DE3530043A1 - Verfahren und vorrichtung zum warmhalten einer schmelze in einer pfanne - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Warmhalten einer Schmelze in einer Pfanne, wobei der Schmelze Wärme zugeführt wird.

Zum Warmhalten und Aufheizen von Schmelzen werden Warmhalteöfen oder Pfannen verwendet. Warmhalteöfen sind stationäre Öfen, die trotz relativ kleiner Leistung hohe Investitionskosten erfordern. In einem Warmhalteofen wird einer Schmelze lediglich Wärme zugeführt. Ein Spülen der Schmelze erfolgt nicht. Pfannen dienten ursprünglich nur als Transportbehälter, in dem die Schmelze aus einem Schmelzaggregat z. B. zu einer Gießanlage transportiert wurde. Mittlerweile werden in einer Pfanne aber auch Nachbehandlungen und Analysenkorrekturen der Schmelze durchgeführt. Eine Pfanne dient auch als Pufferbehälter, so daß die Abstichfolge des Schmelzaggregates nicht von der Gießbereitschaft der Gießanlage abhängt. Eine mit einer Schmelze gefüllte Pfanne wird üblicherweise mit einem Deckel verschlossen, wobei die Schmelze beheizt wird. Die Beheizung der Schmelze erfolgt über Graphitelektroden, die über Stromführungen an einem Transformator angeschlossen und die im Deckel der Pfanne oberhalb der Schmelzbadoberfläche angeordnet sind.

Ebenso wie bei Warmhalteöfen sind die Investitionskosten für eine Pfanne mit Heizvorrichtung (Pfannenofen) hoch. Das Warmhalten und Aufheizen einer Schmelze in einem Pfannenofen ist daher in vielen Fällen aufgrund der hohen Investitionskosten und/oder zu geringer Auslastung nicht rentabel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem eine Schmelze in einem Pfannenofen auf einfache und wirtschaftliche Weise warmgehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schmelze die bei der Verbrennung eines Brennstoffs freiwerdende Wärme zugeführt wird.

Erfindungsgemäß wird innerhalb des Pfannenofens ein Brennstoff mit einem sauerstoffhaltigen Gas verbrannt. Die dabei freiwerdende Wärme wird direkt auf die Schmelze übertragen. Im Vergleich zur elektrischen Beheizung einer Schmelze in einem Pfannenofen mittels Lichtbogen sind die Investitionskosten für einen Brenner zum Verbrennen eines Brennstoffes relativ gering. Versuche haben ergeben, daß mit dem erfindungsgemäßten Verfahren ein wesentlicher Abbrand von Legierungselementen nicht eintritt. Von besonderem Vorteil ist, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Schmelzen mit unterschiedlichem Schmelzgewicht in derselben Anlage behandelt werden können. Versuche haben gezeigt, daß ein Nachsetzen von Legierungsmitteln wie z. B. Kohlenstoff und Silicium problemlos möglich ist. Damit erfüllt das erfindungsgemäße Verfahren voll die Funktion einer konventionellen Pfanne. Es gelingt, die Temperatur der Schmelze nicht nur auf einem konstanten Temperaturniveau zu halten, sondern auch, die Temperatur der Schmelze anzuheben.

Es hat sich für ein optimales Warmhalten bzw. Aufheizen einer Schmelze als wesentlich erwiesen, wenn die Schmelze nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wenigstens während der Wärmezufuhr mit einem Gas, insbesondere einem Inertgas gespült wird.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Brennstoff mit sauerstoffangereicherter Luft oder mit Sauerstoff verbrannt wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht im wesentlichen aus einer Pfanne und einem die Pfanne verschließenden Deckel. Erfindungsgemäß ist im Deckel der Pfanne ein in den Innenraum der Pfanne orientierter Brenner angeordnet. Die Deckelkonstruktion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei wesentlich einfacher als die eines Pfannenofens mit elektrischer Beheizung.

Im folgenden soll anhand einer schematischen Skizze ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert werden.

In der Skizze ist ein Pfannenofen schematisch dargestellt. Der Pfannenofen besteht im wesentlichen aus einer Pfanne 1 und einem die Pfanne 1 verschließenden Deckel 5. Pfanne 1 und Deckel 5 bestehen jeweils aus einem Hohlmantel 4 und sind mit feuerfestem Material 3 ausgemauert oder ausgestampft. Sobald eine Schmelze 2 aus einem Schmelzaggregat in die Pfanne 1 gegossen worden ist, wird Deckel 5 auf die Pfanne 1 gesetzt. Über einen Spülstein 6 sowie eine an den Spülstein angeschlossene Zufuhrleitung 7 wird ein Spülgas in die Schmelze 2 geleitet. Im Deckel 5 ist eine Aussparung mit einer Halterung 9 für einen Brenner 8 vorgesehen. Brenner 8 wird über eine Leitung 10 mit Brennstoff und über eine Leitung 11 mit einem sauerstoffhaltigen Gas wie sauerstoffangereicherter Luft oder Sauerstoff versorgt. Brenner 8 ist in den Innenraum der Pfanne 1 und auf die Oberfläche der Schmelze 2 gerichtet. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren konnte beispielsweise eine Schmelze von 5,5 t in einer 6,5 to-Pfanne mit einem Brennstoff/Sauerstoffbrenner von 1300°C auf 1400°C aufgeheizt und auf diesem Temperaturniveau gehalten werden.

Ausführungsbeispiel

Schmelze, Edelstahl in Vorbereitung, TempergußGewicht22 t
Temperatur nach dem Befüllender Pfannen1300°CEndtemperatur1410°CDauer der Beheizungingesamt 8 h
Spülgas, Stickstoff, bei Bedarf ArgonMenge 0,23 m²/t × h
Brennstoff, Erdgas H

Claims (4)

1. Verfahren zum Warmhalten einer Schmelze in einer Pfanne, wobei der Schmelze Wärme zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelze die bei der Verbrennung eines Brennstoffs freiwerdende Wärme zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze mittels eines Gases, insbesondere eines Inertgases gespült wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff mit sauerstoffangereicherter Luft oder mit Sauerstoff verbrannt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Pfanne und einem die Pfanne verschließenden Deckel, dadurch gekennzeichnet, daß im Deckel (5) der Pfanne (1) ein in den Innenraum der Pfanne (1) orientierter Brenner (8) angeordnet ist.