DE442672C - Flammofen zum Schmelzen von Metallen - Google Patents

Flammofen zum Schmelzen von Metallen

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DE442672C DEB108357D DEB0108357D DE442672C DE 442672 C DE442672 C DE 442672C DE B108357 D DEB108357 D DE B108357D DE B0108357 D DEB0108357 D DE B0108357D DE 442672 C DE442672 C DE 442672C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

  • Flammofen zum Schmelzen von Metallen. Es ist bereits vorgeschlagen worden, Flammöfen zwei Kammern zu geben, deren eine mit den zu schmelzenden Stücken beschickt wird und lediglich Schmelzkammer ist, während die andere, anschließende Kammer das geschmolzene Metall für die J?ntnahme sammeit.
  • Ferner ist bereits bekannt geworden, das geschmolzene Metall in der Sammelkammer nicht nur bis zum Abstich heiß zu halten, sondern auch weiterzubehandeln, sowie, eben zum Zweck der Weiterbehandlung, die Flüssigkeitsoberfläche mit reduzierenden oder oxydierenden Gasen zu überblasen.
  • Die Erfindung verbessert nun die Zweikammerflammöfen den Hauptmerkmalen nach dadurch, daß sie das Flüssigkeitsbett der Sammelkammer flach, d. h. untief ausbildet, wobei sie gegebenenfalls, insbesondere in Ofen für ununterbrochenen Betrieb, die Vorrichtung für den Abstich des Metalls derart, d. h. von der Schmelzkammermündung so entfernt anordnet, daß das eben geschmolzene, in die Sammelkammer abfließende Metall nur fertig «-eiterbehandelt zum Abstich gelangen kann.
  • Weitere Gegenstände der Erfindung betreuen die Ausbildung insbesondere der Sammelkammer im einzelnen, die Art der Beschickung der Kammern mit Heiz- bzw. Behandlungsgasen, die Führung derselben, sowie einige sich aus diesen Gegenständen ergebende Merkmale. Auf den Zeichnungen sind zwei beispielsweise Ausführungsformen von Ofen nach der Erfindung dargestellt.
  • Abb. z ist ein Grundriß des Ofens nach der ersten Ausführungsform, Abb. 2 ein Senkrechtschnitt nach.der Linie A-B in Abb. r, Abb. 3 ein Grundriß der zweiten Ausführungsform, Abb. 4 ein Senkrechtschnitt nach der Linie A-B in Abb. 3, Abb. 5 ein Senkrechtschnitt nach den Linien C-D in den Abb. z und 3 ; diese Abbildung gehört also beiden Ausführungsformen an.
  • An Hand der Ausführungsformen nach den Abb. r, 2 und 5 sei die Erfindung zunächst in ihren Hauptzügen beschrieben.
  • An die Schmelzkammer a schließt die Sammelkammer b über die Bodenstufe c. Der Boden der Schmelzkammer a hat in der Richtung auf die Bodenstufe c und von den Seitenwänden aus in Richtung auf die Längsmittellinie Gefälle, und es führt die Bodenstufe c von der Schmelzkammer a nach der Sammelkammer b hin abwärts, und zwar um etwa soviel oder mehr, als erforderlich ist, um dem Raum der Sammelkamtnerb zwischen deren Bodenfläche und der beispielsweisen Höhenebene d der oberen Kante der Bodenstufe c das jeweils gewünschte Fassungsvermögen zu geben.
  • Die Schmelzkammer a wird wie ein herkömtnlicher Flammofen mittels einer Kohlenfeuereng e über die Flammbrücke f befeuert, und sie wird durch die B:schiclcungstür g mit Metallstücken beschickt.
  • Der Schmelzvorgang ist in dieser Schmelzkammer im wesentlichen derselbe wie bei Einkammerflammöfen. Auch ihre Maßverhältnisse, insbesondere ihre Höhe, welche durch die Größe der einzusetzenden Metallstücke bedingt ist, mögen etwa dieselben sein. Das schmelzende Metall tropft nach und nach von den Stücken auf den Boden der Schmelzkammer a und fließt infolge des Bodengefälles sogleich in die Sammelkammer b ab, wo es von den noch nicht geschmolzenen Stücken getrennt weiterbehandelt wird.
  • Der Erfindung liegt unter anderem auch die Absicht zugrunde, die Weiterbehandlung des geschmolzenen Metalls sofort nach dem Abschmelzen beginnen zu lassen, d. h. nicht damit zu warten, bis die ganze Beschickungsmenge der Schmelzkammer oder wenigstens ein größerer Teil derselben geschmolzen ist, denn schon ein solches Warten bedeutet erliebliche Abbrandverluste an dem Hauptmetall (insbesondere Eisen) selbst, sowie an wertvollen Zusatzstoffen, welche in die Schlacke gehen, außerdem bedeutet es ein unwirtschaftliches Umgehen mit den zugeführten Wärmemengen, indem das geschmolzene Metall inzwischen ohnehin doch beheizt werden muß.
  • Ferner geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß es für die Weiterbehandlung von wesentlicher Bedeutung ist, sie in möglichst kurzer Zeit vor sich gehen zu lassen, CI eichfalls wieder, um die Abbrandverluste möglichst herabzudrücken, und im übrigen, nicht nur um Zeit zu sparen, sondern auch, die zugeführten Wärmemengen möglichst vollständig auszunutzen.
  • Diesen Bedingungen genügt die Erfindung eben dadurch, daß sie das Flüssigkeitsbett in der Sammelkammer b möglichst flach, d. h. untief, dabei aber möglichst oberflächengroß ausbildet und die Heiz- oder Behandlungsgase auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls möglichst ausbreitet. Das Flüssigkeitsbett wird mithin im allgemeinen gleichzeitig nur einen Teil der ganzen Beschickungsmenge der Schmelzkammer a enthalten können, wenn man die Flächenausdehnung des Flüssigkeitsbettes nicht übermäßig groß wählen will. Es ist eben eine Frage des einzelnen Falles, wie groß man das Fassungsvermögen des Flüssigkeitsbettes glaabt nehmen zu sollen. Jedoch ist die Erfindung insofern von Bedeutung für die Frage der Größe des Fassungsvermögens, als sie ermÖglicht, dasselbe unabhängig von der Beschikkungsmenge des Schmelzraumes beliebig groß oder klein zu wählen. Diese Möglichkeit der beliebigen Wahl der Größe des Fassungsraumes des Flüssigkeitsbettes liegt darin begründet, daß die oberflächengroße und untiefe Ausbreitung des flüssigen Metalls bei oberflächengroßer Begasung desselben die Weiterbehandlung, selbst eine solche um. die größten an sich möglichen chemischen. Unterschiede, in kürzester Zeit zum Abschluß zu bringen erlaubt, so daß man in kurzen Zeitabständen Bußfertig behancieltes Metall etwa in den gleichen Mengen, wie es in den gleichen Zeiträumen von den Stücken in der Schmelzkammer a abschmilzt, zum Abstich bringen kann. Demnach hätte man die Flächenmaße des Flüssigkeitsbettes, somit die Größe der Sammelkammer b etwa nach den im jeweiligen Betrieb erforderlichen gleichzeitigen Abstichmengen Bußfertigen Materials zu richten.
  • Die Weiterbehandlung bis zur Fertigkeit nach Teilmengen der ganzen Beschickung des Schmelzraumes bei ununterbrochen weitergehendem Abschmelzen und Einfließen des abgeschmolzenen Metalls in die Sammelkammer b müßte nun aber zur Folge haben, daß beim Abstich auch solches Metall mit zum Abstich kommt, welches erst eben in die Sammelkammer eingeflossen, d. h. überhaupt noch nicht, oder doch nur sehr wenig weiterbehandelt ist, weswegen das durchschnittliche Maß der erreichten chemischen Wandlung des der Sammelkammer b entnommenen Gußmaterials geringer wird, als es ohne den Anteil des letzteren an noch nicht oder nur gering weiterbehandelten Schmelzmassen sein würde, Im Ergebnis, auf welches es schließlich doch allein ankommt, müßte man mithin einen Teil des schon erzielten hohen Weiterbehandlungsmaßes wieder einbüßen, wenn es nicht gelänge, das erst eben in die Sammelkammer eingeflossene geschmolzene Metall von dem Abstich fernzuhalten.
  • Auch -dies löst die Erfindung, indem nach ihr das Abstichgebiet des Flüssigkeitsbettes so angeordnet sein soll, daß das aus der Schmelzkammera einfließende Metall nur über einen großen Weiterbehandlungsweg zum Abstich gelangen kann. Es ist also zunächst die Wegentfernung des Abstichgebietes von der Mündung der Schmelzkammer a ein wesentliches Merkmal. Damit allein wäre aber die Möglichkeit des Abfließens nach dem Abstichgebiet ohne Weiterbehandlung noch nicht völlig beseitigt, nämlich dann nicht, wenn das Flüssigkeitsbett tiefer wäre, weil dann ein Teil der Schmelzmasse durch die tieferen, der Weiterbehandlung nicht unmittelbar ausgesetzten Schichten hindurch den Abstich erreichen könnte. Es muß also noch die flache, untiefe Ausbildung des Flüssigkeitsbettes wenigstens in dem Gebiete vordem Abstichgebiet als weiteres Merkmal hinzukommen, indem dieses die Schmelzmassen zwingt, durch die der weiterbehandelnden Wirkung der Gase unmittelbar ausgesetzte Oberflächenschicht hindurchzufließen.
  • ?n der Abb. 3 erkennt man die von der Schmelzkammermündung möglichst entfernte Anordnung des Metallabstiches m, wie auch die flache, untiefe Ausbildung des Flüssigkeitsbettes insbesondere in dem Gebiet vor denn Abstichgebiet (rechts in Abb. 5).
  • Da schon aus dem Grund einer sauberen Trennung des Metalls von der Schlacke beim Abstich des Metalls empfehlenswert ist, das Flüssigkeitsbett im Abstichgebiet nicht zu untief sein zu lassen, ist das Abstichgebiet tiefer gehalten. Die größere Tiefe im Abstiichgebiet hat für die Frage des Maßes der Weiterbehandlung kaum Bedeutung, denn diese ist hier im wesentlichen auf das untiefe Gebiet zwischen dein Abstichgebiet und der Schmelzkammermündung beschränkt. Man unterscheide also in der Folge das Behandlungsgebiet einerseits und das Abstichgebiet andererseits voneinander, welche zusammen das Flüssigkeitsbett der Sammelkammer b ausmachen.
  • Die Beschränkung der Weiterbehandlung auf das Behandlungsgebiet ist zu einem beträchtlichen Teil schon dadurch erreicht, daß die Behandlungsgase mittels der in Ein- oder Mehrzahl vorgesehenen Gebläsevorrichtungen lt an solcher Stelle und in solcher Weise auf die Oberfläche des Flüssigkeitsbettes geblasen werden, daß der sich auf der Oberfläche fächerartig ausbreitende Gasstrom seine höchste Wirkung dort hat, wo alle Schmelzmasse, nachdem sie in die Sammelkammer b eingeflossen ist, hindurchfließen muß.
  • Die Stelle höchster Wirksamkeit der Gebläse h ist die Stelle des Auftreffens der Gase auf der Oberfläche. Demnach ist, insbesondere wenn, wie im Fall der dargestellten Ausführungsformen, mehrere Gebläse lt nebeneinander angeordnet sind, die Stelle höchster Wirksamkeit ein mehr oder weniger breiter Streifen, der (siehe Abb.3) etwa dort, wo die dem Abstichgebiet nähere Seitenkante der Schmelzkaminermündung sich befindet, quer über die Flüssigkeitsoberfläche läuft. Durch diesen Streifen müssen aber offenbar alle aus der Schmelzkammer a einfließenden Schmelzmassen auf dem Wege zum Abstichgebiet hindurch.
  • Das schräge Überblasen der Flüssigkeitsoberfläche hat die mechanische Wirkung des Vorsichhertreibens der Schlacke in Richtung auf das Abstichgebiet hin, so daß dort auch die Schlacke hingelangt, von wo sie durch den überlauf l zeitweise abgestochen werden oder zeitlich ungehindert überlaufen kann. Außerdem ist in der Stirnwand der Sammelkammer b am Abstichende zweckmäßig eine Tür o vorgesehen, durch welche man die Oberfläche etwa mittels Kratzen o. dgl. von der Schlacke befreien oder sonstwie bearbeiten kann.
  • Von dem Streifengebiet des Auftreffens der Gasstrahlbündel der Gebläse lz nimmt das Maß der Wirksamkeit der über die Oberfläche hinströmenden Gase mehr oder weniger rasch ab, so daß sie etwa im letzten Drittel der Länge des Flüssigkeitsbettes (Abb.5)., wenigstens was die chemisch verändernde Wirkung angeht, nicht mehr so beträchtlich ist, um nicht auch entbehrt werden zu können. Man ist also auch schon aus diesem Grunde berechtigt, dieses Gebiet ohne Rücksicht auf die chemische Weiterbehandlung durch die Gase für andere Zwecke auszubilden. Dies ist denn hier auch geschehen, indem es eben als Abstichgebiet ausgebildet und zu diesem Zweck tiefer gehalten ist. Das Abstichgebiet tiefer zu halten, hat zu dem oben schon erwähnten Zweck rier sauberen Trennung des Metalls von der Schlacke übrigens noch den Vorteil, das Fassungsvermögen des Flüssigkeitsbettes für das fertigbehandelte, abstichbereite Metall zu vergrößern.
  • Gegebenenfalls hat es Vorteile, die Schlacke, statt sie sofort überlaufen zu lassen, auf der Flüssigkeitsoberfläche im Abstichgebiet noch zurückzuhalten, um das Metall dort vor weiterer chemischer Beeinflussung durch die Gase zu schützen. Man besitzt also auch darin ein Mittel, die chemische Behandlung der Gase auf ein Teilgebiet, eben das Behandlungsgebiet, zu beschränken.
  • Bei den dargestellten Ausführungsformen ist der Kamin i für den Abzug der Heiz- und Behandlungsgase von dem Raum oberhalb des Abstichgebietes ausgehend angeordnet. Auf dem vergleichsweise kurzen Weg vor dem Streifengebiet des Auftreffens der Gasstrahlbündel der Gebläse h bis zum Abstichgebiet haben nun aber die Heiz- und Behandlungsgase nicht das an chemischer Wirksamkeit an das zu behandelnde Metall abgegeben, was sie abgeben könnten, schon indem gewissermaßen --nur eine Gasschicht, die unmittelbar längs der Flüssigkeitsoberfläche streichende, mit dem Metall wirksam in Berührung gekommen ist.
  • Um die Ausnutzung der Gase hinsichtlich ihrer chemischen Wirksamkeit und auch ihrer Heizwirkung zu verbessern, ist nach der Erfindung die Decke der Sammelkammer b in Richtung auf das Abstichgebiet bis zu einer tiefsten Stelle allmählich herabgezogen, so daß, eben an der tiefsten Stelle, der Gasströmungsweg oberhalb des Flüssigkeitsbettes bis zu einem kleinsten Querschnitt eingeschnürt ist. Dabei mag die senkrechte Ebene der Einschnürung etwa auch die Grenze zwischen dem Behandlungsgebiet und dem Abstichgebiet angeben. Hinter der tiefsten Stelle steigt die Decke wieder an bzw. führt sie unmittelbar in den Kamin i, doch wird der Übergang in den Kamin i zweckmäßig durch eine Einschnürung k gebildet, welche der Heizwirkung zugute kommt.
  • Die allmählich abwärts führende Form der Decke oberhalb des Behandlungsgebietes und die Einschnürung haben die Wirkung, daß Teile der über die Flüssigkeit hinwegströmenden Behandlungsgase, insbesondere deren nicht auf das Metall zur Wirkung gekommenen höheren Schichten, vor der Einschnürung hochsteigen und längs der Decke zurückströmen. Diese Wirkung wird noch dadurch unterstützt, daß die aus den Gebläsen h mit großer Geschwindigkeit ausströmenden Gas-. strahlbündel eine saugende Wirkung auf den Raum oberhalb der Gebläse h, sowie auf den dreieckigen Raum hinter und unter den Gebläsen 1a haben. Infolgedessen werden die längs der Decke zurückströmenden Gasmassen wieder mit auf die Flüssigkeitsoberfläche gezogen, wobei zu beachten ist, daß sie, wenigstens zu einem beträchtlichen Teil, durch den Raum unterhalb und hinter den Gasstrahlbündeln in den Gasstrom längs der Flüssigkeitsoberfläche, mithin diesmal in die unterste Gasstromschicht, gelangen, welche die unmittelbarste Wirkung auf das Metall hat. So gelingt es, gerade die unverbrauchtesten Gase zurückzuführen und sie in der Folge am kräftigsten wirken und nur oder in der Hauptsache nur die verbrauchtesten Gase durch die Einschnürung in den Kamin i gelangen zu lassen.
  • Indem die Gase schräg gegen die Oberfläche geblasen werden, erreicht man auch eine das flüssige Metall mechanisch bewegende Wirkung, die um so kräftiger ist, je geschwinder die Gase aus dem Gebläse h strömen, auch spielt der Bestrahlungswinkel dabei eine Rolle. Man kann so ein Inbewegungsetzen der Flüssigkeit von einer leichten Kräuselung über stärkeren Wellungen bis zu einem Aufwühlen der Flüssigkeitsmassen, gegebenenfalls bis zu dem ja nicht tiefen Grunde erreichen.
  • Wird die Flüssigkeitsmenge in dem Streifengebiet des Auftreffens der Gase aufgewühlt, so erzielt man damit gegebenenfalls in kürzester Zeit kräftige chemische Wirkungen. Dabei liegt die Gewähr, daß die ganze Flüssigkeitsmasse mit den behandelnden Gebläsegasen in unmittelbare Berührung kommen, einmal in der starken Rührwirkung des Aufwühlens und sodann darin begründet, daß durch das aufgewühlte Streifengebiet alle von -der Schmelzkammermündung zum Abstichgebiet gelangenden Metallmassen notwendigerweise hindurch müssen.
  • Eine mechanisch bis zum Aufwühlen des flüssigen Metalls getriebene Wirkung ist aber keineswegs immer nötig, um das höchstmögliche Maß der chemischen Wandlung überhaupt oder in kurzer -Zeit zu erzielen, es genfigt vielmehr in vielen Fällen eine mehr' oder weniger starke Wellung der Flüssigkeitsoberfläche durch den Blasestrom, d. h. ein Vorsichhertreiben der Oberflächenschicht, indem hinter dem Streifen des Auftreffens des Blasestromes (also nach links in Abb. 5) eine gleiches oße Menge flüssigen Metalls, wie der Blasestrom vor sich hertreibt, gleichzeitig aus der Schicht unter der Oberflächenschicht notwendigerweise an die Oberfläche gelangen muß, so daß die ganze Flüssigkeitsmasse eine Bewegung in geschlossener Bahn ausführt, d. h. die Bewegung der Oberflächenschicht von der Auftreffstelle der Gebläse in Richtung auf das Abstichgebiet und die Bewegung der darunter befindlichen Schicht, also längs des Bettgrundes, in entgegengesetzter Richtung. Mithin wird in der Zeit eines Umlaufs nicht nur die Oberflächenschicht, sondern auch die darunter befindliche Grundschicht von den Gasen unmittelbar behandelt. Diese Umlaufbewegung hat übrigens noch die vorteilhafte Wirkung, daß das aus der Schmelzkammer a nachfließende Metall entweder unmittelbar oder mit der unteren Schicht, jedenfalls mit Sicherheit in die Oberflächenschicht gelangt, mithin die unmittelbare Begasung aller Metallteilchen gesichert, d. h. verhütet wird, daß welche unbehandelt in das Abstichgebiet abfließen.
  • Die im Abstichgebiet angesammelte Flüssigkeit nimmt, wenn überhaupt, so doch nur bei sehr heftigem Durchwühlen an der Bewegung teil, denn die vor sich her treibende Wirkung der Gasströmung nimmt von der Auftreffstelle an verhältnismäßig so schnell ab, daß sie bei weniger heftiger Begasung nicht mehr hinreicht, um die Oberflächenschicht bis zum (rechten) Ende der Kammer b in Bewegung zu halten, wozu noch kommt, daß die rückläufige Bewegung in der unteren Schicht die Wirkung hat, die Flüssigkeitsteilchen der oberen Schicht herabzuziehen. Mithin beschränkte sich die in geschlossener Bahn vor sich gehende Bewegung der Oberflächenschicht in Richtung auf das Abstichgebiet und der Grundschicht in umgekehrter Richtung um so mehr auf das Behandlungsgebiet, als der Bewegungsantrieb weniger heftig ist.
  • Aber selbst wenn der Bewegungsantrieb stark genug ist, um auch die Flüssigkeitsmassen des Abstichgebietes daran teilnehmen zu lassen, so werden durch diese Bewegungen doch immer nur bereits unmittelbar begaste Metallmassen in das Abstichgebiet gelangen können, weil nur die bereits begaste Oberflächenschicht zum Abstichgebiet hinläuft.
  • Es ist besonders zu beachten, daß die beschriebene Wirkungsweise, insoweit sie die unmittelbare Begasung aller Flüssigkeitsteilchen, bevor sie in das Abstichgebiet gelangen können, unbedingt sichert, die flache, untiefe Ausbildung des- Behandlungsgebietes des Flüssigkeitsbettes als unumgänglich notwendig voraussetzt, denn ist das Bett tiefer, so wird es in der Stärke der Bewegungsschichten nicht nur zwei Höhenschichten, d. h. eine Oberflächenschicht und eine Grundschicht, sondern auch Zwischenschichten geben. Dann fehlt aber jede Möglichkeit eines Bewegungssystems, welches das Heraufbringen aller Flüssigkeitsteilchen an die begaste Oberfläche sichert. Und ist auch anzunehmen, daß über kurz oder lang wohl alle Teilchen einmal nach oben kommen, so bleibt dies immer nur eine Wahrscheinlichkeit, die zwar mit sehr langer Behandlungszeit zunimmt, jedoch nie zur Sicherheit wird. Mit vergleichsweise tiefen Flüssigkeitsbetten erreicht man mithin auch in langen Behandlungszeiten niemals die an sich möglichen Höchstmaße der chemischen Wandlung, sondern immer nur unter dem Höchstmaß bleibende Durchschnittsmaße, weil nicht unmittelbar behandelte Metallteilchen in die Mischung eingehen.
  • Die wesentliche Bedeutung der flachen, untiefen Ausbildung des Flüssigkeitsbettes der Sammelkammer liegt also darin begründet, daß infolge derselben ein Behandlungsverfahren ermöglicht ist, welches alle Flüssigkeitsteilchen systematisch und in systematischer Folge an die Oberfläche, d. h. zur unmittelbaren Begasung, bringt. Mithin. ist nicht bloß ein unter dem möglichen Höchstmaß bleibendes Durchschnittsmaß der chemischen Wandlung, sondern mit Sicherheit das Höchstmaß selbst erreichbar. Ferner liegt die wesentliche Bedeutung der untiefen Ausbildung noch darin begründet, daß das jeweils gewünschte Maß der chemischen Wandlung, mag es nun das mögliche Höchstmaß oder ein niedereres Maß sein, in der an sich kürzesten Zeit erreichbar ist; eben weil in das Heranführen der Flüssigkeitsteilchen zur unmittelbaren Behandlung ein solches System gebracht ist, welches gewährleistet, daß die Behandlungsteilzeiten der einzelnen Flüssigkeitsteilchen zum mindesten nicht wesentlich voneinander verschieden sein können, mithin jedes Teilchen etwa in gleichem Maß gewandelt wird wie jedes andere Teilchen. Es ist daher sogar möglich, selbst bei minderwertiger Qualität der Einsatzstücke der Schmelzkammer a mit einem Ofen nach der Erfindung unmittelbar guten Stahl zu bereiten, was bisher mit vergleichbar ähnlichen Einrichtungen nicht möglich war. Dabei beachte man auch den Unterschied gegenüber den bisherigen Stahlbereitungsbehältern, daß hier der Transport vom Schmelzofen bis zum Converter o. dgl., indem dieselben in unmittelbarer Verbindung miteinander stehen, fortfällt und die Behandlungskammer b, ohne unrationell zu werden, auch für kleine jeweilige Gußmengen brauchbar ist, trotzdem die Beschickung der Schmelzkammer a, an Menge beliebig groß sein kann. Denn es kommt ja jeweils nur ein Teil der Beschickungsmenge der Schmelzkammer a zur Weiterbehandlung, auch bei' ununterbrochenem Betrieb. Ferner braucht ja bei ein und derselben Sammelkammer b die gleichzeitig behandelte Flüssigkeitsmenge keineswegs immer dieselbe zu sein, vielmehr darf sie in beträchtlichem Maß verschieden sein, indem es jeweilig ein praktisches Höchstmaß an Füllungsmenge der Sammelkammer b geben wird, bei welchem, entsprechend heftige Begasung vorausgesetzt, noch alle Flüssigkeitsteilchen mit Sicherheit zur unmittelbaren Begasung kommen und Fiilltliigsmasse unterhalb des Höchstmaßes eine entsprechend weniger heftige Begasung oder entsprechend kürzere Behandlungszeiten erfordern.
  • Über die Beheizung des Flammofens nach der Erfindung das folgende: Die Ausführungsform nach den Abb. i und a sieht, wie schon oben ausgeführt, Beheizuiig mittels der Kohlenfeuerung e vor. Die Rauchgase könnten am Ende der Schmelzkammer a durch einen Kamin abgezogen werden, wie das von den üblichen Flammöfen her bekannt ist. Statt dessen -%verden sie hier aber durch die Sammelkammer b hindurch zum Kamin i geführt, womit man einmal den besonderen Kamin für die Schmelzkammer a erspart und sodann noch die Überschußwärmen zur Ausnutzung bringen kann. Gegebenenfalls gelingt es sogar, mit den Rauchgasen der Schmelzkammer a in der Sammelkammer b allein auszukommen. Im allgemeinen wird man aber doch eine zusätzliche Beheizung vorsehen müssen, schon um die beiden Kammern nach den verschiedenen Erfordernissen, d. h. jede rationell. beheizen zu können, wenn man dem verschiedenen Wärmebedarf auch schon dadurch einigermaßen Rechnung tragen kann, daß man die Flammgase in der Schmelzkammer a auf eitlen in der Höhe und Breite ausgedehnten Strömungsquerschnitt bringt, in der Sammelkammer'b " aber durch eine 'flache Ouerschnittsform des Strömungsraumes auf der Flüssigkeitsoberfläche flach ausbreitet.
  • Mit den Rauchgasen der Schmelzkammer Q allein gelingt es aber auch nicht ohne weiteres, zum mindesten nicht in genügendem Maße, die Art und das Maß der chemischen Kräfte den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend zu regeln. Man wird bei Ofen, die nicht immer genau denselben Zwecken dienen sollen, eben bald oxydierende, bald reduzierende Kräfte nötig haben und das Maß derselben in den weitesten Grenzen zu regeln in der Lage sein müssen. Dazu braucht man aber nicht unbedingt eine zusätzliche Beheizung der Sammelkammer b, vielmehr wird man in manchen Fällen mit der Wärmezufuhr der Abgase der Schmelzkammer a auskommen und der Sammelkammer b nur Behandlungsgase jeweiliger chemischer Art etwa durch das Gebläseh zuzuführen brauchen. Zumeist wird man allerdings gut tun, zusätzlich brennbare Gase durch das Gebläse la zuzuführen und im übrigen durch das Maß der gleichzeitig zugeführten Luft o. dgl. die Art und das Maß der chemischen Kräfte der sich einstellenden Gasmischung zu regeln. Indem man durch das Gebläse h auch brennbare Gase zuführt, ergibt sich zudem die Möglichkeit, zu Beginn des Betriebes insbesondere den Boden des Flüssigkeitsbettes in der intensivsten Weise vorzubeheizen, so daß schon gleich mit dem Eintritt des geschmolzenen Metalls dieses auf das kräftigste weiterbehandelt wird.
  • Die Ausführungsform nach den Abb.3 und ¢ (die Abb. 5 gehört auch zu dieser Ausführungsform) unterscheidet sich von der Ausführungsform nach den Abb. i und a allein darin, daß die Schmelzkammer a statt mit einer Kohlenfeuerung gleichfalls mit einer Gasfeuerung -- man denke beispielsweise an Ölfeuerung (wie in der Sammelkaminer b) - beheizt wird. Diese Beheizungsart bietet den Vorteil, die Beheizung der Schmelzkammer a in einem viel weiteren Maße und viel bequemer zu regeln. Man ist daher in der Lage, die Abschmelzmenge in der Zeiteinheit je nach der jeweils gewünschten gleichzeitigen Abstichmenge und je nach der Länge der den jeweiligen Betriebsbedürfnissen angepaßten Abstichpausen zu regeln. Auch gibt die Gasfeuerung die Möglichkeit, die Art und das Maß der chemischen Eigenschaften der Abgase der Schmelzkammer a innerhalb viel weiterer Grenzen und bequemer, als die Kohlenfeuerung zuläßt, zu regeln.
  • Gegebenenfalls kann es Vorteile bieten, statt der hier dargestellten die umgekehrte Strömungsrichtung der Feuerungsgase vorzusehen, indem eine Feuerung, etwa die Kohlenfeuerung e, am 'Absuchende der- Sammelkammer b, und der Kamin i an dem der Schmelzkammer d angeordnet ist, wobei gegebenenfalls die zusätzliche Begasungseinrichtung, das Gebläse h in der Sammellzammer b sich gegenüber der Mündung der ' Schmelzkammer a befindet, derart, daß die Zusatzgase, nachdem sie -die Flüssigkeitsoberfläche überstrichen haben, mit ihrer Strömungsrichtung in die Schmelzkammer p zielen und dort den Kamin erreichen. In der Haupt-. sache besteht der Unterschied gegenüber den beschriebenen Ausführungsformen darin, daß alle Feuerungsgase zunächst die Sammelkammer b beheizen, die im allgemeinen ja auch die höheren Temperaturen beansprucht, und lediglich die Überschußwärmen als Schmelzwärmen ausgenützt werden, wozu sie gegebenenfalls auch völlig hinreichen.
  • Man beachte doch die bei den dargestellten Öfen gewählte Anordnung der Sammelkamnier b zur Schmelzkammer a hinsichtlich der Strömungsrichtungen in ihnen im Winkel zueinander. Damit erzielt man auf einfache Weise und bei sehr guter Zugänglichkeit aller Teile eine günstige Saugewirkung der einen auf die andere Kammer, also auch einen guten, sowie auch - durch die Regelung der Saugewirkung - regelbaren Zug in der benachbarten Kammer. Bei gleicher Strömungsrichtung in den beiden Kammern läßt sich eine gute Saugewdrkung beispielsweise dann erreichen, wenn die Gebläse h oberhalb der Mündung .der Schmelzkammer a in die Sammelkammer b angeordnet werden.
  • Die Erfindung schlägt weiter vor, gegebenenfalls zwei Schmelzkammern a zu einer beiden Schmelzkammern gemeinsamen Samniell,iammer b vorzusehen. Solche Einrichtungen bieten den Vorteil, Einsatzstücke nach verschiedenen Größen, nach verschiedenen Beschickungsmengen, oder nach verschiedener stofflicher Natur und in verschiedenen Schmelzmengen je nach dem Maß der zugeführten Schmelzwärmen getrennt schmelzen und gemeinsam weiterbehandeln zu können. Dabei können die schon beschriebenen verschiedenen Beheizungsarten alle auch hier in Betracht kommen.
  • Die Erfindung kann dann schließlich noch darin bestehen, je zu einer Schmelzkammer a mehrere Sammelkammern b vorzusehen, um die Schmelzmassen nach getrennten Teilen etwa chemisch verschieden weiterbehandeln zu können.
  • Außer der Weiterbehandlung durch Begasung bieten die Ofen nach der Erfindung noch die Möglichkeit, den geschmolzenen Massen in der Sammelkammer b beliebige Zusätze, etwa durch die Türen v oder o, zuzuführen. Die Beschickung der Schmelzkammer a erfolge außer durch die seitliche, auch während des Betriebes zur Nachbeschickung ohne Behinderung benutzbare Einsatztüre g noch durch Schächte p. Die letzteren mögen insbesondere dazu dienen, kleine Einsatzstücke zuzuführen. Dabei ist es zweckmäßig, die Füllung durch die Schächte p so vorzunehmen, daß sich in der Schmelzkammer a Türme von kleinen Einsatzstücken, etwa bis in die Schächte hinein, bilden, um welche Türme die Flamin- oder Rauchgase herumstreichen. Verteilt man so benutzte Schächte in der Strömungsrichtung mehrreihig und von Reihe zu- Reihe gegeneinander verschoben, so erreicht man damit eine solche Verteilung der Türine, daß sich insbesondere den längs der Decke entlangstreichenden heißesten Gasen besonders große Oberflächen von Einsatzstücken bieten und die Flammgaswege schlangenförmig, d. h. verlängert werden.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Flammofen zum Schmelzen von Metallen, insbesondere von Eisen, mit einer Schmelzkammer und einer anschließenden, das geschmolzene Metall zur Weiterbehandlung und zur Entnahme aufnehmenden Sammelkammer, dadurch gekennzeichnet, daß der dem geschmolzenen Metall als Flüssigkeitsbett dienende Sohlenraum des gewünschtenfalls gemeinsam mit dem Schmelzraum beheizten, oder mit einer besonderen oder zusätzlichen Vorrichtung beheizten Sammelraumes bei großer den Gasen sich darbietender Oberfläche flach und untief ausgebildet ist, wobei zweckmäßig Vorrichtungen vorgesehen sind, um die Flüssigkeitsoberfläche mit den Behandlungsgasen zu überblasen.
  2. 2. Flammofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstich des Metalls an einer von der Schmelzkammermündung entfernten, zweckmäßig gegenüberliegenden Stelle der Sammelkammer liegt, während das Bettgebiet für die Weiterbehandlung des Metalls durch Begasung zwischen der Schmelzkammermündung und dein Abstichgebiet angeordnet ist, so daß das geschmolzene Metall nur durch das Behandlungsgebiet hindurch in das Abstichgebiet gelangen kann.
  3. 3. Flammofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bettgebiet mit dem Metallabstich zwecks Großhaltung des Fassungsvermögens tiefer ausgebildet ist als das übrige Bett.
  4. 4. Flammofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Überblasen der Oberfläche der Flüssigkeit schräg nach unten und nach dem Abstichgebiet hin gerichtet ist, wobei in letzterem ein Überlauf für die Schlacke oder eine Abstichv orrichtung für dieselbe vorgesehen ist.
  5. 5. Flammofen, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum zugleich Kaminzugang für den Schmelzraum ist, wobei gegebenenfalls die im Sammelraum vorgesehenen Blasevorrichtungen und die Schmelzraummündung so zueinander angeordnet sind, daß die ersteren auf die letztere eine Saugwirkung ausüben.
  6. 6. Flammofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern räumlich so zueinander angeordnet sind, daß die Strömungsrichtungen der Gase in den beiden Kammern im Winkel zueinander verlaufen.
  7. 7. Flammofen, insbesondere nach Anspruch 4. oder nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckeninnenfläche der Sammelkammer in Richtung der Gasströmung bis zu einem geringsten Durchgangsquerschnitt abwärts gezogen ist und sich hinter der Stelle des geringsten Durchgangsquerschnittes unten das Abstichende des Flüssigkeitsbettes und über demselben die Kaminzutrittsöffnung befindet. B. Flammofen nach Anspruch i, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zu der in Einzahl vorhandenen Schmelzkammer mehrere Sammelkammern vorhanden sind. g. Flammofen nach Anspruch i, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu der in Einzahl vorhandenen Sammelkammer mehrere Schmelzkammern vorgesehen sind.
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