DE1210132B

DE1210132B - Crucible furnace for melting non-ferrous metals

Info

Publication number: DE1210132B
Application number: DEW32840A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmut Palz
Original assignee: Westofen GmbH
Current assignee: Westofen GmbH
Priority date: 1962-08-24
Filing date: 1962-08-24
Publication date: 1966-02-03
Also published as: DK107638C; CH408294A; AT242877B

Description

Tiegelschöpfofen zum Schmelzen von Nichteiseninetallen Die Erfindung betrifft einen Tiegelschöpfofen zum Schmelzen von Metallen, insbesondere von Nichteisenmetallen mit einer eine bauliche Einheit mit dem Ofen bildenden, einen Auslauf zum Schmelztiegel aufweisenden Kammer, in der das zu schmelzende Metall unter Ausnutzung der Ofenabgase vorgewärmt wird.Crucible ladle furnace for melting non-ferrous metals The invention relates to a crucible ladle furnace for melting metals, in particular non-ferrous metals with an outlet to the crucible that forms a structural unit with the furnace having chamber in which the metal to be melted using the furnace exhaust gases is preheated.

Um einwandfreie Gußstücke, insbesondere dünnwandigen Guß herstellen zu können, muß das Metallbad im Tiegelschöpfofen möglichst an allen Stellen konstante Temperatur haben, die aber beün üblichen kalten Nachsetzen von stückigem Metall in den Ofen eine erhebliche Störung erfährt, weil die zum Schmelzen des frisch eingebrachten Gutes erforderliche Wärme zunächst aus der in unmittelbarer Nähe befindlichen Schmelze entnommen wird, die folglich örtlich sehr stark abkühlt. Am sichersten erreicht man die gewünschte homogene Temperaturdurchdringung der Schmelze im Tiegelschöpfofen durch ein Vorschmelzen des Einsatzgutes in einem kippbaren Ofen, aus dem das flüssige Metall in den eigentlichen Tiegelschöpfofen umgefüllt wird, dem man die Schmelze zum Vergießen mittels einer Schöpfkelle entnimmt. Ein derartiges Vorgehen ist jedoch nicht immer angebracht, beispielsweise beim öfteren Wechseln der Metallsorten oder Legierungen, zum anderen ist ein zweiter Tiegelofen bei kleineren Gießereibetrieben mit nur einem oder auch zwei Schmelzöfen unrentabel, da er erhebliche Kosten verursacht.To produce flawless castings, especially thin-walled castings To be able to do so, the metal bath in the crucible ladle furnace must be as constant as possible at all points Have temperature, but the usual cold replenishment of lumpy metal in the furnace undergoes a significant malfunction because of the melting of the freshly introduced Good heat required initially from the melt in the immediate vicinity is taken, which consequently cools down very locally. Most surely achieved the desired homogeneous temperature penetration of the melt in the crucible ladle furnace by pre-melting the input material in a tiltable furnace from which the liquid Metal is poured into the actual crucible ladle furnace, which is used to melt the melt removes for potting by means of a ladle. However, such an approach is not always appropriate, for example when changing the types of metal or Alloys, on the other hand there is a second crucible furnace at smaller foundries unprofitable with only one or two melting furnaces, as it causes considerable costs.

Man hat deshalb schon Tiegelschöpföfen Vorwännkammern zugeordnet, in denen das einzuschmelzende Metall durch direkte Beaufschlagung der Ofenabgase vorgewärmt wird. Beispielsweise ist aus der britischen Patentschrift 873 295 ein Flammofen zum Schmelzen von Metallen bekannt, bei dem die Heizgase von einem an den Brennerblock angeschlossenen Brenner erzeugt werden, der in eine Brennkammer hineinbrennt, die durch einen Ablenkkörper vom Schmelzbad abgetrennt ist, Die Brennkammer verjüngt sich stufenweise, wobei an der engsten, die Schmelzzone bildenden Stelle die stärkste Wärmekonzentration auftritt. Die Ofengase ziehen durch einen Kanal ab, der gleichzeitig als Beschickungstrichter für das zu schmelzende Metall dient. Derartige öfen sind insofern nachteilig, als beim Beschickungsvorgang die Heizgase aus der Kammer ausströmen, das Bedienungspersonal belästigen und den Ofenzug sowie den Ofendruck ungünstig beeinflussen. Außerdem setzen sich von den Ofengasen mitgeführte Schmutzteilchen auf dem vorzuwärmenden Metall ab, was beim Nachsetzen von Gut zu einer erheblichen Verschmutzung und Gasdurchsetzung des Schmelzbades führt. Dasselbe gilt für den Ofen nach der deutschen Patentschrift 444 535, bei dem das in den Herd durch eine Öffnung eingebrachte zu schmelzende Metall von dem vom Tiegelschöpfofen abziehenden Heizgas ebenfalls direkt beaufschlagt wird.For this reason, crucible ladle furnaces have already been assigned preheating chambers in which the metal to be melted is preheated by direct exposure to the furnace exhaust gases. For example, a flame furnace for melting metals is known from British patent specification 873 295 , in which the heating gases are generated by a burner connected to the burner block, which burns into a combustion chamber which is separated from the weld pool by a deflector.The combustion chamber tapers in stages , with the greatest concentration of heat occurring at the narrowest point forming the melting zone. The furnace gases are drawn off through a channel that also serves as a feed hopper for the metal to be melted. Such ovens are disadvantageous insofar as the heating gases flow out of the chamber during the charging process, annoy the operating personnel and adversely affect the oven draft and oven pressure. In addition, dirt particles carried along by the furnace gases settle on the metal to be preheated, which leads to considerable contamination and gas penetration of the weld pool when material is replenished. The same applies to the furnace according to German patent specification 444 535, in which the metal to be melted, which is introduced into the hearth through an opening, is also directly acted upon by the heating gas withdrawn from the crucible ladle furnace.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorwärmeinrich" tung des Ofens zu verbessern. Dies, wird gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Vorwärmkammer in einen von den Ofenabgasen durchzogenen Raum und einen das Metall aufnehmenden kaum mittels eines hitzebeständigen, ggsdichten Zwischenbodens, der eine für das Metall als Auslauf zum Schmelztiegel dienende Verlängerung hat, getrennt ist. Auf diese Weise bleiben Verschmutzungen beim Vorwärmen des Metalls aus, da die Heizgase mit dem Gut nicht mehr in Berührung kommen, vielmehr wird das in Form von Metallbarren und Gießausschuß in die Vorwärmkammer eingebrachte Gut während des Vorwärinens von anhaftendem Wasser, Öl oder sonstigen Verunreinigungen gesäubert, womit sich die Gas- und Schmutzaufnahme der Schmelze auf ein Minimum beschränkt, was wiederum eine wesentliche Verminderung des Gießaussehusses, insbesondere beim Gießen von dünnwandigen Teilen mit sich bringt. Ferner ist die Bedienung des Ofens denkbar einfach und kann vom Bedienungspersonal ohne Belästigung durch Heizgase mühelos vorgenommen werden, indem zunächst die Vorwärmkammer beschickt und dann die erwärmten Gutstücke mittels eines Schiebers od. dgl. über den Auslauf in den Tiegel geschoben werden, wobei der Ofenzug und der Ofendruck stets gewahrt bleiben. Des weiteren bleibt beim Nachsetzen von Gut die gleichmäßige Temperaturdurchdringung des Metallbades weitgehend erhalten, das schon nach verhältnismäßig kurzer Zeit wieder in einwandfreiem, t,i el eßfertigem Zustand ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein Tiegelschöpfofen in Verbindung mit der neuen Vorwärmkamrner eine erhebliche Brennstofferspamis bringt, die, wie Versuche ergeben haben, bei wenigstens 30 II/o liegt. Hinzu kommt, daß sich die Vorwärmkammer beim Kokillenguß zum Anwärmen der Kokillen bestens eignet. Auch können Teile, die in das Gußstück eingegossen Werden, wie z. B. die Blechplakate für Läufer und Rotoren von Elektromotoren, in der Kammer erwärmt werden, so daß hierzu keine besonderen Ofen erforderlich sind.The object of the invention is to improve the preheating device of the furnace. According to the invention, this is essentially achieved by placing the preheating chamber in a space permeated by the furnace exhaust gases and in a space that hardly receives the metal by means of a heat-resistant, sealed intermediate floor that an extension serving as an outlet for the metal to the crucible is separated. In this way, there is no contamination when the metal is preheated, since the heating gases no longer come into contact with the material The material brought in is cleaned of adhering water, oil or other impurities during preheating, which means that the gas and dirt absorption of the melt is reduced to a minimum, which in turn significantly reduces the casting process, especially when casting thin-walled parts Operation of the oven is very easy and can be n can be carried out effortlessly by the operating personnel without the nuisance of hot gases by first loading the preheating chamber and then pushing the heated good pieces into the crucible via the outlet using a slide or the like, whereby the furnace tension and furnace pressure are always maintained. Furthermore, when the material is replenished, the uniform temperature penetration of the metal bath is largely retained, which is in a perfect, ready-to-eat condition again after a relatively short time. Another advantage is that a crucible ladle furnace in connection with the new preheating chamber brings considerable fuel savings, which, as tests have shown, is at least 30 II / o. In addition, the preheating chamber is ideally suited for heating the chill molds during chill casting. Also parts that are poured into the casting, such as. B. the sheet metal posters for runners and rotors of electric motors are heated in the chamber, so that no special furnace is required for this.

Gemäß der Erfindung kann die Vorwärmkammer am Rand des Ofens über dem Brennerkasten angeordnet sein, wobei der Boden des Metallraumes der Vorwärmkammer sich etwa in Höhe des Schmelztiegelrandes befindet und der Bodenauslauf -zum Schmelztiegel als in den Ofenrand eingelassene Wanne ausgebildet ist. Diese Konstruktion ergibt eine kompakte, platzsparende Bauweise bei relativ wenig baulichem Aufwand. Vornehmlich wird man Auslauf und Beschickungsboden aus hitzebeständigem Guß, beispielsweise Herdplattenguß, fertigen und dabei den Auslauf durch eine Haube überdecken, um Wärmestrahlungsverlusten entgegenzuwirken.According to the invention, the preheating chamber at the edge of the furnace can over be arranged the burner box, the bottom of the metal space of the preheating chamber is approximately at the level of the edge of the crucible and the bottom outlet -to the crucible is designed as a tub embedded in the edge of the furnace. This construction yields a compact, space-saving design with relatively little structural effort. Mainly you will spout and loading floor made of heat-resistant cast, for example Hotplate casting, manufacture and cover the outlet with a hood to prevent heat radiation losses to counteract.

Was die Führung der Heizgase. anbetrifft, so kann der Ofen unterhalb des Auslaufs im Ofenmauerwerk eine Durchlaßöffnung aufweisen, welche den Heizraum des Ofens mit dem Kammerheizraum verbindet, in den die Ofengase führende Leitmittel zum gleichmäßigen Beheizen des Beschickungsbodens eingebaut sind.As for the conduct of the heating gases. as for the furnace below of the outlet in the furnace masonry have a passage opening, which the boiler room of the furnace connects to the chamber heating space, in which the furnace gases leading conducting means are installed for even heating of the loading floor.

. # Ein weiterer Vorschlag der Erfindung besteht darin, daß die Kammer zum Vorschmelzen von Metall mit einer zusätzlichen -Heizeinrichtung ausgerüstet und der - B6gchickungsboden zusammen mit dem Auslauf als zum Tiegelraird geneigte, mit einer feuerfesten Schutzschicht versehene Gußwanne ausgebildet ist, so daß in, manchen Fällen das Gut in der Kanüner in einen flüssigen Zustand gebracht und von dort in den Schmelztiegel geleitet werden kann.-,. Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung und aus der Zeichnung ersichtlich, die ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt' F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Ofen mit zugeordneter Vorwärmkammer und #F i g. 2 die Draufsicht auf den Ofen mit einem durch die Vorwärmkammer gelegten Horizontalschnitt. . # A further proposal of the invention is that the chamber is equipped for premelting of metal with an additional -Heizeinrichtung and - B6gchickungsboden as inclined together with the outlet for Tiegelraird is formed with a refractory protective layer provided Gußwanne so that in, some cases the goods can be brought into a liquid state in the can and from there into the crucible . Details of the invention are apparent from the following description and from the drawing, which illustrates an embodiment of the subject matter of the invention, namely shows' F i g. 1 shows a longitudinal section through a furnace with an associated preheating chamber and #F i g. 2 the top view of the furnace with a horizontal section taken through the preheating chamber.

I In der Zeichnung bedeutet 1 das Ofenmauerwerk, 2 den Schmelztiegel und 3 den Ofenheizraum, der von einem im Brennerkasten4 angeordneten,'in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellten Brenner beheizt werden kann. Der Schmelztiege12 ruht auf einem Soc'kel 5 und ist unterhalb seines öffnungsrandes 6 durch einen kranzförmigen Vorsprung -7 zentriert. über den Tiegelrand 6 ragt ein ringförmiger Isolierkörper 8 vor, der in einer Ausnehmung 9 des Ofenrandes- 10 lagert, dessen übrige Fläche mit einer Blechverkleidung 11 versehen ist, an der ein die Beschickungsöffnung des Ofens begrenzender Verschleißring 12 mittels Haltern 13 befestigt ist.In the drawing, 1 denotes the furnace masonry, 2 the crucible and 3 the furnace heating space, which can be heated by a burner located in the burner box 4, not shown in the drawing for the sake of simplicity. The crucible 12 rests on a base 5 and is centered below its opening edge 6 by a ring-shaped projection -7. A ring-shaped insulating body 8 protrudes over the crucible rim 6 and is supported in a recess 9 of the furnace rim 10 , the remaining surface of which is provided with a sheet metal cladding 11 , to which a wear ring 12 delimiting the furnace loading opening is fastened by means of holders 13.

über dem Brennerkasten 4 ist am Ofenumfang eine kastenartige Vorwärmkammer 14 angeordnet, die' teilweise in das Ofenmauerwerk eingreift und im übrigen von Stützen 15 getragen wird. Die Vorwärrakammer 14 ist in Höhe des Schmelztiegelrandes 6 durch hitzebeständige Gußplatten 16 in zwei gasdicht voneinander getrennte Räume 17 und 18 unterteilt, von denen der Raum 17 über einen im Ofenmauerwerk vorgesehenen Kanal 19 mit dein Ofenheizraum 3 verbunden ist und eine Abgasöffnung 20 sowie Heizgasleitmittel 21 aufweist, die gleichzeitig als Stützen für äie Gußplätten 16 dienen. Der kaum 18 der Vorwärmkammer 14 hingegen hat an seiner vom Ofen abgewandten Seite eine durch eine Tür 22 verschließbare Beschickungsöffnung 23 und gegenüber dieser in der dem Ofen gekehrten Seite einen Ausgang 24, dem sich ein wannenartiger, ebenfalls aus Guß bestehender, zum Schmelztiegel 2 sich erstreckender Auslauf 25 anschließt. Der Auslauf 25 wiederum ist mittels einer Haube 26 abdeckbar, die eine verengte Fortsetzung des Xammerraumes 18 bildet und die gegebenenfalls an ihrer offenen Seite 27 einen Kettenvorhang od. dgl. aufweisen kann.Above the burner box 4, a box-like preheating chamber 14 is arranged on the furnace circumference, which 'partially engages in the furnace masonry and is otherwise supported by supports 15 . The preheating chamber 14 is divided at the level of the crucible edge 6 by heat-resistant cast plates 16 into two gas-tight spaces 17 and 18 , of which the space 17 is connected to the furnace heating space 3 via a duct 19 provided in the furnace masonry and has an exhaust gas opening 20 and heating gas conducting means 21 , which also serve as supports for äie cast plates 16 . The 18 of the preheating chamber 14, on the other hand, has on its side facing away from the furnace a loading opening 23 that can be closed by a door 22 and opposite this in the side facing the furnace an outlet 24, to which a trough-like, also made of cast, extends to the crucible 2 Outlet 25 connects. The outlet 25, in turn, can be covered by means of a hood 26 which forms a narrowed continuation of the chamber space 18 and which can optionally have a chain curtain or the like on its open side 27.

Die Betriebsweise des Ofens ist folgende: Mittels des - im Brennerkasten 4 angeordneten Brenners wird der Schmelztiegel 2 beheizt,'wobei die Schmelztemperatur -ständig gemessen und dementsprechend die Biäündreinstellung automatisch geregelt wird. Die vorn Brenner erzeugten Heizgase umspülen zunächst den Tiegel 2, um dann durch den Ofenmauerwerksr kanal 19 in den Vorwärmkammerraum 17 überzutre-. ten, den sie in der eingezeichneten Pfeilrichtung bei mehrmaliger Umlenkung durch die Leitmittel 21 durclisti#ren, bis sie durch die Abgasöffnung in den Kamin abziehen. Während des Passierens der Vorwärftikamr-ner 14 geben die Abhitzgase des Ofens Wärme an die den Boden des Beschickungsraumes 18 # bäden'en - Gußplattän 16 *ab, die dadurch bis zur Rotglut erhitzt werden, so daß das zu schmelzende Metall, das vom Beschickungsraum durch die Beschickungsöffnung 23 in den Kamin 18 stückig eingebracht wird, eine intensive Vorwärmung und eine grÜndliche Reinigung durch Verdampfen des anhäftenden Schmutzes und Wassers erfährt. Die aufgeheizten Metallstücke schiebt -der tedienungsmann mittels' 'eines ehtsprechendcn' Werkzeuges aus dem Ofen hinaus auf den wannenartigen Auslauf 25, von wo die endgültige Einbringung' in den Schmelztiegel 2 erfolgt.The operation of the furnace is as follows: By means of the - arranged in the burner box 4 burner is of the crucible 2 is heated, 'wherein the melting temperature measured Constantly and accordingly the Biäündreinstellung is automatically controlled. The heating gases generated by the burner first wash around the crucible 2 in order to then pass through the furnace masonry channel 19 into the preheating chamber 17 . which they traverse in the direction of the arrow drawn with repeated deflection by the guide means 21 until they are withdrawn through the exhaust gas opening into the chimney. While passing the Vorwärftikamr-ner 14, the waste heat from the furnace heat to the bottom of the loading area 18 # bathing - Gußplattän 16 *, which are heated to red heat so that the metal to be melted from the loading area through the charging opening 23 is introduced into the chimney 18 in pieces, undergoes intensive preheating and thorough cleaning by evaporation of the adhering dirt and water. The heated metal pieces are pushed out of the furnace by the operator using a corresponding tool and onto the tub-like outlet 25, from where they are finally brought into the crucible 2.

Im Bedarfsfalle kann man, beispielsweise bei stark schmutzigem Einsatz , gut, m"der Decke der Vorwärmkammer14 Anschlüsse vorsehen, durch die beim Vörwärm'en vom Gut sich absefzenden Dämpfe abziehen können.If necessary, for example in the case of very dirty use , connections can be provided in the ceiling of the preheating chamber 14 through which vapors can be drawn off from the material during preheating.

Claims

Patent applications: 1. Crucible ladle furnace for melting non-ferrous metals with a chamber that forms a structural unit with the furnace, an outlet to the crucible, in which the metal to be melted is preheated using the furnace exhaust gases, which means that it is through g e k en n - indicates that the preheating chamber (14) is separated into a space (17) permeated by furnace exhaust gases and a space (18) containing the metal by means of a heat-resistant, gas-tight intermediate floor (16) , one for the metal as an outlet to the crucible (2) serving extension (25) has.

2. Oven according to claim 1, characterized in that the preheating chamber (14) is arranged at the edge of the furnace above the burner box (4), the bottom (16) of the -MetaUraumes (18) of the VorwärmkarnTner (14) being approximately in height of the crucible edge (6) is located and the bottom outlet (25) to the crucible (2) is designed as a tub let into the edge of the furnace. 3. Oven according to claim 2, characterized in that the charging base (16) and the outlet (25) of the preheating chamber (14) consist of heat-resistant cast iron. 4. Oven according to Claims 1 to 3, characterized in that the outlet (25) can be covered by a hood (26) . 5. Furnace according to claims 2 to 4, characterized in that below the outlet (25) in the furnace masonry a passage opening (19) is provided which connects the heating space (3) of the furnace with the chamber heating space (17) into which the furnace gases leading guide means (21) are installed. 6. Furnace according to claims 1 to 5, characterized in that the chamber (14) for premelting the metal is equipped with an additional heating device and the loading base is designed together with the outlet as a cast trough which is inclined towards the edge of the crucible and provided with a refractory protective layer. Documents considered: German Patent No. 444 535; British Patent No. 873 295.