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Schmelzofen mit Heizraum und Verbrennungskammer. Die Erfindung betrifft
einen Schmelzofen für Metalle u. dgl., der in bekannter Weise aus einem Heizraum
und einer Verbrennungskammer besteht, welche gemeinschaftlich darin untergebracht
sind. An einem solchen Schmelzofen ist nun gemäß der Erfindung die neue Einrichtung
getroffen, daß die Verbrennungskammer mit erheblichen Spielräumen zwischen den Wandungen
innerhalb des umgebenden Ofenraumes angeordnet ist und vorzugsweise hauptsächlich
aus Karborundum zusammengesetzt ist, um den umgebenden Ofenraum hauptsächlich durch
Wärmestrahlung zu erhitzen. Ferner betrifft die Erfindung die besondere Ausgestaltung
der Verbrennungskammer zu dem gleichen Zweck.
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Es ist wohl bekannt, Retorten aus Karborundum herzustellen, die von
außen beheizt werden. Hier handelt es sich dagegen um eine Heizkammer aus Karborundum
innerhalb eines Schmelzofens, die zur Hindurchleitung der Flammen dient und daher
außerordentlich hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Die Wahl des Karborundums als
Herstellungsmasse für die Verbrennungskammer, deren Wandungen in hohem Maße durch
Wärmestrahlung wirken sollen, ist hier von großer Bedeutung, weil das Karborundum
gegen Zug und Druck praktisch unveränderlich ist. Ein Zerspringen der Wandungen
der Verbrennungskammer ist trotz plötzlicher Temperaturschwankungen zwischen bedeutend
weiteren Grenzen, als wie solche z. B. bei von außen beheizten Retorten vorkommen,
für Kar:- orundum ausgeschlossen.
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Zwecks einer besonderen wirksamen Leitung der Feuergase zu verteilten
Stellen des zu erhitzenden Gegenstandes ist ferner die Einrichtung getroffen, daß
die Verbrennungskammer aus Karborundum einen Zwischenboden besitzt, der von einem
Stirnende ausgehend nicht ganz bis an das andere Stirnende heranreicht, so daß durch
die Lücke hindurch len Verbrennungsgasen ein bestimmter Weg zugewiesen ist, der
eben daselbst einen Rich-'-ungswechsel besitzt. In an sich bekannter Weise wird
der Heizstoff unterhalb des ge-=tannten Zwischenbodens eingeführt. Einer guten Verteilung
der Mengen der Verbrennungsgase zu den Einwirkungsstellen an dem zu erhitzenden
Gegenstand dient ferner die besondere Einrichtung, daß die Deckfläche der Verbrennungskammer
aus Karborundum mit solchen Austrittsöffnungen für die Heizgase versehen ist, daß
ihre Durchströmungsquerschnitte in der Strömungsrichtung stufenweise zunehmen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Abb.
i in einem senkrechten Mittelschnitt durch einen Schmelzofen veranschaulicht. Die
Abb. 2 und 3 zeigen Querschnitte nach den Linien 2,2 und 3-3 der Abb. i.
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Mit i ist die Vorderwand, mit 2 die Rückwand und mit 3 die Seitenwände
des Ofens 'genannt, während der Boden q. heißt. Die Decke des Ofens ist zur Aufnahme
einer läng-'ichen Wanne 5 eingerichtet, in der ein Metall, wie z. B. Zinn, in :geschmolzenem
Zu--3tande erhalten bleiben soll. Unter der Oberkante der Hinterwand ist der Ofenraum
6 mit einer Öffnung 7 versehen, aus der die Abgasle:tung 8 heraustritt. Die Wände
i bis q. können aus gewöhnlichen Feuerziegeln bestehen, die mit einer Verkleidung
8d aus besonders wärmehaltender Masse hergestellt ist.
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Die Vorderwand des Ofens ist mit einer Öffnung 9 ausgestattet, in
der eine Einführungsdüse io befestigt ist, mit der man Gas, pulverförmigen Brennstoff
oder ein Öl in eine Verbrennungskammer einführen kann, die innerhalb des Ofenraumes
6 und unterhalb der Wanne 5 belegen ist und mit i i bezeichnet ist. Diese Verbrennungskammer
besteht aus der
Vorderwand 12, der Hinterwand 13, der -Bodenwand
14, den Seitenwänden z5 und einer Oberwand 16. Zwischen der Oberwand und der Bodenwand
befindet sich ein Zwischenboden 17, der von der Vorderwand beinahe bis an die Hinterwand
heranreicht und 'von einer Seitenwand zur anderen hinüberführt. Dieser Zwischenboden
ist vorzugsweise paraIlel zur Oberwand und der Bodenwand und wird von letzterer
mittels der Pfeiler 18 getragen. Unter der Vorderkante des,Zwischenbodens 17 ist
die Wand 12 mit einer Öffnung 1,9 versehen, durch welche hindurch die °Düse ro dentBrennstoff
in den von.den Wänden 12, 14, 15 und 17 umschlossenen Raum schleudern soll. In kurzem
Abstande von der .Öffnung r9 ist ein Prellpfeiler 2o jangeordnet, der vorzugsweise
dreikantig herzustellen ist und eine scharfe Kante der Öffnung r9 zuwendet. In der
Höhenausdehnung erstreckt er sich nur zwischen den Bögen r4 und 17.
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Die Bodenwand i4. ruht auf Quermauern 2r. Die Oberwand 16 ist mit
Schlitzen 22 ausgestattet, die in ihrer Breite von der Rückwand zur Vorderwand stufenweise
zunehmen, Die Teile r2 bis r8 -einschließlich sowie 2o und 2z bestehen vorzugsweise
aus kristallisiertem Karborundum, vermischt mit einem geringen Zusatz von Bindemittel,
wie feuerbeständigem Ton, und sind mit demselben vermahlen. Nach dem Vermengungsvorgang
werden die genannten Teile gründlich getrocknet und darauf bis zu einer Temperatur
von über 3500',F erhitzt, um das Karborundum wieder herauszukristallisieren:
Zum Zweck des Betriebes des Ofens wird der Brennstoff, der unterhalb des Zwischenbodens
17 in die Verbrennungskammer eingeführt worden ist, entzündet. Der Prellpfeiler
2o verkürzt die durch Verbrennen des verbrennbaren Gemisches erzeugte Flamme, indem
er sie auf den vorderen Teil der Kammer beschränkt, der unterhalb des Zwischenbodens
17 liegt. Die Verbrennungskammer aus Karborundum ist außerordentlich durchlässig
für die von innen her kommende Hitze, so daß sie die Hitze mit äußerster Geschwinidigke@it
iderart ausstrahlt und während des Fortschreitens der Flamme und der Verbrennungsgase
vom Vorderende zum Hinterende des Zwischenbodens 17 bereits ein großer Teil der
durch die Verbrennung -erzeugten Hitze von den Wänden 14, 15 und 17 ausgestrahlt
wird. Die Verbrenungskammer r r, die innerhalb des Ofenraumes 6 in frei stehender
Lage gehalten wird' und von .den Ofenwänden gewissen Abstand hat, -erhitzt also
.in äußerst wirkungsvoller Weise die unter dem Boden und um die Längs- und Querwände
der Ver-')rennungskammer herumstreichende Luft. ',Nenn das Austreten der Verbrennungsgase
in len Ofenraum dem Schmelzgut nicht nacheilig ist, können die Verbrennungsgase
durch lie Schlitze 22 in den Ofenraum gelassen werlen. Die stufenweise stattfindende
Verbrei-_erung in der Weite der Schlitze, von der Hinterwand 13 anfangend bis zur
Vorderwand 12 der Verlbrennungskammer dient zum Ausgleichen der Temperatur unter
dem Bolen der Wanne 5.
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Außer seiner Wärmedurchlässigkeit und seinem großen Wärmeausstrahlungsvermögen
',esitzt das Karborundum noch folgende Eigenschaften, die es besonders geeignet
zur Verwendung zum Bau einer Verbrennungs-'zammer machen: a) seine hohe Hitzebeständigkeit,
da es erst ',ei 22oo° C zersetzbar ist, b) seine große Widerstandsfähigkeit gegen
@ug- und Druckspannungen, die bei allen Temperäturen fast bis zu seiner iSchmelz-
und Versetzungsgrenze unveränderlich .ist, c) sein geringer Ausdehnungskoeffizient,
lemzufolge es bei plötzlichen und starken Temperaturwechseln nicht .aufreißt.