DE4211503C2

DE4211503C2 - Einrichtung zum Schmelzen von Metall

Info

Publication number: DE4211503C2
Application number: DE19924211503
Authority: DE
Original assignee: Westofen GmbH
Current assignee: Westofen GmbH
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1995-01-19
Anticipated expiration: 2012-04-08
Also published as: EP0571731A2; DE4211503A1; EP0571731A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schmelzen von Metall, insbesondere NE-Metall, mit einem Schmelzofen und einem neben diesem angeordneten Warmhalteofen, wobei der Schmelzofen und der Warmhalteofen getrennte, unabhängig voneinander bewegbare Baugruppen sind und zwischen dem Schmelzofen und dem Warmhalteofen ein Überleitbereich ausgebildet ist, durch den Schmelze aus dem Schmelzofen in den Warmhalteofen eintritt.

Aus der GB-PS 1,172,688 ist ein Behandlungsofen für flüssiges Metall bekannt, aus dem über ein Gießrohr Schmelze in ein Transportgefäß gegossen werden kann. Das Gießrohr ragt dabei in das Transportgefäß hinein, ist mit diesem jedoch nicht verbunden. Auch der Behandlungsofen selbst ist mit dem Transportgefäß nicht verbunden. Dementsprechend sind Behandlungsofen und Transportgefäß unabhängig voneinander bewegbar.

Aus der US 3,981,719 ist ein Schmelzofen bekannt, aus dem über einen Ausguß flüssiges Metall in ein Transportgefäß gegossen wird. Dazu wird der Schmelzofen gekippt und das flüssige Metall fließt frei in das Transportgefäß. Auch hier sind Schmelzofen und Transportgefäß nicht miteinander verbunden und dementsprechend unabhängig voneinander bewegbar.

In der DE 34 44 181 A1 wird eine Einrichtung beschrieben, bei der ein Schmelzofen und ein Warmhalteofen eine bauliche Einheit bilden. Dies bedeutet, daß wenn am Schmelzofen Reparaturen vorgenommen werden müssen, auch der Warmhalteofen außer Betrieb genommen werden muß. Sind am Warmhalteofen Reparaturen durchzuführen, kann der Schmelzofen nicht weiterbetrieben werden.

Auch bei der Einrichtung nach der DE 32 47 023 A1 sind der Schmelzofen und der Warmhalteofen in einem einheitlichen Baukörper ausgebildet.

Soll bei den beiden letztgenannten Einrichtungen der Warmhalteofen durch ein Kippen oder Drehen entleert werden, dann muß zwangsläufig der Schmelzofen mitbewegt werden. Dies ist baulich aufwendig und stört im übrigen den Schmelzbetrieb.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der der Schmelzofen mit dem Warmhalteofen verbunden ist und die Betriebsmöglichkeiten flexibel gestaltet sind.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß im Überleitbereich eine Kupplungsvorrichtung in der Weise konzentrisch zur Drehachse des Warmhalteofens vorgesehen ist, daß der Warmhalteofen bei angekuppeltem Schmelzofen um die Drehachse kippbar ist. Dadurch ist erreicht, daß zum Ausgießen von Schmelze aus dem Warmhalteofen die Kupplungsvorrichtung nicht gelöst werden muß und der Schmelzofen mit dem Warmhalteofen in Verbindung bleiben kann.

Beim Ausgießen von Schmelze aus dem Warmhalteofen muß der Betrieb des Schmelzofens nicht unterbrochen werden.

Vorzugsweise ist der Warmhalteofen um eine etwa horizontale Drehachse kippbar und der Schmelzofen ist in horizontaler Ebene an den Warmhalteofen anfahrbar und von diesem wegfahrbar. Diese Bewegungsmöglichkeiten lassen sich baulich einfach gestalten.

Um die Schmelze aus dem Schmelzofen einfach und sicher in den Warmhalteofen überzuleiten, umfaßt die Kupplungsvorrichtung einen Überleitschnorchel, der mit dem Schmelzofen fest verbunden ist und in den Warmhalteofen einschiebbar ist. Vorzugsweise ist der Überleitschnorchel in Richtung der Drehachse in den Warmhalteofen einschiebbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden beschrieben. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Einrichtung zum Schmelzen von Metall mit an einen Warmhalteofen angefahrenem Schmelzofen,

Fig. 2 eine Aufsicht der Einrichtung mit weggefahrenem Schmelzofen,

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht der Kupplungsvorrichtung im Überleitbereich, und

Fig. 4 eine vergrößerte Teilschnitt-Ansicht in Richtung des Pfeiles IV nach Fig. 1.

Ein Schmelzofen 1 ist auf einem Längsschlitten 2 angeordnet. Dieser ist mittels antreibbaren Rollen 3 auf Schienen 4 in horizontaler Längsrichtung A (vgl. Fig. 2) verfahrbar. Die Schienen 4 setzen sich auf einem Querschlitten 5 fort. Dieser ist mit Rollen 6 auf Schienen 7 in horizontaler Querrichtung B verfahrbar (vgl. Fig. 1, Fig. 2). Der Querschlitten 5 ist mittels eines Antriebs 8 verschiebbar.

Der Schmelzofen 1 weist eine unten näher beschriebene Schmelzkammer 9 auf. Diese ist mit einem geneigten Boden 10 versehen, welcher zu einem den Schmelzofen 1 außen überragenden, an seinem Außenumfang zylindrischen Überleitschnorchel 11 führt. Die Mittelachse des Überleitschnorchels 11 ist mit C bezeichnet.

Ein Warmhalteofen 12 ist auf einem Lager 13 und einem Lager 14 um eine Drehachse D kippbar gelagert. In das Lager 14 ist ein Drehantrieb 15 integriert. Die Drehachse D fluchtet mit der Mittelachse C des Überleitschnorchels 11 und liegt parallel zur horizontalen Querrichtung B.

Der Warmhalteofen 12 weist einen Auslauf 16 auf, der in der Ruhestellung oberhalb des maximalen Schmelzenspiegels S liegt. Der maximale Schmelzenspiegel S liegt unterhalb einer stirnseitigen Öffnung 17 des Warmhalteofens 12, durch die der Überlaufschnorchel 11 in den Warmhalteofen 12 ragt (vgl. Fig. 3).

Außen am Überleitschnorchel 11 und an der Öffnung 17 ist eine Labyrinthdichtung 18 ausgebildet, die beispielsweise mittels Inertgas beaufschlagt sein kann. Der Überleitschnorchel 11, die Öffnung 17 und die Labyrinthdichtung 18 bilden eine Kupplungsvorrichtung im Überleitbereich zwischen dem Schmelzofen 1 und dem Warmhalteofen 12.

Am Warmhalteofen 12 ist eine Heizeinrichtung 19 vorgesehen. Außerdem ist an ihn ein Rauchgas-Austrittsrohr 20 und ein Wärmerückgewinnungsrohr 21 angeschlossen.

Die beschriebene Einrichtung ist hinsichtlich ihrer Betriebsmöglichkeiten flexibel:

Im regulären Schmelzbetrieb ist der Schmelzofen 1 über die Kupplungsvorrichtung 11, 17, 18 mit dem Warmhalteofen 12 verbunden und Schmelze fließt aus der Schmelzkammer 9 durch den Überleitschnorchel 11 in den Warmhalteofen 12. Soll aus diesem Schmelze abgegossen werden, dann wird der Warmhalteofen 12 mittels des Drehantriebs 15 um die Drehachse D gekippt, so daß Schmelze über den Auslauf 16 ausströmt. Die Kupplungsvorrichtung 11, 17, 18 muß hierfür nicht getrennt werden. Der Schmelzofen 1 kann also weiter im Schmelzbetrieb arbeiten. Da er nicht mit dem Warmhalteofen 12 bewegt wird, ändern sich in ihm die Betriebsverhältnisse nicht.

Muß die Ausmauerung der Schmelzkammer 9 aufgrund von Verschleiß repariert werden, dann wird der Querschlitten 5 in Querrichtung B (in Fig. 1 nach links) bewegt, bis der Überleitschnorchel 11 die Öffnung 17 des Warmhalteofens 12 verläßt. Die Labyrinthdichtung 18 löst sich dabei ohne weiteres. Anschließend kann dann der Schmelzofen 1 auf den Schienen 4 in Längsrichtung A (in Fig. 2 nach oben) weggefahren werden. Der Warmhalteofen 12 bleibt dabei voll funktionsfähig. Die in ihm enthaltene Schmelze kann im Bedarfsfall abgegossen werden. Insbesondere braucht der Warmhalteofen also für eine Reparatur des Schmelzofens 1 nicht entleert zu werden.

Im Bedarfsfall kann am Warmhalteofen 12 ein Schieber vorgesehen sein, der die Öffnung 17 nach dem Herausziehen des Überleitschnorchels 11 abschließt.

Es ist auch möglich, während der Reparatur des weggefahrenen Schmelzofens einen anderen Schmelzofen an den Warmhalteofen 12 anzufahren, um die Nachlieferung von Schmelze in den Warmhalteofen 12 nicht für die Dauer der Reparatur zu unterbrechen.

Es ist auch möglich, mehrere Warmhalteöfen nebeneinander vorzusehen, die dann von einem oder mehreren Schmelzöfen beliefert werden können.

Das Anfahren des Schmelzofens 1 an den Warmhalteofen 12 geschieht dadurch, daß der Schmelzofen 1 auf seinem Längsschlitten 2 auf den Querschlitten 5 gefahren wird und er dann mittels des Querschlittens 5 so in Richtung des Warmhalteofens 12 verschoben wird, daß sein Überleitschnorchel 11 in die Öffnung 17 eingreift, wobei auch die beiderseitigen Teile der Labyrinthdichtung 18 in Eingriff kommen.

In die Schmelzkammer 9 des Schmelzofens 1 mündet ein zu deren Mittelachse M zentraler, vertikaler Schacht 22. Der Querschnitt der Schmelzkammer 9 bezogen auf die Mittelachse M ist gegenüber dem Querschnitt des Schachts 22 erweitert. Der Querschnitt der Schmelzkammer 9 bezogen auf die Mittelachse M ist kreisrund (vgl. Fig. 2) oder oval. Oben am Schacht 22 ist eine von einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung steuerbare Beschickungseinrichtung 23 angeordnet, die unten an einem Einfülltrichter 24 liegt in welchen das Wärmerückgewinnungsrohr 21 mündet. Nach Fig. 1 ist eine Fördereinrichtung 25 vorgesehen, die Schmelzgut von oben in den Einfülltrichter 24 schüttet.

Nach Fig. 4 ist am Einfülltrichter 24 eine seitliche Öffnung 26 vorgesehen, durch die Schmelzgut einfüllbar ist. Diese kann als Alternative zur Beschickung von oben benutzt werden, wodurch sich die Bauhöhe der Anlage verringert. Die Fördereinrichtung 25 ist am Längsschlitten 2 angeordnet.

Der Schacht 22 erweitert sich in seinem dem Rost 23 nahen Bereich 27 von unten nach oben.

Die Querschnitte des Schachts 22 und der Schmelzkammer 9 sind so bemessen, daß das durch die Beschickungseinrichtung 23 durchgelassene Schmelzgut in der Schmelzkammer 9 sich in einem Schüttkegel K anhäuft, wobei zwischen dem Schüttkegel K und der Schmelzkammerwandung 28 ein Freiraum 29 verbleibt (vgl. Fig. 4). In diesen Freiraum 29 sind Brennerdüsen 30 (vgl. in Fig. 2 zwei Brennerdüsen) so gerichtet, daß ihre Flammenstrahlen etwa tangential auf den Umfang des Schüttkegels K des Schmelzgutes treffen. Dadurch ist das Aufschmelzen des Schüttguts gegenüber dem Fall vergleichmäßigt, in dem die Brennerdüsen 30 radial in eine Schüttung des Schmelzgutes wirken. Durch diese etwa tangentiale Flammbeaufschlagung des Schmelzguts im Schüttkegel K verbessert sich die Wärmeübertragung auf das Schmelzgut. Dies hat zur Folge, daß auch bei einer vergleichsweise niedrigen Brennkammertemperatur ein gleichmäßiges Aufschmelzen des Schmelzgutes erreicht wird. Auch der Abbrand wird dadurch herabgesetzt.

Die Beschickungseinrichtung 23 weist zwei Gruppen 31, 32 (vgl. Fig. 3) von horizontal verschieblichen Zargen 33 auf, die durch Antriebe 34, 35 verstellbar sind. Mit dieser Beschickungseinrichtung 23 läßt sich der gewünschte Schüttkegel K des Schmelzgutes in der Schmelzkammer 9 auf einfache Weise einstellen. Das Schmelzgut wird nicht chargenweise, sondern in kleineren Mengen (z. B. durch drei Öffnungsstufen) oder durch eine langsame kontinuierliche Öffnung der Beschickungseinrichtung 23 zum Aufrechterhalten des Schüttkegels K kontinuierlich in die Schmelzkammer 9 abgelassen.

Zur Steuerung der Antriebe 34, 35 der Zargen 33 ist eine auf die Spitze des Schüttkegels K gerichtete Fotozelle 36 vorgesehen. Erreicht das Schmelzgut die Spitze des Schüttkegels K, dann werden die Zargen 33 nicht weiter geöffnet, so daß kein weiteres Schüttgut in die Schmelzkammer 9 gelangt. Sinkt dann im Zuge des Aufschmelzens das Schmelzgut unter die Spitze des Schüttkegels K, dann werden die Zargen 33 voneinander wegbewegt, so daß weiteres Schmelzgut in die Schmelzkammer 9 gelangt.

Die Zargen 33 bestehen aus feuerfestem, keramischem oder metallischem Material. Die Beschickungseinrichtung mit ihren Zargen 31, 32 bildet einen verstellbaren Rost. Dieser ist so gestaltet, daß auch dann, wenn er an sich geschlossen ist oder kein Schmelzgut in die Schmelzkammer 9 abläßt, er dennoch heißes Abgas zum Schmelzgut im Einfülltrichter 24 durchläßt, um dieses vorzuwärmen.

Bezugszeichenliste

1 Schmelzofen
2 Längsschlitten
3 Rollen
4 Schienen
5 Querschlitten
6 Rollen
7 Schienen
8 Antrieb
9 Schmelzkammer
10 Boden
11 Überleitschnorchel
12 Warmhalteofen
13 Lager
14 Lager
15 Drehantrieb
16 Auslauf
17 Öffnung
18 Dichtung
19 Heizeinrichtung
20 Rauchgas-Austrittsrohr
21 Wärmerückgewinnungsrohr
22 Schacht
23 Beschickungseinrichtung
24 Einfülltrichter
25 Fördereinrichtung
26 seitliche Öffnung
27 rostnaher Schachtbereich
28 Schmelzkammerwandung
29 Freiraum
30 Brennerdüsen
31 Zargen
32 Zargen
33 Zargen
34 Antrieb
35 Antrieb
36 Fotozelle
A horizontale Längsrichtung
B horizontale Querrichtung
C Mittelachse (Überleitschnorchel)
D Drehachse (Warmhalteofen)
K Schüttkegel
M Mittelachse (Schmelzkammer)
S Schmelzenspiegel.

Claims

1. Einrichtung zum Schmelzen von Metall, insbesondere NE-Metall, mit einem Schmelzofen und einem neben diesem angeordneten Warmhalteofen, wobei der Schmelzofen und der Warmhalteofen getrennte, unabhängig voneinander bewegbare Baugruppen sind und zwischen dem Schmelzofen und dem Warmhalteofen ein Überleitbereich ausgebildet ist, durch den Schmelze aus dem Schmelzofen in den Warmhalteofen eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß im Überleitbereich eine Kupplungsvorrichtung (11, 17, 18) in der Weise konzentrisch zur Drehachse (D) des Warmhalteofens (12) vorgesehen ist, daß der Warmhalteofen (12) bei angekuppeltem Schmelzofen (1) um die Drehachse (D) kippbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (D) etwa horizontal ausgerichtet ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzofen (1) in horizontaler Ebene (A, B) an den Warmhalteofen (12) anfahrbar und von diesem wegfahrbar ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung (11, 17, 18) einen Überleitschnorchel (11) umfaßt, der mit dem Schmelzofen (1) fest verbunden ist und in eine Öffnung (17) des Warmhalteofens (12) einschiebbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überleitschnorchel (11) in Richtung der Drehachse (D) in die Öffnung (17) des Warmhalteofens (12) einschiebbar ist.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung (11, 17, 18) eine Dichtung (18) aufweist, die bei an den Warmhalteofen (12) angefahrenem Schmelzofen (1) wirksam ist und die sich beim Trennen des Schmelzofens (1) vom Warmhalteofen (12) löst.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (18) eine Labyrinthdichtung ist.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzofen (1) auf einem Längsschlitten (2) angeordnet ist, der mittels eines Querschlittens (5) an den Warmhalteofen (12) anfahrbar ist.