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Verfahren zur Ausführung von metallurgischen Schmelzprozessen Bei
der Durchführung metallurgischer Schmelzverfahren bietet es große Schwierigkeiten,
die Wirkungen der Feuergase und der Ofenatmosphäre auf das Schmelzbad auszuschalten.
Diese Wirkungen können teils oxydierender, teils reduzierender Natur sein. Je nach
ihrer Stärke und ihrer Art können sie die Güte des zu schmelzenden Materials in
jeder Beziehung in ungünstigster Weise beeinflussen. Es wird nur hingewiesen auf
das Einschmelzen von Metallen und Legierungen für bestimmte Legierungszwecke.
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Handelt es sich z.B. um die Ausführung derartiger Schmelzverfahren,
so hat man bisher versucht, die Einwirkungen der Feuergase oder der Ofenatmosphäre
dadurch aufzuheben, daß man dem Schmelzbad Zusätze oxydierender oder reduzierender
Wirkung gab. So gibt man nach einem bekannten Verfahren dem Schmelzbad Zusätze von
Kupferoxyd, Zinkoxyd und ähnlichen Stoffen zur Hervorrufung einer Oxydation oder
Kohlenstaub zum Zwecke der Reduktion, während nach einem anderen bekannten Verfahren
kupfer- und zinkhaltige Sodaschlacke auf der einen Seite und Holzkohle andererseits
für die gleichen Zwecke zur Verwendung kommen. Bei dem letztgenannten Verfahren
schützt die Sodaschlacke, da ihr Schmelzpunkt niedriger liegt als der Schmelzpunkt
des zu schmelzenden Materials und auf diesem schwimmt, das Schmelzbad vor den Einwirkungen
der Flamme bzw. der Ofenatmosphäre. Das Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die
Schlacke außerordentlich zerstörend auf die Ofenausmauerung wirkt, die aus diesem
Grunde oft erneuert werden muß, was naturgemäß mit großen Kosten verknüpft ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegen nun neue Erkenntnisse für die Durchführung
metallurgischer Schmelzprozesse zugrunde. Gemäß Erfindung wurde erkannt, daß man
metallurgische Schmelzprozesse auch ohne Zuschläge in einwandfreier Form, ohne daß
ein Angriff der Heizflamme oder der Ofenatmosphäre auf das Schmelzbad erfolgt, ausführen
kann, wenn man die Ofenatmosphäre mit Dämpfen durchsetzt, die durch Verdampfen anorganischer
Substanzen, welche auf das Schmelzbad keinen Einfluß ausüben, erzeugt werden. Derartige
Substanzen sind z. B. alkalische Salze, wie Soda, Kochsalz, Flußspat USW.
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Das Verfahren der Erfindung kann auf Grund dieser Erkenntnisse in
verschiedener Weise ausgeführt werden.
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So kann z. B. in der Weise verfahren werden, daß die zu verdampfenden
anorganischen Substanzen mit Anheizen des Ofens in diesen eingebracht werden. Während
des Anheizens verdampfen die Substanzen ganz oder teilweise, wobei die Dämpfe sich
in dem Ofenraum verteilen. Hierauf wird das zu schmelzende Gut eingesetzt und ohne
weiteren Zuschlag niedergeschmolzen. Zweckmäßig ist es, von Zeit zu Zeit geringe
Mengen der verdampfenden Substanzen nachzusetzen. Bei
Ausführung
des Verfahrens in dieser Weise verdampfen die Substanzen aus dem Schmelzgut heraus
und bilden eine sich immer wieder erneuernde und im Ofenraum ausbreitende Dampfschicht
oberhalb der Schmelzbadoberfläche und verhindern auf diese Weise jede Einwirkung
der Flamme oder der Ofenatmosphäre auf das Bad und auf an den Ofenwänden haftende
und ablaufende Metallteilchen.
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Anstatt die zu verdampfenden Substanzen dem Schmelzbad direkt zuzugeben,
kann man auch in der Weise verfahren, daß man die Verdampfung außerhalb des Ofens
vornimmt und die Dämpfe zusammen mit den Heizgasen bzw. der Flamme oder getrennt
von diesen in den Ofen einführt. ZurAusführung des Verfahrens in dieser Weise verfährt
man zweckmäßig so, daß man dem Schmelzraum einen heizbaren Vorraum vorschaltet,
in den man die zu verdampfenden Substanzen einsetzt und durch den man die Flamme
bzw. die Verbrennungsgase hindurchführt. Während des Durchganges der Flamme oder
der Heizgase werden die Substanzen verdampft. Die Dämpfe treten hierauf gemeinsam
mit den Flammgasen in das Ofeninnere ein und wirken hier in der beschriebenen Weise
schützend auf das Schmelzgut.
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Ein Ofen zur Ausführung dieser Verfahrensweise ist durch die Zeichnung
beipielsweise dargestellt, Fig. i ist ein Längsschnitt und Fig. z ein Querschnitt
durch diesen Ofen.
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Als Ofen dient beispielsweise ein rotierender tiegelloser Schmelzofen
A, der auf Rollen B läuft. Der Ofen wird angetrieben durch ein Getriebe C. N ist
die Beschickungsöffnung für das Schmelzgut, die durch einen Deckel O verschlossen
werden kann. P ist die Abstichöffnung. Vor dem Ofenraum A ist eine Vorkammer D zur
Aufnahme der zu verdampfenden Substanzen angeordnet. H ist ein Brenner, der durch
die Öffnung R mit Kaltluft, die in der Luftvorwärmung 1 vorgewärmt wird, versorgt
wird. Die vorgewärmte Luft tritt durch das Rohr L in den Brenner H ein. R ist ein
Beschickungstrichter, aus welchem durch die Öffnung O_ die zu verdampfenden Substanzen
in den Vorraum eingesetzt werden. Die Feuergase werden unterirdisch durch den Abzugskanal
M abgezogen. G ist die Austrittsöffnung der Abgase aus dem Ofen. Die Verdampfungskammer
D ist auf Rädern F fahrbar angeordnet, wodurch die Austrittsöffnung G der Abgase
beliebig erweitert und verengt werden kann. E ist der Rauchfang. Die Ausführung
des Verfahrens mit einem derartigen Ofen gestaltet sich so, daß die zu verdampfenden
Substanzen in den Verdampfungsraum D eingesetzt und durch die aus dem Brenner austretende
Flamme zur Verdampfung gebracht werden. Die Dämpfe treten sodann mit den Flammgasen
in den Ofenraum ein und wirken in der oben beschriebenen- Weise.
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Anstatt eines drehbaren tiegellosen Ofens kann natürlich auch jede
andere Ofenkonstruktion verwendet werden.
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Anstatt die Schmelzdämpfe mit den Feuergasen in den Ofen einzuführen,
kann man natürlich auch so verfahren, daß man die zu verdampfenden Substanzen in
einem Lösungsmittel aufgelöst oder mit dem Brennstoff vermischt in den Vorraum oder
Ofenraum einbläst. Im Falle hierbei staubförmiger Brennstoff verwendet wird, kann
dieVerdampfungskammer D gleichzeitig als Verbrennungskammer für die staubförmigen
Brennstoffe dienen.