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Vereinigter Schmelz- und Frischofen Die Erfindung betrifft einen vereinigten
Schmelz- und Frischofen zum Herstellen und Verarbeiten von Gußeisen und Stählen
aller Art.
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Es sind derartige Öfen bekannt, die einen zur Ofendrehachse symmetrischen
Innenraumquerschnitt besitzen und an ihrem Umfang mit zwei Düsengruppen, den 'Brennerdüsen
zum Schmelzen und den Blasdüsen zum Frischen, ausgerüstet sind.
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In den beiden Hauptstellungen, in die der bekannte Ofen durch Drehung
gebracht wird, nimmt das Schmelzbad infolge der symmetrischen Form des Innenraumes
den gleichen Raum mit gleicher Oberfläche -ein, wobei entweder bei abgestellten
Brennern die Blasdüsen unterhalb des Bades liegen oder die Brennerdüsen radial und
fast senkrecht auf die Badoberfläche ,gerichtet sind, während die Blasdüsen außerhalb
des Bereichs des Bades liegen.
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Es sind ferner andere vereinigte Schmelz-und Frischöfen bekannt, deren
Innenraum konverterartig ausgestaltet ist, so daß bei den zwei Hauptstellungen eines
solchen Ofens das Schmelzbad leinmal eine geringe Tiefe und große Oberfläche und
in der anderen Stellung, zum Frischen, seine größere Tiefe mit kleiner Oberfläche
einnimmt. Dabei liegen die zum Schmelzen dienenden Brennerdüsen in Richtung der
Ofendrehachse, so daß die Heizflammen annähernd parallel über die Badoberfläche
hinwegstreichen.
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Die Erfindung betrifft nun insbesondere einen Ofen der letztgenannten
Art, der den Vorteil der verschiedenen Badtiefe und -roterfiäche beim Schmelzen
bzw. Frischen hat. Die Anwendung von steil auf das Schmelzbad :gerichteten Brennerdüsen
würde bei den bekannten öfen dieser Bauart den Nachteil haben,. daß beim Schmelzen
stets nur -ein kleiner Teil der Gesamtoberfläche des flachen Bades von der Flamme
betroffen würde, was ein Verbrennen des Schmelzgutes an der betreffendert Stelle
zur Folge haben würde, ehe das :ganze Bad hinreichend geheizt ist. Dieser Nachteil
wird bei dem vereinigten Schmelz-und Frischofen mit konverterartigem Innenraum erfindungsglemäß
dadurch vermieden, daß die Brennerdüsen radial zur Ofendrehachse angeordnet sind
und der als Schmelzwanne dienende Teil des konverterartigen Ofeninnern als symmetrisch
zur Ofendrehachse liegende Mulde ausgestaltet ist. Hierdurch wird die Möglichkeit
geschaffen, die Fläche, innerhalb der die Flamme die Oberfläche dies Schmelzbades
beaufschlagt, durch Drehung dies Ofens um seine Achse zu, verändern, so daß eine
tlberhitzung einzelner Teile der Schmelzbädoberfläche vermieden wird. Die Flamme
kann gleichsam über die Schmelzbadoberfläche hinweg wandern und
auf
dieser eine gleichmäßige Erhitzung ;des Schmelzgutes Bohne die Gefahr einer überhitzung
bewirken.
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Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das sich besonders
auf die-Her-Stellung von Guß@eisen bzw. Stählen aller Art aus Guß:eis!enmassieln
;oder Stahisp,änen bezieht:-In Fig. i und a ist schematisch im senkrechten Schnitt
ein Drehofen dargestellt, der zwei hauptsächliche Arbeitsstellungen besitzt.
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Fig.3 zeigt leine Seitenansicht desselben Ofens.
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Der Ofen hat eine zylindrische oder vieleckige Form und besitzt einen
metallischen Mantel a, der in4en in an sich bekannter Weise mit einer schwer schmelzbaren
Auskleidung von Mauersteinen und Stampfmasse versehen ist. Der Innenraum hat die
Gestalt ,einer'-könverterartigen Schmelzkammer c, die mit einem Ausgußd versehen
ist. Der Ofen wird durch die waagerechten Achszapfen e, die auf den Lagerblöcken
f aifliegen öder durch kreisförmige Ausschnitte, de auf einer Wälzschiene auf Rollen
gleiten, getragen. Der Ofen kann um sein Achse durch ein jentsprechendes Getriebe,
z. B. durch Vermittlung eines Zahnrades g1, in Eingriff mit einem Ritzelgc, das
seinerseits durch einen beliebigen zweckmäßigen Antrieb (Kurbel, Elektromotor usw.)'
-betätigt wird, gedreht werden.
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=Wenn der Ofen die in 'Fig.i- dargestellte Stellung einnimmt, -entspricht
er dem Arbeitsgang' der Schmelzung der in den Ofen',eingeführten Ausgangsstoffe.
Zu' diesem Zwecke sind einer .oder mehrere- Brenner h vorgesehen, welch;' in bekannter
Weise mit festere, flüssigem Moder. gasförmigem Brennstoff 'gespeist werden. Die
Brennstoffzufuhr zu dem Bremer ;erfolgt . durch das Rohr!, das im Ausführungsbeispiel
an der Seitenwand des Ofens entlang geht. Die Luftzufuhr zuni-Brenner [erfolgt durch
das Rohr i. 'Die Luft wird vorteilhaft unter Druck zugeführt; weiterhin kann sie
seiner Vorwärmung in seiner in Fig. 3 sichtbaren Durchlauf- oder Rekuperativvörrich.tunf
L unterworfen werden. Derartige Vorrichtungen sind-allgemein bekannt, -so-- daß
weitere 'Einzelheiten nicht 'dargestellt sind. Lediglich der Eintritt der Luft ist
mit 1n, der Austritt der erhitzten Luft -init"l2, der Eintritt des Heizstromeg 'mit
13 bezeichnet, wobei dieser Eintritt zweckmäßig durch das Rohr m, date in
. der Achsei' .liegt, mit der Schmelzkammer zwecks Wiedergewinnung der Hitze der
Ofenabgase in Verbinduizg steht. -Nachd,em: .die Verbrennungsgase ihre Ab' fitze
an die, @Terbnemiungsluft -abgegehen haben;- "entweichen sie durch den Ausgang L4.-:.
Jeder der Brenner h, ist abnehmbar ii einem _. durch --die Auskleidung b gehenden
Kanal-,a-untergebracht. Weiterhin kann. man den Brenner mit einer Rohrverlängerung
hl, die frei in dem Durchganga eingesetzt ist, ausrüsten. Der Brenner ist derartig
gerichtet, daß sich seine Achse genau in einer Quer-.ebene durch die Ofendrehachse
befindet. Weiterhin kann die aus dem Brenner aussfnömende Flamme für den Fall, daß;
der Ofen die dem Schmelzvorgang entsprechende Stellung reinnimmt, die freie Oberfläche
der zu behandelnden Masse : unter einen größeren Einfallswinkel, -der -bis etwa
go° betragen kann, treffen. Im übrigen genügt es, den Ofen um seine Achsre zu drehen,
um Brennerwinkel 'und die beaufschlagte Stelle des Schmelzbadies nach Belieben zu
ändern.
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Wenn der Schmelzvorgang beendet ist, wird der Brenner entfernt; zu
diesem Zweck sind die Rohrei und j mit Gelenken!' und il oder leicht abnehmbaren
Verbindungsteilen versehen und die Durchgänge n mit Verschlußteilen (Stöpseln) .ähnlich
o verschlossen.
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Um im gleichen Ofen die Frischung des geschmolzenen Gutes vorzunehmen,
!ordnet man Gebläsiedüsen p, an, die gleichfalls durch die Auskleidung b hindurchgeführt
sind und die während des Schmelzens sich oberhalb der freien Oberfläche des Schmelzgutes
befiaiden. Diese Düsen p stehen mit einer Gebläsekammier g in Verbindung, die mit
abnelunbarem Deckel versehen ist, damit die Düsen ,gereinigt (oder- freigemacht
werden können. In die Kammer q mündet ferner ein Riohr, das aus zwei Teilen zusammengesetzt
ist, deren seiner r1 .am Drehofen befestigt und deren anderer r2 fest in den Lagerzapfen'
eingeführt ist. Die Verbindung- der beiden Teile r1 und r2 ist gelenkig ausgeführt.
Der feste Teilre- :geht nach der Erzeugungsstelle des Gasstromes, wobei insbesondere
Luft verwendet wird, die unter Druck heiß, oder kalt, wie res für das Frischen m
einem gewöhnlichen Konverter bekannt ist, zugeführt wird.
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Nachdem -die Offnungen n verschlossen sind und nachdem.' die gewünschten
zusätzlichen Stoff e- - in den Ofen - ,eingeführt sind, wird dieser so lange gedreht,
bis per die Stellung exitsprechend Fig. z -einnimmt, bei welcher sich die Gebläsiedüsen
unterhalb der zu frischenden Schmelze befinden. Die Luft wird in üblicher Wieise
quer durch das Bad g:etriebien, und durch die Möglichkeit, den Düsen durch Drehung
des Ofens entsprechende beliebige Stellungen -zu geben, erhält man selbsttätig leine
Regelung der Frischwirkung, weil die -Badtiefe verändert wird. -Diese Veränderung
der Radtiefe wird durch- die eigentümliche "Form der Auskleidung und durch einfache
Drehung des Ofens Herreicht.
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Nach beendetem Frischverfahren kann der Ofen geschwenkt--und durch
den Ausgußd entleert werden, -wobei in dem Augenblick, in
dem die
Düse p aus der Schmelze auftaucht, das Gebläse abgestellt wird.
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Die Anpassungsfähigkeit des erfindungsgemäßlen Ofens ermöglicht, selbst
geringe Mengen von Stahl viel schneller als mit den bisher bekannten Vorrichtungen
herzustellen. Die erforderliche Chargendauer, ausgehend von dem Anfangszustand (fester
Einsatz aus Eisenmassen oder -spänen) bis zum Vorliegen des fertigen Stahls, ist
wesentlich geringer, als wenn man Schmelztiegel, elektrische Ofen oder sonstige
bekannte' Vorrichtungen anwendet.
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Der beschriebene Ofen dient aber nicht nur zur schnellen Herstellung
von Stählen, insbesondere von Sonderstählen aller Art, indem man von festen Beschickungsstoffen
ausgeht, sondern man kann mit ihm in gleicher Weise auch andere Metalle ,als Eisen
erschmelzen und überhaupt alle Sorten von Gießmetallen verarbeiten.
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Dabei können von Fall zu Fall je nach dem Verwendungszweck einzelne
Einrichtungen, z. B. Blasdüsen, fortgelassen werden, :oder aber die Zahl der Brenner
oder Blasdüsen kann auch beliebig vermehrt werden. Für einzelne Teile der Vorrichtung
können auch Sonderausführungen, z. B. Sonderbrenner usw., verwendet werden.