DE545725C - Elektrischer Schmelzofen und Verfahren zu seinem Betrieb - Google Patents

Description

• Elektrischer Schmelzofen und Verfahren zu seinem Betrieb Es ist aus den industriellen' und wissenschaftlichen Forschungen der letzten Jahrzehnte bekannt geworden, daß die Atmosphären, in denen Metalle und Legierungen (einschließlich Stählen) geschmolzen werden, von ausschlaggebender Bedeutung für die Güte der geschmolzenen Produkte sind. Es macht sich daher seit geraumer Zeit das Bestreben bemerkbar, die Atmosphäre, in der der Schmelzvorgang stattfinden soll, willkürlich zu beeinflussen. Weiter geht das Bestreben dahin, die erschmolzenen Metalle und Legierungen in lunkerfreier, für die Verarbeitung günstiger Struktur zu erhalten. Nachstehend ist eine Konstruktion eines Schmelzofens beschrieben, die diese Aufgabe in besonders einfacher und zuverlässiger Weise löst.
• Ein nach den vorstehend geschilderten Grundgedanken gebauter Schmelzofen ist schematisch in Abb. r und 2 dargestellt. Darin bedeutet a ein Rohr, das aus einem nichtleitenden oder halbleitenden Material besteht und über die Grundfläche des Ofens nach unten hinaus hervorragt oder verlängert ist. In diesem Rohr a befindet sich der Schmelztiegel b, der auf einer Stütze c steht. Das Rohr a ist in geeignetem Abstand mit einem wärmeisolierenden Mauerwerk o. dgl. cl umgeben. Der Zwischenraum zwischen dem Mauerwerk d und dem Rohr a wird mit gehörntem Kohlegries angefüllt. Die Bodenplatte e. auf der der ganze Ofen aufgebaut ist, trägt an ihrem äußeren Rande einen ringförmigen Rand f, der mit Sand, Öl oder einem anderen Abschlußmittel gefüllt werden kann. Innerhalb dieses ringförmigen Randes f steht ein zylindrischer Mantel ä, der an seinem oberen Rande einen weiteren ringförinigen Rand h trägt, die in gleicher Weise mit einem geeigneten Abschlußmittel gefüllt werden kann. In diesem Ringraum ruht der Rand des Deckels i. In der Mitte des Dekkels kann beispielsweise ein Schauglas k angeordnet sein, durch das der Schmelzvorgang im Tiegel überwacht werden kann; ferner sind an dem Deckel i. Gaszuführungsrohre l angebracht.
• ach beendetem Schmelzvorgang kann die Stütze c, auf der der Tiegel b ruht, gesenkt «>erden, so daß der Tiegel b allmählich in kältere Zonen kommt. Dabei wird zunächst der Boden des Tiegels abgekühlt und dadurch erreicht, daß der Tiegelinhalt vom Boden nach oben zu erstarrt und dadurch der Tiegelinhalt als lunkerfreier Block erhalten wird. Dieser Vorgang kann dadurch unterstützt werden, daß man das untere Ende oder die Verlängerung des Rohres a in geeigneter Weise kühlt, beispielsweise durch eine wasserdurchströmte Kupferspirale. Es ist aber auch möglich, die -Stütze c so weit herabzusenken, daß der Tiegel aus dem unteren Teil des Rohres a herauskommt und dann in üblicher Weise durch Gießen entleert wird. Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung folgender Art: Unter der unteren Öffnung des Rohres a wird ein- mit feuerfestem, wärmeisolierendem Material ausgekleideter Behälter nt angebracht, der um eine Achse zt gekippt «=erden kann; am Boden des Behälters n ist ein Loch von solcher Weite gelassen, daß die Tiegelstütze c gerade hindurchgeht, während der dickere Tiegel b in dem Behälter m sitzenbleibt. Senkt man die Stütze c (die ja an ihrem oberen Ende ebenfalls heiß ist), so wird die Wand des Behälters m vorgewärmt; bei genügendem Senken der Stütze c bleibt schließlich der Tiegel b in dem Behälter nt sitzen, während die Stütze c unten aus dem Behälter ist austritt und damit den Behälter zum Kippen um die Achse it freigibt. Die Schmelze kann dann in üblicher Weise durch Kippen um die Achse it ausgegossen werden.
• Es ist auch möglich, einen derartigen Ofen kontinuierlich zu betreiben. Man bringt zu diesem Zweck in dem die Kohlegriesschicht umgehenden Mauerwerk d einen rohrförmigen Kanal o an. In diesem können neu zuzuführende Tiegel oder Schmelzeinheiten aufeinandergesetzt hochgehoben werden, bis der oberste Tiegel oder die oberste Schmelzeinheit über das obere Ende des Mauerwerkes d hervortritt. In einem zweiten im Mauerwerk d angeordneten Rohr p befindet sich eine Achse, die an ihrem oberen Ende den Arm q trägt. Durch Drehen der Achse kann dann die oberste Schmelzeinheit von der aufeinandergestapelten Säule abgeschoben und über das Heizrohr a geschoben werden. In dem Heizrohr a schichten sich die Schmelzeinheiten wieder übereinander und können durch Senken der Stütze c der Reihe nach allmählich in die Schmelzzone hinabgesenkt, dort geschmolzen, nach beendetem Schmelzvorgang weiter gesenkt und nach dem Abkühlen und Erstarren unten kalt aus dem Ende des Heizrohres ct ausgetragen werden.
• Da der Ofen oberhalb der Grundfläche gasdicht glockenförmig ummantelt ist und lediglich an dem unten offenen Querschnitt des verlängerten röhrenförmigen Heizrohres mit der Außenluft in Verbindung steht, bleibt das in dem Ofen eingeschlossene Gas ohne Wechsel. Dadurch wird eine schädliche Beeinflussung des Tiegelinhaltes durch wechselnde Gase bzw. Luft verhindert. Durch die in dem Deckel i angebrachten Gaszuführungsrohre Z ist es möglich, den Ofeninnenraum von oben her mit einer beliebigen Atmosphäre bestimmter Art zu füllen und so den Schmelzvorgang in einer ganz bestimmt gewählten Atmosphäre sich abspielen zu lassen, die beispielsweise so gewählt werden kann, daß sie vorher bestimmte metallurgische Reaktionen im Tiegel unterstützt bzw. einleitet oder diese wenigstens nicht nachteilig beeinflussen kann. Ein Überschuß des Gases kann jederzeit aus der unteren öffnung des Rohres a entweichen. Die Zuführung der Gase durch im Deckel des Ofens angebrachte Rohre ist wesentlich zweckmäßiger als die bisher bei mit Schutzatmosphären arbeitenden Öfen üblich angewandten Weise, die Gase von unten her einzuleiten. In diesem Falle steigt das eingeleitete Gas in einem einzigen Strömungsfaden im Ofeninnern nach oben, ohne daß es die vorher in dem Ofen befindliche Atmosphäre vollständig zu verdrängen vermag, weil es sich beim Hochsteigen bis zu einem gewissen Grade vermischt. Wird es dagegen von oben zugeführt, so breitet es sich über den ganzen Ofenraum aus, und man erhält die gewollte Atmosphäre in wirklich reinem Zustand. Dadurch wird es ermöglicht, daß mehrere verschiedene Gase bzw. Gasgemische nacheinander in den Ofen eingeführt und dadurch verschiedene Reaktionen oder Reaktionsgruppen nacheinander ausgelöst oder in ihrem Verlauf beeinflußt werden können.

Claims (6)

1. PATENT ANS11tlJC:llli: z. Elektrischer Schmelzofen mit rohrförmigem, am oberen Ende abgeschlossenem Heizraum, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiegel oder das Schmelzgut von einer senkrecht verschiebbaren Stütze getragen wird, und daß der Heizraum an seinem unteren Ende und/oder sein über die Bodenfläche des Ofens verlängerter rohrförmiger Teil mit einer Kühlvorrichtung versehen ist.
2. 2. Schmelzofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die den Tiegel tragende Stütze durch die Bodenöffnung eines um eine waagerechte Achse schwenkbaren Behälters geht, der den Tiegel nach völligem Absenken aufnehmen kann.
3. 3. Schmelzofen nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die elektrische Heizeinrichtung umschließenden ;Mauerwerk ein senkrechter Schacht liegt, durch welchen dem Tiegel sowohl im Ruhezustand wie auch bei seiner Bewegung die erforderlichen Schmelzeinheiten durch Verschieben von unten nach oben, zweckmäßig mittels einer drehbaren Achse mit schwenkbarem Arm, zugeführt werden. q..
4. Schmelzofen nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen mit Gaszu- und -abführungsvorrichtungen versehen ist, durch die der Ofeninnenraum in der Richtung von oben nach unten mit Gasen gefüllt und gefüllt erhalten werden kann.
5. 5. Verfahren zum Betrieb von Schmelzöfen nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die den Tiegel tragende Stütze nach beendeter Schmelzung so langsam abgesenkt wird, daß der Tiegelinhalt durch Eintritt in die gekühlte untere Zone des Heizrohres vom Tiegelboden her allmählich und lunkerfrei erstarrt.
6. 6. Verfahren zum Betrieb von Schmelzöfen nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daB durch ein oder mehrere Füllgase im Tiegel gleichzeitig oder nacheinander vorher bestimmteReaktionen ausgelöst oder unterstützt werden.