Schmelzofen mit Kohlenstaubfeuerung Die meisten der bekannten Schmelzöfen
mit Kohlenstaubfeuerungen arbeiten mit sogenannten Zündkammern, die vor die Ofen
geschaltet sind. Man nahm bisher an, daß diese Kammern zur Erzielung einer guten
Verbrennung im eigentlichen Schmelzraum unbedingt erforderlich-sind. Es sind nun
auch zylindrische Schmelzöfen bekannt geworden, die während des Schmelzens um die
Längsachse gedreht werden und bei welchen die Verbrennung des Kohlenstaubes direkt
im Schmelzraum erfolgt. Bei diesen Ofen, die verhältnismäßig groß sind, wird der
Kohlenstaub in der Längsachse an einer Stirnwandseite eingeblasen, und die Flammenachse
behält während des ganzen Schmelzprozesses die gleiche Richtung ein. Demgegenüber
stellt die Ausführungsform des vorliegenden Ofens etwas ganz anderes dar. Die Flamme
bewegt sich schraubenförmig durch den zylindrischen, um seine Querachse drehbaren
Ofen, nachdem der Brennstoff vorher in neuartiger Weise für die Verbrennung vorbereitet
ist. Die schraubenförmige Fortbewegung der Flamme durch den Schmelzofen ist an sich
zwar bekannt, neu ist aber der Gedanke, diese Art der Flammenführung mit einer besonderen
Brennerkonstruktion derart zu vereinigen, daß es möglich wird, auch sehr kleine
Schmelzöfen, z. B. solche von z m Herdlänge und o;5 m Durchmesser mit Kohlenstaubfeuerung
wirtschaftlich zu beheizen.
Die Ofenkonstruktion ist durch die Zeichnung dargestellt. Es zeigen
Abb. T eine Seitenansicht, Abb. 2 die vordere Stirnseite und die Abb. 3, 4, 5 die
genaue Lage des Brenners. Die Trommel x des Schmelzofens ist mittels der Zapfen
14 in den Lagern 2 derart gelagert, daß ihre Längsachse beliebig gegen die Wagerechte
geneigt werden kann. Die Verbrennungsluft wird durch die Leitung 3 dem Ofen zugeleitet,
durchströmt den Luftvorwärmer 4 und gelangt von dort durch die Leitung 5 in den
Brennerkopf 6. Von hier aus strömt sie durch die Luftausströmdüse 7 und den Ringkanal
=7 (s. Abb. 6) in den kleinen Mischraum 8, der mit feuerfestem Material ausgekleidet
ist. Vor der Luftausströmdüse befindet sich, senkrecht von oben kommend, das Ende
des Kohlenstaubzuführungsrohres g. Durch die aus der Düse 7 unter einem Druck von
etwa 400-50o mm Wassersäule ausströmende Verbrennungsluft wird in dem Rohr 9 ein
starker Saugzug hervorgerufen. Der Kohlenstaub wird dem Rohr g vom Bunker mittels
Ventilatorluft durch einen biegsamen Schlauch als Emulsion zugeleitet. Da das Kohlenstaubluftgemisch
vom Bunker her gedrückt und von der Ausströmöffnung 9 her stark angesaugt wird,
entsteht eine hohe Windgeschwindigkeit im Kohlenstaubzuführungsrohr bei starkem
Druckabfall nach der Ausströmöffnung hin. Der aus der Düse 7 ausströmenden Verbrennungsluft
wird nun einerseits schon rein mechanisch durch das Ende des Rohres 9 ein Widerstand
entgegengesetzt, wodurch ihre Geschwindigkeit vermindert wird; andererseits muß
sie Arbeit leisten, indem sie den Saugzug in dem Rohr 9 erzeugt. Hierdurch wird
ihre Geschwindigkeit weiter verringert. Ferner tritt noch eine Verminderung der
Geschwindigkeit
durch Vermischung mit dem kalten Kohlenstaubluftgemisch
ein. Von besonderer Wichtigkeit ist der Ringkanal 17; er führt ebenfalls größere
Mengen von Verbrennungsluft dem Mischraum 8 zu. Da der Querschnitt, aus dem die
Luft aus dem Kanal 17 in den Mischraum 8 fließt, groß ist und die Ausströmöffnung
dieses Kanals gegen die Ausströmöffnung der Düse 7 zurückliegt, findet in dem aus
17 kommenden Luftstrom beim Eintritt in den Mischraum 8 früher ein Druckabfall statt
als in dem aus 7 fließenden Luftstrom. Die Folge davon ist, daß der aus 17 kommende
Luftstrom gegen den aus 7 strömenden zurückbleibt. Der scharfe, aus 7 austretende
Luftstrahl wird durch das Ende des Rohres 9 gebrochen und strebt bei Bildung der
Flamme fächerartig auseinander. Dabei kommt er bzw. die sich bildende Flamme in
den mit geringerer Geschwindigkeit neben ihm aus dem Ringkanal 17 fließenden Luftstrom;
dieser bringt zur Erbitzung des Mischraumes einen Teil des Brennstoffs zum Verbrennen
und schiebt dann die Flamme so langsam an der gegenüberliegenden Wand entlang, daß
sie in Rotation kommen kann. Direkt hinter der Ausströmöffnung des Rohres 9 bildet
sich die Flamme. Dadurch wird die durch die Mischung mit der heißen Luft schon begonnene
Vergasung des: Kohlenstaubes gefördert. Eine vollständige Verbrennung kann an dieser
Stelle noch nicht eintreten, sondern nur eine teilweise Verbrennung, weil die Windgeschwindigkeit
dafür in dem engen Mischraum immer noch viel zu hoch ist. Diese teilweise Verbrennung
ist erforderlich, um eine gute Vergasung der Hauptmenge zu erreichen. Die richtige
Stellung der Düse 7 zum Rohrende 9 sowie der Mischvorgang zwischen Kohlenstaub und
Sekundärluft kann dauernd durch ein Schauglas xo beobachtet werden. Nach dem Austritt
aus dem Mischraum beginnt die Flamme ihren schraubenförmigen Gang durch den Ofen.
Auf diesem Wege reibt sie sich dauernd an den immer mehr sich erhitzenden Ofenwänden,
wobei etwa noch nicht vergaste Kohleteilchen entgast und dann in den starken Flammenwirbeln
des Ofens vollständig verbrannt werden. Die Abgase verlassen den Ofen durch die
Öffnung zz. Das Schmelzgut wird durch die Beschickungsöffnung 12 in den Ofen gebracht,
das flüssige Metall durch die Abstichöffnung 13 in die Gießpfanne abgelassen. Mittels
eines Drehwerkes kann der Ofen um seinen Achszäpfen 14 nach beiden Richtungen während
des Betriebes gekippt und dadurch die Flammenachse gegen die Wagerechte gedreht
werden.