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Drehofen zum Schmelzen und anschließenden Raffinieren von Metallen
Die Erfindung betrifft einen Drehofen zum Schmelzen und anschließenden Raffinieren
von Metallen mittels Brenner und besteht darin, daß der Ofen mehrere Kammern zur
Aufnahme des Schmelzgutes enthält und kippbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß
die Beschickung in einem Arbeitsgange geschmolzen, verblasen und veredelt werden
kann.
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Bei dien bisher für diesen, Zweck bekanntgewordenen Drehöfen war es
nur möglich, zu schmelzen und: eine Veredelung,der Schmelze vorzunehmen. Sollte
-die geschmolzene Beschickung verblasen werden, so konnte das nur in besonderen
Konvertern geschehen, und es war die Überführung und Wiederanheizung in ,diesem
Konverter .notwendig. Zur weiteren Veredelung war in solchen Fällen immer noch ein
besonderer Veredelungsherd erforderlich. Diese bekannten Vorrichtungen sind in bezug
auf Wärmeaufwand unwirtschaftlich, ermägliehen keinen fortlaufenden Betrieb und
eignen sich aus,dem Grunde auch nicht für die Verurbeitung wechselnder Beschickungen
kleineren Umfanges, wie sie in mittleren und kleineren Betrieben häufig vorkommen.
Dadurch,
daß der Drehrohrofen als mehrkammeriger, kippbarer Drehronrofen ausgebildet ist,
ist es möglich, ihn in eine Vorschmelzkammer und einen Raffinierherd zu unterteilen
und beide von einem mit dem Drehrollrofen mitkippbaren und durch mehrere Brennstoffarten
beschickbaren Gebläsebrenner zentrisch zu beheizen, wobei die Aufgabe des Schmelzgutes
unmittelbar am Brennerkopf erfolgt. Zwischen diesen beiden Kammern sind Düsen angeordnet,
von denen .die während der Drehung des Ofens jeweilig unter dem Schmelzbad befindlichen
zum Durchblasen dienen und die jeweilig oberhalb des Bades befindlichen und beim
Durchblasen sonst nicht benutzten Düsen zusätzlich zur Bebeizun.g nutzbar gemacht
werden können. Zu einer gesteigerten Veredelung des verblasenen Schmelzgutes ist
der Arbeitsherd mit einer zusätzlichen Beheizung versehen, die mittels eines in
der Umfangswandung d'es Arbeitsherdes angeordneten Drehstromtransformators erfolgt,
wodurch eine Überhitzung des Bades herbeigeführt werden kann. An Stelle einer solchen
Bodenbeheizung,des Raffinierherdes kann .auch eine Gasbeheizung treten; zu diesem
Zweck können -da.tm in dem Wulst zwischen Vorschmelzkammer und, Raffinierherd am
Eintrittsende des letzteren Düsen angeordnet sein, von denen die eine Düsetlreihe
mit Gas, die andere mit Luft regelbar beschickbar ist, so -daß das Schmelzgut im
Raffinierherde wahlweise oxydierend oder reduzierend behandelt werden kann.
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Ausführungsbeispiele sind! in den Zeichnungen dargestellt.
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Abb. i zeigt in einem axialen Schnitt einen kippbaren Drehrohrofen
mit erfindungsgemäßer Unterteilung; Abb. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II
der Abb. i ; Abb. 3 zeigt,den Dreh rohrofen nach A,bb. i mit Abänderungen, um die
Verblasedüsen gleichzeitig zur Beheizung nutzbar zu machen.
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Abb.4 zeigt in einem axialen Schnitt eine andere Ausführung, bei der
der Raffinierherd elektrisch beheizt wird; bei der Ausführung nach Abb. 5 tritt
11.n Stelle der elektrischen Beheizung des Raffinierherdes eine Gasbeheizung. Bei
den Ausführungsbeispielen wird der Brenner 2 bzw. dessen Mischdüse 3 durch den Rohrstutzen
i mit Kohlenstaub oder Gasen besL:hickt, während Öl und Druckluft .dem Brenner durch
besondere Leitungen zugeführt «-erden. Die Aufgabe,des Gutes erfolgt durch einen
dicht verschließbaren Kasten q..
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Der kippbare Drehrohrofen besteht aus einer Vorschmelzkammer 16 und,
einem Raffinierhe.rd i9, die beide durch einen, Blocksteinwulst voneinander getrennt
sind. Der Raffinierherd besteht aus einem an .den Blocksteinwulst 17 anschließenden
Wulstring, dem ringförmigen Mauerwerk iS sowie dem Wandmauerwerk mit der Öffnung
2o. Die .durch die Öffnung 20 entweichenden Gase können nutzbar gemacht werden,
beispielsweise durch Ausblasen in eine Trocken- und Vergütkammer oder zur Vorwärmung
der Gebläseluft. Der Drehrohrofen ruht mit einem den Raffin@ierherd umfassenden
Schienenkranz auf Rollen 29 einer Schwinge 28 (Abb. 2), deren Zapfen 27 in Ortsfesten
Ständern lagern. Der eine Zapfen 27 ist als Hohlzapfen ausgebildet, durch den die
Antriebswelle mit Handrad 21, Zahnkupplung 22, Kettenrad 23 und einem Kegel-räderpaar
hindurchragt. Über dieses Kegelräderpaar und einem Stirnrad 25 steht die Antriebswelle
im Eingriff mit einem am Umfang des Ofens angeordneten und zweckmäßig mit dem Schienenkranz
aus einem Stück bestehenden Zahnkranz 116. Der Antrieb des Kettenrades z3 erfolgt
mittels einer Kette 24 von einem Elektromotor 6 aus über ein Vorgelege 7. Der Elektromotor
6 ist unmittelbar mit einem Kompressor 9 gekuppelt, und beide sind .auf einem Kessel
io angeordnet, der in einem Teil Druckluft und in dem anderen, 811, Heizöl enthält
und eine Hochdruckpumpe 8 für das Heizöl trägt. Von der Druckluftkammer des Kessels
aus wird ein Druckluftzylinder i i gespeist, der an das Brennerende des Ofens mittels
eines Lagerringes 5 (Abb.3) angeschlossen ist und die Kippu.ng des Ofens durch Heben
und Senken des Brennerendes herbeiführt.
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Hinter dem Blocksteinwulst 17 sind die Verblasedü.sen 15 und 15a angeordnet.
Um die zum Verblasen erforderliche Druckluft sicher zuzuführen und den Verbrauch
der Druckluft auf die zum Verblasen benötigte Menge zu begrenzen, sind .auf etwa
drei Viertel !des Umfanges des drehbaren Ofens die Düsenmü.ndungsöffnu.ngen im Ofenmantel
durch ein dünnes StahIband 1.4 abgedeckt, das ,durch Schraubenfedern im ortsfesten
Druckluftzuführungskanal 13 (Abb. :4, 5) in Lage gehalten wird und unter dem darin
herrschenden Luftdruck die für das Verblasen nicht benötigte Düsenöffnungen verschließt.
Damit die Druckluft aus dem Zuführungskanal 13 nicht entweichen kann, sind zu beiden
Seiten desselben Stoffbüchsen 13a vorgesehen. Die gestrichelte Druckluftleitung
flach dem Kanal 13 ist in Abb. i mit 12 un.d 12b bezeichnet. Von der Druckluftleitung
12 gelt ein Abzweig 1211 nach dem Brenner 2. Auch die Öl-
leitung vom Ölbehälter
811 nach dem Brenner 2 ist gestrichelt angegeben.
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Der Arbeitsgang beim Schmelzen und anschließenden Raffinieren von
Metallen mittels Brenner ist wie folgt:
Die innere Mischdüse 3 -des
Brenners 2 wind mit Kohlenstaub und einem Gas (Ferngas) beschickt, und gleichzeitig
wird eine abgemessene Hei.zölmena-e in sie eingeführt mit der eine Ölflamme in ,den
Ofen geschleudert wird, der der feingemahlene Kohlenstaub und die erforderliche
Druckluft zugemischt wird. Nach etwa 2o Minuten ist der Ofen bereits so durchwärmt,
:daß ein Teil :des Einsatzes durch den Kasten 4 eingeschaufelt werden kann, was
:bei langsam sich drehendem Ofen geschieht. Diese Beschickung gleitet schaukelnd
auf dem schrägen. Boden :der Vorschmelzkammer 16 vor und staut sich vordem Blocksteinwulst
17. Die Schmelze tritt allmählich über den Wulst 17 hinüber und kommt unter .die
Einwirkung -der durch die Düsen 15, 15" eingeblasenen: Druckluft, wird entschwefelt,
entphosphort und entkohlt und gelangt .dann auf den Raffinierherd i9, auf dem sich
das so vorbehandelte Material ansammelt. Nach leichtem Kippen des Ofens mittels
des Luftzylinders i i wird die Schlacke mit der Krücke von :der Oberfläche abgezogen.
Durch Hineinwerfen von Ferromanganstücken mit bekanntem Kohlenstoffgehalt oder durr
. Einrühren von Holzkohlenstaub kann der Inhalt :des Raffinderherdes auf einen :bleibenden
Kohlenstoffgehalt zurückgeführt werden. Zur Entleerung des Inhaltes des Raffinierherdes
in vorgewärmte Pfannen wird der Ofen entsprechend stärker gekippt. Erfahrungsgemäß
dauert die Verarbeitung einer Beschickung auf Qualitätsgußeisen 5o bis 6o Minuten
und die Verarbeitung auf Stahlguß 6o bis, 70 Minuten..
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Soll der Stahl noch weiterveredelt werden, so erhält der Raffinierherd
ig noch eine Zusatzbeheizung, indem nach Abb. 3 der Kanal 13 durch einen Steg doppelkammerig
ausgebildet wird. Die linke Kammer 31 dient der Zuführung von Druckluft, und die
rechte Kammer-3o ist an eine Gasleitung angeschlossen. Die zwischen den beiden Druckluftdüsen
15, 15a liegenden Gasdüsen sind in Abb.3 gestrichelt gezeichnet.
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Bei der Ausführung nach Abb. 4 und 5 sind zwischen der Verblasezone
und dem Raffinierherd ig aus Blocksteinen 3,2 schraubenförmig ansteigende Kanäle
eingebaut, durch die während der Drehung des Ofens ein Vorwärtsschrauben des vorgeblasenen
Stahles bis auf die Höhe des Raffinierherdes erreicht wird. Bei dieser Anordnung
kann der Durchmesser des Raffinierherdes erheblich kleiner sein, als wenn das verblasende
Gut wie bei der Ausführung nach Abb. i und 3 diriekt in ihn abfließt. Es entsteht
dadurch noch Raum für den Einbau eines Drehstromtransformators mit Spulen 33 zwecks
zusätzlicher Beheizung des Raffinierherdes,wodurch die Herstellung von Oualitäts-
und Edelstählen ermöglicht wird. Die Stromzuleitung erfolgt durch den Strombügel
35 über Schleifringe 34a, 3,4b und 34.c.
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An Stelle der zusätzlichen elektrothermischen Beheizung nach Abb.
4 kann auch eine Gasbeheizung nach Abb. 5 treten, zu welchem Zweck hinter den Kanalsteinen
32 Luftdüsen 38 und Gasdüsen 39 angeordnet sind, die von zwei ortsfesten Kammern
36, 37 regelbar gespeist werden. Die durch die Schraubengänge zwischen den
Kanalsteinen 32 vorbewegte Masse fließt dann durch eine Krone von Gasflammen.