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Technisches Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen Schmelz- und Warmhalteofen für Aluminiumblöcke und
insbesondere einen Schmelz- und Warmhalteofen, der einen Vorwärmturm zum
Vorwärmen
von Aluminiumblöcken
und zwei Tiegelöfen
zum Schmelzen bzw. Warmhalten von Aluminiummaterialien als Bestandteile
aufweist. Der in der Beschreibung verwendete Terminus "Aluminiumblock" bezeichnet Aluminiumbarren
o. ä. Aluminiummassen,
gesammelte aluminiumhaltige Materialien (leere Aluminiumdosen und andere
Aluminiumabfälle),
die zu Blöcken
gepreßt sind,
die im wesentlichen ähnliche
Form wie Aluminiumbarren haben, usw.
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Hintergrund der Technik
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Zum
Schmelzen und Warmhalten von Aluminiummaterialien sind verschiedene
Vorrichtungen bekannt, u. a. eine Vorrichtung, bei der geschmolzenes
Aluminium durch eine Pfanne o. ä.
aus einem zentralen Schmelzofen zu einem elektrisch oder anderweitig
beheizten einzelnen Ofen transportiert und verteilt wird, der ausschließlich Warmhaltezwecken dient;
ein einzelner Ofen, der zu Schmelz- und Warmhaltezwecken vorgesehen
ist und in dem eine Schmelzkammer sowie eine Warmhaltekammer untergebracht
sind, die jeweils ein mit feuerfesten Steinen aufgebautes Behältnis haben
und geschmolzenes Metall unterbringen; ein Graphittiegelofen; usw.
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Der
Graphittiegelofen hat einen Aufbau, bei dem ein Graphittiegel in
einem zylindrisch aufgebauten Ofen vorgesehen ist und der Tiegel
durch einen Brenner beheizt wird. Zum Schmelzen im Graphittiegel
werden Metallbarren direkt von einem oberen Abschnitt des Tiegels
eingebracht. Werden Metallbarren in den Tiegel aufgegeben und so
diagonal positioniert, daß sie
die Tiegelseitenwand berühren,
bestünde
die Wahrscheinlichkeit, daß die
Barren die Seitenwand infolge von Wärmedehnung auseinander drücken. Angesichts
dieser Wahr scheinlichkeit werden Metallbarren in Längsanordnung
in den Tiegel aufgegeben.
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Beim
Schmelzen von Aluminiummaterialien in einem herkömmlichen Tiegelofen wurden
Aluminiumbarren direkt in den Tiegel durch eine darin gebildete Öffnung aufgegeben.
Dadurch wird die Aluminiumschmelze unmittelbar danach abgekühlt, und
die Temperatur der Aluminiumschmelze beginnt zu steigen, nachdem
die Aluminiumbarren alle geschmolzen wurden. In diesem Fall wird
beim Erreichen einer spezifischen Temperatur die Schmelze zum Gießen abgelassen.
Sinkt die Menge der Schmelze durch Auslassen der Schmelze, werden
Aluminiumbarren wieder zugeführt.
Auf diese Weise werden Schmelz- und Auslaßoperationen abwechselnd im
Tiegelofen chargenweise durchgeführt
und wiederholt. Dadurch entstehen Probleme, daß keine konstante Zufuhr der Schmelze
erfolgt und daß eine
kleine Menge von Aluminiumbarren zugeführt werden sollte, um die Temperatur
der Schmelze einzustellen. Ferner werden Aluminiummaterialien, z.
B. Aluminiumbarren, der Schmelze ohne Vorwärmen zugeführt, so daß die Temperatur der Schmelze
sehr variabel ist.
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Bei
Verwendung eines zentralen Schmelzofens sollte eine große Menge
von schmelzflüssigem Aluminium
ständig
zurückgehalten
werden. Zudem ist der zentrale Schmelzofen beim Schmelzen derzeit produzierter
Aluminiumblöcke
mit vielfältigen
Materialien schwierig zu verwenden. Außerdem sollte die Temperatur
der verteilten Schmelze erhöht
sein, um die Temperaturreduzierung der Schmelze zu kompensieren,
die zwangsläufig
durch Verteilung der Schmelze zustande kommt. Anders gesagt ist
ein solcher Ofen nicht für
diversifizierte Kleinproduktion geeignet. Ein weiteres Problem ist
eine Schwierigkeit bei der Produktionssteuerung, da während der
Wartung des zentralen Schmelzofens keine spezifische Menge der Schmelze
zurückgehalten
werden kann.
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Bei
Einsatz eines integrierten Schmelz- und Warmhalteofens mit einem
Schmelzenbehältnis,
das mit Steinen o. ä.
ausgekleidet ist, wirkt ferner die Flamme des Heizbrenners direkt
auf die Schmelze. Bei diesem Ofen kommt es zu solchen Problemen, daß die Schmelze
mit einem Oxid verunreinigt oder Wasserstoffgas absorbiert wird,
was die Güte
von Gußartikeln beeinträchtigt.
Ein weiterer Nachteil des Ofens ist, daß er zu einer großen gespeicherten
Wärmemenge
in der Ofenwand führt,
was es erschwert, Energie einzusparen, und hohe Wartungskosten sowie
Zeit für
das Neuauskleiden der Ofenwand mit Steinen in regelmäßigen Abständen erfordert.
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Erwähnt seien
schließlich
die US-A-5810907, die einen Durchlaufschmelzofen betrifft, dem ein
Vorwärmturm
fehlt, und die JP-A-3059389, die einen Ofen mit einem Vorwärmrohr offenbart,
wobei aber dieser Ofen ein Chargenofen und kein Durchlaufschmelzofen
ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Schmelz- und Warmhalteofen
für Aluminiumblöcke bereitzustellen,
wobei der Ofen alle o. g. Probleme des Stands der Technik überwinden,
Aluminiummaterial kontinuierlich schmelzen und Energie einsparen
kann.
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Die
Erfindung stellt einen Schmelz- und Warmhalteofen für Aluminiumblöcke bereit,
wobei der Ofen aufweist: einen Schmelztiegelofen mit einem Schmelztiegel,
der durch ein erstes Ofengestell umschlossen ist, wobei ein Umgebungsraum
um den Schmelztiegel und zwischen dem Schmelztiegel und dem ersten
Ofengestell gebildet ist, einen Warmhaltetiegelofen, der neben dem
Schmelztiegelofen angeordnet ist, wobei der Warmhalteofen einen
Warmhaltetiegel aufweist, der eine kontinuierliche Zufuhr von geschmolzenem
Aluminium aus dem Schmelztiegel des Schmelztiegelofens empfängt, wobei
der Schmelztiegel und der Warmhaltetiegelofen miteinander über eine
Rinne kommunizieren, die sich von einem Rumpfabschnitt des Schmelztiegels
zum Warmhaltetiegelofen erstreckt, so daß geschmolzenes Aluminium aus
dem Schmelztiegel durch die Rinne in den Warmhaltetiegel überläuft, und
dadurch gekennzeichnet, daß der
Schmelz- und Warmhalteofen einen Vorwärmturm zum Vorwärmen von
Aluminiumblöcken
aufweist, so daß der
Schmelztiegel eine Zufuhr von Aluminiumblöcken aus dem Vorwärmturm an
einer Position unmittelbar unter dem Vorwärmturm empfängt, und wobei die Anordnung
so ist, daß ein
Verbrennungsgas für
den Raum bereitgestellt wird und im Schmelztiegelofen genutztes Abgas
zum Vorwärmturm
als Aufwärtsstrom
zum Wärmeaustausch
mit den Aluminiumblöcken
geführt
wird.
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Der
Schmelz- und Warmhalteofen der Erfindung kann die im folgenden beschriebenen
Ergebnisse erzielen.
- (1) Der Ofen der Erfindung
kann nicht nur beim Schmelzen von Aluminiumblöcken, sondern auch eines Aluminium
(oder Aluminiumlegierung) und andere Metalle, z. B. Eisen, aufweisenden
Verbundmaterials verwendet werden.
- (2) Der Ofen der Erfindung ist ein Schmelz- und Warmhalteofen
vom Tiegeltyp, der Metall kontinuierlich schmelzen kann.
- (3) Der Ofen der Erfindung kann ein Metall bei einer spezifischen
niedrigen Temperatur in der Umgebung des Schmelzpunkts von Aluminium schmelzen,
was zahlreiche nützliche
Ergebnisse liefert, daß eine
geringere Menge von Oxid, z. B. Aluminiumoxid, erzeugt und Wasserstoffgas
in einer geringeren Menge absorbiert wird, was zu einer hochqualitativen
Schmelze führt;
daß die Temperatur
im Warmhaltetiegelofen leicht gesteuert werden kann; und daß die Lebensdauer
des Tiegels aufgrund guter Bedingungen für die Haltbarkeit des Tiegels
verlängert
werden kann.
- (4) Der Vorwärmturm
ermöglicht
einen hohen Grad an Energieeinsparungen, und der Ofen der Erfindung
zeigt ein hohes Schmelzvermögen
relativ zu seinem Ofenvolumen und ist leicht und kompakt.
- (5) Da der Tiegel leicht ausgetauscht werden kann, ist der Ofen
zum Schmelzen diversifizierter Materialien geeignet.
- (6) Die Unterbrechung des Schmelzens und die Steuerung einer
Schmelzgeschwindigkeit können lediglich
mit dem Verbrennungsgas eingestellt werden, was die Produktionssteuerung
erleichtert.
- (7) Der Ofen braucht keiner Großinstandsetzung in regelmäßigen Abständen unterzogen
zu werden, und die Wartung läßt sich
mit geringen Kosten leicht durchführen, indem lediglich Tiegel
ausgetauscht werden.
- (8) Aufgrund des Abgases mit niedriger Temperatur läßt sich
die Arbeitsumgebung verbessern.
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Andere
Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
anhand der beigefügten
Zeichnung hervor.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnung
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1 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine Ausführungsform
der Erfindung schematisch darstellt.
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Bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung
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Im
folgenden wird eine Ausführungsform
der Erfindung anhand der beigefügten
Zeichnung beschrieben. 1 zeigt schematisch einen Schmelz- und
Warmhalteofen A in seiner Gesamtheit gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung. Der Schmelz- und Warmhalteofen A verfügt über einen
Vorwärmturm 1 für Aluminiumblöcke a, einen Schmelztiegelofen 2,
der unmittelbar unter dem Vorwärmturm 1 angeordnet
ist, und einen Warmhaltetiegelofen 3, der neben dem Schmelztiegelofen 2 angeordnet
ist, als Hauptbestandteile.
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Der
Schmelztiegelofen 2 hat ein erstes Ofengestell 4 und
einen Schmelztiegel 6, der auf einem ersten Tiegeluntersetzer 5 im
ersten Ofengestell 4 plaziert ist. Ein erster Umgebungsraum 7 ist
um den Tiegel 6 und zwischen dem Tiegel 6 und
dem ersten Ofengestell 4 gebildet. Der erste Umgebungsraum 7 dient
als Durchgang, durch den ein Verbrennungsgas aufsteigt, nachdem
es von einer Verbrennungsgaszufuhr (nicht gezeigt) zugeführt wird,
die an einem unteren Abschnitt der Seitenwand des ersten Ofengestells 4 angeordnet
ist.
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Der
Warmhaltetiegelofen 3 hat ein zweites Ofengestell 8 und
einen Warmhaltetiegel 10, der auf einem zweiten Tiegeluntersetzer 9 im
zweiten Ofengestell 8 plaziert ist. Ein zweiter Umgebungsraum 11 ist
um den Warmhaltetiegel 10 gebildet. Der zweite Umgebungsraum 11 dient
als Durchgang, durch den ein Verbrennungsgas aufsteigt, nachdem
es von einer Verbrennungsgaszufuhr (nicht gezeigt) zugeführt wird,
die an einem unteren Abschnitt der Seitenwand des zweiten Ofengestells 8 angeordnet
ist. Das obere Ende des Raums 11 ist mit einem Gewichtsdeckel 12 des
Warmhaltetiegels 10 verschlossen und dadurch von der Außenluft
abgeschlossen. Zweckmäßig sind der
Schmelztiegel 6 und der Warmhaltetiegel 10 aus Graphit
hergestellt.
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Vorzugsweise
sind die Tiegeluntersetzer 5, 9 zylindrisch und
haben auf ihrer Seite Luftströmungslöcher 5a, 9a für das Verbrennungsgas,
um die Böden
der Tiegel 6, 10 zu beheizen.
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Die
Ofengestelle 4, 8 sind mit einem wärmeisolierenden
Material ausgekleidet, z. B. einem wärmeisolierenden Keramikmaterial,
und eine gemeinsame Seitenwand 13 ist an der Grenze zwischen
den Gestellen 4, 8 vorgesehen. Die gemeinsame
Seitenwand 13 hat einen Verbindungsdurchgang 14 zur Verbindung
zwischen dem ersten und zweiten Raum 7, 11.
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Der
Verbindungsdurchgang 14 verfügt über eine Auslaßöffnung 14a,
die im Gewichtsdeckel 12 auf der Seite der gemeinsamen
Seitenwand 13 gebildet ist, um mit dem oberen Ende des
zweiten Umgebungsraums 11 zu kommunizieren, eine Abgashaube 14b,
die in der gemeinsamen Seitenwand 13 so gebildet ist, daß sie einen
Raum über
der Auslaßöffnung 14a abdeckt,
und eine Einlaßöffnung 14c,
die in der gemeinsamen Seitenwand 13 so gebildet ist, daß sie sich
in die Haube 14b öffnet.
Das Abgas strömt nach
oben durch die Auslaßöffnung 14a.
Das Abgas im zweiten Umgebungsraum 11 wird durch die Haube 14b gesammelt,
um durch die Einlaßöffnung 14c in den
ersten Umgebungsraum 7 zu strömen.
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Der
Schmelztiegel 6 kommuniziert mit dem Warmhaltetiegel 10 z.
B. über
eine trogartige Rinne 16, die sich von einem Abgabeanschluß 15 vom Überlauftyp,
der in einem Rumpfabschnitt des Tiegels 6 gebildet ist,
zum Warmhaltetiegelofen 3 erstreckt. Eine Schmelze 17 wird
aus dem Inneren des Tiegels 6 über den Abgabeanschluß 15 in
einem Überlaufstrom
durch die Rinne 16 kontinuierlich in den Tiegel 10 transportiert.
Der kontinuierliche Strom der Schmelze 17 kommt durch eine
Differenz des Schmelzenoberflächenpegels
in den Tiegeln 6, 10 zustande. Die Position des
Abgabeanschlusses 15 im Rumpfabschnitt des Tiegels 6 ist
unter Berücksichtigung
der Menge der im Tiegel 6 zurückgehaltenen Schmelze 17 oder
des Schmelzenoberflächenpegels
ausgewählt
und bestimmt.
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Die
Rinne 16 erstreckt sich durch die Einlaßöffnung 14c des Verbindungsdurchgangs 14 zu
einer Position über
der Schmelzenoberfläche
im Warmhaltetiegel 10. Ein Raum über der Rinne 16 ist
mit der Abgashaube 14b abgedeckt. Die Rinne 16 ist
dem im Verbindungsdurchgang 14 strömenden Abgas ausgesetzt und
wird dadurch erwärmt,
um den Schmelzentemperaturrückgang
während
des Transports der Schmelze zu verhindern.
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Der
Warmhaltetiegel 10 ist im Inneren mit einem Trennwandteil 18 in
eine Temperatursteuerkammer 19 und eine Auslaßkammer 20 aufgeteilt.
Die beiden Kammern 19, 20 stehen über einen
Verbindungsraum 21 unter dem Trennwandteil 18 in
Kommunikation miteinander. Die Temperatursteuerkammer 19 kann
die Schmelze 17 aufnehmen, die aus dem Schmelztiegel 6 strömt.
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Die
Schmelze 17 wird auf eine festgelegte Temperatur durch
das Verbrennungsgas in der Temperatursteuerkammer 19 erwärmt, wobei
die Schmelze auf verschiedene Weise behandelt wird und sich Verunreinigungen,
z. B. Oxide, absetzen.
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Durch
Risse o. ä.
in den Tiegeln 6, 10 kann die Schmelze austreten.
Zum Abgeben der ausgetretenen Schmelze aus dem Ofen nach außen sind
z. B. Ablauföffnungen 22, 23 in
einem unteren Ende der gemeinsamen Seitenwand 13 bzw. einem
unteren Ende der Seitenwand des zweiten Ofengestells 8 gebildet.
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Das
Ofengestell 4 des Schmelztiegelofens 2 hat die
Form eines Zylinders mit einer offenen Oberseite und einem geschlossenen
Boden. Der Vorwärmturm 1 in
Zylinderform ist in 2-Etagenanordnung auf das obere Ende des Ofengestells 4 konzentrisch aufgesetzt.
Das untere Ende des Vorwärmturms 1 ist zum
oberen Ende des Tiegels 6 in den Tiegel 6 geöffnet, so
daß Aluminiumblöcke a in den Tiegel 6 durch den
Vorwärmturm 1 aufgegeben
werden können.
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Das
obere Ende des ersten Umgebungsraums 7 im ersten Ofengestell 4 kommuniziert
mit dem Inneren des Vorwärmturms 1 über einen
Ringraum 24 zwischen dem oberen Ende des Tiegels 6 und
dem unteren Ende des Vorwärmturms 1,
so daß das
Abgas als Vorwärmquelle
in den Vorwärmturm 1 geführt werden
kann.
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Der
Vorwärmturm 1 hat Öffnungen 25, 27 zur Aufgabe
von Aluminiumblöcken a in einen Rumpfabschnitt
des Vorwärmturms 1 und
an seinem oberen Ende. Die Öffnungen 25, 27 sind
mit Deckeln 26 bzw. 28 verschlossen. Der das obere
Ende des Vorwärmturms 1 abdeckende
Deckel 28 hat ein Entgasungsloch 29 zur Abgabe
des Abgases. Das Entgasungsloch 29 ist so ausgebildet,
daß es
das Abgas als Saugstrom infolge der Zugwirkung aus dem Umgebungsraum 7 über den
Ringraum 24 in den Vorwärmturm 1 führt. Die Öffnungen 25, 27 können mit
einem automatisch öffnenden
und schließenden
Mechanismus (nicht gezeigt), der mit einer Antriebsvorrichtung versehen
ist, geöffnet
oder geschlossen werden.
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Der
Vorwärmturm 1 kann
aus seiner Position in einer 2-Etagenanordnung
gemäß 1 bewegt werden,
um den Schmelztiegel 1 auszutauschen und um die Restschmelze
aus dem Tiegel 6 abzulassen. Das Gesamtgewicht des Vorwärmturms 1 wird
durch einen Träger 30 gehalten,
der auf Führungsschienen 31 fahren
kann, die auf dem ersten Ofengestell 4 fest angeordnet
sind. Bei Bewegung des Trägers 30 auf den
Führungsschienen 31 kann
der Vorwärmturm 1 zur
Verschiebung aus der ersten Position in einer 2-Etagenanordnung
mit dem ersten Ofengestell 4 in eine zweite Position (nicht
gezeigt) gleiten, in der der Vorwärmturm 1 von der 2-Etagenanordnung
getrennt und das obere Ende des Gestells 4 vollständig geöffnet ist.
Mit Hilfe verschiedener Positionssteuereinrichtungen kann der Träger 30 an
der ersten oder zweiten Position gestoppt werden.
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1 zeigt
den Schmelz- und Warmhalteofen der Erfindung in seinem Routinebetrieb.
Das Verbrennungsgas wird vom Boden des ersten Ofengestells 4 in
das Gestell 4 geführt,
um den Schmelztiegel 6 zu beheizen, während es im ersten Umgebungsraum 7 aufsteigt,
um zu einem Abgas zu werden. Das resultierende Abgas strömt aus dem
oberen Ende des ersten Umgebungsraums 7 über den
mit dem Raum 7 kommunizierenden Ringraum 24 in
den Vorwärmturm 1 nach
oben, wobei das Abgas einen Wärmeaustausch
mit den Aluminiumblöcken a zur effektiven Verwendung
als Vorwärmquelle
vornimmt. Danach wird veranlaßt,
daß das
Abgas durch die Entgasungsöffnung 29 im
Deckel 28 zur Abgabe aus dem Ofen nach außen strömt. Aus
dem Ofen wird das Abgas mit einer abgesenkten Temperatur, z. B. auf
375 °C oder
darunter, aufgrund von Wärmeaustausch
mit den Aluminiumblöcken a nach außen abgegeben. Die Verringerung
der Abgastemperatur dient dazu, die Arbeitsumgebung zu verbessern.
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Andererseits
wird das Verbrennungsgas vom Boden des zweiten Ofengestells 8 in
das Gestell 8 geführt,
um den Warmhaltetiegel 10 zu beheizen, während es
im zweiten Umgebungsraum 11 aufsteigt, um zu einem Abgas
zu werden. Das resultierende Abgas strömt vom oberen Ende des zweiten Umgebungsraums 11 über den
mit ihm kommunizierenden Durchgang 14 in den ersten Umgebungsraum 7 nach
oben, um sich mit dem Abgas im Raum 7 zur effektiven Nutzung
als Vorwärmquelle
für die Aluminiumblöcke a im Vorwärmturm 1 zu vereinigen. Das
Abgas kann die Rinne 16 und die überführte Schmelze während des
Transports im Verbindungsdurchgang 14 erwärmen und
kann auch als Wärmequelle
zum Verhindern des Rückgangs
der Schmelzentemperatur verwendet werden.
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Die
Aluminiumblöcke a können nacheinander schmelzen,
beginnend mit den Blöcken,
die in der unteren Position eingetaucht in die Schmelze 17 von jenen
liegen, die sich im Schmelztiegel 6 befinden. Die Aluminiumblöcke a werden durch Wärmeaustausch
mit dem Abgas vorgewärmt,
wodurch die Temperatur der Schmelze in einem geringeren Grad als
dann variiert, wenn kühle
Barren direkt in die Schmelze 17 eingetaucht werden. Mit
fortschreitendem Schmelzen bewegen sich Aluminiumblöcke a infolge ihres Eigengewichts
in der Schmelze nach unten und sind teilweise ständig als Feststoff vorhanden.
Die Wärme
des Verbrennungsgases wird teilweise verbraucht, um das feste Aluminium
zu erschmelzen (64,8 cal/kg), so daß die Schmelze 17 im wesentlichen
auf einer konstanten Temperatur (z. B, etwa 650 °C) in der Umgebung des Schmelzpunkts von
Aluminium gehalten wird.
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Es
erfolgt ein kontinuierlicher Transport der Schmelze 17 im
Schmelztiegel 6 in einer der Schmelzmenge von Aluminiumblöcken a entsprechenden Menge über den
Abgabeanschluß 15 in
einem Überlaufstrom
infolge einer Differenz des flüssigen
Oberflächenpegels
durch die Rinne 16 in die Temperatursteuerkammer 19 des
Warmhaltetiegels 10, um eine kontinuierliche Verteilung
der Schmelze 17 zu erreichen. Zur kontinuierlichen Verteilung
infolge von Überlauf
ist der Schmelztiegel 6 stets mit einer konstanten Menge
der Schmelze 17 gefüllt.
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Die
in die Temperatursteuerkammer 19 des Warmhaltetiegels 10 strömende Schmelze 17 wird durch
das Verbrennungsgas von einer Temperatur in der Umgebung des Schmelzpunkts
von Aluminium auf die Temperatur zur Verwendung erwärmt. In
der Temperatursteuerkammer 19 wird die Schmelze 17 auf
verschiedene Weise behandelt, und Verunreinigungen mit Oxiden setzen
sich ab. Die Schmelze 17 in der Temperatursteuerkammer 19 strömt über den Verbindungsraum 21 unter
dem unteren Ende des Trennwandteils 18 in die Auslaßkammer 20,
um sie auslaßbereit
zu machen.
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Am
wichtigsten in der Erfindung ist, daß der Vorwärmturm 1 am herkömmlichen
Tiegelofen angebracht ist, wodurch Aluminiumblöcke a auf eine hohe Temperatur
im Vorwärmturm 1 infolge
von Wärmeaustausch
mit dem im Tiegelofen erzeugten Hochtemperatur-Abgas erwärmt werden,
was einen hohen Energieeinsparungsgrad ermöglicht. Bisher wurde die Wärme des
Abgases in den verschiedenen Schmelzöfen genutzt, aber aus mehreren
Gründen nicht
in Tiegelöfen.
Vermutlich besteht einer der Gründe,
weshalb kein Wärmetauscher
in einem Tiegelofen angeordnet wurde, in den Aufbau- und Betriebsaspekten
eines Tiegelofens, bei dem die Schmelze über eine Abstichöffnung des
Tiegels chargenweise ausgetragen wird. In herkömmlichen Tiegelöfen wurde
das Abgas mit hoher Temperatur zum Beheizen des Tiegels durch einen
Raum zwischen der Ofenwand und dem offenen Endabschnitt des Tiegels
in die Atmosphäre
abgegeben. Beim Schmelzen von Aluminium, wobei die obere Öffnung mit
einem Deckel verschlossen ist, wird das Abgas mit hoher Temperatur
durch einen in der Ofenwand gebildeten Entgasungskanal und dann
durch einen Kamin ohne effektive Nutzung von Abgas mit hoher Temperatur
abgegeben.
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Der
erfindungsgemäße Schmelz-
und Warmhalteofen für
Aluminiumblöcke
verfügt über einen Vorwärmturm 1 und
zwei Tiegelöfen 2, 3 zum
getrennten Durchführen
eines Schmelzvorgangs und eines Warmhaltevorgangs und ist geeignet,
die Schmelze aus dem Schmelztiegelofen 2 zum Warmhaltetiegelofen 3 kontinuierlich
zu verteilen, und kann die Schmelze aus der Seite des Warmhaltetiegelofens
auslassen. Beim Ofen mit diesem Aufbau kann der Vorwärmturm 1 über der Öffnung am
oberen Ende des Schmelztiegelofens 2 angeordnet sein, wodurch
das Abgas im Schmelztiegelofen 2 Aluminiumblöcke im Vorwärmturm 1 vorwärmen kann.
Das im Warmhaltetiegelofen 3 abgegebene Abgas wird in den
Schmelztiegelofen strömen
gelassen. Im Ofen mit dem o. g. Aufbau kann im wesentlichen die
Gesamtmenge des in den Tiegelöfen 2, 3 erzeugten
Abgases wirksam zum Vorwärmen
im Vorwärmturm 1 verwendet
werden.
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Erfindungsgemäß sind Aluminiumblöcke a stets in der Schmelze 17 im
Schmelztiegel 6 eingetaucht, und die Wärme des Verbrennungsgases wird teilweise
verbraucht, um den eingetauchten Aluminiumfeststoff zu schmelzen,
so daß die
Temperatur der Schmelze 17 auch bei Beheizung durch das
Verbrennungsgas kaum geändert
wird, während
nur die Schmelzgeschwindigkeit geändert wird. Um also die Schmelzenverteilung
zum Warmhalteofen zu unterbrechen, wird die Wärmeausübung eingestellt, wodurch der
Zustrom sofort gestoppt wird. Daher läßt sich die Produktionsmenge
leicht steuern.
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Die
zur Rückgewinnung
gesammelten aluminiumhaltigen Materialien weisen jene auf, die ohne Recycling
zu entsorgen sind, was an der Eisenkomponente in den gesammelten
Materialien liegt. Beim Schmelzen im Ofen der Erfindung erleichtern
solche gesammelten Aluminium/Eisen-Verbundmaterialien die Trennung
der Eisenkomponente, da die Eisenkomponente in schmelzflüssigem Aluminium
wegen des zuvor beschriebenen Schmelzens bei niedriger Temperatur
schwer zu schmelzen ist; zum Beispiel wird die Eisenkomponente im
Boden des Schmelztiegels 6 getrennt, statt geschmolzen
zu werden.
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Eine
konstante Menge der Schmelze 17 füllt stets den Schmelztiegel 6,
und die Schmelze 17 hat eine niedrige Temperatur (etwa
650 °C).
Diese Faktoren sorgen für
gute Bedingungen für
die Haltbarkeit von Tiegeln, was zu verlängerter Lebensdauer des Schmelztiegels 6 führt. Besonders
geeignet sind die Bedingungen, wenn Graphit mit hoher Wärmeleitfähigkeit
für den
Tiegel 6 zum Einsatz kommt.
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Ferner
bleiben die Wände
der Tiegelöfen 2, 3 außer Kontakt
mit der Schmelze 17 und können daher mit einem wärmeisolierenden
Material vom Typ mit Keramikfasern ausgekleidet sein. Da das wärmeisolierende
Material vom Typ mit Keramikfasern ein leichtes Gewicht hat und
somit eine kleine Wärmemenge
speichert, strahlt die Ofenwand nur eine kleine Wärmemenge
ab, was zu Energieeinsparungen führt.