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Gasgefeuerter Aluminiumschmelzofen Die Erfindung bezieht sich auf
gasgefeuerte Aluminiumschmelzöfen o. dgl. mit aus feuerfestem Stoff bestehenden
Heizrohren, die den Ofenraum durchsetzen und auswechselbar angeordnet sind.
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Die - Heizrohre wurden bisher fest in die Seitenwände des Ofens unterhalb
der gewölbeartig ausgebildeten Ofendecke eingebettet. Die Enden der Heizrohre werden'
dabei gasdicht an die in den Ofenseitenwänden vorgesehenen Brenner oder Abgaskanäle
angeschlossen, so daß die Heizgase nicht in das Ofeninnere eindringen können. Bei
dieser Ausbildung- der Öfen sind die Heizrohre der Gefahr des Zerspringens in erhöhtem
Maße ausgesetzt, selbst wenn sie vorsichtig auf die Arbeitstemperatur erhitzt werden.
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Es hat sich gezeigt, daß die Temperatur des Rohrkörpers insbesondere
während des Anheizens des Ofens von der Temperatur des das .Rohr umgebenden Ofenmauerwerks
so stark verschieden ist, daß erhebliche Unterschiede in der Wärmedehnung entstehen.
Das Heizrohr, von dem aus die Wärme auf das gesamte Ofenmauerwerk übertragen wird,
erreicht vielfach seine Arbeitstemperatur von etwa i2oo bis i3oo°, schon in einem
Zeitpunkt, in dem sich das Ofenmauerwerk kaum auf Zoo bis 300° erwärmt hat. Der
Rohrkörper dehnt sich bei i3oo° natürlich viel stärker als die Ofenseitenwände,
und dadurch, kommt es zu Spannungen in dem Rohr, das schließlich zerreißt. Ähnliche
Schwierigkeiten treten auch dann - auf, wenn der Baustoff für die Heizrohre und
das Ofenmauerwerk verschieden ist, beispielsweise wenn man für die Heizrohre hochfeuerfesten
SiLlimanit wählt und für das Ofenmauerwerk das wohlfeilere Silikamaterial. Silikamaterial
hat bekanntlich eine stark ungleichmäßige Wärmedehnung, die bis etwa 6oo° wesentlich
stärker ist als bei Schamofte- und Sillimanitmaterial, so daß man auch beim Anheizen
eines solchen Ofens durch besondere unmittelbar in den Ofenraum hineinbrennende
Einrichtungen zusätzliche Beanspruchungen der Rohrkörpex durch Wärmespannungen nicht
vermeiden kann.
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Man hat deshalb schon vorgeschlagen, die.
Heizrohre
an den Auflagepunkten nicht fest mit dem Mauerwerk zu verbinden, sondern so anzuordnen,
daß sich die Rohre gegenüber dem Ofenmauerwerk frei dehnen können: Hierbei besteht
jedoch die Gefahr, daß an der Stelle, wo sich das Rohrende frei im Mauer werk bewegt,
durch die dort notwendigerweise vorzusehende Fuge zwischen Rohr und Mauerwerk Verbrennungsgase
in den Ofenraum eintreten, was beispielsweise möglich ist, wenn in den Heizräumen
gegenüber dem Ofenraum ein Überdruck vorhanden ist.
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Um dies zu verhindern, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, innerhalb
der Ofenwand, und zwar rund um das Rohr herum, einen engen Ringkanal anzuordnen,
in welchem gegenüber dem Ofenraum ein etwas geringerer Druck aufrechterhalten wird,
so daß, falls Gase von den Verbrennungsräumen her durch die absichtlich gebildeten
Schlitze rund um das Heizrohr herum in den Ofenraum ziehen wollen, dieselben in
diesen Ringkanal abströmen müssen.
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Die Erfindung besteht somit darin, daß, in den die Heizröhrenden frei
verschiebbar aufnehmenden Durchbrechungen der Ofenseitenwände zwischen dem Rohrende
und dem Ofenraum Ringkanäle angeordnet werden,. die einerseits mit dem Zwischenraum
zwischen dem Heizrohr und der Wanddurchbrechung und andererseits mit einem unter
vermindertem regelbarem Druck stehenden Raum, vorzugsweise dem Kamin, verbunden
sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Ofen wird also in dem Ringkanal, der die
Heizrohrenden umgibt, ein geringer regelbarer Unterdruck gegenüber dem Ofenraum
aufrechterhalten, was zur Folge hat, daß eine Gasströmung durch den Zwischenraum
zwischen Heizrohr und Ofenwand in den Ofenraum hinein unmöglich ist. Man kann daher
die Heizrohrenden mit genügendem Spiel in der Ofenwand lagern, so daß sich die Rohre
frei dehnen können. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß man die
Rohre seitlich durch die vergrößerten Durchbrechungen des Ofenmauerwerks auswechseln
kann.
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In der beiliegenden Zeichnung ist ein kippbarer Schmelzofen gemäß
der Erfindung dargestellt. .
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Fig. i stellt einen senkrechten Querschnitt durch den Ofen und Fig.
2 einen senkrechten Längsschnitt dar.
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Der Ofen i nach Fig. i ist im oberen Teil mit den Heizrohren 3 versehen,
welche den Ofenraum durchsetzen. Auf der einen Seite des Ofens sind die Brenner
4 angeordnet, welche einzeln oder gruppenweise die Rohre beheizen, während auf der
anderen Seite der Abzugskanal 5 vorgesehen ist, in welchem die Verbrennungsgase
gesammelt werden. Damit keine Verbrennungsgase in den Ofenraum eintreten können,
ist in der Wand zwischen Brennerraum und Ofenraum sowie zwischen dem Abgassammellkanal
und Ofenraum je. y ein Ringkanal 6 angeordnet, durch welche G-ä:se, die gegebenenfalls
vom Brennerraum oder vom Abgaskanal in den Ofenraum strömen wollen, aufgefangen
und abgeleitet werden.
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Die Rohre 3 sind in den Durchführungen des Mauerwerks 7 mit Spiel
gelagert, so daß sie sich entsprechend der Wärmedehnung frei bewegen können. Die
Gewölbe 8 der Füllöffnungen 9 des Ofens ragen so weit in, den Ofen hinein, daß die
'vor der Füllöffnung liegenden Rohre vor Beschädigung durch Arbeitsgeräte oder vor
plötzlicher Abkühlung durch kalte Luft geschützt werden. Nach Fig. 3 sind die Rohre
3 leicht gebogen ausgeführt, wodurch die Tragfähigkeit der Rohrkörper verbessert
und ein Durchbiegen der Rohre verhindert wird.
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Die Auswechslung der Rohre geschieht entweder durch die öffnungen,
in welchen die Brenner ¢ sitzen, oder nach der anderen Seite durch die Aussparung
i o, welche im Mauerwerk freigelassen und nachträglich für sich spiegelartig zugemauert
wird.
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In Fig.4 wird gezeigt, wie die Heizkanäle angeordnet werden, falls
die Seitenwände und der . Boden des Ofens mit beheizt werden sollen. In diesem Falle
werden durch die Brenner 4 die Rohre 3 beheizt, die Verbrennungsgase durchstreichen
die Seitenkanäle i i und die Bodenkanäle 12 und treten dann in den Abzugskanal 13
ein.
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Nach Fig. 5 wirken die Brenner 14 in den Bodenkanal 1ä. Die Verbrennungsgase
steigen durch die Kanäle in der Seitenwand nach oben in den Sammelkanal 15
und streichen von hier durch die Heizrohre 3 in den Sammelkanal 16.
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Nach Fig. 6 ist die Durchführung der Brenner 3 .durch das Ofenmauerwerk
in größerem Maßstab gezeigt, wobei man erkennen kann, daß, falls Gase aus dem Sammelkanal
5 in den Heizraum 2 eintreten wollen, dieselben zuerst den Kanal 6 passieren müssen
und hier dann sofort abgeleitet werden und deshalb nicht in den Ofenraum 2 gelangen
können.
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In dem Ringkanal 6 wird während des Betriebes ein geringer regelbarer
Unterdruck gegenüber dem Ofenraum eingehalten, was in einfacher Weise dadurch geschehen
kann, daß der Kanal 6 unter Zwischenschaltung, einer Drosselung mit dem Kamin verbunden
wird. Ist nun der Gasdruck im Abgaskanals größer als im Ofenraum; so daß die Abgase
die Neigung haben, teilweise in den Ofenraum. durch die offene Fuge zwischen Heizrohrende
und. Ofenwand abzuströmen, hält
der unter einem geringeren Druck
als der Ofenraum stehende .Ringkanal 6 den Abgasstrom in der Wandfuge auf und leitet
die Abgase beispielsweise in den Kamin ab.