WO2016172743A1 - Schmelzofen zur herstellung einer steinschmelze - Google Patents

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WO2016172743A1
WO2016172743A1 PCT/AT2016/000046 AT2016000046W WO2016172743A1 WO 2016172743 A1 WO2016172743 A1 WO 2016172743A1 AT 2016000046 W AT2016000046 W AT 2016000046W WO 2016172743 A1 WO2016172743 A1 WO 2016172743A1
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melting furnace
chamber
melt
furnace according
heating device
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PCT/AT2016/000046
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Victor BARTASHOV
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Destra Gmbh
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03B5/021—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by induction heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/18—Stirring devices; Homogenisation
    • C03B5/183—Stirring devices; Homogenisation using thermal means, e.g. for creating convection currents
    • C03B5/185—Electric means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/26—Outlets, e.g. drains, siphons; Overflows, e.g. for supplying the float tank, tweels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/28—Siphons

Definitions

  • the invention relates to a melting furnace for producing a rock melt for rock wool production, comprising a furnace main chamber with a feed opening for the task of lumpy feed, an outlet opening for
  • Mineral fiber products especially mineral wool, e.g. Rock wool or glass wool, consist of glassy solidified inorganic mineral fibers, with the help of a
  • Defibering unit defibred.
  • the fraying of the melt takes place for example in a so-called drawing,
  • Defibering the mineral fibers are either wetted dropwise with binders and / or impregnating agents or obtain a coating of binders and / or impregnating agents, so that they are subsequently pointwise interconnected.
  • the pulp treated in this way can subsequently be collected, deformed and the resulting structure fixed by curing the binders.
  • rockwool insulation materials such as e.g. Basalt, diabase, limestone and / or dolomite
  • the melting process should be carried out in such a way that a homogeneous melt of certain chemical composition is produced, whose viscosity and crystallization behavior permit trouble-free processing in the defibering unit and lead to only minimal rejects.
  • the basalt in it
  • the refractory contaminants may be subjected to conventional furnace conditions during the
  • DE 19507643 A1 proposes a method in which the position of the hot inclusions is located by a sensor, and the position measurement data obtained in the sensor serve to control a nozzle system, which is referred to as hot
  • the present invention therefore aims to provide a
  • the invention provides in a device of the type mentioned in essence, that in the area of the outlet opening a second
  • Heating device is arranged.
  • Melting furnace thus comprises a first and a second
  • the first heater is used to melt the abandoned rock in the furnace main chamber, wherein the melt reaches a first temperature of, for example, 1500 ° C.
  • the melt is now brought to a higher than the first temperature second temperature of, for example, 1700-1.750 ° C, to the inclusions contained in the melt melt or reshape so that they form a homogeneous phase with the rest of the melt.
  • Temperature level associated to avoid energy loss only a portion of the melt is heated to the second temperature, namely the melt located in the region of the second heater.
  • a preferred training provides that one
  • Outlet opening surrounding further chamber is provided, which is heated by means of the second heating device.
  • the oven is thus divided into two chambers.
  • Furnace main chamber is melted down the feedstock and brought the melt to the first temperature.
  • the melt produced in the furnace main chamber is heated to the second temperature.
  • Furnace main chamber and the other chamber are connected to each other by means of at least one channel, so that the melt obtained in the furnace main chamber flow into the other chamber and from there via the outlet opening
  • the two chambers are in this case preferably connected to each other in the manner of communicating vessels, so that the further chamber in the amount of the extracted via the outlet opening amount by appropriate
  • Replenishment of the main furnace chamber is automatically filled.
  • the main furnace chamber and the further chamber are connected to one another via at least one channel arranged at the bottom of the furnace.
  • Such a design is particularly advantageous if the furnace is designed so that the liquid melt collects at the bottom of the main furnace chamber.
  • the arrangement of the at least one channel at the bottom of the chamber therefore ensures that during operation always molten material is available, which can be tracked in the other chamber.
  • the provision of a first and a second heating device is particularly easy to realize that, as it corresponds to a preferred development, the first and the second heater are formed by an induction heater.
  • the induction heating generally comprises at least one induction coil which preferably surrounds the melting furnace and whose magnetic field induces eddy currents in an electrically conductive induction body, which is preferably arranged in the respective chamber or delimits the respective chamber. Everybody can do that
  • Induction heating have their own induction coil or the first and the second heater can work with a single, common induction coil. With separate execution of the induction coils, each
  • Heating device with a respectively adapted frequency and / or an adjusted current to work to adjust the heating power separately.
  • the first and the second heating device each have their own electrically conductive induction body which forms is to the magnetic field at least one around the
  • the outlet opening is arranged here on a raised area of the furnace bottom.
  • the outlet opening is arranged in the middle of the furnace bottom.
  • the melting furnace is preferably designed as a rotationally symmetrical body, wherein both the furnace main chamber and the further chamber are rotationally symmetrical.
  • the furnace main chamber and the further chamber are arranged concentrically.
  • an advantageous and compact construction in this context provides that the raised floor area is surrounded by an annular space in which the at least one channel is arranged.
  • the annular space form a siphon between the furnace main chamber and the other chamber, wherein the siphon is filled in operation with molten material and in the bottom region of the siphon the at least one channel is arranged, via which the melt flows from the main chamber chamber into the other chamber.
  • the induction body of the first heater can in this case be arranged in said annulus.
  • the first induction body of the first heater can in this case be arranged in said annulus.
  • Heating a particular at the bottom of the annulus arranged, in particular annular first induction body comprises.
  • the first induction body preferably forms an annular partition between the main chamber chamber and the other chamber.
  • the further limitation of the further chamber is preferably formed by a pot-like lid which separates the further chamber from the main furnace chamber.
  • the pot-like lid is preferably placed on the annular first induction body.
  • the pot-like lid consists for example of refractory stone, especially chamotte.
  • the second heater preferably comprises one
  • annular second induction body which is designed to couple to the magnetic field of at least one induction coil arranged around the melting furnace and which preferably forms the outlet opening.
  • the outlet opening is surrounded by a barrier which allows the melt to pass or to rest, depending on the viscosity, the barrier preferably comprising a plurality of
  • the barrier serves to pass the melt into the region of the outlet opening only when the melt has a predetermined
  • Viscosity falls below. It has been found that the viscosity, in particular the dynamic viscosity of the melt, is an indicator of the microhomogeneity of the melt to be achieved within the scope of the invention. The desired homogeneity of the melt is achieved when the crystalline ones present in the melt
  • Inclusions are melted or reshaped so that they with the rest of the melt a homogeneous phase form.
  • a structural and chemical melt homogeneity of the melt can be achieved by prolonged exposure of the melt at a constant temperature or by raising the temperature to a value at which the structural and chemical inhomogeneities decompose.
  • the barrier only passes through that portion of the melt whose viscosity has dropped to the desired value.
  • the barrier preferably has a plurality of
  • Breakthroughs for example, between 0.5 to 5mm
  • Induction body of the second heater is formed.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the melting furnace and FIG. 2 shows a second embodiment of the invention
  • the melting furnace 1 is rotationally symmetrical with respect to the axis 2 and has a constant cross-section. Alternatively, the melting furnace 1 may be downwardly decreasing
  • the melting furnace 1 has a central bottom elevation 5, on which the outlet opening 6 is formed.
  • Outlet opening 6 opens into a drainage channel 7
  • first annular induction body 9 which, together with the induction coil 10, forms the first heating device of the melting furnace 1 designed as induction heating.
  • the first induction body 9 is made of a
  • the melting furnace 1 comprises a main furnace chamber 11 into which the lumpy feed material via the feed opening 3
  • the first induction body 9 now delimits, together with a pot-like cover 12 arranged above it, a further chamber 13, which surrounds the outlet opening 6.
  • the furnace main chamber 11 and the further chamber 13 are in the manner of communicating vessels on the bottom formed radial channels 14 with each other. It is one A plurality of circumferentially distributed radial channels 14 are provided, each one of the first
  • Induction body 9 formed radial groove are formed.
  • the further chamber 13 has its own
  • the Heating device which is designed as a second induction body 15.
  • the second induction body 15 forms, together with the induction coil 10, an induction heater.
  • the second induction body 15 is made of a
  • the second induction body 15 is annular and arranged at the outlet opening 6. The outflowing melt is thus passed through the cavity of the second induction body 15.
  • Induction body 15 thus heats not only the melt located in the further chamber 13, but also the melt discharged via the outlet opening 6, so that in an efficient manner very high melt temperatures
  • the heating power of the second heater can be adjusted.
  • Fig. 2 shows a modified embodiment of the melting furnace, wherein for like parts the same reference numerals
  • the cylindrical induction body 15 extends to the pot-like cover 12, so that the melt no longer reach an annular gap between the upper edge of the induction body 15 and the pot-like cover 12 in the region of the outlet opening 6 can. Rather, the entry of the melt via a plurality of 16 indicated radial openings or channels, which are formed in the induction body 15.
  • the diameter of the channels 16 may for example be between 0.5 and 5mm.
  • the induction body consists in this case of a material, such as graphite, through the
  • melt below a certain viscosity.
  • the viscosity in turn depends on the microhomogeneity of the melt, so that it is ensured that the melt does not reach the region of the outlet opening 6 until the crystalline inclusions present in the melt have melted or have been reshaped to match the remainder of the melt Melt form a homogeneous phase.

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Abstract

Bei einem Schmelzofen (1) zur Herstellung einer Steinschmelze für die Steinwolle-Erzeugung, umfassend eine Ofenhauptkammer (11) mit einer Aufgabeöffnung (3) zur Aufgabe des stückigen Aufgabegutes, eine Auslauföffnung (6) zum Austragen der Steinschmelze und eine erste Heizeinrichtung (9) zum Beheizen der Ofenhauptkammer (11), ist im Bereich der Auslauföffnung (6) eine zweite Heizeinrichtung (15) angeordnet.

Description

Schmelzofen zur Herstellung einer Steinschmelze
Die Erfindung betrifft einen Schmelzofen zur Herstellung einer Steinschmelze für die Steinwolle-Erzeugung, umfassend eine Ofenhauptkammer mit einer Aufgabeöffnung zur Aufgabe des stückigen Aufgabegutes, eine Auslaufoffnung zum
Austragen der Steinschmelze und eine erste Heizeinrichtung zum Beheizen der Ofenhauptkammer. Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von mineralischen Schmelzen für die
Produktion von Mineralfaserprodukten bekannt. Die
Mineralfaserprodukte, insbesondere Mineralwolle, wie z.B. Steinwolle oder Glaswolle, bestehen aus glasig erstarrten anorganischen Mineralfasern, die mit Hilfe eines
Schmelzprozesses hergestellt werden. In diesem
Schmelzprozess werden geeignete Rohstoffe geschmolzen und anschließend die derart entstandene Schmelze in einem
Zerfaserungsaggregat zerfasert. Das Zerfasern der Schmelze erfolgt beispielsweise in einem sogenannten Zieh-,
Schleuder- oder Blasverfahren. Unmittelbar nach dem
Zerfasern werden die Mineralfasern entweder tröpfchenweise mit Binde- und/oder Imprägniermitteln benetzt oder erhalten einen Überzug aus Binde- und/oder Imprägniermitteln, so dass sie nachfolgend punktweise miteinander verbindbar sind. Die auf diese Weise behandelte Fasermasse kann nachfolgend aufgesammelt, verformt und die resultierende Struktur durch Aushärtung der Bindemittel fixiert werden. Zur Herstellung von Steinwolle-Dämmstoffen werden Gesteine, wie z.B. Basalt, Diabas, Kalkstein und/oder Dolomit
erschmolzen. Wenn das Gestein mit Hilfe des Kupolofen- Verfahrens erschmolzen wird, so wird die dafür nötige Energie über Koks eingebracht. Das grobkörnige Gestein wird zusammen mit grobstückigem Koks als Primärenergieträger in das Schmelzaggregat eingefüllt. Durch ein Beaufschlagen der Rohstoff-Kokssäule von unten, d.h. nach dem
Gegenstromprinzip mit der für die Verbrennung benötigten Luft wird der Koks oberhalb des Ofenbodens abgebrannt. Im Bereich der Lufteinleitung erreicht die Ofentemperatur eine Höhe, bei der das Gestein aufschmilzt. Alternativ kann der Schmelzprozess auch in einem
Induktionsofen vorgenommen werden.
Der Einsatz des Gesteins, insbesondere Basalt in dem
Schmelzprozess soll möglichst so erfolgen, dass eine homogene Schmelze bestimmter chemischer Zusammensetzung entsteht, deren Viskosität und Kristallisationsverhalten eine störungsfreie Verarbeitung im Zerfaserungsaggregat erlauben und nur zu geringem Ausschuss führen. Wie in der DE 19507643 AI beschrieben besteht hierbei jedoch das Problem, dass mit dem Basalt die darin
enthaltenen hochschmelzenden Verunreinigungen in den Ofen gelangen. Die hochschmelzenden Verunreinigungen können unter den herkömmlichen Ofenbedingungen während des
Schmelzprozesses entweder nicht erschmolzen werden oder bilden in der Schmelze eine flüssige, mit dem Rest nicht mischbare Phase aus, die beim Abkühlen feste Partikel ausbildet. Wenn die heißen Partikel in die Sammelkammer gelangen, so kühlen sie auf Grund ihres hohen Wärmeinhaltes nicht im gleichen Maße ab wie die Mineralwollefasern, so dass sie im heißen Zustand in die Mineralwolle und
schließlich bis in das Fertigprodukt gelangen können. Sind die heißen Partikel bzw. Einschlüsse einmal in ein Mineralwollevlies eingebettet, so kühlen sie nur langsam aus, weil die umgebende Mineralwolle einen Wärmedämmstoff darstellt, der die Abfuhr der Wärmeenergie erschwert. Des weiteren erhöhen die in der Mineralwolle enthaltenen
Partikel die Wärmeleitfähigkeit und verringern daher den Dämmwert .
Zur Lösung des oben genannten Problems wird in der DE 19507643 AI ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Lage der heißen Einschlüsse von einem Sensor geortet wird, und die in dem Sensor gewonnenen Lagemessdaten zur Steuerung eines Düsensystems dienen, welches auf die heißen
Einschlüsse einwirkt. Dieses Verfahren ist jedoch
kompliziert und erfordert einen hohen apparativen Aufwand.
Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass mit geringem Aufwand eine homogene
Schmelze ohne Einschlüsse erhalten werden kann. Weiters sollen die Energieverluste minimiert werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art im Wesentlichen vor, dass im Bereich der AuslaufÖffnung eine zweite
Heizeinrichtung angeordnet ist. Der erfindungsgemäße
Schmelzofen umfasst somit eine erste und eine zweite
Heizeinrichtung, wobei die erste Heizeinrichtung dazu dient, das aufgegebene Gestein in der Ofenhauptkammer zu schmelzen, wobei die Schmelze eine erste Temperatur von z.B. 1.500°C erreicht. Mit der zweiten Heizeinrichtung wird die Schmelze nun auf eine gegenüber der ersten Temperatur höhere zweite Temperatur von z.B. 1.700-1.750 °C gebracht, um die in der Schmelze enthaltenen Einschlüsse aufzuschmelzen bzw. so umzuformen, dass sie mit dem Rest der Schmelze eine homogene Phase bilden. Um nun nicht die gesamte Schmelzemenge, die im Ofen vorhanden ist, auf die zweite Temperatur bringen zu müssen und um den mit dem Vorrätighalten der gesamten Menge auf dem hohen
Temperaturniveau verbundenen Energieverlust zu vermeiden, wird erfindungsgemäß lediglich eine Teilmenge der Schmelze auf die zweite Temperatur erwärmt, nämlich die sich im Bereich der zweiten Heizeinrichtung befindliche Schmelze. Dadurch, dass die zweite Heizeinrichtung im Bereich der AuslaufÖffnung angeordnet ist, wird lediglich die für das unmittelbare Ausgießen vorgesehene Menge erwärmt.
Eine bevorzugte Ausbildung sieht vor, dass eine die
AuslaufÖffnung umgebende weitere Kammer vorgesehen ist, die mittels der zweiten Heizeinrichtung beheizbar ist. Der Ofen wird somit in zwei Kammern aufgeteilt. In der
Ofenhauptkammer wird das Einsatzmaterial eingeschmolzen und die Schmelze auf die erste Temperatur gebracht. In der weiteren Kammer, die bevorzugt in der Ofenhauptkammer angeordnet ist, wird die in der Ofenhauptkammer erzeugte Schmelze auf die zweite Temperatur erwärmt. Die
Ofenhauptkammer und die weitere Kammer sind hierbei mittels wenigstens eines Kanals miteinander verbunden, sodass die in der Ofenhauptkammer erhaltene Schmelze in die weitere Kammer fließen und von dort über die AuslaufÖffnung
ausgetragen werden kann. Die beiden Kammern sind hierbei bevorzugt nach Art von kommunizierenden Gefäßen miteinander verbunden, sodass die weitere Kammer im Ausmaß der über die AuslaufÖffnung entnommenen Menge durch entsprechenden
Nachschub von der Ofenhaupt kammer automatisch aufgefüllt wird . Besonders bevorzugt sind die Hauptofenkaminer und die weitere Kammer über wenigstens einen am Boden des Ofens angeordneten Kanal miteinander verbunden. Eine derartige Ausbildung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Ofen so ausgebildet ist, dass sich die flüssige Schmelze am Boden der Hauptofenkammer sammelt. Die Anordnung des wenigstens einen Kanals am Boden der Kammer stellt daher sicher, dass während des Betriebs immer schmelzflüssiges Material zur Verfügung steht, das in die weitere Kammer nachgeführt werden kann.
Das Vorsehen einer ersten und einer zweiten Heizeinrichtung ist besonders einfach dadurch zu realisieren, dass, wie es einer bevorzugten Weiterbildung entspricht, die erste und die zweite Heizeinrichtung von einer Induktionsheizung gebildet sind. Die Induktionsheizung umfasst hierbei in der Regel wenigstens eine Induktionsspule, die den Schmelzofen bevorzugt umgibt und deren Magnetfeld Wirbelströme in einem elektrisch leitfähigen Induktionskörper induziert, der bevorzugt in der jeweiligen Kammer angeordnet ist oder die jeweilige Kammer begrenzt. Dabei kann jede
Induktionsheizung eine eigene Induktionsspule aufweisen oder die erste und die zweite Heizeinrichtung können mit einer einzigen, gemeinsamen Induktionsspule arbeiten. Bei getrennter Ausführung der Induktionsspulen kann jede
Heizeinrichtung mit einer jeweils angepassten Frequenz und/oder einer angepassten Stromstärke arbeiten, um die Heizleistung gesondert einstellen zu können.
Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass die erste und die zweite Heizeinrichtung jeweils einen eigenen elektrisch leitfähigen Induktionskörper aufweisen, der ausgebildet ist, um an das Magnetfeld wenigstens einer um den
Schmelzofen angeordneten Induktionsspule anzukoppeln.
Hinsichtlich der Ausbildung der Ofenhauptkammer und der weiteren Kammer als kommunizierende Gefäße ist eine
Ausbildung besonders vorteilhaft, bei der die
AuslaufÖffnung in vertikalem Abstand vom Ofenboden
angeordnet ist. Insbesondere ist die AuslaufÖffnung hierbei an einem erhöhten Bereich des Ofenbodens angeordnet.
Bevorzugt ist die AuslaufÖffnung hierbei in der Mitte des Ofenbodens angeordnet.
Der Schmelzofen ist bevorzugt als rotationssymmetrischer Körper ausgebildet, wobei sowohl die Ofenhauptkammer als auch die weitere Kammer rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Bevorzugt sind die Ofenhauptkammer und die weitere Kammer konzentrisch angeordnet.
Eine vorteilhafte und kompakte Konstruktion sieht in diesem Zusammenhang vor, dass der erhöhte Bodenbereich von einem Ringraum umgeben ist, in dem der wenigstens eine Kanal angeordnet ist. Dabei kann der Ringraum einen Siphon zwischen der Ofenhauptkammer und der weiteren Kammer ausbilden, wobei der Siphon im Betrieb mit schmelzflüssigem Material gefüllt ist und im Bodenbereich des Siphon der wenigstens eine Kanal angeordnet ist, über welchen die Schmelze von der Ofenhauptkammer in die weitere Kammer fließt.
Der Induktionskörper der ersten Heizeinrichtung kann hierbei im genannten Ringraum angeordnet sein. Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die erste
Heizeinrichtung einen insbesondere am Boden des Ringraums angeordneten, insbesondere ringförmigen ersten Induktionskörper umfasst. Der erste Induktionskörper bildet dabei bevorzugt eine ringförmige Trennwand zwischen der Ofenhauptkammer und der weiteren Kammer aus. Die weitere Begrenzung der weiteren Kammer ist bevorzugt durch einen topfartigen Deckel gebildet, der die weitere Kammer von der Hauptofenkammer trennt. Der topfartige Deckel ist hierbei bevorzugt auf den ringförmigen ersten Induktionskörper aufgesetzt. Der topfartige Deckel besteht beispielsweise aus feuerfestem Stein, insbesondere Schamotte.
Die zweite Heizeinrichtung umfasst bevorzugt einen
insbesondere ringförmigen zweiten Induktionskörper, der ausgebildet ist, um an das Magnetfeld wenigstens einer um den Schmelzofen angeordneten Induktionsspule anzukoppeln und der vorzugsweise die AuslaufÖffnung ausbildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung ist vorgesehen, dass die AuslaufÖffnung von einer Barriere umgeben ist, die viskositätsabhängig die Schmelze durchlässt oder aufhält, wobei die Barriere vorzugsweise eine Vielzahl von
Durchbrechungen aufweist, die Durchtrittsquerschnitte für die Schmelze ausbilden. Die Barriere dient hierbei dazu, die Schmelze erst dann in den Bereich der AuslaufÖffnung durchzulassen, wenn die Schmelze eine vorgegebene
Viskosität unterschreitet. Es wurde gefunden, dass die Viskosität, insbesondere die dynamische Viskosität der Schmelze einen Indikator für die im Rahmen der Erfindung zu erreichende Mikrohomogenität der Schmelze darstellt. Die gewünschte Homogenität der Schmelze wird dann erreicht, wenn die in der Schmelze vorhandenen kristallinen
Einschlüsse aufgeschmolzen sind bzw. so umgeformt wurden, dass sie mit dem Rest der Schmelze eine homogene Phase bilden. Eine strukturelle und chemische Mi krohomogenität der Schmelze kann dabei durch eine längere Exposition der Schmelze bei einer konstanten Temperatur oder durch eine Erhöhung der Temperatur auf einen Wert, bei welchem sich die strukturellen und chemischen Inhomogenitäten zersetzen, erreicht werden.
Unabhängig davon, auf welche der beiden oben beschriebenen Arten die gewünschte Mikrohomogenität erzielt wurde, lässt die Barriere lediglich denjenigen Schmelzeanteil durch, dessen Viskosität auf den gewünschten Wert abgesunken ist. Die Barriere weist vorzugsweise eine Vielzahl von
Durchbrechungen aufweist, die Durchtrittsquerschnitte für die Schmelze ausbilden, wobei der Durchmesser der
Durchbrechungen beispielsweise zwischen 0,5 bis 5mm
betragen kann. Je kleiner die Durchbrechungen ausgebildet sind, desto niedrigviskoser muss die Schmelze sein, damit sie durchgelassen wird. Dieser Effekt ist insbesondere dann zu beobachten, wenn die Barriere aus einem durch die
Schmelze nicht benetzbaren Material, insbesondere Graphit, besteht .
Eine konstruktiv besonders vorteilhafte Ausbildung wird dadurch erreicht, dass die Barriere von dem zweiten
Induktionskörper der zweiten Heizeinrichtung gebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 eine erste Ausführung des Schmelzofens und Fig. 2 eine zweite Ausführung des
Schmelzofens . In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Schmelzofen im
Querschnitt dargestellt. Der Schmelzofen 1 ist in Bezug auf die Achse 2 rotationssymmetrisch ausgebildet und weist einen gleichbleibenden Querschnitt auf. Alternativ kann der Schmelzofen 1 einen sich nach unten hin verringernden
Querschnitt aufweisen. Die Befüllung mit stückigem Gestein erfolgt über die Aufgabeöffnung 3. Im Bereich des Bodens 4 weist der Schmelzofen 1 eine zentrale Bodenerhöhung 5 auf, an der die AuslaufÖffnung 6 ausgebildet ist. Die
AuslaufÖffnung 6 mündet in einen Ablaufkanal 7. Die
zentrale Bodenerhöhung 5 bildet einen Ringraum 8 aus, der die Bodenerhöhung 5 umgibt. Im Ringraum 8 ist ein erster ringförmiger Induktionskörper 9 angeordnet, der gemeinsam mit der Induktionsspule 10 die als Induktionsheizung ausgebildete, erste Heizeinrichtung des Schmelzofens 1 bildet. Der erste Induktionskörper 9 ist aus einem
elektrisch leitenden Material gebildet, beispielsweise aus einem Metall. Der Schmelzofen 1 umfasst eine Hauptofenkammer 11, in die das stückige Aufgabegut über die Aufgabeöffnung 3
eingefüllt wird. Mittels des ersten Induktionskörpers 9 wird das in der Hauptofenkammer 11 befindliche Gestein erwärmt und erreicht im Bereich des Ringraums 8 die
Schmelztemperatur, wobei sich die entstehende Schmelze im Ringraum 8 sammelt .
Der erste Induktionskörper 9 begrenzt nun gemeinsam mit einem darüber angeordneten, topfartigen Deckel 12 eine weitere Kammer 13, welche die AuslaufÖffnung 6 umgibt. Die Ofenhauptkammer 11 und die weitere Kammer 13 stehen nach Art kommunizierender Gefäße über am Boden ausgebildete radiale Kanäle 14 miteinander in Verbindung. Es ist eine Mehrzahl von umfangsmäßig verteilten radialen Kanälen 14 vorgesehen, die jeweils von einer am ersten
Induktionskörper 9 ausgebildeten radialen Nut gebildet werden .
Die weitere Kammer 13 verfügt über eine eigene
Heizeinrichtung, die als zweiter Induktionskörper 15 ausgebildet ist. Der zweite Induktionskörper 15 bildet gemeinsam mit der Induktionsspule 10 eine Induktionsheizung aus. Der zweite Induktionskörper 15 ist aus einem
elektrisch leitenden Material gebildet, beispielsweise aus einem Metall. Der zweite Induktionskörper 15 ist ringförmig ausgebildet und an der AuslaufÖffnung 6 angeordnet. Die auslaufende Schmelze wird somit durch den Hohlraum des zweiten Induktionskörpers 15 geleitet. Der zweite
Induktionskörper 15 erwärmt somit nicht nur die in der weiteren Kammer 13 befindliche Schmelze, sondern auch die über die AuslaufÖffnung 6 ausgebrachte Schmelze, sodass in effizienter Weise überaus hohe Schmelzetemperaturen
erreicht werden können.
Durch Wahl der Höhe des zweiten Induktionskörpers 15 kann die Heizleistung der zweiten Heizeinrichtung eingestellt werden .
Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführung des Schmelzofens, wobei für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen
verwendet werden wie in Fig. 1. Im Unterschied zur
Ausbildung gemäß Fig. 1 erstreckt sich der zylindrische Induktionskörper 15 bis zum topfartigen Deckel 12, sodass die Schmelze nicht mehr über einen Ringspalt zwischen der Oberkante des Induktionskörpers 15 und dem topfartigen Deckel 12 in den Bereich der Auslaufoffnung 6 gelangen kann. Vielmehr erfolgt der Eintritt der Schmelze über eine Vielzahl von mit 16 angedeuteten radialen Durchbrechungen bzw. Kanälen, die im Induktionskörper 15 ausgebildet sind. Der Durchmesser der Kanäle 16 kann beispielwiese zwischen 0,5 und 5mm betragen. Der Induktionskörper besteht hierbei aus einem Material, wie z.B. Graphit, das durch die
Schmelze nicht benetzt wird. Dadurch erfolgt der Durchtritt der Schmelze durch die Kanäle 16 erst dann, wenn die
Schmelze eine bestimmte Viskosität unterschreitet. Die Viskosität wiederum ist abhängig von der Mikrohomogenität der Schmelze, sodass sichergestellt ist, dass die Schmelze erst dann in den Bereich der AuslaufÖffnung 6 gelangt, wenn die in der Schmelze vorhandenen kristallinen Einschlüsse aufgeschmolzen sind bzw. so umgeformt wurden, dass sie mit dem Rest der Schmelze eine homogene Phase bilden.

Claims

Patentansprüche :
1. Schmelzofen zur Herstellung einer Steinschmelze für die Steinwolle-Erzeugung, umfassend eine Ofenhauptkammer (11) mit einer Aufgabeöffnung (3) zur Aufgabe des stückigen Aufgabegutes, eine AuslaufÖffnung (6) zum Austragen der Steinschmelze und eine erste Heizeinrichtung (9) zum
Beheizen der Ofenhauptkammer (11), dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der AuslaufÖffnung (6) eine zweite
Heizeinrichtung (15) angeordnet ist.
2. Schmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine die AuslaufÖffnung (6) umgebende weitere Kammer (13) vorgesehen ist, die mittels der zweiten
Heizeinrichtung (15) beheizbar ist.
3. Schmelzofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kammer (13) in der Ofenhauptkammer (11) angeordnet ist.
4. Schmelzofen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die erste und die zweite
Heizeinrichtung (9,15) von einer Induktionsheizung gebildet sind .
5. Schmelzofen nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Hauptofenkammer (11) und die weitere Kammer (13) über wenigstens einen am Boden des Ofens angeordneten Kanal (14) miteinander verbunden sind.
6. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die AuslaufÖffnung (6) in vertikalem Abstand vom Ofenboden (4) angeordnet ist.
7. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die AuslaufÖffnung (6) an einem erhöhten Bereich (5) des Ofenbodens (4) angeordnet ist.
8. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Bodenbereich (5) von einem Ringraum (8) umgeben ist, in dem der wenigstens eine Kanal (14) angeordnet ist.
9. Schmelzofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (8) einen Siphon zwischen der
Ofenhaupt kammer (11) und der weiteren Kammer (13) bildet.
10. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite
Heizeinrichtung jeweils einen eigenen elektrisch
leitfähigen Induktionskörper (9,15) aufweisen, der
ausgebildet ist, um an das Magnetfeld wenigstens einer um den Schmelzofen (1) angeordneten Induktionsspule (10 anzukoppeln .
11. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Heizeinrichtung einen insbesondere am Boden des Ringraums (8) angeordneten, insbesondere ringförmigen ersten Induktionskörper (9) umfasst .
12. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Heizeinrichtung einen insbesondere ringförmigen zweiten Induktionskörper (15) umfasst, der ausgebildet ist, um an das Magnetfeld
wenigstens einer um den Schmelzofen (1) angeordneten Induktionsspule (10) anzukoppeln und der vorzugsweise die AuslaufÖffnung (6) ausbildet.
13. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kammer (13) durch einen topfartigen Deckel (12) von der Hauptofenkammer (11) getrennt ist.
14. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die AuslaufÖffnung (6) von einer
Barriere umgeben ist, die viskositätsabhängig die Schmelze durchlässt oder aufhält, wobei die Barriere bevorzugt eine Vielzahl von Durchbrechungen (16) aufweist, die
Durchtrittsquerschnitte für die Schmelze ausbilden.
15. Schmelzofen nach Ansprüche 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriere aus einem durch die Schmelze nicht benetzbaren Material, insbesondere Graphit, besteht.
16. Schmelzofen nach Anspruch 14 oder 15, dadurch
gekennzeichnet, dass die Barriere von dem zweiten
Induktionskörper (15) der zweiten Heizeinrichtung gebildet ist .
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