EP0154176A2 - Schmelzofen - Google Patents

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EP0154176A2
EP0154176A2 EP85101160A EP85101160A EP0154176A2 EP 0154176 A2 EP0154176 A2 EP 0154176A2 EP 85101160 A EP85101160 A EP 85101160A EP 85101160 A EP85101160 A EP 85101160A EP 0154176 A2 EP0154176 A2 EP 0154176A2
Authority
EP
European Patent Office
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container
melting furnace
furnace according
opening
burner
Prior art date
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EP85101160A
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English (en)
French (fr)
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EP0154176A3 (en
EP0154176B1 (de
Inventor
Rudolf Sen. Helbling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Christian Helbling & Co KG GmbH
Original Assignee
Christian Helbling & Co KG GmbH
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Publication date
Application filed by Christian Helbling & Co KG GmbH filed Critical Christian Helbling & Co KG GmbH
Priority to AT85101160T priority Critical patent/ATE38717T1/de
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Publication of EP0154176A3 publication Critical patent/EP0154176A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/02—Crucible or pot furnaces with tilting or rocking arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D2003/0085—Movement of the container or support of the charge in the furnace or in the charging facilities
    • F27D2003/0087—Rotation about a vertical axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001—Heating elements or systems
    • F27D99/0033—Heating elements or systems using burners
    • F27D2099/004—Heating elements or systems using burners directed upon the charge, e.g. vertically

Definitions

  • the invention relates to a melting furnace with a crucible-like, pivotable container with an upper container opening for receiving and removing the melting material and with a heater for melting the melting material.
  • a crucible serving as a container stands vertically during the melting process within a heating device, which can be designed inductively, that is to say on the basis of electric current, or on the basis of a burner on the jacket of the furnace.
  • a heating device which can be designed inductively, that is to say on the basis of electric current, or on the basis of a burner on the jacket of the furnace.
  • the heat should reach the melting material evenly from below through the crucible wall. This results in high local heat loads and long melting times, since there is always an obstacle between the heat source and the melting material, which partly radiates and dissipates the heat.
  • Rotary drum furnaces are also known as melting furnaces, in which the flame of a burner is directed at one end into the interior of the furnace. This also heats the furnace wall, which rotates under the melting material. The flue gases and thus an undesirable amount of heat are discharged unused at the opposite outlet opening. In addition, a very large surface must be heated, which in turn entails increased energy consumption.
  • Such a rotary drum furnace is also not suitable for being used directly as a casting vessel, as is made possible by the melting furnaces described at the outset with a vertical crucible.
  • the solution to this problem consists essentially in that the container is arranged obliquely with its central axis and rotatable about this oblique axis and a burner is directed into the container opening as a heater and the flue gas discharge is provided at least over the upper edge region of the container opening.
  • a further reduction in the melting time can be achieved in that an oil and / or gas burner is provided as the burner, which can be operated with air enriched with oxygen or with pure oxygen.
  • a burner allows higher flame temperatures and thus a larger temperature difference during melting.
  • such a burner can be kept smaller in its outer dimensions.
  • unnecessary amounts of gas namely the nitrogen not involved in the combustion, are passed through the furnace and dissipate heat unnecessarily.
  • the burner and the flame and flue gases produced are designed and arranged in such a way that an overpressure is present in the container during operation. This prevents secondary air from entering.
  • a lid or a Plate Before opening the container, a lid or a Plate can be provided which has a circumferential channel between itself and the container opening for collecting and discharging the flue gases.
  • the container can be designed as a casting vessel and be detached from its storage and have a hanger with a gear for attacking a crane and a tilting movement.
  • the invention thus allows the advantages of the already known crucible furnaces to be linked, in which, however, electrical or heating must be carried out from the outside, with the advantages of direct heating of the melting material and the inside of the furnace walls by means of a burner.
  • the lid arranged in front of the container opening can be lifted off the opening, in particular by means of a working cylinder, and can be swiveled or laterally displaced. This facilitates access to the melting furnace container, which is advantageous both when filling and when removing the melting material or the entire container for casting the melting material.
  • the burner can be arranged eccentrically relative to the opening of the inclined container, in particular closer to the lower-lying container. It can thus be directed primarily into the area of the melting stock, while the hot gases emanating from it rise in the interior of the inclined container automatically into the upper area.
  • the burner can be adjustable, in particular pivotably, in its angular position relative to the opening of the container and / or in its distance. As a result, the burner can be easily adapted to different filling quantities or filling goods inside the container.
  • a coupling and, coaxially with it, its rotary drive can be arranged in the bottom region of the container.
  • the inclined container can be mounted with its drive in a pivotable frame and can be pivoted with it, in particular up and down, about a horizontal axis.
  • the latter measure in particular allows the inclination of the container to be adapted to different quantities of filling material. If there is relatively little filling material in the container, it will assume a large inclination with respect to a vertical line, so that the melting material still reaches close to the edge and the burner during the rotation of the container. With a larger filling quantity, the container is set correspondingly steeper.
  • the horizontal swivel axis can be arranged outside and below the container, for example in the area below the rotary drive:
  • the opening area of the container is thus easily accessible, so that detoxification can also be easily carried out when the container is inclined accordingly.
  • the burner can be mounted in the cover by means of a ball joint, so that it can be adjusted in a simple manner.
  • the container can have a polygonal, e.g. B. have octagonal cross-section to improve the mixing of the melt when rotating the container. This is particularly expedient and advantageous if alloys are to be produced in the container.
  • a melting furnace the container of which can be used in a simple manner as a casting vessel, in which rapid and intensive heating with good heat transfer into the Melting material is possible without the need for an expensive electrical heater which makes the construction of the container complex.
  • the heat generated by a burner can be exploited well since it can only leave the container when it has applied to the melt and the container walls.
  • the rotation of the container also improves the homogeneity of the melting material.
  • the exhaust gases can easily be collected and passed through heat exchangers to utilize their residual heat.
  • the container 2 is arranged obliquely with its central axis. It is driven in rotation about this inclined axis with the aid of a motor 5 (FIG. 1) or a drive roller 6 (FIG. 3) acting on its outside.
  • An oil and / or gas burner is expediently provided as the burner 7, which is operated with air enriched with oxygen or with pure oxygen. This results in better combustion and heat utilization without unnecessary nitrogen being heated up and removed again in the flue gas with a corresponding amount of heat.
  • a lid 9 In front of the opening 3 of the container 2, a lid 9 can be seen in FIGS. 1 and 2, which is arranged at a distance from the container opening 3 and has or forms a circumferential channel 10 between itself and the container opening 3 for collecting and discharging the flue gases .
  • This circumferential channel 10 merges into a pipeline 11 according to FIG. 1, with which the flue gases can be guided to a heat exchanger and / or a dust separator.
  • Fig. 2 it is shown that the burner 7 is arranged eccentrically closer to the lower edge of the container relative to the opening 3 of the inclined container 2. This results in the dashed-line direct exposure of the melting material 4 to the burner flame, which leads to a short melting time.
  • the smoke gases rising from the surface of the melting material 4 and the heat radiation emanating therefrom simultaneously heat the region of the container walls located above the melt 4, which repeatedly reach the region of the melt due to the rotation of the container.
  • the burner 7 in its angular position relative to the opening 3 of the container 2 and possibly also in its distance from it can be adjusted, in particular pivoted.
  • the burner 7 can be mounted in the cover 9 by means of a ball joint.
  • the inclined container 2 can namely be pivoted with its drive 5 or 6 in a pivotable frame 18 together with it about a horizontal axis 19. Swiveling up or down is possible with the aid of a working cylinder 20.
  • the inclination of the container 2 can thus be varied in a simple manner depending on the amount of the filling material.
  • the container 2 If, for example, there is little filling material 4 in the container 2, it can be set even flatter, while a steeper arrangement can be selected for a larger quantity of melting material. In any case, this can ensure that the surface of the melting material comes as close as possible to the lower edge of the container, so that a large surface is exposed to the heat of the burner. In addition, the removal of slag from the container can be simplified.
  • the horizontal pivot axis 19 is located outside and also below the container 2 approximately in the area below the drive motor 5. Thus, the latter and its connecting lines are moved relatively little during a pivoting movement. In addition, a good adaptation of the pivoting movement to the flue gas discharge line 11 can thus be carried out. However, other arrangements of the pivot axis 19 are also possible.
  • a coupling 21 and coaxially to the rotary drive motor 5 are arranged in the bottom region of the container 2.
  • Fig. 3 an arrangement is provided in which the container 2 rests with its bottom region on an axial bearing 22, while its rotational movement is generated by a driven roller 6 on its periphery.
  • the embodiment according to FIG. 1 also sees a peripheral roller 23 in this case but only as a support.
  • a polygonal, z. B. can have octagonal cross-section at least in its interior. The inner corners formed in this way promote the mixing of the melt during the rotation provided during the melting process.
  • the overall result is a compact design of a melting furnace, which can also be used economically for smaller quantities of melting material and which allows high heat utilization with a short melting time.

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Abstract

Ein Schmelzofen (1) hat einen tiegelartigen, schwenkbaren Behälter (2) mit einer oberen Behälteröffnung (3) und einer als Brenner (7) ausgebildeten Heizung. Der Behälter (2) ist mit seiner Mittelachse schräg angeordnet und um diese schräge Achse während des Schmelzvorganges drehangetrieben. Die Rauchgase des in die Behälteröffnung (3) gerichteten Brenners (7) entweichen zumindest im oberen Randbereich (8) dieser Behälteröffnung (3) wieder. Dabei kann der Brenner (7) mit reinem Sauerstoff betrieben sein, um möglichst wenig Ballast-Gas mitzuführen und einen hohen Wirkungsgrad sowie eine möglichst vollkommene Verbrennung zu erzielen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schmelzofen mit einem tiegelartigen, schwenkbaren Behälter mit einer oberen Behälteröffnung zur Aufnahme und Entnahme des Schmelzgutes und mit einer Heizung zum Schmelzen des Schmelzgutes.
  • Es sind Schmelzöfen der eingangs erwähnten Art in unterschiedlicher Form bekannt. Dabei steht häufig ein als Behälter dienender Tiegel während des Schmelzvorganges senkrecht innerhalb einer Heizvorrichtung, die induktiv, also auf der Basis von elektrischem Strom, oder auf der Basis eines Brenners am Mantel des Ofens ausgebildet sein kann. Dadurch soll die Wärme möglichst von unten her durch die Tiegelwand gleichmäßig zu dem Schmelzgut gelangen. Dabei ergeben sich hohe örtliche Wärmebelastungen und lange Schmelzzeiten, da sich zwischen der Wärmequelle und dem Schmelzgut ständig ein Hindernis befindet, welches die Wärme zum Teil abstrahlt und ableitet.
  • Es sind auch schon schräg angeordnete drehbare Schmelzöfen mit induktiver Heizung bekannt, die einen hohen Energiebedarf erfordern. Darüber hinaus ist die in den Behälter integrierte elektrische Heizung aufwendig.
  • Es sind auch Drehtrommelöfen als Schmelzöfen bekannt, bei denen die Flamme eines Brenners an einem Ende in das Ofeninnere gerichtet ist. Dadurch wird unter anderem auch die Ofenwand erhitzt, die sich unter dem Schmelzgut hindurchdreht. An der gegenüberliegenden Auslaßöffnung werden die Rauchgase und damit unerwünscht viel Wärme ungenützt abgelassen. Darüber hinaus muß eine sehr große Oberfläche erhitzt werden, was wiederum einen erhöhten Energieverbrauch mit sich bringt. Auch eignet sich ein solcher Drehtrommelofen nicht dazu, unmittelbar als Gießgefäß verwendet zu werden, wie es die eingangs beschriebenen Schmelzöfen mit einem senkrecht stehenden Tiegel ermöglichen.
  • Es besteht deshalb die Aufgabe, einen Schmelzofen der - eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welchem das Schmelzgut schnell und energiesparend erhitzt werden kann.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht im wesentlichen darin, daß der Behälter mit seiner Mittelachse schräg angeordnet und um diese schräge Achse drehbar ist und als Heizung ein Brenner in die Behälteröffnung gerichtet ist und die Rauchgasabführung zumindest über den oberen Randbereich der Behälteröffnung vorgesehen ist.
  • Eine solche Anordnung erlaubt die unmittelbare Beaufschlagung des Schmelzgutes mit der größten Hitze. Die Rauchgase gehen nicht wieder aus dem Ofen heraus, bevor das Schmelzgut bzw. die Ofenwände nicht damit beaufschlagt sind. Somit lassen sich die Vorteile eines Tiegelofens mit denen eines Drehtrommelofens insoweit kombinieren, als eine günstige Heizungsform und dabei gleichzeitig eine bessere Wärmeausnutzung erzielt werden. Die nach oben abstreichenden Rauchgase sowie die Wärmestrahlung erhitzen dabei sowohl die Schmelze selbst als auch die nach oben gegenüberliegenden Wandungsteile des Ofens, so daß durch die Drehung diese erhitzten Ofenwände wiederum in den Bereich der Schmelze gelangen, deren Wärme von dieser aufgenommen wird. Da ein kleinerer Ofenraum möglich ist als bei einem Drehtrommelofen, ergibt sich auch eine kleinere Futteroberfläche, eine bessere Wärmeübertragung und eine kürzere Entferung zur Ofenwand. Dies trägt zu einer Verkürzung der Schmelzzeit bei und verringert eventuelle Abbrände des Schmelzgutes.
  • Eine weitere Verkürzung der Schmelzzeit kann dadurch erzielt werden, daß als Brenner ein öl- und/oder Gasbrenner vorgesehen ist, der mit mit Sauerstoff angereicherter Luft oder mit reinem Sauerstoff betreibbar ist. Ein solcher Brenner erlaubt höhere Flammentemperaturen und somit während des Schmelzens eine größere Temperaturdifferenz. Gleichzeitig kann ein solcher Brenner in seinen Außenabmessungen geringer gehalten werden. Darüber hinaus wird vermieden, daß unnötige Gasmengen, nämlich der nicht an der Verbrennung beteiligte Stickstoff, durch den Ofen geführt werden und unnötig Wärme abführen.
  • Um ein Ansaugen kühler Umgebungsluft in das Behälterinnere durch den Zug der Brennerflamme zu vermeiden, ist es zweckmäßig, wenn der Brenner und die von im erzeugten Flamm- und Rauchgase.so ausgelegt und angeordnet sind, daß bei Betrieb in-dem Behälter ein überdruck ist. Dadurch wird der Zutritt von Sekundär-Luft vermieden.
  • Vor der Öffnung des Behälters kann ein.-Deckel oder eine Platte vorgesehen sein, die zwischen sich und der Behälteröffnung einen umlaufenden Kanal zum Auffangen und Ableiten der Rauchgase hat.
  • In vorteilhafter Weise kann der Behälter als Gießgefäß ausgebildet und aus seiner Lagerung aushängbar sein und ein Gehänge mit Getriebe für den Angriff eines Kranes und eine Kippbewegung aufweisen. Die Erfindung erlaubt also die Verknüpfung der Vorteile der schon bekannten Tiegelöfen, bei denen aber eine elektrische oder eine Heizung von außen erfolgen muß, mit den Vorzügen einer unmittelbaren Beheizung des Schmelzgutes und der Innenseiten der Ofenwände mittels eines Brenners.
  • Der vor der Behälteröffnung angeordnete Deckel kann von der öffnung insbesondere mittels eines Arbeitszylinders abhebbar und abschwenkbar oder seitlich verschiebbar sein. Dadurch wird der Zutritt zu dem Behälter des Schmelzofens erleichtert, was sowohl beim Füllen als auch beim Entnehmen des Schmelzgutes oder des gesamten Behälters zum Vergießen des Schmelzgutes vorteilhaft ist.
  • Der Brenner kann gegenüber der öffnung des schrägen Behälters exzentrisch insbesondere näher zu dem tieferliegenden Behälter angeordnet sein. Er läßt sich somit vor allem in den Bereich des Schmelzgutes richten, während die von ihm ausgehenden Heißgase im Inneren des schrägen Behälters von selbst auch in den oberen Bereich aufsteigen. Dabei kann der Brenner in seiner-Winkelstellung relativ zu der öffnung des Behälters und/oder in seinem Abstand verstellbar, insbesondere verschwenkbar aufgehängt sein. Dadurch läßt sich der Brenner an unterschiedliche Füllmengen oder Füllgüter im Inneren des Behälters einfach anpassen.
  • Im Bodenbereich des Behälters können eine Kupplung und koaxial dazu sein Drehantrieb angeordnet sein. Dabei kann der schrägstehende Behälter mit seinem Antrieb in einem schwenkbaren Gestell gelagert und mit diesem um eine horizontale Achse schwenkbar, insbesondere auf- und abschwenkbar sein. Vor allem die letztere Maßnahme erlaubt eine Anpassung der Schräge des Behälters an unterschiedliche Füllgutmengen. Ist relativ wenig Füllgut im Behälter, wird er eine große Schrägstellung gegenüber einer vertikalen Linie einnehmen, damit das Schmelzgut dennoch während der Drehung des Behälters bis nahe zu dem Rand und dem Brenner reicht. Bei einer größeren Füllmenge wird der Behälter entsprechend steiler eingestellt.
  • Die horizontale Schwenkachse kann dabei außerhalb und unterhalb des Behälters etwa im Bereich unterhalb des Drehantriebes angeordnet sein: Somit ist der öffnungsbereich des Behälters gut zugänglich, so daß auch das Entschlacken bei entsprechend schrägstehen.dem Behälter einfach bewerkstelligt werden kann.
  • Es sei noch erwähnt, daß der Brenner mittels eines Kugelgelenkes im Deckel gelagert sein kann, so daß seine Einstellbarkeit auf einfache Weise möglich ist. Ferner kann der Behälter einen mehreckigen, z. B. achteckigen Querschnitt zur Verbesserung der Durchmischung der Schmelze bei der Drehung des Behälters haben. Dies ist vor allem dann zweckmäßig und vorteilhaft, wenn in dem Behälter Legierungen hergestellt werden sollen.
  • Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vorbeschriebenen Merkmale und Maßnahmen ergibt sich ein Schmelzofen, dessen Behälter auf einfache Weise als Gießgefäß eingesetzt werden kann, bei dem eine schnelle und intensive Erwärmung mit gutem Wärmeübergang in das Schmelzgut möglich ist, ohne daß eine teure und die Behälterkonstruktion aufwendig machende elektrische Heizung benötigt wird. Gleichzeitig läßt sich die von einem Brenner erzeugte Wärme gut ausnutzen, da sie den Behälter erst verlassen kann, wenn sie die Schmelze und die Behälterwände beaufschlagt hat. Die Drehung des Behälters bewirkt dabei gleichzeitig eine Verbesserung der Homogenität des Schmelzgutes.
  • Die Abgase können auf einfache Weise aufgefangen und durch Wärmetauscher geleitet werden, um ihre Restwärme auszunutzen.
  • Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als wesentlich zugehörenden Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher beschrieben. Es zeigt
    • Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schmelzofens mit Drehantrieb und schwenkbarem Lagerungsgestell,
    • Fig. 2 in schematisierter Darstellung einen Längsschnitt durch einen Behälter des Schmelzofens mit Deckel und Brenner sowie
    • Fig. 3 wiederum in schematisierter Darstellung eine. abgewandelte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schmelzofens mit abgewandeltem Drehantrieb seines Behälters.
  • Ein im ganzen mit 1 bezeichneter Schmelzofen hat einen tiegelartigen schwenkbaren Behälter 2 mit einer oberen Behälteröffnung 3 zur Aufnahme und Entnahme des Schmelzgutes 4. Ferner ist eine noch zu beschreibende Heizung -zum-Schmelzen des Schmelzgutes vorgesehen.
  • Man erkennt in den Figuren deutlich, daß der Behälter 2 mit seiner Mittelachse schräg angeordnet ist. Er ist um diese schräge Achse mit Hilfe eines Motors 5 (Fig. 1) oder einer an seiner Außenseite angreifenden Antriebsrolle 6 (Fig. 3) drehangetrieben. Als Heizung dient ein Brenner 7, der in die Behälteröffnung 3 gerichtet ist, so daß die Rauchgase zumindest im oberen Randbereich 8 der Behälteröffnung 3 entweichen können. Als Brenner 7 ist dabei zweckmäßigerweise ein Öl- und/oder Gasbrenner vorgesehen, der mit mit Sauerstoff angereicherter Luft oder mit reinem Sauerstoff betrieben ist. Somit ergibt sich eine bessere Verbrennung und Wärmeausnutzung, ohne daß unnötiger Stickstoff aufgeheizt und im Rauchgas mit einer entsprechenden Wärmemenge wieder abgeführt wird.
  • Vor der Öffnung 3 des Behälters 2 erkennt man in den Fig. 1 und 2 einen Deckel 9, der mit etwas Abstand zu der Behälteröffnung 3 angeordnet ist und zwischen sich und der Behälteröffnung 3 einen umlaufenden Kanal 10 zum Auffangen und Ableiten der Rauchgase hat oder bildet. Dieser umlaufende Kanal 10 geht gemäß Fig. 1 in eine Rohrleitung 11 über, mit der die Rauchgase zu einem Wärmetauscher und/oder einem Staubabscheider geführt werden können.
  • In Fig. 1 erkennt man, daß der Behälter 2 gleichzeitig als Gießgefäß ausgebildet ist und aus seiner Lagerung aushängbar ist. Er hat dabei ein Gehänge 12 mit Getriebe 13 für den Angriff eines Kranes und zur Durchführung einer Kippbewegung, wenn er an dem Kran hängt. Man erkennt das große Handrad 14, mit dem der Behälter 2 beim Hängen an einem Kran zum Gießen gekippt oder geschwenkt werden kann.
  • Der vor-der Behälteröffnung 3-angeordnete Deckel 9 kann von der Öffnung 3 insbesondere mittels eines Arbeitszylinders 15 hydraulisch oder pneumatisch abhebbar und abschwenkbar sein. Dadurch entsteht genügend Platz, um den Behälter 2 beschicken oder entleeren oder insgesamt entnehmen zu können. Man erkennt die Führungsstange 16, auf der der Deckel 9 mit einer Halterung 17 mit Hilfe des Arbeitszylinders 15 verschoben werden kann. Um diese Führungsstange oder -achse 16 läßt sich in verschobener Position dann der Deckel auch verschwenken.
  • Vor allem in Fig. 2 ist dargestellt, daß der Brenner 7 gegenüber der Öffnung 3 des schrägen Behälters 2 exzentrisch näher zu dem tieferliegenden Behälterrand angeordnet ist. Es ergibt sich so die gestrichelt angedeutete unmittelbare Beaufschlagung des Schmelzgutes 4 mit der Brennerflamme, was zu einer kurzen Schmelzzeit führt. Die von der Oberfläche des Schmelzgutes 4 aufsteigenden Rauchgase sowie die davon ausgehende Wärmestrahlung erhitzt gleichzeitig den oberhalb der Schmelze 4 befindlichen Bereich der Behälterwände, die durch die Drehung des Behälters immer wieder in den Bereich der Schmelze gelangen. Die Kombination eines schräg stehenden drehbaren Behälters mit der speziellen Anordnung des Brenners, der keine unnötigen Gase wie Stickstoff mit sich führt, ergibt insgesamt eine sehr wirtschaftliche und schnelle Arbeitsweise beim Schmelzen mit dem erfindungsgemäßen Schmelzofen 1.
  • Dabei kann der Brenner 7 in seiner Winkelstellung relativ zu der Öffnung 3 des Behälters 2 und gegebenenfalls auch in seinem Abstand dazu verstellbar, insbesondere verschwenkbar aufgehängt sein. Z. B. kann der Brenner 7 mittels eines Kugelgelenkes im Deckel 9 gelagert sein. Dadurch ist eine Anpassung an unterschiedliches Schmelzgut und unterschiedliche Mengen von Schmelzgut 4 im Inneren des Behälters 2 sowie auch unterschiedliche Schrägstellungen des Behälters 2 möglich. Der schräg stehende Behälter 2 kann nämlich mit seinem-Antrieb 5 oder 6 in einem schwenkbaren Gestell 18 mit diesem zusammen um eine horizontale Achse 19 verschwenkt werden. Dabei ist ein Auf- oder Abschwenken mit Hilfe eines Arbeitszylinders 20 möglich. Somit kann die Schrägstellung des Behälters 2 auf einfache Weise je nach Menge des Füllgutes variiert werden. Befindet sich beispielsweise wenig Füllgut 4 in dem Behälter 2, kann er noch flacher eingestellt werden, während bei einer größeren Menge von Schmelzgut eine steilere Anordnung gewählt werden kann. In jedem Falle kann dadurch dafür gesorgt werden, daß die Oberfläche des Schmelzgutes dem unteren Rand des Behälters möglichst nahe kommt, so daß eine große Oberfläche der Hitze des Brenners ausgesetzt ist. Darüber hinaus kann so das Entfernen von Schlacke aus dem Behälter vereinfacht werden.
  • Die horizontale Schwenkachse 19 befindet sich dabei außerhalb und auch unterhalb des Behälters 2 etwa im Bereich unterhalb des Antriebsmotors 5. Somit wird dieser und seine Anschlußleitungen bei einer Schwenkbewegung relativ wenig bewegt. Darüber hinaus läßt sich so eine gute Anpassung der Schwenkbewegung an die Rauchgasableitung 11 durchführen. Es sind jedoch auch andere Anordnungen der Schwenkachse 19 möglich.
  • In Fig. 1 ist dabei vorgesehen, daß im Bodenbereich des Behälters 2 eine Kupplung 21 und koaxial dazu der Drehantriebsmotor 5 angeordnet .sind. In Fig. 3 ist eine Anordnung vorgesehen, bei der- der Behälter 2 mit seinem Bodenbereich auf einem Axiallager 22 ruht, während seine Drehbewegung durch eine angetriebene Rolle 6 an seinem Umfang erzeugt wird. Die Ausführungsform nach Fig. 1 sieht ebenfalls-eine Umfangsrolle 23 in diesem Falle aber nur als Abstützung vor.
  • Es sei noch erwähnt, daß für eine Verbesserung der Durchmischung der Schmelze 4 und somit wiederum eine Beschleunigung des Schmelzvorganges der Behälter 2 einen mehreckigen, z. B. achteckigen Querschnitt mindestens in seinem Innenraum haben kann. Die so gebildeten Innenecken fördern die Durchmischung der Schmelze bei der während des Schmelzvorganges vorgesehenen Drehung.
  • Insgesamt ergibt sich eine kompakte Konstruktion eines Schmelzofens, der auch für kleinere Mengen von Schmelzgut wirtschaftlich eingesetzt werden kann und eine hohe Wärmeausnutzung bei gleichzeitig kurzer Schmelzzeit erlaubt.

Claims (14)

1. Schmelzofen mit einem tiegelartigen, schwenkbaren Behälter mit einer oberen Behälteröffnung zur Aufnahme und Entnahme des Schmelzgutes und mit einer Heizung zum Schmelzen des Schmelzgutes, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter (2) mit seiner Mittelachse schräg angeordnet und um diese schräge Achse drehbar ist, daß als Heizung ein Brenner (7) in die Behälteröffnung (3) gerichtet ist und die Rauchgasabführung zumindest über dem oberen Randbereich (8) der Behälteröffnung (3) vorgesehen ist.
2. Schmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Brenner (7) ein Öl- und/oder Gasbrenner vorgesehen ist, der mit mit Sauerstoff angereicherter Luft oder mit reinem Sauerstoff betrieben ist.
3. Schmelzofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (7) und die von ihm erzeugten Flamm- und Rauchgase so ausgelegt und angeordnet sind, daß bei Betrieb in dem Behälter (2) ein Überdruck erzeugbar ist.
4. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der öffnung (3) des Behälters (2) ein Deckel (9) oder eine Platte vorgesehen ist, die zwischen sich und der Behälteröffnung (3) einen umlaufenden Kanal (10) zum Auffangen und Ableiten der Rauchgase hat.
5. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) als Gießgefäß ausgebildet und aus seiner Lagerung aushängbar ist und ein Gehänge (12) mit Getriebe (13) für den Angriff eines Kranes und eine Kippbewegung aufweist.
6. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Behälteröffnung (3) angeordnete Deckel (9) von der öffnung insbesondere mittels eines Arbeitszylinders (151 abhebbar und abschwenkbar oder seitlich verschiebbar ist.
7. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (7) gegenüber der öffnung (3) des schrägen Behälters (2) exzentrisch, insbesondere näher zu dem tieferliegenden Behälterrand angeordnet ist.
8. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (7) in seiner Winkelstellung relativ zu der öffnung (3) des Behälters (2) und/oder in seinem Abstand verstellbar, insbesondere verschwenkbar aufgehängt ist.
9. Schmelzofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bodenbereich des Behälters eine Kupplung und koaxial dazu sein Drehantrieb angeordnet sind.
10. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der schrägstehende Behälter (2) mit seinem Antrieb (5, 6) in einem schwenki baren Gestell gelagert und mit diesem um eine horizontale Achse schwenkbar, insbesondere auf- und abschwenkbar ist.
11. Schmelzofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale Schwenkachse (19) außerhalb und unterhalb des Behälters (2) etwa im Bereich unterhalb des Drehantriebes (5) angeordnet ist.
12. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (7)mittels eines Kugelgelenkes im Deckel (9) gelagert ist.
13. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter einen mehreckigen, bevorzugt achteckigen Querschnitt hat.
14. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (9) einen Halter (17) aufweist, der auf einer Führungsstange (16) verschiebbar und drehbar gelagert ist.
EP85101160A 1984-02-09 1985-02-05 Schmelzofen Expired EP0154176B1 (de)

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