DE472919C - Verfahren und Vorrichtung zum Veredeln, Legieren und Schmelzen von Metallen, insbesondere von Eisen, in mehreren voneinander getrennten Stufen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Veredeln, Legieren und Schmelzen von Metallen, insbesondere von Eisen, in mehreren voneinander getrennten Stufen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Veredeln, Legieren und Schmelzen von Metallen u. dgl., insbesondere von Eisen, in mehreren voneinander getrennten Stufen und besteht insbesondere darin, daß die einzelnen Stufen derart miteinander verbunden sind, daß ein Abstich der untersten Stufe einen Übertritt des Schmelzgutes von einer oberen zu einer nächstniedrigeren Stufe bewirkt, während nach Beendigung des Abstiches das Schmelzgut bis zum nächsten Abstiche in der betreffenden niedrigeren Stufe verbleibt. Zweckmäßig besitzt die Abstichstufe ein größeres Fassungsvermögen und eine größere Tiefe als die vorhergehende Stufe. Der Ofen zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorteilhaft in der Weise ausgestaltet, daß die verschiedenen Stufen in einem einzigen Ofenraum angeordnet sind, der vorzugsweise ringförmig ausgebildet ist. Die ständige Verbindung der beiderseits eines Dammes liegenden Räume erfolgt vorteilhaft durch eine kleine, nur ein langsames Durchfließen der Schmelzflüssigkeit gestattende, an der tiefsten Stelle der Herde angeordnete Öffnung. Die erste Herdstufe kann ein geringeres Gefälle und eine geringere Druckhöhe haben als die folgende Herdstufe. Ferner ist zweckmäßig die Durchflußöffnung des die erste Herdstufe abschließenden Dammes kleiner als die -Durchflußüffnung des nächsten Dammes oder des Abstichloches. Die Heizquellen zum Erhitzen sind vorzugsweise in der Nähe der die einzelnen Stufen voneinander trennenden Dämme angeordnet und können vorteilhaft aus Heizflammen bestehen. Der vom ringförmigen Ofenraum umschlossene Hohlraum kann als Lufterhitzer ausgebildet sein.
• Durch den Ofen gemäß der Erfindung wird u. a. ermöglicht, das Schmelzen oder Vorerhitzen des Schmelzgutes in der ersten Stufe. das weitere Überhitzen sowie das Entschw efeln, Legieren oder sonstige Verfeinern des Schmelzgutes in der zweiten bzw. folgenden Stufe vorzunehmen. Die einzelnen Maßrahmen können zu gleicher Zeit in den entsprechenden Stufen durchgeführt werden, so daß der Übergang von der einen zur folgenden innerhalb des gleichen Ofenraumes liegenden Stufe ohne weiteren Aufenthalt erfolgen kann.
• In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise an einem Ofen mit ringförmigem Herd und Ölfeuerung veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. z einen Aufriß im Schnitt, Abb. z einen Querschnitt, Abb. 3 eine Ansicht von links im Schnitt gemäß Abb. r, Abb. .4 eine Draufsicht auf einen Ofen getriäß der Erfindung.
• Abb. 5 veranschaulicht das Profil des Ofenherdes im Querschnitt.
• In Abb. 6 und 7 ist eine weitere Ausfülrrungsform des- Ofens dargestellt, und zwar zeigt Abb. 6 einen Aufriß im Schnitt und Abb. 7 einen Querschnitt durch einen Ofen gemäß dieser Ausführungsform.
• Der Ofen besteht aus einem ringförmigen Herd a, der durch zwei Dämme b und c in zwei Abteilungen oder Stufen d und e unterteilt ist. Die Stufe d hat, wie aus Abb. 5 ersichtlich, geringeres Gefälle und eine geringere Druckhöhe als die Stufe e, und zwar fällt die Sohle der Stufe d nach dem Damme c zu ab, während die Stufe e, welche tiefer liegt als die Stufe d, nach der Auslaufrinne oder dem Abstichloch g zu abfällt. Die Dämme oder Stege b und c können geschlossen oder aber auch zwecks Verbindung der beiden Herdstufen durchbrochen sein. In der Zeichnung ist dargestellt, daß der Damm c einen Kanal f aufweist. Der Kanal f hat einen geringeren Querschnitt als die Ausflußöffnung g. Die Ölbrenner 1a und i sind tangential angeordnet, und zwar gehört der Brenner i zu der Stufe d und der Brenner h zu der Stufe e. Der die zu behandelnde Schmelze, z. B. das aus einem Kuppelofen austretende geschmolzene Eisen, aufnehmende muldenförmige Raum ist mit k bezeichnet. Er steht mit der Abteilung d des Ofenherdes a in Verbindung. Die Ausgestaltung der Verbindung zwischen dem Teil k und dem Herd a ist derart, daß ein Abschluß von der Außenluft bewirkt wird. Mit Z ist eine der Auslaßöffnungen der Verbrennungsgase bezeichnet, die in den Innenraum m in der Mitte des Ofens einmündet; n sind die tangential angeordneten Abzugskanäle für die Heizgase. In dem Innenraum zta ist ein Vorwärmer o für die den Ölbrennern h und i zu- zuführende Verbrennungsluft angeordnet. Der Luftvorwärmer o besteht aus vier Kammern, welche nacheinander von der vorzuwärmenden Luft durchströmt werden, und ist außen mit schraubenförmig angeordneten Rippen zur Führung der den Vorwärmer umspülenden Heizgase versehen. Die Luft tritt durch die Öffnung p in den Vorwärmer ein, durchläuft diesen, indem sie zunächst nach unten und dann wieder nach oben geführt wird und tritt aus dem Vorwärmer wieder heraus in die Leitungen q, die zu den betreffenden Brennern führen. Der Hohlraum in kann auch als Rekuperator bekannter Bauart ausgebildet sein. Desgleichen können mehr als zwei Dämme vorgesehen, der Ofenherd a also in mehr als zwei Stufen oder Abteilungen unterteilt sein.
• Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Der Ofen wird durch die Ölbrenner lt und i hoch vorerhitzt. Hierauf läßt man aus dem Raum k durch den Kanal k das flüssig: Schmelzgut in die erste Abteilung oder Stufe d eintreten. Das flüssige Schmelzgut fließt den Damm c langsam zu und gelangt durch den Kanal f in die zweite Herdstufe e, wo es sich allmählich sammelt. Auf diesem langen Wege hat sich sowohl durch die Berührung mit der vorerhitzten Herdfläche als auch durch die weitere unmittelbare Erhitzung durch die aus den Ölbrennern tretenden Flammen das Schmelzgut hocherhitzt, insbesondere da das fließende Gut der Ölflamme infolge der großen Oberfläche zahlreiche und infolge der Fließbewegung immer neue Angriffspunkte bietet. Eine weitere Durchmischung des flüssigen Schmelzgutes erfolgt durch die Stauung vor dem Damme b und das Abfließen in die untere Stufe e, wobei auch alle Teile des Schmelzgutes an die Oberfläche gelangen und hierbei nicht nur der erhitzenden Ölflamme ausgesetzt werden, sondern auch eine Oxydation und Entschwefelung des Eisens stattfindet. Sobald der Schmelzgutspiegel in beiden Stufen etwa bis zur Oberkante des Dammes c gestiegen ist, können in der Stufe e weitere Veredlungen, wie Entschwefeln durch Zusätze von Soda, Entgasen in der gleichen Weise sowie ein Legieren usw., stattfinden, falls dies notwendig sein sollte. Sobald die gewünschte Behandlung des Schmelzgutes vollendet ist, erfolgt der Abstich, und das Schmelzgut tritt durch die Ablaufrinne g aus der Herdstufe e aus. Diese Entleerung erfolgt infolge des stärkeren Gefälles der Sohle der Herdstufen und der größeren Druckhöhe bedeutend schneller als das Nachlaufen des flüssigen Schmelzgutes aus der oberen Herdstufe d, so daß praktisch eine vollkommene Entleerung der Herdstufe e erfolgt und die Ölflamme aus dem Brenner h nunmehr wiederum die Herdstufe sowie das in diese einlaufende Schmelzgut in allen Schichten beheizt. Die allmählich sich entleerende Herdstufe d wird durch den dauernden Zufluß von Schmelzgut aus dem Kuppelofen oder Vorherd wieder aufgefüllt, so daß nach einiger Zeit wiederum beide Herdstufen bis etwa an die Oberkante des Dammes b gefüllt sind und nunmehr derselbe Vorgang wiederholt werden kann.
• Anstatt das Schmelzgut zwecks Veredlung usw. dem Ofen zuzuführen, kann auch der Ofen selbst zum Schmelzen des Gutes Verwendung finden. Ein derartiger Ofen ist in Abb.6 und 7 dargestellt. Er unterscheidet sich von dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel nur insoweit, als der Innenraum m nunmehr als Füllschacht für das durch die Einfüllöffnung r einzuführende Gut ausgebildet ist. Der Füllschacht m steht an seinem Unterende durch den Kanal s mit der Herdstufe <3 in Verbindung. An den Füllschacht schließt sich ein Luftvorwärrner o an, der beispielsweise die in Abb. i bis 3 dargestellte Bauart aufweisen kann. Die Heizgase treten @ an unten nach oben durch den Füllschacht und dienen zur Vorwärmung des Schmelzgutes. :Fach Umspülung des Luftvorwärmers treten sie aus dem Kanal t ins Freie oder zur weiteren Verwendung wieder aus. Das flüssige Schmelzgut tritt aus dem Füllschacht in die Herdstufe d und durch den Kanal f in die Herdstufe e ein. In der Herdstufe d erfolgt die weitere Schmelzung, während in der Herdstufe e die Veredlung, Vorlegierung usw. erfolgen kann.
• Der Ofen kann an Stelle einer kreisrunden Form naturgemäß auch eine elliptische Form haben. Außerdem ist es gleichgültig, ob die Einfüllung nach Art der Abb.6 geschieht oder z. B. oberhalb der Mitte des Ofens ein Aufgabetrichter vorgesehen ist, oberhalb dessen sich eine zweckmäßig verschiebbare Abzugshaube befindet, in der dann gegebenenfalls ein Lufterhitzer untergebracht ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Veredeln, Legieren und Schmelzen von Metallen u: dgl., insbesondere von Eisen, in= mehreren voneinander getrennten Stufen, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stufen derart miteinander verbunden sind, daß ein Abstich der untersten Stufe einen Übertritt des Schmelzgutes von einer oberen zu einer nächstniedrigeren Stufe bewirkt, während nach Beendigung des Abstiches das Schmelzgut bis zum nächsten Abstiche in der betreffenden niedrigeren Stufe verbleibt. a. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstichstufe ein größeres Fassungsvermögen und eine größere Tiefe besitzt als die vorhergehende Stufe. -3. Ofen nach einem der Ansprüche i oder a, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Stufen in einem einzigen Ofenraum angeordnet sind, der vorzugsweise ringförmig ausgebildet ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ständige Verbindung der beiderseits eines Dammes liegenden Räume durch eine kleine, nur ein langsames Durchfließen der Schmelzflüssigkeit gestattende, vorzugsweise an der tiefsten Stelle der Herde angeordnete öffnung hergestellt ist. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Herdstufe ein geringeres Gefälle und geringere Druckhöhe hat als die folgende Herdstufe und ferner daß die Durchflußöffnung des die erste Herdstufe abschließenden Dammes kleiner ist als die Durchflüßöffnung des nächsten Dammes oder des Abstichloches. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen in allen Stufen mit Hilfe von Heizflammen geschieht. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizquellen in der Nähe der die einzelnen Stufen voneinander trennenden Dämme angeordnet sind. B. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vom ringförmigen Ofenraum umschlossene Hohlraum als Lufterhitzer ausgebildet wird oder zur Aufnahme eines besonderen Lufterhitzers Verwendung findet.