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Verfahren und Flammofen zum Schmelzen von Metallen und Metall-Legierungen
Das Einschmelzen von Metallen, vor allem aber die Herstellung von Metall-Legierungen,
wird bisher meistens, in kippbaren elektrischen oder auf andere Art beheizten Tiegelöfen.
Jurchgeführt oder auch in von unten beheizten Eisenkesseln oder in Flammöfen, die
zur Erreichung einer guten Schmelzleistung und gleichmäßigenDurchwärmung des ganzen
Metallbades mit verhältnismäßig flachem Herd und flachem Metallbad arbeiten.
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Bei fast allen Schmelzeinrichtungen dieser Art wird das Metall durch
Kippen des Ofens oder Schöpfen von der Oberfläche des Metallbades für -die Gießarbeit
entnommen, also an einer. Stelle, an der sich leichtere Verunreinigungen anreichern
können. Eine gute Durchmischung des Metallbades erfolgt lediglich in den elektrisch
beheizten Induktionsöfen.
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Die vorliegende Erfindung besteht nun darin, daß im Flammofen selbst
oder seitlich an der Metallwanne eine Umwälz- oder Fördervorrichtung, z. B. ein
Rührwerk, eingebaut ist, das die gute Durchmischungdes Wanneninhalts bewirkt zudem
Zweck, die Seigerung bzw. Entmischung des Inhalts sowie eine Ungleichmäßigkeit der
Temperaturen in den eingelnen Zonen zu verhindern. Dieses Durchführen hat außerdem
die Wirkung einer besseren Wärmeaufnahme, so daß die Wanne verhältnismäßig tief
und lang ausgebildet sein kann, damit das Metallbad den Heizgasen nur eine verhältnismäßig
geringe Oberfläche darbietet. Das Verhältnis
vonTiefe zu Breite
und Länge der beheizten Wanne soll beispielsweise sein i : i bis 11,5 : 2,5 bis
q., z. B. wird die Wanne 8oo mm tief, iooo mm breit, 25oo mm lang ausgeführt.
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Die Erfindung ist besonders vorteilhaft in Anwendung bei Metallen
und Metall-Legierungen, hauptsächlich aber Zinklegierungen, bei denen ein erheblicherWichteunterschied
zwischen dem Metall und seinen Oxyden besteht.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch den Flammofen, Abb. 2 einen
Querschnitt durch denselben, Abb. 3 einen Grundriß.
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Der Herd i des Flammofens 9 ist länger und tiefer ausgebildet, als
es bei Flammöfen, sonst üblich ist. Seitlich am Herd i isst ein Ausbau od. dgl.
io angeordnet, in dem sich das Rührwerk .2 befindet, das beispielsweise die Form
eines Propellers hat. Dadurch, daß das Rührwerk außerhalb des eigentlichen Herdes
angeordnet ist, ist es möglich, seinen Antrieb außerhalb der direkten Heizeinwirkung
des Herdes zu halten. Durch eine auf einem Gewölbe ruhende Trennwand i i, die nicht
bis zum Boden des " Rührwerkanbaues io reicht, wird ein gasdichter Abschluß durch
das flüssige Metall gegen den Rührwerksanbau hergestellt. Die Wirkung des Rührwerkes
2 ist trotzdem gewährleistet, da die Durchwirbelung des Bades durch die Öffnung
unter dieser Trennwand mit Hilfe der geeignet geformten Rührarme des Rührwerkes
geschehen kann. Die übergänge zwischen der .Metallwanne i und dem Rührwerksanbau
io sind so ausgebildet, daß die Wirbelung und Rührwirkung des Rührwerkes :2 sich
voll auf das Bad auswirken können. Die Umdrehungszahl für das Rührwerk bzw. seine
Wirkung wird so gewählt, da.ß ein Einrühren der oxydischen Bestandteile an derOberfläche
des Bades nicht erfolgt.
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Das Rührwerk bewirkt sowohl die gleichmäßige Verteilung aller Metallkomponenten
im ganzen Bade als auch den Temperaturausgleich und damit eine bessere Wärmeleistung
des Ofens. Ohne die durch das Rührwerk od. dgl. bewirkte Durchmischung des Metallbades
würde die Oberfläche des Bades ständig überhitzt und der Boden zu kalt bleiben.
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Die Beschickung des Ofens erfolgt über die Klappe i2 und den Raum
3. Durch diese Anordnung ist die schnelle Beförderung der -eingesetzten Metalle
in die Badmitte und den Bereich des Rührwerkes gewährleistet.
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Das regulierbare Gießventil ¢ ist vorteilhaft auf der Sohle des Metallbades
angeordnet. Es besteht z. B. aus einem Ventilsitz mit konisch ausgebildeter Öffnung
nach dem Inneren der Wanne und aus einer Ventilspindel, deren kegelförmige Spitze
in den Ventilsitz hineinpaßt und mit Hilfe eines Schraubgewindes oder einer Hebelvorrichtung
fein regelbar gehoben und gesenkt werden kann. Die Entnahme des Metalls an der tiefsten
Stelle des Herdes kann auch beispielsweise durch eine Hebervorrichtung oder durch
eine Metallpumpe ausgeführt werden.
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Für das Rührwerk und für das Ablaßventil werden zweckmäßig Werkstoffe
benutzt, die von dem Metallbad nicht angegriffen werden. Bei Zinklegierungen können
diese Teile z. B. aus Siliciumkarbid, aus Graphit oder aus Gußeisen mit etwa 5 %
Silicium bestehen. Besonders bewährt hat sich ein Molybdänventils@itz. Molybdän
als Baustoff ist auch mit. Vorteil für die gleichen oder für andere Teile oder Elemente
anderer Öfen oder Vorrichtungen verwendbar, die mit flüssigem Zink oder Zinklegierungen
in Berührung kommen, insbesondere wenn diese Teile od. dgl. nicht oder nicht gut
aus. keramischen Stoffen gefertigt werden können. Diese Ablaßvorrichtung bewährt
sich besonders gut zum Gießen von Formaten nach dem Stranggußverfahren und zum Vergießen
von Formaten im Gießkreis mit schwenkbarer Rinne oder von Mas.seln in Gießtischen
oder Gießbändern.
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Die Beheizung des Flammofens kann z. B. durch einett Gasbrenner, Ölbrenner,
Kohlenstaubbrenner oder Halbgasfeuerung erfolgen. Die Brenner sind z. B. in der
Öffnung 5 angeordnet. Bei der Ausbildung des Flammofens mit Gasbeheizung werden
zweckmäßig Doppelgewölbe eingebaut, durch deren Zwischenraum die Heizgase abgeführt
werden. Durch die Anbringung eines z. B. schmiedeeisernen Doppel-U Rohres 6 in diese
Gewölbezwischenräume können die Abgase zur Vorwärmung der Verbrennungsluft für den
Gasbrenner wirtschaftlich ausgenutzt werden. Die Abgase werden dann z. B. durch
eine Öffnung 7 im oberen Gewölbe des Flammofens zur Esse abgeführt. Zwei Arbeitsöffnungen
8 können die Beobachtung der Brennerflamme sowie Reinigungsarbeiten usw. erleichtern.
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Die Bauart des Flammofens ermöglicht ohne weiteres auch das Arbeiten
unter einer Salz- oder anderen Schmelzdecke.