verbrannt werden, was in Verbindung mit dem vorstehend erwähnten Vorteil zur Verminderung der Schmelzbetriebskosten beiträgt. Ein anderer Vorteil der Schmelzanordnung dieser Art, in welcher die Kohlenstoffbzw. Kohleteilchen mittels der Luft in den Ofenkörper 20 zugeführt werden, besteht zusätzlich zu der vorteilhaften Erleichterung der Einstellung der Zuführungsmenge an Kohlenstoff- bzw. Kohlematerial, darin, daß das Roheisenmaterial entsprechend dem Temperaturanstieg in dem Ofen allmählich bzw. nach und nach durch billigen Schrott ersetzt werden kann. Die Erhöhung des Mischverhältnisses bzw. der Mischrate des Schrotts vermindert die Materialkosten sehr wirksam. Ein beachtlicher sekundärer Vorteil dieser Einrichtung besteht darin, daß das Ausmaß bzw. der Grad an

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Ferro- bzw. Eisensilizium bzw. -silizid, aas in dem Ofenkörper zur Einstellung der Zusammensetzung der zu schmelzenden Metalle dient, verbessert wird. Das Ferro- bzw. Eisensilizium bzw. -silizid wird üblicherweise als Zusatz zugeführt, wobei man Verluste an Oxidation bis zu einem gewissen Ausmaß zuvor berücksichtigt. Jedoch hält eine Anreichung von CO in dieser Art von Ofen den Verbrauch des Ferro- bzw. Eisensilizium bzw. -silizid aufgrund des graduellen Anstiegs der Reduktionsf ähigkeit in der Of enatmsophäre in Schranken.

Ein anderer Vorteil dieser Kupolofenanordnung ist die Stabilisierung der Luftmenge, die in den Ofenkörper 20 geblasen wird, und der Kohlenstoff- bzw. Kohlemenge, die in den Ofenkörper zugeführt wird. Die Stabilisierungsfunktion bezüglich der Luft und dem Kohlenstoff bzw. der Kohle, welche eine irreguläre Schwankung weg von dem vorbestimmten Niveau in ausgezeichneter Weise verhindert, wird durch die nachfolgend erläuterte vorteilhafte Einrichtung erzielt. Da der Druck in dem Blasrohr 14 so gesteuert bzw. geregelt wird, daß 0 eine konstante Zuführung einer angemessenen Menge an Luft in Ansprechung auf die Bedingungen in dem Ofenkörper 20 möglich ist, ist der Druck der Luft, welche durch das Abzweigrohr 16 zum Transportieren der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen zu der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführleitung 18 zugeführt wird, auch variabel, und zwar in Übereinstimmung bzw. Gleichmaß mit dem Innendruck des Ofens, während er gleichzeitig auf einem gewissen höheren Betragsniveau als der Innendruck des Ofens gehalten wird. Das bedeutet, daß der Unterschied zwischen dem Innendruck des 0 Ofens und dem Druck der Luft, die in die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführleitung 18 eingeführt wird, nicht irregulär schwanken kann. Das ermöglicht es, eine im wesentlichen konstante Menge an Luft in den Ofenkörper 20 zuzuführen, und infolgedessen wird die Menge der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen, die zugeführt wird, auf einem gewissen vor-

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bestimmten Niveau gehalten, was zur Folge hat, daß die Verbrennungsbedingungen in dem Kupolofen 10 in angemessener Weise aufrecht erhalten werden.

Weitere Vorteile dieser Anordnung sind die ökonomisierung der Energiekosten zum Transportieren der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen und die Erleichterung des Einstellens der Luftmenge, die von dem Blasrohr 17 herkommt, um in den Ofenkörper 20 eingeführt zu werden. Diese beiden Vorteile werden dadurch bewirkt, daß ein Teil der Luft, der in das Blasrohr 14 strömt, als das Transportmedium für die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen verwendet wird.

Es seien als nächstes der Grund und der Vorteil des Anwendens der vorerwähnten Entladeeinrichtung 30 vom Schraubentyp näher erläutert. Wenn eine übliche Schraube bzw. Schnekke verwendet wird, die eine spiralförmige Leitfläche bzw. Rippe hat, welche um eine Drehwelle herum vorgesehen ist, dann besteht die Tendenz, daß die Leitfläche oder Rippe sehr schnell abgenützt wird. Die Schraube nach der vorliegenden Erfindung ist insbesondere sehr vorteilhaft insofern, als sich ihre Abnutzung in erheblichen Schranken hält. Obwohl es nicht unbedingt leicht ist, die Gründe für diesen Abnutzungswiderstandseffekt dieser Art von Schraube genauer anzugeben, dürften die hohle Struktur der Schraube und die elastische Deformationsfähigkeit der Feder 36, die als die Leitfläche bzw. Rippe arbeitet, wahrscheinlich zu dieser Abnutzungswiderstandsfähigkeit beitragen oder sogar diese Abnutzungswiderstandsfähigkeit im wesentlichen bedingen. Abgesehen hiervon sei hinzugefügt, daß die schraubenartige Entladungseinrichtung dieser Art genügend wirksam und leistungsfähig in ihrer Ausstoßfähigkeit ist.

Obwohl die vorstehende Beschreibung auf nur eine Ausführungsform gerichtet ist, ist jedoch die Erfindung auf

viele unterschiedliche Weisen anwendbar. Zum Beispiel ist die Einrichtung zum Unterdrucksetzen der Luft, die von der Blaskanaleinrichtung abgezweigt wird, nicht auf ein Ringgebläse beschränkt, sondern es können vielmehr auch andere Arten von Gebläsen verwendet werden. Der Kupolofen, auf den die vorliegende Erfindung nach der Beschreibung des Ausführungsbeispiels angewandt wird, ist keineswegs auf den Kupolofen gemäß dem vorerwähnten Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern die Erfindung ist auch auf eine Vielzahl von unterschiedlichen Kupol- bzw. Gießereischachtöfen anwendbar.

Die Erfindung kann aufgrund des allgemeinen Fachwissens im Rahmen des Gegenstandes der Erfindung und des allgemeinen Erfindungsgedankens in einer Vielzahl von Abwandlungen und Variationen in die Praxis umgesetzt werden. So ist die Erfindung z.B. auch bei Blasöfen, Blauöfen, Flossöfen, Gebläseöfen, Gebläseschachtöfen, Hochöfen, Krummöfen, Plaaöfen, Schachtöfen, Verblaseöfen o.dgl. zum Schmelzen von Erzen, Metallen o.dgl. anwendbar.

Claims

KRAUS ■ WEISERT & PARTNER UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING. DIPL.-ING. ANNEKÄTE WEISERT · DIPL.-PHYS. JOHANNES SPIES IRMGARDSTRASSE 15 · D - 8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/7970 77 TELEGRAMM KRAUSPATENT · TELEX 5-212156 kpat d · TELEFAX (O89) 7 9182 33 4736 JS/ps JAPAN FOUNDRY SERVICE CO., LTD. Komaki-shi, Japan Schmelzanordnung PATENTANSPRÜCHE

1. Schmelzanordnung umfassend einen Schmelzofen, der einen im wesentlichen zylindrischen Ofenkörper hat, sowie eine Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung zum Einführen von Luft von einer vorgeschalteten Luftzuführungsquelle in den Ofenkörper, eine Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung zum Zuführen einer vorbestimmten Menge an Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen, und eine Leitungseinrichtung zum Einführen der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen, die von der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung zugeführt worden sind, in den Ofenkörper, dadurch gekennzeichnet , daß die Anordnung eine Abzweigleitungs- bzw. -kanaleinrichtung (16) umfaßt, die von der Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung (14)

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zum teilweisen Abteilen der Luft, die durch die Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung (14) fließt, in dieselbe abgezweigt und mit der Leitungseinrichtung (18) verbunden ist, worin die durch Abteilen in die Abzweigleitungs- bzw. -kanaleinrichtung (16) strömende Luft in die Leitungseinrichtung (18) derart eingeführt wird, daß die Luft zusammen mit den Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen, die von der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung (12) herkommen, in den Ofenkörper entladen bzw. zugeführt wird.

2. Schmelzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine bzw. die Auslaßöffnung der Leitungseinrichtung (18) in einer Düse (26) des Ofenkörpers (20) derart angeordnet ist, daß die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen und die Luft, welche durch die Leitungseinrichtung zugeführt werden, durch diese Auslaßöffnung in den Ofenkörper (20) geblasen werden, und zwar zusammen mit der Luft von der Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung (14).

3. Schmelzanordnung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, umfassend einen Schmelzofen, der einen im wesentlichen zylindrischen Ofenkörper hat, sowie eine Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung zum Einführen von Luft von einer vorgeschalteten Luftzuführungsquelle in den Ofenkörper, eine 5 Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung zum Zuführen einer vorbestimmten Menge an Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen, und eine Leitungseinrichtung zum Einführen der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen, die von der Kohlenstoffbzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung zugeführt worden sind, in den Ofenkörper, dadurch gekennzeichnet , daß die Anordnung folgendes umfaßt:

eine Entladungseinrichtung (32) vom Schraubentyp, die im unteren Teil eines Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenbehälters (28) der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung

(12) zum Entladen einer vorbestimmten Menge von Kohlenstoff bzw. Kohleteilchen aufgrund ihrer Rotation um ihre Achse vorgesehen ist;

eine Abzweigkanal- bzw. -leitungseinrichtung (16), die von der Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung (14) zum teilweisen Abteilen der Luft, welche durch die Blasleitungs- bzw. -kanaleinrichtung (14) strömt, in dieselbe abgezweigt ist;

eine Druckerzeugungseinrichtung (40), die in der Abzweigleitungs- bzw. -kanaleinrichtung (16) zum Unterdrucksetzen der Luft, welche durch Abteilen in die Abzweigleitungs- bzw. -kanaleinrichtung (16) geströmt ist, vorgesehen ist;

worin die von der Druckerzeugungseinrichtung (40) unter Druck gesetzte Luft zu der Leitungseinrichtung (18) derart zugeführt wird, daß sie auf die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen in der Weise wirkt, daß die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen zusammen mit der unter Druck gesetzten Luft in den Ofenkörper (20) zugeführt werden.

4. Schmelzanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Entladungseinrichtung

(32) vom Schraubentyp einen Antriebsmotor (38), eine von dem Antriebsmotor (38) gedrehte Drehwelle (34) und eine konzentrisch auf der Drehwelle (34) befestigte Schraubenfeder (36) umfaßt.

5. Schmelzanordnung nach Anspruch 3, dadurch g e -

kennzeichnet, daß die Druckerzeugungseinrichtung (40) ein Gebläse ist.

6. Schmelzanordnung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß sie weiter eine Neben-Schlußeinrichtung (44) umfaßt, die in der Abzweigleitungsbzw. -Kanaleinrichtung (16) vorgesehen ist.

7. Schmelzanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenbehälter (28) der Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchenzuführeinrichtung (12) von einem dichtgeschlossenen Trichter gebildet ist, und daß sich das Innere dieses Trichters in Verbindung mit dem stromabwärts von der Druckerzeugungseinrichtung (40) befindlichen Teil der Abzweigleitungsbzw, -kanaleinrichtung derart befindet, daß der Druck der Luft in der Abzweigleitungs- bzw. -kanaleinrichtung (16) auf die Kohlenstoff- bzw. Kohleteilchen in dem Trichter wirkt.

8. Schmelzanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Schmelzofen (10) ein Kupol- bzw. Gießereischachtofen ist.

9. Schmelzanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehwelle (34) eine Stummelwelle ist, an deren freiem Ende die dasselbe fortsetzende Schraubenfeder (36) befestigt ist.