DE474571C - Verfahren zum Schmelzen nicht eisenhaltiger Metalle, z. B. Kupfer oder Bronze, in einem Kupolofen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Schmelzen nicht eisenhaltiger Metalle; z. B. Kupfer oder Bronze, in einem Kupolofen Das Schmelzen nicht eisenhaltiger Metalle und ihrer Legierungen wurde bisher auf verschiedenen Wegen ausgeführt, entweder um sie zu reinigen oder um ihre charakteristischen Merkmale zu ändern, oder um sie mit anderen Stoffen zu behandeln, oder auch einfach zum Zweck, sie in den flüssigen Zustand überzuführen, um sie in Formen ausgießen oder zu Gußblöcken gießen zu können.
• Es ist schon lange bekannt, daß Kuppelöfen zum Schmelzen von Eisen am billigsten sind, und zwar wegen der unmittelbaren Berührung zwischen Metall und Brennstoff sowie anderer -\-`orteile wegen. Kuppelöfen werden daher allgemein zum Schmelzen von Eisen verwendet, aber ihre Verwendung zum Schmelzen nicht eisenhaltiger Metalle hat sich bisher aus verschiedenen Gründen als nichtbefriedigend erwiesen. 7.. B. nehmen solche Metalle Schwefel aus dem Brennstoff auf. Ferner verursacht der in solchen Öfen verwendete starke Gebläsewind die Bildung von Metalloxyden, die sich dann mit dem Schwefel verbinden, Gase bilden und in den Gußstücken Blasen hervorbringen. Auch ist die Gegenwart von Schlacke, die sich bei den gewöhnlichen Brennstoffen bildet, bei den meisten nicht - eisenhaltigen Metallen sehr nachteilig.
• Durch die vorliegende Erfindung werden alle- diese Schwierigkeiten und Nachteile überwunden, und nicht eisenhaltige Metalle können ohne Mühe find zu voller Zufriedenheit in einem Kuppelofen rasch, wirksam und ohne großen Materialverlust geschmolzen werden.
• Wie sich nämlich herausgestellt hat, ist die Auswahl des Brennstoffs ausschlaggebend, und es hat sich gefunden,- daß ein Brennstoff, welcher genügende mechanische Stärke oder Widerstand gegen Zerkleinerung besitzt, so daß er eine Gicht tragen kann, für den vorliegenden Zweck befriedigend ist. Ein solcher Brennstoff ist Koks, der aus dem Verkoken von Kohlenteerpech in einem Bienenkorbofen gewonnen wird. Dieser Koks, der mechanisch sehr widerstandsfähig ist, aus etwa 98 Prozent bis 99 Prozent freiem Kohlenstoff besteht, fast frei von Schwefel und Asche ist, keinen Phosphor enthält und eine hohe thermische Kapazität besitzt, ist an sich bereits bekannt und ist auch bereits zum Schmelzen von Eisen im Schachtofen vorgeschlagen worden. Demgegenüber he#teht vorliegende Erfindung darin, daß ein solcher Brennstoff züun erstenmal beim Umschmelzen nicht eisenhaltiger \letalle. z. B. Kupfer oder Bronze, iin Kupolofen zur Benutzung kommt.
• Das zti behandelnde Metall wird in einem Kuppelofen auf den Koks gelegt, oder Schichten von Metall und Koks können abwechseln. Die Verbrennung wird durch die Einführung von Luft durch Windformen nahe ani Boden des Ofens aufrechterhalten. Durch Begrenzung der Luftzufuhr kann eine hinreichende Verbrennung aufrechterhalten werden. so daß die Metalle geschmolzen werden können und gleichzeitig in der Niihe cler lIetalle eine reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten wird, wodurch eine übermäßige Oxydation verhindert wird. Durch gehörige Regelung der Luftmenge können die metallischen Oxyde zu den Metallen selbst reduziert werden. Infolge des hohen thermischen Wertes des benutzten Brennstoffs werden die lfetalle bei der beschränkten Luftzufuhr nicht einfrieren. Sobald das Metall geschmolzen ist, wird es aus dem Ofen in der üblichen Weise mit einem Gießlöffel entfernt, in Formen ausgegossen, zu Blöcken gegossen oder auf andere Weise verwendet unter Benutzung besonderer Behälter, Ausgießvorrichtungen oder Gußmaschinen.
• Die vorliegende Erfindung kann zum Schmelzen und Reinigen einer sehr großen Zahl nicht eisenhaltiger Metalle und ihrer Legierungen, z. B. Kupfer, Nickel, Aluminium, Zinn, Antimon, Blei und Zink, Verwendung finden. .
• Im nachstehenden wird die Erfindung besonders in ihrer Verwendung zum Schmelzen von Kupfer und Bronze in einem Kuppelofen beschrieben werden.
• Bei der Ausführung der Erfindung kann ein Kuppelofen benutzt werden, wie er in der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht ist und in welcher Abb. i einen Aufriß des Ofens und Abb. 2 einen Grundriß des Ofens zeigt.
• Der mit i- bezeichnete Kuppelofen steht auf einem Untergestell, auf welchem er durch hohle Ansätze 3 gestützt ist. Diese hohlen Ansätze dienen als Windformen. Von einem Gebläse 5 o. dgl. führt ein Gebläserohr q. mittels der Zweigrohre 6 zu den Windformen 3. In dem Rohr q. befindet sich ein Ventil 7 zur Regelung des Gebläses sowie ein Manometer zum Messen desselben. Die Zweigrohre 6 besitzen eine Öffnung 9 mit einem abnehmbaren Abschlußpfropfen io, so daß durch die Wiildformen ein natürlicher Zug hindurchgehen kann, wenn die Abschlußpfropfen io herausgenommen werden, nachdem das Gebläse abgestellt worden ist. Der Baden i i des Kuppelofens ist mit feuerbeständigem Material, z. B. Ziegeln, ausgefüttert, während der Kuppelofen selbst mit einem für nicht eisenhaltige Metalle geeigneten feuerbeständigen Material ausgefüttert ist. Das obere Ende des Ofens ist von einem Gehäuse 13 umgeben, das durch den zylindrischen Ansatz 15 zu einem Abzug 14 führt, so daß das Gehäuse angehoben werden kann, wenn der Kuppelofen Ausbesserungen bedarf. Das Gehäuse 13 ist mit einer Tür 16 versehen, durch welche die Materialien in den Ofen befördert werden. Das Anheben des Gehäuses wird durch Gegengewichte 17 erleichtert. Nahe am Boden des Ofens ist ein Stichloch i 8 vorgesehen sowie ein Ausfluß i9, und etwas höher ist ein Schlackenloch 2o angeordnet sowie ein Ausfluß 21.
• Das Verfahren wird in folgender Weise ausgeführt: Eine dünne Lage von Koks, wie oben beschrieben, wird auf den Boden des Ofens gelegt und angezündet, und darauf wird der Ofen allmählich weiter mit dem Koks angefüllt bis zur Höhe von etwa einem oder zwei Fuß oberhalb der Windformen 3. Zum Anzünden des Koks wird vorzugsweise eine Gebläselampe verwendet. Das Stichloch i8 mit der Rinne i 9 wird offen gelassen, bis der Ofen zum Beschicken mit Metall fertig ist. Beim Veredeln der Metalle ist es wünschenswert, daß das Stichloch und der Boden des Ofens heiß sind. Nachdem der Boden des Ofens heiß und der Koks glühend geworden ist, wird das Metall auf den Koks gebracht, und zwar können abwechselnd Schichten von Koks und Metall in den Ofen befördert werden. Die Öffnungen 9 werden mittels der Abschlußpfropfen io geschlossen und das Stichloch @ i8 verstopft, z. B. mit einem aus Putzbaumwolle hergestellten harten Ball und feuchtem Formsand. Vorzugsweise wird dazu fettige Putzbaumwolle benutzt.
• Jetzt wird das Gebläse 5 angestellt und durch die Windformen 3 Luft eingeblasen. Der Druck und die Luftmenge sind viel kleiner, als es sonst bei solchen Ofen üblich ist, wenn sie zum Schmelzen von Eisen verwendet werden. Es scheint nur notwendig zu sein, eine für dieVerbrennung des Koks ausreichende Luftmenge zuzuführen, ohne dadurch eine Oxydation des Metalls herbeizuführen, so daß an Stelle eines Druckes von 0,035 kg je cm= an den Windformen, wie es beim Kupolofen zum Schmelzen von Eisen üblich ist, wobei der Ofen einen Durchmesser von ungefähr 45,7 cm am unteren Ende hat und 2,28 m hoch ist, ein Luftdruck von 0,017 kg je cm2 zur Ausführung des Verfahrens ausreicht. Es erfordert ungefähr drei Minuten Gebläsebetrieb, um Bronze zu schmelzen, und .4 bis 5 Minuten, um Kupfer zu schmelzen. In manchen Fällen kann das Metall auch mit durch den Abzug 14 erzeugtem natürlichen Zug geschmolzen werden, in welchem Fall die obenerwähnten Pfropfen herausgenommen werden. Nachdem das Metall geschmolzen ist, wird das Stichloch 18 geöffnet und das geschmolzene Metall herausgelassen. Das @ erfahren kann ununterbrochen durchgeführt «-erden, indem immer neue Schichten Koks und Metall durch die Tür 16 in den Ofen beschickt werden, während das geschmolzene Metall durch das Stichloch 18 abgelassen wird. Die Schlacke kann durch das Schlackenloch 2o herausgenommen werden, wenn das Metall mit einem Zuschlag (Flußmittel) behandelt wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Schmelzen nicht eisenhaltiger Metalle, z. B. Kupfer oder Bronze, in einem Kupolofen unter Verwendung von Koks als Brennstoff, gekennzeichnet durch die Verwendung von Koks, der aus dem Verkoken mit Kohlenteerpech gewonnen wird, wobei die Windpressung und Windmenge wesentlich unter das beim Kupolofenbetrieb mit gewöhnlicheuz Koks normale Ma-ß verringert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des zugeführten Gebläsewindes für einen Kupolofen von 45,7 cm Durchmesser etwa 0,017 kg je- cm2 beträgt.