-
Abstichvorrichtung für Schmelzöfen Die Erfindung bezieht sich auf
eine verbesserte Abstichvorrichtung für Schmelzöfen.
-
Gemäß der Erfindung erhält der Schmelzofen an der Stelle, an der er
abgestochen. werden soll, eine Öffnung, für deren Verschluß ein zweiteiliger Stopfen
vorgesehen ist. Der eine Teil bildet das Ende des Stopfens und paßt im wesentlichen
in die Abstichöfiüung hinein. Der andere Teil ist so eingerichtet, daß man einen
Umlauf von Kühlflüssigkeit durch ihn hindurch oder um ihn herum aufrechterhalten
kann.
-
Die beiden Teile des Stopfens werden entweder in dichter Berührung
gehalten, oder sie sind mittels lösbarer Verbindung, z. B!. einer Lötverbindung,
derart vereinigt, daß. ein ausreichend guter Wärmeleitungsübergang gebildet und
dadurch der volle Teil des Stopfens so lange am Schmelzen gehindert wird, wie der
Kühlmittelumlauf mit Bezug auf den anderen Teil aufrechterhalten wird. Wenn sich
der Stopfen in der Abstichöffnung befindet, wird der volle Teil, da er gekühlt wird,
ein Durchdringen von Metall um den Stopfen herum verhindern, denn das geschmolzene
Metall erstarrt unmittelbar um das Stopfenende herum innerhalb der Ofenwand. Wenn
man den Ofen zu entleeren wünscht, wird der Umlauf von Kühlflüssigkeit durch den
Stopfen oder um den Stopfen herum unterbrochen und der durch die Flüssigkeit gekühlte
Teil des Stopfens von dem anderen Teil abgenommen. Falls die beiden Teile miteinander
verlötet sind, wird die Verbindung schmelzen, wenn der Kühhnittelumlauf aufgehört
hat. Nach einer gewissen Zeitdauer, die von der Größe und dem Baustoff des vollen
Teiles abhängt, wird dieser Teil durch das über ihm befindliche geschmolzene Material
zum Schmelzen gebracht werden, und der Ofen entleert sich. Nach Entleerung des Ofens
kann der. flüssigkeitsgekühlte Stopfenteil mit einem frischen vollen Teil versehen
und von außerhalb des Ofens in die Abstichöffnung eingesetzt werden. Der Ofen ist
sodanü für eine neue Beschickung bereit.
-
Der flüssigkeitsgekühlte Stopfenteil bildet ein Mittel,. um den von
ihm gekühlten anderen Teil in die Abstichöffnung einsetzen zu können. In manchen
Fällen braucht man den ersteren Teil nicht mit dem vollen Stopfenteil zu verbinden.
-
Zur Erläuterung der Erfindung dient das in der Zeichnung dargestellte
Ausführungsbeispiel.
Die Zeichnung zeigt einen etwas schematischen
senkrechten Schnitt durch den Boden eines Schmelzofens mit einer Abstichöffnung
und einem Abstichstopfen gemäß der Erfindung.
-
Der Herd i besteht aus einem beliebigen feuerfesten Baustoff. Der
außerhalb des Futters liegende Bodenteil z kann aus feuerfestem Mauerwerk oder Sand
oder sonstigen für den Schmelzofen verwendeten Stoffen hestehen. Die äußere Umkleidung
3 kann aus Metallplatten oder Metallbändern hergestellt sein. In dem Futter und
Bodenmauerwerk des Ofens befindet sich eine verhältnismäßig große Öffnung q.. Innerhalb
der Öffnung sitzt ein als Mundstück zu bezeichnender Teil 5,
der zweckmäßig
aus Feuerton hergestellt ist und nach der Darstellung von der @Umkleidung 3 gehalten
wird. Das Mundstück hat eine sich verjüngende Öffnung, die den Abstichstopfen und
eine Füllung 6 aufnimmt. Letztere kann aus Ganister oder Kieselsäure oder einem
sonstigen zweckentsprechenden Stoff bestehen. Der zweiteilige Stopfen hat einen
vollen Teil 7 zum Verschluß des inneren Teiles 8 der Abstichöffnung. Der Baustoff
dieses Stopfenteiles ist vorteilhaft der gleiche wie das zu schmelzende Metall.
Der zweite hohle Stopfenteil 9 kann aus Kupfer bestehen. In dem dargestellten Beispiel
ist der hohle Teil 9 mit dem vollen Teil durch eine Lötverbindung io vereinigt und
hat ferner ein inneres Rohr i i in solcher Anordnung, daß in bekannter Weise ein
Umlauf von Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, aufrechterhalten werden kann. Hierzu ist
eine nähere Erläuterung nicht erforderlich. Das innere Ende der Abstichöffnung 8
kann, wie dargestellt, erweitert werden, um der geschmolzenen Beschickung während
der Entleerung des Ofens einen bequemen Ablaufweg darzubieten. Der gesamte Ofen
steht auf Füßen oder wird in einem Rahmengestell getragen, wodurch er einen passenden
Abstand vom Hüttenflur bekommt. Es bleibt daher unter dem Ofenboden genügend Raum,
um die Arbeiten mit dem Stopfen ausführen und ferner um einen Behälter oder eine
Rinne anbringen zu können, in die man die geschmolzene Beschickung bei Entleerung
des Ofens ausfließen läßt.
-
Um den Ofen betriebsfertig zu machen, wird der zweiteilige Stopfen
in die sich verjüngende Öffnung des Mundstückes eingesetzt und um den Stopfen herum
Ganister, Kieselsäure oder sonstiges Material 6 festgestampft, um den Stopfen festzuhalten.
Gegebenenfalls kann der Stopfen von unten mittels; Bolzen von einem geeigneten Querstück
oder Bügel in seiner Lage gehalten werden. Im allgemeinen braucht der Stopfen aber
nur während der Beschickung des Ofens in seiner Lage gestützt zu werden; denn infolge
der verhältnismäßig kleinen Stopfenfläche wird die Belastung, die den Stopfen aus
der öffnung herauszutreiben sucht, nur gering sein, bevor der untere Teil der Beschickung
zum Schmelzen kommt. Nach Beschickung des Ofens mit dem Schmelzgut wird durch den
unteren Teil 9 des Stopfens von irgendeiner geeigneten Zufuhrquelle aus Kühlwasser
in Umlauf gesetzt. Auf Grund der guten Wärmeleitung zwischen dem unteren Stopfenteil
und dem vollen Teil 7 wird der volle Teil kühl gihalten, selbst nachdem die Ofenbeschickung
schmelzflüssig geworden ist. Gewöhnlich wird man finden, daß, wenn die Beschickung
schmilzt und nach abwärts in den Teil der Öffnung ummittelbar um den vollen Stopfenteil
7 herumfließt, sie infolge der Kühlwirkung dieses vollen Teiles erstarrt und dadurch
einen Pflock bildet, der die öffnung 8 wirksam verschließt.
-
Wenn der Ofen abgestochen werden soll, unterbricht man den Wasserumlauf.
Nunmehr wird die Wärme der geschmolzenen Beschickung durch den vollen Stopfenteil
7 hindurch auf die Verbindung io übertragen, so daß das Lötmittel schmilzt. Infolgedessen
kann der hohle Stopfenteilg abgenommen werden. Nach einer gewissen Zeit wird der
volle Teil 7 und der ihn umgebende Pflock von erstarrtem Metall durch die Wärme
der Beschickung geschmolzen werden, und der Ofen wird sich durch die Öffnung 8 entleeren.
Der volle Stopfenteil wird von der B-eschikkung aufgenommen und geschmolzen.
-
Während der Ofenentleerung geschieht es im allgemeinen, daß ein Teil
der Ausfütterung 6 der Mundstücköffnung von dem Strom des geschmolzenen Metalls
mit fortgeführt wird. Immerhin wird das Mundstück verschiedene Schmelzungen überdauern.
Es kann aber natürlich jederzeit ersetzt werden, besonders bei Neuausfütterung des
Ofens. Der untere hohle Teil 9 des Stopfens kann von neuem benutzt werden, indem
man ihn mit einem frischen Vollteil ? versieht. Der Stopfen -wird wieder eingesetzt,
wenn der Ofen für eine neue Beschickung zurechtgemacht wird.
-
In manchen Fällen kann man von der Verlötung der Fuge io absehen,
wenn. ein genügend guter Wärmeleitungskontakt zwischen den beiden Teilen des Stopfens
besteht, um eine wirksame Kühlung des Vollteiles 7 stattfinden zu lassen.
-
Anstatt eine Kühlflüssigkeit durch den unteren Stopfenteil zu leiten,
kann es in manchen Fällen ausreichen, Luft oder ein anderes Kühlgas durch diesen
Teil zu führen. Die Geschwindigkeit des Umlaufes durch den
Stopfen
hängt natürlich von dem erforderlichen Kühlungsgrad ab. In einigen Fällen kann man
den zu kühlenden Stopfenteil eine erhebliche Strecke unterhalb des Ofens vorragen
lassen und ihn mit Rippen ausstatten, um eine ausgedehnte Kühlfläche zu schaffen,
gegen die gewünschtenfalls ein Strom von liühlluft oder -gas gerichtet werden kann.
-
In allen Fällen ist es wünschenswert, daß bei Festsetzung der Zeit
eines Abstiches des Ofens ein schneller Temperaturwechsel in dem Stopfen nach Abstellung
der Kühlung stattfindet, um den gekühlten Stopfenteil abnehmen und den Ofen mit
möglichst geringem Zeitverlust entleeren zu können. Bei dem Bau des Stopfens sind
daher die folgenden Punkte zu beachten: Die etwa verwendete Lötverbindung darf nicht
schmelzen, solange die Kühlung stattfindet. Die Kühlung muß daher imstande sein,
mit beträchtlicher Gescln#.-indiglzeit Wärme fortzuführen, d. h. die Kühlung muß
außerordentlich wirksam sein. Auch darf der innere Stopfenteil nicht zu lang sein,
denn sonst würde bei Unterbrechung der Kühlung die Zeit, die der Stopfen zum Schmelzen
braucht, bevor die Entleerung stattfinden kann, übermäßig groß sein, und ein starker
Zeitverlust würde die Folge sein. Es ist daher klar, daß die Geschwindigkeit, mit
welcher durch das Kühlsystem Energie abgenommen wird, sehr wichtig ist. Besonders
im Hinblick auf die verfügbare, verhältnismäßig kleine Stopfenfläche, die von der
Kühlflüssigkeit bestrichen werden kann, muß man eine sehr wirksame Kühlung anwenden.
-
Die Erfindung eignet sich sehr gut zur Verwendung für elektrische
Öfen, besonders für Induktionsöfen. In solchen Fällen kann der Stopfen vorteilhaft
mit der Erde verbunden werden, um die Beschickung zu erden.