DE592921C - Elektrischer Schmelzofen fuer Aluminiumlegierungen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 17. FEBRUAR 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 31a GRUPPE 2 m

Heinrich Koppers G. m. b. H. in Essen, Ruhr Elektrischer Schmelzofen für Aluminiumlegierungen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. F'ebruar 1931 ab

Zum Schmelzen von Aluminium .und.Aluminiumlegierungen werden vielfach Öfen.. benutzt, bei welchen oberhalb der Schmelzwanne an der Decke des Schmelzraumes eine Reihe von spiralförmig gewickelten, aus einem Metall von hohem elektrischem Widerstand bestehenden Heizdrähten angeordnet sind. Diese Öfen ergeben zwar einen vorteilhaft niedrigen Schmelzverlust beim Schmelzen von Aluminium und Aluminiumlegierungen, sie haben aber den Nachteil eines verhältnismäßig sehr niedrigen thermischen Wirkungsgrades. Das hängt damit zusammen, daß bei den für Aluminium und Aluminiumlegierungen in Betracht kommenden Schmelztemperaturen, etwa 660 bis 750 °, die Wärmeübertragung von den Heizdrähten in das Metall nur gering ist, anderseits .die Heizdrähte, um Beschädigungen derselben durch Metallspritzer zu vermeiden, in einem ziemlich beträchtlichen Abstand von dem geschmolzenen Metall angebracht werden müssen.

Man hat zwar vorgeschlagen, die Ofengase im Kreislauf durch den Raum zwischen den Heizdrähten und der Metalloberfläche zu bewegen, wodurch unter Umständen sich auch eine Ver-.besserung des thermischen Wirkungsgrades erzielen läßt. Diese Maßnahme ist aber dann praktisch wirkungslos, wenn die Heizdrahtspiralen getrennt voneinander in Aussparungen der Ofendecke untergebracht sind, welche mit dem Ofenraum, nur durch eine verhältnismäßig schmale Schlitzöffnung in Verbindung" stehen. Gemäß der Erfindung wird der zum Umwälzen der Ofengase in der Ofendecke vorgesehene, an sich bekannte Längskanal mit den .Deckenaussparungen für die Heizdrahtspiralen derart verbunden, daß der Strom der Ofengase ganz oder teilweise durch die Heizdralitaussparungen der Ofendecke an den Heizspiralen entlang in den Raum zwischen Heizdrähten und Metall hineingedrückt wird. Dabei wird vorteilhaft im Heizkanal ein Schieber vorgesehen, durch welchen der Strom der Ofengase in dem Deckenkanal so gedrosselt werden kann, daß er ganz oder zum größten Teil durch die Heizdrahtaussparung der Ofendecke hindurchgeführt wird.

Diese eigenartige Ausbildung des Erfindungsgegenstandes bietet gegenüber dem bekannten elektrischen Aluminiumschmelzofen den Vorteil, daß die Wärmeübertragung von den Heiz- 5a drahten auf das Metall nicht mehr praktisch ausschließlich durch Strahlung, sondern zum weit größeren Teil durch Konvektion erfolgt, wodurch eine erhebliche Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades des Ofens und damit eine Verbilligung der Kosten für das Einschmelzen im elektrischen Ofen erzielt wird.

Auf der Zeichnung ist in Abb. 1 ein Längsschnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Schmelzofen dargestellt. Abb. 2 gibt einen Querschnitt nach Linie A-A der Abb. 1 wieder. Abb. 3 stellt in der einen Hälfte einen Schnitt nach der Linie B-B, in der anderen einen Schnitt nach der Linie C-C der Abb. I dar. '

Bei der auf der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist, wie üblich, in einem annähernd halbkreisförmigen Blechgehäuse 1 ein die Wärme schlechtleitendes Material 2 und auf diesem die aus

einem gegen schmelzendes Aluminium beständiges Material, beispielsweise Sillimanit, bestehende Auskleidung 3 des Schmelzraumes des Ofens angeordnet. Oberhalb der zur Aufnahme des geschmolzenen Metalles dienenden Wanne 4 sind in der Ofendecke quer zur Längsachse des Ofens eine Reihe von kreisförmigen Aussparungen 5 vorgesehen, die durch schmale Durchbrechungen mit dem Raum oberhalb des geschmolzenen Metalles einerseits und mit zwei nebeneinanderliegenden Längskanälen 6 der Ofendecke in Verbindung stehen.

Die kreisförmigen Aussparungen 5 dienen, wie üblich, zur Aufnahme der spiralförmig gewickelten, beispielsweise aus einer Nickel-Chrom-Legierung bestehenden Heizdrähte 7, deren Enden beiderseits in Wandkanälen 8, die zweckmäßig von außen zugängig sind, an die Stromleitungssammelschienen des Ofens in geeigneter Schaltung angeschlossen sind.

An den beiden Enden des Ofenraumes münden Deckenkanäle 6 in den Wannenraum ein. An der einen Mündungsstelle, bei 9, ist mittels einer senkrechten Welle 10 drehbar ein Ventilator 11 vorgesehen, bei dessen Bewegung die Ofengase aus dem Wannenraum in die Deckenkanäle gedrückt werden. Zum Antrieb des Ventilators 11 dient ein oben am Ofen angebrachter elektrischer Motor 12, der mit der eine Durchbrechung der Ofendecke durchsetzenden Propellerwelle 10 unter Vermittlung eines Kegelradgetriebes 13 oder in sonst geeigneter Weise in Verbindung steht.

An der anderen Mündungsstelle der Deckenkanäle, bei 14, ist ein von außen zu betätigender Schieber 15 vorgesehen, mit dem der freie Querschnitt der Kanalmündung verändert werden kann. Durch geeignete Einstellung dieses Schiebers 15 kann man den Strom der durch den Ventilator 11 umgewälzten Ofengase ganz oder teilweise durch die Deckenaussparungen für die Heizdrähte an den letzteren vorbeileiten und von dort auf die Oberfläche des Metalles drücken. Hierdurch wird eine besonders vor- +5 teilhafte Übertragung der Wärme von den Heizdrähten auf das flüssige Metall erreicht. Es ist jedoch dabei zu beachten, daß der Strom der Ofengase nicht so stark sein darf, daß die auf der Oberfläche des Bades sich ansammelnde dicke Metalloxydschicht auseinandergerissen wird und die Ofengase auf die blanke Metalloberfläche auftreffen.

Da beim Einschmelzen von Aluminium nicht unerhebliche Gasmengen frei werden, ist es vorteilhaft, in der Decke des Ofens ein Gasabzugsrohr 16 vorzusehen.

Das Chargieren des kalten Metalles erfolgt bei dem dargestellten Ofen von den Stirnseiten 17 aus durch Chargieröffnungen 18, die in üblicher Weise durch senkrecht bewegliche Schiebertüren 19 verschlossen werden können. Zum Abziehen des flüssigen Metalles aus dem Ofen "wird dieser vorteilhaft um seine Längsachse drehbar ausgebildet, was beispielsweise dadurch erreicht werden kann, daß die Unterseite des Ofens auf Lagerrollen 20 gelagert wird. Wie aus Abb. 2 zu entnehmen, fließt das Metall bei geeigneter Drehung des Ofens aus der Gießöffnung 21 aus.

Anstatt den Gasumwälzventilator an einer Seite des Ofenraumes anzuordnen, kann es, insbesondere bei Schmelzofen von einer sehr großen Längenausdehnung, vorteilhaft sein, ihn in der Mitte des Ofens vorzusehen und den Gasstrom in die Deckenkanäle nach beiden Seiten aufzuteilen. In diesem Falle sind selbstverständlich an beiden Enden des Schmelzraumes des Ofens Schieber zur Regulierung des Gasstromes anzubringen. Schließlich ist es auch noch möglich, die Ofengase anstatt in einen Decken- go kanal in seitliche Aussparungen des Ofenraumes oder gegen in diesem vorgesehene Prallflächen zu drücken, wodurch sich ebenfalls ein Kreislauf der Ofengase zwischen Heizdrähte und Metallbad erreichen läßt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schmelzofen für Aluminiumlegierungen mit unterhalb der Ofendecke reihenweise nebeneinanderliegenden Heizspiralen und einem zur Längsachse des Ofens parallelen,-beiderseits mit dem Ofenraum in Verbindung stehenden und die Ofengase im Kreislauf führenden Kanal, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (5) der die Heizdrahtspiralen tragenden Deckensteine einerseits durch Kanäle mit dem Raum oberhalb des Schmelzbades und anderseits mit dem Deckenkanal (6) in Verbindung stehen und den Durchgang der Ofengase aus dem Deckenkanal auf das Schmelzbad ermöglichen.

2. Schmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Deckenkanals (6) an der Mündungsstelle in den Schmelzwannenraum durch einen von außen einstellbaren Schieber (15) einstellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen