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Rotierender Ofen zum Schmelzen von Eisen und Metallen mit schrägliegender
Dreh- und Ofenachse Rotierende Öfen zum Schmelzen von Eisen und Metallen ohne besondere
Zünd-oder Brennkammer, d. h. solche, bei denen die Zündung im Schmelzraum selbst
stattfindet, müssen naturgemäß eine größere Länge haben, als solche mit einer besonderen
Brennkammer ausgerüsteten. Außerdem bedingen Öfen ersterer Art eine verhältnismäßig
kleine Öffnung an der Brennerseite entsprechend dem Brennerdurchmesser. Die Abgasöffnung
der Öfen muß ebenfalls in kleinen Grenzen gehalten werden, weil erfahrungsgemäß
ein gewisser Überdruck in dem Brennraum des Ofens vorhanden sein muß. Diese drei
Umstände, Lärige des Ofens und kleine Öffnungen an der Brenner- und Ab-@=asseite,
machen die Frage der Beschickung außerordentlich schwierig, wenn man nicht seine
Zuflucht zur Beschickung durch den Ofenmantel nehmen will. Diese Lösung ist für
Dauerbetrieb nicht wirtschaftlich, weil. das öffnen und Verschließen einer derartigen
Beschickungsöffnung viel zu lange dauert und zuv iel kostet. Bis jetzt ist die Frage
der Beschickung erst so gelöst worden, daß man sie durch die Abgasöffnung vornahm
und zu diesem Zweck einen besonderen, feuerfest ausgemauerten Verengungsring anwendete,
der bei jeder Beschickung gelöst und wieder angebracht werden mußte. Dann wurde
der Ofen in seiner Längsachse auf .l; bis 5o° geneigt und das Schmelzgut eingeschüttet.
Daraus ergab sich zunächst die vorgenannte Schwierigkeit, daß das Verengungsstück
jedesmal gelöst und wieder angebracht werden mußte, dann aber auch, daß besonders
die schweren und etwas runden Stücke des Eiseneinsatzes durch den Ofen bis vor den
Brenner rollten in den Raum, der eigentlich als Zündraum angesprochen werden muß.
Die Folge davon war, daß die Zündung sehr unvollkommen erfolgte, solange die vor
dem Brenner liegenden Stücke nicht auf eine entsprechende Temperatur gebracht waren,
was zu den größten Cbelständen und zu einer großen Verschwendung von Brennmaterial
führte.
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Darauf ist man zu der umgekehrten Lösung übergegangen und hat die
Beschickung ebenfalls bei geneigter Stellung des Ofens durch die Brenneröffnung
vorgenommen. Zu diesem Zweck wurde der Brenner in waagerechter Richtung verschiebbar
angeordnet und die Ofenöffnung an der Brennerseite so groß gemacht, wie es eben
möglich war. ,Ntan ist dabei bis zu 5oo mm Durchmesser gekommen. Aber auch bei dieser
Öffnung machte die Beschickung große Schwierigkeiten, weil sich kompakte, rundliche
Stücke des Schmelzgutes und ganz zackige Trichterstücke beim Einschütten ganz verschieden
verhalten. Besonders die sperrigen und zackigen Stücke drücken sich in das heiße
Futter ein und häuten sich vor der Brenneröffnung
auf. Das Nachhelfen
und Vorwärtsschieben mit Stangen usw. ist sehr schwierig, weil bei der.geneigten
Lage des Ofens die ganze Hitze von der voraufgegangenen Schmelzung, die noch in
dem Ofenfutter ist, nach oben hin ausstrahlt. Der aufgerichtete Ofen wirkt wie ein
Kamin.
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Als das allergrößte Übel muß aber bezeichnet werden, daß durch (las
Rutschen des kalten Schmelzgutes durch den Ofen über das oft noch weißglühende Futter
das letztere außerordentlich beschädigt wird. Schon bei den senkrechten Kupolöfen
wird ein sehr großer Teil des Verschleißes vom Ofenfutter durch die mechanischen
Zerstörungen bei dem Abwärtsgleiten des Schmelzgutes verursacht. Bei diesen Öfen
ist aber die Reibung viel geringer als bei den schrägliegenden, und außerdem wird
das Abkratzen der Wände durch die eckigen Eisenstücke vermindert durch die dazwischenliegenden,
etwas mehr rundlichen Koksstücke.
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Nach den bisherigen Erfahrungen mit den rotierenden Schmelzöfen ist
nun einwandfrei festgestellt, daß die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens in hohem
Maße von der Haltbarkeit des Ofenfutters abhängt.
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Endlich ist noch zu berücksichtigen, daß eine bestmögliche Verbrennung
nur in einem für die Flammenbildung entsprechend ausgestalteten Brennraum herbeigeführt
werden kann. Wenn der Zünd- und Brennraum von den Zufälligkeiten beim Einbringen
des Schmelzgutes abhängt, so muß die Wirtschaftlichkeit der Verbrennung darunter
leiden.
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Gemäß der Erfindung «erden alle diese Übelstände dadurch beseitigt,
daß bei dem rotierenden Ofen mit schrägliegender Dreh-und Ofenachse die am oberen
Achsenende liegende Brenneröffnung gleichzeitig als Beschickungsöffnung dient und
die Abgasöffnung am unteren Achsenende liegt. Auf diese Weise wird für die Brdnneröffnung
eine verhältnismäßig weite Öffnung ausführbar, durch die hindurch eine Chargiermulde
zum Beschicken des Ofens eingefahren werden kann. Zur Beschickung des Ofens ist
es nicht mehr erforderlich, den Ofen anzukippen und das Schmelzgut einzuschütten.
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Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß die an sich
bekannte, mit der Brenneröffnung vorgeschaltete, lösbare Brennkammer nach oben abnehmbar
ist. Diese Art der Abnahme der Brennkammer ist bei dem schrägliegenden Ofen besonders
vorteilhaft, da sie reibungslos erfolgen kann.
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Weiter ist noch von wesentlicher Bedeutung, daß die Brennerkammer
durch gelenkige Verbindung mit dem Brenner mit dem Schmelzofen selbst drehbar angeordnet
werden kann. Auf diese Weise entfallen die sonst zwischen Ofenstirnwand und Trennkammer
auftretenden Dichtungsschwierigkeiten.
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Endlich weist der neue Schmelzofen noch das Merkmal auf, daß die Brennkammer
mit dem Brenner und die Beschickungsvorrichtung gemeinsam verfahrbar angeordnet
sind. Auf diese Weise wird ein besonders schnelles Beschicken des Ofens ermöglicht.
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Es sind zwar Drehrohröfen zur Reduktion von Erzen mit schrägliegender
Dreh- und Ofenachse bekannt geworden; die Schräglage ist aber bei diesen Öfen notwendig,
um die Erze im Ofen weiterzubewegen. Abgesehen davon ist bei einem der bekannten
Reduktionsöfen der Brenner am unteren Ofenende angeordnet. Es werden also Erze und
Heizgase im Gegenstrom geführt, während bei dem neuen Ofen Schmelzgut und Heizgase
im Gleichstrom geführt werden. Bei dem bekannten Ofen ist ferner die obenliegende
Abgasöffnung sehr groß ausgeführt, damit die Erzkohlemischung leicht in den Ofen
eingesetzt werden kann, während im Gegensatz dazu die untenliegende Abgasöffnung
des neuen Ofens klein ausgeführt ist, um im Ofen den notwendigen Rückstau zu erhalten.
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Bei einem weiteren Reduktionsofen sind Dreh- und Ofenachse schrägliegend
angeordnet, und es erfolgt die Einführung von Heizmitteln und Gut am oberen Ofenende.
Der sehr 'schräg gelagerte Reduktionsofen kommt zum Schmelzen von Erzen und Metallen
überhaupt nicht in Frage, da sich in dem Ofen gar kein Metallbad bilden kann. Der
bekannte Ofen ist vielmehr lediglich als rotierender Reduktionsraum anzusprechen,
in dem die Stoffe in feiner Verteilung durch das verbrannte Gas in der Schwebe gehalten
werden. Eine Trennung der verschiedenen Stoffe erfolgt bei dem bekannten Ofen erst
in besonderen, nachgeschalteten Kammern.
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In der Zeichnung ist ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Ofen beispielsweise
im Längsschnitt veranschaulicht. Es zeigen Abb. i den Ofen in Betriebsstellung,
Abb.2 in Beschickungsstellung.
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Abb. i stellt die Ofenanlage während des Schmelzens dar. Der Ofen
A rotiert auf den Rollen B und C, die von dem Triebwerk D
wahlweise
schnell oller langsam angetrieben werden und den Ofen mitnehmen. Der Ofen ist so
bemessen. daß er die gewünschte Schmelzmenge faßt, und mit dem für das jeweilige
Schmelzgut bestgeeigneten Futter. E versehen. An dem Brenner F ist die Brennkammer
G gelenkartig so befestigt, daß sie nach Anlehnung an den Ofen auf der Fläche
H, 1 mitumlaufen kann. In der Brennkammer
bildet
sich die Flamme; sie muß also ie nach dem Brennstoff länger oder kürzer, weiter
oder enger sein und mit einem hochfeuerfesten Futter ausgekleidet werden, welches
aber weder gegen auffallendes oder rutschendes Schmelzgut, noch gegen die Schlacke
widerstandsfähig zu sein braucht. Durch den von der Beschickung ganz unabhängigen
Raum zur Flammenbildung wird die bestmögliche Verbrennung gewährleistet.
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Wenn, wie in der Zeichnung vorgesehen ist, der Brenner mit der Brennkammer
senkrecht nach oben vom Ofen abgehoben wird, so schieben sich die Teile des Brennstoffzuführungsrohres
h teleskopartig ineinander. Brenner. Brennkammer und die Beschickungsmulde L sind
als auf einem Fahrstuhl M, :4 ', O. P montiert gezeichnet. Wenn dieser Fahrstuhl
hochgeht. wird die große Ofenöffnung Q, R frei, und die Beschickungsmulde kommt
voi die Öffnung und kann eingefahren werden.
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Abb_ 2 zeigt die Anlage während der Beschickung. Die Beschickungsmulde
L ist noch im Ofen. hat das Material durch Umkehrung mittels des Rades S ausgeschüttet
und wird nun leer mit dem auf den Schienen T mittels der Räder (.', 1' laufenden
Wagen wieder aus dem Ofen gefahren. Dann wird der Fahrstuhl gesenkt. und das Schmelzen
beginnt wieder.