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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schmelzen, unter
Verwendung einer Plasmafackel, einer Vielzahl von allgemeinen Abfällen, enthaltend
anorganisches Material, Metall oder organisches Material, Abwässer, festen
städtischen Müll, Aschen,
die aus der Verbrennung davon resultieren, atomare, radioaktive
Abfälle
mit niedrigen Niveaus und dgl.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Eine
Vielzahl von allgemeinen Abfällen,
enthaltend anorganisches Material, Metall oder organisches Material,
Abwässer,
städtische
feste Abfälle und
Aschen, die durch die Verbrennung derselben abgeleitet sind, wurden
bisher auf bzw. als Deponien in entsprechenden Orten entsorgt. Jedoch
aufgrund des beschränkten
Raums dieser Orte und auch aufgrund des beschränkten Raums und des Zeitraums für eine Lagerung
wurde in letzter Zeit eine starke Nachfrage nach einer Technik zum
Reduzieren des Volumens von derartigen Abfällen laut. Zu diesem Zweck
existiert ein Erfordernis für
die Entwicklung eines Schmelzverfestigungsverfahrens, in welchem der
Abfall behandelt wird, um das Volumen verringert zu haben und auf
eine Temperatur höher
als dem Schmelzpunkt davon erhitzt zu werden, gefolgt durch eine
Verfestigung der Schmelze durch Abkühlen. Andererseits waren Schmelzöfen für eine übliche bzw. allgemeine
Verwendung dafür
ausgelegt, den Abfall durch Verbrennung eines fossilen Brennstoffs
zu schmelzen, der aus Kerosin, Schweröl oder anderen Kohlenwasserstoffgasbrennstoffen
ge wählt
war. Diese Verbrennungsart von Schmelzverfestigung bedingt jedoch
eine beschränkte
Verbrennungstemperatur und macht es daher schwierig, höher schmelzende
Abfälle
einer Schmelzverfestigung zu unterwerfen.
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Im
Gegensatz dazu kann ein Erhitzen einer Plasmaart einen gasförmigen Körper von
Temperaturen bis zu einigen zehntausend Grad Celsius durch Anregung
von Elektrizität
entwickeln, wodurch ein leichtes Erhitzen von Abfällen auf
Temperaturen über ihre
Schmelzpunkte ermöglicht
wird. Eine Schmelzbehandlungsvorrichtung, die zum Anwenden einer derartigen
Plasmaheiztechnik ausgebildet ist, wird grundsätzlich mit einem Schmelzofen
und einer Plasmafackel konstruiert, die darauf in einer derartigen Weise
festgelegt bzw. montiert ist, daß ein Material (ein Abfall
oder dgl.), das zu erhitzen ist, zum Schmelzen mittels eines Plasmabogens
veranlaßt wird,
der aus der Spitze der Plasmafackel ausgestoßen wird.
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Eine
Schmelzbehandlungsvorrichtung ist bekannt, in welcher durch die
Verwendung eines Schmelzofens, der mit der obigen Plasmafackel versehen
ist, eine Schmelze in einer chargenweisen Art behandelt wird. Wie
dies in 13A bis 13D der beiliegenden
Zeichnungen gesehen werden kann, besteht eine Schmelzbehandlungsvorrichtung 91 aus einem
Schmelzofen 97, einer Ofenabdeckung 92 und einer
Ofenkammer 93. Eine Plasmafackel, nicht gezeigt, ist frei
schwenk- bzw. neigbar
an der Abdeckung 92 zum Erhitzen eines zu behandelnden
Materials festgelegt. Ein Förderwagen 96 ist
an der Kammer 93 derart festgelegt, daß die letztere zu einem Schmelzeauslaß transportiert
wird, wo die Schmelze ausgetragen wird. Der Förderwagen 96 ist mit
Hebe- und Neiggliedern 94, 95 zum Neigen der Kammer 93 am
Ort des Schmelzaus- lasses
versehen. Darüber hinaus
hat die Schmelzbehandlungsvorrichtung 91 ein Paar von parallelen
Schienen, nicht gezeigt, auf welchen installiert dem Förderwagen 96 erlaubt
wird zu laufen, um die Kammer 93 zu dem Schmelzeauslaß zu fördern.
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Die
Schmelzbehandlungsvorrichtung 91, die so zusammengebaut
ist, erlaubt es, das zu erhitzende Material mittels der Plasmafackel
zu schmelzen, die nicht gezeigt ist, wie dies in 13A illustriert ist, und trennt nachfolgend die
Abdeckung 92 von der Kammer 93 durch die Tätigkeit
der Hebe- und Neigglieder 94, 95,
die an dem Förderwagen 96 festgelegt sind,
wie dies in 13B gezeigt ist. Die Kammer 93 wird
zu dem Schmelzeauslaß durch
die Bewegung des Förderwagens 96 transportiert,
wie dies in 13C illustriert ist, und die
Schmelze wird herausgenommen, indem bzw. wobei die Kammer 93 durch die
Tätigkeit
der Hebe- und Neigglieder 94, 95 geneigt wird,
wie dies in 13D gezeigt ist.
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Eine
weitere Bezugnahme auf 14B zeigt einen
Schmelzofen 102, der aus einer Schmelzbehandlungsvorrichtung 101 gebildet
ist, die eine Plasmafackel 103 frei neigbar angeordnet
aufweist. Wie dies aus 14A deutlich
geworden ist, ist der Ofen 102 an einem Seitenabschnitt
davon mit einem Schwenkauslaß 105 versehen,
um eine heiße Schmelze 106 auszutragen,
von welchem Schmelzeauslaßdurchgänge 107 veranlaßt werden,
sich zum Austragen der Schmelze 106 zu erstrecken. Unter dem
Schmelzeauslaß 105 sind
jene Rohre 108, 109 angeordnet, die verwendet
werden, um Kühlwasser durchfließen zu lassen,
um die Schmelze 106 zu kühlen und zu verfestigen.
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Die
Schmelzbehandlungsvorrichtung 101, die oben diskutiert
ist, ist dazu gedacht, mittels einer Plasmafackel ein zu erhitzendes
Material zu schmelzen. Und darüber
hinaus wird die Schmelze 106, die benachbart der Innenwand
des Schmelzofens 102 angeordnet ist, gekühlt und
durch das Kühlwasser verfestigt,
das durch die Rohre 108, 109 zugeführt wird,
mit der Folge, daß ein
Damm ausgebildet wird. Dieser Damm wird nachfolgend erhitzt und
durch die Verwendung der Plasmafackel 103 so geschmolzen, daß die Schmelze 106 zu
einem Fließen
veranlaßt wird.
So führt
die Schmelzbehandlungsvorrichtung 101 einen kontrollierten
bzw. gesteuerten Fluß der Schmelze 106 in
einer chargenweisen Art durch.
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Die
Schmelzbehandlungsvorrichtung 91, die in 13A bis 13D illustriert
ist, ist jedoch in einer derartigen Weise strukturiert, daß die Abdeckung 92 von
der Kammer 93 getrennt ist und auch daß die Kammer 93 zu
dem Schmelzeauslaß mit
Hilfe des Förderwagens 96 gefördert wird.
Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie eine komplexe Maschinerie
und Einrichtung bzw. Ausstattung erfordert und somit in erhöhtem Raum-
bzw. Bodenbedarf und in zusätzlichen
Kosten resultiert.
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Zusätzlich ist
die Schmelzbehandlungsvorrichtung 101, die in 14 gezeigt ist, eingerichtet, um eine
Schmelze durch ein Kühlwasser
zu kühlen und
zu verfestigen, um dadurch einen Damm auszubilden. Wenn das Kühlwasser
unter dem Damm (unter dem Schmelzeauslaß 105) durchfließen gelassen wird,
wie es hier gezeigt ist, werden auch die Rohre 108, 109
zum Führen
des Kühlwassers
bei einem Erhitzen des Damms unter Verwendung der Plasmafackel 103 erhitzt
bzw. erwärmt.
In diesem Fall, wo keine ausreichende Menge an Kühlwasser durch die Rohre 108, 109 fließt, beeinflußt die von über dem Damm
herstammende bzw. aufsteigende Wärme stark
diese Rohre, wodurch die Rohre beschädigt werden oder eine Gefahr
einer gefährlichen
Explosion von Dampf, nämlich
Wasserdampf, in den Rohren besteht. Weiters würde, da das Kühlwasser
nur eine stationäre
Größe einer
Kühlfähigkeit
erzeugt, der resultierende Damm in einigen Fällen in Abhängigkeit von unterschiedlichen
Heizbedingungen zerstört werden
(ein kalter, fester Körper
wird in einem Bereich in der Nachbarschaft des Schmelzauslasses geschmolzen
werden). Dies hat das Problem, daß ein kontrolliertes bzw. gesteuertes
Austragen der Schmelze nicht zuverlässig erzielbar ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Indem
die vorher genannten Probleme des Standes der Technik berücksichtigt
werden, hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, eine Vorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, welche einen Anstieg in Raum- bzw. Bodenbedarf und in
den Kosten vermeidet und eine Freiheit von einer Gefahr einer Dampfexplosion besitzt
und weiters einen Schmelzeaustrag zuverlässig steuern bzw. regeln kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Vorrichtung zum Schmelzen und Verfestigen von
Material zur Verfügung
gestellt, umfassend:
einen Ofenkörper, der eine Öffnung für einen
Eintritt eines zu erhitzenden bzw. zu erwärmenden Materials aufweist;
eine
Plasmafackel, welche einen Plasmabogen so generiert bzw. erzeugt,
um das Material zu schmelzen;
einen Schmelzeaustragsdurchgang,
der im wesentlichen horizontal in dem Ofenkörper angeordnet ist, um eine
heiße
Schmelze auszutragen, die durch ein Schmelzen des Materials unter
der Verwendung der Plasmafackel gebildet bzw. abgeleitet ist; und
Kühlgaseinspritzmittel,
die in dem Schmelzeaustragsdurchgang angeordnet sind, um ein Kühlgas einzuspritzen
bzw. einzublasen, um die heiße Schmelze
zu kühlen,
um dadurch einen Damm auszubilden.
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In
der Vorrichtung der Erfindung ist der Schmelzeaustragsdurchgang
in dem Ofenkörper
so angeordnet, daß das
Austragen der Schmelze durch die Wirkung der Schwerkraft bewerkstelligt
werden kann, die auf die Schmelze angewandt ist. In vorteilhafter
Weise führt
dies zu einer vereinfachten Ofenstruktur ohne das Erfordernis einer
komplizierten Maschinerie, wodurch somit kein erhöhter Platzbedarf noch
zusätzliche
Kosten verursacht werden. Darüber hinaus
wird ein Kühlgas
beim Kühlen
der heißen Schmelze
angewandt mit dem Ergebnis, daß eine gefährliche
Dampfexplosion vermieden werden kann, welche mit der Anwendung von
Kühlwasser
in dem Stand der Technik erfahren wurde.
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In
einer bevorzugten Ausbildung kühlen
die obigen Kühlgassprühmittel
das Kühlgas,
so daß das Gas
nach oben über
dem Damm zu der heißen Schmelze
fließt,
wodurch der Fluß der
heißen Schmelze über den
Damm verhindert wird.
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Wenn
die heiße
Schmelze über
den Damm fließt,
kann sie daran gehindert werden, fortgesetzt über den Bereich benachbart
zu dem zu fließen,
wo dem Kühlgas
ein Einsprühen
erlaubt wird. Dies ist auf den Sprühdruck und auch auf die unterschiedlichen Heizbedingungen
zusätzlich
zu der Ausbildung des Damms zurückzuführen. So
kann ein Austragen der Schmelze zuverlässig gesteuert bzw. geregelt
werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausbildung ist der heiße Austragsdurchgang
an seiner Spitze bzw. Oberseite mit einem Schmelzbehälter und
Entgasungsmitteln versehen, um das Kühlgas von dem Schmelzeaustragsdurchtritt
abzuführen,
um einen Druckanstieg in dem letzteren Durchgang zu verhindern.
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Da
die Entgasungsmittel in dem Schmelzeaustragsdurchgang angeordnet
sind, kann der Druckanstieg so in dem letzteren Durchgang ausgeschlossen
werden, daß ein
stabiler Betrieb ohne ein Gaslecken sichergestellt ist, welches
in einer Erstreckung bzw. Verlängerung
zwischen der Spitze des Schmelzeaustragsdurchgangs und dem Schmelzbehälter involviert
ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausbildung beinhaltet die oben definierte
Vorrichtung weiters erste Druckdetektionsmittel, die zum Detektieren
des Innendrucks in dem Ofenkörper
angeordnet sind, zweite Druckdetektionsmittel, die zum Detektieren
des Innendrucks in dem Schmelzeaustragsdurchgang angeordnet sind,
Dämpfungsmittel,
die in dem Schmelzeaustragsdurchgang angeordnet sind und die betätigt sind,
um zu öffnen
oder zu schließen,
um das Kühlgas
auszutragen, und Drucksteuer- bzw. -regelmittel, die zum Einstellen
des Innendrucks in dem Schmelzeaustragsdurchgang durch Betätigen der Dämpfungsmittel
angeordnet sind, wenn der Innendruck in dem Schmelzeaustragsdurchgang
ansteigt, daß er
jenen in dem Ofenkörper übersteigt.
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Mit
den durch die Drucksteuer- bzw. -regelmittel gesteuerten bzw. geregelten
Dämpfungsmitteln
kann der Druckanstieg in dem Schmelzeaustragsdurchgang verhindert
werden. Eine stabile Betätigung
bzw. ein stabiler Betrieb ist somit ohne ein Lecken des Kühlgases
nach außen
möglich.
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In
einer weiter bevorzugten Ausbildung umfaßt bzw. beinhaltet die Vorrichtung
weiters Beendigungs- bzw. Begrenzungsmittel, die angeordnet sind, um
den Schmelzfluß zu
einem Ende zu bringen.
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Diese
Konstruktion kann den Fluß der Schmelze
selbst dann beenden oder in anderer Weise stoppen, selbst wenn der
Damm zerstört
wird.
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In
der letzten bevorzugten Ausbildung können die Beendigungs- bzw.
Begrenzungsmittel Mittel zum Ausbilden eines zweiten Damms umfassen,
der nach bzw. bei einem Laden des hoch schmelzenden Materials von
der Schmelze über
dem ersten Damm in dem Schmelzeaustrittsdurchgang ausgebildet wird.
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Selbst
in dem Fall, wo der Damm zerstört wird,
erlaubt diese Konstruktion eine Ausbildung eines neuen Damms, wenn
ein hoch schmelzendes Material in dem Schmelzeaustrittsdurchgang
so angeordnet ist, daß der
Fluß der
Schmelze beendet werden kann.
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In
dieser letzteren, bevorzugten Ausbildung blockieren die Beendigungs-
bzw. Begrenzungsmittel die Schmelze, um dadurch den Fluß der letzteren
zu beenden bzw. zu begrenzen, bis die Ausbildung des ersten Damms
in dem Austrittsdurchgang beendet ist.
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Durch
die Anordnung der Barrieredämpfungsmittel,
die in den Schmelzeaustrittsdurchgang eingesetzt sind, kann der
Fluß der
Schmelze selbst in dem Fall beendet werden, wo der Damm zerstört ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
schematisch die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zu erläuternden
Zwecken.
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2 ist
eine Ansicht einer Schmelzeaustragsleitung gemäß der Erfindung.
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3 stellt
graphisch die Beziehung zwischen dem Neigungswinkel einer Schmelzeaustragsleitung
und der Strömungs-
bzw. Flußgeschwindigkeit
eines Kühlluftstroms
dar, d. h. das Gleichgewichtsausmaß, in welchem ein Damm ausgebildet wird,
um dadurch den Fluß einer
Schmelze zu behindern.
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4 ist
eine erläuternde
Ansicht der Vorrichtung.
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5 ist
eine erläuternde
Ansicht der Vorrichtung.
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6 ist
eine erläuternde
Ansicht der Vorrichtung.
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7 ist
eine erläuternde
Ansicht der Vorrichtung.
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8 ist
eine erläuternde
Ansicht der Vorrichtung.
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9 ist
eine erläuternde
Ansicht des Zustands, in welchem die Kühlluft in die Erfindung eingesprüht wird.
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10 ist
eine erläuternde
Ansicht der Vorrichtung.
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11 ist
eine erläuternde
Ansicht der Vorrichtung.
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12 ist
eine erläuternde
Ansicht einer Barrierewand gemäß der Erfindung.
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13A bis 13D zeigen
schematisch eine Schmelzbehandlungsvorrichtung gemäß dem Stand
der Technik, um die Verfahrensschritte eines Schmelzeaustrags zu
erklären.
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14A bis 14C sind
Ansichten, die die Verfahrensschritte des Schmelzeaustrags in einer weiteren
Schmelzbehandlungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik erläutern.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSBILDUNGEN
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Unter
Bezugnahme auf 1 bis 12 wird
die vorliegende Erfindung nun in ihren bevorzugten Ausbildungen
erläutert.
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Wie
dies in 1 gezeigt ist, ist die mit 1 bezeichnete
Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung im wesentlichen aus einem Ofenkörper 8, der aus einer
Feuerfestkammer gebildet ist, einer Plasmafackel 2, die
angeordnet ist, um eine Plasmabogen 13 zu generieren, und
einem Kompressor (Kühlgaseinspritzmittel)
konstruiert, nicht gezeigt, doch angeordnet, um ein Kühlgas, wie
Luft oder dgl., einzuspritzen.
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Mit
ihrer Spitze, die zum Ofenboden gerichtet ist, ist die Plasmafackel 2 bewegbar
an dem Ofenkörper 8 an
der oberen Oberfläche
desselben unter Verwendung einer Anhebe/Neige-Kombinationsvorrichtung 10 gesichert
bzw. festgelegt. In Antwort auf den inneren Ofenzustand, der durch
ein inneres bzw. internes Ofenbeobachtungssystem, das nicht gezeigt ist, überprüft und übertragen
wird, wird die Anhebe/Neigevorrichtung 10 betätigt, um
die Plasmafackel 2 von einer Position, in welcher ihre
Spitze vertikal von dem Ofenboden angeordnet ist, zu einer Position
zu neigen, in welcher ihrer Spitze geneigt zu einem Bereich benachbart
einem Schmelzeauslaß 4 bewegt
ist. Die Plasmafackel 2 ist auch in einer auf- und abgehenden
Weise bewegbar. Hier können Gase
zur Verwendung in der Plasmafackel 2 aus Luft, Stickstoff
und dgl. gewählt
werden.
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Es
ist beabsichtigt, daß die
Plasmafackel 2 ein Material 17, das zu erhitzen
ist, oder einen resultierenden Damm 12 schmilzt und es
ist keinerlei Beschränkung
betreffend die Struktur der Plasmafackel 2 auferlegt, solange
die letztere frei zu einem Bereich benachbart dem Schmelzeauslaß 4 bewegt
werden kann. Darüber
hinaus und in akzeptabler Weise kann die Plasmafackel 2 so
strukturiert sein, daß sie
eine dreidimensionale Funktion anders als eine zweidimensionale
aufweist, wie sie in der Ausbildung dargestellt ist. Elektroden
zur Verwendung in der Plasmafackel 2 sind von einer verbrauchbaren
oder nicht verbrauchbaren Art, wobei jede derselben geneigt verwendbar
sein kann. Ein Beispiel der verbrauchbaren Art einer Elektrode kann
eine Graphitelektrode sein, während
ein Beispiel einer nicht verbrauchbaren Art einer Elektrode eine
wassergekühlte
Kupferelektrode sein kann.
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Der
Ofenkörper 8 ist
im Inneren mit einem Feuerfestmaterial, wie Kohlenstoff, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid
oder dgl. ausgekleidet. Zusätzlich
ist der Ofenkörper 8 mit
einem ersten Abgasauslaß 6 zum
Austreten bzw. Ausbringen eines Abgases in den Ofenkörper, einer
Zufuhröffnung 5 zum
Zuführen in
den Ofenkörper 8 eines
Materials 17, das zu erhitzen ist, einer inneren Ofenzustand-Überwachungseinrichtung,
nicht gezeigt, und einem Schmelzeauslaß 4 für ein Austragen
einer Schmelze 14 versehen. Auf einem Bett 16 des
Ofenkörpers 8 sind
ein Pol, nicht gezeigt, jedoch gegenüberliegend der Plasmafackel 2 angeordnet,
und eine Schmelzbasis 18 (ein Schmelzbad) angeordnet, um
ein gegebenes Ausmaß der
Schmelze 14 zu speichern. Kein Gegenpol ist erforderlich,
wenn eine nicht verbrauchbare Art einer Elektrode verwendet wird
und wenn eine Plasmafackel verwendet wird, wobei die Plasmafackel selbst
einen Plasmabogen in einer kontinuierlichen Weise abstrahlen kann.
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Außen bzw.
an der Außenseite
am Umfang des Ofenkörpers 8 (einer
Ofenkammer, einer Ofenabdeckung und, falls notwendig, einem Ofenboden)
ist eine Wasserkühlummantelung 9 angeordnet, um
das Feuerfestmaterial zu schützen,
das im Inneren an dem Körper 8 ausgekleidet
ist. Zusätzlich
ist nach außen
am Umfang der Schmelzeaustragsöffnung 3 eine
Wasserkühlummantelung 9 zum
Schützen
des Feuerfestmaterials, das im Inneren auf der Leitung 3 ausgekleidet
ist, vorgesehen.
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Die
nicht gezeigte, innere Ofenüberwachungseinrichtung überwacht
den geschmolzenen Zustand des Materials 17, das in dem
Ofenkörper 8 zu
erhitzen ist, und überträgt einen
derartigen Zustand an die Anhebe/Neigevorrichtung 10, die
auf der Plasmafackel 2 festgelegt bzw. montiert ist.
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Oberhalb
von einer der zwei Seitenwände der
Schmelzbasis 18 ist ein Schmelzeauslaß 4 angeordnet, der
mit dem Inneren des Ofenkörpers 8 und dem
Schmelzeaustrittsdurchgang 3 kommuniziert bzw. in Verbindung
steht und zum Austragen der Schmelze 14 dient. Um spezifischer
zu sein, ist der Schmelzeaustragsdurchgang 3, der in integraler
bzw. inniger Beziehung zu dem Ofenkörper 8 gehalten ist, angeordnet,
um sich von dem Schmelzeauslaß 4 zu erstrecken.
Eine Bodenoberfläche 11 des
Schmelzeaustrittsdurchgangs 3 ist in einer geneigten Lage bzw.
Stellung derart angeordnet, daß die
Schmelze 14 in einer verkürzten Zeitdauer ausgetragen
wird.
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Die
Neigung der Bodenoberfläche 11 ist
so festgelegt bzw. eingestellt, daß sie einen bestimmten Neigungswinkel α in bezug
auf eine Außenoberfläche 14a der
Schmelze 14 aufweist, so daß die letztere in der Richtung
des Austritts fließen
gelassen wird. Hier steigt das Schmelzeniveau an, um über der
Schmelzbasis (dem Schmelzbad) 18 und über der Bodenoberfläche 11 des
Schmelzeaustrittsdurchgangs 3 zu liegen, und dies bedeutet,
daß es
ausreichend möglich
gemacht wird, die Schmelze 14 mittels ihrer Schwerkraft
auszutragen, selbst wenn eine derartige Bodenoberflächen nicht
geneigt ist. Eine Ausbildung der Bodenoberfläche 11 in einer geneigten
Form trägt jedoch
stark zu einer weiteren Verkürzung
der Zeit für einen
Schmelzeaustrag bei. Darüber
hinaus erfordert eine vereinfachte Konstruktion des Ofenkörpers keine
komplexe Einrichtung, was schließlich einen erhöhten Platz-
bzw. Bodenbedarf und zusätzliche Kosten
ausschließt.
Der Neigungswinkel α kann
festlegt werden, um 0° ≤ α ≤ 30° zu erfüllen, mit
der Folge, daß derartige
Feuerfeststrukturen, die unter der Schmelzeaustrittsleitung 3 angeordnet
sind, weniger empfänglich
für ein Ätzen sind,
und daß die
Schmelzbehandlungsvorrichtung 1, die so beschädigt ist,
billiger reparierbar ist.
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Wie
dies in 2 gezeigt ist, hat die Bodenoberfläche 11 des
Schmelzeaustrittsdurchgangs 3 einen ausgenommenen bzw.
vertieften Durchgang 15, der definiert ist, damit der Schmelzfluß 14 dadurch durchtritt,
wobei der Durchtritt 15 aus einem verschleißbeständigen Material
gefertigt sein kann. Das verschleißverständige Material ist unter Feuerfeststeinen,
einer hitzebeständigen
Legierung und dgl. gewählt.
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Eine
Düse 7 ist
als Mittel zum Einsprühen
eines Kühlgases,
wie Luft oder dgl. (nachfolgend eine "Kühlluft" bezeichnet) angeordnet
und nach unten gerichtet, wodurch der Strahldruck der Kühlluft erhöht wird.
Die Düse 7 kann
so strukturiert sein, um vollständig
den Strahldruck der Kühlluft anzuheben und
auch um effizient die Kühlluft
im Gegenstrom zu führen.
In einem derartigen Fall kann die Spitze der Düse 7 von der Art einer
geschlitzten Mündung
oder der Art einer einzelnen Mündung
sein. Um den Schmelzeaustrittsdurchtritt 3 ausreichend
breit auszugestalten, ist es gewünscht,
daß eine
Mehrzahl von Einzelmündungsdüsen angeordnet
ist, um eine gleichmäßige Kühleffizienz
sowohl aufgrund des Strahldrucks als auch des Gegenstroms eines
verwendeten Kühlgases
sicherzustellen. Dies ist dahingehend wünschenswert, daß ein Damm
leicht ausgebildet wird.
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Oberhalb
der Düse 7 ist
ein Kompressor, nicht gezeigt, angeordnet, der jedoch wirkt, um
Kühlluft
zu entwickeln. Dieser Kompressor ist so konstruiert, daß ein Kühlgas veranlaßt wird,
aus der Düse 7 zu
dem Schmelzeaustrittsdurchgang 3 auszuströmen bzw.
ausgestoßen
zu werden, und die Schmelze 14 wird durch das Kühlgas gekühlt, um
dadurch den Damm 12 auszubilden. In der Vorrichtung 1 dieser Ausbildung
wird die Kühlluft
aus der Düse 7 über einen
derartigen, nicht gezeigten Kompressor ausgestoßen. Die Mittel zum Ausstoßen des
Kühlgases können von
der Art sein, in welcher das Kühlgas
in das Innere des Schmelzeaustrittsdurchgangs 3 ausgestoßen wird,
um dadurch den Damm 12 auszubilden. Folglich sind die Kühlgasmittel
nicht auf die hier illustrierten beschränkt.
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In
der so ausgebildeten Vorrichtung 1 wird das Material 17,
das adaptiert ist, um erhitzt und von einer Zuführöffnung 5 zugeführt zu werden,
mittels eines Plasmabogens 13 erhitzt (Schmelzbehandlung), der
aus der Plasmafackel 2 entwickelt wird bzw. stammt. Die
Schmelze 14 wird über
die Schmelzbasis 18 in die Schmelzeaustrittsöffnung 3 fließen gelassen,
eine Kühlluft
wird von der Düse 7,
die mit dem nicht ge zeigten Kompressor verbunden ist, so ausgestoßen, daß ein Damm 12 benachbart
dem Schmelzeauslaß 4 ausgebildet
wird (benachbart der Stelle, wo die Kühlluft ausgestoßen wird).
Wenn der Schmelzeaustrag durchgeführt wird, wird der Damm 12 geschmolzen,
um die Schmelze 14 auszutragen bzw. auszubringen.
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Diese
oben konstruierte Ausbildung kann entweder kontinuierlich oder chargenweise
durchgeführt
bzw. betrieben werden. Die Erläuterung
wird hier betreffend die Arbeitsweise einer chargenweisen Behandlung
angeboten. Vor einem Laden in den Ofenkörper 8 eines zu erhitzenden
Materials 17 wird die Schmelzbasis 18 auf ihrem
Bett durch Verwendung der Plasmafackel 2 erhitzt und somit
in einen Zustand gebracht, der ausreichend ist, um das Material 17 zu
schmelzen. Nachfolgend auf ein Einsprühen einer Kühlluft von der Düse 7 wird
das Material 17 in den Ofenkörper 8 so eingebracht,
um eine Schmelzbehandlung zu beginnen. Das Material 17 kann
in einer kontinuierlichen Weise und mit einer konstanten Geschwindigkeit
geladen werden oder kann in einen Behälter, wie eine Trommel oder
dgl., eingebracht werden, und mit einem konstanten Intervall eingebracht
werden.
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Der
Plasmabogen 13 wird nachfolgend veranlaßt, von der Plasmafackel 2 generiert
zu werden, wodurch das Material 17 erhitzt wird. Aufgrund
des Wärmetransfers
im Gegenstrom des Plasmabogens 13 wird der Bereich, der
einem Erhitzen durch einen derartigen Plasmabogen unterworfen ist,
stark durch die Positionierung der Plasmafackel 2 beeinflußt. Aus
diesem Grund beobachtet bzw. überwacht
der innere Ofenmonitor, der nicht gezeigt ist, den Zustand des Materials 17,
das in dem Ofenkörper 8 geschmolzen
wird, und überträgt dann
den geschmolzenen Zustand zu der Anhebe/Neigevorrich tung 10. Beim
Abtasten bzw. Erfassen des geschmolzenen Zustands des Materials 17 veranlaßt die Hebe/Neigvorrichtung 10 die
Spitze der Plasmafackel, daß sie angehoben
oder abgesenkt wird, und auch sich in bezug auf eine gewünschte Position
neigt, wobei schließlich
das Material 17 erhitzt wird und auch die Geschwindigkeit
der Schmelzbehandlung gesteuert bzw. geregelt wird. Die Schmelzbehandlung
wird auf diese Weise so fortgesetzt, daß die Schmelze 14 zunehmend
in der Schmelzbasis 18 gesammelt wird und somit das Schmelzeniveau
angehoben wird. Schließlich
steigt die Schmelze 14 über
die Schmelzbasis 18 an und beginnt dann zu dem Schmelzeauslaß 4 zu
fließen.
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Beim
Fließen
der Schmelze 14 von dem Schmelzeauslaß 4 zu dem Schmelzeauslaßdurchgang 3 wird
Kühlluft
durch die Düse 7 von
dem nicht gezeigten Kompressor eingesprüht und die Schmelze 14 wird
am Fließen
aufgrund der Kühleffizienz
und dem Strahldruck der Kühlluft
gehindert. D. h. die Schmelze 14 darf nicht über einen
Bereich hinausfließen,
wo die Kühlluft
eingesprüht
bzw. eingeblasen wird, und wird stufenweise bzw. zunehmend gekühlt und
in einem Damm 12 verfestigt. Wenn bzw. da das Schmelzeniveau
ansteigt, würde
die Schmelze 14 manchmal über den Damm 12 hinaustreten
und in den Schmelzeaustrittsdurchgang 3 hineinfließen, jedoch
nicht über
den Bereich, der dem Einblasen der Kühlluft unterworfen ist. Ein
Teil der Schmelze 14, die über den Damm 12 hinausgetreten
ist, wird daher gekühlt
und auf dem letzteren Damm verfestigt. In einem derartigen Fall
steigt der Damm 12 bei einem Anstieg des Schmelzeniveaus
hinaus, wobei er schließlich
dieselbe Höhe
wie in dem Schmelzeniveau erreicht und die Schmelze 14 gegen
ein Fließen blockiert.
Da der Fluß der
Schmelze 14, wie hier erwähnt, blockiert werden kann,
ist ein chargenweises Austragen der Schmelze 14, nämlich ein
gesteuertes bzw. geregeltes Austragen einer derartigen Schmelze,
möglich
gemacht.
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In
der batch- bzw. chargenweisen Behandlung, die oben ausgeführt wird,
wird die Kühlluft
kontinuierlich eingesprüht
bzw. eingeblasen, bis ein Schmelzeaustragen durchgeführt bzw.
bewirkt wird. Daher kann ein nachteiliges Fließen der Schmelze 14 vermieden
werden, welches vom Schmelzen des Damms 12 induziert ist,
wie dies in der konventionellen Kühlpraxis unter Verwendung von
Kühlwasser der
Fall ist. Dies ergibt ein kontrolliertes Austragen der Schmelze 14 mit
höchster
Zuverlässigkeit.
Ein derartiges kontrolliertes Austragen wird weiter verstärkt, da
die Schmelze 14 gegen ein Fließen nicht nur aufgrund des
Damms 12, der durch das Einsprühen der Kühlluft gebildet wird, sondern
aufgrund des Strahldrucks der Luft ebenso blockiert wird. Auch vorteilhaft
befreit die Verwendung von Kühlwasser
von einer gefährlichen
Dampfexplosion, welche in der konventionellen Kühlwasserpraxis stattfinden
würde.
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Wenn
ein kontinuierliches Neigen der Plasmafackel 2 zwischen
dem Schmelzeauslaß 4 und dem
Ofenzentrum durchgeführt
wird, das vertikal im Querschnitt gesehen wird, wird es der Schmelze 14 ermöglicht,
zu dem Schmelzeauslaß 4 aufgrund
des Strahldrucks eines Plasmabogens zu fließen. Ein Teil der so fließenden Schmelze 14 wird
gekühlt
und verfestigt, so daß ein
Damm 12 mit einer Höhe
von mehr als dem Schmelzeniveau ausgebildet wird. Dieser Damm schützt die
Schmelze 14, daß sie
fließt,
wodurch schließlich
ein kontrollierter bzw. gesteuerter Austrag einer derartigen Schmelze
sichergestellt wird.
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Als
eine nachfolgende Betätigung
wird zum Zeitpunkt, wo ein Austragen der Schmelze 14 (Austrittsbehandlung)
durchgeführt
wird, der Kompressor, der nicht gezeigt ist, gestoppt, um ein Einblasen
der Kühlluft
durch die Düse 7 zu
stoppen. Ein Erhitzen wird dann mit der Plasmafackel 2 durchgeführt, die zu
dem Schmelzeauslaß 4 geneigt
ist, so daß der Damm 12 auch
erhitzt wird, um zu schmelzen zu beginnen, und somit wird einem
Teil der Schmelze 14, die durch den Damm 12 blockiert
wird, ein Starten eines Austragens durch den ausgenommenen Durchgang 15 erlaubt.
In Übereinstimmung
mit der Schmelzbehandlungsvorrichtung 1, die in dieser Ausbildung
illustriert ist, wird die Schmelze 14 durch ihr Gewicht
bzw. durch die Schwerkraft ausgetragen. Es ist somit keine komplizierte
Einrichtung ohne einen Anstieg im Platzbedarf oder den Kosten erforderlich.
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Obwohl
diese Ausbildung auf eine chargenweise Betätigung gerichtet ist, kann
die Schmelzbehandlungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung selbstverständlich in
einer kontinuierlichen Weise betrieben werden. Der Grund ist, daß die Schmelze 14 ohne
den Eintrag einer Kühlluft
durch die Düse 7 und bei
weggelassenem Damm 12 ausgetragen werden kann.
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In 3 sind
die Ergebnisse gezeigt, welche aus einer Überprüfung erhalten sind, ob die
Schmelze 14 gegen ein Fließen durch die Strömungs- bzw. Flußgeschwindigkeit
eines Kühlluftstroms
blockiert wird, wenn der Neigungswinkel α auf 0°, 8° bzw. 18° festgesetzt ist, und ob der
Damm 12 in einem Bereich benachbart dazu ausgebildet wird,
wo eine derartige Schmelze blockiert wurde. Das Symbol "o" bezieht sich auf einen Punkt, wo der
Damm 12 benachbart dazu ausgebildet wurde, wo die Kühlluft so
zu einem Einblasen veranlaßt
wurde, daß die
Schmelze 14 am Fließen
gehindert wurde, und wo ein Schmelzeaustrag nach einem Stoppen bzw.
Unterbrechen des Kühlluftstroms
durchgeführt
wurde. Das Symbol "x" bezieht sich auf
einen Punkt, wo die Schmelze 14 ohne eine Ausbildung des
Damms 12 geflossen ist. Aus diesen Ergebnissen wurde die
Beziehung zwischen dem Neigungswinkel α der Schmelzeaustragsleitung 3 und
der Flußgeschwindigkeit
des Kühlluftstroms
als eine Kurve in 3 dargestellt. Sowohl eine schattierte
Zone als auch eine quer schraffierte Zone bezeichnen jene Bereiche,
die den Neigungswinkel α und
die Kühlluftströmungsgeschwindigkeit
in einer ausgeglichenen Beziehung miteinander halten. Spezifischer
fließt,
wenn die Werte des Neigungswinkels α und der Kühlluftstromgeschwindigkeit
auf jene Bereiche begrenzt sind, die Schmelze 14 nicht über einen
Bereich hinaus, der einem Einspritzen der Kühlluft unterworfen ist, und
bildet den Damm 12 in einem Bereich benachbart zu dem Schmelzeauslaß 4 (benachbart
zu jenem Bereich, der einem Einblasen der Kühlluft unterliegt).
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Die
oben erwähnte
Kurve zeigt weiters, daß, um
den Neigungswinkel α und
die Kühlluftstromgeschwindigkeit
gut auszubalancieren bzw. auszugleichen, ein größerer Neigungswinkel α eine höhere Kühlluftgeschwindigkeit
erfordert. Wenn der Neigungswinkel α größer ist, wird nämlich das
Schmelzeniveau relativ zu einem unteren Bereich der schattierten
Zone höher,
so daß die
potentielle Energie der Schmelze 14 größer ist. Dies bedeutet, daß die Schmelze 14,
die auf der geneigten Bodenoberfläche 11 des Schmelzeaustrittsdurchgangs 3 fließt, eine höhere Austragsgeschwindigkeit
besitzt. So zeigt die Beziehung zwischen dem Neigungswinkel α und der Kühlluftstromgeschwindigkeit,
daß selbst
in dem Fall einer höheren
Austragsgeschwindigkeit ein Damm 12 durch eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit der
Kühlluft gegebenenfalls
mit einem Blockieren der Schmelze 14 gegenüber einem
Fließen
ausgebildet werden kann. Obwohl sie für einen ausgeglichenen Bereich
zwischen dem Neigungswinkel α und
der Kühlluftstromgeschwindigkeit
hinweisend ist, ist die quer schraffierte Zone unerwünscht, da
Feuerfestmaterialien unter der Schmelzeaustragsleitung 3 möglicherweise
geätzt
werden.
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Die
in 3 gezeichnete Kurve bezieht sich auf einen Fall,
in welchem ein Abstand H zwischen dem Einspritzpunkt von Kühlluft und
dem Blaspunkt der letzteren Luft, d. h. ein Abstand von der Spitze 19 der
Düse 7 zu
einer Bodenoberfläche
des ausgenommenen Durchtritts 15 auf 280 mm festgelegt
ist. Die Kurve würde
sich zu einer linken Seite verlagern, wenn H kürzer als 280 mm ist, und zu
einer rechten Seite, wenn H länger
als 280 mm ist. Wenn der Wert von H variiert, würde sich der ausgeglichene
Bereich zwischen dem Neigungswinkel α und der Kühlluftstromgeschwindigkeit
ebenso zu einer linken oder einer rechten Seite verlagern. Trotz
dieser möglichen Verlagerung
stellt eine strikte Beobachtung des Bereichs in der schattierten
Zone sicher, daß die Schmelze 14 nicht über einen
Bereich hinausfließen sollte,
der einem Einsprühen
der Kühlluft
unterliegt, und einen Damm 12 in einem Bereich benachbart dem
Schmelzeauslaß 4 ausbilden
sollte (benachbart zu einem Bereich, der einem Einspritzen der Kühlluft unterliegt).
Die Vorrichtung 1 dieser Ausbildung ist, wie oben beschrieben,
derart konstruiert, daß der Damm 12 durch
Kühlen
der Schmelze 14 ausgebildet wird, um dadurch das Austragen
einer derartigen Schmelze zu steuern bzw. zu regeln. Diese Vorrichtung
sollte daher nicht auf einen Abstand H von 280 mm zwischen dem Einspritzpunkt
der Kühlluft
und dem Blaspunkt der letzteren Luft beschränkt erachtet werden.
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Die
obige Ausbildung ist getätigt,
um eine bevorzugte Form der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
zu illustrieren und sollte daher nicht als einschränkend konstruiert
sein. Jedoch anstelle des nicht gezeigten Kompressors, der jedoch
angeordnet ist, um die Kühlluft
einzusprühen,
und der Düse 7 kann
eine Plasmafackel 21 an einer Außenoberfläche des Schmelzeaustrittsdurchgangs 3 in
der Vorrichtung 20 angeordnet sein. Die Vorrichtung 20 ist
so strukturiert, daß ein
Plasmabetätigungsgas
zum Einspritzen von der Spitze der Plasmafackel 21 veranlaßt wird,
um so eine Schmelze 14 zu kühlen und somit den Damm 12 auszubilden.
Dies verwendet den Charakter, welcher ein Einspritzen eines Plasmabetätigungsgases
aus der Spritze der Plasmafackel 21 ermöglicht. In dem Fall, wo die
Plasmafackel 21 daran eine Anhebe/Neige-Kombinationsvorrichtung 22, wie
in der Plasmafackel 2, festgelegt aufweist, kann der Damm 12 an
jedem gewünschten
Bereich ausgebildet werden, wenn dem Plasmabetätigungsgas erlaubt wird, von
der Spitze der Plasmafackel 21 ausgestoßen zu werden, die in einer
geneigten Position durch die Verwendung den Anhebe/Neigevorrichtung 22 angeordnet
ist.
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Die
Verwendung von nur einer Plasmafackel 2 würde es in
einigen Fällen
aus einem mechanischen Grund oder aus dem Gesichtspunkt eines Innenraums
des Ofenkörpers 8 schwierig
machen, ein Erhitzen eines Bereichs benachbart dem Schmelzeauslaß 4 zum
Zeitpunkt des Schmelzeaustrags durchzuführen. Ein Erhitzen wird leicht
durch die Anordnung der Plasmafackel 21 durchgeführt. Wenn
die Plasmafackel 21 an ihrer Spitze gezündet wird, um einen Plasmabogen 13 auszustoßen und
dann den Damm 12 direkt zu bestrahlen, wodurch ein derartiger
Damm geschmolzen wird, kann ein Schmelzeaustrag in einem kürzeren Zeitraum
vervollständigt sein.
Zusätzlich kann,
wenn ein Erhitzen durchgeführt
wird, während
die Plasmafackel in der Schmelzeaustragsleitung 3 geneigt
wird, der Schmelzeaustragsdurchgang 3 gegen ein Verklumpen
geschützt werden,
welches während
eines Schmelzeaustrags auftreten könnte.
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Alternativ
kann ein Ofenkörper 23 geeignet verwendet
werden, in welchem ein Ofenbett 16 eben in der Form und
sich mit dem Schmelzeauslaß 4 gemeinsam
erstreckend angeordnet ist, wobei eine Schmelzbasis 18 weggelassen
ist. Die Vorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung
ist derart ausgebildet, daß die
Schmelze 14 zur Gänze
beim Schmelzeaustrag entnommen wird. Es kann nämlich, da diese Vorrichtung
nicht von einer Struktur ist, worin die Schmelze 14 in
der Schmelzebasis 18 (dem Schmelzbad) gesammelt wird, die
gesamte Schmelze 14 beim Schmelzen des Damms 12 ausgetragen werden.
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Die
Vorrichtung 30 der vorliegenden Erfindung ist, wie in 5 gesehen,
derart konstruiert, daß ein
Ofenbett 31 eines Ofenkörpers 32 und
eine Bodenoberfläche 11 des
Schmelzeaustrittdurchgangs 3 so angeordnet sind, daß sie leicht
geneigt sind. Ähnlich
der Bodenoberfläche 11 der
Schmelzeaustragsleitung 3 ist das Ofenbett 31 geneigt,
um die Schmelze 14 zu veranlassen darauf zu fließen. Der Neigungswinkel β ist 0° ≤ β ≤ 10°. Hier ist
der Grund, daß der
Neigungswinkel β in
einem derartigen Bereich festgelegt wird, jener, daß, selbst
wenn kleiner Neigungswinkel β festgelegt
wird, die Schmelze 14 zu der Schmelzeaustrittsleitung 3 fließen kann
und daß ein
größerer Neigungswinkel β von mehr
als 10° es
schwierig macht, den Damm 12 an der Bodenoberfläche 11 der
Schmelzeaustragsleitung 3 auszubilden. Das geneigte Ofenbett 31 führt zu einem
verkürzten Austragen
der Schmelze 14, ebenso wie zu einem vollständigen Austragen
der letzteren, ohne daß irgendein
verfestigter Körper
in dem Ofenbett an seinen Ecken zurückbleibt.
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Die
Vorrichtung 40 der vorliegenden Erfindung ist, wie in 6 gezeigt,
derart konstruiert, daß zusätzlich zu
der Konstruktion der Schmelzbehandlungsvorrichtung 1, die
oben beschrieben ist, ein Schmelzbehälter 42 für eine Sammlung
von Schmelze 14 angeordnet ist, um mit der Schmelzeaustragsöffnung 3 in
Verbindung zu stehen. Zusätzlich
ist oberhalb von dem Schmelzeaustrittsdurchgang 3 eine
zweite Abgasöffnung
(Entgasungsmittel) 41 angeordnet, um ein Abgas (inklusive
Kühlluft)
austreten zu lassen. Die zweite Abgasöffnung 41 ist mit
einer zweiten Abgasleitung versehen, die nicht gezeigt ist, jedoch
damit verbunden ist, wobei die zweite Abgasleitung mit einer ersten
Abgasleitung, die nicht gezeigt ist, gekoppelt ist, die jedoch mit
der ersten Abgasöffnung 6 verbunden
ist, welche in dem Ofenkörper 8 angeordnet
ist. Da die zweite Abgasöffnung 41 oberhalb
von dem Schmelzeaustrittsdurchgang 3 angeordnet ist, tritt
Kühlluft
aus der zweiten Abgasöffnung 41 aus,
ohne daß eine
derartige Luft zurück
in den Schmelzbehälter 42 fließt mit dem
Ergebnis, daß die
Kühlluft
am Lecken nach außen
aus dem Ofenkörper 8 gehindert
werden kann. Die Vorrichtung 40 ist nicht auf einen Fall
beschränkt,
in welchem die zweite Abgasöffnung 41 in
der Konstruktion der zweiten Abgasöffnung 41 definiert
ist. Die zweite Abgasöffnung 41 kann
auch in der Schmelzbehandlungsvorrichtung 20, 30 angeordnet
sein.
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Wie
oben ausgeführt,
ist die zweite Abgasöffnung 41 oberhalb
von dem Schmelzeaustrittsdurchgang 3 angeordnet. Dies deshalb,
da die Kühlluft
am Zurückfließen gehindert
werden kann, was stattzufinden tendiert, wenn der Druck in der Schmelzeaustrittsleitung 3 ansteigt,
wenn der Damm 12 anwächst. Spezifischer
wächst,
wenn das Material 17 fortgesetzt in einer chargenweisen
Behandlung erhitzt wird, der Damm 12 durch ein Aussetzen
an Kühlluft, die
aus der Düse 7 eingespritzt
wurde. In diesem Fall ist der Schmelzeauslaß 4, der angeordnet
ist, um mit dem Inneren des Schmelzkörpers 8 und des Schmelzeaustrittsdurchgangs 3 zu
kommunizieren bzw. in Verbindung zu stehen, durch den Damm 12 so
blockiert, daß ein
Druckunterschied in dem Ofenkörper 8 und
in dem Schmelzeaustrittsdurchgang 3 auftritt. Wenn der
Damm 12 klein dimensioniert ist (wenn der Schmelzeauslaß nicht
blockiert ist), tritt nämlich
die Kühlluft
durch das Innere des Ofenkörpers 8 durch und
tritt aus der ersten Abgasöffnung 6 aus.
Wenn der Damm 12 wächst,
wird der Schmelzeaus-laß 4 durch
einen derartigen Damm so blockiert, daß die Kühlluft weniger fähig wird,
in den Ofenkörper 8 zu fließen, wodurch
ein Anstieg in dem Innendruck in dem Schmelzeaustrittsdurchgang 3 veranlaßt wird. Somit
fließt
die Kühlluft
in dem Schmelzeaustrittsdurchgang 3 zurück in den Schmelzbehälter 42 und leckt
schließlich
aus einer Verbindung zwischen dem Schmelzbehälter 42 und dem Schmelzeaustrittsdurchgang 3.
In der chargenweisen Behandlung involviert ein fortgesetztes Erhitzen
des Materials 17 ein Lecken der Kühlluft nach außen. In
dem Fall, wo das zu erhitzende Material 17 ein gefährliches
Material, wie ein radioaktiver Abfall oder dgl. ist, enthält auch
die Kühlluft
das gefährliche
bzw. schädliche
Material. Dementsprechend sollte diese Art Kühlluft notwendigerweise am
Lecken gehindert werden.
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Wie
dies in 6 gezeigt ist, ist die erste
Abgasöffnung 6 in
einer Ofenwand definiert, die oberhalb von dem Schmel zeaustrittsdurchgang 3 angeordnet
ist. Der Grund für
diese Positionierung ist, um eine reduzierte Heizeffizienz des Materials 17,
das zu erhitzen ist, zu verhindern. Wenn die erste Abgasöffnung 6 über dem
Schmelzeaustrittsdurchgang 3 positioniert ist, fließt nämlich die
Kühlluft,
die durch den Schmelzeauslaß 4 hindurchgetreten
ist, weiter als solche nach oben, ohne eine Außenoberfläche der Schmelze 14 zu
kühlen,
wobei sie schließlich
aus der ersten Abgasöffnung 6 austritt.
So kann die Heizeffizienz des zu erhitzenden Materials 17 an
einer Reduktion gehindert werden.
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Eine
Vorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Erfindung
ist, wie dies in 7 illustriert ist, derart konstruiert,
daß zusätzlich zu
der Konstruktion der oben erwähnten
Vorrichtung 40 eine Druck-Einstellungsdämpfungseinrichtung (Schaltmittel) 51 der Öffnungs-Schließ-Art an
der zweiten Abgasöffnung 41 festgelegt
bzw. montiert ist. In der Vorrichtung 50 ist ein erstes
Manometer für
den Innendruck des Ofenkörpers
(erste Innendruck-Detektionsmittel für den Ofenkörper) 52 an einer
Innenwandoberfläche
des Ofenkörpers 8 zum
Messen eines Innendrucks P1 eines derartigen Ofenkörpers angeordnet
und ein zweites Manometer für
den Innendruck der Schmelzeaustrittsleitung (zweite Innendruck-Detektionsmittel
für die
Schmelzeaustrittsleitung) 53 ist an einer Innenwand des
Schmelzeaustrittsdurchgangs 3 zum Messen eines Innendrucks
P2 einer derartigen Schmelzeaustrittsleitung angeordnet. Eine Drucksteuer-
bzw. -regeleinrichtung (Drucksteuer- bzw. -regelmittel) 54 ist
auch außerhalb
des Ofenkörpers 8 angeordnet.
Die Drucksteuer- bzw.
-regeleinrichtung bzw. der Druckcontroller 54 erfaßt jene
Signale, die durch die obigen Manometer detektiert sind, wodurch die
Druckeinstellungsdämpfungseinrichtung 51 gesteuert
bzw. geregelt wird, um dieselbe zu öffnen oder zu schließen. Wenn
der Druck P2 in dem Schmelzeaustrittsdurchgang 3 ansteigt,
wenn der Damm 12 anwächst,
arbeitet die Drucksteuer- bzw. -regeleinrichtung 54, um
die Druckeinstelldämpfungseinrichtung 51 zu öffnen, um
Abgas austreten zu lassen. Die Heizeffizienz des Materials 17,
das zu erhitzen ist, kann gegen eine Reduktion geschützt werden.
Darüber
hinaus kann mit der vorgesehenen Drucksteuer- bzw. -regeleinrichtung 54 die
Druckeinstellungsdämpfungseinrichtung 51 als
eine Notfallssicherheitsvorrichtung verwendet werden, wenn der Druck
abnormal in dem Schmelzeaustrittsdurchgang 3 ansteigt.
Die Druckeinstellungsdämpfungseinrichtung 51 ist üblicherweise
geschlossen und die zweite Abgasöffnung 41 ist
operativ verwendet.
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Eine
Vorrichtung 60 der vorliegenden Erfindung ist, wie dies
in 8 illustriert ist, derart konstruiert, daß nur die
zweite Abgasöffnung 61 oberhalb
von dem Schmelzeaustrittsdurchgang 3 angeordnet ist, wobei
die erste Abgasöffnung 6 weggelassen
ist. In einer derartigen Konstruktion sollte der Schmelzeauslaß 4 an
einer derartig ausreichenden Höhe
positioniert sein, daß er
nicht vollständig
verschlossen wird, selbst wenn die Höhe des Damms 12 aufgrund
einer chargenweisen Behandlung hoch wird. Hier kollidiert Kühlluft,
die von der Düse 7 eingespritzt
wird, mit dem Damm 12, fließt zu einer zweiten Abgasöffnung 61 (wie
dies durch einen Pfeil 62 angedeutet ist) und tritt dann
daraus aus. So fließt
bzw. strömt
die Kühlluft
nicht in den Ofenkörper 8,
noch kühlt
sie eine Außenoberfläche der
Schmelze 14 und dies verhindert eine reduzierte Heizeffizienz
des Materials 17 in dem Ofenkörper 8. Weiters ist,
da die Kühlluft
nicht in den Ofenkörper 8 fließt, es weniger wahrscheinlich,
daß flüchtiges
Material, das von dem zu erhitzenden Material 17 abgeleitet
ist bzw. stammt, sich in der Nachbarschaft des Schmelzauslasses 4 abscheidet,
woraus resultiert, daß ein
Verklumpen der Schmelzeaustrittsleitung 3 vermeidbar ist.
Die Kühlluft
wird in divergierender Form von der Düse 7, wie dies in 9 ersichtlich
ist, eingespritzt bzw. eingeblasen und ein Raum 63 ist
benachbart der Spitze der Düse 7 definiert.
Abgas in dem Ofenkörper 8 tritt
somit durch den Schmelzeauslaß 4 durch
und tritt aus der zweiten Abgasöffnung 61 aus.
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Eine
Vorrichtung 70 der vorliegenden Erfindung ist, wie dies
in 10 gezeigt ist, derart konstruiert, daß ein Trichter
(Beendigungsmittel) 71 oberhalb des Schmelzeaustrittsdurchgangs 3 angeordnet
ist. Über
der Schmelzeaustrittsleitung 3 ist eine Beladungs- bzw.
Zufuhröffnung 73 angeordnet, die
mit einer Öffnung
des Trichters 71 kommuniziert bzw. in Verbindung steht.
Ein Schiebertor 72 ist an der Öffnung des Trichters 71 so
angelenkt, daß, wenn
das Schiebertor 72 geöffnet
ist, Sand, Wasser und dgl., das im Trichter 71 gespeichert
ist, auf die Bodenoberfläche 11 der
Schmelzeaustrittsöffnung 3 aufgebracht
wird. In diesem Fall wird, selbst wenn der Damm 12 durch
eine Fehlmanipulation bzw. -bedienung der Plasmafackel 2 oder
dgl. während
der chargenweisen Behandlung zerstört wird, das Schiebertor 72 geöffnet, um
Sand oder Wasser auf die Bodenoberfläche des Schmelzeaustrittsdurchgangs 3 aufzubringen,
was schließlich
unmittelbar die Ausbildung eines Damms 72 bewirkt, so daß ein Austragen der
Schmelze 14 in dem Ofenkörper 8 beendet wird.
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Eine
Vorrichtung 80 der vorliegenden Erfindung ist, wie dies
in 11 und 12 illustriert
ist, derart konstruiert, daß anstelle
des Trichters 71 eine Barrierewand-Dämpfungseinrichtung (Beendigungsmittel) 81 über dem
Schmelzeaus trittsdurchgang 3 angeordnet ist. In dem Fall
einer Zerstörung
des Damms 12 wird die Barrierewand-Dämpfungseinrichtung 81 in
den Schmelzeaustrittsdurchgang 3 eingesetzt und somit wird
es möglich
gemacht, ein Austragen der Schmelze 14 in den Ofenkörper 8 zu
beenden. Selbst wenn der Damm 12 durch eine Fehlmanipulation
der Plasmafackel 2 oder dgl. während der chargenweisen Behandlung
zerstört
wird, wird der Schmelzeaustrittsdurchgang 3 vollständig durch
das Einsetzen der Barrierewand-Dämpfungseinrichtung 81 blockiert.
Es ist somit möglicht,
ein Austragen der Schmelze 14 in dem Ofenkörper 8 zu
beenden.
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Anstelle
der Barrierewand-Dämpfungseinrichtung 81 kann
eine Barrierewand, die aus einer anorganischen Struktur, wie Feuerfeststein
oder dgl. gebildet ist, gegen die Bodenoberfläche des Schmelzeaustrittsdurchtritts 3 gepreßt werden,
so daß es möglich gemacht
wird, ein Austragen der Schmelze 14 zu beenden.