DE678561C

DE678561C - Process for melting low-melting materials, in particular SiO

Info

Publication number: DE678561C
Application number: DEZ22913D
Authority: DE
Original assignee: GEORG ZOTOS DIPL ING DR
Current assignee: GEORG ZOTOS DIPL ING DR
Priority date: 1935-12-04
Filing date: 1935-12-05
Publication date: 1939-07-18

Description

Verfahren zum Erschmelzen von schwer schmelzenden Stoffen, insbesondere SiQ= Es ist bereits ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Erschmelzen von Glas, Silicaten u. a. in der Hitze plastischen oder ähnlich gearteten Massen mit Hilfe eines Drehrohrofens bekannt. Kennzeichnend für dieses Verfahren ist die schnelle Umlaufgeschwindigkeit der Ofentrommel um ihre waagerechte oder schwach geneigte Achse mit derartiger Geschwindigkeit, daß die Schmelzmasse sich entlang der inneren -Oberfläche der Trommel ausbreitet und verteilt. Die in dem so entstandenen Hohlraum erzeugte Flamme bewirkt dann ein rasches Schmelzen im Dauerbetrieb.Process for melting low-melting materials, in particular SiQ = There is already a process or a device for melting glass, Silicates et al. in the heat plastic or similar masses with the help a rotary kiln known. This process is characterized by its rapidity The speed of rotation of the furnace drum around its horizontal or slightly inclined position Axis at such a speed that the melt mass is along the inner -Surface of the drum spreads out and dispersed. The one in the resulting cavity The flame generated then causes rapid melting in continuous operation.

Es hat sich nun gezeigt, daß bei der Verarbeitung von schwer schmelzenden Stoffen, wie diese zur Herstellung von besonders gearteten Gegenständen der Technik, z. B. aus Quarzglas, in Frage kommen, mit diesem bekannten Verfahren kein einwandfreies Ergebnis erzielt werden kann, da geschmolzene Kieselsäure bereits zu verdampfen beginnt, @venn sie plastisch wird, so daß die auf den Trommelmantel verteilte Schmelze nur umter großen Verdarnpfungsverlusten durchgeschmolzen werden kann.It has now been shown that when processing low-melting Materials, such as those used for the production of special technical objects, z. B. made of quartz glass, are not flawless with this known method Result can be achieved because molten silica is already evaporating begins when it becomes plastic, so that the melt distributed on the drum shell only umter large evaporation losses can be melted.

Gemäß der Erfindung wird beim Schmelzen von Kieselsäure (Quarz) die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel derart wesentlich weiter erhöht, daß neben der eigentümlichen, bei dem bekannten Verfahren (siehe Patent 518682) erzielten Ausbreitung des schmelzenden oder teigigen Inhaltes über die ganze innere Oberfläche der Tromiriel eine künstliche Druckerhöhung sich infolge des Fliehkraftdruckes einstellt: Diese Druckerhöhung, welche sowohl oberflächlich wie auch in den tieferen Schichten sich auswirkt, bewirkt eine Unterbindung der Verdampfung auf einfachem Wege, ohne daß der wahre Gasdruck innerhalb des Verbrennungsraumes gesteigert zu werden braucht. Dieses bietet einen außerordentlich praktischen Vorteil und bedeutet somit einen erheblichen technischen Fortschritt für die Quarztechnologie. Es ist selbstverständlich, daß das neue Verfahren eine erhebliche Zugbeanspruchung im Trommelmantel zur Folge hat; jedoch bietet dieser Umstand keinerlei Schwierigkeiten, weil es ohne weiteres möglich ist, durch bekannte bauliche Maßnahmen die hierbei auftretenden Beanspruchungen innerhalb der zulässigen Grenzen für den in Frage kommenden Baustoff, z. B. Stahlblech, zu halten.According to the invention, when melting silica (quartz) the Circulation speed of the drum so much further increased that in addition to peculiar spread achieved in the known method (see patent 518682) of the melting or doughy contents over the entire inner surface of the Tromiriel an artificial pressure increase occurs as a result of the centrifugal pressure: This Pressure increase, which both superficially as well as in the deeper layers affects, causes a prevention of evaporation in a simple way, without the real gas pressure inside the combustion chamber needs to be increased. This offers an extremely practical advantage and thus means one significant technical progress for quartz technology. It goes without saying that the new process results in considerable tensile stress in the drum shell Has; however, this circumstance does not present any difficulties because it is easy it is possible to counteract the stresses that occur here by means of known structural measures within the permissible limits for the building material in question, e.g. B. sheet steel, to keep.

Die Beheizung des Trommelinneren erfolgt in beliebiger Weise. . Da aber infolge der schweren Schmelzbarkeit des Quarzes verhältnismäßig lange Zeit vergehen kann, bis das Rohmaterial durchgeschmolzen wird, ist es zweckmäßig, die Wärmeübertragung durch Erhöhen der Strahlungswirkung der Flamme vorteilhaft durch Einblasen fein gemahlenen Staubes in die Flamme zu verbessern. Hierzu ist es ferner vorteilhaft, die an sich bekannten feuerungstechnischen Vorwärmungsmethoden anzuwenden, besonders aber Sauerstoff zur Verbrennung zu verwenden. Die Verwendung von Sauerstoff unter zentrischer Flammenführung im Gegensatz. zu der bisherigen Gepflogenheit, die Sauerstofffiainme. gegen das Schmelzgut schlagen zu lassen;:: führt überraschenderweise- besser zum Ziel, insofern, als insbesondere beim Ouarzschmelzen die sonst sehr störende Verdampfung herabgedrückt wird.The inside of the drum can be heated in any way. . There but because of the difficult fusibility of quartz it takes a relatively long time can pass until the raw material is melted through, it is useful to use the Heat transfer by increasing the radiation effect of the flame is advantageous Blowing finely ground dust into the flame. It is also for this purpose advantageous, those known per se combustion preheating methods apply, but especially to use oxygen for combustion. The usage of oxygen under centric flame guidance in contrast. to the previous one Custom, the oxygen film. to strike against the melt material; :: Surprisingly, leads better to the goal, insofar as in particular in the case of Ouarzschmelzen the otherwise very annoying evaporation is suppressed.

Die beigefügte Zeichnung zeigt schematisch eine Anlage zur Ausführung der Erfindung. Auf dieser Zeichnung sind der Einfachheit halber Haterialzuführung, Lagerungs- und Kühlelemente nicht dargestellt. i ist die Trommel, z eine Verschlußplatte, welche während der Schmelzdauer den Eintritt von Falschluft verhindert; 3 ist ein Sauerstoffbrenner, der mit Starkgas, Ö1 und sonstigen von Fall zu Fall zu Mählenden Brennmaterialien gespeist wird. Bei der Flammenbildung bzw. -führung sind Wirbelungen möglichst zu vermeiden, damit kein Staub in lästiger Weise sich bilden kann; andererseits muß dafür gesorgt werden, daß die erzeugte, hochtemperierte Flamme ein hohes Strahlungsver-C * n aufweist, so daß eine intensive a#re#eübertragung sichergestellt bleibt. Es ist daher zweckmäßig, durch künstliche Zugabe eines den Schmelzvorgang nicht beeinträchtigenden Körpers, z. B. von fein gemahlenem Einsatzstaub, das Strahlungsvermögen der Flamme über das Maß der eigenen Strahlungsfähigkeit zu erhöhen. Der Gasabzug befindet sich auf der Seite q. entgegengesetzt zum Brenner, und sowohl dieser wie auch die Brennerteile 2 und 3 sind beim Umkippen des Ofens entsprechend in einfacher Weise beweglich. Zum Auskippen lagert man den Ofen in geeigneter Weise auf Rädern, oder man führt ihn hängend aus. Zur Herausnahme des Ofeninhaltes wird nun der Ofenkörper z. B. entsprechend der punktierten Linie nach Entfernung der Seitenteile z, 3, 4. umgekippt, wobei selbstverständlich die Umiäufgeschwindigkeit stark, gegebenenfalls bis -?hfim Stillstand, herabgesetzt wird, und der efeninhalt in einen beheizten Aufnehmer 'entleert. Der Aufnehmerhesteht zweckmäßig aus einem Oberteils und einem Unterteils', derart, daß dieser zwar ein Ganzes bildet, je- doch der tiegelförmige Unterteil s' für sich entfernt werden kann.The attached drawing shows schematically a system for carrying out the invention. In this drawing, material supply, storage and cooling elements are not shown for the sake of simplicity. i is the drum, z a sealing plate, which prevents the entry of false air during the melting period; 3 is an oxygen burner that is fed with strong gas, oil and other fuel to be ground on a case-by-case basis. Whirls are to be avoided as far as possible when the flame is formed or guided so that dust cannot form in an annoying manner; On the other hand it must be ensured that the flame produced, highly tempered has a high Strahlungsver-C * n, so that an intensive a # re # eübertragung remains assured. It is therefore advisable, by artificially adding a body which does not impair the melting process, e.g. B. of finely ground dust to increase the radiant power of the flame over the level of its own radiant power. The gas exhaust is on the q side. opposite to the burner, and both this and the burner parts 2 and 3 are correspondingly movable in a simple manner when the furnace is overturned. To be dumped, the stove is suitably mounted on wheels, or it is suspended. To remove the contents of the furnace, the furnace body z. B. overturned according to the dotted line after removal of the side parts z, 3, 4, whereby of course the speed of rotation is strongly reduced, if necessary to -? The receptacle expediently consists of an upper part and a lower part in such a way that, although it forms a whole, the crucible-shaped lower part s' can be removed by itself.

Die auf diese Weise erzeugte Schmelze ist gleichmäßig und ermöglicht die billige Erzeugung von technischen Gegenständen wie Tiegel, Hohlkörper aller Art, Stäbe, ferner von allerlei gegossenen, gewalzten und flachen Gegenständen. Zur vorteilhaften Erzeugung der letzten Körpergattung kann man auch die hocherhitzte Schmelze aus dem Unterteil des Aufnehmers in die Gieß- oder Walzvorrichtungen ohne weiteres überführen.The melt produced in this way is uniform and enables the cheap production of technical objects such as crucibles, hollow bodies of all Art, rods, and all kinds of cast, rolled and flat objects. For the advantageous generation of the last genus, one can also use the highly heated Melt from the lower part of the transducer into the casting or rolling devices without convict another.

Claims

PATIN CLAIMS: i. Process for melting low-melting substances, in particular Si 02, with the help of a rotary kiln, in which the rotational speed of the furnace drum is so high that the molten mass is practically evenly distributed over the inner surface of the drum and the melting down of a penetrating through the furnace interior Flame is caused, characterized in that the speed of rotation of the drum is increased so that the pressure exerted on the material to be melted and generated by the centrifugal force is sufficient to prevent evaporation of the melt.

2. The method according to claim i, characterized characterized in that the flame finely ground dust in order to increase the radiation effect is added.