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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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An Hand der Ausführungsformen nach den Abb. r, 2 und 5 sei die Erfindung
zunächst in ihren Hauptzügen beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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?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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.