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Schmelzofen für metallene und keramische Werkstoffe 1)ie 1?riiiidung
bezieht sich auf Schmelzöfen für metallene und keramische Werkstoffe, insbesondere
für in Salz- oder Schlackenflüssen einzuschmelzendes Gut mit großer Oberfläche,
wie Leichtmetallspäne.
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Es sind zum Schmelzen dienende Drehöfen mit waagerecht oder schräg
liegender Längsachse bekannt, welche sich um diese Achse drehen und außerdem kippbar
sind bzw. in verschiedene Schrägstellungen gebracht werden können, um dadurch (las
Beschicken oder Ausgießen des Ofens und Reparaturen an diesem zu erleichtern. Jedoch
ist es bei den bekannten Schmelzöfen dieser Art nicht möglich, den Dirnen- oller
walzenförmigen Ofenkörper senkrecht zu stellen, weil schon bei Annäherung an diese
Stellung der Inhalt durch die Abzugsöffnung auslaufen würde. Die Erfindung bezweckt
eine Verbesserung der Drehöfen für Schmelzzwecke, um diese einer allgeineineren
V erwendung zuzuführen, die Beschickungszeiten abzukürzen und dadurch auch die wärme-.wirtschaftlichen
Bedingungen zu verbessern. Die Nachteile der bekannten Drehöfen für Schmelzzwecke
liegen besonders in den langen Beschilckungszeiten begründet, die vor allem bei
sperrigem Schmelzgut und bei Schmelzgut mit geringem Gewicht, wie z. B. Leichtmetallspäne,
auftreten. Da die Beheizung während der Beschickung ausgesetzt bzw. gedrosselt werden
muß, kühlt das Ofeninnere bei längerer Beschickungsdauer vorzeitig aus, und zwar
sowohl die Ofenwandung als auch der Schlackenfluß und die Schmelze. Es ist dann
praktisch nicht mehr möglich, das Einrollen des Schmelzgutes in das Salzbad, welches
es vor
Oxydation schützen soll, im Drehofen durchzuführen. Aus diesem
Grunde hat man die zum Schmelzen dienenden Drehöfen vielfach mit besonders intensiven
Feuerungen, vorwiegend für Heizöl und Starkgas, ausgestattet. Jedoch hat der Drehofen
in der Praxis noch immer einen schweren Stand gegenüber den sogenannten Herdöfen
oder Korböfen mit oberschlägiger Beheizung. Bei diesen Ofen kann die Befeuerung
während aller Betriebsvorgänge, z. B. auch beim Beschicken und bei der Schlackenentnahme,
in Tätigkeit bleiben, während dies bei den Drehöfen der bisherigen Bauart nicht
möglich ist. Bei manchen bekannten Systemen von Drehöfen muß die Feuerung sogar
nicht nur beim Beschicken, sondern auch während der Badbehandlung abgestellt werden.
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Weitere Nachteile der bisherigen Drehöfen bestehen darin, daß diese
eine wenig geräumige Beschickungsöffnung haben und daß die Verteilung des Schmelzgutes
auf dem Herd ungünstig ist. Auch das Entfernen der mehr oder weniger zähflüssigen
Schmelzschlacken aus diesen Drehöfen ist beschwerlich und zeitraubend. Durch die
Erschwernisse beim Beschicken, bei der Badbehandlung, beim Abstich und beim Entschlacken
ist die Größe der Drehöfen begrenzt. So ist z. B. beim Einschmelzen von Leichtmetallspänen
die Höhe der Charge durch die Beschickungsdauer begrenzt.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile und eröffnet dadurch dem Drehofen
weitere Anwendungsgebiete. Dies wird erfindungsgemäß in der Hauptsache dadurch erreicht,
daß der Ofenkörper außer um seine Längsachse auch um eine hierzu senkrechte Achse
um volle 36o° drehbar ist, so daß er jede Winkelstellung innerhalb der durch diese
beiden Achsen bestimmten Drehkreis einnehmen kann. Die bei waagerechter Lage des
Ofens dem Brenner gegenüberliegende Abzugsöffnung kann verschließbar sein, so daß
der diese Abzugsöffnung aufweisende Ofenteil nach dem Verschluß der öffnung bei
aufrechter Stellung des Ofens als Schmelzherd dienen kann. Der Durchmesser der Abzugsöffnung
muß so bemessen sein, daß bei waagerechter Ofenlage der Spiegel der geschmolzenen
Ofenfüllung unterhalb des Randes der Öffnung liegt.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Rand der Abzugsöffnung
so weit in den Innenraum des Ofens eingezogen, daß die Schmelze bei senkrechter
Stellung des Ofens in der durch diese Einziehung gebildeten Ringnut Platz hat. Ferner
kann die Brennerplatte oder eine in die Beschickungsöffnung des Ofens einsetzbare
Düsenplatte als dichter Abschluß der Beschickungsöffnung ausgebildet sein, so daß
die Schmelze auch bei senkrechter Stellung des Ofens mit nach unten gekehrter Beschickungsöffnung
einer Behandlung unterworfen werden kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung durch Ausführungsbeispiele veranschaulicht.
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Fig. i bis 4 sind schematische Seitenansichten des Ofens in verschiedenen
Betriebsstellungen; Fig.i zeigt den geschnittenen Ofenkörper nach dem Einschmelzen
des Salzbades in senkrechter Stelfung während der Aufgabe von Leichtmetallspänen;
Fig.2 zeigt den um seine Längsachse rotierenden Ofen in waagerechter Lage während
des Einschmelzens; Fig. 3 zeigt den Ofen mit schräg nach unten gekippter Mündung
beim Herauslassen der Salzschmelze; Fig. .4 zeigt den Ofen mit senkrecht nach unten
gerichteter Mündung während der Entfernung etwa beim Ausseigern zurückgebliebener
sperriger Teile; Fig. 5 und 6 zeigen eine andere Ausführung des Ofenkörpers in waagerechter
und in senkrechter Stellung; Fig. 7 und 8 zeigen Ofen in waagerechter und senkrechter
Stellung, bei denen die Beschickungsöffnung durch eine in diese Öffnung einsetzbare
Düsenplatte bzw. durch die Brennerplatte dicht verschließbar ist.
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In Fig. 5 bis 8 sind zur Vereinfachung alle außerhalb der ringförmigen
Tragkonstruktion liegenden Teile nicht dargestellt.
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Der im Schnitt gezeigte ausgemauerte walzenförmige Ofenkörper i ist
um seine Längsachse beliebig drehbar. Er ruht mit dem Spurkranz 18 bei vertikaler
Stellung des Ofenkörpers auf im Kreise angeordneten Rollen und ist mit Laufkränzen
16 umgeben, die sich auf Rollen 17 eines mit Zahnrädern ausgestatteten elektromotorischen
Antriebs abwälzen bzw. hierdurch in Drehung versetzt werden. Die ganze Lagerung
und der Antrieb des Ofenkörpers ruhen in den ringförmigen Tragkonstruktionen 7,
die über Rollen i9 mittels des Antriebes 8 in jede beliebige Winkelstellung gedreht
werden können.
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Bei dem in Fig. i bis 4 dargestellten Beispiel geschieht die Beschickung
des Ofens durch die Öffnung 2, vor welcher in waagerechter Lage des Ofens (Fig.
2) der ausschwenkbare Brenner io angeordnet ist. Die Abgase verlassen den Ofenraum
durch die Abzugsöffnung 3 und werden durch den abschwenkbaren Abgaskrümmer 4 abgezogen.
Die Abzugsöffnung 3 ist durch den Deckel 5 verschließbar, der durch eine längs der
Schiene 20 verfahrbare Hilfsvorrichtung 6 angebracht und wieder entfernt werden
kann. Der Abstich kann durch die Abstrichrinne 9 oder durch die Öffnung 2 erfolgen.
Das Schmelzen, z. B. von Leichtmetallspänen, geht im einzelnen wie folgt vor sich.
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Nach dem Einschmelzen des Salzbades i i werden die Leichtmetallspäne
12 bei senkrechter Ofenstellung (Fig. i) von der Bühne 21 in den Ofen geschüttet
und schwimmen zunächst auf dem geschmolzenen Salzbad i i. Statt dessen kann das
Salz auch in flüssigem Zustand zusammen mit dem Schmelzgut aufgegeben werden, natürlich
in dem vorgeheizten Ofen. Der Ofen wird dann in waagerechte Stellung gebracht, der
Brenner io eingeschwenkt und der Abgaskrümmer 4 an die Abzugsöffnung 3 angeschlossen
(Fig. 2). Durch Rotieren des Ofens um seine Längsachse mittels der Antriebsvorrichtung
17 wird das Schmelzgut 12 in das
Salzbad i t eingerollt, während
sich das geschmolzene \letall 13 am Boden sammelt. Das flüssige Metall wird
unterhalb der Saliidecke durch die Rinne 8 abgestochen und fließt in den in der
Grube stehenden Tiegel 14. Nach dem Abstich des Metalls kann durch weiteres Schwenken
des Ofens das Schmelzsalz durch die Öffnung 2 abgelassen werden (Fig. 3), wonach
der Ofenkörper zwecks weiterer Beschickung mit flüssigem Salz und Schmelzgut wieder
in die senkrechte Stellung (Fig. i) gebracht werden kann. Jedoch kann der Ofenkörper
auch mit der Öffnung 2 nach unten in senkrechte Stellung gebracht werden (Fig.4),
wenn etwa aus einem Ausseigerungsprozeß zurückgebliebene sperrige Teile 15 entfernt
werden müssen.
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Bei der in Fig. 5 und 6 gezeigten Bauart ist der Rand 22 der Abzugsöffnung
3 so weit in. das Innere des Ofens i eingezogen, daß die Schmelze i i bei senkrechter
Stellung des Ofens (Fig. 6) in der durch diese Einziehung gebildeten Ringnut 23
Platz hat.
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Fig. 7 zeigt einen Ofenkörper i, in dessen Beschickungsöffnung eine
Düsenplatte 24 mit dem Zuleitungsrohr 25 eingesetzt ist. Diese Platte bewirkt einen
(lichten Abschluß, so daß die Schmelze auch bei senkrechter Stellung des Ofens mit
nach unten gekehrter Beschickungsöffnung behandelt werden kann. Das Verblasemittel
wird mit so hohem Druck eingeleitet, daß die Schmelze nicht in das Verblaserohr
hereinlaufen kann. Auch die Brennerplatte selbst kann als dichter Abschluß der Beschickungsöffnung
2 des Ofens ausgebildet sein.
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Fig. 8 zeigt eine Anordnung, bei welcher in der Brennerplatte ro zugleich
eine Abzugsöffnung 26 vorgesehen ist, so daß der Ofen mit rückkehrender Flamme betrieben
werden kann, wie durch die in den Ofenraum eingezeichneten Pfeile angedeutet ist.
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Die nach der Erfindung ausgebildeten Ofen können zum Schmelzen bzw.
Verhütten der verschiedensten Nichteisenmetalle und Eisenmetalle verwendet werden,
z. B. für Kupfer, das bei aufrechter Stellung des Ofens ähnlich wie in der Bessemerbirne
verblasen und nähgepolt wird, indem der Verschlußdeckel des Ofens eine Verblaseeinrichtung
erhält. Auf die gleiche Weise können Aluminiumchargen durch Einblasen von Chlor
raffiniert werden. Der Ofen ist insbesondere für alle Schmelzbehandlungen mit Übergang
vom flachen zum tiefen Bad geeignet. Infolge der leichten Schwenkbarkeit des Ofens
in senkrechter Stellung sind auch Zu-und Auflegierungen über den normalen Füllungsgrad
des Ofens hinaus möglich, z. B. wenn flüssige Gattierungen im Anschluß an die normale
Schmelzung erforderlich werden. Der Ofen kann mit Vorteil in der Eisenindustrie
als Vorherd und Sammler sowie für Mischzwecke und Überhitzungen dienen. Die Möglichkeit,
den Ofen um eine quer zu seiner Längsachse gerichtete Achse in Drehung zu versetzen,
gestattet z. B. die Emulgierung von Metall- oder Schlackenchargen. Ein besonderer
Vorteil der senkrechten Stellung des Ofens liegt in der Erleichterung beim Aussetzen
des Ofens mit feuerfesten Auskleidungen.