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Selbsttätige Luft- und Gassteuerung an Mehrwannenschmelzöfen Eine
selbsttätige Temperaturregleranlage an Schmelzöfen ist :eine zusätzliche Einrichtung,
welche ein neuzeitlicher Ofen unbedingt haben muß, um .den gesteigerten Anforderungen
der Schmelztechnik Rechnung zu tragen. Die Temperatur des Schmelzbades soll auf
einer gleichen, beliebig einstellbaren Temperaturhöhe gehalten werden. Bei Überschreitung
der Temperatur muß die Heizmittelzufuhr zur Abstellung kommen zur Vermeidung einer
Temperatursteigerung im Schmelzbad, die das Metall verderben kann.
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An Einwannenherdschmelzöfen ein Temperaturreglerwerk anzubringen,
ist einfach und allgemein bekannt. Das Gerät besteht im einzelnen aus einem Wärmefühler
in Form eines Thermoel.ementes, der in die flüssige Schmelze eintaucht und an ein
Präzisionsprofilmeßwerk mit einstellbarem Regelkontakt angeschlossen ist. Bei Überschreitung
der Solltemperatur bewirkt der Regler das Ausschalten der Energiezufuhr.
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An Herdschmelzöfen mit angebautem Generator wird in diesem ein Heizgas
durch Einführen von Erstluft erzeugt und vermittels eines Gaskanals in .den Herdraum
des Ofens eingeführt. Die Einströmöffnung ist jeweils in Foren eines Brenners gestaltet,
der für Mischung der Zweitluft mit den Heizgasen und zugleich für die Flammenführung
selbst sorgt. Bei solchen gasbeheizten Schmelzöfen muß zum Regeln :die Vergasung
im Generator und die Zweitluft abgestellt werden. Die Erstluft, ebenso wie die Zweitluft,
werden zumeist zur Einhaltung des richtigen Mischungsverhältnisses von Gas und Luft
vermittels je eines Gebläses zugeführt. Es ist erforderlich, daß der Regler die
Gebläse, die motorisch betrieben werden, ausschaltet. Es hört nun die Förderung
sowohl der Erst- als auch der Zweitluft auf. Die Flamme im Ofen erlischt, da :die
Gaszufuhr aussetzt und auch keine Luft zur Einleitung des Verbrennungsvorganges
gefördert wird. Die Ofentemperatur sinkt somit mangels weiterer Wärmezufuhr, und
die Temperatur des Schmelzbades geht zurück. Sobald nun der am Regler eingestellte
Sollwert des schmelzflüssigen Metallbades,
der überschritten war,
an der Meßstelle erreicht ist, schaltet der Regler selbsttätig die Gebläsemotoren
für die Erst- :und die Zweitluft erneut ein. In die Ofenanlage werden nun wieder
Heizgas und Luft zu dessen Verbrennung zugeführt, so daß auch der Verbrennungsvorgang
und damit die Wärmezufuhr wieder einsetzen. Durch Einbau eines solchen Reglers ist
es ohne weiteres möglich, die Temperatur des Schmelzbades mit -I-- 1 °1o einwandfrei
festzuhalten.
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Schwierig ist die Anbringung eines einwandfreien Regelgeräts an Mehrwannenlierdschmelzöfen,
also solchen Anlagen, bei denen an einem gemeinsamen Heizgasgenerator zwei oder
mehrere Schmelzwannen angeschlossen sind. Die Erfindung löst die Aufgabe in der
Weise, daß .die Temperatur in jeder Schmelzwanne für sich regelbar ist durch An-
oder Abschalten des zu jeder Herdwanne gehörigen Luftgebläses (1.I, 15) für Erst-
und Zweitluft und Freigabe oder Absperrung des vom gemeinsamen Gasgenerator (i)
zu jeder Herdwanne führenden Heizgaskanals (q., 5) sowie des von jedem Gebläse abgezweigten
Rohrstranges (i8, i9) zum Gaserzeuger vermittels eingebauter Rückschlagklappen (2o,
21).
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Auf der Zeichnung ist schematisch in Aibb. i ein Schnitt durch einen
Zweiwannenlierdschmelzofen mit zwischengebautem Generator i, aber ohne Steuerung
gemäß der Erfindung gezeichnet. 2 und 3 sind die Schmelzwannen, in denen das geschmolzene
Metall sich sammelt, :I und 5 die Gaskanäle. .die das Heizgas aus dem Generator
in .die Schmelzwannen überführen. 6 und 7 Luftkanäle für Jie Zuleitung der Zweitluft
und 8 und 9 die Brenner. Der Gaserzeugerschacht i ist mit Brennstoff, z. B. Koks,
vollgeschüttet. Die Zuführung der Erstluft erfolgt durch einen hohlen Rostpilz 10.
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Das einfache Reglerwerk, wie es eingangs für einen Einwannenofen beschrieben
ist, läßt sich hier nicht mehr anbringen, .da der Generator für beide Herdwannen
gemeinsam ist. Man hat sich bisher so beholfen, daß man in einer Wanne das Thermoelement
eingeführt hat und durch diese Meßstelle den ganzen Ofengang steuert. Der Schmelzofen
wurde also in beiden Bädern abgestellt, wenn die Temperatur in einer Wanne den Ausschaltwert
erreicht hatte. Es liegt auf der Hand, daß es sich hier um eine ganz behelfsmäßige
Vorrichtung handelt, da durchaus nicht gesagt ist, daß das Metall in der zweiten
Herdwanne auch genügend warm ist. Eine etwas verbesserte Ausführung eines Reglergeräts
für Zweiwannenöfen war so gestaltet, daß man auch in die zweite Wanne eine Meßstelle
legte und diese finit einem .einfachen Anzeigegerät verband. Vermittels eines Wechselschalters
war es dann möglich, das Thermoeleinent der Wanne 2 oder 3 auf den Regler bzw. auf
das Anzeigegerät umzuschalten. Eine sorgsame Betriebsführung war damit wohl in der
Lage, die Temperatur in beiden Schmelzöfen zu überwachen und stets das höher temperierte
Schmelzbad mit dem Regler zu verbinden, der dann ein Ausschalten des Ofens vornahm.
Als großer Nachteil dieser Anlage bleibt jedoch, daß der ganze Schmelzofen stillgesetzt
wird und .man nicht mit dem anderen Schmelzbad weiterarbeiten kann, welches in der
Temperatur zurückgeblieben ist. Noch schlechter werden die Verhältnisse, wenn die
Ofenanlage mehr als zwei Schmelzbäder, z. B. deren vier hat. In diesem Falle liegen
in der Regel drei Bäder mit Untertemperatur still, bedingt durch ein einziges höher
temperiertes Schmelzbad. Eine ganz gleichmäßige Temperaturführung in den Schmelzbädern
zu erzielen, ist praktisch unmöglich. Die vorliegende Erfindung gestattet es aber,
an Mehrwannenschmelzöfen jedes Bad für sich zu regeln, ohne daß dadurch der Betrieb
der weiterhin vorhandenen Schmelzwanne gefährdet wird.
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Die Zeichnung zeigt in Abb. 2 als Ausführungsbeispiel ein Schema der
Gas- und Luftwege eines Zweiwannenofens.
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Bezugszeichen i deutet den - Generatorschacht an, 2 und 3 sind die
Schmelzbäder, und 5 die offen liegenden Gaskanäle aus dem Generator in die Herdwannen.
Die Gaskanäle sind durch eingebaute Gasschieber 22 und 23 verschließbar. Die Gaskanäle
treten in den Brennern 8 und 9 in den Herclrauin des Ofens ein. Die zugehörige Zweitluft
wird durch die Luftkanäle 6 und 7 zugeführt. Die verbrannten Gase gehen aus dem
Herdraum durch <lie Abgaskanäle i i und 12 in einen genieinsainen Essenkanal
13. Es ist ohne weiteres möglich, in .diesem Essenkanal eine für beide Ofenhälften
gemeinsame Vorwärmkainmer, z. B. zum Vorwärmen der Gießtiegel, anzubringen. Zur
wirtschaftlichen Wärmeausnutzung der Abgase durchströmen diese vorher die L uftvorwärmer
24. und 25 zur Vorwärmung der Verbrennungsluft, die durch die Kanäle 6 und 7 in
die Brenner 8 und 9 eintritt. Die Wärmeaustauscher sind für jede Herdwanne getrennt.
Jede Herdwanne hat weiterhin je ein Luftgebläse 14 und 15. Diese Gebläse sind so
bemessen, daß .die insgesamt geförderte Luftmenge zur `Vergasung des Brennstoffs
im Generator i als auch zur Verbrennung der erzeugten Gase in den Schmelzwannen
2 und 3 ausreicht. Die Luftleitungen von den Gebläsen gabeln sich in die Leitungszweige
16 b.zw. 17, die in den Wärineaustauschern eintreten, und Leitungszweige i8 bzw.
i
g, die unter :den Generatorrost i o führen. In diese letztgenannten Leitungszweige
sind Rückschlagklappen 2o und 21 eingebaut. Jede Herdwanne erhält ein an sich bekanntes
Reglerwerk zugeordnet, wie es eingangs für einen Einwannenofen beschrieben ist,
also bestehend aus Temperaturfühler in Verbindung mit einem anzeigenden Regler,
der wiederum ,den zugehörigen Gebläsemotor ein- und ausschaltet. Als weiteres zu
steuerndes Glied ist an den Regler der Gasschieber 22 bzw. 23 im Heizkanal angeschlossen.
Die Betätigung dieses Schiebers kann elektromagnetisch oder vermittels eines kleinen
Hilfmotors geschehen. Der Schieber wird in Auf- und Zustellung reguliert.
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Im praktischen Betrieb arbeitet die Anlage wie folgt: Es sei z. B.
.angenommen, daß von dem Metall in der Schmelzwanne 2: ,die geforderte Temperatur
erreicht bzw.gerade überschritten worden ist und der Regler -den Gebläsemotor 14
abgestellt und den Gasschieber 22 geschlossen hat. D:urch:den Gaskanal 4 strömt
lein Gas nach dem Brenner 8, an .dem die Flamme durch Ausbleiben der Zweitluft in
Leitung 6 sowieso bereits erloschen ist. Die Rückschlagklappe 2o in dem Luftkanal
18, .die in Richtung zum Generator hin, also in der Strömungsrichtung :der Luft
vom Gebläse, öffnet, ist bei Ausbleibendes Luftdruckes vom Gebläse 14 zurückgefallen.
Es strömt :unter den Generator nun nur noch Luft aus dem Gebläse 15. Da diese Luftmenge
nur etwa .die Hälfte der zuvor :unter .den Generator geförderten Luft beträgt, geht
die Vergasungsleistung desGreneratorsdementsprechend auf etwa die Hälfte der früher
geförderten Gasmenge zurück. Der Gaserzeuger fördert also gerade so viel Gas, wie
:die noch im Betrieb befindliche Herdwanne 3 für die .dort durchgeführte Schmelze
benötigt.
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Ist das Metall in Wanne 2 jetzt nun so weit abgekühlt, .daß .die am
Regler eingestellte Temperatur wieder erreicht bzw. gerade -nach unten überschritten
wird, dann schaltet der Regler den Gebläsemotor 14 selbsttätig wieder ein und sorgt
gleichzeitig für Öffnung des Gasschiebers 22. Die Rückschlagklappe 2o indem Luftkanal
18, der unter den Generator führt, wird so durch den Luftdruck wieder gew öffnet.
Der Generator fördert entsprechend dem Mehr .an zugeführter Vergasungsluft wieder
mehr Gas, welches durch den Gaskanal 4 und den Brenner 8 bei wiedereinsetzendem
Luftzutritt durch den zugehörigen Luftkanal 6 im Schmelzraum 2 wieder Flammenentwicklung
bringt.
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Die einzelnen Schmelzbäder können 'bei ,dieser Anordnung beliebig
zu- oder abgeschaltet werden. Die Erfindung kann sinngemäß an Öfen mit noch mehr
Wannen als zwei bei der gleichen Wirkungsweise angewandt werden.