DE8003687U1

DE8003687U1 - MELTING AND WARMING OVEN FOR METALS

Info

Publication number: DE8003687U1
Application number: DE19808003687
Authority: DE
Original assignee: W Strikfeldt & Koch 5276 Wiehl GmbH
Current assignee: W Strikfeldt & Koch 5276 Wiehl GmbH
Priority date: 1980-02-08
Filing date: 1980-02-08
Publication date: 1980-07-24

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schmelz- und Warmhalteofen für Metalle. Derartige öfen finden in Gießereibetrieben Anwendung und dienen als Speicheröfen oder als Warmhalte-Schöpföfen für Metallegierungen am Gießplatz. Sie werden intermittierend aus einer zentralen Vorschmelzstation mit der jeweils gewünschten flüssigen Metallegierung beschickt, um den Spiegel des Metallbades annähernd auf konstanter Höhe zu halten. Diese öfen besitzen ein Fassungsvermögen bis zu 500 kg oder auch mehr und werden durch einen öl- oder Gasbrenner ständig auf einer bestimmten Temperatur gehalten, die in Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Material bis zu 1200° betragen kann. Bei entsprechender Erhöhung der Heizleistung dienen in Notfällen diese Öfen auch zur WiederaufSchmelzung des Metalls, wenn dieses in dem Ofen erstarrt ist.The invention relates to a melting and holding furnace for metals. Such ovens are used in foundries and are used as storage stoves or as holding furnaces for metal alloys at the casting station. They are produced intermittently from a central premelting station loaded with the desired liquid metal alloy to the mirror to keep the metal bath approximately at a constant level. These ovens have a capacity up to 500 kg or more and are constantly on one with an oil or gas burner held at a certain temperature, depending on the material used up to Can be 1200 °. These ovens are used in emergencies if the heating output is increased accordingly also for remelting the metal when it has solidified in the furnace.

Die bekannten öfen besitzen einen der Aufnahme der flüssigen Metallegierung dienenden Innenraum, der in der Regel zylindrisch ausgebildet ist und weisen eine seitliche Einfüllöffnung auf, aus derThe known furnaces have an interior serving to hold the liquid metal alloy, which is usually cylindrical and have a lateral filling opening from which

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das flüssige Metall dem Innenraum in der Nähe
seines Bodens zugeführt wird. Außerdem weisen
diese öfen wenigstens eine, ebenfalls seitlich
angeordnete Schöpfstelle auf, die mit dem Innenraum kommuniziert, und aus der das flüssige Metall in der jeweils erforderlichen Menge entnommen wird. Die Einfüllöffnung und die Schöpfstelle sind durch Deckel verschließbar. Beheizt werden diese Öfen durch einen seitlich angeordneten Gas- oder Ölbrenner, der den vergasten Brennstoff durch eine Seitenwand des Ofens hindurch oberhalb der Oberfläche des Metallbades zuführt. Bei diesen bekannten öfen wird das Abgas durch eine im
Deckel des Ofens oder in seiner Seitenwand angeordnete Abzugsöffnung abgeführt.the liquid metal close to the interior
its soil is fed. In addition, wise
at least one of these ovens, also on the side
arranged scoop point, which communicates with the interior, and from which the liquid metal is removed in the required amount. The filling opening and the scooping point can be closed with a lid. These furnaces are heated by a gas or oil burner arranged on the side, which feeds the gasified fuel through a side wall of the furnace above the surface of the metal bath. In these known ovens, the exhaust gas is through an im
Discharge the lid of the furnace or the outlet opening arranged in its side wall.

Diese bekannten öfen sind insoweit nachteilig, als die dem Ofen durch die Brenngase zugeführte Wärmeenergie nur unvollkommen ausgenutzt wird, da die aus der Abzugsöffnung austretenden Abgase wegen
der relativ kurzen Verweilzeit noch erhebliche Wärmeenergien besitzen, die ins Freie abgeleitet werden. Der für diese bekannten öfen erforderliche Ener-These known ovens are disadvantageous insofar as the thermal energy supplied to the oven by the combustion gases is only used incompletely, since the exhaust gases emerging from the exhaust opening are due to
the relatively short dwell time still have considerable heat energy that is diverted into the open. The energy required for these known ovens

gieaufwand ist sehr hoch, da ein wesentlicher Teil der Wärmeenergie als Verlustwärme abfällt.Energy expenditure is very high, since a significant part of the thermal energy is lost as heat loss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannten öfen so auszubilden, daß im Interesse der heute insbesondere geforderten Energieeinsparung die dem Ofen zugeführte Wärmeenergie in entscheidend höherem Maße für die Warmhaltung oder das Schmelzen des Metallbades ausgenutzt wird mit der Folge, mit einer wesentlich geringeren Wärmeenergie den gleichen Effekt zu erzielen wie bei den bekannten öfen.The invention has for its object to design these known ovens so that in the interest the energy savings that are particularly required today, the thermal energy supplied to the furnace in used to a significantly higher degree for keeping the temperature warm or for melting the metal bath The result is that the same effect can be achieved with significantly lower thermal energy as with the well-known ovens.

Diese Aufgabe wird bei einem Ofen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches gelöst durch die in seinem kennzeichnenden Teil unter Schutz gestellten Merkmale.This object is achieved in a furnace according to the preamble of the main claim by in his Characteristic part of the protected features.

Vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch unter Schutz gestellten Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments of the invention protected in the main claim emerge from the subclaims.

Durch den erfindungsgemäßen, vorzugsweise mittigBy the invention, preferably in the middle

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im Deckel angeordneten Abzugskamin, dessen unteres Ende sich bis nahe an die Oberfläche des Metallbades erstreckt, werden die aus dem Brenner austretenden Verbrennungsgase in dem Innenraum des Ofens derart zwangsgeführt, daß sie zunächst über die Oberfläche des Metallbades streichen und hier einen Teil ihrer Wärme abgeben. Anschließend steigen die immer noch heißen Verbrennungsgase nach oben und heizen hierbei zusätzlich die konischen Strahlungsflächen auf, die ihre Wärme durch Reflektion auf das Metallbad zurückgeben. Aufgrund des unmittelbar zur Oberfläche des Metallbades reichenden Abgaskamins werden die Verbrennungsgase wieder nach unten auf die Oberfläche des Metallbades zurückgeführt, wo sie wiederum Wärme an das Metallbad abgeben, bevor sie durch den Abzugskamin aus dem Innenraum des Ofens austreten können. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Ofens wird einmal die Verweilzeit der Verbrennungsgase in dem Innenraum wesentlich erhöht, wodurch eine weitaus bessere Ausnutzung der Wärmeenergie gewährleistet ist, und außerdem wird die BadoberflächeA chimney located in the lid, the lower end of which extends to close to the surface of the metal bath, the combustion gases emerging from the burner are in the The interior of the furnace is positively guided in such a way that it first passes over the surface of the metal bath paint and give off part of their heat here. Then they still rise hot combustion gases upwards and additionally heat the conical radiant surfaces which give their heat back to the metal bath through reflection. Because of the immediate The flue gases are returned to the surface of the metal bath The bottom is returned to the surface of the metal bath, where it in turn transfers heat to the metal bath before they can escape through the chimney from the interior of the furnace. Through the inventive design of the furnace is once the residence time of the combustion gases in the The interior space is significantly increased, which ensures a far better utilization of the thermal energy is, and also the bath surface

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zusätzlich durch die von den Strahlungsflächen reflektierende Wärme beaufschlagt, wodurch sich eine weitere Ausnutzung der Wärmeenergie ergibt. Der Winkel der reflektierenden Strahlungsflachen liegt zweckmäßigerweise bei 45°, um die reflektierten Wärmestrahlen der Badoberfläche zuzuführen. Um den Abgaskamin den jeweils gegebenen Betriebsverhältnissen in seiner Stellung anpassen zu können, ist dieser in dem Deckel höhenverstellbar angeordnet, so daß der Abstand zwischen dem unteren Ende des Abgaskamins und der Oberfläche des Metallbades auf den günstigsten Wert eingestellt werden kann. Der Abgaskamin kann an seinem unteren Ende offen oder geschlossen ausgebildet sein und besitzt in seiner anschließenden Seitenwand wenigstens einen der Abführung der Abgase dienenden Schlitz. Bei einem Ofen, dem die Verbrennungsgase mittig dem Innenraum zugeführt werden, ist dieser Schlitz in der Wandung des Abgaskamins diametral zu der Einführungsstelle der Verbrennungsgase angeordnet, um die für die optimale Ausnutzung der Verbrennungsgase erforderliche Verweilzeit in dem Innenraum zu gewährleisten. Beiadditionally acted upon by the heat reflecting from the radiation surfaces, whereby a further utilization of the thermal energy results. The angle of the reflective radiation surfaces is conveniently at 45 ° to the to supply reflected heat rays to the bath surface. To the exhaust chimney the given To be able to adapt its position to operating conditions, this is in the cover arranged adjustable in height, so that the distance between the lower end of the exhaust chimney and the Surface of the metal bath can be adjusted to the most favorable value. The exhaust chimney can be formed open or closed at its lower end and has in its subsequent Side wall at least one slot serving to discharge the exhaust gases. In an oven that the Combustion gases are fed in the middle of the interior, this slot is in the wall of the exhaust chimney placed diametrically to the point of introduction of the combustion gases in order to ensure the optimum Utilization of the combustion gases to ensure required residence time in the interior. at

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einem Ofen, bei dem die Verbrennungsgase dem Innenraum tangential zugeführt werden, werden sie zyklonartig in eine kreisende Bewegung versetzt,und hierbei ist der Abzugsschlitz des Abgaskamins auf der der Einführungsstelle zugewandten Seite des Abgaskamins angeordnet, um auch hier eine optimale Verweilzeit zu erreichen.a furnace in which the combustion gases are fed tangentially to the interior it is set in a circular motion like a cyclone, and this is the vent of the exhaust chimney arranged on the side of the exhaust gas chimney facing the introduction point in order to achieve an optimal dwell time here as well.

Eine erhebliche zusätzliche Verbesserung der Wärmeausnutzung in dom Innenraum des Ofens wird erreicht durch die erfindungsgemäß im oberen, gegenüber dem Deckel vorstehenden Ende des Abgaskamins angeordnete Ventilvorrichtung, die derart ausgelegt ist, daß sie den Abgaskamin so lange geschlossen hält, bis die in dem Innenraum des Ofens befindlichen Verbrennungsgase einen vorbestimmten Überdruck erreicht haben. Bei Erreichung dieses Überdrucks öffnet die Ventilvorrichtung, so daß die Abgase entweichen können. Bei einem Sinken des Überdruckes schließt sich das Ventil wieder selbsttätig, so daß bei abgeschaltetem Brenner der Abgaskamin geschlossen ist mit der Folge, daß ein Wärmeverlust über den Abgaskamin nicht eintre-A considerable additional improvement in the use of heat in the interior of the furnace is achieved according to the invention in the upper end of the exhaust gas chimney protruding from the cover arranged valve device, which is designed such that it closed the exhaust chimney for so long holds until the combustion gases in the interior of the furnace have reached a predetermined level Have reached overpressure. When this overpressure is reached, the valve device opens so that the exhaust gases can escape. When the overpressure drops, the valve closes again automatically, so that when the burner is switched off, the exhaust chimney is closed with the result that there is no heat loss through the flue

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ten kann. Auf diese Weise werden die Verbrennungsgase zum Zwecke der Wärmeabgabe an das Metallbad optimal lange in dem Innenraum des Ofens gehalten, und bei Ausschaltung des Brenners wird ein unnötiger Wärmeverlust zuverlässig vermieden.ten can. In this way, the combustion gases are used for the purpose of giving off heat to the The metal bath is kept for a long time in the interior of the furnace and when the burner is switched off unnecessary heat loss is reliably avoided.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführungsform des Schmelz- und Warmhalteofens, und es bedeutet:The accompanying drawings show an example embodiment of the melting and Holding furnace, and it means:

Abb. 1: Querschnitt durch den OfenFig. 1: Cross section through the furnace

Abb. 2: Aufsicht gemäß Abb. 1 bei abgenommenem Deckel.Fig. 2: Top view according to Fig. 1 with the cover removed.

Wie die Abbildungen 1 und 2 zeigen, besitzt der Schmelz- und Warmhalteofen 1 einen zylindrischen Innenraum 2, der der Aufnahme der geschmolzenen Metallegierung dient und durch einen Deckel 3 geschlossen gehalten wird. Wie Abbildung 2 zeigt, ist seitlich an dem Ofen 1 eine Einfüllöffnung vorgesehen, über die der Innenraum 2 mit der flüssigen Metallegierung aus einem nicht dargestelltenAs FIGS. 1 and 2 show, the melting and holding furnace 1 has a cylindrical shape Inner space 2, which is used to receive the molten metal alloy and through a lid 3 is kept closed. As Figure 2 shows, there is a filling opening on the side of the furnace 1 provided over which the interior 2 with the liquid metal alloy from a not shown

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zentralen Vorschmelzofen gefüllt wird. Ebenfalls seitlich an dem Ofen 1 ist eine Schöpfstelle 5 angeordnet, die über eine abwärts gerichtete, oberhalb des Bodens des Innenraumes 2 endenden Tauchwand 8 mit dem Innenraum 2 kommuniziert, so daß in der Schöpfstelle 5 und im Innenraum 2 das geschmolzene Metallbad eine Oberfläche 7 bildet. Die Einfüllöffnung 4 und die Schöpfstelle 5 sind durch Deckel 6 verschließbar. Aus der Schöpfstelle 5 wird die für den jeweils zu gießenden Gegenstand erforderliche Menge des Metallbades entnommen.central premelting furnace is filled. Also on the side of the furnace 1 is a scoop point 5 arranged, which has a downward facing, above the floor of the interior 2 ending baffle 8 communicates with the interior 2, so that in the scoop 5 and the molten metal bath forms a surface 7 in the interior space 2. The filling opening 4 and the scoop point 5 can be closed by a cover 6. From the scoop 5 is the for the amount of metal bath required from the object to be cast.

Oberhalb der Oberfläche 7 des Metallbades besitzt der Innenraum 2 zum Deckel 3 gerichtete, konisch sich verjüngende reflektierende Strahlungswände 9 bildende Wandungsteile, und in dem Deckel 3 ist ein mittiger Abgaskamin 10 angeordnet, der mit seinem unteren Ende nahe der Oberfläche 7 des Metallbades endet. Der Abgaskamin 10 ist höhenver- ΐ stellbar in dem Deckel 3 aufgenommen, so daß der Abstand seines unteren Endes von der Oberfläche 7 des Metallbades auf einen, den jeweiligen Betriebs-Above the surface 7 of the metal bath, the interior space 2 has a conical shape directed towards the cover 3 tapering reflective radiation walls 9 forming wall parts, and in the cover 3 is a central exhaust chimney 10 arranged, which with its lower end near the surface 7 of the metal bath ends. The exhaust chimney 10 is height-adjustable ΐ received in the cover 3, so that the Distance of its lower end from the surface 7 of the metal bath on a, the respective operating

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Verhältnissen angepaßten optimalen Abstand eingestellt werden kann. Am unteren Ende des Abgaskamins 10 ist in seiner Wandung eine senkrechte schlitzartige öffnung angeordnet , die dem Abzug der Abgase aus dem Innenraum 2 dient. Der Abgaskamin 10 trägt an seinem oberen Ende ein Ventilgehäuse 12, das einen größeren Durchmesser als der Abgaskamin 10 besitzt und eine Ventilplatte 13 aufnimmt, die höhenverstellbar in dem Ventilgehäuse 12 geführt ist. Die Ventilplatte 13 ist durch ein Gewicht oder eine Feder belastet und wird so lange in der unteren geschlossenen Stellung gehalten, bis der überdruck der in dem Innenraum 2 herrschenden Verbrennungsgase die auf die Ventilplatte 13 wirkende Kraft überwindet, so daß die Ventilplatte 13 in die obere Stellung angehoben wird, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Seitenwand des Ventilgehäuses 12 besitzt Durchbrechungen 14, durch die die Abgase aus dem Innenraum 2 des Ofens bei überschreiten des vorbestimmten Innendruckes entweichen.Conditions adapted optimal distance can be set. At the bottom of the exhaust chimney 10 has a vertical slot-like opening in its wall , which is used to extract the exhaust gases from the interior 2. The exhaust chimney 10 carries a valve housing 12 at its upper end, which has a larger diameter than the exhaust chimney 10 and a valve plate 13 receives, which is guided adjustable in height in the valve housing 12. The valve plate 13 is loaded by a weight or a spring and is so long closed in the lower Position held until the overpressure of the combustion gases prevailing in the interior 2 overcomes the force acting on the valve plate 13, so that the valve plate 13 is raised to the upper position, as shown in FIG. The side wall of the Valve housing 12 has openings 14 through which the exhaust gases from the interior 2 of the Oven escape when the predetermined internal pressure is exceeded.

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In der Seitenwand des Ofens 1 ist ein mit einer Brennstoffzuführung 16 und einer Düse 17 ausgestatteter Brenner 15 angeordnet, durch den die Brenngase, wie Abb. 2 zeigt, tangential in den zylindrischen Innenraum 2 eintreten.In the side wall of the furnace 1 is one equipped with a fuel feed 16 and a nozzle 17 Arranged burner 15, through which the fuel gases, as Fig. 2 shows, tangentially in the enter the cylindrical interior space 2.

Die Wirkungsweise des Ofens 1 ist folgende. Die aus dem Brenner 15 durch die Düse 17 in dem Innenraum 2 tangential eintretenden Verbrennungsgase kreisen zyklonartig in dem Innenraum 2, wie Abb. 2 zeigt. Da der Abzugskamin 10 mit seinem Schlitz 11 unmittelbar über der Oberfläche 7 des Metallbades sich befindet, überstreichen die Verbrennungsgase die Oberfläche 7 und steigen dann nach oben und erhitzen hierbei die konischen Strahlungsflächen 9, die, wie die Pfeile in Abb. 1 zeigen, die aufgenommene Wärme auf die Oberfläche durch Strahlung reflektieren mit der Folge, daß die Badoberfläche 7 durch Strahlungswärme zusätzlich beheizt wird. Die Verbrennungsgase wandern wieder nach unten und überstreichen erneut die Oberfläche 7, bis sie in den Schlitz 11 des Abzugskamines 10 eintreten. Da die VentilplatteThe operation of the furnace 1 is as follows. The from the burner 15 through the nozzle 17 in the Internal space 2 tangentially entering combustion gases circulate like a cyclone in the internal space 2, as Fig. 2 shows. Since the chimney 10 with its slot 11 directly above the surface 7 of the Metal bath is located, the combustion gases sweep the surface 7 and then rise upwards and heat the conical radiation surfaces 9, which, as the arrows in Fig. 1 show, reflect the absorbed heat on the surface through radiation with the result that the bath surface 7 is additionally heated by radiant heat. The combustion gases migrate down again and sweep over the surface 7 until it is in the slot 11 of the chimney 10 enter. As the valve plate

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im Ventilgehäuse 12 die untere, neben der Abb. 1 angezeigte Stellung einnimmt, baut sich in dem Innenraum 2 ein durch eine Feder- oder Gewichtsbelastung der Ventilplatte 13 bestimmter Überdruck auf, durch den die Verbrennungsgase kreisend in dem Innenraum 2 gehalten werden und hierbei direkt oder indirekt den überwiegenden Teil ihrer Wärme an die Oberfläche 7 des Metal lbades abgeben. Wird der im Innenraum 2 herrschende überdruck der Verbrennungsgase überschritten, so wird die Ventilplatte unter Überwindung ihrer Belastung nach oben in die in Abb. 1 gezeigte Stellung angehoben, wobei die Abzugsgase durch die öffnungen 14 in der Seitenwand des Ventilgehäuses 12 abgeführt v/erden, wie die Pfeile der Abb. 1 zeigen. Sinkt hierbei der Überdruck des Innenraumes 2 ab, so schließt sich die Ventilplatte 1 3 wieder, so daß in bestimmten Zeitabständen eine intermittierende öffnung und Schließung der Ventilplatte 13 erfolgt. Wenn der Brenner 15 abgeschaltet wird, bleibt die Ventilplatte 13 in ihrer geschlossenen Stellung, so daß ein überflüssiger Wärmeverlust in dem Innenraum 2 vermieden wird.in the valve housing 12 the lower one next to Fig. 1 assumes the position shown, builds up in the interior space 2 by a spring or weight load the valve plate 13 on a certain overpressure by which the combustion gases are kept circulating in the interior space 2 and here directly or indirectly most of their heat to the surface 7 of the metal hand in bath. If the overpressure of the combustion gases prevailing in interior 2 is exceeded, so the valve plate, overcoming its load, becomes that shown in Fig. 1 upwards Raised position, the exhaust gases through the openings 14 in the side wall of the valve housing 12 discharged, as the arrows in Fig. 1 show. If the overpressure of the Interior 2 from, the valve plate 1 3 closes again, so that at certain time intervals an intermittent opening and closing of the valve plate 13 takes place. When the burner 15 is switched off, the valve plate 13 remains in its closed position, so that a superfluous Heat loss in the interior 2 is avoided.

Claims

• · Il Il I · III! t III! Il] 1 Il 1111 CLAIMS

1. Can be heated by a gas or oil burner, Melting and holding furnace for metals in foundries that can be closed with a lid with a preferably cylindrical, heatable one serving to hold the metal bath Interior, a lockable, with the interior connected to the side Filling opening and with at least one closable, fed from the interior, laterally arranged scoop, in which heating gases from the burner into the interior of the side can be introduced above the pad surface, characterized that the interior (2) of the furnace (1) with its cover (3) conically tapering, reflective radiation surfaces (9) forming walls is provided, and that in the cover (3) a, preferably cylindrical, arranged directly above the surface (7) of the metal bath ending exhaust gas chimney (10) is.

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2. melting and holding furnace according to claim 1, characterized in that the exhaust gas chimney (10) is received in a height-adjustable manner in the cover (3).

3. Melting and holding furnace according to claim 1 and 2, characterized in that the reflective radiation surfaces (9) opposite form an angle of approx. 45 ° with the horizontal.

4. Melting and holding furnace after one of the Claims 1 to 3, characterized in that the exhaust chimney (10) at its lower end optionally open or closed and with at least one in its adjoining side wall arranged, the extraction of the fuel gases serving slot (11) is provided.

5. melting and holding furnace according to one of claims 1 to 4, characterized in that the combustion gases can be fed to the center of the interior space (2), and that the slot or slots (11) of the exhaust chimney (10) diametrically to the inlet

Guide parts of the fuel gases are arranged.

6. Melting and holding furnace according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the fuel gases are tangential to the interior (2) of the Furnace (1) can be fed, and that the slot or slots of the exhaust chimney (10) are arranged in this way are that the fuel gases at the end of their due to the tangential feed path in enter the exhaust chimney (10).

7. Melting and holding furnace according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the exhaust chimney (10) at its upper, opposite the lid (3) protruding end at a predetermined overpressure of the fuel gases in the Furnace (1) has an automatically opening valve device (12, 13).

8. melting and holding furnace according to claim 7, characterized in that the valve device (12,13) from one at the top of the exhaust chimney (10) arranged opposite in diameter

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the exhaust chimney (10) enlarged housing (12), in which a weight or spring-loaded Closure plate (13) adjustable in height to a limited extent is performed, and that the side wall of the housing (12) with the exhaust of the combustion gases serving openings (14) is equipped.

9. melting and holding furnace according to claim 7, characterized in that the upper end of the Exhaust chimney (10) one against a restoring force from a closed position to an open position rotatable valve flap is arranged.